KR850001775B1 - 보을트 헤드 및 너트의 성형공구용 다이 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

보을트 헤드 및 너트의 성형공구용 다이

제1도는 종래의 분할조립(分割組立) 니브를 사용한 마무리 펀치(punch)를 모형으로 도시한 분해 사시도이다.

제2도는 제1도에 나타난 니브소편(小片)의 파손을 표시한 정면도이다.

제3도와 제4도는 본 발명에 관한 제1실시예, 제2실시예의 주요부분을 표시한 정면도이다.

제5도는 본 발명에 관한 제3실시예의 마무리 펀치를 나타낸 단면도이다.

제6도는 본 발명에 관한 제4실시예의 트리밍펀치(trimming punch)를 표시한 단면도이다.

제7도는 본 발명에 관한 제5실시예의 마무리 펀치를 표시한 정면도이다.

제8도는 본 발명의 사용 상태를 표시한 측단면도이다.

제9도는 본 발명의 제6실시예의 마무리펀치를 나타낸 측단면도이다.

본 발명은 횡단면이 등각(等脈)사다리꼴인 초경합금제(超硬合金製)의 니브 소편을 여러개 조립시켜서 형성시킨 정다각형 분할 조립니브에 있어서, 각 니브소편 및 분할 조립 니브 바깥둘레에 끼워넣는 부싱(bushing)의 일부에 응력(應力)흡수 용의 노치(notch)를 설치하여 니브의 내구성을 향상시킨 볼트 헤드 및 너트의 성형공구용 다이에 관한 것이다.

종래에는 볼트헤드 및 너트를 냉간단조가공(冷間鍛造加工)이나, 트리밍 가공을 하는 경우 초경합금제 니브를 끼워넣은 트리밍펀치, 마무리 펀치가 사용되었다. 그리고 초경합금제 니브에는 목적하는 보울트 헤드 및 너트의 형상에 맞춘 구멍이 뚫려져 있다. 이 초경합금제는 내마모성(耐摩耗性)이 강하고, 또한 압축력에 대한 강도에 뛰어난 성능을 가지고 있지만, 인장응력(引張應力)에는 매우 약한 결점이있다. 따라서 이 초경합금을 니브로 사용할 경우 니브를 펀치케이스나 다이 케이스 등으로 지칭되는 니브 케이스에 압입 수축끼워 맞춤으로 보강해서 사용된다.

그러나 니브 케이스로 보강된 다이라 하더라도 반복된 하중이 더하여지게되면 비록 그 하중이 허용된 하중 이하라 하더라도 초경합금이 약해져서 결국은 니브의 모난 부분에 균열이나 틈이 생긴다. 일단 손상된 니브는 그 손상부분에 응력이 집중되어 차차 파손이 확대되어 결국은 니브 자체가 파괴된다.

그리고, 손상된 니브는 성형제품에도 흠이 생기게 되므로 신속하게 니브를 교환할 필요가 있다.

그러나, 니브를 교환하려면 고속으로 가동중인 기계를 멈춰야 하기 때문에 작업능률이 저하된다. 또 니브자체는 초경합급으로 만들어져 있으므로 가공이 어려워서 가격도 비싸고, 거듭되는 니브의 파손은 그대로 생산비의 상승에 연결되게 된다.

이와같이 다이의 결점을 개량할 목적으로 니브를 분할 조립형으로 하여 니브 안둘레의 모난 부분에 집중되는 응력을 흡수시켜서 니브의 파손을 최대한으로 방지하려고 시도 되었다. 그러나 이러한 형태의 다이도 안둘레의 모난 부분에 발생하는 파편과 흠은 방지할 수는 있으나, 니브 소편(1)에 서로 접촉되는 면에 금이 가거나 파편이 발생되는 새로운 문제가 제기되었다. 본 발명의 목적은 내구력이 강하고, 마무리가 좋은 분할조립 니브를 가진 보을트 헤드 및 너트의 성형공구용 다이를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 본 발명의 보을트 헤드 및 너트의 성형공구용 다이를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명의 보울트 헤드 및 너트 성형공구용 다이는 횡단면이 등각 사다리꼴인 니브 소편을 여러개 조립시켜서 안둘레 및 바깥둘레가 정다각형인 분할 조립니브로 하고, 이 조립된 니브 바깥둘레에 안둘레가 이 분할조립니브 바깥둘레의 정다각형 형상으로 형성된 부싱이 끼워맞추어져 있다. 그리고 또한 앞에 기술한 조립니브의 바깥둘레 모난 부분 및 부싱의 안둘레 모난 부분에 응력흡수 구멍이 뚫려져 있다. 이렇게 함으로써 니브 소편 상호의 경계에 파편이 생기기 어렵게 되어 종래의 것에 비하여 장시간 사용이 가능한 보을트 헤드 및 너트의 성형 공구용 다이를 제공할 수 있다.

