KR20070003931A

KR20070003931A - 절단부 냉각 방법

Info

Publication number: KR20070003931A
Application number: KR1020067018736A
Authority: KR
Inventors: 이쟈슬라브 드리트리예비치 아흐메쟈노프; 알렉산드르 겐나지예비치 갈코프
Original assignee: 이쟈슬라브 드리트리예비치 아흐메쟈노프; 알렉산드르 겐나지예비치 갈코프
Priority date: 2006-09-12
Filing date: 2004-02-13
Publication date: 2007-01-05
Also published as: KR100826322B1

Abstract

본 발명은 절단으로 재료를 가증하는 방법, 즉 절단부를 냉각하는 방법에 관한 것이다. 절단부를 냉각하는 방법은 이온화기에 의해 생성된 전기 방전계에서 처리된 가스 절단 유체를 절단부에 공급하는 것이다. 가스 절단 유체는 0.04kg/㎠이하의 압력으로 공급되고, 상기 유체는 길이가 이온화기 배출구에서 직경 30 이하인 기류로서 형성된다.

가스 절단 유체의 기류N은

N=P/K

로 형성되고, N은 기류의 양, P는 절단력(KW), K는 가스 절단 유체의 기류대 절단력의 값이며, 절단기기 마모 저항성이 종래의 절단 유체를 사용하는 경우에 비해 저하되지 않는다.

값 K는 가공 특성에 따라 0.2 내지 3.5KW의 범위에서 선택된다.

가스 절단 유체의 기류 N개를 사용한 결과, 종래의 절단 유체를 사용하는 경우에 비해 절단부의 냉각 효율이 상승 되고 절단기기 마모 저항성이 증가 된다.

기류, 절단,유체, 이온화기

Description

절단부 냉각 방법{METHOD FOR COOLING DOWN A CUTTING AREA}

본 발명은 재료 절단 방법에 관한 것으로, 특히 절단 부를 냉각하는 방법에 관한 것이다.

전기 코로나 방전을 생성하는 이온화기를 통해 절단부에 가스 절단 유체를 공급하는 절단부를 냉각하는 방법이 알려져 있다. 절단 유체는 방전의 전계의 효과하에 이온화된다. 절단 유체의 이온과 오존 기류는 절단속도보다 낮은 속도로 절단부에 공급된다. 전기 방전의 여기를 위해 제어된 전류가 사용된다. 전류밀도는 가스 절단유체의 공급률에 따라 가변으로 되어 가스 절단 유체의 물리화학적 파라미터를 균일하게 한다. 그 결과, 가공된 재료와 절단기기의 상호작용면에 형성된 산화막이 충분히 균일화된 폭을 갖고, 절단부에서 열이 효율적으로 제거된다(RU No. 2037388, IPC B23 Q 11/10, 1995).

그러나, 상기와 같은 방법은 기기의 충분한 치수 마모 저항성을 마련할 수가 없었다.

최근의 기술적 지원에 이해 달성된 종래기술은 이온화기 코로나 방전계에서 처리된 가스 절단유체를 절단부에 공급하는 단계, 0.04 kg/cm² 이하의 압력에서 이 온화기에 절단유체를 공급하는 단계 및 이온화기 배출구에서 기류의 직경 30 이하의 길이를 갖는 절단유체의 기류를 형성하는 단계를 포함하는 절단부의 냉각방법이다(RU No. 2125929, IPC B23 Q 11/10, 1995).

본 발명의 목적은 절단기기의 마모 저항성을 충분히 증가시켜 절단부의 냉각 영역을 증가시키는 것에 의해 절단부의 냉각 효율을 증가시킬 수 있는 절단부 냉각방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적은 방전 전계에서 이온화기로 처리된 가스 절단유체를 절단부에 공급하고, 이온화기 배출구에서 길이가 직경 30 이하로 설정되도록 형성된 0.04 kg/cm² 이하의 압력으로 가스 절단 유체가 공급되고, 본 발명에 따라 가스 절단유체의 N 기류가

N= P/K

의 비율에서 선택되며, N은 기류의 양, P는 절단력(kW), K는 가스 절단 유체의 기류대 전단력의 값이며, 절단기기 저항력이 종래의 절단유체를 사용하는 경우보다 낮게하는 것에 의해 달성된다.

또한, 값 K는 가공되는 재료의 특성에 의존하면 0.2 내지 3.5kW 범위에서 선택된다.

도 1은 본 발명에 따라 절단부를 냉각하는 방법을 실행하기 위해 단일 이온화기를 구비한 장치의 사시도,

도 2는 본 발명에 따라 절단기와 작업편에 관해 2개의 이온화기의 배치를 나타내는 사시도.

