KR100318094B1 - 환봉의 나사산 가공용 단조기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환봉에 나사산을 형성하기 위하여 전조기의 전조공정전에 환봉의 굵기와 나사산의 굵기가 일치하도록 하기 위하여 나사산이 형성되는 곳을 단조가공하여 견고하고 정밀하며 공정단축과 소재절감이 이루어지게 하려는 것이다. 본 발명은, 환봉의 단조용 가압실린더가 설치된 좌측프레임과; 환봉을 고정시키도록 고정실린더에 의해 작동되는 고정다이스부를 갖는 고정부와; 상기 고정부가 결합되고, 소재공급구가 형성된 우측프레임과; 상기 좌측프레임과 우측프레임이 베이스상의 양단에 설치되어 지지안내대로 좌측프레임과 우측프레임을 고정결합하되, 좌측프레임과 우측프레임 사이에 가압실린더의 실린더헤드에 결합하여 실린더헤드의 작동에 의해 지지안내대에 안내되어 좌우로 이동되는 좌우이동판과; 상기 좌우이동판에 환봉을 단조가공하는 양측에 환봉을 안내하는 단조홈과; 상기 단조홈에 안내되어 소정의 크기를 통과 시키는 단조구와; 상기 단조홈과 단조구가 형성된 다이스부와; 상기 다이스부가 체결된 좌우이동판이 가압실린더의 작동에 따라 좌우이동판이 지지안내대에 안내되어 이동하여 고정부에 고정된 환봉이 단조되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

Description

환봉의 나사산 가공용 단조기{Apparatus for forming a screw for using processing forging to the a rod}

본 발명은 환봉에 나사산을 형성하기 위하여 전조기의 전조공정전에 환봉의 굵기와 나사산의 굵기가 일치하도록 하기 위하여 나사산이 형성되는 곳을 단조가공하여 견고하고 정밀하며 공정단축과 소재절감이 이루어지게 하려는 것이다.

일반적으로 도 4a와 같이 단편적으로 소재를 절단하여 전조기로 가공하여 사용하고 있으나 이는 제조비용이 절감되지만 환봉(c)보다 나사산(b)측이 굵어 체결시, 체결하고자 하는 부재에 구멍을 나사산(b)이 형성된 곳의 굵기에 맞추어 가공하게 되니 나사산(b)이 형성된 곳보다 가는 환봉(c)부분이 위치한 곳은 유격이 커져 건축물 또는 기계 등에 사용할때 체결력 약화와 함께 진동과 충격 등에 매우 취약해져 신뢰성이 떨어지는 문제점들이 있었다,

따라서 도 4b의 형태로 환봉(c)과 나사산(b')의 굵기를 일치되게 나사산(b')을 형성할 곳을 미리 가공한 다음 전조기로 가공하여 사용하고 있으나 이는 제조공정이 매우 복잡하여지고 가공비용 많이 소요되어 제품이 비싸지지만 환봉(c)과 나사산(b')측이 굵기가 일치되어 체결시, 체결하고자 하는 부재에 구멍을 환봉(c)의 굵기에 맞추어 가공하게 되므로 유격이 적어 건축물 또는 기계 등에 사용할때 체결력 강화와 함께 진동과 충격 등에도 잘 견듸므로 신뢰성이 높아 많이 사용되고 있다.

즉 나사산(b')을 형성할 가공부를 선반가공기를 이용하여 가공하게 되는데 가공할부위가 짧으면 문제없으나 약 50mm정도 이상의 길이가 되면 선반주축의 회전과 절삭공구의 가압력에 따라 진동이 발생하므로 정밀한 가공을 할수 없게 된다.

따라서 우선 선반가공하기 위하여 도 5a에 보인 바와 같이 가공시에 중심이 흔들리지 않게 끝단 중앙에 얕은 센터구멍을 가공하고 다시 중심을 유지시켜주는 선반의 심압대로 중심을 일치되게 환봉이 회전하도록 고정한 다음 도 5b와 같이 나사산(b')을 형성할 가공부(k)를 도 4b와 같이 나사산(b') 형성시 나사산(b')의 높이가 환봉(c)의 굵기가 일치할 정도로 절삭가공한 다음 나사산 전조기를 이용하여 나사산(b)을 형성하게 된다.

