KR100851736B1

KR100851736B1 - 로테이팅 엔빌

Info

Publication number: KR100851736B1
Application number: KR1020070024793A
Authority: KR
Inventors: 이창규; 강호경
Original assignee: 현진소재주식회사
Priority date: 2007-03-14
Filing date: 2007-03-14
Publication date: 2008-08-11

Abstract

본 발명은 상, 하 수직이동하며 중앙에는 샤프트가 관통 설치되는 상부엔빌과, 상기 상부엔빌 아래에 위치하며 상기 샤프트의 외경에 결합된 상태에서 상기 상부엔빌의 동작으로 하면에 부착된 펀칭다이를 승, 하강시켜 소재를 단조 성형하는 하부엔빌로 구성된 엔빌에 있어서, 상기 상부엔빌의 일측에는 모터의 동력으로 회전하는 구동기어가 구비되며, 상기 하부엔빌의 둘레면에는 상기 구동기어와 맞물리며 구동기어의 회전동작으로 상기 하부엔빌을 회전 구동시키는 피동기어가 결합되도록 함을 특징으로 하는 로테이팅 엔빌을 제공한다.

상기한 기술적 특징을 가지는 로테이팅 엔빌은 펀치다이의 회전을 통해 소재 전체면을 균일하게 압축하며 단조 성형할 수 있는 작용효과를 가지게 된다.

로테이팅, 상, 하부엔빌, 단조, 회전

Description

로테이팅 엔빌{rotating anvil}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 로테이팅 엔빌의 단면을 도시한 도면.

도 2는 도 1에서 도시하고 있는 로테이팅 엔빌의 평면을 도시한 도면.

도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 로테이팅 엔빌의 동작과정을 순차적으로 도시한 도면들.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 다이 20: 상부엔빌

24: 블럭 26: 챔버

30: 샤프트 32: 스프링

34: 모터 36: 구동기어

38: 피동기어 40: 하부엔빌

100: 로테이팅 엔빌

본 발명은 단조 성형에 사용되는 엔빌에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 펀치다이가 물려지는 하부엔빌을 회전 가능하게 구성한 로테이팅 엔빌에 관한 것이다.

통상 단조는 기계적 방법으로 압축하중을 가하여 소재를 원하는 형상으로 성형하는 금속 가공방법을 말하는 것으로서, 일반적으로 그 재료에서 재결정이 진행되는 온도를 경계로 하여 그 이상의 온도에서 단조하는 것을 열간단조라 하고, 그 보다 낮은 온도에서 단조하는 것을 냉간단조라 한다.

전자에 해당하는 열간단조는 1000℃~1250℃의 고온에 강을 가열해 변형 저항을 적게하여 작은 힘으로 큰 변형을 주어 조형을 쉽게 할 수 있도록 하는 것과, 단련효과를 더해 재질의 개선강화를 꾀할 수 있는 것. 그리고 생산속도가 빠르므로 생산성이 좋고 복잡한 형상의 성형을 쉽게할 수 있다는 잇점으로 일반적으로 많이 사용되는 단조방법의 하나이다.

상기한 열간단조에 사용되는 엔빌은 하부면으로 펀칭다이가 장착되며 상부램의 동작으로 승, 하강하는 엔빌구조체와, 상기 엔빌구조체의 저면에 위치하며 단조 성형코져 하는 소재가 얹혀지는 다이로 구성하여, 상기 다이에 소재가 얹혀지면 상기 엔빌구조체가 상부램의 동작으로 하강하며 펀칭다이를 이용하여 소재를 원하는 형상으로 가압 성형하게 된다.

한편, 단조 성형되는 소재의 경우 전체적으로 균일한 압축하중을 받아야만 원하는 강도 이상을 가질 수 있는 특성상, 소재 전체면을 펀칭다이 아래에 순차적 으로 위치시킬 필요가 있으며, 따라서 종래에는 다이를 수평방향으로 이동시켜 가며 소재를 펀칭다이 아래에 순차적으로 위치시키도록 구성하게 된다.

하지만 이러한 수평이동방식으로 단조 성형이 이루어지게 되면 예를들어, 펀칭다이보다 큰 직경을 가지는 원형의 소재의 경우에는 소재 전체면을 펀칭다이 아래에 위치시킬 수 없게 됨으로서 균일한 다짐을 받지 못하여 결과적으로 소재의 강도를 저하시킬 수 있는 문제점을 가져오게 된다.

