KR20000064638A - 금속막대를박판형태로절단하는절단장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 금속 막대를 박편으로 절단하는 절단 장치에서, 상기 절단 장치는 절단되는 금속 막대(9)를 지지하는 지지 프레임(1), 및 절단을 실시하도록 금속 막대에 대체로 가로로 있는 절단판(2)을 포함하고, 상기 절단판(2)은 금속 막대의 단부에서 절단면에 평행한 방향으로 배향된 직선이고 평면인 내부 표면(3), 절단되는 박편(16)을 향하는 외장측면상에 외부 표면(4), 및 내부와 외부 표면을 연결하고 절단 엣지(6)를 제공하는 절단기(5)를 포함한다. 절단기(5)의 절단 엣지(6)는 외부 표면(4)을 향하는 내부 표면에 따라 결정된 평면과 거리를 두고 있어, 내부 표면과 외부 표면 사이에 연결 표면(7)이 내부 표면의 방향으로부터 벗어나게 된다.

Description

금속 막대를 박판 형태로 절단하는 절단 장치

예를 들어, 핀란드 특허 출원 954161호는 절단기로 비가공 주형 비압연 알루미늄을 디스크형 박편으로 절단하는 방법을 제시했다. 그러나, 명세서에는 상기 절단 방법 또는 사용되는 장치의 상세한 설명은 하지 않는다. 한가지 방법은 기요틴(guillotine)형 절단 장치로 금속 막대를 절단하는 것이 있다. 그러나, 상기 장치는 몇 가지 문제점을 수반한다. 예를 들어 금속 막대를 20 mm 이하, 바람직하게는 10 mm 이하, 심지어는 1 mm 이하 두께의 박편으로 절단하는 경우, 절단된 원반 모양의 박편은 쉽게 변형될 수 있어 막대의 단면 형태를 거의 유지할 수 없다.

또다른 문제점은 절단되는 박편을 일정 두께로 유지하는 방법에 있다. 절단되는 금속이 상대적으로 단단한 물질일 때, 나중에라도 정확하게 고정된 정밀한 구조인 절단기가 편향되는 경향이 있어, 절단되는 박편 두께에 변화가 일어난다. 반면에, 절단되는 막대가 구부러지고 절단기 아래에서 상당히 변형되기 때문에, 상기 목적을 위한 두껍고 단단한 절단기를 사용하는 것이 불가능하다.

절단되는 금속으로부터의 또다른 문제점은 절단 작업의 마지막 단계에서의 손상되는데 있으며, 절단된 디스크 엣지에서 재료의 구조가 변화하게 되어, 상기 디스크를 사용하는 많은 응용 분야에서 엣지를 개별적으로 절단하는 원인이 된다.

본 발명은 비가공 주형 막대, 특히 알루미늄 막대를 박판 형태로 절단하는 절단 장치에 관한 것이다.

도 1은 발명에 따른 절단 장치의 개략적 측면도이다,

도 2는 도 1의 장치의 단부도이다,

도 3은 또다른 장치 구조의 상세도이다,

도 4는 또다른 장치 구조의 상세도이다,

도 5는 발명에 따라 제공된 절단기로의 절단 동작을 나타낸 것이다,

도 6은 발명에 따라 제공된 또다른 절단기를 나타낸다,

도 7은 발명에 따라 제공된 제 3 절단기를 나타낸다,

도 8은 발명에 따라 제공된 제 4 절단기를 나타낸다.

본 발명의 목적은 상기 언급된 단점을 제거하는 것이다. 본 발명의 목적은 금속 막대 및 상기 모든 비가공-주형 알루미늄 막대를 두께와 질이 균일한 박편으로 절단하기 용이한 새로운 형태의 절단 장치를 산출하는 것이다.

발명을 특징화하는 장점은 참조로, 청구항에서 이루어진다.

