KR20190108251A - Manufacturing method for integrated input shaft and integrated input shaft thereof - Google Patents

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KR20190108251A
KR20190108251A KR1020180029538A KR20180029538A KR20190108251A KR 20190108251 A KR20190108251 A KR 20190108251A KR 1020180029538 A KR1020180029538 A KR 1020180029538A KR 20180029538 A KR20180029538 A KR 20180029538A KR 20190108251 A KR20190108251 A KR 20190108251A
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황태민
박상균
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(주)성진포머
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Abstract

The present invention relates to an integrated input shaft manufacturing method, capable of enabling a polygonal shaft part in the upper part and a spline shaft part in the lower part to be aligned properly, and an integrated input shaft manufactured therethrough. To achieve the purpose, the integrated input shaft manufacturing method includes: an extrusion process of dividing steps between the upper and lower parts of a round bar; a preformation process of preforming a part, in which a polygonal shaft part is expected to be formed, in the upper part of the product having gone through the extrusion process; and a upper and lower part simultaneous formation process of forming the preformed part of the product having gone through the preformation process into a polygonal shaft part while forming a spline shaft part, in which a plurality of splines are formed equiangularly, in the lower part of the product having gone through the preformation process, and enabling an alignment reference line of the polygonal shaft part and an alignment reference line of the spline shaft part to be aligned in the same direction.

Description

일체형 인풋 샤프트 제조방법 및 이에 의해 제조된 일체형 인풋 샤프트{MANUFACTURING METHOD FOR INTEGRATED INPUT SHAFT AND INTEGRATED INPUT SHAFT THEREOF}Manufacture method of integral input shaft and integral input shaft manufactured by the present invention {MANUFACTURING METHOD FOR INTEGRATED INPUT SHAFT AND INTEGRATED INPUT SHAFT THEREOF}

본 발명은 일체형 인풋 샤프트 제조방법 및 이에 의해 제조된 일체형 인풋 샤프트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 상부의 다각형상 축부와 하부의 스플라인 축부의 방향 정렬이 양호한 일체형 인풋 샤프트를 제조할 수 있도록 하는 일체형 인풋 샤프트 제조방법 및 이에 의해 제조된 일체형 인풋 샤프트에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing an integrated input shaft and an integrated input shaft manufactured by the present invention, and more particularly, to an integrated input shaft capable of manufacturing an integrated input shaft having good alignment in an upper polygonal shaft portion and a lower spline shaft portion. An input shaft manufacturing method and an integrated input shaft manufactured thereby.

일반적으로, 인풋 샤프트는 그 상부 및 하부가 자동차의 회전력 및 충돌하중을 흡수하는 칼럼 및 유니버설 조인트와 각각 연결되어 차량의 ECU의 제어에 따라 발생된 모터의 구동력을 증폭하고 구동속도를 감소하는 장치인 감속기와 조립되어 유니버설 조인트로 구동력을 전달하는 조향장치의 한 부품이다. In general, the input shaft is a device that the upper and lower portions of the input shaft is connected to the column and the universal joint, respectively, to absorb the rotational force and the collision load of the vehicle to amplify the driving force of the motor generated under the control of the ECU of the vehicle and reduce the driving speed. It is a part of steering system that is assembled with reducer and transmits driving power to universal joint.

상기 인풋 샤프트는 따로 제조 및 가공되어 제조된 후 체결되는 상부샤프트와 하부샤프트로 이루어지며, 상부샤프트는 아웃풋 샤프트에 연결되고 하부샤프트는 칼럼에 조립된다. The input shaft is composed of an upper shaft and a lower shaft which are manufactured and processed separately and then fastened. The upper shaft is connected to the output shaft and the lower shaft is assembled to the column.

인풋 샤프트를 구성하는 하부샤프트의 외측 면에는 스플라인이 형성되어 이와 대응되는 샤프트 어퍼의 내측스플라인과 연결되어 인풋 샤프트가 칼럼에서 슬라이딩 되면서 작동함으로 충격을 흡수할 수 있도록 되어 있다. Spline is formed on the outer surface of the lower shaft constituting the input shaft is connected to the inner spline of the corresponding shaft upper to absorb the impact by operating while the input shaft slides in the column.

도 1은 종래기술에 따른 자동차용 조향장치의 인풋 샤프트의 분해사시도이고, 도 2는 종래기술에 따른 자동차용 조향장치의 인풋 샤프트를 조립한 상태의 사시도이다. 1 is an exploded perspective view of an input shaft of a steering apparatus for a vehicle according to the prior art, and FIG. 2 is a perspective view of the input shaft of the steering apparatus for a vehicle according to the prior art assembled.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 인풋 샤프트는 상부에 위치하는 상부샤프트(1)와, 하부에 위치하는 하부샤프트(2) 및 상?하부샤프트(1, 2)를 일체로 체결하는 핀(3)으로 구성된다. 1 and 2, the input shaft integrally fastens the upper shaft 1 positioned at the upper portion, the lower shaft 2 positioned at the lower portion, and the upper and lower shafts 1 and 2 integrally. It consists of the pin (3).

