KR100906470B1 - 인발기용 자동 다이 홀더 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인발기를 통하여 인발되는 제품의 상하 및 좌우방향으로의 변형을 보정할 수 있도록 한 인발기용 자동 다이 홀더(Auto Dies Holder)에 관한 것이다.

즉, 본 발명은 인발기에서 인발되는 인발제품(26)의 상하, 좌우방향으로의 변형을 보정할 수 있는 자동 다이 홀더(1)를 구성하되, 이는 인발제품이 통과되는 다이(2)의 각도를 상하(X방향)로 각운동시켜 조절할 수 있는 틸팅유니트(3)와, 상기 다이(2)의 각도를 좌우(Y방향)로 각운동시켜 조절할 수 있는 터닝유니트(4) 및 상기 틸팅유니트(3)와 터닝유니트(4)와 연동하여 다이(2)를 고정하게 되는 틸팅헤드(5) 및 바디(6)와, 상기 바디(6)와 틸팅유니트(3)와 터닝유니트(4)를 연결하여 안정적인 이송을 구현키 위한 링크유니트(7) 및 가이드유니트(8)로 구성하며,

상기 틸팅유니트(3)는 감속기와 연결된 틸팅-모터(9)의 출력축(9a)에 축고정된 스퍼어기어(10)와 기어물림되는 스퍼어기어(11)를 스크류우-하우징(12)상에 축설치된 스크류우(13)상에 축고정시켜 정역 회전이 될 수 있도록 구성하고, 상기 스크류우(13)상에는 틸팅너트(14)가 나사결합되어 스크류우(13)의 정역 회전운동에 대하여 틸팅너트(14)가 슬라이드 이동하면서 다이(2)가 설치된 바디(6)를 연결하고 있는 틸팅링크(15)를 각운동시켜 바디(6)의 축(6a)이 가이드플레이트(16)의 축공(17)을 통해 상하(X방향) 방향으로 틸팅이 행해질 수 있도록 하고,

상기 터닝유니트(4)는 터닝-모터(18)의 출력축(18a)에 축고정된 스퍼어기어(19)와 기어물림되는 스퍼어기어(20)를 스크류우-하우징(21)상에 축설치된 스크 류우(22)상에 축고정시켜 정역 회전이 될 수 있도록 구성하고, 상기 스크류우(22)상에는 터닝너트(23)가 나사결되며, 상기 터닝너트(23)는 터닝링크(24)와 결합되어 스크류우(22)의 정역 회전운동에 대하여 터닝너트(23)가 슬라이드 이동하면서 다이(2)가 설치된 바디(6)의 상부 중앙부에서 좌우로 터닝링크(24)를 터닝조절토록 한 것이다.

이와 같은 본 발명은 인발기를 사용하여 인발되는 제품에 변형이 발생할 때 제품 생산 장비를 정지시키지 않고 제품 생산 중에 인발제품의 변형을 다이의 상하 또는 좌우의 각도를 모터를 사용하여 간편하게 조절하여 제품의 변형을 보정할 수 있으며, 염가로 공급이 가능하며, 수출촉진에도 일조할 수 있는 것이다.

인발기용 자동 다이 홀더, 틸팅유니트, 터닝유니트, 틸팅헤드, 링크유니트, 가이드유니트

Description

인발기용 자동 다이 홀더{Drawing apparatus for auto dies holder}

본 발명은 인발기용 자동 다이 홀더(Auto Dies Holder)에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 인발기를 통하여 인발되는 제품의 상하 및 좌우방향으로의 변형을 보정할 수 있도록 한 인발기용 자동 다이 홀더에 관한 것이다.

통상적으로 봉재, 선재, 관재 등의 제품들은 압연 및 압출가공 등에 의해서 많이 제조되고 있지만, 단면적이 극히 작고 치수 공차가 작은 정확한 제품을 제조하기 위해서 인발가공이 사용되고 있다.

인발가공은 다이의 출구 측에 인발기로서 축방향의 인장력을 작용시켜서 단면치수를 감축하고, 다이구멍과 같은 치수의 단면을 가지는 제품을 뽑아내는 가공이기 때문에, 소성변형은 다이구멍을 금속이 통과 할 때의 반작용으로서 일어나는 압축에 의하여 변형된다.

