KR101343157B1 - 스루홀을 구비한 몰드 부재를 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

스루홀을 구비한 몰드 부재를 제조하기 위하여 막대 형상의 반가공품(R)이 가이드를 통해 다이(2)내로 기 설정된 길이만큼 동축상으로 계속 나아가고 이후에 공간 내에 고정된다. 이후에 상기 반가공품(R)의 단부 구역이 동축상으로 형철(3)을 이용하여 압축되고 상기 다이(2)에 의해 기 설정된 디스크(S)로 재성형된다. 그후에, 천공 단계에서 상기 반가공품(R)과 동일한 단면 형상을 가진 디스크 코어(K_S)가 펀치(31)를 사용하여 상기 디스크(S)로부터 배출되고 가이드(1)로 압입되고 상기 반가공품의 비성형된 부분과 함께 후진된다. 그리고나서, 상기 천공된 디스크(S)는 디스크 코어(K_S)로부터 절단되고, 상기 몰드 부재는 상기 캐비티(2)로부터 제거된다. 상기 천공 단계 도중에, 상기 캐비티(2) 내에 존재하는 상기 디스크(S)는 상기 디스크 코어 배출 방향으로 축방향 압력(F_NH)을 받고, 상기 반가공품(R)은 상기 디스크 코어 배출 방향에 반대 방향으로 축방향 저항력(F_G)을 받는다. 이러한 식으로 상기 디스크 상에서 발생하는 인장 또는 전단 응력이 압축 응력의 중첩에 의해 보상되고, 상기 몰드 부재의 내측 윤곽 상에서 파쇄, 버 또는 다른 변형의 형성이 방지된다.

Description

스루홀을 구비한 몰드 부재를 제조하는 방법{METHOD FOR PRODUCING A MOLDED PART PROVIDED WITH A THROUGH-HOLE}

본 발명은 독립항 제12항의 기재에 따른 방법을 수행하기 위한 장치 및 청구항 1항의 기재에 따른 스루홀을 구비한 몰드 부재를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.

스루홀을 구비한 몰드 부재를 제조하기 위한 방법은 DE3147897A1에 개시되어 있다. 상기 문헌에 따르면 동일한 환형의 금속 부재의 대량 생산은 금속성인 막대 형상의 반가공품을 압축가공 함으로써 이루어지고, 이에 따라 디스크를 형성하는 상기 반가공품의 단부의 변형이 일어나며, 이후에 (비압축된) 반가공품으로서 동일한 단면 형상을 가진 펀치에 의해 상기 디스크의 축방향 천공이 이루어지고, 상기 디스크로부터 상기 펀치에 의해 천공되는 상기 디스크 코어의 절단 가공이 이루어 진다. 상기 반가공품의 잔류된 부분은 다른 몰드 부재를 형성하기 위해서는 부족하고 폐기물로 손실되기 때문에, 비압축된 반가공품 세그먼트를 구비한 온전한 상기 디스크 코어는 후자와 함께 다른 공정 사이클을 위한 시작점을 형성한다.

상기 디스크 코어의 천공 공정이 수행되는 동안, 상기 몰드 부재의 재가공이 필요할 수도 있는, 크랙 및 잘해야 버(burrs)를 가진 의도하지 않은 파쇄된 표면이 상기 스루홀의 주변 에지(edge)에서 형성되고, 이에 의해 적용되는 전단 및 인장 응력에 의해 상기 디스크 상에 형성된다. DE3147897A1에 개시된 하부 펀치를 사용하는 전단 공정이 수행되는 동안 상기 몰드 부재의 부드러운 표면을 획득하기 위해서는 충분한 강도의 저항력이 상기 반가공품에 가해져야 한다는 것은 사실이다. 이와 관련하여 더 상세한 설명은 개시되어 있지 않다.
문헌 JP58070935A 및 JP62084849A는 환형의 몰드 부재를 제조하기 위한 좀 더 유사한 방법 및 장치를 개시하고 있다. 여기서, 반가공품은 개방 가능하고 폐쇄가 가능한 클램핑 기구로 설계된 가이드 상에 각각 견고하게 고정되고, 다이 내에 상기 가이드의 외측으로 돌출된 상기 반가공품의 단부 영역이 형철에 의해 축상으로 압축되고 디스크를 형성하도록 상기 다이 내로 변형된다. 실질적으로 상기 디스크로부터 코어가 배출된다. 상기 형철은 펀치 및 상기 펀치를 둘러싸는 슬리브를 포함하고 외부 치수는 상기 다이의 형상에 대응되며 이에 따라 상기 형철은 상기 다이 내부로 이동 가능하다. 상기 슬리브에 대하여 이동 가능한 상기 펀치가 상기 디스크 코어를 배출하는 데 사용된다. 변형, 버 형성 또는 다른 결과물과 관련된 전단 응력 및 인장 응력의 문제는 이들 문헌에서 논해진 바가 없다.

