KR100960669B1 - 전조장치 및 전조방법 - Google Patents

Abstract

소재에 가해지는 압력의 증대시 발생되는 제반 문제점을 해소함으로써 대용량의 전조가 가능하도록, 베드와, 베드 상에 설치되는 베이스와 이 베이스에 슬라이딩가능하게 설치되는 이송대, 상기 이송대와 이격되어 상기 베드 상에 설치되는 고정대, 상기 이송대와 고정대에 각각 설치되어 쌍을 이루는 전조다이스, 상기 전조다이스를 구동시키기 위한 구동부, 상기 베드 상에 설치되어 상기 이송대에 이송압력을 가하게 위한 가압부를 포함하고, 상기 베드에 고정되는 베이스 또는 고정대에는 돌기 또는 홈이 형성되고, 상기 베드는 상기 돌기 또는 홈과 대응되는 홈 또는 돌기가 형성된 전조장치를 제공한다.

베드, 베이스, 지지대, 고정대, 돌기, 홈, 유압실린더

Description

전조장치 및 전조방법{ROLLING MACHINE AND ROLLING METHOD}

본 발명은 전조장치에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 대용량 구현이 가능한 전조장치 및 전조방법에 관한 것이다.

일반적으로 전조(轉造) 가공은, 가공하고자 하는 나사와 동일한 피치(pitch)로 산과 골을 역으로 하여 나사산을 조각한 다이스를 나사 소재의 표면에 압력을 가하면서 소재를 회전시켜 나사산을 성형하는 냉간가공법의 일종이다.

이러한 전조가공을 위한 전조장치는 통상 베드와 이 베드 상에 설치되며 가공면을 구비하고 있는 한쌍의 전조다이스를 포함한다. 이에 상기 전조다이스 사이에 소재를 위치시키고 소정의 압력을 가하여 전조다이스를 회전시킴으로서 원하는 가공이 행해진다.

상기한 바와 같이 전조다이스를 이용하여 소재 표면에 압력을 가하면서 나사산을 형성하는 방식은 공작기계를 이용하여 소재의 표면을 깍아서 나사산을 형성하는 절삭방식과 비교하여 생산성과 정밀성을 확보할 수 있어서 최근 선호되는 추세이다.

그런데, 상기와 같이 전조다이스를 이용한 가압식 나사 형성구조는 소재에 가하는 압력을 크게 하기 어렵기 때문에, 절삭방식의 나사형성구조와 비교하여 용량의 크기를 증대시키기 힘들다. 이에 대용량의 전조기의 개발이 요구되는 실정이다.

이에 소재에 가해지는 압력의 증대시 발생되는 제반 문제점을 해소함으로써 대용량의 전조가 가능한 전조장치 전조방법을 제공한다.

또한, 전조 과정에서 힘의 분배가 적절히 이루어지도록 하여 뒤틀림을 방지할 수 있도록 된 전조장치 및 전조방법을 제공한다.

또한, 회전속도의 제어를 통해 생산량을 늘릴 수 있도록 된 전조장치 및 전조방법을 제공한다.

또한, 작업 완료 후 신속하게 압유을 드레인시켜 제반 사고의 발생을 방지할 수 있도록 된 전조장치 및 전조방법을 제공한다.

이를 위해 본 전조장치는 베드와, 베드 상에 설치되는 베이스와 이 베이스에 슬라이딩가능하게 설치되는 이송대, 상기 이송대와 이격되어 상기 베드 상에 설치되는 고정대, 상기 이송대와 고정대에 각각 설치되어 쌍을 이루는 전조다이스, 상기 전조다이스를 구동시키기 위한 구동부, 상기 베드 상에 설치되어 상기 이송대에 이송압력을 가하게 위한 가압부를 포함하고, 상기 베드에 고정되는 베이스 또는 고정대에는 돌기 또는 홈이 형성되고, 상기 베드는 상기 돌기 또는 홈과 대응되는 홈 또는 돌기가 형성될 수 있다.

이에 베드에 베이스 또는 고정대를 설치함에 있어서 상호 접면에 형성된 돌기 또는 홈이 서로 맞물리면서 베드에 베이스 또는 고정대가 보다 견고하게 고정될 수 있다. 따라서 높은 전조압력에 대해서 고정대나 베이스가 밀려나는 것을 방지하고, 베드에 고정대나 베이스를 고정하는 체결 볼트의 마모 및 전단 발생을 방지할 수 있게 된다.

