KR20080102033A - 후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압출 단조시에 압출방향에 대하여 대향되는 방향으로 배압을 가함으로써, 단조 및 사이징이 동시에 수행되도록 하는 후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품의 제조방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명에 의한 후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품의 제조방법은, S25C 소재를 가압하여 두께를 감소시키는 업셋팅단계(S100)와, 상기 업셋팅단계(S100)를 거친 소재를 단조 금형에 안착 후 가압하여 반제품을 형성하는 단조단계(S200)와, 상기 단조단계(S200)에서 개략적인 외형이 갖추어진 반제품의 내부 중앙을 가압하여 천공하는 피어싱단계(S300)와, 상기 반제품에 펀치하중 및 펀치하중 반대방향의 배압을 동시에 가하고, 상기 반제품을 압출 및 사이징(sizing)하여 반제품의 하부 외주면에 치형을 형성하는 후방가압성형단계(S400)를 포함하여 이루어지며, 상기 단조단계(S200)와 후방가압성형단계(S400)는 냉간단조가 적용됨을 특징으로 한다. 이와 같은 구성에 따르면 치수 정밀도를 높일 수 있게 되므로 생산성이 향상되는 이점이 있다.

후방가압, 냉간성형장치, 사이징, 치형

Description

후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품 제조방법 {Manufacturing method using of Back pressure forming type cold working device for extruded forging workpiece}

도 1 은 본 발명에 의한 후방가압형 냉간성형장치에 의해 성형된 압출단조품의 외관 사시도.

도 2 는 본 발명에 의한 후방가압형 냉간성형장치에서 성형이 요구되는 반제품의 외관을 보인 사시도.

도 3 은 본 발명에 의한 후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품 제조방법을 나타낸 순서도.

도 4 는 본 발명에 의한 후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품 제조방법에 따른 제품의 외형 변화를 보인 종단면도.

도 5 는 본 발명에 의한 후방가압형 냉간성형장치의 내부 구성을 보인 종단면도.

도 6 은 본 발명에 의한 후방가압형 냉간성형장치의 세부 구성을 보인 분해 사시도.

도 7 은 본 발명에 의한 후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품 제조방법에서 요부를 구성하는 후방가압성형단계를 세부적으로 나타난 순서도.

도 8 은 본 발명에 의한 후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품 제조시 배압의 크기 변화에 따른 압출단조품의 외형 변화를 보인 부분 사시도.

도 9 는 본 발명에 의한 후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품 제조시에 배압의 크기 변화에 따라 압출단조품에 발생되는 응력 상태를 보인 사진.

도 10 은 본 발명에 의한 후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품 제조시에 배압의 크기 변화에 따른 펀치 하중 변화를 보인 그래프.

도 11 은 본 발명에 의한 후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품 제조방법으로 제조된 압출단조품에서 치차의 치수 변화를 보인 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 . 반제품 10. 완제품

100. 안착플레이트 110. 성형부

120. 치형형성부 200. 펀치조립체

210. 펀치 300. 다이조립체

310. 다이 320. 다이수용홀

400. 배압발생수단 430. 압력전달유로

S100. 업셋팅단계 S200. 단조단계

S300. 피어싱단계 S400. 후방가압성형단계

S420. 반제품안착과정 S440. 반제품압출과정

S460. 배압형성과정 S480. 제품취출과정

본 발명은 평치차(평기어, spur gear)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉간단조 공정을 이용하여 기계 가공 수준의 치수정밀도를 만족하면서 생산성 면에서는, 일반적인 단조 공정 수준의 높은 양산성을 갖는 고정밀 평치차 제조 방법 및 장치에 관한 것이다.

물체의 소성을 이용해서 변형시켜 갖가지 모양을 만드는 가공법을 소성가공이라 한다. 이러한 소성가공은 주로 금속가공에 사용되어 발전되었으나, 최근에는 고분자 재료에도 응용되고 있다. 금속의 소성가공은 열간가공과 냉간가공으로 대별된다.

