KR102179868B1 - Electrode for bolt welding and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동차 부품 및 각종 기계부품의 소재로 널리 사용되는 볼트용접 금속판재의 제작을 위하여, 금속판 모재에 형성시킨 볼트구멍으로 용접용 볼트의 다리부를 삽입시키는 한편, 상기 용접용 볼트의 볼트헤드 바닥면에 돌출 형성된 용접돌기가 모재의 상부측 표면과 밀착되도록 한 상태에서, 전기저항 용접방식으로 해당 볼트를 모재와 일체로 용접시킬 수 있도록 한 볼트 용접용 전극 및 그 제조방법에 관한 것이다.In order to manufacture a bolt-welded metal plate widely used as a material for automobile parts and various mechanical parts, the present invention inserts the leg of the welding bolt into the bolt hole formed in the metal plate base material, while the bottom of the bolt head of the welding bolt The present invention relates to an electrode for welding bolts and a method of manufacturing the same, in which the corresponding bolt can be welded integrally with the base material by an electric resistance welding method in a state in which the welding protrusion formed on the surface is in close contact with the upper surface of the base material.
일반적으로 자동차 부품 및 각종 기계부품의 소재로 널리 사용되는 볼트용접 금속판재를 제작하는 방식은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 금속판재가 되는 모재(3)상에 일정한 배치간격을 두고 볼트구멍(4)을 형성시킨 다음, 이 중에서 택일한 하나의 볼트구멍(4)이 하부전극봉(2)의 상단 내측에 삽입된 전극(10)용 절연체(12)의 삽입통로와 대응되도록 모재(3)를 일차 세팅하며, 그 이후 용접용 볼트(5)를 볼트이송대(6)로 운반시켜 해당 볼트(5)의 다리 부분이 모재(3)의 볼트구멍(4)을 거쳐 절연체(12)의 삽입통로를 따라 삽입되도록 한다.In general, the method of manufacturing a bolt-welded metal plate, which is widely used as a material for automobile parts and various mechanical parts, is a bolt hole at a predetermined interval on the
상기와 같은 상태에서 상부전극봉(1)을 하강시켜 볼트헤드 부분을 누름과 동시에, 하부전극봉(2) 내부의 승하강로드(8)를 상승시켜 전극몸통(11)의 상단면이 모재(3)의 바닥면을 떠받치게 함으로서, 볼트헤드 바닥면의 용접돌기(9)가 모재(3)의 상부 표면과 강하게 밀착되도록 한 다음, 상부전극봉(1)과 하부전극봉(2)에 전류를 인가시켜 용접돌기(9)와 모재(3)간의 좁은 접촉부위에 강한 전기저항 및 고온의 용접열을 유도함에 따라, 해당 볼트(5)를 모재(3)와 일체로 용접시키는 방식이 적용된다.In the above state, the upper electrode (1) is lowered to press the bolt head portion, and at the same time, the elevating rod (8) inside the lower electrode (2) is raised so that the upper surface of the electrode body (11) becomes the base material (3). By supporting the bottom surface of the bolt head, the
상기와 같은 방식으로 볼트(5)의 용접 작업이 완료된 이후에는 다음 용접작업의 세팅을 위하여 상부전극봉(1)과 승하강로드(8)가 원래의 위치로 복원되며, 상기 용접돌기(9)는 통상 3개 또는 4개의 개수로 하여 볼트헤드의 바닥면상에 일정한 각도범위(90도 또는 120도)로 돌출 형성되고, 수밀(水密) 기능을 목적으로 하는 볼트(5)의 경우에는 링(Ring) 형태의 용접돌기(9)가 돌출 형성되며, 상기 전극몸통(11)은 전기전도성이 매우 우수한 합금 구리 소재로 제작되고, 상기 절연체(12)는 용접작업시 발생하는 고온전류를 차단하여 볼트(5)의 다리 부분을 안전하게 보호할 수 있도록 세라믹 등의 소재로 제작된다.After the welding operation of the
그러나, 도 1 및 도 2에 도시된 기존의 볼트 용접용 전극(10)은 세팅플랜지(Setting flange)(13)가 형성된 바닥면이 막힌 상태로 원통 형상의 전극몸통(11)이 제작되고, 상기 전극몸통(11)의 중심축 방향을 따라 파이프 형상의 절연체(12)가 삽입 설치되는 구조를 가짐에 따라, 볼트(5)의 다리 길이에 맞추어 다양한 치수의 전극(10)이 구비되어야 함은 물론이고, 모재(3)의 볼트구멍(4)을 절연체(12)의 삽입통로와 정확하게 대응시키는 세팅작업 역시 수작업에 의존할 수 밖에 없으므로, 용접작업의 자동화 측면에서도 불합리한 문제점을 유발시키는 것이었다.However, in the conventional
상기와 같은 기존 전극(10)의 문제점을 보완하기 위한 것으로서 도 3 내지 도 6에 걸쳐 도시된 바와 같이, 중앙측 세팅플랜지(13)에 의하여 상부몸통(14)과 하부몸통(15)으로 구분되는 전극몸통(11)의 중심축 방향을 따라 절연체(12)를 관통식으로 삽입 설치하고, 상기 절연체(12)의 중심축 방향을 따라 용접용 볼트(5)의 다리부가 삽입되는 삽입통로(10a)를 관통 형성시킴으로서, 볼트(5)의 다리 길이에 구애를 받지 않고 용접작업이 가능함은 물론이고, 상기 절연체(12)의 삽입통로(10a)를 거쳐 모재(3)의 세팅 및 볼트(5) 다리의 취부가 가능한 가이드핀(미도시)을 선택적으로 출몰시킴에 따라 용접작업의 자동화가 가능토록 한 전극(10)이 개발되어 알려져 있다.In order to compensate for the problems of the existing
다시 말해서, 상기 전극몸통(11)의 하부몸통(15) 부분을 하부전극봉(2)의 상단측에 조립시켜 놓은 다음, 하부전극봉(2)의 내부에 제공된 승하강식 가이드핀이 절연체(12)의 삽입통로(10a)를 거쳐 외부로 돌출되도록 상승시킴에 따라, 모재(3)의 볼트구멍(4)을 상기 가이드핀에 맞추어 정확하게 세팅시킬 수 있는 한편, 해당 가이드핀의 상단면에 제공된 마그네트(전자석 포함) 등을 이용하여 용접용 볼트(5)의 다리 부분을 가이드핀의 상단측에 취부시킨 상태에서 가이드핀을 다시 하강시킴에 따라, 모재(3)의 볼트구멍(4)으로부터 절연체(12)의 삽입통로(10a)에 걸쳐 볼트다리가 삽입되도록 세팅할 수 있는 것이다.In other words, the
상기와 같은 일련의 과정을 거쳐 모재(3)와 볼트(5)의 세팅으로부터 모재(3)와 볼트(5)의 용접에 이르는 전과정을 자동적으로 수행할 수 있는 것이며, 이를 위하여 상기 상부몸통(14)의 상단면 중앙에는 절연체(12)를 통한 볼트(5) 다리부의 삽입구멍(14a)이 형성되어 있고, 상기 하부몸통(15)의 외주연부에는 하부전극봉(2)과의 나사식 체결부(15a)가 형성되어 있으며, 상기 하부몸통(15)의 바닥면에는 절연체(12)의 삽입을 위한 장착구멍(15b)이 형성되어 있고, 상기 절연체(12)의 바닥면에는 가이드핀을 그 중앙측의 삽입통로(10a) 내측으로 정확하게 안내하기 위한 경사커팅면(12a)이 형성되어 있다.Through a series of processes as described above, the entire process from setting of the
또한, 상기 절연체(12)의 경우도 도 6에서와 같이 중앙측 걸림턱(19)을 기준으로 하여 상부몸통(17)과 하부몸통(18)으로 나뉘어지는 바, 절연체(12)의 상부몸통(17)은 전극몸통(11)의 상단면이 볼트헤드의 용접돌기(9) 전체를 완전하게 커버할 수 있는 충분한 면적{전기저항의 신속하고 정확한 유도를 위하여 용접돌기를 향한 전류의 공급경로가 불필요하게 우회(迂回)되지 않도록 하는 면적}을 가지도록 얇은 두께로 형성되고, 절연체(12)의 하부몸통(18)은 볼트다리의 안전한 보호를 위하여 걸림턱(19)의 돌출폭만큼 상부몸통(17)보다 외측 방향으로 두껍게 형성된다.In addition, the
따라서, 상기 전극몸통(11)을 이루는 상부몸통(14)의 삽입구멍(14a)은 절연체(12)의 상부몸통(17)과 동일한 직경으로 하여 전극몸통(11)의 상단면으로부터 절연체(12)의 걸림턱(19) 부분까지 형성될 것이고, 상기 전극몸통(11)을 이루는 하부몸통(15)의 장착구멍(15b)은 절연체(12)의 하부몸통(18)과 동일한 직경으로 하여 전극몸통(11)의 바닥면으로부터 절연체(12)의 걸림턱(19)까지 형성될 것이며, 이러한 구조로 인하여 전극몸통(11)의 내부로 삽입된 절연체(12)가 상단측 삽입구멍(14a)을 통해서는 외부로 빠져 나오지 못하지만, 하단측 장착구멍(15b)을 통해서는 외부로 빠져 나올 우려가 있는 것이다.Therefore, the
상기와 같이 전극몸통(11)의 하단측 장착구멍(15b)을 통하여 절연체(12)가 외부로 빠져 나오는 것을 방지할 수 있도록, 전극몸통(11)을 이루는 하부몸통(15)의 바닥면과 절연체(12)의 바닥면 사이에 스토퍼(Stopper) 구조가 제공되는 바, 종래의 볼트 용접용 전극(10)에 적용된 스토퍼 구조는 도 4 및 도 5의 (나)에서와 같이, 하부몸통(15)의 바닥면이 절연체(12)의 바닥면으로부터 소정의 두께만큼 돌출되도록 한 상태에서, 미도시된 타격핀이나 얇은 직경의 타격봉을 망치나 햄머 등으로 비스듬하게 내려침에 따라, 장착구멍(15b)의 둘레 부분에 해당하는 하부몸통(15)의 바닥면을 절연체(12)의 바닥면 가장자리측을 향하여 3~4군데 정도 국소적으로 밀어 넣은 방식의 코킹돌기(16)가 된다.As described above, the bottom surface of the
