KR20200052252A - 스탬핑된 부품을 제조하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 스탬핑된, 특히 정밀 블랭킹된 공작물(W1)이 엠보싱 디바이스에 삽입되고, 스탬핑 동안 공작물(W1) 상에 생성된 버(G)가 엠보싱 디바이스의 다이(GS)를 통해 라운딩되는, 스탬핑된 부품(W2)들, 특히 변속기 디스크들 또는 이빨을 포함하는 공작물, 특히 기어 휠들을 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 스탬핑 동안 생성된 롤오버(E)의 높이는 버 라운딩을 수행하는 엠보싱 디바이스(GS)의 동일한 스트로크를 사용하여 감소된다.

Description

스탬핑된 부품을 제조하기 위한 방법{Method for Producing Stamped Parts}

본 발명은 스탬핑된, 특히 정밀 블랭킹된(fine-blanked) 공작물이 엠보싱 디바이스(embossing device)에 삽입되고 스탬핑, 특히 정밀 블랭킹 동안 공작물에 생성된 버(burr)를 엠보싱 디바이스의 다이를 사용하여 라운딩하는 스탬핑된 부품을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

이러한 형태의 방법은 예를 들어 본 출원인의 WO 97/32678으로부터 공지되어 있다.

당해 형태의 이러한 방법의 기저에 있는 문제는 판금 스트립으로부터 스탬핑되거나 또는 정밀 블랭킹된 공작물에, 예를 들어 그러므로 제조된 공작물의 한쪽 표면 상의 절단 윤곽(cutting contour)을 따라서 소위 롤오버(rollover)가 존재하고, 버가 반대편 공작물 표면 상에서 스탬핑 또는 절단 윤곽을 따라서 존재한다는 것이다. 특히, 스트로크 방향으로 에지 상의 공작물 표면으로부터 돌출하는 버는 이러한 스탬핑되거나 정밀 블랭킹된 공작물의 즉각적인 사용을 막고, 대신 다듬질 작업을 요구한다.

당해 형태의 방법은 엠보싱 디바이스 내로 삽입되는 스탬핑된 부품으로서 제조된 공작물이 다이에서 엠보싱 작업을 통해 버로부터 자유롭게 되도록 한다. 본질적으로, 버는 여기에서 라운딩되고, 라운딩은 특히 엠보싱 디바이스의 다이에 의해 사전 결정된다.

이와 같이 제조된 공작물 상에 있는 버의 이러한 제거에도 불구하고, 공작물의 분쇄된 버측(mashed burr side)과 공작물의 다이 롤측(die-roll side)이 약간 다른 형상 또는 치수를 가지며, 이러한 것이 예를 들어 스탬핑 파라미터들과 재료에 의해 사전 한정된 롤오버가 엠보싱 작업에 의해 라운딩된 버와 동일하지 않고, 또한 2개의 공작물 표면 사이, 즉 공작물의 다이 롤측과 버측 사이에서 연장되는 공작물의 전단된 에지(sheared edge)가 또한 프레스의 스트로크 방향에 정확히 평행하게 배향되지 않거나 또는 제조된 공작물의 2개의 공작물 표면의 표면 법선(surface normal)에 정확히 평행하지 않는다는 사실에 기인될 수 있기 때문에, 종래의 기술에 따른 이러한 공작물은 예를 들어 연삭을 통한 다듬질을 때때로 요구한다.

특히, 이와 같이 제조된 공작물은 일반적으로 버측 공작물 평면에서보다 다이 롤측 공작물 평면에서 보다 작은 단면 표면적을 가진다.

본 발명의 목적은 적어도 2개의 상기된 원인 중 하나에 대하여, 바람직하게 두 상기된 원인에 대하여 다이 롤측 공작물 평면과 버측 공작물 평면 사이에서 스탬핑 또는 정밀 블랭킹을 통해 만들어진 공작물의 기하학적 편차를 감소시키는데, 특히 바람직하게 이러한 것들을 완전하게 제거하는데 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 목적은 추가의 다듬질없이, 또는 종래의 기술과 비교하여 최대로 상당히 감소된 다듬질의 필요성으로 사용 준비가 완료된 공작물을 만들도록 스탬핑 또는 정밀 블랭킹 공정을 따르는, 서두에 언급된 형태의 방법을 사용하는데 있다.

본 발명에 따라서, 이러한 목적은, 처음에 언급된 형태의 방법에서, 스탬핑 동안 생성된 롤오버의 높이가 버측 공작물 표면에 있는 버를 라운딩하도록 사용되는 엠보싱 디바이스의 동일한 스트로크를 통해 또한 감소되는 것으로 달성된다. 롤오버의 높이는 공작물 두께 방향으로 또는 스탬핑 프레스 또는 정밀 블랭킹 프레스의 스트로크 방향으로 절단 에지에서 롤오버 범위의 길이를 의미하는 것으로 이해될 것이다.

여기에서, 본 발명은, 버를 라운딩하는 다이가 스탬핑 동안, 특히 정밀 블랭킹 동안 생성된 롤오버의 롤오버 높이보다 작은 버 라운딩(burr rounding)을 위해 의도된 반경을 가지며, 특히 감소된 롤오버가 스탬핑 작업에 의해 다이 롤측에서 생성되고, 적어도 실질적으로 다이의 상기된 반경과 동일한 롤오버 높이로 감소되는 것을 제공할 수 있다. 롤오버에서의 감소는 본질적으로 롤오버의 방향으로 버의 엠보싱 또는 라운딩 동안 공작물의 재료를 가압하는것에 의해 달성된다.

