KR20240031510A - Friction stir welding tool with auto deburing unit - Google Patents

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KR20240031510A
KR20240031510A KR1020220109253A KR20220109253A KR20240031510A KR 20240031510 A KR20240031510 A KR 20240031510A KR 1020220109253 A KR1020220109253 A KR 1020220109253A KR 20220109253 A KR20220109253 A KR 20220109253A KR 20240031510 A KR20240031510 A KR 20240031510A
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KR
South Korea
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friction stir
stir welding
welding tool
chip breaker
support
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KR1020220109253A
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Korean (ko)
Inventor
이병룡
임상웅
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서진산업 주식회사
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Abstract

본 발명은 버 자동제거 마찰교반용접툴에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마찰교반용접툴로서, 바디의 하단에 마련되는 숄더; 상기 숄더의 중앙에 마련되고, 서로 겹쳐진 한 쌍의 모재와 접촉된 상태에서 회전 동작에 의해 한 쌍의 모재를 교반하는 핀; 및 상기 바디의 일측에 결합되고, 상부에 겹쳐진 모재에서 용접선을 따라 발생하는 버를 제거하는 버 제거유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 버 자동제거 마찰교반용접툴에 관한 것이다. The present invention relates to a friction stir welding tool for automatically removing burrs, and more specifically, to a friction stir welding tool, which includes a shoulder provided at the bottom of a body; a pin provided at the center of the shoulder and stirring the pair of base materials by rotating while in contact with the pair of overlapping base materials; and a burr removal unit coupled to one side of the body and removing burrs generated along the weld line in the base material overlapped on the upper portion of the body.

Description

버 자동제거 마찰교반용접툴{Friction stir welding tool with auto deburing unit}Friction stir welding tool with auto deburing unit}

본 발명은 버 자동제거 마찰교반용접툴에 관한 것이다. The present invention relates to a friction stir welding tool for automatic burr removal.

현대의 고도화된 산업사회에서 용접기술의 발달은 제품의 생산성과 품질을 더욱 향상시키고 있으며, 세계 각국은 수출품의 가격 경쟁력에 직접적인 영향을 미치는 생산성을 증대시키기 위한 새로운 용접기술의 개발을 위해 많은 노력을 기울이고 있다.In today's advanced industrial society, the development of welding technology is further improving the productivity and quality of products, and countries around the world are making great efforts to develop new welding technologies to increase productivity, which directly affects the price competitiveness of exported products. I'm leaning.

마찰 교반 용접(Friction Stir Welding, FSW)은 모재가 녹지 않는 고상 용접법으로서, 1991년 영국의 TWI(The Welding Institutttet)에서 개발된 친환경적이고, 에너지 절약형 생산공정이다.Friction stir welding (FSW) is a solid-state welding method in which the base material does not melt, and is an eco-friendly, energy-saving production process developed by TWI (The Welding Institutette) in the UK in 1991.

즉, 마찰 교반 용접은 용접툴을 회전시킨 상태로 소재의 접합 계면에 삽입할 때 발생하는 마찰열을 이용하여 소재를 연화시키고, 연화된 소재는 용접툴의 회전 방향으로 소성 유동을 일으켜 접합계면과 주변부를 교반하여 접합이 이루어진다.In other words, friction stir welding softens the material by using the frictional heat generated when the welding tool is rotated and inserted into the joint interface of the material, and the softened material causes plastic flow in the direction of rotation of the welding tool to form a plastic flow at the joint interface and the surrounding area. Bonding is achieved by stirring.

용접툴이 삽입된 상태에서 용접선을 따라 이동한 후 용접툴을 후퇴시키면 마찰교반용접이 되며, 용접툴을 소재에 삽입 후 이동하지 않고 일정시간 머무른 뒤 용접툴을 후퇴하면 마찰 교반 스폿 용접(Friction Stir SpotWelding, FSSW)이 된다.With the welding tool inserted, moving along the weld line and then retracting the welding tool results in friction stir welding. If the welding tool is inserted into the material, stays for a certain period of time without moving, and then retracts the welding tool, friction stir spot welding occurs. Spot Welding (FSSW).

