KR101311883B1 - 마찰압접 모재의 가이드 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 제1번 모재가 고정되는 1번 척과, 상기 제1번 모재와 길이방향으로 대향되게 제2번 모재가 고정되는 1번 척과, 상기 제1번 모재 또는 상기 제2번 모재를 회전시키는 하나 이상의 모터 및 상기 2번 척이 상기 1번 척 방향으로 진퇴(進退) 가능하도록 구비되는 중앙 실린더를 포함하여 구성되되, 상기 제1번 모재 또는 상기 제2번 모재의 외주연에 밀착되게 구비되어 상기 제1번 모재 또는 상기 제2번 모재가 회전할 때 따라서 회전되는 베어링과, 상기 베어링의 중심에 설치되어 상기 베어링의 회전축이 되는 압력축 및 상기 압력축이 지지되는 압력구를 더 포함하여 구성되어서, 마찰압접을 수행함에 있어 압접을 수행하는 두 모재가 접촉 과정 중에 서로 어긋나는 현상을 방지하도록 모재를 지지하여 줌으로써 마찰압접의 품질을 향상시킬 수 있는 마찰압접 모재의 가이드 장치에 관한 것이다.

Description

마찰압접 모재의 가이드 장치{DEVICE FOR SUPPORTING FRICTION WELDING}

본 발명은 마찰압접 모재의 가이드 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마찰압접을 수행함에 있어 압접을 수행하는 두 모재가 접촉 과정 중에 서로 어긋나는 현상을 방지하도록 모재를 지지하여 줌으로써 마찰압접의 품질을 극대화 하는 마찰압접의 모재의 가이드 장치에 관한 것이다.

접합의 기술은 다양한 재료를 재단하여 서로 접합시킴으로써 손쉽게 재료의 가공을 달성하기 위한 중요기술중의 하나이다.

금속의 경우 산소 절단, 레이저 절단 등 다양한 방법을 통해 소정의 형상을 갖추도록 재단하고 용접 등의 방법을 이용하여 금속끼리 접합하게 되는데, 용접의 경우 일차적으로 용접봉을 이용한 방법에서부터 탄소용접 수중용접 등 다양한 기술이 활용되고 있다.

그러나, 이러한 용접 방법의 가장 큰 단점은 금속의 표면을 서로 연결하여 결합하는 방법을 사용함으로써 금속 내부는 용접되기 힘든 문제가 발생할 수 있고, 용접 후 용접면을 별도의 가공을 통해 매끄럽게 하는 과정에서 용접면 자체가 떨어져나가 용접효율이 저하되는 문제가 있었다.

따라서, 봉이나 파이프와 같은 재료를 용접할 때에는 모재를 축방향으로 고속으로 회전시켜 서로 접촉시킴으로써 두 모재 사이에 발생되는 마찰열로서 금속을 용융상태로 변환시키고, 길이방향의 압력을 가하여 두 모재를 서로 결합하여 용접을 실시하는 마찰압접 방법을 주로 사용하여 왔다.

이와 같은 마찰압접 방법은 금속의 내부까지도 접합이 이루어지고 종단에는 외부로 노출되는 용접의 흔적을 가공하여 제거하여도 모재의 내부에는 적절한 용접상태가 유지된다.

그러나, 상술한 마찰압접의 경우에 두 개의 모재를 마찰시키는 과정중에 회전력과 마찰력에 의해서 모재가 상호 어긋나는 현상이 발생할 수 있는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 마찰압접 장치의 모재 외주연에 밀착되도록 베어링이 구비되어서, 모재가 접촉하는 순간에 마찰력과 회전력에 의해 모재가 상호 어긋나지 않도록 모재를 지지함으로써, 마찰압접의 품질을 향상시키는 마찰압접의 모재의 가이드 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은, 두 모재를 서로 마찰시켜 고온으로 융해시킨 후 압력을 가하여 접합을 수행하는 마찰압접의 모재 가이드 방법에 있어서, 1번 척에 제1번 모재가 고정되는 단계와; 2번 척에 제2번 모재가 고정되는 단계와; 모터가 회전하여 상기모재를 회전시키는 단계와; 상기 제2번 모재를 상기 제1번 모재 방향으로 이동시켜 상기 제1번 모재와 상기 제2번 모재를 서로 접촉시키는 단계와; 상기 두 모재의 접촉 단계에서 하나 이상의 모재를 지지하여 모재가 어긋나는 것을 방지하는 단계와; 상기 모재의 회전을 중지시키는 단계와; 상기 제2번 모재를 상기 제1번 모재 방향으로 가압하여 상기 두 모재를 접합시키는 단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은, 제1번 모재가 고정되는 1번 척과; 상기 제1번 모재와 길이방향으로 대향되게 제2번 모재가 고정되는 1번 척과; 상기 제1번 모재 또는 상기 제2번 모재를 회전시키는 하나 이상의 모터; 및 상기 2번 척이 상기 1번 척 방향으로 진퇴(進退) 가능하도록 구비되는 중앙 실린더;를 포함하여 구성되되, 상기 제1번 모재 또는 상기 제2번 모재의 외주연에 밀착되게 구비되어 상기 제1번 모재 또는 상기 제2번 모재가 회전할 때 따라서 회전되는 하나 이상의 베어링과; 상기 베어링의 중심에 설치되어 상기 베어링의 회전축이 되는 압력축; 및 상기 압력축이 지지되는 압력구;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 마찰압접 장치의 모재 외주연에 밀착되도록 베어링이 구비되어서, 모재가 접촉하는 순간에 마찰력과 회전력에 의해 모재가 상호 어긋나지 않도록 모재를 지지함으로써, 마찰압접의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 마찰압접 모재의 가이드 장치의 단면도.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 마찰압접 모재의 가이드 장치의 동작 단면도.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 마찰압접 모재의 가이드 장치의 요부 사시도.

이하에서, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 마찰압접 모재의 가이드 장치에 대하여 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 마찰압접 모재의 가이드 장치의 단면도이고, 도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 마찰압접 모재의 가이드 장치의 동작 단면도이고, 도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 마찰압접 모재의 가이드 장치의 요부 사시도이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마찰압접 모재의 가이드 장치의 단면도를 도시한 것으로서, 마찰압접 장치 즉 압접기(10)를 살펴보면 먼저 압접기(10)에 다양한 기능의 부가 장치가 구비되는데, 일차적으로 회전력을 발생시키기 위한 모터인 1번 모터(20)가 압접기 소정의 위치에 설치되어 있으며, 1번 풀리(30)가 1번 모터와 벨트(22)로 연결되어 설치된다.

따라서, 1번 모터(20)가 회전하게 되면 벨트(22)에 의해 동력이 전달되어 1번 풀리(30)가 회전하게 된다.

1번 풀리(30)가 회전하게 되면 1번 풀리(30)의 회전력은 1번 척(40)으로 전달되게 되는데 상기 1번 척(40)에는 1번 모재(70)가 장착되어 있으므로 결과적으로 1번 모재(70)가 회전하게 되고, 2번 모터(21)와 벨트(22), 2번 풀리(31) 및 2번 척(41)도 역시 1번 척과 동일하게, 2번 모터(21)의 회전과 벨트(22)의 동력전달과 2번 척(41)의 회전 과정을 통해 회전하게 된다.

더불어 2번 척(41)의 경우 중앙 실린더(60)의 동작을 통해서 전방으로 전진 또는 후퇴할 수 있도록 구성되어 있는데, 이러한 과정은 1번 척(40)과 2번 척(41)을 이격시켜 두 모재(70, 71)을 각각 1번 척(40) 및 2번 척(41)에 설치한 후, 두 척(40, 41)이 회전하며 근접하도록 하여 1번 모재(70)와 2번 모재(71)가 서로 접촉하여 마찰열이 발생하도록 하는 역할을 수행하게 된다.

이후 다시 2개의 모터를 정지시키고 중앙 실린더(60)를 이용하여 2번 척(41)을 강하게 밀게되면 종단에 2개의 모재(70, 71)가 서로 접합되는 용접 과정이 발생하여 마찰압접 과정이 종료된다.

여기에서 더욱 효과적으로 장치를 사용하기 위해서는 장치의 동작을 자동화 하기 위하여 모재(70, 71)의 척(40, 41)에서의 고정은 현재 자동 선반에서 사용하는 방법과 같이 1번척 실린더(50)와 2번 척 실린더(51)의 동작을 통해서 모재(70, 71)를 고정할 수 있도록 하는 방법을 사용하는 것이 바람직하다.

일반적으로 현재 사용하는 방법은 척(40, 41)에 모재(70, 71)를 투입하고 척 실린더(50, 51)를 이용하여 척(40, 41)을 후진시키게 되면 모재(70, 71)가 척(40, 41)에 고정되는 형태로 구성되는 방법을 사용한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마찰압접 모재의 가이드 장치의 동작 단면도를 도시한 것으로서, 척(40, 41)에 모재(70, 71)를 공급하고 두 척(40, 41)을 서로 반대 방향으로 회전시킨 후 중앙 실린더(60)를 이용하여 두 모재(70, 71)를 서로 접촉시키게 되면 마찰열이 발생되고, 충분한 마찰열이 발생된 후에 척(40, 41)의 회전을 중지시키는 과정을 거쳐서 중앙 실린더(60)의 압력을 더욱 강하게 하여 2번 척(41)을 1번 척(40)방향으로 가압하면 종단의 두 모재(70, 71)는 용접, 즉 압접이 이루어지는 과정을 마치게 된다.

이와 같은 2개의 모터와 회전을 동시에 사용하게 되면 모터(20, 21)의 회전 속도를 저속으로 유지하여도 충분히 고열을 발생시킬 수 있는 마찰열 발생이 가능하고 마찰압접을 수행하기 위한 시간 또한 감소되기 때문에 작업 효율이 증가한다.

도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 마찰압접 모재의 가이드 장치의 요부 사시도를 도시한 것으로서, 일반적으로 사용되는 마찰압접 장치는 선반을 개조하여 사용하고 있는데, 통상 1번 모재(70)를 설치하는 1번 척(40)과 2번 모재(71)를 설치하는 2번 척(41) 부분으로 구분되고 1번 척(40)에 설치되는 1번 모재(70)가 회전하고 2번 척(41)에 2번 모재(71)가 설치되어 2번 척(41)이 1번 척(40) 방향으로 이동하여 1번 모재(70)와 2번 모재(71)가 마찰하면서 고열을 발생시켜 마찰압접이 달성된다.

그러나, 1번 모재(70)와 2번 모재(71)가 접촉하는 순간에 1번 모재(70) 또는 2번 모재(71)가 마찰력과 회전력에 의해 위로 들리는 등 상호 어긋나는 현상이 발생된다.

따라서, 본 발명에서는 일반적으로 원기둥 형태인 1번모재(70) 또는 2번 모재(71)의 외주연에 밀착되어 모재(70, 71)를 지지함으로써 어긋남을 방지하는 베어링(81)을 설치하게 되는데, 베어링(81)은 하나이상, 바람직하게는 2개 내지 3개가 설치되어 모재(70, 71)를 일정한 압력으로 눌러 지지하는 역할을 수행한다.

베어링(81)에는 베어링(81)의 회전축 역할을 하는 압력축(82)이 설치되고, 압력축(82)을 눌러주게 되면 베어링(81)이 각 모재(70, 71)를 눌러주는 효과가 발생하므로 모재(70, 71)가 어긋나는 현상을 해소할 수 있게 된다.

이때, 모재(70, 71)가 회전하면 베어링(81)이 따라서 회전하게 되므로 모재의 손상을 최소화하면서 모재를 지지하여 유동되지 않도록 할 수 있게 된다.

압력축(82)의 일측에는 압력축(82)를 지지하고 압력을 제공하는 압력구(80)가 연장 형성된다. 압력구(80)는 유압 또는 공압 실린더나, 쇼바, 또는 스프링 등을 이용하여 압력축(82)에 압력을 제공할 수 있다.

이때, 압력구(80)는 모재(70, 71)의 어긋남, 회전진동 등에 의한 오차를 최소화하기 위하여 척(40, 41)이 설치되는 라인과는 별도의 라인에 설치되도록 하는 것이 바람직하다.

10 : 압접기 20 : 1번 모터
21 : 2번 모터 22 : 벨트
30 : 1번 풀리 31 : 2번 풀리
40 : 1번 척 41 : 2번 척
50 : 1번 척 실린더 51 : 2번 척 실린더
60 : 중앙 실린더 70 : 1번 모재
71 : 2번 모재 80 : 압력구
81 : 베어링 82 : 압력축

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 제1번 모재가 고정되는 1번 척과;
   상기 제1번 모재와 길이방향으로 대향되게 제2번 모재가 고정되는 2번 척과;
   상기 제1번 모재 또는 상기 제2번 모재를 회전시키는 하나 이상의 모터; 및
   상기 2번 척이 상기 1번 척 방향으로 진퇴(進退) 가능하도록 구비되는 중앙 실린더;를 포함하여 구성되되,
   상기 제1번 모재 또는 상기 제2번 모재의 외주연상에 복수개가 밀착되게 구비되어 상기 제1번 모재 또는 상기 제2번 모재를 눌러 지지하되, 상기 제1번 모재 또는 상기 제2번 모재가 회전할 때 따라서 회전되는 베어링과;
   상기 베어링의 중심에 각각 설치되어 상기 베어링의 회전축이 되는 압력축; 및
   상기 압력축을 지지하고 상기 압력축에 일정한 압력을 제공하되, 상기 1번 척 및 상기 2번 척과 별도의 라인에 설치되는 압력구;
   를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 마찰압접 모재의 가이드 장치.
4. 삭제
5. 삭제

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