KR101819209B1 - 쉘의 노칭 가공방법 및 이를 위한 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 쉘의 노칭 가공방법 및 이를 위한 금형에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 (a) 쉘의 노칭부위를 설정하는 단계; (b) 상기 쉘의 외측에 배치된 다이에 상기 쉘을 배치시키는 단계; 및 (c) 상기 쉘의 내측에 커터를 배치시킨 후, 상기 커터에 상기 쉘의 노칭부위를 쉘의 내측방향으로부터 외측방향으로 절단하는 단계;를 포함하여 구성된다.
즉 본 발명은 다이가 쉘의 외측에 배치되고, 쉘 내부로 커터를 삽입시켜 쉘의 노칭부위를 쉘의 내측방향으로부터 외측방향으로 절단하여 노칭 가공을 수행하고, 특히 다이가 쉘의 외측에 배치되어 쉘의 내경 사이즈와 무관하게 다이를 제작할 수 있어 다이의 충분한 보강구조를 구현할 수 있으며, 이를 통하여 다이의 파손이나 마모를 감소시켜 금형의 수명을 증가시킬 수 있고, 또한 쉘의 노칭부위를 커터에 의하여 내측으로부터 외측방향으로 절단함으로써 노칭 작업 시 소재에 가해지는 압력을 최소화하여 소재의 변형을 감소시키고, 이를 통하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 쉘의 노칭 가공방법 및 이를 위한 금형을 제안하고자 한다.

Description

쉘의 노칭 가공방법 및 이를 위한 금형{NOTCHING MANUFACTURING METHOD FOR PIPE AND MOLD THEREOF}

본 발명은 다이가 쉘의 외측에 배치되고, 쉘 내부로 커터를 삽입시켜 쉘의 노칭부위를 쉘의 내측방향으로부터 외측방향으로 절단하여 노칭 가공을 수행하고, 특히 다이가 쉘의 외측에 배치되어 쉘의 내경 사이즈와 무관하게 다이를 제작할 수 있어 다이의 충분한 보강구조를 구현할 수 있으며, 이를 통하여 다이의 파손이나 마모를 감소시켜 금형의 수명을 증가시킬 수 있는 쉘의 노칭 가공방법 및 이를 위한 금형에 관한 것이다.

종래에 쉘이나 파이프 노치를 성형하기 위한 가공방법 및 장치로는 대한민국 등록특허 제10-1250839호(2013.03.29. 이하 '종래기술'이라 함) "파이프 노치 성형 장치 및 방법'이 개시되어 있다.

상기 종래기술은 평판 형상의 제1금형부; 상기 제1금형부에 지지되어 있으며, 노치를 성형하고자 하는 파이프의 내주면이 접하게 되는 지지막대; 상기 파이프의 외주면과 동일한 형상으로 형성되어, 상기 파이프의 외주면에 압박을 가하기 위해, 상기 제1금형부 상에 이동 가능하도록 장착되어 있는 복원부; 상기 복원부에 의해 지지된 상태로 상기 제1금형부와 일정 간격을 두고 배치되는 제2금형부; 상기 파이프를 펀칭하여 상기 파이프에 노치를 형성하기 위해 상하 왕복운동 하는 펀치; 상기 제2금형부 상에 장착되어 상기 펀치를 지지하며, 상기 펀치의 이동경로를 형성하는 펀치 홀더; 상기 파이프를 펀칭한 상기 펀치를 상기 파이프로부터 분리해 내기 위한 펀치분리부; 및 상기 펀치와 펀치분리부를 지지하기 위한 제3금형부를 포함하여 구성된다.

상기 종래기술은 도 5의 도시와 같이 개략적으로 나타낼 수 있다.

즉 상기 종래기술의 금형에서 커터(종래기술의 펀치)는 쉘의 외측에 배치되고, 다이(종래기술의 지지부재)는 쉘의 내부에 배치되는 구조로 형성된다.

이 경우 쉘(P)의 사이즈가 일정 이상되는 경우에는 작업 시, 별다른 문제가 발생하지 않지만, 쉘(P)의 사이즈가 작은 경우 쉘(P)의 내부로 투입되는 다이(10)는 쉘(P)의 내경 사이즈에 영향을 받게 된다.

