KR100651652B1

KR100651652B1 - 레일 단부 성형장치 및 성형방법

Info

Publication number: KR100651652B1
Application number: KR1020040090995A
Authority: KR
Inventors: 박춘복; 권호진; 박광련; 최종혁; 현영탁
Original assignee: 삼표이앤씨 주식회사
Priority date: 2004-11-09
Filing date: 2004-11-09
Publication date: 2006-12-07
Also published as: KR20060042354A

Abstract

본 발명은 레일의 형상이 상이한 레일의 단면적을 서로 동일 형상의 레일로 단조 성형하여, 레일간 체결 및 연결이 가능하도록 한 레일 단부 성형장치 및 성형방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 비대칭 레일의 좌우방향 단조시 금형 교체없이 단조하는 방법과 단조작업시 금형체결을 위한 기타 체결장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 레일 단부 성형장치는 레일단조 성형장치내 상부에 고정되어 가압하는 상부금형과; 상기 상부금형이 하강하는 위치의 좌측에 고정됨과 동시에 가압하도록 다층의 계단 형상으로 이루어진 좌측금형과; 상기 상부금형이 하강하는 위치의 우측에 고정됨과 동시에 가압하도록 다층의 계단 형상으로 이루어진 우측금형과; 상기 좌측금형에 맞물리도록 설치되는 좌측인서트금형과; 상기 우측금형에 맞물리도록 설치되는 우측인서트금형과 상기 좌우측 인서트금형을 체결하도록 후단부에 설치되는 금형체결장치로 구성됨을 특징으로 한다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 레일 단부 성형방법은 상부금형과 좌ㆍ우측금형 및 상기 좌ㆍ우측금형에 삽입되는 좌ㆍ우측인서트금형으로 이루어진 레일단조 성형장치를 이용하여 레일의 단부를 단계(Ⅰ∼Ⅷ)별 과정을 통해 단조 성형하되, 상기 레일의 두부목밑을 가압하여 중심을 대칭으로 이동시키는 단계(Ⅰ); 상기 단계(Ⅰ) 시행후 레일의 복부를 가압하여 레일의 키를 늘리는 단계(Ⅱ, Ⅲ); 상기 단계(Ⅱ, Ⅲ) 시행후 레일의 복부 및 저부상면을 형성하는 단계(Ⅳ); 상기 단계(Ⅳ) 시행후 레일의 저부바닥을 구간별로 나누어 가압하는 단계(Ⅴ, Ⅵ, Ⅶ); 상기 (Ⅴ, Ⅵ, Ⅶ) 시행후 레일의 저부바닥을 가압후 생긴 불균일한 면을 균일하게 가압하여 고른 저부바닥을 형성하는 단계(Ⅷ)를 순차적으로 시행하여, 이형레일의 단부를 동일레일의 단부로 성형함을 특징으로 한다.

레일 단부 성형장치, 성형방법, 인서트금형

Description

레일 단부 성형장치 및 성형방법{Rail end molding equipment and the molding method}

도 1은 본 발명에 따른 레일 단부 성형장치를 도시한 정면도,

도 2는 본 발명에 따른 레일 단부 성형장치의 금형체결장치를 도시한 정면도,

도 3은 본 발명에 따른 레일 단부 성형장치의 금형체결장치를 도시한 측면도,

도 4a는 본 발명에 따른 레일 단부 성형장치의 좌측인서트금형을 도시한 사시도,

도 4b는 본 발명에 따른 레일 단부 성형장치의 우측인서트금형을 도시한 사시도,

도 5a는 본 발명에 따른 레일 단부 성형장치의 좌측지지금형을 도시한 사시도,

도 5b는 본 발명에 따른 레일 단부 성형장치의 우측지지금형을 도시한 사시도,

도 6(a)∼6(g)은 본 발명에 따른 레일 단부 성형장치에 사용되는 각 단계별 인서트금형을 이용하여 레일 단조를 시행하는 상태를 도시한 공정도.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

