KR20220134008A - 링 또는 관형 부재의 블랭크를 생산하기 위한 장치 및 공정 - Google Patents

Abstract

베어링 링 블랭크, 기어휠 링 블랭크 또는 관형 연결 부재 블랭크를 생산하는 공정은 다음 단계:
a) 강로 만든 튜브(T)를 제공하는 단계;
b) 튜브를 축방향 관통 공동을 각각 갖는 복수의 슬러그(30, 30')로 분할하는 단계;
c) 슬러그(30, 30')를 펀치 조립체(10)를 포함하는 냉간 형성 스테이션의 다이 조립체(20)에 공급하는 단계; 및
d) 슬러그(30, 30')를 다이 조립체(20)를 통해 포함된 전방 압출에 적용하는 단계를 포함하고, 펀치 조립체(10)의 푸싱 부재(11)가 후속 슬러그(30')에 가하는 추력은 다이 조립체(20)를 통해 선행 슬러그(30)를 통과시켜 블랭크(40)로 변형시키는 반면, 펀치 조립체(10)의 구속 부재(12)는 후속 슬러그(30')의 축방향 공동과 선행 슬러그(30)의 축방향 공동의 적어도 일부를 점유한다.

Description

링 또는 관형 부재의 블랭크를 생산하기 위한 장치 및 공정

본 발명은 일반적으로 환형 또는 관형 부재의 제조에 관한 것이다.

제 1 양태에서, 본 발명은 구름 베어링의 구성요소의 제조에 관한 것이며, 특히 베어링용 내부 및/또는 외부 링을 얻는 데 사용되는 스틸 블랭크의 제조와 관련하여 개발되었다.

제 2 양태에서, 본 발명은 기어 등의 구성요소의 제조에 관한 것으로, 특히 기어휠을 얻기 위해 사용되는 스틸 링 블랭크의 제조와 관련하여 개발되었다.

제 3 양태에서, 본 발명은 기계적 부재용 연결 구성요소의 생산에 관한 것으로, 일반적으로 피스톤 핀 및 부싱, 특히 카테너리용 부싱 및 진동 댐퍼용 부싱(예: 사일런트 블록)을 얻기 위해 사용되는 스틸 블랭크의 생산과 관련하여 특별히 개발되었다.

베어링용 링은 일반적으로 전체(고체) 강철 조각에서 시작하여 열간 단조 작업을 통해 얻는다. 기본적으로, 축 방향 중공 원통형 반제품을 정의하기 위해 시작 조각은 열간 드릴링되며, 이후에 재료 제거, 트랙 형성, 열처리, 연삭과 같은 다른 코킹 작업을 수행한다.

이 작업 기술을 사용하면 기계적 및 작동 특성이 우수한 링을 얻을 수 있지만 재료 스크랩이 많이 발생한다. 열간 단조에 사용되는 기계의 생산성이 저하되고 관련 감가상각 관리 비용이 매우 높다. 전통적인 선삭으로 얻은 베어링 링의 경우에도 유사한 문제가 있다.

유사하게, 톱니 바퀴용 링 블랭크는 일반적으로 전체 강철 조각에서 시작하여 열간 단조 작업을 통해 얻는다. 기본적으로, 축 방향 중공 원통형 반제품, 즉 링 블랭크를 정의하기 위해 시작 조각은 열간 드릴링되며, 이는 후속적으로 재료 제거의 기계적 기계 가공, 치아, 열처리, 연삭. 이 작업 기술을 사용하면 기계적 및 작동 특성이 우수한 링을 얻을 수 있지만 재료 스크랩이 많이 발생한다. 열간 단조에 사용되는 기계의 생산성 이 저하되고 관련 감가상각 관리 비용이 매우 높다. 전통적인 선삭으로 얻은 기어 블랭크의 경우에도 유사한 문제가 존재한다.

전차선이나 진동 댐퍼용 피스톤 핀이나 부싱과 같은 기계적 연결 부재는 축방향 관통 홀이 있는 세로로 세장형 본체로 구별된다. 피스톤 핀은 일반적으로 선삭 작업 또는 단조 작업을 통해 축 방향으로 천공되는 전체 강철의 원통형 조각에서 시작하여 생산된다. 전차선 또는 진동 감쇠기용 부싱은 유사한 기술로 생산하거나 적절한 직경의 튜브를 직접 회전시켜 생산할 수 있다. 그런 다음 해당 블랭크는 스톡 제거, 단면 처리, 열처리, 연삭과 같은 가공 작업과 같은 다른 가공 작업을 받게 된다.

위의 가공 기술을 통해 기계적 및 작동 특성이 양호하지만 많은 양의 부스러기가 수반되는 관형 구성요소를 얻을 수 있다. 선삭 작업에 사용되는 기계의 생산성은 매우 낮은 반면 단조 기술은 작은 직경(최대 외경 30mm)의 부품에만 적용할 수 있다.

본 발명은 기본적으로 상술한 결점을 극복하는 것을 목적으로 하며, 특히 구름 베어링용 스틸 링 블랭크, 기어휠용 스틸 링 블랭크 및 튜브형 블랭크로부터 선택된 구성요소를 얻을 수 있게 하는 공정 및 장치를 제공하는 것이다. 기계적 연결 부재, 특히 현수선이나 진동 댐퍼용 피스톤 핀과 부싱으로 만들어진 기계적 연결 부재는 기하학적 정밀도와 신뢰성의 좋은 특성을 나타내고 또한 언급된 선행 기술에 비해 상당히 낮은 비용으로 생산될 수 있다.

하기에 나타날 이러한 목적 및 기타 목적은 본 발명과 관련하여 본 명세서에 제공된 발명의 필수적인 부분을 형성하는 첨부된 청구범위에 언급된 특성을 나타내는 공정 및 장치 에 의해 본 발명에 따라 달성된다.

요약하면, 본 발명의 기초가 되는 아이디어는 롤링 베어링 링용 블랭크 또는 기어휠 링용 블랭크, 또는 원통형 조각의 냉간 변형에 의해 관형 연결 부재 블랭크의 블랭크를 생산하는 것이며, 이는 차례로 슬러그로의 간단한 분할을 통해 얻어진다. 출발 튜브, 특히 열간 압연에 의해 얻어진 튜브. 바람직한 실시예에서, 전술한 슬러그의 냉간 변형은 관 형상의 조각의 전방 압출을 억제하는 특정 기술을 사용하여 얻어진다.

이를 위해 우선적으로 시작 튜브를 분할하여 얻은 슬러그를 냉간 형성 스테이션의 다이 조립체에 공급한다. 이 스테이션에서 슬러그는 포함된 전방 압출을 거쳐 펀치 조립체를 통해 다이 조립체를 통과한다. 후속 슬러그에 대한 펀치 조립체의 미는 부재에 의해 부여된 추력은 다이 조립체를 통한 선행 슬러그의 통과 및 링 또는 관형 부재의 블랭크로의 상응하는 변형을 야기하는 반면, 상기 펀치 조립체의 구속 부재는 후속 슬러그의 축방향 공동 및 선행 슬러그의 축방향 공동의 적어도 일부를 점유한다.

본 발명의 실질적인 이점은 슬러그를 얻는 시작 반제품이 매우 정확한 기하학적 치수를 가질 필요가 없는 단순한 튜브로 구성된다는 사실로 표현된다. 즉, 충분한 허용 오차로 생산할 수 있다. 이러한 관점에서, 본 발명에 따른 공정 및 장치는 열간 압연을 통해 수득된 강관의 사용을 유리하게 가능하게 하며, 이는 전형적으로 상응하는 외경 및 내경의 정의의 부정확성 및 전술한 직경 사이의 동심도의 부족으로 구별된다.

본 발명의 또 다른 실질적인 이점은 재료의 냉간 변형에 의해 제공되는 상당한 생산성, 즉 장비 측면에서 주요 절감에 추가되는 많은 양의 기계가공된 부품을 단기간에 얻을 수 있는 가능성으로 나타난다. 한편으로 필요한 장비(펀치 조립체 및 다이 조립체)는 최소한이며, 다른 한편으로는 이러한 장비의 마모가 시간적으로 매우 제한적이다.

본 발명의 또 다른 중요한 이점은 전통적으로 이러한 유형의 냉간 가공에 적합하지 않은 것으로 간주되는 강재의 냉간 변형을 허용한다는 점에 있다. 이는 일반적으로 베어링 강재, 특히 100Cr6 강재의 경우이다.

일반적으로 열간 단조 기술로 얻을 수 있는 큰 외경 및 큰 두께를 갖는 냉간 가공 링을 통해 얻을 수 있다는 점에 있다.

