KR0139293B1 - 비결정질 강판의 적층체 전단-절단 장치 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

비 결정질 강판의 적층제 전단 - 절던 장치

제1도는 비결정질 강판의 적층체 전단-절단하는데 사용되는 절단 장치의 칼날의 제2도의 1-1 선을 따라 취한 단면도.

제2도는 제1도의 2-2 선을 따라 취한 제1도의 하나의 칼날의 측면도.

제3(a)~3(c)도는 상부 칼날과 기준면 사이의 각도를 나타낸 도면으로서 제3(a)도는 양(+)의 상태, 제 3(b)도는 음(-)의 상태, 제 3(c)도는 중립(0) 상태를 나타낸 도면.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 적층제11 : 비결정질 강판

12 : 상부 칼날14 : 하부 칼날

16 : 상부 블럭17, 22 : 노치

20 : 하부 블럭32 : 상부 칼날 표면

34 : 코너38 : 하부 칼날 표면

42 : 절단면50 : 기준면

60 : 전단각

본 발명은 비결정질 강(Amorphous Steel)의 얇은 시트(Sheet)의 적층체를 전단-절단하는 장치에 관한 것이다.

발명의 배경

비 경정질 강은 매우 단단한 재료이므로 이를 전단-절단할 때 칼날의 과다한 마모로 인해, 상당한 문제를 야기하고 있다. 이런 문제를 극복하기 위한 한 방도로서, 절단하기 전 가열에 의해 비결정질 강을 연화시켜 왔다. 오스트레일리아 특허 제 567, 987 호는 이런 방도의 예를 설명하고 있다. 이밖에 대두된 또다른 기술은 스트립(Strip)을 국부 가열하고 인장 분리력을 적용시킨 후 칼날을 사용하지 않는 것이다. 미합중국 특허 제 4,670, 636호에서 터브외 몇명이 이 기술의 예를 설명하고 있다. 이런 기술들은 실행 가능하나 이들은 비용이 비교적 많이 들며 가열 및 다른 특별한 절차와 장비를 요한다는 면에서 적용에 어려움이 있다. 칼날 마모 문제를 해결하는 가장 실질적이고 간단한 시도는 보다 큰 내마모성을 가지는 개선된 형태의 칼날을 제공하는 것이다.

목적

따라서, 본 발명의 목적은 비 결정질 강을 전단-절단할 때, 실질적으로 내마모성을 개선하고 작업 수명을 연장시키는 특별한 형상을 갖는 두개의 절단 칼날을 귀하는 장치를 제공하는 것이다.

개요

본 발명의 실행에 있어서의 한가지 형태는 적층의 횡단 방향으로 연장되는 절단면을 따라 얇은 비 결정질 강 시트 적층체를 전단-절단하는 장치를 제공하는 것이다. 이 장치는 측면중 하나에서 적층체와 결합하기 위한 제1표면 또는 공작물 결합면과 이 공작물 결합면에 횡단 연장되며 절단면에 평형한 제2표면을 각각 가지는 두개의 칼날을 가지고 있다. 각 칼날에 있어서 이들 두 표면은 코너에서 교차된다. 칼날들이 절단 작업의 출발점에 위치하게 되면 이들 코너는 적층체의 양측과 이에 직각인 절단면의 양측에 위치하게 된다. 절단 작업 동안 칼날 중 하나가 움직이므로 그것의 코너는 절단면에 평행 방향으로 다른 칼날의 코너를 향해 움직이고, 그리하여 코너들이 절단면을 따라 적층체를 전단-절단하게 된다. 상기 하나의 칼날의 공작물 결합면은 상기 한 칼날의 코너를 통해 연장되며 절단면 및 그 칼날의 운동 방향에 수직인 기준면에 대해 예정된 경사각으로 배치되어 있다. 다른 칼날의 공작물 결합면도 역시 그것의 코너를 통해 연장되는 대응 기준면에 대해 예정된 경사각으로 배치되어 있다. 이들 경사각의 합은 5도 내지 35도의 음의 값을 갖는다.