이러한 마찰 교반 용접은 고온의 용융 용접 시에 용접균열과 용접변형이 발생하기 쉬운 석출경화형 알루미늄 합금과 같은 비철재료의 판재에 주로 활용되고 있으며, 열감수성이 높은 철강재료에 적용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.This type of friction stir welding is mainly used for non-ferrous plates such as precipitation hardening aluminum alloys, which are prone to weld cracks and weld deformation during high-temperature melt welding, and research is being actively conducted to apply it to steel materials with high heat sensitivity. It is becoming.

즉, 마찰 교반 용접은 알루미늄, 마그네슘 및 구리 합금 등의 연성소재뿐만 아니라, 최근에는 철강 및 티타늄 합금과 같은 고온용 강성소재에 대한 용접공정 연구가 증가하고 있는 추세이다.In other words, research on friction stir welding processes is increasing not only for soft materials such as aluminum, magnesium, and copper alloys, but also for high-temperature rigid materials such as steel and titanium alloys.

한편, 마찰 교반 용접에 사용되는 공구는 숄더(shoulder)와, 숄더로부터 돌출된 핀(pin)을 구비한다. 상기 숄더를 회전시키면서 핀을 피접합재의 접합면에 접촉시키면, 핀과 피접합재 사이에 마찰열이 발생되어 피접합재의 재료가 연화되며, 연화된 재료는 핀의 회전에 의해 소성유동한다. 이때, 핀 주변에 연화된 재료가 교반되면서 접합이 이루어진다.Meanwhile, a tool used for friction stir welding has a shoulder and a pin protruding from the shoulder. When the pin is brought into contact with the joint surface of the material to be joined while rotating the shoulder, frictional heat is generated between the pin and the material to be joined, softening the material of the material to be joined, and the softened material flows plastically by the rotation of the pin. At this time, bonding is achieved by stirring the softened material around the pin.

한편, 마찰 교반 용접시에는 툴에 마련된 핀의 회전 동작에 의해 접합되는 피접합재의 용접 부위에서 버(burr)가 발생한다.On the other hand, during friction stir welding, burrs are generated at the welded portion of the materials to be joined by the rotational movement of the pin provided in the tool.

그러나 종래기술에 따른 마찰 교반 용접장치는 피접합재의 용접 부위에서 발생한 버를 제거하는 공정을 추가적으로 수행해야 함에 따라, 작업속도가 느려지고 작업성이 저하되는 문제점이 있다.However, the friction stir welding device according to the prior art has the problem of slowing down the work speed and deteriorating workability as it must additionally perform a process to remove burrs generated from the welded area of the materials to be joined.

도 1a는 기존 마찰교반용접 툴 형상을 도시한 것이고, 도 1b는 마찰교반용접시 버 발생사진을 나타낸 것이다. 도 2는 종래 마찰교반용접 진행 사진을 도시한 것이다. Figure 1a shows the shape of an existing friction stir welding tool, and Figure 1b shows a photo of burr generation during friction stir welding. Figure 2 shows a photograph of a conventional friction stir welding process.

도 2에 도시된 바와 같이, 마찰교반용접은 용접을 위해 모재로 마찰교반용접툴이 회전하면서 가압력에 의해 핀이 삽입되고(01), DWELL TIME을 부가하여 모재의 온도를 높이고(02), 용접장을 따라 마찰교반용접툴이 회전, 가압력, 삽입깊이를 유지하고(03), 용접장 끝단부에서 마탈교반용접툭이 토출되면서 용접공정이 종료된다(04). As shown in Figure 2, in friction stir welding, a pin is inserted by pressing force as the friction stir welding tool rotates to the base material for welding (01), DWELL TIME is added to increase the temperature of the base material (02), and welding is performed. The friction stir welding tool maintains rotation, pressure, and insertion depth along the length (03), and the welding process ends when the friction stir welding tool is ejected from the end of the welding area (04).