본 발명의 또 다른 중요한 이점은 큰 외경 및/또는 큰 두께를 갖는 관형 부재 블랭크가 냉간 형성을 통해 얻어질 수 있다는 점이다.

본 발명에 의해 얻을 수 있는 블랭크는 전통적인 방법을 사용하여 얻을 수 있는 유사한 부품보다 비교적 높은 견고성으로, 또한 제안된 처리 유형이 재료의 최적 내부 구조를 얻을 수 있다는 사실로 인해 구별된다.

본 발명에 따라 얻을 수 있는 링 블랭크 및/또는 관형 부재 블랭크의 기하학적 정밀도는 어떠한 경우에도 최종 블랭크의 직경 모두에서 매우 높으며, 이는 블랭크의 후속 가공 작업을 상당히 감소시킬 수 있게 한다. 마찬가지로 중요한 재료 절약(원재료 및 불량품 제거)이 달성된다.

본 발명의 추가 목적, 특징 및 이점은 순전히 비제한적인 예로서 제공되고 다음과 같은 첨부 도면을 참조하여 이어지는 상세한 설명으로부터 명백하게 드러날 것이다:

- 도 1은 가능한 실시예에 따른 롤링 베어링 링의 블랭크, 또는 기어휠의 블랭크, 또는 관형 부재 블랭크의 블랭크의 냉간 형성을 위한 장치의 부분적이고 개략적인 표현;
- 도 2는 가능한 실시예에 따른 링 블랭크를 얻기 위한 목적으로 시작 피스로 사용되는 강철 관형 슬러그의 사시도;
- 도 3은 가능한 실시예에 따라 얻을 수 있는 강철 링 블랭크의 사시도;
- 도 2bis는 가능한 실시예에 따른 관형 부재 블랭크를 얻기 위한 목적을 위한 시작 피스로서 사용되는 강철 관형 슬러그의 사시도;
- 도 3bis는 가능한 실시예에 따라 얻어질 수 있는 스틸 관형 부재 블랭크의 사시도;
- 도 4는 가능한 실시예에 따른 블랭크의 냉간 형성에 사용될 수 있는 다이 조립체의 개략적인 평면도;
- 도 5는 도 4의 VV선에 따른 상기 다이 조립체의 개략적인 단면도;
- 도 6 및 7은 다른 가능한 실시예에 따른 블랭크의 냉간 형성에 사용될 수 있는 다이 조립체의 도 5와 유사한 개략적 단면도;
- 도 8은 다른 축척에서 도 4 내지 도 5에 예시된 유형의 다이 조립체의 개략적 사시도;
- 도 9는 가능한 실시예에 따른 블랭크의 냉간 형성에 사용될 수 있는 펀치 조립체의 개략적 단면도;
- 도 10 내지 도 16은 가능한 실시예에 따른 링 또는 관형 부재의 블랭크의 생산을 위해 계획된 가능한 연속적인 작동 단계를 예시하는 개략적인 단면도; 및
- 도 17은 가능한 실시예에 따른 링 또는 관형 부재의 블랭크를 얻는 것을 목표로 하는 가능한 작업 시퀀스를 예시하는 단순화된 블록도.

본 발명의 구성에서 "일 실시예" 또는 "한 실시예"에 대한 언급은 실시예와 관련하여 설명된 특정 구성, 구조 또는 특성이 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 나타내기 위한 것이다. 따라서, 본 설명의 다양한 지점에 존재할 수 있는 "실시예에서", "한 실시예에서", "다양한 실시예에서", "가능한 실시예에 따라" 등과 같은 문구는 반드시 하나 및 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 더욱이, 이 설명에서 정의된 특정 형태, 구조, 또는 특성은 표현된 것과 다른 것을 포함하여 하나 이상의 실시예에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다. 본 문서에서 사용된 참조 번호 및 공간 참조(예: "상단", "하단", "상부", "하부" 등)는 편의상 제공된 것으로, 보호 범위 또는 실시예의 범위를 정의하지 않는다. 도면에서 동일한 참조 번호는 서로 유사하거나 기술적으로 동등한 요소를 지정하는 데 사용된다.

달리 명시되지 않거나 문맥에서 명백한 경우를 제외하고 본 설명 및 다음 청구범위에서:

- ""블랭크", "링 블랭크", "기어 링 블랭크", "관형 부재 블랭크" 등과 같은 용어는 실질적으로 정의된 치수를 갖는 각각의 원통형 반제품 구성요소를 나타내기 위한 것이며, 본 발명에 따른 장치 및 방법을 통해 얻을 수 있고, 구름 베어링의 내부 또는 외부 링, 또는 피스톤 핀, 전차선용 부싱, 진동 댐퍼용 부싱과 같은 톱니바퀴 또는 관형 부재를 얻기 위한 목적으로 후속 가공하도록 설계된 반제품 링을 얻기 위해 자체 알려진 방식으로 후속적으로 마무리되거나 기계가공되어야 한다.;

- "튜브 슬러그", "관형 슬러그", "환형 슬러그" 등과 같은 용어는 실질적으로 원통형이고 축방향으로 중공인 관형 본체를 나타내는 것으로 의도되며, 본 발명에 따라 예상되는 바와 같이 예를 들어 시작 튜브의 전단을 통해 얻어지며 사용 전에 반드시 마무리 가공 작업을 거칠 필요는 없다.;

- "튜브"라는 용어는 전단되거나 슬러그로 절단될 수 있는 실질적으로 원통형이고 축방향 중공 본체를 나타내기 위한 것으로 반드시 마감 처리될 필요는 없다. 그리고

- "프레스"라는 용어는 가공되는 재료의 압축을 위해 설계된 작동 기계를 의미하며 재료를 변형하고 원하는 모양을 부여하기 위해 재료에 고압을 가할 수 있다.

도 1에 개략적으로 나타낸 것은 본 발명에 따라 구름 베어링 링, 기어휠 링, 또는 피스톤 핀 및 부싱과 같은 관형 연결 부재의 제조에 사용될 수 있는 장치이다. 특히, 전체적으로 참조번호 1로 지정된 장치는 링 또는 관형 부재의 블랭크를 얻는 데 사용된다. 예시된 경우에, 장치(1)는 적어도 하나의 형성 스테이션을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 장치는 바람직하게는 전단을 통해 튜브를 슬러그로 분할하기 위한 적어도 하나의 스테이션을 더 포함한다. 특히 유리한 실시예에서, 장치(1)는 다음으로부터 선택된 하나 이상의 액세서리 시스템을 포함한다:

- 슬러그를 형성 스테이션으로 이송하기 위한 매니퓰레이터 시스템;

- 튜브 로딩 시스템;

- 가능한 전단 스테이션에 튜브를 공급하기 위한 핸들링 시스템; 그리고

- 장치에서 블랭크를 제거하기 위한 배출 시스템.

예시된 경우, 적어도 상기 형성 스테이션은 참조번호 10 및 20으로 전체적으로 지정되는 "펀치 조립체" 및 "다이 조립체"로 이하 정의된 부분을 제외하고 전체적으로 알려진 일반적인 구조를 갖는 프레스(2)에 구현되며, 각각, 도 1 및 본 발명의 특정 목적의 일부를 형성한다.

도 4 내지 도 8 및 도 9를 각각 참조하여 상세히 설명되는 조립체(10, 20)는 서로 실질적으로 동축인 위치에서 프레스(2)에 장착되며, 우선적으로 하나는 프레스(2)의 가동 부분에, 다른 하나는 프레스(2) 고정 부분에 장착된다. 예에서, 프레스(2)는 수평 프레스이지만, 다른 실시예에서 수직 프레스의 사용을 원칙적으로 배제하지 않는다.

도시된 예에서, 프레스(2)는 슬라이드 또는 램(4)이 슬라이딩 가능하게 장착되는 가이드(3)를 지지하는 전체로서 참조번호 2'로 지정된 하중 지지 구조를 포함한다. 슬라이드(4)는 예를 들어 프레스(2)의 고정 구조의 크로스 부재(6)에 의해 지지되는 작동 조립체(5)를 통해 화살표 F로 표시된 것처럼 왕복 운동으로 병진될 수 있다. 작동 조립체(5)는 조립체(10)와 조립체(20) 사이에 충분한 폐쇄력을 생성하는 데 적합하며, 50에서 500톤 사이로 구성 임의의 알려진 유형(예를 들어, 피스톤 구동식 유압 작동 조립체 또는 캠 구동식 기계적 작동 조립체)일 수 있다. 예에서, 슬라이드(4)에 고정된 방식으로 관련되어 있는 것은 전술한 펀치 조립체(10)인 반면, 구조(2')에는 다이 조립체(20)가 관련되어 있어 문제의 2개의 조립체 사이의 상대 이동을 얻을 수 있다.

