KR20120057582A - 아이어닝 롤러 스피닝을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

아이어닝 롤러 스피닝을 위한 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20120057582A
KR20120057582A KR1020117030034A KR20117030034A KR20120057582A KR 20120057582 A KR20120057582 A KR 20120057582A KR 1020117030034 A KR1020117030034 A KR 1020117030034A KR 20117030034 A KR20117030034 A KR 20117030034A KR 20120057582 A KR20120057582 A KR 20120057582A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
workpiece
spinning mandrel
forming
mandrel
spinning
Prior art date
Application number
KR1020117030034A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101696224B1 (ko
Inventor
베네딕트 닐리에스
Original Assignee
라이펠트 메탈 스피닝 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=40973241&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR20120057582(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 라이펠트 메탈 스피닝 아게 filed Critical 라이펠트 메탈 스피닝 아게
Publication of KR20120057582A publication Critical patent/KR20120057582A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101696224B1 publication Critical patent/KR101696224B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/14—Spinning
    • B21D22/16—Spinning over shaping mandrels or formers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/15—Making tubes of special shape; Making tube fittings
    • B21C37/22—Making finned or ribbed tubes by fixing strip or like material to tubes
    • B21C37/26—Making finned or ribbed tubes by fixing strip or like material to tubes helically-ribbed tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/14—Spinning
    • B21D22/18—Spinning using tools guided to produce the required profile
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/08—Bending rods, profiles, or tubes by passing between rollers or through a curved die

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)
  • Control Of Presses (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Milling Processes (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

본 발명은 롤러 스피닝을 다림질하기 위한 방법에 관한 것으로, 이 방법에서 관상 가공체(10)는 롤링 맨드릴(20) 주위에 배치되고, 회전으로 설정되며 스피닝 맨드릴(20)에 적어도 하나의 성형 롤러(40)를 설정함으로써 형성된다. 성형 동작 동안, 롤링 맨드릴은 가공체에 대해 축 방향으로 성형 동작에 비례하여 이동된다. 더욱이, 본 발명은 관상 가공체에 배치될 수 있는 롤링 맨드릴을 갖는 관상 가공체, 가공체에 대해 설정하고 가공체를 성형하기 위한 적어도 하나의 성형 롤러, 그리고 가공체를 회전적으로 구동하기 위한 로터리 드라이브를 롤러 스피닝 다림질하기 위한 장치(80)에 관한 것이다. 장치에서, 롤링 맨드릴은 성형 동작동안 축 방향으로 가공체에 비례하여 이동될 수 있도록 탑재된다.

Description

아이어닝 롤러 스피닝을 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR IRONING ROLLER SPINNING}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따라서 스트레치-플로우 성형(stretch-flow forming)을 위한 방법에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 청구항 7의 전제부에 따라서 관상 가공체(tubular workpiece)를 스트레치-플로우 성형하기 위한 장치에 관한 것이다.
공지된 방법에서 관상 가공체는 회전하도록 설정된 스피닝 맨드릴(spinning mandrel) 주변에 배치되어 적어도 하나의 성형 롤러를 진행시킴으로써 성형되어, 가공체가 늘어나게(stretch) 된다. 스트레칭 동안 벽 두께(wall thickness)는 감소되며 관상 가공체는 변위된 재료(displaced material)의 결과로서 길어진다.
이러한 방법은 DE 43 07 775 A1에 알려져 있다. 이러한 공지된 방법에서 가공체는 스피닝 맨드릴의 외부 외형(outer contour)에 의해 사전결정되는 균일한 내부 외형(uniform inner contour)을 가질 수 있다.
공지된 장치는 회전 방식으로 가공체를 구동하기 위한 로터리 드라이브(rotary drive)뿐만 아니라 관상 가공체 내에 배치될 수 있는 스피닝 맨드릴, 가공체를 앞쪽으로 진행시켜서 성형하기 위한 적어도 하나의 성형 롤러(forming roller)를 갖는다.
관상 가공체내에 언더컷들(undercuts)을 형성하기 위해, 예를 들어, 이것은 스피닝 원뿔(spinning cone) 방향 쪽으로 방사상 방향으로 롤러를 진행시킴으로써 달성된다는 것이 DE 102 26 605 A1에 공지된다. 그러나, 이것은 소위 네킹-인(necking-in) 만이 튜브의 외부 에지(outer edge)에서 유용할 것이라는 것을 입증한다. 더욱이, 형상들(shapes)의 가능한 선택 역시 제한된다.
예를 들어, DE 2 230 554 A로부터, 감소된 내경을 형성하기 위한 스플릿 스피닝 맨드릴들(split spinning mandrels)의 사용이 알려져 있다. 스피닝 맨드릴들은 각각의 가공체 형상을 위해 복잡하고 정교한 방식으로 생산되어야 한다. 이러한 성형 방법 및 장치들의 경우에 있어서, 매우 긴 길이를 갖는 가공체들의 성형은 대응적으로 긴 스피닝 맨드릴들의 사용을 필요로 하고, 이것은 높은 생산 비용과 유지 비용을 초래한다.
DE 36 22 678 A1으로부터, 크로스 롤링 이음매가 없는 관상 블룸들(cross rolling seamless tubular blooms)을 위한 방법과 장치가 알려져 있다. 이러한 방법에서, 이들의 벽 두께를 변경하기 위해, 설비는 롤링 동안 축 방향으로 옮겨질 수 있는 맨드릴 로드(mandrel rod)에 의해 감겨지도록 관상 블룸들(tubular blooms)을 위해 제작되어 진다.
JP 55014107A은 실린더형 가공체를 성형하기 위한 성형 장치를 기술하며, 여기서 가공체는 실질적으로 볼록한 내부 툴(convex inner tool)과 오목한 외부 툴(concave outer tool) 사이에 형성된다.
GB 2 184 676 A는 성형 롤러들에 의해 실린더형 가공체를 성형하기 위한 성형 방법을 개시하며, 성형 롤러들은 실린더형 가공체 밖의 한 측면과 다른 측면에 배치된다. 내부 및 외부 성형 롤러들이 서로 마주하여 배치된다.
US 3,874,208로부터, 실린더형 가공체를 성형하기 위한 장치가 취해질 수 있으며, 여기서 여러 성형 롤러들과 스피닝 맨드릴은 가공체의 종방향으로 동시에 이동된다.
DE 10 2005 057 945 A1은 흐름 성형 방법 및 관상 가공체를 흐름 성형하고 특히 숄더(shoulder)의 형상으로 감소된 내경을 갖는 튜브 섹션을 생산하기 위한 대응하는 기계를 기술한다.
본 발명의 목적은 관상 가공체가 효율적이고 많은 다양한 형상들로 흐름-성형될 수 있는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 목적은 청구항 1의 특징들을 갖는 방법과 청구항 7의 특징들을 갖는 장치에 의해 달성된다. 바람직한 실시예들은 각각의 종속 청구항들에 기술된다.
본 발명에 따른 방법에서 설비는 스피닝 맨드릴을 성형하는 동안 가공체에 대하여 축 방향으로 상대적으로 이동되도록 제작된다.
본 발명에 따른 장치에서 설비는 스피닝 맨드릴을 성형하는 동안 가공체에 대해 축 방향으로 상대적으로 이동할 수 있는 방식으로 지원되도록 제작된다.
본 발명의 기본적인 아이디어는 가공체가, 현재까지 알려진 바와 같이, 고정 스피닝 맨드릴(stationary spinning mandrel)에 형성되지 않고 가공체 아래에서 이동되는 스피닝 맨드릴에 형성된다는 사실에서 알 수 있다. 따라서, 상대적으로 짧은 길이를 갖는 스피닝 맨드릴을 제공하는 것이 충분하며, 특히, 이 맨드릴은 처리될 가공체의 길이보다 상당히 짧을 수 있다. 결과적으로, 스피닝 맨드릴의 생산 및 유지 비용이 상당히 감소된다. 결론적으로, 본 발명에 따른 방법은 특히 경제적이며, 하나의 스피닝 맨드릴을 가지고 다른 가공체 형상들을 생산할 수 있도록 한다.
편리하게, 성형 프로세스는 적어도 2개의 롤러들의 사용에 의해 구현된다. 참조로서, 성형 롤러들은 각각 가공체와 스피닝 맨드릴의 둘레 주변에 균일하게 분포된다. 이러한 방법으로, 원하지 않는 횡단력들(traverse forces)과 따라서 스피닝 맨드릴의 편차들(deviations)이 방지될 수 있다.
본 발명에 따라서 축 방향으로 상이한 외경들을 갖는 범용 스피닝 맨드릴(universal spinning mandrel)이 상이한 디자인의 실린더형 및/또는 원뿔형 중공 부품들을 생산하기 위해 사용되는 경우 특히 바람직하다. 스피닝 맨드릴은 또한 축 방향으로 상이한 외형들(contours)을 가질 수 있으며, 특히, 원뿔형 디자인을 가질 수 있다. 다각형들과 같은 비회전적으로 대칭적인 외형들 역시 가능하다. 이 경우에, 용어 외경이 따라서 적용된다. 가변 외경 및/또는 가변 외형들은 가변 스피닝 맨드릴 직경이 성형 구역(forming zone), 즉, 성형 롤러, 가공체와 스피닝 맨드릴 사이의 접점에 대해 진행중인 성형 프로세스 동안 제공될 수 있다.
방법의 유익한 실시예에서 리버스 흐름으로 수행되도록 방법이 제공되어, 가공체의 재료가 성형 롤러들의 피드 방향(feed direction)에 반대되는 방향으로 흐른다. 성형동안 재료는 프리 스피닝 맨드릴 단부와 그 너머(free spinning mandrel end and beyond)의 방향으로 성형 롤러들의 아래로 흐른다. 따라서, 성형 롤러들의 종방향 피드와 재료의 흐름 방향은 서로 반대된다. 재료의 흐름 속도는 가공체의 벽 두께의 감소에 종속되며, 가공체는 클램핑(clamping) 또는 홀딩 수단(holding means)에 반하여 성형 롤러들에 의해 축 방향으로 눌려진다.
방법의 다른 유익한 실시예에서, 전방 흐름으로 수행되도록 방법이 제공되어, 가공체의 재료는 성형 롤러들의 피드 방향으로 흐른다. 따라서, 성형 롤러들의 종방향 피드와 재료의 흐름 방향은 동일한 방향으로 발생한다. 참조로서, 전방 흐름으로 수행된 성형 프로세스를 위한 기본적인 가공체는 빈-형상 또는 컵-형상 가공체가며, 이 가공체는 스피닝 맨드릴과 프레싱 요소(pressing element) 사이에 물려진다.
