KR101330506B1 - 다이스 케이스 베어링과 다이스 케이스 베어링이 장착된 파이프 인발장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프의 인발장치에 있어서 스텐, 강철 등의 금속 파이프를 인발할 때 원주에 따른 파이프 두께차이로 파이프가 인발되면서 얇은 부분 쪽으로 휘어지는 경우가 발생하였던 것을, 다이스가 장착되는 케이스 베어링을 설치하여 파이프가 휘어지는 방향으로 다이스의 방향을 자연스럽게 돌아가게 해 줌으로써 인발되는 파이프의 휨 현상을 억제하며, 또한 인발 파이프의 두께를 보다 균일하게 형성되도록 작용하는 다이스의 케이스 베어링이 장착된 파이프 인발장치에 관한 것이다.

Description

다이스 케이스 베어링과 다이스 케이스 베어링이 장착된 파이프 인발장치 {Drawing apparatus with dies case bearing}

본 발명은 파이프의 인발장치에 있어서 스텐, 강철 등의 금속 파이프를 인발할 때 원주에 따른 파이프 두께차이로 파이프가 인발되면서 얇은 부분 쪽으로 휘어지는 경우가 발생하였던 것을, 다이스가 장착되는 케이스 베어링을 설치하여 파이프가 휘어지는 방향으로 다이스의 방향을 자연스럽게 돌아가게 해 줌으로써 인발되는 파이프의 휨 현상을 억제하며, 또한 인발 파이프의 두께를 보다 균일하게 형성되도록 작용하는 다이스의 케이스 베어링이 장착된 파이프 인발장치에 관한 것이다.

종래기술로 대한민국 특허출원 제10-1996-0705726호에 파이프 내부금형인 플러그와 외부금형인 다이스 사이로 파이프가 인발되는 기술이 공지되어 있다.

도2의 금속 파이프 단면적에서 보는 바와 같이, 실제 파이프는 원주에 따라 두께가 고르지 않으며, 파이프 생산과정에서 구멍을 완전히 동그랗게 형성하지 못함으로써 생기는 어쩔 수 없는 한계라 할 수 있으며, 이와 같이 원주에 따라 두께차이를 가진 파이프를 사용하여 인발하기 때문에 인발과정에서 파이프를 당기는 힘에 의해 얇은 부분 쪽으로 휘어지게 된다.

파이프가 다이스와 플러그 사이를 통과하는 과정에서 많은 열이 발생하며, 이때 파이프의 온도가 올라가 변형 가능한 상태에 되면서 인발된다. 파이프가 다이스와 플러그 사이를 지나면 냉각이 일어나는데 이때 얇은 부분이 먼저 냉각이 되고 두꺼운 부분은 비교적 느리게 냉각이 일어난다. 얇은 부분보다 두꺼운 부분의 변형 가능한 상태가 좀 더 지속되는 것이다. 얇은 부분은 경화되어 있고 두꺼운 쪽은 아직 늘어날 수 있는 상태에서 파이프가 당겨짐에 의해 두꺼운 부분에서 얇은 쪽으로 휘어지게 되는 것이다.

인발되는 스텐 등 금속 파이프의 휨 현상은 파이프 품질저하의 원인이었으며, 따라서 이를 해결하는 기술이 요구되고 있다.

본 발명은 파이프 두께 차이로 인해 인발과정에서 발생하는 파이프 휨 현상을 억제하기 위하여 다이스가 장착되는 케이스 베어링을 설치함으로써 인발과정에서 파이프가 휘어지는 방향으로 다이스가 자연스럽게 돌아가도록 하여 파이프 휨 현상을 억제함과 동시에 인발된 파이프 두께가 보다 균이한 파이프 생산기술을 과제로 한다.

이러한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 파이프의 두께 차이로 인하여 금속 파이프가 인발과정에서 한쪽으로 휘어지는 것을 억제할 수 있도록 하기 위하여 파이프가 휘어지는 방향으로 다이스를 틀어주기 위하여 다이스가 삽입/장착되는 케이스 베어링을 장착하였다. 파이프가 휘어질 때 휘어지는 쪽으로 인발금형 출구를 틀어주게 되면 파이프는 당연히 펴지게 된다.

인발과정에서 파이프가 휘어지는 현상은 앞에서 설명한 바와 같이, 파이프가 다이스와 플러그 사이를 통과하는 과정에서 많은 열이 발생하며, 파이프의 온도가 올라가 변형이 가능한 상태에 도달하면서 인발된다. 파이프가 다이스와 플러그 사이를 지나면 냉각이 일어나는데 이때 얇은 부분이 먼저 냉각이 되고 두꺼운 부분은 비교적 느리게 냉각이 일어난다. 얇은 부분보다 두꺼운 부분의 변형 가능한 상태가 좀 더 지속되는 것이다. 얇은 부분은 단단하게 경화되어 있고 두꺼운 쪽은 늘어날 수 있는 상태에서 파이프가 당겨지고 있다면, 두꺼운 부분에서 얇은 쪽으로 휘어지는 것은 어찌 보면 당연하다 할 것이다.

인발과정에서 파이프가 얇은 쪽으로 휘어질 때, 다이스가 장착된 케이스 베어링이 휘어지는 얇은 쪽으로 다이스 출구가 자연스럽게 돌아가게 구성한 것이다.

파이프의 외부금형인 다이스는 케어스 베어링의 내부에 삽입되어 장착된다. 다이스 중심에는 인발파이프의 외면 직경의 관통구멍이 형성되어 있다.

케이스 베어링은 중심에 파이프가 통과하는 관통구멍이 형성되며, 외면은 베어링의 특징인 미끄러지기 쉽게 하기 위하여 관통구멍을 제외하면 반구모양으로 형성되어 있으며, 표면은 미끄러지기 쉽도록 매끈하게 형성되어 있다. 케이스 베어링의 내면 구조는 장착되는 다이스의 외부 구조에 적합하게 형성된다.

케이스 베어링이 잘 미끄러지도록 하기 위해서는 반구모양의 케이스 베어링 외면이 접촉하는 매끈한 표면이 필요하다. 케이스 베어링이 삽입되어 장착되는 것이 베이스이다. 베이스는 장치 프레임에 삽입/장착되며, 그 내부에 케이스 베어링이 삽입된다.

케이스 베어링이 삽입되는 베이스 내부는 케이스 베어링 외면과 같이 매끈한 반구모양을 하며, 중심에는 인발 파이프가 통과하는 관통구멍이 형성된다. 케이스 베어링과 베이스가 접하는 부분은 모두 매끈한 표면의 반구모양으로서 약간의 힘만 받아도 표면이 미끄러지면서 돌아가게 된다.

장치 프레임 자체에 베이스를 대신할 수 있도록 반구모양의 홀을 형성한다면 베이스의 따로 필요가 없으며, 바로 프레임에 케이스 베어링을 장착하면 된다.

인발장치에 있어서, 프레임에 베이스가 삽입/장착되고, 케이스 베어링이 베이스에 삽입/장착되며, 다이스가 삽입/장착된다. 또한 이들 중 전부 또는 일부를 먼저 조립하여 프레임에 삽입 장착할 수 있다. 이들 다이스, 케이스 베어링, 베이스, 프레임에 있는 관통구멍으로 파이프 내부금형인 플러그가 삽입된 인발 파이프가 통과하면서 인발된다.

본 발명의 케이스 베어링 설치로 인발되는 파이프는 휘어지는 것이 억제될 뿐 아니라 케이스 베어링의 설치로 인발된 파이프의 원주에 따른 두께가 보다 균일한 것으로 나타났다. 이는 인발과정에서 파이프의 두꺼운 부분이 파이프가 늘어나는 방향으로 작용하던 것을 케이스 베어링의 설치로 휨이 억제됨으로써 일어나는 것으로 볼 수 있다.

본 발명의 케이스 베어링은 외면 구조는 관통구멍과 매끈한 반구 모양의 표면 외에도 베어링 작용에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 외면 구조를 다소 변경할 수 있다. 또한 반구 모양 외에도 다이스의 설치나 손잡이를 위해 필요한 구조를 더 연결하여 형성할 수 있다.

본 발명은 파이프 인발장치에 다이스가 삽입/장착된 케이스 베어링을 설치함으로써 파이프의 두께 차이로 인발과정에서 발생하는 파이프 휨 현상을 억제할 수 있는 효과가 있었으며, 또한 케이스 베어링 장착으로 인발된 파이프의 두께를 종전에 비해 보다 균일하게 인발하는 효과가 있으며, 이와 같은 케어스 베어링의 장착으로 곧은 파이프, 그리고 두께가 균일한 파이프 생산으로 인발된 파이프의 품질을 현저히 향상시키는 효과가 있다.

도1: 본 발명의 인발장치에서 케이스 베어링이 조립되는 조립 단면도이다.
도2: 파이의 두께차이에 대한 단면도이다.

도1은 인발장치에서 케이스 베어링이 조립되는 조립도이다. 장치 프레임(10)에 내부가 매끈한 반구 모양을 하고 중심에 관통구멍(30)이 있는 베이스(20)가 삽입되어 장착된다. 베이스(20) 안으로 케이스 베어링(11)이 삽입되어 장착되며, 케이스 베어링(11)은 외면이 베이스(20) 내면과 같이 매끈한 반구 모양을 하고 있으며, 케이스 베어링(11)에는 인발 파이프 외부 금형인 다이스(15)가 장착된다. 다이스(15), 케이스 베어링(11), 베이스(20) 및 프레임(10)에는 중심에 인발 파이프(40)가 통과하는 관통구멍(30)이 형성되어 있으며, 이 관통구멍(30)으로 인발 파이프가 플러그(25)와 다이스(15) 사이로 관통하면서 인발된다. 파이프의 맨 앞에는 당기는 장치에 고정되는 당김 고정부(50)가 형성된다.

파이프(40) 내부에는 파이프 내부금형인 플러그(25)가 삽입되며, 파이프는 당겨지는 힘에 의해 플러그와 다이스 사이를 압착되어 인발되면서 많은 열을 받게 됨으로써 온도가 올라가 파이프가 보다 쉽게 변형 가능한 상태에 이러게 되며, 플러그(25)와 다이스(15)를 지나면서 변형되어 주로 보다 작은 구경의 얇고 매끈한 파이프로 인발된다.

그런데 파이프는 360도 원주를 따라 두께가 모두 균일한 것이 아니다. 도2의 파이프 단면에서 보는 바와 같이, 비교적 두꺼운 부분과 얇은 부분이 존재하게 된다. 이와 같이 내부 구멍이 완전히 동그랗게 형성되는 것은 현재로서는 제조과정의 한계로 볼 수 있다.

파이프의 맨 앞은 당기는 장치에 고정되는 당김고정부(5)가 장치에 집히기 좋게 형성된다. 당기는 장치에 의해 당겨지는 파이프(40)는 플러그(25)와 다이스(15) 사이를 지나면서 많은 열을 받게 되고 온도가 올라가 인발이 되며, 플러그(25)와 다이스(15)를 지나면서 급속히 냉각되는데 이때 얇은 부분은 두꺼운 부분에 비해 보다 빠르게 냉각된다. 당기는 힘에 의해서 두꺼운 쪽이 늘어나 이미 냉각된 얇은 쪽으로 파이프가 휘어지게 된다. 이러한 휨 현상은 인발 파이프의 품질을 저하시키는 요인이 된다.

인발과정에서 파이프 두께 차이로 파이프가 당기는 힘에 의해 얇은 쪽으로 휘어지면 이 순간 케이어 베어링이 자연스럽게 휘어지는 방향으로 출구를 돌림으로써 파이프가 휘어지는 것을 억제하게 된다.

또한 파이프의 휨 현상의 억제는 두꺼운 부분의 늘어나는 작용을 억제함으로써 그 부분이 파이프 두께를 보다 균일하게 형성하는 작용하게 된다.

10:프레임 11:케이스 베어링 15:다이스 20:베이스 25:플러그 30:관통구멍 40:파이프 50:당김고정부 60:두꺼운 부분 65:얇은 부분

Claims (2)

1. 프레임(10)에 삽입/장착되고 파이프 관통구멍과 반구 모양의 내면을 가진 베이스(20), 파이프 관통구멍과 반구 모양의 외면을 가지고 베이스에 삽입/장착되는 케이스 베어링(11), 케이스 베어링(11)에 삽입/장착되는 다이스(15)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것을 다이스 케이스 베어링이 장착된 금속 파이프 인발장치.
2. 삭제

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