바람직하게는, 구조물(2')의 다이 조립체(20) 아래에 프레스(2) 상에서 기계 가공에 의해 얻어진 블랭크가 제거 또는 배출 영역(7)에 도달할 수 있는 통로(2a)가 정의된다. 제거 영역(7)은 배출 시스템의 일부를 형성할 수 있고, 바람직하게는 후속 가공 작업, 예를 들어 선삭 및/또는 열처리, 및/또는 연삭, 및/또는 표면 마무리 작업을 위해 블랭크를 이송하기에 적합한 컨베이어가 제공된다.

언급된 바와 같이, 장치(1)는 매니퓰레이터 시스템을 포함할 수 있다. 도 1에 예시된 경우, 프레스(2)와 관련된 이송 시스템(8)은 슬라이드(4)의 움직임과 동기화되며, 다이 조립체(20)에 대응하는 위치에서 기계가공될 시작 러프 피스를 자동화된 방식으로 위치설정하기 위해 미리 배열된 수단을 포함하는 해당 분야의 숙련자에게 알려진 방식으로 제작된다.

다양한 실시예에서, 장치(1)는 적어도 프레스(2), 즉 그 액추에이터 조립체(5) 및 이송 시스템(8)의 작동을 동기화된 방식으로 관리하도록 미리 배열된 제어 시스템(CS)을 갖추고 있다. 전술한 제어 시스템(CS)은 마찬가지로 이전에 언급된 것들로부터 선택된 프레스(2)의 하나 이상의 추가 스테이션 또는 액세서리 시스템을 관리한다.

예를 들어, 도 1을 다시 한 번 참조하면, 참조번호 9로 지정된 분리 스테이션은 로딩 시스템에서 나오는 금속 튜브 T의 슬러그로 분할하기 위한 것이며, 전체적으로 100으로 지정되며, 여기서 상기 스테이션(9) 및 상기 시스템(100)은 해당 분야의 숙련자에게 알려진 기술에 따라 구축될 수 있다. 스테이션(9)에서 얻어진 튜브 슬러그는 조립체(10 및 20)를 사용하여 수행할 작업을 위한 시작 러프 피스를 구성한다.

다양한 실시예에서, 따라서 스테이션(100)은 예를 들어 그 자체로 알려진 개념의 공급 시스템(9a)을 통해 시작 튜브(T)를 공급하고, 시작 튜브(T)와 실질적으로 동일한 치수(즉, 외경 및 내경)를 갖는 관형 슬러그를 얻기 위해 예를 들어 이동식 전단기/고정식 전단기 시스템에 의해 전단된 그 자체로 알려진 양식에 따라 스테이션(9)에서 분할된 각 튜브를 제공한다. 매니퓰레이터 또는 이송 시스템(8)을 통해, 전술한 슬러그는 다이 조립체(20)에 대응하는 위치에 개별적으로 위치된다.

개별 슬러그가 다이 조립체(20)에 배치되는 방식에 관계없이 프레스(2)의 작동 및 이에 따른 다이 조립체(20) 상의 펀치 조립체(10)의 폐쇄는 시작 슬러그의 영역을 크게 줄임으로써 잘 정의된 기하학적 치수를 갖는 베어링 링, 기어휠 링 또는 관형 부재의 블랭크를 가능하게 한다.

링 블랭크를 얻기 위해 프레스(2)에서 처리될 시작 러프 피스의 예를 개략적으로 나타낸 반면, 도 2bis에는 관형 부재 블랭크를 얻기 위해 프레스(2)에서 처리될 거친 조각을 시작한다. 이미 언급한 바와 같이, 전체적으로 30 또는 30bis로 지정된 해당 조각은 기본적으로 금속 재료, 특히 강철의 관형 또는 환형 슬러그로 구성된다. 슬러그(30 또는 30bis)는 2개의 실질적으로 원형인 단부면(31) 및 주변 또는 외주면(32a)을 갖는 실질적으로 원통형인 본체로 구성된다. 슬러그(30 또는 30bis)의 본체는 공동(33)에 의해 축방향으로 횡단되며, 이에 따라 주변 또는 내주면(32b)도 정의된다. 슬러그(30 또는 30bis)의 외경(A) 및 내경(B), 즉 벽(32a, 32b)의 직경은 비록 불규칙하고 충분한 허용 오차가 있을 수 있지만 실질적으로 미리 결정된다. 관형 부재 블랭크를 얻기 위해 사용되는 도 2bis 의 슬러그( 30bis)는 링 블랭크를 얻기 위해 사용된 슬로그(30)에 비해 더 큰 축방향 치수(L)를 갖는다.

이와 관련하여, 관형 슬러그(30 또는 30bis)의 본체는 바람직하게 자체 공지된 기술에 따라 형성된 출발 튜브의 전단을 통해 수득된다는 점에 유의해야 한다. 바람직하게는, 튜브는 열간 압연을 통해 형성되며, 이는 본 발명의 구현 목적에 사용되는 가공 강(steel)에 적합한 통합되고 비교적 저렴한 기술이다.

슬러그(30 또는 30bis)의 단부면(31)은 실질적으로 평평하고 튜브(T)의 분할 후에 상호 평행하지만, 그 내경(B)은 다소 불규칙할 수 있다. 이 불규칙성은 전단 공정으로 인한 변형 또는 열간 압연 공정이 특히 두께와 관련하여 정확하고 규칙적인 시작 튜브를 얻을 수 없다는 사실 때문일 수 있다. 이러한 이유로 슬러그(30 또는 30bis)는 도 2 또는 도 2bis에 예시된 것처럼 외경 A와 내경 B로 식별되는 원주 사이의 모양 및 동심도에 상당한 오류를 나타낼 수 있다. 그러나, 본 발명에 따른 장치 및 공정은 유리하게는 비교적 불규칙한 관형 슬러그, 즉 마무리의 예비 기계가공 작업을 반드시 필요로 하지 않는 것들의 사용을 가능하게 한다.

다양한 바람직한 실시예에서, 베어링 링 블랭크용 슬러그(30)가 얻어지는 출발 튜브(T)는 냉간 변형에 대한 높은 저항, 특히 약 65Kg/mm² 이상의 인장 강도를 갖는 강철로 형성된다. 본 발명을 구현하는 목적에 특히 적합한 강은 어닐링된 100Cr6 강과 같은 베어링 강 계열에 속하는 강이다. 분명히 시작 튜브, 따라서 슬로그(30)를 얻기 위해 다른 금속 재료를 사용하는 것이 가능하나, 베어링 링에 사용되는 재료는 기계적 강도, 내마모성, 충격 및 부식에 대한 저항성이 우수하고 치수 안정성이 우수해야 한다.

다양한 바람직한 실시예에서, 기어휠 링의 블랭크를 얻기 위해 슬로그(30)가 얻어지는 출발 튜브(T)는 약 50Kg/mm² 이상의 인장 강도를 갖는 강으로 형성된다. 본 발명의 실시에 특히 적합한 강은 16MnCr5 강 또는 20MnCr5 강과 같은 표면 경화 강 계열에 속하는 것이다. 분명히 시작 튜브, 따라서 슬로그(30)를 얻기 위해 다른 금속 재료를 사용하는 것이 가능하나, 기어휠 링에 사용되는 재료는 우수한 기계적 강도, 내마모성, 충격 및 부식 저항성 및 우수한 치수 안정성을 보장한다. 다양한 바람직한 실시예에서, 슬러그(30bis)가 얻어지는 출발 튜브(T)는 대략 50kg/mm² 이상의 인장 강도를 갖는 강철로 만들어진다.

본 발명의 구현을 위해 특별히 표시된 강은 경화강(예: 피스톤 핀용 16MnCr5), 유도 경화에 적합한 강(카테나리용 부싱용) 및 저합금강(진동 댐퍼용 부싱용) 제품군에 속하는 것이다. 분명히, 다른 금속 재료의 사용은 시작 튜브, 따라서 슬러그(30bis)의 생산을 위해 가능하나, 언급된 유형의 관형 연결 부재에 사용되는 재료는 우수한 기계적 강도, 내마모성 및 내충격성을 제공할 뿐만 아니라 우수한 치수 안정성을 보장한다.

도 3은 참조번호 40으로 표시된 본 발명에 따라 얻을 수 있는 베어링 링 또는 기어휠 링의 블랭크의 예를 개략적으로 나타낸 반면, 도 3bis는 관형 연결부의 블랭크의 예를 개략적으로 나타낸 것이다. 참조번호 40bis로 지정된 본 발명에 따라 얻을 수 있는 부재로 여기에서는 피스톤 핀, 전차선용 부싱 또는 진동 덤퍼용 부싱(예: 사일런트 블록 유형)으로 가정해야 한다..

