KR20220081150A - Drive Shaft for Vehicle, Apparatus for Manufacturing the Same and Method for Manufacturing the Same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동차용 드라이브 샤프트, 그 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 자동차용 드라이브 샤프트의 제조장치는 소재의 중앙부를 고정하고 국부적으로 가열된 양단부는 노출시키는 클램핑 유닛, 상기 소재의 축방향으로 관통되고 상기 클램핑 유닛 방향의 제1입구부 및 상기 제1입구부의 반대편의 제2입구부를 가지는 홀이 구비되며 상기 클램핑 유닛의 양측에 배치되어 상기 클램핑 유닛으로 전후진 가능한 축관 금형, 및 상기 축관 금형의 양측에 배치되어 상기 축관 금형의 홀의 제2입구부로 전후진 가능한 맨드릴을 포함할 수 있다.The present invention relates to a drive shaft for a vehicle, an apparatus for manufacturing the same, and a method for manufacturing the same. The apparatus for manufacturing a drive shaft for a vehicle of the present invention includes a clamping unit in which a central portion of a material is fixed and both ends that are locally heated are exposed, a first inlet and a first inlet in the direction of the clamping unit that penetrates through the material in the axial direction. A shaft tube mold having a hole having a second inlet opposite to the part and disposed on both sides of the clamping unit to move back and forth to the clamping unit, and disposed on both sides of the shaft tube mold to move back and forth to the second inlet of the hole of the shaft tube mold Possible mandrels may be included.
Description
본 발명은 자동차용 드라이브 샤프트, 그 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 중공형 드라이브 샤프트, 그 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a drive shaft for a vehicle, an apparatus for manufacturing the same, and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a hollow drive shaft, an apparatus for manufacturing the same, and a manufacturing method thereof.
일반적으로 자동차에서는 각종 드라이브 샤프트가 사용된다. 드라이브 샤프트는 크게 중실형(Solid type) 드라이브 샤프트와 중공형(Hollow type) 드라이브 샤프트가 있다.In general, various drive shafts are used in automobiles. The drive shaft is largely divided into a solid type drive shaft and a hollow type drive shaft.
중실형 드라이브 샤프트의 제조방법을 설명하면 다음과 같다. The manufacturing method of the solid drive shaft will be described as follows.
중실형 드라이브 샤프트는 중실의 소재를 이용하여 만들어진다. 중실의 소재를 선삭가공, 전조성형, 고주파 열처리하여 드라이브 샤프트를 만든다. 그런데 중실형 드라이브 샤프트는 자동차의 중량을 상승시키고 소음 및 회전 진동이 크다는 단점이 있다.The solid drive shaft is made using a solid material. The drive shaft is made by turning, rolling, and high-frequency heat treatment of solid materials. However, the solid drive shaft has a disadvantage in that the weight of the vehicle increases and noise and rotational vibration are large.
이러한 중실형 드라이브 샤프트의 단점을 보완하기 위하여 근래에는 중공형 드라이브 샤프트가 많이 사용되고 있다. 중공형 드라이브 샤프트를 제조하는 방식은 크게 용접 방식, 스웨이징(Swaging) 방식, 업셋팅(Upsetting) 방식이 있다.In order to compensate for the shortcomings of the solid drive shaft, a hollow drive shaft has been widely used in recent years. A method of manufacturing a hollow drive shaft is largely divided into a welding method, a swaging method, and an upsetting method.
한편, 드라이브 샤프트의 양단부에는 자동차 바퀴, 트랜스미션 등과 연결되는 각종 부품이 조립된다. 드라이브 샤프트의 양단부에 이러한 부품이 효과적으로 조립되기 위하여, 제조 완료된 중공형 드라이브 샤프트의 양단부에 머시닝 가공, 전조성형 등과 같은 가공(이하 편의상 '후가공'이라 함)이 수행된다. On the other hand, various parts connected to the vehicle wheel, transmission, etc. are assembled at both ends of the drive shaft. In order to effectively assemble these parts to both ends of the drive shaft, machining (hereinafter referred to as 'post-processing' for convenience), such as machining, roll forming, etc., is performed on both ends of the manufactured hollow drive shaft.
따라서, 중공형 드라이브 샤프트의 양단부는 머시닝 가공, 전조성형과 같은 후가공이 가능한 두께를 가져야 한다. 또한 중공형 드라이브 샤프트의 양단부는 거기에 결합되는 부품을 지지할 수 있는 강도를 가져야 한다. Therefore, both ends of the hollow drive shaft must have a thickness that allows post-processing such as machining or roll forming. In addition, both ends of the hollow drive shaft must have strength to support the parts coupled thereto.
결국 중공형 드라이브 샤프트의 양단부는 후가공이 가능한 두께, 결합되는 상대 부품을 지지할 수 있는 강도를 가지는 두께 등과 같은 소정 조건을 만족하여야 한다.As a result, both ends of the hollow drive shaft must satisfy predetermined conditions, such as a thickness that can be post-processed and a thickness that can support the mating counterpart.
용접 방식을 설명한다.The welding method will be described.
상술한 양단부의 소정 조건을 만족할 수 있도록 환봉을 단조성형하여 양단부를 제조한다. 제조된 양단부를 중공의 소재에 마찰 용접으로 접합하여 드라이브 샤프트를 만든다. Both ends are manufactured by forging a round bar so as to satisfy the predetermined conditions of both ends. The manufactured both ends are joined to a hollow material by friction welding to make a drive shaft.
