KR100315384B1

KR100315384B1 - 전조가공방법및전조가공장치

Info

Publication number: KR100315384B1
Application number: KR1019980019767A
Authority: KR
Inventors: 히데오 가와베; 데츠유키 후지와라
Original assignee: 오오자와 데루히데; 오에스지 가부시키가이샤
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 2002-02-19
Also published as: JPH11179471A; KR19990062411A; JP3722181B2

Abstract

전조가공된 돌출조의 꼭대기가 지지롤러로 가압되어 찌부러지는 것을 방지한다.

원주형상의 소재(16)를 지지롤러(30)에 의하여 지지하면서, 한쌍의 둥근전조다이스(12,14) 사이에서 원주형상의 소재(16)를 끼워누름함과 동시에 축심(S) 둘레로 회전시켜 전조가공을 행하고, 소정의 돌출조를 원주형상의 소재(16)의 외주면에 형성하는 경우에, 원주형상의 소재(16)가 가압되는 지지롤러(30)의 외주부에 초 고분자량 폴리에틸렌을 주원료로 하는 합성수지를 설치하였다.

Description

전조가공방법 및 전조가공장치{ROLLING METHOD AND APPARATUS}

본 발명은 전조가공방법 및 전조가공장치에 관한 것이고, 특히, 한쌍의 둥근전조다이스 사이에 배열설치되어 원주형상의 소재를 지지하는 지지롤러의 개량에 관한 것이다.

한쌍의 둥근전조다이스 사이에 그 둥근전조다이스의 축심과 평행한 축심 둘레에서 회전가능하게 배열설치된 원주형상의 지지롤러로 금속제의 원주형상의 소재를 지지하면서, 그 한쌍의 둥근전조다이스 사이에서 그 원주형상의 소재를 끼워누름함과 동시에 축심둘레로 회전시켜 전조가공을 행하고, 소정의 돌출조를 그 원주형상의 소재의 외주면에 형성하는 전조가공방법이, 일본 실개평 5-78334호 공보나 일본특개평 7-185712호 공보 등에 기재되어있다.

상기 원주형상의 소재는, 전조하중(끼워누름힘)에 의하여 튀어나오지 않도록, 그 축심이 한쌍의 둥근전조다이스의 축심을 연결 직선에서 약간 어긋난 위치에서 지지롤러에 의하여 지지되도록 되어 있다. 이때문에, 지지롤러에는 전조하중에 대응하는 소정의 압력으로 원주형상의 소재가 가압되는 것으로 되어, 일반적으로 열처리로 경화된 강이나 초경합금등의 경질재료가 사용되고 있다.

그러나, 이와같이 경질의 지지롤러를 사용하면 한쌍의 둥근전조다이스에 의하여 전조된 돌출조의 꼭대기가 평탄하게 찌부러져 버리는 경우가 있었다. 돌출조의 꼭대기가 원래 평탄하고 비교적 큰 경우나, 그다지 높은 형상정밀도가 요구되지않는 경우에는 문제없지만, 예를들면 높이가 5㎛∼100㎛ 정도로 꼭대기부단면이 원호형상을 이루고 있는 나선형상의 돌출조가 외주면에 형성되는 도장용로드의 경우, 원호형상의 돌출조의 선단이 찌부러져 평탄하게되면 돌출조사이의 골부의 단면적,다시 말하면 도포액의 양이 변화하기 때문에, 그와같은 돌출조의 꼭대기의 찌부러짐이 품질에 크게 영향을 미친다.

본 발명은 이상의 사정을 배경으로하여 이루어진것으로, 그 목적하는바는, 전조가공된 돌출조의 꼭대기가 지지롤러에 가압되어 찌부러지는것을 방지하는데 있다.

도 1은 본 발명의 전조가공방법을 바람직하게 실시할 수 있는 전조가공장치의 개략구성을 도시하는 도면이다.

도 2는 도 1의 전조가공장치의 로터리 레스트를 도시하는 사시도이다.