본 발명은 예를 들어, 다이가 원피스, 투피스 또는 멀티피스 디자인을 가지며, 예를 들어 상부 다이 부분과 하부 다이 부분을 포함하며, 공작물의 버측에서의 버의 라운딩은 2개의 다이 부분들 중 하나에 의해 달성되며, 공작물의 다이 롤측에서의 롤오버 높이의 감소는 다른 다이 부분에 의해 달성되거나, 또는 롤오버 높이를 감소시키는 재료 유동은 공작물의 엠보싱 작업이 상기된 멀티피스 다이에서 발생할 때 상기 다른 다이 부분에 의해 제한된다.

특히 바람직한 실시예에 따라서, 엠보싱 작업 후의 공작물의 버측 절단 에지의 라운딩은 감소된 롤오버를 가지는 공작물의 다이 롤측 상의 절단 에지와 동일하거나 또는 적어도 실질적으로 동일한 반경을 가진다. 여기에서 "실질적으로"는 이러한 2개의 반경 사이의 편차, 또는 엠보싱된 반경 및 감소된 롤오버 높이가 < 25%이고, 보다 바람직하게 < 15%이며, 더욱 바람직하게 < 5%인 것을 의미하는 것으로 이해하여야 한다.

이러한 방식으로, 본 발명에 의해, 완전하지 않은 경우, 기하학적 디자인이라는 면에서 적어도 실질적으로 동일한 라운딩된 버측 및 다이 롤측 절단 에지들이 공작물에 존재하며, 이러한 것은 즉시 사용하는데 적합한 제조된 공작물에 도움이 되는 것이 달성된다.

본 발명에 따른 방법은 엠보싱을 통해 본질적으로 임의의 스탬핑되거나 또는 정밀 블랭킹된 공작물을 다듬질하도록 사용될 수 있다. 엠보싱은 스탬핑 후, 특히 정밀 블랭킹 후에 시간순으로 발생할 수 있지만, 바람직하게 동일한 프레스에서 발생하여서, 스탬핑된, 특히 정밀 블랭킹된 공작물 및 특히 즉시 사용을 위해 준비된 엠보싱된 공작물은 이러한 프레스의 하나 및 동일한 스트로크를 사용하여 생성되며, 두 스트로크 사이에 스탬핑된, 특히 정밀 블랭킹된 공작물이 프레스의 스탬핑 영역으로부터 동일한 프레스의 엠보싱 영역으로 이송된다.

그러므로, 이러한 프레스의 엠보싱 디바이스는, 스탬핑 후, 특히 정밀 블랭킹 후에 항상 시간순으로 사용되지만 스탬핑, 특히 정밀 블랭킹을 발생시키도록 사용되는 동일한 스트로크를 사용하는 복합 도구로 공지된 것을 형성할 수 있다.

그러나, 본 발명은 이러한 바람직한 실시예에 한정되지 않으며, 스탬핑 프레스, 특히 정밀 블랭킹 프레스로부터 완전히 분리된 엠보싱 디바이스를 마찬가지로 제공할 수 있다.

그러나, 롤오버의 상기된 감소와 관계없이, 특히 바람직하게, 본 발명은 이와 관련하여, 버 라운딩을 발생시키는 엠보싱 디바이스의 동일한 스트로크가, 공작물의 버측 및 다이 롤측 사이에서 연장되는 전단된 에지의 접선과 공작물 법선 사이의 각도를 감소시키도록, 특히 완전히 제거하도록 또한 사용되는 것을 제공할 수 있다. 원형 윤곽을 가지는 공작물에서, 이러한 것은 전단된 에지의 코니시티(conicity)가 감소, 바람직하게 제거된다는 것을 의미한다.

상기된 접선은 바람직하게 공작물의 두께 방향으로 본질적으로 전단된 에지에 기대어 배치되는 접선을 의미하는 것으로 이해되며, 그러므로 다이 롤측 및 버측 공작물 평면들과의 접선의 교차점들은 최소 거리를 가진다. 이러한 접선은 엠보싱 작업 후보다 엠보싱 작업이 수행되기 전에 더욱 큰 공작물의 공작물 법선과의 각도를 형성한다. 바람직하게, 이러한 접선 및 공작물 법선은 엠보싱 작업 후에 서로 평행하다.

본 발명은 상기된 각도에서의 상기된 감소가 스탬핑된, 특히 정밀 블랭킹된 공작물의 원주 방향을 따라서 임의의 지점에서 만들어지는 것을 제공할 수 있다. 이러한 각도 감소는 공작물의 외부 및 내부 절단 또는 스탬핑 윤곽들 모두에서 발생할 수 있다.

그러나, 본 발명은 또한 상기된 각도 감소가 절단 윤곽, 특히 외부 또는 내부 절단 윤곽의 원주 방향을 따라서 선택된 사전 결정된 위치들에서만 발생하지만, 특히 모든 원주 방향 위치에서 발생하는 것이 아닌 것을 또한 제공할 수 있다. 이러한 각도 감소는 예를 들어 추후에 사용되는 공작물에 특히 높은 정밀도 또는 치수 정확성을 요구하는 공작물의 생성된 전단된 에지의 이러한 위치들로 제한될 수 있으며, 특히, 공작물 법선에 대한 전단된 에지의 각도 감소가 이러한 치수 정확성 또는 정밀도를 요구하지 않는 다른 위치들에서 생략되어서, 오직 이러한 부분 각도 감소를 가지는 본 발명에 따른 엠보싱은 예를 들어 절단 윤곽의 가능한 모든 원주 방향 위치들을 따르는 각도 감소와 비교하여 보다 신속하게 및/또는 사용된 공구의 보다 적은 마모와 함께 또한 발생할 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 임의의 스탬핑되거나 또는 정밀 블랭킹된 공작물을 처리하도록 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 스탬핑된, 특히 정밀 블랭킹된 공작물의 적어도 하나의 절단 윤곽의 특정 윤곽 형상으로 제한되지 않는다.