본 발명의 절단 장치는, 절단을 행하도록 설계된, 절단되는 금속 막대를 지지하는 지지 프레임, 및 대체로 금속 막대를 횡단하는 절단판을 포함한다. 절단판은 금속 막대의 단부에서 절단면에 평행한 방향으로 배향된 직선 및 평면의 내부 표면, 절단되는 박편을 향해 면하는 측면 상에 외부 표면, 및 내부 및 외부 표면을 연결하고 절단 엣지가 제공된 절단기를 포함한다. 발명에 따르면, 절단판의 전체 절단폭 너머의, 절단기의 절단 엣지는, 외부 표면을 향하는 절단판의 내부 표면에 따라 결정된 평면과 떨어져 있어, 내부 표면의 방향으로부터 이탈하는 연결 표면은 평면 내부 표면과 절단기의 절단 엣지 사이에 형성된다.

절단기의 절단 엣지는 가능하면 예리하게 또는 상대적으로 예리한 엣지 또는 둥근 표면일 수 있다. 유사하게, 절단 엣지와 내부 표면 사이의 연결 표면은 직선 또는 곡선 표면 또는 적절하게 부분적으로 직선 그리고 부분적으로 곡선을 이룰 수 있다. 절단판의 두께가 절단 엣지로부터 위를 향하면서 증가되도록 외부 표면은 내부 표면으로부터 상향으로 비스듬히 위치된다. 외부 표면은 경우에 따라 직선 또는 둥근 형태로 엣지로부터 시작될 수 있고, 또한 직선 표면 또는 곡선 표면으로 연장될 수 있다.

절단판의 외부 표면은 엣지로부터 거리를 두고 돌출부를 제공하는 것이 바람직하다. 상기 돌출부는 절단판에서 밖을 향하는 막대로부터 절단되는 박편이 변한 것으로 증가 두께만이 변하는 사선의 절단 구조보다 효과적이다. 돌출부는 절단되는 박편 두께의 십배 이하로 엣지로부터 거리를 두고 위치된다 ; 바람직하게 상기 거리는 절단되는 박편 두께의 약 3-5 배이다. 돌출부는 예를 들어, 외부 표면에서 일정하게 밖을 향하는 곡률 벌지(bulge)로 구성될 수 있다.

절단판의 연결 표면 및 외부 표면은, 절단 작업 동안 서로에 대해 바람직하게 설계되고 형상화되어, 연결 표면에 가해진 금속 막대는 힘이 내부 표면의 방향과 직교하고 절단판의 외부 표면에 금속 막대에 의해 인가된 대립 힘 이하의 크기를 갖는다. 절단판의 외부 표면에 가해진 힘 성분은, 절단판의 이동과 직각 방향으로 작동하여, 연결 표면에 가해진 대립 힘 성분보다 거의 20% 크다. 특히, 이들 힘의 크기 사이의 차이가 약 5%인 경우가 바람직하다.

절단 장치는 절단판의 내부 표면에 평행한 후방 지지체를 포함하는 것이 바람직하고, 절단판의 내부 표면은 상기 언급된 힘들 사이의 편차와 같은 힘으로 상기 후방 지지체에 대해 압박된다.

바람직한 발명의 절단 장치는 지지 프레임의 연장을 형성하는 절단 보스를 포함하고, 금속 막대로부터 절단되도록 박편 아래 위치된, 즉, 절단 동작 전에 볼 수 있는 절단기에 대한 금속 막대의 대립 측면상에 위치되어, 절단 보스는 금속 막대의 변형 및 박편이 절단 동작의 최종 상태에서 금속 막대로부터 손상되는 것을 방지한다.

실시예에서, 절단 보스는 지지 프레임에 대해 고정적으로 장착되고 지지 프레임을 따라 한정된 지지 표면 아래에 거리를 두고 위치되어, 절단 동작의 마지막에, 절단기는 지지 프레임의 단부에서 절단 보스와 접하는 지지 프레임을 따라 한정된 지지 표면을 지나 아래를 향하게 된다.

또다른 실시예에서, 절단 보스는 절단판의 이동 방향으로 스프링 운동을 가능케 하여, 이 경우에 정지 위치에 있을 때 절단 보스에서 지지 프레임의 지지 표면의 높이에 있을 수 있는 반면 절단 동작의 최종 상태에서 적절히 모양을 바꿀 수 있다. 또다른 가능성은 정지 위치에서 조차 절단 보스가 금속 막대의 다소 저부 표면 아래에 위치된다는 것이다.

절단 보스는 절단 표면 아래 위치에 바람직하게 위치되어 절단되는 디스크의 두께 또는 절단의 깊이에 대게 해당한다. 이 경우에 절단 동작의 마지막 단계에서 금속 구조의 손상을 효과적으로 방지하는 반면 절단기의 절단 동작을 자유롭게 허용한다.

발명의 실시예에서, 절단 장치는 회전하는 금속 막대 및 절단 작업 동안 서로에 대해 절단판을 포함한다. 이는 절단되는 금속 막대를 회전시킴으로써 실시될 수 있다. 또다른 가능성은 금속 막대 부근의 적절한 프레임 상에 절단기를 장착하켜 고정시켜 놓은 금속 막대 부근을 회전하게 하는 것이다. 또한 절단 작업 동안 절단기 및 금속 막대 양쪽이 대립 방향으로 회전하게 하는 것이다.

발명의 절단 장치는 종래 기술과 비교되는 중요한 장점이 있다. 절단 장치에 의해, 특히 비가공-주형 알루미늄 막대를 박편 또는 두께가 정확히 일정한 디스크 형태로의 절단에 효과적이다. 또한 절단 장치는 구리 막대, 예를 들어 전기 산업에서의 독특한 응용에 대해 그리고 청동 막대 예를 들어 셀, 부시, 슬리브 등의 제작에 쉽게 사용 가능하다. 절단 작업 동안, 재료의 엣지 영역은 깨지거나 구조가 변하지 않아, 막대로부터 절단되는 전체 블랭크를 처리하는 동안 활용할 수 있다. 따라서, 재료 손실 없이, 다른 처리 공정에 대해 비가공-주형 막대로부터 블랭크(blank)를 생산할 수 있다.

도 1 및 도 2에 개략적으로 나타낸 절단 장치는 비가공-주형 막대(9)가 놓여 있는 지지 프레임(1)을 포함한다. 또한, 절단 장치는 비가공-주형 막대의 단면 방향으로 이동 가능한 절단판(2)을 포함한다. 절단판(2)은 후방 지지체에 접한 절단판의 내부 표면과 후방 및 전방으로 움직일 수 있는 절단판을 따라 슬라이딩 표면을 형성하는, 후방 지지체에 따라 유도된다.

절단되는 비가공 주형 막대(9)는 주로 지지 프레임(1)에 놓이게 되고 막대 단부의 절단되는 박편(11)만이 지지 프레임(1)의 엣지 너머로 연장된다. 그러나, 절단되는 박편(11) 아래에는 도 1 및 도 2에 나타낸 실시예에서 지지 프레임(1)에 접한 고정가능한 절단 보스(boss)(12)가 있다. 또한, 절단 보스의 상부 표면(13)은 지지 프레임(1)의 상부 표면 보다 다소 낮게, 즉, 비가공-주형 막대를 지지하는 표면보다 낮게 놓여 있다. 따라서, 절단 동작의 최종 단계에서, 절단판(2)의 절단기(5)는 절단되는 박편을 비가공-주형 막대로부터 완전하게 그리고 확실하게 분리시키도록 지지 프레임 엣지에 따라 한정된 평면 아래 높이로 지지 프레임의 엣지를 너머 아래로 움직일 수 있다.

직선의 지지체(18)가 절단판(2)의 외부 표면(4)으로부터 떨어져 위치된다. 외부 표면의 직선이고 평면형인 면에 해당하도록 직선이고 평면형인 지지체 표면으로 구성되어, 이들 2 표면(4, 18) 사이에 일정 폭의 간극이 형성된다. 절단되는 박편이 절단 작업 동안 상기 간극으로 가서, 절단 작업 동안 형태를 벗어나 약간 구부러진 박편의 절단 작업 마지막에, 표면(4, 18) 사이가 압착되어 직선이 된다. 도 2에서는 직선 지지체를 도시하지 않았다.

도 3은 절단 보스의 또다른 실시예를 나타낸다. 이 경우에, 절단 보스(14)는 수직 방향으로, 예를 들면 충분히 정밀한 기계적 스프링을 사용하여 달성되는 스프링 운동을 가능케 한다. 본 실시예에서는, 정지 위치에서 절단 보스(14)의 상부 엣지는 지지 프레임에 의해 결정된 높이의 다소 아래에 놓여 있다. 도 4는 절단 보스(15)가 수직적 스프링 운동을 가능게하여 지지 프레임(1)의 상부 표면과 같은 높이로 상부 표면이 놓이도록 정지 위치에 배치된 실시예를 나타낸다.

도 5는 발명에 제공된 절단판(2)을 보다 상세히 나타낸 것으로, 절단 운동을 나타낸 것이다. 절단판(2)은 비가공-주형 막대(9)를 향해 외장되는 직선이고 평면형인 내부 표면(3) 및 절단되는 박편(16)을 향해 외장되는 외부 표면(4)을 포함한다. 절단판(2)의 내부 표면(3) 및 외부 표면(4)은, 절단판의 저부 부분 또는 절단 엣지(6)를 포함하는, 절단기(5)를 따라 저부 단부에서 연결된다. 절단 엣지(6)와 내부 표면(3) 사이의 연결 표면(7)으로, 외부 표면(4) 쪽으로 밖을 향하는 절단판의 내부 표면(3)에 따라 결정된 평면과 절단 엣지(6)가 떨어져 위치된다. 도 5에서의 실시예에서, 연결 표면은 내부 표면(3)과 둔각인 직선 표면으로 연결 엣지(6)는 연결 표면(7)과 외부 표면(4) 사이에 날카로운 각도를 형성한다.

바깥 표면(4)은 대체로 직선이고 내부 표면(3)과 떨어진 방향으로 사각인 평면형 표면으로 절단 엣지(6)로부터 시작되어 절단판(2)의 두께가 절단 엣지(6)와 떨어진 곳에서, 바깥 표면(4)이 외부을 향해 보다더 가파르게 변형되고 보다 부드러운 사각으로 구부러져 둥근 돌출부(8)를 형성할 때까지, 낮은 변화도로 증가된다.

도 5에 나타낸 절단 동작은 다음과 같다. 절단판(2)이 비가공-주형 알루미늄 막대(9)를 내리 누를 때, 절단 엣지의 양 측면 상에는 실제로 평행한 힘이 가해져, 절단기는 금속 막대를 변형시키지 않고 일정하게 직선으로 작동하여, 일정 두께의 박편(16)으로 절단한다. 이는 절단 엣지(6)의 내부 측면상에, 절단판의 운동에 수직힘 F_y가 절단판(2)에 연결 표면(7)을 경유하여 인가된다는 사실에 기인한 것으로, 힘은 절단판의 바깥 표면(4)에 가해지는 대립 힘보다 약간 작다. 도 5의 경우에, 대립 방향으로 작용하는 이들 힘은 절단 엣지(6) 부근에 작용하는 힘 F_u1과 돌출부(8) 영역에 가해지는 힘 F_u2로 구성된다. 바깥 표면(4)의 형태에 따라, 절단판은 힘 F_u가 가해지는 영역에만 있을 수 있고, 도 1의 경우에서처럼 몇몇 부분에 있을 수 있다.