본 발명에 따른 절단부 냉각 방법에 대해 도1에 도시된 장치로 실현될 수 있다.이 장치는 작업편(3)이 절단기(4)에 의해 가공되는 절단부에서 기류(2)로 이루어진 가스 절단 유체를 공급하는 노즐로 설계된 이온화기(1)을 표현한다.

N 기류(2)는 가스 절단 유체에서 형성되고, N은 상술한 비율에서 선택된다. 예를 들어 2개의 이온화기를 구비한 장치의 사시도는 도2에 도시되어 있으며, 제2의 기류(5)는 제2의 이온화기(6)에 의해 형성된다.

가스 절단 유체의 성분 및 온도는 구체적인 가공 조건에 따라 선택된다. 제안된 방법은 다음과 같이 상술한 장치에 의해 실행된다.

가공될 작업편(3)은 그 표면에 절단기기(4)를 구동하는 동안 프리세트 속도로 회전되고, 작업편이 접촉 및 상호관계 이동에서 가공된다. 절단 속도는 선택된 기술에 따라 선택되고, 작업편 재질과 절단기기 및 사용되는 장치의 종류 등에 따라 가변으로 된다.

이온화기(1)의 하우징은 작업편(3) 근처에 배치되며, 형성된 기류(2)는 이온 화기(1)의 노즐의 배출구에서 그 직경30을 초과하지 않는 길이를 갖는다.

작업편(3)을 가공함과 동시에, 이온화기(1)은 0.04kg/cm² 이하의 압력에서 가스 절단 유체를 공급하며, 상기 압력은 표준 압력 조절기(도시 생략)을 사용하며 설정된다. 전기 방전계에서 주지의 방법으로 처리된 가스 절단 유체는 기류(2)로 형성된다.

가스 절단 유체에서 형성된 기류(2)는 절단기기(4)와 가공될 작업편(3)의 하부를 냉각하고, 또한 작업편의 가공될 재질과 절단기기의 표면상에 얇은 산화막의 형성을 가속화시키며, 상기 막은 그리스로서 기능하여 절단부에서 열의 발생을 감소시킨다.

절단 공정이 완료된 후, 절단기기(4)는 작업편(3)과 접촉이 분리되고, 전원이 OFF되며, 압축된 가스의 공급이 정지되고, 작업편이 가공기기에서 분리되며, 다음 작업편이 그 위치에 설정된다.

그 후에 처리는 반복된다.

절단 공정에 의해 작업편을 가공하는 상술한 방법은 40분 정도인 종래의 방법을 사용하는 비슷한 가공 작업편에 비해 기기의 치수 저항성을 80분으로 증가 된다.

청구된 방법에 따르면, 기류의 양은 다음의 비를 사용하여 형성된다.

N= P/K

여기서, N은 기류의 양, P는 절단력, K는 가스 절단 유체의 기류대 절단력의 값이고, 절단·기구 저항성은 종래의 절단 유체를 사용하는 경우보다 저하되지 않는다.

이 값들은 가공될 재료의 특성에 따라 0.2 내지 3.5KW의 범위에서 선택된다. 가공될 재료에 대한 값 K는 다음과 같이 주어진다.

비합금강 - 3.5KW

저합금강 - 3.0KW

고합금강 - 2.5KW

스테인리스강 - 2.0KW

티타늄 합금 - 1.5KW

니켈 내열합금 - 1.0KW

경강 (HRC 45) - 0.5KW

경강 (HRC 60)- 0.2KW

<실시예 1>

스테인리스 강이 K의 권고 값 2.0KW에서 경합금 절단기기를 사용하여 회전된다. 설정된 절단 속도(v)=90m/min, 기기 속도(s)=0.2mm/turn, 절단 깊이(t)=2.0mm.

상술한 절단조건을 위해 절단 유체를 사용하는 절단력(p)는 1.4KW이다.

가스 절단 유체의 기류 N의 필요한 수는 다음의 식에 의해 계산된다.

N= 1.4/2.0 < 1.0

즉, 작업편(3)에 가스 절단 유체의 기류(2)를 하나만 공급하기 위해 1개의 이온화가를 사용해도 좋다. 전기 방전은 60㎂의 전류를 사용하여 여기 된다. 절단 유체를 공급하기 위한 노즐의 배출구의 직경 D는 5mm 이다. 압축된 공기로 이루어진 절단 유체는 0.04kg/㎠ 의 압력으로 이온화기(1)에서 공급된다. 이온화기(1)의 배출구와 작업편(3)의 표면 사이의 거리는 120mm로 설정된다.

테스트 결과 종래의 절단 유체의 적용에 비해 기기 저항성이 1.4배 증가 되었다.

<실시예 2>

비합금 강의 작업편이 경합금 절단기기를 사용하여 회전된다.

비합금 강K는 3.5KW로 선택된다.

(a)절단속도 (v)는 65m/min으로 설정되고, 기기속도(s)=0.35mm/turn, 절단깊이(t)=2.0mm이다.

(절단속도와 힘의 생성)의 양쪽이 측정되고(Sadvik Coromant Company)의 식에 의해 계산된 절단 유체를 사용할 때, 절단력(p)는 1.617KW이다.

또, 요구되는 기류(N)의 수는 다음 식에 의해 계산된다.

N=1.617/3.5 <1.0

즉, 작업편에 대해 가스 절단 유체의 기류(2)를 하나만 공급하기 위해 하나의 이온화기를 사용하여도 가능하다.

테스트 결과 하나의 이온화기를 사용하는 것으로 종래의 절단 유체에 비해 경합금 기기의 저항성이 1.6배 증가 되었다.

(b) 가공 파라미터가 가변, 즉 절단속도(v)=95m/min, 기기속도=0.5mm/turn, 절단깊이(t)=2.0mm으로 하였다.

절단 유체를 사용하며, 절단력(p)는 3.4KW이다.

또 요구되는 기류(N)의 수는 다음에 의해 계산되었다.

N=3.4/3.5 < 1.0

테스트 결과, 경합금 기기의 저항성이 종래의 절단 유체를 사용할 때와 거의 동일하다는 것이 증명되었다.

<실시예3>

티탸늄 합금의 작업편이 경합금 절단 기기를 사용하여 회전된다. 티타늄 합금 K는1.5KW로 선택된다.

절단속도(v)=138m/min, 기기속도=0.31mm/turn, 절단깊이(t)=1.5mm

절단 유체를 사용하며, 절단력(p)는 1.76KW이다.

또 요구되는 기류(N)의 수는

N=1.76/1.5 >1.0

으로 계산된다. 즉, 작업편에 대해 가스 절단 유체의 기류(2)를 2개 공급하기 위해 2개의 이온화기가 사용된다(도2 참조).

테스트 결과 종래의 절단 유체의 사용에 비해 2개의 이온화기를 사용할 때 저항성이 1.8배 증가 되었다.

<실시예 4>

경강의 작업편이 세라믹 절단기기를 사용하여 회전된다.

경강 K는 0.2KW로 선택된다.

절단속도(v)=150m/min, 기기속도=0.05mm/turn, 절단깊이(t)=0.15mm로 절단 조건을 설정하였다.

종래의 기술을 사용하는 절단력(p)는 0.1KW이다.

요구되는 기류(N)의 수는

N=0.1/0.2 < 1.0

으로 계산된다. 즉, 작업편에 가스 절단 유체의 기류(2)를 하나만 공급하기 위해 하나의 이온화기를 사용하는 것이 가능하다.

테스트 결과 하나의 이온하기를 사용하는 기기의 마모 저항성이 1.4배 증가됨을 알 수 있었다.

상기 실시 예에서 명백한 바와 같이, 본 발명에 따라 절단부를 냉각하는 방법을 사용할 때, 냉각 부의 냉각 영역의 증가에 따라 냉각 부의 냉각 효율이 증가, 즉 가스 절단 유체의 기류의 필요한 양을 선택하는 것에 의해 절단기기 마모 저항성이 증가된다.

본 발명은 절단 공정에 따른 재료의 가공에 사용된다.

Claims

이온화기 코로나 방전계에서 처리된 가스 절단 유체를 절단부에 공급하는 단계, 0.04kg/㎠ 이하의 압력으로 상기 이온화기에 절단 유체를 공급하는 단계, 상기 이온화기 배출구에서 직경 30 이하의 길이를 갖는 절단 유체의 기류를 형성하는 단계를 포함하는 절단부 냉각 방법에 있어서,

가스 절단 유체의 기류N의 양은,

N=P/K

의 조건에서 선택되며, P는 절단력(KW)이고, K는 가스 절단 유체의 기류 대 절단력의 값이며, 절단기기 마모 저항성은 종래의 절단 유체를 사용할 때보다 낮지 않은 것을 특징으로 하는 절단부 냉각 방법.
제 1항에 있어서,

상기 절단력 K의 값은 가공될 재질의 특성에 따라 0.2KW 내지 3.5KW의 범위에서 선택되는 것을 특징으로 하는 절단부 냉각 방법.