KR200443326Y1 - 파이프 형상 소성가공 및 소성절단장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 파이프 형상 소성가공 및 소성절단장치에 관한 것으로서, 그 구성은, 원형 파이프 형상인 공작물을 공급하는 피딩부재; 상기 피딩부재의 일측에 마련되고, 상기 피딩부재로부터 공급된 공작물을 회전시키는 제1회전수단과, 상기 공작물의 외주면과 접촉하고 회전 가능하게 마련되며 서로 방사상으로 배치된 세 개의 롤러와, 상기 롤러와 연결되어 상기 롤러를 상기 공작물의 반경 방향으로 이동시키는 제1이동수단을 포함하여, 상기 롤러의 이동에 의해 상기 공작물이 확관 또는 축관되도록 하는 포밍부재; 및 상기 포밍부재의 일측에 마련되고, 상기 포밍부재에 의해 가공된 공작물을 회전시키는 제2회전수단과, 상기 공작물의 외주면과 접촉하고 회전 가능하게 마련되며 서로 방사상으로 배치된 세 개의 커팅날과, 상기 커팅날과 연결되어 상기 커팅날을 상기 공작물의 중심 방향으로 이동시키는 제2이동수단을 포함하여, 상기 커팅날의 이동에 의해 상기 공작물이 절단되도록 하는 커팅부재;를 포함하며, 상기의 구성에 따르면, 경제적이고, 자동화가 가능하다는 효과가 있다.

소성가공, 소성절단, 포밍, 커팅, 절단, 롤러, 방사상, 캠

Description

파이프 형상 소성가공 및 소성절단장치{3-Roll forming and clean cutting unit for pipe}

본 고안은 경제적이고 자동화가 가능한 파이프 형상 소성가공 및 소성절단장치에 관한 것이다.

일반적으로 파이프는 여러 분야에서 다양한 용도로 사용되며, 파이프를 가공하기 위해서는 원형 파이프 형상인 공작물을 직경을 줄이거나 늘이는 축관 또는 확관 공정, 소정의 길이로 절단하는 커팅 공정 등을 포함한다.

종래의 파이프 포밍장치의 일례가 도 7에 도시되어 있다. 도 7에 도시한 바와 같이, 종래 파이프 포밍장치는 고주파 용접파이프(P)를 자동으로 로딩시키며 일정한 방향으로 공급하여 주는 자동공급장치부(10)와, 에어 실린더와 클램프로 구성된 파이프 이송 피딩부(20)와, 상,하 클램프와 펀칭금형 및 유압 펀칭실린더로 이루어진 펀칭확관부(30)와, 최종성형 된 파이프 내부를 세척하는 세척부(40) 및 취출장치가 구성된 취출부(50)로 구성되어 있다.

[문헌 1] 대한민국 등록실용신안 20-0319468, 2003.6.30, 청구항 1, 도면 2

종래의 파이프 가공 공정은 포밍하고 절단하는 각 공정이 별개로 이루어져 하나의 공정이 끝나면 사람이 직접 공정을 끝낸 파이프 소재를 다음 공정을 위한 장치로 옮김으로써 인건비와 제작 시간이 많이 드는 문제점이 발생한다.

또한, 펀칭 금형을 사용하여 파이프를 확관함으로써, 소재의 선택에 있어 매우 제한적이고, 파이프 형상의 공작물의 가공이 곤란하며, 표면 조도가 낮다는 단점이 있다.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 원형 파이프 형상인 공작물을 공급하는 피딩부재; 상기 피딩부재의 일측에 마련되고, 상기 피딩부재로부터 공급된 공작물을 회전시키는 제1회전수단과, 상기 공작물의 외주면과 접촉하고 회전 가능하게 마련되며 서로 방사상으로 배치된 세 개의 롤러와, 상기 롤러와 연결되어 상기 롤러를 상기 공작물의 반경 방향으로 이동시키는 제1이동수단을 포함하여, 상기 롤러의 이동에 의해 상기 공작물이 확관 또는 축관되도록 하는 포밍부재; 및 상기 포밍부재의 일측에 마련되고, 상기 포밍부재에 의해 가공된 공작물을 회전시키는 제2회전수단과, 상기 공작물의 외주면과 접촉하고 회전 가능하게 마련되며 서로 방사상으로 배치된 세 개의 커팅날과, 상기 커팅날과 연결되어 상기 커팅날을 상기 공작물의 중심 방향으로 이동시키는 제2이동수단을 포함하여, 상기 커팅날의 이동에 의해 상기 공작물이 절단되도록 하는 커팅부재;를 포함하는 파이프 형상 소성가공 및 소성절단장치를 제공한다.