즉 쉘(P)의 내경 사이즈가 작은 경우 쉘(P)의 내측으로 투입되는 다이(10)는 그 바디(11)의 두께가 얇게 제작되어야 하고, 특히 쉘(P)의 내경과 쉘(P)의 노칭 치수간의 여유가 크지 않은 경우 다이(10)의 바디(11) 사이즈를 상당히 얇게 제작되어야 한다.

하지만 다이(10)의 사이즈가 작아지는 경우 노칭 작업 시, 커터(20)와 다이(10)간의 마찰이나, 압력에 의하여 다이(10)의 파손이나 마모가 증가되어 금형의 수명을 감소시키는 문제가 있다.

또한 노칭 작업 시 커터(20)가 쉘(P)의 외부측 상부에서 하부로 작동되기 때문에 쉘(P) 전체에 커터(20)에 의한 압력이 가해지기 때문에 소재의 변형이나 파손의 문제가 있다.

따라서 상기한 바와 같은 종래기술의 문제를 해결하여 다이의 파손이나 마모를 방지하고, 쉘의 소재 변형을 방지하기 위한 금형 및 이를 이용한 노칭 가공방법의 개발이 절실히 요구되고 있다.

특허문헌 : 대한민국 등록특허 제10-1250839호(2013.03.29.)

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

다이가 쉘의 외측에 배치되고, 쉘 내부로 커터를 삽입시켜 쉘의 노칭부위를 쉘의 내측방향으로부터 외측방향으로 절단하여 노칭 가공을 수행하고, 특히 다이가 쉘의 외측에 배치되어 쉘의 내경 사이즈와 무관하게 다이를 제작할 수 있어 다이의 충분한 보강구조를 구현할 수 있으며, 이를 통하여 다이의 파손이나 마모를 감소시켜 금형의 수명을 증가키고자 하는 것을 하나의 목적으로 한다.

또한 본 발명은 쉘의 노칭부위를 커터에 의하여 내측으로부터 외측방향으로 절단함으로써 노칭 작업 시 소재에 가해지는 압력을 최소화하여 소재의 변형을 감소시키고, 이를 통하여 제품의 품질을 향상시키고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

본 발명에 따른 쉘의 노칭 가공방법은 (a) 쉘의 노칭부위를 설정하는 단계; (b) 상기 쉘의 외측에 배치된 다이에 상기 쉘을 배치시키는 단계; 및 (c) 상기 쉘의 내측에 커터를 배치시킨 후, 상기 커터에 상기 쉘의 노칭부위를 쉘의 내측방향으로부터 외측방향으로 절단하는 단계;를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 상기 다이는 상기 쉘의 외측에 배치되는 바디와, 상기 쉘의 외측면이 접하는 수용부와, 상기 바디에 형성되어 상기 쉘로부터 절단된 스크랩을 배출시키는 배출부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 다이의 배출부는 상협하광(上狹下廣) 형상으로 이루어져 상기 스크랩의 배출을 용이하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 수용부의 표면에는 상기 수용부에 안치된 쉘의 안정적인 지지를 유도하기 위한 지지부가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

한편 본 발명에 따른 쉘의 노칭 가공용 금형은 본체; 상기 본체에 구비되어 쉘의 외측에 배치되고, 상기 쉘이 얹히는 다이; 및 상기 본체에 구비되고, 상기 쉘의 내측에 배치되어 상기 쉘의 노칭부위를 내측으로부터 외측방향으로 절단하는 커터;를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 쉘의 노칭 가공방법 및 이를 위한 금형은 다이가 쉘의 외측에 배치되고, 쉘 내부로 커터를 삽입시켜 쉘의 노칭부위를 쉘의 내측방향으로부터 외측방향으로 절단하여 노칭 가공을 수행하고, 특히 다이가 쉘의 외측에 배치되어 쉘의 내경 사이즈와 무관하게 다이를 제작할 수 있어 다이의 충분한 보강구조를 구현할 수 있으며, 이를 통하여 다이의 파손이나 마모를 감소시켜 금형의 수명을 증가시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명은 다이의 파손이나 마모 감소를 통한 금형의 수면연장으로 경제성을 제고할 수 있게 된다.

또한 본 발명은 쉘의 노칭부위를 커터에 의하여 내측으로부터 외측방향으로 절단함으로써 노칭 작업 시 소재에 가해지는 압력을 최소화하여 소재의 변형을 감소시키고, 이를 통하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명은 다이의 배출부를 상협하광(上狹下廣) 형상, 즉 상부에서 하부로 갈수록 배출 공간이 넓어지도록 형성함으로써 커터에 의하여 절단된 스크랩의 배출의 용이하도록 하고, 이를 통하여 스트랩의 끼임현상으로 인한 작업지연을 막을 수 있어 작업능률을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 쉘의 노칭 가공방법을 나타내는 흐름도,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 쉘의 노칭 가공방법을 나타내는 공정도,
도 4는 본 발명에 따른 다이의 또 다른 변형례를 나타내는 단면도 및 확대도,
도 5는 종래의 쉘 노칭 가공방법 및 금형을 나타내는 개념도.

이하에서는 본 발명에 따른 쉘의 노칭 가공방법 및 이를 위한 금형을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

본 명세서상에서 쉘은 원형이나, 각형 형태의 강관, 파이프 등을 포함하는 개념이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 쉘의 노칭 가공방법은

쉘(P)의 노칭부위(NP)를 설정하는 (a) 단계(S100)와, 다이(10)에 쉘(P)의 외측면이 얹히도록 배치시키는 (b) 단계(S200)와, 쉘(P)의 내측에 커터(20)를 배치시킨 후, 쉘(P)의 노칭부위(NP)를 절단하는 (c) 단계(S300);를 포함하여 구성된다.

먼저 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 (a) 단계(S100)는 쉘(P)에 노칭부위(NP)를 표시하거나, 설정하는 공정이다.

다만 피강물인 쉘(P)은 원형인 경우가 대부분이고, 이러한 경우에는 그 형상의 특성상 별도로 노칭부위(NP)를 설정할 필요가 없을 수 있으나, 노칭부위(NP)를 특정하여야 하는 경우에는 노칭부위(NP)를 쉘(P)에 설정할 수 있다.

다음으로 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 (b) 단계(S200)는 쉘(P)의 외측에 배치된 다이(10)에 쉘(P)을 얹고, 커터(20)가 쉘(P)의 내측에 배치되도록 하는 공정이다.

먼저 본 발명에 따른 금형은 본체(첨부된 도면에는 도시되지 않음)가 구비된다.

본 발명에 따른 다이(10)는 본체에 구비되어 다이(10)는 쉘(P)의 외측에 배치되는 바디(11)와, 바디(11)에 형성되어 쉘(P)의 외측면이 접하는 수용부(13)와, 커터(20)에 의하여 절단된 스크랩(S)의 배출을 배출부(15)가 구비된다.

다이(10)의 바디(11)는 배출부(15)를 기준으로 양측으로 배치되고, 일측에 배치되는 바디(11)가 이동하거나, 또는 양측에 배치된 바디(11) 모두가 이동할 수 있도록 하여 각 바디(11)간의 이격거리를 조절할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이는 노칭 가공되는 쉘(P)의 사이즈(쉘(P)이 원형관인 경우 외경 사이즈)는 다양하기 때문에 쉘(P)의 사이즈에 따라 별도로 제작된 다이(10)를 사용하는 경우 경제성이 떨어지기 때문에 각 바디간의 이격거리를 조절하여 다양한 사이즈를 갖는 쉘(P)에 범용적으로 사용할 수 있도록 하기 위함이다.

또한 다이(10)의 수용부(13)는 각 바디(11)의 내측 상단부에 형성되어 쉘(P)의 외측면이 안치되어 쉘(P)을 받치는 부분이다.