상기 발명에 기재된 문제점은 이러한 방법에 의해 제조된 상기 몰드 부재가 재가공을 필요로 하지 않도록 하거나 또는 적어도 재가공이 최소로 감소되도록 하는 방법으로 앞서 상술한 형태의 방법을 향상시키는 것이다.

상술한 문제점은 본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 장치에 의해 해결되며, 상기 방법 및 장치는 독립 청구항 제1항 및 독립 청구항 제12항에 차례대로 정의된다. 특히 본 발명의 유리한 개선 및 실시예는 각각 종속항에 의해 나타난다.

"막대 재료(Rod material)"는 명확히 길이 방향으로 연장되고, 연장된 길이 방향을 따라 일정한 임의의 단면을 가지는 재료의 어떤 형태를 뜻하는 것과 연관된 것으로 이해될 것이다. 특히, 어떤 치수를 가지는 막대, 바 및 와이어도 본 정의에 속한다. 원형 단면은 일반적인 것으로 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. "막대 형상(rod-shaped)"이라는 용어도 이와 유사하게 이해될 수 있을 것이다. "디스크(Disc)"는 상기 반가공품에 비하여 단면 치수 상으로 확장된 바디 형상을 가진다는 것과 연관된 것으로 이해될 것이다. 평판형 디스크, 특히, 원형의 외형 윤곽을 가지는 디스크는 일반적인 것으로 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 필수적인 구성은 하기와 같이 구성된다. 스루홀을 구비한 몰드 부재를 제조하는 방법에 있어서, 막대 형상의 반가공품이 길이 방향으로 기 설정된 길이만큼 전진되고, 다음 단계에서 반가공품과 동일한 단면 형상을 가지고 블랭크보다 큰 지름을 가지는 가이드를 통해 다이(die)로 상기 반가공품을 이동시킨 이후에 제조되는 상기 몰드 부재의 외부 측을 형성하는 상기 다이의 내부 측벽에 의해 파지된다. 적어도 하나의 성형 단계에 있어서, 상기 다이 측 상의 상기 가이드 외측에 위치된 상기 반가공품의 단부 영역은 형철(swage)을 이용하여 축방향으로 압축되고, 이에 따라 상기 다이에 의해서 상기 반가공품의 외측상에 제한되는 디스크를 형성하도록 가공된다.

천공 단계에 있어서, 상기 다이 상에 위치한 상기 디스크는 상기 가이드와 동축으로 배치되고, 상기 가이드와 동일한 단면 형상을 가지고 가이드보다 작은 지름을 가지는 펀치에 의해 천공되고, 상기 반가공품의 비변형 부분을 구비하고, 상기 동일한 단면 형상을 가진 온전한 디스크 코어는 상기 디스크로부터 추출되고, 상기 가이드로 밀려 들어가고 상기 가이드 상에 위치한 상기 반가공품의 비변형된 부분과 함께 상기 반가공품의 진행 방향과 반대 방향으로 되돌아 간다. 절단 단계에 있어서, 상기 천공된 디스크는 상기 디스크 코어로부터 절단되고, 제거 단계에서 상기 완성된 몰드 파트는 최종적으로 상기 다이로부터 제거된다. 본 발명에 따르면, 상기 천공 단계 도중에 상기 다이 상에 위치한 상기 디스크는 상기 펀치에 대해 상대적으로 이동 가능하고, 상기 펀치를 둘러싸도록 형성되는 상기 형철의 슬리브 형상의 억제 부재에 의해 상기 디스크 코어 배출 방향으로 축방향 압축력을 받고, 상기 반가공품은 상기 디스크 코어의 배출 방향에 반대되는 방향으로 축방향 저항력(axial counter force)을 받으며, 상기 억제 부재의 외부 윤곽은 기본적으로 상기 다이의 내부 윤곽에 대응된다.

적절한 비율로 가해지는 상기 축 압축력 및 상기 축 저항력을 통해서, 상기 천공 단계 도중에 발생될 수 있는 상기 디스크 상의 상기 스루홀의 외부 에지상에서 중대한 파손, 버 또는 그와 유사한 변형을 방지할 수 있는 응력 상태(stress state)가 야기된다.

바람직하게는 상기 절단 단계, 다시 말하면, 상기 다이 상에 위치한 상기 디스크로부터 배출되는 상기 디스크 코어가 상기 디스크로부터 절단되는 동안에도 또한 상기 축 방향 압축력이 상기 다이 상에 위치한 상기 디스크 상에서 상기 디스크 코어 배출 방향으로 적용된다.

삭제

상기 반가공품은 상기 성형 단계, 상기 천공 단계 및 상기 절단 단계 중에 상기 반가공품의 외연부에서 맞물리는 클램핑 장치에 의해서 파지된다.

상기 저항력은 바람직하게는 상기 반가공품의 외측 외연부에서 맞물리는 상기 클램핑 장치의 도움으로 상기 반가공품으로 적용된다. 이에 따라, 상기 저항력은 상기 클램핑 장치에 적용되거나 상기 클램핑 장치로부터 상기 반가공품으로부터 전달될 수 있고, 또는 상기 저항력은 상기 반가공품 상에 상기 클램핑 장치에 의해 가해지는 마찰력에 의해 발생될 수 있다.

상기 반가공품에 적용되는 상기 축 압축력 및 상기 저항력은 바람직하게는 압축 응력의 중첩의 결과로서 상기 천공 중에 작용하는 전단 및 압축 응력을 적어도 보상하는 상기 응력 상태가 상기 디스크 상에 발현되도록 정해진다. 따라서, 상기 제조되는 스루홀의 외부 에지 상에서 파손, 버 및 이와 유사한 변형이 최적의 방식으로 회피된다.

특히 본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 디스크 코어는 상기 디스크로부터 완전히 배출되지 않고, 바람직하게는 상기 디스크의 높이 또는 두께의 대략 98-99% 까지만 배출된다. 실질적으로 일체형으로 상기 디스크 코어를 구비한 상기 반가공품이 이후에 상기 다이 내부에 위치한 상기 디스크 상에서 상술한 상기 축방향 압축력을 유지하는 동안 축방향으로 인출되며, 다시 말하면, 상기 디스크 코어가 상기 디스크 링의 잔여 부분으로부터 절단되는 시간 동안까지 상기 다이 내부에 위치한 상기 디스크로부터 축방향으로 제거된다.

바로 이러한 제한에 의해 상기 몰드 부재의 내측 에지 상에서 의도하지 않은 변형의 조성이 회피되며, 더구나, 상기 다이의 내측 에지에 대하여 상기 펀치가 부딪히는 것을 방지한다. 실시예의 동치의 바람직한, 대안의 변형에 따르면, 상기 반가공품은 파지되고, 상기 반가공품 내에 위치한 상기 디스크를 구비한 상기 다이가 상기 반가공품으로부터 제거된다.

상기한 DE3147897A1에 개시된 방법에 따르면, 상기 반가공품은 상기 반가공품의 전진 이동을 수행하며 압축하는 두 개의 형철 사이에 고정된다. 상기 반가공품의 길이 및 반가공품과 함께 제조될 수 있는 몰드 부재의 개수는 이에 따라 제한되고, 상기 반가공품의 미사용된 잔류 부분은 폐기물로 버려진다. 본 발명에 따른 방법의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 이러한 문제점은 상기 반가공품의 외연부측에서 맞물려지는 클램핑 장치가 상기 반가공품을 지지하고, 상기 성형 단계 및 바람직하게는 상기 천공 단계 및 상기 절단 단계에서도 상기 반가공품의 길이방향 고정을 위해 사용되도록 하는 사실에 의해 해결된다. 상기 클램핑 장치는 예를 들면 상기 가이드 직전에 상기 진행 방향으로 배치될 수 있다. 이러한 배치에 따라, 상기 반가공품의 길이가 두 번째 형철에 의해 제한되지 않으며, 이에 따라 긴 막대 또는 예를 들면 릴상에 감겨지는데 유용한 거의 무한한 반가공품 재료가 가공될 수 있고, 이에 따라 어떤 주목할 만한 폐기물도 발생되지 않는다.

본 발명에 따른 방법의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 반가공품은 좀 더 큰 단면 치수를 가지는 막대 재료로부터 단면 상으로 폭을 줄임으로써 축소 단계에서 제조된다. 이것은 개시 재료로서, 상기 몰드 부재의 생산을 위해 필요한 상기 반가공품보다 더 넓은 단면 치수를 가지는 막대 재료로부터 제조되며, 이러한 막대 재료가 상기 반가공품을 위해 필요한 단면 치수, 즉, 상기 반가공품으로부터 제조되는 상기 몰드 파트의 단면 치수까지 폭이 줄어든다는 것을 뜻한다. 상기 폭 감소는 예를 들면 상기 전진 단계 또는 업스트림 성형 단계에서 상기 반가공품의 전진 이동 시에 상기 막대 재료가 압축 및/또는 인장되는 것을 통하여 업스트림 축소 다이에 의해 알려진 공지의 방법으로 수행될 수 있다. 따라서, 상기 막대 재료의 치수는 일체로 및 동일한 막대 재료와 함께 제조될 수 있는 상기 반가공품 및 서로 다른 치수를 가지는 몰드 부재의 치수와 일치해야 할 필요는 없다. 특히, 이에 따라 상기 막대 재료의 조달 및 저장이 상당히 단순화된다.

