KR101758784B1 - Plastic deforming device and method using the repeated torsion - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적어도 하나의 소성체로 구성되며, 금속 소재의 길이방향 일정 간격을 두고 연속 배치되고, 소재의 비틀림 가공을 수행하는 소성부; 상기 소성부를 축 방향으로 회전시키기 위한 모터 및 상기 소성부와 모터가 연결되도록 하는 전달수단을 포함하는 동력부; 소재의 연속된 공급과 가공된 소재를 회수하는 견인부; 및 상기 구동부 및 견인부를 컨트롤 하는 제어부;를 포함하며, 상기 소성체는, 중공형 유압 실린더와, 상기 유압 실린더를 통해 소재를 가압하거나, 가압이 해제되도록 하는 중공척, 그리고 상기 동력부와 연결되고, 상기 유압 실린더와 중공척 사이에 설치되어 상기 중공척을 축 방향으로 회전시키는 구동부;를 개시한다.
이러한, 본 발명은 소재의 길이방향 일정 간격으로 연속 배치되어, 일정 간격을 두고 소재를 정방향 및 역방향으로 비틀어 결정립을 초미세화시킴으로써, 소재의 가공성을 높일 수 있는 효과를 기대할 수 있다.The present invention relates to a firing part composed of at least one fired body and continuously arranged at regular intervals in the longitudinal direction of the metal material and performing twisting processing of the material; A motor for rotating the firing unit in an axial direction, and a power transmitting unit for connecting the firing unit and the motor to each other; A traction part for recovering the continuous supply of the material and the processed material; And a control unit for controlling the driving unit and the pulling unit, wherein the sintering body includes: a hollow hydraulic cylinder; a hollow chuck for pressing the material through the hydraulic cylinder or releasing the pressing through the hydraulic cylinder; And a driving unit installed between the hydraulic cylinder and the hollow chuck to rotate the hollow chuck in the axial direction.
The present invention can be expected to increase the workability of the workpiece by continuously arranging the workpieces in the longitudinal direction at regular intervals and twisting the workpieces in the forward and backward directions at regular intervals to ultrafine the grain.
Description
본 발명은 금속 소재를 비트는 소성변형장치로서, 더욱 상세하게 설명하면, 소재의 길이방향 일정 간격으로 연속 배치되어, 일정 간격을 두고 소재를 정방향 및 역방향으로 비틀어 결정립을 초미세화시킴으로써, 소재의 경도 향상과 더불어 가공성을 높일 수 있는 반복적 비틀림을 이용한 소성변형장치 및 소성변형방법에 관한 것이다.The present invention relates to a plastic deformation device for cutting a metal material, and more particularly, to a plastic deformation device for cutting a metal material by continuously arranging the materials at regular intervals in the lengthwise direction of the workpiece and twisting the material in forward and reverse directions at regular intervals, And to a plastic deformation apparatus and a plastic deformation method using repetitive twisting which can improve workability.
금속 소재의 경우, 주조 후 소성가공 방법 중 압연 공정을 이용함으로써 소재의 주조조직을 파괴한 뒤 풀림 처리를 통해 강도 및 전도성을 확보하고 있다. 그러나 치밀한 주조조직은 가공을 어렵게 하므로 주조조직의 파괴를 위한 압연 공정을 반복적으로 수행하여야 가공이 용이해진다.In the case of metal materials, the casting structure of the material is destroyed by using the rolling process during the post-casting process, and the strength and conductivity are ensured through the annealing process. However, since the dense casting structure is difficult to process, the rolling process for destroying the casting structure must be repeatedly performed to facilitate the processing.
주조조직 파괴를 위해서는 압연공정을 반복적으로 수행하여야 하나, 이 과정에서 소재의 크기가 줄어들어 대형 기물의 경우 이를 감안하여 소재의 양적 규모를 조달하여야 하므로 제조단가가 높아지며, 압연공정을 줄일 경우에는 소재 크기가 줄어드는 문제점은 예방되나, 주조조직이 잔류하여 강도, 인성, 전기전도도 등에서 취약점을 갖게 된다.In order to destroy the casting structure, the rolling process must be repeatedly performed. However, since the size of the material is reduced in this process, the manufacturing cost is increased due to the need of procuring the quantitative scale of the material in consideration of the large material. However, the casting structure remains, which results in weakness in strength, toughness, and electrical conductivity.
아울러, 압연공정을 반복적으로 수행하기 위해서는 충분한 규모의 압연롤러가 연속상태로 병렬 배치되어야 하며, 따라서 설비의 규모가 커져, 비용적 공간적 부담이 발생되는 문제점이 있다.In addition, in order to repeatedly perform the rolling process, rolling rollers of a sufficient size must be arranged in parallel in a continuous state, thereby increasing the size of the equipment and causing a costly spatial burden.
한편, 금속소재의 직경 감소없이 대변형을 일으킬 수 있는 방법으로 등통로각압축(ECAP, Equal Channel Angular Pressing) 공정이 제안된 바 있으나, 압축공정의 한계점인 연속 작업의 수행이 불가능하고, 이를 개선하기 위하여 회전롤을 이용하여 소재를 빨아들인 후 90도, 140도의 굴곡을 지닌 채널을 통과시켜 소재에 전단변형을 가하는 방법인 ECAP Conform 공정이 제안되었다. On the other hand, the Equal Channel Angular Pressing (ECAP) process has been proposed as a method that can cause large deformation without reducing the diameter of the metal material. However, it is impossible to carry out the continuous operation which is the limit of the compression process, ECAP Conforming process, which is a method of applying shear deformation to the material by passing through a channel with 90 ° and 140 ° bends after sucking the material using a rotating roll, was proposed.
그러나, 상기 공정은 비대칭 변형(최종소재의 상/하 변형율이 다르게 분포되어 균질하지 않음), 소재표면의 박리, 소재의 휘어짐으로 인한 문제점이 있다.However, the above process is problematic due to asymmetric deformation (the upper and lower strain rates of the final material are distributed differently and are not homogeneous), peeling of the material surface, and warping of the material.
또한, 인발공정을 응용한 것으로서, 인발 금형을 직렬로 연결하되 각 단계의 출구 위치를 동일선상에 놓지 않는 방법으로, 각 단계의 출구와 다음 단계의 입구 사이에서 소재를 꺾는 공정인 AAD (Accumulative Angular Drawing)의 경우에도 소재의 직경감소, 소재의 휘어짐 및 인발금형 출구의 불균일한 마모가 발생하여 금형의 수명을 단축하는 문제점이 있다. In addition, the drawing process is applied, and a drawing die is connected in series, and the position of the outlet of each step is not placed on the same line, and the process of folding the material between the exit of each step and the entrance of the next step, Drawing also has the problem of reducing the diameter of the workpiece, warping of the workpiece, and non-uniform wear of the exit of the die, thereby shortening the life of the die.
따라서 직경의 감소없이 연속적으로 소성가공이 가능하면서 중심축 대칭으로 균일한 변형을 가할 수 있으며, 공정상 경제성을 도모할 수 있는 기술적 해결방안이 필요한 실정이다.Therefore, it is necessary to provide a technical solution that can perform continuous plastic working without decreasing the diameter, can impart uniform deformation to the center axis symmetry, and is economical for the process.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 소재의 길이방향 일정 간격으로 연속 배치되어, 일정 간격을 두고 소재를 정방향 및 역방향으로 비틀어 결정립을 초미세화시킴으로써, 소재의 가공성을 높일 수 있는 반복적 비틀림을 이용한 소성변형장치 및 소성변형방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device by continuously arranging a material at regular intervals in the longitudinal direction and twisting the material in forward and reverse directions at regular intervals, And a plastic deformation apparatus and a plastic deformation method using repetitive twisting which can increase the workability of the plastic deformation apparatus.
