KR20180115380A

KR20180115380A - 초고강도강 스틸 휠디스크 볼트홀 가공장치

Info

Publication number: KR20180115380A
Application number: KR1020170047335A
Authority: KR
Inventors: 황명숙; 최영신; 김덕규; 정규홍; 권기훈
Original assignee: 주식회사유창파워텍
Priority date: 2017-04-12
Filing date: 2017-04-12
Publication date: 2018-10-23

Abstract

본 발명은, 상부에는 휠디스크 형상의 가공소재를 안착 상태로 고정 지지하는 다이홀더가 장착되며, 다이홀더에는 환상으로 상호 이격되게 복수의 다이삽입홈이 형성된 하부금형, 하부금형의 상방에 대향되도록 배치하며, 하부에는 가공소재의 함몰된 외측면에 대응하는 형상을 가지는 스트리퍼를 상하방향으로 이동 가능하게 연결 구비하며, 스트리퍼에는 다이삽입홈에 대응되게 복수의 다이설치홈이 형성된 상부금형, 다이설치홈에 각각 삽입 배치되도록 상부금형에 결합 설치하며, 상부금형의 하방이동시 가공소재를 가압하면서 가공소재에 볼트홀을 형성되게 한 후, 볼트홀의 모서리 부분을 경사면으로 형성되게 하는 볼트홀가공다이를 포함하는 초고강도강 스틸 휠디스크 볼트홀 가공장치를 제공한다.

Description

초고강도강 스틸 휠디스크 볼트홀 가공장치{Bolt hole forming device for wheel disk}

본 발명은 자동차용 초고강도강 휠디스크의 볼트홀을 형성하기 위한 피어싱 및 코이닝 작업을 동시에 수행하는 초고강도강 스틸 휠디스크 볼트홀 가공장치에 관한 것이다.

일반적으로, 휠디스크는 자동차의 타이어가 장착되는 휠을 구성하는 것으로 타이어가 장착되는 원통형상의 림의 내측에 장착되어 상기 림을 지지할 수 있도록 구성된다.

이러한 휠의 일반적인 구성을 도면을 통하여 살펴보면 다음과 같다. 도 1은 일반적인 휠디스크의 외형을 보인 분해 사시도로서, 도 1을 참조하면, 상기 휠(1)은 림(3)과 휠디스크(2)로 구성된다. 상기 림(3)은 타이어가 직접 장착되는 부분으로, 소재가 프레스 소성가공 또는 주조되어 원통형상으로 성형하며, 상기 타이어의 내측에 장착된다. 그리고, 상기 림(3)의 내측에는 휠디스크(2)가 장착된다. 상기 휠디스크(2)는 상기 림(3)의 내측을 차폐함과 동시에 상기 림(3)이 변형되지 않도록 지지하는 것으로, 상기 림(3)의 내측면 형상과 대응하는 형상으로 형성된다.

한편, 상기 휠디스크(2)는 도시되지는 않았지만 차축에 착설된 브레이크 디스크를 감싸면서 결합되어 차축의 회전과 함께 회전하여 상기 휠(1)이 회전할 수 있도록 한다. 상기 림(3)의 내측에는 브레이크드럼과 브레이크패드가 장착되며, 제동시 브레이크드럼과 브레이크패드의 접촉으로 상당한 열이 발생하게 된다. 이때의 열을 외부로 배출하기 위해서는 상기 휠디스크(2)에 다수의 벤트홀(4) 및 차축에 연결하기 위한 볼트홀(5)이 천공 형성된다. 그리고, 상기 휠디스크(2)는 평면으로 형성되는 것이 아니라 상기 브레이크드럼과 브레이크패드를 감싸면서 상기 림(3)에 결합될 수 있도록 대응하는 다수의 요철형상을 가지도록 성형됨이 일반적이다. 이때, 상기 휠디스크(2)의 볼트홀(5)을 형성한 후에는, 각각의 볼트홀(5) 절단면의 모서리에 응력이 집중되는 것을 해소하기 위해 코이닝 가공을 실시하게 된다.