더욱이, 성형 롤러들과 스피닝 맨드릴이 가공체에 대하여 축 방향으로 상대적으로 이동되는 경우 특히 유익하며, 가공체의 다양한 직경들 및/또는 벽 두께들을 디자인하기 위하여, 성형 롤러들은 스피닝 맨드릴에 대하여 축 방향 및/또는 방사 방향(radial direction)으로 상대적으로 이동된다.
툴 맨드릴(tool mandrel)에 대하여 성형 롤러들의 축 이동의 결과로서, 벽 두께 또는 대안적으로 가공될 가공체의 내경은 변할 수 있는데 외경은 일정하게 유지된다.
외경들 및/또는 가공될 가공체의 벽 두께를 가변적으로 디자인하기 위해, 성형 롤러들은 바람직하게 스피닝 맨드릴에 대하여 방사 방향으로 상대적으로 이동된다.
가변 외경 및/또는 스피닝 맨드릴의 가변 외형들과 관련하여 스피닝 맨드릴에 대해 성형 롤러들의 방사 및/또는 축 변위(radial and/or axial displacement)로 인해 가변 스피닝 맨드릴 직경이 일반적으로 제공될 수 있다. 이것은 또한 가공체에 대해 생산될 상이한 벽 두께를 허용한다. 성형 롤러들은 원크피스의 원하는 외경과 원하는 벽 두께를 고려하는 동시에 스피닝 맨드릴을 향해 방사상 방향으로 진행된다.
예로서, 본 발명에 따른 방법에 의해 특히 긴 원뿔형 및/또는 실린더형 중공 부품들이 ,램프 포스트들(lamp posts) 또는 플래그폴들(flagpoles)을 수행하는 예로서, 특히 경제적인 방식으로 생산될 수 있다. 가공체들은 단면으로 가변적인 직경들 및/또는 벽 두께들로 성형하는 것이 가능하며, 이것은 제품들의 감소된 무게를 달성할 수 있다. 더욱이, 가공체의 단면들은 예상된 로드들(loads)에 적응될 수 있으며, 이에 의해 응력의 특별히 고른 분포 및 따라서 활용된 재료의 아주 바람직한 활용을 달성한다.
일정한 직경과 일정한 벽 두께를 갖는 가공체 단면을 설계하기 위해, 성형 롤러들이 가공체에 대하여 스피닝 맨드릴과 동일한 속도로 이동되는 것이 바람직하다. 이러한 목적을 위해 가공체는, 예를 들어, 고정 성형 롤러들과 고정 스피닝 맨드릴 사이를 통해서 밀거나 당겨질 수 있다. 가공체의 이동은 물려지지 않은 스피닝 맨드릴의 자유단(free end)의 방향으로 일어난다. 대안적으로, 성형 롤러들과 스피닝 맨드릴이 고정 가공체에 대해 이동되도록 제공될 수 있다. 두 변형들의 조합이 역시 가능하다.
스피닝 맨드릴에 대하여 축 및/또는 방사 방향으로 성형 롤러들의 상대적인 이동이 스피닝 맨드릴에 대하여 성형 롤러들의 상대적인 위치에 의존하고 성형 롤러들과 스피닝 맨드릴간의 사전결정된 갭에 의존하는 측정 및 제어 수단에 의해 제어된다는 점에서 본 발명의 다른 바람직한 실시예가 제공된다. 즉, 성형 롤러들 및/또는 스피닝 맨드릴의 제어는 가공될 가공체 단면의 원하는 직경 및 원하는 벽 두께에 따라서 발생하며, 이는 성형 롤러와 스피닝 맨드릴간의 상대적인 위치에 의해 결정된다. 더욱이, 바람직하게 가공될 가공체의 길이 및/또는 벽 두께가 측정되고 이들 값들은 측정 및 제어 수단에서 입력 값들로서 처리된다. 이러한 방식으로, 치수 편차(dimensional variations)를 갖는 기본적인 가공체들로부터 조차 균일한 최종 제품들이 생산될 수 있다.
가공체가 지지되고 회전 방식으로 구동되는 클램핑 처크(clamping chuck)에 물려지고, 스피닝 맨드릴이 클램핑 처크에 대하여 축방향으로 이동된다는 점에서 방법의 특히 유익한 실시예가 제공된다. 따라서, 가공체는 클램핑 처크를 통해서 회전으로 설정된다. 동시에, 스피닝 맨드릴의 회전은 동일한 회전 속도로 회전되고, 성형동안 스피닝 맨드릴은 축방향으로 클램핑 처크에 대하여 상대적으로 이동된다. 가공체, 스피닝 맨드릴과 성형 롤러 간의 상대적인 이동만이 중요하기 때문에, 고정 스피닝 맨드릴에 대하여 클램핑 처크가 이동되도록 또한 제공될 수 있다.
본 발명에 따라서 장치의 경우에 스피닝 맨드릴이, 특히, 원뿔형, 실린더형 및/또는 캠버드(cambered) 형상을 갖는 상이한 외경들을 갖는 것이 바람직하다. 상이한 외경들 또는 대안적으로 원뿔 형상의 결과로서 가변 스피닝 맨드릴 직경을 갖는 가변 스피닝 맨드릴이 활용가능하게 된다. 스피닝 맨드릴에 대하여 성형 롤러들의 상대적인 축방향 피드와 스피닝 맨드릴의 각각의 직경쪽으로 성형 롤러들의 상대적인 방사상 진행은 성형 롤러들과 스피닝 맨드릴 간의 원하는 갭을 고려하여 이루어진다. 이러한 성형 갭은 가공체의 벽 두께를 결정한다.
스피닝 맨드릴은 또한 다른 기하학적 형상들, 예를 들어, 실린더형 및/또는 테이퍼형 숄더들(tapered shoulders), 반경 점이들(radius transitions), 립들(ribs) 또는 홈들(grooves), 또는 다각형들, 육각형들, 타원들과 같은 기타 단면들을 또한 가질 수 있다. 다른 기하학적 디자인들이 역시 가능하다.
적어도 가공될 가공체 만큼 길고, 단단한 맨드릴에 의해 분배함으로써, 상당한 장점들이 달성될 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 가공체에 대해 가변 직경들 및/또는 가변 벽 두께를 위해 유익하게 사용될 수 있다. 단거리 맨드릴로서 또한 지칭될 수 있는, 본 발명에 따른 스피닝 맨드릴의 결과로서, 스피닝 맨드릴의 유지의 비용뿐만이 아니라 툴 비용(tool costs)이 상당히 감소된다. 게다가, 스피닝 맨드릴의 무게가 단단한 맨드릴(solid mandrel)에 비해 감소되어 기계의 유연성이 상당히 개선된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시예는 스피닝 맨드릴이 자신의 외부 둘레에 내부 롤러들(internal rollers)을 갖는다는 사실에 있다. 참조로서, 적어도 2개의 지지된 내부 롤러들이 스피닝 맨드릴의 둘레에 회전적으로 고정된 방식으로 균일하게 분포되고 배치된다. 내부 롤러들은 그들 자신의 축 둘레를 회전할 수 있지만 스피닝 맨드릴의 종축에 대하여 회전적으로 고정된다. 참조로서, 관련된 성형 롤러들이 거의 대응하는 수로 제공되며, 이는 내부 롤러들과 상호작용한다. 이러한 방식으로, 롤러들 쌍들(rollers pairs)은 성형 롤러와 내부 롤러로 구성되도록 형성된다. 각각의 롤러 쌍 간에 소성 재료 상태(plastic material state)의 구역이 가공체에 대해 내외부적으로 생성된다. 이것은 롤러 힘들(roller forces)과 성형 작업의 분할을 가져온다. 성형 작업은 롤러들의 2배 양까지 분산된다. 내부 롤러들을 이용함으로써, 따라서 성형 속도가 증가될 수 있다. 성형 구역에 존재하는 대칭으로 인해 흐름-성형 가공체에서 발생하는 내부 응력의 상태가 눈에 띄게 경감된다.
외부 롤러들로서 또한 지칭될 수 있는 성형 롤러들은 축방향 및/또는 방사상 방향으로 이동되거나 변위될 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 상이한 성형작업들(forming tasks), 예를 들어 상이한 직경들 및/또는 벽 두께가 수행될 수 있다. 마찬가지로, 스피닝 맨드릴의 축 변위를 통해서 갭의 조절이 실현될 수 있다.
흐름 성형 기술에서 롤러 직경은 특히 중요하다. 롤 직경은 가공체 직경뿐만이 아니라 롤될 벽 두께에 의존한다. 참조로서, 내부 롤러들과 외부 롤러들은 동일한 직경을 갖는다. 직경 차이가 약 30%를 초과하지 않아야 한다.
본 발명에 따른 장치의 또 다른 바람직한 실시예는 가공체를 조이기 위한 클램핑 처크 및/또는 적어도 2개의 성형 롤러들을 구비한 지지물(support)을 갖는 로터리 드라이브(rotary drive)가 머신 베드(machine bed)에 대해 축방향으로 이동할 수 있다는 사실에 있다. 로터리 드라이브를 이동시킴으로써 머신 베드에 대하여 가공체의 축 변위가 달성될 수 있다. 구성적 디자인은 로터리 드라이브가 머신 베드에 대하여 축방향으로 이동될 수 있는 주축대(headstock)에 대해 지지된다는 사실에 있다. 따라서, 주축대를 이동되거나 대안적으로 로터리 드라이브를 이동시킴으로써 클램핑 처크를 통해서 물려진 가공체는 축방향으로 이동될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 성형 롤러들을 구비한 지지물이 머신 베드에 대하여 축방향으로 또한 이동될 수 있다. 이 경우에 머신 베드에 대해 고정 방식으로 로터리 드라이브를 배치하는 것이 가능하다.
성형 롤러들의 상대적인 방사상 및/또는 축방향 진행을 성취하기 위해 지지물에 대해 방사상 및/또는 축방향으로 이동가능한 방식으로 배치될 성형 롤러들이 제공될 수 있다. 가공체의 회전의 축과 관련한 설정 각(setting angle) 역시 변경될 수 있다. 지지물 자체가 머신 베드에 대해 고정 또는 변위가능한 방식으로 배치될 수 있다. 반경 및/또는 축방향 이동성을 갖는 지지물에 대해 성형 롤러들의 마운팅은 장치의 컴팩트한 구성(compact construction)을 가져온다. 성형 롤러들은 적절한 형상, 예를 들어, 실린더형 또는 원뿔형 형상을 가질 수 있다. 마찬가지로, 성형 롤러들은 최적 성형을 위한 외형들을 또한 가질 수 있다.