이상과 같은 가공공정은 회전하면서 가공이 이루어지기 때문에 선반가공중 부상의 우려가 높아지고 센터가공 및 절삭가공 등으로 가공 공정이 많아지며, 이로 인한 소재손실이 많아지고 수 가공으로 작업이 이루져 균일함과 정밀도는 떨어지면서 가공 시간이 길어져 상대적으로 작업 효율과 생산성이 떨어지므로 도 4b와 같은 형태로 가공된 제품의 가격은 도 4a와 같은 형태의 제품에 비해 많은 가격차이를 가질수 밖에 없는 문제점들이 있었다,

본 발명은 상기의 문제점들을 감안하여 냉간 단조방식의 가압형태 가공으로, 가공공정의 단순화와 소재절감 가공의 균일함과 높은 정밀도 그리고 소재는 강해지면서 가공시간은 단축되어 작업효율과 생산성이 높여 저렴한 가격으로 신뢰성 높은 볼트의 가공을 위한 환봉의 나사산 가공용 단조기 제공하려는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 환봉의 단조용 가압실린더가 설치된 좌측프레임과; 환봉을 고정시키도록 고정실린더에 의해 작동되는 고정다이스부를 갖는 고정부와; 상기 고정부가 결합되고, 소재공급구가 형성된 우측프레임과; 상기 좌측프레임과 우측프레임이 베이스상의 양단에 설치되어 지지안내대로 좌측프레임과 우측프레임을 고정결합하되, 좌측프레임과 우측프레임 사이에 가압실린더의 실린더헤드에 결합하여 실린더헤드의 작동에 의해 지지안내대에 안내되어 좌우로 이동되는 좌우이동판과; 상기 좌우이동판에 환봉을 단조가공하는 다이스부와; 상기 다이스부가 체결된 좌우이동판이 가압실린더의 작동에 따라 좌우이동판이 지지안내대에 안내되어 이동하여 고정부에 고정된 환봉이 단조되도록 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 베이스와 우측프레임에 고정설치되는 고정부는, 환봉의 고정용 고정실린더가 설치된 상측프레임과; 환봉결합홈이 형성된 하측고정다이스와; 상기 하측다이스대와 하측고정다이스가 고정설치되는 하측프레임과; 상측프레임과 하측프레임이 설치되어 지지안내대로 상측프레임과 하측프레임을 고정하되 상측프레임과 하측프레임 사이에 상하로 이동되도록 고정실린더의 실린더헤드의 작동에 의해 지지안내대에 안내되어 상하로 이동되는 상하이동판과; 상기 상하이동판에 결합되어 환봉을 고정하는, 환봉결합홈이 형성된 상측고정다이스와; 상기 상측고정다이스가 다이스고정대에 의해 체결된 상하이동판이 고정실린더의 작동에 따라 이동되도록 하여 환봉을 고정하도록 구성한 것을 특징으로 한다

상기 다이스부는 가압실린더의 실린더 헤드와 고정설치된 좌우이동판에 중앙에 구멍을 갖는 다이스 결합대위에 양측에 환봉을 안내하는 단조홈과; 상기 단조홈에 안내되어 소정의 크기를 통과 시키는 단조구와; 상기 단조홈과 단조구가 형성된 다이스를 결합하여 가압실린더의 작동에 의해 전진하여 가압부에 고정된 환봉을 단조구에 통과시켜 단조가 이루어지도록 구성한 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명 환봉의 나사산 가공용 단조기의 요부를 절개해 보인 사시도.

도 2는 본 발명의 일부를 절개해보인 작용상태의 정면도.

도 3은 본 발명의 고정부의 일부를 절개해 보인 작용상태의 측면도.

도 4a는 종래의 나사산 가공상태를 보인 정면도.

도 4b는 일반 나사산의 가공상태를 보인 정면도.

