KR20180103454A - 마찰용접 환봉의 비드필링장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절삭부의 절삭날을 이용하여 마찰용접된 환봉의 비드를 보다 용이하게 필링할 수 있을 뿐만 아니라 특히, 상기 절삭부의 중공축의 내부에 필링된 비드가 수거될 수 있어 별도의 수거장치를 구비하지 않고도 필링된 비드를 보다 용이하게 수거할 수 있는 효과가 있다.

Description

마찰용접 환봉의 비드필링장치{Bead filling device for friction welding round bar}

본 발명은 절삭부의 절삭날을 이용하여 마찰용접된 환봉의 비드를 보다 용이하게 필링할 수 있을 뿐만 아니라 특히, 상기 절삭부의 중공축의 내부에 필링된 비드가 수거될 수 있어 별도의 수거장치를 구비하지 않고도 필링된 비드를 보다 용이하게 수거할 수 있는 마찰용접 환봉의 비드필링장치에 관한 것이다.

일반적으로, 마찰용접이라 함은 마찰압접이라고도 하며, 금속편을 전동기 등과 같은 장치를 이용하여 고속으로 회전시키면서 이를 용접하고자 하는 고정된 금속편에 접촉시켜 마찰열이 발생되도록 한 후, 상기 마찰열이 세팅된 온도까지 상승하였을 때 금속편의 회전을 멈추고 두 개의 금속편에 압력을 가하여 용접시킨다.

여기서, 상기 마찰열은 용접하고자 하는 금속편, 즉 재료에 따라 대략적으로 1250℃ 이상까지도 상승하게 된다.

이와 같은 마찰용접으로는 알루미늄과 같은 재료는 매우 쉽게 용접이 되며, 접착이 어려운 금속이나 플라스틱의 경우에도 매우 쉽게 용접을 할 수 있을 뿐만 아니라, 연강과 연강을 마찰 용접한 경우에는 용접부위의 인장 강도가 원래의 연강과 같거나 그보다 더 강하다는 장점이 있다.

한편, 상기 마찰용접은 마찰열에 의해 가열된 두 개의 재료를 가압하여 용접할 시 재료가 외부로 볼록하게 돌출되는 버 또는 플래쉬라 불리는 잉여부분이 발생되는데, 이러한 잉여부분은 통상적으로 용접을 마친 후 재료를 재회전시켜 마찰 용접기에 설치되어 있는 절삭장치를 사용하여 제거하였다.

이와 같이 마찰용접이 완료된 재료를 재회전시키면서 절삭장치를 이용하여 잉여부분을 제거할 시에는 각종 유해한 흄(Fume)과 불꽃이 발생할 뿐만 아니라, 절삭장치에 의해 제거되는 잉여부분의 파편으로 인하여 작업자가 다치는 등의 문제점이 발생된다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위해 최근에는 인체에 유해한 흄이 전혀 발생되지 않으며, 작업자의 안전을 위협하는 불꽃과 잉여부분의 파편 또한 전혀 발생되지 않는 작업환경을 제공할 수 있는 마찰용접 잉여부분 제거장치가 국내등록특허공보 등록번호 제10-1609466호로 제안된 바 있다.

그러나, 국내등록특허공보 등록번호 제10-1609466호의 경우, 재료에서 제거된 버 또는 플래쉬라 불리는 잉여부분을 수거하기 위해 별도의 수거장치를 구비시켜야 하는 문제점이 있다.

국내등록특허공보 등록번호 제10-1609466호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 절삭부의 절삭날을 이용하여 마찰용접된 환봉의 비드를 보다 용이하게 필링할 수 있을 뿐만 아니라 특히, 상기 절삭부의 중공축의 내부에 필링된 비드가 수거될 수 있어 별도의 수거장치를 구비하지 않고도 필링된 비드를 보다 용이하게 수거할 수 있는 마찰용접 환봉의 비드필링장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 베이스프레임과; 상기 베이스프레임의 타측 상부에 상기 베이스프레임의 일측에서 타측방향으로 좌우이동가능하게 구비되고, 마찰용접된 환봉이 고정되는 고정부와; 상기 베이스프레임의 일측 상부에 회전가능하게 구비되고 상기 고정부에 의해 환봉과 함께 상기 환봉의 마찰용접부위로부터 필링(Peeling)된 비드가 내부로 인입된 후 상기 비드를 제외한 상기 환봉이 내부에서 외부로 인출되는 중공축과, 상기 중공축의 타측에 구비된 상태에서 상기 중공축을 따라 회전하여 상기 환봉의 마찰용접부위에서 상기 환봉의 외부방향으로 돌출형성되는 비드를 필링하는 절삭날과, 상기 중공축을 회전시키는 구동부재로 구성되는 절삭부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마찰용접 환봉의 비드 필링장치를 제공한다.

여기서, 상기 절삭부의 중공축의 타측에 상기 절삭날이 엑츄에이터에 의해 상기 중공축의 외측에서 내측으로 이동가능하게 방사형으로 등간격으로 구비되고, 상기 고정부의 좌우이동정도에 따라 상기 엑츄에이터를 제어하는 제어부가 구비되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 엑츄에이터는 전자식 솔레노이드로 이루어지는 것이 바람직하다.

나아가, 상기 엑츄에이터는 실린더로 이루어지는 것이 바람직하다.

더불어, 상기 베이스프레임의 일측에 상기 중공축의 내부에서 상기 중공축의 일측 외부방향으로 배출되는 비드가 내부에 수거되는 비드수거부가 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명은 절삭부의 절삭날을 이용하여 마찰용접된 환봉의 비드를 보다 용이하게 필링할 수 있을 뿐만 아니라 특히, 상기 절삭부의 중공축의 내부에 필링된 비드가 수거될 수 있어 별도의 수거장치를 구비하지 않고도 필링된 비드를 보다 용이하게 수거할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예인 마찰용접 환봉의 비드필링장치를 개략적으로 나타내는 일부절개정면도이고,
도 2는 도 1의 좌측면도이고,
도 3은 도 1의 우측면도이고,
도 4는 제어부의 제어상태를 개략적으로 나타내는 블록도이고,
도 5 내지 도 8은 환봉이 중공축에 인입하여 비드가 제거되는 과정을 보여주는 일부절개 정면도이고,
도 9는 중공축의 일측에 비드수거부가 설치된 상태를 보여주는 일부절개정면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 물론 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예인 마찰용접 환봉의 비드필링장치를 개략적으로 나타내는 일부절개정면도이고, 도 2는 도 1의 좌측면도이다.

본 발명의 일실시예인 마찰용접 환봉의 비드필링장치는 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 베이스프레임(10), 고정부(20)및 절삭부(30)로 구비될 수 있다.

상기 베이스프레임(10)의 타측 상부에는 상기 고정부(20)가 구비될 수 있다.

상기 베이스프레임(10)의 일측 상부에는 상기 절삭부(30)가 구비될 수 있다.

상기 고정부(20)는 상기 베이스프레임(10)의 타측 상부에 상기 베이스프레임(10)의 일측에서 타측방향으로 좌우이동가능하게 구비되고, 상기 고정부(20)에 마찰용접된 환봉(도 5의 1)이 고정될 수 있다.

상기 고정부(20)는 이동몸체(210), 고정척(220) 및 좌우이동부재(230)로 구성될 수 있다.

상기 이동몸체(210)는 상기 베이스프레임(10)의 타측 상부에 상기 베이스프레임(10)의 일측에서 타측방향으로 좌우이동가능하게 구비될 수 있다.

상기 고정척(220)은 상기 이동몸체(210)의 일측에 구비되고, 상기 고정척(220)에 마찰용접된 상기 환봉(도 5의 1)이 수평고정될수 있다.

상기 좌우이동부재(230)는 상기 이동몸체(210)를 좌우이동시킬 수 있다.

일예로, 상기 좌우이동부재(230)는 리드스크류(231) 및 구동모터(232)로 구성될 수 있다.

상기 리드스크류(231)는 상기 이동몸체(210)의 하부를 수평관통한 상태로 이동몸체(210)의 하부에 나사결합될 수 있다.

상기 구동모터(232)는 상기 리드스크류(231)와 결합된 상태로 상기 베이스프레임(10)의 타측 상부에 볼트고정 등 다양한 방식으로 구비되어 상기 리드스크류(231)를 정역회전시킬 수 있다.

다른예로, 상기 좌우이동부재(230)는 상기 베이스프레임(10)의 타측 상부에 볼트고정 등 다양한 방식으로 구비되어 상기 이동몸체(210)를 좌우이동시키는 실린더 등 다양한 종류로 이루어질 수 있다.

상기 절삭부(30)는 크게 고정몸체(310), 중공축(320), 회전몸체(330), 절삭날(340) 및 구동부재(350)로 구성될 수 있다.

상기 고정몸체(310)는 상기 베이스프레임(10)의 일측 상부에 볼트고정 등 다양한 방식으로 고정될 수 있다.

상기 중공축(320)은 상기 베이스프레임(10)의 일측 상부에 고정되는 상기 고정몸체(310)의 내부에 정역회전가능하게 수평으로 베어링 결합될수 있다.

상기 중공축(320)의 내부에 상기 고정부(20)에 의해 상기 환봉(도 5의 1)과 함께 상기 환봉(도 5의 1)의 마찰용접부위로부터 필링된 환형형상 등의 상기 비드(도 5의 2)가 인입된 후 상기 비드(도 5의 2)를 제외한 상기 환봉(도 5의 1)이 상기 중공축(320)의 내부에서 외부로 인출되도록 할 수 있다.

상기 회전몸체(330)의 내부에 상기 중공축(320)의 타측이 인입될 수 있다.

상기 회전몸체(330)는 상기 중공축(320)과 함께 회전할 수 있다.

상기 절삭날(340)은 상기 중공축(320)의 타측에 구비되는 상기 회전몸체(330)의 일측의 반대측인 타측에 구비될 수 있다.

상기 절삭날(340)은 상기 중공축(320)을 따라 회전하는 상기 회전몸체(330)를 따라 회전하여 상기 환봉(도 5의 1)의 마찰용접부위에서 상기 환봉(도 5의 1)의 외부방향으로 돌출형성되는 버 또는 플래쉬라고 불리우는 상기 비드(도 5의 2)를 필링할 수 있다.

상기 구동부재(350)는 상기 중공축(320)을 회전시킬 수 있다.

상기 구동부재(350)는 크게 구동모터(351), 구동회전체(352), 피동회전체(353), 회전력전달부재(354)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 구동모터(351)는 상기 베이스프레임(10)의 전측면에 볼트고정 등 다양한 방식으로 고정될 수 있다.

상기 구동회전체(352)는 상기 구동모터(351)와 결합되어 상기 구동모터(351)에 의해 회전될 수 있다.

상기 피동회전체(353)는 상기 중공축(320)의 일측에 결합될 수 있다.

상기 구동회전체(352)와 상기 피동회전체(353)는 풀리, 스프로켓 등 다양한 종류로 이루어질 수 있다.

상기 회전력전달부재(354)의 하부는 상기 구동회전체(352)에 감겨질 수 있다.

상기 회전력전달부재(354)의 상부는 상기 피동회전체(353)의 상부에 감겨질 수 있다.

상기 회전력전달부재(354)는 상기 구동회전체(352)의 회전력을 상기 피동회전체(353)로 전달하여 상기 피동회전체(353)와 함께 상기 중공축(320)을 회전시킬 수 있다.

상기 회전력전달부재(354)는 풀리에 감겨지는 벨트, 스프로켓에 감겨지는 체인 등 다양한 종류로 이루어질 수 있다.

도 3은 도 1의 우측면도이고, 도 4는 제어부의 제어상태를 개략적으로 나타내는 블록도이다.

다음으로, 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 절삭부(30)의 상기 중공축(320)의 타측에 상기 절삭날(340)이 엑츄에이터(360)에 의해 상기 중공축(320)의 외측에서 내측으로 이동가능하게 방사형으로 등간격으로 구비될 수 있다.

도 4에서 보는 바와 같이, 상기 고정부(20)의 좌우이동정도에 따라 상기 엑츄에이터(360)를 제어하는 제어부(40)가 구비될 수 있다.

상기 엑츄에이터(360)는 상기 절삭부(30)의 상기 중공축(320)의 타측에 구비되는 상기 회전몸체(330)의 타측에 볼트고정 등 다양한 방식으로 고정된 상태로 방사형으로 등간격으로 복수구비될 수 있다.

상기 제어부(40)에 상기 고정부(20)의 상기 좌우이동부재(230), 상기 절삭부(30)의 상기 구동부재(350) 및 상기 엑츄에이터(360)를 작동시키기 위한 스위치부(3)가 누름식 버튼 또는 다이얼버튼 등 다양한 방식으로 구비될 수 있다.

도 5 내지 도 8은 환봉이 중공축에 인입하여 비드가 제거되는 과정을 보여주는 일부절개 정면도이다.

다음으로, 도 5에서 보는 바와 같이, 상기 엑츄에이터(360)는 전자식 솔레노이드 또는 유압실린더, 공압실린더, 전기실린더등 다양하게 이루어질 수 있다.

상기 절삭날(340)은 상기 중공축(320)의 타측 주변에 위치하는 상기 엑츄에이터(360)의 로드(361)의 단부부위에 일체형성될 수 있다.

상기 절삭날(340)은 상기 엑츄에이터(360)의 상기 로드(361)의 단부부위에서 상기 고정부(20)방향으로 일정길이로 돌출형성될 수 있다.

작업자가 상기 스위치부(3)를 ON 하면, 상기 제어부(40)의 제어에 의해 상기 고정부(20)의 상기 좌우이동부재(230)가 전원공급부(4)로부터 전원을 공급받아 상기 이동몸체(210) 및 상기 고정척(220)과 함께 마찰용접된 상기 환봉(1)을 상기 제어부(40)에 미리 설정된 이동수치값만큼 상기 베이스프레임(10)의 일측 방향으로 점차 이동시킬 수 있다.

이때, 상기 제어부(40)에 미리 설정된 상기 환봉(1)의 이동수치값은 회전하는 상기 절삭날(340)이 상기 비드(2)의 내측으로 일정길이로 파고들 수 있을 정도의 수치값이면 족하다.

상기 제어부(40)의 제어에 의해 전원공급부로부터 전원을 공급받아 상기 엑츄에이터(360)가 상기 절삭날(340)을 상기 중공축(320)의 내측방향으로 이동시킬 수 있다.

도 6에서 보는 바와 같이, 전원을 공급받은 상기 절삭부(30)의 상기 구동부재(350)에 의해 상기 회전몸체(330), 상기 중공축(320), 상기 엑츄에이터(360) 및 상기 절삭날(340)이 회전할 수 있다.

상기 절삭날(340)은 회전하면서 상기 환봉(1)의 외부방향으로 돌출형성된 상기 비드(2)의 내측으로 일정길이로 파고들어 상기 비드(2)가 상기 환봉(1)으로부터 필링되도록 상기 비드(2)를 절삭할 수 있다.

도 7에서 보는 바와 같이, 상기 비드(2) 필링 완료 후 상기 제어부(40)의 제어에 의해 상기 엑츄에이터(360)가 상기 절삭날(340)을 상기 중공축(320)의 외측방향으로 이동시킬 수 있다.

이때, 상기 비드(2)와 함께 상기 환봉(1)의 일측이 상기 중공축(320)의 타측 내부로 인입되도록 상기 제어부(40)의 제어에 의해 상기 고정부(20)의 상기 좌우이동부재(230)가 상기 비드(2)와 함께 상기 환봉(1)의 일측을 상기 베이스프레임(10)의 일측방향으로 이동시킬 수 있다.

도 8에서 보는 바와 같이, 상기 중공축(320)의 타측 내부로 상기 비드(2)와 함께 상기 환봉(1)의 일측이 인입된 후 상기 제어부(40)의 제어에 의해 상기 엑츄에이터(360)가 상기 절삭날(340)을 상기 중공축(320)의 내측방향으로 다시 이동시킬 수 있다.

이 상태에서 상기 제어부(40)의 제어에 의해 상기 고정부(20)의 상기 좌우이동부재(230)가 상기 환봉(1)의 일측을 상기 베이스프레임(10)의 타측방향으로 이동시켜 상기 중공축(320)의 내부에 비드(2)를 남긴 상태로 상기 환봉(1)의 일측을 상기 중공축(320)의 타측 외부방향으로 완전인출할 수 있다.

도 9는 상기 중공축의 일측에 비드수거부가 설치된 상태를 보여주는 일부절개정면도이다.

다음으로, 도 9에서 보는 바와 같이, 상기 중공축(320)의 내부에서 상기 중공축(320)의 일측 외부방향으로 상기 비드(2)가 배출될 수 있다.

상기 베이스프레임(10)에 상기 비드(2)가 수거되는 비드수거부(50)가 구비될 수 있다.

상기 비드수거부(50)는 상기 절삭부(30)의 일측방향에 위치하도록 상기 베이스프레임(10)의 일측 상부에 구비될 수 있다.

상기 비드수거부(50)의 상부는 개방될 수 있다.

상기 중공축(320)의 내부에 남겨진 상기 비드(2)는 상기 중공축(320)의 내부로 각각 순차적으로 남겨지는 복수의 다른 상기 비드(2)들에 의해 상기 중공축(320)의 타측 내부에서 일측 내부방향으로 점차 밀려 이동되면서 상기 중공축(320)의 일측의 외부방향으로 배출될 수 있다.

상기 중공축(320)의 일측 외부로 배출된 상기 비드(2)가 자중에 의해 상기 비드수거부(50)의 내부로 낙하할 수 있다.

상기 절삭부(30)의 상기 중공축(320)내부에 필링된 상기 비드(2)가 수거될 수 있어 별도의 수거장치를 구비하지 않고도 상기 환봉(1)으로부터 필링된 상기 비드(2)를 보다 용이하게 수거할 수 있다.

상술한 바와 같이 구성된 본 발명은 상기 절삭부(30)의 상기 절삭날(340)을 이용하여 마찰용접된 상기 환봉(1)의 마찰용접부위로부터 상기 비드(2)를 보다 용이하게 필링할 수 있을 뿐만 아니라 특히, 상기 절삭부(30)의 상기 중공축(320)의 내부에 필링된 상기 비드(2)가 수거될 수 있어 별도의 수거장치를 구비하지 않고도 상기 환봉(1)으로부터 필링된 상기 비드(2)를 보다 용이하게 수거할 수 있는 이점이 있다.

1; 환봉, 2; 비드
3; 스위치부, 4; 전원공급부
10; 베이스프레임, 20; 고정부
30; 절삭부, 40; 제어부
50; 비드수거부,

Claims (5)

1. 베이스프레임과;
   상기 베이스프레임의 타측 상부에 상기 베이스프레임의 일측에서 타측방향으로 좌우이동가능하게 구비되고, 마찰용접된 환봉이 고정되는 고정부와;
   상기 베이스프레임의 일측 상부에 회전가능하게 구비되고 상기 고정부에 의해 환봉과 함께 상기 환봉의 마찰용접부위로부터 필링(Peeling)된 비드가 내부로 인입된 후 상기 비드를 제외한 상기 환봉이 내부에서 외부로 인출되는 중공축과, 상기 중공축의 타측에 구비된 상태에서 상기 중공축을 따라 회전하여 상기 환봉의 마찰용접부위에서 상기 환봉의 외부방향으로 돌출형성되는 비드를 필링하는 절삭날과, 상기 중공축을 회전시키는 구동부재로 구성되는 절삭부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 마찰용접 환봉의 비드 필링장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 절삭부의 중공축의 타측에 상기 절삭날이 엑츄에이터에 의해 상기 중공축의 외측에서 내측으로 이동가능하게 방사형으로 등간격으로 구비되고,
   상기 고정부의 좌우이동정도에 따라 상기 엑츄에이터를 제어하는 제어부가 구비되는 것을 특징으로 하는 마찰용접 환봉의 비드 필링장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 엑츄에이터는 전자식 솔레노이드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마찰용접 환봉의 비드 필링장치.
   
4. 제 2항에 있어서,
   상기 엑츄에이터는 실린더로 이루어지는 것을 특징으로 하는 마찰용접 환봉의 비드 필링장치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 베이스프레임의 일측에 상기 중공축의 내부에서 상기 중공축의 일측 외부방향으로 배출되는 비드가 내부에 수거되는 비드수거부가 구비되는 것을 특징으로 하는 마찰용접 환봉의 비드 필링장치.
   

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