그러나, 특히 바람직한 적용에서, 본 발명은 예를 들어 자동차의 자동 변속기에서 사용되는 디스크들과 함께 및/또는 기어 휠들과 함께, 특히 구동 링크 체인들을 구동하도록 사용되는 스프로킷과 함께, 또는 적어도 섹션들에, 특히 외부 윤곽에 있는 이빨을 포함하는 공작물과 함께 수행되는 본 발명에 따른 엠보싱을 제공한다.

특히, 스탬핑된, 바람직하게 정밀 블랭킹된 이빨, 특히 기어 휠, 및 바람직하게 스프로킷을 포함하는 공작물을 구비하는 적용에서, 본 발명은 공작물 법선에 대한, 롤오버의 감소 및 전단된 에지의 각도의 감소, 또는 접선이 공작물의 절단 윤곽의 각각의 상이한 원주 방향 위치들에서 실행되는 것을 제공할 수 있다.

예를 들어, 롤오버에서의 감소는 원주 방향으로 위치된 절단 윤곽의 특정의 제1 위치들에서 실행될 수 있고, 상기 각도 감소는 절단 윤곽의 원주 방향을 따라서 다른 제2 위치들에서 실행될 수 있다.

본 발명은 또한 원주 방향으로 존재하는 특정 제3 위치들에서 롤오버에서의 감소 및 전단된 에지의 각도 감소 모두가 실행될 수 있는 것을 제공할 수 있다.

특히 이빨, 특히 기어 휠들, 및 바람직하게 스프로킷을 포함하는 공작물 및 변속기 디스크를 구비하는 적용에서, 각각의 제1 또는 각각의 제2 및/또는 각각의 제3 위치들은 서로로부터, 특히 이빨들이 배치되는 공작물의 원주 영역에서 등거리의 각도 간격을 가질 수 있다.

그러나, 다시, 본 발명은 변속기 디스크들 또는 기어 휠들을 구비하는 적용에 제한되지 않고, 일반적으로 적용되며, 임의의 형태 또는 형상의 스탬핑된, 바람직하게 정밀 블랭킹된 공작물과 함께, 특히 임의의 비대칭 공작물과 함께, 바람직하게 회전 대칭으로 스탬핑된, 특히 정밀 블랭킹된 공작물과 함께, 또는 n번 접힌 회전 대칭으로 스탬핑된, 바람직하게 정밀 블랭킹된 공작물과 함께 사용될 수 있다. 상기된 변속기 디스크들 또는 기어 휠들은 공작물들의 이러한 n번 접힌 회전 대칭 디자인의 특별한 예를 나타낸다.

본 발명에 따른 롤오버의 감소와 관련하여, 또한 본 발명에 따른 공작물 법선에 대한 전단된 에지의 각도의 감소, 특히 바람직하게 롤오버 감소 및 각도 감소 모두의 조합된 실행과 관련하여, 본 발명은 바람직하게 다음의 추가 설명된 실시예들에 의해 개선된다.

본 발명은, 예를 들어, 공작물의 버측으로부터 오는 엠보싱 디바이스의 다이가 공작물에 비해 작은 치수(undersized dimension)를 구비한 버 위에서 특히 공작물의 버의 위치로 움직이는 것을 제공할 수 있다. 특히, 상기 언급된 작은 치수는 다이의 내부 자유 단면 표면적, 또는 멀티피스 다이의 적어도 일부가, 버측 공작물 평면에서 공작물의 버측 단면 표면적보다 작은 자유 단면 표면적을 가지는 것을 의미하는 것으로 이해될 것이다.

실제로, 이러한 것은 스탬핑된 또는 정밀 블랭킹된 공작물이 자유 낙하 방식으로 엠보싱 디바이스 내로 삽입될 수 없지만, 작은 치수가 존재하는 영역에서 공작물 재료의 반경 방향 및/또는 축 방향 재료 변위가 발생한다는 것을 의미한다.

다이의 기하학적 치수에 의해 제한되는 이러한 재료 변위는 예를 들어 전단된 에지의 상기된 접선과 공작물 법선 사이의 각도에서의 감소를 달성하도록 사용될 수 있다.

*그러므로, 여기에서, 작은 치수는 본질적으로 반경 방향 외부 공작물 전단된 에지들과 반경 방향 내부 다이 표면들 사이, 또는 반대로 반경 방향 내부 공작물 전단된 에지들과 반경 방향 외부 다이 표면들 사이의 공작물 표면들과 평행한 방향으로 보여진다. 여기에서 고려된 다이 표면들은 스트로크 방향 또는 공작물 법선에 평행하게 위치된 다이의 표면들이다.

상기된 작은 치수를 구비하는 상기된 엠보싱은 본질적으로 전단된 에지의 접선과 공작물 법선 사이의 상기된 각도 감소를 유발한다.

마찬가지로 현재의 작은 치수를 가지는 엠보싱의 이러한 실시예에서, 작은 치수가 공작물과 다이 사이의 공작물의 스탬핑 윤곽 또는 절단 윤곽의 전체 원주 길이에 전체에 걸쳐서 존재하지 않는 것이 제공될 수 있다. 특히, 공작물 법선에 대한 전단된 에지의 각도 감소가 특정 위치에서만 요구되는 상기된 실시예와 관련하여, 본 발명은 상기된 작은 치수가 이러한 위치들의 영역에만 존재하는 것을 제공할수 있다.

이러한 방식으로, 공작물에 비해 작은 치수를 가지는 원주 방향으로 다이에 분포된 위치들이 있을 수 있다.

다른 위치들에서, 동일한 다이는 공작물에 비해 동일한 치수 또는 큰 치수(oversized dimension)를 가질 수 있어서, 이러한 위치들에서, 전단된 에지의 각도 감소가 본질적으로 발생하지 않거나, 또는 이러한 것은 적어도 공작물 재료의 반경 방향 재료 변위에 의해 발생되지 않는다.

엠보싱 디바이스의 다이와 공작물 사이의 작은 치수의 실시예와 관련하여, 본 발명은 공작물을 향하여 배향된 다이 상의 모접기(chamfer)를 통해 공작물 내부를 향해 및/또는 다이 롤측 향해 공작물의 재료가 변위되는 것을 제공할 수 있다.

그러므로, 이러한 실시예는 공작물 법선에 대한 전단된 에지의 본 발명에 따른 각도 감소 및 롤오버의 상기된 감소를 생성하도록 사용될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 본 발명은 상기 작은 치수의 절대 크기가 상기 공작물 평면에 평행한 방향으로 측정된 거리의 적어도 50%에 대응하고, 다이-롤 단부와 버 팁(burr tip) 사이의 전단된 에지 상의 스탬핑된 공작물에, 특히 정밀 블랭킹된 공작물에 존재하는 것을 제공한다.

추가의 바람직한 실시예에서, 본 발명은 또한 공작물 두께가 버측 스탬핑 윤곽, 특히 정밀 블랭킹 윤곽을 따라서 연장되는 에지 외부에 위치된 공작물 영역에 비교하여 감소되는 영역에서 이러한 에지를 엠보싱하여 라운딩된 버에 접하게 하도록 엠보싱 디바이스의 다이가 사용되는 것을 제공할 수 있다.

특히, 에지의 이러한 생성은 또한 에지 영역에서의 공작물의 변형 경화(strain hardening)를 유발할 수 있다. 스탬핑 또는 정밀 블랭킹 윤곽을 따르는 두께 감소 에지의 생성의 이러한 실시예는 바람직하게 < 2 mm, 바람직하게 < 1.5 mm, 더욱 바람직하게 < 1 mm의 판금으로 실행된다.

특히, 두께 감소 에지의 이러한 엠보싱은 또한 축 방향 또는 스트로크 방향으로의 재료 변위로 인해 감소되는, 공작물의 다른 측면 상의 에지 반대편에 위치된 롤오버의 높이를 유발할 수 있다. 본 발명에 따른 이러한 개선은 또한 공작물에 대한 롤오버 감소에 기여할 수 있거나, 또는 심지어 이러한 것에 관하여 독자적으로 가져올 수 있다.

그러나, 일반적으로, 바람직하게 두께 감소 에지의 생성의 상기된 실시예와 관련하여, 본 발명은 버측으로부터 오고 버 위에서 움직여 이를 라운딩하는 엠보싱 디바이스의 다이가 종(bell) 또는 슬리브로서 디자인되는 것을 제공할 수 있다.

종 또는 슬리브라는 용어는 스트로크 방향에 직각인 다이의 단면이 회전 대칭이지만, 이러한 것이 제공될지라도, 공작물이 엠보싱 동안 하강되는 내부 영역을, 측벽 영역을 가지는 다이가 둘러싸는 것을 의미하는 것은 아니다.

이러한 다이, 특히 종 또는 슬리브는 2개의 이젝터 중 하나를 둘러싸며, 엠보싱될 공작물은 버의 라운딩 동안 이젝터들 사이에서 클램핑된다. 2개의 이젝터 사이에서 공작물을 클램핑하는 것에 의해, 공작물 표면의 대부분은 엠보싱 작업에 의해 영향을 받지 않으며, 엠보싱은 다이의 종 형상 또는 종 형상 디자인으로 인해 스탬핑 또는 정밀 블랭킹 윤곽의 영역에서만 영향을 받는다.

특히 바람직한 개선에서, 본 발명은 엠보싱 디바이스가 상부 다이 부분과 하부 다이 부분을 포함하는 것을 제공하며, 스트로크 방향으로 보았을 때 상부 다이 부분과 하부 다이 부분 사이의 서로에 대한 거리는 스트로크 방향에 직각인 방향으로, 특히 다이 내부로부터 다이 에지로 감소하며, 그러므로, 공작물에 기초하여, 공작물의 내부로부터 공작물의 전단된 에지로 감소하며, 바람직하게 버 라운딩이 발생하는 엠보싱 디바이스의 동일한 스트로크를 통하여, 전단된 에지를 향하는 방향으로 증가하는 공작물 두께 감소는 버측 및 다이 롤측 상의 공작물에서 또한 만들어진다.

본 발명에 따른 방법 변형예는 특히 바람직하게 이빨의 팁과 이빨 뿌리 사이에서, 각각의 이빨 영역에서, 바람직하게 반경 방향 외부 이빨 영역 전체에 걸쳐서 또는 각각의 전체 이빨 영역 전체에 걸쳐서 공작물 두께 감소를 생성하도록 이빨을 포함하는 공작물들, 바람직하게 기어 휠들, 특히 스프로킷들을 제조하도록 사용된다. 특히, 치차형 공작물들, 바람직하게 스프로킷들과 함께 이러한 엠보싱 단계의 적용에 있어서, 이빨의 팁 상의 도입 모따기(lead-in chamfer)는 그러므로 각각의 이빨 영역에서 형성될 수 있으며, 이러한 것은 각각의 체인 링크 내로의 이빨 팁의 맞물림을 용이하게 한다.

그러나, 바람직한 실시예에서, 본 발명은 다이 부분들, 중 적어도 하나 바람직하게 상부 다이 부분과 하부 다이 부분 모두가 적어도 각각의 이빨 팁 주위의 적어도 주변 영역(surrounding region)에서 공작물에 비해 큰 치수를 가진다는 것을 제공할 수 있으며, 이에 의해, 공작물 전단된 에지와, 공작물 재료가 공작물 두께 감소동안 변위되는 다이 부분 측면 표면 사이에 일정 공간 영역이 형성된다.

