KR101930699B1 - 금속소재 성형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레임; 상기 프레임 상부에 설치되고, 바(bar) 형상의 금속소재를 클램핑하여 일방향으로 이동시키는 이송부; 상기 프레임 상부에 설치되고 상기 이송부 전측에 위치하며, 수평방향으로 왕복이동되는 작동부; 상기 작동부의 단부에 연결되어 상기 작동부의 왕복이동에 연동되어 상기 금속소재의 주입방향에 대향되는 방향으로 일정각도가 회전되어 상기 금속소재를 가압하여 단면적을 축소시킬 수 있는 성형부가 포함되는 것을 특징으로 한다.

Description

금속소재 성형장치{Apparatus for forming metal material}

본 발명은 금속소재 성형장치에 관한 것으로, 길이가 긴 금속소재의 가압하여 외형 및 단면적을 축소 가공할 수 있는 금속소재 성형장치에 관한 기술이다.

통상적으로 제조분야에서 사용하는 가공법들 중 소재를 영구 변형하는 소성변형을 주로 사용한다.

특히, 본원발명에서 사용되는 금속소재인 스테인리스는 길이가 긴 소재는 압연에 의한 가공 방법을 많이 사용하여 자동차 부품재 등 각종 산업현장에서 많이 사용되고 있다.

본원발명과 관련된 종래 기술로는 특허문헌 1에는 강봉의 제조방법에 관한 것으로, 강봉을 제조하기 위해 압연공정과 인발공정이 개시되어 있다.

종래에는 압연가공은 금속소재의 외주면에 회전하는 롤러에 의해 가압되어 단면적을 감소하는데만 사용해 왔다.

그러나, 종래에는 회전하는 롤러에 금속소재가 주입되므로 원형의 환봉만 가공할 수 있을 뿐이고, 사각봉 또는 테이퍼진 형상 등 다양한 형상을 가진 이형형상을 가공하기는 어려운 점이 있어왔다.

KR 10-0779912 B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 여러가지 이형형상을 가공할 수 있는 금속소재 성형장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 프레임; 상기 프레임 상부에 설치되고, 바(bar) 형상의 금속소재를 클램핑하여 일방향으로 이동시키는 이송부; 상기 프레임 상부에 설치되고 상기 이송부 전측에 위치하며, 수평방향으로 왕복이동되는 작동부; 상기 작동부의 단부에 연결되어 상기 작동부의 왕복이동에 연동되어 상기 금속소재의 주입방향에 대향되는 방향으로 일정각도가 회전되어 상기 금속소재를 가압하여 단면적을 축소시킬 수 있는 성형부가 포함되는 것을 특징으로 한다.

상기 이송부는 상기 프레임에 설치되는 대차실린더와, 상기 대차실린더의 단부에 설치되어 왕복이동되는 대차와, 상기 대차 상부 양측에 형성되어 밀착 결합에 의해 상기 금속소재를 감싸여 클램핑하는 한 쌍의 클램프와, 상기 대차에 상부 양측에 설치되어 상기 클램프 각각을 이동시키는 클램프실린더로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 작동부는, 상기 프레임 상부에 수평방향으로 설치되는 슬라이드실린더와, 상기 슬라이드실린더에 연동되어 수평방향으로 이동되는 수직플레이트와, 상기 수직플레이트의 일면에 일정각도마다 설치되며 상기 성형부 일단이 연결되어 상기 수직플레이트 이동에 따라 상기 성형부가 회전되게 하는 링크로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 성형부는, 일단은 상기 링크와 연결되어 상기 작동부의 수평이동 방향에 따라 일정각도로 회전되는 회전바와 상기 회전바 단부에 연장되는 원호형상의 금형으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 성형부에는 로드셀이 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있을 것이다.

이송부와 성형부에 의해 사각봉, 테이퍼진 형상 등 다양하게 가공 가능하다. 특히, 성형부가 원호형상으로 형성되고 금속소재의 주입방향에 반대방향으로 회전하여 상승시 금속소재를 가압하여 성형하므로 가압량이 많고, 가압량 반복 횟수에 따라 성형량 조절이 가능하다.

인발 성형의 특성상 구출부의 절삭가공 시 절삭 스크랩과 구출부길이만큼 불가불 로스가 발생하게 된다. 상기의 기술적용 시 압연공정으로 절삭 스크랩이 없어지고 초기소재의 로스를 저감 할 수 있다.

이형단면재의 경우 구출부의 정형 압연가공으로 가공경화되어 절삭 가공에 비해 단위 단면적당 더욱 많은 인발하중을 견딜 수 있어 인발 패스수를 줄여 공정로스를 절감할 수 있다.

