KR20060032840A

KR20060032840A - 테이퍼 관부재 인발용 다이기구

Info

Publication number: KR20060032840A
Application number: KR1020040081829A
Authority: KR
Inventors: 이영식
Original assignee: 주식회사 한영기계
Priority date: 2004-10-13
Filing date: 2004-10-13
Publication date: 2006-04-18

Abstract

본 발명은 관부재를 일방향으로 당겨 테이퍼 관부재로 성형하는 장치에 있어서: 동일한 수직 평면상에 정방형으로 배치되는 4개의 샤프트(25); 상기 샤프트(25)의 양단에 각각 상호 맞물려 전동하도록 결합되는 베벨기어(26)(27); 상기 샤프트(25) 상에 각각 경사단(22b)이 접하도록 장착되고, 각각의 테이퍼요홈(22a)에 의해 통공을 이루는 성형롤러(22)(32)(42)(52); 및 상기 일단의 샤프트(25)에 연결되어 구동력을 제공하는 모터(28);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 가로등 기둥이나 전주와 같이 양단에서 서로 다른 직경을 갖는 강관을 일공정으로 제조함에 있어 4개의 성형롤러를 활용하여 인발 저항을 줄이고 제품의 품질 저하를 방지하는 효과가 있다.

파이프, 테이퍼, 인발, 롤러, 4롤

Description

테이퍼 관부재 인발용 다이기구 {Die device for drawing a tapered pipe}

도 1은 본 발명에 따른 인발장치를 전체적으로 나타내는 평면도,

도 2는 본 발명의 일예에 따른 성형롤러를 나타내는 정면도,

도 3은 도 2의 측면도,

도 4는 본 발명에 따른 성형롤러의 변형예를 나타내는 정면도,

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 관부재 14: 클램프

16: 이송기 18: 실린더

20: 롤러다이 22: 성형롤러

25: 샤프트 26, 27: 베벨기어

28: 모터

본 발명은 테이퍼를 갖는 관부재의 인발장치에 관한 것으로, 특히 가로등 기둥이나 전주와 같이 양단에서 서로 다른 직경을 갖는 강관을 일공정으로 제조할 수 있는 테이퍼 관부재 인발용 다이기구에 관한 것이다.

일반적으로 인발가공으로 제조되는 관부재는 단면의 형상과 직경이 동일하지만 특수한 용도에 따라서는 단면의 직경이 가변되기도 한다. 예를 들어 지면에 세워지는 일부 가로등이나 전주들은 안정감 있게 세워질 수 있도록 상부로 갈수록 좁아지는 테이퍼 형태로 인발하게 된다.

이를 위해 국내특허 공개번호 제2003-0061747호는 금속 철판으로 구성된 소재를 공급하는 소재공급부와, 상기 공급된 소재를 견인장치구동기 내측으로 이송하는 소재이송부와, 상기 이송되는 소재를 비틀림없이 정위치로 유지하는 소재세팅부와, 상기 세팅된 소재를 다수의 금형롤러에서 순차적으로 절곡시키는 소재포밍부와, 소재의 양쪽 끝단 이음매를 압착시키는 이음매압착부와, 소재의 양쪽 이음매를 용접하는 용접부와, 완성품을 성형기 외부로 이송하는 배출부 등으로 이루어지는 강재파이프성형기가 제안된다. 하지만 하나의 완제품을 얻기 위해서는 다양한 각도로 형성된 다수의 금형 롤러를 필요로 할 뿐만 아니라, 원형 파이프인 경우에는 추가적인 금형롤러를 요하므로 초기 시설투자비가 과다하게 소요되는 단점이 있다.

이와 같이 금속 철판을 순차적으로 절곡하면서 포밍하는 방식 대신에 미리 완성된 원통형 강재파이프를 테이퍼진 관부재로 재가공하는 방식의 인발장치가 국내특허 출원번호 제2004-30662호에 제안된다. 이는 테이퍼 요홈을 구비하는 2개의 성형롤러를 맞대고 그 맞대어진 요홈 사이로 관부재를 통과시키며 인발하는 구성으로서, 성형될 때 상하로 돌출부가 형성되어 변형되는 것을 방지하고자 성형롤러의 전방에 삼각 형상의 가이드가 설치된다. 그러나 성형롤러 외에 가이드에 의한 저항이 추가되기 때문에 인발에 따른 동력소모가 크고, 심한 마모에 노출되는 가이드를 적절한 주기로 교체하지 않으면 제품의 표면에 요철이 형성되기 쉽다.

이에 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 개선함을 그 목적으로 하고 있는 것으로, 가로등 기둥이나 전주와 같이 양단에서 서로 다른 직경을 갖는 강관을 일공정으로 제조함에 있어 4개의 성형롤러를 활용하여 인발 저항을 줄이고 제품의 품질 저하를 방지하는 테이퍼 관부재 인발용 다이기구를 제공한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 관부재를 일방향으로 당겨 테이퍼 관부재로 성형하는 장치에 있어서: 동일한 수직 평면상에 정방형으로 배치되는 4개의 샤프트(25); 상기 샤프트(25)의 양단에 각각 상호 맞물려 전동하도록 결합되는 베벨기어(26)(27); 상기 샤프트(25) 상에 각각 경사단(22b)이 접하도록 장착되고, 각각의 테이퍼요홈(22a)에 의해 통공을 이루는 성형롤러(22)(32)(42)(52); 및 상기 일단의 샤프트(25)에 연결되어 구동력을 제공하는 모터(28);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 성형롤러(22)는 밀착되는 지점에서 원형의 통공을 형성하기 위한 테이퍼요홈(22a)을 구비한다.

또한, 본 발명의 변형예로서 상기 성형롤러(52)는 밀착되는 지점에서 8각형의 통공을 형성하기 위한 각각의 테이퍼요홈(52a)을 구비할 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 인발장치를 전체적으로 나타내는 평면도이다.

본 발명은 관부재를 일방향으로 당겨 테이퍼 관부재(10)로 성형하는 장치에 관련된다. 인발장치는 일측의 프레임(11)에 견인장치구동기(15)를 구비하고, 타측의 프레임(12)에 이송기(16), 실린더(18), 롤러다이(20)를 구비한다. 관부재는 길이에 걸쳐 직경이 동일한 파이프를 의미하고, 테이터 관부재는 길이의 전체적 또는 부분적으로 직경이 변하는 파이프를 의미한다. 이송기(16)를 통해 관부재(10)를 공급하면서 롤러다이(20)를 통과하는 선단에 클램프(14)에 물리고 견인장치구동기(15)로 당기면 관부재(10)에 테이퍼부(10a)를 형성하는 공정이 수행된다. 본 발명은 이러한 인발장치에서 특히 롤러다이(20)의 구성에 특징을 둔다.

도 2는 본 발명의 일예에 따른 성형롤러를 나타내는 정면도, 도 3은 도 2의 측면도가 도시된다.

본 발명에 따르면 동일한 수직 평면상에 정방형으로 4개의 샤프트(25)가 배치되고, 상기 샤프트(25)의 양단에 각각 상호 맞물려 전동하도록 베벨기어(26)(27)가 결합된다. 4개의 샤프트(25) 및 8개의 베벨기어(26)(27)는 치수가 동일하나, 동력을 받는 하나의 샤프트(25)는 길이가 길어도 무방하다. 정방형의 프레임(12)에 4개의 브라켓(24)을 고정한 다음 이웃하는 브라켓(24) 사이에 베어링을 개재하여 샤프트(25)를 장착한다. 일측 샤프트(25)에서 하류측(출력측)의 베벨기어(27)는 이웃하는 샤프트(25)의 상류측(입력측)의 베벨기어(26)와 맞물리도록 한다. 이와 같이 하면 일측의 샤프트(25)를 회전하는 것에 의해 나머지 3개의 샤프트(25)도 정확히 동일한 속도로 연동하게 된다.

또, 본 발명에 따르면 상기 샤프트(25) 상에 각각 경사단(22b)이 접하도록 성형롤러(22)가 장착된다. 4개의 성형롤러(22)는 각각의 샤프트(25)에 장착되어 십(十)자형으로 긴밀하게 접촉한다. 이를 위해 성형롤러(22)의 외주면에는 45ㅀ 각도의 경사단(22b)이 형성된다. 그리고 성형롤러(22)의 경사단(22b) 상에는 테이퍼요홈(22a)이 형성되므로, 성형롤러(22)는 각각의 테이퍼요홈(22a)에 의해 통공을 이룬다. 테이퍼요홈(22a)은 외주면을 따라 요홈의 곡률 반경이 동일하지 않고 소정의 구배로 가변되는 것을 의미한다.

