KR20230041435A

KR20230041435A - 항공기 부품용 숏피닝 장치

Info

Publication number: KR20230041435A
Application number: KR1020210125048A
Authority: KR
Inventors: 김성재; 이선빈
Original assignee: 동아대학교 산학협력단
Priority date: 2021-09-17
Filing date: 2021-09-17
Publication date: 2023-03-24
Also published as: KR102544341B1

Abstract

본 발명 항공기 부품용 숏피닝 장치는, 원판형의 구조를 가지는 턴테이블(230), 턴테이블(230)의 상면에 구비된 거치대(240), 턴테이블(230)의 저면 중앙에 하측방향으로 돌출된 기둥형상으로 구비된 회전축(250), 회전축(250)의 외측에 구비되며, 구동모터(M1)와 연결된 구동롤러(260), 회전축(250)과 구동롤러(260) 사이에 구비된 벨트(270), 피가공물(W)의 측면에 구비된 측면투사노즐(210a), 피가공물(W)의 상면에 구비된 상면투사노즐(210b), 피가공물(W)의 일측에 구비된 냉각노즐(220)을 포함하는 것을 요지로 한다.

Description

항공기 부품용 숏피닝 장치 {SHOT PEENING DEVICE FOR AIRCRAFT PARTS}

본 발명은 숏피닝 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 반복적 피로 하중을 집중적으로 받는 복잡한 구조의 항공기 부품의 표면강도 등, 기계적성능을 향상시킬 수 있는 항공기 부품용 숏피닝 장치에 관한 것이다.

항공 산업의 경우 고부가가치 사업으로 2008년 4300억 달러에서 2020년 7000억 달러로 약 60% 성장했으며 갈수록 거대한 시장을 형성하고 있다. 특히 현재 세계 물류 네트워크의 변화로 항공기의 비중이 점차 높아지고 있는 상황에서 국내 항공 산업의 경우도 세계 항공기 산업 7위를 목표로 정부 주도하에 성장해 나가고 있다.

항공기 산업의 경우 600만개의 부품이 합쳐 하나의 항공기를 이루기 때문에 자동차 산업의 100배(6만개)에 달하는 부품 및 기술들이 집약되는 산업으로 무엇보다 첨단기술이 융ㆍ복합된 시스템 산업으로 국가의 기술 수준과 산업 역량을 종합적으로 평가 받을 수 있다.

항공기의 슬랫 SKIN과 날개 구조물을 지지하고 반복 피로 하중을 집중적으로 받는 부품은 표면강도 등의 기계적성능을 향상시킬 필요가 있다.

항공기 부품의 표면강도를 향상시키는 가공으로 숏피닝 가공이 있으며, 숏피닝 가공이란 금속 부품의 표면에 숏볼(shot ball)이라는 강구를 고속으로 투사하여 금속의 표면을 햄머링(hammering)하는 일종의 냉간 가공이다.

숏볼이 금속 표면에 고속 충돌하면서 이때 숏볼의 운동 에너지가 순간적으로 재료의 표면에 소성 변형을 주고 표면에서 이탈한다. 그러면 숏볼과 충돌한 표면층은 요철이 발생하며 표면에 얇은 소성 변형층을 형성하여 탄소 성층의 경계를 형성하게 된다. 이 층은 늘어난 표면층을 늘어나기 전의 상태로 유지하려는 힘이 작용하게 되어 표면은 잔류 압축 응력, 내부는 인장응력을 갖고 평형을 이루게 되는 것이다.

이러한 숏피닝 가공으로 재료의 표면에 압축 잔류 응력을 남게 함으로써 반복 인장이 작용할 때, 압축 잔류 응력은 점점 상쇄되어 압축 잔류 응력이 사라지게 될 때까지 피로 수명을 연장하게 된다.

도 1은 종래 숏피닝 가공장치의 사시도이다.

도시된 바와 같이, 가공하고자 하는 가공기어(101)를 작동축(103)에 설치하여 일정하게 회전될 수 있게 하고, 가공기어(101)로부터 일정거리 떨어진 위치에서 숏 분사건(105)으로 숏볼(107)을 분사시켜 가공기어(101)를 가공한다.

