KR101277851B1 - Shear Drawing Apparatus and Method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 다이의 마모로 인한 다이의 수명을 증대하는 것을 목적으로 하며, 이를 달성하기 위하여 소재에 전단 변형을 위한 압축력을 인가토록 제공되는 공급수단; 공급부를 거친 소재의 전단 변형을 가능하도록 제공되는 다이; 및 상기 다이를 통과하는 소재에 역압력을 부과하는 역압력 부과수단을 포함하는 전단 신선 장치와, 소재 변형을 위한 압축력을 제공하며 소재를 공급하는 공급단계; 추출되는 소재가 전단 신선되는 소재 가공단계;를 포함하며, 상기 소재 가공단계에서는 상기 소재에 역압력이 걸리는 전단 신선 방법을 제공한다.The present invention is to solve the conventional problems as described above is to increase the life of the die due to the wear of the die, the supply means to provide a compression force for shear deformation to the material to achieve this; A die provided to enable shear deformation of the raw material through the feed; And a shear drawing device including a reverse pressure imposing means for imposing a reverse pressure on the material passing through the die, and a supplying step of supplying a material while providing a compressive force for deformation of the material. And a material processing step in which the extracted material is shear drawn. The material processing step provides a shear drawing method in which a reverse pressure is applied to the material.

Description

전단 신선 장치 및 방법{Shear Drawing Apparatus and Method}Shear Drawing Apparatus and Method

본 발명은 소재를 강소성 가공하는 전단 신선 장치 및 방법에 관한 것이며, 인발에 의한 소재 변형과 더불어 압연을 통한 소재 감면을 부여, 압축력 발생을 구현하되, 다이의 마모를 감소시킬 수 있도록 소재에 역압력을 작용시키는 전단 신선 장치 및 방법에 대한 것이다. The present invention relates to a shear drawing apparatus and a method for rigidly processing a material, and to provide a material reduction through rolling along with the deformation of the material by the drawing, to realize the compression force, but to reduce the wear of the die, the reverse pressure on the material Shear drawing apparatus and method for acting.

소재의 강도를 향상시킬 수 있는 방법은 소재의 제어 압연 및/또는 제어냉각을 이용하여 최종 오스테나이트의 입도 크기(Austenite Grain Size)(이하, 'AGS' 이라함)를 미세화시키는 것이다. One way to improve the strength of the material is to refine the final austenite grain size (hereinafter referred to as 'AGS') using controlled rolling and / or controlled cooling of the material.

그런데 통상 이와 같은 AGS의 미세화는 주로 열간 압연(hot rolling)과 급속 냉각 공정에서 구현하기 때문에, 압연 설비나 급속 냉각 설비의 규모가 크고, 저온 압연으로 인하여 압연 부하가 증가하는 문제가 있으나, 연속 공정으로 이루어 지기 때문에, 대량 생산을 가능하게 하는 이점은 제공하고 있다.By the way, such AGS microstructure is mainly implemented in hot rolling and rapid cooling processes, so that the scale of rolling equipment or rapid cooling equipment is large and the rolling load increases due to low temperature rolling. Because it is made, the advantage of enabling mass production is provided.

한편, 이와 같은 대규모 설비나 공정을 거치지 않고, AGS를 미세화하는 다른 방법으로는, 설비나 공정이 복잡한 열적 변화(즉, 냉각 공정)없이, 상온에서 전단 변형을 부여하여 나노-크기(nano-size)의 미세 조직을 의도적으로 생성시켜 고강도화하는 것으로서, 예를 들어 강소성 가공(severe plastic deformation)(이하,' SPD' 이라함) 등이 있다. On the other hand, another method of miniaturizing AGS without going through such a large-scale facility or process, is that nano-size (nano-size) by imparting shear strain at room temperature without complex thermal changes (ie, cooling process) In order to intentionally create a microstructure of the () and to increase the strength, for example, there is a severe plastic deformation (hereinafter referred to as 'SPD').

예를 들어, 이와 같은 SPD의 방법 중 하나가, 도 1에서 도시한 바와 같이, 펀치(P)를 이용하여 소재(M)의 압축력을 발생시켜 다이(D)에서의 소재 전단 변형을 부여함으로써, 조직을 미세화하는 등통로각압축성형(Equal Channel Angular Pressing)(이하, 'ECAP'이라함)이다.For example, one of the methods of such an SPD, as shown in Figure 1, by using a punch (P) to generate a compressive force of the material (M) to give a material shear deformation in the die (D), Equal Channel Angular Pressing (hereinafter referred to as 'ECAP') to refine the tissue.

