KR20180118265A

KR20180118265A - 2단 냉간 단조 압출에 의한 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 방법 및 제조 장치

Info

Publication number: KR20180118265A
Application number: KR1020170051333A
Authority: KR
Inventors: 도복환
Original assignee: 주식회사 다이나맥
Priority date: 2017-04-21
Filing date: 2017-04-21
Publication date: 2018-10-31

Abstract

상하로 관통된 중공형 성형체(S20)를 1차로 냉간 압출단조하여 상부에 대경 후벽부(31)와 하부에 소경 몸체부(35)가 구비된 제1 압출성형체(S30)를 성형한 후, 2차로 상기 제1 압출성형체(S30)를 냉간 압출 단조하여 상부에 확장 후벽부(41)가 형성되고 하부에 소경 샤프트부(45)가 형성된 제2 압출성형체(S40)을 제조하되, 상기 1차 냉간 압출단조에 의해, 상기 제1 압출성형체(S30)의 높이(H30)는 상기 완전 중공형 성형체(S20)의 높이(H20)보다 1.5 ~ 2.5배 커지고, 상기 2차 냉간 압출단조에 의해, 상기 확장 후벽부(41)의 높이(H41)는 상기 대경 후벽부(31)의 높이(H31)보다 작아지되, 상기 소경 샤프트부(45)의 높이(H45)는 상기 소경 몸체부(35)의 높이(H35)보다 1.5 ~ 3배 커지는 것을 특징으로 하는 2단 냉간 단조 압출에 의한 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 방법.

Description

2단 냉간 단조 압출에 의한 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 방법 및 제조 장치 { High-precision Cold Forging Manufacturing Method and Device }

본 발명은 구경이 길이에 비해 작고 20 cm 이상의 길다란(Long) 형상을 갖기 때문에 내경 절삭 가공 또는 내경 성형 가공에 어려운 롱타입 변속기 인풋 샤프트를 생산하는 2단 냉간 단조 압출에 의한 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 방법 및 제조 장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 자동차 변속기는 자동차 엔진의 동력전달축인 인풋 샤프트와 메인샤프트가 장착되어 있는 것으로서, 인풋 샤프트가 엔진의 동력을 전달받아 메인샤프트에 전달하고 상기 메인샤프트는 인풋 샤프트와 서로 다른 기어비로 기어물림되어 차동장치에 변속된 동력을 전달하는 구조를 갖고 있다.

등록특허 10-0878113호(자동차 변속기용 인풋 샤프트 제조방법) 인풋 샤프트의 길이 및 체적과 스웨이징 공정으로 압축되는 비율을 정확하게 계산하고 계산된 길이로 SCR420HB 환봉을 절단하여 환봉소재를 준비하는 소재준비공정과, 상기 소재준비공정에 의해서 얻어진 환봉소재의 양쪽에 드릴가공 또는 피어싱가공으로 맨드릴홀을 형성하는 공정과, 환봉소재의 양쪽에 형성된 맨드릴홀에 맨드릴을 넣고 양쪽에 다이스를 통과시키는 스웨이징 공정을 수행하여 가운데 플랜지 성형부를 두고 양쪽으로 장측 샤프트와 단측 샤프트를 성형하는 1차 스웨징공정과, 상기 1차 스웨이징 공정을 포함하면서 양쪽에 형성된 맨드릴홀에 맨드릴을 넣고 양쪽에 다이스를 통과시키는 스웨이징 공정을 수행하여 가운데 플랜지를 성형을 완성하고 양쪽으로 형성된 장측 샤프트와 단측 샤프트에 스플라인성형부를 성형하는 2차 스웨이징 공정과, 상기 2차 스웨이징 공정에 의한 장측 샤프트와 단측 샤프트에 형성된 스플라인 성형부에 스플라인 성형용 다이스를 가압하여 스플라인을 형성하는 스플라인 성형공정 및 오일구멍을 형성하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차 변속기용 인풋 샤프트 제조방법을 개시한다.