상기 구동부는 상기 전조다이스의 회전축에 연결되는 구동모터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 가압부는 상기 베드에 설치되는 지지대와 이 지지대에 설치되고 상기 이송대에 연결되어 이송대를 밀기 위한 적어도 하나 이상의 유압실린더를 포함할 수 있다.

여기서 상기 지지대는 베드와의 접면에 돌기 또는 홈이 형성되고, 상기 베드는 상기 돌기 또는 홈과 대응되는 홈 또는 돌기가 형성될 수 있다.

또한, 본 전조장치는 상기 고정대와 상기 지지대 사이에 연결설치되어 지지력을 부가하는 연결바를 포함할 수 있다.

또한, 본 전조장치는 상기 각 유압실린더로 인가되는 압력을 조절하는 조절부를 포함할 수 있다.

또한, 본 전조장치는 유압실린더 내의 압유를 신속히 드레인시키기 위한 드레인부를 더욱 포함할 수 있다.

한편, 본 전조방법은 전조다이스 사이에 소재를 물리고 전조다이스를 소재에 가압하면서 회전시켜 소재를 가공함에 있어서, 상기 전조다이스의 회전속도와 가압력을 저속 저압에서부터 시작하여 점차적으로 높이는 단계와, 상기 전조다이스를 고속 고압으로 운전하는 단계, 상기 전조다이스의 속도와 압력을 점차적으로 낮추 는 단계를 포함할 수 있다.

이와같이 베드와 베드에 설치되는 각 구조물 간의 결합력을 높임으로써 고압의 작동압에 대해 구조물의 내구성을 향상시켜 대용량의 전조장치를 구현할 수 있게 된다.

또한, 유압실린더간에 걸리는 압력을 조절하여 뒤틀림을 방지할 수 있게 된다.

또한, 신속한 압유 드레인을 통해 실린더를 신속하게 후진시킴으로써 설비 사고를 방지할 수 있게 된다.

또한, 전조다이스의 회전속도와 압력 제어를 통해 생산량을 증대시킬 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또 는 부품에는 동일한 참조 부호가 다른 실시예에서 대응하거나 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.

도 1은 본 실시예에 따른 전조장치를 도시한 평면도이고, 도 2는 본 전조장치를 도시한 정면도이다.

도시된 바와 같이, 본 전조장치는 프레임(10) 상에 설치되는 베드(20)와, 상기 베드(20) 위에 고정 설치되는 베이스(21), 상기 베이스(21)에 슬라이딩가능하게 설치되는 이송대(22), 상기 이송대(22)와 이격되어 상기 베드(20) 상에 고정 설치되는 고정대(23), 상기 이송대(22)와 고정대(23)에 각각 회전가능하게 설치되어 쌍을 이루는 전조다이스(24), 상기 전조다이스(24)를 구동시키기 위한 구동부, 상기 베드(20) 상에 설치되어 상기 이송대(22)에 이송압력을 가하게 위한 가압부를 포함한다.

상기 고정대(23)와 상기 이송대(22)의 마주보는 전면에는 각각 베어링블럭(25)이 설치되어 베어링을 매개로 상기 전조다이스(24)의 회전축이 설치된다.

이에 상기 전조다이스(24)는 각각 베어링블럭(25)을 매개로 고정대(23)와 이송대(22)에 대향 설치되어 쌍을 이루게 된다.

상기 구동부는 프레임(10) 일측에 설치되는 구동모터(26)와, 상기 구동모터(26)의 회전력을 상기 전조다이스(24)의 회전축으로 전달하기 위한 동력전달기구를 포함한다.

본 실시예에서 상기 동력전달기구는 구동모터의 회전축에 설치되는 감속기어(27)와, 감속기어의 출력축과 상기 전조다이스(24)의 회전축에 각각 설치되는 유 니버설조인트(28) 및 각 유니버설조인트를 연결하는 신축관(29)을 포함한다. 상기 신축관(29)은 동력은 전달하면서 그 길이가 가변될 수 있는 구조로 예컨대, 표면에 스플라인이 형성된 축과 내주면에 스플라인이 형성되어 상기 축이 삽입되는 보스의 결합구조일 수 있다.

또한, 상기 가압부는 상기 베드(20)의 일측에 고정설치되는 지지대(30)와, 상기 지지대(30)에 나란하게 설치되고 상기 이송대(22)에 연결되어 이송대(22)를 이동시키기 위한 유압실린더(31a,31b)를 포함한다.

이에 유압실린더(31a,31b)가 신장작동되면 이송대(22)가 베이스(21)에 대해 슬라이딩되어 전조다이스(24) 사이에 위치한 소재(P)를 가압하게 되고, 구동모터(26)가 작동되어 전조다이스(24)가 회전되면서 소재(P)를 전조가공하게 되는 것이다.

여기서 상기 베드(20)와 베드(20)에 설치되는 각 구조물의 설치구조를 살펴보면 다음과 같다.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 상기 베드(20)는 평면구조물로, 상기 고정대(23)와 지지대(30)는 베드(20)의 양 선단부에 설치되며, 중앙부에는 베이스(21)가 설치된다. 그리고 상기 베드(20)는 각 부재가 설치되는 위치에 소정 깊이로 홈(40,41,42)이 형성된다. 도면 부호 (43)은 베드(20)에 상기 각 부재를 고정하는 볼트(34)가 체결되는 볼트체결홀이다.

상기 고정대(23)와 지지대(30)는 하단에 플랜지(32)가 형성되고 플랜지(32)에는 볼트관통홀(33)이 형성된다. 이에 볼트(34)를 매개로 베드(20) 상에 체결고정 된다.

또한, 상기 베드(20)에 체결고정되는 고정대(23)는 도 4에 도시된 바와 같이 하면에 상기 베드(20)의 홈(40)에 삽입되도록 홈과 대응되는 크기의 돌기(44)가 돌출 형성된다. 상기 지지대(30)는 도 5에 도시된 바와 같이 하면에 상기 베드(20)의 홈(42)에 삽입되도록 홈과 대응되는 크기의 돌기(46)가 돌출 형성된다. 마찬가지로, 상기 베이스(21) 또한 도 6에 도시된 바와 같이 하면에 상기 베드(20)의 홈(41)에 삽입되도록 홈과 대응되는 크기의 돌기(45)가 돌출 형성된다.

이에 도 2에 도시된 바와 같이 상기 베드(20) 상에 고정대(23)와 지지대(30) 및 베이스(21)를 안착시키게 되면 각 부재에 형성된 돌기(44,45,46)가 베드(20) 상에 형성된 각 홈(40.41.42)에 끼워지게 된다. 이 상태에서 상기 베드(20)에 고정대(23)와 지지대(30) 및 베이스(21)를 볼트(34)로 체결고정시키게 되면 볼트의 체결력에 홈과 돌기의 결합력이 더해져 체결력을 더욱 높일 수 있게 되는 것이다.

본 실시예에서는 베드(20) 상에 홈이 형성된 구조를 예시하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니다. 예컨대 베드(20) 상에 돌기가 형성되고 고정대(23)와 지지대(30) 및 베이스(21)에 홈이 형성된 구조도 적용될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 기술적 사상에 속한다 할 것이다.

또한, 본 실시예에 따르면 도 2에 도시된 바와 같이 상기 지지대(30)와 고정대(23) 사이에는 연결바(50)가 끼워져 지지대(30)와 고정대(23)를 서로 지지연결하는 구조로 되어 있다.

상기 연결바(50)는 양 선단에 나사산이 가공되어 상기 지지대(30)와 고정 대(23)를 관통한 후 너트(51)로 체결고정된다.

이와같이 연결바가 고정대(23)와 지지대(30) 사이를 파지하여 고정함에 따라 전조과정에서 고정대와 지지대가 밀려나는 것을 더욱 방지할 수 있게 된다.

상기 베이스(21)는 도 6에 도시된 바와 같이 도브테일(dove tail) 형태의 단면구조로 이루어지고, 상기 베이스(21)에 결합되는 이송대(22) 역시 도 7에 도시된 바와 같이 하면에 도브테일형태의 홈(47)이 형성되어 상기 베이스(21)에 맞물려 결합된다.

여기서 상기 베이스(21)의 경사진 외측면에 접하는 이송대(22)의 일측 내측면은 테이퍼진 구조로 일측 선단에서 타측 선단으로 갈수록 점차적으로 간격이 벌어지도록 되어 있다. 이에 상기 베이스(21)와 이송대(22) 사이의 틈새에는 키가 삽입되어 유격을 메우게 된다.