상기 상부샤프트(1)의 하단부와 하부샤프트(2)의 상단부는 서로 끼워 맞춤으로 조립될 수 있도록 서로 대응되는 형상으로 가공되며, 이들 상?하부샤프트(1, 2)의 조립된 부분에는 관통홀(4, 5)이 각각 형성되어 핀(3)이 삽입될 수 있도록 되어있다. The lower end of the upper shaft 1 and the upper end of the lower shaft 2 are processed into shapes corresponding to each other so that they can be assembled by fitting with each other, and through holes are assembled in the assembled parts of the upper and lower shafts 1 and 2. 4 and 5 are formed so that the pin 3 can be inserted.

핀(3)은 관통홀(4, 5)에 억지끼움 방식으로 삽입되어 상?하부샤프트(1, 2)가 조립된 상태를 유지하도록 구성된다. 이때 핀(3)을 압입한 후 강력한 체결을 위하여 핀의 표면에는 널링 가공 등에 의하여 스크래치를 형성할 수도 있다. The pin 3 is inserted into the through-holes 4 and 5 in an interference fit manner and configured to maintain the assembled upper and lower shafts 1 and 2. At this time, after pressing the pin 3, the surface of the pin may be scratched by knurling or the like for strong tightening.

상기 관통홀(4, 5)은 상?하부샤프트(1, 2)를 조립한 상태로 드릴 등을 이용하여 형성할 수 있다. The through holes 4 and 5 may be formed by using a drill or the like while the upper and lower shafts 1 and 2 are assembled.

그리고 하부샤프트(2)의 하부에는 칼럼과 조립하기 위한 스플라인(6)이 성형된다. And the lower part of the lower shaft 2 is formed with a spline 6 for assembling with the column.

상술한 바와 같이, 상부샤프트(1)와 하부샤프트(2)로 각각 나누어 체결하는 방식으로 인풋 샤프트를 제조하는 이유는 상부샤프트(1)와 하부샤프트(2)의 동심도 및 진직도 때문이다. As described above, the reason why the input shaft is manufactured by dividing into the upper shaft 1 and the lower shaft 2, respectively, is due to the concentricity and the straightness of the upper shaft 1 and the lower shaft 2.

즉, 아웃풋 샤프트와 연결되는 상부샤프트(1)는 가장 큰 토크를 받는 부분이므로 고주파 열처리를 하여 운전자의 안전과 스티어링 휠의 작동 오류를 방지할 수 있도록 이루어지고, 고정밀 스플라인이 있는 하부샤프트(2)를 별도로 제작하여 진동심도 및 진직도를 확보하고 있다. That is, the upper shaft (1) connected to the output shaft is the portion receiving the largest torque, so that the high-frequency heat treatment to prevent the driver's safety and operation error of the steering wheel, the lower shaft (2) with a high-precision spline By separately manufacturing the vibration depth and straightness is secured.

이러한 종래의 인풋 샤프트는 상부샤프트(1)와 하부샤프트(2)를 핀(3)으로 조립하는 구조이므로 구조적인 강도가 약하고 사용시간이 누적되면서 연결된 부위에 유격이 발생하거나 이로 인하여 핀이 빠져나오는 문제점이 있다. Since the conventional input shaft has a structure in which the upper shaft 1 and the lower shaft 2 are assembled with the pins 3, the structural strength is weak and the play is accumulated in the connected part while the use time accumulates, or the pins are pulled out. There is a problem.

이렇게 상?하부샤프트(1, 2)의 연결부위에 유격이 발생하거나 핀이 빠져나오면 자동차의 운행 중 방향 조절이 원활하게 이루어지지 않거나 방향조절이 불가능하여 사고로 이어질 가능성이 높다. If the play of the upper and lower shafts (1, 2), the play or the pin is pulled out, the direction of the car is not smoothly adjusted or the direction is not possible to lead to accidents.

또한, 상부샤프트(1)와 하부샤프트(2)를 각각 제조한 후 관통홀(4, 5)을 뚫고 여기에 핀(3)을 조립해야 함으로 작업이 번거롭고 제조시간이 많이 소요되어 생산성이 떨어진다. In addition, after manufacturing the upper shaft (1) and the lower shaft (2), respectively, through the through-holes (4, 5) to assemble the pin (3) here, the work is cumbersome and takes a lot of manufacturing time and productivity is reduced.