이 경우 다이(10)의 수용부(13) 형상은 쉘(P)의 형상에 따라 대응되도록 형성되는데, 쉘(P)의 형상이 원형인 경우에는 호(弧) 형상으로 이루어지고, 쉘(P)이 각형인 경우에는 단턱 형태나, 각진 형태로 이루어져 쉘(P)을 안정적으로 지지할 수 있도록 하는 것이 가능하다.

또한 도 4에 도시된 바와 같이 수용부(13) 표면에는 지지부(17)가 구비될 수 있는데, 이 지지부(17)는 수용부(13)의 표면에 미세한 요철이나, 메쉬형태로 형성되거나 또는 고무와 같이 마찰계수가 높고 일정한 탄성을 갖는 재질을 덧대어 형성될 수 있다.

즉 지지부(17)는 수용부(13)의 표면에 미세한 요철이나 메쉬형태의 거친면을 형성하거나, 또는 쉘(P)과 다른 이종의 재질인 고무 등과 같이 마찰을 유도하는 재질을 사용하여 작업 시, 쉘(P)이 미끄러지거나, 유동하는 것을 방지하여 안정적인 작업을 유도할 수 있다.

또한 지지부(17)가 고무인 경우에는 커터(20)에 의한 절단 작업 시, 발생하는 압력에 대하여 지지부(17)가 완충 역할을 하여 압력을 흡수함으로써 쉘(P)의 변형을 최소화 함으로써 제품의 품질을 균일하게 유지 및 향상시킬 수 있다.

아울러 다이(10)의 배출부(15)는 각 바디(11) 사이에 형성되어 커터(20)에 의하여 절단된 스크랩(S)이 배출된는 공간을 형성하게 된다.

이 경우 도 2 및 도 3의 도시와 같이 배출부(15)가 상하로 일직선으로 배치되는 경우 스크랩(S)이 끼이거나, 배출이 원활하지 않은 경우를 대비하여 배출부(15)를 상협하광(上狹下廣) 형상으로 형성하는 것도 가능하다.

즉 배출부(15)는 도 4의 도시와 같이 배출공간이 상부에서 하부로 갈수록 넓어지도록 형성되어 스크랩(S)의 배출 시, 배출부(15)에 끼이는 현상을 방지함으로써 스크랩(S)의 배출이 용이하도록 하여 작업능률을 높이는 것이 바람직하다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 (c) 단계(S300)는 커터(20)에 의하여 쉘(P)의 노칭부위(NP)를 절달하는 공정이다.

보다 구체적으로는 (c) 단계(S300)에서는 쉘(P)의 내측에 배치되는 커터(20)가 쉘(P)의 내측으로부터 외측방향으로 작동되어 쉘(P)의 노칭부위(NP)를 절단하게 된다.

이는 종래의 쉘(P)을 노칭 가공하는 금형은 도 5의 도시와 같이 커터(20)가 쉘(P)의 외측에 배치되고, 다이(10)는 쉘(P)의 내부에 배치되는 구조로 형성된다.

이 경우 쉘(P)의 사이즈가 일정 이상되는 경우에는 작업 시, 별다른 문제가 발생하지 않지만, 쉘(P)의 사이즈가 작은 경우 쉘(P)의 내부로 투입되는 다이(10)는 쉘(P)의 내경 사이즈에 영향을 받게 된다.

즉 쉘(P)의 내경 사이즈가 작은 경우 쉘(P)의 내측으로 투입되는 다이(10)는 그 바디(11)의 두께가 얇게 제작되어야 하고, 특히 쉘(P)의 내경과 쉘(P)의 노칭 치수간의 여유가 크지 않은 경우 다이(10)의 바디(11) 사이즈를 상당히 얇게 제작되어야 한다.

하지만 다이(10)의 사이즈가 작아지는 경우 노칭 작업 시, 커터(20)와 다이(10)간의 마찰이나, 압력에 의하여 다이(10)의 파손이나 마모가 증가되어 금형의 수명을 감소시키는 문제가 발생할 수 있다.

또한 노칭 작업 시 커터(20)가 쉘(P)의 외부측 상부에서 하부로 작동되기 때문에 쉘(P) 전체에 커터(20)에 의한 압력이 가해지기 때문에 소재의 변형이나 파손의 문제가 발생하게 된다.