그런 다음 공지된 기술에 따라 마무리될 수 있는 블랭크(40 또는 40bis)는 각각 30 또는 30bis로 미리 지정된 유형의 관형 슬러그에서 시작하여 얻을 수 있다.

블랭크(40 또는 40bis)는 41a 및 41b로 표시된 2개의 대향 단부면, 직경 A'의 주변 또는 외주면(42a) 및 직경 B'의 주변 또는 내주면(42b)을 갖는다. 또한 블랭크(40 또는 40bis)는 각각 출발 슬러그(30 또는 30bis)와 같이 공동(43)에 의해 축방향으로 횡단되며, 이 경우 본 발명에 따른 공정 덕분에 충분히 높은 정밀도로 정의된다. 슬러그 30 또는 30bis와 달리 실제로 블랭크(40 또는 40bis)는 아래에서 설명하는 특정 변형 과정의 결과로 직경 A' 및 B'로 식별되는 원주의 정확한 동심도와 함께 명확하고 정확한 직경 치수를 갖는다.

일반적으로, 블랭크(40 또는 40bis)의 외경(A')은 잘 정의되고 대응하는 시작 슬러그(30 또는 30bis)의 외경(A)보다 상당히 작다.; 반면에, 블랭크(40 또는 40bis)의 내경(B')은 우선적으로 직경(B 및 B') 사이의 치수 차이가 직경(A와 A') 사이의 치수 차이보다 작더라도 대응하는 슬러그(30 또는 30bis)의 내경(B)보다 작다. 또한, 본 발명에 따라 예상되는 냉간 변형 과정으로 인해, 블랭크(40 또는 40bis)는 각각 대응하는 관형 시작 슬러그(30 또는 30bis)의 축방향 치수(L)보다 큰 축방향 치수(L')를 갖는다.

이하에서 또한 볼 수 있는 바와 같이, 블랭크(40 또는 40bis)의 단부면(41a)은, 여기에서 통상적으로 "상부 면"으로 정의되며, 약간 오목한 표면(몇 십분의 mm, 예를 들어 5-15분의 1만큼)을 갖는 반면, 여기서 통상적으로 "하부 면"으로 정의되는 단부면(41b)은 약간 볼록한 표면(몇 십분의 1mm, 예를 들어 5-10분의 1만큼)을 갖는다.

앞서 언급한 바와 같이본 발명의 기초가 되는 아이디어는 관형 슬러그에서 시작하여 블랭크에 상당한 영역(즉, 직경 A'-B'로 정의된 환형과 비교하여 직경 A-B로 정의된 환형 영역의) 감소를 부여하는 것이다. 본 발명에 따르면, 이러한 면적 감소는 여기서 "관 형상 조각의 전방 압출 포함"으로 정의되는 특정 냉간 변형 기술을 통해 얻어진다. 예를 들어, 베어링 강을 사용하여 본 발명에 따라 얻을 수 있는 면적 감소는 20% 내지 40%로 구성되는 반면, 표면 경화 강재는 20% 내지 50%로 구성된다.

기존의 포함된 전방 압출("포함된 전방 압출" 또는 "트랩된 전방 압출" 또는 "폐쇄형 전방 압출"이라는 용어로 알려짐)에서, 전체 금속 조각은 스러스트 부싱을 통해 시작 직경보다 작은 직경의 스트레치를 갖는 다이의 오리피스에 부분적으로 힘을 가한다. 상기 조각은 압출이 일어나기 전에 다이에 완전히 포함된다. 최종 조각은 직경이 더 작은 변형된 부분과 함께 전체 길이가 증가한다. 일반적으로 적절한 재료의 경우 최대 70%까지 얻을 수 있는 시작 조각의 영역을 크게 줄일 수 있는 포함된 전방 압출은 일반적으로 반경 표면에 의해 서로 연결된 상당히 다른 직경의 축 부분이 있는 전체 구성 요소를 얻는 데 사용된다. 한편, 관 모양 조각의 전방 압출은 펀치가 삽입되는 축방향 홀이 있는 시작 조각을 시작 조각이 다이에 설정되는 방향과 동일한 방향에서 펀치로 압출하는 기술이다. 즉, 전방 압출이 수행되고 펀치 조립체의 부싱이 조각을 다이 밖으로 밀어내는 순간 압출 부품의 내경을 포함한다.

다른 한편으로, 본 발명에 따라 제안된, 관 모양의 조각의 포함된 전방 압출 기술은 전체가 아닌 시작 부분, 즉 관형 부분의 기계가공을 예상하고, 가공되는 관형 부분이 다이 조립체의 면적 감소 영역 및 형성 영역을 통해 이전 관형 부분을 밀어내는 것을 상상한다.

다양한 바람직한 실시예에서, 출발 튜브(T)는 슬러그(30 또는 30bis)로 분할되기 전에 인산염 처리 공정을 거친다; 대안적으로, 예를 들어, 슬러그로의 튜브의 분할이 프레스(2)와 별도로 의도적으로 설계된 장치에서 수행될 때, 튜브의 분할 후에 그러한 공정을 거쳐야 하는 것은 아마도 슬러그(30)일 수 있다. 인산염 처리 공정은 슬러그를 냉간 변형의 후속 공정에 적합하게 만든다.

도 4 내지 도 8은 본 발명에 따른 다이 조립체(20)의 예를 다른 도면으로 나타낸다.

예시된 경우에, 다이 조립체(20)는 단일 바디로 구성되지만, 다른 실시예에서는 변형될 관형 슬러그 또는 얻을 블랭크의 길이에 따라 서로의 상단에 설정된 적어도 두 개의 조각으로 형성될 수 있다.

특히, 도 4, 5 및 8을 참조하면, 조립체(20)의 본체는 축방향 관통 공동(21)을 갖는다. 공동(21)의 상부 부분은 이 영역(22)은 바람직하게는 시작 슬러그(30 또는 30bis)의 외부 직경(A)보다 약간 더 큰 직경(10분의 1mm, 예를 들어 5-10분의 5)을 갖는 일정한 원형 단면을 갖는다. 직경 A와 수용 영역(22)의 직경 사이의 이 적당한 치수 차이는 슬러그(30 또는 30bis)를 가압하는 동안 재료의 원치 않는 가로 이동을 위한 과도한 공간을 남기지 않고 동일한 영역(22)에 슬러그(30 또는 30bis)의 삽입을 용이하게 하는 것을 목표로 한다.

본 발명의 중요한 특징에 따르면, 공동(21) 내에서, 슬러그(30 또는 30bis)를 수용하기 위한 영역(22) 바로 아래에, 점진적으로 감소하는 직경을 갖는 영역-감소 영역(23)이 형성되고, 이어서 형성 영역이 형성되고, 도 5에서 전체적으로 참조번호 24로 지정되었다.

면적 감소 영역(23)은 기본적으로 공동(21) 표면의 환형 밴드에 의해 정의되며, 이는 도 5에 예시된 바와 같이 원추형 프로파일 또는 도 6에 예시된 바와 같이 오목한 만곡 프로파일을 가질 수 있다. 원추형 프로파일의 경우, 원추형은 10°와 20° 사이를 지시적으로 포함할 수 있다. 대신에 가능한 오목 프로파일은 영역(22)의 직경과 영역(23)의 최소 직경 사이의 차이와 실질적으로 동일한 규칙적인 곡률 반경을 가질 수 있으며; 물론, 얻어질 링 또는 관형 부재의 블랭크의 특성에 따라 다소 표시되는 곡률 반경을 갖는 오목한 프로파일을 사용할 수 있다. 따라서 일반적으로 면적 감소 영역(23)의 프로파일은 수용 영역(22)의 직경에 대응하는 최대 직경 및 형성 영역(24)의 최소 직경에 대응하는 최소 직경을 갖는다.

도 5에 예시된 것과 같은 다양한 실시예에서, 다이 조립체(20)는 포함된 전방 압출의 실행을 목적으로 크기가 결정되며, 즉, 이는 시작 슬러그(30)(또는 30bis)가 눌려지기 전에도 이를 완전히 포함하기에 충분히 세장형 수용 영역(22)을 갖는다. 도 7에 예시된 것과 같은 다른 실시예에서, 조립체(20)는 대신에 개방된 전방 압출을 제공하도록 미리 배열되거나, 그렇지 않으면 감소된 길이의 수용 영역(22)을 갖는다: 이 경우에, 따라서 프레싱은 영역(22)에 완전히 포함되지 않지만 그로부터 적어도 약간 돌출된 슬러그(30)(또는 30bis)로 얻어진다. 명백하게, 도 6에 도시된 유형의 오목 프로파일은 개방 전방 압출을 수행하기 위해 미리 배열된 조립체의 경우에도 사용될 수 있다.

