KR101314648B1 - 사출, 압출 및 산업용 스크류의 나사산부 절삭 및 커팅장치 - Google Patents

사출, 압출 및 산업용 스크류의 나사산부 절삭 및 커팅장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사출, 압출 및 산업용 스크류의 나사산부 절삭 및 커팅장치에 관한 것으로서, 절삭 및 커팅장치(100)는, 선반기계의 베드(1)로부터 이송가능하게 설치되는 이송작업대(101)상에 제1받침블럭(111)이 설치되며, 제1받침블럭(111)의 중앙 상부에 제1회전축(112)이 마련되고, 제1받침블럭(111) 일측에는 상기 제1회전축(112)의 회전각을 조정하는 제1조절핸들(113)이 구비된 제1조정부(110)와; 상기 제1회전축(112) 상부에는 제2회전축(122)이 마련된 제2받침블럭(121)이 설치되며, 제2받침블럭(121)의 일측에는 제2회전축(122)의 전후방향 회전각을 조정하기 위한 제2조절핸들(123)이 구비된 제2조정부(120)와; 상기 제2회전축(122)에 양측이 회전가능하게 설치되며, 중앙에 제3회전축(132)이 마련된 제3받침블럭(131)이 설치되며, 제3받침블럭(131)의 일측에는 제3회전축(132)의 좌우방향 기울기 각을 조정하기 위한 제3조절핸들(133)이 구비된 제3조정부(130)와; 상기 제3회전축(132)에 연결설치되는 제4회전축(141)이 지지대(142) 중앙에 마련되고, 지지대(142)의 상부에는 구동모터(M) 및 구동모터의 회전축으로부터 구동풀리(P1)가 설치되고, 지지대(142)의 후면 하부에는 상기 구동풀리(P1)와 대응되어 벨트(V)로서 동력전달되는 종동풀리(P2)가 구비되고, 종동풀리(P2)가 설치된 회전축상에는 스크류(20)의 나사산부(22) 측면 용접부위를 절삭하기 위한 절삭커터(143)가 구비된 절삭부(140);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는바, 본 발명에 따른 사출용 스크류용 나사산부 절삭장치는, 절삭커터의 각도를 스크류의 나사산부측면각도에 용이하게 각각 조절하여 선반기계를 따라 이송하면서 나사산부에 용접 코팅된 부위를 정교하게 절삭할 수 있기 때문에 기존의 수작업인 핸드 그라인더를 이용한 나사산부 측면 절삭작업을 효율적으로 작업하여 사출용 스크류의 제작, 생산 및 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

사출, 압출 및 산업용 스크류의 나사산부 절삭 및 커팅장치{Shooting out, extrusion and industry screw thread part and cutting apparatus}
본 발명은 스크류 절삭 및 커팅장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 원통형 실린더 내에 설치되어 용융된 수지를 압송 이송하는 사출용 스크류의 나사산부를 보강하기 위해 용접된 부분을 선반기계 상에서 효과적으로 나사산부 각도에 맞게 절삭커터의 각도를 정확히 세팅하여 수작업으로 이루어졌던 나사산부 절삭을 효율적으로 작업하여 사출용 스크류의 제작, 생산 및 품질을 향상시킬 수 있도록 한 사출, 압출 및 산업용 스크류의 나사산부 절삭 및 커팅장치에 관한 것이다.
일반적으로 사출기나 압출기의 경우, 핵심 구성요소로 스크류(Screw)가 사용된다.
상기 스크류는 회전하면서 용융된 플라스틱 재료(수지)를 금형측으로 공급 이송하는 역할을 수행한다.
도 1에는 일반적인 사출기의 구성이 도시되어 있다.
통상 사출기는, 원통의 실린더(10)가 구비되고, 상기 실린더(10)의 전면에는 실린더헤드(11)와 노즐(12)이 구비된다.
또한 상기 실린더(10) 내부에는 실린더의 내경에 거의 근접되는 직경을 가지는 스크류(20)가 장착된다.
상기 스크류(20)는 스크류축(21)과 나사산부(22)로 구성되며, 상기 스크류축(21)의 전면에는 실링(23) 및 체크링(24)을 통해 스크류헤드(25)가 장착된다.
또한 상기 스크류축(22)의 타단은 유압실린더(30)에 의해 구동되는 회전모터(31)에 연결된다.
또한 상기 실린더(10)에는 펠릿 혹은 납작한 편 형태의 플라스틱 재료가 투입되는 호퍼(50)와, 실린더 내부에 투입된 플라스틱 재료를 용융시키는 히터(40)가 장착되고, 상기 실린더 노즐(12)은 금형(60)과 연결되는 구조를 가진다.
이와 같이 구성되는 사출기의 동작을 살펴본다.
먼저, 플라스틱 재료를 호퍼(50)를 통해 실린더(10)로 투입하면, 투입된 재료는 히터(40)에 의해 가열되고, 스크류(20)의 회전으로 혼합 및 용융되면서 실린더 노즐(12)을 통해 금형(60)으로 사출된다.
상기 금형(60)으로 주입된 용융물은 금형으로부터 이형되기 위해 온도가 조절되는 금형 내에서 냉각되고, 동시에 상기 스크류(20)는 새로운 사출 성형 사이클이 시작되며, 냉각된 성형물은 이형된다.
이러한 사출 성형을 살펴보면 상기 실린더(10) 내부에 장착된 스크류(20)는 고온의 플라스틱 재료를 용융하고 혼합하는 동작을 수행하는 구성요소로, 고온의 환경에 견딜 수 있어야 한다.
이러한 스크류(20)는 고온의 환경에 노출되어 있어, 일정기간 사용되면 특정부위가 마모되어 제 기능을 발휘하지 못하게 된다. 여기서 특정부위란 나사산부를 가리킨다.
따라서 종래에는 일정기간 사용되어 제 기능을 상실한 스크류는 교체하여 주어야 한다. 그러나 스크류는 고가의 장비로 이에 대한 비용 부담이 있어왔고, 스크류의 신규 제작기간도 상당히 소요되어, 스크류 교체에 대한 여러 가지 비경제적인 문제점이 도출되어 왔다.
상기 스크류에 있어, 실린더의 내부 직경과 거의 근접하는 스크류의 나사산부는 외측면 마모를 최대한 줄이기 위해 나사산부에 소정의 두께를 갖는 용접 코팅부(22a)를 형성한다.
이러한 용접 코팅부는 용접장치를 통해 나사산부의 폭에 맞추어 용접 건이 좌우로 반복 이송함과 동시에 선반에 장착된 스트류의 저회전 동작에서 용접 비드를 연속으로 형성함으로써 용접 코팅부(22a)를 형성할 수 있게 된다.
통상 상기와 같이 용접 코팅부(22a)는 도 2a에서 도시한 바와 같이 나사산부의 폭에 대하여 중앙 상부가 불룩하게 돌출되는 형태로 비드가 형성되어 있어, 향후 슬래그 제거와 함께 선반기계를 이용한 가공으로서 도 2에서와 같이 용접 코팅부(22a)의 상부가 도면상으로 볼 때 납작한 형태가 되도록 하여 상기 실린더의 내경에 밀접하는 형태의 치수가 되게 절삭 가공한다.
상기와 같은 용접 코팅부(22a)를 절삭 가공하는 과정은 선반기계에 장착한 공구를 이용하여 용접 코팅부의 외경을 가공하고, 나사산부의 측면, 즉 나사산부부위는 작업자가 핸디용 그라인더를 이용하여 나사산부의 측면을 절삭가공하는 형태로 스크류의 용접 코팅부를 가공하였다.
그러나, 상기와 같이 나사산부의 측면부분은 선반기계에 장착한 스크류의 회전과 동시에 작업자가 핸드 그라인더를 이용하여 나사산부을 절삭하는 작업은 거의 눈대중으로 나사산부을 짐작하여 표면을 갈아내는 정도에 그치거나, 작업중 어느 한 부분이 과도하게 절삭되는 사례가 발생하여 스크류의 품질을 저하시키는 문제점이 있었다.