제조를 간단하게 하기 위하여 상부샤프트(1)와 하부샤프트(2)를 용접으로 연결하는 방법도 있으나, 상?하부샤프트(1, 2)는 서로 다른 재질로 이루어지므로 용접이 완벽하게 이루어지지 않으며, 용접 시 발생하는 열에 의하여 소재의 특성이 변하여 강도가 낮아지고 이로 인하여 제품의 안전성 및 신뢰성이 저하되는 단점이 있다. In order to simplify the manufacturing, there is also a method of connecting the upper shaft (1) and the lower shaft (2) by welding, but the upper and lower shafts (1, 2) is made of different materials, so welding is not made completely, Due to the heat generated during welding, the properties of the material change, which lowers the strength, thereby degrading the safety and reliability of the product.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 상부샤프트와 하부샤프트로 이루어진 인풋 샤프트를 하나의 단일체로 형성하여 제조하는 방법에 대해 한국등록특허 제10-1257060호에 ??자동차용 조향장치의 인풋 샤프트 및 그 제조방법??이 개시된 바 있다. In order to solve the problems as described above, the input shaft of the steering apparatus for automobiles in Korea Patent No. 10-1257060 for the method of manufacturing by forming an input shaft consisting of the upper shaft and the lower shaft as a single body and The manufacturing method has been disclosed.

그러나, 상기 한국등록특허 제10-1257060호에 개시된 제조방법은 연결부의 형상으로 성형하는 압출 공정과 스플라인을 성형하는 공정이 서로 별개의 공정으로 따로 이루어져 있기 때문에, 압출 공정에서 성형된 연결부의 위상각(방향)과 스플라인 성형 공정에서 성형된 스플라인의 위상각(방향)이 서로 동일 방향으로 정렬되지 않는 문제점이 있으며, 이로 인하여, 인풋 샤프트의 상부에 조립되는 스티어링 휠과 하부에 조립되는 유니버설 조인트의 정렬이 양호하지 않게 되는 문제가 있다. However, in the manufacturing method disclosed in Korean Patent No. 10-1257060, since the extrusion process for molding into the shape of the connecting portion and the spline molding process are made separately from each other, the phase angle of the connecting portion formed in the extrusion process (Direction) and the phase angle (direction) of the spline formed in the spline forming process is not aligned with each other in the same direction, due to this, the alignment of the steering wheel assembled on the top of the input shaft and the universal joint assembled on the bottom There is a problem that this is not good.

한국등록특허 제10-1257060호(등록일자 2013년04월16일)Korea Patent Registration No. 10-1257060 (Registration date April 16, 2013)

상기 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 상부의 다각형상 축부와 하부의 스플라인 축부의 방향 정렬이 양호한 일체형 인풋 샤프트를 제조할 수 있는 일체형 인풋 샤프트 제조방법 및 이에 의해 제조된 일체형 인풋 샤프트을 제공함에 있다. An object of the present invention for solving the problems according to the prior art, an integrated input shaft manufacturing method capable of manufacturing an integrated input shaft with good orientation of the upper polygonal shaft portion and the lower spline shaft portion and integrally produced by In providing an input shaft.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일체형 인풋 샤프트 제조방법은, 환봉 소재의 상부와 하부 사이에 단을 나누는 압출 공정; 상기 압출 공정을 거친 성형물의 상부에 다각형상 축부가 형성될 부분을 예비성형하는 예비성형 공정; 및 상기 예비성형 공정을 거친 성형물의 상기 예비성형된 부분을 다각형상 축부로 성형함과 동시에 상기 예비성형 공정을 거친 성형물의 하부에 복수의 스플라인이 등각도로 형성된 스플라인 축부를 성형하되, 상기 다각형상 축부의 정렬 기준선과 상기 스플라인 축부의 정렬 기준선이 서로 동일 방향으로 정렬하도록 성형하는 상하부 동시 성형공정;을 포함한다. An integrated input shaft manufacturing method of the present invention for solving the above technical problem, the extrusion process of dividing the stage between the top and bottom of the round bar material; A preforming process of preforming a portion in which the polygonal shaft portion is to be formed on the molded product which has been subjected to the extrusion process; And molding the preformed portion of the molded product that has undergone the preforming process into a polygonal shaft portion and simultaneously forming a spline shaft portion having a plurality of splines formed at an equal angle on the lower portion of the molded product that has undergone the preforming process. And an upper and lower co-molding process for forming the alignment reference line and the alignment reference line of the spline shaft to be aligned in the same direction.

바람직하게, 상기 다각형상 축부의 정렬 기준선은, 상기 예비성형 공정을 거친 성형물의 상면의 좌우 대칭선 또는 상하 대칭선으로 정의될 수 있다. Preferably, the alignment reference line of the polygonal shaft portion may be defined as a left-right symmetry line or a vertical symmetry line of the upper surface of the molded product subjected to the preforming process.

바람직하게, 상기 스플라인 축부의 정렬 기준선은, 상기 예비성형 공정을 거친 성형물의 하면의 좌우 대칭선 또는 상하 대칭선으로 정의될 수 있다. Preferably, the alignment reference line of the spline shaft portion may be defined as a left-right symmetry line or a top-down symmetry line of the lower surface of the molding which has been subjected to the preforming process.

