KR20010015574A - 금속축재료의 직경확대장치 - Google Patents

Abstract

금속축재료의 중간부를 간단한 조작으로 직경확대 성형할 수 있는 실용적인 직경확대장치를 제공하는 것으로, 피가공물인 금속축재료를 끼워맞추어 유지하는 유지부를 구비하여, 상기 유지부에 금속축재료를 끼워맞추어 유지한 상태로 모우터에 의해 회전구동되는 구동회전부(5)와, 상기 구동회전부의 유지부에 대향하도록 설치된 유지부를 구비하여, 상기 구동회전부에 대해 서로 접근ㆍ이반(離反)하는 방향으로 상대 이동이 자유로운 종동회전부(30)와, 상기 종동회전부를 구동회전부에 대해 접근·이반하는 방향으로 이동시키는 이송수단(50)과, 상기 종동회전부의 유지부를 상기 구동회전부의 유지부(holding part)의 축 중심에 대해 경사시키는 편의(偏倚)수단(80)과, 상기 종동회전부를 구동회전부로 향하여 누루는 가압수단(70)을 구비한 금속축재료의 직경확대장치.

Description

금속축재료의 직경확대장치{METALLIC SHAFT MATERIAL DIAMETER INCREASING DEVICE}

중간부에 부분적으로 직경확대부가 형성된 금속축재료를 제작하는 경우는, 종래, 해당 축재료의 직경보다도 큰 직경의 봉재를 소재로 해서, 소망의 직경확대부를 갖는 형상으로 깎아내는 방법이 채용되어 왔다. 그렇지만, 큰 직경의 봉재를 깎아내는 방법에서는, 절삭가공이 품이 많이들어 재료적으로도 낭비가 많아지므로 비경제적이었다.

한편, 기계장치의 동력 전동축에는, 상기 전동축 보다도 직경이 큰 치차, 캠, 스프로켓휘일 등의 기계부품을 설치하는 일이 많지만, 상기와 같이 깎아내는 것으로 이것들을 일체로 성형하는 것은 비경제적이므로, 별도 제작한 이들 큰 직경의 부품을 보울트, 용접 등으로 축재료에 고착하고 있었다. 금속축재료의 중간부를 원하는 큰 직경으로 부풀릴수 있다면 해당 축재료를 부풀린 부분에 적당한 성형가공을 시행함에 의해 상기 큰 직경의 부품을 일체로 성형할 수 있지만, 축재료의 중간부를 큰 직경으로 부풀리는 것은 종래 불가능한 것으로 되어 있었다.

금속축재료의 중간부를 간단히 직경확대할 수 있는 방법으로서, 본 발명자는 금속축재료에 회전과 굽힘과 압축을 하게 하는 방법을 발명하여, 이미 특허를 취득하고 있다(일본국 특허 제1,993,956호). 이 새로운 기술에 의하면, 강재(鋼材)에 절삭가공 등을 실시하지 않고도, 그 중간부의 원하는 곳을 간단히 직경확대할 수가 있으므로, 이 직경확대부를 이용하여 치차나 큰 직경부 등을 일체로 성형할 수가 있다.

그렇지만, 상기 특허 발명의 직경확대 방법을 실시하기 위한 장치로서, 시험적인 장치는 이미 개발되어 있으나, 통상의 생산에서 사용에 견딜 정도로 충분히 실용적인 것은 개발되어 있지 않았으므로, 모처럼의 우수한 기술이 거의 실용화되지 못하고 있는 것이 현실이다. 그리하여, 본 발명은 상기 신규한 직경확대기술을 이용하여 부분적으로 직경확대된 축재료를 간단히 제작할 수 있는 실용성이 풍부한 확대직경장치를 제공하는 것을 과제로 하고 있다.

본 발명은, 금속축재료의 중간부를 직경확대 성형함에 의해 예를 들면, 강철의 중간부를 팽창시키어 치차 등을 일체로 성형할 수 있는 신규한 금속가공장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 직경확대장치의 일예를 표시하는 측면 단면도이며,

도 2는 그 평면도,

도 3은 그 동작을 표시하는 중요부의 단면도이다.

도 4는 상기와 다른 실시형태에 있어서의 측면 단면도이며,

도 5는 그 평면도,

도 6은 그 동작을 나타내는 중요부의 단면도이다.

도 7은 중요부의 단면도,

도 8은 또한 다른 실시형태의 설명도이며,

도 9는 그 직경확대 유니트(unit)의 평면도이다.

도 10은 직경확대 유니트의 측면도이며,

도 11은 그 정면도이다.

도 12는 빼내는 기구의 사시도이며,

도 13은 빼내는 기구의 사용방법을 나타내는 측면도,

도 14는 그 평면도이다.

도 15는 상기와 다른 실시형태에 있어서 척슬리이브(chuck sleeve) 유지부의 단면도이며,

도 16은 척슬리이브의 일예를 나타낸 단면도이다.

도 17은 직경확대 성형후의 금속축의 외관도이다.

도 18은 상기와 다른 척슬리이브의 단면도이며,

도 19는 이 척슬리이브에 의한 성형품의 외관도이다.

본 발명에 관계되는 금속축재료의 직경확대장치는, 피가공물인 금속축재료를 끼워맞춰서 유지하는 유지부를 마련하여, 해당 유지부에 금속축재료를 끼워맞추어 유지하는 상태로 모우터에 의해 회전구동되는 구동회전부와, 상기 구동회전부의 유지부에 대향하도록 설치된 유지부를 마련하며, 상기 구동회전부에 대해 서로 접근·이반하는 방향으로 상대이동이 자유로운 종동회전부와, 해당 종동회전부를 구동회전부에 대해 접근·이반하는 방향으로 이동시키는 이송수단과, 상기 종동회전부의 유지부를 상기 구동회전부의 유지부의 축심에 대해 경사시키는 편의(偏倚)수단과, 상기 종동회전부를 구동회전부에 향하여 누루는 가압수단을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

이 직경확대장치를 사용하여 금속축재료의 직경확대를 행하는 경우는, 구동회전부와 종동회전부를 양 유지부의 축심이 동일선상에 위치하도록 배치하고, 양 유지부에 의해 피가공물인 금속축재료를 유지한다. 그렇게 한 뒤, 구동회전부를 구동해서 축재료를 회전시키면서, 가압수단으로 금속축재료를 축방향으로 가압함과 동시에, 편의수단에 의해 금속축재료가 소정의 각도로 절곡되도록 종동회전부측을 구동회전부의 축심에 대해 경사시킨다. 이 편의 수단에 의한 금속축재료의 절곡은, 그 절곡 중심이 원래의 금속축재료의 중심선 보다도 외측으로 위치하도록 설정해 놓는 것이 바람직하다. 이와 같이 하여 놓으면, 금속축재료는 절곡된대로 회전하지만 절곡중심이 금속축재료의 중심선 보다도 외측에 있기 때문에, 절곡부에 항상 압축방향의 힘이 작용하고, 압축·인장이 교호로 작용함에 의해 피로 파괴가 생기지 않는다. 이 회전과 절곡과 가압에 의해, 구동회전부의 유지부 선단과 종동회전부의 유지부 선단과의 사이의 부분이 점점 팽창하고, 그 만큼 종동회전부가 구동회전부측으로 이동하지만, 이 사이에도 금속축재료에 항상 압축응력이 작용하도록 가압을 계속 작동한다.

원하는 직경확대상태가 얻어지면 회전과 가압을 계속하면서 편의수단을 처음의 상태, 즉 구동회전부측과 종동회전부측의 축심이 일치하는 상태까지 복귀시킨후, 회전과 가압을 정지해서 축재료를 떼어내면 된다.

또한, 상기 가압수단으로서는, 유체실린더, 유압잭 등을 이용할 수가 있다.

또, 편의장치로는 예를 들면, 종동회전부의 유지부를 그 축심에 대해 회동 자유롭게 축으로 부착지지(樞着)하여 놓고, 나사식 가압수단 등으로 축심과 직각인 방향의 힘을 작용시키어 경사되도록 해놓으면 된다.

축재료를 직경확대한 후에는, 양 유지부로부터 축재료를 떼어낼 필요가 있다. 이 경우, 축재료에는 가공중에 커다란 힘이 가해지므로, 떼어내는 것이 곤란하게 되는 경우가 많다. 이 떼어내는 작업은, 가공에 의해 직경확대한 부분에 걸어맞추는 걸어맞춤부를 가진 빼내는 기구를 사용한다. 상기 직경확대된 부분을 이용하여서 유지부로부터 빼내도록 하는 것이 편리하다.

이하, 도면에 나타낸 본 발명의 실시형태를 예시하면서, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 도 1, 도 2에 있어서, 이 직경확대장치(1)는 마루위에 설치되는 베이스(2)의 측부에 한쌍의 측판(3, 3)이 세워설치되며, 그 상부에 평면으로 본 장방형의 프레임(4)이 설치되어 있다. 이 프레임(4)의 앞 끝부분(도 1에 있어서 좌측 끝부분)에는 구동회전부(5)가 설치되어 있다.

구동회전부(5)는, 프레임(4)의 좌우방향의 부재(4a)에 고착된 지지통체(6)에 원통형상의 유지통(10)이 회전이 자유롭게 이어 받쳐져 있고, 상기 유지통의 끝에는 종동치차(12)가 부착되어 있다. 유지통(10)의 내부에는, 피가공물을 유지하는 척부재로서 척슬리이브(15)가 끼워 넣어져 있다. 척슬리이브(15)의 한가운데 있는 부분(芯部)에는 피가공물이 끼워맞춰지는 유지공(16)이 설치되어 있고, 상기 유지공의 끝에는 암나사부(16a)가 설치되어 있다. 이 암나사부(16a)에는 유지통(10)의 끝에 설치한 무부하구멍(unloaded hole)(10a)을 통해서 압출나사(17)가 나선에 고정되어 있다.

상기 지지통체(6)의 하방에는 구동원인 모우터(20)가 설치되어 있으며, 그 출력축에 부착된 구동치차(21)가 상기 종동치차(12)와 이빨이 맞물려 있다.

상기 구동회전부(5)에 대향하도록 종동회전부(30)가 설치되어 있다. 종동회전부(30)는 프레임(4)의 상연부(上緣部)에 설치한 레일부(31)에 따라서 전후로 슬라이딩하는 슬라이딩체(35)를 구비하고, 상기 슬라이딩체의 끝부에는 링 형상의 회동프레임(37)이 축(36)에 의해 축으로 부착(樞着)되어 있다. 이 회동프레임(37)에는 종동측의 지지통체(38)가 고착되어 있고, 상기 지지통체(38)의 내부에 유지통(40)이 회전이 자유롭게 이어 지지되어 있다. 이 유지통(40)의 내부에는, 상기 구동회전부의 척슬리이브(15)와 동일모양의 피가공물 유지용의 척슬리이브(45)가 끼워맞추어 있다. 척슬리이브(45)의 심부에는 유지공(46)이 설치되고, 상기 유지공의 끝부에는 암나사부(46a)가 마련되어 있다. 이 암나사부(46a)에는 유지통(40)의 끝부에 마련된 무부하구멍(40a)을 통해서 압출나사(47)가 나선에 고정된다.

슬라이딩체(35)의 후부에는 이송장치(50)가 설치되어 있다. 이 이송장치(50)는, 종동회전부(30)를 구동회전부(5)에 대하여 접근·이반하는 방향으로 전후 이동시키는 이송수단을 이루기 때문에, 슬라이딩체(35)의 후단부에 브래킷(52)이 설치되며, 상기 브래킷에 축받침(53)이 설치되어 있다. 또한, 프레임(4)의 후단부의 횡간(4b)에는 통공(54)이 설치됨과 동시에, 앞측에는 거친 이송수단을 구성하는 통체(55)가 고착되어 있다. 이 통체(55)에는 전후방향의 슬릿트(56)가 마련되며, 내부에는 전후방향의 나사구멍(57a)을 구비한 이동블럭(57)이, 그 상단부에 설치된 돌기(57b)를 상기 슬릿트(56)로부터 돌출시킨 상태로 전후 이동이 자유롭게 끼워맞추어 있다.

상기 브래킷(52)의 축받침(53)과 가로틀(4b)에 의해 이송로드(60)가 축 주위에 회전이 자유롭게 지지되어 있다. 이 로드(60)의 외주부에는 숫나사(60a)가 설치되며, 이것에 상기 이동블록(57)이 나선에 맞물려 있다. 이송로드(60)의 앞끝부에는 빠짐멈춤용의 링(61)이 부착되며, 뒤끝부에는 핸들(62)이 부착되어 있다.

종동회전부(30)의 하측에는 가압장치(70)가 설치되어 있다. 이 가압장치(70)는, 상기 종동회전부(30)를 구동회전부(5)로 향하여 미는 가압수단을 구성하는 것으로 베이스(2)위에 유체 잭인 유압잭(71)이 설치되어 있다. 이 유압잭의 앞쪽 상부에는 축(73)에 의해 상하로 회동이 자유롭게 지지된 캠(75)이 설치되어 있다. 캠(75)의 앞부에는 상기 종동회전부의 회동프레임(37)의 후부에 걸어맞추는 걸어맞춤부(75a)가 형성되어 있다. 또, 캠(75)의 후부측에는 상기 유압잭(71)의 피스턴로드(71a)에 접촉해서 상기 잭의 밀어올리는 힘을 받는 받음부(75b)가 설치되어 있다.

상기 유압잭(71)을 작동시키면, 피스턴로드(71a)가 뻗어나와서 캠(75)을 밀어올린다. 그러면 캠(75)은 축(73)을 중심으로 도 1의 시계반대방향으로 회전하고, 그 걸어맞춤부와 회동프레임(37)의 걸어맞춤을 통해서 종동회전부(30)를 구동회전부(5)측으로 전진시킨다. 또한, 유압잭(71)으로는 통상의 승용차의 타이어교환 등에 사용되는 수동식 잭을 사용할 수 있지만, 유압잭의 대신으로 다른 유체압을 이용한 잭도 가능하며, 경우에 따라서는 공지의 나사식 잭을 이용할 수도 있다. 또한, 수동식 잭 대신에 전력으로 작동하는 동력잭을 채용하여도 좋다.

상기 종동회전부(30)에는, 상기 종동회전부를 상하로 회동시키는 편의수단으로서 편의장치(80)가 설치되어 있다. 이 편의장치(80)는, 상기 종동회전부의 지지통체(38)에 고착된 너트부재(82)와, 상기 너트부재(82)에 나사맞춤하는 나사봉(85)을 구비하고 있다. 나사봉(85)의 하단부는 상기 슬라이딩체(35)에 접촉하여 있으며, 그 상단부에는 핸들(86)이 부착되어 있다. 이 핸들을 돌리면, 나사봉(85)이 회전하지만, 상기 나사봉(85)의 하단부는 슬라이딩체(35) 윗면에 접촉하여 있으므로, 나사봉 자체는 상하로 움직이지 않고, 이것에 나사맞춤되어 있는 너트부재가 지지통체(38)와 함께 상하로 움직인다. 이에 의해, 종동회전부(30)가 축(36)을 중심으로하여 상하로 회동한다.

이 직경확대장치(1)의 사용시에는 구동회전부(5)의 척슬리이브(15)와 종동회전부의 척슬리이브(45)에 피가공물인 금속봉(통상적으로 강재임)(W)의 끝부분을 각각 삽입하여 유지한다. 이 경우 구동회전부(5)의 압출나사(17)의 나사맞춤량을 적당량의 압출 간격(d)이 얻어질 수 있도록 미리 조절해 놓고, 상기 압출나사(17)의 끝부분에 금속봉의 끝부분이 닿을 때까지 삽입한다. 또한, 종동회전부(30)의 압출나사(47)를 조절하여 금속봉(W)의 후단부에 접촉시킨다.

이렇게 한 후에, 이송장치(50)로 구동회전부와 종동회전부의 간격을 소정의 간격(D)로 한다. 이 간격(D)은 원하는 직경확대가 얻어지는 거리이며, 미리 시험을 행하여 결정하여 둔다. 이 간격조절은, 핸들(62)을 조작하여 이동블럭(57)을 그 돌기(57b)가 슬릿트(56)의 후단부에 접촉할 때까지 전진(거친 이송)시킨후 다시 핸들(62)을 돌려서 로드(60)를 서서히 전진시키므로서 행하여 진다. 로드(60)의 선단부는 종동회전부의 슬라이딩체(35)에 접속되어 있으므로 종동회전부(30)가 프레임(4)에 따라서 전진한다. 이 경우 척슬리부(15, 45)는 금속봉을 틈을 둔 상태로 끼워 느슨하게 유지하고 있을 뿐이며 금속봉의 끝부분이 압출나사(17)에 닿아 있으므로 금속봉 자체는 이동하지 않는다.

다음으로 가압장치(70)로 금속봉을 축방향으로 가압하고, 편의장치(80)로 종동회전부(30)를 도 3에 표시한 바와 같이 경사시킨다. 이 가압은 유압잭(71)을 작동시켜 캠(75)을 화살표 X방향으로 회전시키므로서 행한다. 상기 가압장치(70)와 편의장치(80)를 작동시킨 상태로 모우터(20)를 시동하면 척슬리이브에 유지된 금속봉(W)이 절곡된 상태로 회전하여 압축된다. 회전속도는 매분 수회 내지 수십회 정도로 족하며 절곡각 α는 3∼7°이상이면 된다. 절곡중심(P)는 원래의 금속봉의 중심선(CL) 보다 외측에 위치해 있다. 또한, 필요한 가압력은 금속봉의 굵기 등에 따라 달라지지만, 금속봉의 단축(單軸)(monopode) 압축항복응력(yield stress)의 20∼30%의 응력이 생기는 정도의 가압력으로 직경확대할 수 있음이 확인되고 있다(신교하마 공업고등전문학교 기요 제34권「둥근막대 직경확대법의 연구(제1보)」나가따 외).

상기 회전, 절곡, 가압에 의하여 척슬리이브(15, 45)의 간격부분, 즉 잡음간격부분이 압축되어 직경확대가 이루어진다. 이 직경확대의 진행에 의하여 잡음간격이 짧아지고 마침내는 직경확대부의 양끝부분이 척슬리이브의 끝면에 닿도록 된다. 원하는 직경확대가 이루어지면, 회전과 가압을 계속하면서 편의장치(80)를 원래의 상태로 복귀시키어 금속봉을 직선화 시킨다. 이에 의하여 중간부가 직경확대한 직선형상의 금속봉이 얻어진다. 이 때, 회전과 가압을 정지하고 금속봉을 척슬리이브로부터 떼어 낸다.

금속봉은 양측의 척슬리이브(15, 45)에 처음에는 느슨하게 끼워맞춤(너무 느슨하면 그 부분까지 직경확대가 되기 때문에 적당한 정도의 틈을 두고 끼워맞춘 상태로 한다)을 하였으나, 상기 회전, 절곡, 압축에 의하여 척슬리이브에 꽉끼워 들어간 상태가 되어 용이하게는 떼어낼 수가 없는 경우가 많다. 이 경우에는 구동회전부의 압출나사(17)를 나사조임하여 금속봉의 끝부분을 누른다. 이렇게 하면 금속봉이 그 압축 간격(d) 만큼 밀어 내어져서 직경확대부의 끝부분과 척슬리이브의 끝면과의 사이에 d 만큼 틈이 생긴다. 그 때에, 이 틈부분에 도 12에 예시한 바와 같은 훅 형상의 발취구(拔取具)(90)의 걸어맞춤부(91)를 끼어넣어 직경확대부(G)에 걸어맞추고, 도 1의 오른쪽 방향으로 꺼내면 된다. 발취구(90)의 베이스(基部)에는 원통형상의 지지통체(6)에 밖으로 끼워지는 반원형상의 요부(92)가 형성되어 링 형상의 회동프레임(37)의 배면에 걸어맞춰지는 걸어맞춤부(93)가 설치되어 있으므로 이 걸어맞춤부를 종동회전부(30)의 회동프레임에 걸어맞춰두고 이송장치(50)를 역방향으로 작동시키면 금속봉을 용이하게 빼어낼 수가 있다.

다음으로 도 4∼도 6은 상기한 것과 다른 실시형태를 보여주는 것으로서, 상기 실시형태에서는 가압장치(70)가 유압잭(71)과 캠(75)으로 구성되어 있었으나, 본 실시형태에서는 가압장치(100)로 해서 복동식(複動式)의 유압실린더(101)가 설치되어 있다. 즉, 종동회전부(30)의 슬라이딩체(35)가 제2의 슬라이딩체(102)위에 슬라이딩 가능하게 놓여져서, 상기 제2의 슬라이딩체가 프레임(4)위를 슬라이딩 하도록 되어 있다. 이송장치(50)의 로드(60)는 상기 제2의 슬라이딩체(102)에 접속되어 있으며, 제2의 슬라이딩체와 함께 종동회전부(30)를 앞뒤로 움직인다. 상기 유압실린더(101)는, 제2의 슬라이딩체(102)의 후부프레임(103)과 상기 슬라이딩체(35)사이에 부착되어 있으며, 슬라이딩체(35)를 앞방향으로 누른다. 기타 부분은 상기 실시형태와 같으며 같은 부분에는 같은 기호를 붙여 놓았다.

이 가압장치(100)는 유압실린더(101)로 종동회전부(30)를 가압하므로 구조적으로는 간단하며 힘의 전달효율도 높다. 또한, 유압실린더로 복동식 실린더를 사용하면 직경확대후에 금속봉을 빼어내는 것을 상기 유압실린더를 이용해서 행하는 것도 가능하게 되므로 편리하다. 도 13 및 도 14는 직경확대후에 금속봉(W)을 빼내는 방법을 보여주고 있는 바, 압출나사(17)를 끼워넣어 척슬리이브(15)로부터 금속봉을 약간 밀어내고, 도 12에 표시한 발취구(90)의 걸어맞춤부(91)를 금속봉의 직경확대부(G)에 걸어 맞춘다. 발취구(90)의 반대측의 걸어맞춤부(93)는 종동회전부의 회동프레임(38)의 배면에 걸어 맞춘다. 이 상태에서 이송장치(50)를 역방향으로 조작하여 종동회전부(30)를 후퇴시키면 직경확대부(G)에 걸어맞춰진 발취구에 의하여 잡아 당겨지므로 금속봉이 구동회전부의 척슬리이브(15)로부터 빼내어진다. 한편, 종동회전부(30)의 척슬리이브(45)로부터는 사람의 손으로 쉽게 금속봉을 빼낼 수 있다.

도 8∼도 11은 또 다른 실시형태를 나타내는 것으로서, 본 실시형태에서는 직경확대장치(110)가 공지의 선반에 합쳐 조립되어 있다. 즉, 111은 공지의 NC선반이며, 그 심압대(115)에 직경확대장치를 구성하는 직경확대유니트(120)가 조립되어 있다. 도면에서 112는 직경확대장치의 구동회전부를 겸한 척이며, 113은 툴 홀더(tool holder)이다.

직경확대유니트(120)는 더브테일(dove-tail)홈(123)을 가진 베이스(125)위에 회전대(127)를 부착한 것이며, 이 회전대(127)에는 심압대(130)와 직경확대유니트(120)가 병열로 설치되어 있다. 그리고, 이 회전대(127)를 180°반전함에 의하여 직경확대유니트(120) 또는 심압대(130)가 상기 척(112)에 대향하도록 되어 있다.

직경확대유니트(120)는, 정면으로 보았을 때 상향인 U자형 프레임(135)위에 좌우 한쌍의 제2의 슬라이딩체(137)가 슬라이딩이 자유롭게 설치되어 상기 제2의 슬라이딩체에 나사구멍을 가진 블록(138)이 고착되어 있다. 이 블록(138)의 나사구멍에는 이송장치(150)를 구성하는 나사봉(139)이 나사맞춤되어 있으며, 상기 나사봉의 한쪽 끝부분에는 종동치차(140)가 부착되어 있다. 프레임(135)의 내부에는, 이송용모우터(143)가 설치되어 있고, 이 이송용모우터의 축에 부착한 구동치차(145)가 상기 종동치차(140)에 이빨물림되어 있다. 상기 모우터(143)를 정·역회전시키면 블록(138)이 제2의 슬라이딩체(137)와 일체로 되어 나사봉(139)에 따라서 전후로 이동한다. 이송장치로는, 이와 같은, 모우터에 의한 자동이송장치(150)를 설치하는 대신에 상기 다른 실시형태와 같이 수동식의 이송장치를 설치하여도 된다.

제2의 슬라이딩체(137)위에는 상기 다른 실시형태의 경우와 동일한 종동회전부(30)가 설치되어 있다. 즉, 이 종동회전부의 슬라이딩체(35)가 제2의 슬라이딩체(137)위에 슬라이딩이 자유롭게 놓여져서 여기에 회동프레임(38)이 축(36)에 의해 부착되어 있다. 종동회전부의 다른 부분의 구성도 상기 실시형태와 같다.

편의장치(80)도 상기 실시형태와 동일하며, 종동회전부의 지지동체(38)에 고착한 너트부재(82)와, 상기 너트부재(82)에 나사맞춤하는 나사봉(85)을 갖추고 있다. 나사봉(85)의 하단부는 상기 슬라이딩체(35)에 닿아 있으며, 그 상단부에는 핸들(86)이 부착되어 있다. 이 핸들을 돌리면 나사봉(85)이 회전하지만 상기 나사봉(85)의 하단부는 슬라이딩체(35)윗면에 닿아 있으므로 나사봉 자체는 상하로 움직이지 않고 여기에 나사맞춤되어 있는 너트부재가 지지동체(38)와 함께 상하로 움직인다. 이에 의하여, 종동회전부(30)가 축(36)을 중심으로 하여 상하로 회동한다.

가압장치로는, 상기 제2의 실시형태의 경우와 동일한 유압실린더식의 가압장치(100)가 설치되어 있다. 101은 유압실린더이며, 배면측은 제2의 슬라이딩체(137)의 프레임에 닿고 피스턴로드는 슬라이딩체(35)를 밀도록 되어 있다.

이 직경확대유니트(120)를 사용하여 금속봉의 직경확대를 행하는 경우에는 금속봉의 한 쪽의 단부측을 선반의 헤드에 부설되어 있는 척으로 잡고, 다른 쪽은 종동회전부(35)의 척슬리이브(45)로 유지한다. 종동회전부(35)의 이동은 이송장치(150)의 이송용모우터(143)를 회전함에 의하여 행한다. 이 상태로 상기 실시형태의 경우와 같이 회전 절곡 가압을 해서 직경확대를 행한다.

이 직경확대장치(100)는 공지의 선반에 합쳐 조립되어 있으며, 구동회전부는 선반의 헤드의 회전장치를 그대로 이용할 수 있으므로 경제적이다. 직경확대유니트(30)에는 구동회전부 이외의 부분을 설치하여 두면 되므로 컴팩트한 것으로 할 수가 있다. 도시예에서는, 직경확대유니트가 선반에 반드시 설치되어 있는 심압대와 결합되어 있으며, 회전대를 전후 반전함에 의하여 심압대로 사용해도 되고, 직경확대유니트로 사용하는 것도 가능함으로 매우 편리하지만, 이와 같이 심압대와 결합하지 않고 직경확대유니트 자체를 선반의 부속품으로 설치하여 놓을 수도 있다.

또한, 상기 실시형태에서는 피가공물인 금속봉을 잡고 유지하는 척슬리이브로서 직경이 같은 유지공을 가진 것을 사용하고 있으나, 이 척슬리이브로서는, 여러 가지 형상 및 치수의 것을 사용할 수가 있다. 도 15는 척슬리이브의 교환을 용이하게 한 종동회전부(구동회전부도 동일)의 예이며, 도 16의 척슬리이브를 사용하면, 도 17와 같은 직경확대부(G)가 얻어지며, 도 18과 같은 슬리이브를 사용하면, 도 19와 같은 턱이 붙은 직경확대부(G₁),(G₂),(G₃)가 얻어진다. 척슬리이브의 외경은 일정하여도, 내경이 다른 여러 가지의 척슬리이브를 준비하여 두면 금속봉의 직경이 다른 것에도 척슬리이브를 교환하기만 하면 간단히 직경확대를 할 수가 있게 되어 편리하다. 상기 척슬리이브 대신에 공지의 척을 사용해도 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 관한 금속축재료의 직경확대장치는 금속, 예를 들어 철강제의 봉의 중간부를 자유자재로 부풀릴 수 있으므로 금속봉의 용접가공이나 대량의 절삭가공을 실시하지 않고, 치차, 캠 등을 일체로 형성하여 기계장치의 동력전동축 등으로 이용할 수가 있다.

Claims (5)

1. 비가공물인 금속축재료를 끼워맞춰 잡고 유지하는 유지부를 갖추며 상기 유지부에 금속축재료를 끼워맞춰 잡고 유지하는 상태로 모우터에 의하여 회전 구동되는 구동회전부(5)와, 상기 구동회전부의 유지부에 대향하도록 설치된 유지부를 갖추고 상기 구동회전부에 대하여 서로 접근·이반하는 방향으로 상대이동이 자유로운 종동회전부(30)와, 상기 종동회전부를 구동회전부에 대하여 접근·이반하는 방향으로 이동시키는 이동수단(50)과, 상기 종동회전부의 유지부를 상기 구동회전부의 유지부의 축심에 대하여 경사시키는 편의수단(80)과, 상기 종동회전부를 구동회전부에 향하여 미는 가압수단(70)을 구비한 것을 특징으로 하는 금속축재료의 직경확대장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 종동회전부가 그 앞부분에 갖추어진 회동축을 중심으로 회동하도록 설치되어, 상기 편의수단이 종동회전부의 상기 회동축 보다 후방의 부분을 회동시키는 금속축재료의 직경확대장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 종동회전부를 회동이 자유롭게 지지하는 회동축이 종동회전부의 축심 보다 외측에 설치되어 있는 금속축재료의 직경확대장치.
4. 제1항, 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 구동회전부 또는 종동회전부가 피가공물인 금속축재료를 끼워맞춰 잡고 유지하는 착탈이 자유로운 척슬리이브를 갖춘 금속축재료의 직경확대장치.
5. 제1항 내지 제5항의 어느 한 항에 있어서, 구동회전부로 공지인 선반의 회전헤드를 사용하고, 여기에 종동회전부와 가압장치와 편의장치와 이송장치를 갖춘 직경확대유니트를 부설하여 구성한 금속축재료의 직경확대장치.