또한, 본 발명의 다른 목적은 반복되는 압연 공정의 횟수를 줄일 수 있으며, 따라서, 연속된 압연공정에 의해 소재의 직경이 감소되는 것을 방지하여 소재의 상품성 저하를 예방할 수 있는 반복적 비틀림을 이용한 소성변형장치 및 소성변형방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to reduce the number of repetitive rolling processes and thus to prevent the reduction of the diameter of the material by a continuous rolling process, Apparatus and method of plastic deformation.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 압연 공정의 축소 및 대체가 가능하므로, 압연 시설의 감축이 가능할 뿐만 아니라 금속 소재의 생산성 향상을 기대할 수 있는 반복적 비틀림을 이용한 소성변형장치 및 소성변형방법을 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a plastic deformation apparatus and a plastic deformation method using repetitive twisting which can reduce the rolling facility and improve the productivity of a metal material because the rolling process can be reduced and replaced There is.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 금속 소재에 정/역 회전을 통해 비틀림 각도의 총합이 0°가 되도록 하여, 최종 인출되는 금속 소재는 외관상 비틀림을 가하지 않은 금속 소재와 유사하도록 하여, 가공상의 균일성을 확보할 수 있는 반복적 비틀림을 이용한 소성변형장치 및 소성변형방법을 제공하는 데 있다.It is a further object of the present invention to provide a metal material having a total twist angle of 0 degrees through forward and reverse rotation of a metal material so that the metal material to be finally drawn is similar to a metal material without apparent twist, And to provide a plastic deformation apparatus and a plastic deformation method using repetitive twisting which can secure a desired shape.
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 적어도 하나의 소성체로 구성되며, 금속 소재의 길이방향 일정 간격을 두고 연속 배치되고, 소재의 비틀림 가공을 수행하는 소성부; 상기 소성부를 축 방향으로 회전시키기 위한 모터 및 상기 소성부와 모터가 연결되도록 하는 전달수단을 포함하는 동력부; 소재의 연속된 공급과 가공된 소재를 회수하는 견인부; 및 상기 구동부 및 견인부를 컨트롤 하는 제어부;를 포함하며, 상기 소성체는, 중공형 유압 실린더와, 상기 유압 실린더를 통해 소재를 가압하거나, 가압이 해제되도록 하는 중공척, 그리고 상기 동력부와 연결되고, 상기 유압 실린더와 중공척 사이에 설치되어 상기 중공척을 축 방향으로 회전시키는 구동부;를 개시한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a firing unit comprising at least one fired body and continuously arranged at predetermined intervals in a longitudinal direction of a metal material, the firing unit performing twisting processing of a workpiece; A motor for rotating the firing unit in an axial direction, and a power transmitting unit for connecting the firing unit and the motor to each other; A traction part for recovering the continuous supply of the material and the processed material; And a control unit for controlling the driving unit and the pulling unit, wherein the sintering body includes: a hollow hydraulic cylinder; a hollow chuck for pressing the material through the hydraulic cylinder or releasing the pressing through the hydraulic cylinder; And a driving unit installed between the hydraulic cylinder and the hollow chuck to rotate the hollow chuck in the axial direction.
상기 구동부는, 상기 전달수단을 통해 모터와 연결되는 구동기어; 상기 구동기어와 중공형 유압 실린더 사이에 설치되는 중공형태의 연결플랜지; 및 상기 연결플랜지와 상기 중공척 사이에 설치되는 중공형태의 소켓;을 포함하여 구성된 것이 바람직하다.The driving unit includes: a driving gear connected to the motor through the transmitting unit; A hollow connecting flange provided between the driving gear and the hollow hydraulic cylinder; And a hollow socket provided between the connection flange and the hollow chuck.
상기 전달수단은, 상기 구동기어에 대응하는 기어, 벨트 풀리, 체인 중 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다.It is preferable that the transmission means is any one selected from a gear, a belt pulley, and a chain corresponding to the drive gear.
상기 연결플랜지는, 여러 단이 층을 이루는 중공형 관체로서, 외곽을 이루며 상기 유압 실린더와 결합되도록 방사상으로 다수의 체결공이 구비되고 제1단부; 상기 제1단부와 중공 사이에 마련되어 상기 구동기어와 결합되도록 방사상 다수의 체결공이 마련된 제2단부; 및 상기 소켓의 일측 외주에 대응하는 내주를 이루고, 상기 소켓이 결합되는 내삽부;를 포함하여 구성된 것이 바람직하다.Wherein the connection flange is a hollow tube having a plurality of stages, the tube having a plurality of fastening holes formed radially to engage with the hydraulic cylinder and having a first end; A second end provided between the first end and the hollow and having a plurality of radial fastening holes to be engaged with the driving gear; And an inner part that forms an inner circumference corresponding to one outer circumference of the socket and to which the socket is coupled.
상기 소켓은, 일측을 이루며 상기 내삽부와 결합되는 소직경부; 및 상기 중공척과 결합되는 대직경부;를 포함하여 구성된 것이 바람직하다.The socket includes a small diameter portion which is formed on one side and is coupled with the inner diameter portion; And a large diameter portion coupled with the hollow chuck.
상기 중공척은, 일면이 상기 대직경부와 결합되는 중공형 본체; 및 상기 본체 타면에 설치되어, 유압 제어에 따라 소재를 가압하는 바이스;를 포함하여 구성된 것이 바람직하다.Wherein the hollow chuck comprises: a hollow main body having one surface joined to the large diameter portion; And a vise provided on the other surface of the main body for pressing the workpiece in accordance with the hydraulic pressure control.
상기 바이스는, 일정 간격을 두고 방사상으로 설치되어, 상기 실린더의 유압 제어에 따라 외곽에서 상기 본체 중심으로 이동하는 슬라이더; 및 상기 슬라이더에 회전 가능하게 설치되고, 상기 슬라이더의 이동에 따라 소재를 압박하거나, 압박을 해제하는 가압롤러;를 포함하여 구성된 것이 바람직하다.The vice may include a slider installed at a predetermined distance in a radial direction and moving toward the center of the body from an outer periphery in accordance with the hydraulic pressure control of the cylinder; And a pressing roller which is rotatably installed on the slider and presses the material or releases the pressing according to the movement of the slider.
상기 가압롤러는, 소재와 맞닿는 외곽에 음각의 지지부가 형성되고, 상기 지지부는, 소재에 대응하는 곡면이거나, 다면체인 것이 바람직하다.It is preferable that the pressure roller has a supporting portion formed at an outer periphery contacting with the work, and the supporting portion is a curved surface corresponding to the work or a polyhedron.
상기 소성부는, 상기 회전부와 공회전 상태가 유지되도록 베어링을 통해 설치되어 상기 소성부가 지면을 지지할 수 있도록 하는 스탠드;를 더 포함하며, 상기 스탠드는, 상기 구동기어와 소켓 사이에 마련되는 베어링을 통해 설치되는 것이 바람직하다.The firing unit may further include a stand installed through the bearing to maintain the idle state with the rotation unit and to support the ground surface of the firing unit. The stand may include a bearing disposed between the drive gear and the socket .
상기 소성체는, 소재가 공급되는 일측에 설치되는 제1소성체; 소재가 토출되는 타측에 설치되는 제2소성체; 및 상기 제1소성체와 제2소성체 사이에 적어도 하나가 설치되는 제3소성체;를 포함하며, 상기 소성체는 서로 인접한 소성체와 대향된 방향으로 회전하는 것이 바람직하다.The fired body may include: a first fired body installed on one side to which a material is supplied; A second fired body provided on the other side from which the material is discharged; And at least one third firing body provided between the first firing body and the second firing body, wherein the firing bodies rotate in a direction opposite to the firing bodies adjacent to each other.
