KR101533012B1 - 파이프 선단부를 밀봉시키는 성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중공소재의 파이프 선단부를 밀봉시키기 위하여 파이프 중공부 내부로 맨드렐을 사용하지 않고 회전하는 파이프의 외주연부에서 회전하는 성형봉을 좌우왕복하면서 파이프 길이방향 축에 직각으로 절입시켜는 작업을 순차적으로 하고 선단부에 깔때기 형태의 축간 합지부를 소정의 길이로 절단시킨 후 성형봉으로 마무리하여 선단부를 밀봉시키는 파이프 선단부를 밀봉시키는 성형방법에 관한 것으로 파이프 소재(10)를 성형장치의 회전시킬 수 있는 척에 고정시키는 파이프 소재 고정공정(S1),상기 파이프 소재(10)의 선단부에 성형봉(20)을 모터(M)에 의해 3000RPM으로 회전시키고 작동장치(30)에 의해 200mm/sec의 이송속도로 좌우왕복 이동시키는 성형준비공정(S2),상기 공정(S2)에서 성형봉(20)을 회전하는 파이프 소재(10)의 선단부에 밀착시켜 절입시키는 절입공정(S3),상기 공정(S3)을 수행한 후 파이프 소재(10)의 선단부에서 내측부로 순차적으로 파이프 길이방향 축에 직각으로 절입시키는 성형 진행공정(S4),상기 공정(S4)을 수행하면서 파이프 소재(10)의 선단부에 깔때기 형태의 축간 합지부(11)가 형성되면 합지부(11)의 길이가 0.5mm로 절단시키는 합지부 절단공정(S5) 및 상기 공정(S5)을 수행 후 성형봉(20)으로 합지부(11) 중앙에서 20초간 0.2mm의 절입량으로 파이프 소재(10)의 길이방향 축의 내측으로 절입하고 일측 외주연을 따라 이동하면서 외주연부가 곡률을 가지게 마무리하는 마감공정(S6)으로 성형하는 것을 특징으로 한다.

Description

파이프 선단부를 밀봉시키는 성형방법{Pipe tip to seal the molding method}

본 발명은 중공소재의 파이프 선단부를 밀봉시키기 위하여 파이프 중공부 내부로 맨드렐(Mandrel)을 사용하지 않고 회전하는 파이프의 외주연부에서 회전하는 성형봉을 좌우왕복하면서 파이프 길이방향 축에 직각으로 파이프 길이방향 축에 직각으로 절입시켜는 작업을 순차적으로 하고 선단부에 깔때기 형태의 축간 합지부를 소정의 길이로 절단시킨 후 성형봉으로 마무리하여 선단부를 밀봉시키는 파이프 선단부를 밀봉시키는 성형방법에 관한 것이다.

일반적으로 고데기 봉,자동차의 쇽 업소버 베이스 쉘,서스펜션 및 엔진벨브에 사용되는 코일스프링,외과 수술기구 내,외부 튜브 등과 같이 다양한 형태로 중공상태의 파이프를 사용목적에 따라 선단부가 막힌 상태로 밀봉 및 밀폐시켜 사용하고 있다.

상기와 같이 파이프의 선단부를 성형하기 위하여 도 1 과 같이 개방된 파이프의 선단에 캡을 씌우거나 삽입시켜 파이프와 접촉되는 부위를 용접하거나 압출에 의한 방식으로 선단부를 밀봉하여 성형하였으나 용접방식은 별도의 캡을 이용하여 용접시키므로 작업이 번거롭고 압출방식은 성형비용이 많이 소요되어 생산성이 악화되는 문제가 있었다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 종래의 파이프 선단부 밀봉장치 및 방법은 공개특허공보 제10-1998-0078440호(파이프 선단부의 성형방법과 장치),등록특허공보 제10-1219918호(코일스프링 중공소재의 끝단부 밀폐방법) 및 공개특허공보제10-2002-0037051호(외과수술 기구용 밀폐 단부 튜브구조) 등으로 다양한 형태의 밀봉방법이 제시되었다.

상기 첫 번째 공개특허는 상측이 개구된 파이프의 상단부를 소정의 경사각으로 절단하는 파이프 절단단계와,상기 파이프의 하측에서 내부로 맨드렐을 결합하는 맨드렐 결합단계와,상기 파이프의 상단부를 국부적으로 급속 가열하는 파이프 가열단계와,상기 파이프의 상단부를 겹치면서 밀봉시키는 파이프 밀봉단계의 순으로 진행시켜 성형하였다.

상기 두 번째 등록특허는 코일스프링의 중공소재를 로테이트 장치의 척에 고정시키는 단계,로테이트 장치의 롤링지그를 척에 고정된 코일스프링 중공소재 측으로 이동시켜 중공소재의 끝단부가 롤링지그의 가공 홈 내부로 삽입되도록 하는 단계,롤링지그를 회전시켜 마찰열에 의해 가공홈 내부로 삽입된 중공소재의 끝단부를 가열하는 단계 및 상기 롤링지그의 회전마찰에 의해 중공소재의 끝단부가 가열되면 회전하는 롤링지그를 중공소재 측으로 더 이동시켜 중공소재의 끝단부가 중공부 내측으로 밀려들어가 열융착되어 중공소재의 끝단부를 밀폐시키는 단계로 구성되되 상기 롤링지그에는 가공홈과 연통되는 축간 가공홈이 더 형성되어 중공소재의 끝단부를 깔대기 형태로 가공되게 성형하였다.

상기 세 번째 공개특허는 내부튜브 또는 외부튜브로서 작용하고 개방된 말단부를 갖는 관형부재를 제공하는 단계와 상기 관형부재의 말단부를 폐쇄하도록 스웨이징하는 단계로 구성하여 성형하였다.

상기한 바와 같이 종래의 파이프 선단부를 밀봉시키는 성형방법의 첫 번째는 중공상태의 파이프 선단부를 경사지게 절단하고 내부로 맨드렐을 삽입하고 파이프상단을 가열하여 파이프의 외주연 상단을 다이로 가압하여 파이프의 선단부를 밀봉시키는 구조로 작업이 번거롭고 접합되는 상단부의 불량발생률이 높으며 파이프의 구셩에 따라 다수의 다이를 구성하여야 하는 문제 있고 두 번째는 파이프를 척에 고정시켜 파이프의 선단을 롤링지그의 가공홈에 삽입시켜 롤링지그의 회전마찰열로 파이프의 선단을 가열시키면서 전진이동시켜 열융착시키는 것으로 작업자의 숙련도에 따라 제품의 불량률이 현저한 차이를 보이고 또한 밀봉되는 파이프의 선단부의 두께가 일정치 않아 사용 시 압력차에 의해 파손되는 문제가 있으며 세 번째는 파이프의 선단부를 스웨이징시켜 밀봉시키는 방법으로 장치와 방법이 복잡하고 제작비용이 상승되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 목적으로 창출된 것으로 별도로 캡을 사용하여 용접 또는 압출하고 파이프 소재에 별도의 가열공정을 포함시키며 파이프 소재의 내부로 맨드렐을 삽입하는 번거롭고 복잡한 공정을 제거하고 회전하는 파이프 소재의 외주연부에 별도의 열을 가하지 않고 회전하는 성형봉을 이용하여 좌우왕복시키면서 파이프 길이방향 축에 직각으로 절입시키는 순차적인 공정을 통한 소성 가공하는 즉, 파이프 소재가 갖는 외력에 대한 저항력의 범위를 넘는 수준의 힘을 파이프 소재의 외주연부에 가하여 성형부의 두께를 파이프 소재의 두께보다 1.5배 증가시키면서 밀봉작업을 수행하여 양호한 조도와 내압에 대한 저항력을 향상시킨 파이프 선단부를 밀봉시키는 성형방법을 제공할 수 있게 하였다.

본 발명은 파이프 소재를 성형장치의 회전시킬 수 있는 척에 고정시키는 파이프 소재 고정공정,상기 파이프 소재의 선단부에 성형봉을 모터에 의해 3000RPM으로 회전시키고 작동장치에 의해 200mm/sec의 이송속도로 좌우왕복 이동시키는 성형준비공정,상기 공정에서 성형봉을 회전하는 파이프 소재의 선단부에 밀착시켜 파이프 길이방향 축에 직각으로 절입시키는 절입공정,상기 공정을 수행한 후 파이프 소재의 선단부에서 내측부로 순차적으로 파이프 길이방향 축에 직각으로 절입시키는 성형 진행공정,상기 공정을 수행하면서 파이프 소재의 선단부에 깔때기 형태의 축간 합지부가 형성되면 합지부의 길이가 0.5mm로 절단시키는 합지부 절단공정 및 상기 공정을 수행 후 성형봉으로 합지부 중앙에서 20초간 0.2mm의 절입량으로 파이프 소재의 길이방향 축의 내측으로 절입하고 일측 외주연을 따라 이동하면서 외주연부가 곡률을 가지게 마무리하는 마감공정으로 성형하는 것을 특징으로 한다.

그러므로 본 발명은 별도의 캡,가열공정 및 맨드렐의 사용없이 성형봉에 의한 소성가공으로 파이프 선단부를 밀봉시킬 수 있게 하여 성형작업을 용이하고 간단한 단일공정으로 수행할 수 있게 하여 작업의 연속성과 제품생산력을 향상시키고 성형부의 조도를 향상시켜 제품의 심미감 높이며 성형부의 두께를 원 소재보다 1.5배 두껍게 성형하여 내밀,내압성을 향상시킬 수 있게 한 효과가 있는 것이다.

도 1 은 종래 캡을 이용한 파이프 선단부 밀봉구조도
도 2 는 본 발명의 성형방법을 도시한 블럭다이어그램도
도 3 은 본 발명의 성형장치를 도시한 개략도
도 4 는 본 발명 파이프 소재의 성형수순도 및 단면도

이하 발명의 요지를 첨부된 도면에 연계시켜 그 구성과 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 발명의 성형방법을 도시한 블럭다이어그램도로 파이프 소재를 척에 고정시켜 순차적으로 성형하는 공정을 도시하였고,도 3 은 본 발명의 성형장치를 도시한 개략도로 척에 고정되어 회전하는 파이프 소재를 성형봉으로 자체회전,좌우왕복 및 절입하는 단계로 성형할 수 있는 장치도이며,도 4 는 본 발명 파이프 소재의 성형수순도 및 단면도로 파이프 소재가 순차적으로 성형되는 구조와 단면을 표시하였다.

중공소재의 파이프 선단부를 밀봉시킴에 있어서,

파이프 소재(10)를 성형장치의 회전시킬 수 있는 척에 고정시키는 파이프 소재 고정공정(S1);

상기 파이프 소재(10)의 선단부에 성형봉(20)을 모터(M)에 의해 3000RPM으로 회전시키고 작동장치(30)에 의해 200mm/sec의 이송속도로 좌우왕복 이동시키는 성형준비공정(S2);

상기 공정(S2)에서 성형봉(20)을 회전하는 파이프 소재(10)의 선단부에 밀착시켜 파이프 길이방향 축에 직각으로 절입시키는 절입공정(S3);

상기 공정(S3)을 수행한 후 파이프 소재(10)의 선단부에서 내측부로 순차적으로 파이프 길이방향 축에 직각으로 절입시키는 성형 진행공정(S4);

상기 공정(S4)을 수행하면서 파이프 소재(10)의 선단부에 깔때기 형태의 축간 합지부(11)가 형성되면 합지부(11)의 길이가 0.5mm로 절단시키는 합지부 절단공정(S5); 및

상기 공정(S5)을 수행 후 성형봉(20)으로 합지부(11) 중앙에서 20초간 0.2mm의 절입량으로 파이스 소재(10)의 길이방향 축의 내측으로 절입하고 일측 외주연(순차적인 절입성형부)을 따라 이동하면서 외주연부가 곡률을 가지게 마무리하는 마감공정(S6)으로 성형하는 것이다.

상기 성형준비공정(S2)에서 성형봉(20)의 좌우왕복 이동거리는 파이프 소재(10) 지름의 1/2 거리를 이동하면서 성형하게 하였다.

상기 절입공정(S3)에서 성형봉(20)의 절입량은 파이프 소재(10)의 재질(연질 및 경질)에 따라 0.1-0.5mm로 할 수 있게 하였다.

이와 같이 된 본 발명은 별도의 캡을 사용하여 용접 및 압출하지 않고 가열공정이나 맨드렐의 사용없이 성형봉에 의한 소성가공으로 파이프 선단부를 밀봉시킬 수 있게 하여 성형작업을 용이하고 간단한 단일공정으로 수행할 수 있게 하여 작업의 연속성과 제품생산력을 향상시키고 성형부의 조도를 향상시켜 제품의 심미감 높일 뿐만 아니라 성형부의 두께를 원소재보다 1.5배 두껍게 성형하여 내밀,내압성을 향상시킬 수 있게 한 파이프 선단부의 밀봉 성형방법을 제공하기 위한 것이다.

도 2 에 도시된 바와 파이프 소재 고정공정(S1),성형준비공정(S2),절입공정(S3),성형 진행공정(S4),합지부 절단공정(S5) 및 마감공정(S6)으로 이루어진다.

상기 파이프 소재 고정공정(S1)는 성형하고자하는 파이프 소재(10)를 성형장치의 회전시킬 수 있는 고정척(도시없음)에 고정시켜 성형작업을 대기시킨다.

상기 성형준비공정(S2)은 도 3,4 와 같이 작동장치(30)에 설치된 성형봉(20)을 모터(M)에 의해 3000RPM으로 회전작동시키고 성형봉(20)이 설치된 작동장치(30)를 200mm/sec의 속도로 좌우왕복 작동시킨다.

이때 작동장치(30)에 의해 좌우왕복 작동되는 성형봉(20)의 스트로크는 성형하는 파이프 소재(10) 직경의 1/2의 거리로 이동시킨다.

또한 성형봉(20)을 좌우왕복이송(200mm/sec)시키는 것은 자체적인 미열을 발생시켜 성형가공이 원활하게 이루어지게 한다.

상기 절입공정(S3)은 성형준비공정(S2) 상태에서 성형봉(20)을 회전하는 파이프 소재(10)의 외주연 선단부에 밀착시켜 파이프 길이방향 축에 직각으로 절입작업을 수행한다.

상기 절입작업에서 성형봉(20)의 절입량은 파이프 소재(10)의 재질에 따라 즉,소재의 재질이 연질일 경우와 경질일 경우에 맞추어 절입량을 0.1-0.5mm로 조정하여 절입작업을 수행한다.

상기 성형 진행공정(S4)은 상기한 절입작업을 파이프 소재(10)의 선단부에서 내측부로 이동하면서 순차적으로 파이프 길이방향 축에 직각으로 절입시켜 최선단부에 깔때기 형태의 축간 합지부(11)가 형성될 때까지 수행한다.

상기 합지부 절단공정(S5)은 상기 성행 진행작업을 통하여 파이프 소재(10)의 선단부에 형성된 축간 합지부(10)를 0.5mm 길이로 절단하는 것이다.

상기 마감공정(S6)은 절단된 합지부(11)의 중앙에 성형봉(20)을 좌우왕복작동은 중단하고 회전(3000rpm) 작동시키면서 20초간 0.2mm의 절입량으로 파이스 소재(10)의 길이 방향 축을 따라서 파이스 소재(10)의 내부 방향으로 절입시킨 후 순차적으로 절입 성형된 파이프 소재(10)의 외주연을 따라 이동(파이프 소재의 선단에서 내측으로)하면서 외주연부가 곡률로 형성되게 마무리하는 것이다.

상기한 성형방법은 맨드렐과 별도의 가열수단을 사용하지 않고 성형이 가능케 하였으며 성형부의 조도가 우수하고 또한 두께에 있어 원 소재보다 1.5배로 두껍게 성형되어 내밀,내압성이 우수한 파이프 선단부를 밀봉시킬 수 있게 한 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

10: 파이프 소재
11: 축간 합지부
20: 성형봉
30: 작동장치
M: 모터
S1: 파이프 소재고정공정
S2: 성형준비공정
S3: 절입공정
S4: 성형 진행공정
S5: 합지부 절단공정
S6: 마감공정

Claims (3)

1. 중공소재의 파이프 선단부를 밀봉시킴에 있어서,
   파이프 소재(10)를 성형장치의 회전시킬 수 있는 척에 고정시키는 파이프 소재 고정공정(S1);
   상기 파이프 소재(10)의 선단부에 성형봉(20)을 모터(M)에 의해 3000RPM으로 회전시키고 작동장치(30)에 의해 200mm/sec의 이송속도로 좌우왕복 이동시키는 성형준비공정(S2);
   상기 공정(S2)에서 성형봉(20)을 회전하는 파이프 소재(10)의 선단부에 밀착시켜 파이프 길이방향 축에 직각으로 절입시키는 절입공정(S3);
   상기 공정(S3)을 수행한 후 파이프 소재(10)의 선단부에서 내측부로 순차적으로 파이프 길이방향 축에 직각으로 절입시키는 성형 진행공정(S4);
   상기 공정(S4)을 수행하면서 파이프 소재(10)의 선단부에 깔때기 형태의 축간 합지부(11)가 형성되면 합지부(11)의 길이가 0.5mm로 절단시키는 합지부 절단공정(S5); 및
   상기 공정(S5)을 수행 후 성형봉(20)으로 합지부(11) 중앙에서 20초간 0.2mm의 절입량으로 파이프 소재(10)의 길이방향 축에 내측으로 절입하고 일측 외주연을 따라 이동하면서 외주연부가 곡률을 가지게 마무리하는 마감공정(S6)으로 성형하는 것을 특징으로 하는 파이프 선단부를 밀봉시키는 성형방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 성형준비공정(S2)에서 성형봉(20)의 좌우왕복 이동거리는 파이프 소재(10) 지름의 1/2 거리를 이동하면서 성형하게 한 것을 특징으로 하는 파이프 선단부를 밀봉시키는 성형방법.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 절입공정(S3)에서 성형봉(20)의 절입량은 파이프 소재(10)의 재질에 따라 0.1-0.5mm로 할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 파이프 선단부를 밀봉시키는 성형방법.

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