KR20110053894A - Apparatus for forging billet - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 빌렛 단조성형장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다면체 형상의 각형빌렛을 원통형상의 원통빌렛으로 단조성형하는 빌렛 단조성형장치에 관한 것이다.The present invention relates to a billet forging molding apparatus, and more particularly to a billet forging molding apparatus for forging a polygonal rectangular billet into a cylindrical cylindrical billet.
일반적으로 압출공정을 통하여 제조된 빌렛(billet)은 그 단면이 정사각형과 같은 다각형의 각형빌렛이며, 이러한 각형빌렛을 원통형빌렛으로 만들기 위해서는, 단면이 원형에 가까운 다각형으로 미리 성형하는 빌렛 예비단조성형공정을 거친다. In general, a billet manufactured by an extrusion process is a polygonal billet of which a cross section is a polygon like a square, and in order to make such a billet into a cylindrical billet, a billet pre-forging process in which the cross section is preliminarily formed into a polygon near a circle. Go through
이러한 빌렛 예비단조성형공정을 살펴보면, 종래에는 각형빌렛을 다시 원형틀에 투입하여 압출성형하는 방법 등을 실시하였으나 이는 높은 불량률을 가져올 뿐만 아니라 소재낭비도 심하기 때문에 문제점이 많았다. 때문에, 이러한 점을 개선하기 위하여, 각형빌렛을 회전시키는 작업과, 외주면을 프레스장치를 통하여 압착성형하는 작업을 반복 실시하여 그 단면이 원형에 가까운 다각형으로 만드는 단조성형하는 방법을 실시해왔다.Looking at the billet preliminary forging molding process, in the prior art, the square billet was put back into the circular frame, such as extrusion molding, but this was not only to bring a high defect rate but also a lot of material waste was a problem. Therefore, in order to improve such a point, the operation of rotating the square billet and the pressing molding of the outer circumferential surface through the press apparatus has been repeatedly performed, and the method of forging forming the polygon whose cross section is almost circular is performed.
도 1은 상기한 종래의 각형빌렛(10)을 원통빌렛으로 단조성형하는 방법을 개략적으로 나타낸 도면으로서, 먼저 상기 각형빌렛(10)의 외주면을 압착성형하는 작업은 통상의 프레스성형장치(미도시)를 통하여 실시하고, 상기 각형빌렛(10)을 회전하는 작업은 도면에서와 같이 작업자가 각형빌렛(10)의 일단부 외주면을 클램프집게(20) 등을 사용하여 수동으로 회전하여 실시하였다. 1 is a view schematically illustrating a method of forging a conventional
그런데, 상기와 같은 종래의 각형빌렛(10)을 원통빌렛으로 단조성형하는 방법은, 각형빌렛(10)을 회전시키는 작업을 작업자가 직접 클램프집게(20)로 각형빌렛(10)을 클램핑(Clamping)과 언클램핑(un-clamping)을 반복하면서 회전시키기 때문에, 작업이 힘들고 또한 이러한 작업을 작업자가 수작업으로 진행하는 만큼 그 작업시간도 많이 차지하게 되어 생산성 및 경제성이 좋지 않았다. However, in the conventional method of forging a
또한, 무엇보다 종래의 빌렛을 단조성형하는 방법은, 상기한 바와 같이 작업시간이 많이 소요되어 작업 도중 상기 각형빌렛(10)이 냉각되어 다시 재가열을 해야하기 때문에, 재가열에 따른 비용증가 및 빌렛이 냉각과 가열을 반복함으로써 발생하는 빌렛의 품질저하로 인한 문제점이 있었다.In addition, the above method of forging a billet of the prior art, because the work takes a lot of time as described above, because the
본 발명은, 빌렛의 단조성형공정 중 각형빌렛을 반복회전하면서 압축성형하는 일련의 작업을 용이하게 할 수 있도록 하여 생산성 및 경제성을 향상시키고, 소요되는 성형작업시간을 단축하여 신속하게 단조성형함으로써 빌렛의 냉각을 방지하고 빌렛의 재가열작업을 하지 않아 빌렛의 품질 및 성능을 향상시킬 수 있는 빌렛 단조성형장치를 제공하는데 목적이 있다.The present invention improves productivity and economy by facilitating a series of operations for compression molding while repeatedly rotating a square billet during the forging process of billets, thereby shortening the required molding work time and rapidly forging the billets. It is an object of the present invention to provide a billet forging forming apparatus which can prevent the cooling of the billet and improve the quality and performance of the billet without reheating the billet.
본 발명은, 다면체 형상의 각형빌렛을 원통형상의 원통빌렛으로 단조성형하는 장치에 있어서, 상기 각형빌렛의 상면과 접촉하는 상부금형과, 상기 상부금형을 상하방향으로 왕복이동시키는 유압실린더와, 상기 상부금형과 상기 유압실린더 사이에 설치되어 상기 유압실린더로부터 제공받은 프레스압을 상기 상부금형에 균일하게 전달하는 슬라이드와, 상기 슬라이드와 연결되어 상기 슬라이드의 상하방향 이동을 가이드하는 가이드포스트를 구비하는 상부프레스유닛, 상기 상부금형의 대면하는 하부에 위치하여 상기 각형빌렛의 하면과 접촉하는 하부금형을 구비하여, 상기 상부프레스유닛과 함께 상기 각형빌렛을 압착 성형하는 하부프레스유닛 및 상기 각형빌렛을 상기 상부 금형과 상기 하부 금형 사이에 위치하도록 상기 각형빌렛의 축방향 양단부를 각각 척킹하고, 상기 각형빌렛을 축방향으로 회전시키는 빌렛조정유닛을 포함하는 빌렛 단조성형장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an apparatus for forging a polyhedral rectangular billet into a cylindrical cylindrical billet, the upper mold contacting an upper surface of the rectangular billet, a hydraulic cylinder for reciprocating the upper mold in a vertical direction, and the upper part. An upper press provided between the mold and the hydraulic cylinder and having a slide for uniformly transmitting the press pressure provided from the hydraulic cylinder to the upper mold, and a guide post connected to the slide to guide the vertical movement of the slide. A lower mold unit located in the lower portion of the upper mold facing the lower mold and in contact with the lower surface of the square billet, the lower press unit for pressing the square billet together with the upper press unit and the square billet to the upper mold; Axial amount of the square billet to be positioned between the mold and the lower mold The chucking unit, respectively, and provides a forging billet comprises a billet adjustment unit for rotating the prismatic billet in the axial direction.
따라서, 본 발명은, 각형빌렛을 반복회전하면서 압축성형하는 일련의 작업을 신속하고 용이하게 할 수 있기 때문에, 생산성 및 경제성을 향상시키고, 빌렛의 냉각을 방지하고 빌렛의 재가열작업을 하지 않아 빌렛의 품질 및 성능을 향상시킬 수 있다.Therefore, the present invention can quickly and easily perform a series of operations for compression molding while repeatedly rotating the square billet, thereby improving productivity and economy, preventing cooling of the billet, and reheating the billet, thereby eliminating the billet. It can improve the quality and performance.
도 1은 종래의 빌렛을 성형하는 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 빌렛 단조성형장치를 나타내는 정면도이다.
도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 빌렛 단조성형장치의 측면도 및 평면도이다.
도 5 및 도 6은 도 2에 도시된 빌렛조정유닛을 나타내는 평면도 및 정면도이다.
도 7은 도 5에 도시된 얼라인먼트를 나타내는 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 도 2에 도시된 완충장치의 작동을 나타내는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 도 2에 도시된 클램프척의 작동을 나타내는 도면이다.
도 10은 도 2에 도시된 클램프척을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 빌렛 단조성형방법을 나타내는 절차도이다.
도 12a 내지 도 12m은 본 발명의 실시예에 따른 빌렛 단조성형방법을 나타내는 도면이다. 1 is a view schematically showing a conventional method for molding a billet.
2 is a front view showing the billet forging apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are side and plan views of the billet forging apparatus shown in FIG.
5 and 6 are a plan view and a front view showing the billet adjustment unit shown in FIG.
FIG. 7 is a diagram illustrating the alignment shown in FIG. 5.
8A and 8B are views showing the operation of the shock absorber shown in FIG.
9A and 9B are views showing the operation of the clamp chuck shown in FIG.
10 is a view showing the clamp chuck shown in FIG. 2.
11 is a flowchart illustrating a billet forging method according to an embodiment of the present invention.
12a to 12m is a view showing the billet forging method according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 빌렛 단조성형장치를 나타내는 정면도이고, 도 3 및 도 4는 도 2에 도시된 빌렛 단조성형장치의 측면도 및 평면도이다. 또한, 도 5 및 도 6은 도 2에 도시된 빌렛조정유닛을 나타내는 평면도 및 정면도이며, 도 7은 도 5에 도시된 얼라인먼트를 나타내는 도면이다.2 is a front view showing the billet forging apparatus according to an embodiment of the present invention, Figures 3 and 4 are a side view and a plan view of the billet forging molding apparatus shown in FIG. 5 and 6 are a plan view and a front view of the billet adjustment unit shown in FIG. 2, and FIG. 7 is a view showing the alignment shown in FIG.
도 8a 및 도 8b는 도 2에 도시된 완충장치의 작동을 나타내는 도면이고, 도 9a 및 도 9b는 도 2에 도시된 클램프척의 작동을 나타내는 도면이며, 도 10은 도 2에 도시된 클램프척을 나타내는 도면이다.
8A and 8B are views showing the operation of the shock absorber shown in FIG. 2, and FIGS. 9A and 9B are views showing the operation of the clamp chuck shown in FIG. 2, and FIG. 10 is a view of the clamp chuck shown in FIG. It is a figure which shows.
