KR100530936B1 - 허브를 갖는 부재, 및 그 부재의 비절삭 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부품, 특히 기어 박스의 부품의 비절삭 제조 방법에 관한 것이다. 상기 부품은 허브(15)를 포함한다. 상기 허브(15)에는 계단식 홀(17)이 제공되고 프레싱 공정에서 냉간 변형(cold deformation)에 의해 제조된다. 둥근 금속 블랭크의 평면에 관해 실질적으로 반경방향으로 연장하는 허브(15)는 적어도 하나의 회전식 프레싱 실린더(11)를 사용하여 회전하는 둥근 금속 블랭크(1)로부터 제조된다. 본 발명은 압력 실린더(11)가 적어도 주기적으로 그리고 섹션으로 둥근 금속 블랭크(1) 내로 전진하며, 외측 위치로부터 내측 위치로 반경방향으로 삽입되는 것을 특징으로 한다. 계단식 홀(17)을 형성하고 허브(15)로부터 실질적으로 내측으로 연장하는 웨브 재료(15)는 허브(15)의 내측 원주부 상에 구현되며, 허브(15)가 변형될 때, 부착부(7)의 적어도 일 섹션이 둥근 금속 블랭크(1)로부터 소정의 거리에서 정렬되는 것을 특징으로 한다. 허브(15)가 형성될 때, 둥근 금속 블랭크로부터의 재료는 둥근 금속 블랭크(1)와 부착부(7)의 섹션 사이의 영역으로 흐른다.

Description

허브를 갖는 부재, 및 그 부재의 비절삭 제조 방법 {COMPONENT WITH A HUB, AND NON-CUTTING PRODUCTION METHOD THEREFOR}

본 발명은 허브를 갖는 부품, 특히 기어 부품의 비절삭 제조 방법 및 상기 방법에 따라 제조된 허브에 관한 것이며, 여기서 관통 홀을 갖는 회전식 둥근 금속 블랭크가 사용되며 상기 둥근 금속 블랭크와 결합하여 외측으로부터 내측으로 반경방향으로 적어도 단속적으로 또는 일시적으로 이동하는 적어도 하나의 회전식 압력 롤러에 의해 둥근 금속 블랭크의 평면에 실질적으로 반경방향으로 연장하는 허브를 형성하는 압축법에 따른 냉간 성형으로 인해 계단식 홀이 상기 허브에 형성된다.

압축 공정을 사용하여 허브를 제조하는 방법은 WO 94/20235호에 공지되었다. 이러한 방법은 독일 특허 제 44 44 526호 보다 더 개선되며, 상기 독일특허의 개시 내용에 따르면 시이트 플레이트의 외측 원주부 에지는 둥근 금속 블랭크의 원주부 에지에 대해 놓인 엔드 라이닝을 제공하기 위해 압축 공정 중에 지지된다.

또한, 풀리 허브용으로 설계된 계단식 홀, 소위 '블라인드 홀'을 형성하는 방법은 미국 특허 제 5,951,422호 및 이의 패밀리 특허에도 공지되어 있는데, 이들에 따르면 계단식 패치 블록이 관통 홀을 통과하며, 엔드 라이닝 내에 유지된 둥근 금속 블랭크의 외측 원주부에서, 둥근 금속 블랭크 상에 놓인 패치 블록의 에지/링 표면과 둥근 금속 블랭크의 관통 홀을 통과하는 패치 블록의 일부분은 둥근 금속 블랭크와 일치하는 내측 직경을 가진다. 이와 같이, 허브의 제공으로 허브에 내측 웨브를 남기며, 다양한 응용에서 설계에 요구되고 또는 내측 형상의 에지에 특정의 형상을 제공하도록 기계 가공될 수 있는 계단식 홀을 형성한다. 압축 후 허브의 계단식 홀의 구조는 오스포밍(ausforming) 전의 이러한 영역 내에 있는 둥근 금속 블랭크의 두께와 항상 일치한다.

도 1a 및 도 1b는 허브를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법의 제 1 실시예를 도시하며,

도 2a 및 도 2b는 허브를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법의 제 2 실시예를 도시하며,

도 3은 이용 가능한 기술에 따라 허브를 제조하기 위한 방법의 실시예를 도시한다.