바람직하게, 상기 압출 공정은, 상기 환봉 소재의 하부를 압출성형하는 1차 압출 공정; 및 상기 1차 압출 공정 공정을 거친 성형물의 하부를 더욱 압출성형하는 2차 압출 공정;을 포함하여 구성될 수 있다. Preferably, the extrusion process, the first extrusion process for extruding the lower portion of the round bar material; And a second extrusion process for further extruding a lower portion of the molded product subjected to the first extrusion process.

바람직하게, 상기 예비성형 공정은, 상기 압출 공정을 거친 성형물의 상부에 제1직경부, 상기 제1직경부보다 작은 직경을 갖도록 상기 제1직경부의 상부에 단을 두고 형성되는 제2직경부, 상기 제2직경부보다 작은 직경을 갖도록 상기 제2직경부의 상부에 단을 두고 형성되는 제3직경부로 성형되게 하는 제1 예비성형 공정; 및 상기 제1직경부와 제2직경부의 사이에 외주부를 따라 돌출된 플랜지부를 성형하는 제2 예비성형 공정;을 포함하여 구성될 수 있다. Preferably, the preforming process, the first diameter portion formed on the upper part of the molding after the extrusion process, the second diameter portion formed on the upper end of the first diameter portion to have a smaller diameter than the first diameter portion, A first preforming step of forming a third diameter portion formed at an upper end of the second diameter portion so as to have a diameter smaller than the second diameter portion; And a second preforming process of forming a flange portion protruding along an outer circumference portion between the first diameter portion and the second diameter portion.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일체형 인풋 샤프트 제조방법은, 인풋 샤프트의 상부에 형성되는 다각형상 축부의 정렬 기준선과 인풋 샤프트의 하부에 형성되는 스플라인 축부의 정렬 기준선이 서로 동일 방향으로 정렬하도록 인풋 샤프트의 상부와 하부를 동시에 성형하도록 이루어진다. In the integrated input shaft manufacturing method of the present invention for solving the above technical problem, the alignment reference line of the polygonal shaft portion formed on the top of the input shaft and the alignment reference line of the spline shaft portion formed on the lower portion of the input shaft are aligned in the same direction. And to simultaneously shape the top and bottom of the input shaft.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일체형 인풋 샤프트는, 상기에 기재된 일체형 인풋 샤프트 제조방법에 의해 제조된다.The integrated input shaft of the present invention for solving the above technical problem is produced by the integrated input shaft manufacturing method described above.

상술한 바와 같은 본 발명은, 상부의 다각형상 축부와 하부의 스플라인 축부의 방향 정렬이 양호한 일체형 인풋 샤프트를 제조할 수 있는 이점이 있다. The present invention as described above has the advantage of producing an integrated input shaft with good alignment of the upper polygonal shaft portion and the lower spline shaft portion.

도 1은 종래의 인풋 샤프트의 분해사시도이다.
도 2는 종래의 인풋 샤프트를 조립한 상태의 사시도이다.
도 3 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 인풋 샤프트 제조방법의 각 공정을 통하여 인풋 샤프트가 제조되는 과정을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 인풋 샤프트 제조방법에 의해 제조된 인풋 샤프트를 후가공하여 완성된 일체형 인풋 샤프트를 도시한 도면이다. 1 is an exploded perspective view of a conventional input shaft.
2 is a perspective view of a conventional input shaft assembled.
3 to 9 are views illustrating a process of manufacturing the input shaft through each process of the integrated input shaft manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
10 is a view showing an integrated input shaft completed by post-processing the input shaft manufactured by the integrated input shaft manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안된다.The present invention can be embodied in many other forms without departing from the spirit or main features thereof. Therefore, the embodiments of the present invention are merely examples in all respects and should not be interpreted limitedly.

제1, 제2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소도 제1구성요소로 명명될 수 있다. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.

및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.The term and / or includes a combination of a plurality of related items or any item of a plurality of related items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다", "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, the terms "comprise", "comprise", "have", and the like are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification. Or other features or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof in any way should not be excluded in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and are not construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same or corresponding components will be denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals and redundant description thereof will be omitted.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 3 내지 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 인풋 샤프트 제조방법의 각 공정을 통하여 인풋 샤프트가 제조되는 과정을 도시한 도면이다. 3 to 9 are views illustrating a process of manufacturing the input shaft through each process of the integrated input shaft manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따란 일체형 인풋 샤프트는, 도 3 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 압출 공정, 예비성형 공정, 상하부 동시 성형공정을 포함하는 냉간 다단단조를 통해 전체적인 외형을 성형한 후, 절삭 등의 후가공을 통해 도 10의 최종 완제품으로 제조된다. The integrated input shaft according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 3 to 9, after forming the overall appearance through the cold multi-stage forging, including the extrusion process, preforming process, upper and lower simultaneous molding process, The final finished product of FIG. 10 is manufactured through post-processing such as cutting.

냉간 다단단조를 통해 일체형 인풋 샤프트를 제조하기 위하여, 원형으로 감긴 원소재를 포머기의 공급부에서 직선으로 평활하게 하여 공급하면서 상기 원소재의 단부를 절단함에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 소정의 외경과 길이를 갖는 환봉 형상의 소재(100, 이하, '환봉 소재(100)'로 통칭함)를 준비할 수 있다. In order to manufacture the unitary input shaft through cold multi-stage forging, the end portion of the raw material is cut while supplying a circularly wound raw material in a straight line at the supply part of the former machine, as shown in FIG. Round bar-shaped material having an outer diameter and length of 100 (hereinafter, referred to as 'round bar material 100') can be prepared.

상술한 바와 같이, 소정의 외경과 길이를 갖는 환봉 소재(100)가 준비되면, 이러한 환봉 소재(100)가 이송장치(미도시)에 의해 순차적으로 설치된 다수의 다이스를 순차적으로 이동하면서 다수의 단계로 성형되며, 구체적으로, 각 단계의 다이스마다 구비된 펀치로 소재를 가압 및 소성변형시켜, 도 3 내지 도 9에 도시된 냉간 다단단조 공정을 거쳐 인체형 인풋 샤프트를 하게 된다. As described above, when the round bar material 100 having a predetermined outer diameter and length is prepared, the round bar material 100 moves a plurality of dice sequentially installed by a transfer device (not shown). It is molded into, specifically, by pressing and plastic deformation of the material with a punch provided for each step of the die, through the cold multi-forging process shown in Figures 3 to 9 to the human body input shaft.

전술한 바와 같이, 상기 냉간 다단단조 공정은 압출 공정, 예비성형 공정, 상하부 동시 성형공정을 포함하여 구성되며, 이하에서 상세하게 설명하도록 한다. As described above, the cold multi-forging process is configured to include an extrusion process, a preforming process, the upper and lower simultaneous molding process, will be described in detail below.

먼저, 상기 압출 공정에 대하여 설명하도록 한다. First, the extrusion process will be described.

상기 압출 공정은 소정의 외경과 길이를 갖는 환봉 소재(100)의 상부와 하부 사이에 단이 형성되도록 환봉 소재(100)를 압출하는 공정이다. The extrusion process is a process of extruding the round bar material 100 such that a stage is formed between the top and bottom of the round bar material 100 having a predetermined outer diameter and length.

구체적으로, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 압출 공정은 상기 환봉 소재(100)의 대략 중앙의 하측 부분의 직경이 원래의 직경보다 작아지게 소성 변형시켜 다각형상 축부(100c')로 성형될 부분과 스플라인 축부(120')로 성형될 부분으로 단을 나누어 성형하는 공정이다. Specifically, as shown in Figures 5 and 6, the extrusion process is plastically deformed so that the diameter of the lower portion of the substantially center of the round bar material 100 is smaller than the original diameter to the polygonal shaft portion (100c ') The process is performed by dividing a stage into a part to be formed and a part to be formed by the spline shaft part 120 '.

상기 단을 기준으로 예비성형 공정, 상하부 동시 성형공정을 통해 다각형상 축부(100c')와 스플라인 축부(120')가 일체로 이루어진 일체형 인풋 샤프트가 제조될 수 있다. Based on the stage, an integrated input shaft may be manufactured in which a polygonal shaft portion 100c 'and a spline shaft portion 120' are integrally formed through a preforming process and an upper and lower simultaneous forming process.

한편, 상기 압출 공정은 1차 압출 공정 및 2차 압출 공정을 포함하여 구성될 수 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이, 1차 압출 공정은 상기 환봉 소재(100)의 하부를 1차적으로 압출성형하여 1차 압출부(110)를 성형하는 공정이고, 도 6에 도시된 바와 같이, 2차 압출 공정은 상기 환봉 소재(100)의 하부를 더욱 압출성형하여 2차 압출부(120)를 성형하여 압출 공정을 마무리하는 공정이다. On the other hand, the extrusion process may be configured to include a first extrusion process and a second extrusion process, as shown in Figure 5, the first extrusion process is the first extrusion molding the lower part of the round bar material 100 By molding the primary extrusion unit 110, as shown in Figure 6, the secondary extrusion process by further extruding the lower portion of the round bar material 100 to form a secondary extrusion unit 120 It is the process of finishing an extrusion process.

상술한 바와 같이 압출 공정이 2단계로 구성되는 것은, 소재의 길이와 직경의 길이에 따른 업세팅비에 근거한 것으로서, 한 공정에서 소재의 길이의 변화량(△h)이 직경의 길이의 변화량(△d)의 관계가 '△h ≥ 2 * △d'의 조건을 만족해야 하기 때문이며, 한 공정에서 소재의 변형량이 많아지게 되면, 형상의 왜곡이 발생하는 문제가 있기 때문이다. As described above, the extrusion process is composed of two stages, based on the upsetting ratio according to the length of the material and the length of the diameter, and in one process, the amount of change in the length of the material (Δh) is the amount of change in the length of the diameter (Δd). This is because the relation of?) Must satisfy the condition of 'Δh ≥ 2 * Δd', and when the amount of deformation of the material increases in one process, there is a problem that shape distortion occurs.