그리고 상기 일단의 샤프트(25)에 모터(28)가 연결되어 구동력을 제공한다. 일측의 샤프트(25)를 연장하여 연결되는 모터(28)는 서보방식의 유압모터를 사용하는 것이 좋다. 모터(28)의 회전 속도가 너무 빠르면 작동에 무리가 발생하거나 성형롤러(22)에 의한 토크가 감소하므로 감속기(29)를 더 구비할 수도 있다.

작동에 있어서, 관부재(10) 원료에 전술한 도 1의 클램프(14)를 결합하고 견인장치구동기(15)로 당기면서 모터(28)를 구동하면 4개의 성형롤러(22)가 동시에 회전하면서 관부재(10)에 테이퍼부(10a)를 형성한다. 4개의 성형롤러(22)가 동시에 원료에 접촉함에 따라 인발저항이 분산되어 감소하므로 종래와 같은 가이드를 생략할 수 있다. 그리고 견인장치구동기(15)로 인발하는 속도, 성형롤러(22)의 직경과 회전속도를 조절하면 길이가 긴 관부재의 성형도 가능하다.

물론 경우에 따라서는 2~3회 반복적으로 로딩하면서 점진적으로 직경을 줄이도록 인발하는 것도 가능하다.

도 4는 본 발명에 따른 성형롤러의 변형예를 나타내는 정면도가 도시된다.

본 발명의 변형예로서 상기 성형롤러(32)(42)(52)는 밀착되는 지점에서 4각형, 6각형, 8각형 중 어느 하나의 통공을 형성하기 위한 각각의 테이퍼요홈(32a)(42a)(52a)을 구비할 수도 있다. 도 4a는 4각형 통공을 이루기 위한 테이퍼요홈(32a)을 지닌 성형롤러(32), 도 4b는 6각형의 통공을 이루기 위한 테이퍼요홈(42a)을 지닌 성형롤러(42), 도 4c는 8각형의 통공을 이루기 위한 테이퍼요홈(52a)을 지닌 성형롤러(52)를 각각 도시한다. 도 4a 및 4c의 경우 테이퍼요홈(32a)(52a)이 대칭형으로 형성되지만 도 4b의 경우 테이퍼요홈(42a)이 비대칭형으로 형성된다. 비대칭형의 테이퍼요홈(42a)을 지닌 성형롤러(42)에는 작용응력의 분포가 불균형적이므로 이를 베어링 등 주요부의 설계에 반영한다. 상기 어느 경우이나 성형롤러(22)(32)(42)(52)만 교체하면 작업이 속개되므로 양산에서 가로등 기둥이나 전주의 디자인을 다양화하는데 유리하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 가로등 기둥이나 전주와 같이 양단에서 서로 다른 직경을 갖는 강관을 일공정으로 제조함에 있어 4개의 성형롤러를 활용하여 인발 저항을 줄이고 제품의 품질 저하를 방지하는 효과가 있다.

또한, 작업현장의 환경개선 및 작업자 안전보장에 크게 기여할 수 있으며, 그에 비례하는 만큼 자동화 시스템과 연계하여 생산성 및 작업성을 현저하게 향상할 수 있는 이점이 있다.

Claims

관부재를 일방향으로 당겨 테이퍼 관부재로 성형하는 장치에 있어서:

동일한 수직 평면상에 정방형으로 배치되는 4개의 샤프트(25);

상기 샤프트(25)의 양단에 각각 상호 맞물려 전동하도록 결합되는 베벨기어(26)(27);

상기 샤프트(25) 상에 각각 경사단(22b)이 접하도록 장착되고, 각각의 테이퍼요홈(22a)에 의해 통공을 이루는 성형롤러(22)(32)(42)(52); 및

상기 일단의 샤프트(25)에 연결되어 구동력을 제공하는 모터(28);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 테이퍼 관부재 인발용 다이기구.
제 1 항에 있어서:

상기 성형롤러(22)는 밀착되는 지점에서 원형의 통공을 형성하기 위한 테이퍼요홈(22a)을 구비하는 것을 특징으로 하는 테이퍼 관부재 인발용 다이기구.
제 1 항에 있어서:

상기 성형롤러(52)는 밀착되는 지점에서 8각형의 통공을 형성하기 위한 테이퍼요홈(52a)을 구비하는 것을 특징으로 하는 테이퍼 관부재 인발용 다이기구.