KR100520474B1 - 이형 선재의 성형 방법과 장치 - Google Patents

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Abstract

고능률이며 고정밀도 이형(異形) 선재의 성형 방법 및 장치이다.
비구동의 전단 4방 롤 턱스 헤드(16)와 동력 구동의 후단 4방 롤 턱스 헤드(17)를 조합한 성형 유닛(15)을 구비하고, 성형 유닛 열의 후방에 다듬질 열의 비구동 4방 롤 턱스 헤드(21)가 직렬로 배열된다. 동력 구동 턱스 헤드(17)의 성형 롤은 피성형재의 플랜지 높이의 70배 이상의 직경을 가지며, 비구동 턱스 헤드(16)와 동력 구동 턱스 헤드(17) 사이의 피성형재에 걸리는 장력(張力)을 300N 이하, 성형 유닛(15)과 다듬질 열 턱스 헤드(21) 사이의 장력을 50∼200N으로 제어하여 성형한다.

Description

이형 선재의 성형 방법과 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR FORMING A MODIFIED CROSS-SECTION WIRE MATERIAL}
본 발명은 엔진용 피스톤링 등에 사용되는 이형 선재(異形線材), 특히 오일 링에 사용되는 의사(疑似) H형 이형 선재의 성형에 적합한 성형 방법 및 장치에 관한 것이다.
엔진의 고회전, 고출력 방향에 따라, 고부하의 피스톤 링은 종래의 주철제로부터 강철제로 변해, 고합금 스테인리스 등의 특수강이 사용되게 되어 있다. 특히, 오일 링은 일례를 도 7에 나타낸 것과 같은 의사 H형 단면 등 복잡한 이형 단면을 가지는 것이 사용되며, 또한 엄격한 치수 정밀도가 요구된다.
현재, 이와 같은 이형 단면의 피스톤 링재(材)의 성형은 둥근 선을 직사각형선으로 성형한 후, 대부분은 도 9에 나타낸 것과 같은 4방 롤(7, 7')을 가지는 비구동의 4방 롤 턱스 헤드(4)를 복수 직렬로 배열하여 인발(引拔) 성형되어 있다. 그리고, 이것을 3∼5회의 다회수 반복하여 소정의 단면 형상으로 성형 다듬질되어 있다. 이 경우에, 스테인리스 등 특수강의 피스톤 링재에서는, 성형 가공 도중에 수회의 변형 제거 어닐링이 필요하다. 특히, 고합금의 이형 단면재의 경우에는, 인발 성형 회수와 중간 어닐링 공정이 많아지므로, 공정수가 늘어나 비용이 상승된다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 비용 저감을 위해, 1회당 감면율을 높여 인발 성형 회수를 줄이고, 중간 어닐링 회수를 적게 하고 싶다고 하는 요청이 있다. 그러나, 상기 비구동 턱스 헤드의 성형에서는, 통상 캡스턴 등의 인발력에 의해 선재를 뽑아내 성형하므로, 턱스 헤드의 감면율을 높이면 큰 인발력을 요한다. 이에 따라, 선재에 걸리는 장력이 커져 선재가 연신(延伸)되기 때문에, 도 3에 일례를 나타낸 것과 같은 웨브(8)와 플랜지(9)를 가지는 의사 H형 단면 형상의 이형 선재를 성형하는 경우에는, 선재가 길이 방향으로 신장될 뿐이며, 플랜지부(9)가 롤 공형(孔型)에 충분히 충전되지 않는다. 이 때문에, 상기 종래의 턱스 헤드에 의해 이형 선재를 성형하는 경우, 충전율을 높이기 위해서는 선재에 걸리는 장력을 줄이도록 감면율을 줄이지 않으면 안되어, 성형 회수를 줄일 수 없었다.
그래서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하고, 충전율을 향상시켜 성형 회수와 중간 어닐링 회수를 줄이고, 적은 성형기로 고능률이며 고정밀도의 이형 선재를 성형하는 성형 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 본 발명은 복잡한 단면 형상 고합금강의 이형 피스톤 링재의 성형에 적합한 것이지만, 피스톤 링재에 한정되지 않고, 널리 이형 선재의 성형에 적용할 수 있다.