용접 방식에서는 한 개의 드라이브 샤프트를 만들기 위하여, 3개의 서브 부품이 필요하고, 용접 후에 용접 부위의 비드 컷팅, 연마 공정이 추가되어야 한다는 단점이 있다.In the welding method, three sub-parts are required to make one drive shaft, and there is a disadvantage that the bead cutting and polishing process of the welded area must be added after welding.
스웨이징 방식 및 업셋팅 방식에서는 한 개의 중공 소재를 사용하여 중공형 드라이브 샤프트를 만든다.In the swaging method and the upsetting method, a hollow drive shaft is made using a single hollow material.
스웨이징 방식에서는 스웨이징에 의하여 중공 소재의 양단부의 두께를 증가(증육)시킨다. (특허공개 제10-2011-0105660호 등) In the swaging method, the thickness of both ends of the hollow material is increased (thickened) by swaging. (Patent Publication No. 10-2011-0105660, etc.)
스웨이징 방식에서는 소재의 양단부의 외경이 줄어들고 두께는 증가한다. 소재의 양단부의 외경이 줄어든 만큼 두께가 두꺼워진다. 그런데, 스웨이징 방식에서는 소재는 외경이 줄어들면서 동시에 길이 방향으로도 늘어나므로, 소재가 길이 방향으로 늘어난 만큼은 두께 증가에 기여하지 않는다. In the swaging method, the outer diameter of both ends of the material decreases and the thickness increases. As the outer diameter of both ends of the material decreases, the thickness increases. However, in the swaging method, since the material is stretched in the longitudinal direction while the outer diameter is reduced at the same time, the increase in the thickness of the material does not contribute to the increase in the lengthwise direction.
따라서, 스웨이징 방식에서는 소재의 양단부의 두께를 증가시키는 것이 한계가 있고, 따라서 소망하는 두께를 얻기가 어렵다.Therefore, in the swaging method, there is a limit to increasing the thickness of both ends of the material, and thus it is difficult to obtain a desired thickness.
업셋팅 방식에서도 한 개의 중공 소재를 사용하여 중공형 드라이브 샤프트를 만든다. 업셋팅 방식에서는 업셋팅에 의하여 중공 소재의 양단부의 두께를 증가시킨다.(특허공개 제10-2020-0036376호 등)Even in the upsetting method, a hollow drive shaft is made using a single hollow material. In the upsetting method, the thickness of both ends of the hollow material is increased by upsetting. (Patent Publication No. 10-2020-0036376, etc.)
업셋팅 방식에서는 일반적으로 소재의 양단부의 외경이 커지거나 동일하면서 두께는 증가한다. 업셋팅방식에서는 소재의 양단부의 증육량이 불필요하게 많아질 수 있다는 문제가 있다. 소재의 양단부의 증육량이 불필요하게 많아지면, 드라이브 샤프트 제조 후의 머시닝 공정 등과 같은 후가공에서 가공시간이 늘어나며 재료의 손실이 커진다는 단점이 있다.In the upsetting method, in general, the outer diameter of both ends of the material increases or the thickness increases while being the same. In the upsetting method, there is a problem that the amount of thickening at both ends of the material may increase unnecessarily. If the amount of thickening at both ends of the material increases unnecessarily, there is a disadvantage in that the processing time increases and material loss increases in post-processing such as a machining process after manufacturing the drive shaft.
왜냐하면, 업셋팅 가공된 소재의 양단부의 증육량이 불필요하게 많으면, 머시닝 가공 등에서 불필요하게 증육된 부분을 선삭해야 하기 때문에 가공 시간의 늘어나고 재료의 손실이 커지게 되기 때문이다.This is because, if the amount of thickening at both ends of the upsetting-processed material is unnecessarily large, machining time increases and material loss increases because it is necessary to turn the unnecessarily thickened portion in machining.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is intended to solve the above-mentioned problems.
본 발명의 실시예의 목적은 소망하는 증육량을 효율적으로 얻을 수 있는 자동차용 드라이브 샤프트, 그 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a drive shaft for an automobile capable of efficiently obtaining a desired weight gain, an apparatus for manufacturing the same, and a method for manufacturing the same.
본 발명의 실시예의 목적은 후가공이 효율적이며 재료의 손실을 줄일 수 있는 자동차용 드라이브 샤프트, 그 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a drive shaft for an automobile, a manufacturing apparatus therefor, and a manufacturing method thereof, in which post-processing is efficient and material loss can be reduced.
본 발명의 실시예의 목적은 스웨이징 방식 및 업셋팅 방식의 단점을 개선할 수 있는 자동차용 드라이브 샤프트, 그 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a drive shaft for a vehicle capable of improving the disadvantages of the swaging method and the upsetting method, an apparatus for manufacturing the same, and a method for manufacturing the same.
본 발명의 실시예의 목적은 제조 공정을 간소화할 수 있는 자동차용 드라이브 샤프트, 그 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a drive shaft for a vehicle capable of simplifying a manufacturing process, an apparatus for manufacturing the same, and a manufacturing method thereof.