즉, 이와 같은 ECAP 방식은, 전단 시 조직 미세화로 인한 강도 상승, 특정 조직의 생성, 피로 특성의 향상과 같은 여러 기계적 물성을 향상시키는 것으로 알려져 있다. That is, such an ECAP method is known to improve various mechanical properties such as strength increase due to micronization of tissue during shearing, formation of specific tissues, and improvement of fatigue characteristics.

그러나 이와 같은 ECAP 법은 연속 가공이 어렵다는 문제가 있는데, 예를 들어 도 1과 같이, 펀치(P)의 길이가 제한되기 때문에, 가공할 수 있는 소재(시편)의 크기가 한정되며, 가공 후 추가 가공을 위한 시편의 추출도 어려운 문제가 있었다.However, this ECAP method has a problem that continuous processing is difficult, for example, as shown in Figure 1, because the length of the punch (P) is limited, the size of the material (sample) that can be processed is limited, additional processing after Extraction of specimens for processing was also a difficult problem.

또한, 압축력 대신 인발하여 전단 변형을 부여하는 방법으로, 등통로각인발법(Equal Channel Angular Drawing)(이하,'ECAD' 이라함)이 있지만 인장으로 인하여 소재 단면이 감소하게 되고, 특히 다이와 소재 간 접촉불량으로, 가공 초기의 소재 단면적을 유지하는 것이 어려운 문제가 있었다.In addition, a method of drawing shear instead of compressive force to impart shear deformation, although there is an Equal Channel Angular Drawing (hereinafter referred to as 'ECAD'), the cross section of the material is reduced due to the tension, in particular the contact between the die and the material There was a problem that it was difficult to maintain the raw material cross-sectional area at the initial stage of processing.

즉, 상기 ECAD 방식은 소재의 가공중 단면 유지가 어렵기 때문에, 전단 변형도 충분하게 구현되지 않는 것이었다.That is, the ECAD method is difficult to maintain the cross-section during the processing of the material, the shear deformation was not implemented enough.

한편, 이와 같은 ECAD의 문제를 해소하기 위한 전단 신선(Shear Drawing)법이 알려져 있다, 즉, 상기 전단 신선은 상기 ECAD 방법과 마찬가지로 인발(drawing)에 의해 전단 변형을 구현하되, 다이의 채널 출측에서는 소재 감면을 부여하여, 소재와 다이간 접촉력을 높이도록 한 것이다.On the other hand, a shear drawing method is known to solve the problem of ECAD, i.e., the shear drawing implements shear deformation by drawing like the ECAD method, but at the channel exit side of the die The reduction of material is provided to increase the contact force between the material and the die.

그러나 이와 같은 전단 신선 역시, 인발을 통하여 가공을 구현하기 때문에, 연속 가공(공정)이 어느 정도 가능하기만 하지만, 다이에서 채널의 출구 측 단면 감소가 필요하기 때문에, 실제 다이를 제작하는데 어려움이 있다.. However, such shear drawing also implements processing through drawing, so that continuous machining (processing) is possible to some extent, but it is difficult to fabricate the actual die because it requires a reduction in the cross-section of the exit side of the channel in the die. ..

기타, ECAP-conform 방식이 있는데, 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 이와 같은 ECAP-conform 방식은 기존 압출 공정에 사용하던 conform 프로세스와 앞에서 설명한 ECAP 공정을 결합한 방식이다.In addition, there is an ECAP-conform method, although not shown in a separate drawing, such an ECAP-conform method combines the conform process used in the existing extrusion process and the ECAP process described above.

즉, 다이를 회전 가능하게 제공하고, 소재와 회전하는 다이 사이의 마찰력 (frictional force)을 이용하여 소재를 다이에 치입하고 채널 출측에서의 각도를 적정하게 유지시키어 소재의 전단 변형을 구현하는 것이다.In other words, the die is rotatably provided, and the shear deformation of the material is realized by inserting the material into the die using a frictional force between the material and the rotating die, and maintaining an appropriate angle at the channel exit.

그러나 이와 같은 ECAP-conform 방식의 경우, 추가로 신선의 후속 공정이 필요한 문제가 있고, 사실상 연속 가공도 불가능한 것이었다.
However, such an ECAP-conform method has a problem that requires further processing of fresh wire, and in fact, continuous processing was impossible.