종래에 인풋 샤프트로 주로 사용되는 고강도 합금강의 경우 중공 불랭크 주조가 불가능하고, 중공 파이프 양산품 구매시 가격이 비싸고, 중공부 내경을 설계치수에 맞게 다시 가공해야 하며, 변속기 인풋 샤프트의 경우 길이가 길어서 내경 가공이 어려움(건드릴 사용)이 있으며 내경 가공시 소요 비용이 고가인 문제점이 있었다. 보통 인풋 샤프트의 최종품 길이는 250 ~ 300mm 정도 돠는 경우가 많이 있다.

본 발명은 1) 기존 내경 절삭을 최소화하고 2) 중실축을 사용하여 중공축(고가) 인풋 샤프트 단조 성형하여 원가를 절감하고, 3) 압출 단조 성형에 의해 상하 동심도 우수하고(종래 기술 : 절삭 긴축 내경 동심 가공 어려움), 4) 냉간 압출 단조 성형에 의해 조직 치밀, 표면조도 우수, 강도 우수한 2단 냉간 단조 압출에 의한 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 방법 및 제조 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 2단 냉간 단조 압출에 의한 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 방법은, 원기둥 블랭크(B)를 이용하여 원형 몸체벽(11)의 중심에 일측이 개방된 중심홈(13)이 길이방향으로 형성되고, 원형벽판(15)에 의해 중심홈(13)이 가로막힌 일부 중공형 제1 성형체(S10)를 냉간 단조에 의해 제조하는 예비 단조단계(S100)와;

상기 제1 성형체(S10)를 피어싱하여 상기 원형 몸체벽(11)으로부터 원형벽판(15)을 제거하여, 원형 몸체부(21)의 중심에 길이방향을 완전히 관통되는 중공홈(23)이 형성되며 제2 높이(H20)을 갖는 완전 중공형 제2 성형체(S20)를 제조하는 피어싱 단계(S200)와;

상기 제2 성형체(S20)를 이용하여, 상부에 제31 외경(D31)을 갖는 대경 후벽부(31)가 형성되고 하부에 제35 길이(H35)을 갖으며 상기 대경 후벽부(31)의 제31 외경(D31)보다 작은 제32 외경(D35)을 갖는 소경 몸체부(35)가 형성된 제1 압출성형체(S30)를 압출 냉간 단조하여 제조하는 1차 냉간 압출 단계(S300)와;

상기 제1 압출성형체(S30)을 이용하여 상부에 제41 외경(D41)을 갖는 확장 후벽부(41)가 형성되고 하부에 소정 길이()를 갖으며 상기 확장 후벽부(41)의 제41 외경(D41)보다 작은 제42 외경(D45)을 갖는 소경 샤프트부(45)가 형성된 제2 압출성형체(S40)를 압출 냉간 단조하여 제조하는 2차 냉간 압출 단계(S400);

을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르는 경우, 1) 기존 내경 절삭을 최소화하고 2) 중실축을 사용하여 중공축(고가) 인풋 샤프트 단조 성형하여 원가를 절감하고, 3) 압출 단조 성형에 의해 상하 동심도 우수하고(종래 기술 : 절삭 긴축 내경 동심 가공 어려움), 4) 냉간 압출 단조 성형에 의해 조직 치밀, 표면조도 우수, 강도 우수한 2단 냉간 단조 압출에 의한 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 방법 및 제조 장치가 제공된다.

도 1(a, b)은 본 발명의 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 방법 설명도(제2 성형체 → 제1 압출성형체).
도 2(a, b)은 본 발명의 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 방법 설명도(제1 압출성형체 → 제2 압출성형체).
도 3(a, b)은 본 발명의 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조용 단조금형 (제1 압출성형체 제조 금형).
도 4(a, b)은 본 발명의 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조용 제2 단조금형 (제2 압출성형체 제조 금형).
도 5는 본 발명의 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 방법 흐름도.
도 6은 본 발명의 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 방법 설명도(원기둥 블랭크 → 제2 성형체).