실시예의 상세한 설명

제1도를 참조하면, 두 칼날(12, 14)을 포함하는 장치에 의해 전단-절단되어질 비 결정질 강판(11)의 적층체(10)가 도시되어 있다. 각 칼날들은 초경 텅스텐 카바이드(Cemented Tungsten Carbide)와 같은 종래의 경질 절삭 재료로 되어 있다. 상부 칼날(12)은 칼날(12)이 블럭에 적당히 납땜되거나 고정되는 노치(17)를 포함하는 강 블럭(16; Steel Block)에 의해 지지된다. 하부 칼날(14)은 칼날(14)이 적당히 납땜되거나 부착되는 노치(22)를 포함하는 강 블럭(16)과 유사한 강블럭(20)에 의해 지지된다. 도시한 실시예에서 하부 블럭(20)은 고정식이고 상부 블럭(16)은 수직으로 이동가능하지만 본 발명은 보다 더 넓은 관점에서 이에 제한되는 것은 아니며, 예를들어 블럭을 모두 움직일 수 있게 하거나 혹은 상부 블럭 대신 하부 블럭을 움직이게 할 수도 있다.

상부 칼날(12)은 서로 횡단 배치되고 코너(34)에서 교차하는 두 표면(30, 32)을 가진다. 마찬가지로 하부 칼날(14)은 서로 횡단 배치되고 코너(40)에서 교차하는 두 표면(36, 38)을 가진다.

적층제(10)의 절단은 적층제(10)의 횡단 방향으로 연장되는 수직 연장 절단면(42)을 따라 이루어진다. 칼날의 코너(34, 40)는 상기 절단면(42) 양측에 나란하게 위치한다. 칼날 표면(32, 38)도 절단면(42) 양측에 평형하게 위치한다. 칼날 표면(32,38)은 가능한한 절단면(42)에 가깝게 위치한다.

절단 작업 초기에는 칼날(12, 14)은 제1도에 도시한 것처럼 적층체(10)의 양측에 위치한다. 절단은 상부 칼날을 하향 이동시킴으로써 이루어지므로 코너(34)는 절단면에 평행한 방향으로 코너(40)쪽으로 하향 이동한다. 이런 이동은 우선 적층체를하향 이동시켜 하부 칼날이 표면(36)에 결합시키며, 그후 적층체 상부 표면이 상부 칼날의 하부 표면(30)에 의해 결합될 때까지 적층체(10)를 약간 하향으로 굽혀지게 되며, 그후 상부 코너(34)는 적층체를 통하여 하양 이동하고 하부 코너(40)를 통과하는 하향 운동중에 절단면(42)을 따라 적층체를 전단 절단하게 한다.

상부 칼날(12)의 공작물 결합면(30)은 코너(34)상의 한점을 통하여 연장되며 절단면(42)에 수직이고 상부 칼날(12)의 운동 방향에 수직인 기준면(50)에 대해 음의 경사각α를 가지고 배치된다. 도시한 실시예에서 상기 기준면(50)은 수평면이다.

마찬가지로, 하부 칼날(14)의 공작물 결합면(36)은 코너(40)의 한점을 통하여 연장되며 절단면(42) 및 상부 칼날(12)의 이동 방향에 대해 수직인 기준면(52)에 대해 음의 경사각 α을 가지고 배치된다. 도시된 실시예에서는 이 기준면(52)은 수평면이다.

공작물 결합면이 상기 기준면(50)내에 위치되었을 때보다 칼날의 작업 에지에서의 코너가 덜 날카롭게 되도록 공작물 결합면(예를들면 30)이 경사지면 전단 절단 칼날의 경사각은 음인 것으로 여겨진다.

본 발명의 한실시예에서는 15도의 음의 경사각이 칼날(12, 14)에 각각 사용된다. 상술한 경사각은 더욱 상세히 후술된다.

제1도, 제2도 및 제3(a)~3(c)도의 실시예에서 상부 칼날(12)에는 전단각이 제공되어 있는데, 본 발명의 도시된 형태에서는 이 각이 약 2도로 되어 있다. 이 전단각은 제2도에 각(60)으로 표시되어 있다. 절단면(42)에서 보아 이 전단각은 칼날의 코너가 기준면(50)과 일치한다. 실질적으로 이 전단각을 0보다 더 크게 함으로써, 칼날 코너(34)는 칼날의 길이를 따라 공작물을 점차적으로 파고들 수 있다. 도시된 실시예에서 하부 칼날은 전단가이 0도 이거나 전단각이 거의 없다.

칼날의 표면(28, 32) 사이의 간극은 가능한한 적게 유지되고 전단 기계의 장시간 동작중에 거의 일정한 값을 유지하는 것이 중요하다. 이런 목적으로, 칼날 지지 프레임과 칼날 지지 블럭(16, 20)은 가능한한 견고해야 한다.

상술한 바와같이 칼날(12, 14)에 음의 경사각을 부여햐면 칼날의 수명이 상당히 증가된다. 이것은 다음 실험의 결과로부터 분명해질 것이다. 모든 실험은 비결정질 강 스트립으로 된 실질적으로 동일한 적층체상에서 수행되며 각 적층체는 얼라이드 시그날 코포레이션의 메트글래서(Allied-Signal Corporation's Metglas)2605-S2 비 결정질 강 스트립을 10개 포함하며 각 스트립은 넓이가 8.382㎝(3.3 인치), 두께 0.00254㎝(0.001 인치)로 되어 있다. 제1도 및 2도에서 도시된 것처럼 포개어지고 정렬된 스트립이 효과적으로 계속해서 길게 늘어서서 적층체를 형성한다. 포개어지고 정렬된 스트립들은 제1도의 평면(42)에 따라 전단-절단되고, 그후 포개진 스트립들은 그들의 길이를 따라 예정한 거리만큼 진행되어 대응 절단면(42)을 따라 절단된다. 이런 동작은 검사에 의해 결정된 절단의 질이 수용 불가능한 수치로 되어 칼날 파괴를 표시하게 되기까지 계속 반복된다. 각 절단 동작은 상부의 칼날이 전체 적층체 두께를 통과하도록 한번 하강 행정하고 칼날이 다음 절단 동작 준비위치인 제1도의 위치로 복귀됨으로써 수행된다.

일련의 실험에서 상기에 도시하고 설명한 바에 대응하는 즉, 각각 15도의 음의 경사각을 갖는 칼날(12, 14)이 절단 작업에 사용되었다. 이들 칼날은 칼날이 파괴가 일어나기 전까지 육만(60,000)회 절단을 할 수 있었다.

표준 칼날(즉 경사각이 0도인 것을 제외하고는 설명된 칼날과 동일한 칼날)을 사용하는 것을 제외하고는 똑같은 전단-절단 기계를 사용하는 다른 일련의 시험에서 칼날은 칼날이 파괴되기 시작하기 전까지 겨우 10,000 회 절단을 할 수 있었다. 이 두 일련의 실험에서, 칼날들은 똑같은 재료로 만들어졌고(상부 칼날은 6퍼센트의 코발트를 포함하는 매우 미세한 입자 초경 텅스텐 카바이드인 카발로이등급 895(Carbaloy Grade 895)이고, 하부 칼날은 6 퍼센트의 코발트를 포함하는 초경 텅스텐 카바이드 카발로이 등급 883 이었음), 그리고 상부 칼날에는 2도의 전단각(60)이 존재한다(표준 또는 경사각이 0도인 경우, 상술한 칼날과 상부 칼날의 표면(30, 32)은 직각 코너에서 교차되며, 하부 칼날의 표면(36,38)도 직각 코너에서 교차된다.)

이 실험 결과를 고려하면 칼날 수명을 크게 연장하는 것을 비결정질 강스트립의 적층체들을 절단하는데 사용된 전단 칼날에 음의 경사각을 사용함으로써 얻을수도 있다.

본 발명의 한 실시예에서 비록 양 칼날에 음의 경사각을 제공하였지만 본 발명은 보다 더 넓은 관점에서 다만 하나의 칼날이 음의 경사각을 가지고 있는 전단-절단기구를 포함한다. 이 장치에서 다른 칼날은 표준형, 즉 경사각이 0도인 구조를 갖고 있다.

우리의 실험에서, 이 전단-절단 작업에 음의 경사각을 사용함으로써 얻어낼 수 있는 칼날들의 마모 수명면에서 중요한 개선을 이루기 위해서는 두 칼날에 제공된 음의 경사각의 합이 적어도 5도의 음의 각을 가져야 한다는 것을 알 수 있다. 음의 경사각의 합이 높을수록 절단 작업중 칼날에 가해지는 칼날을 분리하려는 측부 추력(미는 힘)은 더욱더 커진다. 만약 이 분리력이 매우 작은 값으로 제한되지 않는다면 절단의 질은 상당히 나빠진다. 이런 효과를 고려하여 연구한 결과, 경사각 합의 최대치는 약 35 도 이어야 한다는 것을 알 수 있다.

칼날을 분리하는 힘에 대한 칼날-수명 개선에 관한 연구 결과, 칼날에 있어 적합한 경사각은 각 칼날에 대해 8도 내지 15도의 음의 경사가 임을 알 수 있다.

여기서는 본 발명의 특정 실시예를 도시, 설명하였으나 이 기술분야에 숙련된 자는 넓은 의미에서 본 발명을 벗어나지 않고 다양한 변경 및 변화를 기할 수 있음을 알 수 있을 것이며, 그리고 이러한 모드 변화 및 변경은 본 발명의 진정한 정신 및 범주에 속한다.

Claims (8)

1. 서로 코너에서 교차되는, 한쪽 측부에서 적층체에 결합하는 제1표면과 절단면에 평행하게 상기 제1표면에 횡단 연장되는 제2표면을 각각 구비하는 제1 및 제2 칼날과,

   상기 적층체 양쪽에 그리고 그에 평행인 저단면 양쪽에 코너가 위치되도록 절단 동작 초기에 칼날을 위치 결정하는 위치 결정 수단과,

   코너가 절단면에 평행인 방향으로 다른 칼날의 코너를 향해 이동하여 칼날의 코너가 절단면을 따라 적층체를 전단-절단하도록 절단 동작중 상기 칼날중 하나를 이동시키는 수단을 포함하는 , 횐단 방향으로 연장되는 절단면을 따라 얇은 비 결정질 강판의 적층체를 전단-절단하는 장치에 있어서,

   상기 하나의 칼날의 제1표면은 하나의 칼날의 코너상의 한점을 통해 연장되며 절단면 및 하나의 칼날의 이동 방향에 수직인 기준면에 대해 에정 경사각을 가지고 배치되며,

   상기 다른 하나의 칼날의 제1표면은 다른 하나의 칼날외 코너상의 한점을 통해 연장되며 절단면 및 하나의 칼날의 이동 방향에 수직인 기준면에 대해 예정경사각을 가지고 배치되며,

   상기 경사각의 합은 5도 내지 35도의 음의 값을 가지며,

   제1표면이 기준면에 위치되었을 때보다 각 코너가 덜 날카롭게 되도록 각 칼날의 제1표면이 경사지면 각 경사각은 음의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 하나의 칼날은 0도인 경사각을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 각 칼날은 8도 내지 15도의 음의 경삭각을 가지는 것을 특징으로 하는 장치
4. 제1항에 있어서,

   상기 각 칼날은 초경 텅스텐 카바이드(Cemented Tungsten Carbide)호 형성된것을 특징으로 하는 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 절단면은 수직으로 배치되고, 기준면은 수평으로 배치된 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제2항에 있어서,

   상기 절단면은 수직으로 배치되고, 기준면은 수평으로 배치된 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제3항에 있어서,

   상기 절단면은 수직으로 배치되고, 기준면은 수평으로 배치된 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제1항에 있어서,

   상기 절단면으로부터 보아서, 상기 칼날중 하나는 상기 칼날의 코너와 상기 칼날의 기준면 사이에서 2도의 전단각을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.

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