전술한 바와 같이, 면적 감소 영역(23) 다음에는 면적 감소 영역(23)의 최소 직경 및 블랭크(40 또는 40bis)의 외경 A'에 실질적으로 대응하는 최소 직경을 갖는 형성 영역(24)이 온다.

다양한 실시예에서, 형성 영역(24)은 최소 진입 직경 및 최대 출구 직경을 갖고, 여기서 전술한 최소 진입 직경은 면적 감소 영역(23)의 최소 출구 직경에 대응하고, 여기서 최대 출구 직경은 면적 감소 영역(23)의 최소 출구 직경과 최대 입구 직경 사이에 포함된다.

다양한 실시예에서, 형성 영역(24)은 일정한 원형 섹션의 진입부(24a), 이어서 점진적으로 증가하는 원형 섹션 또는 원추형 섹션의 출구부(24b)를 포함한다.

진입부(24a)는 수 mm(예를 들어, 1-4mm)의 길이를 갖고, 블랭크(40 또는 40bis)에 필요한 외경(A')과 실질적으로 동일한 직경을 갖는다. 다른 한편으로, 부분(24b)은 약간 더 길고(즉, 부분(24a)의 적어도 2배), 그 직경은 10분의 1-2mm만큼 규칙적인 방식으로 약간 증가한다. 도 4 내지 도 8에서 부분(24a, 24b)의 치수는 도면의 보다 편리한 이해를 위해 의도적으로 과장되었음을 주목해야 한다.

작동 중에 슬러그(30 또는 30bis)의 재료(여기서는 베어링 강 또는 표면 경화강)는 영역(24)의 입구 부분(24a)(이는 실질적으로 드로플레이트처럼 작동함)을 통해 강제로 환원된 다음 허용된다. 약간 더 넓은 부분(24b)에서 해제한다. 이러한 방식으로 재료는 부분(24b)의 표면에서 크게 미끄러지지 않으므로 블랭크(40 또는 40bis)가 나올 때 손상을 일으킬 수 있는 마찰을 방지하고 마찬가지로 블랭크를 얻는 데 필요한 추력을 불필요하게 증가시켜야 하는 것을 방지한다.

바람직하게는 부분(24b)의 최대 출구 직경에 실질적으로 대응하는 직경을 갖는 일정한 원형 단면의 배출 영역(25)이 우선적으로 뒤따른다.

가능한 실시예에 따른 펀치 조립체(10)가 도 9에 개략적으로 단면도로 도시되어 있다. 조립체(10)는 제공되는 예에서 실질적으로 평평한 단부면(11a)(여기서 통상적으로 "하부면"으로 정의됨)을 갖는, 예를 들어 공구용 특수강으로 제조된 원통형 부싱(11)으로 표시되는 프레싱 또는 푸싱 부재를 포함한다. 부싱(11)의 외부 직경은 다이 조립체(20)의 수용 영역(22)의 직경보다 약간 더 작으며(몇 십분의 1mm, 예를 들어 1-5분의 1만큼), 시작 슬러그(30 또는 30bis)의 외부 직경(A)보다 약간 더(10분의 1mm, 예를 들어 10분의 1-5분의 1만큼) 크다.

조립체(10)는 여기서 12로 표시된 펀치로 표시되는 형상 제한을 더 포함한다. 펀치(12)는 표시된 예에서 부싱(11)의 공동에 부분적으로 수용되는 기다란 원통형 본체를 가지며, 바람직하게는 동축으로 그에 대한 상대적인 고정 위치(예를 들어 아래에 언급된 유형의 추출 시스템의 가능한 제공 제외) 예를 들어, 공구용 특수강으로 만들어진 펀치(12)의 본체는 부싱(11)의 면(11a)으로부터 축방향으로 돌출하고 사용시 다이 조립체(20)의 공동(21)에 축방향으로 정렬되는 각각의 부분(12a)을 갖는다.

본체 부분(12a)은 시작 슬러그(30 또는 30bis)의 내경(B)보다 더 작은(몇 mm, 예를 들어 1-5 mm만큼) 블랭크(40 또는 40bis)의 내경(B')과 실질적으로 동일한 직경을 갖고, 각각 획득해야 한다. 보다 정확하게는, 본체부(12a)는 변형된 피스의 강철의 탄성 응답으로 인해 전술한 직경(B')보다 mm의 수백분의 1 작은 직경을 갖는다.

부분(12a)의 직경은 얻고자 하는 블랭크(40 또는 40bis)의 내경(B')이 얼마인지, 변형을 겪을 슬러그(30 또는 30bis)에 부여하고자 하는 전체 면적 감소는 얼마인지를 고려하여 평가되고, 다이 조립체(20)의 영역(23-24)을 통해 외경의 감소가 발생할 때, 슬러그(30 또는 30bis)의 내경(B)은 강철의 가로 방향으로의 압착/붕괴를 방지하고 축 방향으로의 적절한 슬라이딩을 방해하기 위해 펀치(12)와 빠르게 만나야 한다. 마찬가지로, 다이 조립체(20)의 공동(21)의 다양한 영역의 치수는 얻고자 하는 블랭크(40)의 외경 A'는 얼마인지, 변형을 겪을 슬러그(30 또는 30bis)에 부여하고자 하는 전체 면적 감소는 얼마인지에 따라 선택된다.

예시된 경우에, 펀치(12)의 부분(12a)은 슬러그(30 또는 30bis) 내로의 삽입을 용이하게 하기 위해 바람직하게는 원추형인 팁(12b)으로 종결된다. 후술하는 바와 같이, 동일한 부분(12a)은 특히 조립체(10)가 다이 조립체(20)로부터 추출될 때(즉, 도 1의 프레스(2)의 슬라이드(4)가 고정 부분(2')에서 멀어질 때) 펀치(12)의 추출을 용이하게 하기 위해 약간 원뿔형 형상을 가질 수 있다.: 이것은 펀치의 측면에서 알려졌으나 필요한 경우 예상할 수 있는 동기화 추출 시스템(예를 들어, 시간 제한 스트리퍼 유형, 시간 제한 테이크아웃 유형 또는 시간 제한 녹아웃 유형)에 반드시 의지해야 하는 것을 방지한다.

표시의 방식으로, 본체 부분(12a)은 조립체(20)의 공동(21)의 길이와 적어도 동일한 길이를 가질 수 있다. 보다 일반적으로 본체 부분(12a)의 길이는 - 스러스트 부싱(11)의 면(11a)이 다이 조립체(20)의 수용 영역(22)에 수용된 슬러그(30 또는 30bis)의 상부면에 놓이는 순간 - 부분(12a)의 일부가 면적 감소 영역(23) 및 형성 영역(24) 모두와 맞물리면 충분하다.

이전에 설명된 바와 같이, 다양한 실시예에서 도 1의 프레스(2)에는 다이 조립체(20)에 대해 펀치 조립체(10)를 왕복 이동하기 위한 수단(3-5)이 제공된다. 장착된 상태에서 조립체(10)의 부싱(11)은, 상기 부싱(11)의 더 작은 부분과 펀치(12)의 본체 부분(12a)이 다이 조립체(20)의 공동(21) 내로 가져온 다음 공동 자체로부터 추출될 수 있는 방식으로 다이 조립체(20)의 공동(21)에 축방향으로 정렬된다.

도 10-16은 앞에서 설명한 유형의 조립체 10 및 20을 사용하는 프레스 2의 가능한 작업 순서를 나타낸다. 위의 도면에서 조립체(10, 20)는 표현의 필요를 위해서만 수직으로 배열되어 있음을 주목해야 한다.: 같은 이유로, 조립체(10, 20), 슬러그(30, 30') 및 블랭크(40)도 축소된 길이로 표현되었다. 도 10 내지 도 16은 슬러그(30bis)로부터 시작하는 관형 부재(40bis)의 블랭크의 생산이 동일한 방식으로 수행된다는 것을 당연시하는, 슬러그(30)로부터 시작하는 베어링 링 또는 기어휠(40)의 블랭크의 생산을 예시한다.

예를 들어 시작 튜브(T)의 전단에 의해 도 1의 스테이션(9)에서 얻어진 슬러그(30)(또는 30bis)는 도 10에 개략적으로 도시된 바와 같이 특히 하사점을 향해 이동하는 도 1의 프레스(2)의 슬라이드(4)와 함께 시스템(8)에 의해 다이 조립체(20)의 공동(21) 특히 그 수용영역(22)의 공동(21)에 대응하는 위치로 이송된다. 부싱(11)의 면(11a)이 슬러그(30)(또는 30bis)의 상부면과 접촉하게 되면, 매니퓰레이터 시스템(8)은 슬러그 자체를 해제하고, 이는 도 11에 도시된 바와 같이 공동(21) 내로 밀리게 된다.

우선적으로, 영역(22)의 높이는 슬러그(30)(또는 30bis)의 높이 L(도 2)보다 크며, 따라서 후자는 전자에 완전히 포함된다. 이전에 설명된 바와 같이, 예시된 실시예에서, 면적 감소 영역(23)은 원추형 표면(도 5 또는 도 7) 또는 오목한 곡면을 갖는 밴드(도 6)에 의해 식별된다. 앞서 말했듯이, 슬러그(30)(또는 30bis)의 외경은 수용 영역(22)의 직경보다 약간 작으므로 삽입을 용이하게 하지만 동시에 가로 방향으로 슬러그 재료의 원치 않는 움직임을 방지한다. 압축이 시작될 때 방향을 잡아 앞으로 밀어내는 과정을 방해한다.

언급된 바와 같이, 도 1의 프레스(2)의 슬라이드(4)는 펀치 조립체(10)를 다이 조립체(20)로 가져온다. 알 수 있는 바와 같이, 펀치(12)의 본체 부분(12a)은 슬러그(30)의 축방향 홀(또는 30bis), 스러스트 부싱(11)의 단부면(11a)은 슬러그 자체의 상부면에 대해 가압되어 슬러그가 영역(22-24)을 통과하도록 한다. 조립체(10)의 이동은 부싱(11)의 면(11a)이 도 12에서 볼 수 있는 위치에서 면적 감소 영역(23)의 입구에 대응하는 위치에 있을 때 전진이 중단되는 방식으로 제어된다.

이러한 방식으로, 도 12에서 볼 수 있는 바와 같이 슬러그(30)(또는 30bis)의 부분적 변형이 발생한다. 이 단계에서, 펀치(12)의 본체 부분(12a)은 슬러그(30(또는 30bis))의 반경방향 내측 변형 즉, 그것의 횡방향 붕괴를 방지한다. 언급한 바와 같이, 슬러그(30)(또는 30bis)의 내경 B는 슬러그의 재료가 면적 감소 영역(23)에 들어간 후 극복할 수 없는 장애물에 빠르게 부딪쳐야 하기 때문에 펀치(12)의 직경보다 약간 더 크다.: 이 재료의 유일한 통로는 따라서 펀치(12)의 부분(12a)이 차지하지 않는 영역(23-25)으로 표시된다.: 이러한 방식으로 이러한 영역을 점유함으로써, 변형된 재료는 조각을 형성할 수 있으며, 그 기하학적 치수는 슬러그(30)(또는 30bis)의 시작 기하학적 치수가 정확하지 않더라도 매우 정확하다. 도 12에서 알 수 있는 바와 같이, 조립체(10)의 축방향 이동의 끝에서 재료의 일부는 영역(23)을 차지하고 재료의 나머지 부분은 영역(24-25)과 맞물린다.

도 13에서 볼 수 있는 바와 같이 펀치 조립체(10)의 후퇴를 야기하도록 작동된다. 슬러그(30)(또는 30bis)의 변형된 재료는 다이 조립체(20) 내에서 잘 파지되어 공동(21)를 따라 피스가 상승할 위험을 방지한다는 점에 유의해야 한다. 또한, 이 문제를 방지하기 위해, 이미 언급한 바와 같이, 펀치(12)의 부분(12a)은 변형된 슬러그 30(또는 30bis)의 홀로부터의 슬라이딩 아웃을 용이하게 하기 위해 편리하게 약간 원뿔형 형상을 가질 수 있다. 펀치(12)에는 내마모성을 향상시키도록 설계된 코팅이 제공될 수 있으며, 이러한 코팅은 마찰을 감소시키고 변형된 슬러그로부터 펀치 자체의 배출을 용이하게 하는 데 도움이 될 수 있다. 이것이 충분하지 않다면, 앞서 말했듯이 프레스(2)는 펀치 조립체의 측면에 적절한 동기화 추출 시스템을 제공할 수 있다. 이를 위해, 예를 들어, 스러스트 부싱(11)은 슬라이드(4) 및 펀치(12)의 복귀 단계 동안, 프레스(2)에 통합된 알려진 캠 메커니즘에 의해 짧은 신장을 위해 부싱(11) 자체와 함께 밀린 상태를 유지하는 이동식 플레이트 또는 지지대에 장착될 수 있다.

이 지점에서, 매니퓰레이터 시스템(8)은 부싱(11)과 조합하여 수용 영역(22)으로 삽입되도록 하기 위해 도 14에서 이전에 설명한 것과 유사한 방법으로 참조번호 30'(또는 30bis')로 표시된 후속 슬러그를 다이 조립체(20)에 위치시킨다. 이 조건은 도 15에 도시된다.

펀치 조립체(10)는 도 16에서 볼 수 있는 바와 같이 슬라이드(4)에 의해 하사점으로 후속적으로 이동되고, 후속 슬러그(30')(또는 30bis')의 부분적 변형 및 선행 슬러그(30)의 최종 변형 및 영역(25)을 통한 다이 조립체(20)로부터의 배출 모두를 야기한다.

특히, 부싱(11)은 이제 후속 슬러그(30')(또는 30bis')를 아래로 누르고, 그 하부면은 여전히 영역(23)을 차지하는 선행 슬러그(30)(또는 30bis)의 재료 부분에 상응하는 압력을 가한다. 조립체(10)가 점진적으로 전진함에 따라, 후속 슬러그(30')(또는 30bis')를 구성하는 재료가 공동(21)의 영역(23-25) 내에서 선행 슬러그(30)(또는 30bis)의 재료를 대체한다. 선행 슬러그는 공동(21)을 따라 전진하도록 강제되어 영역(24)을 완전히 통과함으로써 전방으로 자체 축소를 완료한 다음 영역(25)으로 통과하고 블랭크(40)(또는 40bis)의 형태로 조립체(20)에서 빠져 나온다. 블랭크(40)(또는 40bis)는 예를 들어 도 1의 통로(2a)를 통해 배출 영역(7)으로 떨어질 수 있다.

도 10 내지 도 16을 참조하여 이전에 설명된 단계는 공정 시작에 관한 단계이며, 결과적으로 펀치 조립체(10)의 제 3 후퇴 후에 제 3 슬러그가 다이 조립체(20)의 수용 영역(22) 으로 도입된다. 조립체(10)의 후속 전진 시, 전술한 제 3 슬러그는 이미 부분적으로 변형된 제 2 슬러그(30'(또는 30bis'))를 밀어 새로운 블랭크(40(또는 40bis))를 얻는 등 추가 슬러그 및 추가 블랭크에 대한 방식으로 진행한다. 생산 개시를 목적으로 다이 조립체(20)를 떠나는 첫 번째 변형된 조각(40)(또는 40bis)은 모든 후속 조각과 다른 조건에 있기 때문에(앞으로 압출하는 동안 이전의 장애물/조각과 마주치지 않음) 거부하는 것이 좋다.

이미 설명한 바와 같이, 프레스(2)를 빠져나가는 블랭크(40)(또는 40bis)는 본 발명의 목적과 무관한 구름 베어링 링의 생산, 기어의 생산, 또는 피스톤 핀과 부싱의 생산 부문에서 그 자체로 알려진 작업으로 마무리 처리된다.

이미 언급한 바와 같이, 설명된 특정 공정의 결과로서, 블랭크(40)(도 3) 또는 40bis(도 3bis)의 상부면(41a)은 약간 오목한 표면을 갖는 반면, 하부면(41b)(도 3 또는 도 3bis)은 약간 볼록한 표면을 갖는다.

블랭크(40 또는 40bis)의 상면(41a)의 요철을 감소시키기 위한 관점에서 면적 감소 영역(23)에서 오목한 곡선 프로파일(도 6)을 사용하는 대신 10°와 20° 사이, 바람직하게는 대략 15°로 지시적으로 구성된 경사를 갖는 원추형 프로파일(도 5 및 7)을 사용하는 것이 좋다. 면(41a 및/또는 41b)의 전술한 표면 불규칙성을 제거하기 위해, 블랭크(40 또는 40bis)는 특히 전통적인 선삭에 의해 평탄화될 수 있다.

제안된 냉간 변형 기술은 축 방향으로 재료의 적절한 슬라이딩과 다이 조립체(20)의 영역(23-24)의 완벽한 충전을 가능하게 하며, 따라서 결정적으로 포함된 추력을 사용하여 후속 마무리 단계로 보낼 높은 기계적 강도와 매우 정밀한 공차의 블랭크를 제공할 수 있다. 강철은 높은 견고성을 가진 블랭크를 얻기 위해 높은 무게 대비 견고함과 최적의 섬유 흐름(끊어지지 않는 곡물 흐름)과 함께 탄성 저항점 이상으로(열간 단조 또는 전통적인 선삭을 통해 얻을 수 있는 것보다 분명히 높음) 변형된다.

본 발명자가 이전에 설명한 공정을 사용하여 수행한 실제 테스트는 외경 20~100mm, 두께 3~25mm(베어링용 링) 또는 3~35mm(기어휠용 링), 길이 20~75mm(베어링용 링) 또는 50~150mm(기어휠용 링)로 열처리된 100Cr6 강(베어링용 링) 또는 표면 경화강, 특히 16MnCr5 또는 20MnCr5(기어휠용 링)을 사용하여 높은 기하학적 정밀도와 상당한 기계적 신뢰성을 갖는 링 블랭크의 냉간 형성이 가능하게 했다. 설명된 공정은 어떤 경우에도 테스트된 것과 다른 치수를 갖는 링 블랭크를 얻기 위해 사용될 수 있다.

동일한 방식으로, 이전에 설명된 공정은 외경 20 내지 80mm, 두께 3-30mm, 길이 50 ~ 150 mm로 표면 경화 강철(특히 16MnCr5)을 사용하여 높은 기하학적 정밀도와 상당한 기계적 신뢰성을 갖는 관형 연결 부재 블랭크의 냉간 형성을 가능하게 했다. 그러나 기술된 공정은 시험된 것과 다른 치수를 갖는 관형 부재 블랭크를 얻는 데에도 사용될 수 있으며 또한 얻을 블랭크의 유형(예: 카테나리용 부싱 용 유도 경화 강철 또는 진동 댐퍼용 부싱용 저합금강)에 따라 다른 강철을 사용할 수도 있다.

도 17은 단순화된 블록도를 통해 본 발명에 따른 방법의 복수 단계의 바람직한 순서를 도시한다. 블록 I은 단계 II에 따라 튜브 자체가 슬러그(30 또는 30bis)로 분할되는 분리 스테이션을 향한 시작 튜브(T)의 공급 및 전진 단계를 보여준다. 그 다음, 슬러그는 단계 IV에 따라 조립체(10, 20)를 통해 차후의 냉간 변형을 위해 단계 III에 따라 다이 조립체(20)에 개별적으로 로딩된다. 다음으로 블랭크(40 또는 40bis)를 배출하는 단계가 뒤따른다.

알 수 있는 바와 같이, 우선적으로, 필요하다면, 다양한 단계 IV가 하나의 동일한 장치에서 구현될 수 있다. 단계 II는 예를 들어 단계 IV에 따라 슬러그의 냉간 변형을 수행하도록 미리 배열된 동일한 프레스(2)에 통합된 전단 스테이션(8)에 의해 제공될 수 있다. 상기 프레스(2)는 단계 I에 따라, 전단될 튜브의 공급 및 공급을 위한 시스템(100), 단계 III에 따라 개별 전단 슬러그를 다이 조립체에 로딩하기 위한 매니퓰레이터 시스템(8), 및 단계 V에 따라 프레스(2)에서 블랭크를 제거하기 위한 시스템(7)이 편리하게 제공될 수 있다.

이미 언급된 바와 같이, 장치 또는 프레스에는 제어 시스템 CS, 바람직하게는 단계 IV에 언급된 다양한 작업을 동기화하거나 조정된 방식으로 관리한다.

전술한 설명으로부터 본 발명의 특징이 명백하게 나타나며, 마찬가지로 이점도 나타난다.

물론, 구성의 세부사항 및 본 발명의 실시예는 다음 청구범위에 정의된 바와 같은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 예로서 여기에 설명되고 예시된 것과 관련하여 광범위하게 변할 수 있다.

이전에 설명되고 예시된 예에서, 제 1 이후의 장치(1)의 각 사이클에서, 조립체(20)의 영역(23-25)에 부분적으로 포함된 슬러그(30)(또는 30bis)가 공동(21)으로부터 배출되는 것으로 고려되었다. 그러나, 영역(25)의 축방향 치수는 장치(1)의 제 2 사이클에서, 전술한 슬러그(30)(또는 30bis)가 여전히 영역(25) 내에 있거나 또는 부분적으로만 공동(21) 외부에 있고, 그 다음 제 3 주기에 따라 완전히 배출되고, 장치의 후속 주기에 대해 계속 그렇게 되도록 할 수 있다는 것이 분명하다.

제공된 예에서, 장치(1), 즉 프레스(2)는 튜브(T)의 벤치 전단을 위한 스테이션(9)을 통합하도록 구성되지만, 이것은 본질적인 특성을 구성하지 않는다. 가능한 변형 실시예에서, 실제로, 튜브(T)는 절단 스테이션 또는 전단 스테이션에 의해 슬러그(30 또는 30bis)로 분할될 수 있다. 또한, 벤치 전단, 절단 또는 전단 단계는 프레스(2)와 별개로 의도적으로 제공된 장치에서 얻을 수 있으며 그 자체로 알려진 자동화 양식에 따라 프레스 자체에 슬러그(30 또는 30bis)를 전달하거나 적재하는 시스템을 구상할 수 있다. 절단 및 전단의 경우 슬러그는 가능한 잔류 버를 제거하기 위해 피닝 공정을 거칠 수 있다.

본 발명에 따른 장치는 생산 라인의 형태로 제공될 수 있으며, 여기서 설명된 작업은 튜브, 슬러그 및 블랭크를 각각 공급 또는 이송하기 위한 시스템에 의해 함께 연결된 대응하는 공작 기계에 의해 수행된다.

Claims (15)

1. - 롤링 베어링 링 블랭크,
   - 기어휠 링 블랭크,
   - 피스톤 핀, 전차선용 부싱 및 진동 댐퍼용 부싱과 같은 관형 연결 부재 블랭크, 중에서 선택된 블랭크를 제조하는 방법에 있어서,
   i) 강(steel)으로 제조된 튜브(T)를 제공하는 단계, 상기 강은 롤링 베어링 링 블랭크의 생산의 경우 베어링 강, 바람직하게는 100Cr6 강이고, 상기 강은 기어휠 링 블랭크 또는 관형 연결 부재 블랭크의 생산의 경우 바람직하게는 표면 경화 강이고,
   ii) 튜브(T)를 각각 축방향 관통 홀(33)을 갖는 복수의 슬러그(30, 30'; 30bis, 30bis')로 분할하는 단계;
   iii) 냉간 형성 스테이션(2)의 다이 조립체(20)에 슬러그를 공급하는 단계, 상기 냉간 형성 스테이션(2)은 펀치 조립체(10)도 포함하며;
   iv) 슬러그(30; 30bis)가 다이 조립체(20)를 통해 포함된 전방 압출이 되도록 하는 단계를 포함하여 구성되고,
   펀치 조립체(10)의 푸싱 부재(11)에 의해 후속 슬러그(30'; 30bis')에 가해지는 추력이 다이 조립체(20)의 축방향 공동(21)를 통해 선행 슬러그(30, 30bis)를 통과시키고 블랭크(40, 40bis)로 냉간 변형을 야기하는 한편, 펀치 조립체(10)의 구속 부재(12)가 후속 슬러그(30'; 30bis')의 축방향 홀(33) 및 선행 슬러그(30; 30bis)의 축방향 홀(33)의 적어도 일부를 점유하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 튜브(T)가 열간 압연된 튜브인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 튜브(T) 및 슬러그(30; 30bis) 중 하나가 단계 iii) 전에 인산염 처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 블랭크(40; 40bis)는 적어도 하나의 대응하는 단부면(41a, 41b)의 레벨링 작업을 받는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 ii)가 분리 스테이션(9)에서 수행되고, 여기서 튜브(T)는 벤치-전단, 절단 또는 전단 중 하나에 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 iii)은 매니퓰레이터 시스템(8)을 통해 다이 조립체(20)의 축방향 공동(21)에 대응하는 위치에 각각의 슬러그(30, 30'; 30bis, 30bis')를 개별적으로 위치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 매니퓰레이터 시스템(8)은 냉간 형성 스테이션(2)의 작동과 동기화된 방식으로 분리 스테이션(9)을 빠져나가는 슬러그(30, 30'; 30bis, 30bis')를 픽업하여 다이 조립체(20)의 축방향 공동(21)에 상응하는 위치로 이를 전달하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 iii) 및 iv)가
   a) 다이 조립체(20)의 축방향 공동(21)의 수용 영역(22)에 선행 슬러그(30; 30bis)를 설정하는 단계,
   b) 다음(b1, b2)과 같은 방식으로 펀치 조립체(10)와 다이 조립체(20) 사이에 축방향 접근을 유발하는 단계:
   b1) 푸싱 부재(11)가 선행하는 슬러그(30)에 추력을 유발하여 추력이 시작될 때 구속 부재(12)의 세장형 본체 부분(12a)의 제 1 부분이 선행 슬러그(30; 30bis)의 관통 홀(33)에서 연장되도록 하고, 세장형 본체 부분(12a)의 제 2 부분이 다이 조립체(20)의 축방향 공동(21)의 면적 감소 영역(23) 및 형성 영역(24)에서 연장되도록 하고,
   b2) 푸싱 부재(11)는 후속적으로 선행 슬러그(30; 30bis)를 수용 영역(22)으로부터 형성 영역(24)을 향해 밀어내고, 면적 감소 영역(23)을 통과하며,
   상기 접근의 끝에서, 선행 슬러그(30; 30bis)는 변형을 겪었고, 면적 감소 영역(23)과 맞물리는 각각의 상부 부분은 세장형 본체 부분(12a)의 각 부분에 의해 점유되지 않고, 및 상기 세장형 본체 부분(12a)의 각각의 부분에 의해 점유되지 않은 형성 영역(24)의 적어도 하나의 부분과 결합하는 각각의 하부 부분을 포함하고;
   c) 펀치 조립체(10)와 다이 조립체(20) 사이에 축방향 후퇴를 유발하는 단계;
   d) 후속 슬러그(30'; 30bis')를 수신 영역(22)에 설정하는 단계;
   e) 푸싱 부재(11)는 후속 슬러그(30'; 30bis')와 후속 슬러그(30'; 30bis')의 관통 홀(33)에서 연장되는 구속 부재(12)의 세장형 몸체 부분(12a)의 적어도 일부, 및 선행 슬러그(30; 30bis), 후속 슬러그(30'; 30bis')의 관통 홀(33)을 적어도 부분적으로 결합하는 세장형 몸체 부분(12a)의 다른 부분을 수용 영역(22)으로부터 형성 영역(24)을 향하도록 하고,
   따라서 선행 슬러그(30; 30bis)의 상부도 형성 영역(24)을 통과하도록 선행 슬러그(30; 30bis)를 밀고,
   상기 추가 접근의 끝에서, 후속 슬러그(30'; 30bis')는 상기 세장형 몸체부(12a)의 각 부분에 의해 점유되지 않는 면적 감소 영역(23)과 맞물리는 각각의 상부, 및 상기 세장형 몸체 부분(12a)의 각 부분에 의해 점유되지 않은 형성 영역(24)의 적어도 하나의 부분과 맞물리는 각각의 하부 부분과 함께 변형되도록 하는 방식으로, 펀치 조립체(10)와 다이 조립체(20) 사이에 추가 축방향 접근을 유발하는 단계,
   f) 무한한 수의 후속 슬러그(30')에 대해 c-e 작업을 반복하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
9. - 강철로 만든 롤링 베어링 링 블랭크,
   - 강철로 만든 톱니바퀴 링 블랭크,
   - 강철로 만든 관형 연결 부재 블랭크 중에서 선택된 블랭크의 냉간 형성 장치에 있어서:
   특히, 블랭크(40; 40bis)는 상기 블랭크(40; 40bis)의 2개의 대향 단부면(41a, 41b) 사이에서 연장되는 외주면(42) 및 축방향 관통 구멍(43)을 각각 가지고,
   상기 장치(1)는:
   - 펀치 조립체(10)와 다이 조립체(20)를 축 방향으로 서로에 대해 병진 이동시키기 위해 펀치 조립체(10), 다이 조립체(20) 및 작동 시스템(3-5)을 갖는 냉간 형성 스테이션(2), 상기 다이 조립체는 공방향 관통 공동(21)을 가지고 상기 펀치 조립체는 상기 다이 조립체(10)의 축방향 공동(21)에 축방향으로 정렬된 펀치 부재(11)를 포함하며;
   - 강철 관형 슬러그(30, 30'; 30bis, 30bis')를 공급하기 위한 공급 장치(8, 9), 특히 상기 슬러그는 각각 축방향 관통 홀(33) 및 외주면(32)을 가지고, 상기 공급 장치(8, 9)는 다이 조립체(20)의 축방향 공동(21)에 대응하는 위치에서 하나의 상기 관형 슬러그(30, 30'; 30bis, 30bis')를 냉간 형성 스테이션(2)에 자동화된 방식으로 공급하기 위해 미리 배열되고,
   - 제어 시스템(CS)을 포함하고,
   상기 다이 조립체(20)의 축방향 공동(21)은:
   - 실질적으로 원통형 형상을 갖는 축 공동(21)의 제 1 표면 부분에 의해 정의되는 하나 이상의 상기 관형 슬러그(30, 30'; 30bis, 30bis')를 수용하기 위한, 제 1 직경을 갖는 수용 영역(22);
   - 얻어질 블랭크(40; 40bis)의 외부 프로파일에 상보적인 형상을 갖는 축방향 공동(21)의 제 2 표면 부분에 의해 정의되고, 제 1 지름보다 작은 최소 지름을 가지는 형성 영역(24); 및
   - 수용 영역(22)과 형성 영역(24) 사이에 축방향으로 포함되고, 수용 영역(22)의 제 1 직경에 대응하는 진입 직경 및 형성 영역(24)의 최소 직경에 대응하는 출구 직경을 가지는 영역-감소 영역(23)을 포함하고 ,
   상기 펀치 조립체(10)의 푸싱 부재(11)는 수용 영역(22)의 제 1 직경보다 약간 작은 외경을 갖고, 하나의 상기 관형 슬러그(30, 30'; 30bis, 30bis')의 축방향 관통 홀(33)과 맞물리도록 실질적으로 동축인 푸싱 부재(11)의 단부면(11a)으로부터 축방향으로 돌출하는 세장형 본체 부분(12a)을 갖는 구속 부재(12)를 더 포함ㅎ하고,
   상기 제어 시스템(CS)은 냉간 형성 스테이션(2)의 작동 시스템(3-5)과 강철 관형 슬러그(30; 30bis)의 공급 장치를 동기화되거나 조정된 방식으로 관리하도록, 다이 조립체(20)의 축방향 공동(21)에 대응하는 위치에 적어도 하나의 제 1 관형 슬러그(30'; 30bis') 또는 후속 슬러그를 배치한 후, 푸싱 부재(11)는 수용 영역(22)으로부터 형성 영역(24)을 향해 상기 제 1 관형 슬러그(30'; 30bis')를 밀어내고, 상기 제 1 관형 슬러그(30'; 30bis')는 아래에 있는 제 2 관형 슬러그(30; 30bis) 또는 선행 슬러그가 형성 영역(24)을 통과하도록 차례로 압박하는 반면, 구속 부재(12)의 세장형 몸체 부분(12a)은 제 1 관형 슬러그(30'; 30bis')의 축방향 관통 홀(33) 및 제 2 관형 슬러그(30; 30bis)의 축방향 관통 홀(33)의 적어도 일부를 통하여 연장되는 방법으로 미리 배열되는 것을 특징으로 하는 블랭크의 냉간 형성 장치.
10. 제 9항에 있어서, 상기 공급 장치는 튜브(T)를 복수의 상기 관형 슬러그(30, 30'; 30bis, 30bis')로 분할하도록 미리 배열된 분리 스테이션(9)을 포함하고, 스테이션(9)은 바람직하게는 벤치 전단 스테이션, 절단 스테이션, 전단 스테이션 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제 9항 또는 제 10항에 있어서, 상기 공급 장치는 상기 다이 조립체(20)의 축방향 공동(21)에 대응하는 상기 위치에 각각의 관형 슬러그(30, 30'; 30bis, 30bis')를 개별적으로 위치시키기 위한 매니퓰레이터 시스템(8)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 매니퓰레이터 시스템(8)은 상기 분리 스테이션(9)에서 나오는 하나의 상기 관형 슬러그(30, 30'; 30bis, 30bis')를 픽업하여 냉간 형성 스테이션(2)의 작동 시스템(3-5)의 작동과 동기화되는 방식으로 다이 조립체(20)의 축방향 공동(21)에 해당하는 위치로 이를 전달하도록 미리 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제 10항에 있어서, 공급 장치는 튜브(T)를 분리 스테이션(9)을 향해 전진시키도록 미리 배열된 전진 시스템(9a)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제 9항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 면적 감소 영역(23)은 10°와 20° 사이의 경사를 갖는 원추형 프로파일을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
15. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 방법으로 얻어지는 구름 베어링 링의 블랭크, 기어휠 링의 블랭크, 또는 관형 연결 부재의 블랭크.

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