KR102001831B1 - A Rotating jig for electron beam welding - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전자빔 용접용 회전 지그에 관한 것으로, 상세히는 얇은 피용접물을 한꺼번에 다수 개 주축대와 심압대 사이에 기어형 홀더를 매개로 동축선상에 배치 고정한 상태에서 균일한 회전속도로 회전시켜 효율적으로 균일한 품질의 전자빔 용접을 할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a rotary jig for electron beam welding, and more particularly, to a rotary jig for electron beam welding, in which a thin workpiece is rotated and rotated at a uniform rotational speed in a state in which a plurality of workpieces are fixed and fixed on a coaxial line via a gear- So that electron beam welding of uniform quality can be performed.
일반적으로 정밀도를 요구로 하는 금속의 용접시에는 전자빔 용접(electron beam welding)법을 사용하고 있는데, 이는 고진공 분위기 하에서 음극으로부터 방출된 전자를 고전압으로 가속하고 용접물에 충돌시켜 그 에너지로 용접하는 방법으로, 고진공 중에서 이루어지기 때문에 대기에 반응하기 쉬운 금속도 용접이 용이하며, 전자빔을 렌즈로 가늘게 좁혀 에너지를 집속시킬 수 있으므로 지르코늄, 텅스텐, 몰리브덴 등 고융점 금속의 용접도 얼마든지 가능하다.In general, electron beam welding is used to weld metals that require precision. This method accelerates electrons emitted from a cathode under a high vacuum environment to a high voltage and collides with the welding material to weld the energy And high vacuum, it is easy to weld metals that are easy to react with the atmosphere. Since the electron beam can be narrowed by the lens to focus energy, welding of high melting point metals such as zirconium, tungsten and molybdenum is possible.
또, 전자빔 용접법은 용접입열(鎔接入熱)이 작기 때문에 용접이 어긋나는 등 변형되는 경우가 극히 적으며, 용접부의 폭이 좁기 때문에 정밀 용접이 가능하고, 용해 용접을 깊게 할 수 있기 때문에 두꺼운 판의 고속 용접도 가능하다는 장점이 있어서 산업 전반에 걸쳐 전자빔 용접기가 널리 사용되고 있다.In addition, since the electron beam welding method has a small welding heat input (heat input / exhaust), it is extremely less likely to be deformed, such as displacement of welding. Since the width of the welded portion is narrow, precision welding is possible and dissolution welding can be deepened. The electron beam welder is widely used throughout the industry.
본 발명과 관련된 종래기술로는 특허문헌 1 내지 3을 들 수 있는데, 특허문헌 1은 진공챔버 내에 고정 가능한 지그 본체와, 상기 지그 본체에 설치되되 복수 개의 용접물이 용접되도록 복수 개의 용접물을 고정하는 지그부가 구성되어 진공 챔버 내에 한 번에 복수 개의 용접물을 반입시킨 후 위치고정 및 회전을 통하여 전자빔 용접이 가능하도록 되어 있다.
특허문헌 2는 하나의 전자빔 용접기 지그장치로 직경이 다르거나 다양한 원형경로가 포함된 피용접물의 용접이 가능하도록 되어 있다.Patent Document 2 discloses a single electron beam welder jig device capable of welding an object to be welded having different diameters or various circular paths.
특허문헌 3은 전자빔 용접기의 진공챔버 내에 다수 개의 용접물을 설치하도록 다수 개의 용접물을 클램핑하여 진공챔버 내에서 용접할 수 있는 작업의 효율성을 높일 수 있고, 지그부에 클램핑된 용접물에서 일단을 심압부가 고정하여 균형도 또는 원통도를 유지한 상태에서 용접할 수 있으며, 다수 개의 지그 유닛과 심압부에 연결 고정된 용접물을 회전하도록 회전속도를 제어하여 균일한 용접 및 변형 방지를 할 수 있도록 되어 있다.In Patent Document 3, it is possible to increase the efficiency of welding work in a vacuum chamber by clamping a plurality of workpieces so that a plurality of workpieces are installed in the vacuum chamber of the electron beam welder, and one end of the clamped workpieces And can be welded while maintaining the degree of balance or the degree of cylinder, and the rotational speed is controlled so as to rotate the welded jointly fixed to the plurality of jig units and the deep seam portion, thereby preventing uniform welding and deformation.