본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위하여 첨부도면에 따라서 설명하기로 한다.

제1도는 종래의 분할 조립니브(2)를 사용한 예를 나타내며, 여섯개의 니브소편(1)이 조립되어 안둘레에 정육각형 구멍(6)이 형성되고, 그 여섯개의 니브소편(1)의 바깥둘레로부터 부싱(3)이 끼워맞추어져서 니브(7)로 되고, 또한 니브(7)의 바깥둘레에 니브 케이스(4)가 끼워져 있다.

제2도는 제1도에 표시한 니브(7)의 정면도로서, 사용함에 따라 니브 소편(1)상호의 경계에 파편(5)이 발생한 모양을 표시하고 있다. 본 발명은, 이파편(5)이 발생하는 원인은 니브(7) 사용이 정육각형 구멍(6)의 중심에서 부싱(3)쪽으로 가해지는 압력 P에 대해 니브소편(1) 내부에 응력이 발생해서 이 응력이 니브소편(1)경계에 집중된다고 하는 가설을 세웠다.

이 가설을 근거로 본 발명이 이루어진것으로서 아래의 제3-9도의 도면에 따라 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다. 제3도는 본 발명에 관한 제1실시예의 정면도로서, 본 도면에서 표시한 것과 같이 본 실시예의 성형 공구용 니브(7)는 횡단면이 등각사다리꼴의 니브 소편(1)의 사다리꼴 밑면이 닿는 모난부분(12)은 노치된체 이 니브소편(1)이 조립된 안둘레가 정육각형 구멍(6)을 형성하는 분할조립니브(2)로 되어 있다. 분할조립니브(2)의 바깥두레에는 정육각형의 안둘레를 가진 부싱(3)이 끼워맞추어져 있다. 니브소편(1) 및 부싱(3)으로된 니브(7)는 케이스(4)에 끼워 맞추어져 있다. 이와같은 모양으로 형성된 니브(7)에는 부싱(3) 안둘레와 분할조립 니브(2)에 의해서 응력흡수 구멍(9)이 형성된다. 이 응력흡수구멍(9)은 앞에 기술한 가설에서 설명된 니브소편 경계(8)에 집중하는 응력을 분산시키기 위해서 설치된 것이다.

또한 본 실시예의 니브(7)는 정육각형 구멍(6) 내부에 보을트헤드나 너트를 넣고 냉간단조하므로서 성형되는 마무리 펀치 또는 일차 가공된 보울트 헤드 및 너트를 정육각형 구멍(6)속으로 통과시켜서 보울트 헤드 및 너트 바깥쪽을 트리밍 하는 트리밍용의 트리밍펀치(trimming punch)를 하도록 된다.

제4도는 제2실시예를 표시한 정면도로서 제3도에서 기술한 실시예의 니브소편(1)의 모난 부분(12)의 노치는 설치하지 않고, 그 대신에 부싱(3)의 안둘레의 모난 부분에 노치(11)가 마련된 것이다.

이 경우에도 제3도의 경우와 같이 부싱(3)의 안둘레와 분할 조립니브(3)의 바깥둘레에 의해서 응력흡수구멍(9)이 형성된다. 제5도는 본 발명의 3실시예를 표시한 마무리 펀치용의 다이로서, 본 실시예에서는 도시되어 있지 않은 응력흡수구멍을 갖추고, 또한 니브소편(1)과 부싱(3)의 끼워맞춤면에 테이퍼(taper) 가공(13)이 시공되어있다. 이 테이퍼 가공(13)에는 사용중에 있어서 부싱(3)으로부터 니브소편(1)의 탈락을 방지하는 효과가 있다.

제6도는 니브(7)를 트리밍용 펀치로 사용한 제4실시예를 표시한 측단면도로서 부싱(3)으로부터 분할조립된 니브(2)가 돌출되어 있으며, 이 돌출부에는 테이퍼면(16)이 형성되어져 있다.

이와같이 형성된 니브(7)의 부싱(3)의 단차(段差)(3')내에 단차의 형상에 맞추어서 가공된 니브 케이스(15a)가 끼워 맞추어져 있다. 또한 본 실시예에 있어서도 니브소편(1)및 부싱(3)의 어느 한쪽에 응력흡수 용의 노치가 설치되어 있다. 제7도는 본 발명의 제5실시예를 표시하며, 니브(7)를 업셋보울트(upset bolt) 마무리용의 마무리펀치로 사용한 예이고, 제8도는 그 사용상태를 표시하고 있다.

본 실시예에서는 니브(7)의 축심방향(軸心方向)내부에 또한 안둘레에 원형구멍(22)으로된 지지체(17a)를 갖추고 있고, 지지체(17a)는 펀치 지지부에 끼워 맞추어져서 니브(7), 펀치 지지부(23)와 함께 마무리 펀치케이스(15)에 끼워붙여져 있다.