본 발명의 과제는 위에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 과제들은 아래의 기재로 부터 통상의 기술자에게 이해될 수 있다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned can be understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명에서는 축관 단계와 업셋팅 단계를 수행하어, 자동차용 드라이브 샤프트의 양단부를 소망하는 두께로 증육할 수 있다. 즉, 소재의 양단부는 축관 단계에서 1차적으로 증육되고 업셋팅 단계에서 2차적으로 증육된다. 축관 단계와 업셋팅 단계는 실질적으로 동시에 수행될 수 있다.In the present invention, by performing the shaft pipe step and the upset step, both ends of the drive shaft for automobiles can be increased to a desired thickness. That is, both ends of the material are primarily thickened in the shaft tube step and are secondarily thickened in the upsetting step. The shaft tube step and the upsetting step may be performed substantially simultaneously.
이를 위하여, 본 발명의 실시예의 자동차용 드라이브 샤프트의 제조장치는, 소재의 중앙부를 고정하고 국부적으로 가열된 양단부는 노출시키는 클램핑 유닛; 상기 소재의 축방향으로 관통되고 상기 클램핑 유닛 방향의 제1입구부 및 상기 제1입구부의 반대편의 제2입구부를 가지는 홀이 구비되며, 상기 클램핑 유닛의 양측에 배치되어 상기 클램핑 유닛으로 전후진 가능한 축관 금형; 및 상기 축관 금형의 양측에 배치되어 상기 축관 금형의 홀의 제2입구부로 전후진 가능한 맨드릴을 포함할 수 있다.To this end, an apparatus for manufacturing a drive shaft for a vehicle according to an embodiment of the present invention includes: a clamping unit fixing a central portion of a material and exposing both ends that are locally heated; A hole penetrating through the material in the axial direction and having a first inlet in the direction of the clamping unit and a second inlet opposite to the first inlet is provided, and is disposed on both sides of the clamping unit to move forward and backward to the clamping unit. shaft tube mold; and a mandrel disposed on both sides of the shaft tube mold to move forward and backward toward the second inlet of the hole of the shaft tube mold.
예시적인 실시예에 의하면, 상기 클램핑 유닛은, 상기 소재의 형상에 대응하는 홈을 가지는 고정금형과, 상기 소재의 형상에 대응하는 홈을 가지며 상기 고정금형에 선택적으로 접촉되는 이동금형을 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the clamping unit may include a stationary mold having a groove corresponding to the shape of the material, and a movable mold having a groove corresponding to the shape of the material and selectively contacting the stationary mold. have.
예시적인 실시예에 의하면, 상기 축관 금형의 제1입구부 및 제2입구부는 테이퍼질 수 있다.According to an exemplary embodiment, the first inlet portion and the second inlet portion of the shaft tube mold may be tapered.
예시적인 실시예에 의하면, 상기 소재의 양단부를 가열하는 가열 유닛을 더욱 포함할 수 있다. According to an exemplary embodiment, it may further include a heating unit for heating both ends of the material.
예시적인 실시예에 의하면, 상기 가열 유닛은, 상기 소재의 양단부로 인출입 가능한 코일과, 상기 코일에 전기적으로 연결되는 고주파 가열기를 포함할 수 있다.According to an exemplary embodiment, the heating unit may include a coil that can be drawn in and out from both ends of the material, and a high-frequency heater electrically connected to the coil.
본 발명의 실시예의 자동차용 드라이브 샤프트는, 상술한 자동차용 드라이브 샤프트의 제조장치에 의하여 제조될 수 있다.The drive shaft for a vehicle according to an embodiment of the present invention may be manufactured by the above-described apparatus for manufacturing a drive shaft for a vehicle.
본 발명의 실시예의 자동차용 드라이브 샤프트의 제조방법은, 소재의 중앙부를 고정하고 국부적으로 가열된 양단부는 노출시키는 고정 단계; 상기 소재의 양단부를 축관하여, 상기 소재의 양단부를 1차로 증육시키는 축관 단계; 및 상기 소재의 양단부를 업셋팅하여, 상기 소재의 양단부를 2차로 증육시키는 업셋팅 단계를 포함할 수 있다.A method of manufacturing a drive shaft for a vehicle according to an embodiment of the present invention includes a fixing step of fixing a central portion of a material and exposing both ends that are locally heated; A shaft pipe step of first thickening both ends of the material by shunting both ends of the material; and by upsetting both ends of the material, an upsetting step of secondarily thickening both ends of the material.
예시적인 실시예에 의하면, 상기 축관 단계는, 상기 소재에 대응하는 홀을 가지는 축관 금형이 상기 소재로 전진하여, 상기 소재의 양단부가 상기 축관 금형의 홀에 삽입되어 수행될 수 있다.According to an exemplary embodiment, in the shaft tube step, the shaft tube mold having a hole corresponding to the material advances to the material, and both ends of the material are inserted into the hole of the shaft tube mold to be performed.
예시적인 실시예에 의하면, 상기 업셋팅 단계는, 맨드릴이 상기 축관 금형의 홀을 통하여 상기 소재로 전진하여 수행될 수 있다.According to an exemplary embodiment, the upsetting step may be performed by advancing the mandrel to the material through the hole of the shaft tube mold.
상술한 실시예들의 각각의 특징들은 다른 실시예들과 모순되거나 배타적이지 않는 한 다른 실시예들에서 복합적으로 구현될 수 있다.Each feature of the above-described embodiments may be implemented in combination in other embodiments as long as they are not contradictory or exclusive to other embodiments.
상술한 본 발명은 다음과 같은 효과가 있다. The present invention described above has the following effects.