따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 소재는 고정시킨 상태에서 펀칭다이가 물려지는 하부엔빌을 회전시켜 가며 단조작업이 이루어지도록 함으로서 소재 전체면으로 균일한 압축하중을 가할 수 있도록 한 로테이팅 엔빌을 제공함에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상, 하부엔빌의 사이에 간격을 발생시켜 회전과정에서 상, 하부엔빌간의 마찰을 줄여줄 수 있도록 한 로테이팅 엔빌을 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 상, 하 수직이동하며 중앙에는 샤프트가 관통 설치되는 상부엔빌과, 상기 상부엔빌 아래에 위치하며 상기 샤프트의 외경에 결합된 상태에서 상기 상부엔빌의 동작으로 하면에 부착된 펀칭다이를 승, 하강시켜 소재를 단조 성형하는 하부엔빌로 구성된 엔빌에 있어서, 상기 상부엔빌의 일측에는 모터의 동력으로 회전하는 구동기어가 구비되며, 상기 하부엔빌의 둘레면에는 상기 구동기어와 맞물리며 구동기어의 회전동작으로 상기 하부엔빌을 회전 구동시키는 피동기어가 결합되도록 함을 특징으로 한다.

상기 상부엔빌의 상면에는 챔버가 형성된 블럭이 설치되고, 상기 챔버내에는 상기 샤프트의 선단부가 끼워져 상기 챔버로 공급된 유압의 압력으로 하강하며 상기 하부엔빌을 하강시켜 상, 하부엔빌 사이에 간격을 발생시키도록 구성함이 바람직하다.

상기 상부엔빌의 내면에는 샤프트를 탄력적으로 지지하며 상기 샤프트를 복귀시키는 스프링을 더 구비함이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 기술하기로 한다.

도 1과 도 2는 본 발명에서 구현하고자 하는 로테이팅 엔빌(100)의 구성을 도시한 도면들이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 로테이팅 엔빌(100)은 소재(1)가 얹혀지는 다이(10) 상면에 일정거리 이격된 상태로 위치하는 것으로서, 크게 상, 하부엔빌(20, 40)을 포함하여 구성한다.

상기 상부엔빌(20)은 직사각의 형상으로 제작되며 상부램(50)의 동작으로 상, 하 수직으로 이동동작을 수행하는 구조체로서, 상단 중앙에는 원통관체(22)가 결합되고, 상기 원통관체(22) 위에는 블럭(24)이 결합된다.

상기 블럭(24)의 내부에는 유압이 흐르는 유로(28)와, 상기 유로(28)와 연통하며 외부에서 공급된 유압을 저장하는 챔버(26)가 각각 형성되도록 구성한다. 상기 챔버(26)로 유입된 유압은 후술하는 샤프트(30)를 하강시켜 상, 하부엔빌(20, 40) 사이에 일정크기 만큼의 간격(K)(도 4 참조)을 발생시키게 된다.

상기 상부엔빌(20)의 중앙에는 샤프트(30)가 관통 설치된다. 이때 상기 샤프트(30)의 선단(30a)은 전술한 원통관체(22)를 지나 블럭(24)의 내부에 형성되어 있는 챔버(26)내에 위치하도록 구성하여, 상기 챔버(26)내로 공급된 유압의 압력을 전달받아 원통관체(22)내에서 하강동작을 수행하도록 구성한다. 이와 같이 샤프트(30)를 하강동작시키도록 구성한 것은 하부엔빌(40)이 회전동작하는 과정에서 상부엔빌(20)과 하부엔빌(40) 사이에 간격(K)이 발생하도록 하여 상, 하부엔빌(20, 40) 사이에서 마찰력이 발생하지 않도록 하기 위함인 바, 이에 대한 설명은 하기의 동작설명란에서 보다 더 상세하게 설명하기로 한다.

상기 상부엔빌(20)의 일측에는 모터(34)가 장착되며, 상기 모터(34)의 샤프트에는 구동기어(36)가 결합된다. 상기 구동기어(36)는 후술하는 하부엔빌(40)의 피동기어(38)와 맞물린 상태에서 모터(34)의 동력으로 회전하며 피동기어(38)가 설치된 하부엔빌(40)을 회전시키게 된다.