도 5a 및 도 5b는 종래의 일반나사산을 가공공정을 보인 개략도.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 의한 가공공정을 보인 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 본체 2 : 베이스

10 : 단조부 11 : 좌측프레임

12 : 우측프레임 13 : 소재공급구

15 , 33: 지지안내대 16 : 좌우이동판

17 : 가압실린더 18 , 38: 실린더로드

19 , 39 : 실린더헤드 20 : 다이스부

21 : 다이스결합대 22 : 다이스

23 : 단조구 24 , 24' : 단조홈

30 : 고정부 31 : 하측프레임

32 : 상측프레임 35 : 상하이동판

37 : 고정실린더 40 : 고정다이스부

41 : 다이스고정대 42 : 상측고정다이스

43 , 46 : 환봉결합홈 44 : 하측다이스대

45 : 하부고정다이스

b b' : 나사산 c c' : 환봉 k : 가공부

본 발명을 첨부된 바람직한 실시 도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면 베이스(2)상의 좌측에 환봉(c)의 단조용으로 유압으로 작동되는 가압실린더(17)가 좌측프레임(11)에 볼트로 고정설치되며, 베이스(2)상의 우측에는 단조할 부분이 돌출되게 유지된 환봉(c)을 고정시키도록 유압에 의해 작동되는 고정실린더(37)에 의해 고정과 해지되는 고정다이스부(20)를 갖는 고정부(30)가 결합된, 가공할 환봉(c)의 길이가 제약되지 않도록 소재공급구(13)가 형성된 우측프레임(12)이 설치된다.

도 2를 참조하면 상기 좌측프레임(11)과 우측프레임(12)이 베이스(2)상의 양단에 설치되어 좌측프레임(11)과 우측프레임(12)이 가압실린더(17)의 강한 압력에도 좌우로 벌어지지 않게 지지안내대(15)로 좌측프레임(11)과 우측프레임(12)을 고정 결합하는데, 좌측프레임(11)과 우측프레임(12) 사이에 가압실린더(17)의 실린더헤드(19)에 결합하여 가압실린더(17)의 작동에 의해 지지안내대(15)에 안내되어 좌우로 이동되는 좌우이동판(16)이 설치된다.

상기 좌우이동판(16)은 지지안내대(15)에 안내되므로 가압실린더(17)의 가압력에 의하여도 본체(1)가 변형되지 않도록 하며 결합된 다이스부(20)가 가압력이 편향되드라도 정확하게 고정된 환봉(c)의 첨부로 안내해 주게 된다.

즉 좌우이동판(16)에는 환봉(c)을 단조가공하는 다이스부(20)가 체결된 좌우이동판(16)이 가압실린더(17)의 작동에 따라 좌우이동판(16)이 지지안내대(15)에 안내되어 이동하여 고정부(30)에 고정된 환봉(c)을 가압하므로 다이스(22)에 의해 단조가 이루어진다.

도 3을 참조하면 상기 우측프레임(12)에 환봉(c)을 고정시키기 위하여 고정설치되는 고정부(30)는, 환봉(c)을 고정하기 위하여 유압으로 작동되는 고정실린더(37)가 설치된 상측프레임(32)이 볼트로 체결된다.

그리고 상측프레임(32)과 대향하여, 하측에는 환봉을 고정시키기 위하여 환봉결합홈(46)이 형성된 하측고정다이스(45)가 하측다이스대(44)와 같이 고정설치되는 하측프레임(31)이 우측프레임(12)에 고정 설치된다.

상기 상측프레임(32)과 하측프레임(31)이 우측프레임(12)의 상하 양단에 설치되어 상측프레임(32)과 하측프레임(31)이 고정실린더(37)의 강한 압력에도 상하로 벌어지지 않게 지지안내대(33)로 상측프레임(32)과 하측프레임(31)을 고정 결합하게 된다.

여기서 상측프레임(32)과 하측프레임(31) 사이에 고정실린더(37)의 실린더 헤드(39)에 결합하여 고정실린더(37)의 작동에 의해 실린더로드(38)가 전진과 후퇴로 지지안내대(33)에 안내되어 상하로 이동되는 상하이동판(35)이 설치된다.

즉 상측프레임(32)과 하측프레임(31)의 사이에 상하로 이동되도록 고정실린더(37)의 작동에 의해 실린더로드(38)가 전진과 후퇴로 지지안내대(33)에 안내되어 상하로 이동되는 상하이동판(35)은 지지안내대(33)에 안내되므로 가압실린더(17)의 가압력에 의하여도 고정부(30)가 변형되지 않도록 하며 결합된 고정다이스부(40)가 고정실린더(37)의 가압력이 편향되드라도 정확하게 환봉(c)을 고정하도록 안내해 주게 된다.