하지만, 소재의 형상 왜곡이 발생하지 않는 정도 또는 형상 왜곡이 심하지 않은 소재라면, 이러한 압출 공정은 한 번의 공정으로 이루어질 수도 있음은 물론이다. However, as long as the shape distortion of the material does not occur or the material is not severe shape distortion, this extrusion process may be made of a single process, of course.

한편, 상기 압출 공정 이전에, 압출 공정에 사용되는 금형의 보호를 위하여, 상기 환봉 소재(100)의 하단부 주변에 경사면(c)을 미리 형성할 수 있다. On the other hand, before the extrusion process, in order to protect the mold used in the extrusion process, the inclined surface (c) may be formed in advance around the lower end of the round bar material (100).

다음으로, 상기 예비성형 공정에 대하여 설명하도록 한다. Next, the preforming process will be described.

상기 예비성형 공정은, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 압출 공정을 거친 성형물의 상부에 다각형상 축부(100c')가 형성될 부분을 예비성형하는 공정이다. As shown in FIGS. 7 and 8, the preforming process is a process of preforming a portion in which a polygonal shaft portion 100c 'is to be formed on an upper part of the molded product that has undergone the extrusion process.

구체적으로, 상기 예비성형 공정은 일체형 인풋 샤프트의 상부가 자동차의 스티어링 휠에 조립될 수 있도록 일체형 인풋 샤프트의 상부에 다각형상 축부(100c')가 형성될 부분을 예비성형 하는 공정이다. 본 공정에서는 압출 공정을 거친 성형물의 상단부 직경이 점차 단계적으로 작아지도록 성형하여 후단의 공정을 통해 다각형상 축부(100c')로 성형될 수 있다. Specifically, the preforming process is a process of preforming a portion in which the polygonal shaft portion 100c 'is to be formed on the upper portion of the integrated input shaft so that the upper portion of the integrated input shaft is assembled to the steering wheel of the vehicle. In this process, the diameter of the upper end of the molded product subjected to the extrusion process may be gradually formed to be gradually reduced in size, and may be formed into a polygonal shaft portion 100c 'through a process of the rear end.

상기 예비성형 공정은 제1 예비성형 공정 및 제2 예비성형 공정을 포함하여 구성될 수 있다. The preforming process may include a first preforming process and a second preforming process.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1 예비성형 공정은 상기 압출 공정을 거친 성형물의 상부에 제1직경부(100a), 상기 제1직경부(100a)보다 작은 직경을 갖도록 상기 제1직경부(100a)의 상부에 단을 두고 형성되는 제2직경부(100b), 상기 제2직경부(100b)보다 작은 직경을 갖도록 상기 제2직경부(100b)의 상부에 단을 두고 형성되는 제3직경부(100c)로 성형되게 하는 공정이다. As shown in FIG. 7, the first preforming process includes the first diameter part 100a and the first diameter part 100a having a smaller diameter than the first diameter part 100a at the upper part of the formed molding. A second diameter portion 100b formed at an upper end of the upper portion 100a, and a third shape formed at an upper portion of the second diameter portion 100b so as to have a smaller diameter than the second diameter portion 100b. It is a process to make it shape | mold to the diameter part 100c.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제2 예비성형 공정은 상기 제1직경부(100a)와 제2직경부(100b)의 사이에 외주부를 따라 돌출된 플랜지부(f)를 성형하는 공정이다. As shown in FIG. 8, the second preforming process is a process of forming a flange portion f protruding along an outer circumference portion between the first diameter portion 100a and the second diameter portion 100b.

상술한 바와 같이 예비성형 공정이 2단계로 구성되는 것도, 전술한 바와 같은 업세팅비에 근거한 것으로서, 이러한 압출 공정은 한 번의 공정으로 이루어질 수도 있음은 물론이다. As described above, the preliminary molding process is composed of two stages, and is based on the upsetting ratio as described above. Of course, the extrusion process may be performed in one step.

한편, 상기 제2 예비성형 공정 시, 상하부 동시 성형공정에 사용되는 금형의 보호를 위하여, 상기 제3직경부(100c)의 상단부 주변에 경사면(c)을 동시에 형성할 수 있다. On the other hand, during the second preforming process, in order to protect the mold used in the simultaneous upper and lower molding process, the inclined surface (c) may be formed simultaneously around the upper end of the third diameter portion (100c).

다음으로, 상기 상하부 동시 성형공정에 대하여 설명하도록 한다. Next, the upper and lower simultaneous molding process will be described.

상기 상하부 동시 성형공정은, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 예비성형된 부분을 다각형상 축부(100c')로 성형함과 동시에 상기 소재의 하부에 복수의 스플라인(SP)이 등각도로 형성된 스플라인 축부(120')를 성형하는 공정이다. In the upper and lower simultaneous molding process, as shown in FIG. 9, the preformed portion is formed into a polygonal shaft portion 100c ′ and a spline shaft portion in which a plurality of splines SP are formed at an equal angle on the lower portion of the material. It is a process of forming 120 '.

특히, 상기 상하부 동시 성형공정에서는 상기 다각형상 축부(100c')의 정렬 기준선과 상기 스플라인 축부(120')의 정렬 기준선이 서로 동일 방향으로 정렬하도록 상하부를 동시에 성형하게 된다. In particular, in the upper and lower simultaneous molding process, the upper and lower parts are simultaneously formed so that the alignment reference line of the polygonal shaft portion 100c 'and the alignment reference line of the spline shaft portion 120' are aligned in the same direction.

여기서, 상기 다각형상 축부(100c')의 정렬 기준선은 상기 예비성형 공정을 거친 성형물의 상면의 좌우 대칭선(L1) 또는 상하 대칭선(L2)으로 정의될 수 있고, 또한, 상기 스플라인 축부(120')의 정렬 기준선은 상기 예비성형 공정을 거친 성형물의 하면의 좌우 대칭선(L3) 또는 상하 대칭선(L4)으로 정의될 수 있다. Here, the alignment reference line of the polygonal shaft portion 100c 'may be defined as a left-right symmetry line L1 or an up-down symmetry line L2 of the upper surface of the molding that has undergone the preforming process, and the spline shaft 120 The alignment reference line of ') may be defined as a left-right symmetry line L3 or an up-down symmetry line L4 of the lower surface of the molding which has been subjected to the preforming process.

예컨대, 상기 다각형상 축부(100c')의 정렬 기준선이 좌우 대칭선(L1)으로 정의된 경우에는 상기 스플라인 축부(120')의 정렬 기준선도 좌우 대칭선(L3)으로 정의되며, 두 개의 좌우 대칭선(L1, L3)이 동일한 방향이 되어 정렬되는 상태로 상부와 하부를 동시에 성형하는 것이다. For example, when the alignment reference line of the polygonal shaft portion 100c 'is defined as the left and right symmetry line L1, the alignment reference line of the spline shaft portion 120' is also defined as the left and right symmetry line L3, and two left and right symmetry lines are defined. The upper and lower parts are simultaneously formed with the lines L1 and L3 aligned in the same direction.

한편, 종래와 일체형 인풋 샤프트의 제조방법에서와 같이, 압출 공정에서 연결부를 먼저 성형하게 되면, 후단의 스플라인 성형 공정에서는 먼저 성형된 연결부와 새로 성형될 스플라인의 방향이 일치되도록 정밀하게 조정하여야 하지만, 본 실시예와 같이 다각형상 축부(100c')와 스플라인 축부(120')를 하나의 금형에서 한번에 성형하므로, 정렬작업이 불필요하다. On the other hand, as in the conventional manufacturing method of the integrated input shaft, when the connecting portion is first molded in the extrusion process, in the subsequent spline forming process, it must be precisely adjusted so that the direction of the first formed splice and the spline to be newly formed coincide. As in the present embodiment, since the polygonal shaft portion 100c 'and the spline shaft portion 120' are molded in one mold at a time, alignment is unnecessary.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 일체형 인풋 샤프트 제조방법에 의해 제조된 인풋 샤프트를 절삭 등의 후가공하여 완성된 일체형 인풋 샤프트를 도시한 도면이다. 10 is a view showing an integrated input shaft completed by post-processing the input shaft manufactured by the integrated input shaft manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

냉간 다단단조 공정이 완료된 제품의 제3직경부(100c) 및 플랜지부(f)를 가공하여 가공된 제3직경부(100c'') 및 가공된 플랜지부(f')를 각각 형성한다. The third diameter portion 100c '' and the flange portion f of the finished product for which the cold multi-forging process is completed are processed to form the processed third diameter portion 100c '' and the processed flange portion f ', respectively.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many different and obvious modifications are possible without departing from the scope of the invention from this description. Therefore, the scope of the invention should be construed by the claims described to include many such variations.

