KR20170046450A

KR20170046450A - 파킹기어 제조용 냉간단조장치

Info

Publication number: KR20170046450A
Application number: KR1020150146821A
Authority: KR
Inventors: 이진규
Original assignee: 한호산업(주)
Priority date: 2015-10-21
Filing date: 2015-10-21
Publication date: 2017-05-02
Also published as: CN106607536A

Abstract

본 발명은 파킹기어 제조용 냉간단조장치에 관한 것으로서, 파킹기어의 예비성형체를 정밀 성형하는 냉간 사이징 공정 시, 하부 금형 내에 압입되는 상기 예비성형체의 가이드 정밀도를 개선시켜 예비성형체의 이끝면 모서리부의 형상 및 치수를 균일하고 정밀하게 가이드함으로써, 치형 정밀도를 향상시키고, 불량률을 감소시키며, 절삭 공정의 기준면 확보로 가공 품질을 개선할 수 있는 파킹기어 제조용 냉간단조장치에 관한 것이다.

Description

파킹기어 제조용 냉간단조장치{COLD FORGING DEVICE FOR MANUFACTURING PARKING GEAR}

본 발명은 파킹기어 제조용 냉간단조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 파킹기어의 예비성형체를 정밀 성형하는 냉간 사이징 공정 시, 하부 금형 내에 압입되는 상기 예비성형체의 가이드 정밀도를 개선시킬 수 있도록 한 파킹기어 제조용 냉간단조장치에 관한 것이다.

일반적으로 파킹기어는 평행을 이루는 2개의 축을 연결하는 기어장치로서, 회전의 속도와 힘을 변환하며, 특히 자동차의 변속기 등에 사용된다.

특히 상기 파킹기어는 스퍼기어의 일종으로, 가장 대표적인 기어이며, 평기어, 평치차라고도 한다.

파킹기어는 회전축에 대하여 평행하게 스플라인이 절삭되어 있다. 즉, 파킹기어의 둘레면에 기어이와 치홈이 반복적으로 형성되어 있다.

종래의 파킹기어의 성형은 일반적으로 금형을 이용한 열간단조를 통해 제1예비치형을 성형하고, 냉간 사이징을 통해 제2예비치형을 성형하는 단조 공법을 이용하였다. 상기 제2예비치형은 선삭 공정에 의해 파킹기어를 성형하기 전의 치형이다.

상기 냉간 사이징 공정은, 도 1에 도시한 바와 같이, 중공의 둘레면에 치형형성부(2)가 구비된 금형(1)에 제1예비치형이 형성된 파킹기어(p)를 냉간 압출하여 제2예비치형을 성형하는 공정으로, 기계적 성질이 우수하고 균일한 표면 형상을 구현하게 된다.

그런데, 이러한 냉간 압출 공정은, 상기 금형(1)의 중공에 파킹기어(p)가 일측으로 기울어져 진입하게 될 경우 스플라인의 이끝면 모서리부를 미리 설정된 치수 및 형상에 가까운 형태로 형성하는데 한계가 있었다. 즉, 파킹기어(p)의 성형소재가 위치 불량으로 인하여 스플라인의 이끝면 모서리부가 정밀하지 않게 성형되므로 전체적으로 가공 품질이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 파킹기어의 예비성형체를 정밀 성형하는 냉간 사이징 공정 시, 하부 금형 내에 압입되는 상기 예비성형체의 가이드 정밀도를 개선시킬 수 있도록 한 파킹기어 제조용 냉간단조장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 파킹기어 제조용 냉간단조장치는, 상부몸체와, 상부몸체와, 상기 상부몸체에 승강가능하게 설치되는 상부펀치를 포함하는 상부금형; 하부몸체와, 상기 하부몸체에 중공을 이루는 관통공과, 상기 관통공의 내측에 파킹기어의 예비성형체 외경에 형성된 치형부를 냉간 사이징하는 치형가공부를 포함하는 하부금형; 및, 상기 하부금형 내에 가압되어 수용되는 상기 예비성형체의 하면을 수평 지지하며, 성형된 파킹기어의 예비성형체를 외부로 취출하기 위한 취출부재를 포함한다.