스피닝 맨드릴이 클램핑 처크에 대하여 축방향으로 이동될 수 있다는 점에서 본 발명의 또 다른 바람직한 실시예가 제공된다. 이것은 스피닝 맨드릴이 클램핑 처크 및/또는 가공체와 함께 회전 방식으로 구동될 수 있는 경우 특히 바람직하다. 이것은, 예를 들어, 스피닝 맨드릴과 클램핑 처크 사이에 스플라인-홈 프로파일(spline-groove profile)이 존재함으로써 달성될 수 있다. 스피닝 맨드릴과 클램핑 처크간의 축 변위의 가능성으로 인해 본 발명에 따라서 가공체에 대하여 스피닝 맨드릴의 상대적인 이동은 간단하고 신뢰할 수 있는 방식으로 성취된다.
본 발명에 따른 장치에 의하여 신뢰할 수 있는 성형을 위해, 측정 및 제어 수단이 가공체의 길이 및/또는 벽 두께 및/또는 직경을 측정하고 스피닝 맨드릴에 대하여 성형 롤러들의 방사상 이동 및/또는 상대적인 축방향 이동을 제어하기 위해 제공된다는 점에서 특히 바람직하다.
일반적으로 본 발명에 따른 방법은 스피닝 맨드릴, 가공체 및 성형 롤러들간의 상대적인 이동들에 기초한다. 이들 요소들은 좌표 방식(coordinated way) 및 원하는 성형 작업(forming operation)에 따라서 이동될 수 있어야 한다. 이러한 목적을 위해 측정 및 제어 수단이 장치로서 배치된다. 이 장치는 가공체의 위치(position), 길이 및 직경과 같은 현재의 기하학적 파라미터들을 측정하고 이 측정에 기초하여 서로에 관하여 상기 요소들의 이동을 제어한다.
스피닝 맨드릴에 연결되고 바람직하게 스피닝 맨드릴의 최대 직경보다 작은 직경을 갖는 피드 로드(feed rod)가 제공되고 피드 로드의 이동을 위한 축 드라이브(axial drive)가 제공된다는 점에서 특히 경제적인 장치가 달성된다. 기본적으로, 피드 로드는 축방향 고정 방식으로 또한 배치될 수 있으며, 이 경우에 스피닝 맨드릴과 마운팅 또는 픽싱 사이에 배치된 연장 또는 매개 로드(extension or intermediate rod)의 기능만을 가질 것이다.
피드 로드의 한 기능은 스피닝 맨드릴과 머신 측에 대한 자신의 클램핑간에 스페이서(spacer)를 제공하는데 있다. 성형 프로세스의 초기에 가공체는 피드 로드의 주위에 배치될 수 있다. 성형동안 가공체와 스피닝 맨드릴 간의 상대적인 이동이 가공체가 스피닝 맨드릴의 자유단의 방향으로 이동되는 결과로서 발생한다.
프리 로드를 갖는 스피닝 맨드릴의 회전은 성형 롤러, 가공체 및 스피닝 맨드릴 간의 마찰 맞물림(frictional engagement)의 수단으로 발생할 수 있다. 스피닝 맨드릴과 피드 로드 사이에 스피닝 맨드릴과 피드 로드 간에 회전 디커플링(rotational decoupling)을 보장하는 압력 헤드(pressure head)가 제공될 수 있다. 이러한 실시예에서 축 피드(axial feed)만이 스피닝 맨드릴을 위해 요구된다.
스피닝 맨드릴에 의해 갭 조절(gap adjustment), 즉, 가공체에 대해 벽 두께의 변화를 성취하기 위해 CNC-축을 통해서 또는 유압 실린더(hydraulic cylinder)에 의해서 스피닝 맨드릴 및/또는 가변 내부 롤러가 축방향으로 변위가능하게 또한 제공될 수 있다. 지금까지, 이것은 성형 롤러들의 방사상 조절을 통해서만 가능하였다.
가공체와 스피닝 맨드릴 간의 상대적인 이동은 고정 스피닝 맨드릴에 대하여 가공체의 절대 이동 및/또는 스피닝 맨드릴의 절대 이동을 통해서 발생할 수 있다. 바람직하게 스피닝 맨드릴의 절대 이동은 피드 로드의 축 이동에 의해 달성되고, 이를 위해 축 드라이브(axial drive)가 제공된다.
이어 본 발명은 도면들에서 개략적으로 예시된 바람직한 실시예들에 의해 더 기술된다.
도 1은 제 1 기본 가공체;
도 2 내지 7은 리버스 흐름 성형 방법으로서 본 발명에 따라서 방법의 제 1 실시예에 따른 성형 단계들;
도 8은 성형 후 가공체;
도 9는 스피닝 맨드릴의 제 1 실시예;
도 10은 제 2 기본 가공체;
도 11 내지 16은 리버스 흐름 성형 방법으로서 본 발명에 따라서 방법의 제 2 실시예에 따른 성형 단계들;
도 17은 성형 후 제 2 가공체;
도 18은 스피닝 맨드릴의 제 2 실시예;
도 19는 리버스 흐름 성형 방법으로서 본 발명에 따라서 방법의 제 3 실시예에 따른 성형 단계;
도 20 내지 21은 성형된 가공체;
도 22는 스피닝 맨드릴의 제 3 실시예;
도 23은 다른 기본 가공체;
도 24 내지 26은 리버스 흐름 성형 방법에서 도 23에 도시된 가공체를 성형하기 위한 성형 단계들;
도 27 내지 28은 성형된 가공체;
도 29는 스피닝 맨드릴의 다른 실시예;
도 30은 또 다른 기본 가공체;
도 31 내지 39는 리버스 흐름 성형 방법으로서 본 발명에 따라서 방법의 또 다른 실시예에 따른 성형 단계들;
도 40 내지 41은 성형된 가공체;
도 42는 스피닝 맨드릴의 또 다른 실시예;
도 43은 또 다른 성형된 가공체;
도 44 내지 47은 촉매 하우징(catalyst housing)을 생산하기 위한 성형 단계들;
도 48은 스피닝 맨드릴의 또 다른 실시예;
도 49는 멀티-영역 성형 롤러에 의한 성형 프로세스;
도 50은 멀티-영역 성형 롤러;
도 51은 내부 롤러들을 갖는 스피닝 맨드릴에 의한 성형 단계;
도 52는 컵-형상 기본 가공체;
도 53 내지 57은 포워드 흐름 성형 방법으로서 본 발명에 따라서 방법의 실시예에 따른 성형 단계들;
도 58은 성형된 가공체;
도 59는 흐름 성형 장치의 측면도;
도 60은 도 59의 단면도;
도 61은 제 2 흐름 성형 장치.
도 1 내지 9는 본 발명에 따른 방법의 제 1 실시예를 개략적으로 도시한다.
도 1은 성형을 위해 기본 가공체로서 제공되는 제 1 관상 가공체(10)를 도시한다. 가공체(10)는 외경(D0)와 벽 두께(S0)를 갖는 원형 단면을 갖는다. 도 2 내지 7은 도 8에 예시된 원뿔형 중공 바디로 가공체를 성형하는 성형 단계들을 도시한다. 성형을 위해 스피닝 맨드릴(20)이 사용되며 이는 도 9에 도시된다.
스피닝 맨드릴(20)은 회전적으로 대칭인 바디(body)이고 종방향 축을 갖는다. 종방향 축은 스피닝 맨드릴(20)의 회전의 축을 구성하며, 이 둘레를 스피닝 맨드릴(20)이 회전가능한 방식으로 지지된다. 도면들에서 우측에 스피닝 맨드릴(20)은 자유단(22)을 갖는 반면에, 좌측면에 연결단(connecting end)(24)이 디자인되며, 이를 통해서 스피닝 맨드릴(20)은 머신 클램핑(machine clamping)에 연결되고 적용가능한 곳에서 구동된다. 본 발명에 따른 스피닝 맨드릴(20)의 기본적인 양상은 스피닝 맨드릴의 직경이 자유단(22)에서 연결단(24)쪽으로 감소되지 않고 일정하거나 증가한다는 점에 있다. 스피닝 맨드릴(20)은 원뿔 단면(cone section)(26)과 실린더 단면(28)을 갖는다. 원뿔 단면(26)은 절단된 원뿔(truncated cone)으로서 디자인되고, 이 경우에 최소 직경을 갖는 단부(end)가 스피닝 맨드릴(20)의 자유단(22)을 구성한다.
연결 단부(24)에서, 즉, 자유단(22)에 반대로 놓여진 스피닝 맨드릴(20)의 단부에서, 피드 로드(34)가 배치된다. 피드 로드(34)는 적어도 하나의 실린더형 단면(36)을 가지며 묘사된 실시예에서 단단한 실린더(solid cylinder)로서 디자인된다. 참조로서, 피드 로드(34)의 직경, 특히 피드 로드(34)의 실린더형 단면(36)의 직경은 스피닝 맨드릴(20)의 실린더 단면(28)의 직경 보다 작다. 피드 로드(34)는 스피닝 맨드릴(20)에 의해 통합적으로 디자인되거나 릴리스가능한 방식으로 스피닝 맨드릴(20)에 연결될 수 있는 분리된 요소로서 디자인될 수 있다. 이러한 방식으로, 스피닝 맨드릴이 교체될 수 있다.
스피닝 맨드릴(20)의 외부 주변 둘레에 여러 성형 롤러들(40)이 균일하게 분포된 방식으로 배치된다. 도 2는 2개의 성형 롤러들(40)을 도시하는 반면에, 예를 들어, 3 또는 4개의 성형 롤러들(40)이 역시 배치될 수 있다. 성형 롤러들(40)은 회전적으로 대칭적인 바디들이고 예시된 실시예에서 절단된 원뿔의 형상으로 디자인된다. 성형 롤러들(40)은 회전축(42) 둘레에 회전가능하게 지지되며, 이 경우에 회전축(42)은 절단된 원뿔의 종축이다. 성형 롤러들의 회전축들(42)은 스피닝 맨드릴(20)의 종축(32)에 대해 비스듬하게 정렬된다.
다음에 기술된 리버스 흐름에서 성형 방법에 있어서, 기본적으로 가공되지 않은 영역내 주축대 측(headstock side)에 대한 성형 동안 가공체(10)가 물려지도록 제공된다.
가공체(10)를 성형하는 제 1 방법 단계가 도 2에 도시된다. 초기에, 가공체(10)는 스피닝 맨드릴(20)과 피드 로드(34) 주위에 배치된다. 묘사된 방법 스테이지에서 가공체(10)의 제 1 축 영역(11)은 피드 로드(34) 주위에 배치되고, 이에 의해 링-형상 자유 공간(ring-shaped free space)(38)이 가공체(10)와 피드 로드(34) 사이에 형성된다. 둘째, 가공체(10)의 중심축 영역(12)은 스피닝 맨드릴(20)의 실린더 단면(28) 주위에 배치된다. 여기서, 가공체(10)는 실린더 단면(28)의 외부 원주 표면(outer circumferential surface)에 기대어 서 있다. 가공체(10)의 제 3 축 영역(13)은 스피닝 맨드릴(20)의 원뿔 단면(26)의 제 1 부분 단면 주위에 배치된다.