여전히 다른 보완적인 개선에서, 상기 방법은 다이 부분들 중 적어도 하나, 다시 바람직하게 상부 다이 부분 및 하부 다이 부분이 각각의 이빨의 상기 주변 영역 아래에서 공작물에 비해 작은 치수를 가지는 것을 제공할 수 있다.

이러한 개선은 한편으로는 이빨 팁 영역에서 공작물 두께 감소를 형성하도록 변위된 공작물의 재료가 상기된 큰 치수가 존재하는 이러한 영역에서 유동할 수 있고, 다른 한편으로, 공작물 법선에 대한 전단된 에지의 접선의 각도가 작은 치수가 존재하는 이러한 영역들에서 감소되는 것을 달성하도록 사용될 수 있다.

이러한 방식으로, 체인 링크 내로의 체인 이빨의 맞물림을 용이하게 하도록 사용되는 도입 모따기는 이빨 팁의 위치에서 이빨을 포함하는 공작물의 각각의 이빨 영역에서, 특히 스포로킷의 각각의 이빨 영역에서 생성될 수 있으며, 추가적으로 이빨 뿌리의 영역에서, 체인 링크 축에 대해 공작물 또는 스프로킷의 전체 공작물 두께에 걸쳐서 넓은 표면적을 가로지르는 접촉을 달성하는 것이 가능하다.

이러한 방식으로, 공작물, 특히 스프로킷의 각각의 이빨 뿌리 영역과, 맞물려있는 체인 링크 사이의 힘 전달이 최적화된다.

특히 바람직한 실시예에서, 공작물 두께 감소의 결과로서, 기어 휠, 특히 스프로킷의 최종 사용 준비된 이빨의 기하학적 형상이 다이 부분들 사이에서 엠보싱되어서, 이와 같이 제조된 이빨을 포함하는 공작물, 특히 기어 휠은 스탬핑, 또는 바람직하게 정밀 블랭킹의 공정 단계 및 단지 후속의 바람직하게 엠보싱 단계 후에 사용하기 위해 바로 준비되는 것이 달성되며, 특히 바람직하게, 단지 이러한 후속의 엠보싱 단계에서, 다이 롤측 롤오버 감소가 버측 버 라운딩과 함께 발생하고, 이빨 팁 영역들에서, 도입 모따기의 실행을 위한 반경 방향으로 외향하여 증가하는 공작물 두께 감소가 달성되고, 이빨 뿌리 영역에서, 전단된 에지 또는 스탬핑된 에지는 그 접선과 공작물 법선 사이의 각도 감소의 의미 내에서 정렬된다.

도 1a 및 도 1b는 종래기술에 따른 공정을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 가능한 실시예를 도시하는 도면이다.
도 3은 도 2에 따른 에지 엠보싱 단계와 또한 조합될 수 있는, 본 발명에 따른 방법의 다른 실시예를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따라 n번 접힌 회전 대칭 공작물들과 함께 사용될 수 있는 실시예를 도시하는 도면이다.

본 발명의 바람직한 실시예는 다음의 도면에서 보다 상세히 설명된다.

또한, 도 1a 및 도 1b는 본질적으로 추후에 명백해질 본 발명의 이점들과 비교하여 동일한 출원인에 의한 WO 97/32678에 따른 종래 기술을 초기에 도시한다.

이러한 예에서 정밀 블랭킹 디바이스의 스탬핑 스테이지에서 제조된 공작물(W1)은 도 1a의 좌측에 도시된다. 일반적으로 정밀 블랭킹 또는 스탬핑하는 것이 관례인 롤오버(E)는 여기에서 아래에 있는 다이 롤측에 있다. 여기에서 상부에 있는 공작물(W1)의 버측 상에서, 전형적인 버(G)는 높이(h)로 연장된다.

스탬핑 또는 정밀 블랭킹 후에, 공작물(W1)은 엠보싱 스테이지로 이송된다. 도 1a에 도시되지 않은 다이를 사용하여, 버(G)는 여기에서 반경(R)을 사용하여 라운딩되고, 이 단계에서, 공작물(W2)이 공작물(W1)로부터 생성된다. 다이 롤측, 특히 롤오버(E)의 높이는 여기에서 변경되지 않는다.

스트로크 방향 또는 공작물 법선과 평행하지 않은 전단된 에지(SF)의 배향은 도 1a에 도시되지 않았지만, 항상 디자인 원칙과 관련된 이유로 존재한다. 이러한 배향은 버의 라운딩에 의해, 단지 작은 성형 단계를 나타내는 종래 기술에서는 변하지 않는다.

도 1b는 다이(GS)와 관련하여 버의 라운딩을 도시한다. 이 예에서 정밀 블랭킹되지만 선택적으로 전형적인 방식으로 스탬핑될 수 있는 공작물(W1)은 도 1b의 좌측에 도시되며; 그러나, 전단된 에지(SF)의 평행하지 않은 경사 위치는 도 1a와 비교하여 마찬가지로 여기에서 예시된다.

스트로크 동안 화살표(P1) 및 라인(L1)으로 표시된 공작물(W1)과 다이(GS) 사이의 동일한 치수 또는 큰 치수에 의해, 다이는 공작물 위에서 버측으로부터 움직이고, 엠보싱 라운딩(embossment rounding)(PR)을 통해 버(G)를 라운딩하고, 이와 함께, 다이의 측면 표면은 다이의 저부면으로 이행한다.

여기에서 동일한 치수 또는 큰 치수는 버측 전단된 에지와 내부 다이 측면 표면 사이의 상부 버측 공작물 평면에서 존재한다. 이러한 도시된 경우에, 이러한 것들은 라인(L1)을 따라서 정렬된다.