이에 따라서, 본 발명의 발명자는 다이에서의 소재 전단 변형을 위한 압축력이 압연을 통하여 구현되어 ECAP를 기반으로 하면서도, 연속 가공을 가능하게 하여, 고속 가공을 통한 생산성 향상을 가능하게 하기 위하여, 특허출원번호 제10-2010-0115292호를 제안한 바 있다.Accordingly, the inventors of the present invention, the compressive force for the shear deformation of the material in the die is implemented by rolling to enable the continuous processing, while based on ECAP, to enable productivity improvement through high-speed processing, patent application No. 10-2010-0115292 has been proposed.

도 2 에 도시된 바와 같이, 연속 가공할 수 있도록 압연롤(10a, 10b)로 압축력을 발생시켜 소재(2)를 다이(30)에서 가공하며, 이 기술을 통하여 연속 가공이 가능하였다. As shown in FIG. 2, the compressive force is generated by the rolling rolls 10a and 10b to process the material 2 in the die 30 so as to continuously process the material.

하지만, 도 2 와 같이 강소성 가공을 위하여 교차부(32)를 구비하는 다이를 사용함으로써, 소재를 비대칭으로 가공하게 되며, 그로 인하여 다이(30)의 교차부(32)에서 국부적으로 큰 접촉 압력(Contact pressure)이 작용하게 된다. 즉, 채널이 교차하는 영역, 교차부(32)의 안쪽 모서리 부에서 가장 큰 인장 응력이 발생하게 되며, 이 인장 응력이 다이(30)를 구성하는 소재의 인장 강도를 초과하는 경우에 다이(30)에 파괴(fracture)가 발생할 가능성이 클 뿐만 아니라 해당 부분의 마모가 급속도로 증대되는 문제가 있다.However, by using a die having an intersection portion 32 for rigidity machining as shown in FIG. 2, the workpiece is asymmetrically processed, thereby causing a locally large contact pressure (at the intersection portion 32 of the die 30). Contact pressure). That is, the largest tensile stress is generated in the region where the channel intersects, the inner edge portion of the intersection 32, the die 30 when the tensile stress exceeds the tensile strength of the material constituting the die 30 In addition, there is a problem in that fracture is likely to occur and wear of the corresponding parts is rapidly increased.

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 소재로 인한 다이의 마모를 저감시켜 다이의 교체주기를 연장시키는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the conventional problems as described above aims to reduce the wear of the die due to the material to extend the replacement cycle of the die.

또한, 소재의 표면에 압축력을 작용하게 하여, 소재 표면이 터지는 현상을 막을 수 있는 전단 신선 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide a shear drawing apparatus and method capable of exerting a compressive force on the surface of a material, thereby preventing the phenomenon of the material surface from popping.

본 발명은 위와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 다음과 같은 전단 신선 장치 및 전단 신선 방법을 제공한다. The present invention is to solve the above problems, and provides the following shear drawing apparatus and shear drawing method.

본 발명은 소재에 전단 변형을 위한 압축력을 인가토록 제공되는 공급수단; 공급수단을 거친 소재의 전단 변형이 가능하도록 제공되는 다이;를 포함하며, 상기 소재에 의해서 상기 다이에 걸리는 응력이 감소되도록, 상기 다이를 통과하는 소재에 역압력을 부여하는 전단 신선 장치를 제공한다.The present invention provides a supply means for applying a compressive force for shear deformation to the material; And a die provided to enable shear deformation of the material passed through the supply means, and provide a shear drawing device for applying a back pressure to the material passing through the die so that the stress applied to the die is reduced by the material. .

이때, 상기 다이는 내부에 공급 수단으로부터의 소재가 유입되는 입측 채널; 역압력 부과수단으로 소재가 인출되는 출측 채널; 및 상기 입측 채널과 상기 출측 채널이 교차하는 교차부;를 포함하여 구성되며, 상기 상기 출측 채널은 단면 감소 구간을 포함할 수 있다.At this time, the die has an entrance channel through which the material from the supply means flows; An exit channel through which the material is drawn out to the reverse pressure applying means; And an intersection where the entry channel and the exit channel cross each other, and the exit channel may include a cross-sectional reduction section.

또한, 상기 공급수단은 압연롤을 포함하며, 상기 다이를 통과한 소재의 형상의 일면에 대응되는 가이드 홈을 가지는 가이드와 상기 다이를 통과한 소재의 형상의 타면에 대응되는 압축롤 홈을 가지는 압축롤을 더 포함하며, 상기 가이드의 홈과 상기 압축롤의 홈 사이에서 상기 소재가 가압되어, 상기 압축롤의 회전에 의해서 상기 소재가 인출될 수 있다. In addition, the supply means includes a rolling roll, a compression having a guide groove corresponding to one surface of the shape of the material passed through the die and a compression roll groove corresponding to the other surface of the shape of the material passed through the die Further comprising a roll, the material is pressed between the groove of the guide and the groove of the compression roll, the material may be drawn out by the rotation of the compression roll.