본 발명에 의하면, 상기 하부금형에는 상기 관통공의 상단 모서리로부터 상방으로 연장되어 상기 파킹기어의 예비성형체를 상기 관통공 내로 안내하기 위한 외부 가이드링이 설치된다.

본 발명에 의하면, 상기 관통공의 상단 모서리로부터 상기 치형가공부 사이에는, 관통공을 둘러싸는 원주방향의 내면을 따라 내측 중심을 향해 내경이 축소되는 내부 가이드부가 형성된다.

본 발명에 의하면, 상기 내부 가이드부의 상단은 관통공의 상단 모서리로부터 관통공의 중심을 향해 하향 경사지게 가이드챔퍼가 형성된다.

본 발명에 의하면, 상기 가이드챔퍼의 경사면 끝단에는 곡면 형성된 라운드부가 구비된다.

본 발명에 의하면, 상기 외부 가이드링은 상기 가이드부의 내경보다 큰 내경을 가진다.

전술한 바와 같은 구성의 본 발명에 따른 파킹기어 제조용 냉간단조장치에 의하면, 파킹기어의 예비성형체를 정밀 성형하는 냉간 사이징 공정 시, 하부 금형의 관통공 내에 압입되는 상기 예비성형체가 균일하고 정밀하게 가이드됨으로써, 파킹기어의 치형 정밀도가 향상되고, 불량률이 감소하며, 절삭 공정시의 기준면 확보로 가공 품질을 개선할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 냉간 압출 공정을 통한 파킹기어의 제조방법을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 파킹기어 제조용 냉간단조장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 파킹기어 제조용 냉간단조장치를 나타내는 단면도이다.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 파킹기어 제조용 냉간단조장치는, 상부금형(10), 하부금형(20) 및 취출부재(30)를 포함한다.

상기 상부금형(10)은 상부몸체(11)와, 상기 상부몸체(11)에 승강 가능하게 설치되는 상부펀치(12)가 포함된다.

상기 하부금형(20)은 하부몸체(21)와 상기 하부몸체(21)에 중공을 이루는 관통공(22)이 형성되며, 상기 관통공(22)의 내측에는 파킹기어의 예비성형체(m)의 외경에 형성된 치형부를 냉간 사이징하는 치형가공부(23)가 형성된다. 즉, 상기 하부금형(20)의 관통공(22)내로 파킹기어의 예비성형체(m)가 상부금형(10)에 의해 가압되면서 외경의 스트레이트 치형이 정밀 성형되는 냉간 사이징 공정을 실시할 수 있게 된다. 즉, 상기 하부금형(20)에 파킹기어의 예비성형체(m)를 위치시키고, 상기 상부금형(10)을 하강하여 상기 예비성형체(m)를 가압함으로써 상기 하부금형(20)의 치형가공부(23)에 의해 예비성형체(m)의 치형부에 정밀한 스트레이트 치형을 성형하게 되는 것이다.

상기 치형가공부(23)는 상기 하부금형(20)의 관통공(22)을 둘러싸는 원주방향의 내면을 따라 기어이와 기어홈이 반복적으로 번갈아 형성되어 있다.

따라서, 열간단조 공정에 의해 가공된 예비성형체(m)의 치형부에는 상기 관통공(22) 내의 치형가공부(23)에 의해 냉간 사이징 공정이 수행된다. 상기 치형가공부(23)의 기어이는 상기 예비성형체(m)의 치형부에 이홈을 성형하고, 상기 치형가공부(23)의 기어이가 형성되지 않은 기어홈 부분은 상기 치형부에 이를 성형하게 된다.

한편, 상기 하부금형(20)은 원기둥 형상의 이젝터(31)와, 상기 파킹기어의 예비성형체(m)에 형성된 하부 돌출부가 안착되는 안착면(32)으로 이루어진 취출부재(30)를 포함한다.