상측고정다이스(42)와 하측고정다이스(45)는 환봉의 규격에 따라 양측의 환봉결합홈(43)(46)에 맞는 것을 교환하여 사용할 수 있도록 볼트로 체결된다.

상기 상하이동판(35)에 결합되어 환봉을 고정하도록 환봉결합홈(43)(46)이 형성된 상측고정다이스(42)는 다이스고정대(41)에 볼트로 체결되어 상하이동판(35)이 고정실린더(37)의 작동에 따라 상측고정다이스(42)가 이동되도록 하여 환봉(c)의 고정과 해지되도록 구성한 것이다.

도 1을 참조하면 상기 단조부(10)의 다이스부(20)는 좌측프레임(11)에 고정설치된 가압실린더(17)의 실린더헤드(19)와 좌우이동판(16)이 고정설치되어 가압실린더(17)의 동작에 의해 실린더로드(18)의 전진과 후퇴에 따라 전후진 동작되는 좌우이동판(16)에 고정 설치되어 좌우이동판(16)과 같이 다이스(22)도 전후진이 이루어지는 것이다.

좌우이동판(16)과 다이스결합대(21)의 중앙부위에 가공부(k)의 가공할 길이에 영향이 미치지 않도록 구멍을 가지며, 좌우이동판(16)에 다이스결합대(21)와 다이스(22)가 볼트로 고정되며 가공부(k)의 길이에 따라 다이스결합대(21)의 길이가 긴 것을 사용할 수도 있다..

다이스(22)는 양측에 환봉(c)을 안내하는 단조홈(24)(24')과 가공부(k)의 크기를 갖는 단조구(23)가 형성되어, 가압실린더(17)의 작동에 의하여 전진하면서 강한 가압력이 다이스(22)를 이동시키므로 고정된 환봉(c)이 일측의 단조홈(24)에 안내되어 단조구(23)로 밀려들어가 소정의 크기를 통과시키는 단조구(23)가 통과되므로 단조가 이루어지는 것이다.

단조구(23)를 통과한 환봉(c)은 단조구(23)에 밀려 들어가면서 표면이 거칠어지게 되는데 이때 가압실린더(17)의 후퇴로 타측의 단조홈(24')을 통과하면서 표면 고르기가 이루어진다.

유압시스템과 제어장치는 통상적인 것이기 때문에 상세한 설명은 생략한다.

도 3을 참조하면 고정실린더(37)를 동작시켜 상하이동판(35)을 가상선으로 도시한 바와 같이 이동시키면 상하이동판(35)에 고정된 상측고정다이스(42)가 상승하게 된다.

하측프레임(31)에 하측다이스대(44)와 하측고정다이스(45)의 환봉결합홈(46)에 손으로 도 3a와 같은 환봉(c)을 위치시킨 다음 고정실린더(37)를 동작시켜 상하이동판(35)을 하강시키므로 실선으로 도시한 바와 같이 환봉(c)을 고정시키게 되며 이와 같은 동작은 작업중 계속 반복된다.

환봉(c)이 고정된 상태에서 도 2를 참조하면 가압실린더(17)가 후퇴한 상태에서 가압실린더(17)를 동작시키면 좌우이동판(16)이 다이스(22)와 같이 가상선으로 도시한바와 같이 전진하게 되는데 다이스(22)는 환봉(c)을 안내하는 단조홈(24)(24')과 가공부(k)의 크기를 갖는 단조구(23)가 형성되어, 가압실린더(17)의 작동에 의하여 전진하면서 강한 가압력이 다이스(22)를 이동시키므로 고정된 환봉이 일측의 단조홈(24)에 안내되어 단조구(23)로 밀려들어가 가공부(k)의 크기를 통과시키는 단조구(23)가 통과되므로 단조가 이루어지는 것이다.

단조구(23)를 통과한 환봉(c)의 가공부(k)는 단조구(23)에 밀려 들어가면서 표면이 거칠어지게 되는데 이때 가압실린더(17)의 후퇴로 타측의 단조홈(24')을 통과하면서 가공부(k) 표면 고르기가 이루어진다.