이용가능한 기술의 견지에서, 본 발명의 목적은 이용가능한 종래 기술로부터 탈피할 수 있는 둥근 금속 블랭크의 초기 두께와 상이한 계단식 홀 구조를 갖는 허브의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 목적은 청구항 1의 특징부에 의해 달성된다. 허브의 오스포밍 중에 패치 블록의 적어도 일부분이 둥근 금속 블랭크로부터 소정의 거리에 제공되고 허브의 형성 중에 둥근 금속 블랭크의 재료가 둥근 금속 블랭크와 패치 블록 사이의 간극 내로 흐름으로써 계단식 홀을 형성하도록 허브로부터 실질적으로 내측으로 연장하는 웨브 재료가 허브의 내측 원주부에 형성된다.

본 발명은 형성되는 계단식 홀의 영역 내로 재료가 흐르는 것을 방지하기 위해 오스포밍 전에 패치 블록이 둥근 블랭크 직상에 놓인다는 점에서 미국 특허 제 5,951,422호와 상이하다. 본원은 패치 블록을 둥근 블랭크에 위치시키지 않고 재료가 허브의 내측 직경 영역 내로 균일하게 흐르도록 정렬시키는 점에서 상기 특허의 개시내용과 상대되며, 본원은 계단식 홀 영역 내에서 허브에 대한 가변 구조, 계단식 홀의 영역 내에서 패치 블록의 형상과 일치하는 가변 구조를 제공할 수 있다.

그러므로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 패치 블록 및/또는 핀은 둥근 금속 블랭크의 초기 두께와 비교하여 허브를 형성할 때 웨브의 영역이 확대되도록, 관통 홀을 벗어난 지점에서 관통 홀 영역 보다 확대된 직경을 갖는데, 이는 미국 특허 제 5,951,422호에서는 가능하지 않다.

본 발명의 또다른 실시예에 따라, 패치 블록 및/또는 핀은 허브를 형성할 때 재료가 둥근 금속 블랭크의 내측 직경으로부터 내측으로 흐르고 허브의 웨브의 직경 및/또는 높이가 둥근 금속 블랭크의 초기 두께와 비교하여 감소되도록, 관통 홀 내에 제공되는 관통 홀의 직경 보다 작은 하나 이상의 직경을 가진다. 계단식 단차 영역을 구비한 패치 블록이 관통되는 대응하는 커다란 관통 홀에 둥근 금속 블랭크가 끼워지면, 놀랍게도 둥근 금속 블랭크의 초기 재료의 두께에 비교하여 보다 얇고, 그리고 직경과 비교하여 보다 작은 웨브를 형성할 수 있다. 이는 미국 특허 제 5,951,422호의 개시 내용으로는 불가능하다.

미국 특허 제 5,591,422호에 개시된 기술과 관련하여, 허브의 제조 중에 둥근 금속 블랭크와 상기 금속 블랭크로부터 소정의 거리에 배치된 패치 블록 사이의 영역 내에서 금속이 거의 자동적으로 흐르기 때문에, 허브를 다소 복잡하게 제조함이 없이 둥근 금속 블랭크의 형태로부터 허브를 형성할 때 실시예가 상당히 증가될 수 있다.

내측 원주부에 형성되는 웨브는 본 발명을 이용하여 계단식 홀의 영역 내에서 소정의 형태를 취할 수 있다. 패치 블록이 원뿔 형상(적어도 관통 홀의 관통하는 부분의 영역 내에서)이라면 웨브는 상기 영역 내에서 원뿔 형상을 취한다. 유사하게, 다른 형상, 예를 들어 다양한 곡선 또는 상이한 형태의 그라데이션(gradation)이 내측 원주부의 영역에 형성될 수 있다.

청구 범위의 나머지 특징은 본 발명의 다른 장점을 개시할 것이다.

본 발명은 첨부 도면 및 다양한 실시예를 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다.

도 1 내지 도 3은 공구(3)의 외측 원주부에 의해 유지되는 둥근 금속 블랭크(1, 시이트 플레이트)를 도시하며, 상기 둥근 금속 블랭크의 관통 홀(5)은 원추형 센터링 핀(8)을 갖는 계단식 패치 블록(7)에 의해 관통되어 있다. 그라데이션(9)은 둥근 시이트 금속 블랭크로부터 소정의 거리에 형성되기 때문에, 허브(15)는 둥근 금속 블랭크로부터 시작하여 외측으로부터 내측으로의 반경방향 연장을 제한하기 위한 쇼울더(13)를 갖는 회전식 압력 롤러(11)의 이동 중에 압축될 뿐만 아니라 재료는 계단식 홀(17)을 제공하기 위해 패치 블록(7)과 둥근 금속 블랭크(1) 사이에서 압축되며 웨브(S₁)의 높이는 둥근 금속 블랭크의 초기 두께(B) 보다 더 크다. 계단식 홀(17)은 둥근 금속 블랭크(1) 재료를 사용하여 형성되는데, 상기 재료는 바람직하게 둥근 금속 블랭크(1)로부터 계단식 홀의 영역 내로 이동되거나 압축된다.

반대로, 도 2는 둥근 금속 블랭크(1)의 두께(B) 보다 작은 웨브 높이(S₂)를 도시하지만 계단식 홀(17)의 직경은 둥근 금속 블랭크(1)의 관통 홀의 직경 보다 작다. 이러한 실시예에서, 둥근 블랭크(1)는 공구(3)의 외경에 고정되고 관통 홀 내에 그라데이션(9)이 제공되어 있다. 이러한 그라데이션(9)은 둥근 금속의 초기 직경에 비해 감소된 직경 및 계단식 홀(17) 내의 감소된 웨브 높이를 갖는 정지 에지 또는 계단식 홀(17)을 가공할 수 있다.

참조 부호

둥근 금속 블랭크 1

공구 3

관통 홀 5

패치 블록 7

센터링 핀 8

그라데이션 9

압력 롤러 11

쇼울더 13

허브 15

계단식 홀 17

웨브 높이 S₁, S₂

둥근 금속 블랭크의 두께 B

Claims (9)

1. 압축 방법에 따른 냉간 성형에 의해 계단식 홀을 갖는 허브를 구비한 부품 특히, 기어 부품의 비절삭 제조 방법으로서,

   (a) 관통 홀을 구비한 회전식 둥근 금속 블랭크를 사용하여, 외측으로부터 내측으로 반경방향으로 진행하는 하나 이상의 회전식 압축 롤러에 의해 상기 둥근 금속 블랭크의 평면에 대해 실질적으로 반경방향으로 연장하는 허브를 형성하며,

   (b) 상기 허브의 오스포밍 중에 패치 블록의 적어도 일부분이 상기 둥근 금속 블랭크로부터 소정의 거리에 제공되고 상기 둥근 금속 블랭크의 재료가 상기 둥근 금속 블랭크와 상기 허브를 형성할 때의 패치 블록의 섹션 사이의 영역으로 흐름으로써 상기 허브의 내측 원주부에서 상기 허브로부터 실질적으로 내측으로 연장하는 계단식 홀을 형성하는 웨브 재료를 형성하는,

   부품의 비절삭 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   두 개 이상의 상이한 직경을 갖는 계단식 단차를 구비한 패치 블록이 사용되는 것을 특징으로 하는,

   부품의 비절삭 제조 방법.
3. 제 2 항에 있어서,

   계단식 패치 블록이 사용되는 것을 특징으로 하는,

   부품의 비절삭 제조 방법.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 패치 블록이 적어도 부분적으로 원뿔형 및/또는 곡선형을 갖는 외측 형상을 갖는 것을 특징으로 하는,

   부품의 비절삭 제조 방법.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   별도로 형성된 핀 또는 상기 패치 블록이 상기 둥근 금속 블랭크의 관통 홀을 관통하는 것을 특징으로 하는,

   부품의 비절삭 제조 방법.
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 패치 블록 및/또는 핀은 상기 둥근 금속 블랭크의 초기 두께에 대하여 상기 허브를 형성할 때 상기 웨브의 영역이 확대되도록, 상기 관통 홀 외측에서 상기 관통 홀 영역 보다 넓은 직경을 갖는 것을 특징으로 하는,

   부품의 비절삭 제조 방법.
7. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 패치 블록 및/또는 핀은 상기 허브의 제조 중에 재료가 상기 둥근 금속 블랭크의 내측 직경으로부터 내측으로 흐르고 상기 허브의 웨브의 직경 및/또는 높이가 상기 둥근 금속 블랭크의 초기 두께에 대하여 감소되도록, 상기 관통 홀의 직경 보다 작은 직경으로 상기 관통 홀 영역 내에 끼워지는 것을 특징으로 하는,

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