100:환봉 소재
100a:제1직경부
100b:제2직경부
100c:제3직경부
100c':다각형상 축부
100c'':가공된 제3직경부
110:1차 압출부
120:2차 압출부
120':스플라인 축부
c:경사면
f:플랜지부
f':가공된 플랜지부100: round bar material
100a: first diameter part
100b: second diameter portion
100c: third diameter part
100c ': Polygonal shaft
100c '': Machined third diameter part
110: 1st extrusion part
120: 2nd extrusion part
120 ': Spline Shaft
c: slope
f: flange
f ': Machined flange

Claims (7)

환봉 소재의 상부와 하부 사이에 단을 나누는 압출 공정;
상기 압출 공정을 거친 성형물의 상부에 다각형상 축부가 형성될 부분을 예비성형하는 예비성형 공정; 및
상기 예비성형 공정을 거친 성형물의 상기 예비성형된 부분을 다각형상 축부로 성형함과 동시에 상기 예비성형 공정을 거친 성형물의 하부에 복수의 스플라인이 등각도로 형성된 스플라인 축부를 성형하되, 상기 다각형상 축부의 정렬 기준선과 상기 스플라인 축부의 정렬 기준선이 서로 동일 방향으로 정렬하도록 성형하는 상하부 동시 성형공정;을 포함하는 일체형 인풋 샤프트 제조방법. An extrusion process of dividing the stage between the top and bottom of the round bar material;
A preforming process of preforming a portion in which the polygonal shaft portion is to be formed on the molded product which has been subjected to the extrusion process; And
While forming the preformed portion of the molded product subjected to the preforming process into a polygonal shaft portion, at the same time forming a spline shaft portion formed with a plurality of splines at an equal angle on the lower portion of the molded product subjected to the preforming process, And an upper and lower simultaneous molding process for forming an alignment reference line and an alignment reference line of the spline shaft to be aligned in the same direction with each other. 제1항에 있어서,
상기 다각형상 축부의 정렬 기준선은,
상기 예비성형 공정을 거친 성형물의 상면의 좌우 대칭선 또는 상하 대칭선으로 정의되는 것을 특징으로 하는 일체형 인풋 샤프트 제조방법. The method of claim 1,
The alignment reference line of the polygonal shaft portion,
Integrated input shaft manufacturing method characterized in that the left and right symmetry line or the vertical symmetry line of the upper surface of the molding after the preforming process. 제1항에 있어서,
상기 스플라인 축부의 정렬 기준선은,
상기 예비성형 공정을 거친 성형물의 하면의 좌우 대칭선 또는 상하 대칭선으로 정의되는 것을 특징으로 하는 일체형 인풋 샤프트 제조방법. The method of claim 1,
The alignment reference line of the spline shaft portion,
Method of manufacturing an integrated input shaft, characterized in that the left and right symmetry line or up and down symmetry line of the lower surface of the molding after the preforming process. 제1항에 있어서,
상기 압출 공정은,
상기 환봉 소재의 하부를 압출성형하는 1차 압출 공정; 및
상기 1차 압출 공정 공정을 거친 성형물의 하부를 더욱 압출성형하는 2차 압출 공정;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 일체형 인풋 샤프트 제조방법. The method of claim 1,
The extrusion process,
A primary extrusion process of extruding the lower portion of the round bar material; And
And a second extrusion process for further extruding a lower portion of the molded product subjected to the first extrusion process. 제1항에 있어서,
상기 예비성형 공정은,
상기 압출 공정을 거친 성형물의 상부에 제1직경부, 상기 제1직경부보다 작은 직경을 갖도록 상기 제1직경부의 상부에 단을 두고 형성되는 제2직경부, 상기 제2직경부보다 작은 직경을 갖도록 상기 제2직경부의 상부에 단을 두고 형성되는 제3직경부로 성형되게 하는 제1 예비성형 공정; 및
상기 제1직경부와 제2직경부의 사이에 외주부를 따라 돌출된 플랜지부를 성형하는 제2 예비성형 공정;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 일체형 인풋 샤프트 제조방법. The method of claim 1,
The preforming process,
The first diameter portion, the second diameter portion formed on the upper end of the first diameter portion so as to have a smaller diameter than the first diameter portion, and a diameter smaller than the second diameter portion on the upper part of the molding after the extrusion process A first preforming step of forming a third diameter portion formed at an upper end of the second diameter portion so as to have a step; And
And a second preforming step of forming a flange portion protruding along an outer circumference portion between the first diameter portion and the second diameter portion. 인풋 샤프트의 상부에 형성되는 다각형상 축부의 정렬 기준선과 인풋 샤프트의 하부에 형성되는 스플라인 축부의 정렬 기준선이 서로 동일 방향으로 정렬하도록 인풋 샤프트의 상부와 하부를 동시에 성형하는 것을 특징으로 하는 일체형 인풋 샤프트 제조방법. An integrated input shaft, wherein the upper and lower portions of the input shaft are simultaneously formed so that the alignment reference line of the polygonal shaft portion formed on the upper portion of the input shaft and the alignment reference line of the spline shaft portion formed on the lower portion of the input shaft are aligned in the same direction. Manufacturing method. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 일체형 인풋 샤프트 제조방법에 의해 제조된 일체형 인풋 샤프트. An integrated input shaft manufactured by the integrated input shaft manufacturing method according to any one of claims 1 to 6.
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