기존 다단패스 인발의 경우 등가형상일 경우 국부적인 단면변형율로 소재 결함을 줄 수 있었지만, 구출부 확보의 어려움이 있어 등면적형상으로 중간 형상설계 적용을 할 수 없거나, 패스 수를 늘여야 했다. 상기 기술 적용 시 패스 수를 늘이지 않고서도 등면적형상 중간형상 금형 설계 적용이 가능하다.

또한, 테이퍼 형상의 봉상 가공이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 금속소재 성형장치의 전체 구성도이다.
도 2는 도 1의 평면도.
도 3은 수직플레이트의 정면 형상을 나타낸도.
도 4는 도 1의 성형부 작동 상태도.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 금속소재 성형장치의 전체 구성도이고, 도 2는 도 1의 평면도이고, 도 3은 수직플레이트의 정면 형상을 나타낸도이며, 도 4는 도 1의 성형부 작동 상태도이다.

도 1과 2를 기본으로 참조하여 설명하고 필요시 도 3과 4를 참조하기로 한다.

먼저, 도 1과 2를 참조하면, 본 발명인 금속소재(10) 성형장치는 크게, 프레임(100), 이송부(200), 작동부(300) 및 성형부(400)를 포함하여 이루어진다.

상기 프레임(100)은 바닥면에 길게 위치하여 상기 이송부(200), 작동부(300) 및 성형부(400)를 설치할 수 있다.

상기 이송부(200)는 금속소재(10)를 이송시킬 수 있는 구성이다.

상기 이송부(200)는 상기 프레임(100) 상부에 설치되고, 바(bar) 형상의 금속소재를 클램핑하고 일방향으로 이동시켜 상기 성형부(400)로 공급할 수 있다.

여기서, 상기 이송부(200)는 상기 금속소재(10)를 일정길이만큼 이동시키고 정지하고 또 다시 이동과 정지를 반복하여 상기 성형부(400)에 공급하여 성형이 이루어질 수 있게 한다.

상기 이송부(200)의 구성을 살펴보면, 상기 프레임(100)에 고정 설치되는 대차실린더(220)와, 상기 대차실린더(220)의 단부에 설치되어 상기 대차실린더(220)의 작동에 의해 왕복이동되는 대차(240)와, 상기 대차(220) 상부 양측에 형성되어 밀착 결합에 의해 상기 금속소재(A)를 감싸여 클램핑하는 한 쌍의 클램프(260)와, 상기 대차(260) 상부 양측에 설치되어 단부가 상기 클램프(260)와 고정되어 상기 클램프(260)를 상기 금속소재(10) 측으로 이동시키는 클램프실린더(280)로 구성된다.

즉, 상기 클램프(260)는 상기 금속소재(10)를 클램핑, 언클램핑할 수 있고, 대차실린더(280)의 작동에 의해 상기 금속소재(10)를 점차적으로 이동시킬 수 있게 된다.

상기 작동부(300)는 수평이동에 의해 상기 성형부(400)에 회전동력을 부여하기 위한 구성이다.

상기 작동부(300)는 상기 프레임(100) 상부에 설치되고 상기 이송부(200) 전측, 즉 금속소재(10)가 이송되는 방향에 위치한다.

그리고, 수평이동에 의해 상기 성형부(400)에 회전동력을 부여하여 단부가 일정각도로 왕복 회전되게 할 수 있다.

상기 작동부(300)는 상기 프레임(100) 상부에 수평방향으로 설치되는 슬라이드실린더(320)와, 상기 슬라이드실린더(320)의 작동에 연동되어 수평방향으로 이동되는 수직플레이트(340)와, 상기 수직플레이트(340)의 일면에 일정각도마다 설치되고 단부에 상기 성형부(400)가 회전가능하도록 연결되는 링크(360)로 구성된다.

도 4를 참조하면, 상기 수직플레이트(340)에 링크(360)가 90°마다 설치되게 하여 총 4개소 설치하도록 하였다.

상기 성형부(400)는 금속소재(10)를 가압하여 성형할 수 있는 구성이다.

상기 성형부(400)는 상기 작동부(300)에 연동되어 회전이 이루어진다.

상기 성형부(400)는, 일단은 상기 링크(360)와 연결되어 상기 작동부(300)의 수평이동 방향에 따라 일정각도로 회전되는 회전바(420)와 상기 회전바 단부에 연장되는 원호형상의 금형(440)으로 구성되는 것을 특징으로 하며, 도 4를 참조하면, 상기 링크(360)의 수평 왕복이동에 따라 상기 성형부(400)의 회전동작을 쉽게 이해할 수 있다.

여기서, 상기 회전바(420)의 일단은 상기 링크(360)의 단부와 연결되고 타단이 고정된 브라켓에 연결된다.

그래서, 상기 작동부(300)에서 상기 수직플레이트(340)가 브라켓측으로 이동되게 되면 상기 회전바(420)는 금속소재 이송방향으로 회전이 이루어지게 되어 상기 금형(440)은 상기 금속소재(10)를 가압하여 단면적을 축소시킬 수 있다.

이때, 상기 금형(440)은 원호형상으로 형성되어 단부가 상기 금속소재(10)에 밀착 가압되게 된다.

그리고, 상기 성형부(400)에는 로드셀이 설치되어 가압력을 측정할 수 있다. 여기서 로드셀은 이송된 금속소재(A)의 외면에 상기 성형부(400)가 가압되어 회전할때 상기 성형부(400)에는 부하를 측정하게 된다.

이때, 시뮬레이션 또는 반복적 작업을 통해 얻어진 평균치 즉, 적정 가압력이 제어부에 설정하게 되고, 상기의 로드셀에서 입력받은 가압력을 비교하여 금속소재의 성형이 잘 이루어지는지 판단할 수 있다.

예를들어, 기설정된 가압력을 바탕으로 이보다 큰 경우는 금속소재의 이송이 많이 이루어진 것으로 알 수 있으며, 이보다 작은 경우는 금속소재가 이송이 작게 이루어진 경우로 판별할 수 있다.

다음으로, 본 발명인 금속소재 성형장치의 작동 순서를 설명하도록 한다.

먼저, 상기 이송부(200)에서 금속소재(10)를 클램핑하고 상기 대차(240)가 전진하여 상기 금속소재(10)는 상기 성형부(400)측으로 일정거리만큼 이동시킨다.

그리고, 상기 작동부(300)에 작동에 의해 링크(360)가 시계반대 방향으로 회전함에 따라 상기 성형부(400)는 상기 금속소재(10)의 이송방향에 반대되는 방향으로 상향 회전하여 상기 금속소재(10)의 외주면을 성형을 한다.

그 다음, 상기 작동부(300)의 작동에 의해 링크(260)는 시계방향으로 회전함에 따라 상기 성형부(400)는 원위치로 복귀하게 되고, 상기 이송부(200)는 금속소재(10)를 언클램핑하고 대차(240)가 후진하여 복귀하게 된다.

따라서, 상기 금속소재(10)가 일정거리만큼 이송되어 성형부(400)에 의해 성형되는 과정이 반복적으로 이루어져 금속소재(10)의 단면적을 감소시킬 수 있게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 금속소재 성형장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 발명의 기본적인 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.

100: 프레임 200: 이송부
220: 대차실린더 240: 대차
260: 클램프 280: 클램프실린더
300: 작동부 320: 슬라이드실린더
340: 수직플레이트 360: 링크
400: 성형부 420: 회전바
440: 금형

Claims (5)

1. 프레임(100);
   상기 프레임 상부에 설치되고, 바(bar) 형상의 금속소재를 클램핑하여 일방향으로 이동시키는 이송부(200);
   상기 프레임 상부에 설치되고 상기 이송부 전측에 위치하며, 수평방향으로 왕복이동되는 작동부(300);
   상기 작동부의 단부에 연결되어 상기 작동부의 왕복이동에 연동되어 상기 금속소재의 주입방향에 대향되는 방향으로 일정각도가 회전되어 상기 금속소재를 가압하여 단면적을 축소시킬 수 있는 성형부(400);가 포함되는 것을 특징으로 하되,
   상기 이송부(200)는,
   상기 프레임에 설치되는 대차실린더(220)와, 상기 대차실린더의 단부에 설치되어 왕복이동되는 대차(240)와, 상기 대차 상부 양측에 형성되어 밀착 결합에 의해 상기 금속소재를 감싸여 클램핑하는 한 쌍의 클램프(260)와, 상기 대차에 상부 양측에 설치되어 상기 클램프 각각을 이동시키는 클램프실린더(280)로 구성되는 것을 특징으로 하는 금속소재 성형장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 작동부(300)는,
   상기 프레임 상부에 수평방향으로 설치되는 슬라이드실린더(320)와, 상기 슬라이드실린더에 연동되어 수평방향으로 이동되는 수직플레이트(340)와, 상기 수직플레이트의 일면에 일정각도마다 설치되며 상기 성형부 일단이 연결되어 상기 수직플레이트 이동에 따라 상기 성형부가 회전되게 하는 링크(360)로 구성되는 것을 특징으로 하는 금속소재 성형장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 성형부(400)는,
   일단은 상기 링크와 연결되어 상기 작동부의 수평이동 방향에 따라 일정각도로 회전되는 회전바(420)와 상기 회전바 단부에 연장되는 원호형상의 금형(440)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 금속소재 성형장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 성형부(400)에는,
   로드셀이 설치되는 것을 특징으로 하는 금속소재 성형장치.

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