도 8은 상기 키(48)를 예시하고 있다. 도시된 바와 같이 상기 키는 상기 베이스(21)와 이송대(22) 사이의 틈새와 대응되도록 일측면이 테이퍼져 점차적으로 폭이 줄어드는 구조로 되어 있다. 또한, 상기 키(48)는 테이퍼진 면의 반대면의 중앙부에 내측으로 오목하게 곡면부(49)가 형성된 구조로 되어 있다. 이는 베이스(21)에 대해 이송대(22)가 반복적으로 슬라이딩함에 따라 중앙부보다 키의 양 선단부가 먼저 닳기 때문이다. 상기 곡면부(49)는 키 전체 길이에 대해 50% 정도 구간에 형성될 수 있다.

한편, 상기 유압실린더(31a,31b)는 두 개가 나란하게 배치되어 지지대(30)에 고정설치된다. 그리고 각 유압실린더(31a,31b)의 피스톤로드는 이송대(22)에 연결 된다. 상기 각 유압실린더(31a,31b)는 유압라인을 통해 유압펌프와 드레인탱크에 연결되어 필요한 압유를 공급받아 신축작동하게 된다.

여기서 본 전조장치는 상기 각 유압실린더(31a,31b)의 가압력을 조절하여 모멘트 발생을 방지하기 위한 조절부를 포함한다.

즉, 전조기의 특성상 전조다이스(24)는 이송대(22)의 중심에서 일측 유압실린더(31a)쪽으로 치우쳐져 위치하게 된다. 이러한 이유로 소재(P)가 전조다이스(24) 사이로 진입되었을 때 이송대(22)를 가압하는 두 개의 유압실린더(31a,31b)가 같은 압력으로 이송대(22)를 가압하게 되면, 전조다이스가 위치하지 않은 다른쪽 유압실린더(31b)쪽으로 압력이 더욱 가해져 이송대(22)에 모멘트가 발생하게 된다. 이에 상기 조절부가 유압실린더(31b)의 가압력을 조절하여 모멘트가 발생되는 것을 방지하게 된다.

도 10은 상기 각 유압실린더 구동을 위한 유압회로도로, 이를 참조하여 상기 조절부를 설명하면 다음과 같다.

상기 조절부는 유압펌프(60)로부터 연결된 토출라인(61)과 각 유압실린더(31a,31b)를 연결하는 각 유압라인(62) 상에 설치되어 압유를 인가하는 각 솔레노이드밸브(63a,63b)와, 일측 유압실린더(31b)의 솔레노이드밸브(63b)와 유압펌프(60)의 토출라인(61) 사이의 유압라인(62) 상에 설치되어 유압실린더(31b)로 공급되는 압유량을 감소시키는 리듀싱밸브(64)를 포함한다.

상기 리듀싱밸브(64)에 의해 각 유압실린더(31b)로 공급되는 압유의 압력이 달라져 이송대(22)를 미는 압력에 있어서 서로 차이가 발생하게 된다.

본 실시예에서 상기 리듀싱밸브(64)는 두 개의 유압실린더 중에서 전조다이스(24)에서 먼쪽에 위치한 유압실린더(31b)로 연결되는 유압라인(62) 상에 설치된다.

또한 상기 조절부는 소재가 없는 상태 또는 소재의 전조가공이 완료된 경우에 있어서 각 유압실린더의 가압력이 달라져 역 모멘트가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 되어 있다.

이를 위해 상기 조절부는 유압실린더(31a,31b)의 신장작동에 따라 이송대가 설정값 이상으로 전진하는 경우 이를 검출하기 위한 검출부와, 상기 각 유압실린더(31a,31b)로 연결되는 각 유압라인(62) 상에 연결되는 연결라인(65)과, 상기 연결라인(65) 상에 설치되고 상기 검출부의 신호에 따라 연결라인을 선택적으로 개폐하는 유통밸브(66)를 포함한다.

이에 필요시 상기 유통밸브(66)가 개방작동되면 연결라인(65)을 통해 각 유압라인(62)의 압유가 유통되면서 각 유압실린더(31)에 걸리는 압력이 같게 된다. 따라서 서로 차이가 있었던 각 유압실린더(31)의 가압력이 동일해지게 된다.