상기 소성부를 사이에 두고 소재 양측을 고정시키는 스토퍼;를 더 포함하며, And a stopper for fixing both sides of the material with the firing portion interposed therebetween,
상기 스토퍼는, 소재 외곽을 감싸 이동을 제한하는 바이스(vise)인 것이며, 상기 바이스는 인력에 의해 작동되거나, 공압 또는 유압에 의해 소재를 고정하거나 해제하는 것이고, 상기 제어부에 의해 컨트롤 되는 것이 바람직하다.Preferably, the stopper is a vise that restricts movement of an outer periphery of a workpiece, and the vise is operated by gravity or fixed or released by pneumatic or hydraulic pressure, and is controlled by the controller .
상기 견인부는, 소재 선단을 견인하여 소재가 소성부로의 연속된 공급과 상기 소성부에서 가공된 소재를 회수하기 위한 것이며, 실린더 또는 레일에 의한 왕복 이동으로 소재가 견인되도록 하거나, 권취를 통해 소재가 견인되도록 하는 것이 바람직하다.The pulling portion is for pulling the leading end of the workpiece so as to continuously supply the workpiece to the firing portion and to recover the workpiece processed in the firing portion and to pull the workpiece by reciprocating movement by a cylinder or a rail, It is preferable to make it pulled.
또한 본 발명은 상기 소성부에 소재가 공급되는 제1단계; 상기 소성부의 소성체가 각각 정방향 또는 역방향으로 연속 회전하거나, 기설정된 회전 패턴에 의해 단속적으로 회전하여 소재의 비틀림 가공이 진행되도록 하는 제2단계; 및 상기 견인부를 통해 비틀림 가공된 소재를 회수하는 제3단계;를 개시한다.In addition, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a first step of supplying a material to the firing portion; A second step of continuously rotating the sintered body of the firing portion in the forward or reverse direction or intermittently rotating by a predetermined rotation pattern so that the torsion processing of the material proceeds; And a third step of recovering the twisted material through the traction unit.
상기 소성부가, 소재가 공급되는 일측에 설치되는 제1소성체; 소재가 토출되는 타측에 설치되는 제2소성체; 및 상기 제1소성체와 제2소성체 사이에 적어도 하나가 설치되는 제3소성체;를 포함하여 구성될 때, 상기 제3소성체가 홀수의 갯수로 존재하는 경우, 제1소성체와 제2소성체는 동일한 방향으로 회전하고, 상기 제1소성체의 회전 속도와 제2소성체의 회전 속도가 동일할 때, 상기 제3소성체는 상기 제1소성체 및 제2소성체의 회전속도의 2배 가량의 회전하는 것이 바람직하다.The firing portion, the first firing body provided on one side to which the material is fed, A second fired body provided on the other side from which the material is discharged; And at least one third fired body provided between the first fired body and the second fired body, wherein when the third fired body exists in an odd number, the first fired body and the second fired body, The sintered body rotates in the same direction, and when the rotational speed of the first sintered body and the rotational speed of the second sintered body are equal, the third sintered body rotates at a rotational speed of the first sintered body and the second sintered body It is preferable to rotate by about 2 times.
상기 소성부가, 소재가 공급되는 일측에 설치되는 제1소성체; 소재가 토출되는 타측에 설치되는 제2소성체; 및 상기 제1소성체와 제2소성체 사이에 적어도 하나가 설치되는 제3소성체;를 포함하여 구성될 때, 상기 제3소성체가 홀수의 갯수로 존재하면, 상기 제1소성체와 제2소성체는 동일한 방향으로 기설정된 각도만큼 회전하고, 상기 제1소성체의 회전 각도와 제2소성체의 회전 각도가 동일할 때, 상기 제3소성체의 회전 각도는 상기 제1소성체 및 제2소성체의 회전 각도의 2배 가량인 것이 바람직하다.The firing portion, the first firing body provided on one side to which the material is fed, A second fired body provided on the other side from which the material is discharged; And at least one third fired body provided between the first fired body and the second fired body, when the third fired body is present in an odd number, the first fired body and the second fired body, When the rotation angle of the first fired body is equal to the rotation angle of the second fired body, the rotation angle of the third fired body is the same as the rotation angle of the first fired body and the second fired body, 2 times the rotation angle of the sintering body.
상기 소성부가, 소재가 공급되는 일측에 설치되는 제1소성체; 소재가 토출되는 타측에 설치되는 제2소성체; 및 상기 제1소성체와 제2소성체 사이에 적어도 하나가 설치되는 제3소성체;를 포함하여 구성될 때, 상기 제3소성체가 짝수의 갯수로 존재하면, 상기 제1소성체와 제2소성체는 서로 대향된 방향으로 회전하고, 상기 제1소성체의 제2소성체 및 제3소성체는 서로 동일한 속도로 회전하는 것이 바람직하다.The firing portion, the first firing body provided on one side to which the material is fed, A second fired body provided on the other side from which the material is discharged; And at least one third fired body provided between the first fired body and the second fired body, when the third fired body exists in an even number, the first fired body and the second fired body, It is preferable that the fired bodies rotate in directions opposite to each other, and the second fired bodies and the third fired bodies of the first fired bodies rotate at the same speed with each other.
상기 소성부가, 소재가 공급되는 일측에 설치되는 제1소성체; 소재가 토출되는 타측에 설치되는 제2소성체; 및 상기 제1소성체와 제2소성체 사이에 적어도 하나가 설치되는 제3소성체;를 포함하여 구성될 때, 상기 제3소성체가 짝수의 갯수로 존재하면, 상기 제1소성체와 제2소성체는 서로 대향된 방향으로 기설정된 각도만큼 회전하고, 상기 제1소성체와 제2소성체 및 제3소성체는 서로 동일한 각도만큼 회전하는 것이 바람직하다.The firing portion, the first firing body provided on one side to which the material is fed, A second fired body provided on the other side from which the material is discharged; And at least one third fired body provided between the first fired body and the second fired body, when the third fired body exists in an even number, the first fired body and the second fired body, It is preferable that the fired bodies rotate by a predetermined angle in the directions opposite to each other and that the first fired body, the second fired body, and the third fired body rotate by the same angle.
상기 소성부에서 금속 소재의 비틀림 각도의 총합은 0°인 것이 바람직하다.It is preferable that the sum of twist angles of the metal material in the firing portion is 0 DEG.
상기 금속 소재는 소재길이 1mm당 0.9 내지 3.6°의 비틀림각도로 비틀림이 가해지는 것이 바람직하다.It is preferable that the metal material is twisted at a twist angle of 0.9 to 3.6 degrees per 1 mm of the length of the material.
이상과 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 소재의 길이방향 일정 간격으로 연속 배치되어, 일정 간격을 두고 소재를 정방향 및 역방향으로 비틀어 결정립을 초미세화시킴으로써, 소재의 가공성을 높일 수 있는 효과를 기대할 수 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, it is possible to expect the effect of increasing the workability of the workpiece by continuously arranging the workpieces at regular intervals in the longitudinal direction thereof, and by twisting the workpieces in the forward and backward directions at regular intervals, have.
또한, 본 발명은 반복되는 압연 공정을 줄일 수 있으며, 따라서, 연속된 압연공정에 의해 소재의 직경이 감소되는 것을 방지하여 소재의 상품성 저하는 예방할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.Further, the present invention can reduce the repeated rolling process, and therefore, it is possible to prevent the reduction of the diameter of the material by the continuous rolling process, thereby preventing the deterioration of the merchantability of the material.
또한, 본 발명은 압연 공정의 축소 및 대체가 가능하므로, 압연 시설의 감축이 가능할 뿐만 아니라, 금속 소재의 생산성 향상을 기대할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.Further, since the rolling process can be reduced and substituted, the present invention can reduce rolling facilities and improve the productivity of metal materials.