즉, 마찰교반용접은 회전, 가압을 통한 마찰열을 발생하여 모재의 용융점 전 교반을 통해 접합되는 메커니즘으로 마찰교반용접 조건인 회전, 가압시 발생하는 용접 부산물(버, Burr)이 불가피한 상황이다. 버 최소화를 위한 가압력 조절, 삽입 깊이 조절이 연구되는 추세이나, 부품 양산시 디버링 공정이 필수로 적용되고 있다. 용접공정 외 디버링 공정 추가로 인하여, 공장부지 증대, 시설장비 투자증대, 인원증대 등 원가상승요인이 발생된다. In other words, friction stir welding is a mechanism that generates frictional heat through rotation and pressure and joins through stirring before the melting point of the base material. Welding by-products (burrs) generated during rotation and pressure, which are the conditions of friction stir welding, are inevitable. There is a trend of research into controlling the pressing force and insertion depth to minimize burrs, but the deburring process is essential when mass producing parts. Due to the addition of the deburring process in addition to the welding process, cost increase factors such as increased factory land, increased investment in facility equipment, and increased personnel occur.

모재의 종류(알루미늄, 스틸, 구리, 티타늄 등)에 상관없이 공정 프로세스상 버 발생은 불가피한 상황이고, 버를 제거하기 위하여 용접공정 이휴 별도의 디버링 공정 추가는 필수적이다. 디버링 공정 미적용시 표면 품질저하고 상품성이 저하되게 된다(용접 강도와는 연관없음). Regardless of the type of base material (aluminum, steel, copper, titanium, etc.), burr generation is inevitable during the manufacturing process, and it is essential to add a separate deburring process beyond the welding process to remove burrs. If the deburring process is not applied, surface quality deteriorates and marketability deteriorates (not related to welding strength).

또한 양산공정에서 디버링은 수동(작업자)인 경우 최소 1명이산, 자동(로봇)인 경우 최소 1대 이상이 필요하며, 수동, 자동 모두 작업공간을 위하여 별도의 부지를 확보해야하며, 수동인 경우 1명의 인건비 외 부수적인 지출이 발생되고(연간 60,000천원/명 이상), 자동인 경우 1대의 투자비 및 유지관리비가 발생(초기투자비 약 50,000천원(유지비 별도))되게 된다. In addition, in the mass production process, deburring requires at least one person if manual (operator), and at least one device if automatic (robot). A separate site must be secured for work space for both manual and automatic. In case of manual, deburring is required. In addition to labor costs for one person, incidental expenses are incurred (more than KRW 60,000,000 per person per year), and in the case of an automatic machine, investment and maintenance costs for one vehicle are incurred (initial investment cost of approximately KRW 50,000,000 (excluding maintenance costs)).

대한민국 특허 등록번호 10-0725217호Republic of Korea Patent Registration No. 10-0725217 대한민국 특허 등록번호 10-2166007호Republic of Korea Patent Registration No. 10-2166007

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 제조공정 감소 및 상품성 증대가 가능한 버 자동제거 마찰교반용접툴을 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention was developed to solve the above-described conventional problems, and according to an embodiment of the present invention, the purpose is to provide a friction stir welding tool for automatically removing burrs that can reduce manufacturing processes and increase marketability.

본 발명의 실시예에 따르면, 마찰교반용접 공정시 발생하는 회전력을 활용하여, 용접시 생성된 버를 추가 공정없이 제거할 수 있어, 단품 생산수량 절감을 통한 금전적, 시간적 이점을 확보할 수있고, 투자비 절감을 통한 양산성을 확보할 수 있는, 버 자동제거 마찰교반용접툴을 제공하는데 그 목적이 있다. According to an embodiment of the present invention, by utilizing the rotational force generated during the friction stir welding process, burrs generated during welding can be removed without additional processing, thereby securing financial and time advantages through reducing the production quantity of individual products, The purpose is to provide a friction stir welding tool with automatic burr removal that can secure mass production by reducing investment costs.