이하에서 본 발명의 일실시예에 따른 2단 냉간 단조 압출에 의한 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 방법 및 제조 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도 1(a, b)은 본 발명의 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 방법 설명도(제2 성형체 → 제1 압출성형체), 도 2(a, b)은 본 발명의 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 방법 설명도(제1 압출성형체 → 제2 압출성형체)이고, 도 5는 본 발명의 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 방법 흐름도이다.

도 1(a, b), 도 2(a, b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 방법은, 상하로 관통된 중공형 성형체(S20)를 1차로 냉간 압출단조하여 상부에 대경 후벽부(31)와 하부에 소경 몸체부(35)가 구비된 제1 압출성형체(S30)를 성형한 후, 2차로 상기 제1 압출성형체(S30)를 냉간 압출 단조하여 상부에 확장 후벽부(41)가 형성되고 하부에 소경 샤프트부(45)가 형성된 제2 압출성형체(S40)을 제조한다. 여기서, 1차 냉간 압출단조에 의해, 상기 제1 압출성형체(S30)의 높이(H30)는 상기 완전 중공형 성형체(S20)의 높이(H20)보다 1.5 ~ 2.5배 커지고, 2차 냉간 압출단조에 의해, 상기 확장 후벽부(41)의 높이(H41)는 상기 대경 후벽부(31)의 높이(H31)보다 작아지되, 상기 대경 후벽부(31)의 하부가 압출되어(짜내어져서) 소경 샤프트부(45) 상부로 변형됨으로 인하여, 상기 소경 샤프트부(45)의 높이(H45)는 상기 소경 몸체부(35)의 높이(H35)보다 1.5 ~ 3배 커진다,

도 5, 도 1(a, b), 도 2(a, b), 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 방법은, 예비 단조단계(S100)와 피어싱 단계(S200)와 1차 냉간 압출 단계(S300)와 2차 냉간 압출 단계(S400)를 포함한다. 먼저, 예비 단조단계(S100)에서, 원기둥 블랭크(B)를 이용하여 원형 몸체벽(11)의 중심에 일측이 개방된 중심홈(13)이 길이방향으로 형성되고, 원형벽판(15)에 의해 중심홈(13)이 가로막힌 일부 중공형 제1 성형체(S10)를 냉간 단조에 의해 제조한다.

다음으로, 피어싱 단계(S200)에서, 제1 성형체(S10)를 피어싱하여 상기 원형 몸체벽(11)으로부터 원형벽판(15)을 제거하여, 원형 몸체부(21)의 중심에 길이방향을 완전히 관통되는 중공홈(23)이 형성되며 제2 높이(H20)을 갖는 완전 중공형 제2 성형체(S20)를 제조한다.

다음으로, 1차 냉간 압출 단계(S300)에서, 제2 성형체(S20)를 이용하여, 상부에 제31 외경(D31)을 갖는 대경 후벽부(31)가 형성되고 하부에 제35 길이(H35)을 갖으며 상기 대경 후벽부(31)의 제31 외경(D31)보다 작은 제35 외경(D35)을 갖는 소경 몸체부(35)가 형성된 제1 압출성형체(S30)를 압출 냉간 단조하여 제조한다.

다음으로, 2차 냉간 압출 단계(S400)에서, 제1 압출성형체(S30)을 이용하여 상기 대경 후벽부(31)의 하부를 압출하여(짜내어) 소경 샤프트부(45)의 상부를 변형되게 함으로써, 상부에 제41 외경(D41)을 갖는 확장 후벽부(41)가 형성되고, 하부에 소정 길이(H45)를 갖으며 상기 확장 후벽부(41)의 제41 외경(D41)보다 작은 제45 외경(D45)을 갖는 소경 샤프트부(45)가 형성된 제2 압출성형체(S40)를 압출 냉간 단조하여 제조한다.

