KR101953707B1 - 좌우 방향 사용이 가능한 가변형 넥 다이 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 격벽(12) 및 안치홈(14)이 형성되는 지지체(11), 안치홈(14)의 좌우 상측 부위 각각에 일정 길이로 수평하게 연장 형성되는 제1, 2거치단(16, 18), 격벽(12) 각각의 중앙 부위에 형성되는 관통공(19)이 마련되는 지지부재(10); 반원 구조로서 하측 부위를 이루는 회전반(22), 회전반(22)의 상측 부위 좌우 각각에 일정 길이로 경사져 연장 형성되는 제1, 2밀착단(23, 24), θ1의 내각을 가지는 삼각 구조의 단면을 이루며 제2밀착단(24) 상측에 형성되는 지지단(25), 지지단(25)의 상측 부위에 형성되는 경사단차면(27), 경사단차면(27)의 상측 부위에서 삼각 구조의 단면을 이루며 형성되되 지지단(25)보다 작은 θ2의 내각을 가지는 가압단(26), 관통공(19) 및 체결홈(21) 각각에 삽입되어 회전반(22) 부위를 격벽(16)과 결합시키는 체결핀(28)이 마련되는 다이부재(20); 다이부재(20)의 제1밀착단(23) 중의 어느 하나가 지지부재(10)의 제1거치단(16) 중 어느 하나와 밀착될 때, 다이부재(20)의 다른 제1밀착단(23) 하면과 지지부재(10)의 다른 제2거치단(18) 사이에 삽입되는 버팀부재(30);를 포함하는 좌우 방향 사용이 가능한 가변형 넥 다이를 제공한다.

Description

좌우 방향 사용이 가능한 가변형 넥 다이{Variable type neck die which can be used both rightside and leftside}

본 발명은 넥 다이에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 코깅 작업이 완료된 강괴에 단차부를 형성함에 있어 다이 부재를 좌우 방향으로 일정 각도만큼 자유롭게 회전시킬 수 있도록 구성하여 짧은 시간에 매우 효율적으로 작업을 수행할 수 있는 가변형 넥 다이에 관한 것이다.

선박이나 발전을 위한 대형 엔진에 사용되는 크랭크 샤프트나 커넥팅 로드, 그리고 풍력 발전에 사용되는 메인 샤프트 등과 같은 대형 금속 구조물은 강괴를 가열로에서 일정 온도 이상 가열한 다음, 강괴를 유압 프레스의 상, 하부 다이 사이에 위치시켜 반복 가압하게 된다.

이를 코깅(cogging)이라 하는데, 이 코깅 작업이 완료되면 강괴는 길이는 길어지고 두께는 작아진다. 한편, 코깅 작업 된 강괴에 있어 특정 부위, 또는 복수 부위의 두께가 일정한 단차를 가지는 구조로 형성될 필요가 있는 경우에는, 도 4에 개시된 것과 같은 넥 다이(neck die) 이용하여 그 경계 지점(단차 지점)을 형성한다.

즉, 직각 삼각형의 단면 구조를 가지는 넥 다이의 하면 부위를 플레이트에 고정하고 넥 다이의 첨단 부위 상측에 강괴의 경계 지점을 위치시킨 상태에서, 가압 다이를 이용하여 강괴를 가압하면, 그 가압력에 의해 강괴의 표면에는 넥 다이에 의해 일정 깊이의 홈이 형성되며, 강괴를 일정 각도만큼씩 회전시키면서 이러한 작업을 반복 수행한다.

그런데 종래 넥 다이를 이용하여 강괴에 일정 폭을 가지는 단차부를 형성하기 위해서는, 도 4에 개시된 형상으로 넥 다이를 위치시킨 상태에서 강괴의 좌측에 경계 지점을 형성한 다음, 넥 다이를 일방향(또는 타방향)으로 180°만큼 회전시킨 다음 강괴의 우측 경계 지점 형성 작업을 이어가야 했다.

하지만, 넥 다이 자체가 대형 구조물이기 때문에 넥 다이의 좌우 위치 변경에는 일정 시간이 소요되는데, 이럴 경우 작업에 소요되는 시간이 길어지게 되면 대기하던 강괴 자체가 냉각될 수 있어 강괴를 재가열하여 작업을 이어가야 하는 문제가 있었다. 이는 강괴에 복수 개의 단차부를 형성해야 하는 경우에는 더욱 큰 문제점으로 작용하고 있다.