절단 방향에 가로 방향으로 절단판에 가해진 힘은 거의 균형적이고 도 1에 나타낸 것처럼 후방 지지체(10)에 대해 절단판을 약간의 힘만으로 내리눌러서, 절단판을 변형시키는 힘이 가해지지 않는다. 그러므로, 절단기가 비가공-주형 막대를 통해 고르게 직선적으로 작동하여, 막대로부터 정확하게 일정한 두께의 박편을 절단한다.

절단 동작의 마지막 단계에서는, 절단기 압력 때문에, 비가공-주형 막대의 저부 엣지(17)는 지지 프레임(1)의 엣지 너머서 아래를 향해 구부러지는 경향이 있다. 그러나, 절단 보스(12)는 이와 같은 것을 적어도 알루미늄의 경우에, 막대 물질이 너무 아래로 눌리는 것을 방지하여, 어떠한 응용에서, 상기 조각 또는 절단되는 박편의 사용을 한정할 수 있는 만큼만 금속 구조를 손상시킨다. 따라서, 절단 보스(12)는 비가공-주형 막대의 저부 모서리(17)를 수용하고, 절단기(5)의 힘에 따라 지지 프레임 높이를 통해 아래로 가압되거나 또는 지지 프레임(1) 보다 낮은 높이로 장착되어, 지지 프레임(1)의 높이 아래로 이동하도록 절단기를 허용하여, 박편(16)이 비가공-주형 막대로부터 깔끔하게 절단된다.

도 6은 발명의 절단 장치에 사용되는 또다른 절단판(2)을 나타내며, 직선 및 평면형 내부 표면(3)은 둔각에서 직선으로 변화되고 평면형 연결 표면(7)은, 외부 표면(4)으로부터 내부 표면(3)과 멀어지는 방향으로 둥근 곡선으로 위를 향해 연장되는 예리한 절단 엣지에서 끝나고, 엣지로부터 상향하는 절단판의 두께는 증가한다.

도 7은 제 3 실시예를 나타내며, 직선 및 평면형 내부 표면은 연결 표면(7)으로 둥근 곡선을 통해 변화되어, 예리한 절단 엣지(6)에서 끝나고, 직선 및 평면형 외부 표면(4)으로부터 내부 표면(3)과 멀어지는 사선 방향으로 시작된다.

도 8은, 연결 표면(7)으로 둥근 곡선을 통해 그리고 외부 표면(4)으로부터 둥근 곡선을 통해 변화되는 직선 및 평면형 내부 표면으로, 절단판(2)의 절단 엣지(6)는 절단판의 둥근 곡선상에 최저 지점이 되는 제 4 실시예를 나타낸다.

특히, 둥근 연결 표면의 경우에, 그의 곡률의 반경은 0.5 mm 차수가 바람직하고, 직선 평면형 연결 표면의 경우에는, 그의 길이는 0.05-0.5 mm, 예를 들면 약 0.2 mm가 바람직하고, 그의 폭은 절단판 자체의 폭과 당연히 같고, 각각의 경우에 절단되는 비가공-주형 막대의 두께에 따라 다양할 수 있다.

발명은 실시예와 도면을 참조로 설명했으나, 발명의 다른 실시예가 청구항에 정의된 발명의 개념의 범주내에서 가능하다.

Claims (22)