도 3은 도 2의 로터리 레스트의 지지롤러를 단독으로 도시하는 사시도이다.

도 4는 도 1의 전조가공장치를 사용하여 도장용로드를 전조가공한 경우의 도장용 로드의 외주부의 요철형상의 측정결과를, 초경합금제의 지지롤러로 지지한 경우와 비교하여 도시하는 도면이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)

10: 전조가공장치 12,14: 둥근전조다이스

16: 원주형상의 소재 30: 지지롤러

40: 금속제심금 42: 합성수지(연질재료)

O₁, O₂: 둥근전조다이스의 축심 S: 원주형상의 소재의 축심

이와같은 목적을 달성하기 위하여, 제1 발명은, 한쌍의 둥근전조다이스 사이에 이 둥근전조다이스의 축심과 평행한 축심둘레에서 회전가능하게 배열설치된 원주형상의 지지롤러로 금속제의 원주형상의 소재를 지지하면서, 이 한쌍의 둥근전조다이스 사이에서 이 원주형상의 소재를 끼워누름함과 동시에 축심둘레에서 회전시켜서 전조가공을 행하고, 소정의 돌출조를 이 원주형상의 소재의 외주면에 형성하는 전조가공방법에 있어서, 적어도 외주부가 상기 돌출조에 의하여 탄성 변형하게 되는 연질재료인 초고분자량 폴리에틸렌을 주원료로 하는 합성수지로 소정의 두께로 설치되어 있는 지지롤러를 사용하여 상기 원주형상의 소재를 지지하면서 전조가공을 행하는 것을 특징으로 하는 전조가공방법을 특징으로 한다.

제 2 발명은, 제1발명에 있어서 상기 원주형상의 소재가 상기 한쌍의 둥근전조다이스에 의하여 전조가공되면서 축방향으로 이송됨으로써, 높이가 5㎛∼100㎛ 정도로 꼭대기부 단면이 원호형상을 이루고있는 나선형상의 돌출조가 외주면에 설치된 도장용로드를 제조하는것을 특징으로 한다.

제 3 발명은, (a)서로 평행인 축심둘레에서 회전가능하게 배열설치되고, 금속제의 원주형상의 소재를 끼워누름하면서 축심 둘레에서 회전하게하면서 전조가공을 행하는 한쌍의 둥근전조다이스와, (b)그 한쌍의 둥근전조다이스 사이에 그 둥근전조다이스의 축심과 대략 평행한 축심둘레에서 회전가능하게 배열설치되어, 그 둥근전조다이스의 전조하중에 따라 상기 원주형상의 소재가 억눌러짐과 동시에 그 원주형상의 소재의 회전에 따라 동반회전하게하는 원주형상의 지지롤러를 갖고, (c)소정의 돌출조를 상기 원주형상의 소재의 외주면에 형성하는 전조가공장치에 있어서, (d)상기 지지롤러는 금속제심금의 외주부에 상기 연질재료로서 초고분자량 폴리에틸렌을 주원료로 하는 합성수지가 소정의 두께로 설치된것임을 특징으로 한다.

제 1 발명의 전조가공방법에 의하면, 적어도 외주부가 연질재료로 구성되어있는 지지롤러를 사용하여 원주형상의 소재를 지지하면서 전조가공이 행해지기 때문에, 그 연질재료의 탄성변형에 의하여, 전조가공된 돌출조의 꼭대기가 찌부러져 평탄으로 되는 것이 억제되고, 꼭대기부 단면이 원호형상등의 돌출조일지라도 높은 형상정밀도로 전조가공할 수 있게 되고 그리고 지지롤러는, 금속제심금의 외주부에 연질재료로서 초고분자량 폴리에틸렌을 주원료로하는 합성수지가 소정의 두께로 설치된 것이기때문에, 금속제의 원주형상의 소재의 돌출조의 찌부러짐이 알맞게 방지됨과 동시에, 금속제 심금에 의하여 지지롤러로서 필요충분한 기계적강도가 얻어진다. 또, 초고분자량 폴리에틸렌은 마찰계수가 극히 작고 또한 내마모성이 우수하기 때문에, 금속정도는 아니지만 비교적 우수한 내구성이 얻어지는 한편, 제2발명과 같이 원주형상의 소재를 축방향으로 강제적으로 이동시키면서 전조가공을 행하는 관통 전조에 있어서도, 전조가공된 돌출조의 꼭대기를 찌부러지는것 없이 원주형상의 소재가 지지롤러상에서 매끄럽게 이동된다.

제 2 발명은, 관통전조에 의하여 높이가 5㎛∼100㎛ 정도로 꼭대기부 단면이 원호형상을 이루고있는 나선형상의 돌출조가 외주면에 설치된 도장용로드를 제조하는 경우로, 원호형상의 돌출조가 높은형상 정밀도로 설치됨으로써, 돌출조사이의 오목부의 단면적(도포액의 양)이 소망대로의 제품을 안정하게하여 제조할 수 있게 된다.

제 3 발명의 전조가공장치는, 금속제심금의 외주부에 연질재료로서 초고분자량 폴리에틸렌을 주원료로하는 합성수지가 소정의 두께로 설치된 지지롤러를 갖기때문에, 실질적으로 제1발명과 꼭같은 작용효과가 얻어진다.

[발명실시의 형태]

여기서 전조가공된 돌출조에 의하여 탄성변형되는 연질재료로서는, 제1발명과 같이 초고분자량 폴리에틸렌을 주원료로 하는 합성수지가 알맞게 사용되지만, 다른 합성수지나 놋쇠등의 금속을 사용하는것도 가능하고, 전조가공하여야할 원주형상의 소재의 재질등에 따라 적당히 설정된다. 초고분자량 폴리에틸렌은, 평균분자량이 100만이상, 바람직하게는 550만 이상의 것, 혹은 극한 점도 IV=25∼28정도의 것이 알맞게 사용된다.

제 1 발명의 지지롤러는, 예를들면 미리 원통형상으로 성형된 합성수지를 80℃ 정도까지 가열한후, 그 원통내에 SUJ2(기계구조용 탄소강)등의 금속제 심금을압입함으로써, 압입 및 용착에 의하여 금속제 심금의 외주부에 일체적으로 설치할 수가 있다. 압입만으로 고착하거나 접착제를 사용하여 고착하거나 하는것도 가능하다. 합성수지의 두께는 소정의 강도를 확보하면서 돌출조의 찌부러짐을 방지하는 점에서, 원주형상의 소재의 재질에 따라서도 다르지만, 예를 들면 0.5∼3mm 정도가 적당하다. 더욱이, 제1발명의 실시에 있어서는 지지롤러 전체를 합성수지 등의 연질재료로 구성하는것도 가능하다.

본 발명은, 제2발명과 같이 관통전조에 의하여 높이가 5㎛∼100㎛ 정도로 꼭대기부 단면이 원호형상을 이루고있는 나선형상의 돌출조가 외주면에 설치된 도장용로드를 제조하는 경우에 알맞게 적용되지만 나사나 세레이션 등 다른 제품(부품)을 제조하는 경우나, 원주형상의 소재를 축방향으로 이동시키는 것 없이 전조가공하는 경우등에도 알맞게 적용된다. 돌출조의 꼭대기부 단면 형상이 삼각형의 경우나 폭이좁은 대형등의 경우에도 알맞게 적용된다. 더욱이, 상기 도장용로드는 예를들면 사진용 필름등의 소정의 대상지지체에 액체 등의 유동체를 얇고 균일하게 도포하기위한것으로서 SUS 304등의 스테인리스 강이 알맞게 사용된다.

원주형상의 소재나 지지롤러는 반드시 직경치수가 일정하고 완전한 원주일 필요는 없고, 가공하여야할 제품형상에 따라 축방향에서 직경치수가 변화하여도 좋다. 또 지지롤러의 후측에, 지지롤러에 동반회전하는 백업롤러를 설치할수도 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 전조가공방법을 바람직하게 실시할수있는전조가공장치(10)를 도시하는 개략도로, 대략수평으로 서로 평행한 축심(O₁, O₂)둘레에서 회전가능하게 배열설치된 한쌍의 둥근전조다이스(12 및 14)와, 이 둥근전조다이스(12,14) 사이에 배열설치되어 금속제의 원주형상의 소재(16)를 지지하는 로터리레스트(18)를 구비하고 있다. 둥근전조다이스(12)는 위치고정되게 설치되어있는 한편, 둥근전조다이스(14)는 그 축심(O₂)과 직각인 수평방향으로 도시하지않는 슬라이드장치에 의하여 이동하게되어, 둥근전조다이스(12)에 대하여 접근, 이격되게됨과 동시에, 소정의 회전방향(도1에서 화살표로 도시하는 좌회전방향)으로 도시하지않는 구동수단에 의하여 미리 정해진 회전속도로 회전구동되도록 되어 있다. 또, 이 둥근전조다이스(12 및 14)는 같은 직경치수 및 폭치수(축방향길이)를 갖는 것으로, 각각의 외주전체에 가공면(20 및 22)을 구비하고있다. 가공면(20 및 22)에는 나사, 세레이션, 스플라인 등의 소정의 돌출조를 원주형상의 소재(16)의 외주면에 전조가공하기 위하여, 소정높이, 단면형상의 복수의 가공기어가 설치되어있고, 둥근전조다이스(14)의 접근구동에 의하여 둥근전조다이스(12) 사이에서 원주형상의 소재(16)를 끼워누름하면, 둥근전조다이스(14)의 회전구동에 의하여 원주형상의 소재(16)를 그 축심 S 둘레로 회전시키면서 전조가공이 행해진다. 본 실시예에서는 피치가 0.1∼0.4mm정도, 높이가 5㎛∼100㎛ 정도로 꼭대기부 단면이 원호형상을 이루고 있는 나선형상의 돌출조가 외주면에 설치된 도장용 로드를 제조하기 위하여, 그 돌출조사이의 골부에 대응하는 단면형상의 가공기어가 가공면(20,22)에 설치되어있음과 동시에, 원주형상의 소재(16)를 전조가공하면서 축방향으로 강제적으로 이동시켜서 관통전조를 행한다. 원주형상의 소재(16)로서는, 직경이 10∼30mm정도로 길이가 300mm∼4500mm 정도의 스테인리스강의 봉재가 사용된다.

전조가공되는 상기 원주형상의 소재(16)를 둥근전조다이스(12,14) 사이에서 회전가능하게 지지하기 위하여 배열설치된 로터리 레스트(18)는, 둥근전조다이스(12,14)의 하방에 고정설치된 베이스부재(24)상에 위치조정용의 슬라이더(26)를 통하여 고정되어 있다. 이 로터리레스트(18)는, 그 사시도를 도시하는 도2로부터 알수있는 바와 같이 소정의 축심방향 길이를 갖는 원주형상의 지지롤러(30)와, 그 지지롤러(30)의 양단부외측에 각각 위치하는 한쌍의 지주부(34 및 36)를 갖고 슬라이더(26)에 부착되는 롤러유지대(38)를 구비하여있고, 지지롤러(30)에 형성된 센터구멍과 지주부(34,36)에 설치된 센터(예를들면 볼등)와의 걸어맞춤등에 의하여, 지지롤러(30)를 축심둘레에서 회전가능하게 유지하고 있다. 그리고, 이 로터리레스트(18)의 배열설치 위치는, 지지롤러(30)의 축심이 둥근전조다이스(12,14)의 축심(O₁, O₂)을 연결한 직선인 기준높이(L) 보다도 약간 하측의 미리정해진 소정범위내에 위치하도록, 원주형상의 소재(16)의 외경치수등에 의거하여 조정된다. 이로서, 지지롤러(30)에는, 전조하중에 대응하는 소정의 압력으로 원주형상의 소재(16)가 가압되고, 그 원주형상의 소재(16)의 회전에 따라 동반회전하게 된다.

상기 지지롤러(30)는, 도 3에 단독으로 도시하는 바와같이 SUJ2(기계구조용 탄소강)등의 금속제의 원주형상의 심금(40)과, 그 심금(40)의 외주부에 고착된 원통형상의 합성수지(42)로 구성되어있다. 합성수지(42)는, 상기 원주형상의 소재(16)의 외주면에 전조가공된 돌출조에 의하여 탄성변형하게 되는 연질재료에 상당하는 것으로, 예를들면 「Saxin 뉴라이트(삭신공업 주식회사의 상품명)」등의 평균분자량이 550만 이상으로 극한 점도 IV=25∼28 정도의 초고분자량 폴리에틸렌을 주원료로 하는 것이고, 미리 원통형상으로 성형된 합성수지(42)를 80℃ 정도까지 가열한후, 그 원통내에 심금(40)을 압입함으로서, 압입 및 용착에 의하여 심금(40)의 외주부에 일체적으로 설치되어있다. 합성수지(42)의 두께는 소정의 강도를 확보하면서 돌출조의 찌부러짐을 방지하기위하여, 원주형상의 소재(16)의 재질을 고려하여 2mm 정도로 설정되어있다.

이와같은 전조가공장치(10)를 사용한 전조가공방법에 의하면, 외주부에 합성수지(42)가 설치된 지지롤러(30)를 사용하여 원주형상의 소재(16)를 지지하면서 전조 가공이 행해지기 때문에, 그 합성수지(42)의 탄성변형에 의하여, 전조가공된 돌출조의 꼭대기가 찌부러져서 평탄으로되는것이 억제되고, 꼭대기단면이 원호형상의 돌출조가 높은 형상정밀도로 전조가공된다. 이로서, 돌출조 사이의 골부의 단면적(도포액의 양)이 소망대로의 도장용 로드를 안정하게하여 제조할수 있게 된다.

또, 상기 합성수지(42)는 초고분자량 폴리에틸렌을 주원료로 하는 것으로, 금속제 심금(40)의 외주부에 소정두께로 설정되어있기 때문에, 스테인리스제의 원주형상의 소재(16)의 돌출조의 찌부러짐이 알맞게 방지됨과 동시에, 금속제심금(40)에 의하여 지지롤러(30)로서 필요충분한 기계적 강도가 얻어진다.

또, 초고분자량 폴리에틸렌은 마찰계수가 극히 작고 또한 내마모성이 우수하기 때문에, 금속정도는 아니지만 비교적 우수한 내구성이 얻어짐과 동시에, 원주형상의 소재(16)를 축방향으로 강제적으로 이동시키면서 전조가공을 행하는 관통전조에 있어서도, 전조가공된 돌출조의 꼭대기를 찌부러지는일없이 원주형상의 소재(16)가 지지롤러(30)상을 원활하게 이동하게된다.

덧붙여서, 도 4a는 원주형상의 소재(16)로서 직경이 12.7mm의 SUS 304(JIS규격)을 사용하여, 본 실시예의 전조가공장치(10)에 의하여 피치가 약 0.2mm, 높이가 약 30㎛로 꼭대기부단면이 원호형상의 나선형상의 돌출조(50)를 관통전조에 의하여 전조가공하고, 그 외주부의 요철형상을 축방향으로 측정한 측정결과로, 도 4b는, 초경합금제의 지지롤러로 원주형상의 소재(16)를 지지하여 전조가공을 행한 경우의 외주부의 요철형상의 측정결과이다. 이 결과로부터 명백한바와같이, b에서는 돌출조(52)의 산꼭대기가 평탄하게 찌부러져 있는데 대하여, 본 실시예의 전조 가공장치(10)를 사용하여 전조가공한(a)에서는, 돌출조(50)의 산꼭대기가 소망대로의 원호형상을 이루고 있다.

이상, 본 실시예를 도면에 의거하여 상세히 설명하였지만, 본 발명은 다른 양태로 실시할수도 있다.

예를들면, 상기 실시예에서는 원주형상의 소재(16)를 축방향으로 강제적으로 이동시키면서 전조가공을 행하는 관통전조에 대하여 설명하였지만, 원주형상의 소재(16)를 축방향으로 이동시키는일 없이 전조가공을 행하는 경우에도 본 발명은 적용할수있다.

또, 상기 실시예에서는 한쪽 둥근전조다이스(14)를 다른쪽 둥근전조다이스(12)에 대하여 접근시키면서 전조 가공을 행하는 경우에 대하여 설명하였지만, 외주부의 일부에 챔퍼등을 갖는 가공면이 돌출하여 설치된 한쌍의 둥근전조다이스를 사용하여 그 측간거리를 일정하게 유지한 상태로 전조가공을 행하는 전조가공장치에도 본발명은 적용할수 있다.

또, 상기 실시예에 있어서 로터리레스트(18)는, 베이스부재(24)에 대하여 상대이동 불능하게 고정설치되어 있었지만, 전조가공시에 원주형상의 소재(16)가 축심방향으로 이동하는 경우에는 그 움직임에 추종할 수 있도록, 그 축심방향과 평행한 방향으로의 이동가능하게 되어 있어도 좋다.

기타 일일이 예시는 하지 않지만, 본 발명은 당업자의 지식에 의거하여 여러가지변경, 개량을 가한 양태로 실시할수있다.

Claims

한쌍의 둥근전조다이스 사이에 이 둥근전조다이스의 축심과 평행한 축심둘레에서 회전가능하게 배열설치된 원주형상의 지지롤러로 금속제의 원주형상의 소재를 지지하면서, 이 한쌍의 둥근전조다이스 사이에서 이 원주형상의 소재를 끼워누름함과 동시에 축심둘레에서 회전시켜서 전조가공을 행하고, 소정의 돌출조를 이 원주형상의 소재의 외주면에 형성하는 전조가공방법에 있어서, 적어도 외주부가 상기 돌출조에 의하여 탄성 변형하게 되는 연질재료인 초고분자량 폴리에틸렌을 주원료로 하는 합성수지로 소정의 두께로 설치되어 있는 지지롤러를 사용하여 상기 원주형상의 소재를 지지하면서 전조가공을 행하는것을 특징으로 하는 전조가공방법.
제 1 항에 있어서, 상기 원주형상의 소재가 상기 한쌍의 둥근전조다이스에 의하여 전조가공되면서 축방향으로 이송됨으로써, 높이가 5㎛∼100㎛ 정도로 꼭대기부 단면이 원호형상을 이루고있는 나선형상의 돌출조가 외주면에 설치된 도장용로드를 제조하는것을 특징으로 하는 전조가공방법.
서로 평행인 축심둘레에서 회전가능하게 배열설치되고, 금속제의 원주형상의 소재를 끼워누름하면서 축심 둘레에서 회전하게하면서 전조가공을 행하는 한쌍의 둥근전조다이스와, 이 한쌍의 둥근전조다이스 사이에 이 둥근전조다이스의 축심과 대략 평행한 축심둘레에서 회전가능하게 배열설치되어, 이 둥근전조다이스의 전조하중에 따라 상기 원주형상의 소재가 억눌러짐과 동시에 이 원주형상의 소재의 회전에 따라 동반회전하게하는 원주형상의 지지롤러를 갖고, 소정의 돌출조를 상기 원주형상의 소재의 외주면에 형성하는 전조가공장치에 있어서, 상기 지지롤러는, 금속제심금의 외주부에 초고분자량 폴리에틸렌을 주원료로 하는 합성수지가 소정의 두께로 설치된것을 특징으로 하는 전조가공장치.