10 : 상부금형 12 : 좌측금형

14 : 우측금형 16 : 계단면

16a : 돌출턱 18 : 계단면

18a : 돌출턱 22 : 좌측인서트금형

24 : 우측인서트금형 26 : 걸림홈

26a : 경사면 26b : 곡면

28 : 걸림홈 28a : 경사면

30 : 금형체결장치 손잡이

32 : 인서트 손잡이 40 : 금형체결장치

42 : 롤러 44 : 높이조절볼트

50 : 레일 52 : 두부

54 : 복부 56 : 저부상면

58 : 저부바닥 60 : 저부측면

62 : 저부폭 64 : 상부인서트 금형

66 : 좌측지지금형 68 : 우측지지금형

A : 레일단조 성형장치

본 발명은 레일 단부 성형장치 및 성형방법에 관한 것으로, 특히 서로 다른 형상으로 이루어진 이형레일들을 연결시 이형레일들의 일측 단부를 동일한 형상으로 성형하도록 한 레일 단부 성형장치 및 성형방법에 관한 것이다.

일반적으로 분기기는 1개의 선로를 2개로 나누어 열차나 차량이 다른 선로로 옮겨갈 수 있도록 한 것으로, 크게 분기기에서 2개의 텅레일, 2개의 기본레일, 전철봉 등으로 이루어지며 텅레일을 전환함으로써 분기의 방향을 바꾸는 전철기와; 분기기에서 한쪽방향으로 열차를 유도하기 위하여 설치한 리드레일과; 분기기에서 궤간선이 교차하는 부분, V자형의 노스레일과 X자형의 윙레일로 구성된 크로싱으로 구성된다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 분기기의 텅레일은 서로 다른 규격으로 형성된 레일을 사용하고 있다.

즉, 분기기의 기본레일 50KG에 대하여 텅레일 70S, 기본레일 60KG에 대하여 텅레일 70S, 기본레일 UIC60에 대하여 텅레일 UIC60B 등으로 구성된다.

여기서, 상기 텅레일은 일반적으로 비대칭의 특수레일을 사용하기 때문에 기본레일과 연결가능토록 단조를 통해 형상을 일치시켜야 한다.

그 공정으로 서로 다른 방향의 단조시, 레일종별 단조시 중량물인 금형교체에 시간이나 힘이 많이 필요하고, 비효율적인 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 레일의 형상이 상이한 레일의 단면적을 서로 동일 형상의 레일로 단조 형성하 여, 레일간 체결 및 연결이 가능하도록 한 레일 단부 성형장치 및 성형방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 금형의 비대칭인 부분만을 교체토록 가공하여 서로 다른 방향의 단조품에 사용토록하고, 인서트금형체결시 중량을 지지하고 손쉬운 체결을 보조하는 금형체결장치로 구성함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 레일 단부 성형장치를 도시한 정면도이며, 도 2는 본 발명에 따른 레일 단부 성형장치의 금형체결장치를 도시한 정면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 레일 단부 성형장치의 금형체결장치를 도시한 측면도이며, 도 4a는 본 발명에 따른 레일 단부 성형장치의 좌측인서트금형을 도시한 사시도이며, 도 4b는 본 발명에 따른 레일 단부 성형장치의 우측인서트금형을 도시한 사시도이며, 도 5a는 본 발명에 따른 레일 단부 성형장치의 좌측지지금형을 도시한 사시도이며, 도 5b는 본 발명에 따른 레일 단부 성형장치의 우측지지금형을 도시한 사시도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 레일 단부 성형장치는 통상의 레일단조 성형장치에 있어서, 상기 레일단조 성형장치(A)내 상부에 고정되어 가압하는 상부금형(10)과; 상기 상부금형(10)이 하강하는 위치의 좌측에 고정됨과 동시에 가압하도록 다층의 계단 형상으로 이루어진 좌측금형(12)과; 상기 상부금형(10)이 하강하는 위치의 우측에 고정됨과 동시에 가압하도록 다층의 계단 형상으로 이루어진 우측금형(14)과; 상기 좌측금형(12)에 맞물리도록 설치되는 좌측인서 트금형(22)과; 상기 우측금형(14)에 맞물리도록 설치되는 우측인서트금형(24)과; 상기 좌우측 인서트금형(22, 24)을 체결하도록 후단부에 설치되는 금형체결장치(40)로 구성된다.