먼저, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 빌렛 단조성형장치는, 다면체 형상의 각형빌렛(10)을 원통형상의 원통빌렛으로 단조성형하는 장치로서, 상부프레스유닛(100)과, 하부프레스유닛(200)과, 빌렛조정유닛(300)을 포함한다.First, referring to FIGS. 2 to 4, the billet forging molding apparatus according to the embodiment of the present invention is a device for forging a polygonal
상기 상부프레스유닛(100)은 상기 각형빌렛(10)의 상면과 접촉하는 상부금형(150)을 구비하고, 상기 각형빌렛(10)으로 압축성형을 할 수 있도록 유압실린더(120)와, 슬라이드(140)와, 가이드포스트(130)를 포함한다. The
상기 유압실린더(120)는 상기 상부금형(150)을 상하방향으로 왕복이동시키기 위한 구동원으로서, 본 실시예에서는 고압의 유체를 이용한 유압실린더(120)를 적용하였으나 이는 일실시예로서 이 외 상기 각형빌렛(10)을 압축성형할 수 있도록 상기 상부금형(150)에 프레스압을 제공할 수 있는 것이라면 모두 가능하다. The
상기 슬라이드(140)는, 상기 상부금형(150)과 상기 유압실린더(120) 사이에 설치되어 상기 유압실린더(120)로부터 제공받은 프레스압을 상기 상부금형(150)에 균일하게 전달하는 역할을 한다.The
상기 하부프레스유닛(200)은, 베이스프레임(210)과, 상기 베이스프레임(210)의 상부에 결합하고 상기 상부금형(150)의 대면하는 하부에 위치하여 상기 각형빌렛(10)의 하면과 접촉하는 하부금형(220)을 구비하여, 상기 상부프레스유닛(100)과 함께 상기 각형빌렛(10)을 압착 성형한다. 여기서, 상기 하부금형(220)은, 상기 각형빌렛(10)과 대면하는 상면이 오목한 형상(C)으로 형성되어 있다. 이는, 상기 각형빌렛(10)을 원통형의 빌렛으로 압축성형할 시 원형에 가까운 다각형으로 용이하게 압착성형하기 위함이다. The
상기 가이드포스트(130)는, 봉형상으로 상기 유압실린더(120)와 결합된 지지플레이트(110)와 상기 슬라이드(140)와, 상기 베이스프레임(210)에 대하여 수직선상으로 복수개 연결되어 있다. 상기 가이드포스트(130)는 압축성형 시 상기 유압실린더(120)의 작동으로 발생하는 반발력을 지탱하며 상기 슬라이드(140)가 상하방향으로 평행하게 이동하게 가이드하는 역할을 한다. The
도 5 및 6을 참조하면, 상기 빌렛조정유닛(300)은, 지지프레임(320)과, 척킹유닛(310)과, 회동유닛(330)을 포함하여, 상기 각형빌렛(10)을 상기 상부금형(150)과 상기 하부금형(220) 사이에 위치하도록 상기 각형빌렛(10)의 축방향 양단부를 각각 척킹(chucking)하고, 상기 각형빌렛(10)을 축방향으로 회전시키는 역할을 한다.5 and 6, the
상기 지지프레임(320)은, 바닥면에 설치되어 상기 척킹유닛(310)과 회동유닛(330)을 지지하며, 그 형상은 상기 척킹유닛(310)과 회동유닛(330)을 지지할 수 있는 구조라면 모두 가능하며 설치면적 및 공간에 따라 변경가능하며, 상세한 설명은 후술하기로 한다.The
상기 척킹유닛(310)은 상기 지지프레임(320)과 결합하여 상기 각형빌렛(10)의 축방향 양단부를 각각 척킹하고 회전시키는 것으로서, 제1 및 제2척킹암(311a,311b)과, 제1 및 제2클램프척(312a,312b)과, 클램프구동부(315)를 포함한다. The
상기 제1 및 제2척킹암(311a,311b)은 타단부가 상기 지지프레임(320)에 고정결합되고 일단부는 상기 각형빌렛(10)의 축방향 양단부에 각각 위치하고 있다. The first and second
상기 제1 및 제2클램프척(312a,312b)는, 상기 제1척킹암(311a) 및 상기 제2척킹암(311b)의 일단부에 각각 상대 회전 가능하도록 힌지 결합하며, 상기 각형빌렛(10)의 축방향 양단부에 직접 접촉하여 상기 각형빌렛(10)을 파지(척킹)한다. The first and second clamp chucks 312a and 312b are hinged to one end of the first
여기서, 상기 제1 및 제2클램프척(312a,312b)에는 상기 각형빌렛(10)과 직접 접촉하여 파지하는 하나 또는 복수개의 파인(fine; 313)이 구비되며, 상기 파인(313)의 형성위치는 상기 파인(313)이 하나인 경우 상기 각형빌렛(10)의 회전하는 축과 동일한 축선상에 위치하고, 상기 파인(313)이 복수개인 경우에는 상기 각형빌렛(10)이 편심되어 회전하지 않도록 각형빌렛(10)의 회전축에서 동일한 거리로 방사상으로 이격된 위치에 파지하도록 한다. 상세하게는, 본 실시예는 상기 각형빌렛(10)을 안정적이고 견고하게 파지하여 정확하고 신속하게 척킹 및 회전할 수 있도록 상기 파인(313)을 세 개로 구비한다(도 10참조).Here, the first and second clamp chuck (312a, 312b) is provided with one or a plurality of fine (313) to be held in direct contact with the