또한, 상기와 같은 수작업은 고도의 숙련자라도 작업시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라 가공치수에 대한 정밀도가 떨어지는 것임은 물론, 스크류의 제작 생산성이 현저히 떨어지는 폐단이 있었다.
본 발명은 상기와 같이 제반되는 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 그 목적은 원통형 실린더 내에 설치되어 용융된 수지를 압송 이송하는 사출용 스크류의 나사산 부위를 보강하기 위해 용접된 부분을 선반기계 상에서 효과적으로 나사산부 각도에 맞게 절삭커터의 각도를 정확히 세팅하여 수작업으로 이루어졌던 나사산부 절삭을 효율적으로 작업하여 사출용 스크류의 제작, 생산 및 품질을 향상시킬 수 있도록 한 사출, 압출 및 산업용 스크류의 나사산부 절삭 및 커팅장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 사출용 스크류의 용접된 나사산부 측면을 가공하는 절삭 및 커팅장치에 있어서,
상기 절삭 및 커팅장치는 선반기계의 베드로부터 이송가능하게 설치되는 이송작업대와; 상기 이송작업대상에 제1받침블럭이 설치되며, 제1받침블럭의 중앙 상부에 제1회전축이 마련되고, 제1받침블럭 일측에는 상기 제1회전축의 회전각을 조정하는 제1조절핸들이 구비된 제1조정부와; 상기 제1회전축 상부에는 제2회전축이 마련된 제2받침블럭이 설치되며, 제2받침블럭의 일측에는 제2회전축의 전후방향 회전각을 조정하기 위한 제2조절핸들이 구비된 제2조정부와; 상기 제2회전축에 양측이 회전가능하게 설치되며, 중앙에 제3회전축이 마련된 제3받침블럭이 설치되며, 제3받침블럭의 일측에는 제3회전축의 좌우방향 기울기 각을 조정하기 위한 제3조절핸들이 구비된 제3조정부와; 상기 제3회전축에 연결설치되는 제4회전축이 지지대 중앙에 마련되고, 지지대의 상부에는 구동모터 및 구동모터의 회전축으로부터 구동풀리가 설치되고, 지지대의 후면 하부에는 상기 구동풀리와 대응되어 벨트로서 동력전달되는 종동풀리가 구비되고, 종동풀리가 설치된 회전축상에는 스크류의 나사산부 측면 용접부위를 절삭하기 위한 절삭커터가 구비된 절삭부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 제1조절핸들, 제2조절핸들 및 제3조절핸들의 회전축은 상기 제1받침블럭, 제2받침블럭, 제3받침블럭 내에 각각 매입되며, 매입된 회전축상에는 워엄기어가 마련되고, 상기 제1받침블럭, 제2받침블럭, 제3받침블럭 내에 각각 매입되는 제1회전축, 제2회전축, 제3회전축에는 워엄기어와 치합회전되는 헬리컬기어가 마련되어 회전각도가 조정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 사출용 스크류용 나사산부 절삭 및 커팅장치는, 절삭커터의 각도를 스크류의 나사산부측면각도에 용이하게 각각 조절하여 선반기계를 따라 이송하면서 나사산부에 용접된 부위를 정교하게 절삭할 수 있기 때문에 기존의 수작업인 핸드 그라인더를 이용한 나사산부의 측면 절삭작업을 효율적으로 작업하여 사출용 스크류의 제작, 생산 및 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 사출용 스크류가 적용된 수지 압출장치를 전반적으로 도시한 구성도
도 2는 종래기술에서 스크류의 용접 코팅부분을 절삭 가공 후를 도시한 부분 확대단면도,
도 3 및 도 4는 본 발명인 스크류 나사산부 절삭 및 커팅장치를 보여주는 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 절삭커터의 각도조절 상태를 도시한 정면도,
도 6은 본 발명에 따른 절삭커터의 각도조절 상태를 도시한 평면도,
도 7은 본 발명에 따른 절삭커터의 각도조절 상태를 도시한 측면도,
도 8은 본 발명에 따른 스크류의 나사산부 측면에 절삭커터가 위치된 상태를 예시한 확대도,
도 9는 본 발명에 따른 스크류의 나사산부 측면이 가공된 상태를 보여주는 부분 확대단면도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도 3 내지 도 9를 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 사출용 스크류(20)의 용접된 나사산부(22) 측면을 가공하는 절삭및 커팅장치(100)에 있어서,
상기 절삭 및 커팅장치(100)는, 제1조정부(110), 제2조정부(120), 제3조정부(130) 및 절삭부(140)로 크게 나뉘어 구성된다.
상기 제1조정부(110)는 선반기계의 베드(1)로부터 이송가능하게 설치되는 이송작업대(101)상에 제1받침블럭(111)이 설치되며, 제1받침블럭(111)의 중앙 상부에 제1회전축(112)이 마련되고, 제1받침블럭(111) 일측에는 상기 제1회전축(112)의 회전각을 조정하는 제1조절핸들(113)이 구비된다.
상기 제2조정부(120)는 제1회전축(112) 상부에는 양측에 제2회전축(122)이 마련된 제2받침블럭(121)이 설치되며, 제2받침블럭(121)의 일측에는 제2회전축(122)의 전후방향 회전각을 조정하기 위한 제2조절핸들(123)이 구비된다.
상기 제3조정부(130)는, 제2회전축(122)에 양측이 회전가능하게 설치되며, 중앙에 제3회전축(132)이 마련된 제3받침블럭(131)이 설치되며, 제3받침블럭(131)의 일측에는 제3회전축(132)의 좌우방향 기울기 각을 조정하기 위한 제3조절핸들(133)이 구비된다.
상기 절삭부(140)는 제3회전축(132)에 연결설치되는 제4회전축(141)이 지지대(142) 중앙에 마련되고, 지지대(142)의 상부에는 구동모터(M) 및 구동모터의 회전축으로부터 구동풀리(P1)가 설치되고, 지지대(142)의 후면 하부에는 상기 구동풀리(P1)와 대응되어 벨트(V)로서 동력전달되는 종동풀리(P2)가 구비되고, 종동풀리(P2)가 설치된 회전축상에는 스크류(20)의 나사산부(22) 측면 용접부위를 절삭하기 위한 절삭커터(143)가 구비된다.
한편, 첨부된 도 5 내지 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 제1조절핸들(113), 제2조절핸들(123) 및 제3조절핸들(133)의 회전축은 상기 제1받침블럭(111), 제2받침블럭(121), 제3받침블럭(131) 내에 각각 매입되며, 매입된 회전축상에는 워엄기어(WG)가 마련되고, 상기 제1받침블럭(111), 제2받침블럭(121), 제3받침블럭(131) 내에 각각 매입되는 제1회전축, 제2회전축, 제3회전축에는 워엄기어(WG)와 치합 회전되는 헬리컬기어(HG)가 마련되어 각부의 회전각도가 조정되도록 한 것이다.
참고로 상기 제1조정부(110), 제2조정부(120), 제3조정부(130)에는 각 회전축의 회전각도 조정 후 고정이 이루어질 수 있는 고정수단이 각각 설치되며, 상기 이송작업대(101)에는 선반기계측의 이송스크류축을 따라 수평이동 및 전후위치를 조정할 수 있는 조절핸들이 조절할 수 있도록 되어있다. 이러한 부분은 선반기계에서 공구대를 동작시키는 원리와 동일함을 밝혀둔다.
도면 중 미설명 부호 22a는 용접 코팅된 부분을 지칭한다.
이와 같이 구성된 본 발명인 사출용 스크류용 나사산부 절삭 및 커팅장치의 작동에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 선반기계의 척과 심압대에 사출용 스크류(20)의 양단부를 장착한 상태에서 선반기계의 베드(1) 상에 설치된 용접장치(도면에서 생략함)를 이용하여 스크류의 나사산부 외측을 용접코팅을 실시한다.
이때 용접 코팅부(22a)은 첨부된 나사산부(22)의 외측을 포함한 나선의 측면부분까지 용접 코팅이 이루어지며, 용접 코팅부분으로부터 슬래그의 제거 이후, 선반기계의 공구대를 이용한 용접코팅 외측면을 요구하는 두께로 절삭가공한다.
