KR20190080345A - 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치 - Google Patents

고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 절삭부재의 일측에 설치하되 고망간강의 표면을 가열하여 경도를 감소시킴으로써 상기 절삭부재의 절삭효율을 향상시키기 위한 플라즈마 토치;를 포함하는 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 고망간강의 표면을 가열하여 경도를 감소시킴으로써 절삭효율을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다. 특히 본 발명은 플라즈마 토치를 위빙시켜 고망간강의 표면을 균일하게 가열하여 가공효율을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명은 플라즈마 토치를 상하 및 좌우위치를 조절하여 고망간강의 가열범위를 조절할 수 있는 효과를 갖는다. 아울러 본 발명은 절삭장비에 범용으로 장착하여 사용할 수 있으므로 사용효율 및 활용범위를 향상할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치{Heating system using a plasma torch for high manganese steel cutting process}
본 발명은 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고망간강의 절삭효율을 향상시킬 수 있도록 하는 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치를 제공하기 위한 것이다.
일반적으로 고망간강은 약 10 내지 30%의 망간을 포함하는 합금소재로, 탄소강 대비 내마모성 및 경도는 향상되나 성형성, 절삭성 및 용접성이 저하되는 것으로 알려져 있다.
이러한 고망간강은 표면경도가 매우 커서 절삭가공 등과 같은 금속가공 기술로는 가공하기가 어려운 난삭소재의 일종이므로, 다양한 산업에 적용하기 위해서 경제적이고 효율적인 가공기술 개발이 절실한 실정이다.
한국등록특허 제10-1672297호(2016.11.03) 한국공개특허 제10-2017-0127674호(2017.11.22)
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서,
본 발명은 고망간강의 표면을 가열하여 경도를 감소시킴으로써 절삭효율을 향상시킬 수 있는 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치를 제공함에 목적이 있다.
특히 본 발명은 플라즈마 토치를 위빙시킬 수 있는 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치를 제공함에 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 플라즈마 토치의 위치를 조절할 수 있는 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치는,
절삭부재의 일측에 설치하되 고망간강의 표면을 가열하여 경도를 감소시킴으로써 상기 절삭부재의 절삭효율을 향상시키기 위한 플라즈마 토치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 플라즈마 토치는 상기 절삭부재의 일측에 설치하는 몸체와 결합하는 것을 특징으로 한다.
이때 상기 몸체는 평면상태에서 보았을 때 좌우방향으로 위빙할 수 있도록 위빙유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 위빙유닛은 상기 몸체의 일측에 형성하는 제1회전체; 절삭부재의 일측에 설치하는 구동모터; 상기 구동모터의 회전축에 형성하는 제2회전체; 상기 제1회전체와 제2회전체를 서로 연결하는 연결체;로 구성하는 것을 특징으로 한다.
아울러 상기 몸체와 플라즈마 토치의 사이에 높이 조절유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 높이 조절유닛은 플라즈마 토치의 일측에 형성하는 지지축; 상기 지지축의 높이를 조절할 수 있는 조절구;로 구성하는 것을 특징으로 한다.
이때 상기 조절구의 중앙에 플라즈마 토치의 상하각도를 조절하기 위한 회전부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 몸체와 플라즈마 토치의 사이에 좌우위치 조절유닛;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 좌우위치 조절유닛은 상기 몸체의 일측에 수평방향으로 형성하는 유도축; 상기 유도축을 따라서 이동할 수 있는 이동부;로 구성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 고망간강의 표면을 가열하여 경도를 감소시킴으로써 절삭효율을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
특히 본 발명은 플라즈마 토치를 위빙시켜 고망간강의 표면을 균일하게 가열하여 가공효율을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 플라즈마 토치를 상하 및 좌우위치를 조절하여 고망간강의 가열범위를 조절할 수 있는 효과를 갖는다.
아울러 본 발명은 절삭장비에 범용으로 장착하여 사용할 수 있으므로 사용효율 및 활용범위를 향상할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치의 설치상태를 나타내기 위한 참고도.
도 2는 본 발명 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치의 실시예를 나타내기 위한 확대도.
도 3은 본 발명 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치의 다른 실시예를 나타내기 위한 확대도.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 구성을 첨부한 도면에 의해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치의 설치상태를 나타내기 위한 참고도이고, 도 2는 본 발명 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치의 실시예를 나타내기 위한 확대도이며, 도 3은 본 발명 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치의 다른 실시예를 나타내기 위한 확대도를 도시한 것이다.
본 발명은 절삭부재(20)의 일측에 설치하되 고망간강(A)의 표면을 가열하여 경도를 감소시킴으로써 상기 절삭부재(20)의 절삭효율을 향상시키기 위한 플라즈마 토치(120);를 포함한다.
상기 절삭부재(20)는 엔드밀 등과 같이 고망간강(A)의 표면을 절삭하기 위해서 사용하는 공구이다.
특히 상기 절삭부재(20)는 절삭장비(10)의 일측에 설치하여 회전 및 좌우방향으로 이동하면서 고망간강(A)의 표면을 절삭할 수 있다.
이때 상기 절삭장비(10)는 밀링머신 등과 같은 공작기계를 이용한다.
그리고 상기 플라즈마 토치(120)는 고엔탈피의 열유동을 국소적으로 쉽게 구현할 수 있기 때문에, 고망간강과 같은 난삭소재의 가공시 경도를 감소시키기 위한 열원으로서 활용한다.
본 발명에서 상기 플라즈마 토치(120)는 발생된 플라즈마 젯트가 빠른 속도를 가지고 집속되어 고망간강(A)의 표면을 가열할 수 있도록, 버튼(Button)형 음극을 토치의 내부에 위치시키고, 토치의 길이를 토출구의 지름에 대비하여 상대적으로 길게 형성함이 바람직하다.
이때 상기 플라즈마 토치(120)는 상기 절삭부재(20)의 일측에 설치하는 몸체(110)와 결합하며, 상기 몸체(110)는 평면상태에서 보았을 때 좌우방향으로 위빙할 수 있도록 위빙유닛(130);을 포함한다.
즉, 상기 위빙유닛(130)은 상기 몸체(110)와 플라즈마 토치(120)를 좌우방향으로 반복해서 회전, 왕복하는 위빙동작을 통해서 고망간강(A)의 표면을 일정한 넓이를 갖도록 균일하게 가열할 수 있다.
특히 상기 위빙유닛(130)은 상기 몸체(110)의 일측에 형성하는 제1회전체(131); 절삭부재(20)의 일측에 설치하는 구동모터(132); 상기 구동모터(132)의 회전축에 형성하는 제2회전체(133); 상기 제1회전체(131)와 제2회전체(133)를 서로 연결하는 연결체(134);로 구성한다.
이때 상기 제1회전체(131)와 제2회전체(133) 및 연결체(134)는 다양한 지름을 갖는 풀리 및 벨트 또는 스프로킷 및 체인의 조합으로 적용할 수 있다.
따라서 상기 구동모터(132)를 정회전 및 역회전을 반복적으로 작동시켜 상기 제1회전체(131)을 회전시키고 동시에 상기 몸체(110) 및 플라즈마 토치(120)를 좌우방향으로 회전시켜 위빙동작을 수행할 수 있다.
아울러 상기 몸체(110)와 플라즈마 토치(120)의 사이에 높이 조절유닛(140);을 포함하여 고망간강(A)의 표면에 상기 플라즈마 토치(120)가 근접할 수 있는 높이를 조절할 수 있다.
여기서 상기 높이 조절유닛(140)은 플라즈마 토치(120)의 일측에 형성하는 지지축(141); 상기 지지축(141)의 높이를 조절할 수 있는 조절구(142);로 구성한다.
이때 상기 조절구(142)는 사용자가 수동으로 상기 지지축(141)의 높이를 조절한 후 고정할 수 있는 클램프 구조를 채택할 수 있음은 물론 상기 지지축(141)의 상부에 모터를 결합하여 모터의 작동으로 상기 지지축(141)을 자동으로 상하방향으로 이동시킬 수 있다.
특히 상기 조절구(142)의 중앙에 플라즈마 토치(120)의 상하각도를 조절하기 위해서 중심역할을 수행하기 위한 회전부(143);를 포함할 수 있다.
이때 상기 회전부(143)는 베어링 또는 회전축을 형성하여 상기 조절구(142)를 중심으로 상기 지지축(141) 및 플라즈마 토치(120)의 상하각도를 조절할 수 있다.
그리고 상기 몸체(110)와 플라즈마 토치(120)의 사이에 좌우위치 조절유닛(150);을 포함하여 상기 절삭부재(20)와 플라즈마 토치(120)의 간격을 조절함으로써 고망간강(A)의 가열위치를 조절할 수 있다.
여기서 상기 좌우위치 조절유닛(150)은 상기 몸체(110)의 일측에 수평방향으로 형성하는 유도축(151); 상기 유도축(151)을 따라서 이동할 수 있는 이동부(152);로 구성한다.
이때 상기 이동부(152)는 사용자가 수동으로 상기 유도축(151)을 따라서 길이방향으로 이동한 후 고정할 수 있는 클램프 구조를 채택할 수 있음은 물론 상기 이동부(152)의 일측에 모터를 결합하여 모터의 작동으로 상기 유도축(151)을 따라서 자동으로 좌우방향으로 이동시킬 수 있다.
따라서 본 발명은 상기 플라즈마 토치(120)를 이용하여 고망간강(A)의 표면을 가열하여 경도를 감소시킴으로써 상기 절삭부재(20)를 이용하여 고망간강(A)의 절삭효율을 향상시킬 수 있다.
이처럼 상기와 같이 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 포함되는 것은 당연하다.
10: 절삭장비(공작기계) 20: 절삭부재
100: 본 발명 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치
110: 몸체 120: 플라즈마 토치
130: 위빙유닛 131: 제1회전체
132: 구동모터 133: 제2회전체
134: 연결체
140: 높이 조절유닛 141: 지지축
142: 조절구 143: 회전부
150: 좌우위치 조절유닛 151: 유도축
152: 이동부
A: 고망간강

Claims (9)

  1. 절삭부재의 일측에 설치하되 고망간강의 표면을 가열하여 경도를 감소시킴으로써 상기 절삭부재의 절삭효율을 향상시키기 위한 플라즈마 토치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 플라즈마 토치는 상기 절삭부재의 일측에 설치하는 몸체와 결합하는 것을 특징으로 하는 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 몸체는 평면상태에서 보았을 때 좌우방향으로 위빙할 수 있도록 위빙유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 위빙유닛은 상기 몸체의 일측에 형성하는 제1회전체; 절삭부재의 일측에 설치하는 구동모터; 상기 구동모터의 회전축에 형성하는 제2회전체; 상기 제1회전체와 제2회전체를 서로 연결하는 연결체;로 구성하는 것을 특징으로 하는 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 몸체와 플라즈마 토치의 사이에 높이 조절유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 높이 조절유닛은 플라즈마 토치의 일측에 형성하는 지지축; 상기 지지축의 높이를 조절할 수 있는 조절구;로 구성하는 것을 특징으로 하는 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 조절구의 중앙에 플라즈마 토치의 상하각도를 조절하기 위한 회전부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치.
  8. 청구항 2에 있어서, 상기 몸체와 플라즈마 토치의 사이에 좌우위치 조절유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 좌우위치 조절유닛은 상기 몸체의 일측에 수평방향으로 형성하는 유도축; 상기 유도축을 따라서 이동할 수 있는 이동부;로 구성하는 것을 특징으로 하는 고망간강 절삭가공을 위해 플라즈마 토치를 이용한 가열장치.
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