그러나, 상기와 같은 방식의 코킹돌기(16)를 절연체(12)의 스토퍼 구조로 적용시키기 위해서는 앞서 간략하게 설명되어진 바와 같이, 하부몸통(15)의 바닥면이 상부를 향하도록 전극몸통(11)을 지그 등에 물려 놓은 상태에서, 장착구멍(15b)의 둘레 부분에 해당하는 하부몸통(15)의 바닥면 특정 위치에 타격핀이나 타격봉의 하단면을 맞대어 놓은 다음, 타격핀이나 타격봉을 비스듬히 기울여 이를 망치나 햄머 등으로 강하게 내려치는 방식의 까다롭고 번거로운 수작업이 요구될 뿐만 아니라, 작업자의 실수로 인하여 절연체(12) 부분을 잘못 내려치게 되면, 세라믹 소재 등으로 제작된 고가의 절연체(12)가 파손되는 상황도 자주 발생하는 문제점이 있었다.However, in order to apply the
특히, 볼트 용접용 전극(10)을 사용하는 과정에서 전극몸통(11)의 상단면에 균열이나 변형 등의 결함이 발생할 경우 해당 전극(10)의 용접성능이 저하되므로, 밀링가공 등을 통하여 전극몸통(11)의 상측 부분을 절연체(12)와 함께 일정량만큼 깍아냄으로서 그 결함 부위를 제거한 다음 해당 전극(10)을 재활용하게 되는 바, 코킹돌기(16)를 스토퍼 구조로 적용시킨 종래의 전극(10)을 밀링가공을 통하여 재활용하고자 할 경우, 밀링커터를 이용하여 전극몸통(11)의 상측부를 일정량만큼 깍아내는 과정에서 각각의 코킹돌기(16)가 하부 방향으로 쉽게 휘어지는 문제점이 발생하였다.In particular, when a defect such as crack or deformation occurs on the top surface of the
보다 더 구체적으로 설명하면, 상기 전극몸통(11) 자체는 절삭가공이 매우 용이한 합금 구리 재질로 제작된 반면, 상기 절연체(12)는 세라믹과 같이 절삭가공이 어려운 경질 소재로 제작되었기 때문에, 밀링커터를 회전 및 하강시키면서 전극몸통(11) 상부면의 절삭가공을 수행할 시 절연체(12)가 하부 방향으로의 강한 압력을 받게 되며, 이로 인하여 도 6에서 화살표와 가상선으로 도시한 바와 같이 절연체(12)의 바닥면을 단순하게 지지하고 있던 각각의 코킹돌기(16)가 하부 방향으로 쉽게 휘어진다는 것이다.More specifically, the
상기와 같이 각각의 코킹돌기(16)가 하부 방향으로 휘어질 경우, 전극몸통(11)의 내측면과 절연체(12)의 외측면 사이에 유격(裕隔)이 발생하여 그 용접성능과 볼트다리의 보호기능이 크게 저하됨은 물론이고, 각각의 코킹돌기(16)가 전극몸통(11)의 바닥면 아래까지 휘어질 경우에는 하부전극봉(2)에 대한 전극(10)의 세팅작업에도 큰 지장을 초래하게 되며, 심한 경우에는 각각의 코킹돌기(16)가 파손되어 전극몸통(11)으로부터 떨어져 나옴에 따라 절연체(12)의 지지기능 자체를 수행할 수 없는 상황도 유발될 수 있는 바, 이러한 경우에는 코킹돌기(16)를 다시 형성시키거나 전극(10) 자체를 교체하는 것과 같은 막대한 시간적,경제적 손실이 야기되는 문제점이 있었다.As described above, when each
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전극몸통을 이루는 하부몸통의 바닥면과 절연체의 바닥면 사이에 하부몸통의 장착구멍으로부터 절연체가 빠져 나오지 않도록 하는 스토퍼 구조를 제공하되, 절연체의 바닥면으로부터 일정한 두께만큼 돌출 형성된 하부몸통 바닥면의 장착구멍 둘레 부분에 소정 깊이의 펀칭가공을 수행함에 따라, 해당 둘레 부분이 절연체의 바닥면 가장자리를 떠받치도록 내측 방향으로 밀려 들어간 링 형태의 돌출받침부를 스토퍼 구조로 제공할 수 있도록 하며, 이를 통하여 종래의 경우보다 한층 더 신속하고 용이하게 절연체의 스토퍼 구조를 형성시킬 수 있도록 함과 동시에, 상기 스토퍼 구조로서의 돌출받침부가 절연체를 매우 견고하고 안정적으로 지지하여 밀링가공에 의한 전극의 재활용성을 높이는 한편, 그 재활용시의 용접성능과 볼트다리의 보호기능 역시 재활용 이전과 동등한 수준으로 유지시킬 수 있도록 한 볼트 용접용 전극 및 그 제조방법을 제공하는 것을 주된 기술적 과제로 한다.The present invention has been conceived to solve the conventional problems as described above, and provides a stopper structure that prevents the insulator from coming out from the mounting hole of the lower body between the bottom surface of the lower body forming the electrode body and the bottom surface of the insulator. , A ring that is pushed inward to support the edge of the bottom surface of the insulator by performing punching of a predetermined depth on the circumference of the mounting hole on the bottom surface of the lower body formed protruding from the bottom surface of the insulator by a certain thickness. It is possible to provide the protruding support in the form of a stopper structure, and through this, it is possible to form a stopper structure of the insulator more quickly and easily than in the conventional case, and at the same time, the protruding support as the stopper structure makes the insulator very strong. The electrode for bolt welding and its manufacturing method are designed to maintain the same level of welding performance and bolt leg protection function as before recycling, while increasing the recyclability of the electrode by milling processing by supporting it stably. To provide is the main technical challenge.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서의 본 발명은, 원통 형상의 전극몸통 중심축 방향을 따라 절연체가 삽입 설치되고, 상기 절연체의 중심축 방향을 따라서는 용접용 볼트의 다리부가 삽입되는 삽입통로가 관통 형성되며, 상기 전극몸통은 중앙측 외주연부를 따라 돌출 형성된 세팅플랜지를 기준으로 하여 상부몸통과 하부몸통으로 구분되고, 상기 상부몸통의 상단면 중앙에 절연체를 통한 볼트 다리부의 삽입구멍이 형성되며, 상기 하부몸통의 외주연부에는 나사식 체결부가 형성되고, 상기 하부몸통의 바닥면에는 절연체의 삽입을 위한 장착구멍이 형성되며, 상기 하부몸통의 바닥면은 소정의 두께만큼 절연체의 바닥면으로부터 돌출 형성되고, 상기 하부몸통의 바닥면과 절연체의 바닥면 사이에는 하부몸통의 장착구멍으로부터 절연체가 빠져 나오지 않게 하는 스토퍼 구조가 제공된 볼트 용접용 전극에 있어서, 상기 스토퍼 구조는 하부몸통의 장착구멍으로부터 일정한 여유간격을 두고 해당 구멍의 둘레 방향을 따라 하부몸통의 바닥면상에 형성된 링 형상의 펀칭홈 또는 최소 2개 이상의 방사상 호형 펀칭홈에 의하여 상기 여유간격 만큼에 해당하는 장착구멍의 둘레 부분이 절연체의 바닥면 가장자리를 떠받치도록 내측 방향으로 밀려 들어간 돌출받침부가 되는 것을 특징으로 하며, 상기 펀칭홈은 하부몸통의 바닥면으로부터 "∧"자 형태로 오목하게 들어간 단면을 이루고, 상기 돌출받침부를 제공하는 펀칭홈의 내측 둘레면은 전극몸통의 중심축 방향으로 라운드지게 굽혀진 형태가 되는 것을 특징으로 한다.In the present invention as a means for solving the above technical problem, an insulator is inserted and installed along a central axis direction of a cylindrical electrode body, and an insertion passage through which a leg portion of a welding bolt is inserted is inserted along the central axis direction of the insulator. The electrode body is formed through, and the electrode body is divided into an upper body and a lower body based on a setting flange protruding along the central outer periphery, and an insertion hole of the bolt leg through an insulator is formed in the center of the upper surface of the upper body. , A screw-type fastening part is formed on the outer periphery of the lower body, and a mounting hole for inserting the insulator is formed on the bottom surface of the lower body, and the bottom surface of the lower body protrudes from the bottom surface of the insulator by a predetermined thickness. In the electrode for bolt welding, the stopper structure is provided between the bottom surface of the lower body and the bottom surface of the insulator so that the insulator does not come out from the mounting hole of the lower body, wherein the stopper structure is constant from the mounting hole of the lower body. A ring-shaped punching groove or at least two radially arc-shaped punching grooves formed on the bottom surface of the lower body along the circumferential direction of the hole with a clearance gap, the circumferential portion of the mounting hole corresponding to the clearance gap is the bottom of the insulator. It is characterized in that it is a protruding support that is pushed inward to support the edge of the surface, and the punching groove forms a cross section that is concave in the form of a "∧" shape from the bottom surface of the lower body, and provides the protruding support. The inner circumferential surface of the groove is characterized in that it is bent roundly in the direction of the central axis of the electrode body.
이와 더불어, 상기 스토퍼 구조를 형성시키기 위한 본 발명의 볼트 용접용 전극 제조방법은, 원통 형상의 전극몸통을 하부금형상에 수직 방향으로 세워 장착시키되, 하부몸통의 바닥면이 상부 방향을 향하도록 하는 전극세팅단계와, 하부금형상에 세팅된 전극몸통을 향하여 상부금형의 펀칭로드를 하강시킴으로서 상기 펀칭로드의 바닥면으로부터 "∨" 형태로 돌출된 펀칭날이 하부몸통의 바닥면을 통하여 소정의 삽입깊이만큼 박혀 들어가게 하는 펀칭성형단계를 포함하여서 이루어지고, 상기 펀칭날은 펀칭로드의 바닥면 둘레 부분을 따라 원형으로 돌출 형성시키거나 또는 최소 2개 이상의 갯수로 하여 방사상으로 배치되는 호형 펀칭날을 펀칭로드의 바닥면 둘레 부분을 따라 돌출 형성시키되, 상기 펀칭날이 제공하는 펀칭직경과 하부몸통 바닥면의 장착구멍이 제공하는 구멍직경의 사이에 걸쳐 소정의 여유간격을 제공함으로서, 상기 여유간격 만큼에 해당하는 장착구멍의 둘레 부분이 펀칭성형단계를 거쳐 절연체의 바닥면 가장자리를 떠받치도록 내측 방향으로 밀려 들어간 돌출받침부로 성형됨을 특징으로 하며, 상기 펀칭직경과 구멍직경의 사이에 걸쳐 제공되는 여유간격은 0.5~1.5mm의 범위내가 되고, 상기 절연체의 바닥면을 기준으로 하는 하부몸통 바닥면의 돌출두께는 0.8~2mm의 범위내가 되며, 상기 펀칭날의 삽입깊이는 하부몸통 바닥면 돌출두께의 1/2 내지 4/5의 범위내가 되고, 상기 펀칭날의 외측면 경사각도는 0~10도의 범위내가 되는 한편, 펀칭날의 내측면 경사각도는 30~60도의 범위내가 되는 것을 특징으로 하며, 상기 펀칭날의 내측에 해당하는 펀칭로드의 바닥면은 펀칭날 하단의 날카로운 팁 부분과 연이어지는 구면 형상의 요홈부가 됨을 특징으로 한다.In addition, the electrode manufacturing method for bolt welding of the present invention for forming the stopper structure, in which a cylindrical electrode body is vertically mounted on a lower mold, and the bottom surface of the lower body faces upward. In the electrode setting step, by lowering the punching rod of the upper mold toward the electrode body set on the lower mold, a punching blade protruding from the bottom surface of the punching rod in the form of "∨" is inserted through the bottom surface of the lower body. The punching blade is formed by protruding circularly along the circumference of the bottom surface of the punching rod, or punching the arc-shaped punching blades radially arranged in a number of at least two or more. It is formed to protrude along the circumference of the bottom surface of the rod, but by providing a predetermined clearance gap between the punching diameter provided by the punching blade and the hole diameter provided by the mounting hole on the bottom of the lower body, It is characterized in that the circumferential portion of the corresponding mounting hole is formed into a protruding support that is pushed inward to support the edge of the bottom surface of the insulator through a punching step, and a clearance gap provided between the punching diameter and the hole diameter Is within the range of 0.5 to 1.5 mm, the protruding thickness of the bottom surface of the lower body based on the bottom surface of the insulator is within the range of 0.8 to 2 mm, and the insertion depth of the punching blade is 1 of the protruding thickness of the bottom surface of the lower body. /2 to 4/5, the inclination angle of the outer surface of the punching blade is in the range of 0 to 10 degrees, while the inclination angle of the inner surface of the punching blade is within the range of 30 to 60 degrees, The bottom surface of the punching rod, corresponding to the inner side of the punching blade, is characterized in that it is a spherical concave portion connected to the sharp tip portion of the bottom of the punching blade.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 전극몸통을 이루는 하부몸통의 바닥면이 상부 방향을 향하도록 전극몸통을 하부금형상에 장착시켜 놓은 다음, 상부금형의 펀칭로드를 하강시켜 해당 펀칭로드의 바닥면에 제공된 링 형태의 펀칭날 또는 방사상의 배치구조를 가지는 다수 개의 호형 펀칭날이 하부몸통의 장착구멍 둘레 부분을 따라 소정의 깊이만큼 전극몸통의 바닥면으로 박혀 들어가게 하는 프레스 펀칭 방식을 적용시킴으로서, 타격핀이나 타격봉을 망치나 햄머 등으로 비스듬히 타격하여 3개 내지 4개의 코킹돌기를 형성시켰던 종래의 경우보다 절연체의 스토퍼 구조를 매우 신속하고 용이하며 경제적으로 형성시킬 수 있는 효과를 제공한다.According to the present invention as described above, the electrode body is mounted on the lower mold so that the bottom surface of the lower body forming the electrode body faces upward, and then the punching rod of the upper mold is lowered to the bottom surface of the punching rod. By applying a press punching method in which a provided ring-shaped punching blade or a plurality of arc-shaped punching blades having a radial arrangement structure is inserted into the bottom surface of the electrode body by a predetermined depth along the periphery of the mounting hole of the lower body. It provides the effect of forming the stopper structure of the insulator very quickly, easily and economically than in the conventional case in which 3 to 4 caulking protrusions were formed by hitting the hitting rod at an angle with a hammer or hammer.
이와 더불어, 상기 하부몸통의 장착구멍 둘레 부분이 절연체의 바닥면 가장자리를 떠받치도록 내측 방향으로 밀려 들어간 형태의 돌출받침부를 스토퍼 구조로 제공함으로서, 종래의 코킹돌기에 비하여 절연체를 매우 견고하고 안정적으로 지지할 수 있는 효과를 제공하며, 특히 돌출받침부의 상단측 부분만이 절연체의 바닥면 가장자리와 쐐기식으로 맞물리게 하는 한편, 돌출받침부의 나머지 부분은 절연체가 해당 받침부를 밀어 내는 방향과 반대 방향으로 라운드지게 굽은 형태가 되도록 함으로서, 절연체의 지지강도를 한층 더 극대화시킬 수 있는 최적 구조의 스토퍼를 제공하는 효과가 있다.In addition, by providing a protruding support in the form of a stopper in the form of a stopper so that the periphery of the mounting hole of the lower body supports the edge of the bottom surface of the insulator, the insulator is very robust and stable compared to the conventional caulking protrusion. It provides a supportive effect, and in particular, only the upper part of the protruding support is wedge-engaged with the edge of the bottom surface of the insulator, while the rest of the protruding support is rounded in the direction opposite to the direction in which the insulator pushes the corresponding support. It is effective to provide a stopper with an optimal structure that can further maximize the support strength of the insulator by making it bent so that it is curved.
이를 통하여, 볼트 용접용 전극을 사용하는 과정에서 전극몸통의 상단면에 균열이나 변형 등의 결함이 발생함에 따라, 밀링가공 등을 통하여 전극몸통의 상측 부분을 절연체와 함께 일정량만큼 깍아냄으로서 그 결함 부위를 제거하는 작업시, 밀링커터에 의하여 절연체를 하부 방향으로 밀어내는 강한 압착력이 작용하더라도 상기 돌출받침부가 그 어떤 변형도 없이 해당 압착력을 견고하고 안정적으로 지지할 수 있기 때문에, 밀링가공에 의한 전극의 재활용성을 크게 향상시킬 수 있음은 물론이고, 그 재활용시의 용접성능과 볼트다리의 보호기능 역시 재활용 이전과 동등한 수준으로 유지시킬 수 있는 등의 매우 유용한 효과를 제공하는 것이다.Through this, as defects such as cracks or deformations occur on the upper surface of the electrode body in the process of using the electrode for bolt welding, the upper part of the electrode body is cut off by a certain amount along with the insulator through milling, etc. When removing the part, even if the strong pressing force that pushes the insulator downward by the milling cutter acts, the protruding support can firmly and stably support the corresponding pressing force without any deformation, so the electrode by milling processing Not only can the recyclability of the material be greatly improved, but also the welding performance during the recycling and the protection function of the bolt leg can be maintained at the same level as before the recycling.
도 1은 전기저항 볼트용접기를 이용한 용접방식을 나타내는 모식도.
도 2는 도 1의 사용상태 단면도.
도 3은 종래의 볼트 용접용 전극을 나타내는 외관사시도.
도 4는 도 3의 저면사시도.
도 5의 (가) 및 (나)는 도 3의 평면도 및 저면도.
도 6은 도 3의 측단면도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 볼트 용접용 전극을 나타내는 저면사시도.
도 8은 도 7의 평면도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 볼트 용접용 전극의 측단면도.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 볼트 용접용 전극의 제조방법을 나타내는 모식도.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 볼트 용접용 전극을 나타내는 저면사시도.
도 13은 도 12의 평면도.
도 14 및 도 15는 펀칭홈의 또 다른 배치구조를 나타내는 평면도.1 is a schematic diagram showing a welding method using an electric resistance bolt welding machine.
Figure 2 is a cross-sectional view of the use state of Figure 1;
3 is an external perspective view showing a conventional electrode for bolt welding.
Figure 4 is a bottom perspective view of Figure 3;
5A and 5B are plan and bottom views of FIG. 3.
Figure 6 is a side cross-sectional view of Figure 3;
7 is a bottom perspective view showing an electrode for bolt welding according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a plan view of Figure 7;
9 is a side cross-sectional view of an electrode for bolt welding according to an embodiment of the present invention.
10 and 11 are schematic diagrams showing a method of manufacturing an electrode for bolt welding according to the present invention.
12 is a bottom perspective view showing an electrode for bolt welding according to another embodiment of the present invention.
13 is a plan view of FIG. 12;
14 and 15 are plan views showing another arrangement structure of punching grooves.
이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention for achieving the above object will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 일실시예에 따른 볼트 용접용 전극(10)은 도 7 내지 도 9에 걸쳐 도시된 바와 같이, 원통 형상의 전극몸통(11) 중심축 방향을 따라 절연체(12)가 삽입 설치되어 있고, 상기 절연체(12)의 중심축 방향을 따라서는 용접용 볼트(5)의 다리부가 삽입되는 삽입통로(10a)가 관통 형성되어 있으며, 상기 전극몸통(11)은 중앙측 외주연부를 따라 돌출 형성된 세팅플랜지(13)를 기준으로 하여 상부몸통(14)과 하부몸통(15)으로 구분되어 있다.In the
상기 상부몸통(14)의 상단면 중앙에는 절연체(12)를 통한 볼트(5) 다리부의 삽입구멍(14a)이 형성되어 있고, 상기 상부몸통(14)의 중앙측 외주연부에는 앞서 설명되어진 밀링가공에 의한 전극(10) 재활용의 마지노선을 표시하는 홈 형태의 마커(Marker)가 제공되어 있으며, 상기 하부몸통(15)의 외주연부에는 하부전극봉(2)과의 나사식 체결부(15a)가 형성되어 있고, 상기 하부몸통(15)의 바닥면에는 절연체(12)의 삽입을 위한 장착구멍(15b)이 형성되어 있다.An
이와 더불어, 상기 절연체(12)의 경우도 중앙측 걸림턱(19)을 기준으로 하여 상부몸통(17)과 하부몸통(18)으로 나뉘어지며, 절연체(12)의 상부몸통(17)은 전극몸통(11)의 상단면이 볼트헤드의 용접돌기(9) 전체를 완전하게 커버할 수 있는 충분한 면적을 가지도록 얇은 두께로 형성되어 있고, 절연체(12)의 하부몸통(18)은 볼트다리의 안전한 보호를 위하여 걸림턱(19)의 돌출폭만큼 상부몸통(17)보다 외측 방향으로 두껍게 형성되어 있으며, 상기 절연체(12)의 바닥면은 삽입통로(10a)측을 향하여 내측 상방으로 경사지는 경사커팅면(12a)으로 형성되어 있다.In addition, the
위에서 설명되어진 기본적인 구성은 앞선 종래기술의 내용에서 언급되어진 것과 일맥 상통하는 것이며, 경우에 따라서는 상기 전극몸통(11)을 이루는 상부몸통(14)의 마커 및/또는 절연체(12) 바닥면의 경사커팅면(12a)이 생략될 수도 있고, 상기 절연체(12)가 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같은 단순한 파이프 형상을 가질 수도 있는 한편, 세라믹 소재 대신에 스테인레스 소재를 열처리하여 제작된 특수절연체(KCF) 등이 사용될 수도 있음을 밝혀두는 바이며, 본 발명의 실질적인 요부를 이루는 구성요소는 전극몸통(11)을 이루는 하부몸통(15)의 바닥면과 절연체(12)의 바닥면 사이에 제공되는 스토퍼 구조의 개선사항에 관한 것이다.The basic configuration described above is in line with that mentioned in the prior art, and in some cases, the slope of the bottom surface of the marker and/or
본 발명의 요부를 이루는 상기 스토퍼 구조는 도 9에 보다 명확하게 도시된 바와 같이, 상기 하부몸통(15)의 바닥면이 소정의 돌출두께(t1)만큼 절연체(12)의 바닥면으로부터 돌출 형성되도록 한 상태에서, 하부몸통(15)의 장착구멍(15b)으로부터 일정한 여유간격(d1)을 두고 해당 구멍의 둘레 방향을 따라 하부몸통(15)의 바닥면상에 형성된 링 형상의 펀칭홈(20)에 의하여 상기 여유간격(d1) 만큼에 해당하는 장착구멍(15b)의 둘레 부분이 절연체(12)의 바닥면 가장자리를 떠받치도록 내측 방향으로 밀려 들어간 돌출받침부(21)가 된다.The stopper structure constituting the main part of the present invention is formed so that the bottom surface of the
여기서, 상기 돌출받침부(21)를 형성시키기 위하여 제공되는 여유간격(d1)이라 함은, 이후에 설명되어질 펀칭로드의 펀칭날에 의한 펀칭홈(20)의 펀칭직경(D2)과 하부몸통(15)의 장착구멍(15b)이 제공하는 구멍직경(D1)의 사이에 걸쳐 제공되는 간격을 말하는 것으로서, 도 9에서와 같이 상기 여유간격(d1)은 펀칭직경(D2)의 양측 끝단부와 구멍직경(D1)의 양측 끝단부 사이에 각각 제공되는 간격이 되므로 그 실질적인 설계치수는 d1=(D2-D1)/2가 되며, 상기 펀칭직경(D2)은 펀칭홈(20)의 최상단 꼭지점 부분을 수평 방향으로 연결한 길이가 된다.Here, the clearance gap (d1) provided to form the protruding
통상 전기저항 용접방식에 의하여 볼트용접 금속판재를 제작하는 데 사용되는 전극(10)의 경우 아래의 표 1에서와 같이 그 치수가 거의 규격화되어 있기 때문에, 해당 규격의 전극(10)을 기준으로 하여 본 발명에 적용되는 상기 여유간격(d1) 및 그 이외의 부분에 대한 수치한정 범위를 설명할 것이며, 볼트 용접용 전극(10)을 표 1에 기재된 규격보다 크거나 작게 제작할 경우, 상기 수치한정의 범위 또한 이에 비례하여 늘어나거나 줄어들 수 있음을 서두에서 미리 밝혀두는 바이다.In the case of the
이러한 규격을 가지는 볼트 용접용 전극(10)에 있어 본 발명에 적용되는 상기 여유간격(d1)은 0.5~1.5mm의 범위내가 되도록 하는 것이 바람직한데, 그 이유는 0.5mm 미만의 여유간격(d1)에서는 펀칭작업의 편의성을 도모할 수는 있으나 펀칭가공에 의하여 형성되는 돌출받침부(21)의 구조적 강도가 다소 저하되고, 상기 여유간격(d1)이 1.5mm를 초과하게 되면, 돌출받침부(21)의 구조적 강도는 충분히 향상시킬 수 있으나, 펀칭작업시 높은 프레스 압력이 요구되어 전극몸통(11)이나 절연체(12) 부분에 손상이 발생할 우려가 있기 때문이다.In the
이와 더불어, 상기 절연체(12)의 바닥면을 기준으로 하는 하부몸통(15) 바닥면의 돌출두께(t1)는 0.8~2mm의 범위내(상기 표 1의 규격에 따르면 1mm)가 되도록 하는 것이 바람직하고, 상기 펀칭홈(20)을 형성하는 펀칭날의 삽입깊이(t2)는 하부몸통(15) 바닥면 돌출두께(t1)의 1/2 내지 4/5의 범위내가 되도록 하는 것이 바람직하며, 그 이유는 앞서 설명되어진 여유간격(d1)의 치수범위를 한정하는 이유, 다시 말해서 펀칭작업의 편의성과 돌출받침부(21)의 구조적 강도를 동시에 확보한다는 측면에서 일맥 상통하는 것이다.In addition, the protruding thickness t1 of the bottom surface of the
보다 더 바람직하게는 도 9의 확대된 부분에 도시된 바와 같이, 상기 펀칭홈(20)이 하부몸통(15)의 바닥면으로부터 "∧"자 형태로 오목하게 들어간 단면을 이루도록 하는 한편, 상기 돌출받침부(21)를 제공하는 펀칭홈(20)의 내측 둘레면(확대된 부분을 기준으로 우측 둘레면)은 전극몸통(11)의 중심축 방향으로 라운드(Round)지게 굽혀진 형태가 되도록 하는 것이며, 이를 통하여 돌출받침부(21)의 상단측 부분만이 절연체(12)의 바닥면 가장자리와 소정의 돌출폭(d2)(0.5mm 내외)만큼 쐐기식으로 맞물리는 받침단부(22)를 제공하는 한편, 돌출받침부(21)의 나머지 부분은 절연체(12)가 해당 받침부를 밀어 내는 방향과 반대 방향으로 라운드지게 굽은 형태가 되어 절연체(12)의 지지강도를 한층 더 극대화시킬 수 있는 최적의 스토퍼 구조를 제공하게 되는 것이다.Even more preferably, as shown in the enlarged portion of FIG. 9, the punching
이하, 상기와 같은 스토퍼 구조를 형성시키기 위한 본 발명의 볼트 용접용 전극의 제조방법을 도 10 및 도 11을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing the electrode for bolt welding of the present invention for forming the stopper structure as described above will be described in detail with reference to FIGS. 10 and 11.
먼저, 본 발명에 사용되는 펀칭금형(23)은 테이블의 상부에 올려 놓고 펀칭작업을 수행할 수 있는 2~3톤 규격의 유,공압식 프레스나 수동식 핸드프레스(Hand press)가 바람직하고, 해당 펀칭금형(23)의 하부금형(27)에는 전극몸통(11)을 수직 방향으로 세워 놓을 수 있는 세팅홀(Setting hole)(28)이 제공되는 한편, 해당 펀칭금형(23)의 상부금형(24)에는 돌출받침부(21)의 성형을 위한 펀칭로드(Punching rod)(25)가 설치된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 상부금형(24)과 펀칭로드(25)의 사이에는 펀칭작업시의 충격을 저감시킬 수 있는 완충스프링 또는 완충실린더 등을 개재시키는 것이 바람직하다.First, the punching
이와 더불어, 본 발명에 따른 볼트 용접용 전극의 제조방법은 전극몸통(11)과 절연체(12)의 가공으로부터 전극몸통(11)을 통한 절연체(12)의 삽입에 이르기까지의 모든 과정을 거친 후, 해당 전극(10)의 전극몸통(11) 바닥면에 절연체(12)의 스토퍼를 형성시키는 최종 제품화단계로 해석하는 것이 가장 무방하며, 그 과정은 상기 전극몸통(11)을 하부금형(27)상에 수직 방향으로 세워 장착시키되, 하부몸통(15)의 바닥면이 상부 방향을 향하도록 하는 전극세팅단계(도 10)와, 하부금형(27)상에 세팅된 전극몸통(11)을 향하여 상부금형(24)의 펀칭로드(25)를 하강시킴으로서 스토퍼 구조로서의 돌출받침부(21)를 성형시키는 펀칭성형단계(도 11)를 순차적으로 거쳐서 이루어진다.In addition, the method of manufacturing an electrode for bolt welding according to the present invention is after all the processes from processing of the
상기 펀칭성형단계는 펀칭로드(25)의 바닥면으로부터 "∨" 형태로 돌출된 펀칭날(25a)이 소정의 프레싱 압력에 의하여 하부몸통(15)의 바닥면을 따라 기설정된 삽입깊이(t2)만큼 박혀 들어가게 하는 과정으로 수행되는 바, 이를 위하여 상기 펀칭날(25a)은 펀칭로드(25)의 바닥면 둘레 부분을 따라 원형으로 돌출 형성될 것이고, 상기 펀칭날(25a)에 의한 펀칭직경(D2)과 하부몸통(15) 바닥면의 장착구멍(15b)에 의한 구멍직경(D1)의 사이에는 앞서 설명되어진 바와 같은 소정의 여유간격(d1)이 제공될 것이며, 상기 여유간격(d1) 만큼에 해당하는 장착구멍(15b)의 둘레 부분이 펀칭성형단계를 거쳐 절연체(12)의 바닥면 가장자리를 떠받치도록 내측 방향으로 밀려 들어간 돌출받침부(21)로 성형되는 것이다.In the punching forming step, the
도면상 상기 하부금형(27)은 전극몸통(11)을 이루는 상부몸통(14)이 그 중앙측의 세팅홀(28)을 따라 삽입되는 한편, 전극몸통(11) 중앙측의 세팅플랜지(13)가 그 상부면에 놓이는 구조를 가지고 있으며, 상기 펀칭로드(25)의 바닥면 중앙에는 전극몸통(11)을 이루는 하부몸통(15)의 장착구멍(15b)으로부터 절연체(12) 바닥면의 경사커팅면(12a)을 거쳐 절연체(12)의 삽입통로(10a)를 따라 삽입됨으로서, 펀칭작업을 실질적으로 가이드하는 막대 형상의 펀칭가이드(Punching guide)(26)가 소정의 길이만큼 하부 방향으로 연장 형성되어 있다.In the drawing, in the
상기와 같이 펀칭로드(25)의 바닥면 중앙에 막대 형상의 펀칭가이드(26)를 형성시키는 대신에, 상기 펀칭로드(25)의 외곽부측에 하부몸통(15)을 따라 안내되는 가이드튜브(Guide tube)를 설치하는 방식도 가능하지만, 상기 가이드튜브에 의하여 하부몸통(15)의 체결부(15a)가 손상될 우려가 있으므로 가급적 전자의 방식을 적용하는 것이 바람직하며, 도 10의 확대된 부분에서와 같이 상기 펀칭날(25a)의 외측면(확대된 부분을 기준으로 좌측면)이 제공하는 경사각도(θ)는 0~10도의 범위내가 되도록 하는 한편, 펀칭날(25a)의 내측면(확대된 부분을 기준으로 우측면)이 제공하는 경사각도는 30~60도의 범위내가 되도록 하는 것이 바람직하다.Instead of forming the rod-shaped punching
상기와 같이 펀칭날(25a)의 외측면 경사각도(θ)와 내측면 경사각도를 각각 0~10도와 30~60도 범위로 다르게 한정하는 이유는, 상기 펀칭성형단계를 거치는 과정에서 전극몸통(11)을 이루는 하부몸통(15)의 상단 주연부가 외측 방향으로 밀려 나오는 현상을 최대한으로 억제시켜 하부몸통(15)의 체결부(15a)에 치수변형이 발생하지 않도록 함과 동시에, 펀칭날(25a)에 의하여 성형되는 돌출받침부(21)의 경우는 전극몸통(11)의 내측 방향으로 충분하게 밀려 들어가도록 하여 절연체(12)를 보다 더 견고하게 안정적으로 지지할 수 있도록 하는 최적의 범위이기 때문이다.As described above, the reason why the outer side inclination angle θ and the inner side inclination angle of the
따라서, 상기 펀칭날(25a)의 침투각도(펀칭날 몸체 자체가 제공하는 각도)는 최소 110{180-(10+60)}도에서 최대 150{180-(0+30)}도를 이루게 되는 바, 펀칭날(25a)의 침투각도를 적게(예리하게) 할수록 펀칭작업 자체는 낮은 프레스 압력으로 신속하게 수행할 수 있으나, 돌출받침부(21)를 충분히 밀어내지 못하는 단점이 유발되고, 펀칭날(25a)의 침투각도를 크게(무디게) 할수록 돌출받침부(21)를 보다 큰 폭으로 밀어낼 수 있으나, 해당 펀칭작업에 다소 높은 프레스 압력이 요구되는 등의 단점이 유발되므로, 펀칭날(25a)의 소재와 프레스 규격 등을 고려하여 적절한 각도범위를 선택적으로 적용시키는 것이 바람직하다.Therefore, the penetration angle of the
첨부된 도면에서는 본 발명에 적용되는 스토퍼의 구조 및 그 성형과정과 성형원리에 대한 이해의 편의를 돕기 위하여 펀칭홈(20)의 형상과 펀칭날(25a)의 각도 등에 있어 실질적인 제작치수와 다소 다르게 표현된 부분이 존재할 수 있는 바, 본 발명에 대한 실질적인 해석은 첨부된 도면이 아니라 청구범위의 기재사항과 이를 뒷받침하는 상세한 설명이 기초가 되어야 함을 밝혀두는 바이며, 상기 펀칭날(25a)의 외측면에 소정의 경사각도(θ)를 부여할 경우, 펀칭로드(25)의 바닥면에 펀칭날(25a)을 별도로 형성시키는 경우보다 펀칭로드(25)의 하단 외주면 자체를 경사커팅면(25b)으로 형성시켜 이를 펀칭날(25a)로 이용하는 방식이 보다 더 경제적이다.In the accompanying drawings, the shape of the punching
추가적인 사항으로서, 상기 펀칭날(25a)의 내측에 해당하는 펀칭로드(25)의 바닥면 부분을 펀칭날(25a) 하단의 날카로운 팁 부분과 연이어지는 구면(球面) 형상의 요홈부(25c)로 형성시키게 되면, 상기 펀칭성형단계를 거치는 과정에서 돌출받침부(21)를 제공하는 펀칭홈(20)의 내측 둘레면이 상기 요홈부(25c)에 의하여 전극몸통(11)의 중심축 방향으로 라운드지게 굽혀져 들어가도록 자연스럽게 성형시킬 수 있으며, 상기 요홈부(25c)에 적용되는 곡률반경(곡선의 반지름)에 따라 돌출받침부(21)의 변형량 및 이에 따른 절연체(12)의 지지강도를 조절할 수 있다.As an additional matter, the bottom portion of the punching
다시 말해서, 상기 요홈부(25c)의 곡률반경을 크게 할수록 돌출받침부(21)의 변형량 및 이에 따른 절연체(12)의 지지강도를 증대시킬 수 있고, 해당 곡률반경을 작게 할수록 돌출받침부(21)의 변형량 및 이에 따른 절연체(12)의 지지강도가 줄어들게 된다는 것이며, 상기 돌출받침부(21)의 변형량 및 이에 따른 절연체(12)의 지지강도와는 반대로 프레스 펀칭성형에 따른 작업의 편의성 부분은 곡률반경과 반비례하게 되는 바, 이러한 점을 모두 감안하여 상기 요홈부(25c)의 곡률반경은 펀칭로드(25)의 직경을 기준으로 하여 해당 직경의 0.5배에서 2배 정도로 하는 것이 바람직하다.In other words, as the radius of curvature of the
도 12 및 도 13에 도시된 것은 본 발명의 다른 실시예에 따른 볼트 용접용 전극(10)으로서, 앞서 설명되어진 일실시예와 같은 링 형상의 펀칭홈(20)을 대신하여 최소 2개 이상(도면상 4개)의 호형(弧形) 펀칭홈(20)을 방사상으로 형성시킴에 따라, 각각의 호형 펀칭홈(20)이 형성된 장착구멍(15b)의 둘레 부분이 절연체(12)의 바닥면 가장자리를 떠받치도록 내측 방향으로 밀려 들어간 돌출받침부(21)가 되도록 하고, 호형 펀칭홈(20)이 형성되지 아니한 장착구멍(15b)의 둘레 부분은 기존의 직경을 유지토록 한 것이며, 그 이외의 나머지 구성은 앞서 설명되어진 일실시예와 동일하게 이루어지는 것이다.12 and 13 is a
다시 말해서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 볼트 용접용 전극(10)의 경우는 상기 돌출받침부(21)가 호형 펀칭홈(20)의 배치상태에 맞추어 장착구멍(15b)의 내주면으로부터 내접기어 형태로 돌출 형성된다는 것이며, 도 14 및 도 15에 도시된 것은 상기 호형 펀칭홈(20)이 장착구멍(15b)의 둘레 방향을 따라 2개와 8개로 각각 형성된 것인 바, 호형 펀칭홈(20)의 갯수는 최소 2개로부터 많게는 십 수 개 정도로 형성시킬 수 있으나, 앞서 설명되어진 펀칭로드(25)의 제작 측면 등을 고려하여 호형 펀칭홈(20)의 갯수는 2개 내지 8개 정도가 바람직하다.In other words, in the case of the
상기와 같이 호형 펀칭홈(20)의 갯수를 2개 내지 8개 정도로 하되, 각각의 호형 펀칭홈(20)에 의한 돌출받침부(21)의 지지력이 링 형상의 펀칭홈(20)에 의한 돌출받침부(21)의 지지력과 거의 동등한 수준이 될 수 있도록, 호형 펀칭홈(20)이 형성되는 위치에 해당하는 장착구멍(15b) 둘레 부분의 전체 원주길이(2πr)를 기준으로 하여 각각의 호형 펀칭홈(20)이 제공하는 원호(圓弧) 길이를 모두 합친 값(길이)이 해당 원주길이의 최소 50%(2πr×0.5)에서 최대 95%(2πr×0.95) 정도가 되도록 하는 것이 바람직하다.As described above, the number of arc-shaped punching
이러한 관점에 맞추어, 도 13 및 도 15에서는 각각의 호형 펀칭홈(20)이 제공하는 원호 길이가 그 배치간격에 해당하는 원호길이보다 길게 형성된 적용례를 도시하였고, 도 14에서는 반원형에 가까운 2개의 호형 펀칭홈(20)이 비교적 짧은 배치간격을 두고 서로 마주보게 이격 형성된 적용례를 도시하였는 바, 도 13 내지 도 15에 도시된 호형 펀칭홈(20)의 개수와 치수(길이) 및 배치간격 역시 본 발명에 적용될 수 있는 하나의 대표적인 일례에 불과한 것으로서, 호형 펀칭홈(20)의 개수와 치수(길이) 및 그 배치간격은 다양하게 조정이 가능함을 밝혀두는 바이다.In accordance with this point of view, Figs. 13 and 15 show an application example in which the arc length provided by each arc-shaped
이와 더불어, 본 발명의 다른 실시예에 따른 볼트 용접용 전극(10)의 제조방법 또한 도 10 및 도 11을 기초로 하여 설명되어진 일실시예의 제조방법과 동일한 과정을 거치게 되며, 단지 차이가 있는 점은 펀칭날(25a)의 배치형태가 되는 바, 도 10 및 도 11에서 원형(링 형태)의 펀칭날(25a)이 사용되었다면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 볼트 용접용 전극(10)의 제조시에는 펀칭로드(25)의 바닥면 둘레 부분을 따라 소정의 각도범위를 두고 최소 2개 이상의 개수로 돌출 형성된 호형(弧形)의 펀칭날(25a)이 사용된다는 점이다.In addition, the manufacturing method of the
다시 말해서, 도 12 및 도 13에 도시된 볼트 용접용 전극(10)의 제조시에는 각각의 호형 펀칭홈(20)과 대응되는 4개의 호형 펀칭날(25a)이 일정한 배치간격을 두고 펀칭로드(25)의 바닥면 둘레 방향을 따라 방사상으로 돌출 형성된 상부금형(24)이 사용되고, 도 14 및 도 15에 도시된 볼트 용접용 전극(10)의 제조시에는 각각의 호형 펀칭홈(20)과 대응되는 2개 또는 8개의 호형 펀칭날(25a)이 일정한 배치간격을 두고 펀칭로드(25)의 바닥면 둘레 방향을 따라 방사상으로 돌출 형성된 상부금형(24)이 사용된다는 것이며, 이에 따라 상기 펀칭직경(D2)은 방사상의 배치구조를 가지는 각각의 호형 펀칭날(25a)을 원의 형태로 연이을 경우 그 가상의 원이 제공하는 직경이 된다.In other words, in the manufacture of the
상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 따르면, 전극몸통(11)을 이루는 하부몸통(15)의 바닥면이 상부 방향을 향하도록 전극몸통(11)을 하부금형(27)상에 장착시켜 놓은 다음, 상부금형(24)의 펀칭로드(25)를 하강시켜 해당 펀칭로드(25)의 바닥면에 제공된 링 형태의 펀칭날(25a) 또는 방사상의 배치구조를 가지는 다수 개의 호형 펀칭날(25a)이 하부몸통(15)의 장착구멍(15b) 둘레 부분을 따라 소정의 깊이만큼 전극몸통(11)의 바닥면으로 박혀 들어가게 하는 프레스 펀칭 방식을 적용시킴으로서, 타격핀이나 타격봉을 망치나 햄머 등으로 비스듬히 타격하여 3개 내지 4개의 코킹돌기(16)를 형성시켰던 종래의 경우보다 절연체(12)의 스토퍼 구조를 매우 신속하고 용이하며 경제적으로 형성시킬 수 있다.According to the present invention having the configuration as described above, the
이와 더불어, 상기 하부몸통(15)의 장착구멍(15b) 둘레 부분이 절연체(12)의 바닥면 가장자리를 떠받치도록 내측 방향으로 밀려 들어간 형태의 돌출받침부(21)를 스토퍼 구조로 제공함으로서, 종래의 코킹돌기(16)에 비하여 절연체(12)를 매우 견고하고 안정적으로 지지할 수 있으며, 특히 돌출받침부(21)의 상단측 부분만이 절연체(12)의 바닥면 가장자리와 쐐기식으로 맞물리게 하는 한편, 돌출받침부(21)의 나머지 부분은 절연체(12)가 해당 받침부를 밀어 내는 방향과 반대 방향으로 라운드지게 굽은 형태가 되도록 함으로서, 절연체(12)의 지지강도를 한층 더 극대화시킬 수 있는 최적 구조의 스토퍼를 제공할 수 있다.In addition, by providing a protruding
이를 통하여, 볼트 용접용 전극(10)을 사용하는 과정에서 전극몸통(11)의 상단면에 균열이나 변형 등의 결함이 발생함에 따라, 밀링가공 등을 통하여 전극몸통(11)의 상측 부분을 절연체(12)와 함께 일정량만큼 깍아냄으로서 그 결함 부위를 제거하는 작업시, 밀링커터에 의하여 절연체(12)를 하부 방향으로 밀어내는 강한 압착력이 작용하더라도 상기 돌출받침부(21)가 그 어떤 변형도 없이 해당 압착력을 견고하고 안정적으로 지지할 수 있기 때문에, 밀링가공에 의한 전극(10)의 재활용성을 크게 향상시킬 수 있음은 물론이고, 그 재활용시의 용접성능과 볼트다리의 보호기능 역시 재활용 이전과 동등한 수준으로 유지시킬 수 있는 것이다.Through this, as defects such as cracks or deformations occur on the top surface of the
1 : 상부전극봉 2 : 하부전극봉 3 : 모재
4 : 볼트구멍 5 : 볼트 6 : 볼트이송대
7 : 지지대 8 : 승하강로드 9 : 용접돌기
10 : 전극 10a : 삽입통로 11 : 전극몸통
12 : 절연체 12a,25b : 경사커팅면 13 : 세팅플랜지
14,17 : 상부몸통 14a : 삽입구멍 15,18 : 하부몸통
15a : 체결부 15b : 장착구멍 16 : 코킹돌기
19 : 걸림턱 20 : 펀칭홈 21 : 돌출받침부
22 : 받침단부 23 : 펀칭금형 24 : 상부금형
25 : 펀칭로드 25a : 펀칭날 25c : 요홈부
26 : 펀칭가이드 27 : 하부금형 28 : 세팅홀
D1 : 구멍직경 D2 : 펀칭직경 d1 : 여유간격
d2 : 돌출폭 t1 : 돌출두께 t2 : 삽입깊이
θ : 경사각도1: upper electrode 2: lower electrode 3: base material
4: bolt hole 5: bolt 6: bolt transfer table
7: support 8: elevating rod 9: welding protrusion
10:
12:
14,17:
15a: fastening
19: locking jaw 20: punching groove 21: protruding support
22: support end 23: punching mold 24: upper mold
25: punching
26: punching guide 27: lower mold 28: setting hole
D1: hole diameter D2: punching diameter d1: clearance
d2: Protrusion width t1: Protrusion thickness t2: Insertion depth
θ: inclination angle
Claims (7)
상기 스토퍼 구조는 하부몸통(15)의 장착구멍(15b)으로부터 일정한 여유간격(d1)을 두고 해당 구멍의 둘레 방향을 따라 하부몸통(15)의 바닥면상에 형성된 링 형상의 펀칭홈(20)에 의하여 상기 여유간격(d1) 만큼에 해당하는 장착구멍(15b)의 둘레 부분이 절연체(12)의 바닥면 가장자리를 떠받치도록 내측 방향으로 밀려 들어간 돌출받침부(21)가 되는 것을 특징으로 하는 볼트 용접용 전극.Insertion passage 10a into which the insulator 12 is inserted and installed along the central axis direction of the cylindrical electrode body 11, and the leg portion of the welding bolt 5 is inserted along the central axis direction of the insulator 12 Is formed through, and the electrode body 11 is divided into an upper body 14 and a lower body 15 based on the setting flange 13 protruding along the outer peripheral edge of the center side, and the upper body 14 An insertion hole 14a of the leg portion of the bolt 5 through the insulator 12 is formed in the center of the upper surface of the lower body 15, and a screw-type fastening part 15a is formed at the outer periphery of the lower body 15, and the lower body A mounting hole (15b) for inserting the insulator 12 is formed on the bottom surface of (15), and the bottom surface of the lower body 15 is from the bottom surface of the insulator 12 by a predetermined protruding thickness (t1). Bolt welding provided with a stopper structure that protrudes and prevents the insulator 12 from coming out from the mounting hole 15b of the lower body 15 between the bottom surface of the lower body 15 and the bottom surface of the insulator 12 In the dragon electrode 10,
The stopper structure is formed in a ring-shaped punching groove 20 formed on the bottom surface of the lower body 15 along the circumferential direction of the hole with a certain clearance distance d1 from the mounting hole 15b of the lower body 15. The bolt, characterized in that the circumferential portion of the mounting hole 15b corresponding to the clearance distance d1 becomes a protruding support portion 21 pushed inward to support the edge of the bottom surface of the insulator 12 Welding electrodes.
상기 전극몸통(11)을 하부금형(27)상에 수직 방향으로 세워 장착시키되, 하부몸통(15)의 바닥면이 상부 방향을 향하도록 하는 전극세팅단계와, 하부금형(27)상에 세팅된 전극몸통(11)을 향하여 상부금형(24)의 펀칭로드(25)를 하강시킴으로서 상기 펀칭로드(25)의 바닥면으로부터 "∨" 형태로 돌출된 펀칭날(25a)이 하부몸통(15)의 바닥면을 통하여 소정의 삽입깊이(t2)만큼 박혀 들어가게 하는 펀칭성형단계를 포함하여서 이루어지며,
상기 펀칭날(25a)은 펀칭로드(25)의 바닥면 둘레 부분을 따라 원형으로 돌출 형성시키되, 상기 펀칭날(25a)에 의한 펀칭직경(D2)과 하부몸통(15) 바닥면의 장착구멍(15b)에 의한 구멍직경(D1)의 사이에 걸쳐 소정의 여유간격(d1)을 제공함으로서, 상기 여유간격(d1) 만큼에 해당하는 장착구멍(15b)의 둘레 부분이 펀칭성형단계를 거쳐 절연체(12)의 바닥면 가장자리를 떠받치도록 내측 방향으로 밀려 들어간 돌출받침부(21)로 성형됨을 특징으로 하는 볼트 용접용 전극의 제조방법.Insertion passage 10a into which the insulator 12 is inserted and installed along the central axis direction of the cylindrical electrode body 11, and the leg portion of the welding bolt 5 is inserted along the central axis direction of the insulator 12 Is formed through, and the electrode body 11 is divided into an upper body 14 and a lower body 15 based on the setting flange 13 protruding along the outer peripheral edge of the center side, and the upper body 14 An insertion hole 14a of the leg portion of the bolt 5 through the insulator 12 is formed in the center of the upper surface of the lower body 15, and a screw-type fastening part 15a is formed at the outer periphery of the lower body 15, and the lower body A mounting hole (15b) for inserting the insulator 12 is formed on the bottom surface of (15), and the bottom surface of the lower body 15 is from the bottom surface of the insulator 12 by a predetermined protruding thickness (t1). On the basis of the protruding bolt welding electrode 10, the insulator 12 is formed between the bottom surface of the lower body 15 and the bottom surface of the insulator 12 from the mounting hole 15b of the lower body 15. In the manufacturing method of the bolt welding electrode 10 for forming a stopper structure that does not come out,
An electrode setting step in which the electrode body 11 is mounted vertically on the lower mold 27, and the bottom surface of the lower body 15 faces upward, and the electrode set on the lower mold 27 By lowering the punching rod 25 of the upper mold 24 toward the electrode body 11, the punching blade 25a protruding from the bottom surface of the punching rod 25 in the form of "∨" It is made by including a punching molding step to insert a predetermined insertion depth (t2) through the bottom surface,
The punching blade 25a is formed to protrude in a circular shape along the circumference of the bottom surface of the punching rod 25, and the punching diameter D2 by the punching blade 25a and the mounting hole on the bottom surface of the lower body 15 ( By providing a predetermined clearance gap (d1) between the hole diameters (D1) by 15b), the peripheral portion of the mounting hole (15b) corresponding to the clearance gap (d1) is subjected to a punching molding step and an insulator ( 12) A method of manufacturing an electrode for bolt welding, characterized in that it is formed into a protruding support part 21 pushed in the inward direction to support the edge of the bottom surface of 12).
상기 펀칭날(25a)의 삽입깊이(t2)는 하부몸통(15) 바닥면 돌출두께(t1)의 1/2 내지 4/5의 범위내가 되고, 상기 펀칭날(25a)의 외측면 경사각도(θ)는 0~10도의 범위내가 되는 한편, 펀칭날(25a)의 내측면 경사각도는 30~60도의 범위내가 되는 것을 특징으로 하는 볼트 용접용 전극의 제조방법.The method of claim 4 or 5, wherein the clearance gap (d1) provided between the punching diameter (D2) and the hole diameter (D1) is in the range of 0.5 to 1.5 mm, and the bottom of the insulator (12) The protruding thickness (t1) of the bottom surface of the lower body 15 based on the surface is within the range of 0.8 to 2mm,
The insertion depth t2 of the punching blade 25a is within a range of 1/2 to 4/5 of the bottom protruding thickness t1 of the lower body 15, and the inclination angle of the outer surface of the punching blade 25a ( θ) is within the range of 0 to 10 degrees, while the inclination angle of the inner side of the punching blade (25a) is within the range of 30 to 60 degrees, characterized in that the manufacturing method of a bolt welding electrode.
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