그리고, 여기에서 말하는 이형 선재란, 단순한 각, 직사각형, 원, 타원 등의 단면 형상을 제외하고, H, I, L, M, T, U, V, X 형상 등 복잡한 단면 형상의 선재를 말하며, 그 일례로서 상기 도 7에 나타낸 것과 같은 의사 H형 단면의 피스톤 링재 등이 있다.
성형 가공의 회수를 줄이기 위해서는, 성형에서의 1회의 감면율을 높일 필요가 있지만, 전술한 것과 같이, 현재 실행되고 있는 턱스 헤드의 롤은 구동 장치가 없고 비구동이며, 선재가 캡스턴으로 잡아 당겨지고 롤이 회전되어 성형되는 인발 성형이기 때문에, 인발 성형 시에 선재에 큰 인장력이 작용, 선재가 길이 방향으로 연신되어 롤 공형의 단면에 충전되기 어렵다. 또, 감면율을 크게 하면, 이 장력에 의한 길이 방향의 연신에 의해, 재료의 가공 한계를 넘어 표면 크랙이 발생하고, 나아가서는 파단에까지 이르는 일이 있다.
따라서, 쓸데없이 턱스 헤드의 스탠드수를 증가시키는 것만으로는, 장력의 증가를 초래하여 선재의 파단 위험성이 높아진다. 그래서, 종래에는, 전술한 도 3에 나타낸 것과 같은 이형 선재의 성형에는, 인발 회수를 3∼5회로 나누어 성형해야 해, 인발 중간에 변형 제거 어닐링하는 것이 필요했다. 또한 종래의 비구동 턱스 헤드의 성형에서는, 플랜지부의 충전율이 낮기 때문에 소재의 치수를 크게 하지 않으면 안되어, 전체의 가공률이 높아져 중간 변형 제거 어닐링 회수가 증가했다.
따라서, 발명자들은 공형의 충전율을 높여 성형 회수를 줄이는 것을 목표로 하여 실험을 거듭하고, 그 결과 이하의 것을 발견했다.
① 턱스 헤드를 구동 롤 방식으로 함으로써, 선재에 장력을 걸지 않고 성형할 수 있어, 의사 H형 이형재의 플랜지부 충전율이 향상되어 성형 회수를 줄일 수 있다.
② 턱스 헤드의 롤 직경을 크게 함으로써, 플랜지부의 충전율이 향상된다.
③ 한편, 비구동 턱스 헤드 쪽이 치수 정밀도를 얻기 쉬운 경우가 있다.
④ 그 밖에 부수적으로, 소(小)로트 다품종 생산을 위한 준비성이 양호할 것, 롤의 공형 자유도가 높고, 강성의 확보가 용이할 것을 고려할 필요가 있다.
따라서, 상기 식견에 따라 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 이형 선재의 성형 방법과 장치는, 비구동의 전단 4방 롤 턱스 헤드와 동력 구동의 후단 4방 롤 턱스 헤드를 조합한 성형 유닛이 1유닛 또는 직렬로 복수 유닛 배열된 것을 특징으로 하는 것이다.
즉, 성형 유닛을 전단의 비구동 턱스 헤드와 후단의 동력 구동 턱스 헤드를 조합한 유닛으로 하고, 전단의 비구동 턱스 헤드에 요하는 인발력을 후단의 동력 구동 턱스 헤드에 의해 부여하여, 치수 정밀도가 양호한 비구동 턱스 헤드와 성형재에 장력을 걸지 않고 성형하는 동력 구동 턱스 헤드의 특성을 조합한 성형 유닛으로 한 것이다. 바꿔 말하면, 전단의 비구동 턱스 헤드에 의해 치수 정밀도를 유지하면서, 후단의 동력 구동의 턱스 헤드에 의해 공형의 충전율을 높여 1회의 성형 감면율을 증가시키고, 성형 회수를 감소시키는 것이다.
본 발명은 이와 같은 성형 유닛의 1 또는 복수를 직렬로 배열하고, 상기 형상의 피스톤 링도 1∼2회의 성형에 의해 성형하는 것이다. 이에 따라, 종래 3∼5회로 나누어 성형하고, 그 중간에 변형 제거 어닐링하고 있던 공정을 1∼2회로 성형하고 중간의 변형 제거 어닐링을 생략 또는 삭감함으로써, 대폭적인 능률 향상과 비용 저감을 할 수 있다.