여기서, 상기 좌ㆍ우측금형(12, 14)은 동일 형상으로 계단식으로 형성되되, 상기 계단면(16, 18)의 외측이 일정한 높이로 돌출되도록 돌출턱(16a, 18a)이 형성된 구조이다.

또한, 상기 좌ㆍ우측인서트금형(22, 24)은 전체적으로 쐐기형상으로 이루어지되, 일측 단부가 상기 좌ㆍ우측금형(14)의 돌출턱(16a, 18a)에 걸리도록 걸림홈(26, 28)이 형성되고, 타측 외주면은 일정한 각도의 경사면(26a, 28a) 및 곡면(26b)으로 형성된 구조이다.

특히, 상기 좌ㆍ우측인서트금형(22, 24)의 외측에는 L형상 철봉으로 이루어진 금형체결장치 손잡이(30)가 고정 설치된 구조이다.

이러한 금형체결장치 손잡이(30)는 인서트금형(22, 24)을 레일단조 성형장치(A)내 탈착 및 장착을 용이하게 하기 위해 설치한 것이다.

한편, 상기 레일단조 성형장치(A)의 전면에는 인서트금형(22, 24)을 위치 및 이송시키기 위한 롤러(42)가 구비된 금형체결장치(40)가 높이조절볼트(44)에 의해 고정 설치된 구조이다.

즉, 상기 금형체결장치(40)는 롤러(42)와 인서트금형(22, 24)의 금형체결장치 손잡이(30)를 이용하여 인서트금형(22, 24)의 교체를 손쉽게 할 수 있도록 한 장치이다.

또한 상기 롤러(42)의 상부에는 인서트금형(22, 24)을 순서대로 배치하여 레일(50)의 단조에 사용함으로써 빠르고 쉽게 레일(50) 단부의 단조작업이 이루어지는 이점이 있다.

이하, 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 레일 단부 성형장치를 이용한 레일 단부의 성형에 대해서 설명한다.

도 6(a)∼6(g)은 본 발명에 따른 레일 단부 성형장치에 사용되는 각 단계별 인서트금형을 이용하여 레일 단조를 시행하는 상태를 도시한 공정도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 레일 단부 성형방법은 상부금형(10)과 좌ㆍ우측금형(12, 14) 및 상기 좌ㆍ우측금형(12, 14)에 삽입되는 좌ㆍ우측인서트금형(22, 24)으로 이루어진 레일단조 성형장치(A)를 이용하여 레일(50)의 단부를 단계(Ⅰ∼Ⅷ)별 과정을 통해 단조 성형하는 바,

즉, 상기 좌측금형(12)과 우측금형(14)내에 각각의 좌ㆍ우측인서트금형(22, 24)이 삽입된 상태에서 상기 좌ㆍ우측인서트금형(22, 24)의 사이에서 레일(50)의 두부(52)의 목밑을 가압하는 단계(Ⅰ);

상기 단계(Ⅰ) 시행후 레일(50)의 복부(54)를 가압하여 레일(50)의 키를 늘리는 단계(Ⅱ, Ⅲ);

상기 단계(Ⅱ, Ⅲ) 시행후 레일(50)의 복부(54) 및 저부상면(56)을 형성하는 단계(Ⅳ);

상기 단계(Ⅳ) 시행후 레일(50)의 저부바닥(58)을 구간별로 나누어 가압하는 단계(Ⅴ, Ⅵ, Ⅶ);

상기 (Ⅴ, Ⅵ, Ⅶ) 시행후 레일(50)의 저부바닥(58)을 가압후 생긴 불균일한 면을 균일하게 가압하여 고른 저부바닥(58)을 형성하는 단계(Ⅷ)를 순차적으로 시행하여, 레일(50)의 단부를 단조 성형하는 것을 본 발명의 기술적 사상의 특징으로 한다.

상기 각 단계별로 나누어 설명하면, 상기 단계(Ⅰ)에서는 레일(50)의 두부(52) 목밑 가압시 좌ㆍ우인서트금형(22, 24)의 형상을 쐐기형으로 하여 레일(50)의 두부(52)쪽으로 유동을 원활히 하도록 취약할 수 있는 두부(52)의 목밑을 보강하는 단계이다.

특히, 상기 두부(52)의 목밑 가압시 레일(50)과 좌ㆍ우측인서트금형(22, 24)간에 일정한 여유폭을 두어 레일(50) 두부(52)의 변형을 방지토록 한다.

또한, 상기 단계(Ⅰ)에서는 대칭되는 레일(50) 단조시 좌ㆍ우측인서트금형(22, 24)의 접촉면적을 동일하게 형성하여 단조하거나 또는 비대칭되는 레일(50) 단조시 좌ㆍ우측인서트금형(22, 24)의 접촉면적을 상이하게 형성하여 단조한다.

여기서, 상기 비대칭되는 레일(50) 단조시에는 비대칭부분의 좌ㆍ우측인서트금형(22, 24)을 교체 가공하여 서로 다른 방향의 레일(50) 단조에 사용토록 한다.

이어서, 상기 단계(Ⅱ, Ⅲ)에서는 레일(50)의 복부(54)를 단계적으로 가압하여, 레일(50)의 키를 늘리는 단계이다.

이어서, 상기 단계(Ⅳ)에서는 레일(50)의 복부(54) 및 저부상면(56)의 형상을 형성하는 단계이다.

특히, 레일(50) 저부측면(60)의 양쪽에 일정량의 틈새를 형성하고, 좌ㆍ우측 인서트금형(22, 24)을 설치함으로써, 레일(50)의 저부폭(62) 확보를 용이하게 하는 단계이다.

이어서, 상기 단계(Ⅴ, Ⅵ, Ⅶ)에서는 레일(50)의 저부바닥(58)을 구간별로 가압함으로써, 적은 힘으로도 금속유동이 원활하도록 한다.

끝으로, 상기 단계(Ⅷ)에서는 레일(50)을 구간별로 가압하여 생긴 고르지 못한 면을 균일하게 가압하여 고른 저부바닥(58)을 형성하는 단계이다.

특히, 이 단계(Ⅷ)에서 1/20, 1/40 등의 레일구배를 유지 및 형성토록 한다.

따라서, 본 발명에 따른 레일 단부 성형장치 및 성형방법은 서로 다른 형상의 레일과 레일 연결시 단면적이 큰 레일의 일측단을 단조하여 서로 동일한 형상의 레일로 성형하면, 간단한 구조로 체결이 가능하며, 더 안정적으로 레일을 연결할 수 있는 작용효과가 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 레일 단부 성형장치 및 성형방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명은 성형장치내 금형의 특정부분만을 교체하여, 서로 다른 방향의 단조품 및 다른 종류의 레일단조에 사용함으로써, 성형장치내 금형의 제작비와 금형의 교체시간을 절약할 수 있는 이점이 있다.

둘째, 본 발명은 성형장치내에 단계적 금형을 사용함으로써, 적은 힘으로 양질의 레일 단조품을 얻을 수 있는 이점이 있다.

셋째, 본 발명은 성형장치내에 금형 교체장치를 사용함으로써 레일 단조에 따른 작업시간을 대폭적으로 단축시킬 수 있고, 최적의 작업여건을 조성할 수 있다.