상기 상부엔빌(20)의 원통관체(22) 내에는 스프링(32)이 더 구비된다. 상기 스프링(32)은 샤프트(30)를 탄력적으로 지지한 상태에서 유압의 압력으로 샤프트(30)가 하강동작을 수행하고 난 후, 챔버(26)내의 유압이 배출되고 나면 자체 텐션력으로 샤프트(30)를 승강시켜 샤프트(30)를 처음상태로 복귀시키게 된다.

한편, 상기 하부엔빌(40)은 원형의 형상을 가지며 상부엔빌(20)의 하면에 접촉되며 상기 샤프트(30)의 외경에 결합된 상태에서 상기 상부엔빌(20)의 동작으로 하면에 부착되어 있는 펀칭다이(42)를 상, 하 동작시켜 가며 소재(1)를 단조 성형하는 구조체이다.

상기 하부엔빌(40)의 외경에는 피동기어(38)가 결합된다. 상기 피동기어(38)는 전술한 상부엔빌(20)의 모터(34)에 결합되어 있는 구동기어(36)와 맞물리며, 상기 구동기어(36)의 회전을 전달받아 하부엔빌(40)을 회전시키게 된다. 즉, 하부엔빌(40)은 상부엔빌(20)의 동작으로 상, 하로 수직이동 동작을 수행하게 되고, 또한 모터(34)의 동력으로 샤프트(30)를 중심으로 회전동작을 수행하게 된다.

상기 펀치다이(42)는 직사각의 형태로 하부엔빌의 전면에 부착 고정되는 것으로서, 이 펀치다이(42)는 하부엔빌(40)의 수직이동에 따라 상, 하로 구동하며 다이(10)에 얹혀져 있는 소재(1)를 가압하게 되고, 또한 상기 하부엔빌(40)의 회전동작에 따라 회전하며 소재(1)의 전체면을 균일하게 가압 성형하게 된다.

이하, 본 발명에 따른 로테이팅 엔빌의 동작을 첨부된 도 3 내지 도 6을 참조하여 기술하기로 한다.

먼저, 도 3에서와 같이 "T"형상으로 일차 가공 처리된 소재(1)를 다이(10)에 얹은 다음, 본 발명의 로테이팅 엔빌(100)을 동작시켜 소재(1)의 상면을 단조 성형토록 한다. 즉, 다이(10)에 소재(1)가 얹혀지고 나면 상부램(50)이 동작하며 상부엔빌(20)을 하강시키게 되고, 이에 따라 상부엔빌(20)의 하면에 접촉되어 있는 하부엔빌(40)은 펀치다이(42)와 함께 하강하며 소재(1)의 상면을 가압하며 압축 성형 하게 된다.

다음, 상기 펀치다이(42)가 소재(1)의 상면 어느 한곳을 압축 성형하고 나면 상부램(50)이 동작하며 상부엔빌(20)을 상승시키게 되고, 이에 따라 하부엔빌(40)은 펀치다이(42)와 함께 상승동작하며 처음상태로 복귀하게 된다.

한편, 상기한 복귀동작이 완료됨과 동시에 하부엔빌(40)은 상부엔빌(20)의 저면에서 일정길이 떨어진 상태로 회전동작을 수행하게 된다. 즉, 도 4에서와 같이 상부엔빌(20)의 상면에 설치되어 있는 블럭(24)내의 챔버(26)로 유압을 공급하게 되면, 상기 챔버(26)내에 설치되어 있는 샤프트(30)의 선단은 유압의 압력을 받아 아래로 하강하게 되고, 이에 따라 샤프트(30)의 외경에 결합되어 있는 하부엔빌(40)은 상부엔빌(20)의 저면에 접촉되어 있는 상태에서 샤프트(30)의 하강한 폭만큼 아래로 하강하며 상부엔빌(20) 사이에서 일정길이 만큼의 간격(K)을 발생시키게 된다.

이어서, 도 5에 도시한 바와 같이 상부엔빌(20)의 일측에 설치되어 있는 모터(34)가 구동하며 구동기어(36)를 회전시키게 되고, 이에 따라 상기 구동기어(36)와 맞물려 있으며 하부엔빌(40)의 외경에 결합되어 있는 피동기어(38)는 상기 구동기어(36)를 통해 모터(34)의 동력을 전달받아 구동하며 하부엔빌(40)과, 상기 하부엔빌(40)의 하면에 결합되어 있는 피동기어(38)를 일정각도 회전시키게 된다. 이때 하부엔빌(40)은 샤프트(30)의 외경에 결합된 상태에서 상기 샤프트(30)와 함께 회전운동을 수행하게 된다. 또한 하부엔빌(40)은 회전과정에서 전술한 바와 같이 챔버(26)내로 공급된 유압을 통해 상부엔빌(20)의 하면에서 일정간격 떨어진 상태에 서 회전하게 됨으로서 회전과정에서 상부엔빌(20)과의 마찰을 방지할 수 있게 된다.

다음, 도 6에서와 같이 하부엔빌(40)과 피동기어(38)가 일정각도 회전하고 나면 챔버(26)내로 공급된 유압은 다시 유로(28)를 통해 외부로 배출되며 샤프트(30)로 더 이상의 압력을 가하지 않게 되고, 이와 함께 샤프트(30)는 상부엔빌(20), 바람직하게는 상부엔빌(20)의 원통관체(22)내에 설치되어 있는 스프링(32)의 텐션력으로 승강하며 처음 상태로 복귀하게 된다. 또한 상기 샤프트(32)의 외경에 끼워져 있는 하부엔빌(40)은 일정각도 회전한 상태에서 상기 샤프트(32)와 함께 상승하며 상부엔빌(20)의 저면에 접촉하게 된다.

이후, 상부램(50)이 동작하며 상부엔빌(20)과, 하부엔빌(40) 그리고 펀치다이(42)를 하강시켜 소재(1)를 가압하게 되는 데, 이때 하부엔빌(40)과 펀치다이(42)는 전술한 모터(34)의 동력으로 일정각도 회전한 상태로 가압동작을 수행하게 됨으로서 소재(1)의 상면중에서 아직 압축성형이 이루어지지 않은 면을 가압하게 된다.

위와 같은 일련의 동작들, 즉 펀치다이(42)의 가압 및 회전동작을 반복적으로 수행함으로서 소재(1)의 상면 전체는 균일하게 압축 성형되어 보다 강도 높은 소재를 단조 성형할 수 있게 된다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명의 로테이팅 엔빌은 소재는 다이에 고정 시킨 상태에서 펀치다이가 물려있는 하부엔빌을 회전시켜 가며 소재를 단조 성형토록 함으로서 펀치다이의 회전을 통해 소재 전체면을 균일하게 압축 성형하며 강도가 우수한 소재를 단조 성형할 수 있는 효과를 가진다.

또한 상, 하부엔빌의 사이에 간격을 발생시켜 회전과정에서 상, 하부엔빌간의 마찰을 줄여줄 수 있는 상승적인 효과를 가진다.

Claims

삭제
상, 하 수직이동하며 중앙에는 샤프트(30)가 관통 설치되는 상부엔빌(20)과, 상기 상부엔빌(20) 하면에 접촉하며 상기 샤프트(30)의 외경에 결합된 상태에서 상기 상부엔빌(20)의 동작으로 하면에 부착된 펀칭다이(42)를 상, 하 동작시켜 가며 소재(1)를 단조 성형하는 하부엔빌(40)로 구성된 엔빌에 있어서,

상기 상부엔빌(20)의 일측에는 모터(34)의 동력으로 회전하는 구동기어(36)가 구비되며;

상기 하부엔빌(40)의 외경에는 상기 구동기어(36)와 맞물리며 상기 구동기어(36)의 회전동작으로 하부엔빌(40)을 회전 구동시키는 피동기어(38)가 결합되며;

상기 상부엔빌(20)의 상면에는 챔버(26)가 형성된 블럭(24)이 설치되고, 상기 챔버(26)내에는 상기 샤프트(30)의 선단부(30a)가 끼워져 상기 챔버(26)로 공급된 유압의 압력으로 하강하며 상기 하부엔빌(40)을 하강시켜 상, 하부엔빌(20, 40) 사이에 간격(K)을 발생시키게 됨을 특징으로 하는 로테이팅 엔빌.
제 2항에 있어서,

상기 상부엔빌(20)의 내면에는 샤프트(30)를 탄력적으로 지지하며 상기 샤프트(30)를 복귀시키는 스프링(32)이 더 구비됨을 특징으로 하는 로테이팅 엔빌.