소성가공은 단조와 압출, 압연, 신선, 판금, 전조등의 방법이 있다. 단조는 고체인 금속재료를 해머등으로 두들기거나 가압하는 기계적 방법으로 일정한 모양으로 만드는 조작을 말하며, 일반적으로 재결정이 진행되는 온도를 경계로 하여 그 이상의 온도에서 단조하는 것을 열간단조라 하고, 그 보다 낮은 온도에서 단조하는 것을 냉간단조라 한다.

단조에 의한 방법은 타 공정에 비해 높은 강도를 요구하는 부품의 제조에 이용되고 있다. 높은 강도와 함께 단조 공정은 생산성면에서도 가장 뛰어난 방법이다. 그러나, 단조에 의한 방법은 기계 가공 공정으로 제조되는 부품에 비해 치수 정밀도는 다소 낮은 수준이다.

따라서, 압출형 단조에 의해 외주면 일부에 치차가 형성된 부품의 경우, 단 조 가공 이후에는 치수 정밀도를 높이기 위한 사이징(sizing)공정이 더 요구된다.

상기 사이징공정은 부품의 외면을 기계 가공하여 치수 정밀도를 높이거나, 별도의 금형에 부품을 안착한 후 프레싱하는 방법 등이 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 단조에 의해 형성된 부품의 경우 강도는 높으나 치수정밀도가 현저히 낮은 문제점이 있다.

또한, 단조된 부품의 치수 정밀도를 높이기 위해서는 별도의 사이징(sizing)공정을 추가로 실시해야 하므로, 제조 원가가 상승하게 되는 문제점이 있다.

뿐만 아니라, 사이징 공정을 실시하기 위해서는 별도의 설비가 요구되므로, 투자비가 증가하게 되어 제품 원가를 상승시키게 되는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 압출 단조시에 압출방향에 대하여 대향되는 방향으로 배압을 가함으로써, 단조 및 사이징이 동시에 수행되도록 하는 후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품의 제조방법을 제공하는 것에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품 제조방법은, S25C 소재를 가압하여 두께를 감소시키는 업셋팅단계와, 상기 업셋팅단계를 거친 소재를 단조 금형에 안착 후 가압하여 반제품을 형성하는 단조단계와, 상기 단조단계에서 개략적인 외형이 갖추어진 반제품의 내부 중앙을 가압하여 천공하는 피어싱단계와, 상기 반제품에 펀치하중 및 펀치하중 반대방향의 배압을 동시에 가하고, 상기 반제품을 압출 및 사이징(sizing)하여 반제품의 하부 외주면에 치형을 형성하는 후방가압성형단계를 포함하여 이루어지며, 상기 단조단계와 후방가압성형단계는 냉간단조가 적용됨을 특징으로 한다.

상기 후방가압성형단계는, 상기 반제품을 완제품의 외형과 대응되게 가공된 성형부에 안착하는 반제품안착과정과, 상기 성형부에 안착된 반제품에 압력을 가하여 압출하는 반제품압출과정과, 상기 반제품에 가해진 압력과 대향되는 방향으로 배압을 형성하는 배압형성과정과, 상기 반제품압출과정에 가해진 압력을 감소시키고, 배압형성과정에 가해진 배압은 유지하여 완제품을 취출하는 제품취출과정을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기 배압형성과정은, 상기 반제품의 내부 형상을 성형하기 위한 다이조립체 내부에 압력발생수단을 이용하여 압력을 가하는 과정임을 특징으로 한다.

상기 배압형성과정에서, 상기 반제품에 가해지는 배압은 0.5ton 이상 4.0ton 미만임을 특징으로 한다.

상기 제품취출과정은, 상기 반제품에 가해진 배압으로 완제품을 취출하는 과정임을 특징으로 한다.

상기 배압형성과정은, 상기 압력발생수단의 상단부가 반제품의 하단부를 간섭하여 하방향 압출 범위를 제한하는 과정임을 특징으로 한다.