상기 클램프구동부(315)는 상기 제1 및 제2척킹암(311a,311b) 사이에 설치되어, 상기 제1클램프척(312a)과 상기 제2클램프척(312b) 사이의 척킹압을 제공한다. 이때, 상기 클램프구동부(315)는 고압의 유체를 작동원으로 하는 유압실린더로 적용할 수 있다. 하지만, 이 외 기어 등을 이용한 기계식을 포함하여 상기 제1클램프척(312ab)과 상기 제2클램프척(312b) 사이의 척킹압을 제공할 수 있는 것이라면 모두 가능하다. The
따라서, 상기 척킹유닛(310)은 상기 각형빌렛(10)을 길이방향의 축방향으로 척킹 또는 언척킹을 할 수 있고, 척킹한 상태에서 각형빌렛(10)을 회전시킬 수 있는 것으로, 도 9a 및 도 9b를 참조하여, 상기 척킹유닛(310)의 작동을 살펴보면 다음과 같다. Accordingly, the
상기 척킹유닛(310)은, 도 9a에 나타난 바와 같이, 상기 각형빌렛(10)이 로봇 등에 의하여 제1 및 제2클램프척(312a,312b) 사이에 위치하게 되면, 도 9b에 나타난 바와 같이, 클램프구동부(315)를 통하여 상기 제1 및 제2척킹암(311a,311b)을 상기 각형빌렛(10)의 축방향 양단부를 향해 조여서 제1 및 제2클램프척(312a,312b)이 상기 각형빌렛(10)을 견고하게 척킹하는 구조로 되어 있다. 반대로 상기 각형빌렛(10)을 언척킹하고자 하는 경우에는 상기 클램프구동부(315)의 유압을 조절하여 상기 제1 및 제2척킹암(311a,311b) 사이의 거리를 넓혀준다. As shown in FIG. 9A, when the
한편, 본 실시예에 따른 척킹유닛(310)은, 상기 각형빌렛(10)을 양단부를 척킹하고 동시에 상기 각형빌렛(10)을 척킹한 상태에서 후술하는 회동유닛(330)을 통하여, 상기 제1 및 제2클램프척(312a,312b)을 회전하여 상기 각형빌렛(10)을 원하는 각도로 회전할 수 있다. On the other hand, the
따라서, 본 실시예는, 종래의 각형빌렛(10)을 클램프집게(20) 등을 이용하여 외주면을 클램핑하여 클램핑한 각형빌렛(10)의 외주면은 단조성형이 어려웠던 것과는 달리, 상기 척킹유닛(310)을 통하여 상기 각형빌렛(10)의 회전축상으로 양단부를 척킹하는 형식이기 때문에 상기 각형빌렛(10)의 외주면 상의 모든 면적에 대하여 압축성형을 고르게 할 수 있다. 또한, 무엇보다 상기한 바와 같이 척킹유닛(310)이 상기 각형빌렛(10)의 회전축상으로 척킹되어 있기 때문에 상기 각형빌렛(10)을 회축상으로 바로 회전시켜 단조성형공정 중의 터닝작업이 용이하고 신속하게 할 수 있다. Therefore, in the present embodiment, unlike the conventional
즉, 상기한 바와 같이 각형빌렛(10)을 축상으로 바로 신속하게 회전시킬 수 있기 때문에 단조성형할 때 가장 작업시간이 많이 소요되고 어려운 각형빌렛(10)의 회전을 빠르게 편리하게 할 수 있어 신속하게 단조성형할 수 있다. 이 때문에, 본 실시예는 오랜 가공 시간으로 인한 각형빌렛(10)의 냉각을 방지할 수 있으며 이에 따라 각형빌렛(10)을 재가열할 필요 없어 제품의 성능향상은 물론 공정을 용이하게 하고 비용을 절감할 수 있어 경제적이고 생산적이다.That is, since the
한편, 상기 척킹유닛(310)은, 상기 클램프구동부(315)에서 발생하는 상기 척킹압을 상기 제1 및 제2척킹암(311a,311b)에 균일하게 분할하도록, 상기 제1 및 제2척킹암(311a,311b) 각각의 타단부에 결합하는 얼라인먼트(340)를 더 구비한다. On the other hand, the
도 7을 참조하면, 상기 얼라인먼트(340)는, 제1렉기어(341)와, 상기 제1렉기어(341)와 이격되게 배치되는 제2렉기어(342)와, 피니언 기어(343)를 포함한다. Referring to FIG. 7, the
상기 제1렉기어(341)는 일단부가 상기 제1척킹암(311a)의 타단부에 고정되고, 타단부는 상기 제2척킹암(311b)에 슬라이딩 가능하게 결합한다. 상기 제2렉기어(342)는 일단부가 상기 제2척킹암(311b)의 타단부에 고정되고, 타단부는 상기 제1척킹암(311a)에 슬라이딩가능하게 결합한다. One end of the
상기 피니언 기어(343)는 회전축이 상기 지지프레임(320)에 고정결합하고(도 5참조), 상기 제1 및 제2렉기어(341,342)와 치합하여 상기 제1 또는 제2렉기어(341,342)의 이동에 따라 회전축을 중심으로 회전한다. The
