KR20190038045A - 볼트 제작 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 난삭성 소재를 가공하기 위한 볼트 제작 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 볼트 제작 방법은 원통형 몸체를 준비하는 준비 단계, 상기 몸체의 원주면에 볼트에 구비될 나사골의 경로를 따라 홈을 형성하는 예비 가공 단계, 다이스를 이용하여 볼트에 구비될 나사골 및 나사산을 형성하되, 상기 다이스의 피치는 상기 예비 가공 단계에서 형성한 홈의 피치에 일치하는 전조 단계를 포함할 수 있다.

Description

볼트 제작 방법 {METHOD FOR MANUFACTURING BOLT}

본 발명은 볼트 제작 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 난삭성 소재를 가공하기 위한 볼트 제작 방법에 관한 것이다.

가스 터빈 장치, 예컨대 가스 터빈 케이싱에 사용되는 볼트는 고온/고압으로 인해 열화 현상이 촉진되어 내구성이 저하되거나 고착화 현상이 일어나기 쉽다. 이를 위해 기계적 특성이 우수한 소재를 이용하여 볼트를 제작하고 있으나 이러한 소재는 대부분 난삭성으로 가공이 어려운 문제가 있다.

또한 볼트의 끝단에는 흔히 나사부가 온전한 형태를 갖지 못한 부분이 존재하게 되는데 이러한 부분은 버가 발생하기 쉽고, 이에 따라 볼트가 체결된 후 고착화 현상이 더 잘 일어날 수 있는 문제가 있다.

상기 문제를 해결하기 위해 본 발명은 용이하게, 그리고 정밀하게 가공할 수 있는 볼트 제작 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 고착화 현상을 방지하기 유리한 볼트 제작 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명에 따른 볼트 제작 방법은 원통형 몸체를 준비하는 준비 단계, 상기 몸체의 원주면에 볼트에 구비될 나사골의 경로를 따라 홈을 형성하는 예비 가공 단계, 다이스를 이용하여 볼트에 구비될 나사골 및 나사산을 형성하되, 상기 다이스의 피치는 상기 예비 가공 단계에서 형성한 홈의 피치에 일치하는 전조 단계를 포함할 수 있다.

또한 상기 예비 가공 단계에서 상기 홈은 볼트에 구비될 나사골의 깊이보다 얕게 형성될 수 있다.

또한 상기 전조 단계에서 상기 다이스는 볼트의 나사산이 둥근 프로파일을 갖게 되도록 이루어질 수 있다.

또한 상기 몸체의 끝단에서부터 나사산을 따라가면서 그 나사산 중 일부를 절삭하는 절삭 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 절삭 단계는 상기 몸체의 끝단에서부터 상기 몸체의 원주 방향을 기준으로 할 때 180°에 걸쳐 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 볼트 제작 방법은 예비 가공 단계를 통해 먼저 홈을 형성한 후 그 홈에 상응하는 전조 단계를 수행함으로써 보다 용이하게, 그리고 정밀하게 가공할 수 있다.

또한 끝단의 불완전 나사부를 절삭하여 제거함으로써 그 부분에 버가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 볼트 제작 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 볼트 제작 방법의 준비 단계를 수행한 후 몸체의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 볼트 제작 방법의 예비 가공 단계를 수행한 후 몸체의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 볼트 제작 방법의 전조 단계를 수행한 후 몸체의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 볼트 제작 방법의 절삭 단계를 수행한 후 몸체의 측면도이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 볼트 제작 방법에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 볼트 제작 방법의 흐름도이다. 또한 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 볼트 제작 방법의 준비 단계(S1)를 수행한 후 몸체(10)의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 볼트 제작 방법의 예비 가공 단계(S2)를 수행한 후 몸체(10)의 측면도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 볼트 제작 방법의 전조 단계(S3)를 수행한 후 몸체(10)의 측면도이다. 또한 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 볼트 제작 방법의 절삭 단계(S4)를 수행한 후 몸체(10)의 측면도로서 최종적인 볼트를 나타낸다.

도 1을 참조하면 볼트 제작 방법은 준비 단계(S1), 예비 가공 단계(S2), 전조 단계(S3) 및 절삭 단계(S4)를 포함한다.

먼저 준비 단계(S1)에서는 볼트로 제작할 몸체(10)를 준비한다. 몸체(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 통상적인 원통형으로서 필요에 따라 적절한 직경과 길이로 형성될 수 있다.

만약 볼트가 고온/고압의 환경에 적용될 예정이라면, 예컨대 가스 터빈 장치에 사용될 예정이라면 적절한 내구성을 확보하기 위해 몸체(10)는 기계적 특성이 우수한 합금강으로, 예컨대 10705BU-ST 등으로 이루어질 수 있다.

이 경우 상기 합금강은 난삭성으로 가공이 다소 어렵기 때문에 1차적으로 예비 가공 단계(S2)를 수행한 후 2차적으로 전조 단계(S3)를 수행한다.

예비 가공 단계(S2)에서는 도 3에 도시된 바와 같이 몸체(10)의 원주면에 홈(11)을 형성한다.

이때 홈(11)은 볼트에 구비될 나사골(12)(도 4와 5 참조)의 경로를 따라 형성된다. 또한 홈(11)은 볼트에 구비될 나사골(12)의 깊이보다 얕게 형성된다. 예컨대 홈(11)은 그 나사골(12)의 깊이의 약 1/3 정도로 형성될 수 있다.

비록 상기 합금강이 난삭성이라 하더라도 이처럼 홈(11)이 비교적 얕게 형성되기 때문에 상대적으로 용이하게 가공할 수 있다.

다음으로 전조 단계(S3)에서는 도 4에 도시된 바와 같이 다이스(미도시)를 이용하여 몸체(10)의 원주면에 나사골(12) 및 나사산(13)을 형성한다. 여기서 다이스는 원통형 다이스로 이루어질 수도 있고 평면형 다이스로 이루어질 수도 있는데, 이러한 구성 및 이를 이용한 가공 방법 차제는 공지된 바와 같으므로 다이스에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

또한 상기 다이스의 피치는 예비 가공 단계(S2)에서 형성한 홈(11)의 피치(P)(도 3 참조)에 실질적으로 일치한다. 즉 상기 다이스는 몸체(10)의 홈(11)을 더 압박하면서 나사골(12) 및 나사산(13)을 형성하기 때문에 통상적인 원통형 몸체에 바로 나사골 및 나사산을 형성하는 경우와 비교할 때, 보다 낮은 부하로 용이하게 가공할 수 있으며 더욱 정밀하게 가공할 수 있다. 또한 이에 의하면 몸체(10)의 단류선이 끊어지지 않고 치밀하게 형성될 수 있어 그 강도와 내구성을 더욱 높일 수 있다.

이때 상기 다이스는 볼트의 나사산(13)이 대체적으로 둥근 프로파일을 갖게 되도록 이루어질 수 있다.

한편 도 4에서 A 영역에 표시된 바와 같이 몸체(10)의 끝단에는 나사골(12) 또는 나사산(13)이 온전한 형태로 마무리되지 못한 부분이 존재할 수 있다. 즉 어느 하나의 나사골(12)에서부터 그에 이웃한 나사골(12)까지 프로파일을 1주기라 본다면 몸체(10)의 끝단에는 그 프로파일이 온전한 1주기로 형성되지 못한 부분(이하 편의상 "불완전 나사부"라 함)이 존재할 수 있다.

이러한 불완전 나사부는 매우 날카롭기 때문에 버(burr)가 발생하거나 응력이 집중되어 변형되기 쉽다. 따라서 볼트가 고온/고압의 환경에 적용될 때 고착화 현상이 더 잘 일어날 수 있다.

이를 방지하기 위해 마지막으로 절삭 단계(S4)를 수행한다.

절삭 단계(S4)에서는 도 5에 도시된 바와 같이 불완전 나사부를 절삭하여 제거한다. 즉 몸체(10)의 가장 끝단에서부터 나사산(13)을 따라가면서 불완전 나사부에 속하는 나사산(13)을 절삭한다.

이러한 절삭은 몸체(10)의 원주 방향을 기준으로 할 때 예컨대 약 180°에 걸쳐 이루어질 수 있다. 또는 불완전 나사부가 실질적으로 끝나고 완전 나사부가 시작될 때까지 이루어질 수도 있다.

이때 절삭된 부분과 완전 나사부가 시작되는 부분은 서로 완만하게 이어지는 것이 바람직하다.

앞에서 설명되고 도면에 도시된 본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하지 않는다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 기재된 사항에 의해 정해진다. 한편 통상의 기술자라면 본 발명의 기술적 사상을 다양하게 개량하거나 변경할 수 있을 것이다. 이러한 개량이나 변경은 통상의 기술자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호 범위에 속한다.

Claims (5)

1. 원통형 몸체를 준비하는 준비 단계,
   상기 몸체의 원주면에 볼트에 구비될 나사골의 경로를 따라 홈을 형성하는 예비 가공 단계,
   다이스를 이용하여 볼트에 구비될 나사골 및 나사산을 형성하되, 상기 다이스의 피치는 상기 예비 가공 단계에서 형성한 홈의 피치에 일치하는 전조 단계를 포함하는 볼트 제작 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 예비 가공 단계에서 상기 홈은 볼트에 구비될 나사골의 깊이보다 얕게 형성되는 볼트 제작 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 전조 단계에서 상기 다이스는 볼트의 나사산이 둥근 프로파일을 갖게 되도록 이루어지는 볼트 제작 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 몸체의 끝단에서부터 나사산을 따라가면서 그 나사산 중 일부를 절삭하는 절삭 단계를 더 포함하는 볼트 제작 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 절삭 단계는 상기 몸체의 끝단에서부터 상기 몸체의 원주 방향을 기준으로 할 때 180°에 걸쳐 이루어지는 볼트 제조 방법.

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