상기 압력발생수단의 상단부는 상기 완제품의 하단부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기한 바와 같이 구성에 따르면, 공정수가 줄어들어 생산성이 향상되며 제조원가가 절감되는 이점이 있다.

이하 본 발명에 의한 후방가압형 냉간성형장치를 이용하여 제조된 압출단조 완제품을 록업허브(lock-up hub)를 예로 들어 구성 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 후방가압형 냉간성형장치에 의해 성형된 압출단조품의 외관 사시도이고, 도 2는 본 발명에 의한 후방가압형 냉간성형장치에서 성형이 요구되는 반제품의 외관을 보인 사시도이다.

상기 완제품(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 중앙이 상/하로 관통되고 외주면 하부에 치형(12)이 형성된 것으로, 중앙에 삽입된 회전축으로부터 회전동력을 전달받아 회전하며, 회전시 상기 치형(12)과 맞물리는 상대물의 치형을 통해 상대물에 회전동력을 제공하게 된다.

그리고, 완제품(10)은 도 2에 도시된 반제품의 외주면에 후방가압형 냉간성형장치를 이용하여 치형(12)을 형성함으로써 제조된 것이다.

즉, 상기 완제품(10)은 압출단조품으로서, 도 2와 같은 반제품(1)을 후방가압형 냉간성형장치에 안착한 후 가압하여 반제품(1)의 외주면에 치형(12)을 형성하여 제조되며, 상기 치형(12) 형성시에 완제품(10)의 치수 정밀도도 맞추기 위한 사이징(sizing)과정도 동시에 수행되어 완료된다.

이하 상기 압출단조품이 제조되는 과정을 첨부된 도 3a 내지 도 4를 참조하여 간략히 설명한다.

도 3a는 본 발명에 의한 후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품 제조 방법을 나타낸 순서도이고, 도 3b는 본 발명에 의한 후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품 제조방법에서 요부를 구성하는 후방가압성형단계를 세부적으로 나타난 순서도이며, 도 4는 본 발명에 의한 후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품 제조방법에 따른 제품의 외형 변화를 보인 종단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 상기 압출단조품은 S25C 소재를 가압하여 완제품 두께보다 얇은 두께를 가지도록 업셋팅(upsetting)하는 업셋팅단계(S100)를 실시하게 된다. 이후 상기 업셋팅단계(S100)에서 업셋팅되어 두께가 얇아지고 면적이 넓어진 소재를 단조 금형에 안착하여 가압함으로써 개략적인 외형을 형성하는 단조단계(S200)를 거치게 된다.

이후 상기 단조단계(S200)에서 개략적인 외형이 갖추어진 반제품(1)의 내부 중앙부를 하방향으로 가압하여 천공하는 피어싱단계(S300)가 진행된다.

상기 피어싱단계(S300)까지 완료된 반제품(1)은 본 발명에 의한 후방가압형 냉간성형장치에 안착하여 완제품(10)을 성형하는 후방가압성형단계(S400)가 실시된다.

상기 후방가압성형단계(S400)는 크게 반제품(1)을 전방으로 압출하여 외주면에 치형(12)을 형성되도록 하는 과정과, 압출 반대방향으로 압력을 가하여 완제품(10)의 치수 정밀도를 확보하는 과정으로 이루어진다.

이하 상기 후방가압성형단계(S400)에 사용되는 후방가압형 냉간성형장치의 구성을 첨부된 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 의한 후방가압형 냉간성형장치의 내부 구성을 보인 종단면 도이고, 도 6은 본 발명에 의한 후방가압형 냉간성형장치의 세부 구성을 보인 분해 사시도이다.