또한, 본 발명은 금속 소재에 정/역 회전을 통해 비틀림 각도의 총합이 0°가 되도록 하여, 최종 인출되는 금속 소재는 외관상 비틀림을 가하지 않은 금속 소재와 유사하도록 하여, 가공상의 균일성을 확보할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.Further, in the present invention, the total sum of the torsional angles is 0 ° in the metal material through forward / reverse rotation so that the metal material to be finally drawn out is made similar to the metal material without apparent twist, The effect can be expected.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소성변형장치를 설명하기 위해 나타낸 전체도,
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 모터의 일례를 설명하기 위해 나타낸 상세도,
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소성체를 설명하기 위해 나타낸 분리도,
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 구동부를 설명하기 위해 나타낸 분리도,
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 중공척을 설명하기 위해 나타낸 사시도,
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 지지부의 일례를 설명하기 위해 나타낸 가압롤러의 정면도,
도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 견인부를 설명하기 위해 나타낸 측면도, 그리고,
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소성변형방법을 설명하기 위해 나타낸 순서도이다.1 is a whole view for explaining a plastic deformation apparatus according to a preferred embodiment of the present invention,
2 is a detailed view for explaining an example of a motor according to a preferred embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a perspective view illustrating a sintered body according to a preferred embodiment of the present invention,
FIG. 4 is a perspective view illustrating a driving unit according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view illustrating a hollow chuck according to a preferred embodiment of the present invention, FIG.
6 is a front view of a pressurizing roller for explaining an example of a support according to a preferred embodiment of the present invention,
7 is a side view for explaining a traction unit according to a preferred embodiment of the present invention,
8 is a flowchart illustrating a plastic deformation method according to an embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명하도록 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the present invention, the defined terms are defined in consideration of the function of the present invention, and it can be changed according to the intention or custom of the technician working in the field, and the definition is based on the contents throughout this specification It should be reduced.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소성변형장치를 설명하기 위해 나타낸 전체도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a whole view illustrating a plastic deformation apparatus according to a preferred embodiment of the present invention; FIG.
도시된 바와 같이 소성변형장치(100)는 주조방법에 의해 제조된 금속 소재의 치밀한 주조 조직을 일정 수준으로 와해시켜 결정립의 미세화를 구현하기 위한 것이며, 상세하게 설명하면, 소재 표면에 강한 소성변형을 가하여 결정립을 초미세화시켜 소재의 가공성을 높이기 위한 장치인 것이다.As shown in the figure, the
이러한 소성변형장치(100)는 소재(230)의 소성변형을 유도하는 소성부(120), 소성부(120)가 축 방향으로 회전할 수 있도록 하는 동력부(110), 소재(230)의 연속된 공급과 회수 수행하는 견인부(200) 및 동력부(110)와 견인부(200)를 컨트롤하는 제어부(210)를 포함하여 구성된다.The
동력부(110)는 모터(111) 및 모터(111)와 소성부(120)를 연결하는 전달수단(117)을 포함하여 구성된다.The
모터(111)는 동력축 사이에 전달수단을 통해 소성부(120)와 연결되는 다수의 동력기어(115)가 마련된다. 이때, 동력기어(115)는 기어(gear), 스프로킷(sprocket), 풀리(pulley) 중 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하고, 전달수단(117)은 동력기어(115)에 대응하는 기어, 체인(chain), 벨트(belt) 중 어느 하나인 것이다.The
소성부(120)는 모터(111)로부터 동력을 전달받아 소재(230)의 소성변형을 유발시키는 구조물로서, 다수의 소성체로 이루어져 도시된 바와 같이 소재(230) 길이방향 일정 간격을 두고 배치된다.The
이러한 소성부(120)는 소재(230)가 공급되는 일측에 마련된 제1소성체(121), 소재(230)가 토출되는 타측에 마련된 제2소성체(123) 및 제1소성체(121)와 제2소성체(123) 사이에 마련되는 적어도 하나의 제3소성체(125)를 포함여 구성된다.The fired
이러한 각 소성체(121,123,125)는 전달수단(117)을 통해 모터(111)와 연결되어 축방향으로 회전하며, 도 2에 도시된 바와 같이 단일의 모터(111) 또는 두 개의 모터(111)에 의해 회전하는 것이다.Each of the fired
도 2a와 같이 단일의 모터(111)를 이용할 경우의 실시예를 나타낸 것으로, 제1소성체(121)와 제2소성체(123)는 서로 동일한 방향으로 회전하므로 전달수단(117)을 통해 모터(111)와 직접 연결되나, 제3소성체(125)는 제1,제2소성체(121,123)의 반대방향으로 회전하기 때문에 도시된 바와 같이 전달수단(117) 사이에 통상의 변환기(c)를 설치하여 단일의 모터(111)만으로 소성변형장치(100)가 구동될 수 있도록 하였다.The first fired
도 2b는 정방향과 역방향으로 회전하는 한 쌍의 모터(111)를 사용하여 소성변형장치(100)가 구동되도록 하였다.FIG. 2B shows a case where the
이상과 같이 모터(111)는 단일 내지는 한 쌍으로 구성될 수 있으며, 모터(111)는 다양한 회전패턴으로 각 소성체(121,123,125)를 구동시켜 소재(230)의 소성변형을 유발시키는데, 이하, 회전패턴에 대해 설명하도록 한다.As described above, the
회전패턴은 공정에 따라 다양한 패턴이 존재하며, 공정은 연속공정과 단속공정으로 분류되며, 연속공정은 멈춤없이 연속하여 소재(230)의 가공이 진행되는 것이다.There are various patterns in the rotation pattern depending on the process, and the process is classified into a continuous process and an intermittent process, and the continuous process continues the processing of the material 230 continuously without stopping.
이러한 연속공정은 스토퍼(220)의 간섭이 배제되고, 견인부(200)를 통한 소재(230)의 연속된 공급과 회수가 선행되면서, 제1 내지 제3소성체(121,123,125)의 회전이 연속되어야 한다.In this continuous process, the interference of the
제1 내지 제3소성체(121,123,125)의 회전 패턴은 제3소성체(125)의 개수에 따라 다양한 패턴이 존재하며, 이러한 패턴은 하나의 규칙에 의해 정해지며, 그 규칙은 소재(230)를 정/역 교번하게 비틀되, 그 비틀림의 총 합이 0°가 되도록 하기 위한 것이다. 소재(230)의 강도 향상과 더불어, 가공상 균일성을 확보하기 위한 것이며 이는 본 발명의 핵심을 이룬다. The rotation patterns of the first to third fired
이하에서는 연속 공정에 따른 회전패턴에 대한 실시예를 설명하도록 한다. 그리고 회전패턴은 제3소성체(125)의 개수에 따라 다른 패턴을 이루며, 따라서 제3소성체(125)의 개수를 중심으로 패턴을 설명하되, 표현되는 각도와 방향 그리고, 회전 수에 대해서는 실시예일 뿐, 이에 한정되지 않아야 한다.Hereinafter, an embodiment of a rotation pattern according to a continuous process will be described. The pattern of rotation is different depending on the number of the third
[제1-1 실시예][Example 1-1]
제3소성체(125)가 단일로 존재할 경우, 제1소성체(121)가 정방향으로 회전하고, 이와 인접한 단일의 제3소성체(125)는 역방향으로 회전하며, 제2소성체(123)는 정방향으로 회전하되, 제3소성체(125)가 제1,2소성체(121,123) 보다 2배 가량 빠르게 회전되도록 하여 소재(230)로 가해지는 비틀림 각도의 총 합이 0°가 되도록 한다.The first
상세하게 설명하면, 제1소성체(121)를 지나는 소재(230)가 회전에 의해 정방향 180°의 비틀림이 발생했다면, 제2소성체(123)를 지날때도, 소재(230)는 회전에 의해 정방향 180°의 비틀림이 발생한다. 따라서 이를 상쇄시켜 비틀림 각도의 총 합이 0°가 되도록 하려면, 제3소성체(125)는 제1소성체(121)의 2배 가량에 달하는 속도로 회전하여 역방향 360°의 비틀림을 발생시켜야 하며, 이때, 제3소성체(125)의 회전은 제어부(210)에 의해 컨트롤 된다. In detail, if the material 230 passing through the first fired
이상과 같이 본 실시예에서는 제3소성체(125)만을 2배 가량의 빠르게 하는 회전 패턴을 적용하여, 소재(230)가 소성부(120)를 지나는 것 만으로 소성변형된 소재(230)의 회수를 멈춤 없이 연속적으로 진행할 수 있도록 하였다.As described above, according to the present embodiment, the rotation speed of the third
참고로, 여기서 2배 가량 빠르게 회전되도록 한다고 할 때, 2의 값은 어느 정도의 오차를 고려하여 판단하여야 한다. 즉, 2.01배, 2.02배 가량, 2.10배, 2.11배 등 기계 구조적 또는 작동상의 한계에 따라 불가피하게 발생될 수 있는 오차값은 본 발명의 범주내에 있는 것으로 해석되어야 하는 것이 당연하다. 아울러, 후술하는 회전각도의 경우도 마찬가지로 이러한 발생 오차를 고려해야 하며, 이러한 오차범위끼지 본 발명의 범주내에 있는 것으로 해석되어야 할 것이다. 이는 이하에서 동일하다.For reference, the value of 2 should be determined by taking some errors into consideration. That is, error values that can inevitably occur due to mechanical structural or operational limitations such as 2.01 times, 2.02 times, 2.10 times, 2.11 times, etc., should be interpreted as being within the scope of the present invention. In the case of a rotation angle described later, such an error should be considered, and such error ranges should be interpreted as being within the scope of the present invention. This is the same in the following.
[제1-2 실시예][Example 1-2]
제3소성체(125)가 하나 이상(예를 들어, 2개)일 경우, 제1소성체(121)는 정방향으로 회전하고, 제3소성체(125) 어느 하나는 역방향 그리고 제3소성체(125)의 다른 하나는 정방향으로 회전하고, 이후, 제2소성체(123)는 역방향으로 회전하므로 소재(230)로 가해지는 비틀림 각도의 총 합은 0°가 되는 것이다.When the number of the third
상세하게 설명하면, 제1소성체(121)를 지나는 소재(230)에 정방향 180°, 제3소성체(125) 어느 하나에서는 역방향 180°, 제3소성체(125) 다른 하나에서는 정방향 180° 그리고 제2소성체(123)를 지날때는 역방향 180°의 비틀림이 가해지고, 그 비틀림 총합은 0°가 되며, 따라서 제1-1 실시예와는 달리, 소성부(120)의 속도를 제한하지 않아도 되며, 동일한 스팩(회전수)의 모터(111)를 사용하는 것 만으로 제어부(210)의 컨트롤 없이도 소재(230)에 대한 소성변형을 연속시킬 수 있다.Specifically, the
이상과 같이 본 실시예에서는 제3소성체(125)가 2개이고 각 소성체(121,123,125)의 속도를 동일하게 하는 회전 패턴을 적용하여, 소재(230)가 소성부(120)를 지나는 것 만으로 소성변형된 소재(230)의 회수를 멈춤없이 연속적으로 진행이 가능하며, 특히, 제어부(210)의 간섭을 줄여 장치 셋업(setup)의 편의를 배가시킬 수 있도록 하였다.As described above, in this embodiment, by applying a rotation pattern in which the number of the third fired
[제1-3 실시예][Examples 1-3]
제3소성체(125)가 하나 이상이면서, 홀수(예를 들어, 3개)를 이룰 때, 제1소성체(121)는 정방향으로 회전하고, 제3소성체(125) 어느 하나는 역방향 그리고 제3소성체(125)의 다른 하나는 정방향 그리고 또다른 하나는 역방향으로 회전하고, 이후, 제2소성체(123)는 정방향으로 회전한다.When the number of the
이때, 역방향으로 회전하는 제3소성체(125)의 어느 하나와 또 다른 하나는 정방향으로 회전하는 각 소성체(121,123)보다 1.5배 가량 빠르게 회전하거나, 제3소성체(123)의 어느 하나 또는 또 다른 하나가 정방향으로 회전하는 각 소성체(121,123) 보다 2배 가량 빠르게 회전되도록 하여 소재(230)로 가해지는 비틀림 각도의 총 합이 0°가 되도록 한다.At this time, either one of the third fired
이상과 같이 소성부(120)가 홀수로 존재할 경우, 제3소성체(125) 또는 제3소성체(125)의 어느 하나의 회전 속도를 1.5 내지 2배 가량 높임으로써 부족한 회전각도를 채워 소재(230)로 가해지는 비틀림 각도의 합을 맞춰야 하나, 소성부(120)가 짝수일 경우에는 정방향 역방향 동일한 속도를 유지하더라도 비틀림 각도의 합을 맞추는 것이 가능하다.As described above, when the fired
연속공정에 의한 소재(230)는 소재길이 1mm당 0.9 내지 3.6°의 비틀림이 발생한다. 따라서 각 소성체(121,123,125)의 간격이 100mm 일 경우, 소재는 90 내지 360°의 비틀림이 발생하고, 구간별로는 소성체(121,123,125)과 인접된 일단에서는 360°의 비틀림이 발생하며, 그 타단에서는 90°의 비틀림이 발생하면서, 상호, 비틀림에 의한 가공을 상쇄시켜 최종 인출되는 금속 소재는 외관상 비틀림을 가하지 않은 금속 소재와 동일하도록 하여, 가공상의 불균일성을 배제하도록 하였다. The
따라서 소재(230)는 제1 내지 제3소성체(121,123,125)를 순자적으로 지나면서 정/역으로 발생하는 연속 비틀림에 의해 강한 소성변형이 가해져 소재의 결정립을 초미세화시키는 것이 가능하다.Therefore, the
단속공정은 스토퍼(2200)의 간섭이 발생하고, 소성부(120)의 회전 각도를 제한하는 요소가 더 추가되나, 연속공정과 같이 소재의 비틀림 총합은 0°가 되도록 하며, 이하, 실시예를 통해 설명하도록 한다.In the intermittent process, an interference is generated by the stopper 2200 and an element for limiting the rotation angle of the firing
그리고 회전패턴1은 제3소성체(125)의 개수에 따라 다른 패턴을 이루며, 따라서 제3소성체(125)의 개수를 중심으로 패턴을 설명하도록 한다.The rotation pattern 1 has a different pattern depending on the number of the third
또한, 스토퍼(220)는 견인부(200) 작동에 대응하여 소재(230)의 이동을 제한하거나, 이를 해제하여 견인부(200)의 원활한 동작이 가능하도록 하기 때문에 스토퍼(220)의 작동상태에 대해서는 생략하도록 한다.The
여기서, 스토퍼(220)는 소재(230) 외곽을 감싸 이동을 제한하는 바이스(vise)인 것이며, 이러한 바이스는 인력에 의해 작동되거나, 공압 또는 유압에 의해 상기 소재를 고정 및 해제되고 제어부(210)에 의해 컨트롤 되는 것이 바람직하다. Here, the
[제2-1 실시예] [Example 2-1]
제3소성체(125)가 단일로 존재하면서, 임의의 각도를 대입하여 설명하면, 소재(230)는 제1소성체(121)에서 정방향으로 90°, 제3소성체(125)에서 역방향으로 180° 그리고 제2소성체(123)에서 정방향으로 90°의 각도로 비틀어지며, 비틀림 각도의 총 합이 0°가 되도록 하였다.The
상세하게 설명하면, 소재는 견인부(200)에 유도되어, 제1소성체(121)와 제3소성체(125) 및 제2소성체(123)를 순차하면서 회전에 의한 비틀림이 가해진다.More specifically, the material is guided to the
이러한 소재(230)는 회전에 의해 제1소성체(121)에서 정방향 90°의 비틀림이 발생하며, 이는 동일한 방향과 각도로 회전하는 제2소성체(123)에서도 정방향 90°의 비틀림이 발생한다. 따라서 이를 상쇄시켜 비틀림 각도의 합이 0°가 되도록 하려면, 제3소성체(125)는 제1소성체(121) 2배 가량의 각도로 회전하여 역방향 180°의 비틀림을 발생시켜야 하며, 이때, 제3소성체(125)의 회전 각도는 제어부(210)에 의해 컨드롤 되는 것이 바람직하다.This
이상과 같이 본 실시예에서는 제3소성체(125)의 회전 각도를 2배 가량의 하는 회전 패턴을 적용하여, 소성변형된 소재의 회수 단위를 각 소성체 사이 영역으로 제한하여 소재(230)의 회수를 단계적으로 진행할 수 있도록 하였다.As described above, in this embodiment, by applying a rotation pattern of twice the rotation angle of the third
[제2-2 실시예] [Example 2-2]
제3소성체(125)가 단일로 존재하면서, 소성부(120)의 양방향 회전이 가능하고 소재(230)는 제1소성체(121)에서 정/역방향 90°, 제3소성체(125)에서 정/역방향 180°그리고 제2소성체(123)에서 정/역방향 90°의 각도로 비틀어지며, 비틀림 각도의 총 합이 0°가 되도록 하였다.It is possible to rotate the
상세하게 설명하면, 소재(230)와 맞물린 제1소성체(121), 제3소성체(125) 및 제2소성체(123)는 동시에 회전하여 소재(230)를 동시에 비트는데, 즉, 제1소성체(121)와 제2소성체(123)는 정방향으로 90°, 그리고 역방향으로 90°의 비틀림을 발생시키고, 제3소성체(125)는 역방향 180°, 그리고 정방향으로 180°의 비틀림을 발생시키기 때문에, 소재의 비틀림 총합은 0°가 되며, 이를 통해, 스토퍼(220) 사이에 영역의 소재에 대해, 일괄적 소성변형이 가능하도록 하였다. 이때, 제3소성체(125)의 회전은 제어부(210)에 의해 컨트롤 된다.Specifically, the first fired
이상과 같이 본 실시예에서는 각 소성체(121.123.125)의 양방향 회전과 제3소성체를(125)의 회전 각도를 2배 가량의 하는 회전 패턴을 적용하여, 소성변형된 소재(230)의 회수 단위를 스토퍼(220) 사이 영역으로 제한하여 소재(230)의 회수를 단계적으로 진행할 수 있도록 하였다.As described above, in this embodiment, the rotational direction of each of the sintered bodies 121.123.125 and the third
[제2-3 실시예][Example 2-3]
제3소성체(125)가 2개일 경우, 각 소성체(121,123,125)의 합은 짝수를 이루며, 서로 인접한 각 소성체(121,123,125)가 서로 대향된 방향으로 동일한 각도로 회전하는 것 만으로 소재의 비틀림 총합이 0°가 되도록 할 수 있다. 이때, 소성부(120)의 회전은 제 2-1 실시예와 같이 단일 또는 제 2-2 실시예와 같이 양방향일 수 있다.When the number of the third fired
상세하게 설명하면, 제1소성체(121)가 정방향으로 90°, 제3소성체(125) 중 어느 하나는 역방향으로 90°, 다른 하나가 정방향으로 90°, 제2소성체(123)는 역방향으로 90°의 각도로 회전하기 때문에, 소재의 비틀림 총합은 0°가 되며, 따라서 제2-1과 2-2 실시예와는 달리, 특정 소성부(120)에 대해 회전을 더 부가하거나, 줄일 필요가 없으며, 동일한 스팩(회전수)의 모터(111)를 사용하는 것 만으로 제어부(210)의 컨트롤 없이도 소재에 대한 소성변형을 가능하도록 하였다.More specifically, the first fired
이상과 같이 본 실시예에서는 제3소성체(125)가 2개이고 각 소성체(121,123,125)의 각도를 동일하게 하는 회전 패턴을 적용하여, 소성변형된 소재(230)의 회수 단위를 각 소성체(121,123,125) 사이 영역으로 제한하거나, 스토퍼(220) 사이 영역으로 제한하여 소재(230)의 회수를 단계적으로 진행할 수 있도록 하였다.As described above, in the present embodiment, by applying a rotation pattern in which the third fired
이로써, 소재(230) 내부의 치밀한 주조조직을 파괴하여 조직내에 미세 그레인(grain)을 다수 생성시킬 수 있으며, 가공성이 용이해진다. 다만, 비틀림 가공 공정에 의하여 소성변형이 수반될 때, 가공경화가 일어나므로, 경도가 확보되며, 따라서 최총 제품의 기계적 물성이 저하되지 아니한다.Thus, dense casting structure inside the
이상과 같이 소재의 비틀림을 유발시켜 소성변형을 유도하는 소성체에 대헤서는 도 3 내지 6을 참조하여 설명하도록 한다.The sintered body inducing the plastic deformation by causing the twisting of the material as described above will be described with reference to Figs. 3 to 6. Fig.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소성체를 설명하기 위해 나타낸 분리도이고, 도 4는 구동부를 설명하기 위해 나타낸 분리도이다.FIG. 3 is an exploded perspective view for explaining a sintered body according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an exploded view for explaining a driving part.
먼저 제1 내지 제3소성체(121,123,125)는 서로 동일한 구성인 것이며, 따라서, 그 중 제1소성체(121)를 중심으로 설명하며, 생략된 구성은 도 1을 참조하여 함께 설명하도록 한다.First, the first to third fired
도시된 바와 같이 소성체(121)는 중공형 유압 실린더(140), 유압 실린더(140)를 통해 소재(230)를 가압하거나, 가압이 해제되도록 하는 중공척(150), 그리고 동력부(110)와 연결되고, 유압 실린더(140)와 중공척(150) 사이에 설치되어 중공척(150)을 축 방향으로 회전시키는 구동부(106)를 포함하여 구성된다.As shown in the drawing, the fired
이러한 소성체(121)는 중심에 소재(230)가 지날 수 있도록 중심이 중공구조로 이루어지고, 이때, 중공에 대해서는 별도의 부호를 부여하지 아니하고, 중공으로만 명명하도록 한다.The
유압 실린더(140)는 중공구조이며, 기성품을 적용한 것으로, 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.The
구동부(160)는 전달수단(117)을 통해 모터(111)와 연결되는 구동기어(161), 구동기어(161)와 유압 실린더(140) 사이에 설치되는 연결플랜지(163), 연결플랜지(163)와 중공척(150) 사이에 설치되는 중공형태의 소켓(171)을 포함하여 구성된다.The driving
연결플랜지(161)는 다단의 층으로 이루어진 중공형 관체이며, 외곽을 이루며 유압 실린더(140)와 결합되는 제1단부(165), 제1단부(165)와 중공 사이에 마련되어 구동기어(161)와 결합되도록 방사상 다수의 체결공이 마련된 제2단부(167) 및 소켓(171)의 일측 외주에 대응하는 내주를 이루고, 소켓(171)이 결합되는 내삽부(169)를 포함하여 구성된다.The
제1단부(165)는 유압 실린더(140) 외곽에 대응하는 원판의 형상을 이루며, 외주와 제2단부(167) 사이에 방사상으로 다수의 체결공이 형성된다. 이때, 체결공은 통상의 체결수단이 관통하는 홀인 것이다.The
제2단부(167)는 제1단부(165)로부터 돌출된 단층을 이루며, 도시된 바와 같이 직경이 제1단부(165)보다 작게 형성되며, 체결공을 통해 구동기어(161)와 결합된다.The
내삽부(169)는 소켓(171)의 일측을 고정하여 상호 결합상태가 유지되도록 하기 위한 것이며, 결합은 압입 내지는 셋트스크루(set screw)에 의한 것이거나, 파워락(power lock)을 통해 결합상태가 유지되도록 한다. 여기서 세트스크루 내지는 파워락은 통상의 보조 체결수단으로 사용되는 것이므로 이에 대한 설명과 도면은 생략한다.The interposing
구동기어(161)는 전달수단(117)을 통해 모터(111)와 연결되어 일방향 또는 양방향으로 회전하는 피동력체인 것이며, 전달수단(117)에 대응하는 기어, 벨트 풀리, 체인 중 선택되는 어느 하나인 것이 바람직하다. 이때, 전달수단(117)은 기어, 체인 및 벨트 중 어느 하나인 것이 바람직하다.The
*소켓(171)은 일측을 이루며 내삽부와 결합되는 소직경부(173)와 중공척(150)과 결합되는 대직경부(175)를 포함하여 구성된다.The
소직경부(173)는 내삽부(169)에 대응하는 직경의 관체인 것이며, 양단 사이 스탠드(180)가 설치되도록 소정의 길이 즉, 스탠드(180) 폭에 대응하는 길이를 가진다.The
대직경부(175)는 중공척(150) 외곽에 대응하는 직경을 가지며, 외곽과 중공 사이에 방사상으로 다수의 체결공이 형성된다.The large diameter portion 175 has a diameter corresponding to the outer periphery of the
한편, 스탠드(180)는 소성부(120)가 지면을 지지할 수 있도록 하기 위한 것이며, 이러한 스탠드(180)는 도시된 바와 같이 소켓(171)의 소직경부(173) 양단 사이에 베어링(183)을 통해 설치되는 것이 바람직하다. 이때, 베어링(183)은 스탠드(180)에 마련된 안착홈(181)을 통해 설치된다.The
그리고 구동부(160)는 연결플랜지(163), 구동기어(161) 및 소켓(171)의 각 중공을 관통하는 중공관(190)이 더 설치되며, 이러한, 중공관(190)은 각 구성간 연결구간에서 발생하는 단차를 배제시켜 소재(230)의 원활한 이동이 가능하도록 하기 위한 것이다.The driving
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 중공척을 설명하기 위해 나타낸 사시도이고, 도 6은 지지부의 일례를 설명하기 위해 나타낸 가압롤러의 정면도이다.FIG. 5 is a perspective view illustrating a hollow chuck according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a front view of a pressure roller for explaining an example of a support.
일면이 도 2의 대직경부(175)와 결합되는 중공형 본체(151), 본체(151) 타면에 설치되어, 유압 제어에 따라 소재(230)를 가압하는 바이스(153)를 포함하여 구성된다.And a
바이스(153)는 일정 간격을 두고 방사상 설치된 슬라이더(155) 및 슬라이더(155)에 회전 가능하게 설치되는 가압롤러(157)를 포함하여 구성된다.The
슬라이더(155)는 유압 실린더(140)의 유압 제어를 통해 외곽에서 본체(151) 중심으로 이동하거나, 본체(151) 중심에서 외곽으로 이동하여 가압롤러(157)에 의해 소재(230)를 압박하도록 하거나, 압박이 해제되도록 하기 위한 것이다.The
가압롤러(157)는 핀(p)을 통해 슬라이더(155)에 회전 가능하게 설치되며, 소재(230)를 가압하게 되는 일면에 지지부(159)가 형성된다.The
지지부(158)는 소재(230)의 원활한 가압이 이루어질 수 있도록 하기 위한 것이며, 소재(230)에 대응하는 곡면이거나, 도 6에 도시된 바와 같이 하나 이상의 다면체인 것이 바람직하다.The support portion 158 is provided to smoothly pressurize the
다면체의 지지부(159)는 도 6a와 같이 지지부(159)가 2개의 면체를 이루도록 하거나, 도 6b와 같이 3개의 면체, 또는 도 6c와 같이 4개의 면체를 이루도록 할 수도 있다.6A, the supporting
그리고 소재(230)의 소성변형 이후에는, 도 7에 도시된 바와 같이 견인부(200)에 의해 소재의 공급 및 회수가 이루어진다.After plastic deformation of the
견인부(200)는 도 7a와 같이 실린더 또는 레일의 왕복운동하면서, 소재(230) 선단을 견인하도록 하거나, 도7b와 같이 권취형태 즉, 소재(230) 단부를 견인부(200) 외주 어느 일면에 고정하고, 견인부를 축 방향으로 회전시켜 소재가 강제 견인되도록 할수 있다.7B, the pulling
이상에서와 같이 본 발명은 금속 소재의 표면과 심부에 강한 전단소성변형을 가하여 표면과 심부의 결정립을 초미세화시킴으로써, 소재의 강도 향상은 물론 가공성을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 종래 연속된 압연 공정으로 인해 소재 직경이 지나치게 감소되는 문제를 방지하고, 나아가 압연공정을 줄여 생산성 향상과 더불어 설비 감축을 기대할 수 있다.As described above, according to the present invention, by applying a strong shear-plastic deformation to the surface and the deep portion of a metal material, the crystal grains of the surface and the deep portion are miniaturized, thereby not only improving the strength of the material but also improving the workability, It is possible to prevent the problem that the diameter of the workpiece is excessively reduced and further reduce the rolling process, thereby improving the productivity and reducing the equipment.
한편, 본 발명의 소성변형장치는 도 8에 도시된 바와 같이 소성변형방법에 의해 소재의 소성변형과 회수를 진행할 수 있는데, 도 8을 참조하여 설명하되, 도 1 내지 제6의 구성을 함께 참조하여 설명하도록 한다.In the plastic deformation apparatus of the present invention, as shown in FIG. 8, the plastic deformation and the recovery of the material can be performed by the plastic deformation method. Referring to FIG. 8, .
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소성변형방법을 설명하기 위해 나타낸 순서도이다.8 is a flowchart illustrating a plastic deformation method according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이 소성부에 소재가 공급되는 제1단계, 소성부의 소성체가 각각 정방향 또는 역방향으로 연속 회전하거나, 기설정된 회전 패턴에 의해 단속적으로 회전하여 소재의 비틀림 가공이 진행되도록 하는 제2단계 및 견인부를 비틀림 가공된 소재를 회수하는 제3단계를 포함하여 이루어진다.As shown in the figure, a first step of supplying a material to a firing portion, a second step of continuously rotating the fired body of the firing portion in a forward or reverse direction, or intermittently rotating by a predetermined rotation pattern, And a third step of recovering the twisted workpiece from the towing portion.
제1단계는 압출장치의 연장체로 존재하여 압출되는 금속 소재가 소성체에 지속적 공급이 가능하도록 하거나, 또는 압출된 소재를 소성체에 직접 운반 공급하는 단계이다.The first step is to extend the extruded metal material to be continuously fed to the plastic body or to transport the extruded material directly to the plastic body.
제2단계는 소성부에 다양한 회전 패턴을 적용하여 소재의 비틀림 가공이 진행되도록 하기 위한 것이다.The second step is to apply various rotation patterns to the firing portion so that the twisting of the material proceeds.
회전패턴은 소성부의 회전방향과 속도 및 각도 변화에 따른 다양한 패턴이 존재하며, 이하, 상세하게 설명하도록 한다.The rotation pattern includes various patterns depending on the rotation direction, speed and angle of the firing portion, and will be described in detail below.
연속공정에서 제3소성체가 하나 이상 존재하되 홀수로 존재하면, 제1소성체와 제2소성체는 동일한 방향으로 회전하고, 제1소성체의 속도와 제2소성체의 속도가 동일할 때, 제3소성체는 그 2배 가량의 속도로 회전하는 패턴이 적용된다.When the first sintered body and the second sintered body are rotated in the same direction and at the same speed of the first sintered body and the second sintered body, if the at least one third sintered body exists in an odd number in the continuous process, And a pattern in which the third sintered body rotates at a speed about twice that of the third sintered body is applied.
또한, 연속공정에서 제3소성체가 하나 이상 존재하되, 짝수의 존재하면, 제1소성체와 제2소성체는 서로 대향된 방향으로 회전하고, 제1소성체의 제2소성체 및 제3소성체는 서로 동일하게 회전하는 패턴이 적용된다.If there is at least one third sintered body in the continuous process, the first sintered body and the second sintered body rotate in directions opposite to each other, and if the second sintered body and the second sintered body rotate in opposite directions, Adults rotate in the same pattern.
단속공정에서 제3소성체가 하나 이상 존재하되 홀수로 존재하면, 제1소성체와 제2소성체는 동일한 방향과 기설정된 각도만큼 회전하고, 제1소성체의 각도와 제2소성체의 각도가 동일할 때, 제3소성체는 그 2배 가량의 각도만큼 회전하는 패턴이 적용된다.If at least one third sintered body is present in the intermittent process but exists in an odd number, the first sintered body and the second sintered body rotate in the same direction and a predetermined angle, and the angle of the first sintered body and the angle of the second sintered body When it is the same, the third sintered body is applied with a pattern that rotates twice as much as the second sintered body.
또한, 단속공정에서 제3소성체가 하나 이상 존재하되 짝수의 존재하면, 제1소성체와 제2소성체는 서로 대향된 방향으로 기설정된 각도만큼 회전하고, 제1소성체의 제2소성체 및 제3소성체는 서로 동일한 각도만큼 회전하는 패턴이 적용된다.When at least one third sintered body is present in the intermittent step and an even number of sintered bodies exist, the first sintered body and the second sintered body rotate in a direction opposite to each other by a predetermined angle, and the second sintered body and the second sintered body The third sintered body is applied with a pattern that rotates by the same angle with each other.
이상과 같이 소성체는 다양한 회전 패턴에 의해 소재의 소성변형을 유발시킬 수 있는 것이다.As described above, the sintered body can cause plastic deformation of the material by various rotation patterns.
제3단계는 소성변형된 소재를 회수하는 단계인 것이며, 이는 견인부의 왕복 또는 회전운동하면서 소재를 연속 또는 단속적으로 회수하는 것이다.The third step is to recover the plastic-deformed material, which is to continuously or intermittently recover the material while reciprocating or rotating the drawing part.
이상에서 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것이 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 안정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
100 : 소성변형장치 110 : 동력부
111 : 모터 113 : 동력축
115 : 동력기어 117 : 전달수단
120 : 소성부 121 : 제1소성체
123 : 제2소성체 125 : 제3소성체
140 : 유압 실린더 150 : 중공척
151 : 본체 153 : 바이스
155 : 슬라이더 157 : 가압롤러
159 : 지지부 160 : 구동부
161 : 구동기어 163 : 연결플랜지
165 : 제1단부 167 : 제2단부
169 : 내삽부 171 : 소켓
173 : 소직경부 175 : 대직경부
180 : 스탠드 181 : 안착홈
183 : 베어링 190 : 중공관
200 : 견인부 210 : 제어부
220 : 스토퍼 230 : 소재100: plastic deformation device 110:
111: Motor 113: Power shaft
115: power gear 117: transmission means
120: firing portion 121: first fired body
123: second sintered body 125: third sintered body
140: Hydraulic cylinder 150: Hollow chuck
151: main body 153: vise
155: Slider 157: Pressure roller
159: Support part 160:
161: driving gear 163: connecting flange
165: first end 167: second end
169: Interpolation part 171: Socket
173: Small diameter neck 175: Large diameter neck
180: stand 181: seat groove
183: Bearing 190: Hollow pipe
200: pulling unit 210:
220: Stopper 230: Material
Claims (3)
상기 구동부와 연결되고, 상기 소성부를 축 방향으로 회전시키기 위한 모터 및 상기 소성부와 모터가 연결되도록 하는 전달수단을 포함하는 동력부;
소재의 연속된 공급과 가공된 소재를 회수하는 견인부;
상기 동력부 및 견인부를 컨트롤 하는 제어부; 및
상기 소성부를 사이에 두고 소재 양측을 고정시키는 스토퍼;를 더 포함하며,
상기 스토퍼는, 소재 외곽을 감싸 이동을 제한하는 바이스(vise)인 것이며, 상기 바이스는 인력에 의해 작동되거나, 공압 또는 유압에 의해 소재를 고정하거나 해제하는 것이고, 상기 제어부에 의해 컨트롤 되는 것을 특징으로 하는 반복적 비틀림을 이용한 소성변형장치.At least one hollow cylinder including a hollow hydraulic cylinder, a hollow chuck for pressing or releasing the pressurized material through the hydraulic cylinder, and a driving unit installed between the hydraulic cylinder and the hollow chuck to rotate the hollow chuck in the axial direction A firing part composed of a fired body and continuously arranged at regular intervals in the longitudinal direction of the metal material and performing twisting processing of the material;
A motor connected to the driving unit and including a motor for rotating the firing unit in an axial direction and a transmission unit for connecting the firing unit and the motor;
A traction part for recovering the continuous supply of the material and the processed material;
A control unit for controlling the power unit and the tow unit; And
And a stopper for fixing both sides of the material with the firing portion interposed therebetween,
Wherein the stopper is a vise that restricts movement of the outer periphery of the workpiece and the vise is operated by a gravity force or fixed or released by pneumatic or hydraulic pressure and is controlled by the control section A plastic deformation device using repetitive twisting.
상기 소성체는,
소재가 공급되는 일측에 설치되는 제1소성체;
소재가 토출되는 타측에 설치되는 제2소성체; 및
상기 제1소성체와 제2소성체 사이에 적어도 하나가 설치되는 제3소성체;를 포함하며,
상기 소성체는 서로 인접한 소성체와 대향된 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 연속적 비틀림을 이용한 소성변형장치.The method according to claim 1,
The sintered body may be,
A first fired body installed on one side to which a material is supplied;
A second fired body provided on the other side from which the material is discharged; And
And at least one third fired body disposed between the first fired body and the second fired body,
Wherein the plastic bodies are rotated in a direction opposite to the fired bodies adjacent to each other.
상기 소성부에 소재가 공급되는 제1단계;
상기 소성부의 소성체가 각각 정방향 또는 역방향으로 연속 회전하거나, 기설정된 회전 패턴에 의해 단속적으로 회전하여 소재의 비틀림 가공이 진행되도록 하는 제2단계; 및
상기 견인부를 통해 비틀림 가공된 소재를 회수하는 제3단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반복적 비틀림을 이용한 소성변형방법.
A plastic deformation apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A first step of supplying a material to the firing portion;
A second step of continuously rotating the sintered body of the firing portion in the forward or reverse direction or intermittently rotating by a predetermined rotation pattern so that the torsion processing of the material proceeds; And
And a third step of recovering the twisted material through the traction unit. The plastic deformation method using repetitive twist.
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