도 1b의 우측은 또한, 엠보싱되지 않은 공작물(W1)과 비교하여, 버측 공작물 평면 바로 아래에 있는 엠보싱된 공작물(W1)의 단면 표면적에서의 증가를 실제로 유발하는 비드(bead)를, 버의 라운딩, 및 라운딩된 버에 추가하여 이와 관련된 재료 변위가 초래하는 것을 도시한다. 여기에서, 공작물 표면의 법선에 대해 전단된 에지의 경사진 위치가 변하지 않는다는 것이 또한 명백하다.

그러므로, 전체적으로, 엠보싱된 공작물(W2)은 기하학적 형상에서의 차이, 특히 공작물 법선에 대한 버측 및 다이 롤측 공작물 표면들뿐만 아니라, 비평행 전단된 에지(SF)의 표면적 크기에서 차이를 보여서, 공작물, 그러므로 엠보싱된 공작물은 사용 준비가 완료되도록 예를 들어 연삭 공정을 통한 다듬질 작업을 요구한다.

도 2는 본 발명의 가능한 실시예를 도시한다.

도 2a에 따라서, 스탬핑되거나 또는 정밀 블랭킹된 공작물(W1)은 2개의 이젝터(A1, A2) 사이에 클램핑된다. 다이(GS)는 여기에서 종 형상 디자인을 가지며, 상부 이젝터(A1)를 둘러싸고, 엠보싱 단계를 수행하도록 2개의 이젝터와 클램핑된 공작물(W1)에 대하여 스트로크 방향(H)으로 움직일 수 있다.

다시 말하면, 롤오버(E), 버(G) 및 법선에 평행하지 않은 경사진 전단된 에지(SF)가 여기에서 명백하다. 도 2a에서, 엠보싱 디바이스는 개방되어 있으며, 즉 엠보싱 단계는 아직 수행되지 않았다.

도 2b는 본 발명에 따른 엠보싱 단계가 수행된 후의 폐쇄된 엠보싱 디바이스를 도시한다. 종 형상 다이(GS)는 버(G) 위에서 버측으로부터 움직였으며, 엠보싱 라운딩(PR)에 따라서 라운딩되었다.

상기 정의에 따라서, 다이는 공작물에 비해 동일한 치수 또는 큰 치수를 가지며, 그러나, 여기에서 이러한 것은 각도(α)의 감소 및 바람직하게 심지어 제거를 유발하며, 상기 각도는 이 단면도에서 전단된 에지(SF)와 다이 측면 표면 사이에 둘러싸이며, 전단된 에지 상의 상기된 접선과 공작물 법선(WN) 사이의 일반적인 설명 부분에서 설명된 각도에 대응한다. 이러한 것은 롤오버(E)에서의 감소를 유발한다.

도 2로부터, 전단된 에지(SF)가 다이 측면 표면에 기대어 놓여 있으며, 그러므로 각도(α)가 여기에서 제거되었으며, 그러므로, 버측 라운딩된 에지와 다이 롤측 상에서 감소된 롤오버를 가지는 공작물의 에지 외에, 전단된 에지(SF)가 공작물 법선(WN)에 평행한 것은 명백하다.

여기에서 전단된 에지에서의 롤오버 감소 및 각도 감소 모두는 그 다이 바닥면(GSB)과 함께 버측 공작물 표면 위에서 폐쇄 스트로크 방향으로 움직인 다이(GS)에 기인될 수 있으며, 그러므로 공작물의 두께는 절단 윤곽을 따라서 에지 영역에서 다이(GS)에 의해 감소되었다. 이러한 두께 감소는 축 방향 및 반경 방향으로 외향하여 재료 변위를 유발하고, 이에 의해, 각도 감소 및 전복 감소가 달성된다. 이러한 것은 또한 전단된 에지(SF)에 대해 반경 방향으로 내향하여 에지에 근접한 구역(Z)들에서 재료의 변형 경화를 초래할 수 있다.

도 2c는 버측 공작물 상의 엠보싱된 에지(GR)의 상세를 도시한다. 에지(GR)의 폭은 바람직하게 예를 들어 0.1 내지 1 mm일 수 있다. 이러한 에지 영역에서의 공작물 두께의 두께 감소는 마찬가지로 바람직하게 0.1 내지 1 mm이다.

여기에서, 본 발명은 또한 엠보싱 라운딩(PR)의 반경이 엠보싱된 공작물(W2)상의 감소된 롤오버의 높이와 적어도 실질적으로 동일한 것을 제공할 수 있다.

이러한 것은 엠보싱된 에지를 제외하고 공작물의 버측 및 다이 롤측에서 실질적으로 동일하고 공작물 법선(WN)에 평행한 전단된 에지(SF)를 가지는 엠보싱된 공작물을 유발한다. 이러한 공작물(W2)은 어떠한 다듬질도 요구하지 않는다. 그러므로, 공작물을 필요한 기하학적 형상에 적응시키기 위한 연삭 공정이 생략될 수 있다.

또한, 도 3은 도 2에 따른 에지 엠보싱 단계와 또한 조합될 수 있는 본 발명에 따른 방법의 다른 실시예를 도시한다.

라인(L1) 및 화살표(P1)에 기초하여, 도 3a는 다이(GS)가 공작물(W1)에 비해 작은 치수를 가지는 것을 도시한다. 여기에서, 이러한 것은 여기에서 도시된 외부 절단 윤곽을 구비하는 버(G)에 대해 반경 방향으로 내향하여 배치되는 다이의 다이 측면 표면(GSSF)으로부터 기인한다. 반대로, 내부 절단 윤곽의 경우에, 다이 측면 표면은 버에 대해 반경 방향으로 외향하여 배치될 것이다. 그러나, 버(G)를 향한 다이(GS)의 모접기(chamfer)로 인하여, 엠보싱 스트로크 동안 공작물(W1) 위에서 다이를 움직이는 것이 여전히 가능하다.