도 1(a, b), 도 2(a, b), 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 성형체(S20)의 제2 높이(H20)보다 상기 제1 압출성형체(S30)의 전체 높이(H30)는 1.5 ~ 2.5배이고, 제2 압출성형체(S40)의 전체 높이(H40)는 상기 제1 압출성형체(S30)의 전체 높이(H30)보다 1.2 ~ 1.6배 큰 것이 바람직하다. 2차 냉간 압출단조에 의해, 상기 확장 후벽부(41)의 높이(H41)는 상기 대경 후벽부(31)의 높이(H31)보다 작아지되, 상기 소경 샤프트부(45)의 높이(H45)는 상기 소경 몸체부(35)의 높이(H35)보다 1.5 ~ 3배 커진다.

도 1(a, b), 도 2(a, b)에 도시된 바와 같이, 제1 압출성형체(S30)에 형성되는 상기 대경 후벽부(31)와 소경 몸체부(35) 사이에 하향으로 외경이 작아지는 테이퍼 연결부(37)로 구성되고, 대경 후벽부(31) 하단부와 테이퍼 연결부(37)의 상단부는 라운드지게 연결된다.

<제1 압출 성형체 제조 장치>

도 3(a, b)은 본 발명의 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조용 단조금형 (제1 압출성형체 제조 금형), 도 4(a, b)은 본 발명의 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조용 제2 단조금형 (제2 압출성형체 제조 금형)이다.

도 1, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 단조 금형(100)은, 상하로 관통되는 중공홈(23)이 형성된 중공형 성형체(S20)를 냉간 압출단조하여 상부에 중공의 대경 후벽부(31)와 하부에 중공의 소경 몸체부(35)와 상기 대경 후벽부(31)와 소경 몸체부(35) 사이를 연결하는 테이퍼 연결부(37)로 구성된 제1 압출성형체(S30)를 성형하는 상부 펀치부(110)과 하부 금형부(150)로 이루어진다.

도 3(a, b)에 도시된 바와 같이, 상부 펀치부(110)는, 프레스에 의해 승강되는 상부 펀치 홀더(111)와, 펀치 몸체(112a)가 상기 상부 펀치 홀더(111)에 장착되어 함께 일체로 승강되고 하부에 원주를 따라 펀치가압면(112b)이 형성된 중공형 상부펀치(112)와, 중공형 상부펀치(112)의 중심부에 삽입 돌출되어 하부(113a)가 상기 중공형 성형체(S20)의 중공홈(23)을 하방으로 관통 삽입된 상태에서 펀치가압면(112b)의 가압에 의해 다이 내벽부(131)와 함께 성형체를 압출 성형하면서 성형체의 내경부를 지지 성형하는 제1 맨드렐(113)을 포함하여 구성된다.

또한, 도 3(a, b)에 도시된 바와 같이, 하부 금형부(150)는 하부프레임부(120)과, 하부다이(130)와, 제1 압출성형체(S30)의 하부를 밀어올리는 카운터 펀치(140)와, 카운터 펀치(140)를 상승시키는 이젝트 핀(160)으로 구성된다.

여기서, 하부프레임부(120)는 상부 펀치 홀더(111)의 하부에 대향되게 위치하고 하향 압출되는 소경 몸체부(35)의 수납 및 카운터 펀치 승강용 공간(125)을 형성하는 중공의 형상이다. 하부다이(130)는 하부 프레임(120)의 상부에 위치하고, 상기 제1 압출성형체(S30)의 후벽부(31)와 테이퍼 연결부(37)와 소경 몸체부(35) 상부의 외주면 형상에 상응하는 형상의 내벽을 갖는 다이 내벽부(131)에 의해 중공 성형실(135)을 형성한다. 압출되는 제1 압출성형체(S30)의 높이(H30)는 중공형 성형체(S20)의 높이(H20)보다 1.5 ~ 2.5배 커지도록 구성되는 것이 바람직하다. 2.5 배보다 커지는 경우 압출 하중 및 프레스 필요 스크로크가 과다하여 고출력 프레스가 필요하게 되는 문제점이 있고 1.5배 보다 적은 경우 길이 신장 효과가 적어 설계 치수 확보시까지 다단의 압출이 필요하게 된다. 이 비율에서 25 cm ~ 30 cm 정도의 변속기 인풋 샤프트 1차 압출 성형시 한번의 스트로크로 원할한 압출이 이루어지고 길이 신장 효과가 우수함을 테스트 결과 알 수 있었다.

도 3b레 도시된 바와 같이, 하부다이(130)의 다이 내벽부(131)는, 제1 압출성형체(S30)의 원기둥형 후벽부(31)에 상응하는 상부의 원통형 내벽부(131a)와, 테이퍼 연결부(37)에 상응하는 형상의 중간 위치의 경사면형 내벽부(131b)와, 소경 몸체부(35) 상부에 상응하는 형상의 소경 내벽부(131c)가 순차적으로 인접 형성되는 것이 바람직하다.

<제2 압출 성형체 제조 장치>

도 2, 도 4(a, b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 단조 금형(200)은, 2차로 상기 제1 압출성형체(S30)를 냉간 압출 단조하여 상부에 확장 후벽부(41)가 형성되고 하부에 소경 샤프트부(45)가 형성된 제2 압출성형체(S40)을 제조하는 제2 상부 펀치부(210)과 제2 하부 금형부(250)로 이루어지는 제2 단조 금형(200)을 더 포함한다.

여기서, 도 4(a, b)에 도시된 바와 같이, 제2 상부 펀치부(210)는, 프레스에 의해 승강되는 상부 펀치 홀더(211)와, 펀치 몸체(212a)가 상기 상부 펀치 홀더(211)에 장착되어 함께 일체로 승강되고 하부에 원주를 따라 펀치가압면(212b)이 형성된 중공형 상부펀치(212)와, 제2 맨드렐(213)을 포함하여 구성된다.

여기서, 제2 맨드렐(213)은 중공형 상부펀치(212)의 중심부에 삽입 돌출되어 하부(213a)가 제1 압출성형체(S30)의 중공홈을 하방으로 관통 삽입된 상태에서 펀치가압면(212b)의 가압에 의해 다이 내벽부(231)와 함께 성형체를 압출 성형하면서 성형체의 내경부를 지지 성형한다.

도 4(a, b)에 도시된 바와 같이, 제2 하부 금형부(250)는, 하부프레임부(220)과 하부다이(230)와 제2 압출성형체(S20)의 하부를 밀어올리는 카운터 펀치(240)와 카운터 펀치(240)를 상승시키는 이젝트 핀(260)으로 구성된다.

하부프레임부(220)은 상부 펀치 홀더(211)의 하부에 대향되게 위치하고 하향 압출되는 소경 샤프트부(45)의 수납 및 카운터 펀치 승강용 공간(225)을 형성하는 중공의 형상이다. 하부다이(230)는 하부 프레임(220)의 상부에 위치하고, 확장 후벽부(41)와 상기 소경 샤프트부(45)의 상부 및 테이펀진 연결부(47)의 외주면 형상에 상응하는 형상의 내벽을 갖는 다이 내벽부(231)에 의해 중공 성형실(235)을 형성한다. 2차 냉간 압출단조에 의해, 상기 확장 후벽부(41)의 높이(H41)는 상기 대경 후벽부(31)의 높이(H31)보다 작아지되, 상기 소경 샤프트부(45)의 높이(H45)는 상기 소경 몸체부(35)의 높이(H35)보다 1.5 ~ 2.5배 커지도록 구성되는 것이 바람직하다.

3 배보다 커지는 경우 압출 하중 및 프레스 필요 스크로크가 과다하여 고출력 프레스가 필요하게 되는 문제점이 있고 1.5배 보다 적은 경우 길이 신장 효과가 적어 설계 치수 확보시까지 다단의 압출이 필요하게 된다. 이 비율에서 25 cm ~ 30 cm 정도의 변속기 인풋 샤프트 2차 압출 성형시 한번의 스트로크로 원할한 압출이 이루어지고 길이 신장 효과가 우수함을 테스트 결과 알 수 있었다.

도 4b에 도시된 바와 같이, 하부다이(230)의 다이 내벽부(231)는, 제2 압출성형체(S20)의 확장 후벽부(41)에 상응하는 상부의 통체상의 내벽부(231a)와, 라운드형 테이퍼 연결부(47)에 상응하는 형상의 중간 위치의 라운드형 테이퍼 내벽부(231b)와, 소경 샤프트부(45) 상부에 상응하는 형상의 소경 샤프트 내벽부(231c)가 순차적으로 인접 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명됐지만, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 이하의 특허청구범위에 의하여 정하여지는 것으로 본 발명과 균등 범위에 속하는 다양한 수정 및 변형을 포함할 것이다.

아래의 특허청구범위에 기재된 도면부호는 단순히 발명의 이해를 보조하기 위한 것으로 권리범위의 해석에 영향을 미치지 아니함을 밝히며 기재된 도면부호에 의해 권리범위가 좁게 해석되어서는 안될 것이다.

S10 : 제1 성형체 11 : 원형 몸체벽
13 : 중심홈 15 : 원형벽판
S20 : 제2 성형체 21 : 원형 몸체부
23 : 중공홈
S30 : 제1 압출성형체 31 : 대경 후벽부
H35 : 제35 길이 D31 : 제31 외경(대경 후벽부 외경)
D35 : 제35 외경(소경 몸체부 외경) 35 : 소경 몸체부
37 : 테이퍼 연결부
40 : 제2 압출성형체 41 : 확장 후벽부
D41 : 제41 외경 (확장 후벽부 외경) 45 : 소경 샤프트
D45 : 제45 외경(소경 샤프트 외경)
100 : 단조 금형
110 : 상부 펀치부 111 : 상부 펀치 홀더
112 : 중공형 상부펀치 112a : 펀치 몸체
112b : 펀치가압면 113 : 제1 맨드렐
131 : 다이 내벽부
150 : 하부 금형부 120 : 하부프레임부
125 : 카운터 펀치 승강용 공간 130 : 하부다이
135 : 중공 성형실 140 : 카운터 펀치
160 : 이젝트 핀
200 : 제2 단조 금형 210 : 제2 상부 펀치부
211 : 상부 펀치 홀더 212 : 중공형 상부펀치
213 : 제2 맨드렐 250 : 제2 하부 금형부
220 : 하부프레임부 230 : 하부다이
240 : 카운터 펀치 260 : 이젝트 핀

Claims

상하로 관통된 중공형 성형체(S20)를 1차로 냉간 압출단조하여 상부에 대경 후벽부(31)와 하부에 소경 몸체부(35)가 구비된 제1 압출성형체(S30)를 성형한 후, 2차로 상기 제1 압출성형체(S30)를 냉간 압출 단조하여 상부에 확장 후벽부(41)가 형성되고 하부에 소경 샤프트부(45)가 형성된 제2 압출성형체(S40)을 제조하되,

상기 1차 냉간 압출단조에 의해, 상기 제1 압출성형체(S30)의 높이(H30)는 상기 완전 중공형 성형체(S20)의 높이(H20)보다 1.5 ~ 2.5배 커지고,

상기 2차 냉간 압출단조에 의해, 상기 확장 후벽부(41)의 높이(H41)는 상기 대경 후벽부(31)의 높이(H31)보다 작아지되, 상기 대경 후벽부(31)의 하부가 압출되어(짜내어져서) 소경 샤프트부(45) 상부로 변형됨으로 인하여, 상기 소경 샤프트부(45)의 높이(H45)는 상기 소경 몸체부(35)의 높이(H35)보다 1.5 ~ 2.5배 커지는 것을 특징으로 하는 2단 냉간 단조 압출에 의한 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 방법.
원기둥 블랭크(B)를 이용하여 원형 몸체벽(11)의 중심에 일측이 개방된 중심홈(13)이 길이방향으로 형성되고, 원형벽판(15)에 의해 중심홈(13)이 가로막힌 일부 중공형 제1 성형체(S10)를 냉간 단조에 의해 제조하는 예비 단조단계(S100)와;

상기 제1 성형체(S10)를 피어싱하여 상기 원형 몸체벽(11)으로부터 원형벽판(15)을 제거하여, 원형 몸체부(21)의 중심에 길이방향을 완전히 관통되는 중공홈(23)이 형성되며 제2 높이(H20)을 갖는 완전 중공형 제2 성형체(S20)를 제조하는 피어싱 단계(S200)와;

상기 제2 성형체(S20)를 이용하여, 상부에 제31 외경(D31)을 갖는 대경 후벽부(31)가 형성되고 하부에 제35 길이(H35)을 갖으며 상기 대경 후벽부(31)의 제31 외경(D31)보다 작은 제35 외경(D35)을 갖는 소경 몸체부(35)가 형성된 제1 압출성형체(S30)를 압출 냉간 단조하여 제조하는 1차 냉간 압출 단계(S300)와;

상기 제1 압출성형체(S30)을 이용하여 상기 대경 후벽부(31)의 하부를 압출하여(짜내어) 소경 샤프트부(45)의 상부를 변형되게 함으로써, 상부에 제41 외경(D41)을 갖는 확장 후벽부(41)가 형성되고, 하부에 소정 길이(H45)를 갖으며 상기 확장 후벽부(41)의 제41 외경(D41)보다 작은 제45 외경(D45)을 갖는 소경 샤프트부(45)가 형성된 제2 압출성형체(S40)를 압출 냉간 단조하여 제조하는 2차 냉간 압출 단계(S400);
을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 2단 냉간 단조 압출에 의한 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 방법.
제2항에 있어서,
상기 제2 성형체(S20)의 제2 높이(H20)보다 상기 제1 압출성형체(S30)의 전체 높이(H30)는 1.5 ~ 2.5배이고,
제2 압출성형체(S40)의 전체 높이(H40)는 상기 제1 압출성형체(S30)의 전체 높이(H30)보다 1.2 ~ 1.6배 큰 것을 특징으로 하는 2단 냉간 단조 압출에 의한 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 방법.
제2항에 있어서,
제1 압출성형체(S30)에 형성되는 상기 대경 후벽부(31)와 소경 몸체부(35) 사이에 하향으로 외경이 작아지는 테이퍼 연결부(37)로 구성되고,
상기 대경 후벽부(31) 하단부와 테이퍼 연결부(37)의 상단부는 라운드지게 연결되는 것을 특징으로 하는 2단 냉간 단조 압출에 의한 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 방법.
상하로 관통되는 중공홈(23)이 형성된 중공형 성형체(S20)를 냉간 압출단조하여 상부에 중공의 대경 후벽부(31)와 하부에 중공의 소경 몸체부(35)와 상기 대경 후벽부(31)와 소경 몸체부(35) 사이를 연결하는 테이퍼 연결부(37)로 구성된 제1 압출성형체(S30)를 성형하는 상부 펀치부(110)과 하부 금형부(150)로 이루어지는 단조 금형(100)으로서;

상기 상부 펀치부(110)는,
프레스에 의해 승강되는 상부 펀치 홀더(111)와,
펀치 몸체(112a)가 상기 상부 펀치 홀더(111)에 장착되어 함께 일체로 승강되고 하부에 원주를 따라 펀치가압면(112b)이 형성된 중공형 상부펀치(112)와,
상기 중공형 상부펀치(112)의 중심부에 삽입 돌출되어 하부(113a)가 상기 중공형 성형체(S20)의 중공홈(23)을 하방으로 관통 삽입된 상태에서 펀치가압면(112b)의 가압에 의해 다이 내벽부(131)와 함께 성형체를 압출 성형하면서 성형체의 내경부를 지지 성형하는 제1 맨드렐(113),을 포함하여 구성되고;

상기 하부 금형부(150)는,
상기 상부 펀치 홀더(111)의 하부에 대향되게 위치하고 하향 압출되는 소경 몸체부(35)의 수납 및 카운터 펀치 승강용 공간(125)을 형성하는 중공의 하부프레임부(120)과,;
상기 하부 프레임(120)의 상부에 위치하고, 상기 제1 압출성형체(S30)의 후벽부(31)와 테이퍼 연결부(37)와 소경 몸체부(35) 상부의 외주면 형상에 상응하는 형상의 내벽을 갖는 다이 내벽부(131)에 의해 중공 성형실(135)을 형성하는 하부다이(130)와,
제1 압출성형체(S30)의 하부를 밀어올리는 카운터 펀치(140)와,
상기 카운터 펀치(140)를 상승시키는 이젝트 핀(160),
으로 구성되고,

압출되는 제1 압출성형체(S30)의 높이(H30)는 상기 중공형 성형체(S20)의 높이(H20)보다 1.5 ~ 2.5배 커지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 냉간 단조 압출에 의한 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 장치.
제5항에 있어서,
2차로 상기 제1 압출성형체(S30)를 냉간 압출 단조하여 상부에 확장 후벽부(41)가 형성되고 하부에 소경 샤프트부(45)가 형성된 제2 압출성형체(S40)을 제조하는 제2 상부 펀치부(210)과 제2 하부 금형부(250)로 이루어지는 제2 단조 금형(200)을 더 포함하되;

상기 제2 상부 펀치부(210)는,
프레스에 의해 승강되는 상부 펀치 홀더(211)와,
펀치 몸체(212a)가 상기 상부 펀치 홀더(211)에 장착되어 함께 일체로 승강되고 하부에 원주를 따라 펀치가압면(212b)이 형성된 중공형 상부펀치(212)와,
상기 중공형 상부펀치(212)의 중심부에 삽입 돌출되어 하부(213a)가 상기 제1 압출성형체(S30)의 중공홈을 하방으로 관통 삽입된 상태에서 펀치가압면(212b)의 가압에 의해 다이 내벽부(231)와 함께 성형체를 압출 성형하면서 성형체의 내경부를 지지 성형하는 제2 맨드렐(213),을 포함하여 구성되고;

상기 제2 하부 금형부(250)는,
상기 상부 펀치 홀더(211)의 하부에 대향되게 위치하고 하향 압출되는 소경 샤프트부(45)의 수납 및 카운터 펀치 승강용 공간(225)을 형성하는 중공의 하부프레임부(220)과,
상기 하부 프레임(220)의 상부에 위치하고, 확장 후벽부(41)와 상기 소경 샤프트부(45)의 상부 및 테이펀진 연결부(47)의 외주면 형상에 상응하는 형상의 내벽을 갖는 다이 내벽부(231)에 의해 중공 성형실(235)을 형성하는 하부다이(230)와,
제2 압출성형체(S20)의 하부를 밀어올리는 카운터 펀치(240)와,
상기 카운터 펀치(240)를 상승시키는 이젝트 핀(260),
으로 구성되고,

상기 2차 냉간 압출단조에 의해, 상기 확장 후벽부(41)의 높이(H41)는 상기 대경 후벽부(31)의 높이(H31)보다 작아지되, 상기 소경 샤프트부(45)의 높이(H45)는 상기 소경 몸체부(35)의 높이(H35)보다 1.5 ~ 2.5배 커지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 2단 냉간 단조 압출에 의한 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 장치.
제6항에 있어서,
상기 하부다이(130)의 다이 내벽부(131)는,
제1 압출성형체(S30)의 원기둥형 후벽부(31)에 상응하는 상부의 원통형 내벽부(131a)와,
상기 테이퍼 연결부(37)에 상응하는 형상의 중간 위치의 경사면형 내벽부(131b)와,
상기 소경 몸체부(35) 상부에 상응하는 형상의 소경 내벽부(131c)가 순차적으로 인접 형성되는 것을 2단 냉간 단조 압출에 의한 중공형 롱타입 변속기 인풋 샤프트 제조 장치.