도 2에 도시된 방법 단계에서 성형 롤러들(40)은 스피닝 맨드릴(20)의 원뿔 단면의 제 2 부분 단면 주위에 배치됨으로써 가공체(10)로 부터 축방향으로 이격되어 가공체(10)에 접촉하지 않는다.
스피닝 맨드릴(20)과 가공체(20)는 동일한 원주 속도의 회전으로 설정되는 것이 바람직하다. 성형 롤러들(40)은 스피닝 맨드릴(20)의 방사상 방향으로 진행되고 가공체(10)의 축방향으로 이동된다.
도 3에 도시된 제 2 방법 단계에서 원뿔형 영역(14)은 가공체(10)의 끝단에 형성된다. 이를 위해 성형 롤러들(40)과 스피닝 맨드릴(20)은 가공체(10)에 대해 동일한 축 속도로 축방향으로 이동된다. 여기서, 이것은 단지 가공체(10)가 스피닝 맨드릴(20)과 성형 롤러들(40)에 대하여 또한 이동될 수 있도록 할 수 있는 중요한 상대적인 이동이다. 성형 롤러들(40)은 가공체(10)의 외부 원주 영역을 접촉하고 가공체(10)와 마찰 맞물림(firctional engagement)으로서 회전으로 설정된다. 가공체(10)에 대하여 성형 롤러들(40)과 스피닝 맨드릴(20)의 축 이동 때문에, 가공체(10)의 축 단부 영역은 성형 롤러들(40)의 외부 원주상에 형성되고 원뿔형 영역(14)을 형성하기 위해 좁아진다. 초기에, 자신의 원뿔 영역(14)을 갖는 가공체(10)는 스피닝 맨드릴(20)을 접촉하지 않고 성형 롤러들(40)만을 접촉한다. 좁아지는(necking-in) 프로세스 동안, 기본적으로 가공체(10)의 벽 두께 감소가 일어나지 않는다.
이러한 방법 단계의 끝으로, 가공체(10)의 축 단부가 스피닝 맨드릴(20)에 기대어, 즉 스피닝 맨드릴(20)과 성형 롤러들(40) 사이에 물려짐으로써 서 있는 방법 단계가 제공된다. 축 단부에서 가공체(10)는 이러한 축 위치에서 스피닝 맨드릴(20)의 외경에 대응하는 내경(D1)을 갖는다. 이러한 방법 단계가 도 4에 도시된다.
축 방향으로 성형 롤러들(40)의 증가하는 피드 이동에 의해, 원뿔형 흐름 성형으로서 또한 지칭될 수 있으며 도 5 내지 7에 도시되는, 실제 스트레치-플로우 성형 프로세스는 제 3 방법 단계로서 시작된다. 원뿔형 흐름 성형 프로세스에서 가공체(10)는 도 5에 도시된 바와 같이 스피닝 맨드릴(20)의 원뿔 단면(26) 위에 형성된다. 형성 동안 방사 방향으로 성형 롤러들(40)의 연속적인 조정이 일어난다. 앞서 좁아진 원뿔형 영역(14)은 개시된 흐름 성형 동작의 결과로서 스트레치 되고, 그렇게 함으로써 가공체(10)의 벽 두께의 감소를 가져온다. 동시에 성형 롤러들(40)의 축 피딩(axial feeding)이 일어나기 때문에, 스피닝 맨드릴(20)의 상대적인 축 변위는 성형 롤러들(40)에 대하여 발생한다. 성형 롤러들(40)은 스피닝 맨드릴(20)에 대하여 상대적으로 축 방식으로 스피닝 맨드릴(20)의 증가하는 직경의 방향으로 이동된다. 결과로서, 증가하는 직경이 가공체(10)에 대해 디자인된다.
압력의 직접적인 응용으로 인해 소성 재료 상태의 구역은 성형 롤러들(40) 아래에서 전개되며, 도 6에 예시된 바와 같이, 여기서 가공체(10)의 벽 두께가 감소된다. 변위된 재료는 주로 스피닝 맨드릴(20)의 자유단(22)의 방향, 즉, 성형 롤러들(40)의 피드 방향에 반대되는 방향으로 흐른다. 벽 두께의 감소는 가공체(10)의 길이를 증가시킨다.
성형 롤러들(40)은 가공체(10)의 원하는 최대 외경까지 스피닝 맨드릴(20)에 대하여 축 방향으로 상대적으로 이동된다. 도 7은 방법 단계를 도시하며, 여기서 성형 롤러들(40)은 스피닝 맨드릴(20)의 실린더 단면(28)에 도달하였다. 성형 롤러들(40)의 다른 축 및 방사상 피딩 시 성형 롤러들(40)과 가공체(10) 간의 접촉이 멈추고 흐름 성형 동작이 완료된다.
예시된 방법에 의해 원뿔형 중공 바디인 도 8에 도시된 가공체(10)가 생산된다. 원뿔형 중공 바디는 한 축 단부에서 작은 내경(D1)(도 4 참조)을 가지며 반대 단부에서 큰 내경을 갖는다. 작은 내경(D1)은 적어도 스피닝 맨드릴(20)의 원뿔 단면(26)의 최소 직경에 대응한다. 큰 직경은 최대에서 스피닝 맨드릴(20)의 실린더 단면(28)의 직경과 동일하다. 가공체(10)에 대하여 스피닝 맨드릴(20)의 상대적인 축 변위로 인해 원뿔형 중공 바디는 스피닝 맨드릴(20)의 원뿔 단면(26)과 다른 콘니시티(conicity)를 갖는다.
도 10 내지 18은 본 발명에 따른 방법의 제 2 실시예를 도시한다. 도 10은 성형을 위한 기본적인 가공체로서 제공되는 제 2 관상 가공체(10a)를 도시한다. 가공체(10a)는 가공체의 내측에 대해 디자인된 여러 세로의 리브들(several longitudinal ribs)(15)을 포함하는 내부 프로파일(internal profile)을 갖는다. 다른 치수들에 대하여 가공체(10a)는 도 1에 묘사된 가공체(10)에 대응한다. 도 11 내지 16은 가공체(10a)를 성형하기 위한 성형 단계들을 도시한다. 도 17은 성형의 완료시 종료된 성형 부분으로서 가공체(10a)를 도시한다. 도 18에서 스피닝 맨드릴(20)은 프로파일된 스피닝 맨드릴(profiled spining mandrel)(20a)로서 디자인되고 방법에서 활용되는 것을 예시한다.
도 9에 묘사된 스피닝 맨드릴(20)과 달리 도 18에 따른 프로파일된 스피닝 맨드릴(20a)은 자신의 외면에 세로의 홈들(21)을 갖는다. 세로의 홈들(21)은 스피닝 맨드릴의 실린더 단면(28)과 원뿔 단면(26) 모두를 따라서 연장되고 실린더 단면(28)에서 가공체(10a)의 세로의 리브들(15)에 대해 수 및 배치에 대응한다. 원뿔 단면(26)에서 세로의 홈들(21)은 원뿔형으로 돌아간다.
가공체(10a)는 프로파일된 스피닝 맨드릴(20a)로 슬라이드되고 전술한 방법에 유사하게 형성된다. 도 11 내지 17에 예시된 방법 단계들은 실질적으로 도 2 내지 7에 도시된 방법 단계들에 대응한다. 스피닝 맨드릴(20)의 프로파일은 튜브 프로파일의 체적비(volume proportion) 및 흐름 성형 프로세스에 따른 직경 감소를 고려하여 보다 크게 디자인된다. 도 17에서 성형된 가공체(10a)가 성형 프로세스의 최종 형상으로서 도시되지만, 이는 주로 내부 프로파일이 나란하고 원뿔형으로 테이퍼되는 내부 리브들(16)을 포함하는 자신의 내면에 형성된다는 점에서 도 8에 묘사된 중공 바디와 다르다. 따라서 내부 프로파일은 실린더형 및 원뿔형 내부 프로파일로서 지칭될 수 있다. 도 17에 따라서 성형된 가공체(10a)는 기본 가공체의 벽 두께(S0)보다 작은 벽 두께(S1)를 갖는다.
본 발명에 따른 방법의 제 3 실시예가 도 19 내지 22에 도시된다. 기본적인 가공체는 도 1에 예시된 바와 같이 관상 가공체(10)이다. 도 19는 성형 프로세스의 방법 단계를 도시한다. 가공체(10)는 투시도로 도 20 및 정면으로부터의 평면도와 단면도로 도 21에 완성된 성형 부품으로서 도시된다. 도 22는 스피닝 맨드릴(20)로서 프로파일된 스피닝 맨드릴(20a)을 도시한다.
도 22에 예시된 프로파일된 스피닝 맨드릴(20a)은 실질적으로 도 18에 도시된 프로파일된 스피닝 맨드릴(20a)에 대응한다.
기본적으로, 성형 프로세스는 도 1 내지 9와 관련하여 기술된 방식과 동일한 방식으로 일어난다. 이와 대조적으로, 가공체(10)의 재료는 흐름 성형동안 프로파일된 스피닝 맨드릴(20a)의 세로의 홈들(21)내로 삽입된다. 성형 구역, 즉, 소성 재료 상태의 구역에 존재하는 압축 응력의 결과로서 재료는 방사상 방향으로 흐르고 완성을 위해 바람직하게 홈 단면을 채운다. 동시에 재료의 축 흐름이, 특히 홈들이 제공되지 않는 맨드릴의 영역들에서 일어난다. 이러한 흐름은 스피닝 맨드릴의 외형(geometry)에 따라서 적용되는 성형 롤러 외형에 의해 조성될 수 있다.
원뿔형 및/또는 실린더형 내부 프로파일은 긴 중공 부품들, 예를 들어, 마스트들(masts) 뿐만 아니라, 톱니(toothing)를 갖는 기어 부품들(gear parts)과 같은 짧은 중공 부품들, 예를 들어, 클러치 디스크 캐리어들(clutch disk carriers)에 만들어질 수 있다.
도 23 내지 29는 본 발명에 따른 방법의 제 4 실시예를 도시한다. 도 23에 도시된 바와 같이, 이러한 방법에서, 관상 가공체(10)는 적어도 하나의 내부 육각형 영역(60)과 적어도 하나의 실린더형 영역(62)을 갖는 중공축(hollow shaft) 또는 실린더 튜브(cylinder tube)로서 디자인된 가공체(10)내에 형성된다. 도 24 내지 27은 가공체(10)를 성형하기 위한 방법 단계들을 도시한다. 도 28에서 가공체(10)는 프로세싱의 완료시 성형 부품으로서 도시된다.
도 29에 묘사된 바와 같이 스피닝 맨드릴(20) 사용은 멀티-영역 스피닝 맨드릴(multi-area spinning mandrel)(20b)로 이루어진다. 이러한 맨드릴은 육각형 단면(25), 실린더 단면(28) 및 사이에 배치된 원뿔 단면(26)을 갖는다. 육각형 단면(25)은 실린더 단면(28)의 직경보다 작은 직경을 갖는다. 원뿔 단면(26)은 육각형 단면(25)과 실린더 단면(28) 사이에 매개되며 적어도 하나의 경사진 표면(27)을 가지며, 여기서 직경이 증가한다.
성형을 위해 사용된 성형 롤러들(40)은 서로 반대되는 2개의 원뿔형 단면들(44, 46)을 갖는다. 제 1 원뿔형 단면(44)은 런-인 각(run-in angle)을 정의하는 반면에, 제 2 원뿔형 단면(46)은 스무딩 각(smoothing angle)을 정의한다. 두 원뿔형 단면들(44, 46) 사이에 성형 반경(R)이 디자인된다. 원뿔형 단면들(44, 46)은 각각의 성형 롤러(40)의 회전의 축을 구성하는 공통 세로 축(common longitudinal axis)(48)을 갖는다. 이전 실시예들과 대조적으로 성형 롤러들(40)의 회전의 축들은 스피닝 맨드릴의 세로 축(32)에 나란히 정렬된다.
관상 가공체(10)는 스피닝 맨드릴(20) 주위에 배치된다. 제 1 성형 단계에서 제 1 육각형 영역(60)은 가공체상에 형성된다. 이 영역은 실린더형 외부 쉘 표면(cylindrical outer shell surface)과 육각형 내부 쉘 표면(hexagonal inner shell surface)을 갖는다. 실린더형 외부 쉘 표면을 갖는 육각형 영역(60)을 형성하기 위해 성형 롤러들(40)은 가공체(10)에 대하여 축 방향으로 스피닝 맨드릴(20)과 함께 이동되며, 이렇게 함으로써 축 및 방사상 상대적인 이동이 성형 롤러들(40)과 스피닝 맨드릴(20) 사이에서 일어난다. 이미 설명한 바와 같이, 가공체는 또한 성형 롤러들과 스피닝 맨드릴에 대하여 상대적으로 이동될 수 있다.
제 2 성형 단계에서 원뿔형 점이 영역(conical transitional area)(61)은 스피닝 맨드릴(20)의 원뿔 단면(26)의 영역에서 성형 롤러들이 스피닝 맨드릴(20)에 대하여 축 및 방사상 방향으로 상대적으로 이동된다는 점에서 디자인된다.
이후, 가공체는 제 1 실린더 영역(62)이 제 1 육각형 영역(60)의 직경보다 큰 직경을 갖도록 형성되는 제 3 성형 단계에서 더욱 스트레치 된다.
제 4 방법 단계에서, 실린더 영역(62)에 앞서, 제 2 점이 영역(63)이 형성되고 이 영역에서 가공체(10)의 직경이 감소한다. 이러한 목적을 위해 성형 롤러들(40)은 스피닝 맨드릴(20)의 자유단(22)의 방향으로 스피닝 맨드릴(20)에 비례하여 축 방향으로 이동되고 방사상 방향으로 진행된다. 따라서 제 2 점이 영역(63)의 성형은 제 1 점이 영역(61)의 성형에 비해 반대 이동 순서로 일어난다.
이후, 제 5 성형 단계에서 제 2 육각형 영역(64)은 가공체(10)를 더욱 스트레칭함으로써 형성된다. 이 영역은 제 1 실린더 영역(62)의 직경 보다 작은 직경을 갖는다.
최종적으로, 제 1 점이 영역(61)과 제 1 실린더형 영역(62)의 형상에 유사하게 터미널 영역(terminal area)(62)이 형성되고, 이 영역은 제 3 점이 영역(66)과 제 2 실린더형 영역(67)을 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 제 5 실시예가 도 30 내지 43에 예시된다. 여기서, 도 30에 도시된 관상 가공체(10)는 도 40 및 도 41에 예로서 도시된 바와 같이 언더컷(undercut)을 갖는 실린더형 중공 부품(cylindrical hollow part)으로서 디자인된 가공체(10)내에 형성된다. 성형은 도 42에 도시된 스피닝 맨드릴(20)에 의하여 일어난다. 스피닝 맨드릴(20)은 도 9에 묘사된 스피닝 맨드릴(20)에 대해 자신의 기본적인 구성에 부합하는 반면에, 실린더 단면의 길이 비들(length ratios) 및 원뿔 단면(26) 그리고 원뿔 단면(26)의 코니시티(conicity)는 성형 작업으로 변경되고 성형 작업(forming task)에 적합하다.
성형을 위해 사용된 성형 롤러들(40)은 기본적으로 도 23 내지 도 29와 관련하여 기술된 성형 롤러들과 동일한 구성을 갖는다.
관상 가공체(10)는 도 31의 스피닝 맨드릴(20) 주위에 배치된다. 도 32에 도시된 제 1 성형 단계에서 가공체(10)의 단부 영역(end area)은 가공체(10)와 스피닝 맨드릴(20)에 대하여 성형 롤러들(40)의 축 이동을 통해 좁아진다. 그 다음 직경(D1)과 벽 두께(S1)를 갖는 제 1 실린더 영역(70)이 형성된다, 도 40과 비교하라. 직경(D1)은 기본적인 가공체의 직경(D0)보다 작다. 마찬가지로, 벽 두께(S1)는 기본적인 가공체의 벽 두께(S0) 보다 작다. 제 1 실린더 영역(70)을 성형하기 위해, 성형 롤러들(40)과 스피닝 맨드릴(20)은, 도 33에 도시된 바와 같이, 가공체(10)에 비례하여 동일한 축 속도로 이동된다.
도 34는 제 2 성형 단계를 도시한다. 본 단계에서 원뿔형 점이 영역(71)은 성형 롤러들(20)이 스피닝 맨드릴(20)의 원뿔 단면(26)의 영역에서 스피닝 맨드릴(20)에 대해서 축 및 방사상 방향으로 이동되도록 디자인된다.
후속적으로, 가공체(10)는 도 35에 예시된 제 3 성형 단계에서 더욱 스트레치된다. 여기서, 제 2 실린더형 영역(72)은 제 1 실린더형 영역(70)의 직경(D1) 보다 큰 직경(D2)을 갖도록 형성된다.
도 36은 제 4 방법 단계를 도시한다. 이러한 단계에서 실린더 영역(72)에 앞서, 제 2 점이 영역(73)이 형성되고 이 영역에서 가공체(10)의 직경이 감소한다. 이러한 목적을 위해 성형 롤러들(40)은 스피닝 맨드릴(20)의 자유단(22)의 방향으로 스피닝 맨드릴(20)에 비례하여 축 방향으로 이동되고 방사상 방향으로 진행된다. 따라서 제 2 점이 영역(73)의 성형은 제 1 점이 영역(61)의 성형에 비해 반대 이동 순서로 일어난다.
이후, 제 5 성형 단계에서 직경(D3)을 갖는 제 3 실린더형 영역(74)은 가공체(10)를 더욱 스트레칭함으로써 형성된다. 도 40으로부터 취해질 수 있는 바와 같이, 직경(D3)은 제 2 실린더형 영역(72)의 직경(D2) 보다 작다. 이러한 성형 단계는 도 37에 도시된다.
도 38 및 39는 다른 방법 단계들을 도시하며, 여기서 제 3 점이 영역(75)과 직경(D4)을 갖는 제 4 실린더 영역(76)이 제 1 점이 영역(71)과 제 2 실린더 영역(72)과 유사하게 형성된다.
최종적으로, 터미널 영역(77)이 형성되고 이 영역은 제 4 점이 영역(78)과 제 5 실린더 영역(79)을 포함한다. 제 5 실린더 영역(79)은 기본적인 가공체의 직경(D0)과 기본적인 가공체의 벽 두께(S0)를 갖는다.
방법에 의해 특히 경제적인 방식으로 거의 모든 벽 두께 및 직경을 용이하게 성형하는 것이 가능하다. 도 40에서 상이한 벽 두께(S0 내지 S4)를 갖는 여러 축 영역들을 갖는 가공체가 도시되며, 이 경우 기본적인 가공체의 본래의 벽 두께(S0)는 마지막으로 성형된 터미널 영역에만 존재한다. 도 40에 묘사된 가공체는 도 41에 투시도로 도시된다.
도 43은 본 발명에 따른 방법을 이용하여 성형된 다른 가공체를 도시한다. 가공체는 가공체의 중심 영역에 디자인된 보상 영역(compensating area)(19)을 갖는다. 보상 영역은 초과 재료를 보상 영역(19)으로 옮기거나 부족한 재료를 보상 영역(19)으로부터 적당한 곳에 이동함으로써 기본적인 가공체의 치수 변화들에 대한 보상을 하기 위해 제공될 수 있다.
도 43에 도시된 가공체(10)는 실질적으로 일정한 외경을 갖는 반면에, 보상 영역(19)에서 증가된 벽 두께와 그에 따라서 감소된 내경이 존재한다. 본 발명에 따른 방법에 의해 가공체(10)는 특별히 쉽고 비용-절감 방식으로 생산될 수 있다.
도 44 내지 48은 본 발명에 따른 방법의 제 6 실시예를 예시한다. 여기서, 촉매 하우징(catalyst housing)(50)은 라운드되고, 세로로 용접된 링(rounded, longitudinally welded ring) 또는 이음매가 없는 튜브(seamless tube)로부터 싱글 클램핑(single clamping)내에 만들어진다.
본 발명의 목적은 세라믹 캐리어 바디(ceramic carrier body)(52)의 외부 치수들에 정확히 맞추는 방식으로 촉매 하우징(50)을 채택하기 위함이다. 이것은 캐리어 바디(52)의 외부 치수들이 생산 로트(production lot)에서 생산 로트로 상당히 변한다는 것의 발견에 기초한다. 이 결과는 과소사이즈(undersize)를 갖는 캐리어 바디들(52)은 하우징내 루즈 피트(loose fit)를 갖는 반면에, 오버사이즈(oversize)를 갖는 캐리어 바디들(52)이 결함을 야기할 수도 있다는 것이다. 본 발명에 따른 방법에 의해 촉매 하우징(50)의 치수들은 캐리어 바디(52)에 적합할 수 있으며, 이에 의해 촉매 하우징(50)내 캐리어 바디(52)의 최적 피트(optimum fit)를 성취한다.
