KR20190099790A - 클린칭 스터드 볼트 가공용 전조 다이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전조 롤링다이스에 관한 것으로, 고정 다이스(51)에 이격되어 대향되게 배치되어 평행하게 이동하면서 볼트에 클린칭 홈과 함께 나사를 형성하도록, 측면에 나사 가공을 위한 다수의 요철부(2)들이 형성된 금형본체(1), 금형본체(1)의 상면에 배치되는 홈로링부(10) 및 가공할 클린칭 볼트의 헤드를 가이드하는 가이드부(20)를 구비하는 전조 롤링다이스에 있어서, 상기 홈로링부(10)가 판상의 부재로 형성되어 상기 금형본체(1)의 상면에 배치되며, 상기 가이드부(20)는 홈로링부(10)를 금형본체(1)의 상면에 부분적으로 돌출되게 고정하도록 구성되고, 상기 금형본체(1)와 홈로링부(10) 및 가이드부(20)들을 지지하는 홀더(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하여 구성됨으로써, 금형의 내구성을 향상시키고, 요구되는 치수 정밀도를 얻을 수 있는 효과가 있다. 또한, 가이드부와 홈로링부 및 금형본체를 홀더에 조립하고, 그 홀더에 냉각수와 칩 배출홈을 형성하여 전조 롤링가공시 냉각수에 의한 냉각효과가 향상되고, 냉각수의 원활한 배출로 발생되는 칩을 제거할 수 있어 칩에 의한 가공표면의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
.

Description

전조 롤링다이스{Form-Rolling Dies}

본 발명은 전조 롤링다이스에 관한 것으로, 특히 전조 롤링다이스에서 나사와 함께 홈을 동시에 전조가공할 수 있으며, 내구성과 치수 안정성이 향상되도록 조립형으로 구성된 클린칭 볼트 가공용 전조 다이스에 관한 것이다.

일반적으로 얇은 판재에 볼트를 압입시켜 부착하거나 두 판재들 사이에 공간을 만들어줄 목적으로 내부에 나사가 가공된 스터드를 판재에 압입시키는 것을 클린칭이라 한다.

이러한 클린칭의 특징은 파스너 부품 자체를 절단하지 않고 부품에 패스너를 견고하게 고정하는 것으로, 이러한 공정은 특히 특정 누수 방지 요구 사항이 있는 부품에 압입되는 스터드 및 나사에 적합하다.

또한, 알루미늄과 같이 용접할 수 없는 재료나 도금된 제품에도 체결이 가능하고, 용접 타입의 볼트에서 보다 이탈하중이 더 크고, 회전 저항 토크가 매우 높으며, 표면에 돌출이 없어서 외관이 수려하게 가공할 수 있고, 간단한 프레스 장비로도 클린칭을 수행할 수 있는 장점이 있어 널리 사용되고 있다.

이러한 클린칭에 사용되는 클린칭 볼트에서 클린칭 홈의 가공은 별도의 공정에서 절삭가공에 의해 형성할 수도 있으나, 전조 롤링다이스에서 볼트의 나사를 가공하는 과정에서 동시에 클린칭 홈을 형성하는 것이 바람직하다.

이와 같이 나사와 홈을 동시에 가공하기 위한 전조 롤링다이스의 예로는, 한국 등록특허 제 10-0800366호(등록일자 2008년01월28일)에 고정다이스와 이동다이스로 구성되어 있으며, 각 다이스의 롤링가공면에는 클린칭 홈을 가공하기 위한 압착가공돌부가 돌출 형성되어 목부를 형성하고, 평행하는 산형의 요철부로 나사부를 형성하도록 된 홈가공용 롤링다이스가 개시되어 있다.

그러나, 상기한 종래 특허기술의 전조 롤링다이스에서는 클린칭 홈을 볼트의 헤드 하측에서 나사부 위에 형성하기 위한 압착가공돌부가 다이스 금형에 일체로 형성되어 있으나, 클린칭 홈의 폭이 좁은 경우에는 그 압착가공돌부의 두께가 매우 얇게 형성되어야 하는데, 그러한 금형 제조시 후처리 공정으로서의 열처리 과정에서 금형에 일체로 형성된 두께가 얇은 압착가공돌부에서 변형이 발생되기 쉬워 정밀 가공치수를 얻기 어렵고, 내구성이 저하되어 금형비용이 상승되는 문제가 있었다.

한국 등록특허 제 10-0800366호(등록일자 2008년01월28일)

본 발명의 목적은 상기한 종래 기술의 압착가공돌부가 일체로 형성된 전조 롤링다이스의 내구성에 대한 문제점을 해결하기 위하여, 별도 부품으로 된 클린칭 홈 형성을 위한 판상의 홈로링부와 상부 가이드부 금형 본체 및 전조롤링시에 볼트 헤드를 가이드하는 가이드부를 홀더에 조립고정하도록 개선된 구조의 전조 롤링다이스를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 전조 롤링다이스는, 고정 다이스에 이격되어 대향되게 배치되어 평행하게 이동하면서 볼트에 클린칭 홈과 함께 나사를 형성하도록, 측면에 나사 가공을 위한 다수의 요철부들이 형성된 금형본체, 금형본체의 상면에 배치되는 홈로링부 및 가공할 클린칭 볼트의 헤드를 가이드하는 가이드부를 구비하는 전조 롤링다이스에 있어서,

상기 홈로링부는 판상의 부재로 형성되어 상기 금형본체의 상면에 배치되며, 상기 가이드부는 홈로링부를 금형본체의 상면에 부분적으로 돌출되게 고정하도록 구성되고,

상기 금형본체와 홈로링부 및 가이드부들을 지지하는 홀더를 더 포함하는 것을 특징으로 하여 구성된다.

상기 가이드부는 저면에 금형본체의 상면에 배치되는 홈로링부를 수용하여 지지하도록 단턱이 형성된다.

상기 홀더는 "ㄴ"자 형상으로 상기한 금형본체와 홈로링부 및 가이드부들이 장착되는 평탄한 수평지지부와, 전조 롤링가공시의 압력에 대하여 상기한 금형본체와 홈로링부 및 가이드부들의 배면측을 지지하도록 상기 수평지지부에 대해 수직으로 형성된 수직지지부를 포함하여 구성된다.

상기 홀더의 수평지지부의 내측 단부에는 클린칭 볼트의 클린칭 홈 및 나사부 가공시 공급되는 냉각수가 칩과 함께 배출되도록 요홈부가 수평지지부의 폭방향으로 형성될 수 있다.

상기 홈로링부는 가공하고자 하는 클린칭 볼트에 형성할 클린칭 홈에 대응된 두께를 갖고 냉간압연용 탄소강과 공구용 합금강중에서 선택된 어느 하나의 소재로 된 판상의 부재로 열처리 및 표면처리되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따라 클린칭 홈을 형성하기 위하여 판상의 홈로링부를 별도 부품으로 형성하여 열처리한 것을 금형 본체에 조립함으로써, 금형의 내구성을 향상시키고, 요구되는 치수 정밀도를 얻을 수 있는 효과가 있다. 또한, 가이드부와 홈로링부 및 금형본체를 홀더에 조립하고, 그 홀더에 냉각수와 칩 배출홈을 형성하여 전조 롤링가공시 냉각수에 의한 냉각효과가 향상되고, 냉각수의 원활한 배출로 발생되는 칩을 제거할 수 있어 칩에 의한 가공표면의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 전조 롤링다이스의 분해 사시도.
도 2는 도 1의 전조 롤링다이스의 조립된 상태의 사시도.
도 3은 도 2의 이동형 전조 롤링다이스와 고정형 전조 롤링다이스로 클린칭 볼트를 가공하는 것을 보여주는 개략적인 사시도.
도 4는 도 3에 의해 가공되는 클린칭 볼트의 가공전후의 사시도.
도 5는 도 4의 클린칭 볼트의 사용 상태 단면도.