이들 도면과 같이 상기 후방가압형 냉간성형장치는 완제품(10)의 형상과 대응되게 가공된 성형부(110)가 구비되는 안착플레이트(100)와, 상기 안착플레이트(100)의 상측에서 하방향으로 유동하여 상기 완제품(10)에 하방향 압력을 가하는 펀치조립체(200)와, 상기 안착플레이트(100)의 하측에서 상방향으로 유동하여 상기 완제품(10)의 내부 형상을 규정하는 다이조립체(300)와, 상기 다이조립체(300) 일측에 상/하 방향으로 슬라이딩 가능하게 서치되어 상기 완제품(10)에 상방향 배압을 가하는 배압발생수단(400)을 포함하여 구성된다.

상기 안착플레이트(100)는 일정 두께를 가지는 판형상을 가지며, 내부 중앙은 상/하방향으로 천공 형성된다. 그리고, 천공된 중앙부에는 상기한 성형부(110)가 형성된다.

상기 성형부(110)는 반제품(1)의 일측을 간섭하여 낙하하지 않도록 함으로써 반제품(1)의 안착 위치를 안내함과 동시에 상기 반제품(1)이 완제품(10)으로 형성되어질 수 있도록 하는 것으로, 상기 완제품(10)의 외형과 대응되는 외형을 가진다.

그리고, 상기 성형부(110)의 하부에는 상기 완제품(10)의 외주면 하부에 형성되어질 치형과 대응되는 형상의 치형형성부(120)가 요철 모양을 가지고 방사상으로 형성된다.

따라서, 상기 안착플레이트(100)는 도 5에 도시된 바와 같이 완제품(10)의 형성이 가능하게 된다.

상기 안착플레이트(100) 상측에는 펀치조립체(200)가 구비된다. 상기 펀치조립체(200)는 프레스장치(미도시)에서 상/하로 직선 왕복운동하는 슬라이더에 결합되어 움직이게 되며, 상기 펀치조립체(200)의 중앙에는 내부를 관통하여 하부가 하방향으로 돌출된 펀치(210)가 구비된다.

상기 펀치(210)는 성형부(110) 내부 모양과 대응되는 외형을 가지며 상기 반제품(1)에 하방향 압력을 가해 성형부(110) 내부에서 압출될 수 있도록 하는 것으로, 보다 상세하게는 상기 펀치(210)는 반제품(1)을 하방향으로 가압하여 치형을 형성하기 위한 구성이다.

즉, 상기 펀치(210)가 하방향으로 움직일 때 펀치(210)의 하면은 상기 반제품(1)의 상면과 접촉하여 하바향 힘을 가하게 되며, 이러한 힘에 의해 상기 반제품(1)은 성형부(110) 내부에 갇혀진 상태로 하방향으로 일부 유동하게 되어 압출된다.

그리고, 상기 반제품(1)의 내부에는 아래에서 설명하게 될 다이(310)가 삽입된 상태를 유지하게 되므로 상기 펀치(210)가 반제품(1)에 하방향 힘을 가하게 되더라도 상기 반제품(1)은 펀치(210)의 진행 방향에 대하여 역방향으로는 압출되지 않게 된다.

상기 안착플레이트(100)의 하측에는 다이조립체(300)가 구비된다. 상기 다이조립체(300)는 완제품(10)의 내부를 성형하기 위한 것으로, 상기 다이조립체(300)의 중앙에는 상/하로 길게 다이(310)가 설치된다.

상기 다이(310)는 상부가 완제품(10)의 내부와 대응되는 크기 및 형상을 가지도록 구성되며, 상기 성형부(110)에 반제품(1)이 안착된 상태에서 상기 펀치조립체(200)가 하방향으로 이동할 때 상기 다이조립체(300)가 상방향으로 이동하게 됨으로써 상기 반제품(1) 내부에 삽입되어 완제품(10)의 내부와 대응되는 형상을 가지도록 확장 및 성형하게 된다.

따라서, 상기 다이조립체(300)의 중앙에는 상/하방향으로 천공되어 상기 다이(310)가 수용되도록 다이수용홀(320)이 구비된다.

그리고, 상기 다이(310)는 안착플레이트(100)와 다이조립체(300)가 면접촉시 상단부가 성형부(110)보다 상측에 위치하도록 구성된다. 따라서, 상기 안착플레이트(100)와 다이조립체(300)가 도 5와 같은 상태에서 상기 다이(310)의 상부 외주면은 상기 성형부(110)에 안착된 반제품(1)의 내부에 삽입되어 확장 성형이 가능하게 된다.

한편, 상기 다이조립체(300) 중앙부 즉 상기 다이수용홀(320) 내부에는 배압발생수단(400)이 구비된다. 상기 배압발생수단(400)은 다이(310)의 외면을 따라 다이(310)의 길이 방향으로 슬라이딩하도록 구성된 것으로, 상기 다이(310)의 외경과 대응되는 내경을 가지고 다이(310)보다 짧은 길이를 가지며, 상/하부 외경은 상기 성형 부 및 다이수용홀(320)과 대응되게 형성된다.

보다 상세하게는 상기 다이(310)의 상부 외경은 성형부(110)의 하단부 즉 안착플레이트(100)의 개구된 하부 내경과 대응되고, 상기 다이(310)의 하부 외경은 상기 다이수용홀(320)의 상부 내경과 대응된다.

따라서, 상기 배압발생수단(400)은 내부에 다이(310)를 수용한 상태로 다이수용홀(320)을 따라 상/하로 안내되어 움직일 수 있게 되며, 상부는 안착플레이트(100)의 하측에서 상방향으로 삽입되어 상기 다이(310)와 함게 안착플레이트(100)의 개구된 하부를 차폐하게 된다.

그리고, 상기 배압발생수단(400)의 상면은 완제품(10)의 하면과 대응되는 형상을 가진다. 따라서, 상기 배압발생수단(400)이 상방향으로 올려져 반제품(1)의 하면에 압력을 가하게 되면, 상기 냉간성형장치를 이용한 반제품(1)의 압출 성형시 완성되어질 완제품(10)의 하면 형상을 구현할 수 있게 된다.

상기 배압발생수단(400)의 하측에는 압력전달유로(430)가 구비된다. 상기 압력전달유로(430)는 배압발생수단(400)의 하면에 상방향으로 기압 또는 유압 등이 전달되어질 수 있도록 형성된 것으로, 상기 다이조립체(300)의 하부에 형성되며 상기 다이수용홀(320)과 연통된다.

그리고, 상기 압력전달유로(430)에는 도시되진 않았지만 압력발생장치가 연통되게 연결된다. 상기 압력발생장치는 압력전달유로(430)에 압력이 가해지도록 하는 장치로서 펌프 등이 적용 가능하다.

따라서, 상기 압력발생장치가 작동하여 압력전달유로(430)에 압력을 가하게 되면, 이러한 압력은 상기 배압발생수단(400)의 하면에 상방향 힘을 가하게 되어 상기 배압발생수단(400)을 상방향으로 밀어올리게 된다.

이런 결과로 상기 배압발생수단(400)은 반제품(1)의 하면에 압력을 가할 수 있게 되며, 상기 배압발생수단(400)의 상면은 완제품(10)의 하면을 형성할 수 있게 된다.

이하 상기와 같이 구성되는 냉간성형장치를 이용하여 반제품(1)을 후방가압성형단계(S400)를 구체적으로 살펴본다.

상기 후방가압성형단계(S400)는, 안착플레이트(100) 내부에 반제품(1)을 안착하는 반제품안착과정(S420)과, 상기 안착플레이트(100) 내부에 안착된 반제품(1)에 압력을 가하여 압출하는 반제품압출과정(S440)과, 상기 반제품(1)의 하면에 상방향 압력을 가해 배압을 형성하는 배압형성과정(S460)과, 상기 반제품압출과정(S440)에 가해진 압력을 감소시켜 완제품(10)을 취출하는 제품취출과정(S480)을 포함하여 구성된다.

상기 반제품안착과정(S420)은 안착플레이트(100) 내부에 형성된 성형부(110)에 반제품(1)을 삽입하여 안착하는 과정이다. 상기 반제품안착과정(S420)에 따라 반제품(1)이 안착되면 상기 펀치조립체(200)와 다이조립체(300)를 안착플레이트(100)가 위치한 방향으로 이동시켜 반제품압출과정(S440)을 실시하게 된다.

상기 반제품압출과정(S440)에서 상기 다이(310)는 반제품(1)에 피어싱단계(S300)에서 형성된 내부에 삽입되어 내부를 성형하게 되며, 상기 펀치(210)는 반제품(1)의 상면을 하방향으로 가압하여 반제품(1)을 하방향으로 압출하게 된다.

이런 과정에서 상기 반제품(1)의 하부는 치형형성부(120)에 채워져 치형이 형성된다.

이후 상기 압력전달유로(430)에 압력발생장치를 연결하고 압력발생장치를 가동하여 압력전달유로(430)에 압력을 가함으로써 상기 배압발생수단(400)에 배압을 형성하는 배압형성과정(S460)이 실시된다.

상기 배압형성과정(S460)에서 배압발생수단(400)은 다이(310)와 다이수용홀(320) 사이에 위치하여 다이(310)를 따라 상방향으로 슬라이딩 이동하게 되며, 상기 배압발생수단(400)의 상단부는 상기 치형형성부(120)의 하단부와 동일한 면상에 위치하게 된다.

따라서, 상기 배압발생수단(400)의 상단부는 완제품(10)의 하면을 형성하게 되며, 상기 록업허버의 하방향 압출 길이를 제한할 수 있게 된다.

이때, 상기 압력발생장치에 의해 배압발생수단(400)에 가해지는 배압은 0.5ton 이상 4.0ton 미만이 바람직하다.

즉, 도 8에 도시된 실험 결과와 같이 상기 배압발생수단(400)에 가해지는 배압이 4ton 이상이 되면, 상기 반제품(1)에 너무 큰 압력이 전달되어 압출되지 않게 되므로 치형이 미형성되는 문제점이 발생되기 때문이다.

그리고, 도 9의 실험 사진과 같이 상기 배압발생수단(400)에 가해지는 배압이 0.5ton, 1.55ton, 2.0ton 일 때 반제품(1)에 발생되는 유효응력은 0.555, 0.673, 0.386 으로 반제품(1)에 발생되는 응력 크기의 분포가 고른 것을 알 수 있다.

즉, 상기 반제품(1)의 국소부위에 응력이 집중되지 않고 전체적으로 고르게 작용하고 있을 알 수 있으며, 상기 안착플레이트(100)에는 무리한 힘이 가해지지 않음을 알 수 있는 것이다.

또한, 도 10에 도시된 바와 같이 배압을 가하지 않고 직접 압출하는 경우에 최대펀치하중은 50,000N이며 압출 길이는 3.3mm까지 가능하지만, 배압을 가한 상태에서 압출하는 경우에는, 배압의 크기에 따라 반제품(1)의 성형을 위해 요구되는 최대펀치하중은 50,700N 내지 57,200N 이며, 압출길이는 7mm 이상으로 늘어나는 것을 알 수 있다.

이러한 실험 결과는 반제품(1)에 배압을 가한 경우가 그렇지 않은 경우보다 성형성이 좋아지는 것을 증명하는 것이며, 펀치(210)를 통해 반제품(1)의 상면에 가해지는 하방향 하중도 배압을 가하지 않은 경우보다 감소한 것을 알 수 있다.

상기와 같은 실험 결과 범위 내에서 상기 배압형성과정(S460)이 완료되면, 상기 펀치(210)에 가한 하중을 제거하여 제품취출과정(S480)을 진행하게 된다. 즉, 상기 펀치(210)를 상방향으로 이동시켜 반제품(1)에 가한 하중을 제거하고, 상기 배압발생수단(400)에 가해진 배압을 제거하지 않고 유지하게 되면, 상기 배압발생수단(400)은 완제품(10)을 상방향으로 강제하여 안착플레이트(100) 상측으로 밀어내게 됨으로써 취출 가능하게 된다.

상기와 같은 과정에 따라 제조된(별도의 사이징 공정을 거치지 않은 완제품(10)) 완제품(10)의 치수정밀도를 확인하기 위해 도 11에는 치차의 치수를 측정한 데이터가 도시되어 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 4개의 치차 측면에 대하여 접촉식 3차원 측정기 사용하여 치수를 측정한 결과, 하단에서 상방향으로 갈수록 미세한 기울기가 발생되었으나, 치수의 편차는 0.067mm로 치수 정밀도가 별도의 사이징 공정을 통해 얻어진 완제품(10)의 편차보다 우수하였다.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

예를 들어, 본 발명의 실시예에서는 배압발생수단(400)이 반제품(1)에 상방향으로 배압을 가하도록 구성하였으나, 반제품(1)의 압출 방향과 반대되는 범위내에서 다양하게 실시 가능함은 물론이다.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면, 압출 단조시에 압출방향에 대하여 대향되는 방향으로 배압을 가하도록 배압발생수단이 구비된다.

따라서, 치수정밀도를 높이기 위한 사이징(sizing)공정을 거치지 않고 치수 정밀도를 높일 수 있게 되므로 생산성이 향상되는 이점이 있다.

또한, 공정수가 감소하게 되므로 록업허브의 제조원가가 절감되는 이점이 있다.

뿐만 아니라, 배압형성에 따라 반제품에 발생되는 응력이 전체적으로 고르게 분포하게 되므로 록업허브 내부의 균열이 미연에 방지되어 제품 품질이 향상되는 이점이 있다.

Claims (7)

1. S25C 소재를 가압하여 두께를 감소시키는 업셋팅단계와,

   상기 업셋팅단계를 거친 소재를 단조 금형에 안착 후 가압하여 반제품을 형성하는 단조단계와,

   상기 단조단계에서 개략적인 외형이 갖추어진 반제품의 내부 중앙을 가압하여 천공하는 피어싱단계와,

   상기 반제품에 펀치하중 및 펀치하중 반대방향의 배압을 동시에 가하고, 상기 반제품을 압출 및 사이징(sizing)하여 반제품의 하부 외주면에 치형을 형성하는 후방가압성형단계를 포함하여 이루어지며,

   상기 단조단계와 후방가압성형단계는 냉간단조가 적용됨을 특징으로 하는 후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 후방가압성형단계는,

   상기 반제품을 완제품의 외형과 대응되게 가공된 성형부에 안착하는 반제품안착과정과,

   상기 성형부에 안착된 반제품에 압력을 가하여 압출하는 반제품압출과정과,

   상기 반제품에 가해진 압력과 대향되는 방향으로 배압을 형성하는 배압형성과정과,

   상기 반제품압출과정에 가해진 압력을 감소시키고, 배압형성과정에 가해진 배압은 유지하여 완제품을 취출하는 제품취출과정을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 배압형성과정은,

   상기 반제품의 내부 형상을 성형하기 위한 다이조립체 내부에 압력발생수단을 이용하여 압력을 가하는 과정임을 특징으로 하는 후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품 제조방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 배압형성과정에서,

   상기 반제품에 가해지는 배압은 0.5ton 이상 4.0ton 미만임을 특징으로 하는 후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제품취출과정은,

   상기 반제품에 가해진 배압으로 완제품을 취출하는 과정임을 특징으로 하는 후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품 제조방법.
6. 제 3 항에 있어서, 상기 배압형성과정은, 상기 압력발생수단의 상단부가 반제품의 하단부를 간섭하여 하방향 압출 범위를 제한하는 과정임을 특징으로 하는 후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품 제조방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 압력발생수단의 상단부는 상기 완제품의 하단부를 형성하는 것을 특징으로 하는 후방가압형 냉간성형장치를 이용한 압출단조품 제조방법.

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