그리고, 여기에서 말하는 성형 유닛은 비구동의 전단 턱스 헤드와 동력 구동의 후단 턱스 헤드가 일체로 구성된 것만을 의미하는 것이 아니고, 양자가 별개라도 기능적으로 조합된 것을 말한다. 또, 후단 구동 턱스 헤드(1) 스탠드에 대하여 전단 비구동 턱스 헤드가 1스탠드의 경우만이 아니고, 복수의 전단 비구동 턱스 헤드를 조합하여 구성되는 경우도 포함하는 것이다.
상기 동력 구동의 4방 롤 턱스 헤드의 성형 롤은 종횡 어느 하나의 강가공(强加工)측 한 쌍의 롤 2축이 구동되는 것이 바람직하다. 여기에서, 강가공축의 롤이란, 전술한 의사 H형 단면 성형의 경우, 측면의 평면측이 아니고 플랜지 공형이 형성되는 큰 성형 가공을 실행하는 측의 롤을 말한다. 이에 따라, 상기 충전율을 향상하는 동시에, 준비 등 취급이 용이해 간단한 구조로 목적을 달성할 수 있다.
상기 성형 유닛의 적어도 동력 구동 턱스 헤드의 성형 롤은 피성형재 두께의 70배 이상의 직경을 가지는 대직경 롤인 것이 바람직하다. 전술한 것과 같이, 발명자들은 실험 결과로부터 롤 직경이 큰 쪽이 공형 충전율이 높은 것을 발견했다. 종래의 비구동 턱스 헤드는 롤 직경이 커지면 큰 인발력을 요하므로, 피성형재 두께의 50배 정도 직경의 롤이 사용되고 있었다. 본 발명은 이것을 피성형재 두께의 70배 이상의 대직경 롤로 하여 구동 롤로 함으로써, 공형 충전율을 높인 것이다. 또, 공형 충전율의 향상의 점에서, 강가공측 성형 롤의 직경만을 크게 해도 된다.
그리고, 비구동 턱스 헤드의 성형 롤도 롤 직경이 큰 쪽이 공형 충전율의 향상에는 바람직하지만, 설비비와의 밸런스를 고려할 필요가 있다.
또, 상기 성형 유닛 또는 복수의 성형 유닛 열 후방에 다듬질 열의 비구동 4방 롤 턱스 헤드가 직렬로 배열되는 것이 바람직하다. 또, 이 다듬질 열의 턱스 헤드 감면율은 10% 이하, 나아가 3% 이하로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 성형 유닛에 의해 높은 감면율로 성형된 선재의 치수 정밀도를 다듬질 열의 턱스 헤드에 의해 향상할 수 있다. 이 다듬질 열의 턱스 헤드는 1 또는 복수로 구성된다.
또, 상기 성형 유닛의 전단 비구동 턱스 헤드와 후단 동력 구동 턱스 헤드 사이의 피성형재에 걸리는 장력을 300N 이하로 하고, 상기 복수의 성형 유닛 사이 및 상기 성형 유닛과 다듬질 턱스 헤드 사이의 피성형재에 걸리는 장력을 50∼200N으로 제어하여 성형하는 것이 바람직하다.
전술한 것과 같이, 성형재에 주어지는 장력이 크면 롤 충전율이 저하되어, 소재 치수를 크게 하지 않으면 안되게 되므로 장력을 제어할 필요가 있다. 본 발명의 성형 유닛은 후단 동력 구동 턱스 헤드에 의해 피성형재에 인발력을 부여하는 것이며, 동력 구동 턱스 헤드에 의한 인발력을 너무 크게 하면 롤에 슬립이 발생한다. 따라서, 전단 비구동 턱스 헤드와 후단 동력 구동 턱스 헤드 사이의 피성형재에 걸리는 장력은 300N 이하로 하는 것이 바람직하다. 이 장력은 공형 설계와 후단 동력 구동 턱스 헤드의 회전수 제어에 의해 실행할 수 있다.
한편, 성형 유닛 사이 및 성형 유닛과 다듬질 턱스 헤드 사이의 장력은 0으로 할 수도 있지만, 성형재의 직신도(直伸度)를 높여 성형하기 위해, 장력을 50∼200N으로 하는 것이 바람직하다.
상기 복수의 성형 유닛 사이 및 성형 유닛과 다듬질 턱스 헤드 사이에 피성형재의 장력을 제어하는 장력 제어 수단이 설치되는 것이, 간단하게 소정의 장력을 확보하기 위해 바람직하다.
또, 의사 H형 이형 선재의 성형에 있어서, 웨브의 압력 하강률을 비구동 턱스 헤드의 롤 공형에서 10∼50%, 동력 구동 턱스 헤드의 롤 공형에서 20∼60%로 하는 것이 바람직하다. 여기에서 의사 H형이란, 예를 들면, 도 3에 일례를 나타낸 것과 같은 웨브(8)와 플랜지(9)를 가지는 단면 형상을 말한다. 또, 웨브의 압력 하강률이란, 압연 전의 웨브 치수 T1, 압연 후의 웨브 치수 T2로 하여, 압력 하강률 % = ((T1-T2)/T1)×100을 말한다. 비구동 턱스 헤드의 압력 하강률은 10% 이하로 하면 성형 회수가 증가하고, 50% 이상으로 하면 재료 장력이 너무 커 인장력을 부여하는 동력 구동 턱스 헤드의 롤에 미끄럼이 생긴다. 또, 동력 구동 턱스 헤드의 압력 하강률을 20% 이하로 하면, 의사 H형 플랜지부의 공형 충전이 충분히 실행되지 않는다. 압력 하강률을 60% 이상으로 하면, 롤 강도가 부족하여 롤 파손의 우려가 생긴다.
상기 본 발명의 이형 선재 제조 방법 및 장치는 널리 복잡한 단면 형상의 이형 선재 성형에 적용할 수 있지만, 특히 이형 피스톤 링재의 성형에 적합하다.
[성형 실험]
먼저, 이형 선재 성형 장치의 설계에서, 도 9에 나타낸 비구동 턱스 헤드와 도 2에 나타낸 롤 배열의 동력 구동 턱스 헤드를 사용하여, 이하의 조건으로 성형 실험을 실행했다. 동력 구동 턱스 헤드는 도 2의 상하 롤을 구동했다.
소재 재질 : 0.85C-17Cr강
실험 성형 공정 : 실험 성형의 공정을 도 4에 나타낸다.
① 도 4 (A)의 두께/폭 : Ho/Wo = 2.30/3.20mm의 직사각형 단면의 선재를 사용하고,
② 도 9의 비구동 턱스 헤드에 의해, 도 4 (B)의 플랜지 높이 H1/웨브 치수 T1/폭 W1 = 2.30/1.50/3.10mm의 조(粗)성형 치수로 조성형했다.
③ 도 4 (B)의 조성형 스트랜드(strand)를 사용하고, 하기와 같이, 턱스 헤드의 롤 직경 및 웨브 압력 하강률을 변경하여, 비구동 및 동력 구동 턱스 헤드에 의해 도 4 (C)에 나타낸 단면 형상으로 다듬질 성형했다.
다듬질 성형 실험 조건 :
사용 롤 : ① φ125 비구동 턱스
② φ250 비구동 턱스
③ φ250 동력 구동 턱스
다듬질 웨브 치수 T2 : ① 1.20
② 1.10
③ 1.00
④ 0.95
그 실험 결과를 도 5에 표시하고, 도 6에 도 5의 결과를 통합하여 도시했다. 여기에서, 압력 하강률이란 압연 전의 웨브 치수 T1, 압연 후의 웨브 치수 T2로 하여, 압력 하강률 % = ((T1-T2)/T1)×100을 말하며, 충전율이란 압연 전의 플랜지 높이 H1, 압연 후의 플랜지 높이 H2, 충전율 = (H2/H1)을 말하는 것으로 한다.
성형 실험에 의한 도 5, 6의 결과로부터 이하의 것을 알 수 있다.
① φ250 동력 구동 턱스는 φ125 및 φ250 비구동 턱스에 비해 충전율이 높다.
② φ125 및 φ250 비구동 턱스에서는, 성형 후의 플랜지 높이가 소재의 두께보다 약간 감소하여 소재의 두께를 초과하지 않지만, φ250 동력 구동 턱스에서는 소재의 두께보다 성형 후의 플랜지 높이가 높아지는, 즉 충전율을 크게 할 수 있다.
삭제
③ φ125 및 φ250 비구동 턱스의 어느 것이나, 압력 하강률이 올라갈수록 선재에 걸리는 장력이 커지므로 충전율이 내려가지만, φ250 동력 구동 턱스에서는 압력 하강률이 올라갈수록 충전율이 높아진다.
④ 비구동 턱스에서는 φ125의 소직경 롤보다 φ250의 대직경 롤이 충전율이 높다.
상기 실험 결과에 따라, 본 발명의 이형 선재 성형 장치를 설계했다. 이하, 도시하는 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 도 1은 본 발명의 이형 선재 성형 장치의 전체를 나타내는 개념도이다.
도면에서, 좌로부터 권출기(1), 성형 유닛(15), 다듬질 턱스 헤드(21), 캡스턴(23), 권취기(24)가 배열되어 있다. 권출기(11)와 성형 유닛(15) 사이, 및 성형 유닛(15)과 비구동 다듬질 턱스 헤드(21) 사이에, 각각 댄서 롤(25)이 배치되어 선재 장력 제어의 제어 수단을 구성하며, 그 위치에 따라 롤 사이의 피성형재 장력을 소정값이 되도록 제어하고 있다.
성형 유닛(15)은 1스탠드의 비구동 전단 턱스 헤드(16)와 동력 구동의 후단 턱스 헤드(17)로 구성되어 있다.
비구동 전단 턱스 헤드(16)는 종 롤(7), 횡 롤(7')을 가지고 있는 4방 롤 턱스 헤드이며, 롤 직경이 (소재 플랜지 높이 H×50)mmφ인 롤을 사용했다. 동력 구동의 후단 턱스 헤드(17)는, 종 롤(18), 횡 롤(19)을 가지고 있는 4방 롤 턱스 헤드이며, 롤 직경이 (소재 플랜지 높이 H×100)mmφ인 롤을 사용하며, 상하 종 롤(18)만이 모터 구동된다.
다듬질 턱스 헤드(21)는 전단 턱스 헤드(16)와 동일 비구동 4방 롤 턱스 헤드이며, 캡스턴(23)에 의해 인발력이 부여되어 인발 성형된다. 이 다듬질 턱스 헤드열에 의해 고치수 정밀도의 이형 선재가 얻어진다.
본 실시 형태에서는, 전단 턱스 헤드(16)를 후단 턱스 헤드(17)에 대하여 1 : 1스탠드로 했지만, 전단 턱스 헤드(16)를 2스탠드 이상으로 할 수 있다. 또, 본 실시 형태에서는, 1라인의 성형 유닛(15)을 1유닛으로 했지만, 2 이상의 복수 유닛을 직렬로 배열할 수도 있다. 그 경우에는 각 유닛 사이에 댄서 롤(25)을 배치하여 유닛 사이의 선재 장력을 제어한다. 또, 본 실시 형태에서는, 다듬질 턱스 헤드(21)를 1스탠드로 했지만, 2 이상의 복수로 할 수도 있다.
[실시예]
상기 구성의 이형 선재 성형 장치를 사용하여, 강종(鋼種) 0.65C-13Cr의 소재로부터 도 8에 나타낸 단면 형상의 이형 피스톤 링재의 양산 성형을 실행했다. 전단 비구동 턱스 헤드(16)와 후단 동력 구동 턱스 헤드(17) 사이의 피성형재 장력은 약 200N으로 하고, 성형 유닛(15)과 다듬질 턱스 헤드(21) 사이의 장력은 100N으로 제어하여 성형했다.
그 결과, 2회의 성형으로 중간 어닐링 없이, 플랜지 치수 H, 폭 W 모두 ±10㎛인 고정밀도의 완성품이 얻어졌다.
종래의 장치에서는, 본 실시예의 형상의 이형 피스톤 링재를 제조하는 경우, 도 9에 나타낸 바와 같은 비구동 턱스 헤드의 3스탠드를 직렬로 배열하여 인발 성형했다. 그리고, 3회로 나누어 반복 인발하고, 그 사이에 2회의 중간 어닐링을 실행했다. 이것을 본 발명에서는, 도 1에 나타낸 16, 17, 21의 3개의 스탠드에서 2회 성형으로 성형하여, 중간 어닐링을 생략할 수 있었다.
이상 설명한 것과 같이, 본 발명의 이형 선재 제조 방법 및 장치는, 4방 롤의 비구동 턱스 헤드와 동력 구동의 턱스 헤드를 전후단에 조합한 성형 유닛에 의해 성형하므로, 치수 정밀도가 양호한 비구동 턱스 헤드와 성형재에 장력을 걸지 않고 충전율이 높은 성형을 할 수 있는 동력 구동 턱스 헤드의 특성이 조합된다.
이에 따라, 종래는 3∼5회로 나누어 성형하고, 2∼3회의 중간 변형 제거 어닐링을 하고 있었던 복잡한 단면 형상의 이형 선재가, 1∼2회의 성형으로 중간의 변형 제거 어닐링을 1회 또는 어닐링 없이 성형할 수 있다.
또, 동력 구동 턱스 헤드의 성형 롤은 2축만 구동이므로, 구조가 간단하고, 롤 교환 등의 준비가 용이하다.
또, 동력 구동 턱스 헤드의 성형 롤은 피성형재 두께의 70배 이상 직경의 대직경 롤이므로, 공형 충전율이 높아 성형 회수를 저감할 수 있다.
또, 전단 비구동 턱스 헤드와 후단 동력 구동 턱스 헤드 사이의 피성형재의 장력을 300N 이하로, 성형 유닛 사이의 장력을 50∼200N으로 제어하여 성형되므로, 동력 구동 턱스 헤드 롤의 슬립이 없어, 직신도가 높은 완성품을 얻을 수 있다.
또, 성형 블록열의 후방에 다듬질 열의 비구동 4방 롤 턱스 헤드가 직렬로 배열되어 있으므로, 성형 유닛에 의해 높은 감면율로 성형하고, 다듬질 열의 턱스 헤드로 치수 정밀도를 향상시킨다.
또, 의사 H형 이형 선재 성형의 경우에는, 웨브의 압력 하강률을 비구동 턱스 헤드의 롤 공형으로 10∼50%로, 동력 구동 턱스 헤드로 20∼60%로 함으로써 충전율이 향상된다.
이상에 의해, 예를 들면, 종래는 도 9에 나타낸 바와 같은 비구동 턱스 헤드를 3대 직렬로 병열하여, 3회로 나누어 성형을 행하는, 3, 3, 3의 9개의 스탠드 롤로 도중에 2회의 중간 어닐링을 실행하고 있던 제조 공정이, 상기 도 1의 16, 17, 21의 3스탠드에서 2회 성형, 중간 어닐링 없이 성형할 수 있다.
이상, 설명한 것과 같이, 본 발명의 이형 선재 성형 방법 및 장치에 의하면, 높은 정밀도의 이형 선재가 중간 어닐링 없이 1∼2회의 성형으로 할 수 있으므로, 대폭적인 비용 저감과 생산 능력의 향상을 도모할 수 있다. 본 발명의 이형 선재 성형 방법 및 장치는 피스톤 링재의 성형에 적합하지만, 그 밖의 용도의 이형 선재 성형에도 널리 적용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 이형 선재 성형 장치 전체의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 성형 실험의 턱스 헤드(Turk's head)의 롤 배열을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 성형 실험의 다듬질 성형 형상을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 성형 실험의 성형 공정을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 성형 실험의 실험 결과의 수치를 나타내는 표이다.
도 6은 본 발명의 성형 실험의 실험 결과를 통합한 도면이다.
도 7은 오일 링 형상의 실례를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 이형 선재 성형 장치에 의해 양상 성형된 완성품의 단면 형상을 나타내는 도면이다.
도 9는 비구동 턱스 헤드를 나타내는 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 피스톤 링, 2: 코일 익스팬더, 4: 비구동 턱스 헤드, 7, 7': 롤, 8: 웨브, 9: 플랜지, 11: 권출기, 15: 성형 유닛, 16: 전단 비구동 턱스 헤드, 17: 후단 동력 구동 턱스 헤드, 18: 구동 종 롤, 19: 비구동 횡 롤, 21: 다듬질 열 비구동 턱스 헤드, 23: 캡스턴, 24: 권취기, 25: 댄서 롤.

Claims (15)

  1. 비구동의 전단(前段) 4방(方) 롤 턱스 헤드(Turk's head)(16)와 동력 구동의 후단(後段) 4방 롤 턱스 헤드(17)를 조합한 성형 유닛(15)이 직렬로 배열되고,
    상기 동력 구동의 4방 롤 턱스 헤드(17)의 성형 롤(18, 19)은, 종횡의 어느 하나의 강가공(强加工)측의 한 쌍의 롤의 2축이 구동되며,
    상기 성형 롤(18, 19)의 적어도 구동측 롤 직경은, 피성형재 두께의 70배 이상의 직경을 가지는 대 직경 롤인 것을 특징으로 하는 피스톤링 이형 선재(異形線材)의 성형 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 성형 유닛(15) 또는 복수의 성형 유닛 열의 후방에 다듬질 열의 비구동 4방 롤 턱스 헤드(21)가 직렬로 배열되는 것을 특징으로 하는 피스톤링 이형 선재의 성형 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 성형 유닛(15)의 전단 비구동 턱스 헤드(16)와 후단 동력 구동 턱스 헤드(17) 사이의 피성형재에 걸리는 장력을 300N 이하로 하고, 상기 복수의 성형 유닛(15) 사이 및 성형 유닛(15)과 다듬질 턱스 헤드(21) 사이의 피성형재에 걸리는 장력을 50∼200N으로 제어하여 성형하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 이형 선재의 성형 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 성형 유닛(15) 사이 및 성형 유닛(15)과 다듬질 턱스 헤드(21) 사이에 피성형재의 장력을 제어하는 장력 제어 수단(25)이 설치되는 것을 특징으로 하는 피스톤링 이형 선재의 성형 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    의사(疑似) H형 이형 선재의 성형 장치에서, 웨브(8)의 압력 하강율을 비구동 턱스 헤드(16)의 롤 공형(孔型)[(7)-(7) 사이]에서 10∼50%, 동력 구동 턱스 헤드(17)의 롤 공형[(18)-(18) 사이]에서 20∼60%로 하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 이형 선재의 성형 장치.
  8. 삭제
  9. 비구동의 전단 4방 롤 턱스 헤드(16)와 동력 구동의 후단 4방 롤 턱스 헤드(17)를 조합한 성형 유닛(15)이 직렬로 배열되는 단계,
    상기 동력 구동의 4방 롤 턱스 헤드(17)의 성형 롤(18, 19)은, 종횡의 어느 하나의 강가공(强加工)측의 한 쌍의 롤의 2축이 구동되는 단계, 및
    상기 성형 롤(18, 19)의 적어도 구동측 롤 직경이 피성형재 두께의 70배 이상의 직경을 가지는 대 직경 롤인 성형기에 의해 성형되는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 이형 선재의 성형 방법.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 성형 유닛(15) 또는 복수의 성형 유닛 열의 후방에 다듬질 열의 비구동 4방 롤 턱스 헤드(21)가 직렬로 배열된 성형기에 의해 성형되는 것을 특징으로 하는 피스톤링 이형 선재의 성형 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 성형 유닛(15)의 전단 비구동 턱스 헤드(16)와 후단 동력 구동 턱스 헤드(17) 사이의 피성형재에 걸리는 장력을 300N 이하로 하고, 상기 복수의 성형 유닛(15) 사이 및 상기 성형 유닛(15)과 다듬질 턱스 헤드(21) 사이의 피성형재에 걸리는 장력을 50∼200N으로 제어하여 성형하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 이형 선재의 성형 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 다듬질 열의 턱스 헤드 감면율(減面率)을 10% 이하로 하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 이형 선재의 성형 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    의사 H형 이형 선재의 성형에 있어서, 웨브(8)의 압력 하강률을 비구동 턱스 헤드(16)의 롤 공형[(7)-(7) 사이]에서 10∼50%, 동력 구동 턱스 헤드(17)의 롤 공형[(18)-(18) 사이]에서 20∼60%로 하는 것을 특징으로 하는 피스톤링 이형 선재의 성형 방법.
  15. 삭제
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