이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 전조 롤링다이스를 도시한 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1과 2에 있어서, 본 발명에 의한 전조 롤링다이스는 측면에 나사 가공을 위한 다수의 요철부(2)들이 형성된 금형본체(1), 판상의 부재로 형성되어 상기 금형본체(1)의 상면에 배치되는 홈로링부(10) 및 상기 홈로링부(10)를 금형본체(1)의 상면에 부분적으로 돌출되게 고정하며 가공할 클린칭 볼트의 헤드를 가이드하는 가이드부(20) 및 상기 금형본체(1)와 홈로링부(10) 및 가이드부(20)들을 지지하는 홀더(30)를 포함한다.

상기 금형본체(1)는 통상의 전조 롤링다이스의 금형과 동일하게 측면에 다수의 요철부(2)가 형성되어 대향되어 배치되는 고정 다이스에 대하여 이동하면서 그 사이에 배치되는 클린칭 볼트의 축부에 나사를 형성하게 된다.

상기 금형본체(1)의 상면에 배치되는 홈로링부(10)는 판상의 별도의 부재로서 가공하고자 하는 클린칭 홈에 대응된 두께를 갖고 내구성 향상을 위해 변형이 발생되지 않게 냉간압연용 탄소강판, 바람직하기로는 공구용 합금강 판으로 열처리 및 표면처리되어 내구성이 향상된 것이 바람직하다. 이로써, 종래 금형본체에 일체로 판형태로 돌출되게 형성되는 경우 금형 본체의 열처리 과정에서 열변형에 의해 정밀도가 저하되고 내구성이 저하되는 문제가 해결된다.

상기 가이드부(20)는 클린칭 볼트의 전조 롤링가공시 상기 홈로링부(10)와의 사이에 배치되는 클린칭 볼트의 헤드를 상측에서 지지하며, 전측 단부에 경사면(21)이 형성되어 가공할 클린칭 볼트의 인입이 원활하도록 되어 있다. 상기 가이드부(20)의 저면에는 금형본체(1)의 상면에 배치되는 홈로링부(10)를 수용하여 지지하도록 단턱(22)이 형성되어 있다.

상기 홀더(30)는 "ㄴ"자 형상으로 평탄한 수평지지부(31)에 상기한 금형본체(1)와 홈로링부(10) 및 가이드부(20)들이 장착되며, 그 배면측은 상기 수평지지부(31)에 대해 수직으로 형성된 수직지지부(32)에 의해 지지되고, 가공시 측방향으로 상기 금형본체(1)와 홈로링부(10) 및 가이드부(20)에 대하여 작용하는 힘을 지지하도록 지지측벽(34)을 포함하여 전조 롤링가공시의 압력에 대하여 상기 금형본체(1)와 홈로링부(10) 및 가이드부(20)들을 지지한다. 도면에는 도시되지 않았지만, 상기 금형본체(1)와 홈로링부(10) 및 가이드부(20)들은 볼트와 같은 체결수단으로 홀더(30)에 고정된다.

또한, 상기 홀더(30)의 수평지지부(31)의 내측 단부에는 요홈부(35)가 수평지지부의 폭방향으로 형성되어 있어서, 클린칭 볼트의 클린칭 홈 및 나사부 가공시 공급되는 냉각수가 원활하게 배출되게 하며, 이로써 가공시 발생될 수 있는 칩 또한 원활하게 배출되게 하여 클린칭 볼트의 가공표면이 칩에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 4에 있어서, 상기한 조립구조의 본 발명에 의한 전조 롤링다이스(50)는 고정 다이스(51)에 이격되어 대향되게 배치되고, 상기 전조 롤링다이스(50)과 고정 다이스(51) 사이에 가공할 클린칭 볼트 소재(40)가 배치된 상태에서, 고정 다이스(51)에 대해 이동형의 전조 롤링다이스(50)가 수평이동함으로써, 도 3에 도시된 바와 같이, 클린칭 볼트 소재(40)는 그 헤드부(41) 하측에서 홈로링부(10)에 의해 압착되어 직경이 감소되어 클린칭 홈(43)이 형성됨과 동시에 축부(44)에는 금형본체(1)에 형성된 요철부(2)에 의해 나사가 형성된다.