또, 상기 가이드는 상기 압축롤 외주의 소정 각도를 커버하여, 상기 가이드가 커버하는 압축롤의 외주 영역에서 상기 가이드 홈과 상기 압축롤 홈 사이에서 상기 소재가 가압될 수 있다.The guide may cover a predetermined angle of the outer circumference of the compression roll so that the material may be pressed between the guide groove and the compression roll groove in the outer circumference region of the compression roll covered by the guide.

한편, 본 발명은 소재의 변형을 위한 압축력을 제공하며 소재를 공급하는 공급단계; 다이를 통과함으로써 수행되며, 상기 다이를 통하여 추출되는 소재가 전단 신선되는 소재 가공단계;를 포함하며, 상기 소재 가공단계에서는 상기 다이에 걸리는 응력이 감소되도록 상기 소재에 역압력이 걸리는 전단 신선 방법을 제공한다.On the other hand, the present invention provides a compressive force for deformation of the material supplying the supply step; And a material processing step in which the material extracted through the die is shear-drawn, wherein the material processing step includes a shear-drawing method in which a reverse pressure is applied to the material so that the stress applied to the die is reduced. to provide.

또, 상기 소재 가공단계 이후에 상기 소재를 인출하는 인출단계를 더 포함하며, 상기 소재에 걸리는 역압력이 상기 소재 가공단계의 가공 속도와 상기 인출단계의 인출 속도의 차이에 의해서 발생하도록, 상기 소재 가공단계의 가공 속도보다 상기 인출단계의 인출 속도가 더 작을 수 있다.The method may further include a withdrawal step of withdrawing the material after the material processing step, wherein the reverse pressure applied to the material is generated by a difference between the processing speed of the material processing step and the withdrawal speed of the withdrawal step. The withdrawal speed of the withdrawal step may be smaller than the withdrawal speed of the machining step.

또한, 상기 다이는 비대칭으로 소재를 가공하도록 교차부를 포함할 수 있다. The die may also include an intersection to process the material asymmetrically.

본 발명은 위와 같은 구성을 통하여, 소재로 인한 다이의 마모를 저감하여 다이의 교체 주기를 연장시키는 것이 가능하다.The present invention, through the above configuration, it is possible to reduce the wear of the die due to the material to extend the replacement cycle of the die.

또한, 소재의 표면에 압축력을 작용하게 하여, 소재 표면이 터지는 현상을 막을 수 있는 전단 신선 장치 및 방법을 제공할 수 있다.In addition, by providing a compressive force to the surface of the material, it is possible to provide a shear drawing apparatus and method that can prevent the phenomenon of the surface of the material to burst.

도 1 은 종래의 소재 전단 가공을 도시한 개략도이다.
도 2 는 연속 전단 가공 장치를 도시한 전체 구성도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 전단 가공 장치를 도시한 전체 구성도이다.
도 4 는 도 3 의 압축롤과 가이드 사이에 끼워진 소재를 도시한 단면도이다.
도 5 는 본 발명에 따른 전단 가공 장치의 다른 실시예를 도시한 전체 구성도이다.
도 6 은 본 발명에 따른 전단 가공 장치의 다이와 종래의 전단 가공 장치에서 응력값을 표시한 도면이다.1 is a schematic diagram showing a conventional material shearing process.
2 is an overall configuration diagram showing a continuous shearing apparatus.
3 is an overall configuration diagram showing a shearing apparatus according to the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a material sandwiched between the compression roll and the guide of FIG.
5 is an overall configuration diagram showing another embodiment of a shearing apparatus according to the present invention.
6 is a diagram showing a stress value in a die of a shearing apparatus according to the present invention and a conventional shearing apparatus.

이하에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하도록 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3 에는 본 발명에 따른 전단 가공 장치(100)의 전체 구성도가 도시되어 있으며, 도 4 에는 도 3 의 압축롤(150)과 가이드(160) 사이에 끼워진소재(2)를 도시한 단면도이다. 3 is an overall configuration diagram of the shearing apparatus 100 according to the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view showing a material 2 sandwiched between the compression roll 150 and the guide 160 of FIG. .