상기 검출부는 도 9에 도시된 바와 같이 이송대(22)에 설치되고 지지대(30)의 중앙으로 관통되는 로드(80)와, 상기 지지대(30)를 관통한 로드(80) 선단에 설치되는 걸림부재(81), 상기 지지대(30)에 설치되고 상기 걸림부재와 접촉되어 신호를 출력하는 접촉센서(90)를 포함한다.

따라서 유압실린더(31a,31b)의 신장작동에 따라 이송대(22)가 전진하게 되면 이송대(22)에 설치된 로드(80)가 지지대(30)에 대해 이동되고 이송대(22)에 설치된 전조다이스(24)가 소재에 파고들면서 전조가 이루어지게 된다. 이 상태에서는 언급한 바와 같이 각 유압실린더(31a,31b)의 가압력이 서로 상이하여 모멘트가 발생되는 것을 방지하게 된다.

한편, 소재(P)의 가공이 완료되거나 전조다이스(24)에 소재가 안물려있는 경우에는 이송대가 설정값 이상으로 전진하여 로드(80) 선단에 설치된 걸림부재(81)가 지지대(30)에 설치된 접촉센서(90)에 닿게 된다. 이에 접촉센서(90)의 신호에 따라 상기 유통밸브(66)가 작동되어 연결라인(65)을 개방시키게 된다. 연결라인(65)이 개방됨에 따라 일측 유압실린더(31a)와 다른쪽 유압실린더(31b)로 각각 인가되던 압유가 서로 유통되면서 압력이 같아지게 된다. 이와같이 두 유압실린더(31a,31b)의 가압력을 동일하게 함으로써, 전조다이스(24)가 적정 스트로크만큼 전진된 이후 두 유압실린더의 압력차이에 의해 발생될 수 있는 역 모멘트 발생을 방지할 수 있게 된다.

본 실시예에서 상기 이송대(22)는 그 이동량 즉, 전조다이스(24)의 스트로크 길이를 조절할 수 있다. 이를 위해 본 장치는 상기 로드(80) 선단과 상기 걸림부재(81)가 나사결합된 구조로 되어 있다. 따라서 걸림부재(81)를 로드(80)에 대해 잠그거나 풀어 체결위치를 조절함으로써 이송대(22)에서 걸림부재(81)까지의 거리를 조절하고 이에 이송대(22)에 설치된 전조다이스(24)의 스트로크 거리가 조절될 수 있는 것이다.

또한, 본 전조장치는 이상 발생시 압유를 신속히 드레인시키기 위한 드레인부를 더욱 포함한다.

이를 위한 상기 드레인부는 상기 각 유압실린더(31a,31b)로 연결되는 각 유압라인(62) 일측에서 분기되는 드레인라인(70)과, 상기 드레인라인(70)에 설치되어 압유가 드레인라인(70)으로 이동되는 것을 차단하는 체크밸브(71), 상기 유압펌프(60)와 연결되는 토출라인(61)과 상기 각 체크밸브(71) 사이에 연결되어 체크밸브(71)에 개방압을 인가하는 파이롯트라인(72), 상기 파이롯트라인(72) 일측에 설치되어 상기 토출라인(61)과 파이롯트라인(72)을 선택적으로 연결하는 제어밸브(73)를 포함한다.

이에 상기 유압실린더(31a,31b)를 후진작동시에 제어밸브(73)를 개방작동시키게 되면 유압펌프(60)로부터 토출되는 압유는 토출라인(61)을 통해 파이롯트라인(72)으로 공급되어 체크밸브(71)를 개방시키게 된다.

따라서 각 유압실린더(31)의 압유는 체크밸브(71) 개방에 따라 유압라인(62)과 연결된 드레인라인(70)을 통해 신속하게 배출하여 유압실린더(31a,31b)를 후진시킴으로써 이송대(22)에 걸린 압력을 신속히 제거할 수 있게 된다.

또한, 상기 드레인부는 상기 걸림부재(81)에 탄성스프링(82)을 사이에 두고 설치되는 밀판(83)과, 상기 밀판(83)에 설치되어 상기 걸림부재(81) 외측으로 관통되는 체결바(84), 상기 체결바(84) 선단에 설치되어 걸림부재에 밀판을 지지하는 너트(85)를 더 포함한다.

이에 밀판(83)는 체결바(84)에 설치된 너트(85)가 걸림부재(81)에 걸리면서 이탈이 방지되고, 탄성스프링(82)에 의해 걸림부재(81)보다 외측으로 튀어나간 상태로 걸림부재(81)에 지지되어 있게 된다. .

이에 상기 이송대(22)가 이동되어 걸림부재(81)가 지지대(30)쪽으로 이동되면 걸림부재(81)보다 튀어나와 있는 밀판(83)이 지지대(30)에 닿아 눌려지면서 탄성스프링(82)을 압축하게 된다. 이 상태에서 언급한 바와 같이 유압실린더(31a,31b)가 후진작동되면 압축되어 있던 탄성스프링(82)의 탄성복귀력에 의해 밀판(83)이 지지대(30)에서 밀려나가면서 로드(80)를 매개로 설치된 이송대(22)를 신속하게 후진시키게 되는 것이다.

여기서 본 전조기는 이송대(22)의 신속한 후진을 위하여 상기한 구조와 더불어 또는 상기한 구조와 별도로 에어압을 이용한 구조가 적용될 수 있다.

이를 위해 본 전조기는 도 9에 도시된 바와 같이 각 유압실린더(31a,31b)의 피스톤로드측 챔버에 연통설치되는 에어라인(95)과, 상기 에어라인에 연결설치되어 상기 챔버에 에어압을 가하는 에어펌프(96), 상기 에어라인을 필요에 따라 개폐하는 밸브(97)를 포함한다.

따라서 상기 에어펌프(96)가 구동되면 에어라인(95)을 통해 각 유압실린더(31a,31b)의 피스톤로드측 챔버로 에어를 인가하게 된다. 상기 챔버로 인가된 에어는 각 유압실린더의 피스톤로드를 후진시키는 압력으로 작용하게 된다. 이에 언급한 바와 같이 유압실린더(31a,31b)로 인가되는 압유가 드레인되어 후진작동되면 상기 챔버에 가해지는 에어압에 의해 피스톤로드가 신속하게 밀려나면서 피스톤로드에 연결되어 있는 이송대(22)를 신속하게 후진시키게 되는 것이다.

한편, 본 전조방법은 전조다이스(24) 사이에 소재(P)를 물리고 전조다이스(24)를 소재(P)에 가압하면서 회전시켜 소재(P)를 가공함에 있어서, 상기 전조다 이스(24)의 회전속도와 가압력을 저속 저압에서부터 시작하여 점차적으로 높이는 단계와, 상기 전조다이스(24)를 고속 고압으로 유지하면서 운전하는 단계, 상기 전조다이스(24)의 속도와 압력을 점차적으로 낮추는 단계를 포함한다.

소재의 전조가 시작되는 시점에서 끝나는 시점까지를 전 공정이라 하였을 때 상기 전조다이스의 압력과 속도를 높이는 단계는 전 공정의 10 ~ 30% 범위일 수 있다. 또한, 상기 전조다이스의 속도와 압력을 낮추는 단계는 전 공정의 10 ~ 30% 범위일 수 있다. 그리고 상기 전조다이스를 고속 고압으로 유지하는 단계는 상기 단계에 맞춰 알맞게 조절될 수 있다.

상기 범위 이하인 경우에는 갑작스럽게 소재에 압력과 토오크가 가해져 소재나 장치에 이상을 초래하게 되고, 상기 범위를 초과하게 되면 고속 고압 유지 구간이 줄어들어 생산성이 저하된다.

이하 본 전조장치와 전조방법에 따라 소재를 전조하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

소재(P)가 전조 위치로 이송되어 전조작업이 개시되면, 유압라인(62) 상에 설치된 솔레노이드밸브(63)가 방향절환되어 유압라인(62)을 토출라인(61)과 연결하게 된다. 이에 유압펌프(60)로부터 토출되는 압유는 유압라인을 통해 유압실린더(31)로 인가되어 유압실린더를 신장작동시키게 된다.

유압실린더(31)가 신장작동됨에 따라 유압실린더의 피스톤로드에 연결된 이송대(22)가 베이스(21)에 대해 슬라이딩되어 이동된다.

이송대(22)가 이동됨으로써 이송대(22)에 설치된 전조다이스(24)와 고정 대(23)에 설치된 전조다이스간의 간격이 줄어들게 된다. 상기 한 쌍의 전조다이스(24)는 그 사이에 위치한 소재(P)를 물게 된다.