펀치 지지부(23)에는 지지체(17a)의 원형구멍(18)의 안지름에 맞춘 돌출핀 구멍(22)이 설치되어서 돌출핀의 삽입이 가능하도록 되어 있다.

이와같이 구성된 본 실시예는 업셋보울트(21) 전체를 마무리 펀치내로 밀어놓고 육각화살(4)을 이용하여서 보울트(21) 두부부터 냉간 단조후는 돌출핀(20)으로 보울트(20)를 펀치 바깥부분으로 끄집어낸다. 제9도는 본 발명의 제6실시예를 표시한 것으로서, 니브(7)가 와셔(washer)보울트 및 너트의 마무리 펀치로 쓰이고 있는 예를 표시하며, 중앙에 원형구멍이 뚫려진 원통모양의 펀치지지부(23)위에 펀치 지지부(23)의 원형 구멍 보다도 약간작은 지름의 원형 구멍을 가진 원통모양의 스페이서(spacer)(24)를 마련하고 그 윗부분의 바깥둘레에 부싱(3')이 끼워 맞추어진 안부분 니브(17)가 설치되고, 그리고 또다시 부싱(3)의 경계에 도시(圖示)되어있지 않은 응력흡수 구멍이 있으며 안둘레에 정육각형 구멍이 있는 분할 조립니브(2)가 설치되고, 앞에 기술한 다섯개의 구성 요소가 바깥쪽으로부터 펀치케이스(15)로서 덮여져 있다.

또한 분할조립니브(2)의 안둘레 입구부금은 원형으로 되어있고, 테이퍼 가공된 면을 거쳐서 정육각형 구멍 부분으로 연속괴어있으며, 입구 부근의 테이퍼면(26)은 와셔를 사용하는 보을트 및 와셔를 사용하는 너트의 자리 부분으로서 형성 되어있다.

또한 분할조립니브(2)의 바깥둘레 및 부싱(3)에는 테이퍼면(13)이 설치되어 있어서 니브소편(1)의 탈락을 방지하고, 부싱(3)의 바깥둘레도 안둘레의 테이퍼면에 평행되는 테이퍼면으로 되어 있어서, 니브(7)의 케이스에 끼워맞추어져 있다.

니브(7), 부싱(3'), 스페이서(24), 니브 지지부(23)의 경계면의 바깥 둘레의 일부 및 바깥 둘레가 펀치 케이스에 접촉되는 부분에는 노치(15)가 마련되어서 성형 가공에 지장을 주는 공기 쿠션의 원인이 되는 공기나 유압쿠션의 원인이 되는 기름등의 액체도피로(液體逃避路)로 되어 있다.

이상 설명한 바와같이 본 발명의 다이는 여러개의 니브 소편을 조립하여 그 바깥둘레에 부싱이 끼워맞추어 지고, 더우기 니브 소편 또는 부싱의 일부를 노치하므로서 니브에 응력흡수 구멍을 설치하고 있다.

이 응력흡수 구멍에 의해서 보울트 헤드 및 너트 성형 가공시에 니브가 제3도에 도시된 바와같이 다각형 구멍 내부로부터 방사형상(放射形狀)으로 받는 내압 P 및 바깥둘레의 부싱으로부터 받는 주변(周邊) 방향의 인장응력(테 인장 응력이라고도함)이 흡수되어 니브의 모난 부분 및 니브 소편의 경계에 발생하는 파편의 발생률을 낮출수가 있는 것이다. 따라서 제1도에 표시한 종래예에서는 평균 1만개 정도의 불트 헤드 및 너트의 성형 가공으로 교환하고 있던 니브가 제3도 또는 제4도에 표시된 본 발명의 니브를 이용하면 한꺼번에 평균 20만개의 성형가공까지 사용할 수 있게 된다. 본 발명에 관한 보울트 헤드 및 너트의 성형공구용다이는 냉간소성가공(冷間塑性加工)용의 마무리 펀치, 또는 트리밍 펀치등의 성형 공구의 다이로서도 유용하고, 정육각형 정사각형등의 정다각형상의 보울트 및 너트를 성형하는 경우에 사용하기에 적합한 것이다.

Claims (1)

1. 횡단면이 등각 사다리꼴로된 니브 소편(1)을 여섯개 조립하여 안둘레와 바깥둘레를 정육각형으로한 분할 조립 니브(2)의 바깥둘레에 안둘레가 상기 분할 조립 니브(2)의 바깥 둘레의 정육각형 모양으로된 부싱(3)을 끼워 맞추는 것으로 된 보울트 또는 너트의 성형 공구용 다이에 있어서, 상기 분할 조립 니브(2)의 바깥둘레의 모난부분(12), 또는 상기 부싱(3)의 안둘레의 모난 부분에 응력 흡수 구멍(9)을 설치한 것을 특징으로 하는 보을트 헤드 및 너트의 성형 공구용 다이.

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