본 발명의 실시예에 따르면, 축관 단계에서 1차적으로 소재의 양단부를 증육하고, 업셋팅 단계에서 2차적으로 소재의 양단부를 증육한다. 따라서 본 발명의 실시예에서는 소재의 양단부에서 소망하는 증육량을 효과적으로 얻을 수 있다.According to an embodiment of the present invention, both ends of the material are primarily thickened in the shaft tube step, and both ends of the material are secondarily thickened in the upsetting step. Therefore, in the embodiment of the present invention, it is possible to effectively obtain a desired amount of thickening at both ends of the material.
본 발명의 실시예에 따르면, 소재의 양단부에서 소망하는 증육량을 효과적으로 얻을 수 있으므로, 불필요한 증육량을 최소화할 수 있다. 따라서, 후가공이 효율적이며 재료의 손실을 줄일 수 있다.According to the embodiment of the present invention, since a desired amount of thickening can be effectively obtained at both ends of the material, unnecessary amount of thickening can be minimized. Therefore, post-processing is efficient and material loss can be reduced.
본 발명의 실시예에 따르면, 스웨이징 방식의 단점 즉 소재의 양단부의 증육량의 한계, 업셋팅 방식의 단점 즉 불필요한 증육의 발생을 개선할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to improve the disadvantages of the swaging method, that is, the limitation of the amount of thickening at both ends of the material, and the disadvantages of the upsetting method, that is, the occurrence of unnecessary thickening.
본 발명의 실시예에 따르면, 축관 단계 및 업셋팅 단계를 실질적으로 동시에 수행하여 자동차용 드라이프 샤프트를 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 제조 공정을 간소화할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to manufacture a drive shaft for a vehicle by performing the shaft pipe step and the upsetting step substantially simultaneously. Therefore, in the embodiment of the present invention, the manufacturing process can be simplified.
도 1은 본 발명에 따른 자동차용 드라이브 샤프트의 제조장치의 가열 유닛의 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 드라이브 샤프트의 제조장치의 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3 내지 도 9는 본 발명에 따른 자동차용 드라이브 샤프트의 제조방법의 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따른 자동차용 드라이브 샤프트의 실시예를 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically illustrating an embodiment of a heating unit of an apparatus for manufacturing a drive shaft for a vehicle according to the present invention.
2 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of an apparatus for manufacturing a drive shaft for a vehicle according to the present invention.
3 to 9 are cross-sectional views schematically illustrating an embodiment of a method for manufacturing a drive shaft for a vehicle according to the present invention.
10 is a cross-sectional view schematically illustrating an embodiment of a drive shaft for a vehicle according to the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, an embodiment of the present invention will be described.
아래에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 따라서 본 발명은 아래에서 설명되는 실시예에 한정되지는 않는다. 또한, 첨부된 도면에서는 발명의 이해를 돕기 위하여 특정 구성요소는 과장되거나 축소되어 도시될 수 있으며, 본 발명의 도면에 그려진 형태로 한정되는 것은 아니다.The embodiments described below are provided to help the understanding of the present invention, and therefore the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, in the accompanying drawings, specific components may be exaggerated or reduced in order to facilitate understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the form drawn in the drawings.
설명의 번잡을 피하기 위하여, 본 실시예의 구성요소 중에 종래 기술과 동일한 구성요소의 상세한 설명은 생략하며, 본 실시예의 주제와 관련된 내용에 위주로 설명한다.In order to avoid complicated description, detailed description of the same components as in the prior art among the components of the present embodiment will be omitted, and description will be made mainly on contents related to the subject of the present embodiment.
본 발명은 크게 드라이브 샤프트를 만드는 소재를 가열하는 가열 단계, 소재의 양단부의 두께를 증가시키는 증육 단계를 포함할 수 있다. 증육 단계는 축관 단계 및 업세팅 단계를 포함할 수 있다.The present invention may largely include a heating step of heating the material for making the drive shaft, and a thickening step of increasing the thickness of both ends of the material. The thickening step may include a shaft tube step and an upsetting step.
먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 자동차용 드라이브 샤프트의 제조방법의 가열 단계의 실시예를 설명한다.First, an embodiment of the heating step of the method for manufacturing a drive shaft for a vehicle according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 .
가열단계는 소재(3)의 중앙부(32)의 좌우에 위치하는 양단부(34)를 국부적으로 가열하는 공정이다. 소재(3)는 중공의 소재(3)가 사용될 수 있다. 소재(3)는 중공의 환봉, 파이프 등이 사용될 수 있다. The heating step is a process of locally heating both ends 34 located on the left and right of the
소재(3)의 양단부(34)는 고주파 가열방식으로 가열될 수 있다. 소재(3)의 양단부(34)를 고주파 가열방식으로 가열하기 위하여 고주파 가열유닛이 사용될 수 있다. 고주파 가열유닛은 코일(5), 상기 코일(5)에 연결된 고주파 가열기(미도시)를 포함할 수 있다.Both ends 34 of the material 3 may be heated by a high-frequency heating method. A high-frequency heating unit may be used to heat both ends 34 of the material 3 by a high-frequency heating method. The high frequency heating unit may include a
도 1(a)에 도시한 바와 같이, 소재(3)의 좌우측에 소정거리 이격되어 코일(5)이 위치할 수 있다. As shown in Figure 1 (a), the coil (5) may be located spaced apart a predetermined distance on the left and right sides of the material (3).