도 3 에서 보이듯이, 본 발명에 따른 전단 가공 장치(100)는 연속 가공할 수 있도록 압연롤(101a, 101b)로 압축력을 발생시켜 소재(2)를 다이(130)에서 가공하며, 이 기술을 통하여 연속 가공이 가능하다. 압연롤(101a, 101b)은 공형롤 또는 평롤로 구성될 수 있다.As shown in FIG. 3, the shearing apparatus 100 according to the present invention generates a compressive force with the rolling rolls 101a and 101b so as to continuously process the workpiece 2 in the die 130. Continuous machining is possible. The rolling rolls 101a and 101b may be composed of ball rolls or flat rolls.

다이(130)로 압연롤(101a, 101b)에 의해서 공급되어 성형되는 소재(2)는 강소성 가공을 위하여 교차부(132)를 통과하면서 소재를 비대칭으로 가공하게 된다. 다이(130)는 입측 채널(131)과 출측 채널(133) 및 이들이 소정의 각으로 교차하는 교차부(132)를 포함하며, 상기 출측 채널(133)은 단면 감소 구간을 포함하는 것이 바람직하다.The raw material 2 which is supplied and formed by the rolling rolls 101a and 101b to the die 130 is processed asymmetrically while passing through the cross-section 132 for rigidity processing. The die 130 includes an entry channel 131 and an exit channel 133 and an intersection portion 132 where they intersect at a predetermined angle, and the exit channel 133 preferably includes a cross-sectional reduction section.

교차부(132)를 포함하는 다이(130)를 통과한 소재(2)는 가이드 홈(162)을 포함하는 가이드(160) 및 압축롤 홈(152)을 포함하는 압축롤(150) 사이를 통과한다.  The material 2 which has passed through the die 130 including the intersection 132 passes between the guide 160 including the guide groove 162 and the compression roll 150 including the compression roll groove 152. do.

압축롤(150)은 소재의 일면에 대응하는 형상을 가지는 압축롤 홈(152)을 포함하며, 가이드(160)는 소재의 타면에 대응하는 형상을 가지는 가이드 홈(162)을 포함하여, 상기 가이드 홈(162)과 상기 압축롤 홈(152) 사이에 소재(2)가 꽉 끼게 된다. 이렇게 가이드 홈(162)과 압축롤 홈(152) 사이에 끼워지는 소재(2)는 가이드(160)의 회전에 따라서, 가이드(160)가 압축롤(150)의 외주를 커버하는 회전 각도(φ1)만큼 회전된 후 빠져나간다. 이때, 압축롤(150)의 압축롤 홈(152)과 가이드(160)의 가이드 홈(162)의 단면은 변화가 없으므로, 소재(2)는 단면 변화없이 압축롤(150)과 가이드(160)를 통과한다. The compression roll 150 includes a compression roll groove 152 having a shape corresponding to one surface of the material, and the guide 160 includes a guide groove 162 having a shape corresponding to the other surface of the material. The material 2 is tightly sandwiched between the groove 162 and the compression roll groove 152. In this way, the material 2 fitted between the guide groove 162 and the compression roll groove 152 has a rotation angle φ1 in which the guide 160 covers the outer circumference of the compression roll 150 according to the rotation of the guide 160. Rotate by) and exit. At this time, since the cross section of the compression roll groove 152 of the compression roll 150 and the guide groove 162 of the guide 160 is not changed, the material 2 is the compression roll 150 and the guide 160 without changing the cross section. Pass through.

본 발명에서 소재(2)는 다이(130) 통과 전에 압연롤(101a, 101b) 사이에 끼어서 공급되며, 다이(130)를 통과한 후에는 압축롤(150) 및 가이드(160) 사이에 끼어서 이동되므로, 소재(2)의 공급속도는 압연롤(101a, 101b)에 의해서 조절될 수 있으며, 소재(2)의 인출 속도는 압축롤(150)과 가이드(160)에 의해서 조절될 수 있다. 한편, 다이(130)의 출측 속도(V1), 즉, 가공 속도는 다이(130)의 단면적 감소 및 상기 압연롤(101a, 101b)에서 소재(2)를 공급하는 속도에 종속된다. In the present invention, the raw material 2 is sandwiched between the rolling rolls 101a and 101b before passing through the die 130, and after passing through the die 130, the raw material 2 is sandwiched between the compression roll 150 and the guide 160. Therefore, the supply speed of the raw material 2 can be adjusted by the rolling rolls 101a and 101b, the withdrawal speed of the raw material 2 can be adjusted by the compression roll 150 and the guide 160. On the other hand, the exit speed V1 of the die 130, that is, the processing speed depends on the reduction of the cross-sectional area of the die 130 and the speed of supplying the raw material 2 from the rolling rolls 101a and 101b.

이때, 압축롤(150)의 속도를 조절하여 압축롤(150)과 가이드(160) 사이로 들어오는 소재의 속도(V2)를 다이(130)의 출측 속도(V1)보다 작게 할 경우(V2<V1), 해당 속도 차(V1-V2)만큼의 압축력이 소재(2)의 진행에 반대되는 방향으로 작용하게 된다. At this time, by adjusting the speed of the compression roll 150 to make the speed (V2) of the material coming between the compression roll 150 and the guide 160 to be smaller than the exit speed (V1) of the die 130 (V2 <V1) The compressive force corresponding to the speed difference V1-V2 acts in the direction opposite to the progress of the material 2.

따라서, 이러한 압축력으로 인하여 역압력이 소재(2)에 부과된다. 특히, 다이(130)의 교차부(132)를 통과하는 소재(2)에 역압력이 부과된다. 여기서 교차부(132)는 다이(130)의 입측 채널(131)과 출측 채널(133)이 소정의 각도(θ)로 교차하는 부분을 의미하는 것으로 소재의 전단 변형부를 의미하며, 본 발명의 도 3 에서는 입측 채널(131)은 출측 채널(133)보다 큰 직경을 가질 수 있다.Thus, due to this compressive force, a back pressure is imposed on the material 2. In particular, back pressure is imposed on the workpiece 2 passing through the intersection 132 of the die 130. Here, the intersection portion 132 means a portion where the entry channel 131 and the exit channel 133 of the die 130 intersect at a predetermined angle θ, and mean a shear deformation portion of the material. In 3, the entry channel 131 may have a larger diameter than the exit channel 133.

또한, 소재(2)에 부과되는 압축력은 좌굴(buckling)을 발생시키지 않을 정도, 즉, 소재(2)의 좌굴강도의 범위 내가 되도록 속도차(V1-V2)를 발생시키는 것이 바람직하다. 도 4(a) 및 4(b)에서 보이듯이, 본 발명에서 가이드 홈(162) 및 압축롤 홈(152)은 소재의 형상에 대응되는 형상을 가진다. 즉 도 4(a)와 같이 각형 소재(2)의 경우 소재의 폭(W)과 같으며, 소재의 깊이의 반에 해당하는 깊이(D)를 가지는 각형 홈(152, 162)을, 도 4(b)와 같이 원형 소재(2)의 경우 반원형 홈(152', 162')을 가질 수 있다. Moreover, it is preferable to generate the speed difference V1-V2 so that the compressive force applied to the raw material 2 does not generate buckling, that is, it is within the range of the buckling strength of the raw material 2. As shown in Figure 4 (a) and 4 (b), in the present invention, the guide groove 162 and the compression roll groove 152 has a shape corresponding to the shape of the material. That is, in the case of the square material 2, as shown in FIG. As shown in (b), the circular raw material 2 may have semicircular grooves 152 'and 162'.

이와 같이 본 발명은 소재 변형을 위한 압축력을 제공하며 소재를 공급하는 공급단계가 압연롤(101a, 101b)에 의해서 수행되며, 이렇게 압연롤(101a, 101b)에서 공급된 소재는 다이(130)를 통과하면서 전단 변형되고, 단면 변화 구간을 통과하면서 신선된다. 또한, 본 발명에서 가이드(160)와 압축롤(150)에 의한 인출 속도와 소재 가공 속도(출측 속도)와의 차이로 인하여, 다이(130)의 소재에는 역압력이 가해지며, 그에 따라서, 다이(130)에 걸리는 응력이 감소할 수 있다. As described above, the present invention provides a compressive force for the deformation of the material and the supplying step of supplying the material is performed by the rolling rolls 101a and 101b. Thus, the material supplied from the rolling rolls 101a and 101b is used for the die 130. Shear deformation while passing, and fresh while passing through the section change section. In addition, in the present invention, due to the difference between the withdrawal speed by the guide 160 and the compression roll 150 and the material processing speed (outlet speed), a back pressure is applied to the material of the die 130, and accordingly, the die ( 130) may reduce the stress.

도 5 에는 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 5 에서는 도 3 의 실시예와 전반적인 구성은 동일하나, 가이드(160)의 회전 각도(φ1) 에 추가하여, 추가의 회전 각도(φ2)를 제공하는 추가 가이드(163)를 더 포함한다. 추가 가이드(163)는 가이드(160)와 동일하게 소재(2)의 일면에 대응하는 형상의 홈(164)을 포함한다.5 shows another embodiment of the present invention. In FIG. 5, the overall configuration is the same as the embodiment of FIG. 3, but in addition to the rotation angle φ 1 of the guide 160, further includes an additional guide 163 that provides an additional rotation angle φ 2. The additional guide 163 includes a groove 164 in a shape corresponding to one surface of the material 2, similarly to the guide 160.

이렇게 추가 가이드(163)를 포함함으로써, 압축롤(150)과 가이드 및 추가 가이드(160, 163) 사이에서 소재(2)가 끼워져 가압되는 영역이 증가하게 된다. 즉, 회전 각도가 도 3 의 실시예에서는 각(φ1)이었으나, 도 5 의 실시예에서는 각(φ1+φ2)으로 증대되며, 그에 따라서, 압축롤(150), 가이드 및 추가 가이드(160, 163)와 소재(2) 사이의 마찰력이 증대되게 되며, 그에 따라서 소재에 더 큰 압축력, 즉 역압력을 부여할 수 있다. By including the additional guide 163, the area in which the raw material 2 is sandwiched and pressed between the compression roll 150 and the guide and the additional guides 160 and 163 increases. That is, the rotation angle was the angle φ1 in the embodiment of FIG. 3, but is increased to the angle φ1 + φ2 in the embodiment of FIG. 5, and accordingly, the compression roll 150, the guide and the additional guides 160, 163. ) And the frictional force between the material 2 is increased, thereby giving the material a greater compressive force, i.e. a back pressure.

도 6(a) 에는 종래의 다이(30)에서 응력값이 다이(30)에 표현되어 있으며, 도 6(b) 에는 본 발명에서와 같이 역압력을 부여했을 때 응력값이 다이(130)에 표현되어 있다. In FIG. 6 (a), the stress value is expressed in the die 30 in the conventional die 30, and in FIG. Expressed.

구체적으로, 응력값은 채널의 단면 직경 10㎜, 소재 직경 9.8㎜, 입측 채널(131)과 출측 채널(133)의 교차각이 120°인 다이(130)에 C가 0.8%인 탄소강을 대상으로 종래의 방식, 즉 역압력이 없이 가공하는 경우(도 6(a))와 본 발명에 따른 방식, 즉, 역압력을 부여하여 가공(도 6(b))을 하였을 때, 다이(130)에 작용하는 인장 응력값을 도시한 것이다. 다이의 출측 속도 (V1)가 10 MPM (m/min)이고 V2가 V1보다 10% 작을 경우 압축응력 약 200 MPa가 작용하게 되어 역압력으로서 효과를 발휘할 수 있다. 도 6(a)에서 보이듯이, 종래의 방식에 따른 경우 다이(30)의 교차부(32)에서는 2400㎫ 의 응력이 작용하였으나, 도 6(b)와 같이 역압력이 작용하는 경우 다이(130)의 교차부(132)의 응력은 1800㎫로 감소하였다. Specifically, the stress value is a carbon steel having a C of 0.8% on a die 130 having a cross section diameter of 10 mm, a material diameter of 9.8 mm, and an intersection angle of the entry channel 131 and the exit channel 133 at 120 °. In the conventional method, i.e., processing without back pressure (Fig. 6 (a)) and the method according to the present invention, i.e., processing with back pressure (Fig. 6 (b)), die 130 The tensile stress values at work are shown. If the exit speed of the die (V1) is 10 MPM (m / min) and V2 is 10% less than V1, the compressive stress is about 200 MPa, which can act as a back pressure. As shown in FIG. 6 (a), in the conventional method, a stress of 2400 MPa is applied at the intersection portion 32 of the die 30. However, when the reverse pressure acts as shown in FIG. The stress at the intersection portion 132 of the c) was reduced to 1800 MPa.

이와 같이, 본 발명은 다이를 통과하여 전단 변형되는 소재에 역압력을 부여하여 소재가 다이에 가하는 응력을 감소시킬 수 있으며, 그에 따라서 다이의 교체 주기의 연장이 가능하다. 또한, 소재에 역압력이 가해짐으로 인하여, 소재 표면에 발생하던 터짐 현상 역시 억제가 가능하다.As such, the present invention can apply a back pressure to a material that is sheared through the die to reduce the stress the material exerts on the die, thereby extending the replacement cycle of the die. In addition, due to the back pressure is applied to the material, it is possible to suppress the burst phenomenon that occurred on the surface of the material.

2: 소재 100: 전단 신선 장치
101a, 101b: 압연롤 130: 다이
131: 입측 채널 132: 교차부
133: 출측 채널 150: 압축롤
152: 압축롤 홈 160: 가이드
162: 가이드 홈 163: 추가 가이드
164: 홈2: material 100: shear drawing device
101a and 101b: rolling roll 130: die
131: entrance channel 132: intersection
133: exit channel 150: compression roll
152: compression roll groove 160: guide
162: Guide Home 163: Additional Guide
164: Home

Claims (7)

소재에 전단 변형을 위한 압축력을 인가토록 제공되는 공급수단;
공급수단을 거친 소재의 전단 변형이 가능하도록 제공되는 다이; 및
상기 다이를 통과한 소재의 일면에 대응되는 형상을 가지는 가이드 홈을 가지는 가이드와 상기 다이를 통과한 소재의 타면에 대응되는 형상을 가지는 압축롤 홈을 가지는 압축롤을 포함하며,
상기 공급수단은 압연롤을 포함하며,
상기 가이드의 홈과 상기 압축롤의 홈 사이에서 상기 소재가 가압되어, 상기 압축롤의 회전에 의해서 상기 소재가 인출되며,
상기 소재에 의해서 상기 다이에 걸리는 응력이 감소되도록, 상기 압연롤로 인한 소재의 다이 출측 속도(V1)가 상기 압축롤로 인한 소재의 속도(V2)보다 빠르게 설정되어 상기 다이를 통과하는 소재에 소재 진행방향의 반대 방향으로 역압력을 부여하는 전단 신선 장치.Supply means provided to apply a compressive force for shear deformation to the material;
A die provided to enable shear deformation of the material passed through the supply means; And
Comprising a guide having a guide groove having a shape corresponding to one surface of the material passed through the die and a compression roll having a compression roll groove having a shape corresponding to the other surface of the material passed through the die,
The supply means comprises a rolling roll,
The material is pressed between the groove of the guide and the groove of the compression roll, the material is drawn out by the rotation of the compression roll,
In order to reduce the stress applied to the die by the material, the die exit speed V1 of the material due to the rolling roll is set faster than the speed V2 of the material due to the compression roll so that the material travels through the die. Shear drawing device for imparting back pressure in the opposite direction. 제 1 에 있어서,
상기 다이는 내부에 공급 수단으로부터의 소재가 유입되는 입측 채널; 압축롤로 소재가 인출되는 출측 채널; 및 상기 입측 채널과 상기 출측 채널이 교차하는 교차부;를 포함하여 구성되며,
상기 출측 채널은 단면 감소 구간을 포함하는 것을 특징으로 하는 전단 신선 장치.In the first aspect,
The die has an inlet channel into which the material from the supply means flows; An exit channel through which the material is drawn out by the compression roll; And an intersection where the entry channel and the exit channel intersect.
Shear drawing device, characterized in that the exit channel comprises a cross-sectional reduction section. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 가이드는 상기 압축롤 외주의 소정 각도를 커버하여, 상기 가이드가 커버하는 압축롤의 외주 영역에서 상기 가이드의 홈과 상기 압축롤의 홈 사이에서 상기 소재가 가압되는 것을 특징으로 하는 전단 신선 장치. The method of claim 1,
And the guide covers a predetermined angle of the outer circumference of the compression roll so that the material is pressed between the groove of the guide and the groove of the compression roll in the outer circumference region of the compression roll covered by the guide. 소재의 변형을 위한 압축력을 제공하며 소재를 공급하는 공급단계;
다이를 통과함으로써 수행되며, 상기 다이를 통하여 추출되는 소재를 전단 신선시키는 소재 가공단계; 및
상기 소재 가공단계 이후에 상기 소재를 인출하는 인출단계;를 포함하며,
상기 소재 가공단계에서는 상기 다이에 걸리는 응력이 감소되도록 상기 소재에 소재 진행방향 반대 방향으로의 역압력을 부여하며,
상기 소재에 걸리는 역압력이 상기 소재 가공단계의 가공 속도와 상기 인출단계의 인출 속도와의 차이에 의해서 발생하도록 상기 소재 가공단계의 가공 속도보다 상기 인출단계의 인출 속도가 더 작은 전단 신선 방법.A supplying step of supplying a material while providing a compressive force for deformation of the material;
A material processing step performed by passing through a die and shear-drawing the material extracted through the die; And
A withdrawal step of withdrawing the material after the material processing step;
In the material processing step, the reverse pressure in the direction opposite to the material traveling direction is applied to the material so that the stress applied to the die is reduced,
And a draw speed of the drawing step is smaller than that of the material processing step so that a reverse pressure applied to the material is generated by a difference between the processing speed of the material processing step and the drawing speed of the drawing step. 삭제delete 제 5 항에 있어서,
상기 다이는 비대칭으로 소재를 가공하도록 교차부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전단 신선 방법.The method of claim 5, wherein
Wherein said die comprises an intersection to process the material asymmetrically.
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