상기 취출부재(30)의 이젝터(31)는 상기 하부금형(20)의 관통공(22) 내에서 상하로 유동할 수 있도록 치형가공부(23)의 이끝면으로부터 관통공(22)의 중심까지의 거리보다 대략 작게 형성되는 반경으로 이루어지는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 상부금형(10)에 의해 파킹기어의 예비성형체(m)가 하부금형(20)의 관통공(22)에 가압된 상태로 예비성형체(m)의 치형부가 냉간 사이징이 완료되는 경우, 상기 취출부재(30)가 예비성형체(m)를 상방으로 밀어올림으로써, 파킹기어의 예비성형체(m)를 하부금형(20)으로부터 용이하게 분리할 수 있게 된다.

이때, 상기 취출부재(30)의 상면은 하부금형(20)의 관통공(22) 내측에 형성된 돌출턱부(24)와 함께 파킹기어의 예비성형체(m) 하면을 수평으로 견고하게 지지하게 되므로 상기 파킹기어가 평행한 상태로 하부금형(20) 내에 지지되면서 균형을 유지할 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 하부금형(20)에는 상기 관통공(22)의 상단 모서리로부터 상방으로 연장되어 상기 파킹기어의 예비성형체(m)를 상기 관통공(22) 내로 안내하기 위한 외부 가이드링(200)이 설치되어 있다.

더불어, 상기 하부금형(20)의 관통공(22) 내측, 구체적으로는 상기 관통공(22)의 상단 모서리로부터 상기 치형가공부(23) 사이에는, 관통공(22)을 둘러싸는 원주방향의 내면을 따라 내측 중심을 향해 내경이 축소되는 내부 가이드부(100)가 설치되어 있다.

상기 내부 가이드부(100)는 상기 관통공(22)에 삽입되는 파킹기어의 예비성형체(m)가 균형을 유지하면서 관통공(22)을 따라 하방으로 안내될 수 있도록 한다.

상기 내부 가이드부(100)의 상단은 관통공(22)의 상단 모서리로부터 관통공(22)의 중심을 향해 하향 경사지게 가이드챔퍼(110)가 형성된다.

상기 가이드챔퍼(110)에는 파킹기어 예비성형체(m)의 외경이 안내되어 관통공(22)과의 동심도를 유지하게 됨에 따라 상기 예비성형체(m)의 이뿌리원의 직경과 치형가공부(23)의 이끝원의 직경이 서로 대략 일치하게 된다. 이로 인해 상기 상부금형(10)에 의해 관통공(22) 내에 삽입되는 예비성형체(m)가 관통공(22)에 원활하면서도 용이하게 삽입되면서 냉간 사이징 공정을 안정적으로 수행 가능하게 된다.

이때, 상기 가이드챔퍼(110)의 경사면 끝단에는 예비성형체(m)가 용이하게 관통공(22) 내로 원활하게 삽입되도록 곡면 형성된 라운드부(R)가 구비된다.

상기 내부 가이드부(100)의 가이드챔퍼(110)는, 상기 파킹기어의 예비성형체(m)가 상기 하부금형(20)의 관통공(22)에 도입될 때, 예비성형체(m)가 일측으로 기울어져 도입되더라도 다시 평행하게 정방향으로 가이드되도록 유도하게 된다. 즉, 상부금형(10)의 상부펀치(12)에 의해 예비성형체(m)의 치형부가 하부금형(20)의 관통공(22)에 진입 시, 상기 예비성형체(m)의 치형부가 내부 가이드부(100)의 가이드챔퍼(110)의 경사면에 최초로 접촉되고, 이어서 상기 가이드챔퍼(110)의 경사면에 의해 미끄러지면서 관통공(22)에 진입하여 안내된 후 가이드부(100)의 측면을 따라 하강하게 된다.

이와 같이 하부금형(20)의 관통공(22) 내에 삽입되는 파킹기어의 예비성형체(m)는 상부금형(10)의 상부펀치(12)에 의해 하방으로 이동하면서 냉간 사이징을 통해 정밀 치형을 성형하게 된다. 이때, 상기 파킹기어의 예비성형체(m)는 상기 외부 가이드링(200)과 함께, 내부 가이드부(100)의 가이드챔퍼(110)에 의해 균형있게 지지되면서 이동 시 정확한 안내를 받을 수 있게 된다.

특히, 상기 외부 가이드링(200)은 상기 가이드부(100)의 내경보다 큰 내경을 가지고 있어 상기 하부금형(20)에 상기 파킹기어의 예비성형체(m)를 관통공(22)에 도입시키고자 할 때, 위치 불량에 의한 상기 예비성형체(m)의 도입 지연을 방지하게 된다.

한편, 위와 같은 냉간 사이징 공정을 거친 상기 파킹기어의 예비성형체(m)는 요구 치수대로 성형하는 선삭 공정 등을 거쳐 최종성형체로 성형되어 완성된다.

위와 같이 본 발명에 따르면 파킹기어의 예비성형체(m)의 냉간 사이징 공정 시 예비성형체(m)의 치형부의 이끝면 모서리부의 형상 및 치수가 하부금형(20) 내에서 균일하면서도 정밀하게 가이드됨으로써, 치형 정밀도가 향상되고, 불량률이 감소하며, 절삭 공정의 기준면 확보로 가공 품질을 개선할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예의 기재에 한정되지 않으며, 본 발명의 특허청구범위의 기재를 벗어나지 않는 한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 실시 또한 본 발명의 보호범위 내에 있는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 상부금형 11 : 상부몸체
12 : 상부펀치 20 : 하부금형
21 : 하부몸체 22 : 관통공
23 : 치형가공부 24 : 돌출턱부
30 : 취출부재 31 : 이젝터
100 : 내부 가이드부 110 : 가이드챔퍼
200 : 외부 가이드링

Claims

상부몸체와, 상기 상부몸체에 승강가능하게 설치되는 상부펀치를 포함하는 상부금형;
하부몸체와, 상기 하부몸체에 중공을 이루는 관통공과, 상기 관통공의 내측에 파킹기어의 예비성형체 외경에 형성된 치형부를 냉간 사이징하는 치형가공부를 포함하는 하부금형; 및,
상기 하부금형 내에 가압되어 수용되는 상기 예비성형체의 하면을 수평 지지하며, 성형된 파킹기어의 예비성형체를 외부로 취출하기 위한 취출부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 파킹기어 제조용 냉간단조장치.
제1항에 있어서,
상기 하부금형에는 상기 관통공의 상단 모서리로부터 상방으로 연장되어 상기 파킹기어의 예비성형체를 상기 관통공 내로 안내하기 위한 외부 가이드링이 설치된 것을 특징으로 하는 파킹기어 제조용 냉간단조장치.
제2항에 있어서,
상기 관통공의 상단 모서리로부터 치형가공부 사이에는, 관통공을 둘러싸는 원주방향의 내면을 따라 내측 중심을 향해 내경이 축소되는 내부 가이드부가 형성된 것을 특징으로 하는 파킹기어 제조용 냉간단조장치.
제3항에 있어서,
상기 내부 가이드부의 상단은 관통공의 상단 모서리로부터 관통공의 중심을 향해 하향 경사지게 가이드챔퍼가 형성된 것을 특징으로 하는 파킹기어 제조용 냉간단조장치.
제4항에 있어서,
상기 가이드챔퍼의 경사면 끝단에는 곡면 형성된 라운드부가 구비된 것을 특징으로 하는 파킹기어 제조용 냉간단조장치.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외부 가이드링은 상기 가이드부의 내경보다 큰 내경을 가지는 것을 특징으로 하는 파킹기어 제조용 냉간단조장치.