일반적으로 원형 단면의 중실형태와 중공제품들이 생산되고 있다. 이러한 인발가공은 재료가 다이를 통과하면서 단면적 감소 및 인장이 되기 때문에 많은 압축력을 받으며 이 과정에서 다이와 소재간의 마찰력에 의해서 많은 온도 상승이 발생하기 때문에 중심부의 파단(center burst) 혹은 세브론형 균열(chevron cracking) 과 같은 제품의 결함이 발생하게 되며, 이는 소재의 내부 조직구조에도 많은 영향을 받게 된다.

또한, 인발가공에 의해서 생산되는 제품은 제품의 정밀도가 이후 공정에 미치는 영향이 크게 된다. 하지만, 인발가공에 의한 제품의 생산 중 소재의 내부조직의 불균일과 소재의 온도상승 등에 의하여 제품에 휨이 발생하여 많은 문제를 일으키고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해서 제품의 생산을 정지한 후 설치되어있는 다이의 위치 및 각도를 수작업을 통하여 조정하고 있으며, 다이의 각도 조정작업 중에는 제품의 생산을 정지시키기 때문에 생산성이 크게 저하되며, 수작업이기 때문에 작업의 경험 의존도가 크다는 문제점이 발생된다.

본 발명은 인발기를 사용하여 인발되는 제품에 변형이 발생할 때 제품 생산 장비를 정지시키지 않고 제품 생산 중에 인발제품의 변형을 신속, 정확하게 보정할 수 있도록 하기 위하여 다이(Die)의 상하 또는 좌우의 각도를 모터를 사용하여 간편하게 조절하여 제품의 변형을 보정토록 한 인발기용 자동 다이 홀더를 제공함에 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성할 수 있는 인발기용 자동 다이 홀더를 제공하되, 인발기를 사용하여 인발이 진행되고 있는 소재에 추가적인 변형을 부가하기 때문에 큰 동력을 요구하게 되며, 부가시킨 변형이 지속적으로 유지될 수 있는 인발기용 자동 다이 홀더를 제공코자 하는 것이다.

이를 위해서 다이(Die)의 각도를 상하로 조절할 수 있는 틸팅유니트(Tilting unit)와 다이의 각도를 좌우로 조절할 수 있는 터닝유니트(Turning unit), 그리고 이러한 무빙유니트(Moving unit)들과 연동하여 다이를 고정하게 되는 틸팅헤드(Tilting Head) 및 바디(Body), 바디와 무빙유니트를 연결하여 안정적인 이송을 구현하게 되는 링크유니트(Link Unit) 및 가이드유니트(Guide Unit)로 구성된다.

앞서 언급한 바와 같이 인발이 진행되고 있는 소재에 추가적으로 변형을 부가 및 유지시켜야 하기 때문에 각 부품들은 충분한 강성을 가지도록 설계, 제작이 이루어지며, 기구학적으로도 안정적인 구조로 안정적인 성능과 내구성을 충분히 확 보할 수 있는 인발기용 자동 다이 홀더를 제공코자 하는 것이다.

본 발명의 인발기용 자동 다이 홀더는 인발기를 사용하여 인발되는 제품에 변형이 발생할 때 제품 생산 장비를 정지시키지 않고 제품 생산 중에 인발제품의 변형을 다이(Die)의 상하 또는 좌우의 각도를 모터를 사용하여 간편하게 조절하여 제품의 변형을 보정할 수 있으며, 염가로 공급이 가능하며, 수출촉진에도 일조할 수 있는 등 매우 유용한 발명이다.

본 발명의 인발기용 자동 다이 홀더(1)는 도 1 내지 도 4에서 보는 바와 같이 구성될 수 있다.

도시한 도면은 본 발명을 구현하기 위한 하나의 바람직한 실시예를 도시한 것이며, 본 발명과 기술적 사상을 같이하는 다양한 설계변경이 가능함은 물론이다. 그리고 도면상에서는 본 발명의 틸팅 및 터닝작동의 이해를 돕기 위하여 실제 다이(2)가 틸팅 및 터닝되는 각도는 극히 미세하지만, 이를 보다 큰 각도로 움직이는 것처럼 도시하였다.

본 발명의 인발기용 자동 다이 홀더(1)는 대분하여 다이(2)의 각도를 상하(도 1에서 보는 바와 같이 X방향)로 각운동시켜 조절할 수 있는 틸팅유니트(Tilting unit; 3)와, 다이(2)의 각도를 좌우(도 1에서 보는 바와 같이 Y방향)로 각운동시켜 조절할 수 있는 터닝유니트(Turning unit; 4)로 이루어진다.

그리고 상기 틸팅유니트(3)와 터닝유니트(4)와 연동하여 다이(2)를 고정하게 되는 틸팅헤드(Tilting Head; 5) 및 바디(Body; 6), 상기 바디(6)와 무빙유니트를 연결하여 안정적인 이송을 구현하게 되는 링크유니트(Link Unit; 7) 및 가이드유니트(Guide Unit; 8)로 구성된다. 이를 이하에 보다 구체적으로 설명키로 한다.

바디(6)에 고정되는 다이(2)는 축(6a)을 기점으로 하여 각도를 상하(X방향)로 조절하기 위한 틸팅유니트(3)는 감속기와 연결된 틸팅-모터(9)의 출력축(9a)에 축고정된 스퍼어기어(10)와 기어물림되는 스퍼어기어(11)를 스크류우-하우징(12)상에 축설치된 스크류우(13)상에 축고정시켜 정역 회전이 될 수 있도록 구성하고, 상기 스크류우(13)상에는 틸팅너트(14)가 나사결합되어 스크류우(13)의 정역 회전운동에 대하여 틸팅너트(14)가 정면상에서 볼 시에 전후로 슬라이드 이동하면서 다이(2)가 설치된 바디(6)를 연결하고 있는 틸팅링크(15)를 각운동시켜 바디(6)가 가이드플레이트(16)의 축공(17)에 결합된 축(6a)을 기점으로 하여 상하(X방향) 방향으로 틸팅이 행해질 수 있도록 한다.

상기 틸팅유니트(3)와 더불어 다이(2)를 좌우로 각도조절할 수 있는 터닝유니트(4)는 감속기와 연결된 터닝-모터(18)의 출력축(18a)에 축고정된 스퍼어기어(19)와 기어물림되는 스퍼어기어(20)를 스크류우-하우징(21)상에 축설치된 스크류우(22)상에 축고정시켜 정역 회전이 될 수 있도록 구성하고, 상기 스크류우(22)상에는 터닝너트(23)가 나사결합된다.

상기 터닝너트(23)는 터닝링크(24)와 결합되어 스크류우(22)의 정역 회전운동에 대하여 터닝너트(23)가 정면상에서 볼 시에 전후로 슬라이드 이동하면서 다 이(2)가 설치된 바디(6)의 상부 중앙부에서 좌우로 터닝링크(24)를 터닝조절하게 된다.

상기 틸팅유니트(3)와 터닝유니트(4)가 다이(2)가 고정된 바디(6)와 체결되는 바, 터닝유니트(4)는 바디(6)를 좌우로 회전시키고 틸팅유니트(3)는 바디(6)를 상하로 회전시키게 되므로, 이러한 운동은 출력축(9a,18a)에 연결되어 있는 스크류우(13,22)의 회전에 의한 틸팅너트(14)와 터닝너트(23)에 의한 이송으로 구현된다.

하지만, 일반적으로 좌우방향과 상하방향을 동시에 조절하기 위해서는 각 축의 방향이 직교하기 때문에 간섭을 제거할 수 있는 구조로 설계가 되어야 하며, 인발제품의 보정을 위해서는 인발제품의 반발력을 견딜 수 있는 충분한 강성이 연결부위에 충분히 고려되어야 장치의 설계가 이루어져야 한다.

상기 바디(6)는 인발공정에서 가장 중요한 역할을 수행하는 다이(2)를 고정하게 되며, 다이(2)의 각도를 실질적으로 변화시켜 주는 틸팅유니트(3) 및 터닝유니트(4)를 연결시켜 주는 역할을 하게 된다. 따라서 각각의 틸팅 및 터닝방향으로 회전을 발생시켜 주는 유니트들과 연계하여 바디(6) 구조가 설계된다. 물론 바디(6)는 다이(2)를 안정적으로 고정할 수 있는 강성을 지니도록 설계된다.

바디(6)의 상부 좌우로는 각각 틸팅링크(15)와 터닝링크(24)와 연결하여 바디(6)의 움직임을 잡아주는 가이드플레이트(16)에 결합되는 구조를 갖는다.

또한 상기 틸팅헤드(5)는 바디(6)가 전체적으로 움직이면서 다이(2)의 상하 각도를 조절하게 하고, 이와 동시에 터닝유니트(4)에 의해 다이(2)의 좌우각도를 조절할 수 있는 구조로 설계된다.

따라서 틸팅헤드(5)는 터닝링크(24)에 고정되어 바디(6)의 상하운동과 독립적으로 다이(2)의 좌우운동을 조절할 수 있도록 되어 있다. 상기 틸팅헤드(5) 내부에 다이(2)를 고정하기 위한 부품들이 체결되기에 이러한 부품들의 체결을 위한 충분한 공간이 확보되도록 설계되며, 인발시 발생되는 반력들을 가장 직접적으로 받게 되기 때문에 충분한 강성을 가질 수 있도록 설계, 제작된다. 상기 틸팅헤드(5)는 바디(6)에 끼움조립식으로 결합된 후 상하 픽스블록(27)에 의해 고정시킨다.

한편, 인발가공은 소재를 다이(2)에 통과시키면서 단면적으로 감소시키고, 길이방향으로 연신시켜 봉재, 선재, 관재를 가공하는 성형기술로, 다이(2)를 통과하면서 인발소재에 많은 압축력과 마찰력이 작용하여 큰 온도상승이 발생하게 된다.

이처럼 다이(2)에 큰 힘이 작용하고 높은 온도에 노출되기 때문에 다이(2)를 고정하기 위해서는 이러한 열변형에 대한 고려를 통해 설계되어야 하며, 큰 반발력에도 견딜 수 있는 강성을 지닐 수 있는 구조로 설계, 제작된다.

도면중의 부호 25는 커버, 26은 인발제품을 도시한 것이다.

이와 같이 구성될 수 있는 본 발명의 인발기용 자동 다이 홀더(1)는 인발제품(26)을 인발기(도시하지 아니함)를 통하여 인발 성형할 시에 인발제품(26)의 상하(X방향) 또는 좌우(Y방향)방향 변형을 보정할 수 있는 것으로서, 이하 각 구성부의 작용 등에 대하여 상세히 설명키로 한다.

즉, 본 발명의 인발기용 자동 다이 홀더(1)는 인발제품(26)이 다이(2)를 통 과하여 인발이 행해질 시에 상하로 변형이 이루어질 경우 이를 보정하기 위하여 제품이 통과되는 다이(2)의 각도를 상하(X방향)로 각도조절하게 되며, 인발되는 제품이 좌우로 변형이 이루어질 경우에는 이를 보정하기 위하여 다이(2)의 각도를 좌우(Y방향)로 각도조절하게 된다.

우선 다이(2)를 상하로 각도조절할 수 있는 틸팅유니트(3)의 작용부터 살펴 본다.

틸팅유니트(3)의 감속기와 연결된 틸팅-모터(9)가 정역방향 중 한방향으로 기동을 하게 되면, 그에 부응하여 출력축(9a)이 기동을 하게 되어 이에 축고정된 스퍼어기어(10)와 기어물림된 스크류우(13)가 축고정된 스퍼어기어(11)가 구동하게 되어 스크류우-하우징(12)상에서 스크류우(13)가 정역 방향 중 선택된 방향으로 기동을 하게 되고, 이에 나사결합된 틸팅너트(14)가 스크류우(13)의 정역 회전운동에 대하여 틸팅너트(14)가 전후로 슬라이드 이동하면서 바디(6)를 연결하고 있는 틸팅링크(15)를 각운동시키게 되므로, 상기 틸팅링크(15)와 연결된 바디(6)가 축(6a)을 기점으로 하여 가이드플레이트(16)의 축공(17)에서 상하(X방향) 방향으로 미세하게 틸팅이 행해지게 되어 상하 방향으로 변형된 인발제품(26)을 그 역방향으로 보정할 수 있게 되는 것이다.

그리고 다이(2)를 좌우로 각도조절코자 할 시는 터닝유니트(4)의 터닝-모터(18)가 정역방향 중 한방향으로 기동을 하게 되면, 그에 부응하여 출력축(18a)이 기동을 하게 되고, 이에 축고정된 스퍼어기어(19)와 기어물림되는 스크류우(22)가 축고정된 스퍼어기어(20)가 구동하게 되어 스크류우-하우징(21)상에서 스크류 우(22)가 정역 방향 중 선택된 방향으로 기동을 하게 되며, 이에 나사결합된 터닝너트(23)가 스크류우(22)의 정역 회전운동에 대하여 터닝너트(23)가 전후로 슬라이드 이동하면서 바디(6)의 상부 중앙부에 설치된 터닝링크(24)를 터닝조절하게 되며, 상기 터닝링크(24)와 연결된 바디(6)가 결국 좌우 방향으로 터닝되면서 다이(2)를 통과하는 변형된 인발제품(26)을 그 역방향으로 보정케 되는 것이다.

본 발명의 인발기용 자동 다이 홀더는 인발제품을 성형하는 업체에 보급되어 관련 산업발전 도모는 물론 제품의 불량요인을 대폭 줄일 수 있는 등 파급효과가 지대하다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 보인 정면 구성도

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 보인 자동 다이 홀더의 평면 구성도

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예를 보인 A-A 선 단면 구성도

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 보인 B-B 선 단면 구성도

■ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ■

1: 자동 다이 홀더 2: 다이

3: 틸팅유니트 4: 터닝유니트

5: 틸팅헤드 6: 바디

6a: 축 7: 링크유니트

8: 가이드유니트 9: 틸팅-모터

9a: 출력축 10: 스퍼어기어

11: 스퍼어기어 12: 스크류우-하우징

13: 스크류우 14: 틸팅너트

15: 틸팅링크 16: 가이드플레이트

17: 축공 18: 터닝-모터

18a: 출력축 19: 스퍼어기어

20: 스퍼어기어 21: 스크류우-하우징

22: 스크류우 23: 터닝너트

24: 터닝링크 27: 픽스블록

Claims (3)

1. 인발기에서 인발되는 인발제품(26)의 상하(X방향), 좌우(Y방향) 방향으로의 변형을 보정할 수 있는 자동 다이 홀더(1)를 구성함에 있어서;

   상기 홀더(1)는 다이(2)의 각도를 상하로 각운동시켜 조절할 수 있는 틸팅유니트(3)와,

   상기 다이(2)의 각도를 좌우로 각운동시켜 조절할 수 있는 터닝유니트(4) 및,

   상기 틸팅유니트(3)와 터닝유니트(4)와 연동하는 다이(2)를 고정하게 되는 틸팅헤드(5) 및 바디(6)와,

   상기 틸팅유니트(3)는 감속기와 연결된 틸팅-모터(9)의 출력축(9a)에 축고정된 스퍼어기어(10)와 기어물림되는 스퍼어기어(11)를 스크류우-하우징(12)상에 축설치된 스크류우(13)상에 축고정시켜 정역 회전이 될 수 있도록 구성하고,

   상기 스크류우(13)상에는 틸팅너트(14)가 나사결합되어 스크류우(13)의 정역 회전운동에 대하여 틸팅너트(14)가 슬라이드 이동하면서 다이(2)가 설치된 바디(6)를 연결하고 있는 틸팅링크(15)를 각운동시켜 바디(6)의 축(6a)이 가이드플레이트(16)의 축공(17)을 통해 상하(X방향) 방향으로 틸팅이 행해질 수 있도록 구성하며,

   상기 터닝유니트(4)는 터닝-모터(18)의 출력축(18a)에 축고정된 스퍼어기어(19)와 기어물림되는 스퍼어기어(20)를 스크류우-하우징(21)상에 축설치된 스크류우(22)상에 축고정시켜 정역 회전이 될 수 있도록 구성하고,

   상기 스크류우(22)상에는 터닝너트(23)가 나사결합되며,

   상기 터닝너트(23)는 터닝링크(24)와 결합되어 스크류우(22)의 정역 회전운동에 대하여 터닝너트(23)가 슬라이드 이동하면서 다이(2)가 설치된 바디(6)의 상부 중앙부에서 좌우로 터닝링크(24)를 터닝조절토록 한 것을 특징으로 하는 인발기용 자동 다이 홀더.
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