본 발명에 따른 방법을 수행하기에 알맞은 장치는 반가공품, 다이, 상기 반가공품의 단부 구역의 축방향 압축 및 성형을 위한 펀치를 구비한 이동식 형철, 상기 반가공품의 전진 수단 및 상기 반가공품의 고정 수단을 포함한다. 본 발명에 따르면, 상기 형철은 상기 펀치에 대하여 이동가능하고, 상기 펀치를 둘러싸는 슬리브 형상의 억제 부재를 포함하고, 상기 억제부재에 의하여 상기 다이 상에 위치한 디스크가 축방향 압축력을 받게 되며, 상기 억제부재의 외부 윤곽은 상기 다이의 내부 윤곽에 대응되고, 상기 고정 수단은 상기 반가공품의 외연부에서 맞물리ㄴ는 클램핑 장치를 포함하고, 상기 클램핑 장치는 상기 가이드 및 상기 다이로부터 독립되도록 설계되었으며, 상기 반가공품으로 축방향 저항력을 인가하도록 구비된다. 더구나, 상기 클램핑 장치에 의하여 비교적 매우 긴 또는 거의 무한한 막대재료의 가공이 가능하다.

바람직한 실시예에 따르면, 상기 클램핑 장치는 상기 반가공품의 길이 방향으로 조정될 수 있다.

다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 장치는 더 큰 단면 치수를 가지는 막대 재료를 상기 반가공품으로 성형하기 위한 단면 축소 장치를 포함한다. 상기 단면 축소 장치를 포함하는 것은 다른 막대 재료들의 제한된 세트로부터 다르게 치수화된 몰드 부재의 생산이 가능하도록 한다.

본 발명에 따른 방법의 바람직한 실시예에 따르면, 반가공품의 미사용된 잔류 부분은 폐기물로 버려지는 문제점은 상기 반가공품의 외연부측에서 맞물려지는 클램핑 장치가 상기 반가공품을 지지하고, 상기 성형 단계 및 바람직하게는 상기 천공 단계 및 상기 절단 단계에서도 상기 반가공품의 길이방향 고정을 위해 사용되도록 하는 사실에 의해 해결된다. 상기 클램핑 장치는 예를 들면 상기 가이드 직전에 상기 진행 방향으로 배치될 수 있다. 이러한 배치에 따라, 상기 반가공품의 길이가 두 번째 형철에 의해 제한되지 않으며, 이에 따라 긴 막대 또는 예를 들면 릴상에 감겨지는데 유용한 거의 무한한 반가공품 재료가 가공될 수 있고, 이에 따라 어떤 주목할 만한 폐기물도 발생되지 않는다.

또한, 상기 막대 재료의 치수는 일체로 및 동일한 막대 재료와 함께 제조될 수 있는 상기 반가공품 및 서로 다른 치수를 가지는 몰드 부재의 치수와 일치해야 할 필요는 없다. 특히, 이에 따라 상기 막대 재료의 조달 및 저장이 상당히 단순화된다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 형철은 상기 펀치에 대하여 이동가능하고, 상기 펀치를 둘러싸는 억제 부재를 포함하고, 상기 억제부재에 의하여 상기 다이 상에 위치한 디스크가 축방향 압축력을 받게 되며, 상기 고정 수단은 상기 반가공품의 외연부에서 맞물리고, 상기 반가공품으로 축방향 저항력을 인가하는 클램핑 장치를 포함한다. 더구나, 상기 클램핑 장치에 의하여 비교적 매우 긴 또는 거의 무한한 막대재료의 가공이 가능하다.

또한, 상기 장치는 더 큰 단면 치수를 가지는 막대 재료를 상기 반가공품으로 성형하기 위한 단면 축소 장치를 포함하며, 이에 따라 다른 막대 재료들의 제한된 세트로부터 다르게 치수화된 몰드 부재의 생산이 가능하도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 장치는 냉간 성형(cold forming)부터 열간 성형(hot forming)까지 모든 온도 범위에 걸쳐 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 방법은 첨부된 도면을 참조한 두 개의 실시예에 근거하여 더 상세하게 이하에서 설명된다.
도 1 내지 6은 6개의 대표적인 공정 상태인 본 발명에 따른 장치의 제 1 실시예의 메인 파트를 도시한 도면이다;
도 4a는 도 4의 A를 확대하여 상세하게 도시한 도면이다;
도 7 내지 12는 6개의 대표적인 공정 상태인 본 발명에 따른 장치의 제2 실시예의 메인 파트를 도시한 도면이다;
그리고,
도 10a는 도 10의 B를 확대하여 상세하게 도시한 도면이다.

이하의 실시예는 단지 예를 들어 평판형, 환형 몰드 부재의 생산을 상세히 설명하고 있으며, 이러한 생산은 원형 단면을 가진 막대 재료 또는 반가공품의 제조에 사용된다.

도 1 내지 도 6은 본 발명에 따른 제 1실시예를 도시하고 있으며, 단지 본 발명의 이해를 위해 필수적인 상기 장치의 부분이 도시되어 있다. 가이드(1), 상기 가이드 상에 배치된 다이(2), 형철(3) 및 클램핑 장치(4)와 원형 단면을 가진 막대 형상 반가공품(R), 클램핑 장치(4) 및 형철(3)을 위해 차례대로 화살표에 의해 단독으로 표시된 전진 수단(5 및 50)이 도시되어 있다. 가이드(1), 다이(2), 형철(3) 및 클램핑 장치(4)는 서로에 대하여 동축상에 배치되어 있다. 형철(3)은 펀치(31) 및 상기 펀치(31)를 둘러싸도록 기본적으로 슬리브 형상 또는 환상의 억제 부재(32)를 포함한다. 가이드(1) 및 다이(2)는 고정되어 있고, 형성(3) 및 클램핑 장치(4)는 축 방향으로 이동 가능하도록 배치된다. 가이드(1), 다이(2), 형철(3), 클램핑 장치(4) 및 전진 수단(5, 50)은 재성형 장치의 부품이며, 재성형 장치는 지금까지 개시된 상술한 장치의 부품의 이동 과정을 수행할 수 있고 필요한 응력을 발생시킬 수 있는 공지의 운용수단을 포함한다. 본 기술 분야에 숙달된 사람이라면 이와 관련된 추가 설명이 필요치 않다.

상기 고정형 가이드(1)는 관통 가이드 개구(11)를 포함하고, 본 실시예에서는 원통형이며, 사용되는 반가공품(R) 과 기본적으로 동일한 단면 형상을 가진다. 마찬가지로 고정형인 다이(2)는 원통상의 내측 공간(21)을 포함하고, 상기 내측 공간(21)의 지름은 상기 반가공품(R) 및 가이드 개구(11)의 지름보다 더 크다. 상기 형철(3)의 펀치(31)는 원통형으로 구성되고, 기본적으로 반가공품(R)과 동일한 단면 형상을 가진다. 상기 형철(3)의 억제 부재(32)는 원통형 파이프의 형상을 가지고, 원통형 파이프의 외측 지름은 기본적으로 상기 다이(2)의 내측 지름에 대응된다. 펀치(31) 및 억제부재(32)는 현재 시점에서 평판형 단부들(차례대로 31a 및 32b)을 포함한다. 클램핑 장치(4)는, 반가공품(R)의 외부 형상에 대응되는, 예를 들면 두 개의 반대 방향으로 배치된 클램핑 죠들(jaws; 41 및 42)을 포함한다.

본 발명에 따른 방법은 반복적인 사이클을 수행한다. 전진 단계에서, 상기 재성형을 위해 필요한 재료 분량이 유효한 시간까지 반가공품(R)은 상기 반가공품(R)의 길이 방향으로 전진 수단(5)을 구비한 클램핑 장치(4)에 의해서 가이드(1) 및 다이(2)를 통해 전진된다. 이후에 펀치(31)는 펀치의 단부(31a)가 도 1에 도시된 재성형의 개시를 위한 위치에 도달할 때까지 전진된다. 가이드(1)로부터 형철(3)까지 연장된 상기 반가공품의 부분은 이하에서는 단부 구역이라 한다.

다음 성형 단계에서, 클램핑력(F_K)가 가해지는 클램핑 장치(4)는 고정된 상태가 유지되고 반가공품(R)은 축방향으로 고정된다. 이후에 전체로서 형철(3)이 상기 반가공품(R)의 단부 구역을 향하여 축방향으로 가압되고, 이에 따라 펀치(31) 및 억제 부재(32)는 차례대로 펀칭력(F_St) 및 억제력(F_NH)를 받는다. 형철(3)의 전진 이동의 결과로서 상기 반가공품의 단부 구역은 압축되고 다이로 재성형되고, 특히 다이(2)의 코너 구역이 여전히 채워지지 않은 상태(도 2)로 돌출되는 것과 같은 변형(W)이 1차로 일어난다. 형철(3)의 추가적인 축방향 전진의 결과로서 돌출되는 것과 같은 변형(W)이 디스크(S)로 재성형되고, 이러한 재성형으로 인해 다이(2)가 채워지고, 제조되는 상기 몰드 부재의 최종 외곽 형상이 제시된다(도 3).

제조된 상기 몰드 부재의 외곽 형상은 이러한 두 가지 공정 단계 이후에 이미 달성된다. 제조된 상기 몰드 부재의 중앙 환형 개구가 형성되는 천공 단계가 수행된다. 이를 위하여, 형철(3)의 (단지) 펀치(31)가 축방향 펀칭력(F_St)를 이에 가함으로써 디스크(S)를 통하여 축방향으로 가압된다.

상기 디스크와 함께 클램핑 장치(4)에 여전히 고정된 반가공품(R)은 클램핑 장치(4)상에 축 방향으로 가해지는 기 설정된 저항력(F_S)에 대향하여 가이드(1)로부터 이탈된다. 이러한 방법으로, 상기 반가공품과 일체인 디스크 코어(K_S)는 디스크(S)로부터 펀치(31)에 의해 배출되고 가이드(1)로 압입된다(도 4). 이러한 단계 도중에 억제 부재(32)는 다이(2) 상에 위치한 디스크(S)를 파지하고, 디스크에 축방향 압축력(F_NH)을 인가한다. 동시에 상술한 저항력(F_G) 상기 반가공품 및 디스크(S) 상에 축방향으로 작용한다. 축방향의 압축력(F_NH) 및 저항력(F_G)이 디스크(S) 내에 압축 응력을 발생시키고, 이에 따라 상기 디스크가 관통되는 동안 발생하는 전단 및 인장 응력을 중첩시키고 보상하거나 또는 오히려 과잉보상하게 된다. 상술한 천공 공정은 디스크 코어(K_S)가 완전히 관통되기 전에 완료된다. 실제로 이것은 디스크 코어(K_S)가 대략 98-99%까지 관통된다는 것을 의미하며, 다시 말하면, 디스크(S)의 두께에 대응되는 높이의 대략 1-2%를 가진 내측 디스크(S)가 여전히 남아있다는 것을 의미한다. 도 4a의 확대된 상세한 도시가 이를 설명한다.

절단 단계가 다음으로 수행된다. 본 단계 도중에도 또한 억제 부재(32)가 디스크(2) 상에 위치된 디스크(S)를 파지하고 상기 디스크(S)에 축방향의 압축력(F_NH)을 가한다. 본 단계에서 클램핑 장치(4) 내에 파지된 상태로 유지되는 반가공품(R)은 고정된 가이드(1) 및 고정된 다이(2)로부터 단경로상으로 상기 반가공품의 전진 방향에 대향하여 방출력(F_L)의 작용하에 클램핑 장치(4)와 함께 이탈, 즉, 도5의 도시와 같이 하측 방향으로 이탈된다.

디스크(S)가 중앙 스루홀을 구비하게 된 결과로서 상기 반가공품과 일체인 디스크 코어(K_S)는 디스크(S)로부터 절단되고, 이에 따라 완료된 몰드 부재가 기 설정된 형상을 가지게 된다. 상기 다이 상에 파지된 디스크(S)에 억제 부재(32)를 통하여 적절한 정도의 축방향 압축력(F_NH) 및 저항력(F_G)을 가지는 축방향 압축력(F_NH)을 가한 결과로서, 상기 디스크를 천공하고 디스크 코어(K_S)를 절단하는 동안 발생하는 상기 전단 및 인장 응력이 압축 응력의 중첩에 의하여 보상되거나 또는 과잉 보상되고, 이에 따라, 상기 디스크 내에 형성된 스루홀의 외측 에지에서 파손, 버 또는 다른 변형의 발생이 방지된다.

상기 반가공품 상에 작용하는 저항력(F_G)은 또한 상기 방법의 대안적 변형에 따라 마찰에 의해 발생될 수 있다. 클램핑 장치(4) 고정형으로 유지되며, 반가공품(R)이 상기 클램핑 효과에 의해 발생되는 마찰 저항에 대향하여 클램핑 장치(4)를 통해 이동 가능한 것보다 다소 작도록 클램핑력(F_K)이 조정된다. 마찰저항은 상술한 저항력에 대응된다.

상기 절단 단계는 또한 상기 방법의 다른 변형에 따라 상기 다이로부터 이탈되는 상기 반가공품이 아닌 클램핑 장치(4) 및 내부에 디스크(S)가 위치되어 구비되고, 선택적으로 가이드와 함께 구비되는 다이(2)에 파지되고, 상기 반가공품으로부터 이탈되는 반가공품에서 수행될 수 있다. 다이(2) 및 가이드(1) 상에 작용하도록 필요한 상기 방출력은 도 5의 도시와 같이 화살표(F_La)에 의해 표시된다.

이러한 가공 단계들 이후에 다이(2) 상에 위치한 완성된 몰드 부재는 FT라고 표시되고 제거 단계에서 상기 장치로부터 제거되며, 이러한 단계는 여기에는 미도시된 방출기를 사용한 몰드 부재(FT)의 방출에 의해 수행된다. 이를 위하여 형철(3)이 도 6에 도시된 위치로 이동되고, 동시에 펀치(31)가 펀치의 단부가 다시 평평해 질 때까지 억제 부재(32) 방향으로 되돌려진다. 화살표로 단독으로 표시된 그립 장치(6)는 완성된 몰드 부재(FT)를 파지하고, 예를 들면, 수신 컨테이너(미도시) 또는 다른 가공 스테이션으로 수송한다. 형철(3) 및 클램핑 장치(4)는 이후에 도 1에 도시된 그들의 최초 위치로 되돌려지고, 다른 공정 사이클이 개시될 수 있다.

도 7내지 12는 반가공품(R)의 전진 방향상에 클램핑 장치(4) 전에 축소 다이(7)의 형태로 단면 축소 장치와 함께 동축 상에 배치되어 있는 측면에서 도 1 내지 6에 따른 제 1실시예와 다른 본 발명의 제2실시예를 도시한다. 축소 다이(7)는 상기 클램핑 장치로부터 고정된 거리에 배치되고 상기 클램핑 장치와 함께 이동 가능하다.

본 발명의 이러한 변형의 경우에, 상기 몰드 부재의 생산을 위하여 필요한 실제 반가공품(R)보다 더 큰 단면 치수를 가지는 막대 재료(R_A)는 개시 재료로서 사용되고, 실제 반가공품(R)은 이러한 더 두꺼운 막대 재료(R_A)로부터 축소 단계에서 형성된다. 바꿔 말하면, 반가공품(R)의 상기 단면 치수는 클램핑 장치(4) 및 가이드(1)에 도달하기 전에 설계된 또는 필요한 크기로 축소된다. 이러한 단면 또는 두께 폭 감소는 상기 방법의 전진 단계의 부분으로서 유리하게 수행되며 업스트림 단계에서 수행될 수도 있다. 상기 가공 단계의 나머지 과정에서의 상기 단면 폭 감소의 결과로서 상기 막대 재료의 치수는 상기 반가공품의 치수와 동일할 필요는 없으며, 다른 치수를 가진 몰드 부재가 일체로 상기 동일한 막대 재료로 제조될 수 있다.

도 7내지 도12에 도시된 장치의 모든 잔존된 부분, 동일한 참조 번호에 의해 참조되는 동일한 부분은 도 1 내지 도 6의 장치에 전체적으로 대응된다. 추가적인 축소 또는 폭 감소 단계를 제외하면, 모든 상기 공정 단계 및 이동 순서는 도 1 내지 도 6의 실시예와 동일하며, 이에 따라 더 상세한 설명은 생략한다. 더불어, 제 1실시예와 연관되어 설명된 변형된 방법은 도 7 내지 12에 따른 실시예에도 유사하게 적용될 수 있다.

1: 가이드 2, 7: 다이
3: 형철 4: 클램핑 장치
31: 펀치 32: 억제 부재
31a, 32b: 평판형 단부 41, 42: 클램핑 죠
5, 50: 전진 수단 R: 반가공품
R_A: 막대 재료 S: 디스크

Claims (15)

1. 막대 형상 반가공품(R)이 길이 방향으로 상기 반가공품(R)과 동일한 단면 형상을 가지고 상기 반가공품(R)보다 큰 지름을 가지는 가이드(1)를 통하여 다이(2) 안으로 기 설정된 길이만큼 전진되고, 상기 다이의 내측 외벽이 생성되는 몰드 파트(FT)의 외측 외연부를 형성하고, 빠르게 파지되는 전진 단계, 상기 다이 측 상에 상기 가이드(1)의 외측에 배치된 상기 반가공품(R)의 단부 구역이 축방향으로 형철(3)에 의해 압축되고 이에 따라 상기 다이(2)에 의해 외연부에서 제한되는 디스크(S)를 형성하도록 성형되는 적어도 하나의 성형 단계, 상기 다이(2) 상에 위치한 상기 디스크(S)가 상기 가이드(1)와 함께 동축으로 배열되고, 상기 가이드(1)와 동일한 단면 형상을 가지고 상기 가이드(1)보다 작은 지름을 가지는 펀치(31)에 의해 천공되고, 상기 반가공품(R)의 미가공된 부분과 함께 일체이며 동일한 단면 형상을 가진 디스크 코어(K_S)가 상기 디스크(S)로부터 배출되고 상기 가이드(1)로 인입되고 상기 가이드(1)에 위치한 상기 반가공품(R)의 미가공된 부분과 함께 상기 반가공품(R)의 전진 방향과 반대 방향이고 상기 반가공품(R)으로 인가되는 축방향 저항력(F_G)에 대향되는 방향으로 이동되는 천공 단계, 상기 천공된 디스크(S)가 상기 디스크 코어(K_S)로부터 절단되는 절단 단계, 및 완성된 몰드 파트(FT)가 상기 다이(2)로부터 제거되는 제거 단계를 포함하고,
   상기 천공 단계가 수행되는 동안 상기 다이(2)에 위치된 상기 디스크(S)는 상기 펀치(31)에 대하여 상대적으로 이동 가능하고 상기 펀치(31)를 둘러싸는 상기 형철(3)의 슬리브 형상 억제 부재(32)에 의하여 상기 디스크 코어 배출 방향으로 축방향 압축력(F_NH)을 받는 것을 특징으로 하는 스루홀을 구비한 몰드 부재(FT) 제조 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 절단 단계 동안에 상기 다이(2) 상에 위치한 상기 디스크(S)가 상기 디스크 코어 배출 방향으로 축방향 압축력(F_NH)을 받는 것을 특징으로 하는 몰드 부재(FT) 제조 방법.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 축방향 압축력(F_NH) 및 상기 축방향 저항력(F_G)이 적어도 인장 및 전단 응력 발생을 보상하는 응력 상태가 상기 디스크(S) 상에 발생되도록 하는 크기로 선택되는 것을 특징으로 하는 몰드 부재(FT) 제조 방법.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 천공 단계에서 상기 디스크 코어(K_S)는 상기 디스크(S)로부터 모두 배출되지 않고 상기 디스크 코어(K_S) 두께의 98-99%까지 배출되는 것을 특징으로 하는 몰드 부재(FT) 제조 방법.
   
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 절단 단계에서 반가공품(R)과 일체인 상기 디스크 코어(K_S)와 함께 상기 반가공품(R)의 잔류된 부분이 상기 다이(2)에 정지되도록 고정된 상기 디스크(S)로부터 축방향으로 이동되고, 이에 따라 상기 디스크 코어(K_S)가 상기 디스크(S)로부터 절단되는 것을 특징으로 하는 몰드 부재(FT) 제조 방법.
   
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 절단 단계에서 내부에 위치된 상기 디스크(S)를 구비한 상기 다이(2)는 정지되도록 고정된 상기 반가공품(R)의 잔류된 부분 및 상기 반가공품(R)과 일체인 상기 디스크 코어(K_S)로부터 축방향으로 이동되고, 이에 따라 상기 디스크 코어(K_S)가 상기 디스크(S)로부터 절단되는 것을 특징으로 하는 몰드 부재(FT) 제조 방법.
   
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 반가공품(R)은 상기 성형 단계, 상기 천공 단계 및 상기 절단 단계 중에 상기 반가공품(R)의 외연부에서 맞물리는 클램핑 장치(4)에 의해 파지되는 것을 특징으로 하는 몰드 부재(FT) 제조 방법.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 축방향 저항력(F_G)은 상기 클램핑 장치(4)에 작용하고 상기 클램핑 장치(4)를 통해 상기 반가공품(R)으로 인가되거나 또는 상기 축방향 저항력(F_G)이 상기 반가공품(R) 상에서 상기 클램핑 장치(4)에 의해 가해지는 마찰력에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는 몰드 부재(FT) 제조 방법.
   
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 전진 단계 이전에 축소 단계에서, 상기 반가공품(R)은 더 큰 단면 치수를 가진 막대 재료(R_A)로부터 단면 축소에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 몰드 부재(FT) 제조 방법.
   
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 반가공품(R)은 상기 전진 단계 동안 축소 단계에서 더 큰 단면 치수를 가진 막대 재료(R_A)로부터 단면 축소에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 몰드 부재(FT) 제조 방법.
    
11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 억제 부재(32)의 외부 지름은 기본적으로 상기 다이(2)의 내부 지름에 대응되는 것을 특징으로 하는 몰드 부재(FT) 제조 방법.
    
12. 반가공품(R)을 위한 가이드(1), 다이(2), 상기 반가공품의 단부 구역의 축방향 압축 및 재성형을 위한 펀치(31)를 구비한 이동식 형철(3), 상기 반가공품을 위한 전진 수단(5) 및 상기 반가공품을 위한 고정수단를 구비하고,
    상기 형철(3)은 상기 펀치(31)에 대해 이동 가능하고 상기 펀치(31)를 둘러싸는 슬리브 형상의 억제부재(32)를 포함하고, 상기 억제부재(32)에 의하여 상기 다이(2)내에 위치된 디스크(S)가 축방향 압축력(F_NH)을 받을 수 있고, 상기 고정 수단은 상기 반가공품(R)의 외연부에서 맞물리는 클램핑 장치(4)를 포함하고, 상기 클램핑 장치는 상기 가이드(1) 및 상기 다이(2)와 독립되도록 설계되고, 상기 반가공품(R)으로 축방향 저항력(F_G)을 인가하도록 구비되는 제1항에 따른 방법을 수행하는 장치.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 클램핑 장치(4)는 축방향 저항력(F_G)에 대향하여 상기 반가공품(R)의 길이 방향으로 조정 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
    
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    더 큰 단면 치수를 가지는 막대 재료(R_A)로부터 상기 반가공품(R)을 형성하기 위한 단면 축소 장치(7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
    
15. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 억제 부재(32)의 외부 지름은 기본적으로 상기 다이(2)의 내부 지름에 대응되는 것을 특징으로 하는 장치.

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