도 1(b)에 도시한 바와 같이, 소재(3)의 양단부(34)를 국부적으로 가열하기 위하여, 코일(5)이 소재(3)의 양단부(34) 방향으로 전진하여 인입될 수 있다. As shown in Figure 1 (b), in order to locally heat the both ends 34 of the material 3, the
소재(3)의 양단부(34)를 국부적으로 가열하므로, 코일(5)은 소재의 중앙부(32)까지는 진입하지 않고, 양단부(34)에 위치할 수 있다.Since both ends 34 of the material 3 are locally heated, the
이 상태에서 고주파 가열기가 동작하면 코일(5)이 발열하여, 소재(3)의 양단부(34)를 국부적으로 가열할 수 있다. 소재(3)의 양단부(34)의 가열이 완료되면 코일(5)이 후진하여 원래 위치로 복귀할 수 있다.When the high-frequency heater operates in this state, the
한편, 가열된 소재(3)의 양단부(34)는 증육 단계에 의하여 두께가 증가될 수 있다. 본 실시예의 증육 단계는 축관 단계 및 업세팅 단계를 포함할 수 있다.On the other hand, both ends 34 of the heated material 3 may be increased in thickness by the thickening step. The thickening step of this embodiment may include a shaft tube step and an upsetting step.
먼저, 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 자동차용 드라이브 샤프트의 제조장치의 실시예를 설명한다. 이하 증육 단계에 주로 사용되는 제조장치를 편의상 '증육장치'라 한다.First, an embodiment of an apparatus for manufacturing a drive shaft for a vehicle according to the present invention will be described with reference to FIG. 2 . Hereinafter, a manufacturing apparatus mainly used in the thickening step is referred to as a 'thickening apparatus' for convenience.
증육장치는 클램핑 유닛(5), 축관 금형(7), 맨드릴(9)을 포함할 수 있다. 클램핑 유닛(5)은 소재(3)가 움직이지 않도록 고정하는 장치히다. 축관 금형(7)은 소재(3)의 양단부(34)를 1차적으로 증육하는 장치이다. 맨드릴(9)은 소재(3)의 양단부(34)를 2차적으로 증육하는 장치이다.The thickening apparatus may include a
클램핑 유닛(5)의 좌우측에는 소정거리 이격되어 축관 금형(7)이 위치할 수 있다. 축관 금형(7)은 클램핑 유닛(5) 방향으로 전후진할 수 있다. On the left and right sides of the
축관 금형(7)의 좌우측에는 소정거리 이격되어 맨드릴(9)이 위치할 수 있다. 맨드릴(9)은 축관 금형(7) 방향으로 전후진할 수 있다.The
클램핑 유닛(5), 축관 금형(7), 맨드릴(9)을 상세히 설명한다. The
클램핑 유닛(5)을 설명한다.The
클램핑 유닛(5)은 고정금형(52)과 이동금형(54)을 포함할 수 있다. 고정금형(52)에는 소재(3)가 놓여질 수 있다. 이를 위하여, 고정금형(52)의 상면에는 소재(3)의 형상에 대응하는 홈(522)이 구비될 수 있다. 홈(522)의 단면은 반원형일 수 있다. 홈(522)의 반경은 소재(3)의 반경과 동일할 수 있다.The
이동금형(54)은 고정금형(52)으로 접근 또는 후퇴하여 소재(3)를 고정하거나 고정을 해제할 수 있다. 이동금형(54)은 수평, 수직 프레스 방식으로 상하 또는 좌우로 이동할 수 있다. 이동금형(54)의 하면에는 소재(3)의 형상에 대응하는 홈(542)이 구비될 수 있다. 홈(542)의 단면은 반원형일 수 있다. 홈(542)의 반경은 소재(3)의 반경과 동일할 수 있다.The
다음으로, 축관 금형(7)을 설명한다.Next, the shaft tube die 7 is demonstrated.
축관 금형(7)은 클램핑 유닛(5)의 좌우측에 위치할 수 있으며, 상기 클램핑 유닛(5) 방향으로 전진 또는 후퇴할 수 있다.The
축관 금형(7)에는 내부를 관통하는 홀(72)이 구비될 수 있다. 홀(72)은 직경이 작은 원통형일 수 있다. 홀(72)의 방향은 소재(3)의 축방향에 대응할 수 있다. 홀(72)의 직경은 소재(3)의 외경보다 작을 수 있다.The
홀(72)의 전방(클램핑 유닛과 인접한 방향)에 있는 제1입구부(74)의 직경은 상기 홀(72)의 직경보다 클 수 있다. 제1입구부(74)는 테이퍼진 형상일 수 있다. 예를 들어, 제1입구부(74)의 직경은 축관 금형(7)의 안쪽으로 갈수록 작아질 수 있다.A diameter of the
홀(72)의 후방(제1입구부(74)의 반대편)에 있는 제2입구부(76)의 직경은 상기 홀(72)의 직경보다 클 수 있다. 제2입구부(76)는 테이퍼진 형상일 수 있다. 예를 들어, 제2입구부(76)의 직경은 축관 금형(7)의 안쪽으로 갈수록 작아질 수 있다.The diameter of the
맨드릴(9)을 설명한다.The
맨드릴(9)은 축관 금형(7)의 좌우측에 위치하며, 상기 축관 금형(7) 방향으로 전진 또는 후퇴할 수 있다.The
맨드릴(9)은 몸체부(92)와 상기 몸체부(92)에 연결된 돌출부(94)를 포함할 수 있다. 맨드릴(9)은 이동 방향은 소재(3)의 축방향에 대응할 수 있다. 상기 돌출부(94)의 직경은 소재(3)의 내경보다 작을 수 있다. 상기 몸체부(92)의 직경은 소재(3)의 내경보다 크고, 축관 금형(7)의 홀(72)의 내경과 실질적으로 동일할 수 있다. The
도 2 내지 도 5를 참조하여, 드라이브 샤프트의 제조방법의 실시예를 설명한다.An embodiment of a method of manufacturing a drive shaft will be described with reference to FIGS. 2 to 5 .
상술한 바와 같이, 코일(5)에 의하여 소재(3)의 양단부(34)가 국부적으로 가열될 수 있다. 양단부(34)가 가열된 소재(3)를 고정하는 고정 단계를 설명한다. As described above, both ends 34 of the material 3 may be locally heated by the
도 2에 도시한 바와 같이, 클램핑 유닛(5)의 고정금형(52)의 홈(522)에 소재(3)의 중앙부(32)가 놓여질 수 있다. 즉 양단부(34)가 국부적으로 가열된 소재(3)는 고정금형(52)으로 이송되어, 소재(3)의 가열되지 않은 중앙부(32)가 고정금형(52)의 홈(522)에 놓여 질 수 있다. As shown in FIG. 2 , the
도 3에 도시한 바와 같이, 이동금형(54)이 고정금형(52) 방향으로 이동하여 소재(3)의 중앙부(32)를 압착 고정할 수 있다. As shown in FIG. 3 , the
고정 단계가 완료되면, 클램핑 유닛(5)에 의하여 소재(3)의 중앙부(32)는 압착 고정되고, 양단부(34)는 클램핑 유닛(5)의 외부로 노출된 상태가 될 수 있다. 이 상태에서 증육 단계 즉 축관 단계 및 업셋팅 단계가 실질적으로 동시에 수행될 수 있다.When the fixing step is completed, the
도 3 내지 도 5를 참조하여, 소재(3)의 양단부(34)가 1차로 증육되는 축관 단계를 설명한다.With reference to FIGS. 3 to 5 , a shaft pipe step in which both ends 34 of the material 3 are primarily thickened will be described.
도 3에 도시한 바와 같이, 클램핑 유닛(5)에 소재(3)가 고정되면 축관 금형(7)이 클램핑 유닛(5) 방향 즉 소재(3)로 접근할 수 있다. 축관 금형(7)이 클램핑 유닛(5)으로 전진하면, 소재(3)의 양단부(34)는 축관 금형(7)의 제1입구부(74)로 삽입된다.As shown in FIG. 3 , when the material 3 is fixed to the
도 4에 도시한 바와 같이, 소재(3)의 양단부(34)는 축관 금형(7)의 제1입구부(74)를 지나 홀(72)로 이동하면서 증육될 수 있다. As shown in FIG. 4 , both ends 34 of the material 3 may be thickened while moving to the
소재(3)의 양단부(34)는 축관 금형(7)의 제1입구부(74)의 경사면에 의하여 외경이 점차 작아질 수 있다. 제1입구부(74)를 통과한 소재(3)의 양단부(34)는 축관 금형(7)의 홀(72)을 지나면서 직경은 작아지고 두께가 증가할 수 있다. 소재(3)의 단부는 가열된 상태이기 때문에 증육이 더욱 용이할 수 있다.The outer diameter of both ends 34 of the material 3 may be gradually reduced by the inclined surface of the
도 5에 도시한 바와 같이, 축관 금형(7)이 클램핑 유닛(5)에 닿게 되면, 축관 금형(7)의 이동이 정지될 수 있다.As shown in FIG. 5 , when the
도 4 및 도 5에서는, 편의상 1차 증육되어 직경이 작아지고 두께는 커진 양단부(34)를 도면 부호 '342'로 표시한다.In FIGS. 4 and 5 , both ends 34 having a reduced diameter and increased thickness are indicated by reference numerals '342' for convenience.
1차 증육이 완료된 상태에서는 소재(3)의 양단부(342)의 외경 및 내경이 작아진 상태가 될 수 있다. 또한, 소재(3)의 중앙부(32)와 양단부(342)의 사이(344)는 약간 경사질 수 있다.In a state in which the primary thickening is completed, the outer diameter and inner diameter of both ends 342 of the material 3 may be in a reduced state. In addition, between the
도 5 내지 도 7을 참조하여, 소재(3)의 양단부(34)가 2차로 증육되는 업셋팅 단계를 설명한다. An upsetting step in which both ends 34 of the material 3 are secondarily thickened will be described with reference to FIGS. 5 to 7 .
축관 단계와 실질적으로 동시에 업셋팅 단계가 수행될 수 있다. 즉, 축관 금형(7)이 소재(3) 방향으로 전진하여, 축관 금형(7)의 제1입구부(74)로 소재(3)가 삽입되면서 동시에 축관 금형(7)의 제2입구부(76) 방향으로 맨드릴(9)이 전진할 수 있다.The upsetting step may be performed substantially simultaneously with the shaft tube step. That is, the
도 5에 도시한 바와 같이, 축관 단계에서 축관 금형(7)은 클램핑 유닛(5)과 닿게 되어, 축관 금형(7)의 이동이 정지될 수 있다. 이 상태에서 맨드릴(9)은 계속 전진하여, 축관 금형(7)의 제2입구부(76)에 삽입될 수 있다.As shown in FIG. 5 , the
도 6에 도시한 바와 같이, 축관 금형(7)의 제2입구부(76)로 삽입된 맨드릴(9)은 계속 전진할 수 있다. 맨드릴(9)의 돌출부(94)의 직경은 축관 단계를 거친소재(3)의 내경보다 작을 수 있다. 따라서, 맨드릴(9)이 홀(72)의 중심 방향으로 계속 전진하면, 맨드릴(9)의 돌출부(94)가 소재(3)의 양단부(342)의 중공부로 삽입될 수 있다.As shown in FIG. 6 , the
맨드릴(9)이 소재(3) 양단부(342)의 중공부로 삽입된 상태에서, 맨드릴(9)이 더욱 전진하면 맨드릴(9)의 몸체부(92)가 소재(3) 양단부(342)를 계속 밀 수 있다. 따라서 소재(3)의 양단부(342)에서 소재(3)는 축방향으로 압축되며, 소재(3)의 유동이 내면으로 이동하면서 맨드릴(9)과 접촉되어 두께가 증가할 수 있다. 소재(3)의 양단부(342)는 가열된 상태이기 때문에 증육이 더욱 용이하다.With the
도 6에서는, 편의상 1차 증육된 양단부(34)를 도면 부호 '342'로 표시하고, 2차 증육된 양단부(34)를 도면 부호 '346'으로 표시한다. 도 6에 도시한 바와 같이, 2차 증육된 양단부(346)의 두께는 1차 증육된 양단부(342)의 두께보다 크다.In FIG. 6 , for convenience, both ends 34 that are first thickened are denoted by reference numeral '342', and both ends 34 that are secondly thickened are denoted by reference numeral '346'. As shown in FIG. 6 , the thickness of the second thickened both ends 346 is greater than the thickness of the first thickened both ends 342 .
도 7은 2차 증육이 완료된 상태를 도시한 것이다. 7 shows a state in which the secondary thickening is completed.
2차 증육이 완료된 상태의 소재(3)의 양단부(346)의 외경은 1차 증육이 완료된 소재(3)의 양단부(342)의 외경과 동일할 수 있다. 왜냐하면, 2차 증육 단계에서도 1차 증육된 소재(3)의 양단부(342)는 축관 금형(7)의 홀(72)에 위치한다. 따라서, 1차 증육된 소재(3)의 양단부(342)의 외경은 축관 금형(7)의 홀(72)에 의하여 외부 반경방향으로 확장되는 것이 저지되므로, 양단부(342)의 외경은 변화할 수 없기 때문이다.The outer diameter of both ends 346 of the material 3 in the state in which the secondary thickening is completed may be the same as the outer diameter of the both ends 342 of the material 3 in which the primary thickening is completed. Because, even in the second thickening step, both ends 342 of the first thickened material 3 are located in the
반면에, 2차 증육이 완료된 상태의 소재(3)의 양단부(346)의 내경은 1차 증육이 완료된 소재(3)의 양단부(342)의 내경보다 작아질 수 있다. 왜냐하면, 1차 증육이 완료된 소재(3)의 양단부(342)의 내경보다 맨드릴(9)의 돌출부(94)의 외경이 작기 때문에 1차 증육이 완료된 소재(3)의 양단부(342)는 맨드릴(9)의 돌출부(94) 방향으로 증육되기 때문이다.On the other hand, the inner diameter of both ends 346 of the material 3 in the state in which the secondary thickening is completed may be smaller than the inner diameter of the both ends 342 of the material 3 in which the primary thickening is completed. Because the outer diameter of the
따라서, 2차 증육이 완료된 상태의 소재(3)의 양단부(346)의 두께는 1차 증육이 완료된 소재(3)의 양단부(342)의 두께보다 커질 수 있다. Accordingly, the thickness of both ends 346 of the material 3 in which the secondary thickening is completed may be greater than the thickness of both ends 342 of the material 3 in which the primary thickening is completed.
도 8 내지 도 9를 참조하여, 증육이 완료된 소재(3)를 꺼내는 것을 설명한다.With reference to FIGS. 8 to 9 , taking out the thickened material 3 will be described.
도 8에 도시한 바와 같이, 먼저 맨드릴(9)이 축관 금형(7)에서 분리될 수 있다. 도 9에 도시한 바와 같이, 그 다음에는 축관 금형(7)이 클램핑 유닛(5)에서 분리될 수 있다. 그 다음에는 클램핑 유닛(5)의 고정금형(52)에서 이동금형(54)이 분리될 수 있다. 그러면 고정금형(52)에서 증육이 완료된 소재(3)를 꺼낼 수 있다.As shown in FIG. 8 , first, the
도 10은 고정금형(52)에서 분리된 드라이브 샤프트이다.10 is a drive shaft separated from the
소재(3)의 양단부(346)의 외경/내경은 중앙부(32)의 외경/내경보다 작다. 소재(3)의 양단부(346)의 두께는 중앙부(32)의 두께보다 크다.The outer diameter/inner diameter of both ends 346 of the material 3 is smaller than the outer diameter/inner diameter of the
상술한 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 드라이브 샤프트, 그 제조장치 및 그 제조장치의 효과를 설명하면 다음과 같다.The effect of the drive shaft for a vehicle, the manufacturing apparatus thereof, and the manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention described above will be described as follows.
본 발명의 실시예에 따르면, 축관 단계와 업셋팅 단계를 실질적으로 동시에 수행하여 소망하는 증육량을 얻을 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 불필요한 증육을 하지 않을 수 있고 따라서 드라이브 샤프트의 후가공에서 소재의 손실을 최소화할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the shaft tube step and the upsetting step may be performed substantially simultaneously to obtain a desired increase in weight. Therefore, in the present embodiment, unnecessary thickening can be avoided and thus material loss can be minimized in the post-processing of the drive shaft.
왜냐하면, 축관 단계만 수행하면 소재의 양단부의 외경이 작아지고 길이는 길어지므로 두께 증가가 한계가 있다. 그런데, 본 실시예에서는 축관 단계 후에 업셋팅 단계를 수행한다. 따라서, 축관 단계에서 작아진 소재의 양단부의 외경을 그대로 유지하면서 길어진 부분을 압축하여 소재의 양단부를 내경 방향으로 증육시킨다. 따라서, 소망하는 소재의 증육량을 효과적으로 얻는 것이 가능하다.Because, if only the shaft tube step is performed, the outer diameter of both ends of the material becomes smaller and the length becomes longer, so there is a limit to the increase in thickness. However, in this embodiment, the upsetting step is performed after the shaft pipe step. Therefore, while maintaining the outer diameter of both ends of the material reduced in the shaft tube step as it is, the elongated portion is compressed to increase both ends of the material in the inner diameter direction. Accordingly, it is possible to effectively obtain a desired amount of material to be thickened.
본 발명의 실시예에 따르면, 종래의 스웨이징 방식과 업셋팅 방식의 단점을 해결할 수 있다. 왜냐하면, 종래의 스웨이징 방식만 사용하는 경우에는 소재 양단부의 두께 증가가 한계가 있고 여러 단계의 공정이 필요하다. 종래의 업셋팅 방식만 사용하는 경우에는 소재 양단부의 불필요한 증육이 발생하고 여러 단계의 공정이 필요하다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to solve the disadvantages of the conventional swaging method and the upsetting method. Because, when only the conventional swaging method is used, there is a limit to the increase in the thickness of both ends of the material, and several steps are required. In the case of using only the conventional upsetting method, unnecessary thickening of both ends of the material occurs and a process of several steps is required.
그런데 본 실시예에서는 축관 단계 1회 및 업셋팅 단계 1회를 실질적으로 동시에 수행하여, 소망하는 증육량을 얻으면서도 공정이 간단해진다. 또한, 본 실시예에서는 소재의 양단부를 국부적으로 가열하여 축관 단계를 수행하므로, 종래의 냉간단조 방식의 단점을 개선할 수 있다.However, in this embodiment, the shaft tube step once and the upsetting step once are substantially simultaneously performed, thereby simplifying the process while obtaining a desired thickening amount. In addition, in this embodiment, since the shaft pipe step is performed by locally heating both ends of the material, the disadvantages of the conventional cold forging method can be improved.
상술한 바와 같이, 본 발명을 실시예 및 도면에 의하여 설명하였으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 사용된 것이다. 따라서 본 발명은 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하며, 이러한 수정 및 변형도 본 발명의 범주이다.As described above, the present invention has been described with reference to examples and drawings, which are used to help the understanding of the present invention. Accordingly, the present invention is not limited to the embodiments described above. Various modifications and variations are possible from these descriptions by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, and these modifications and variations are also within the scope of the present invention.
3 : 소재
5 : 코일
5 : 클램핑 유닛
7 : 축관 금형
9 : 맨드릴3: Material 5: Coil
5: clamping unit 7: shaft tube mold
9: Mandrel
Claims (9)
상기 소재의 축방향으로 관통되고 상기 클램핑 유닛 방향의 제1입구부 및 상기 제1입구부의 반대편의 제2입구부를 가지는 홀이 구비되며, 상기 클램핑 유닛의 양측에 배치되어 상기 클램핑 유닛으로 전후진 가능한 축관 금형; 및
상기 축관 금형의 양측에 배치되어 상기 축관 금형의 홀의 제2입구부로 전후진 가능한 맨드릴을 포함하는 자동차용 드라이브 샤프트의 제조장치.a clamping unit that fixes the central part of the material and exposes both ends that are locally heated;
A hole penetrating through the material in the axial direction and having a first inlet in the direction of the clamping unit and a second inlet opposite to the first inlet is provided, and is disposed on both sides of the clamping unit to move forward and backward to the clamping unit. shaft tube mold; and
An apparatus for manufacturing a drive shaft for a vehicle including a mandrel disposed on both sides of the shaft tube mold and capable of moving forward and backward toward the second inlet of the hole of the shaft tube mold.
상기 소재의 양단부를 축관하여, 상기 소재의 양단부를 1차로 증육시키는 축관 단계; 및
상기 소재의 양단부를 업셋팅하여, 상기 소재의 양단부를 2차로 증육시키는 업셋팅 단계를 포함하는 자동차용 드라이브 샤프트의 제조방법.A fixing step of fixing the central portion of the material and exposing both ends that are locally heated;
A shaft pipe step of primarily thickening both ends of the material by squeezing both ends of the material; and
A method of manufacturing a drive shaft for a vehicle comprising an upsetting step of upsetting both ends of the material to secondarily thicken both ends of the material.
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