Claims

레일단조 성형장치(A)내 상부에 고정되어 가압하는 상부금형(10)과;

상기 상부금형(10)이 하강하는 위치의 좌측에 고정됨과 동시에 가압하도록 다층의 계단 형상으로 이루어진 좌측금형(12)과;

상기 상부금형(10)이 하강하는 위치의 우측에 고정됨과 동시에 가압하도록 다층의 계단 형상으로 이루어진 우측금형(14)과;

상기 좌측금형(12)에 맞물리도록 설치되는 좌측인서트금형(22)과;

상기 우측금형(14)에 맞물리도록 설치되는 우측인서트금형(24)과;

상기 좌우측 인서트금형(22, 24)을 체결하도록 후단부에 설치되는 금형체결장치(40)로 구성되는 레일 단부 성형장치에 있어서,

상기 좌ㆍ우측금형(12, 14)은 동일 형상으로 계단식으로 형성되되, 상기 계단면(16, 18)의 외측이 일정한 높이로 돌출되도록 돌출턱(16a, 18a)이 형성되도록 구성됨을 특징으로 하는 레일 단부 성형장치.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 좌ㆍ우측인서트금형(22, 24)은 전체적으로 쐐기형상으로 이루어지되, 일측 단부가 상기 좌ㆍ우측금형(12, 14)의 돌출턱(16a, 18a)에 걸리도록 걸림홈(26, 28)이 형성되고, 타측 외주면은 일정한 각도의 경사면(26a, 28a) 및 곡면(26b)으로 형성됨을 특징으로 하는 레일 단부 성형장치.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 레일단조 성형장치(A)의 전면에는 좌ㆍ우측인서트금형(22, 24)을 위치 및 이송을 위한 롤러(42)가 구비된 금형체결장치(40)가 높이조절볼트(44)에 의해 고정 설치됨을 특징으로 하는 레일 단부 성형장치.
상부금형(10)과 좌ㆍ우측금형(12, 14) 및 상기 좌ㆍ우측금형(12, 14)에 삽입되는 좌ㆍ우측인서트금형(22, 24)으로 이루어진 레일단조 성형장치(A)를 이용하여 레일(50)의 단부를 단계(Ⅰ∼Ⅷ)별 과정을 통해 단조 성형하되,

상기 레일(50)의 두부(52)의 목밑을 가압하여 레일중심을 비대칭에서 대칭으로 이동케하는 단계(Ⅰ);

상기 단계(Ⅰ) 시행후 레일(50)의 복부(54)를 가압하여 레일(50)의 키를 늘리는 단계(Ⅱ, Ⅲ);

상기 단계(Ⅱ, Ⅲ) 시행후 레일(50)의 복부(54) 및 저부상면(56)을 형성하는 단계(Ⅳ);

상기 단계(Ⅳ) 시행후 레일(50)의 저부바닥(58)을 구간별로 나누어 가압하는 단계(Ⅴ, Ⅵ, Ⅶ);

상기 (Ⅴ, Ⅵ, Ⅶ) 시행후 레일(50)의 저부바닥(58)을 가압후 생긴 불균일한 면을 균일하게 가압하여 고른 저부바닥(58)을 형성하는 단계(Ⅷ)를 순차적으로 시행하여, 레일(50)의 단부를 단조함을 특징으로 하는 레일 단부 성형방법.
제 6항에 있어서,

상기 레일(50) 단부 성형은 각 단계별로 좌ㆍ우측인서트금형(22, 24)을 교체 사용하여, 레일(50)의 단부를 단조함을 특징으로 하는 레일 단부 성형방법.
제 6항에 있어서,

상기 단계(Ⅰ)에서 단조시 비대칭부분, 좌우향단조 및 모든 레일류에 대해 좌ㆍ우측 지지금형(66, 68)을 교체 가공하여 공용함을 특징으로 하는 레일 단부 성형방법.
제 6항에 있어서,

상기 단계(Ⅷ)에서 레일(50)의 구배를 1/20, 1/40으로 형성함을 특징으로 하는 레일 단부 성형방법.