도 3b는 엠보싱 스트로크가 수행된 후의 상황을 도시한다. 여기에서, 다이는 공작물(W1)의 재료를 반경 방향으로 내향하여 및 축 방향으로 변위시켰으며, 이에 의해 롤 오버를 감소시키고 다이 측면 표면(GSSF)에 대한 전단된 에지(SF)의 각도를 감소시키거나 제거하였다. 여기에서 다이 바닥면은 버측 공작물 표면의 평면들 내로만 움직여, 도 2에서서 설명된 바와 같이 어떠한 에지도 엠보싱되지 않았다. 그럼에도 불구하고, 이러한 에지 엠보싱은 추가적으로 또한 가능할 것이다.

그러므로, 이러한 실시예에서의 전단된 에지 각도 및 롤오버 높이에서의 감소는 바람직하게 다듬질없이 바로 사용될 준비가 된 엠보싱된 공작물(W2)을 형성하도록 주로 다이와 공작물(W1) 사이의 작은 치수의 결과에 기인한다.

엠보싱 라운딩(PR)은 또한 라운딩된 버가 적어도 실질적으로 감소된 롤오버 높이에 대응하는 반경을 가지도록 선택될 수 있다. 바람직하게, 25% 미만의 이러한 반경과 감소된 롤오버 높이 사이의 편차가 달성된다.

도 4는 특히 예를 들어 변속기 디스크 또는 기어 휠들, 바람직하게 스포로킷들과 같은 n번 접힌 회전 대칭 공작물들과 함께 사용될 수 있는 특히 바람직한 실시예를 도시한다. 마찬가지로, 섹션들에서, 특히 스탬핑되거나 또는 정밀 블랭킹된 원주 방향 윤곽의 적어도 하나의 섹션에서 이빨을 포함하는 비대칭 공작물들을 제조하는 것이 가능하다. 도 4a는 스트로크 방향에 평행하거나 또는 공작물 법선(WN)에 평행한 엠보싱 디바이스의 단면도를 도시한다. 여기에서 다시 도시된 여전히 엠보싱되지 않은 공작물(W1)은 높이(E)를 가지는 롤오버, 버(G), 및 공작물 법선(WN)에 대해 평행하지 않은 경사진 전단된 에지(SF)를 가진다.

공작물(W1)은 상부 다이 부분(GSO) 및 하부 다이 부분(GSU)을 포함하는 다이에 의해 둘러싸인다. 섹션(A1 및 A2)들에서, 2개의 다이 부분(GSO 및 GSU)은 각각 엠보싱 라운딩(PR)을 가진다. 하부 다이 부분(GSU)의 엠보싱 라운딩(PR)은 필요한 반경을 사용하여 버를 맞물도록 사용되며, 상부 다이 부분(GSO)의 엠보싱 라운딩(PR)은 엠보싱 동안 프레싱된 재료가 유동이라는 점에서 제한되기 때문에 롤오버 감소를 값(E1)으로 제한다.

도 4b의 절단 평면(A-A)에 대응하는 이러한 단면도(A-A)에서, 다이 부분들이 공작물(W1) 또는 그 전단된 에지(SF)에 비해 큰 치수를 가진다는 것은 명백하다. 다이가 점선으로 도시된 도 4b와의 비교로부터, 이빨을 포함하는 공작물(W1), 예를 들어 자동차의 좌석 조정 요소와 같은 적어도 부분 영역에서만 이빨을 포함하는 공작물, 또는 기어 휠, 바람직하게 스프로킷의 형태로 스탬핑되거나 또는 정밀 블랭킹된 공작물(W1)의 이빨 팁 영역에만 이러한 큰 치수가 존재한다는 것이 명백하다.

두 도면은 또한 스트로크 방향(H)으로의 2개의 다이 부분들 사이의 거리는 공작물 내부에서 보았을 때 전단된 에지의 방향으로 감소하는 본 발명에 대해 필수적인 실시예를 나타낸다. 거리에서의 이러한 감소는 도 4b에 따른 이빨 팁에 걸쳐서 연장되는 두 다이 부분의 영역(B)에 존재한다. 이러한 영역은 또한 전체 이빨 높이에 걸쳐서 연장될 수 있으며, 그러나, 필요한 경우에 적어도 이빨 팁 영역에 제공된다.

이러한 실시예는 엠보싱 가공 동안 버(G)를 둥글게 하고 롤오버(E)를 E1로 감소시킬뿐만 아니라, 이빨을 포함하는 공작물, 특히 기어 휠의 각각의 이빨에서 반경 방향 내부로부터 반경 방향 외부로 증가하는 두께 감소와 함께, 공작물(W1) 상에서의 공작물 두께 감소를 추가로 실행한다. 공작물에서의 영역(B)에서 프레싱된 재료는 거기에 존재하는 큰 치수로 인해 전단된 에지와 다이 측면 표면 사이의 공간 영역에 공간(room)을 입수한다.

이빨을 포함하는 공작물, 특히 기어 휠의 각각의 이빨에서의 버측 및 다이 롤측 모두에서 동일한 방식으로 발생되는 이러한 두께 감소는 각각의 체인 링크 내로의 이빨의 용이한 도입을 위해 공작물 이빨 상에서 도입 영역을 형성할 수 있다.

도 4b는 또한, 다이, 또는 2개의 다이 부분(GSO 및 GSU)이 각각의 이빨 뿌리 영역 또는 이빨 베이스 영역에서 작은 치수를 가지는, 즉 다이 부분들의 다이 측면 표면(GSF)들이 스트로크 방향으로 보았을 때 공작물(W1) 내부에 위치되는 것을 도시한다.