그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 공정수 감소로 인한 원가, 투자비를 감소시킬 수있고, 기존 마찰교반용접툴을 그대로 활용할 수 있어 제조비용을 절약할 수 있고, 수평지지대와 침브레이커 서포트 체결 길이 조절로 버 높이, 폭 제어가 가능하며, 칩브레이커는 기존 절삭 가공부품을 활용하므로 형상제한도가 낮고 활용도가 큰, 버 자동제거 마찰교반용접툴을 제공하는데 그 목적이 있다. According to the embodiment of the present invention, the cost and investment cost can be reduced by reducing the number of processes, the existing friction stir welding tool can be used as is, thereby saving manufacturing costs, and the fastening length of the horizontal support and needle breaker support can be adjusted. The rover height and width can be controlled, and the purpose of the chip breaker is to provide a friction stir welding tool with automatic burr removal that has low shape limitations and great usability because it uses existing cutting parts.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Meanwhile, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly apparent to those skilled in the art from the description below. It will be understandable.

본 발명의 목적은 마찰교반용접툴로서, 바디의 하단에 마련되는 숄더; 상기 숄더의 중앙에 마련되고, 서로 겹쳐진 한 쌍의 모재와 접촉된 상태에서 회전 동작에 의해 한 쌍의 모재를 교반하는 핀; 및 상기 바디의 일측에 결합되고, 상부에 겹쳐진 모재에서 용접선을 따라 발생하는 버를 제거하는 버 제거유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 버 자동제거 마찰교반용접툴로서 달성될 수 있다. An object of the present invention is a friction stir welding tool, comprising: a shoulder provided at the bottom of the body; a pin provided at the center of the shoulder and stirring the pair of base materials by rotating while in contact with the pair of overlapping base materials; And a burr removal unit coupled to one side of the body and removing burrs generated along the weld line in the base material overlapping on the upper part can be achieved as a friction stir welding tool for automatic burr removal.

그리고 상기 버 제거유닛은, 일측단이 상기 바디 또는 상기 숄더에 형성된 관통홀에 관통 삽입되는 수평지지대; 상기 수평지지대 타측단에 수직으로 연결되는 칩브레이커 서포트; 및 상기 칩브레이커 서포트 하부 끝단에 장착되는 칩브레이커;를 포함하여, 상기 바디와 숄더의 회전 동작에 의해 연동 회전되어 상기 칩브레이커에 의해 마찰교반용접시 발생되는 버를 제거하는 것을 특징으로 할 수 있다. And the burr removal unit includes a horizontal support having one end inserted into a through hole formed in the body or the shoulder; a chip breaker support vertically connected to the other end of the horizontal support; And a chip breaker mounted on the lower end of the chip breaker support, which rotates in conjunction with the rotational motion of the body and the shoulder to remove burrs generated during friction stir welding by the chip breaker. .

또한 상기 칩브레이커는 절삭 가공용 칩으로 구성되며, 상기 칩브레이커 서포트 하단에 교체 가능한 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the chip breaker is composed of chips for cutting processing, and may be characterized as being replaceable at the bottom of the chip breaker support.

그리고 상기 수평지지대의 일측단 외면에 형성된 제1나사산과, 상기 제1나사산에 나사결합되어 상기 수평지지대의 수평방향 위치를 제어하여 상기 칩브레이커와 상기 마찰교반용접툴 간의 간격을 조절하는 폭조절용 너트를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And a first screw thread formed on the outer surface of one end of the horizontal support, and a width adjustment nut screwed to the first screw thread to control the horizontal position of the horizontal support to adjust the gap between the chip breaker and the friction stir welding tool. It may be characterized as including.

또한 상기 칩브레이커 서포트의 상부끝단부는 상기 수평지지대 타측단에 형성된 삽입홀에 삽입되고, 상기 상부끝단부 외면에 형성된 제2나사산, 상기 제2나사산과 나사결합되어 상기 칩브레이커 서포트의 수직방향 위치를 제어하여 상기 칩브레이커의 높이를 조절하는 높이조절용 너트를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, the upper end of the chip breaker support is inserted into the insertion hole formed on the other end of the horizontal support, and is screwed to the second screw thread formed on the outer surface of the upper end to maintain the vertical position of the chip breaker support. It may be characterized by including a height adjustment nut for controlling the height of the chip breaker.