1. 절단되는 금속 막대(9)를 지지하는 지지 프레임(9), 및 금속 막대의 단부에서 절단면에 평행한 방향으로 배향된 직선 및 평면 내부 표면(3), 절단되는 박편(16)을 향하는 외장 측면 상에 외부 표면(4), 및 내부 및 외부 표면을 연결하고 절단 엣지(6)가 제공된 절단기(5)를 포함하는 절단을 실시하기 위해 대체로 금속 막대 가로로 있는 절단판(2)을 포함하는, 금속 막대를 박편으로 절단하는 절단 장치로서, 절단기(5)의 절단 엣지(6)가 외부 표면(4)을 향해 절단판의 내부 표면(3)을 따라 정해진 평면과 거리를 두고 있어, 내부 표면과 절단 엣지 사이에 있는 연결 표면(7)이 내부 표면의 방향으로부터 벗어나게 되는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 절단 엣지(6)가 예리한 것을 특징으로 하는 절단 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 절단 엣지(6)가 둥근 형태인 것을 특징으로 하는 절단 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 연결 표면(7)이 직선 표면인 것을 특징으로 하는 절단 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 연결 표면(7)이 곡선 모양의 표면인 것을 특징으로 하는 절단 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 절단 엣지(6)에서 시작되는 외부 표면(4)이 절단판(2)의 두께가 절단 엣지로부터의 거리만큼 증가하도록 내부 표면(3)으로부터 비스듬히 분리되어 향하는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
7. 제 1 항에 있어서, 절단판(2)이 절단 엣지로부터의 거리에 그의 외표면에 돌출부(8)를 포함하여, 절단되는 박편이 절단판에서 분리 방향으로 효과적으로 바뀌는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
8. 제 7 항에 있어서, 돌출부(8)가 절단 엣지(6)로부터, 절단되는 박편의 두께의 2-8배, 바람직하게는 3-5배와 같은 거리에 위치되는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
9. 제 7 항에 있어서, 돌출부(8)가 외표면(4)으로 규칙적으로 밖을 향하는 곡률 벌지로 구성되는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
10. 제 1 항에 있어서, 연결 표면(7) 및 외부 표면(4)이 절단 작업 동안 연결 표면(7)에서 금속 막대에 가해진 내부 표면(3)의 방향과 직교하는 힘 F_y가 외부 표면(4)에서 금속 막대에 가해진 대립 힘 F_u보다 작은 형태로 설계되는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
11. 제 10 항에 있어서, F_u< 1.25 F_y인 것을 특징으로 하는 절단 장치.
12. 제 10 항에 있어서, F_u= 1.05 F_y인 것을 특징으로 하는 절단 장치.
13. 제 1 항에 있어서, 절단 장치가 절단판(2)에 평행한 후방 지지체(10)를 포함하고, 절단판은 힘 F_u와 F_y의 크기 사이의 편차와 같은 힘으로 상기 후방 지지체에 가압되는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
14. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 절단되는 박편 아래 위치된 절단 보스(12, 14, 15)를 포함하고, 금속 막대로부터 박편이 손상되는 것을 방지되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
15. 제 14 항에 있어서, 절단 보스(12)가 금속 막대의 저부 표면 아래에서 떨어져 위치되고 움직일 수 없는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
16. 제 14 항에 있어서, 절단 보스(14, 15)가 절단판의 절단 방향으로 스프링 운동을 가능케 하는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
17. 제 16 항에 있어서, 절단 보스(15)가 그의 정지 위치에서 금속 막대의 저부 표면의 높이에 있는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
18. 제 16 항에 있어서, 절단 보스(14)가 그의 정지 위치에서 금속 막대의 저부 표면의 높이에 있는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
19. 제 1 항 내지 제 18 항중 어느 한 항에 있어서, 절단판(2)의 외부 표면(4)이 직선이고 절단 장치가 절단판의 외부 표면 바깥측 직선인 지지체(18)를 포함하여, 금속 막대로부터 절단된 박편이 직선 지지체와 절단판의 외부 표면 사이에서 가압되어 직선이 되는 것을 특징으로 하는 절단 장치.
20. 제 19 항에 있어서, 직선 표면(18)이 절단판의 외부 표면(4)에 평행한 직선 평면 표면인 것을 특징으로 하는 절단 장치.
21. 제 1 항 내지 제 20 항중 어느 한 항에 있어서, 절단되는 금속 막대가 ; 비가공-주형 알루미늄 막대, 구리 막대, 청동 막대중의 하나인 것을 특징으로 하는 절단 장치.
22. 제 1 항 내지 제 21 항중 어느 한 항에 있어서, 절단 장치가 절단 작업 동안 서로 회전하는 금속 막대 및 절단판에 대한 회전 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 절단 장치.