상기한 바와 같이, 상기 얼라인먼트(340)는 위치가 고정된 피니언 기어(343)를 통하여 상기 제1 또는 제2척킹암(311a,311b)이 이동을 하게 되면 이에 따라 연동하여 상기 제2 또는 제1척킹암(311b,311a)이 이동하도록 하여, 상기 제1척킹암(311a)과 상기 제2척킹암(311b)이 서로 이동거리(척킹거리)가 다를 경우 발생할 수 있는 척킹압의 불균형을 방지하여, 상기 제1 및 제2척킹암(311a,311b)이 상기 각형빌렛(10)의 양단부를 동일한 척킹압에 의하여 안정되게 척킹할 수 있도록 한다.As described above, when the first or second chucking
부가하여, 상기 얼라인먼트(340)는 상기 피니언에 피니언의 회전을 길이로 환산할 수 있는 엔코더를 삽입하여, 각형빌렛(10)의 다양한 기종에 따른 길이변화에 체계적이고 자동화된 운전이 가능하게 할 수 있으며, 나아가 단조성형을 실시하는 각형빌렛(10)들의 관리를 용이하게 할 수 있다.In addition, the
상기 회동유닛(330)은 상기 제1 또는 제2클램프척(312a,312b)과 연결되어, 상기 제1 또는 제2클램프척(312a,312b)을 회전시켜 상기 각형빌렛(10)을 회전키는 역할을 한다. The
상기 회동유닛(330)은, 상기 제2클램프척(312b)과 일정거리 이격된 위치에 설치된 모터(331)와, 상기 모터(331)와 상기 제2클램프척(312b)의 회전축과 연결되어 상기 모터(331)의 회전력을 상기 제2클램프척(312b)으로 전달하는 동력전달부재를 포함한다. The
상기 모터(331)는 고열상태인 각형빌렛(10)에 의한 열손상을 방지하기 위하여 각형빌렛(10)이 척킹되는 제2클램프척(312b)과 일정 거리 이격된 곳에 위치하는 것이 좋다. 또한, 상기 동력전달부재는 상기 모터(331)의 회전축과 상기 제2클램프척(312b)의 회전축과 연결되는 체인 또는 밸트 등을 적용할 수 있다. The
한편, 상기 지지프레임(320)은, 고정프레임(321)과, 상기 고정프레임(321)과 힌지결합하고 상기 척킹유닛(310)과 고정결합하여 상기 제1 및 제2척킹암(311a,311b)을 틸딩회전 가능하게 하는 틸딩프레임(322)을 포함한다. On the other hand, the
상기 틸딩프레임(322)은, 틸딩베이스(324)와, 한 쌍의 틸딩암(323)을 포함한다. 상기 틸딩베이스(324)는 플레이트 형상으로 일측면이 상기 척킹유닛(310) 과 고정결합하며, 상세하게는 상기 틸딩베이스(324)는 상기 제1 및 제2척킹암(311a,311b)의 타단부와 고정결합한다. 상기 틸딩암(323)은, 일측이 상기 틸딩베이스(324)의 양단부에 각각 고정결합하고 타측은 힌지축(325)을 중심으로 상기 고정프레임(321)의 상부에 힌지결합한다. The
이에 따라, 본 실시예에 따른 지지프레임(320)은 도 8a 및 도 8b에 나타난 바와 같이, 상기 힌지축(325)을 중심으로 틸딩암(323)이 회전하고, 이와 연동하여 상기 척킹유닛(310)도 회전할 수 있어 상부프레스유닛(100)의 성형압축에 따른 상기 척킹유닛(310)의 상하방향이동을 효과적으로 대응할 수 있다. Accordingly, in the
한편, 본 실시예에 따른 상기 빌렛 단조성형장치는, 상기 고정프레임(321)에 결합되며, 상기 틸팅프레임을 탄력적으로 지지하는 완충장치(350)를 더 포함한다. 이러한 완충장치(350)는, 상부프레스유닛(100)의 프레스압이 작용하여 상부금형(150)이 하강하면 이에 따라 각형빌렛(10)도 하강하게 되는데, 이때 각형빌렛(10)을 척킹하고 있는 척킹유닛(310)의 상하방향으로의 유격이동에 대한 높이차를 보완하고 상쇄하여 상기 척킹유닛(310)의 원활한 각형빌렛(10)의 척킹을 할 수 있게 하며, 상기 틸딩프레임(322)과 상기 틸딩프레임(322)과 결합된 상기 척킹유닛(310)을 탄력적으로 지지한다. 여기에서, 상기 완충장치(350)는 상기 척킹유닛(310)이 힌지축(325)을 기준으로 수평상태(A)로 그 위치를 유지할 수 있을 만큼의 지지압을 유지하고 만약 상기 상부프레스유닛(100)의 프레스압에 의하여 척킹유닛(310) 및 틸딩프레임(322)이 하강(B)하더라도 다시 원상태인 수평상태인 위치로 복원할 수 있도록 한다(도 8a 및 도 8b 참조). On the other hand, the billet forging molding apparatus according to the present embodiment is coupled to the fixed
즉, 상기 완충장치(350)는, 상기 틸딩프레임(322)과 상기 척킹유닛(310)을 탄력적으로 지지함과 동시에, 상기 틸딩프레임(322)과 결합된 상기 척킹유닛(310)이 상부프레스유닛(100)의 프레스압을 받는 상황을 제외하곤 수평상태로 그 위치를 유지할 수 있도록 하여 상기 각형빌렛(10)이 상기 상부금형(150)과 하부금형(220) 사이에 떨어져서 위치하도록 함으로써, 상기 각형빌렛(10)의 회전공간을 확보할 수 있도록 한다. That is, the
한편, 상기 완충장치(350)는 하나 또는 복수개의 유압을 이용한 유압실린더를 적용할 수 있다. 하지만, 이는 일 실시예로서 상기 완충장치(350)는 상기 유압실린더 외 탄력스프링 또는 탄력고무 등을 이용할 수 있고, 또한 상기 탄력지지정도를 정밀하게 제어할 수 있는 제어부를 포함하는 등 다양한 적용이 가능함은 물론이다. On the other hand, the
상기한 바와 같이, 본 실시예에 따른 빌렛 단조성형장치는, 단면이 정사각형과 같은 다각형으로 생산되는 각형빌렛(10)을 원통형의 단조제품을 만들기 전에 상기 각형빌렛(10)을 원형에 가까운 빌렛으로 미리 제작하여 원형의 소재를 사용하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있도록 하는 것으로, 척킹유닛(310)을 통하여 각형빌렛(10)의 회전축상으로 파지하고 각형빌렛(10)의 회전축으로 신속하고 용이하게 회전시키는 형식이기 때문에, 단조성형공정에 소요되는 시간을 줄여 빌렛의 냉각을 방지하여 재가열을 하지 않아도 되고 이에 따라 고품질의 빌렛생산은 물론 비용을 줄일 수 있어 경제적이고 생산적이다.
As described above, in the billet forging molding apparatus according to the present embodiment, the
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 빌렛 단조성형방법을 나타내는 절차도이다. 도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 빌렛 단조성형방법은, 다면체 형상의 각형빌렛(10)을 원통형상의 원통빌렛으로 단조성형하는 성형방법으로서, 각형빌렛(10)을 초기 세팅하는 단계(S10)와, 상기 각형빌렛(10)을 압착성형하는 단계(S20)와, 각형빌렛(10)을 터닝하는 단계(S30)와, 상기 압착 성형단계와 상기 터닝단계를 반복 수행하는 반복성형단계(S40)를 포함한다.11 is a flowchart illustrating a billet forging method according to an embodiment of the present invention. Referring to the drawings, the billet forging molding method according to an embodiment of the present invention, as a molding method for forging a polygonal
상기 각형빌렛(10)을 초기 세팅하는 단계(S10)는, 상기 각형빌렛(10)을 상기 상부프레스유닛(100)과 하부프레스유닛(200) 사이에 위치시키는 단계로서, 상기 각형빌렛(10)의 모서리부가 상기 상부금형(150)과 상기 하부금형(220)의 대면하는 면에 위치하도록 한다. 여기서, 상기 각형빌렛(10)을 상기 상부 및 하부프레스유닛(200)에 위치시키기 위하여 도 2에 도시된 빌렛조정유닛(300)의 척킹유닛(310)을 통하여 상기 각형빌렛(10)의 축방향 양단부를 각각 척킹하여 위치시키며, 상기 빌렛조정유닛(300)의 상세한 구성 및 설명은 전술하였으므로 생략하기로 한다. Initially setting the square billet 10 (S10), the
상기 압착성형하는단계(S20)는, 상기 상부금형(150)과 상기 하부금형(220)을 이용하여 상기 각형빌렛(10)의 상부와 하부에서 압착 성형하는 단계로서, 상기 각형빌렛(10)의 모서리부가 상기 상부 및 하부금형(220)에 의하여 압착성형되어 새로운 면을 형성하여 다각형의 각형빌렛(10)이 형성되는 단계이다.The pressing molding step (S20) is a step of pressing molding the upper and lower portions of the
상기 터닝단계(S30)는 상기 압착성형하는 단계를 거친 상기 각형빌렛(10)을 회전하는 단계로서, 상기 상부금형(150)을 상승시켜 상기 상부 및 하부금형(220) 사이를 벌린 다음, 척킹유닛(310)에 의하여 상기 각형빌렛(10)의 축방향 양단부가 척킹한 상태에서 상기 각형빌렛(10)을 축방향으로 설정 각도 회전시켜서 설정 자세로 조정하여 이루어진다. 여기서, 상기 설정각도와 설정 자세는, 각형빌렛(10)의 형상 등에 따라 다양하게 조정할 수 있다. The turning step (S30) is a step of rotating the
상기 반복성형단계(S40)는, 상기 각형빌렛(10)이 원통형상에 가깝도록 그 단면이 원형에 가까운 다각형의 빌렛으로 될 때까지, 상기 압착 성형단계와 상기 터닝단계를 반복 수행하는 단계이다. 여기서, 상기 압착 성형단계와 터닝단계의 반복횟수와 회전시키는 방향은 이루고자 하는 각형빌렛(10)의 형상에 따라 다양하게 할 수 있다. The repeat molding step (S40) is a step of repeating the compression molding step and the turning step until the
부가하여, 도시하지 않았으나, 상기 각형빌렛(10)을 초기 세팅하는 단계 이전에, 각형빌렛(10)을 납품하여 상기 빌렛조정유닛(300)으로 취부하는 과정을 거치는데, 이에 대하여 상세히 살펴보면, 우선 초기 빌렛은 대략 6m 정도의 단위길이로 납품되며, 이러한 빌렛을 생산품의 단위 중량을 고려하여 길이를 설정한 후 절단하고, 절단된 빌렛을 고주파 유도가열로를 이용하여 단조성형하기에 적합한 대략 1250℃로 가열하는 과정을 거친다. 이렇게 가열된 빌렛은 정확한 핸들링 작업을 할 수 있는 로봇을 이용하여 정확한 각도와 위치를 맞추어 상기 빌렛조정유닛(300)의 척킹유닛(310)으로 취부하는 과정을 거친다. In addition, although not shown, before the initial setting of the
한편, 상기 터닝단계의 회전횟수를 최대한 줄일 수 있는 최적의 단조성형방법에 대하여 도 12a 내지 도 12m를 참고하여 살펴보기로 한다. 먼저, 도 12a 내지 도 12m의 빌렛의 단조성형방법은, 단면이 정사각형인 각형빌렛(10)을 그 단면이 원형에 가까운 정16각형의 원통빌렛으로 단조성형하는 방법을 나타낸다. On the other hand, with reference to Figs. 12a to 12m for the forging method of the optimum forging to reduce the number of rotations of the turning step to the maximum. First, the method for forging billets of FIGS. 12A to 12M shows a method for forging a
먼저, 도 12a를 참조하면, 단면이 정사각형인 빌렛을 모서리부가 상부금형(150)과 하부금형(220)에 수직하게 대면하도록 위치시킨다. 그런 다음, 상부금형(150)을 하강시켜 상기 각형빌렛(10)의 단면이 부등변6각형이 되도록 압착성형한다(도 12b참조).First, referring to FIG. 12A, a billet having a square cross section is positioned such that an edge thereof faces perpendicular to the
상기한 바와 같이 단면이 부등변6각형으로 단조성형된 각형빌렛(10)은, 상부금형(150)을 상승시킨 다음 척킹유닛(310)을 통하여 모서리부가 상부금형(150)과 하부금형(220)에 수직하게 대면하도록 일방향(반시계방향)으로 90ㅀ회전한다(도 12c 참조).As described above, the
상기한 공정에 따라 부등변6각형의 각형빌렛(10)을 회전 시킨 후에는 그 상태에서 상기 각형빌렛(10)의 단면이 정8각형이 되도록 압착성형하고(도 12d참조), 그런 다음 상부금형(150)을 상승시킨 다음 모서리부가 상부금형(150)과 하부금형(220)에 수직하게 대면하도록 타방향(시계방향)으로 22.5ㅀ회전한다(도 12e 참조).After rotating the
이 후, 상기 각형빌렛(10)을 압착성형하는 공정과, 회전하는 공정을 교대로 반복수행하게 되는데, 상기한 도 12e와 같이 회전된 상태에서 부등변10각형이 되도록 압착성형하고(도 12f 참조), 다시 일방향(시계방향)으로 45ㅀ회전(도 12g 참조)시킨 후, 부등변12각형이 되도록 압착성형 한다(도 12h참조).Thereafter, the step of pressing the
이렇게 상기 각형빌렛(10)의 단면이 부등변12각형이 되면, 다시 일방향으로 45ㅀ회전(도 12i 참조)하고, 부등변14각형이 되도록 압착성형한다(도 12j 참조).Thus, when the cross section of the
그런 다음, 상기 각형빌렛(10)을 다시 일방향으로 45ㅀ회전하고(도 12k 참조), 압착성형하여 그 단면이 정16각형이 되도록 성형(도 12l 참조)함으로써, 단면이 원형에 가까운 정16각형의 각형빌렛(10)이 성형제조된다(도 12m 참조).Then, the
상기한 빌렛 단조성형방법은, 단면이 사각형인 빌렛을 단면이 원형에 가까운 정16각형으로 단조성형하는 방법으로서, 각형빌렛(10)을 회전시키는 터닝횟수를 최소한으로 줄일 수 있는 방법이며, 총 5번의 회전과 6번의 압착성형으로 이루어진다. 한편, 상기 빌렛 단조성형방법에서 사용되는 빌렛 단조성형장치는, 도 2 내지 도 10에 도시된 빌렛 단조성형장치와 동일하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하였다. The billet forging method described above is a method for forging a billet having a rectangular cross section into a regular hexagon having a round cross section, and is capable of minimizing the number of turnings for rotating the
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
100... 상부프레스유닛 120... 유압실린더
130... 가이드포스트 140... 슬라디으
150... 상부금형 200... 하부프레스유닛
220... 하부금형 300... 빌렛조정유닛
310... 척킹유닛 311a, 311b... 제1 및 제2척킹암
312a, 312b... 제1 및 제2클램프척 315... 클램프 구동부
320... 지지프레임 321... 고정프레임
322... 틸딩프레임 323... 틸딩암
324... 틸딩베이스 325... 힌지축
330... 회동유닛 331... 모터
332... 동력전달부재 340... 얼라인먼트
341, 342... 제1 및 제2렉기어 343... 피니언 기어
350... 완충장치100 ...
130 ...
150 ...
220 ...
310 ... Chucking
312a, 312b ... First and second clamp chucks 315 ... Clamp drive
320 ...
322 ... Tilting
324 ... tilting
330 ...
332 ...
341, 342 ... 1st and
350 ... shock absorber
Claims (1)
상기 각형빌렛의 상면과 접촉하는 상부금형과, 상기 상부금형을 상하방향으로 왕복이동시키는 유압실린더와, 상기 상부금형과 상기 유압실린더 사이에 설치되어 상기 유압실린더로부터 제공받은 프레스압을 상기 상부금형에 균일하게 전달하는 슬라이드와, 상기 슬라이드와 연결되어 상기 슬라이드의 상하방향 이동을 가이드하는 가이드포스트를 구비하는 상부프레스유닛;
상기 상부금형의 대면하는 하부에 위치하여 상기 각형빌렛의 하면과 접촉하는 하부금형을 구비하여, 상기 상부프레스유닛과 함께 상기 각형빌렛을 압착 성형하는 하부프레스유닛; 및
상기 각형빌렛을 상기 상부 금형과 상기 하부 금형 사이에 위치하도록 상기 각형빌렛의 축방향 양단부를 각각 척킹하고, 상기 각형빌렛을 축방향으로 회전시키는 빌렛조정유닛을 포함하는 빌렛 단조성형장치.In the device for forging a rectangular billet of the polyhedron shape into a cylindrical cylindrical billet,
An upper mold contacting the upper surface of the square billet, a hydraulic cylinder for reciprocating the upper mold in a vertical direction, and a press pressure provided between the upper mold and the hydraulic cylinder and provided from the hydraulic cylinder to the upper mold. An upper press unit having a slide for uniformly transferring and a guide post connected to the slide to guide the vertical movement of the slide;
A lower press unit which is located at a lower side facing the upper mold and has a lower mold contacting a lower surface of the square billet, and press-forms the square billet together with the upper press unit; And
And billet adjustment units for chucking both ends of the angular billets in the axial direction such that the rectangular billets are located between the upper mold and the lower mold, and rotating the rectangular billets in the axial direction.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104190836A (en) * | 2014-09-01 | 2014-12-10 | 浙江双飞无油轴承股份有限公司 | Automatic upsetting and rounding device for wrapped shaft sleeve |
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CN110434269A (en) * | 2019-08-28 | 2019-11-12 | 叶晓丹 | Forging apparatus with overturning structure |
CN112846021A (en) * | 2021-01-14 | 2021-05-28 | 汪鹏 | Semi-automatic iron hook forging machine |
-
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- 2010-06-04 KR KR1020100052740A patent/KR20110053894A/en not_active Application Discontinuation
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