이때 소재(P)를 전조하는 전조다이스(24)는 두 유압실린더(31a,31b)의 중심에서 한쪽으로 치우쳐져 있게 된다. 이러한 상태에서는 이송대(22)에 모멘트가 발생하게 되는 데, 유압회로에 설치된 리듀싱밸브(64)가 한쪽 유압실린더(31b)로 인가되는 가압력을 줄임으로써 두 개의 유압실린더 가압력을 달리하여 모멘트 발생을 방지하게 된다.

그러나 소재(P)가 전조다이스(24)에 물려있지 않은 상태에서 이송대(22)를 전진시켰을 경우에는 유압라인(62)을 연결하는 연결라인(65)에 설치된 유통밸브(66)가 작동되어 유로가 개방되면서 두 유압라인에 걸리는 압력이 동일해진다. 따라서 각 유압실린더(31a,31b)의 가압력이 동일해져 이송대가 반대방향으로 뒤틀리는 것을 방지할 수 있게 된다.

그리고 구동모터(26)가 구동되면 감속기어(27)와 유니버설조인트(28) 및 신축관(29)을 통해 상기 전조다이스(24)로 동력이 전달되어 전조다이스가 회전된다.

이와같이 유압실린더(31)가 신장작동되어 전조다이스(24)를 소재(P)에 가압하면서 구동모터(26)의 작동에 따라 전조다이스(24)가 회전함에 따라 소재(P)는 전조가공된다. 여기서 상기 소재(P)를 전조가공하는 초기에는 상기 유압실린더(31)에 의한 전조다이스(24)의 가압력과 구동모터(26)에 의한 전조다이스(24)의 회전력이 저압 저속에서 시작하여 점차적으로 높아지게 된다.

그리고 전조다이스의 가압력과 속도가 정점에 이르게 되면 상기 가압력과 속 도를 유지하면서 전조공정을 수행하게 된다.

본 전조장치는 고압 고속으로 대용량의 전조작업을 수행함으로써 베드(20) 상에 고정대(23)와 지지대(30) 및 베이스(21)를 고정하는 볼트(34)에 전단력이 크게 걸리게 된다. 이에 언급한 바와 같이 상기 고정대(23)와 지지대(30) 및 베이스(21)는 밑면에 일체로 형성된 돌기(44,46,45)가 상기 베드(21) 상에 형성된 홈(40,42,41)에 끼워져 상호 맞물려 있는 상태로 고정되어 있기 때문에 볼트에 걸리는 전단력을 크게 줄여주게 된다.

따라서 전조 압력과 속도를 크게 하더라도 볼트의 마모를 줄일 수 있고 동일한 사양에서 종래 전조장치와 비교하여 전조 용량을 높일 수 있게 되어 대용량의 전조장치 구현이 가능하게 되는 것이다.

여기서 고압 고속을 유지하면서 전조공정이 진행된 후에는 점차적으로 유압실린더(31)의 가압력과 구동모터(26)의 회전속도를 줄이는 과정을 거치게 된다.

상기와 같이 전조공정에 있어서 전조 초기에 점차적으로 압력과 속도를 높이고 말기에 이르러 압력과 속도를 점차적으로 낮춤으로써, 고압 고속하에서 소재(P)의 전조가공을 수행할 수 있고 생산성 또한 높일 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전조장치의 전체 구성을 도시한 평면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전조장치를 도시한 정면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전조장치의 베드를 도시한 도면이다.

도 4 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따라 전조장치의 베드에 설치되는 각 구성부를 도시한 사시도이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전조장치의 행정 조절을 위한 구성부를 도시한 구성도이다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 전조장치의 유압 회로도이다.

Claims (12)

1. 베드와, 이 베드 상에 설치되는 베이스, 이 베이스에 슬라이딩가능하게 설치되는 이송대, 상기 이송대와 이격되어 상기 베드 상에 설치되는 고정대, 상기 이송대와 고정대에 각각 설치되어 쌍을 이루는 전조다이스, 상기 전조다이스를 구동시키기 위한 구동부, 상기 베드 상에 설치되어 상기 이송대에 이송압력을 가하게 위한 가압부를 포함하고, 상기 베드에 고정되는 베이스 또는 고정대에는 돌기 또는 홈이 형성되고, 상기 베드는 상기 돌기 또는 홈과 대응되는 홈 또는 돌기가 형성되어 서로 맞물리는 전조장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 가압부는 상기 베드에 설치되는 지지대와 이 지지대에 설치되고 상기 이송대에 연결되어 이송대를 밀기 위한 적어도 하나 이상의 유압실린더를 더 포함하고, 상기 지지대는 베드와의 접면에 돌기 또는 홈이 형성되고, 상기 베드는 상기 돌기 또는 홈과 대응되는 홈 또는 돌기가 형성되어 서로 맞물리는 전조장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 고정대와 상기 지지대 사이에 연결설치되어 지지력을 부가하는 연결바를 더 포함하는 전조장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 이송대와 상기 베이스 사이의 틈새에 끼워지는 키를 더 포함하고, 상기 키는 중앙부에 내측으로 오목하게 곡면부가 형성된 전조장치.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 각 유압실린더로 압유를 공급하는 유압회로상에 설치되어 각 유압실린더의 가압력을 조절하는 조절부를 포함하고,

   상기 조절부는 상기 각 유압실린더로 압유를 공급하는 유압펌프로부터 연결된 토출라인과 각 유압실린더를 연결하는 각 유압라인 상에 설치되어 압유를 인가하는 각 솔레노이드밸브와, 일측 유압실린더의 솔레노이드밸브와 유압펌프 사이의 유압라인 상에 설치되어 유압실린더로 공급되는 압유량을 감소시키는 리듀싱밸브를 포함하는 전조장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 조절부는 상기 각 유압실린더로 연결되는 유압라인 상에 연결되는 연결라인과, 상기 연결라인 상에 설치되어 연결라인을 선택적으로 개폐하는 유통밸브를 더 포함하는 전조장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 조절부는 유압실린더의 신장작동에 따라 이송대가 설정값 이상으로 전진하는 경우 이를 검출하기 위한 검출부를 더 포함하고,

   상기 검출부는 이송대에 설치되고 지지대를 관통하는 로드와, 상기 지지대를 관통한 로드 선단에 설치되는 걸림부재, 상기 지지대에 설치되고 상기 걸림부재와 접촉되어 상기 유통밸브 제어신호를 출력하는 접촉센서를 포함하는 전조장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 각 유압실린더로 압유를 공급하는 유압회로상에 설치되어 인가되는 압유를 신속히 드레인시키기 위한 드레인부를 더 포함하고,

   상기 드레인부는 상기 각 유압실린더로 연결되는 유압라인 일측에서 분기되는 드레인라인과, 상기 드레인라인에 설치되어 압유가 드레인라인으로 이동되는 것을 차단하는 체크밸브, 상기 유압펌프와 연결되는 토출라인과 상기 각 체크밸브 사이에 연결되어 체크밸브에 개방압을 인가하는 파이롯트라인, 상기 파이롯트라인 일측에 설치되어 상기 검출부의 제어신호에 따라 상기 토출라인과 파이롯트라인을 선택적으로 연결하는 제어밸브를 포함하는 전조장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 로드 선단과 상기 걸림부재는 나사결합되는 전조장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 드레인부는 상기 걸림부재에 탄성스프링을 사이에 두고 설치되는 밀판과, 상기 밀판에 설치되어 상기 걸림부재 외측으로 관통되는 체결바, 상기 체결바 선단에 설치되어 걸림부재에 밀판을 지지하는 너트를 더 포함하는 전조장치.
11. 전조다이스 사이에 소재를 물리고 전조다이스를 소재에 가압하면서 회전시켜 소재를 가공하는 전조방법에 있어서,

    상기 전조다이스의 회전속도와 가압력을 저속 저압에서부터 시작하여 점차적으로 높이는 단계와,

    상기 전조다이스를 고속 고압으로 운전하는 단계,

    상기 전조다이스의 속도와 압력을 점차적으로 낮추는 단계

    를 포함하는 전조방법.
12. 제 11 항에 있어서,

    소재의 전조가 시작되는 시점에서 끝나는 시점까지를 전 공정이라 하였을 때 상기 전조다이스의 압력과 속도를 높이는 단계는 전 공정의 10 ~ 30% 범위에서 이루어지고, 상기 전조다이스의 속도와 압력을 낮추는 단계는 전 공정의 10 ~ 30% 범위에서 이루어지는 전조방법.

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