한편, 얇고 작은 원형의 굴착비트 팁과 같은 소재를 전자빔 용접하고자 할 경우에는 상술한 특허문헌의 지그장치를 사용하기에는 부적합하다는 문제점이 있었으며, 이러한 얇고 작은 피용접물을 동축선상에서 다수 개 배치하여 동일한 속도로 회전시키면서 외곽을 용접하기 위한 회전 지그가 필요하게 되었다.On the other hand, in the case of electron beam welding of a material such as a thin and small circular excavating bit tip, there is a problem in that it is not suitable to use the jig device of the above-mentioned patent document. A plurality of such thin and small workpieces are arranged coaxially, And a rotary jig for welding the outer periphery is required.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 외형이 원형이면서 길이가 짧은 다수 개의 피용접물을 한꺼번에 동축선상에 배치 고정한 상태에서 회전시키면 외곽을 따라 전자빔 용접할 수 있는 전자빔 용접용 회전 지그를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide an electron beam welding apparatus capable of electron beam welding along an outer periphery thereof by rotating a plurality of workpieces having a circular shape and a short length, There is provided a rotary jig for welding.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 베이스 프레임과; 상기 베이스 프레임의 상부 일측에 설치되고 구동모터로부터 동력을 전달받아 회전하는 주축대와; 상기 베이스 프레임의 상부 타측에 상기 주축대와 대향하도록 설치되는 심압대와; 상기 주축대와 심압대 사이에 설치되며, 외면에 기어부가 형성된 복수의 기어형 홀더와; 상기 기어형 홀더의 하부에 회전가능하게 배치되어 상기 기어형 홀더의 기어부와 맞물리도록 외면에 기어부가 형성된 배치된 받침롤러;를 포함하여 이루어지는 전자빔 용접용 회전 지그를 제공한다.According to an aspect of the present invention, A main shaft installed at one side of the upper portion of the base frame and rotated by receiving power from the driving motor; A tailstock installed on the other side of the upper portion of the base frame so as to face the main shaft; A plurality of gear type holders installed between the main shaft and the tailstock and having gears formed on an outer surface thereof; And a support roller rotatably disposed at a lower portion of the gear-type holder and having a gear portion formed on an outer surface thereof to be engaged with a gear portion of the gear-type holder.
본 발명에 의하면 얇고 작은 피용접물을 다수 개 동축선상에 배치한 상태에서 회전시키면서 진공챔버 내부에서 동일한 분위기와 동일한 용접조건하에서 전자빔 용접이 이루어지게 되므로 용접품질의 향상과 용접작업의 효율성을 극대화할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, electron beam welding is performed under the same atmosphere and same welding conditions in a vacuum chamber while rotating a thin and small workpiece in a state where a plurality of thin and small workpieces are arranged on a coaxial line, thereby improving welding quality and maximizing efficiency of welding work There is an effect.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 전자빔 용접용 회전 지그의 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 전자빔 용접용 회전 지그의 평면도,
도 3은 도 2의 A - A선 단면도,
도 4는 회전 지그의 기어형 홀더 사이에 피용접물이 끼움 고정되는 상태를 도시한 분해도,
도 5는 도 4에 도시된 피용접물의 전자빔 용접 전 단면도,
도 6은 피용접물의 전자빔 용접 후 단면도이다.1 is a perspective view of a rotary jig for electron beam welding according to an embodiment of the present invention,
Fig. 2 is a plan view of the rotary jig for electron beam welding shown in Fig. 1,
3 is a sectional view taken along the line A-A in Fig. 2,
4 is an exploded view showing a state in which a workpiece is fitted and fixed between gear-type holders of a rotary jig,
Fig. 5 is a cross-sectional view of the workpiece shown in Fig. 4 before electron beam welding,
6 is a cross-sectional view after the electron beam welding of the workpiece.
이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 4에는 본 발명의 일 실시 예에 의한 전자빔 용접용 회전 지그가 도시되어 있는데, 이는 베이스 프레임(10)과; 상기 베이스 프레임(10)의 상부 일측에 설치되고 구동모터(20)로부터 동력을 전달받아 회전하는 주축대(30)와; 상기 베이스 프레임(10)의 상부 타측에 상기 주축대(30)와 대향하도록 설치되는 심압대(40)와; 상기 주축대(30)와 심압대(40) 사이에 설치되며, 외면에 기어부(52)가 형성된 복수의 기어형 홀더(50)와; 상기 기어형 홀더(50)의 하부에 회전가능하게 배치되어 상기 기어형 홀더(50)의 기어부(54)와 맞물리도록 외면에 기어부(62)가 형성된 배치된 받침롤러(60);를 포함하여 이루어져 있다.1 to 4 show a rotary jig for electron beam welding according to an embodiment of the present invention, which includes a
도면 중 부호 W는 피용접물로, 도 5에 도시된 바와같이 1쌍의 탄탈륨 커버(C1,C2) 내부에 초경합금으로 이루어진 비트 팁(B)이 삽입되어 있으며, 1쌍의 탄탈륨 커버(C1,C2) 사이를 도 6에 도시된 바와 같이 전자빔 용접하여 용접부(f)를 형성함으로써 커버(C1,C2)를 완전히 밀봉하게 된다.5, a bit tip B made of a cemented carbide is inserted into a pair of tantalum covers C1 and C2, and a pair of tantalum covers C1 and C2 ) Are welded together by electron beam welding as shown in Fig. 6, thereby completely sealing the covers C1, C2.
상기 용접부(f)는 피용접물이 겹치기 식으로 용접되는 것으로 도시되어 있으나 맞대기 식으로 용접될 수도 있음은 물론이다.It should be understood that the welded portion f is shown as being welded in a lapping manner, but may also be welded in a butt manner.
본 실시 예에 의한 회전 지그에서 용접할 수 있는 피용접물은 도 5에 도시된 석유시추용 드릴비트 팁에 한정되지 않고 원형이면서 두께가 얇은 피용접물이라면 어떠한 것이라도 가능하다.The workpieces to be welded in the rotary jig according to the present embodiment are not limited to the oil drill bit tip shown in Fig. 5, and any workpiece having a round shape and a small thickness can be used.
본 실시 예에서, 상기 회전 지그(1)는 모터(20)의 구동과 정지 및 회전속도는 피용접물의 소재나 크기 등에 따라 진공 챔버 내부에 투입된 상태에서 외부에서 임의로 컨트롤 할 수 있다,In the present embodiment, the
본 실시 예에서, 상기 주축대(30)는 하나의 메인 주축대(30')와 상기 메인 주축대(30')로부터 동력을 전달받아 구동되는 복수의 서브 주축대(30a,30b,30c)를 포함하며, 심압대(40)는 상기 서브 주축대(30a,30b,30c)와 각각 대응되도록 복수의 심압대(40a,40b,40c)로 구성되어 있다.In the present embodiment, the
본 실시 예에서, 상기 모터(20)에서 메인 주축대(30')로의 동력전달은 모터 축(21)에 설치된 풀리(22)와 메인 주축대(30')의 주축(31)에 설치된 풀리(32) 사이에 연결된 벨트(24)에 의해 이루어지도록 되어 있고, 상기 메인 주축대(30')의 척(34)에는 서브 주축대(30a)의 축(35)이 결합되어 있으며, 상기 서브 주축대(30a)의 양측으로는 또 다른 서브 주축대(30b,30c)가 설치되고, 상호 타이밍 벨트(36)로 연결되어 상기 서브 주축대(30a)와 동일한 속도 및 동일한 방향으로 회전되도록 되어 있다.In this embodiment, the power transmission from the
도면 중 부호 32a는 서브 주축대(30a,30b,30c)에 각각 축결합된 풀리이고, 34a는 서브 주축대(30a,30b,30c)의 척으로, 말단의 기어형 홀더(50a)가 물리도록 되어 있다. In the figure,
상기 심압대(30)는 3개의 서브 주축대(30a,30b,30c)와 대향하도록 평행하게 배치된 3개의 심압대(40a,40b,40c)로 구성되어 있으며, 콘(cone) 형으로 이루어진 심압대 축(42)이 공회전가능하게 설치되어 있고, 이 심압대 축(42)은 조작레버(44)의 조작에 의해 후퇴되거나 스프링(46)에 의해 서브 주축대(30a~30c) 쪽으로 밀려나가도록 되어 있다.The
상기 기어형 홀더(50)는 도 4에 도시된 바와 같이 서브 주축대(30a,30b,30c)의 척(34a)에 물리도록 일측에 십자형 축(51)이 돌출되고 타측에 요홈(54)이 형성된 말단의 기어형 홀더(50a)를 더 포함하며, 중간부와 심압대 측에 위치하는 기어형 홀더(50)는 외곽에 기어부(52)가 형성되어 있고, 전,후 양면에 피용접물(W)이 끼워지는 요홈(54)이 형성되어 있으며, 중심부에는 심압대 축(42)에 센터링되도록 센터링 구멍(56)이 형성되어 있다.4, a
본 실시 예에서, 상기 기어형 홀더(50,50a)의 규격은 피용접물(W)의 규격에 따라서 예를 들면, 피용접물의 외경이 10mm인 경우, 13mm인 경우, 16mm인 경우 등과 같이 다양하므로 기어형 홀더(50,50a) 자체의 크기 및 내측에 형성된 요홈(54)의 크기와 깊이도 다양하게 제작할 수 있음은 물론이다.In the present embodiment, the specifications of the gear-
한편, 상기 받침롤러(60)는 기어형 홀더(50)의 하부에 1쌍씩 설치되어 기어형 홀더(50)를 안정적으로 받친 사태에서 회전될 수 있도록 되어 있는데, 베이스 프레임(10)의 상부에 양단이 회전가능하게 지지되어 있고, 외곽에 상기 기어형 홀더(50)의 외곽에 형성된 기어부(52)와 맞물리는 기어부(62)가 형성되어 있다.The
상기 받침롤러(60)는 길다란 환봉을 길이방향을 따라 기어부(62)를 형성한 것으로, 다수 개의 회전형 홀더(50)와 동시에 맞물린 상태에서 동일한 속도로 회전되도록 받쳐주게 된다.The
이와 같이 구성된 본 실시 예의 회전 지그(1)는 진공 챔버 안에 설치하여 사용하게 되는바, 피용접물(W)을 장착하기 위해서 심압대(40)의 축(42)을 후퇴시킨 상태에서 다수의 피용접물(W)을 기어형 홀더(50)의 사이사이에 끼우고, 이를 받침롤러(60)의 상부에 안치한 상태에서 심압대 축(42)을 전진시키면 기어형 홀더(50)와 피용접물(W)이 서브 주축대(30a,30b,30c)와 심압대(40a,40b,40c)가 이루는 동축선상에서 일직선 상태로 고정되게 되며, 진공 챔버의 도어를 밀폐시키고 진공 챔버 내부를 진공상태로 전환한 후 모니터를 보면서 전자빔 초점이 각각의 피용접물(W)의 용접부위에 일치되도록 조정한 상태에서 모터(20)를 구동시키면 주축대(30a,30b,30b)가 회전하게 되면서 피용접물(W)의 외곽을 따라 용접이 이루어지게 되는 것이며, 이러한 용접은 회전 지그(1) 위에 올려진 모든 피용접물(W)을 대상으로 순차적으로 실시하면 된다.The
본 실시 예에 의한 회전 지그(1)는 다수의 얇은 피용접물(W)을 기어형 홀더(50) 사이에 끼운 상태에서 한꺼번에 진공 챔버에 투입되며, 받침롤러(60) 위에 안치되어 동축선상에서 안정적인 회전을 하면서 용접이 순차적으로 이루어지게 되므로 전자빔 용접작업의 효율성을 극대화할 수 있으며, 다수의 피용접물(W)은 동일한 진공 분위기에서 동일한 용접조건하에서 용접이 이루어지게 되므로 용접품질의 균일화를 달성할 수 있게 되는 것이다. The
1 : 회전 지그
10 : 베이스 프레임
20 : 구동모터
21 : 축
22 : 풀리
24 : 벨트
30 : 주축대
30' : 메인 주축대
30a,30b,30c : 서브 주축대
31 : 축
32,32a : 풀리
34,34a : 척
36 : 풀리
40, 40a,40b,40c : 심압대
42 : 심압대 축
44 : 조작레버
46 : 스프링
50,50a : 기어형 홀더
51 : 십자형 축
52 : 기어부
54 : 요홈
56 : 센터링 구멍
60 : 받침롤러
62 : 기어부
B : 비트 팁
C1,C2 : 커버
f : 용접부
W : 피용접물1: rotation jig
10: Base frame
20: Driving motor
21: Axis
22: Pulley
24: Belt
30: Headstock
30 ': Main spindle
30a, 30b, and 30c:
31: Axis
32,32a: pulley
34, 34a: Chuck
36: Pulley
40, 40a, 40b, 40c:
42:
44: Operation lever
46: spring
50,50a: gear type holder
51: Cross-axis
52:
54: Groove
56: Centering hole
60: Support roller
62: gear portion
B: Bit tip
C1, C2: cover
f: weld
W: Welded material
Claims (4)
상기 베이스 프레임(10)의 상부 일측에 설치되고 구동모터(20)로부터 동력을 전달받아 회전하는 주축대(30);
상기 베이스 프레임(10)의 상부 타측에 상기 주축대(30)와 대향하도록 설치되는 심압대(40);
상기 주축대(30)와 심압대(40) 사이에 설치되며, 외면에 기어부(52)가 형성된 복수의 기어형 홀더(50);
상기 기어형 홀더(50)의 하부에 회전가능하게 배치되어 상기 기어형 홀더(50)의 기어부(54)와 맞물리도록 외면에 기어부(62)가 형성된 배치된 받침롤러(60);를 포함하여 이루어지는 전자빔 용접용 회전 지그로.
상기 기어형 홀더(50)는 전후 양면에 피용접물(W)이 끼워지도록 요홈(54)이 형성되고, 상기 요홈(54)의 중심부에는 심압대 축(42)에 센터링되도록 센터링 구멍(56)이 형성되며, 상기 기어형 홀더(50)는 일측에 십자형 축(51)이 돌출되고 타측에 요홈(54)이 형성된 말단의 기어형 홀더(50a)를 더 포함하고,
상기 받침롤러(60)는 기어형 홀더(50)의 하부에 1쌍씩 설치된 것을 특징으로 하는 전자빔 용접용 회전 지그.A base frame 10;
A main shaft 30 installed on one side of the upper portion of the base frame 10 and rotated by receiving power from the driving motor 20;
A tailstock 40 installed on the other side of the upper portion of the base frame 10 so as to face the main shaft 30;
A plurality of gear-type holders 50 provided between the main shaft 30 and the tailstock 40 and having gear portions 52 formed on the outer surface thereof;
And a support roller 60 rotatably disposed below the gear-type holder 50 and having gear portions 62 formed on the outer surface thereof to engage with gear portions 54 of the gear-type holder 50 To the rotary jig for electron beam welding.
The gear type holder 50 is provided with a groove 54 so as to fit the workpiece W on both the front and rear surfaces thereof and a centering hole 56 is formed at the center of the groove 54 so as to be centered on the tailstock shaft 42 The gear type holder 50 further includes a distal gear type holder 50a having a cross shaft 51 protruded on one side and a groove 54 on the other side,
And a pair of support rollers (60) are installed at a lower portion of the gear type holder (50).
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |