KR100801697B1

KR100801697B1 - 용접용 팁의 제조를 위한 장치

Info

Publication number: KR100801697B1
Application number: KR1020060069478A
Authority: KR
Inventors: 손동주
Original assignee: 손동주
Priority date: 2006-07-25
Filing date: 2006-07-25
Publication date: 2008-02-11
Also published as: KR20080009816A

Abstract

본 발명은 다단의 외형부를 갖는 용접용 팁(50)을 간편하고 신속하게 제조하면서도 송급로의 치수가 정확하게 가공되고, 가공면의 정밀도가 향상되도록 함으로써 용접과정에서 와이어의 송급이 안정되게 수행되어 용접불량이 방지되고, 제조과정의 생산성과 생산비용이 절감되도록 한 용접용 팁의 제조를 위한 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 용접토치용 용접용 팁의 제조를 위한 장치는 내부홀이 형성되고 정해진 길이와 직경을 갖는 봉재(50a)에 와이어가 송급되는 정해진 내경의 송급로(52)가 형성되도록 하는 용접토치용 용접용 팁의 제조를 위한 장치에 있어서, 봉재(50a)가 삽입되는 팁성형홀(112)이 형성된 다이스(110)가 구비된 하형(100) 및; 하형(100)에 삽입 고정된 봉재(50a)의 중앙부에 길이방향으로 정해진 내경의 송급로(52)가 형성되도록 송급로(52)의 내경에 해당되는 외경을 갖는 인발핀(220)이 결합되는 핀홀더(210)가 구비된 상형(200)과; 봉재(50a)의 하측 방향 이동시에 연동되어 하측 방향으로 이동되고 성형 완료된 용접용 팁(50)을 배출시키도록 팁성형홀(112)상에 승강가능하게 설치되는 이젝트핀(310)과, 이젝트핀(310)의 하단이 설치되고 인가되는 외력에 의해 상승되면서 이젝트핀(310)을 상승시키도록 하형(100)상에 구성되는 핀구동부(320)가 구비된 팁배출장치(300)가 포함되어 이루어진다.

Description

용접용 팁의 제조를 위한 장치{A MANUFACTURING APPARATUS OF WELDING TIP}

도 1은 일반적인 용접토치용 컨택트 팁을 나타내는 단면도,

도 2는 종래 용접토치용 컨택트 팁의 제조방법을 설명하기 위한 개략적인 공정도,

도 3a은 본 발명의 제조 대상이 되는 다단 외형부를 갖는 용접용 팁을 나타내는 사시도,

도 3b는 본 발명에 따른 용접토치용 용접용 팁의 제조방법 및 장치에 의해 형성되는 용접용 팁의 단면도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접토치용 용접용 팁의 제조방법을 설명하기 위한 공정도,

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접토치용 용접용 팁의 제조를 위한 장치를 설명하기 위한 분해 사시도,

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접토치용 용접용 팁의 제조를 위한 장치에서 다이스에 형성되는 성형턱을 상세히 보여주는 도면,

도 7a 및 도 7e는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접용 팁의 제조방법 및 그의 제조를 위한 장치를 설명하기 위한 도면들이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

50:용접용 팁, 51:팁몸체,

52:송급로, 100:하형,

110:다이스, 112:팁성형홀,

112a:팁삽입홀부, 112b:단조홀부,

112c:성형턱, 120:하부플레이트,

200:상형, 210:핀홀더,

220:인발핀, 230:상부플레이트.

300:팁배출장치, 310:이젝트핀,

320:핀구동부, 322:밀판,

324:안내핀.

본 발명은 용접용 팁의 제조를 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부에 형성된 송급로를 통해 와이어가 송급되면서 용접작업이 수행되는 다단의 외형부를 갖는 용접용 팁을 프레스 가공에 의해 성형할 수 있는 용접용 팁의 제조를 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 모재와 금속전극 사이에 아크를 발생시켜서 그 용접 열을 이용하여 모재와 전극을 용융시키므로써 용접 금속을 형성하는 아크용접기에서 용접작업을 실행하는 용접토치는 토치바디의 후부에 가스를 공급하기 위한 고무호스가 호스 연결관을 매개로 접속되고, 토치바디에 전류가 공급되도록 전원공급선이 인슐레이터에 의해 절연되게 설치되는 한편, 상기 토치바디의 앞쪽으로는 상기 고무호스로부터 공급되는 가스가 배출되는 가스디퓨져와, 이 가스디퓨져와 접하여 용접용 와이어가 그 내부로 송급되는 용접용 팁이 설치된다.

그리고, 도 1을 참조하면, 용접용 팁(20)은 전극으로 사용되는 금속 와이어가 그 내부로 송급되고 토치바디와 기계적, 전기적 및 열적으로 접속되어 상기와 같은 용접작업의 수행이 가능하도록 하는 소모성 부재로서, 대략 환봉 형상을 갖도록 형성된 몸체(21)의 중심부에 와이어가 이송되는 송급로(22)가 형성되고 그 일측에는 토치바디(12)측에 기계적, 전기적으로 접속되도록 나사부(23)가 형성되는 한편, 나사부(23)의 타측에 해당되는 몸체상에는 일정한 경사각을 갖도록 가공된 테이퍼부(24)가 형성된다.

이와 같은 용접용 팁(20)은 통상 몸체(21)의 직경이 8㎜ ~ 9mm 내외로 형성되고, 그 길이가 대략 30 ~ 45㎜ 정도로 형성되며, 와이어가 이송되는 송급로(22) 의 길이는 전기접촉이 연속적으로 달성될 수 있는 25㎜ 내외가 되도록 형성된다. 그리고 송급로(22)의 내경은 통상 사용되는 와이어의 직경에 따라 일반적으로 0.4 ~ 1.9Ø 정도의 다양한 내경를 갖도록 형성되는 한편 사용되는 와이어의 직경 보다 0.1㎜ 내지 0.2㎜ 정도 더 큰 내경을 갖도록 형성된다.

한편, 상기와 같은 용접용 팁(20)의 제조과정을 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같이, 일정한 내경의 송급로가 형성되도록 봉상의 몸체를 인발하고 열처리하는 인발단계 및 열처리단계(31)와, 상기 단계(31)에 의해 인발된 봉상의 몸체를 일정한 길이로 절단하고 기본적인 형상을 가공하는 컨택트팁 몸체(21)를 형성하는 단계(32)와, 컨택트팁 몸체(21)를 형성하는 단계(32)에 의해 가공된 컨택트팁 몸체(21)에 테이퍼부(24)를 가공하는 테이퍼부 가공단계(33)와, 상기 단계(33)에 의해 테이퍼부가 형성된 몸체에 제품의 규격 등의 식별용 표시를 형성하는 식별부 마킹단계(34)가 수행되는 한편, 토치바디측에 체결되는 나사부(23)를 형성하는 로링단계(thread rolling)(35)와, 정해진 규격의 내경을 갖도록 송급로를 연마핀으로 드릴링하는 피닝단계(pinning,36)와, 이와 같이 피닝단계(36)가 수행된 용접용 팁(20)을 세척하는 세척단계(37)가 수행된다.

그리고 인발단계에서 송급로(22)의 직경이 서로 다른 여러 종류의 용접용 팁(20)을 제조하기 위해서는 서로 다른 송급로 내경을 갖는 봉재를 인발하여야 하므로 각 사이즈 마다 모두 인발단계를 수행하여 해당 용접용 팁을 형성하기 위한 컨택트팁 몸체(21)를 형성하게 되는데, 이에 따르면 매번 인발 다이스를 교체하여야 하는 등 여러 가지 작업준비를 하여야 하므로 생산의 휴지시간이 증가되어 생산성이 저하되고 작업시간과 인건비가 상승되어 생산비용이 증가되는 문제점이 있으며, 또한 특정 규격의 용접용 팁을 생산하게 될 경우 한 번에 일정한 수량 이상을 생산하여야 하므로 불필요한 추가생산에 따른 재고비용이 증가되는 문제점이 있었다.

한편 상기와 같은 인발단계에서는 비교적 작은 내경을 갖는 송급로가 인발되는 과정에서 내경 치수에 불량이 발생되고 인발유로 인한 이물질이 송급로의 내주면상에 눌러 붙게 되므로 와이어의 송급불량을 유발시키는 문제점이 있었다.

또한 종래 인발단계에서 상기 송급로의 형성과정을 살펴 보면 송급로의 내경을 특정 내경(보통 내경이 2.4Ø 정도)까지만 형성하고 이후로는 몸체의 외경 사이즈를 인발하는 과정에서 자연적으로 송급로의 내경이 감소되는 특성을 이용하여 정해진 내경을 갖는 송급로를 형성하게 되므로 이와 같은 공정 중에는 송급로의 내주면상에 균열이 발생되거나 돌기가 형성되면서 그 사용시에 와이어의 송급불량을 유발시키는 문제점이 있었다.

이에 따라 본 출원인은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 대한민국 특허출원 출원번호 제10-2006-0043139호에 나타난 바와 같은 "용접토치용 용접용 팁의 제조방법 및 그의 제조를 위한 장치"를 제안하여 출원하였다.

이에 따르면, 일정한 길이와 외경 및 내경을 갖는 환봉 형태의 중간소재를 일정한 가공공정을 통해 와이어가 송급되도록 정해진 내경의 송급로를 갖는 용접토치용 용접용 팁의 제조방법에 있어서, 중간소재를 하형에 구비된 다이스의 팁성형홀에 삽입하여 위치시킨 후, 송급로의 내경에 해당되는 외경을 갖고 핀홀더상에 삽입되어 상형에 결합되는 인발핀의 승강동작에 의해 정해진 내경의 송급로를 형성하는 동시에 팁성형홀에 의해 일정한 외경을 갖는 용접용 팁의 외경을 형성하는 용접토치용 용접용 팁의 제조방법을 제시하였다.

그리고 상기와 같은 제조방법에 의한 용접용 팁의 제조가 가능하도록, 일정한 길이와 외경 및 내경을 갖는 환봉 형태의 중간소재에 와이어가 송급되는 정해진 내경의 송급로가 형성되도록 하는 용접토치용 용접용 팁의 제조를 위한 장치에 있어서, 중간소재가 삽입되는 팁성형홀이 형성된 다이스가 구비된 하형 및; 하형에 삽입 고정된 중간소재의 중앙부에 길이방향으로 정해진 내경의 송급로가 형성되도록 송급로의 내경에 해당되는 외경을 갖는 인발핀이 결합되는 핀홀더가 구비된 상형이 포함되어 이루어진 용접토치용 용접용 팁의 제조를 위한 장치를 제시하였다.

상술한 바와 같은 본 출원인의 선출원 기술에 의하면, 송급로의 내경과 동일한 외경을 갖는 인발핀에 의해 송급로의 치수가 정확하고 정밀하게 가공되어 와이 어의 송급이 정확하고 안정되게 수행되므로 용접작업성이 향상되고 용접품질이 향상되는 효과와, 서로 다른 내경의 송급로가 형성된 용접용 팁을 제조하게 되더라도 인발핀만 간편하게 교체하여 편리하게 제조할 수 있으므로, 종래와 같이 인발단계에서부터 서로 다른 송급로를 갖는 모든 부재를 개별적으로 인발하거나 피닝단계를 수행할 필요가 없으므로 제조방법이 단순하게 되고, 생산성이 향상되며, 생산비가 절감되는 효과를 얻을 수 있었다.

한편, 용접용 팁은 모재의 종류와 특성, 용접방법, 용접위치 및 조립성 등의 다양한 용접환경과 조건에 여러 가지 형상의 용접용 팁이 사용되고 있는데, 본 발명자는 대표적으로 외경부가 다단으로 형성되어 외경부의 치수가 서로 다르게 형성된 다단 외형부를 갖는 용접용 팁을 개발하여 사용하고 있다.

도 3a는 이와 같이 본 발명자가 개발하여 사용하고 있는 용접용 팁(50)을 보인 것이다. 이와 같은 다단 외경부를 갖는 용접용 팁(50)은 대략 환봉 형상을 갖도록 형성된 환형부(51a) 및 이 환형부(51a)에 일측에 각형으로 돌출되는 각형부(51b)가 형성된 팁몸체(51)와, 이 팁몸체(51)의 중심부에 와이어가 이송되도록 형성된 송급로(52)와, 팁몸체(51)의 각형부(51b) 끝단에 토치바디측에 기계적, 전기적으로 접속되도록 나사부(53)가 형성된다.

그러나 상기와 같은 구조의 용접용 팁(50)은 팁몸체(51)가 환형부(51a)와 각형부(51b)로 이루어져 다단으로 형성되므로, 본 출원인이 선출원을 통해 제안한 기술로 제조하고자 하는 경우, 형상과 직경이 서로 다른 팁몸체(51)를 성형할 수 없고, 또한 성형된 용접용 팁의 취출이 불가능하게 되는 문제점이 있었다.

이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같은, 통상의 제조방법에 의해 송급로의 내경 사이즈 마다 모두 인발단계를 수행하여야 하므로 생산의 휴지시간이 증가되어 생산성이 저하되고 작업시간과 인건비가 상승되어 생산비용이 증가되는 문제점과, 불필요한 추가생산에 따른 재고비용이 증가되는 문제점이 있을 뿐만 아니라 인발단계에 의해 비교적 작은 내경을 갖는 송급로가 인발되는 과정에서 내경 치수에 불량이 발생되고 인발유로 인한 이물질이 송급로의 내주면상에 눌러 붙게 되므로 와이어의 송급불량을 유발시키는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 안출된 것으로 다단의 외형부를 갖는 용접용 팁을 간편하고 신속하게 제조하면서도 송급로의 치수가 정확하게 가공되고, 가공면의 정밀도가 향상되도록 함으로써 용접과정에서 와이어의 송급이 안정되게 수행되어 용접불량이 방지되며, 제조과정의 생산성과 생산비용이 절감되도록 한 용접용 팁의 제조를 위한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 본 발명은 내부홀이 형성되고 정해진 길이와 직경을 갖는 봉재(50a)에 와이어가 송급되는 정해진 내경의 송급로(52)가 형성되도록 하는 용접토치용 용접용 팁의 제조를 위한 장치에 있어서, 상기 봉재(50a)가 삽입되는 팁성형홀(112)이 형성된 다이스(110)가 구비된 하형(100) 및; 상기 하형(100)에 삽입 고정된 상기 봉재(50a)의 중앙부에 길이방향으로 상기 정해진 내경의 송급로(52)가 형성되도록 상기 송급로(52)의 내경에 해당되는 외경을 갖는 인발핀(220)이 결합되는 핀홀더(210)가 구비된 상형(200)과; 상기 봉재(50a)의 하측 방향 이동시에 연동되어 하측 방향으로 이동되고 성형 완료된 용접용 팁(50)을 배출시키도록 상기 팁성형홀(112)상에 승강가능하게 설치되는 이젝트핀(310)과, 상기 이젝트핀(310)의 하단이 설치되고 인가되는 외력에 의해 상승되면서 상기 이젝트핀(310)을 상승시키도록 하형(100)상에 구성되는 핀구동부(320)가 구비된 팁배출장치(300)가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명에 따른 용접용 팁의 제조를 위한 장치에서 상기 팁배출장치(300)의 핀구동부(320)는 상기 하형(100)의 하부플레이트(120) 저부에 승강 가능하게 설치되고 중앙부에 이젝트핀(310)이 설치되는 밀판(322)과; 상기 밀판(322)을 통해 삽입되어 상기 하부플레이트(120) 저면상에 체결되어 상기 밀판(322)의 승강동작을 안내하는 복수 개의 안내핀(324)이 포함 구성된 것을 특징으로 한다.

삭제

이와 같은 본 발명에 따른 용접용 팁의 제조를 위한 장치에서 상기 핀홀더(210)는 상기 인발핀(220)이 삽입 설치되도록 삽입홀을 갖는 가압돌출부(212)가 돌출된 몸체가 체결부재(214)에 의해 상형(200)에 설치되는 상부플레이트(230)상에 분리 가능하게 체결되고, 상기 다이스(110)는 상기 팁성형홀(112)을 갖는 지지돌출부(111)가 돌출된 몸체가 체결부재(114)에 의해 하형(100)의 하부플레이트(120)상에 분리 가능하게 체결되고 상기 하부플레이트(120)상에는 상기 팁성형홀(112)과 연통되어 상기 이젝트핀(310)이 승강되는 핀이동공(122)이 형성된 것을 특징으로 한다

본 발명은 프레스 기술을 응용하여 다단의 외형부를 갖는 용접용 팁(50)을 제조하는 것을 특징으로 한다. 즉 종래기술은 외형부의 형상과 직경이 서로 다르게 형성된 다단 외형부를 갖는 용접용 팁(50)의 몸체를 프레스 가공에 의해 성형할 수 없고, 또한 성형된 용접용 팁(50)의 취출이 불가능하여 종래와 같이 별도의 기계가공을 통해 용접용 팁(50)의 송급로(52)를 형성하였다. 그러나 이와 같은 제조방법은 송급로(52)의 직경이 작아질수록 가공이 어려울뿐만 아니라 송급로(52) 내면의 조도와 정밀도를 높이기 어려운 문제점이 있다. 이에 반해 본 발명은 프레싱 장치를 이용하여 봉재(50a)를 일정 길이범위로 단조하여 다단 구조의 용접용 팁(50) 몸체를 형성하는 동시에 용접용 팁(50)의 송급로(52)는 인발과정을 통해 형성되도록 하고, 성형 완료된 용접용 팁(50)이 상방으로 배출되도록 하므로써 송급로(52)의 내경이 높은 조도를 갖도록 하고, 그 치수가 정밀하게 형성되도록 한다. 따라서 본 발명에 따르면, 다단의 외형부를 갖는 용접용 팁(50)의 제조가 프레싱 작업에 의해 수행되면서 송급로(52) 내경이 높은 조도를 갖도록 하고, 더욱 정밀한 치수를 얻으면서도 대량생산을 통한 생산단가를 낮출 수 있는 장점이 있다.

삭제

도 3b는 본 발명에 따른 용접토치용 용접용 팁의 제조방법 및 장치에 의해 형성되는 용접용 팁의 단면도이다.

도 3b를 참조하면, 후술하는 본 발명에 따른 용접토치용 용접용 팁의 제조를 위한 장치에 의해 형성되는 용접용 팁(50)은 대략 환봉 형상을 갖도록 형성된 환형부(51a) 및 이 환형부(51a)에 일측에 각형으로 돌출되는 각형부(51b)가 형성된 팁몸체(51)와, 이 팁몸체(51)의 중심부에 와이어가 이송되도록 형성된 송급로(52)와, 팁몸체(51)의 각형부(51b) 끝단에 토치바디측에 기계적, 전기적으로 접속되도록 나사부(53)가 형성되므로써, 그 외관에 있어서는 도 3a에서 보인 것과 동일한 형태를 갖는다. 이때 송급로(52)는 외관의 환형부(51a) 및 각형부(51b)와 각각 대응되는 지점에서 단을 이루어 형성된다. 이와 같은 송급로(52)의 형성은 후술하는 본 발명의 바람직한 실시예의 제조방법 및 장치에 의한 것이다. 즉, 본 발명은, 도 5에서 보는 바와 같이, 인발단계에서 최종적으로 얻어지는 부재의 내부홀이 Ø2.0로 가공된 것을 인발핀(220)을 사용하여 Ø1.5의 송급로가 형성되도록 하는 경우, 팁성형홀부(112a)에서는 원 직경이 유지하게 되고, 단조홀부(112b)에서는 인발핀(220)에 맞추어지는 직경(Ø1.5)으로 형성된다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도 4 내지 도 7e에 의거하여 상세히 설명하고, 도 4 내지 도 7e에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 프레스 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접토치용 용접용 팁의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접토치 용 용접용 팁의 제조를 위한 장치를 설명하기 위한 분해 사시도, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접토치용 용접용 팁의 제조를 위한 장치에서 다이스에 형성되는 성형턱을 상세히 보여주는 도면, 도 7a 및 도 7e는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접용 팁의 제조방법 및 그의 제조를 위한 장치를 설명하기 위한 도면들이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접토치용 용접용 팁의 제조방법은, 잉곳(ingot)을 성형하여 일정한 외경을 갖는 봉상으로 인발하고, 이와 같이 인발되는 과정에서 봉상의 소재를 열처리하는 인발 및 열처리단계(61)와, 이 인발단계 및 열처리단계(61)를 통해 각형 또는 원형 단면으로 얻어진 봉 형태의 부재를 일정 길이로 절단하여 정해진 길이를 갖는 다수 개의 봉재(50a)로 형성(통상 절단과정)하는 단계(62)와, 상기 단계(62)에서 얻어진 봉재(50a)에 송급로(52)를 형성하는 한편 다단 구조의 외형부를 갖는 용접용 팁(50)으로 형성하고 배출시키는 용접용 팁을 성형 및 배출하는 단계(63)와, 용접용 팁(50)을 성형 및 배출하는 단계(63)에 의해 얻어진 용접용 팁상에 세부적인 가공부를 가공 및 형성하여 용접용 팁을 완성하는 용접용 팁의 후가공단계들{마감 가공(64), 식별부 마킹(65), 로링(66) 및 세척(67)}이 포함되어 이루어진다.

본 실시예에서 인발단계는 용접용 팁을 제조하기 위해 이루어지는 통상의 과정과 동일하게 대경(대개 Ø200 정도의 외경, 여기서 단위는 mm로서 이하 동일하다)의 외경을 갖는 잉곳을 일정 범위의 외경(대개 Ø80 정도의 외경)을 갖도록 성형한 후, 이와 같이 공정에 의해 얻어진 부재를 다시 목적하는 용접용 팁에 근접하는 형상과 직경을 갖는 동시에 내부에 일정한 내경을 갖는 내부홀이 형성되도록 냉간 인발하는 과정을 반복 수행하게 되고, 이와 같은 반복적인 인발단계에서는 상기한 열처리단계가 수행되는데 이와 같은 열처리단계는 풀림처리, 용체화처리 및 시효처리와 같은 과정을 수행하게 된다. 그리고 상기 인발단계에서 최종적으로 얻어지는 부재의 형상은 봉 형상을 갖는 것으로, 상기 내부홀은 Ø2.0로 형성되고 최종적으로 얻어지는 부재의 직경은 Ø9 정도가 되도록 형성되며 그 전체적인 형상은 단면 형상이 육각을 이루는 각봉으로 형성되는데, 이에 제한되는 것은 아니며 사각, 팔각 등의 또 다른 형태의 각봉이나 단면 형상이 원형인 환봉 형상으로도 형성될 수 있는 것이며, 아울러 상기 인발단계 및 열처리단계의 세부과정 또한 상술한 것에 한정되는 것은 아니며 다양한 방법으로 변형하여 적용할 수 있는 것이다.

상기 봉재(50a)를 형성하는 단계(62)는, 상기 인발단계에서 직경이 Ø9로 형성된 각봉 형상의 부재를 정해진 길이로 절단하여, 후술하는 제조장치에서 완전한 송급로와 외경을 성형하기 위한 봉재(50a)를 형성하는 단계이다.

상기 용접용 팁을 성형 및 배출하는 단계(63)는, 도 7b에 도시된 바와 같이, 상기 봉재(50a)를 형성하는 단계(62)에 의해 얻어진 봉재(50a)를 하형(100)에 구비된 다이스(110)의 팁성형홀(112)의 팁삽입홀부(112a)에 삽입하여 위치시킨 상태에서 상형(200)을 순차적으로, 도 7c 및 도 7d에 도시된 바와 같이, 하강시키게 되면 팁삽입홀부(112a) 보다 작은 내경으로 하방으로 연장 형성되는 단조홀부(112b)에 봉재(50a)의 하부가 압입되면서 단조홀부(112b)상에는 일정 길이범위로 환형부(51a)가 단조되어 형성되고 단조홀부(112b)의 상측에 해당되는 팁삽입홀부(112a)측에 위치된 봉재(50a)의 상측 부분은 최초의 형상{본 실시예에서는 육각형의 각형부(51b)를 형성하게 됨}을 유지하게 되면서 전체적으로 2단 구조의 외형부가 성형된다. 또한 이와 동시에 목적하는 송급로(52, 도 3b 참조, 이하 동일)의 내경에 해당되는 외경을 갖는 인발핀(220)이 핀홀더(210)상에 결합된 상형(200)의 프레싱 작용으로 인발핀(220)에 의해 내부에 목적하는 내경의 송급로(52)가 형성된다.

이와 같은 원리는 프레싱 작용시 외경이 단조과정에 의해 축소되면서 봉재(50a)의 내부홀도 축소{이와 같은 축소는 단조홀부(112b)에서 발생된다}되어 인발핀(220)의 외경에 맞추어지고, 동시에 도 7d에 도시된 바와 같이, 인발핀(220)의 상승시 인발과정에 의해 원하는 내경의 송급로(52)가 형성되므로써 이루어진다. 예컨대, 봉재(50a)의 내부홀의 직경이 φ2인 경우, 외경이 1mm정도 축소되는 단조과정이 발생되도록 하면, 내부홀의 직경도 φ1로 축소되는 현상이 발생되므로 인발핀(220)의 외경에 맞추어지는 송급로(52)가 인발 성형되는 것이다. 이때 송급로(52)는 전술한 바와 같이 팁성형홀부(112a)에서는 원 직경이 유지하게 되고, 단조홀부(112b)에서는 인발핀(220)에 맞추어지는 직경으로 형성된다. 이와 같이 본 발명에 따른 용접용 팁은 인발 성형에 의해 형성되므로써 재료를 절감시킬 수 있는 장점이 있다. 즉 45mm의 전체길이를 갖는 용접용 팁을 형성하는 경우 38mm의 소재를 사용하여 가능하므로써 전체적으로 20%정도의 재료절감효과를 갖게 되는 것이다.

또한 인발핀(220)이 상승되면서 송급로(52)가 형성됨과 동시에 상형(200)이 분리되므로 이때, 도 7e에 도시된 바와 같이, 팁성형홀(112) 내부에 승강가능하게 설치되어 봉재(50a)의 하방 이동시에 연동되어 하방 이동되어 있던 이젝트핀(310)의 상승동작에 의해 성형된 용접용 팁(50)을 상방으로 배출시키게 된다.

그리고 용접용 팁을 성형 및 배출하는 단계(43)에서는 팁성형홀(112)의 팁삽입홀부(112a)가 봉재(50a)의 단면 형상과 동일한 형상(본 실시예에서는 봉재가 육각 단면 형상으로 형성되므로 육각홀 형태를 갖는다)과 직경을 갖도록 일정한 길이 범위로 형성되어 단조과정에서 봉재의 상측 부분에 단조과정이 미수행되면서 용접용 팁(50)의 각형부(51b)를 형성하게 되고, 팁삽입홀부(112a)의 하측으로 이 팁삽입홀부(112a)의 내경보다 작고 목적하는 용접용 팁의 외경에 해당되는 내경으로 형성된 단조홀부(112b)에 의해 용접용 팁의 환형부(51a)의 단조과정이 시행된다. 이때, 팁삽입홀부(112a)와 단조홀부(112b)와의 경계부에는, 도 6에 도시된 바와 같이, 단조홀부(112b)의 내경보다 작은 내경을 갖는 성형턱(112c)이 형성되어 프레스과정에서 이동되는 봉재(50a)의 외경이 성형턱(112c)에 의해 일차적으로 감소되게 성형하게 되므로 열발생이 저감되는 동시에 성형성이 향상되게 된다.

또한, 도 7d에서 보는 바와 같이, 상기와 같이 상형(200)의 하강동작에 의해 핀홀더(210)의 가압부(212a)가 봉재(50a)를 단조홀부(112b)측으로 가압 이동시켜 용접용 팁의 외경을 형성한 상태에서 상형(200)이 상승되면, 단조홀부(112b)에 위치된 봉재(50a)의 내부에 삽입되어 있는 인발핀(220)이 상승, 이탈되면서 최종적으로 목적하는 내경의 송급로(22)를 인발하는 작용을 수행하게 된다.

한편 상기와 같은 용접용 팁을 성형 및 배출하는 단계(63)에서 송급로(52)의 내경이 일정 치수로 변경된 또 다른 용접용 팁을 성형하게 되는 경우에는 핀홀더(210)를 상형(200)의 상부플레이트(230)로부터 분리시키고 변경된 치수의 외경에 해당되는 인발핀(220)을 핀홀더(210)상에 교체 설치한 상태에서 핀홀더(210)를 다시 상부플레이트(230)상에 조립하고 상술한 바와 같은 용접용 팁의 성형단계를 계속적으로 수행하게 되면 변경된 내경의 송급로를 갖는 용접용 팁이 반복적으로 제조된다.

한편 상기와 같은 용접용 팁을 성형하는 단계(63)에서 제조하고자 하는 용접용 팁(50)의 외경이 변경되는 경우 변경된 외경에 해당되는 내경의 팁성형홀(112)이 형성된 다이스(110)를 하부플레이트(120)상에 교체, 조립하고, 팁성형홀(112)에 대응되는 이젝트핀(310)을 교체, 조립하여 시행하게 되면 변경된 외경을 갖는 용접 용 팁(50)이 제조되게 된다.

결국, 상술한 바와 같은 용접용 팁을 성형하는 단계(63)에 의해 용접용 팁(50)을 성형하게 되면 제조과정에서 서로 다른 내경의 송급로(52)가 형성된 용접용 팁을 제조하게 되더라도 인발핀(220)만 간편하게 교체하여 편리하게 제조할 수 있으므로 종래와 같이 인발단계에서 부터 서로 다른 송급로를 갖는 환봉을 인발할 필요가 없으므로 제조방법이 단순하게 되고 생산성 및 생산비가 절감되는 것이다. 그리고 용접용 팁(50)의 송급로(52)가 인발핀(220)의 인발작용에 의해 정확한 내경을 갖도록 형성되는 동시에 그 가공면이 정밀하게 형성되므로 와이어의 송급불량이 근본적으로 차단되는 것이다.

한편, 상기 용접용 팁을 성형하는 단계(63)가 시행된 후 수행되는 용접용 팁의 후가공단계들은, 도 4에서 보는 바와 같이, 용접용 팁(50)의 각형부(51b)에 형성된 모서리부 등을 가공하기 위한 마감 가공단계(64)와, 용접용 팁의 외면상에 제품의 규격이나 식별표시를 형성하는 식별부 마킹단계(65)와, 토치바디측에 체결되도록 나사부에 나사산을 형성하는 로링단계(thread rolling,66)와, 상기한 단계들이 완료된 용접용 팁을 세척하는 세척단계(67)가 수행된다. 이때 상기 용접용 팁을 성형하는 단계(63)에서 인발핀(220)에 의해 정해진 내경의 송급로(52)가 형성되므로 종래와 같이 일정 내경을 갖도록 송급로를 연마핀으로 드릴링하는 피닝단계(pinning)가 불필요하게 되므로 공정이 단순화된다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접토치용 용접용 팁의 제조를 위한 장치는, 첨부도면 도 5 내지 도 7e에 도시된 바와 같이 용접용 팁을 성형하기 위한 상형(200) 및 하형(100)과, 상형(200) 및 하형(100)에 의해 성형된 용접용 팁을 배출시키는 팁배출장치(300)가 구성된다.

이때 하형(100)은 내부홀이 형성되고 일정 길이와 직경을 갖는 봉상의 봉재(50a)가 삽입되어 목적하는 용접용 팁의 외형부가 형성되도록 팁성형홀(112)이 형성된 다이스(110)가 구성된다. 그리고 하형(100)은 프레스(미도시)의 베이스상에 설치되어 다이스(110)가 체결되는 하부플레이트(120)가 구성되고, 다이스(110)는 팁성형홀(112)을 갖는 지지돌출부(111)가 돌출된 몸체가 볼트와 같은 체결부재(114)에 의해 하부플레이트(120)상에 분리 가능하게 체결된다.

또한 다이스(110)에 형성되는 팁성형홀(112)은 그 상측에 봉재(50a)가 삽입되도록 일정한 범위로 봉재(50a)의 형상과 대응되는 동일한 형상{본 실시예에서는 봉재(50a)의 단면 형상과 동일한 육각홀 형태로 형성된다}과 직경을 갖는 팁삽입홀부(112a)가 형성되고, 팁삽입홀부(112a)의 하측에 팁삽입홀부(112a)의 내경보다 작고 목적하는 용접용 팁(20)의 외경에 해당되는 치수의 내경을 갖는 단조홀부(112b)가 형성되며, 팁삽입홀부(112a)와 단조홀부(112b)와의 경계부에 단조홀부(112b)의 내경 보다 작은 내경을 갖는 성형턱(112c)이 형성되어 프레스과정에서 열발생을 저감시키고 성형성을 향상시키게 된다.

한편 상형(200)은, 하형(100)에 삽입 고정된 봉재(50a)의 중앙부에 길이방향으로 정해진 내경의 송급로(22)가 형성되도록 송급로(22)의 내경에 해당되는 외경을 갖는 인발핀(220)이 결합되는 핀홀더(210)가 구성된다. 그리고 상형(200)은 프레스의 구동 컬럼(도시 않음)에 설치되어 핀홀더(210)가 체결되는 상부프레이트(230)가 구성되고, 핀홀더(210)는 인발핀(220)이 삽입 설치되도록 삽입홀을 갖는 가압돌출부(212)가 돌출된 몸체가 체결부재(214)에 의해 상형에 설치되는 상부플레이트(230)상에 분리 가능하게 체결된다.

또한 핀홀더(210)의 가압돌출부(212)의 하단부에는 가압부(212a)가 형성되어 상형(200)의 하강 동작시에 봉재(50a)의 하측을 일정 길이범위 만큼 하방으로 가압하여 팁성형홀(112)의 팁삽입홀부(112a)에 위치된 봉재(50a)의 하측을 단조홀부(112b)측으로 프레싱하여 용접용 팁의 목적하는 외경의 환형부(51a)가 얻어지도록 하는 구성으로서 가압돌출부(212)의 단면 구조는 팁삽입홀부(112a)의 형상과 동일한 형상을 갖는다.

또한 인발핀(220)은 핀홀더(210)의 삽입홀 단부에 걸림되는 걸림부(222)가 형성된 핀몸체(221)와, 이 핀몸체(221)의 단부에 송급로(22)를 형성하는 성형부(223)로 형성된다.

그리고 팁배출장치(300)는, 도 5 및 도 7e에 도시된 바와 같이, 봉재(50a)의 하방 이동시에 연동되어 하방 이동되고 성형 완료된 용접용 팁(50)을 배출시키도록 상기 팁성형홀(112)상에 승강가능하게 설치되는 이젝트핀(310)과, 이젝트핀(310) 하단이 설치되고 인가되는 외력에 의해 상승되면서 이젝트핀(310)을 상승시키도록 하형(100)상에 구성되는 핀구동부(320)로 이루어진다.

그리고 핀구동부(320)는 하형(100)의 하부플레이트(120) 저부에 배치되어 상형(200) 및 하형(100)상에 종방향으로 설치된 복수 개의 가이드봉(240)상에 승강 가능하게 설치되고 상면 중앙부에 이젝트핀(310)이 설치되는 밀판(322)과, 이 밀판(322)을 통해 삽입되어 하부플레이트(120) 저면상에 체결되고 밀판(322)의 승강동작을 안내하는 복수 개의 안내핀(324)이 포함 구성된다.

한편, 하형(100)의 하부플레이트(120)상에는 팁성형홀(112)과 연통되어 이젝트핀(310)이 승강되는 핀이동공(122)이 형성되고, 밀판(322)의 저면상에는 용접용 팁(50)을 배출시키는 상승력을 인가시키도록 액츄에이터(미도시)가 구성되는 바, 상기 액츄에이터는 예컨대 유압유니트의 제어동작에 따라 유압호스를 매개로 전달되는 유압에 의해 상승동작되는 유압실린더 또는 공압유니트의 제어동작에 따라 인가되는 공압에 의해 상승동작되는 공압실린더 등과 같이 다양한 작동구조로 구성할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 용접용 팁의 제조방법 및 그의 제조를 위한 장치를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 용접용 팁의 제조방법 및 그의 제조를 위한 장치에 의하면, 외형부의 형상과 직경이 서로 다르게 형성된 다단 외형부를 갖는 용접용 팁을 프레스 가공에 의해 성형하고 간편하게 취출하여 반복적으로 제조할 수 있을 뿐만 아니라 목적하는 송급로의 내경과 동일한 외경을 갖는 인발핀에 의해 송급로의 치수가 정확하고 정밀하게 가공되어 와이어의 송급이 정확하고 안정되게 수행되므로 용접작업성이 향상되고 용접품질이 향상되는 효과가 있다. 그리고, 서로 다른 내경의 송급로가 형성된 용접용 팁을 제조하게 되더라도 인발핀만 간편하게 교체하여 편리하게 제조할 수 있으므로 종래와 같이 인발단계에서 부터 서로 다른 송급로를 갖는 모든 부재를 개별적으로 인발하거나 피닝단계를 수행할 필요가 없으므로 제조방법이 단순하게 되고 생산성이 향상되며 생산비가 절감되는 효과가 있다. 또한 본 발명에 따르면, 용접용 팁은 인발 성형에 의해 형성되므로써 20%정도의 재료를 절감시킬 수 있다.

Claims

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내부홀이 형성되고 정해진 길이와 직경을 갖는 봉재(50a)에 와이어가 송급되는 정해진 내경의 송급로(52)가 형성되도록 하는 용접토치용 용접용 팁의 제조를 위한 장치에 있어서,

상기 봉재(50a)가 삽입되는 팁성형홀(112)이 형성된 다이스(110)가 구비된 하형(100) 및;

상기 하형(100)에 삽입 고정된 상기 봉재(50a)의 중앙부에 길이방향으로 상기 정해진 내경의 송급로(52)가 형성되도록 상기 송급로(52)의 내경에 해당되는 외경을 갖는 인발핀(220)이 결합되는 핀홀더(210)가 구비된 상형(200)과;

상기 봉재(50a)의 하측 방향 이동시에 연동되어 하측 방향으로 이동되고 성형 완료된 용접용 팁(50)을 배출시키도록 상기 팁성형홀(112)상에 승강가능하게 설치되는 이젝트핀(310)과, 상기 이젝트핀(310)의 하단이 설치되고 인가되는 외력에 의해 상승되면서 상기 이젝트핀(310)을 상승시키도록 하형(100)상에 구성되는 핀구동부(320)가 구비된 팁배출장치(300)가 포함되어 이루어진 것을 특징으로 하는 용접토치용 용접용 팁의 제조를 위한 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 팁배출장치(300)의 핀구동부(320)는 상기 하형(100)의 하부플레이트(120) 저부에 승강 가능하게 설치되고 중앙부에 이젝트핀(310)이 설치되는 밀판(322)과;

상기 밀판(322)을 통해 삽입되어 상기 하부플레이트(120) 저면상에 체결되어 상기 밀판(322)의 승강동작을 안내하는 복수 개의 안내핀(324)이 포함 구성된 것을 특징으로 하는 용접토치용 용접용 팁의 제조를 위한 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 핀홀더(210)는 상기 인발핀(220)이 삽입 설치되도록 삽입홀을 갖는 가압돌출부(212)가 돌출된 몸체가 체결부재(214)에 의해 상형(200)에 설치되는 상부플레이트(230)상에 분리 가능하게 체결되고,

상기 다이스(110)는 상기 팁성형홀(112)을 갖는 지지돌출부(111)가 돌출된 몸체가 체결부재(114)에 의해 하형(100)의 하부플레이트(120)상에 분리 가능하게 체결되고 상기 하부플레이트(120)상에는 상기 팁성형홀(112)과 연통되어 상기 이젝트핀(310)이 승강되는 핀이동공(122)이 형성된 것을 특징으로 하는 용접토치용 용접용 팁의 제조를 위한 장치.
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