그러나, 종래의 휠디스크 성형 작업시, 휠디스크(2)의 볼트홀(5)에 대한 천공작업을 완료한 후, 별도의 별도의 가공장치를 통한 코이닝 작업을 수행하게 됨으로써, 제조공정이 번거로워지는 문제점이 있다.

이러한, 종래의 휠디스크를 성형하는 프레스장치는, 대한민국 공개특허공보 제2008-0093063호(2008.10.17)에 제시된다.

본 발명은, 소재에 볼트홀을 천공을 통해 형성할 때, 볼트홀의 코이닝 가공작업도 동시에 이루어지면서 제조작업을 용이하게 할 수 있게 하는 초고강도강 스틸 휠디스크 볼트홀 가공장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 상부에는 휠디스크 형상의 가공소재를 안착 상태로 고정 지지하는 다이홀더가 장착되며, 상기 다이홀더에는 환상으로 상호 이격되게 복수의 다이삽입홈이 형성된 하부금형, 상기 하부금형의 상방에 대향되도록 배치하며, 하부에는 상기 가공소재의 함몰된 외측면에 대응하는 형상을 가지는 스트리퍼를 상하방향으로 이동 가능하게 연결 구비하며, 상기 스트리퍼에는 상기 다이삽입홈에 대응되게 복수의 다이설치홈이 형성된 상부금형, 상기 다이설치홈에 각각 삽입 배치되도록 상기 상부금형에 결합 설치하며, 상기 상부금형의 하방이동시 상기 가공소재를 가압하면서 상기 가공소재에 볼트홀을 형성되게 한 후, 상기 볼트홀의 모서리 부분을 경사면으로 형성되게 하는 볼트홀가공다이를 포함하는 초고강도강 스틸 휠디스크 볼트홀 가공장치를 제공한다.

또한, 상기 스트리퍼의 상면과 상기 상부금형의 하면은 상호 이격되게 형성되며, 상기 상부금형의 하부에는 상기 스트리퍼의 탄성 지지하는 스트리퍼지지스프링을 결합 구비할 수 있다.

또한, 상기 볼트홀가공다이는, 상단을 상기 상부금형에 고정 결합하는 봉 형상의 고정부, 상기 고정부의 하단에 결합하며, 상단에서 하단으로 갈수록 직경이 작아지는 테이퍼 구조를 가지는 봉 형상의 모서리가공부, 상기 모서리가공부의 하단에 결합하며, 상기 상부금형의 하방이동시 상기 가공소재에 상기 볼트홀을 형성되게 하는 봉 형상의 펀칭부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 초고강도강 스틸 휠디스크 볼트홀 가공장치는, 하부금형에 가공소재를 고정상태로 안착시킨 후, 상부금형을 하방으로 이동되게 하여 가공소재를 가압할 때, 볼트홀가공다이가 가공소재에 볼트홀을 형성되게 함과 더불어 볼트홀의 모서리 부분을 경사면으로 순차적으로 형성되게 하는 바, 가공소재의 볼트홀 형성 및 볼트홀의 모서리 부분에 대한 코이닝 가공을 용이하게 수행할 수 있게 한다.

도 1은 일반적인 휠디스크의 외형을 보인 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초고강도강 스틸 휠디스크 볼트홀 가공장치의 개략 구성단면도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초고강도강 스틸 휠디스크 볼트홀 가공장치의 개략 구성단면도이다. 도 2를 참조하면, 일 실시예의 초고강도강 스틸 휠디스크 볼트홀 가공장치는, 하부금형(100), 상부금형(200), 볼트홀가공다이(300)를 구비하고 있다.

상기 하부금형(100)은 상부에 자동차의 휠디스크 형상으로 형성된 가공소재(10)를 안착상태로 고정 지지하게 된다. 즉, 상기 하부금형(100)은 이후 설명될 상부금형(200)에 대향되게 배치되도록 상기 상부금형(200)의 연직 하방에 배치하며, 상부금형(200)의 하방 이동시 맞닿으면서 상기 가공소재(10)를 가압상태로 고정되게 하는 바, 이후 설명될 볼트홀가공다이(300)에 의한 볼트홀(11) 형성 및 볼트홀(11)의 모서리 부분에 대한 경사면(12) 형성이 정확하게 이루어질 수 있게 한다.

그리고, 상기 하부금형(100)의 상면에는 가압상태로 고정하고자 하는 상기 가공소재(10)의 저면, 보다 상세하게는 상기 가공소재(10)의 함몰된 부분 내측면을 고정 지지하도록 원형의 수평단면 형상을 가지는 다이홀더(110)를 고정상태로 결합한다. 여기서, 상기 다이홀더(110)의 상면 중앙부에는 상기 가공소재(10)의 중앙부를 대응되게 삽입 장착되게 하면서, 상기 가공소재(10)를 고정할 수 있도록 원형의 수평단면 형상을 가지는 센터가이드(111)를 고정 결합할 수 있다. 여기서, 상기 다이홀더(110)의 하부에는 순차적으로 원형의 수평단면 형상을 가지는 하형플레이트(130) 및 하형스페이서(140)를 고정상태로 결합 설치하여, 상기 다이홀더(110)의 높이를 조정할 수 있게 한다. 여기서, 상기 하형플레이트(130) 및 상기 하형스페이서(140)는 상기 다이홀더(110)를 안정적인 지지할 수 있도록 상기 다이홀더(110)의 저면 직경에 대응되는 직경을 가지도록 형성하는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고 상기 다이홀더(110)의 저면 직경보다 크게 형성할 수도 있음은 물론이다.

또한, 상기 다이홀더(110)에는 이후 설명될 상부금형(200)을 하방으로 이동시, 볼트홀가공다이(300)를 삽입되게 할 수 있도록 다이삽입홈(120)을 하방으로 연장되게 형성한다. 여기서, 상기 다이삽입홈(120)은 원둘레 방향으로 상호 이격되게, 즉 환상으로 상호 이격되게 복수를 형성함으로써, 한번의 상부금형(200) 하방 이동시, 이후 설명될 볼트홀가공다이(300)를 통한 상기 가공소재(10)의 볼트홀(11) 형성 및 볼트홀(11)의 경사면(12) 형성이 이루어지게 한다.

이때, 상기 다이홀더(110) 상면에는 상기 다이삽입홈(120) 둘레로 볼트홀가공지지부(150)를 돌출되게 형성할 수 있다. 여기서, 상기 볼트홀가공지지부(150)의 상면은 상기 가공소재(10)와의 접촉면적을 증대시키도록 라운드지게 형성되는데, 상기 상부금형(200)의 하방 이동을 통해 볼트홀가공다이(300)에 의한 볼트홀(11) 형성시, 상기 가공소재(10) 내측면의 상기 볼트홀(11)이 형성되는 부분을 상방으로 밀림시키면서 지지하는 바, 상기 가공소재(10)의 볼트홀(11)이 형성되는 부분의 구조적인 손상없이 상기 볼트홀(11)이 안정적으로 형성되게 한다. 여기서, 상기 볼트홀가공지지부(150)의 상면 내측면에는 상기 다이삽입홈(120)에 연결되도록 경사형성홈(151)이 형성된다. 상기 경사형성홈(151)은 볼트홀가공다이(300)에 의한 볼트홀(11) 형성후, 볼트홀(11)의 모서리 부분을 경사면으로 형성할 때, 볼트홀가공다이(300)의 모서리가공부(330) 하단이 일정깊이 삽입될 수 있게 하여, 상기 가공소재(10)의 볼트홀(110) 모서리 부분에 대한 경사면이 정확하게 형성될 수 있게 한다.

상기 하부금형(100)에는 이후 설명될 상부금형(200)와 연결되어, 상부금형(20)을 상기 하부금형(100)에 대향되는 상방에 배치한 상태로 승강할 수 있도록 가이드하는 복수의 가이드포스트(160)들을 결합 구비할 수 있다.

상기 상부금형(200)은 상기 하부금형(100)에 대향되게 배치하는 금형이다. 즉, 상기 상부금형(200)은 상기 하부금형(100)의 연직 상방에 대향되게 배치하며, 상기 가이드포스트(160)에 의해 상기 하부금형(100)과 연결된 상태로 상하 방향으로 승강이 이루어지게 된다. 여기서, 상기 상부금형(200)은 상기 하부금형(100)과 맞닿도록 하방으로 이동 배치될 경우, 상기 하부금형(100) 상에 안착된 상기 가공소재(10)를 가압 고정되게 함과 더불어 볼트홀가공다이(300)에 의한 상기 가공소재(10)의 볼트홀(11) 및, 볼트홀(11)의 모서리 부분에 대한 경사면(12) 형성이 이루어질 수 있게 한다. 여기서, 도면부호 201,202는 상기 상부금형(200)의 하부에 순차적으로 결합되면서 이후 설명될 볼트홀가공다이(300)를 안정적인 결합상태로 유지되게 지지함과 더불어 상기 스트리퍼(210)가 상기 가공소재(10)를 가압한 후 상방으로 이동할 수 있는 간격을 조절할 수 있게 하는 펀치플레이트 및 펀치홀더이다. 여기서, 상기 펀치플레이트(201) 및 상기 펀치홀더(202)는 원형의 수평단면 형상을 가지도록 형성한다.

따라서, 상기 상부금형(200)의 하부에는, 상기 하부금형(100)의 다이홀더(110) 상에 안착된 상기 가공소재(10)의 함몰된 외측면에 대응하는 저면 형상을 가지는 스트리퍼(210)를 연결 구비한다. 여기서, 상기 스트리퍼(210)는 원형의 수평단면 형상을 가지도록 형성된다. 이때, 상기 스트리퍼(210)의 상면은 상기 상부금형(200)의 하면과 상호 이격되게 배치하며, 상기 상부금형(200)에 상하방향으로 이동 가능하게 가이드바(211)에 의해 연결 설치한다. 따라서, 상기 상부금형(200)의 하방으로 이동하면서 상기 가공소재(10)를 가압할 때, 상기 스트리퍼(210)가 상기 상부금형(200)과 이격된 거리만큼 상방으로 밀림 이동되고 이를 통해 이후 설명될 볼트홀가공다이(300)가 상기 스트리퍼(210)의 하방으로 돌출되면서 상기 가공소재(10)의 볼트홀(11) 형성 및 경사면(12) 형성을 가능하게 한다.

그리고, 상기 스트리퍼(210)에는 원둘레 방향으로 상호 이격된 환상으로 배치되도록 복수의 다이설치홈(120)이 형성되는데, 보다 상세하게는 앞서 설명한 상기 하부금형(110)의 다이삽입홈(120)에 대응되게 형성되는 것이 바람직하다. 이러한, 상기 다이설치홈(120)에는 각각 이후 설명될 볼트홀가공다이(300)를 관통되게 삽입 설치하게 된다.

또한, 상기 상부금형(200) 하부에는 상기 스트리퍼(210)를 탄성 지지하도록 스트리퍼지지프스프링(230)을 고정 설치할 수 있다. 즉, 상기 스트리퍼지지스프링(230)은 상기 상부금형(200)의 하면에 고정 결합하며, 상기 스트리퍼지지스프링(230)의 하단은 상기 스트리퍼(210)의 상면에 연결되도록 배치한다. 이러한, 상기 스트리퍼지지스프링(230)은 상기 상부금형(200)의 하방 이동시, 상기 스트리퍼(21)가 상기 가공소재(10)를 탄성력에 의해 가압 고정한 상태에서 상기 스트리퍼(210) 상면과 상기 상부금형(200) 사이의 이격된 거리만큼 볼트홀가공다이(300)가 하방으로 이동되게 함으로써, 상기 가공소재(10)를 안정적으로 고정되게 한 상태에서 볼트홀(11) 및, 볼트홀(11) 모서리의 경사면(12) 형성이 안정적으로 이루어지게 한다.

상기 볼트홀가공다이(300)는 상기 상부금형(200)의 하방 이동에 의한 상기 스트리퍼(210)가 상기 가공소재(10)를 가압할 때, 상기 가공소재(10)에 볼트홀(11)이 형성되게 한 후, 상기 볼트홀(11)의 모서리 부분을 경사면(12)으로 형성되게 가압하는 부분이다. 이러한, 상기 볼트홀가공다이(300)는 상기 스트리퍼(210)의 각 다이설치홈(220)에 삽입 배치되도록 상기 상부금형(200)에 결합 설치한다. 즉, 상기 볼트홀가공다이(300)의 상단은 상기 상부금형(200)의 하면에 고정 결합하며, 상기 볼트홀가공다이(300)의 하단은 상기 다이설치홈(220)에 삽입되게 배치한다. 여기서, 상기 볼트홀가공다이(300)는 고정부(310), 모서리가공부(320), 펀칭부(330),를 포함한다.

상기 고정부(310)는 상기 상부금형(200)의 하면에 고정 결합되는 봉 형상 부분이다. 이러한, 상기 고정부(310)의 상단은 상기 상부금형(200)의 하면에 고정 결합하며, 하단은 상기 스트리퍼(210)의 다이설치홈(220)에 삽입되도록 하방으로 연장 형성된다.

상기 모서리가공부(320)는 상기 고정부(310)의 하단 테두리로부터 하방으로 연장 형성되는 봉 형상 부분이다. 이때, 상기 모서리가공부(320)는 상단에서 하단으로 갈수록 직경이 작아지는 테이퍼 구조를 가지게 된다. 이러한, 상기 모서리가공부(320)는 상기 상부금형(200)의 하방 이동에 의해 펀칭부(320)가 상기 가공소재(10)에 볼트홀(11)을 형성되게 한 후, 상기 볼트홀(11)의 모서리 부분을 가압하면서 경사면(12)으로 형성되게 한다.

상기 펀칭부(330)는 상기 모서리가공부(320)의 하단 테두리로부터 하방으로 연장 형성되는 봉 형상 부분이다. 이러한, 상기 펀칭부(330)는 상기 모서리가공부(320)의 하단 테두리 부분 직경크기와 동일한 직경 크기를 가지도록 형성된다. 여기서, 상기 펀칭부(330)는 상기 상부금형(200)의 하방이동시, 상기 스트리퍼(210)가 상기 가공소재(10) 고정한 후, 상기 상부금형(200)과의 이격된 거리, 보다 바람직하게는 펀치홀더(202) 저면 사이와의 이격거리만큼 상방으로 이동할 때, 상기 가공소재(10)를 가압하면서 상기 다이삽입홈(120)에 삽입되며 상기 가공소재(10)에 볼트홀(11)이 관통 형성되게 한다.

이와 같은 구성으로 이루어진 일 실시예에 초고강도강 스틸 휠디스크 볼트홀 가공장치의 동작을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 가공소재(10)를 상기 하부금형(100)의 다이홀더(110)에 고정상태로 안착 배치한다. 즉, 상기 다이홀더(110)의 센터가이드(111)에 상기 가공소재(10)의 중앙부를 대응되게 삽입 장착한다.

이후, 상기 상부금형(200)이 하방으로 이동되게 하며, 상기 상부금형(200)의 스트리퍼(210)가 상기 가공소재(10)를 가압하면서 고정되게 한다.

이때, 상기 스트리퍼(210)가 상기 가공소재(10)를 가압하면서 고정할 때, 상기 스트리퍼(210)는 상기 상부금형(200) 상부와의 이격된 거리만큼, 즉 펀치홀더(202) 저면 사이와의 이격거리만큼 상방으로 밀림 이동하게 된다.

그러면, 상기 볼트홀가공다이(300)는 상기 스트리퍼(210)의 하면보다 하방으로 돌출된 상태로 상기 가공소재(10)를 가압하면서 상기 하부금형(100)의 다이삽입홈(120)에 삽입된다. 즉, 상기 볼트홀가공다이(300)의 펀칭부(330)가 상기 가공소재(10)를 관통하면서 볼트홀(11)을 형성하고, 연속적으로 상기 모서리가공부(320)가 상기 볼트홀(11)의 모서리 부분을 가압하면서 상기 볼트홀(11)의 모서리 부분을 경사면(12)으로 형성되게 한다.

이와 같이, 일 실시예에 따른 초고강도강 스틸 휠디스크 볼트홀 가공장치는, 상기 하부금형(100)에 상기 가공소재(10)를 고정상태로 안착시킨 후, 상기 상부금형(200)을 하방으로 이동되게 하여 상기 가공소재(10)를 가압할 때, 상기 볼트홀가공다이(300)가 상기 가공소재(10)에 볼트홀(11)을 형성되게 함과 더불어 상기 볼트홀(11)의 모서리 부분을 경사면(12)으로 순차적으로 형성되게 하는 바, 상기 가공소재(10)의 볼트홀(11) 형성 및 볼트홀(11)의 모서리 부분에 대한 코이닝 가공을 용이하게 수행할 수 있게 한다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 하부금형 110: 다이홀더
120: 다이삽입홈 130: 하형플레이트
140: 하형스페이서 150: 볼트홀가공지지부
200: 상부금형 210: 스트리퍼
220: 다이설치홈 230: 스트리퍼지지스프링
300: 볼트홀가공다이 310: 고정부
320: 모서리가공부 330: 펀칭부

Claims

상부에는 휠디스크 형상의 가공소재를 안착 상태로 고정 지지하는 다이홀더가 장착되며, 상기 다이홀더에는 환상으로 상호 이격되게 복수의 다이삽입홈이 형성된 하부금형과;
상기 하부금형의 상방에 대향되도록 배치하며, 하부에는 상기 가공소재의 함몰된 외측면에 대응하는 형상을 가지는 스트리퍼를 상하방향으로 이동 가능하게 연결 구비하며, 상기 스트리퍼에는 상기 다이삽입홈에 대응되게 복수의 다이설치홈이 형성된 상부금형; 및
상기 다이설치홈에 각각 삽입 배치되도록 상기 상부금형에 결합 설치하며, 상기 상부금형의 하방이동시 상기 가공소재를 가압하면서 상기 가공소재에 볼트홀을 형성되게 한 후, 상기 볼트홀의 모서리 부분을 경사면으로 형성되게 하는 볼트홀가공다이를 포함하는 초고강도강 스틸 휠디스크 볼트홀 가공장치.
청구항 1에 있어서,
상기 스트리퍼의 상면과 상기 상부금형의 하면은 상호 이격되게 형성되며,
상기 상부금형의 하부에는 상기 스트리퍼의 탄성 지지하는 스트리퍼지지스프링을 결합 구비하는 초고강도강 스틸 휠디스크 볼트홀 가공장치.
청구항 1에 있어서,
상기 볼트홀가공다이는,
상단을 상기 상부금형에 고정 결합하는 봉 형상의 고정부와,
상기 고정부의 하단에 결합하며, 상단에서 하단으로 갈수록 직경이 작아지는 테이퍼 구조를 가지는 봉 형상의 모서리가공부, 및
상기 모서리가공부의 하단에 결합하며, 상기 상부금형의 하방이동시 상기 가공소재에 상기 볼트홀을 형성되게 하는 봉 형상의 펀칭부를 포함하는 초고강도강 스틸 휠디스크 볼트홀 가공장치.