방법에서 스피닝 맨드릴(20)이 사용되며, 도 48에 도시된다. 스피닝 맨드릴(20)은 단부(end)에 위치된 제 1 실린더 단면(28a)을 갖는다. 이에 인접한 제 1 원뿔 단면(26a)이 디자인되고, 이에 의해 라운드된 점이 단면(rounded transitional section)(29)이 제 1 실린더 단면(28a)과 제 1 원뿔 단면(26a) 사이에 형성된다. 이러한 제 1 원뿔 단면(26a)에 인접한 제 2 원뿔 단면(26b)이 제 1 원뿔 단면(26a) 보다 작은 코니시티(conicity)를 갖도록 디자인된다. 즉, 제 2 원뿔 단면(26b)의 코스는 제 1 원뿔 단면(26a)의 코스보다 평탄하며, 따라서 직경은 길이 유닛 당 보다 느린 속도로 증가한다. 제 2 원뿔 단면(26b)에 이어 제 1 실린더 단면(28a) 보다 큰 직경을 갖는 제 2 실린더 단면(28b)이 이어진다. 최종적으로, 제 2 실린더 단면(28b)에 인접한 피드 로드(feed rod)(34)는 스피닝 맨드릴(20)과 통합적으로 디자인되고, 제 2 실린더 단면(28b) 보다 작은 직경을 갖는다.
도 44에 예시된 제 1 방법에서 가공체(10)는 스피닝 맨드릴(20) 주위에 배치된다.
도 45는 촉매 하우징(50)의 제 1 스터브(first stub)(54)가 형성되는 제 2 방법 단계를 도시한다. 이러한 프로세스에서, 가공체(10)의 단부 영역(end area)은 스피닝 맨드릴(20)의 외면(outer surface)에 대해 가압 및/또는 흐름-성형된다.
제 3 방법 단계에서 측정 수단은 캐리어 바디(52) 또는 촉매 하우징(50)에 삽입될 세라믹 내부 부품(ceramic inner part)의 외경을 측정한다. 측정된 값은 제어 수단(control means)으로 전송되고, 필요시, 가공체의 앞서 측정된 직경 및/또는 앞서 측정된 벽 두께에 의해 처리된다. 제어 수단에 의해 성형 롤러들(40), 스피닝 맨드릴(20) 및/또는 가공체(10)의 이동이 제어된다. 특히, 가공체(10)의 내경은 스피닝 맨드릴(20)에 대해서 성형 롤러들(40)의 축 변위를 통해서 조절되거나 제어되고 이러한 방법으로 가공체(10)는 정확히 조정된 방식으로 원하는 내경까지 스트레칭된다. 특별히 민감한 제어를 위해 낮은 기울기(gradient)를 갖는 제 2 원뿔 단면(26b)이 제공된다. 성형 동안, 가공체(10)의 자유단은 센터링 또는 클램핑 수단(centering or clamping means)내에 유지될 수 있다.
제 4 방법 단계에서 스피닝 맨드릴(20)은 가공체(10)로부터 완전히 치워지고 캐리어 바디(52) 또는 세라믹 내부 부품이 삽입된다.
제 5 방법 단계에서 촉매 하우징의 제 2 스터브(56) 또는 터미널 단부가 마지막에 형성된다.
본 발명에 따른 방법의 제 7 실시예가 도 49 및 도 50에 묘사된다. 도 49는 멀티-영역 롤(multi-area roll)로서 또한 지칭될 수 있는 멀티-영역 성형 롤러(40a)를 갖는 성형 단계(forming step)를 도시한다. 멀티-영역 롤의 확대도가 도 50에 도시된다.
멀티-영역 성형 롤러(40a) 또는 멀티-영역 롤에 의해 실린더형 중공 부품들의 스트레칭 동안 성형 속도가 증가될 수 있다. 멀티-영역 성형 롤러(40a)는 적어도 2개의 성형 반경 및 적어도 하나의 스트레칭 반경(43)을 갖는 롤러 프로파일(roller profile)을 갖는다. 적어도 3개의 반경의 결과로서 가공체(10)는 여러 위치들에 동시에 성형될 수 있다. 성형 반경들(41) 전후 웨이브 스루(wave through)(45)가 각각의 경우에 배치된다. 웨이브 스루들(45)은 멀티-영역 성형 롤러(40a)와 가공체(10) 간의 접촉 면(contact surface)을 감소시키기 위해 제공된다. 게다가, 웨이브 스루들(45)은 마찰을 감소시키기 위해 멀티-영역 성형 롤러(40a)와 가공체(10) 사이에 윤활 및 냉각 액체를 주입하기 위해 사용될 수 있다. 개구 직경(opening diameter)으로서 지칭될 수 있는 멀티-영역 성형 롤러(40a)의 최대 직경의 영역에서, 홀드-다운 표면(hold-down surface)(47)은 가공체(10)에 대한 비드 형성(bead formation)을 방지하기 위해 배치된다. 스트레칭 반경(43) 뒤에 가공체(10)를 부드럽게 하기 위한 부드러운 표면(49)이 이어진다. 부드러운 표면(49)은 여유각(clearance angle)(49a)으로 뒤섞인다.
반경들의 최대값들과 작업각(work angle)은 재료에 달려있으며 실험적으로 결정되어야 한다.
도 51은 본 발명에 따른 방법의 제 8 실시예를 도시한다. 2개 이상의 내부 롤러들(39)을 갖는 스피닝 맨드릴에 의한 성형 단계가 여기에 예시된다. 내부 롤러들(39)은 스피닝 맨드릴(20)의 둘레 주위에 균일하게 분산되고 거기에서 자신의 축 둘레를 회전가능한 방식으로 지지된다. 스피닝 맨드릴의 세로 축(32)에 대하여 내부 롤러들(39)은 회전가능하게 고정된다. 내부 롤러들(39)은 축 및 방사상 옵셋(radial offset)없이 배치된다.
내부 롤러들(39)의 수는 가공체(10)의 내경에 달려있다. 도 51에서 2개의 내부 롤러들(39)이 도시된다; 그러나, 3개, 4개 이상의 내부 롤러들(39)이 또한 제공될 수 있다. 외부 롤러들 또는 성형 롤러들(40)은 수 및 분할의 점에서 내부 롤러들(39)에 대응하고, 따라서 각각 작업 쌍(work pair)으로서 작용하고 성형한다.
본 발명에 따른 방법의 제 8 실시예가 도 52 내지 도 58에 도시된다. 이러한 실시예들은 포워드 흐름 성형 방법에서 가공체를 성형하는 것과 관련된다. 기본적인 가공체는 실린더형 또는 원뿔형 예비적 형성품(cylindrical or conical preform)일 수 있다. 도 52는 컵-형상 기본적인 가공체(10)를 도시한다. 가공체(10)는 실리던형 쉘(cylindrical shell)(17)과 바닥 영역(bottom area)(18)을 갖는다.
스피닝 맨드릴(20)은 중공 맨드릴(hollow mandrel)로서 디자인되고, 여기에 내부 맨드릴(23)이 배치된다. 스피닝 맨드릴(20)과 내부 맨드릴(23)은 서로에 관하여 축 방향으로 변위가능하게 존재함으로써 지지된다.
도 53에서 가공체(10)는 내부 맨드릴(23)과 프레싱 요소(pressing element)(8), 예를 들어, 이젝터 디스크(ejector disk) 사이에 회전가능하게 고정된 방식으로 물려진다. 가공체(10)의 실린더형 쉘(17)은 스피닝 맨드릴(20)상에 느슨하게 놓여진다. 앞선 실시예들과 함께 스피닝 맨드릴(20)은 원뿔 단면(26)과 실린더형 단면(28)을 갖는다.
성형 롤러(40)는 실린더 단면(28)으로 원뿔 단면(26)의 전이에 가깝게 위치된다. 제 1 방법 단계로서, 가공체(10)의 실린더(17)의 일부는 제어 방식으로 좁아진다. 압력의 직접적인 이용으로 인해 소성 재료 상태의 구역이 성형 롤러(40)와 스피닝 맨드릴(20) 사이에 발달되고, 여기서 벽 두께가 감소된다. 변위된 재료는 성형 롤러(40)의 축 피드의 방향으로 흐른다. 이러한 프로세스에서, 성형 롤러(40)는 방사상 방향으로 축 방향으로 진행된다. 스피닝 맨드릴(20)은 연속적으로 감속하는 직경쪽으로 축방향으로 쑥 들어가게 된다.
도 54는 이러한 성형 프로세스의 매개 단계를 도시한다.
도 55에서 좁아지는 흐름 성형 동작이 완료된다. 이제 좁아지는 가공체 영역은 스피닝 맨드릴(20)에 기댄다.
도 56에서 다른 방법이 도시되며, 여기서 가공체(10)는 포워드 흐름 성형으로 내부 맨드릴(23)에 대해 실린더형으로 스트레치 된다. 이러한 프로세스에서, 성형 롤러들(40)과 스피닝 맨드릴(20)은 축 방향으로 이동된다. 가공체(10)는 성형 롤러들(40)과 스피닝 맨드릴(20) 사이에 형성된다.
도 57로부터 가공체(10)의 다른 부분이 성형 롤러(40)와 스피닝 맨드릴(20) 간의 포워드 흐름 성형으로 스트레칭 되며 확대된 개구 직경이 뒤이어 형성되는 것을 취할 수 있다.
도 58에 완성된 가공체(10)가 도시된다.
도 59는 리버스 흐름 성형을 위한 본 발명에 따른 장치(80)를 도시한다. 장치(80)는 머신 베드(machine bed)(82), 주축대(84) 및 지지물(support)(86)을 갖는다. 주축대(84)는 머신 베드(82)에 대해 축 방향으로 변위될 수 있다. 주축대(83)의 축 변위를 위해 주축대 드라이브(88)가 제공된다.
주축대(84)에 대해 스피닝 맨드릴(20)은 머신 베드(82)에 대해서 뿐만이 아니라 주축대(84)에 대해서 축 변위가능한 방식으로 지지된다. 스피닝 맨드릴(20)의 축 확장에서 피드 로드(feed rod)(34)가 배치되며, 이는 압력 헤드(pressure head)(90)를 통해서 스피닝 맨드릴(20)에 연결된다. 압력 헤드(90)는 피드 로드(34)와 스피닝 맨드릴(20) 사이에 배치되며 피드 로드(34)와 스피닝 맨드릴(20) 사이의 회전 디커플링(rotary decoupling)에 영향을 끼친다. 성형 롤러들(40)이 스피닝 맨드릴(20) 위에 가공체(10)를 누르자 마자, 상기 스피닝 맨드릴(20)은 성형 롤러(40)와 가공체(10) 간의 마찰 맞물림(frictional engagement)으로 회전으로 설정된다. 압력 헤드(90)는 피드 로드(34)의 동시회전(co-rotation)을 방지한다. 피드 로드(34)의 단부에서 비틀림 방지 보호(anti-twist protection)를 갖는 축 드라이브(axial drive)(92)는 스피닝 맨드릴(20)과 피드 로드(34) 각각의 축 변위를 위해 배치된다.