본 발명의 실시예에 따른 일체형 버 자동제거 마찰교반용접툴에 따르면, 제조공정 감소 및 상품성 증대가 가능한 장점을 갖는다. According to the integrated burr automatic removal friction stir welding tool according to an embodiment of the present invention, it has the advantage of reducing the manufacturing process and increasing marketability.

본 발명의 실시예에 따른 일체형 버 자동제거 마찰교반용접툴에 따르면, 마찰교반용접 공정시 발생하는 회전력을 활용하여, 용접시 생성된 버를 추가 공정없이 제거할 수 있어, 단품 생산수량 절감을 통한 금전적, 시간적 이점을 확보할 수있는 장점이 있다. According to the integrated burr automatic removal friction stir welding tool according to an embodiment of the present invention, by utilizing the rotational force generated during the friction stir welding process, burrs generated during welding can be removed without additional processes, thereby reducing the production quantity of individual products. It has the advantage of securing financial and time advantages.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 일체형 버 자동제거 마찰교반용접툴에 따르면, 공정수 감소로 인한 원가, 투자비를 감소시킬 수있고, 기존 마찰교반용접툴을 그대로 활용할 수 있어 제조비용을 절약할 수 있고, 수평지지대와 침브레이커 서포트 체결 길이 조절로 버 높이, 폭 제어가 가능하며, 칩브레이커는 기존 절삭 가공부품을 활용하므로 형상제한도가 낮고 활용도가 큰 장점이 있다. In addition, according to the integrated burr automatic removal friction stir welding tool according to an embodiment of the present invention, the cost and investment cost can be reduced by reducing the number of processes, and existing friction stir welding tools can be used as is, saving manufacturing costs. , the burr height and width can be controlled by adjusting the length of the horizontal support and needle breaker support, and the chip breaker has the advantage of low shape limitations and great usability because it uses existing cutting parts.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Meanwhile, the effects that can be obtained from the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1a는 기존 마찰교반용접 툴 형상
도 1b는 마찰교반용접시 버 발생사진,
도 2는 종래 마찰교반용접 진행 사진,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 버 자동제거 마찰교반용접툴의 모식도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 버 자동제거 마찰교반용접툴의 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 버 자동제거 마찰교반용접툴의 정면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 버 자동제거 마찰교반용접툴의 평면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 버 자동제거 마찰교반용접툴의 좌측면도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 버 자동제거 마찰교반용접툴의 우측면도를 도시한 것이다.
The following drawings attached to this specification illustrate preferred embodiments of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention along with the detailed description of the invention, so the present invention is limited only to the matters described in such drawings. It should not be interpreted as such.
Figure 1a shows the existing friction stir welding tool shape.
Figure 1b is a photo of burr generation during friction stir welding,
Figure 2 is a photo of the conventional friction stir welding progress,
Figure 3 is a schematic diagram of a friction stir welding tool for automatic burr removal according to an embodiment of the present invention;
Figure 4 is a perspective view of a friction stir welding tool for automatic burr removal according to an embodiment of the present invention;
Figure 5 is a front view of a friction stir welding tool for automatic burr removal according to an embodiment of the present invention;
Figure 6 is a plan view of a friction stir welding tool for automatic burr removal according to an embodiment of the present invention;
Figure 7 is a left side view of the automatic burr removal friction stir welding tool according to an embodiment of the present invention;
Figure 8 shows a right side view of an automatic burr removal friction stir welding tool according to an embodiment of the present invention.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments related to the attached drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content will be thorough and complete and so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In this specification, when an element is referred to as being on another element, it means that it may be formed directly on the other element or that a third element may be interposed between them. Also, in the drawings, the thickness of components is exaggerated for effective explanation of technical content.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Embodiments described herein will be explained with reference to cross-sectional views and/or plan views, which are ideal illustrations of the present invention. In the drawings, the thicknesses of films and regions are exaggerated for effective explanation of technical content. Therefore, the shape of the illustration may be changed depending on manufacturing technology and/or tolerance. Accordingly, embodiments of the present invention are not limited to the specific form shown, but also include changes in form produced according to the manufacturing process. For example, an area shown as a right angle may be rounded or have a shape with a predetermined curvature. Accordingly, the regions illustrated in the drawings have properties, and the shapes of the regions illustrated in the drawings are intended to illustrate a specific shape of the region of the device and are not intended to limit the scope of the invention. In various embodiments of the present specification, terms such as first and second are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are merely used to distinguish one component from another. Embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for describing embodiments and is not intended to limit the invention. As used herein, singular forms also include plural forms, unless specifically stated otherwise in the context. As used in the specification, 'comprises' and/or 'comprising' does not exclude the presence or addition of one or more other elements.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.In describing specific embodiments below, various specific details have been written to explain the invention in more detail and to aid understanding. However, a reader with sufficient knowledge in the field to understand the present invention can recognize that it can be used without these various specific details. In some cases, it is mentioned in advance that when describing the invention, parts that are commonly known but are not significantly related to the invention are not described in order to prevent confusion without any reason in explaining the invention.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 버 자동제거 마찰교반용접툴의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, the configuration and function of the automatic burr removal friction stir welding tool according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 실시예에 따른 버 자동제거 마찰교반용접툴은 통상의 마찰교반용접툴에 버 제거 유닛이 설치된 것을 특징으로 한다. The automatic burr removal friction stir welding tool according to an embodiment of the present invention is characterized in that a burr removal unit is installed in a typical friction stir welding tool.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 버 자동제거 마찰교반용접툴(100)은 바디(10)와, 바디(10) 하단에 마련되는 숄더(12)와, 이러한 숄더(12)의 중앙에 마련되고, 서로 겹쳐진 한 쌍의 모재와 접촉된 상태에서 회전 동작에 의해 한 쌍의 모재를 교반하는 핀(20)을 포함한다. 또한 마찰교반용접툴을 길이방향 중심축 기준으로 회전시키기 위한 회전수단과, 수평이동수단, 수직이동수단(가압수단)을 포함한다. That is, the automatic burr removal friction stir welding tool 100 according to an embodiment of the present invention includes a body 10, a shoulder 12 provided at the bottom of the body 10, and a center of the shoulder 12. , It includes a pin 20 that stirs the pair of base materials by rotating motion while in contact with the pair of base materials overlapping each other. It also includes a rotation means, a horizontal movement means, and a vertical movement means (pressure means) for rotating the friction stir welding tool about the longitudinal central axis.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 버 자동제거 마찰교반용접툴의 모식도를 도시한 것이다. Figure 3 shows a schematic diagram of an automatic burr removal friction stir welding tool according to an embodiment of the present invention.

그리고 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 버 자동제거 마찰교반용접툴의 사시도를 도시한 것이다. 또한 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 버 자동제거 마찰교반용접툴의 정면도를 도시한 것이다. And Figure 4 shows a perspective view of an automatic burr removal friction stir welding tool according to an embodiment of the present invention. Additionally, Figure 5 shows a front view of an automatic burr removal friction stir welding tool according to an embodiment of the present invention.

그리고 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 버 자동제거 마찰교반용접툴의 평면도를 도시한 것이다. And Figure 6 shows a top view of an automatic burr removal friction stir welding tool according to an embodiment of the present invention.

또한 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 버 자동제거 마찰교반용접툴의 좌측면도를 도시한 것이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 버 자동제거 마찰교반용접툴의 우측면도를 도시한 것이다. In addition, Figure 7 shows a left side view of a friction stir welding tool for automatic burr removal according to an embodiment of the present invention, and Figure 8 shows a right side view of a friction stir welding tool for automatic burr removal according to an embodiment of the present invention. .

도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 버 자동제거 마찰교반용접툴은, 바디의 일측에 결합되고, 상부에 겹쳐진 모재에서 용접선을 따라 발생하는 버를 제거하는 버 제거유닛(30)을 포함함을 알 수 있다. As shown in Figures 3 to 8, the friction stir welding tool for automatic burr removal according to an embodiment of the present invention is coupled to one side of the body and removes burrs occurring along the weld line in the base material overlapping on the top. It can be seen that it includes a unit 30.

본 발명의 실시예에 따른 버 제거유닛은, 수평지지대, 칩브레이커 서포트, 칩브레이커를 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 버 제거유닛은 별도의 구동을 위한 전원 공급이 필요없으며, 마찰교반용접툴과 연동되어 마찰교반용접툴의 회전력을 그대로 이용한다. The burr removal unit according to an embodiment of the present invention may be configured to include a horizontal support, a chip breaker support, and a chip breaker. This burr removal unit does not require a separate power supply for operation, and is linked to the friction stir welding tool to use the rotational force of the friction stir welding tool.

본 발명의 실시예에 따른 바디 중간부위에 체결용 관통홀(11)을 가공하거나 또는 분말 야금 제조시 관통홀(11)을 성형한다. According to an embodiment of the present invention, a through hole 11 for fastening is machined in the middle part of the body, or the through hole 11 is formed during powder metallurgy manufacturing.

이러한 관통홀(11)에 본 발명의 실시예에 따른 수평지지대(31)의 일측단이 삽입되어 설치된다. One end of the horizontal support 31 according to an embodiment of the present invention is inserted and installed into this through hole 11.

그리고 본 발명의 실시예에서는 이러한 수평지지대(31)의 수평방향 위치를 조절하는 간격조절수단이 포함될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 수평지지대(31)의 일측단 외면에 형성된 제1나사산과, 이러한 제1나사산에 나사결합되어 수평지지대(31)의 수평방향 위치를 제어하여, 후에 설명되는 바와 같이, 칩브레이커(40)와 마찰교반용접툴(110) 간의 간격을 조절하는 폭조절용 너트를 포함하여 구성될 수 있다. And in the embodiment of the present invention, a gap adjustment means for adjusting the horizontal position of the horizontal support 31 may be included. In an embodiment of the present invention, a first screw thread formed on the outer surface of one end of the horizontal support 31 is screwed to this first screw thread to control the horizontal position of the horizontal support 31, and as will be explained later, the chip It may be configured to include a width adjustment nut that adjusts the gap between the breaker 40 and the friction stir welding tool 110.

그리고 칩브레이커 서포트(33)는 수직지지대로서, 수평지지대 타측단에 수직으로 연결되어진다. 그리고 이러한 칩브레이커 서포트(33) 하부 끝단에 칩브레이커가 장착되어, 바디(10)와 숄더(12)의 회전 동작에 의해 연동 회전되어 칩브레이커(40)에 의해 마찰교반용접시 발생되는 버를 제거하게 된다. And the chip breaker support 33 is a vertical support and is vertically connected to the other end of the horizontal support. In addition, a chip breaker is mounted on the lower end of the chip breaker support 33, and is rotated in conjunction with the rotational motion of the body 10 and the shoulder 12 to remove burrs generated during friction stir welding by the chip breaker 40. I do it.

이러한 칩브레이커(40)는 절삭 가공용 칩으로 구성되며, 칩브레이커 서포트(33) 하단의 탈부착단(34)에 교체 가능하도록 구성된다. 따라서 칩브레이커(40) 마모시 교체가 가능하다. This chip breaker (40) is composed of chips for cutting processing, and is configured to be replaceable at the detachable end (34) at the bottom of the chip breaker support (33). Therefore, the chip breaker 40 can be replaced when worn.