이때, 클린칭 볼트 소재(40)의 헤드부(41)는 고정 다이스(51)의 상면과 이동형 전조 롤링다이스(50)의 홈로링부(10) 상면 위에 배치된다. 상기 헤드부(41)의 저면에 일체로 돌기들이 형성된 클린치부(45)가 형성된 경우에는 상기 클린치부(45)의 저면이 홈로링부(10)와 고정다이스(51) 상면에서 지지되고, 헤드 상면은 가이드부(20)에 의해 위치가 변동되지 않게 지지된다. 이로써, 헤드부(41) 하측에 일체로 형성된 클린치부(45) 및 그 하측에 클린칭 홈(43)이 형성되고 축부(44)에 나사가 형성된 클린칭 볼트(70)가 생산된다.

상기한 클린치 볼트(70)는 알루미늄, 스테인리스 스틸, 저탄소강, 황동 등의 재질로 만들어 질 수 있고, 도 5에 순차적으로 도시된 바와 같이 모재(60)에 형성된 홀(61)에 삽입된 클린칭 볼트(70)가 프레스에 의해 압입되어 축부가 모재의 저면에서 돌출되며, 클린치부(45)와 헤드부(41)가 모재의 표면과 동일 표면이 압입된다. 이때, 상기 클린칭 홈(43)에는 모재가 프레스 압력에 의해 밀려들어가서 모재의 소재결이 유지된 상태로 유입됨으로써 모재(60)와 클린칭 볼트(70)가 일체화되어 돌출된 축부가 스터드로서 사용될 수 있게 된다.

본 발명은 클린칭 볼트에서 나사와 함께 클린칭 홈을 가공하기 위한 전조 롤링다이스에 이용될 수 있다.

1 : 금형본체 10 : 홈로링부
20 : 가이드부 30 : 홀더
31 : 수평지지부 32 : 수직지지부
40 : 클린칭 볼트 소재 41 : 헤드부
43 : 클린칭홈 44 : 축부
45 : 클린치부 50 : 전조 롤링다이스
51 : 고정 다이스 60 : 모재
61 : 홀 70 : 클린칭 볼트

Claims (5)

1. 고정 다이스(51)에 이격되어 대향되게 배치되어 평행하게 이동하면서 볼트에 클린칭 홈과 함께 나사를 형성하도록, 측면에 나사 가공을 위한 다수의 요철부(2)들이 형성된 금형본체(1), 금형본체(1)의 상면에 배치되는 홈로링부(10) 및 가공할 클린칭 볼트의 헤드를 가이드하는 가이드부(20)를 구비하는 전조 롤링다이스에 있어서,
   상기 홈로링부(10)가 판상의 부재로 형성되어 상기 금형본체(1)의 상면에 배치되며, 상기 가이드부(20)는 홈로링부(10)를 금형본체(1)의 상면에 부분적으로 돌출되게 고정하도록 구성되고,
   상기 금형본체(1)와 홈로링부(10) 및 가이드부(20)들을 지지하는 홀더(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전조 롤링다이스.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 가이드부(20)는 저면에 금형본체(1)의 상면에 배치되는 홈로링부(10)를 수용하여 지지하도록 단턱(22)이 형성된 것을 특징으로 하는 전조 롤링다이스.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 홀더(30)는 "ㄴ"자 형상으로 상기한 금형본체(1)와 홈로링부(10) 및 가이드부(20)들이 장착되는 평탄한 수평지지부(31)와, 전조 롤링가공시의 압력에 대하여 상기한 금형본체(1)와 홈로링부(10) 및 가이드부(20)들의 배면측을 지지하도록 상기 수평지지부(31)에 대해 수직으로 형성된 수직지지부(32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전조 롤링다이스.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 홀더(30)의 수평지지부(31)의 내측 단부에는 클린칭 볼트의 클린칭 홈 및 나사부 가공시 공급되는 냉각수가 칩과 함께 배출되도록 요홈부(35)가 수평지지부의 폭방향으로 형성된 것을 특징으로 하는 전조 롤링다이스.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 홈로링부(10)는 가공하고자 하는 클린칭 볼트에 형성할 클린칭 홈에 대응된 두께를 갖고 냉간압연용 탄소강과 공구용 합금강중에서 선택된 어느 하나의 소재로 된 판상의 부재로 열처리 및 표면처리된 것을 특징으로 하는 전조 롤링다이스.

Images