상기에 있어서, 상기 커팅날은 원형의 판 형상이고, 원주를 따라 외측으로 볼록한 형태의 날이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 파이프 형상 소성가공 및 소성절단장치를 제공한다.

상기에 있어서, 상기 제1이동수단은, 상기 세 개의 롤러 중 어느 하나의 롤러와 연결되어 상기 롤러를 상기 공작물의 반경 방향으로 직선 왕복이동시키는 제1실린더와, 힌지 가능하게 마련되고, 상기 세 개의 롤러 중 나머지 두 개의 롤러와 일단이 각각 연결되어 있으며, 타단은 상기 제1실린더의 제1로드 일측과 각각 접하고 있어, 상기 제1로드가 신축함에 따라 상기 두 개의 롤러를 상기 공작물의 반경 방향으로 각각 이동시키는 제1캠을 포함하고, 상기 제1캠의 타단이 접하는 제1로드의 접촉면에는, 상기 제1캠의 타단의 슬라이딩을 안내하는 경사면이 형성되며, 상기 제2이동수단은, 상기 세 개의 커팅날 중 어느 하나의 커팅날과 연결되어 상기 커팅날을 상기 공작물의 중심 방향으로 직선 이동시키는 제2실린더와, 힌지 가능하게 마련되고, 상기 세 개의 커팅날 중 나머지 두 개의 커팅날과 일단이 각각 연결되어 있으며, 타단은 상기 제2실린더의 제2로드 일측과 각각 접하고 있어, 상기 제2로드가 신장함에 따라 상기 두 개의 커팅날을 상기 공작물의 중심 방향으로 각각 이동시키는 제2캠을 포함하되, 상기 제2캠의 타단이 접하는 제2로드의 접촉면에는, 상기 제2캠의 타단의 슬라이딩을 안내하는 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 파이프 형상 소성가공 및 소성절단장치를 제공한다.

상기에 있어서, 상기 제1캠에 연결된 롤러가 상기 공작물의 외측 방향으로 이동하도록 상기 제1캠을 탄성 지지하는 제1리턴스프링과, 상기 제2캠에 연결된 커팅날이 상기 공작물의 외측 방향으로 이동하도록 상기 제2캠을 탄성 지지하는 제2리턴스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 형상 소성가공 및 소성절단 장치를 제공한다.

본 고안의 파이프 형상 소성가공 및 소성절단장치에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 포밍부재를 구동시키는 구동수단이 불필요하고, 회전하는 공작물과 접촉하는 마찰력에 의해 롤러가 회전하므로 무동력으로 롤러를 회전시킬 수 있어 경제성이 있고, 공작물이 하부로 배출될 수 있으므로 자동화가 가능하다.

둘째, 세 개의 롤러가 방사상으로 배치되어 공작물의 반경 방향으로 이동하므로 확관 또는 축관시 직경의 조절이 용이하다.

셋째, 커팅부재를 구동시키는 구동수단이 불필요하고, 회전하는 공작물과 접촉하는 마찰력에 의해 커팅날이 회전하므로 소성가공으로 절단할 수 있어 절삭칩의 발생이 없고, 공작물의 재료를 절감할 수 있다.

넷째, 표면의 조도가 향상된 제품을 생산할 수 있어 효율적이다.

본 고안의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 파이프 형상 소성가공 및 소성절단장치는 피딩부재(10)와 포밍부재(20)와 커팅부재(30)를 포함한다.

피딩부재(10)는 원형 파이프 형상인 공작물(100)을 차례로 하나씩 공급한다. 이러한 피딩부재(10)는 종래에 일반적으로 사용되고 있으므로 상세한 설명을 생략 하기로 한다.

포밍부재(20)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1회전수단(미도시)과 세 개의 롤러(23)와 제1이동수단(25)을 포함하여 구성되고, 롤러(23)의 이동에 의해 공작물(100)이 확관 또는 축관되도록 하는 부재이다.

제1회전수단은 피딩부재(10)의 일측에 마련되고, 피딩부재(10)로부터 공급된 공작물(100)을 회전시킨다.

세 개의 롤러(23)는 서로 방사상으로 배치되어 있으며, 공작물(100)의 외주면과 접촉하고 회전 가능하게 마련되어 있다.

제1이동수단(25)은 롤러(23)와 연결되어 롤러(23)를 공작물(100)의 반경 방향으로 이동시킨다. 이러한 제1이동수단(25)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1실린더(26)와 제1캠(27)과 제1리턴스프링(29)을 포함하는 것이 바람직하다.

제1실린더(26)의 제1로드(26a)는 세 개의 롤러(23) 중 어느 하나의 롤러(23)와 연결되어 롤러(23)를 공작물(100)의 반경 방향으로 직선 왕복이동시킨다.

제1캠(27)은 힌지 가능하게 마련되고, 세 개의 롤러(23) 중 나머지 두 개의 롤러(23)와 일단이 각각 연결되어 있으며, 타단은 제1로드(26a) 일측과 각각 접하며 마련되어 있다.
즉, 상기 제1캠(27)의 타단이 접하는 제1로드(26a)의 접촉면에는, 상기 제1캠(27)의 타단의 슬라이딩을 안내하는 경사면이 형성된다.

제1리턴스프링(29)은 롤러(23)가 공작물(100)의 외측 방향으로 이동하도록 제1캠(27)을 탄성 지지한다.

상기와 같이 구성되어 제1실린더(26)의 제1로드(26a)가 신축함에 따라 세 개의 롤러(23)를 공작물(100)의 반경 방향으로 각각 이동한다.

이를 상세히 설명하면, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1로드(26a)가 신장함에 따라 제1로드(26a)에 직접 연결된 롤러(23)는 하방으로 이동하며, 이와 동시에 제1로드(26a)와 접촉되어 있는 제1캠(27)이 연동한다. 즉, 도 2에서 우측의 제1캠(27)은 힌지축(28)을 중심으로 시계 방향으로 회전하고, 좌측의 제1캠(27)은 힌지축(28)을 중심으로 반시계 방향으로 회전한다. 이에 의해, 제1캠(27)에 각각 연결된 두 개의 롤러(23)는 공작물(100)이 축관되도록 하는 반경 방향으로 이동한다.

이와 반대로, 도 3에 도시한 바와 같이, 제1로드(26a)가 단축됨에 따라 제1로드(26a)에 직접 연결된 롤러(23)는 상방으로 이동한다.

이때, 제1리턴스프링(29)에 의해 제1캠(27)은 공작물(100)의 외측 방향으로 강제 이동된다.

즉, 제1리턴스프링(29)의 복원력에 의해 우측의 제1캠(27)은 힌지축(28)을 중심으로 반시계 방향으로 회전하고, 좌측의 제1캠(27)은 힌지축(28)을 중심으로 시계 방향으로 회전하므로 제1캠(27)에 연결된 두 개의 롤러(23)는 공작물(100)이 확관되도록 하는 반경 방향으로 이동한다.

상기와 같이 작동하는 포밍부재(20)는 직접 구동되지 않으며, 세 개의 롤러(23)는 회전 가능하게 마련되어 있으므로 공작물(100)이 회전함에 따라 공작물(100)과 접촉하는 세 개의 롤러(23)가 공작물(100)과의 마찰력에 의해 회전하면서 공작물(100)을 축관 또는 확관한다.

한편, 커팅부재(30)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 제2회전수단(미도시)과 세 개의 커팅날(33)과 제2이동수단(35)을 포함하여 구성되고, 커팅날(33)의 이동에 의 해 공작물(100)이 절단되도록 하는 부재이다.

제2회전수단은 포밍부재(20)의 일측에 마련되고, 포밍부재(20)에 의해 가공된 공작물(100)을 회전시킨다.

세 개의 커팅날(33)은 서로 방사상으로 배치되어 있으며, 공작물(100)의 외주면과 접촉하고 회전 가능하게 마련되어 있다. 이러한 커팅날(33)은 원형의 판 형상이고, 도 6a에 도시한 바와 같이, 원주를 따라 외측으로 볼록한 형태의 날이 형성되어 있다. 날의 단면은 이등변 삼각형 형태이다.

커팅날의 다른 실시예를 도 6b에 도시하였다. 도 6b에 도시한 바와 같이, 커팅날(33')은 원주를 따라 외측으로 볼록한 형태의 날이 형성되어 있으며, 상기 날의 단면은 직사각형 형태이다.

제2이동수단(35)은 커팅날(33)과 연결되어 커팅날(33)을 공작물(100)의 중심 방향으로 이동시킨다. 이러한 제2이동수단(35)은 제2실린더(36)와 제2캠(37)과 제2리턴스프링(39)을 포함하는 것이 바람직하다.

제2실린더(36)의 제2로드(36a)는 세 개의 커팅날(33) 중 어느 하나의 커팅날(33)과 연결되어 커팅날(33)을 공작물(100)의 중심 방향으로 직선 이동시킨다.

제2캠(37)은 힌지 가능하게 마련되고, 세 개의 커팅날(33) 중 나머지 두 개의 커팅날(33)과 일단이 각각 연결되어 있으며, 타단은 상기 제2실린더(36)의 제2로드(36a) 일측과 각각 접한다.
즉, 상기 제2캠(37)의 타단이 접하는 제2로드(36a)의 접촉면에는, 상기 제2캠(37)의 타단의 슬라이딩을 안내하는 경사면이 형성된다.

제2리턴스프링(39)은 커팅날(33)이 공작물(100)의 외측 방향으로 이동하도록 제2캠(37)을 탄성 지지한다.

상기와 같이 구성되어, 제2로드(36a)가 신장함에 따라 세 개의 커팅날(33)은 공작물(100)의 중심 방향으로 각각 이동한다.

이를 상세히 설명하면, 도 4에 도시한 바와 같이, 제2로드(36a)가 신장함에 따라 제2로드(36a)에 직접 연결된 커팅날(33)은 하방으로 이동하며, 이와 동시에 제2로드(36a)와 접촉된 제2캠(37)이 연동한다. 즉, 도 4에서 우측의 제2캠(37)은 힌지축(38)을 중심으로 시계 방향으로 회전하고, 좌측의 제2캠(37)은 힌지축(38)을 중심으로 반시계 방향으로 회전한다. 이에 의해, 제2캠(37)에 각각 연결된 두 개의 커팅날(33)은 공작물(100)의 중심 방향으로 이동한다. 따라서, 세 개의 커팅날(33)이 공작물(100)의 중심 방향으로 이동하면서 공작물(100)의 절단이 이루어진다.

상기와 같이 작동하는 커팅부재(30)는 직접 구동되지 않으며, 세 개의 커팅날(33)은 회전 가능하게 마련되어 있으므로 공작물(100)이 회전함에 따라 공작물(100)과 접촉하는 세 개의 커팅날(33)이 공작물(100)과의 마찰력에 의해 회전되면서 공작물(100)을 절단한다.

공작물(100)의 절단이 이루어진 후 도 5에 도시한 바와 같이, 제2로드(36a)가 단축됨에 따라 제2로드(36a)에 직접 연결된 커팅날(33)은 상방으로 이동한다.

이때, 제2리턴스프링(39)에 의해 제2캠(37)은 공작물(100)의 외측 방향으로 강제 이동한다.

즉, 제2리턴스프링(39)의 복원력에 의해 우측의 제2캠(37)은 힌지축(38)을 중심으로 반시계 방향으로 회전하고, 좌측의 제2캠(37)은 힌지축(38)을 중심으로 시계 방향으로 회전하고, 제2캠(37)에 연결된 커팅날(33)은 공작물(100)의 외측 방 향으로 이동한다.

상술한 바와 같이, 본 고안의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 실용신안등록청구범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

도 1a는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 파이프 형상 소성가공 및 소성절단장치를 도시한 측면도.

도 1b는 도 1a의 일부분을 확대하여 도시한 측면도.

도 2 및 도 3은 도 1a의 포밍부재의 작동을 보여주기 위하여 도시한 도면.

도 4 및 도 5는 도 1a의 커팅부재의 작동을 보여주기 위하여 도시한 도면.

도 6a는 도 4 및 도 5의 커팅날을 도시한 단면도.

도 6b는 커팅날의 다른 실시예를 도시한 단면도.

도 7은 종래 파이프 포밍장치의 일례를 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 피딩부재 20 : 포밍부재

23 : 롤러 25 : 제1이동수단

26 : 제1실린더 27 : 제1캠

28 : 힌지축 29 : 제1리턴스프링

30 : 커팅부재 33, 33' : 커팅날

35 : 제2이동수단 36 : 제2실린더

37 : 제2캠 38 : 힌지축

39 : 제2리턴스프링 100 : 공작물

Claims (4)

1. 원형 파이프 형상인 공작물을 공급하는 피딩부재;

   상기 피딩부재의 일측에 마련되고, 상기 피딩부재로부터 공급된 공작물을 회전시키는 제1회전수단과, 상기 공작물의 외주면과 접촉하고 회전 가능하게 마련되며 서로 방사상으로 배치된 세 개의 롤러와, 상기 롤러와 연결되어 상기 롤러를 상기 공작물의 반경 방향으로 이동시키는 제1이동수단을 포함하여, 상기 롤러의 이동에 의해 상기 공작물이 확관 또는 축관되도록 하는 포밍부재; 및

   상기 포밍부재의 일측에 마련되고, 상기 포밍부재에 의해 가공된 공작물을 회전시키는 제2회전수단과, 상기 공작물의 외주면과 접촉하고 회전 가능하게 마련되며 서로 방사상으로 배치된 세 개의 커팅날과, 상기 커팅날과 연결되어 상기 커팅날을 상기 공작물의 중심 방향으로 이동시키는 제2이동수단을 포함하여, 상기 커팅날의 이동에 의해 상기 공작물이 절단되도록 하는 커팅부재;를 포함하며,

   상기 커팅날은 원형의 판 형상이고, 원주를 따라 외측으로 볼록한 형태의 날이 형성되고,

   상기 제1이동수단은,

   상기 세 개의 롤러 중 어느 하나의 롤러와 연결되어 상기 롤러를 상기 공작물의 반경 방향으로 직선 왕복이동시키는 제1실린더와,

   힌지 가능하게 마련되고, 상기 세 개의 롤러 중 나머지 두 개의 롤러와 일단이 각각 연결되어 있으며, 타단은 상기 제1실린더의 제1로드 일측과 각각 접하고 있어, 상기 제1로드가 신축함에 따라 상기 두 개의 롤러를 상기 공작물의 반경 방향으로 각각 이동시키는 제1캠을 포함하고,

   상기 제1캠의 타단이 접하는 제1로드의 접촉면에는, 상기 제1캠의 타단의 슬라이딩을 안내하는 경사면이 형성되며,

   상기 제2이동수단은,

   상기 세 개의 커팅날 중 어느 하나의 커팅날과 연결되어 상기 커팅날을 상기 공작물의 중심 방향으로 직선 이동시키는 제2실린더와,

   힌지 가능하게 마련되고, 상기 세 개의 커팅날 중 나머지 두 개의 커팅날과 일단이 각각 연결되어 있으며, 타단은 상기 제2실린더의 제2로드 일측과 각각 접하고 있어, 상기 제2로드가 신장함에 따라 상기 두 개의 커팅날을 상기 공작물의 중심 방향으로 각각 이동시키는 제2캠을 포함하되,

   상기 제2캠의 타단이 접하는 제2로드의 접촉면에는, 상기 제2캠의 타단의 슬라이딩을 안내하는 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 파이프 형상 소성가공 및 소성절단장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 제1캠에 연결된 롤러가 상기 공작물의 외측 방향으로 이동하도록 상기 제1캠을 탄성 지지하는 제1리턴스프링과,

   상기 제2캠에 연결된 커팅날이 상기 공작물의 외측 방향으로 이동하도록 상기 제2캠을 탄성 지지하는 제2리턴스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프 형상 소성가공 및 소성절단장치.

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