이와 같이, 숏 분사건(105)을 통하여 분사되는 숏볼(107)은 가압탱크(109)로부터 믹싱 게이트(111)로 공급되며, 믹싱 게이트(111)는 공압라인(125)을 통하여 일정압의 라인 공압을 공급받아 숏 분사건(105)을 통하여 가공기어(101)에 숏볼(107)과 함께 일정 분사압으로 분사되는 것이다.

이렇게 분사된 숏볼(107)은 다시 스크류 컨베이어(113)를 통하여 세퍼레이터(115)를 거친 후, 숏볼 탱크(117)로 유도되며, 숏볼 탱크(117)에 모인 숏볼(107)은 숏 게이트(119)를 통하여 다시 가압탱크(109)로 유입되는 숏피닝 가공장치가 공지되어 있다.

그러나, 상기와 같은 숏피닝 가공장치는 숏 분사건(105)의 위치가 고정되어 있어, 복잡한 형상을 갖는 항공기 부품의 외면을 효율적으로 가공할 수 없는 문제점이 있다.

공개특허공보 제10-2004-0036121호 (2004.04.30. 공개)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 숏볼을 분사하는 노즐의 방향을 가변할 수 있음으로 인하여, 복잡한 형상을 갖는 항공기 부품의 표면을 효율적으로 가공하여, 반복적 피로 하중을 집중적으로 받는 항공기 부품의 표면강도 등의 기계적성능을 향상시킬 수 있는 항공기 부품용 숏피닝 장치를 제공하고자 함이다.

본 발명 항공기 부품용 숏피닝 장치는, 원판형의 구조를 가지는 턴테이블, 턴테이블의 상면에 구비된 거치대, 턴테이블의 저면 중앙에 하측방향으로 돌출된 기둥형상으로 구비된 회전축, 회전축의 외측에 구비되며, 구동모터와 연결된 구동롤러, 회전축과 구동롤러 사이에 구비된 벨트, 피가공물 측면에 구비된 측면투사노즐, 피가공물의 상면에 구비된 상면투사노즐, 피가공물의 일측에 구비된 냉각노즐을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상면 및 하면 투사노즐은, 원기둥 형상이며 브라켓에서 일측이 돌출된 지주와, 내부에 공간부가 형성된 원통의 구조이며, 일측에는 통공이 형성되고, 타측에는 분사공이 형성되고, 상면은 지주에 고정된 하우징과, 브라켓에 일측이 고정되고, 타측은 하우징의 통공에 삽입되어 출몰하는 유압실린더와, 하우징의 내부저면에 돌출된 구조로 구비된 고정부와, 원판의 형상이며, 하측은 고정부에 하부힌지를 매개로 회전이 가능하게 결합되고, 상측에는 상부힌지가 구비되어 있어, 유압실린더의 끝단부와 회전이 가능한 상태로 결합된 회전판과, 회전판의 타측에 고정되며, 회전판의 회전과 연동하여 분사공의 상,하 방향으로 회전하는 몸체와, 피가공물의 외면 형상이 기 설정되어 내장되며, 유압실린더의 출몰을 제어하는 제어부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 경사조절장치가 더 구비되되; 경사조절장치는, 턴테이블의 상면에 고정되어 돌출되며, 끝단에는 구형돌기가 형성된 지지봉과, 거치대의 저면에 함몰된 홈의 형상으로 구비되며, 내부에는 지지봉의 구형돌기가 미끄럼접촉 상태로 결합되는 구형홈과, 일측은 턴테이블의 상면에 고정되고, 타측은 거치대의 하면에 결합되어 출몰되며, 구형홈의 외부 방향에 90도의 간격으로 4개가 형성된 높이조절실린더로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 흡착고정장치가 더 구비되되; 흡착고정장치는, 거치대의 내부에 공간부가 형성된 상태로 구비된 중공부와, 중공부의 상면에 관통된 통공의 형상으로 구비된 흡입공과, 거치대의 하면에 관통된 구조로 연결된 흡입튜브와, 흡입튜브의 타측에 연결되어, 중공부 내부의 공기를 빨아들이는 진공펌프와, 거치대의 상면에 구비되며, 관통공이 형성된 고탄성실리콘으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 고탄성실리콘의 관통공에 플렉시블파이프가 삽입되되;

플렉시블파이프는, 탄성력을 가지는 얇은 플라스틱 재질로 형성되며, 상단과 하단에는 외측방향으로 확장된 절곡부가 형성되고, 상단과 하단의 절곡부 사이에는 주름부가 구비된 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 숏볼을 분사하는 노즐의 방향을 가변할 수 있음으로 인하여, 복잡한 형상을 갖는 피가공물인 항공기 부품의 표면을 효율적으로 가공하여, 반복적 피로 하중을 집중적으로 받는 항공기 부품의 표면강도 등의 기계적성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 숏볼의 충돌로 피가공물에서 발생하는 열을 냉각노즐에서 공기를 분사하여 피가공물을 냉각시키는 효과가 있다.

또한, 피가공물의 절곡된 부분 등에도 숏볼을 충돌시킴으로서, 가공효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 피가공물을 고탄성실리콘의 상면에 견고하게 고정시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 숏피닝 가공장치의 사시도.
도 2는 본 발명 항공기 부품용 숏피닝장치의 설치상태도.
도 3은 각도조절이 가능한 투사노즐의 단면도.
도 4는 거치대 경사조절장치의 단면도.
도 5는 흡착고정장치의 단면도.
도 6은 고탄성실리콘의 다른 실시 예의 단면도 및 부분확대도.
도 7은 냉각노즐의 단면도.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.

또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하다.

그리고 본 출원에서, '포함하다', '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특정의 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그러므로, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 구현 예(態樣, aspect)(또는 실시 예)들을 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 본 명세서에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 주지 또는 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

이하에서 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참고하여 설명한다.

도 2는 본 발명 항공기 부품용 숏피닝장치의 설치상태도이다.

도시된 바와 같이 본 발명 '항공기 부품용 숏피닝장치'(200. 이하 '숏피닝장치'라 한다)는, 상면투사노즐(210b), 측면투사노즐(210a), 냉각노즐(220), 턴테이블(230), 거치대(240), 회전축(250), 구동롤러(260), 벨트(270)를 포함한다.

턴테이블(230)은, 일정한 두께를 갖는 원판형의 구조를 가지고 있으며, 후술하는 구동모터(M1)와 연동하여 회전한다.

거치대(240)는, 턴테이블(230)의 상면에 구비되며, 거치대(240)의 상면에는 피가공물(W)이 놓여져서, 턴테이블(230)의 회전에 따라 거치대(240)가 회전하고, 거치대(240)가 회전함에 따라, 거치대(240)의 상면에 놓여진 피가공물(W)도 회전한다.

회전축(250)은, 턴테이블(230)의 저면 중앙에 하측방향으로 돌출된 기둥형상으로 구비되어 있다.

구동롤러(260)는, 회전축(250)의 외측에 구비되며, 구동모터(M1)와 연결되어, 구동모터(M1)의 구동에 의하여 회전한다.

벨트(270)는, 회전축(250)과 구동롤러(260) 사이에 구비되어, 구동롤러(260)의 회전력을 회전축(250)에 전달하여 회전축(250)을 회전시키고, 회전축(250)이 회전하면, 회전축(250)과 연결된 턴테이블(230) 및 거치대(240)도 회전한다.

측면투사노즐(210a)은, 피가공물(W)의 측면에 구비되어 숏볼을 투사함으로서, 피가공물(W)의 표면을 가공한다.

위와 같은 숏볼이 측면투사노즐(210a)로 투입되는 관로 등의 구성은 일반적으로 상용되는 공지 또는 주지, 관용의 기술이므로, 여기에서는 구성의 연동관계를 명확하게 하기 위하여 도시 및 설명을 생략한다.

상면투사노즐(210b)은, 피가공물(W)의 상면에 구비되어 숏볼을 투사함으로서, 피가공물(W)의 표면을 가공한다.

여기에서도 숏볼의 투입되는 구성은 도시 및 설명을 생략한다.

냉각노즐(220)은, 피가공물(W)의 일측에 구비되며, 숏볼이 피가공물(W)의 표면에 충돌할 때, 피가공물(W)의 표면 온도가 상승하면서 피가공물(W)의 표면과 내부 사이의 온도차로 인하여 피가공물(W)에 열변형이 발생되기 때문에, 피가공물(W)의 표면에 냉각공기를 분사하여 냉각하는 기능을 가진다.

이와 같은 숏피닝장치(200)의 작동관계를 살펴보면,

피가공물(W)을 거치대(240)의 상면에 안치한 상태에서 구동모터(M1)를 구동하면, 구동모터(M1)에 의하여 구동롤러(260)가 회전하고, 구동롤러(260)와 벨트(270)로 연결되어 있는 회전축(250)이 회전한다.

회전축(250)이 회전하면, 회전축(250)과 연동하는 턴테이블(230) 및 거치대(240)가 회전함으로써, 거치대(240)의 상면에 안치된 피가공물(W)이 회전한다.

피가공물(W)이 회전하는 상태에서 측면투사노즐(210a)과 상면투사노즐(210b)에서 숏볼을 투사하면, 회전하는 피가공물(W)의 측면 및 상면에 숏볼이 충돌하여 가공이 이루어지며, 숏볼의 충돌로 피가공물(W)에서 발생하는 열을 냉각노즐(220)에서 냉각공기를 분사하여 피가공물(W)을 냉각시키는 것이다.

이하의 실시 예에서는 투사노즐의 다른 실시 예에 관하여 설명한다.

피가공물인 항공기 부품은 홈이 형성되고, 형상이 절곡되어 있는 등 복잡한 구조를 가지고 있는 경우가 있으므로, 투사노즐에서 분사되는 숏볼이 일방향으로만 분사되면, 홈 또는 절곡부 등의 표면에 숏볼이 충돌하지 않아, 가공효율이 떨어지는 문제점이 있으므로, 본 실시 예에서는 투사노즐의 숏볼 분사각이 상,하로 조절됨으로써, 피가공물의 홈, 절곡부 등에도 숏볼을 충돌시켜 가공효율을 극대화 할 수 있는 구조를 제시하고 있다.

도 3은 각도조절이 가능한 투사노즐의 단면도이다.

도시된 바와 같이 '상면 및 하면 투사노즐'(210a,210b. 이하 '투사노즐'이라 한다)은 하우징(211), 유압실린더(212), 몸체(213), 회전판(214), 상부힌지(214a), 하부힌지(214b), 고정부(215), 지주(216), 제어부(도시를 생략함)를 포함하고 있다.

지주(216)는, 원기둥 형상을 하고 있고, 브라켓에서 일측이 돌출된 구조를 가지며, 하우징(211)의 상면에 타측면이 고정되어 있다.

하우징(211)은, 내부에 공간부가 형성된 원통의 구조를 가지고 있으며, 일측에는 통공이 형성되어 있고, 타측에는 분사공이 형성되어 있으며, 상면은, 지주(216)에 고정되어 있다.

유압실린더(212)는, 브라켓에 일측이 고정되어 있고, 타측은 하우징(210)의 통공에 삽입되어 출몰한다.

고정부(215)는, 하우징(211)의 내부저면에 돌출된 구조로 구비되며, 후술하는 회전판(214)이 하부힌지(214b)를 매개로 결합되어 있어, 회전판(214)을 하부힌지(214b)를 지점으로 하여 전,후로 회전시킨다.

회전판(214)은, 원판의 형상을 가지고 있으며, 하측은 고정부(215)에 하부힌지(214b)를 매개로 회전이 가능하게 결합되어 있으며, 상측에는 상부힌지(214a)가 구비되어 있어, 유압실린더(212)의 끝단부와 회전이 가능한 상태로 결합한다.

몸체(213)는, 회전판(214)의 타측에 고정되며, 회전판(214)의 회전과 연동하여 분사공의 상,하 방향으로 회전한다.

제어부는, 피가공물(W)의 외면 형상이 기 설정되어 내장되어 있으며, 유압실린더(212)의 출몰을 제어하는 기능을 가진다.

이와 같은 투사노즐의 작동관계를 살펴보면,

거치대(240)에 피가공물(W)이 거치된 상태에서 회전하면, 제어부는 피가공물(W)의 굴곡진 형상에 맞추어 유압실린더(212)를 출몰시킨다.

유압실린더(212)가 출몰하면, 유압실린더(212)의 끝단부에 상부힌지(214a)로 연결된 회전판(214)이 하부힌지(214b)를 지점으로 회전하게 되고, 회전판(214)이 회전하면, 회전판(214)의 타측에 고정된 몸체(213)도 상,하 방향으로 회전함으로서, 몸체(213)로부터 분사된 숏볼도 상,하 방향으로 분사되어 피가공물(W)의 절곡된 부분 등에 숏볼을 충돌하여, 가공효율을 극대화할 수 있는 것이다.

이하의 실시 예에서는 경사조절장치에 관하여 설명한다.

거치대의 상면에 놓여진 피가공물은 앞서 설명한 투사노즐에서 상,하 분사되는 숏볼에 의해 표면 가공이 이루어지는 것이지만, 투사노즐의 분삭각도와 연동하여 거치대를 일정한 경사를 갖는 상태로 회전시키면, 거치대에 놓여진 피가공물도 경사진 상태로 회전되는 것이어서, 복잡한 형상을 갖는 피가공물의 표면가공의 효율을 더욱 극대화 할 수 있으므로, 본 실시 예에서는 거치대를 경사구조로 회전시킬 수 있는 구조를 제시하고 있다.

도 4는 거치대 경사조절장치의 단면도이다.

도시된 바와 같이 경사조절장치(300)는, 지지봉(310), 구형홈(320), 높이조절실린더(340)를 포함하고 있다.

지지봉(310)은, 턴테이블(230)의 상면에 고정되어 돌출되어 있으며, 끝단에는 구형돌기(330)이 형성되어 있어, 후술하는 구형홈(320)에 미끄럼접축 상태로 결합된다.

구형홈(320)은, 거치대(240)의 저면에 함몰된 홈의 형상으로 구비되며, 구형홈(320)의 내부에는 지지봉(310)의 구형돌기(330)가 미끄럼접촉 상태로 결합된다.

높이조절실린더(340)는, 일측은 턴테이블(230)의 상면에 고정되고, 타측은 거치대(240)의 하면에 결합되어 출몰되고, 구형홈(320)의 외부 방향에 다수개가 구비되며, 바람직하게는 90도의 간격으로 4개가 형성된다.

이와 같은 경사조절절장치의 작동관계를 살펴보면,

제어부에 기 설정되어 내장된 피가공물(W)의 형상을 기준으로 투사노즐(210a,210b)이 회전하는 것과 연동하여, 제어부가 일측의 높이조절실린더(340)는 신장시키고, 다른 일측의 높이조절실린더(340)는 압축시키면, 거치대(240)는 경사진 형상으로 회전하게 되고, 거치대(240)의 상면에 놓여진 피가공물(W)도 경사진 상태로 회전하게 됨으로써, 피가공물(W)의 굴곡진 부분으로 숏볼이 투사되어 피가공물(W)의 표면가공의 효율을 더욱 극대화 할 수 있는 것이다.

이하의 실시 예에서는 흡착고정장치에 관하여 설명한다.

거치대의 상면에 놓여진 피가공물은 거치대의 회전 또는 경사방향으로 기울어진 거치대의 회전에 의하여 거치대의 상면에서 이탈하는 경우가 발생하므로, 본 실시 예에서는 거치대의 상면에 피가공물을 고정할 수 있는 구조를 제시한다.

도 5은 흡착고정장치의 단면도이며, 도 5에서는 구성의 연동관계를 명확하게 하기 위하여 거치대의 하면에 구비된 높이조절실린더 및 지지봉 등의 구성은 도시를 생략하고 있다.

도시된 바와 같이 흡착고정장치(400)는, 중공부(410), 흡입튜브(420), 흡입공(430), 고탄성실리콘(440), 진공펌프(P)를 포함한다.

중공부(410)는, 거치대(240)의 내부에 공간부가 형성된 상태로 구비된다.

흡입공(430)은, 중공부(410)의 상면에 관통된 통공의 형상으로 구비된다.

흡입튜브(420)는, 거치대(240)의 하면에 관통된 구조로 연결되어 있어, 후술하는 진공펌프(P)의 구동에 의하여 중공부(410) 내의 공기를 흡입하는 통로의 기능을 가진다.

상기 흡입튜브(420)는 거치대(240)의 저면 중앙에 구비된 것으로 도시되어 있으나, 거치대(240) 저면의 높이조절실린더(340) 및 지지봉(310)의 사이에 구비될 수 있음은 물론이다.

진공펌프(P)는, 흡입튜브(420)의 타측에 연결되어 있어, 공기를 흡입함으로써, 중공부(410) 내부의 공기를 빨아들여 중공부(410) 내부를 진공상태에 가깝게 이르도록 하는 기능을 가진다.

고탄성실리콘(440)은, 거치대(240)의 상면에 구비되며, 관통공(411)이 형성되어 있어, 고탄성실리콘(440)의 상면에 놓여진 피가공물(W)이 진공펌프(P)의 구동에 의하여 흡착되도록 한다.

상기 관통공(411)은 설명의 편의상 도 5에서 다수개가 구비된 것으로 도시하였으나, 관통공(411)은 피가공물(W)의 저면에만 형성될 수도 있고, 피가공물(W)의 저면의 대응하는 위치에 직경을 크게 해서 1개만 형성될 수도 있음은 물론이다.

위와 같은 고탄성실리콘(440)을 거치대(240)의 상면에 구비하고, 고탄성실리콘(440)의 상면에 피가공물(W)이 놓여지게 함으로써, 피가공물(W)의 저면이 돌기, 굴곡, 홈 등이 형성되어 수평상태가 아니더라도, 피가공물(W)의 자중과 고탄성실리콘(440)의 탄성력과 접착력 및 진공펌프(P)의 흡입력에 의하여 피가공물(W)을 고탄성실리콘(440)의 상면에 밀착시킬 수 있는 것이다.

상기 고탄성실리콘(440)은, 실리콘 100 중량부에 대하여 오르가노폴리실록산 폴리머 20 내지 35 중량부, 실리콘 작용성 가교결합제 2 내지 10 중량부, 유기 폴리머 7 내지 38 중량부, 폴리우레탄 10 내지 40 중량부, 폴리오르가노실록산 5 내지 34 중량부의 조성물로 이루어진 것을 특징으로 한다.

위와 같은 조성물로 이루어진 고탄성실리콘(440)은 부착성 및 고신장성, 고탄성을 가지며, 일반 실리콘에 비하여 저경도 및 고강도를 가지는 작용, 효과가 있다.

이와 같은 흡착고정장치의 작동관계를 살펴보면,

고탄성실리콘(440)의 상면에 피가공물(W)이 놓여진 상태에서 진공펌프(P)를 구동하면, 진공펌프(P)의 구동에 의하여 중공부(410) 내의 공기는 흡입튜브(420)를 통하여 배출되고, 그 흡입력에 의하여 고탄성실리콘(440)은 거치대(240)의 상면에 밀착 고정되면서, 피가공물(W)의 저면에 구비된 고탄성실리콘(440)의 관통공(411)을 통하여 공기가 흡입되는 것이어서, 피가공물(W)도 고탄성실리콘(440)의 상면에 고정시킬 수 있는 것이다.

이하에서는 고탄성실리콘의 다른 실시 예에 관하여 설명한다.

고탄성실리콘은 탄성변형력을 가지고 있는 것이어서, 피가공물의 자중에 의하여 고탄성실리콘이 변형됨으로서 관통공을 밀폐하는 경우가 발생할 수 있는데, 본 실시 예에서는 관통공이 밀폐되는 것을 방지하는 구조를 제시하고 있다.

도 6은 고탄성실리콘의 다른 실시 예의 단면도 및 부분확대도.

도시된 바와 같이 고탄성실리콘(440)의 관통공(411)에 플렉시블파이프(500)가 삽입된 점이 본 실시 예의 특징이다.

플렉시블파이프(500)는, 탄성력을 가지는 얇은 플라스틱 재질로 형성되어 있으며, 상단과 하단에는 외측방향으로 확장된 절곡부(510)가 형성되어 있어, 플렉시블파이프(500)가 관통공(411)에서 이탈되는 것을 방지하며, 상,하 절곡부(510) 사이에는 주름이 형성된 파이프 형상의 주름부(520)가 구비되어 있어, 고탄성실리콘(440)의 상면에 피가공물(W)이 놓여졌을 때, 고탄성실리콘(440)이 압축되어 변형되는 것과 연동하여 주름부(520)가 탄성변형 하면서, 관통공(411)이 밀폐되는 것을 방지할 수 있는 기능을 가지는 것이다.

이하의 실시 예에서는 냉각노즐의 구체적 구조에 관하여 설명한다.

도 7은 냉각노즐의 단면도이다.

도시된 바와 같이 냉각노즐(220)은, 케이스(221), 선회부(222), 지지판(223), 날개부(224), 회전봉(225), 분사구(226), 가이드홈(227)을 포함하고 있다.

케이스(221)는, 일측이 개방된 중공형 원통구조를 가지고 있으며, 후술하는 날개부(224) 등의 구성이 내장된다.

지지판(223)은, 케이스(221)의 저면에 고정되어 구비되며, 통기공이 다수개 형성되어 있어, 냉각공기가 통과하는 기능을 가진다.

가이드홈(227)은, 케이스(221)의 상면 내주면에 함몰된 형상으로 구비된다.

선회부(222)는, 통기공이 형성된 원판형 구조를 가지고 있으며, 가이드홈(227)에 미끄럼 접촉된 상태로 삽입되어, 회전이 가능한 구조를 가지고 있다.

회전봉(225)은, 하단부는 지지판(223)에 회전이 가능한 구조로 결합되어 있으며, 상단부는 선회부(222)의 저면에 고정되어 있다.

상기 회전봉(225)이 지지판(223)에 회전이 가능하도록 결합되는 구성은 일반적으로 상용되는 공지 또는 주지, 관용의 구성이므로, 여기에서는 구체적 구성의 설명은 생략한다.

날개부(224)는, 회전봉(225)의 중간부분에 고정되어 있어, 분사되는 냉각공기에 의하여 날개부(224)가 회전하면, 회전봉(225)도 회전하고, 회전봉(225)이 회전하면, 회전봉(225)과 고정되어 있는 선회부(222)도 가이드홈(227)을 따라 회전한다.

분사구(226)는, 원통형 파이프의 형상이며, 선회부(222)의 구비된 통기공 중의 하나와 연결되어 있고, 선회부(222)의 외표면과 일정한 각도를 가지면서 경사진 구조를 가지고 있다.

이와 같은 냉각노즐의 작동관계를 살펴보면,

냉각공기가 냉각노즐(220)의 케이스(221) 내부로 유입되면, 냉각공기에 의하여 날개부(224)가 회전하고, 날개부(224)의 회전과 연동하여 선회부(222)가 회전한다.

선회부(222)가 회전하면 선회부(222)의 상면에 경사구조를 갖는 형상으로 구비된 분사구(226)도 회전하게 됨으로서, 분사구(226)로부터 분출되는 냉각공기는 피가공물(W)의 상,하 방향으로 향하게 되고, 선회부(222)의 또 다른 통기공에서 분출된 냉각공기는 피가공물(W) 외면에 직각방향으로 분사되는 것이므로, 복잡한 형상의 피가공물(W)의 외면 전체에 냉각공기를 고르게 분사할 수 있는 것이다.

따라서 피가공물(W) 표면의 일정영역에서 냉각하는 온도에 편차가 생기는 것을 최소화하여, 기계적성능을 향상시키는 효과를 갖는다.

200:항공기 부품용 숏피닝장치 210a:측면투사노즐
210b:상면투사노즐 211:하우징
212:유압실린더 213:몸체
214:회전판 214a:상부힌지
214b:하부힌지 215:고정부
216:지주 220:냉각노즐
221:케이스 222:선회부
223:지지판 224:날개부
225:회전봉 226:분사구
227:가이드홈
230:턴테이블 240:거치대
250:회전축 260:구동롤러
270:벨트 300:경사조절장치
310:지지봉 320:구형홈
330:구형돌기 340:높이조절실린더
400:흡착고정장치 410:중공부
411:관통공 420:흡입튜브
430:흡입공 440:고탄성실리콘
500:플렉시블파이프 510:절곡부
520:주름부
M1:구동모터 P:진공펌프

Claims

원판형의 구조를 가지는 턴테이블(230),
턴테이블(230)의 상면에 구비된 거치대(240),
턴테이블(230)의 저면 중앙에 하측방향으로 돌출된 기둥형상으로 구비된 회전축(250),
회전축(250)의 외측에 구비되며, 구동모터(M1)와 연결된 구동롤러(260),
회전축(250)과 구동롤러(260) 사이에 구비된 벨트(270),
피가공물(W)의 측면에 구비된 측면투사노즐(210a),
피가공물(W)의 상면에 구비된 상면투사노즐(210b),
피가공물(W)의 일측에 구비된 냉각노즐(220)을 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기 부품용 숏피닝 장치.
청구항 제1항에 있어서,
상면 및 하면 투사노즐(210a,210b)은,
원기둥 형상이며 브라켓에서 일측이 돌출된 지주(216)와,
내부에 공간부가 형성된 원통의 구조이며, 일측에는 통공이 형성되고, 타측에는 분사공이 형성되고, 상면은 지주(216)에 고정된 하우징(211)과,
브라켓에 일측이 고정되고, 타측은 하우징(210)의 통공에 삽입되어 출몰하는 유압실린더(212)와,
하우징(211)의 내부저면에 돌출된 구조로 구비된 고정부(215)와,
원판의 형상이며, 하측은 고정부(215)에 하부힌지(214b)를 매개로 회전이 가능하게 결합되고, 상측에는 상부힌지(214a)가 구비되어 있어, 유압실린더(212)의 끝단부와 회전이 가능한 상태로 결합된 회전판(214)과,
회전판(214)의 타측에 고정되며, 회전판(214)의 회전과 연동하여 분사공의 상,하 방향으로 회전하는 몸체(213)와,
피가공물(W)의 외면 형상이 기 설정되어 내장되며, 유압실린더(212)의 출몰을 제어하는 제어부로 이루어진 것을 특징으로 하는 항공기 부품용 숏피닝 장치.
청구항 제2항에 있어서,
경사조절장치(300)가 더 구비되되;
경사조절장치(300)는,
턴테이블(230)의 상면에 고정되어 돌출되며, 끝단에는 구형돌기(330)가 형성된 지지봉(310)과,
거치대(240)의 저면에 함몰된 홈의 형상으로 구비되며, 내부에는 지지봉(310)의 구형돌기(330)가 미끄럼접촉 상태로 결합되는 구형홈(320)과,
일측은 턴테이블(230)의 상면에 고정되고, 타측은 거치대(240)의 하면에 결합되어 출몰되며, 구형홈(320)의 외부 방향에 90도의 간격으로 4개가 형성된 높이조절실린더(340)로 이루어진 것을 특징으로 하는 항공기 부품용 숏피닝 장치.
청구항 제3항에 있어서,
흡착고정장치(400)가 더 구비되되;
흡착고정장치(400)는,
거치대(240)의 내부에 공간부가 형성된 상태로 구비된 중공부(410)와,
중공부(410)의 상면에 관통된 통공의 형상으로 구비된 흡입공(430)과,
거치대(240)의 하면에 관통된 구조로 연결된 흡입튜브(420)와,
흡입튜브(420)의 타측에 연결되어, 중공부(410) 내부의 공기를 빨아들이는 진공펌프(P)와,
거치대(240)의 상면에 구비되며, 관통공(411)이 형성된 고탄성실리콘(440)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 항공기 부품용 숏피닝 장치.
청구항 제4항에 있어서,
고탄성실리콘(440)의 관통공(411)에 플렉시블파이프(500)가 삽입되되;
플렉시블파이프(500)는, 탄성력을 가지는 얇은 플라스틱 재질로 형성되며, 상단과 하단에는 외측방향으로 확장된 절곡부(510)가 형성되고, 상단과 하단의 절곡부(510) 사이에는 주름부(520)가 구비된 것을 특징으로 하는 항공기 부품용 숏피닝 장치.