상기와 같이 용접코팅부(22a)가 절삭된 상태는 첨부된 도 8과 같으며, 이와 같이 나사산부의 외경부위를 가공한 상태에서 나사산부의 측면까지 용접 코팅된 측면부분은 본 발명에 따른 절삭장치(100)를 나사산부(22)의 나선 각도에 일치되게 절삭부(140)의 절삭커터(143)를 세팅한 상태에서 절삭가공이 이루어진다.
상기 절삭부(140)의 절삭커터(140) 각도 조정은 절삭장치(100)를 구성하는 제1조정부(110), 제2조정부(120), 제3조정부(130)를 각각 조정하여 스크류(20)의 나사산부(22)에 맞는 각도로 조정할 수 있다.
상기 제1조정부(110)는 이송작업대(101)상의 제1받침블럭(111)에 마련된 제1조절핸들(113)을 회전시키면, 제1받침블럭(111)상의 제1회전축(112)이 회전함으로써, 제2조정부(120), 제3조정부(130)를 포함한 절삭부(140)를 전반적으로 좌측 또는 우측방향으로 회전시켜 조정한다.
이때 상기 절삭커터(143)는 첨부된 도 5에서 발췌한 바와 같이 조정이 이루어져 스크류(20)의 나사산부(22)에 대한 위치를 대략으로 맞추어 줄 수 있게 된다.
상기와 같은 상태에서 제2조정부(120)의 제2조절핸들(123)을 회전시켜 조정하면, 첨부된 도 6에서 도시한 바와 같이 제3조정부(130), 절삭부(140)는 제2회전축(122)의 회전에 의해 전후 방향으로 각도 조정이 이루어진다.
또한, 제3조정부(130)의 제3조절핸들(133)을 좌측 또는 우측으로 돌리면, 제2조정부(120)의 제2받침블럭(121)과 연결된 제3회전축(132)의 회전으로서 상기 절삭부(140)는 첨부된 도 7에서 도시한 바와 같이 절삭커터(143)를 좌측이나 우측 기울기 방향으로 조정할 수 있게 된다.
참고로 상기 제1조절핸들(113), 제2조절핸들(123), 제3조절핸들(133)은 회전축상에 워엄기어(WG)가 구비되고, 이 워엄기어(WG)와 치합되도록 각 대응하는 제1회전축(112), 제2회전축(122), 제3전축(132)상에는 헬리컬기어가 구비되어 핸들의 회전조절로 이한 워엄기어(WG)와 치합된 헬리컬기어(HG)의 회전으로서 상기 제1회전축(112), 제2회전축(122), 제3회전축(132)의 회전각도를 미세하게 조정할 수 있게 된다.
또한, 별도의 고정수단으로서 상기 제1회전축(112), 제2회전축(122), 제3전축(132)의 회전을 제한하여 절삭부(140)의 절삭커터(143) 위치를 요구하는 각도로 고정할 수 있는 것이다.
상기와 같이 상기 제1조정부(110), 제2조정부(120), 제3조정부(130)는 각각의 조절핸들을 통한 조정으로서 첨부된 도 8에서 도시한 바와 같이 절삭커터(143)의 각도를 스크류(20)의 나사산부(22)에 대해 절삭하고자 하는 깊이를 고려하여 조정으로 세팅할 수 있게 된다.
상기와 같이 세팅이 완료된 상태에서 선반기계의 구동에 따른 사출용 스크류(20)의 회전과 동시에 이송작업대(101)는 선반기계의 베드(1)를 따라 수평 이동이 이루어지고, 이때 절삭부(140)를 구성하고 있는 구동모터(M)를 가동한다.
상기 구동모터(M)의 회전구동은 회전축상의 구동풀리(P1)로부터 벨트(V)를 통한 종동풀리(P2)를 회전시키고, 종동풀리(P2)의 회전축상에 설치된 상기 절삭커터(143)는 고속회전하면서 상기 스크류(20)의 나사산부(22) 측면을 균일하게 절삭가공할 수 있게 된다.
상기와 같은 상태에서 나사산부(22)의 반대측은 도 8에서 도시한 바의 일점쇄선과 같이 상기 절삭커터(143)의 방향을 변환 조정하여 주고, 이송작업대(101)의 역주행으로서 반대측 나사산부(22)의 용접 코팅부(22a) 측면을 절삭, 가공하여 첨부된 도 9에서와 같이 스크류(20)의 나선 측면가공을 완료한다.
따라서 용접 코팅된 나사산부(22)의 측면부분은 기존의 핸드 그라인더를 이용한 절삭작업에 비해 균일한 나사산부의 가공이 가능하며, 기존 작업에 비해 현저히 빠른 작업으로 사출용 스크류의 생산을 향상시킬 수 있는 이점이 제공된다.
1: 베드 20: 스크류
22: 나사산부 100: 절삭 및 커팅장치
101: 이송작업대 110: 제1조정부
111: 제1받침블럭 112: 제1회전축
113: 제1조절핸들 120: 제2조정부
121: 제2받침블럭 122: 제2회전축
123: 제2조절핸들 130: 제3조정부
131: 제3받침블럭 132: 제3회전축
133: 제3조절핸들 140: 절삭부
141: 제4회전축 142: 지지대
143: 절삭커터 M: 구동모터
P1: 구동풀리 P2: 종동풀리
V: 벨트

Claims (2)

  1. 사출용 스크류(20)의 용접된 나사산부(22) 측면을 가공하는 절삭 및 커팅장치(100)에 있어서,
    상기 절삭 및 커팅장치(100)는,
    선반기계의 베드(1)로부터 이송가능하게 설치되는 이송작업대(101)상에 제1받침블럭(111)이 설치되며, 제1받침블럭(111)의 중앙 상부에 제1회전축(112)이 마련되고, 제1받침블럭(111) 일측에는 상기 제1회전축(112)의 회전각을 조정하는 제1조절핸들(113)이 구비된 제1조정부(110)와;
    상기 제1회전축(112) 상부에는 제2회전축(122)이 마련된 제2받침블럭(121)이 설치되며, 제2받침블럭(121)의 일측에는 제2회전축(122)의 전후방향 회전각을 조정하기 위한 제2조절핸들(123)이 구비된 제2조정부(120)와;
    상기 제2회전축(122)에 양측이 회전가능하게 설치되며, 중앙에 제3회전축(132)이 마련된 제3받침블럭(131)이 설치되며, 제3받침블럭(131)의 일측에는 제3회전축(132)의 좌우방향 기울기 각을 조정하기 위한 제3조절핸들(133)이 구비된 제3조정부(130)와;
    상기 제3회전축(132)에 연결설치되는 제4회전축(141)이 지지대(142) 중앙에 마련되고, 지지대(142)의 상부에는 구동모터(M) 및 구동모터의 회전축으로부터 구동풀리(P1)가 설치되고, 지지대(142)의 후면 하부에는 상기 구동풀리(P1)와 대응되어 벨트(V)로서 동력전달되는 종동풀리(P2)가 구비되고, 종동풀리(P2)가 설치된 회전축상에는 스크류(20)의 나사산부(22) 측면 용접부위를 절삭하기 위한 절삭커터(143)가 구비된 절삭부(140);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 사출, 압출 및 산업용 스크류의 나사산부 절삭 및 커팅장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1조절핸들(113), 제2조절핸들(123) 및 제3조절핸들(133)의 회전축은 상기 제1받침블럭(111), 제2받침블럭(121), 제3받침블럭(131) 내에 각각 매입되며, 매입된 회전축상에는 워엄기어(WG)가 마련되고, 상기 제1받침블럭(111), 제2받침블럭(121), 제3받침블럭(131) 내에 각각 매입되는 제1회전축, 제2회전축, 제3회전축에는 워엄기어(WG)와 치합 회전되는 헬리컬기어(HG)가 마련되어 각부의 회전각도가 조정되는 것을 특징으로 하는 사출, 압출 및 산업용 스크류의 나사산부 절삭 및 커팅장치.
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