모접기(chamfer)의 결과로서, 상기 다이, 특히 그 하부 다이 부분(GSU)이 엠보싱 단계 동안 공작물의 버(G) 위에서 움직일 수 있고, 그러므로 공작물을 엠보싱하고, 또한 재료 유동을 통하여 공작물 법선에 대해 전단된 에지(SF)의 각도를 감소시키거나 또는 바람직하게 제거하는 것이 다시 가능하게 만들어진다. 이러한 방식으로, 전단된 에지는 이빨 뿌리 영역에서, 특히 예를 들어 이빨 뿌리 영역에 걸쳐서 이빨 높이의 50%까지의 영역에서 공작물 법선과 평행하게 만들어질 수 있으며, 그러므로 특히 거기에 있는 이빨 표면과 체인 링크 축 사이의 맞물림을 개선할 수 있다.

바람직하게, 이러한 방법 변형예는 또한 엠보싱 단계 직후에 사용될 수 있는 공작물, 특히 이빨을 포함하는 공작물, 바람직하게 스프로킷을 산출하며, 재작업이 없거나 또는 종래 기술에 비해 상당히 감소된 재작업만을 요구한다.

Claims (10)

1. 스탬핑된 공작물(W1)이 엠보싱 디바이스에 삽입되고, 스탬핑 동안 상기 공작물(W1) 상에 생성된 버(G)가 상기 엠보싱 디바이스의 다이(GS)를 통해 라운딩되는, 이빨을 포함하는 스탬핑된 부품(W2)들을 제조하기 위한 방법에 있어서,
   스탬핑 동안 생성된 롤오버(E)의 높이가 버 라운딩을 수행하는 상기 엠보싱 디바이스의 다이(GS)의 동일한 스트로크를 사용하여 감소되되,
   상기 버 라운딩을 발생시키는 상기 엠보싱 디바이스의 동일한 스트로크는 상기 공작물(W1)의 버측 및 다이 롤측 사이에서 연장되는 전단된 에지(SF)의 접선과 공작물 법선(WN) 사이의 각도(α)를 감소시키도록 사용되어, 원형 윤곽을 가지는 공작물(W1)들에서 상기 전단된 에지(SF)의 코니시티는 감소되며,
   상기 공작물(W1)의 버측에서 나오는 상기 엠보싱 디바이스의 다이(GS)는 상기 공작물(W1)에 비해 작은 치수를 구비하여 상기 버(G) 위에서 상기 버(G)에 대향하여 이동하되, 상기 공작물(W1)의 재료는 상기 공작물(W1)을 향해 배향된 상기 다이(GS) 상의 모접기(chamfer)에 의해 공작물 내부와 상기 다이 롤측을 향해 변위되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 공작물 평면에 평행한 방향으로 측정되었을 때, 상기 작은 치수의 절대 크기는, 상기 전단된 에지(SF) 상의 스탬핑된 공작물(W1)에 존재하는 다이-롤 단부와 버의 팁 사이의 거리의 적어도 50%에 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 버를 라운딩하는 상기 다이(GS)는 스탬핑 동안 생성된 상기 롤오버(E)의 롤오버 높이보다 작은, 버 라운딩을 위해 의도된 반경(PR)을 가지며, 상기 버 라운딩과 함께, 롤오버 감소는 이러한 반경(PR)보다 작거나 또는 같은 롤오버 높이로 발생하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 엠보싱 디바이스의 상기 다이(GS)는, 공작물 두께가 버측 스탬핑 윤곽을 따라서 연장되는 에지(GR) 외부에 위치된 공작물 영역에 비교하여 감소되는 영역에서 상기 에지를 엠보싱하여 라운딩된 버에 접하게 하도록 사용되며, 상기 에지의 생성은 상기 에지 영역에 있는 상기 공작물(W2)의 변형 경화를 유발하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 버측으로부터 오고 상기 버(G) 위에서 움직여 이를 라운딩하는 상기 엠보싱 디바이스의 다이(GS)는 2개의 이젝터(A1, A2) 중 적어도 하나를 둘러싸는 형태로 디자인되며, 상기 공작물(W1, W2)은 상기 버의 라운딩 동안 상기 이젝터 사이에서 클램핑되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 엠보싱 디바이스는 상부 다이 부분(GSO) 및 하부 다이 부분(GSU)을 포함하는 것을 제공하며, 스트로크 방향(H)에서 보았을 때 상기 상부 다이 부분과 상기 하부 다이 부분의 서로에 대한 거리는 상기 스트로크 방향에 직각인 방향으로, 공작물 내부로부터 상기 공작물(W1, W2)의 전단된 에지(SF)까지 감소하며, 상기 버 라운딩이 발생하는 상기 엠보싱 디바이스의 동일한 스트로크를 통하여, 상기 전단된 에지를 향하는 방향으로 증가하는 공작물 두께 감소는 상기 버측 및 다이 롤측 상의 공작물(W1, W2)에서 또한 발생되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 공작물 두께 감소는, 공작물(W1, W2)의 이빨의 팁과 이빨의 뿌리 사이의 각각의 이빨 영역에 걸쳐서 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 다이 부분(GSO, GSU)들중 적어도 하나는 이빨 팁 주위의 주변 영역에서 상기 공작물에 비해 큰 치수를 가지며, 이에 의해, 공작물의 전단된 에지(SF)와 다이 부분(GSO, GSU) 사이에는 상기 공작물의 두께가 감소하는 동안 내부에서 상기 공작물 재료가 변위되기 위한 하나의 공간 영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 다이 부분들 중 적어도 하나는 이빨의 상기 주변 영역 아래에 있는 상기 공작물에 비해 작은 치수를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제7항에 있어서, 상기 공작물 두께 감소의 결과로서, 사용 준비된 공작물(W2)은 상기 다이 부분(GSU, GSO)들 사이에서 최종 사용 준비된 이빨의 기하학적 형상으로 엠보싱되는 것을 특징으로 하는 방법.

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