KR101618526B1 - 스크류 플라이트 포밍 방법 - Google Patents

스크류 플라이트 포밍 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 스크류 플라이트 포밍 방법은,
상호 맞물리도록 형성된 고정금형(120) 및 이송금형(130)을 포함하고, 상기 고정금형(120)과 이송금형(130)에 각각 조합되는 것으로서 상호 대향하는 제1가압블레이드(150)와, 상기 제1가압블레이드(150)의 측방에 배치되도록, 상기 고정금형(120)과 이송금형(130)에 각각 조합되는 제2가압블레이드(160)를 포함하고, 상기 제1가압블레이드(150), 제2가압블레이드(160)의 맞물림면(151, 161)이 상호 어긋나게 형성된 포밍 머신(100)을 사용하여 이루어지는 스크류 플라이트 포밍 방법으로서;
상기 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)를 선정하여 상기 고정금형(120)과 이송금형(130)에 장착하는 셋팅단계와, 상기 셋팅단계 이후에, 판상의 링 모양으로서 불연속적으로 형성된 블랭크(B)의 타격 지점을 상기 고정베이스판(121)의 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)에 대응되도록 파지하는 파지단계와, 상기 파지단계 이후에, 상기 이송금형(130)을 이송시켜 상기 제1가압블레이드(150) 및 제2가압블레이드(160)의 맞물림 의해서 상기 블랭크(B)를 스크류 플라이트(F)로 성형하는 성형단계를 포함하여 이루어진다.
따라서, 한 대의 포밍 머신(100)으로서 다양한 크기와 피치(P)의 스크류 플라이트(F)를 용이하고 성형할 수 있는 효과가 있다.

Description

스크류 플라이트 포밍 방법 {Forming method of screw flight}
본 발명은 스크류 플라이트 포밍 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 블랭크를 포밍 공법으로 성형하므로 다양한 사이즈 및 형상의 스크류 플라이트를 용이하게 성형할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 스크류 플라이트 포밍 방법에 관한 것이다.
이하, 첨부되는 도면과 함께 배경기술에 의해서 스크류 플라이트(S)를 제작하는 방법을 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 일반적인 스크류축으로서 축의 둘레에 스크류 플라이트가 부착된 상태를 도시한 사시도, 도 2는 배경기술에 의한 스크류 플라이트 제조장치로서 철판을 공급하여 작업을 시작하는 상태를 도시한 평면도, 도 3은 배경기술에 의한 스크류 플라이트 제조장치로서 회전축의 둘레에 철판이 나선형으로 감긴 상태를 도시한 평면도로서 함께 설명한다.
일반적으로 스크류축(S)은 곡물이나 사료 내지는 입자상의 화학재료, 슬러지 등의 재료를 급송하기 위해 사용되기도 하고 지반을 뚫는 파일(pile)로 사용되기도 한다. 이러한 스크류축(S)은 길이가 긴 장축(L)이 구성되고, 상기 장축(L)의 둘레에 나선형으로 가공된 스크류 플라이트(F)가 부착되어 구성된다.
상기 스크류 플라이트(F)를 제조하는 스크류 플라이트 제조장치(1)의 구성을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 구성을 살펴보면, 지지 기능을 하는 프레임(10)이 구성되고, 상기 프레임(10)의 상부에는 안내베드(20)가 구성되며 상기 안내베드(20)에는 새들(30)이 안착되어 이송 가능하도록 구성된다. 또한, 상기 안내베드(20)에는 철판(P)을 나선형으로 성형하는 성형지그(40)가 장착된다. 그리고, 상기 성형지그(40)의 측방에 배치되도록 프레임(10)에 회전하도록 지지되는 회전축(50)이 구성된다. 또한, 상기 회전축(50)에 회전력을 공급하도록 프레임(10)에 고정된 구동모터(60)가 구성된다. 또한, 상기 새들(30)이 안내베드(20)를 따라 왕복할 수 있도록 프레임(10)에 장착되어 로드가 새들(30)에 고정된 유압실린더(70)가 구성된다.
상기 스크류 플라이트 제조장치(1)에 의한 스크류 플라이트(F)의 제조방법을 살펴보면 다음과 같다.
도 2에서처럼 상기 성형지그(40)에 밴드 형상의 철판(P)을 통과시켜서 선단부(E)를 상기 회전축(50)에 고정 시킨다. 이때, 성형지그(40)를 통과한 철판(P)은 나선형으로 비틀린 상태가 된다.
이 상태에서 도 3에서처럼, 상기 회전축(50)을 회전시키면서 철판(P)을 인발하도록 하고, 유압실린더(70)의 작동에 의해서 로드가 새들(30)을 밀어내도록 한다. 그러면, 철판(P)이 성형지그를 통과하면서 나선형의 스크류 플라이트(F)가 되어 회전축(50)의 둘레에 감기게 된다.
따라서, 상기 스크류 플라이트(F)를 회전축(50)에서 분리하여 도 1에서처럼 장축(L)에 용접하여 부착하므로 스크류축(S)을 완성할 수 있다.
상기 배경기술에 의하면 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 상기 배경기술은 밴드 형상의 철판(P)을 성형지그(40)를 통과시키는 인발공법으로 성형하는 것으로서, 스크류 플라이트(F)의 외경(D)이 100∼200mm이고 두께(T)가 3∼7mm 정도이며, 재질이 카본의 함량이 낮은 연강일 때는 성형이 가능하다. 그러나, 스크류 플라이트(F)의 외경(D)이 1,000mm 이상이고 두께(T)가 7∼50mm이며, 재질이 카본을 함유한 스틸이거나 스테인리스(SUS305, SUS316)인 대형의 것이면 성형이 불가능한 문제점이 있었다. 왜냐하면, 외경(D)이 1,000mm 이상이고 두께(T)가 7∼50mm이며 카본을 함유하므로 강성을 구비한 대형 철판을 인발 시키는 것은 현실적으로 어렵기 때문이다.
둘째, 상기 스크류 플라이트 제조장치(1)를 대형으로 별도 제작하여 사용할 수는 있겠지만, 대량 생산이 아니고 소량 주문 생산이 대부분인 대형의 스크류 플라이트(F)를 사이즈에 따라 스크류 플라이트 제조장치(1)를 별도로 구비한다는 것은 현실성이 없다.
셋째, 상기 스크류 플라이트(F)를 일체로 형성하므로 성형이 완료된 후에는 재질 자체의 탄성에 의해서 수축하게 되어 정확한 피치(P)를 얻을 수 없는 문제점이 있었다.
넷째, 상기 유압실린더(70)의 로드의 전진속도와 회전축의 회전속도에 의해서 피치(P)가 정해지는데, 일반적으로 유압실린더(70)의 특성상 로드를 일정한 속도로 전진시킬 수 없기 때문에 새들(30)의 이송속도가 불규칙하여 정확한 피치(P)를 얻을 수 없는 문제점이 있었다.
한국 특허등록 제10-0346425호 (2002년 07월 15일)
본 발명에 의한 스크류 플라이트 포밍 머신이 해결하고자 하는 과제는 다음과 같다.
첫째, 인발로 성형할 수 없는 대형의 스크류 플라이트 즉, 카본을 함유한 스틸이거나 스테인리스 스틸(SUS305, SUS316)으로서 강성을 구비하고 외경이 1,000mm 이상이며 두께가 7∼50mm인 스크류 플라이트를 용이하게 성형할 수 없는 문제점을 해결하고자 한다.
둘째, 한 대의 장치로서 다양한 사이즈의 스크류 플라이트를 제작할 수 없는 문제점을 해결하고자 한다.
셋째, 유니트 별로 스크류 플라이트를 제작하고 포밍 가공에 의해서 성형하므로 가공 후에 수축하여 피치가 변동되는 문제점을 해결하고자 한다.
넷째, 배경기술에서 유압실린더의 특성상 로드를 일정한 속도로 전진시킬 수 없기 때문에 새들의 이송속도가 불규칙하여 피치의 정도(精度)를 맞추기 어려운 문제점을 해결하고자 한다.
본 발명에 의한 스크류 플라이트 포밍 방법은 다음과 같은 포밍 머신을 사용하여 이루어진다.
상호 맞물리도록 형성된 고정금형 및 이송금형을 포함하고, 상기 고정금형과 이송금형에 각각 조합되는 것으로서 상호 대향하는 제1가압블레이드와, 상기 제1가압블레이드의 측방에 배치되도록, 상기 고정금형과 이송금형에 각각 조합되는 제2가압블레이드를 포함하고, 상기 제1가압블레이드, 제2가압블레이드의 맞물림면이 상호 어긋나게 형성된다.
또한, 상기 고정금형에 구성되어 상기 제1가압블레이드와 제2가압블레이드가 부착되는 고정베이스판과, 상기 이송금형에 구성되어 상기 제1가압블레이드와 제2가압블레이드가 부착되는 이송베이스판과, 상기 고정베이스판과 이송베이스판의 대향면에 좌우측으로 길게 형성되고, 하방으로 둥글게 형성되고, 상하방으로 다수 개가 배치되고, 내부의 폭이 대향면 쪽의 폭보다 확장된 장착홈과, 상기 장착홈에 수용되어 상기 내부의 폭에 걸리는 너트와, 상기 제1가압블레이드와 제2가압블레이드의 측면에 부착된 플랜지와, 상기 플랜지를 관통하여 상기 너트에 체결되는 볼트를 포함한다. 또한, 상기 지지구는, 상기 고정베이스판의 장착홈에 수용되어 상기 내부의 폭에 걸리는 너트와, 상기 지지구를 관통하여 상기 너트에 체결되는 볼트를 포함한다.
상기 포밍 머신을 이용하여 이루어지는 본 발명은,
상기 제1가압블레이드와 제2가압블레이드를 선정하여 상기 고정금형과 이송금형에 장착하는 셋팅단계와, 상기 셋팅단계 이후에, 판상의 링 모양으로서 불연속적으로 형성된 블랭크의 타격 지점을 상기 고정베이스판의 제1가압블레이드와 제2가압블레이드에 대응되도록 파지하는 파지단계와, 상기 파지단계 이후에, 상기 이송금형을 이송시켜 상기 제1가압블레이드 및 제2가압블레이드의 맞물림 의해서 상기 블랭크를 스크류 플라이트로 성형하는 성형단계와, 상기 성형단계 이후에, 상기 스크류 플라이트를 포밍 머신으로부터 이탈시켜서 샤프트를 관통시킨 후 내경과 피치를 검사하는 검사단계를 포함한다.
상기 파지단계는,
상기 고정금형에 지지구를 장착하여 상기 블랭크를 지지하면서 파지한다.
상기 성형단계는,
상기 이송금형을 상기 고정금형 쪽으로 전진시켜서 상기 고정금형의 제1가압블레이드와 제2가압블레이드가 상기 블랭크를 가격한 후 후진시키는 타격단계와, 상기 타격단계 이후에 상기 블랭크를 회전시켜서 타격지점을 바꾸는 회전단계를 반복하여 이루어진다.
상기 셋팅단계에서,
상기 볼트를 느슨하게 하여 제1가압블레이드와 제2가압블레이드가 상기 장착홈을 따라 이송하도록 하여 간격을 조정한 후 상기 볼트를 체결하여 고정하므로, 상기 스크류 플라이트의 피치를 조정한다.
또한, 상기 볼트를 느슨하게 하여 상하방에 배치된 상기 장착홈을 선정하여 상기 지지구를 장착하고 좌우측으로 이송시켜서 높이를 정한 후 상기 볼트를 체결하므로, 상기 스크류 플라이트의 피치를 조정한다.
본 발명에 의한 스크류 플라이트 포밍 방법의 효과를 살펴보면 다음과 같다.
첫째, 인발로 성형할 수 없는 대형의 스크류 플라이트 즉, 카본을 함유한 스틸이거나 스테인리스 스틸(SUS305, SUS316)으로서 강성을 구비하고 외경이 1,000mm 이상이며 두께가 7∼50mm인 스크류 플라이트를 용이하게 성형할 수 있는 효과가 있다. 즉, 본 발명은 인발로 당겨서 성형하는 것이 아니고 포밍 기법으로 다수 회로 타격하여 성형하므로 다양한 사이즈의 스크류 플라이트를 용이하게 성형할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 한 대의 포밍 머신으로서 다양한 사이즈의 스크류 플라이트를 제작할 수 있는 효과가 있다. 즉, 제1가압블레이드와 제2가압블레이드를 다양한 사이즈의 것으로 교체할 수 있고, 장착높이 내지는 벌어지는 간격을 자유자재로 조정할 수 있으며, 지지구의 높이를 조정할 수 있기 때문에 다양한 크기 및 피치의 스크류 플라이트를 용이하게 제작할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 유니트 별로 스크류 플라이트를 제작하고 포밍 가공에 의해서 타격하여 가공하기 때문에 성형 후에 수축되어 피치가 줄어드는 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.
넷째, 포밍 작업에 의해서 다수 회로 타격하여 성형하기 때문에 배경기수에 비해서 피치의 정도(精度)가 향상되는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 스크류축으로서 축의 둘레에 스크류 플라이트가 부착된 상태를 도시한 사시도.
도 2는 배경기술에 의한 스크류 플라이트 제조장치로서 철판을 공급하여 작업을 시작하는 상태를 도시한 평면도.
도 3은 배경기술에 의한 스크류 플라이트 제조장치로서 회전축의 둘레에 철판이 나선형으로 감긴 상태를 도시한 평면도.
도 4는 본 발명에 의한 스크류 플라이트 포밍 방법에 사용되는 포밍 머신으로서 이송금형이 후진한 상태를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명에 의한 스크류 플라이트 포밍 방법에 사용되는 포밍 머신으로서 이송금형이 전진하여 블랭크가 성형되고 있는 상태를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명에 의한 스크류 플라이트 포밍 방법에 사용되는 포밍 머신에 장착되는 이송금형을 도시한 사시도.
도 7은 도 6에서 도시한 이송금형을 분해하여 도시한 분해 사시도.
도 8은 본 발명에 의한 스크류 플라이트 포밍 방법에 사용되는 포밍 머신에 장착되는 고정금형을 도시한 사시도.
도 9는 도 8에서 도시한 고정금형을 분해하여 도시한 분해 사시도.
도 10은 본 발명에 의한 스크류 플라이트 포밍 방법의 성형단계에서 제1가압블레이드와 제2가압블레이드에 의해서 블랭크에 비틀림 하중이 가해지는 상태를 도시한 예시도.
도 11은 도 10의 상태를 상부에서 본 것을 도시한 예시도.
도 12는 본 발명에 의한 스크류 플라이트 포밍 방법에 의해서 블랭크가 나선형으로 성형되는 과정을 도시한 예시도.
도 13은 본 발명에 의한 스크류 플라이트 포밍 방법에 의해서 가압된 블랭크로서, (b)는 (a)보다 지지구를 높게 장착한 상태로 가공하므로 피치가 증가된 상태를 도시한 예시도.
도 14는 본 발명에 의한 스크류 플라이트 포밍 방법에 장착된 가압 블레이드를 개략적으로 표시한 것으로서, (b)는 (a)보다 경사각이 큰 가압 블레이드로 가공하므로 피치가 증가된 상태를 도시한 예시도.
도 15는 본 발명에 의한 스크류 플라이트 포밍 방법을 도시한 블록도.
이하, 첨부되는 도면과 관련하여 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시방법을 살펴보면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 의한 스크류 플라이트 포밍 방법에 사용되는 포밍 머신으로서 이송금형이 후진한 상태를 도시한 사시도, 도 5는 본 발명에 의한 스크류 플라이트 포밍 방법에 사용되는 포밍 머신으로서 이송금형이 전진하여 블랭크가 성형되고 있는 상태를 도시한 사시도, 도 6은 본 발명에 의한 스크류 플라이트 포밍 방법에 사용되는 포밍 머신에 장착되는 이송금형을 도시한 사시도, 도 7은 도 6에서 도시한 이송금형을 분해하여 도시한 분해 사시도, 도 8은 본 발명에 의한 스크류 플라이트 포밍 방법에 사용되는 포밍 머신에 장착되는 고정금형을 도시한 사시도, 도 9는 도 8에서 도시한 고정금형을 분해하여 도시한 분해 사시도, 도 10은 본 발명에 의한 스크류 플라이트 포밍 방법의 성형단계에서 제1가압블레이드와 제2가압블레이드에 의해서 블랭크에 비틀림 하중이 가해지는 상태를 도시한 예시도, 도 11은 도 10의 상태를 상부에서 본 것을 도시한 예시도, 도 12는 본 발명에 의한 스크류 플라이트 포밍 방법에 의해서 블랭크가 나선형으로 성형되는 과정을 도시한 예시도, 도 13은 본 발명에 의한 스크류 플라이트 포밍 방법에 의해서 가압된 블랭크로서, (b)는 (a)보다 지지구를 높게 장착한 상태로 가공하므로 피치가 증가된 상태를 도시한 예시도, 도 14는 본 발명에 의한 스크류 플라이트 포밍 방법에 장착된 가압 블레이드를 개략적으로 표시한 것으로서, (b)는 (a)보다 경사각이 큰 가압 블레이드로 가공하므로 피치가 증가된 상태를 도시한 예시도, 도 15는 본 발명에 의한 스크류 플라이트 포밍 방법을 도시한 블록도로서 함께 설명한다.
먼저, 본 발명이 가능하도록 하는 포밍 머신(100)의 구성을 도 1 내지 도 10과 함께 살펴보면 다음과 같다.
지지 기능을 하는 프레임(110)이 구성되고, 상기 프레임(110)에 고정된 고정금형(120)이 구성된다. 그리고, 상기 고정금형(120)을 압박하도록 상기 프레임(110)에 이송 가능하도록 장착된 이송금형(130)이 구성되며, 상기 이송금형(130)을 왕복시키는 구동부(140)가 구성된다. 그리고, 상기 고정금형(120)과 이송금형(130)은 블랭크(B)를 나선형으로 성형할 수 있도록 형성된다.
상기 프레임(110)은 상방으로 개방된 통 형상으로서, 내측에는 길이방향이 상기 이송금형(130)의 왕복방향을 향하도록 안내축(도시하지 않음)이 배치되어 프레임(110)에 고정되는데, 상기 이송방향은 전후방이 된다.
그리고, 상기 이송금형(130)은 하부가 프레임(110) 내부에 수용되는 것으로서 안내축(도시하지 않음)이 관통되어 구성된다.
상기 구동부(140)는, 일례로서 프레임(110)의 상단에 세워져서 고정되는 지지판(142)이 구성되고, 상기 지지판(142)에 고정되어 로드(147)가 이송금형(130)에 고정된 유압실린더(145)로 구성할 수 있다.
또한, 상기 고정금형(120)은 하부가 프레임(110)의 내부에 수용되어 프레임(110)에 고정되어 구성된다.
따라서, 상기 로드(147)의 왕복에 의해서 이송금형(130)은 안내축을 따라서 전후방으로 왕복동이 가능하고, 고정금형(120)을 압박할 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 이송금형(130)은 고정금형(120)을 대향하는 쪽에 이송베이스판(131)이 부착되어 구성되고, 상기 고정금형(120)은 상기 이송금형(130)을 대향하는 쪽에 고정베이스판(121)이 부착되어 구성된다.
또한, 상기 고정베이스판(121)과 이송베이스판(131)에 각각 조합되는 것으로서 상호 대향하는 장방형의 판상인 제1가압블레이드(150)가 구성되고, 상기 제1가압블레이드(150)의 측방에 배치되도록, 상기 고정베이스판(121)과 이송베이스판(131)에 각각 조합되는 장방형의 판상인 제2가압블레이드(160)가 구성된다. 즉, 상기 제1가압블레이드(150)는 고정베이스판(121)과 이송베이스판(131)에 각각 장착되어 상호 접할 수 있도록 구성되고, 상기 제1가압블레이드(150)의 측방에 배치되는 것으로서 상기 고정베이스판(121)과 이송베이스판(131)에 각각 장착되는 제2가압블레이드(160)가 상호 접할 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 고정베이스판(121)에 조합된 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)는 하방을 향하여 벌어지도록 배치되고, 상기 이송베이스판(131)에 조합된 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)는 하방을 향하여 벌어지도록 배치되어 구성되므로 상기 블링크(B)에 부합하게 된다. 즉, 상기 블링크(B)는 내측에서 외측방을 향하여 지름이 점점 커지므로 이에 부합하기 위해서 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)는 하방을 향하여 벌어질 수밖에 없다.
또한, 상기 블랭크(B)에 비틀림 하중을 가하여 스크류 모양으로 성형할 수 있도록, 상기 제1가압블레이드(150), 제2가압블레이드(160)의 맞물림면(151, 161)이 상호 어긋나도록 경사지게 형성된다. 일례로, 도 10에서처럼, 작업자 쪽에 배치된 제1가압블레이드(150)의 맞물림면(151)은 하향할수록 후방을 향하도록 경사지고, 제2가압블레이드(160)의 맞물림면(161)은 하향할수록 전방을 향하도록 경사지게 형성된다. 따라서, 블랭크(B)를 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160) 사이에 개재시킨 후에 압박하게 되면 나선 모양으로 비틀어지게 된다. 상기 경사 방향은 상호 반대로 형성되어도 무방한데, 도 10에 도시한 방향대로라면 오른나사가 되고 도 10과 반대방향이라면 왼나사가 된다.
또한, 상기 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)의 장착 높이와 상호 벌어지는 각도를 조정할 수 있도록, 상기 고정베이스판(121)과 이송베이스판(131)의 대향면(127, 137)에 각각 장착되는 것으로서, 좌우측으로 길게 형성되고, 하방으로 둥글게 형성되며, 상하방으로 다수 개가 배치된 장착홈(123, 133)이 구성된다. 따라서, 상기 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)는 하방을 향하여 벌어지도록 장착할 수 있다.
상기 장착홈(123, 133)은 좌우 측방으로 개방되고, 내부의 폭(U)이 대향면(127, 137) 쪽의 폭(M) 보다 확장되어 형성된다. 따라서, 상기 장착홈(123, 133)의 측방으로 유입되어 상기 내부의 폭(U)에 걸리는 너트(125, 135)가 구성될 수 있다.
또한, 상기 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)의 측면에 부착된 플랜지(153, 163)가 구성되며, 상기 플랜지(153, 163)를 관통하여 상기 너트(125, 135)에 체결되는 볼트(157, 167)가 구성된다. 이때, 상기 플랜지(153, 163)에 볼트(125, 135)가 관통하는 볼트홀(155, 165)이 구성됨은 물론이다.
따라서, 상기 볼트(157, 167)를 풀어서 너트(125, 135)로부터 이탈시키게 되면 원하는 장착홈(123, 133)에 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)를 고정시킬 수 있고, 상호 벌어지는 정도를 조정한 상태에서 상기 볼트(157, 167)를 너트(125, 135)에 체결하여 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)를 고정시킬 수 있다. 이때, 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160) 각각은 상하에 배치되는 2 개의 장착홈(123, 133)에 고정되므로 견고한 장착이 가능하다.
또한, 상기 고정베이스판(121)에 장착되어 블랭크(B)를 받치도록 구성된 지지구(170)가 구성된다. 상기 지지구(170)는, 상기 고정베이스판(121)의 장착홈(123)에 수용되어 상기 내부의 폭(U)에 걸리는 너트(173)가 구성되고, 상기 고정베이스판(121)의 대향면(127)에 밀착되어 상기 너트(173)와 대응되는 브래킷(171)이 구성된다. 또한, 상기 브래킷(171)을 관통하여 상기 너트(173)에 체결되는 볼트(175)가 구성된다.
상기 브래킷(171)은, 상기 대향면(127)에 밀착되어 상기 너트(173)에 대응되고 상기 볼트(175)가 관통하는 볼트홀(1713)이 전후방으로 관통된 블록(1711)이 구성되고, 상기 블록(1711)의 상단에서 상방으로 연장되는 지지판(1715)이 구성된다. 또한, 상기 지지판(1715)을 관통하고 상하방으로 길게 형성된 슬로트(1717)가 구성되며, 상기 지지축(177)을 관통하는 볼트홀(1771)이 구성된다. 상기 볼트홀(1771)은 볼트(178)의 헤드가 노출되지 않도록 카운트 보어홀로 구성함이 바람직하다.
또한, 상기 볼트홀(1771)과 상기 슬로트(1717)를 관통하는 볼트(178)와 상기 볼트(178)에 체결되어 지지판(1717)의 후면에 밀착되는 너트(179)가 구성된다.
상기 포밍 머신(100)을 이용하여 이루어지는 본 발명에 의한 스크류 플라이트 포밍 방법을 도 4 및 도 5와 함께 살펴보면 다음과 같다.
상기 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)를 선정하여 상기 고정금형(120)과 이송금형(130)에 장착하는 셋팅단계가 이루어진다.
상기 셋팅단계 이후에, 블랭크(B)의 타격 지점을 상기 고정베이스판(121)의 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)에 대응되도록 파지하는 파지단계가 이루어지는데, 상기 고정금형(120)에 지지구(170)를 장착하여 상기 블랭크(B)를 지지하면서 파지한다. 상기 블랭크(B)는 판상의 원형으로서 절단부(E)에 의해서 불연속적으로 형성된 것으로서 일측 단부(X)와 상대측 단부(Y)가 형성된다.
상기 파지단계 이후에, 상기 이송금형(130)을 이송시켜 상기 제1가압블레이드(150) 및 제2가압블레이드(160)의 맞물림에 의해서 상기 블랭크(B)를 스크류 플라이트(F)로 성형하는 성형단계가 이루어진다.
상기 성형단계 이후에, 상기 스크류 플라이트(F)를 포밍 머신(100)으로부터 이탈시켜서 샤프트를 관통시킨 후 내경(W)과 피치(P)를 검사하는 검사단계가 이루어진다.
상기 각 공정을 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.
상기 셋팅단계는 도 6 내지 도 9에서처럼, 상기 볼트(157, 167)를 느슨하게 하여 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)가 상기 장착홈(133)을 따라 이송하도록 하여 간격을 조정한 후, 상기 볼트(157, 167)를 체결하여 고정하므로, 상기 스크류 플라이트(F)의 피치(P)가 조정되도록 한다. 이때, 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)는 상하로 배치된 2개의 장착홈(133)에 고정되도록 하므로 하방으로 벌어지게 배치된다. 따라서, 내경과 외경이 형성되는 블랭크(B)의 타격지점에 부합되도록 한다.
또한, 상기 지지구(170)는 상기 볼트(175)를 느슨하게 하여 상하방에 배치된 상기 장착홈(123)을 선정하여 장착하고 좌우측으로 이송시켜서 높이를 정한 후 상기 볼트(175)를 체결하므로, 상기 스크류 플라이트(F)의 피치(P)를 조정한다. 상기 설명에서 지지구(170)는 하나의 장착홈(123)에서 좌우측으로 이송하므로 높이를 미세하게 조정할 수 있는데 그 이유는 상기 장착홈(123)이 하방으로 휘어진 호(弧) 모양이기 때문이다. 따라서, 지지구(170)의 장착 높이가 높아질수록 양측의 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)의 간격이 좁아지게 되므로 피치(P)가 증가하게 되고, 상기 높이가 낮아질수록 상기 간격이 넓어지게 되어 피치(P)는 감소하게 된다.
또한, 상기 블랭크(B)의 재질, 두께, 내경, 외경, 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)의 기울기(a, b) 및 장착 높이와 길이, 지지구(170)의 장착 높이, 타격횟수, 타격시 상기 유압실린더(145)에 공급되는 유압의 설정에 의해서 상기 피치(P)의 조정이 가능하다.
이처럼, 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)의 간격에 의해서 스크류 플라이트(F)의 피치(P)가 조정되는 이유는 하기의 성형단계에서 살펴보도록 한다.
상기 파지단계는, 도 4에서처럼, 상기 이송금형(130)이 구동부(140)에 의해서 후진한 상태에서 상기 지지구(170)에 블링크(B)를 올린다. 그리고, 절개부(E)가 작업자 쪽(전방)을 향하도록 파지한 상태를 유지한다.
상기 성형단계는, 상기 이송금형(130)을 상기 고정금형(120) 쪽으로 전진시켜서 상기 고정금형(120)의 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)가 상기 블랭크(B)를 가격한 후 후진시키는 타격단계와, 상기 타격단계 이후에 상기 블랭크(B)를 회전시켜서 타격지점을 바꾸는 회전단계를 반복하여 이루어진다.
이때, 도 10 및 도 11에서처럼, 상기 제1가압블레이드(150)의 밀착면(151)과 제2가압블레이드(160)의 밀착면(161)이 어긋나게 경사진 상태이므로 블랭크(B)는 비틀어지게 된다.
그리고, 상기 이송금형(130)을 후진시킨 후, 블링크(B)를 돌려서 성형된 부위가 이송금형(130)과 고정금형(120)을 빠져나오도록 한 후에, 다시 이송금형(130)을 전진시켜서 상기 블링크(B)를 타격하여 비틀어지도록 한다.
이러한 작업을 반복하므로 도 12에서처럼, 상기 블링크(B)는 스크류 플라이트(F)로 완성될 수 있다. 이때, 스크류 플라이트(F)는 전체 길이의 일부가 되는 유니트로 제작하므로, 이후에 샤프트에 부착한 후 서로 용접하므로 스크류축을 완성할 수 있다.
이렇게 성형될 때, 상기 셋팅단계에서 언급한 것처럼, 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)의 간격이 클수록 피치(P)가 증가하게 되는데 그 이유를 도 13과 함께 살펴보면 다음과 같다.
도 13의 (a)는 블링크(B)의 F, G 지점에서 1번 타격하여 비틀어지게 한 상태라면, 도 13의 (b)처럼 블링크(B)의 G, F 지점을 타격한 후, F, Q 지점을 타격하고, Q, R 지점을 타격하므로 피치(P)가 더 커지게 됨을 알 수 있다. 즉, 상기 폭(V)을 줄이게 되면 타격횟수가 증가하게 되어 블링크(B)의 양측 단부(X, Y)의 이격거리는 멀어지게 되므로 피치(P)는 자연히 커지게 된다. 반대로 상기 폭(V)이 커지게 되면 그만큼 타격 횟수가 줄어들게 되어 양측 단부(X, Y)의 이격거리는 가까와지게 되어 피치(P)는 줄어들게 된다.
또한, 도 14에서처럼 상기 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)의 맞물림면(151, 161)의 기울기(a, b)가 클수록, 블링크(B)를 많이 비틀게 되어 자연히 피치(P)가 증가하게 되므로 상기 기울기(a, b) 별로 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)를 구비하므로 다양한 피치(P)의 스크류 플라이트(F)의 성형이 가능하다.
상기 검사단계에서는, 부착되는 샤프트와 동일한 사이즈의 샤프트를 구비한 후에 상기 샤프트가 스크류 플라이트(F)에 관통되도록 하므로 내경(W)이 적합하게 형성되었는지를 확인하고 외경과 피치를 측정하여 불량 여부를 확인한다.
이처럼, 본 발명은 스크류 플라이트(F)를 다수 개로 분할하여 제작한 후 상호 부착하여 완성하므로 배경기술에서처럼 완성 후에 스크류 플라이트(F)가 수축되어 피치(P)가 줄어드는 현상을 방지할 수 있다. 더군다나, 본 발명은 포밍 기법에 의해서 다수 회로 두들겨서 성형하는 포밍기법으로 제작하기 때문에 수축되는 현상은 발생하지 않는다. 따라서, 피치(P)의 정도(精度)를 배경기술에 비해서 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
그리고, 상기 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)를 다양한 사이즈의 것으로 교체할 수 있기 때문에 인발로 성형할 수 없는 대형의 스크류 플라이트(F) 즉, 카본을 함유한 스틸이거나 스테인리스 스틸(SUS305, SUS316)으로서 강성을 구비하고 외경이 1,000mm 이상이며 두께가 7∼50mm인 스크류 플라이트를 용이하게 성형할 수 있다. 특히, 카본을 함유한 것은 인발 작업이 어렵지만 본 발명은 포밍작업으로 성형하기 때문에 충분히 작업 가능하다.
또한, 본 발명은 한 대의 포밍 머신(100)으로서 다양한 직경과 피치(P)의 스크류 플라이트(F)를 성형할 수 있는 이점이 있다.
(시험례)
본 발명의 데이터별 스크류 플라이트(F)의 사양을 시험한 바 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다.

스크류 플라이트 사양
제작 방법



재질
(mm)


두께
(mm)


외경
(mm)


내경
(mm)


피치
(mm)

가압블레이드기울기
(°)

가압블레이드의 길이
(mm)		 가압블레이드의 장착 높이(베이스판의 상단에서)(mm) 지지구의 장착 높이(베이스의 상단에서)
(mm)

절곡 옵셋(
(mm)

타격횟수(회)

유압
(kg/㎟)
SS400 3.2 200 60.5 180 9 250 60 173 5 10 50
SS400 3.2 280 89 270 9 250 60 140 5 9 50
SS400 6 198 76.3 160 4 300 60 130 7 14 75
SUS304 6 290 89 270 5 390 60 125 9 12 75
STEN-2 12 300 187 100 4 300 25 110 12.5 13 75
SM520 14 426.3 216.3 310 9 390 50 195 16 14 75
S45C 14 480 267.4 380 4 300 25 145 15 22 75
S45C 16 557.4 267.4 350 4 300 25 185 17 20 75
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형례와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 스크류 플라이트 포밍 머신 110: 프레임
120: 고정금형 121: 고정베이스판
123: 장착홈 125: 너트
127: 대향면 130: 이송금형
131: 이송베이스판 133: 장착홈
135: 너트 137: 대향면
140: 구동부 142: 지지판
145: 유압실린더 147: 로드
150: 제1가압블레이드 151: 맞물림면
153: 플랜지 155: 볼트홀
157: 볼트 160: 제2가압블레이드
161: 맞물림면 163: 플랜지
167: 볼트 170: 지지구 171: 브래킷 1711: 블록 1713: 볼트홀 1715: 지지판 1717: 슬로트 173: 너트 175: 볼트 177: 지지축 1771: 볼트홀 178: 볼트 179: 너트

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 상호 맞물리도록 형성된 고정금형(120) 및 이송금형(130)을 포함하고,
    상기 고정금형(120)과 이송금형(130)에 각각 조합되는 것으로서 상호 대향하는 제1가압블레이드(150)와,
    상기 제1가압블레이드(150)의 측방에 배치되도록, 상기 고정금형(120)과 이송금형(130)에 각각 조합되는 제2가압블레이드(160)를 포함하고,
    상기 제1가압블레이드(150), 제2가압블레이드(160)의 맞물림면(151, 161)이 상호 어긋나게 형성되고,
    상기 고정금형(120)에 구성되어 상기 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)가 부착되는 고정베이스판(121)과,
    상기 이송금형(130)에 구성되어 상기 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)가 부착되는 이송베이스판(131)과,
    상기 고정베이스판(121)과 이송베이스판(131)의 대향면(127, 137)에 좌우측으로 길게 형성되고, 하방으로 둥글게 형성되고, 상하방으로 다수 개가 배치되고, 내부의 폭(U)이 대향면(127, 137) 쪽의 폭(M)보다 확장된 장착홈(123, 133)과,
    상기 장착홈(123, 133)에 수용되어 상기 내부의 폭(U)에 걸리는 너트(125, 135)와,
    상기 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)의 측면에 부착된 플랜지(153, 163)와,
    상기 플랜지(153, 163)를 관통하여 상기 너트(125, 135)에 체결되는 볼트(157, 167)를 포함하는 포밍 머신(100)을 사용하여 이루어지는, 스크류 플라이트 포밍 방법으로서;
    상기 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)를 선정하여 상기 고정금형(120)과 이송금형(130)에 장착하는 셋팅단계와,
    상기 셋팅단계 이후에, 판상의 링 모양으로서 불연속적으로 형성된 블랭크(B)의 타격 지점을 상기 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)에 대응되도록 파지하는 파지단계와,
    상기 파지단계 이후에, 상기 이송금형(130)을 이송시켜 상기 제1가압블레이드(150) 및 제2가압블레이드(160)의 맞물림 의해서 상기 블랭크(B)를 스크류 플라이트(F)로 성형하는 성형단계를 포함하여 이루어지고,
    상기 파지단계는, 상기 고정금형(120)에 지지구(170)를 장착하여 상기 블랭크(B)를 지지하면서 파지하여 이루어지고,
    상기 성형단계는, 상기 이송금형(130)을 상기 고정금형(120) 쪽으로 전진시켜서 상기 고정금형(120)과 이송금형(130)의 제1가압블레이드(150) 및 제2가압블레이드(160)가 상기 블랭크(B)를 가격하도록 한 후 상기 이송금형(130)을 후진시키는 타격단계와, 상기 타격단계 이후에 상기 블랭크(B)를 회전시켜서 타격지점을 바꾸면서 상기 타격단계를 반복되도록 하는 회전단계가 반복하여 이루어지고,
    상기 성형단계 이후에,
    상기 스크류 플라이트(F)를 포밍 머신(100)으로부터 이탈시켜서 샤프트를 관통시킨 후 내경(W)과 피치(P)를 검사하는 검사단계를 포함하고,
    상기 셋팅단계에서,
    상기 볼트(157, 167)를 느슨하게 하여 제1가압블레이드(150)와 제2가압블레이드(160)가 상기 장착홈(133)을 따라 이송하도록 하여 간격을 조정한 후 상기 볼트(157, 167)를 체결하여 고정하므로, 상기 스크류 플라이트(F)의 피치(P)를 조정하는 것을 특징으로 하는 스크류 플라이트 포밍 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 지지구(170)는,
    상기 고정베이스판(121)의 장착홈(123)에 수용되어 상기 내부의 폭(U)에 걸리는 너트(173)와,
    상기 지지구(170)를 관통하여 상기 너트(173)에 체결되는 볼트(175)를 포함하고,
    상기 셋팅단계에서,
    상기 지지구(170)는 상기 볼트(175)를 느슨하게 하여 상하방에 배치된 상기 장착홈(123)을 선정하여 장착하고 좌우측으로 이송시켜서 높이를 정한 후 상기 볼트(175)를 체결하므로, 상기 스크류 플라이트(F)의 피치(P)를 조정하는 것을 특징으로 하는 스크류 플라이트 포밍 방법.
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