대한민국 등록특허 제0418464호 대한민국 등록특허 제1090334호

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 좌우 방향 모두에 대한 가공 작업을 단시간에 매우 용이하게 수행할 수 있는 넥 다이를 제공함에 있다.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여, 좌우 각각에는 일정 수직 높이를 가지며 상호 대향하는 격벽(12)이 마련되고 격벽(12) 사이에는 길이 방향으로 반원 구조를 이루는 안치홈(14)이 형성되는 지지체(11), 안치홈(14)의 좌우 상측 부위 각각에 일정 길이로 수평하게 연장 형성되는 제1거치단(16), 제1거치단(14)과 일정 수직 높이만큼 단차져 각 제1거치단(16)의 외측 부위에 일정 길이로 수평하게 연장 형성되는 제2거치단(18), 격벽(12) 각각의 중앙 부위에 형성되는 관통공(19)이 마련되는 지지부재(10); 반원 구조로 이루어져 하측 부위를 이루되 양측면 각각에 일정 깊이의 체결홈(21)이 형성되어 안치홈(12)에 안치되는 회전반(22), 회전반(22)의 상측 부위 좌우 각각에 일정 길이로 경사져 연장 형성되는 제1밀착단(23), 제1밀착단(23)과 일정 수직 높이만큼 단차져 각 제1밀착단(23)의 외측 부위에서 돌출되어 일정 길이로 경사져 연장 형성되는 제2밀착단(24), θ1의 내각을 가지는 삼각 구조의 단면을 이루며 제2밀착단(24) 상측에 형성되는 지지단(25), 지지단(25)의 상측 부위에 형성되는 경사단차면(27), 경사단차면(27)의 상측 부위에서 삼각 구조의 단면을 이루며 형성되되 지지단(25)보다 작은 θ2의 내각을 가지는 가압단(26), 관통공(19) 및 체결홈(21) 각각에 삽입되어 회전반(22) 부위를 격벽(16)과 결합시키는 체결핀(28)이 마련되는 다이부재(20); 다이부재(20)의 제1밀착단(23) 중의 어느 하나가 지지부재(10)의 제1거치단(16) 중 어느 하나와 밀착될 때, 다이부재(20)의 다른 제1밀착단(23) 하면과 지지부재(10)의 다른 제2거치단(18) 사이에 삽입되는 버팀부재(30);를 포함하여 이루어지는 기술적 특징이 있다.

본 발명은 가압단이 형성되는 다이부재를 지지부재에 대하여 좌우 방향으로 일정 각도 회전할 수 있도록 구성하되, 버팀부재로서 일측 또는 타측으로 회전된 다이부재를 안정적으로 지지할 수 있도록 구성함으로써, 작업 위치가 달라지더라도 매우 신속하고 안정적이며 정확한 작업을 수행할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 넥 다이의 개략적인 결합 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 넥 다이의 개략적인 측면 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 넥 다이의 개략적인 작동 상태도.
도 4는 종래 넥 다이의 개략적인 구성도.
도 5는 종래 넥 다이의 개략적인 작동 상태도.

본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명의 실시예를 상술함에 있어 본 발명의 기술적 특징과 직접적인 관련성이 없거나, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 사항에 대해서는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 넥 다이의 개략적인 결합 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 넥 다이의 개략적인 측면 구성도이다. 본 발명은 각 도면에 개시된 것과 같이, 지지부재(10), 다이부재(20), 버팀부재(30)를 포함하여 이루어지는 특징이 있다. 이하 이들 각 구성을 구체적으로 살펴본다.

지지부재(10)는 본 발명을 지지하는 수단으로, 격벽(12) 및 안치홈(14)이 마련되는 지지체(11), 제1, 2거치단(16, 18), 그리고 관통공(19)을 포함하여 이루어진다.

격벽(12)은 일정 수직 높이를 가지며 지지체(11)의 좌우 각각에 마련되며, 상호 대향한다. 관통공(19)은 격벽(12) 각각의 중앙 부위에 형성된다. 안치홈(14)은 격벽(12) 사이에 길이 방향으로 일정 깊이로 형성된다. 안치홈(14)은 반원 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

제1거치단(16)은 안치홈(14)의 좌우 상측 부위 각각에 일정 길이로 수평하게 형성된다. 제2거치단(18)은 도면과 같이 제1거치단(14)과는 일정 수직 높이만큼 단차지며, 각 제1거치단(16)의 외측 부위에 일정 길이로 수평하게 연장 형성된다.

다이부재(20)에는 체결홈(21)이 형성되는 회전반(22), 제1, 2밀착단(23, 24), 지지단(25) 및 가압단(27), 경사단차면(26), 그리고 체결핀(28)을 포함하여 이루어진다.

