KR100667190B1 - 굴삭기 버켓의 투스용 투스포인트 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 굴삭기 버켓의 투스용 투스포인트 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1차외형형단조와 2차내부압출성형로 투스포인트를 제조하는 방법에 관한 것이다.

외형형단조, 내부압출성형, 투스포인트

Description

굴삭기 버켓의 투스용 투스포인트 제조방법{Method of producing tooth point for tooth of excavator bucket}

도 1은 굴삭기의 버켓용 투스를 도시한 사시도.

도 2는 종래의 투스포인트 제조방법을 도시한 플로차트.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투스포인트 제조방법을 도시한 플로차트.

도 4는 도 3의 주요부품을 도시한 공정도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 투스 11 : 투스어댑터

11a : 장착부 11b : 인서트부

11c : 관통공 12 : 투스포인트

12a : 인서트홈 12b : 슬롯

13 : 핀 20 : 버켓

본 발명은 굴삭기 버켓의 투스용 투스포인트 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1차외형형단조와 2차내부압출성형로 투스포인트를 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 건설 기계의 일종인 굴삭기는 토사나 암석을 채굴하기 위해 사용되는 토목 기계로서, 차체의 전방부에는 아암을 구비하고, 상기 아암의 단부에 토사나 암석을 채굴하기 위한 버킷이 설치된 구조로 되어 있다. 상기 아암은 링크 부재와 유압기 액튜에이터를 매개하여 회동 가능하게 설치되어 있고, 상기 아암의 선단부에는 토사나 암석을 채굴하여 일시적으로 담는 버킷이 회동 가능하게 연결되며, 상기 버킷의 선단에는 다수의 투스가 일정간격으로 장착된다.

도 1은 굴삭기의 버켓용 투스를 나타낸 사시도이다. 도시한 바와 같은 종래의 굴삭기의 버켓용 투스(10)는 버켓(20)에 볼트체결이나 용접 등에 의해 고정 결합되는 투스어댑터(11)와 상기 투스어댑터(11)에 결합되어 굴착지면에 직접 접촉되면서 굴착지면을 굴삭하는 소모품인 투스포인트(12)로 크게 대별되어 구성된다.

상기 투스어댑터(11)는 버켓(20)의 소정위치에 장착되는 장착부(11a)와 그 반대쪽의 인서트부(11b)가 일체로 연이어 형성되고, 상기 인서트부(11b)에는 수평으로 관통공(11c)이 형성되어 구성되며, 상기 투스포인트(12)는 내부에 상기 어댑터의 인서트부(11b)가 끼워 결합되는 인서트홈(12a)이 일측 개구되게 형성되고, 둘레에는 슬롯(12b)이 상기 투스어댑터(11)의 관통공(11c)과 일치하도록 수평으로 상기 인서트홈(12a)과 연통되게 형성되어 구성된다.

상기 투스어댑터(11)에 투스포인트(12)를 결합은, 먼저 상기 투스포인트(12)의 인서트홈(12a)을 투스어댑터(11)의 인서트부(11b)에 삽입하고, 이후 일치된 상 기 투스포인트(12)의 슬롯(12b)과 투스어댑터(11)의 관통공(11c)에 결합핀(13)을 끼워 고정하면, 상기 투스어댑터(11)와 투스포인트(12)의 결합이 완료된다.(한국실용신안등록 제20-0366057호 참조).

이러한 투스포인트(12)는 대부분 주강품이 사용되어 왔다. 즉, 도 2에 도시한 바와 같이, 먼저, 투스포인트의 주형을 제작한다. 이 주형은 주물사나 금형으로 제작할 수 있다. 그리고, 용강을 주형에 주입하여 원하는 형상으로 제품을 제조한다(이를 '주강품'이라고 한다).

그 다음, 주조를 한 투스포인트를 열처리하여 응력조직을 균일화시키고, 인성을 향상시키며 가공성을 용이하게 한다. 다음에, 표면처리나 기계가공을 행한 후 도장하여 제품을 완성한다.

이와 같이 종래의 투스포인트는 주강품으로서 압연으로 제조할 수 없는 복잡한 형상의 기계부품과 같은 것을 만드는데 적합하나, 내마모성, 내충격성, 고강성 등의 특성이 현저히 떨어지는 단점이 있다.

한편, 단조(Forging)는 "강괴를 강력한 프레스(Press)기계로 누르거나 또는 해머(Hammer)로 때려서 원하는 형상으로 만드는 것으로 그 제품을 단조품 또는 자유 단조품이라 하며 재질이 치밀하고 단단하여 내마모성, 내충격성, 고강성 등의 기계적 성질을 크게 향상되므로 매우 튼튼한 기계부품을 만들 수 있다" 라고 공지되어 있다.

그렇다면, 전술한 주조 대신 단조로 투스포인트를 성형한다면, 먼저 소재를 가압 성형하기 용이하게 가열한 후 단조를 행하는데, 이 단조는 외형과 내형을 동 시에 성형해야 하기 때문에 열간형단조로 행해지는 것이 바람직할 것이다. 그리고 난 후, 주조와 같이 열처리, 표면처리, 도장공정 등을 거쳐 제품을 완성할 것으로 볼 수 있다.

그런데, 위와 같은 열간형단조의 경우 투스포인트의 외형과 내형을 동시에 성형해야 하기 때문에 오랜시간동안 고하중을 가해야 하고, 이로 인해 금형에 과도한 고열과 고하중이 가해져 금형수명이 현저히 짧아지는 문제가 생길 수 있다.

따라서, 금형교체에 따른 생산원가가 너무 높고, 잦은 금형교환시간으로 생산성이 낮을 우려가 크다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여, 단조품의 기계적성질을 얻으면서 제조원가를 현저히 낮출 수 있는 굴삭기 버켓의 투스용 투스포인트 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 굴삭기 버켓의 투스용 투스포인트 제조방법은 소재를 가열하는 단계; 상기 가열된 소재를 가압하여 투스포인트의 외형을 성형하는 1차외형형단조 단계; 상기 1차 성형된 외형의 내부에 상기 투스포인트의 인서트홈을 성형하는 2차내부압출성형단계를 포함하여 이루어진다.

이 구성에 의하면, 단조에 따른 우수한 기계적성질을 얻으면서 제조원가를 현저히 낮출 수 있다.

전술한 구성에서, 상기 2차내부압출성형단계에서는 상기 외형의 잠열을 이용 하기 때문에, 금형에 전달되는 열의 영향을 현저히 줄이면서 가공의 용이성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 인서트홈은 맨드렐을 이용한 후방압출에 의해 성형되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 설명한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투스포인트 제조방법을 도시한 플로차트이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 투스포인트 제조방법은 먼저 소재를 적당한 크기로 절단한다.

이 절단된 소재는 작은 가공력과 큰 변형이 가능하도록 가열되는 것이 바람직이다.

이 가열된 소재는 형단조에 의해 도 4와 같은 쐐기형상의 외형을 성형한다(1차 외형 형단조). 즉, 투스포인트 외형은 평면과 우측에서 볼 땐 사각형, 바람직하게는 직사각형이고, 측면에서 볼 땐 포물선 형태의 삼각형인 쐐기 모양이다.

이와 같이, 열간형단조에 의해 쐐기형상의 외형을 1차로 성형함으로써, 단조에 의해 내마모성, 내충격성, 고강성과 같은 기계적 성질을 얻을 수 있고, 또한 단조시간이 짧다.

1차 외형 형단조를 행한 후, 남아있는 잠열을 이용하여 외형과 유사한 형상의 인서트홈(12a)의 내부를 압출 성형한다(2차 내부압출성형). 이 인서트홈(12a)은 맨드렐을 이용하여 후방압출로 성형하는 것이 바람직하다. 즉, 쐐기외형을 콘테이 너에 넣고 쐐기형성의 인서트홈과 유사한 맨드렐을 가압하면, 상면과 하면 및 전방은 콘테이너에 의해 구속되어 있어, 가압된 재료는 후방으로 밀리면서 인서트홈이 자연스럽게 성형되게 된다.

이 잠열을 이용한 인서트홈(12a)의 압출 성형으로 인해, 압출 금형(콘테이너)에 가해지는 과도한 열을 현저히 줄일 수 있어, 금형수명을 현저히 연장시킬 수 있고, 또한 잦은 금형교환시간을 단축시켜 생산성을 증대시킬 수 있다.

또한, 단조와 달리 밀리는 재료에 의해 인서트홈이 자연스럽게 형성되어, 작은 가공력으로 큰 변형을 얻을 수 있다.

2차 내부압출성형을 한 후, 응력조직의 균일화, 인성 향상, 후가공의 용이 등을 위한 담금질이나 어닐링과 같은 열처리를 행한다.

열처리한 후, 표면처리(예컨대 플래시제거, 슬롯가공, 쇼트피이닝 등)를 하고, 녹 등의 방지를 위한 도장을 행하여 제품을 완성한다.

이와 같이, 외형형단조공정과 내부압출성형공정의 복합공정을 통하여 단조의 기계적성질을 얻으면서 금형수명을 현저히 증대시킬 수 있다.

본 발명에 따른 굴삭기 버켓의 투스용 투수포인트 제조방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

이상에서 설명으로부터 명백하듯이, 본 실시예의 굴삭기 버켓의 투스용 투수포인트 제조방법에 따르면, 투스포인트의 외형은 형단조로 내형은 압출 성형함으로 써, 단조에 따른 내마모성, 내충격성, 고강성과 같은 특성을 갖는 단조품을 얻을 수 있고, 외형만 단조함으로써 단조시간을 줄일 수 있어 과도한 과하중의 영향을 덜 받게 된다.

또한, 단조품의 잠열을 이용하여 투스포인트의 인서트홈의 내부를 압출 성형함으로써, 작은 가공력으로 큰 변형을 얻을 수 있으면서도 금형에 과도한 열의 전달을 거의 없애 금형수명을 획기적으로 연장할 수 있어, 잦은 금형교환시간을 단축시켜 생산성 증대시킬 수 있다. 따라서, 주강품 투스포인트와 가격 경쟁이 생기게 된다.

또한, 상기 인서트홈은 맨드렐을 이용한 후방압출에 의해 성형됨으로써, 단조와 달리 후방으로 밀리는 재료에 의해 인서트홈이 자연스럽게 형성되어, 작은 가공력으로 큰 변형을 얻을 수 있다.

Claims (3)

1. 굴삭기 버켓의 투스용 투스포인트에 사용되는 소재를 절단하는 단계;

   상기 절단된 소재를 가열하는 단계;

   상기 가열된 소재를 가압하여 투스포인트의 외형인 쐐기형상을 성형하는 1차외형 형단조 단계;

   상기 1차 외형 형단조를 행한 소재를 쐐기형상의 콘테이너에 넣는 단계;

   상기 1차 성형된 외형의 내부에 쐐기형상의 인서트홈을 성형하는 2차내부압출성형단계;

   상기 제2차내부압출성형한 소재를 열처리하는 단계로 이루어지되,

   상기 인서트홈은 쐐기형상의 맨드렐을 가압하여 후방으로 밀리는 후방압출에 의해 성형되는 것을 특징으로 하는 굴삭기 버켓의 투스용 투스포인트 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 2차내부압출성형단계에서는 상기 투스포인트 외형의 잠열을 이용하는 것을 특징으로 하는 굴삭기 버켓의 투스용 투스포인트 제조방법.
3. 삭제

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