주축대 측에 대해 가공체(10)는 클램핑 처크(clamping chuck)(94)에 의해 물려진다. 지지물(86) 뒤 뿐만이 아니라 주축대(84)와 지지물(86) 사이에 가공체(10)를 지지하기 위한 백 레스트들(back rests)(96)이 배치될 수 있다. 더욱이 장치(80)는 축 방향으로 주축대(84)를 피드하기 위한 Z-축 드라이브(98)를 포함한다.
장치(80)에 의해 주축대(84)에 물려진 가공체(10)는 주축대(84)에 대해 축 이동을 통해 축 방향으로 이동될 수 있다. 이것은 긴 가공체(10)를 가공하기 위해, 예를 들어 램프 포스트들(lamp posts)을 생산하기에 특히 유리하며, 장치(80)의 전체 길이를 짧게 한다.
도 60은 교차 선(A-A)을 따라서 도 52에 묘사된 장치(80)의 단면도를 도시한다. 지지물(86)에 대해 4개의 구동 성형 롤러들(40)은 스피닝 맨드릴(20)과 메인 스핀들(main spindle) 각각에 대해서 상대적으로 이동가능한 방식으로 각각의 방사 축(radial axis)(87)을 따라서 방사상 방향으로 그리고 축방향 축(axial axis)을 따라서 축 방향으로 배치된다. 지지물(86)은 머신 베드(82)에 확고히 연결된다.
도 61에서 리버스 흐름 성형을 위한 다른 장치가 예시된다. 본 실시예에서 지지물(86)은 머신 베드(82)에 대해 축 방향으로 이동가능한 방식으로 배치되고 주축대(84)는 머신 베드(82)에 확고히 연결된다. 지지물(86)에 대해, 특히, 방사 축(87)에 대해, 성형 롤러들(40)은 방사상 방향으로 이동가능한 방식으로 지지된다.
본 명세서에 묘사되지 않은 또 다른 가능성은 지지물(86) 뒤에 테일스톡(tailstock) 또는 홀딩 수단(holding means)을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 장치에 의해 관상 가공체는 일반적으로 특별히 경제적이고 정밀한 방식으로 성형될 수 있다.

Claims (13)

  1. 관상 가공체(tubular workpiece)(10)가 회전하도록 설정된 스피닝 맨드릴(spinning mandrel)(20) 주위에 배치되고, 적어도 하나의 성형 롤러(forming roller)(40)를 진행시킴으로써 성형되는 스트레치-플로우 성형(stretch-flow forming)을 위한 방법으로서, 여기서
    - 관상 가공체(10)의 벽 두께는 감소되고 관상 가공체(10)는 길어지며,
    - 스피닝 맨드릴(20)로서, 상이한 디자인의 실린더형 및/또는 원뿔형 및/또는 캠버드 중공 부품들(cambered hollow parts)을 생산하기 위해, 축 방향으로 상이한 외경들을 갖는 범용 스피닝 맨드릴(20)이 사용되고,
    - 성형 동안 성형 롤러와 스피닝 맨드릴(20)은 가공체(10)에 대해 축 방향으로 상대적으로 이동되고, 가공체(10)의 가변하는 직경들 및/또는 벽 두께들을 디자인하기 위해, 성형 롤러(40)가 스피닝 맨드릴(20)에 대해서 축 방향으로 상대적으로 이동되며,
    - 가공체(10)는, 주축대(headstock)(84) 위에 회전 방식으로 지지되고 구동되는 클램핑 처크(clamping chuck)(94)에 물려지고, 그리고
    - 스피닝 맨드릴(20)은 주축대(84) 위에 지지되고 성형 동안 클램핑 처크(94)와 주축대(84)에 대해서 축 방향으로 이동되는, 스트레치-플로우 성형 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은 리버스 흐름(reverse flow)으로 수행되어, 가공체(10)의 재료가 성형 롤러(40)의 피드 방향(feed direction)에 반대되는 방향으로 흐르는 것을 특징으로 하는, 스트레치-플로우 성형 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 방법은 포워드 흐름(forward flow)으로 수행되어, 가공체(10)의 재료가 성형 롤러(40)의 피드 방향(feed direction)으로 흐르는 것을 특징으로 하는, 스트레치-플로우 성형 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    성형 롤러(40)와 스피닝 맨드릴(20)은 가공체(10)에 대해서 축 방향으로 상대적으로 이동되고, 가공체(10)의 가변하는 직경들 및/또는 벽 두께들을 디자인하기 위해, 성형 롤러(40)가 스피닝 맨드릴(20)에 대해서 축 방향 및 방사상 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는, 스트레치-플로우 성형 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    일정한 직경과 일정한 벽 두께를 갖는 가공체 단면을 성형하기 위해, 성형 롤러(40)는 가공체(10)에 대해서 스피닝 맨드릴(20)과 동일한 속도로 이동되는 것을 특징으로 하는, 스트레치-플로우 성형 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    스피닝 맨드릴(20)에 대해서 축 방향 및/또는 방사상 방향으로 성형 롤러(4)의 상대적인 이동은, 스피닝 맨드릴(20)에 대해서 성형 롤러(40)의 상대적인 위치(relative position) 및 성형 롤러(40)와 스피닝 맨드릴(20) 간의 사전결정된 갭에 따라, 측정 및 제어 수단에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는, 스트레치-성형 방법.
  7. 관상 가공체(10)를 스트레치-플로우 성형하기 위한 장치, 특히, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따라서 방법을 수행하기 위한 장치로서,
    - 관상 가공체 내에 배치될 수 있는 스피닝 맨드릴(20), 가공체(10)를 진행시키고 성형하기 위한 적어도 하나의 성형 롤러(40) 및 회전 방식으로 가공체(10)를 구동하기 위한 로터리 드라이브(rotary drive)를 포함하며, 여기서
    - 스피닝 맨드릴(20)은 축 방향으로 상이한 외경들을 가지며,
    - 성형 동안 성형 롤러(40)와 스피닝 맨드릴(20)은 가공체(10)에 대해서 축 방향으로 상대적으로 이동가능한 방식으로 지지되고, 가공체(10)의 가변 직경들 및/또는 벽 두께를 디자인하기 위해, 성형 롤러(40)가 스피닝 맨드릴에 대해서 축 방향으로 상대적으로 이동가능한 방식으로 배치되고,
    - 가공체(10)는 주축대(84) 위에 회전 방식으로 지지되고 구동되는 클램핑 처크(clamping chuck) 위에 물려질 수 있으며, 그리고
    - 스피닝 맨드릴(20)은 주축대(84) 위에 지지되고 클램핑 처크(94) 및 주축대(84)에 대해서 축 방향으로 이동가능한 방식으로 지지되는, 스트레치-플로우 성형 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    스피닝 맨드릴(20)은 원뿔형, 실린더형 및/또는 캠버드(cambered) 형상인 것을 특징으로 하는, 스트레치-플로우 성형 장치.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    스피닝 맨드릴(20)은, 그 외주 자체에, 적어도 하나의 내부 롤러(39)를 갖는 것을 특징으로 하는, 스트레치-플로우 성형 장치.
  10. 제 7 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가공체(10)를 물리기 위한 클램핑 처크(94)를 갖는 로터리 드라이브 및/또는 적어도 2개의 성형 롤러들(40)을 갖는 지지물(86)이 머신 베드(machine bed)(82)에 대해서 축 방향으로 이동가능한 것을 특징으로 하는, 스트레치-플로우 성형 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    성형 롤러들(40)은 지지물(86) 위에서 방사상 방향 및/또는 축 방향으로 이동가능한 방식으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 스트레치-플로우 성형 장치.
  12. 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    측정 및 제어 수단은, 가공체(10)의 길이 및/또는 벽 두께 및/또는 직경을 측정하고 스피닝 맨드릴(20)에 대해서 성형 롤러들(40)의 방사상 방향 이동 및/또는 성형 롤러들(40)의 상대적 축 방향 이동을 제어하기 위해 제공되는 것을 특징으로 하는, 스트레치-플로우 성형 장치.
  13. 제 7 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    스피닝 맨드릴(20)에 연결되고 스피닝 맨드릴(20)의 최대 직경 보다 작은 직경을 갖는 피드 로드(feed rod)(34)가 제공되며, 그리고
    피드 로드(34)의 이동을 위한 축 드라이브(92)가 제공되는 것을 특징으로 하는, 스트레치-플로우 성형 장치.
KR1020117030034A 2009-07-09 2010-06-14 아이어닝 롤러 스피닝을 위한 방법 및 장치 KR101696224B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09008987A EP2210682B1 (de) 2009-07-09 2009-07-09 Verfahren und Vorrichtung zum Abstreckdrückwalzen
EP09008987.1 2009-07-09
PCT/EP2010/003557 WO2011003501A1 (de) 2009-07-09 2010-06-14 Verfahren und vorrichtung zum abstreckdrückwalzen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120057582A true KR20120057582A (ko) 2012-06-05
KR101696224B1 KR101696224B1 (ko) 2017-01-13

Family

ID=40973241

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117030034A KR101696224B1 (ko) 2009-07-09 2010-06-14 아이어닝 롤러 스피닝을 위한 방법 및 장치

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8997541B2 (ko)
EP (1) EP2210682B1 (ko)
JP (1) JP5791599B2 (ko)
KR (1) KR101696224B1 (ko)
CN (1) CN102470418B (ko)
AT (1) ATE549106T1 (ko)
BR (1) BR112012000543A2 (ko)
PL (1) PL2210682T3 (ko)
RU (1) RU2526348C2 (ko)
WO (1) WO2011003501A1 (ko)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2388122T5 (es) 2009-10-21 2017-05-05 Repkon Machine and Tool Industry and Trade Inc. Dispositivo y procedimiento para conformar piezas de trabajo
EP2343138B1 (de) 2010-01-12 2015-04-22 Repkon Machine and Tool Industry and Trade Inc. Vorrichtung und Verfahren zum Umformen von Werkstücken
CN103567335B (zh) * 2012-08-10 2016-08-24 李迎春 斜盘式等速模具
CN102941270B (zh) * 2012-09-14 2015-08-12 河南平高电气股份有限公司 导电触指的旋压方法及配套的旋压加工装置
EP2711103B1 (de) * 2012-09-22 2014-10-15 Repkon Machine and Tool Industry and Trade Inc. Verfahren und Vorrichtung zum Fliessdrücken von Werkstücken
EP2716377B1 (en) 2012-10-05 2016-03-02 Zaklad Produkcji Sprzetu Oswietleniowego "ROSA"-Stanislaw ROSA A method of manufacturing a conical tube element
PL224268B1 (pl) 2013-06-12 2016-12-30 Lubelska Polt Sposób przepychania obrotowego z regulowanym rozstawem osi stopniowanych odkuwek osiowosymetrycznych
DE102014105400A1 (de) * 2014-04-15 2015-10-15 Maxion Wheels Germany Holding Gmbh Verfahren zum Herstellen von Radschüsselformen auf Drückwalzmaschinen, Fahrzeugrad mit einer solchen Radschüsselform und Drückfutter für Drückwalzmaschinen zum Herstellen entsprechender Radschüsselformen
EP2995394B1 (de) 2014-09-11 2016-09-07 Repkon Machine and Tool Industry and Trade Inc. Verfahren und Vorrichtung zum Umformen eines Werkstücks
CN104438429B (zh) * 2014-09-23 2016-05-11 山东尧程新材料科技有限公司 一种不等壁变径的异型不锈钢钢管的成型方法
DE102014115426B4 (de) * 2014-10-23 2018-07-26 Thyssenkrupp Ag Vorrichtung und Verfahren zum kontinuierlichen voranschreitenden Umformen von Metallbändern zu einem Profil mit längsveränderlichem Querschnitt
EP3025802B1 (de) * 2014-11-28 2021-05-12 REPKON Machine and Tool Industry and Trade Inc. Vorrichtung und Verfahren zum Drückwalzen von Werkstücken
ES2665845T3 (es) * 2015-10-20 2018-04-27 Leifeld Metal Spinning Ag Máquina de conformación para presionar/laminar a presión y procedimiento para presionar/laminar a presión
DE102016103946A1 (de) 2016-03-04 2017-09-07 Leifeld Metal Spinning Ag Verfahren und Vorrichtung zum Umformen eines Werkstücks mit trommelförmiger Umfangswand
DE202016101179U1 (de) 2016-03-04 2016-03-16 Leifeld Metal Spinning Ag Vorrichtung zum Umformen eines rohrförmigen Werkstücks
TR201603523A2 (tr) * 2016-03-17 2017-10-23 Repkon Makina Ve Kalip Sanayi Ve Ticaret Anonim Sirketi Namlu üretmek i̇çi̇n yöntem ve bu yöntemi̇ gerçekleşti̇rmek i̇çi̇n aparat
ES2686946T3 (es) * 2016-08-02 2018-10-22 Leifeld Metal Spinning Ag Máquina de fluotorneado y procedimiento de conformación para la fabricación de una rueda
DE102016115791A1 (de) * 2016-08-25 2018-03-01 WF-Maschinenbau- und Blechformtechnik GmbH & Co. Kommanditgesellschaft Verfahren zur spanlosen Herstellung eines rotationssymmetrischen Körpers aus einer Blechronde
CN106734482B (zh) * 2016-12-02 2019-09-24 四川航天长征装备制造有限公司 一种高强度高精度小锥角零件制造方法
DE202016106877U1 (de) * 2016-12-09 2017-01-10 Fischer & Kaufmann Gmbh & Co. Kg Lamellenträger
ES2789473T3 (es) 2017-01-18 2020-10-26 Leifeld Metal Spinning Ag Procedimiento y dispositivo para la laminación por presión
CN106903204B (zh) * 2017-01-22 2018-06-26 湖北三江航天江北机械工程有限公司 多角度锥形筒体旋压成型方法
CN108817191A (zh) * 2018-06-08 2018-11-16 洪吉林 一种水龙头主体外壳的加工方法
CN108838266B (zh) * 2018-08-02 2024-04-16 中山市科力高自动化设备有限公司 一种管件塑形装置及旋压机
CH714772A1 (de) * 2018-11-15 2019-09-13 Grob Ernst Fa Vorrichtung und Verfahren zum kaltumformenden Profilieren von Werkstücken.
JP1671539S (ko) 2019-09-09 2020-11-02
CN111151598A (zh) * 2020-02-11 2020-05-15 有研工程技术研究院有限公司 一种镁合金锻造轮毂的强化方法
US11850652B2 (en) * 2021-09-17 2023-12-26 The Boeing Company Radial incremental forming
CN113996691A (zh) * 2021-11-22 2022-02-01 长春设备工艺研究所 一种用于药形罩成形的精密旋压装置及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62148047A (ja) * 1985-12-20 1987-07-02 マン　テクノロジ−　ゲ−エムベ−ハ− 中空円筒形製品の圧搾のための工作機械
JP2007510546A (ja) * 2003-11-04 2007-04-26 マッシー， ヨハン 被加工物を変形する方法及び成形機
JP2009285730A (ja) * 2008-05-26 2009-12-10 Repkon Machine & Tool Industry & Trade Ltd 工作物の仕上げ方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2230554B2 (de) 1972-06-22 1974-08-22 Leifeld & Co, 4730 Ahlen Verfahren zur Herstellung eines Anlenkgehäuses für einen Drehfederstab durch Drücken aus einem rohrförmigen Körper
US3874208A (en) * 1973-09-07 1975-04-01 John A Werner Spinning adapter
AT322329B (de) * 1973-12-04 1975-05-12 Gfm Fertigungstechnik Schmiedemaschinen zum herstellen insbesondere von schrotläufen
SU522877A1 (ru) 1974-09-09 1976-07-30 Предприятие П/Я Р-6758 Способ обратного ротационного выдавливани полых деталей
JPS5514107A (en) * 1978-07-12 1980-01-31 Toshiba Corp Roll processing device of rotary cylinder
DE3402301A1 (de) 1984-01-24 1985-08-01 Fritz Prof. Dr.-Ing. 5450 Neuwied Fischer Vorrichtung und verfahren zum drueckwalzen
DE3622678A1 (de) 1985-07-12 1987-01-15 Kocks Technik Verfahren und vorrichtung zum querwalzen nahtloser rohrluppen
SU1729661A1 (ru) 1990-01-26 1992-04-30 Тульский Научно-Исследовательский Технологический Институт Способ изготовлени полых осесимметричных деталей
DE4307775A1 (de) 1993-03-12 1994-09-15 Dynamit Nobel Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von hochfesten Rohren
EP1582274A3 (en) * 1998-12-22 2006-02-08 Weatherford/Lamb, Inc. Procedures and equipment for profiling and jointing of pipes
DE10005578C2 (de) * 2000-02-09 2001-09-13 Leico Werkzeugmaschb Gmbh & Co Verfahren und Drückwalzvorrichtung zum Herstellen eines Hohlkörpers
JP3499233B2 (ja) 2002-03-22 2004-02-23 株式会社遠藤製作所 金属円筒体及びその製造方法並びに製造装置
DE10226605A1 (de) 2002-06-14 2003-12-24 Joseph Raab Gmbh & Cie K G Verfahren zum Umformen eines Kaminrohrstücks und Kaminrohrstück
RU2242319C2 (ru) 2002-09-24 2004-12-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Воронежский механический завод" Способ получения заготовки крупногабаритного корпуса стыковочного агрегата космического аппарата
EP1486268A1 (en) * 2003-06-11 2004-12-15 Synventive Molding Solutions B.V. Method for the production of tubular structures with a gradually changing inner diameter
CN2690065Y (zh) * 2004-04-09 2005-04-06 王秀和 无缝钢管联合轧管机组
DE102005057945A1 (de) * 2005-12-05 2007-06-21 Reichhardt, Hans H. Verfahren, Maschine und Werkzeuge zur spanlosen Herstellung von Rohrabschnitten und rohrförmigen Werkstücken mit reduziertem Innendurchmesser in Form eines Absatzes
RU2343035C2 (ru) * 2006-08-07 2009-01-10 Федеральное Государственное унитарное предприятие "Государственное научно-производственное предприятие "Сплав" Способ ротационной вытяжки оболочек сложного профиля
DE102007041149B3 (de) * 2007-08-30 2009-04-02 Technische Universität Dresden Verfahren und Vorrichtung zum Querwalzen abgestufter Hohlwellen oder zylindrischer Hohlteile aus einem Rohr

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62148047A (ja) * 1985-12-20 1987-07-02 マン　テクノロジ−　ゲ−エムベ−ハ− 中空円筒形製品の圧搾のための工作機械
JP2007510546A (ja) * 2003-11-04 2007-04-26 マッシー， ヨハン 被加工物を変形する方法及び成形機
JP2009285730A (ja) * 2008-05-26 2009-12-10 Repkon Machine & Tool Industry & Trade Ltd 工作物の仕上げ方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101696224B1 (ko) 2017-01-13
BR112012000543A2 (pt) 2016-11-16
WO2011003501A1 (de) 2011-01-13
EP2210682A1 (de) 2010-07-28
US8997541B2 (en) 2015-04-07
EP2210682B1 (de) 2012-03-14
RU2526348C2 (ru) 2014-08-20
PL2210682T3 (pl) 2012-07-31
ATE549106T1 (de) 2012-03-15
CN102470418B (zh) 2014-09-17
RU2011148792A (ru) 2013-08-20
US20120090372A1 (en) 2012-04-19
JP2012532023A (ja) 2012-12-13
CN102470418A (zh) 2012-05-23
JP5791599B2 (ja) 2015-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101696224B1 (ko) 아이어닝 롤러 스피닝을 위한 방법 및 장치
CN110548797B (zh) 一种大比例多次变径空心轴的无芯旋压加工方法
RU2445181C2 (ru) Способ и устройство для изготовления полого тела из обрабатываемой детали в виде круглой заготовки
US10634184B2 (en) Method for producing a profiled hollow shaft for a telescopic steering shaft and telescopic steering shaft
KR101540814B1 (ko) 공작물 제조 방법
JP5192038B2 (ja) 細長い中空体の軸方向成形装置及び方法
CN104395008B (zh) 用于对工件进行再成形的方法和装置
CN105033125A (zh) 一种钛合金等厚薄壁异形环件轧胀复合成形方法
KR19990045251A (ko) 관소재의 단부형성방법 및 장치
US20220219218A1 (en) Method for producing a hollow shaft
CN210523513U (zh) 一种用于大比例多次变径空心轴的无芯立式旋压系统
US20030145466A1 (en) Method for manufacturing alloy wheel for automobile
JP2002263780A (ja) フランジ状の製品もしくは円筒状の中間製品におけるフランジを製作するための方法並びに成形機及び工具
US20080250838A1 (en) Method and device for producing metal rings
CN102317004B (zh) 对换挡变速器的以粉末冶金方法制造的滑套的内齿进行衬垫的方法和装置
US6227024B1 (en) Flow forming method and device
CN110369652B (zh) 一种环轧芯辊结构及其用于内凸台的生产工艺
US6233991B1 (en) Apparatus and method for spin forming a tube
US10569321B2 (en) Device and method for flow-forming workpieces
CN109689242B (zh) 旋压成型机和用于制造轮子的成型方法
CN109201830B (zh) 一种防止不带底筒形件旋压过程出现翻边缺陷的方法
CN104816578B (zh) 热轧车轮及制造方法
EP3430345B1 (en) Method for producing gun barrels and apparatus for performing such method
US10124388B2 (en) Device and method to shape worked pieces
SU1733171A1 (ru) Способ изготовлени колец шарикоподшипников и устройство дл его осуществлени

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant