KR200354042Y1 - 플라즈마 절단기의 혹 전극 제조용 금형 - Google Patents

Abstract

본 고안은 플라즈마 절단기의 혹 전극 제조용 금형에 관한 것으로, 특히 저면에 성형홈이 마련되고, 성형홈 내측에서 바깥둘레 일측지점으로 배출공이 뚫린 가동금형으로 냉각실 바닥면을 압착하여 돌기부를 돌출성형할 수 있도록 한 플라즈마 절단기의 혹 전극 제조용 금형장치에 관한 것이다.

즉, 본 고안은 고정금형(10) 내측의 전기 전도가 가능한 소재를 저면이 평평한 1차 가동금형(11)으로 압착성형하여 전극 본체(20)에 냉각실(21)을 형성하고, 저면에 성형홈(13)이 형성된 2차 가동금형(12)으로 냉각실(21) 바닥면을 압착성형하여 돌기부(22)를 돌출형성하되, 상기 2차 가동금형(12)에는 성형홈(13) 내측에서 바깥둘레 일측지점으로 뚫린 배출공(14)을 형성하여, 냉각실(21) 바닥면이 성형홈(13) 내측으로 소성변형되면서 발생하는 압축공기를 배출공(14)으로 배출되도록 한 것에 특징이 있다.

Description

플라즈마 절단기의 혹 전극 제조용 금형{electrode manufacturing mold of plasma cutting machine}

본 고안은 플라즈마 절단기의 혹 전극 제조용 금형에 관한 것으로, 특히 저면에 성형홈이 마련되고, 성형홈 내측에서 바깥둘레 일측지점으로 배출공이 뚫린 가동금형으로 냉각실 바닥면을 압착하여 돌기부를 돌출성형할 수 있도록 한 플라즈마 절단기의 혹 전극 제조용 금형장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전극 끝부분과 철판 사이에서 전기적 아크를 발생시킨 후 압축공기를 공급하면, 공기가 아크기류 사이를 통과하면서 화학적 작용에 의해 이온화되고, 음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온이 같은 밀도로 공간내에 존재하는 고속, 고온의 제트성 기체(플라즈마)가 되는 것이며, 이와 같은 플라즈마(plasma) 원리를 이용하여 각종 철판 소재를 절단하는 장치가 바로 플라즈마 절단기이다.

상기 플라즈마 절단기는 토치(torch)와 리드선, 콘솔, 전원공급장치 등으로 구성되며, 상기 토치의 헤드에는 전극과 노즐 및 쉴드(shield) 등의 소모품이 차례로 결합된다.

본 고안은 상기 토치헤드에 결합되는 전극에 관한 것인 바, 이하 종래의 플라즈마 절단기용 전극에 대해 간단히 살펴보기로 한다.

구리(Cu)와 같은 전기 전도가 가능한 소재로 된 전극의 본체는 토치의 냉각튜브가 수용되는 냉각실이 마련되고, 상기 냉각실 바닥면에는 하프늄(Hf)과 같이전기 전도성과 내열성 및 내마모성이 우수한 소재로 된 아크봉이 끼움결합되는 돌기부가 돌출형성된다.

상기와 같이 구성된 전극은 저암페어용 또는 고암페어용 전극이 있는데, 저암페어용 전극은 자체 발열량이 적기 때문에 압축공기로 전극을 충분히 냉각시킬 수 있으나, 200A 이상의 고암페어용 전극은 자체 발열량이 많아 냉각튜브로부터 공급되는 물로 냉각하지 않으면 전극의 수명이 현저히 저하됨으로 인해 반드시 수냉이 필요하다.

따라서, 수냉의 효율을 높이기 위해서는 아크봉이 결합되는 돌기부 단면을 얇게하고, 아크 발생 금속인 하프늄 즉, 아크봉이 증발되는 양을 최소화하기 위해 돌기부 표면적을 크게하는 것이 바람직하다.

상기 전극의 제조과정을 간단히 살펴보면, 도 4와 같이 고정금형(10)에 투입된 소재를 바닥면이 평평한 1차 가동금형(11)으로 압착하므로서 본체(20) 내측으로 냉각실(21)을 형성하는 1단계와, 1차 가동금형(11)의 압착으로 냉각실(21)이 형성된 본체(20)를 바이트(30) 등의 절삭공구로 냉각실(21) 저면을 요철형상으로 절삭가공하여 돌기부(22)를 형성하는 2단계와, 돌기부(22) 중앙에 삽입공(23)을 뚫고 아크봉(24)을 억지끼움하여 결합하는 3단계로 이루어진다.

그러나, 상기 1단계와 같이 1차 가동금형으로 본체 내측에 냉각실을 압착성형한 후, 2단계로 냉각실 바닥면에 바이트 등과 같은 절삭공구로서 돌기부를 요철형상으로 절삭가공하게 되는 바,

이는 압착공정과 절삭공정을 병행하여 전극을 제조하므로서, 제조공정이 복잡하고 번거로워 생산성이 저하되고, 냉각실 저면 돌기부의 절삭과정에서 발생되는 바이트의 파손현상과 고가의 구리 칩의 손실을 초래하여 제조원가가 상승되는 등의 문제점이 있었던 것이다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출한 것으로, 저면에는 성형홈이 형성되고, 바깥둘레 일측지점에서 성형홈 내측으로 공기 배출공이 뚫린 2차 가동금형을 마련하여, 전극의 냉각실 내측 바닥면의 돌기부를 종래와 같이 바이트로 절삭가공하지 않고, 2차 가동금형으로 냉각실 바닥면을 압착성형하므로서 돌기부를 간단히 돌출성형할 수 있도록 하는 플라즈마 절단기의 혹 전극 제조용 금형을 제공코져 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성을 이하 첨부되는 도면과 함께 상세히 살펴보기로 한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 일실시예를 보인 정면도

도 2는 본 고안의 바람직한 일실시예의 요부확대단면도

도 3은 본 고안의 금형으로 전극을 성형하는 과정을 보인 순서도

도 4는 종래의 금형으로 전극을 성형하는 과정을 보인 순서도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10:고정금형 11:1차 가동금형

12:2차 가동금형 13:성형홈

14:배출공 15:융기부

20:본체 21:냉각실

22:돌기부 23:삽입공

24:아크봉

도 1은 본 고안의 바람직한 일실시예를 보인 정면도이고, 도 2는 본 고안의 바람직한 일실시예의 요부확대단면도이며, 도 3은 본 고안의 금형으로 전극을 성형하는 과정을 보인 순서도를 각각 나타낸 것이다.

본 고안은 고정금형(10) 내측에 공급된 전기 전도가 가능한 소재를 1, 2차가동금형(11)(12)으로 전극 본체(20)를 압착성형하는 혹 전극 제조용 금형을 구성함에 있어서,

저면이 평평한 1차 가동금형(11)으로써 고정금형(10) 내측의 본체(20)를 압착하여 냉각실(21)을 성형하고,

저면에 성형홈(13)이 형성되며, 성형홈(13) 내측에서 바깥둘레 일측지점으로 배출공(14)이 뚫린 2차 가동금형(12)으로써 상기 본체(20)의 냉각실(21) 바닥면을 압착하여 돌기부(22)를 돌출성형토록 한 것에 특징이 있다.

상기 2차 가동금형(12)의 바깥둘레 하측 단부와 성형홈(13)의 안쪽둘레 하측 단부에는 돌기부(22)의 압착성형이 용이하도록 융기부(15)가 각각 형성된다.

상기와 같은 구성의 본 고안 혹 전극 제조용 금형은 종래의 압착공정과 절삭공정의 병행작업으로 생산되던 전극 제조과정의 문제점을 해결할 수 있는 것으로, 이하 본 고안의 금형으로 플라즈마 절단기용 전극을 압착성형하는 과정을 살펴보기로 한다.

본 고안은 도 3의 (나)와 같이 고정금형(10) 내측에 투입된 구리 등의 전기 전도가 가능한 소재를 저면이 평평한 1차 가동금형(11)으로 압착하면 본체(20) 중앙부에 냉각실(21)이 성형된다.

상기 1단계의 압착성형과정으로 본체(20) 중앙부에 냉각실(21)이 마련되면, 도 3의 (다)와 같이 저면에 성형홈(13)이 형성되고, 상기 성형홈(13) 내측과 바깥둘레 일측지점을 관통하는 배출공(14)이 뚫린 2차 가동금형(12)으로 상기냉각실(21) 바닥면을 압착하게 되면 냉각실(21) 바닥면에는 돌기부(22)가 돌출성형된다.

상기 2단계의 압착성형과정으로 돌기부(22)가 돌출성형되는 과정에서, 2차 가동금형(12)의 성형홈(13) 내측으로 냉각실(21)의 바닥면이 소성변형하여 진입하면서 발생하는 압축공기는 성형홈(13) 내측면에서 바깥둘레 일측지점으로 뚫린 배출공(14)으로 배출되므로서, 냉간단조의 압력을 최소화하면서 성형홈(13)의 취약부를 보호하게 된다.

고암페어용 전극에 있어 돌기부(22)가 반드시 요철상으로 형성되어야 하고, 이 때문에 전극 단조시 2차 가동금형(12)에는 반드시 돌기부(22)의 형상과 동일한 성형홈(13)이 마련되어야 하며, 냉각실(21) 바닥면과 성형홈(13) 사이에 존재하는 압축 공기를 배출하는 배출공(14)이 구비되어야 하는 것이다.

한편, 상기와 같이 1, 2단계의 압착성형과정이 끝나면, 도 3의 (라)와 같이 본체(20)는 고정금형(10)에서 분리한 후, 돌기부(22) 중앙에 삽입공(23)을 뚫고 아크봉(24)을 억지끼움하여 결합하게 되면 전극의 제조가 완료되는 것이다.

상기 본 고안의 상세한 설명에 나타내지 않았지만, 전극에는 플라즈마 절단기의 종류에 따라 냉각실(21) 바닥면에 돌기부(22)가 돌출성형되지 않는 평평한 바닥면을 갖는 것도 있으며, 이러한 평평한 냉각실(21) 바닥면을 갖는 다양한 형상의 전극 제조에 있어서는, 상기 본 고안의 1단계 제조과정과 같이 저면이 평평한 1차 가동금형(11)의 압착성형으로 냉각실(21) 바닥면이 평평한 상태의 전극을 용이하게 대량생산 할 수 있는 것이다.

이상에서 상세히 살펴본 바와 같이 본 고안은 저면에 성형홈(13)이 형성되고, 바깥둘레 일측지점에서 상기 성형홈(13) 내측으로 공기 배출공(14)이 뚫린 2차 가동금형(12)을 마련하여, 전극의 냉각실(21) 내측 바닥면의 돌기부(22)를 종래와 같이 바이트로 절삭가공하지 않고, 2차 가동금형(12)으로 냉각실(21) 바닥면을 압착하므로서 돌기부(22)를 간단히 돌출성형할 수 있게 되므로서,

전극의 냉각실(21)과 바닥면의 돌기부(22)를 1, 2단계의 연속적인 압착공정으로 성형가능하여 생산성을 높일 수 있게 됨은 물론, 절삭공구를 사용할 시 발생하던 바이트의 파손현상과 고가의 구리 칩의 불필요한 손실을 근본적으로 차단할 수 있어 제조원가를 줄일 수 있게 되는 등 그 기대되는 가치가 다대한 매우 유용한 고안이다.

Claims (2)

1. 고정금형(10) 내측의 전기 전도가 가능한 소재를 저면이 평평한 1차 가동금형(11)으로 압착성형하여 전극 본체(20)에 냉각실(21)을 형성하고,

   저면에 성형홈(13)이 형성된 2차 가동금형(12)으로 냉각실(21) 바닥면을 압착성형하여 돌기부(22)를 돌출형성하되,

   상기 2차 가동금형(12)에는 성형홈(13) 내측에서 바깥둘레 일측지점으로 뚫린 배출공(14)을 형성하여, 냉각실(21) 바닥면이 성형홈(13) 내측으로 소성변형되면서 발생하는 압축공기를 배출공(14)으로 배출되도록 한 것을 특징으로 하는 혹 전극 제조용 금형.
2. 제 1항에 있어서;

   상기 2차 가동금형(12)의 바깥둘레 하측 단부와 성형홈(13)의 안쪽둘레 하측 단부에는 융기부(15)를 형성하여 돌기부(22)의 압착성형이 용이하도록 한 것을 특징으로 하는 혹 전극 제조용 금형.