따라서 본 발명에서는 전술한 바와 같이 다이(10)를 쉘(P)의 외측에 배치시키고, 커터(20)를 쉘(P)의 내부로 배치시켜 전술한 바와 같은 종래 금형의 문제점을 해결하고자 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 다이(10)는 쉘(P)의 외츠에 배치되는 쉘(P)을 지지하기 때문에 쉘(P)의 사이즈나, 쉘(P)의 내경과 쉘(P)의 노칭 치수간의 여유가 큰지 작은에 상관없이 다이(10)의 사이즈를 충분히 확보할 수 있다.

이는 쉘(P)의 사이즈에 상관없이 다이(10)의 바디(11) 두께를 충분한 확보하는 것이 가능하게 되므로 노칭 작업 시, 다이(10)에 가해지는 압력에도 불구하고 다이(10)의 보강구조에 의하여 다이(10)의 파손이나 마모를 감소시켜 금형의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.

또한 노칭 작업 시, 커터(20)는 쉘(P)의 내부에 삽입되어 쉘(P)의 내측에서 외측방향으로 작동되기 때문에 커터(20)에 의하여 쉘(P)에 가해지는 압력을 노칭부위(NP)로 한정하는 것이 가능하게 된다.

따라서 노칭 작업 시, 쉘(P)에 가해지는 압력이 최소화됨으로써 쉘(P)의 변형이나, 파손을 방지함으로써 제품의 품질을 일정하게 유지할 수 있게 된다.

나아가 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 쉘의 노칭 가공용 금형은 본체와, 본체에 구비되고, 쉘(P)의 외측면에 얹히는 다이(10)와, 본체에 구비되고, 쉘(P)의 내측에 배치되어 쉘(P)의 노칭부위(NP)를 내측으로부터 외측방향으로 절단하는 커터(20)를 포함하여 구성된다.

상기한 바와 같이 구성되는 금형은 본 발명에 따른 쉘의 노칭 가공방법에서 기술된 구성요소를 모두 포함할 뿐만 아니라, 각 구성요소의 기능이나 작용 역시 동일하게 유지되므로 이하에서는 본 발명의 기술적 사상을 명확하기 위해 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 쉘의 노칭 가공방법 및 이를 위한 금형을 설명함에 있어 특정 형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

P : 쉘 NP : 노칭부위
S : 스크랩
10 : 다이
11 : 바디 13 : 수용부
15 : 배출부 17 : 지지부
20 : 커터

Claims (5)

1. 쉘(P)의 외측에 배치된 다이(10),
   상기 쉘(P)의 내측에 배치된 커터(20)로 이루어지되;
   상기 커터(20)는 상기 쉘(P)의 노칭부위(NP)를 쉘(P)의 내측방향으로부터 외측방향으로 절단하며,
   상기 다이(10)는
   상기 쉘(P)의 외측에 배치되는 바디(11)와,
   상기 쉘(P)의 외측면이 접하는 수용부(13)와,
   상기 바디(11)에 형성되어 상기 쉘(P)으로부터 절단된 스크랩(S)을 배출시키는 배출부(15)를 포함하며,
   상기 다이(10)의 배출부(15)는 상협하광(上狹下廣) 형상으로 이루어져 상기 스크랩(S)의 배출을 용이하도록 하고,
   상기 수용부(13)의 표면에는 상기 수용부(13)에 안치된 쉘(P)의 안정적인 지지를 유도하기 위한 지지부(17)가 더 구비되며,
   상기 다이(10)의 바디(11)는 배출부(15)를 기준으로 양측으로 배치되되;
   일측에 배치되는 바디(11)가 이동하거나, 또는 양측에 배치된 바디(11) 모두가 이동할 수 있도록 하여 각 바디(11) 간의 이격거리를 조절할 수 있도록 하며,
   상기 지지부(17)는 표면에, 미세한 요철이 형성되거나 또는 메쉬형태로 형성되거나 또는 고무 재질을 덧대어 형성된 것을 특징으로 하는 쉘의 노칭가공용 금형
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