회전반(22)은 다이부재(20)의 하측 부위를 이루는 부분으로, 반원 구조로 이루어져 안치홈(12)에 안치된다. 체결홈(21)은 관통공(19)에 대응되는 부분으로, 회전반(22)의 양측면 각각에 일정 깊이로 형성된다.

제1밀착단(23)은 제1거치단(16)에 대응되는 부분으로, 회전반(22)의 상측 부위 좌우 각각에 일정 길이로 경사진 상태로 연장 형성된다. 제2밀착단(24)은 제2거치단(18)에 대응되는 부분으로, 제1밀착단(23)과 일정 수직 높이만큼 단차져 각 제1밀착단(23)의 외측 부위에서 돌출되며 일정 길이로 경사진 상태로 연장 형성된다.

지지단(25)은 θ1의 내각을 가지는 삼각 구조의 단면 형상으로 이루어지며, 제2밀착단(24) 상측에 형성된다. 경사단차면(27)은 지지단(25)의 상측 부위에 형성된다. 가압단(26)은 경사단차면(27)의 상측 부위에서 삼각 구조의 단면을 이루며 형성되며, 지지단(25)의 내각 θ1보다 작은 내각 θ2를 가진다.

체결핀(28)은 관통공(17) 및 체결홈(21) 각각에 삽입되며, 회전반(22) 부위를 격벽(16)과 결합시킨다. 이에 따라, 다이부재(20)는 회전반(22) 부위가 안치홈(14)에 안치된 상태에서, 체결핀(28)을 기점으로 좌우로 일정 각도 회전하는 것이 가능하다.

버팀부재(30)는 다이부재(20)에 의한 작업이 이루어질 때 다이부재(20)를 지지하는 수단으로, 도 3과 같이 다이부재(20)의 제1밀착단(23) 중의 어느 하나가 지지부재(10)의 제1거치단(13) 중 어느 하나와 밀착될 때, 다이부재(20)의 다른 제1밀착단(23) 하면과 지지부재(10)의 다른 제2거치단(14) 사이에 삽입된다.

도면에는 버팀부재(30)의 단면이

구조로 이루어지는 경우가 개시되어 있으나, 버팀부재(30)의 단면은 이와 달리 삼각 구조로 이루어질 수도 있다. 다만, 버팀부재는 도 3과 같이, 다이부재(20)의 다른 제1밀착단(23) 하면과 지지부재(10)의 다른 제2거치단(14) 사이에의 삽입 및 분리가 용이한 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이러한 구성으로 이루어지는 본 발명의 개략적인 작동을 첨부된 도 3 및 전술한 설명 부분을 참조하여 살펴본다.

먼저, 본 발명에 있어 다이부재(20)를 도 3의 실선과 같이 위치시켜 작업물(C)의 일측 부위에 대한 작업을 준비한다. 즉, 체결핀(28)을 기준으로 다이부재(20)를 반시계방향으로 일정 각도 회전시키면, 다이부재(20)의 좌측에 형성되는 제1, 2밀착단(23, 24) 각각이 지지부재(10)의 좌측에 형성되는 제1, 2거치단(16, 18) 각각에 밀착 거치된다.

이 상태에서, 다이부재(20)의 우측에 형성되는 제1밀착단(23)과 지지부재(10)의 우측에 형성되는 제2거치단(18) 사이에 버팀부재(30)를 삽입하면, 작업 준비가 완료된다.

작업 준비가 완료되면, 일정 온도로 가열되어 코깅 작업된 작업물(C)을 본 발명의 상측에 위치시킨 다음 미도시된 가압체를 이용하여 작업물(C)을 서서히 하강시킨다. 작업물(C)의 표면이 다이부재(20)의 가압단(26)과 접한 상태에서 더 가압되면, 작업물(C) 표면에는 가압단(26)에 의한 작업이 이루어진다.

이때, 가압단(26)에는 힘 F가 작용하게 되는데, 이 힘 F는 1차적으로 지지단(25)을 통해 분산되고, 제1, 2밀착단(23, 24) 및 제1, 2거치단(16, 18)을 통해 지지부재(10)로 자연스럽게 분산된다.

지지단(25)의 내각 θ1이 가압단(26)의 내각 θ2보다 크기 때문에, 작업 과정에서 가압단(26)으로 전달되는 힘은 매우 자연스럽게 지지단(25)으로 전달되어 분산될 수 있다. 이때, 가압단(26)의 반대 방향 하측 부위는 버팀부재(30)에 의해 적절하게 지지되기 때문에, 가압단(26)에 의한 작업은 더욱 안정적으로 이루어질 수 있다.

작업이 완료되면, 작업물(C)을 가압단(26)으로부터 일정 수직 거리 상승시킨 다음 일정 각도만큼 회전시키고, 이 상태에서 미도시된 가압체를 하강시켜 일정 각도 회전된 작업물(C)의 표면에 전술한 것과 동일하게 가압단(26)에 의한 작업이 이루어진다. 이후 이러한 단계를 반복하면 작업물(C)의 일측 부위에 대한 작업이 완료된다.

작업물(C)의 일측 부위에 대한 작업이 완료되면, 버팀부재(30)를 빼내고 다이부재(20)를 시계방향으로 일정 각도 회전시키면, 도 3의 점선과 같이 다이부재(20)의 우측에 형성되는 제1, 2밀착단(23, 24) 각각이 지지부재(10)의 우측에 형성되는 제1, 2거치단(16, 18) 각각에 밀착 거치된다.

이 상태에서, 다이부재(20)의 좌측에 형성되는 제1밀착단(23)과 지지부재(10)의 좌측에 형성되는 제2거치단(18) 사이에 버팀부재(30)를 삽입한다. 다이부재(20)의 회전 및 버팀부재(30)의 재삽입에 의해 다음 단계의 작업 준비가 완료된다.

작업물(C)의 타측 부위에 대한 작업 역시, 전술한 작업물(C)의 일측 부위에 대한 작업과 대동 소이하게 이루어질 수 있으며, 연이어 다이부재(20)를 반시계방향으로 일정 각도 회전시킨 다음 버팀부재(30)를 반대쪽에 다시 삽입함으로써, 작업물(C)의 다른 부위에 대한 작업이 연속하여 이루어질 수 있다. 즉, 작업물에 대한 재가열이 이루어지지 않더라도 의도하는 작업을 매우 용이하게 완료할 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들에 한정하여 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐이며, 본 발명은 이에 한정되지 않고 여러 다양한 방법으로 변경되어 실시될 수 있으며, 나아가 개시된 기술적 사상에 기초하여 별도의 기술적 특징이 부가되어 실시될 수 있음은 자명하다 할 것이다.

10 : 지지부재 20 : 다이부재
30 : 버팀부재 C : 작업물

Claims (1)

1. 좌우 각각에는 일정 수직 높이를 가지며 상호 대향하는 격벽(12)이 마련되고 격벽(12) 사이에는 길이 방향으로 반원 구조를 이루는 안치홈(14)이 형성되는 지지체(11), 안치홈(14)의 좌우 상측 부위 각각에 일정 길이로 수평하게 연장 형성되는 제1거치단(16), 제1거치단(14)과 일정 수직 높이만큼 단차져 각 제1거치단(16)의 외측 부위에 일정 길이로 수평하게 연장 형성되는 제2거치단(18), 격벽(12) 각각의 중앙 부위에 형성되는 관통공(19)이 마련되는 지지부재(10);
   반원 구조로 이루어져 하측 부위를 형성하되 양측면 각각에 일정 깊이의 체결홈(21)이 마련되어 안치홈(14)에 안치되는 회전반(22), 회전반(22)의 상측 부위 좌우 각각에 일정 길이로 경사져 연장 형성되는 제1밀착단(23), 제1밀착단(23)과 일정 수직 높이만큼 단차져 각 제1밀착단(23)의 외측 부위에서 돌출되어 일정 길이로 경사져 연장 형성되는 제2밀착단(24), θ1의 내각을 가지는 삼각 구조의 단면을 이루며 제2밀착단(24) 상측에 형성되는 지지단(25), 지지단(25)의 상측 부위에 형성되는 경사단차면(27), 경사단차면(27)의 상측 부위에서 삼각 구조의 단면을 이루며 형성되되 지지단(25)보다 작은 θ2의 내각을 가지는 가압단(26), 관통공(19) 및 체결홈(21) 각각에 삽입되어 회전반(22) 부위를 격벽(16)과 결합시키는 체결핀(28)이 마련되는 다이부재(20);
   다이부재(20)의 제1밀착단(23) 중의 어느 하나가 지지부재(10)의 제1거치단(16) 중 어느 하나와 밀착될 때, 다이부재(20)의 다른 제1밀착단(23) 하면과 지지부재(10)의 다른 제2거치단(18) 사이에 삽입되는 버팀부재(30);를
   포함하는 좌우 방향 사용이 가능한 가변형 넥 다이.

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