즉 도 6a의 상태에서 상기 단조공정으로 다이스(22)의 단조홈(24)을 타고 단조구(23)를 통과하게 되면 도 6b와 같이 가공할 부분이 가상선으로 도시한 L의 상태에서 실선 L'의 상태로 길이는 길어지고 굵기는 D의 상태에서 D'의 상태로 가늘어져 건조기에 의해 나사산을 가공하게 되면 도 4b의 상태가 되어 소정의 원하는 볼트를 제조할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명은 냉간 단조형태의 가공방법을 이용하여 단조방식의 가압형태 가공으로 가공공정이 단순해지며, 이로 인한 소재손실이 없어지고, 환봉을 다이스에 통과시키는 가공으로 작업이 이루져 균일함과 높은 정밀도 그리고 소재는 강해지면서 가공시간은 단축되어 작업효율과 생산성이 높여 저렴한 가격으로 신뢰성 높은 볼트를 제조할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 환봉(c)의 단조용 가압실린더(17)가 설치된 좌측프레임(11)과; 환봉(c)을 고정시키도록 고정실린더(37)에 의해 작동되는 고정다이스부(40)를 갖는 고정부(30)와;

   상기 고정부(30)가 결합되고, 소재공급구(13)가 형성된 우측프레임(12)과;

   상기 좌측프레임(11)과 우측프레임(12)이 베이스(2)상의 양단에 설치되어 지지안내대(15)로 좌측프레임(11)과 우측프레임(12)을 고정결합하되, 좌측프레임(11)과 우측프레임(12) 사이에 가압실린더(17)의 실린더헤드(19)에 결합하여 실린더헤드(19)의 작동에 의해 지지안내대(15)에 안내되어 좌우로 이동되는 좌우이동판(16)과;

   상기 좌우이동판(16)에 환봉(c)을 단조가공하는 다이스부(20)와;

   상기 다이스부(20)가 체결된 좌우이동판(16)이 가압실린더(17)의 작동에 따라 좌우이동판(17)이 지지안내대(15)에 안내되어 이동하여 고정부(30)에 고정된 환봉(c)이 단조되도록 구성한 것을 특징으로 하는 환봉의 나사산 가공용 단조기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 베이스(2)와 우측프레임(12)에 고정설치되는 고정부(30)는, 환봉(c)의 고정용 고정실린더(37)가 설치된 상측프레임(32)과; 환봉결합홈(46)이 형성된 하측 고정다이스(45)와; 상기 하측다이스대(44)와 하측고정다이스(45)가 고정설치되는 하측프레임(31)과; 상측프레임(32)과 하측프레임(31)이 설치되어 지지안내대(33)로 상측프레임(32)과 하측프레임(31)을 고정하되 상측프레임(32)과 하측프레임(31) 사이에 상하로 이동되도록 고정실린더(37)의 실린더헤드(39)의 작동에 의해 지지안내대(33)에 안내되어 상하로 이동되는 상하이동판(35)과; 상기 상하이동판(35)에 결합되어 환봉(c)을 고정하는, 환봉결합홈(43)이 형성된 상측고정다이스(42)와; 상기 상측고정다이스(42)가 다이스고정대(41)에 의해 체결된 상하이동판(35)이 고정실린더(37)의 작동에 따라 이동되도록 하여 환봉(c)을 고정하도록 구성한 것을 특징으로 하는 환봉의 나사산 가공용 단조기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 다이스부(20)는 가압실린더(17)의 실린더 헤드(19)와 고정설치된 좌우이동판(16)에 중앙에 구멍을 갖는 다이스 결합대(21) 위에, 양측에 환봉(c)을 안내하는 단조홈(24)(24')과; 상기 단조홈(24)(24')에 안내되어 소정의 크기를 통과시키는 단조구(23)와; 상기 단조홈(24)(24')과 단조구(23)가 형성된 다이스(22)를 결합하여 가압실린더(17)의 작동에 의해 전진하여 고정부(30)에 고정된 환봉(c)을 단조구(23)에 통과시켜 단조가 이루어지도록 구성한 것을 특징으로 하는 환봉의 나사산 가공용 단조기.