또한 이러한 칩브레이커 서포트(33)의 상부끝단부는 수평지지대(31) 타측단에 형성된 삽입홀에 삽입되도록 구성된다. 그리고 칩브레이커 서포트(33)의 수직방향 위치를 제어하여 칩브레이커(40)의 높이를 조절하는 높이조절수단이 포함될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 칩브레이커 서포트(33)의 상부끝단부 외면에 형성된 제2나사산, 및 이러한 제2나사산과 나사결합되어 칩브레이커 서포트(33)의 수직방향 위치를 제어하여 칩브레이커(40)의 높이를 조절하는 높이조절용 너트(35)를 포함하여 구성된다. Additionally, the upper end of the chip breaker support 33 is configured to be inserted into an insertion hole formed on the other end of the horizontal support 31. Additionally, a height adjustment means may be included to adjust the height of the chip breaker 40 by controlling the vertical position of the chip breaker support 33. In an embodiment of the present invention, a second screw thread is formed on the outer surface of the upper end of the chip breaker support 33, and the vertical position of the chip breaker support 33 is controlled by screwing with the second screw thread to form a chip breaker 40. It is configured to include a height adjustment nut (35) that adjusts the height of.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 버 자동제거 마찰교반용접툴에 따르면, 기존과 동일한 마찰교반용접툴을 그대로 활용할 수 있어 경제적이며, 마찰교반용접시 발생하는 회전력을 이용하여 별도의 동력원이 필요없다. Therefore, according to the friction stir welding tool for automatically removing burrs according to an embodiment of the present invention, it is economical because the same friction stir welding tool as the existing one can be used as is, and there is no need for a separate power source by using the rotational force generated during friction stir welding.

또한 예를 들어 직경 20mm 마찰교반용접툴 적용시 일반적인 버는 용접장 외각 비드 기준 5mm 이내에서 발생되므로 폭 조절용 너트로 수평지지대(31)의 수평방향 위치를 조절하여 툴과 칩브레이커(40)의 간격을 5mm 전후로 조절할 수 있다. In addition, for example, when applying a friction stir welding tool with a diameter of 20 mm, a typical burr occurs within 5 mm of the outer bead of the welding site, so the gap between the tool and the chip breaker (40) is adjusted by adjusting the horizontal position of the horizontal support (31) with the width adjustment nut. It can be adjusted around 5mm.

또한 칩브레이커 서포트(33) 상단부의 높이조절용 너트를 활용하여 칩브레이커(40)의 높이를 조절할 수 있다(평탄도 가혹시 모재 동일하게 가공가능). 그리고 칩브레이커(40) 마모도 상승시, 칩브레이커(40)만 교체하여 유치보수 및 사용성능을 확보할 수 있고, 칩브레이커(40)는 기존 절삭공구강을 활용할 수 있다. In addition, the height of the chip breaker (40) can be adjusted by using the height adjustment nut at the top of the chip breaker support (33) (in case of severe flatness, the base material can be processed identically). And when the wear of the chip breaker 40 increases, maintenance and usability can be secured by replacing only the chip breaker 40, and the chip breaker 40 can utilize existing cutting tool steel.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.In addition, the apparatus and method described above are not limited to the configuration and method of the above-described embodiments, but all or part of each embodiment can be selectively combined so that various modifications can be made. It may be composed.

10:바디
11:관통홀
12:숄더
20:핀
30:버 제거유닛
31:수평지지대
32:폭조절용 너트
33:칩브레이커 서포트
34:탈부착단
35:높이조절용 너트
40:칩브레이커
100:버 자동제거 마찰교반용접툴
10:Body
11: Through hole
12:Shoulder
20:pin
30: Burr removal unit
31:Horizontal support
32: Nut for width adjustment
33: Chip breaker support
34: Detachable end
35: Height adjustment nut
40:Chip Breaker
100: Automatic burr removal friction stir welding tool

Claims (5)

마찰교반용접툴로서,
바디의 하단에 마련되는 숄더;
상기 숄더의 중앙에 마련되고, 서로 겹쳐진 한 쌍의 모재와 접촉된 상태에서 회전 동작에 의해 한 쌍의 모재를 교반하는 핀; 및
상기 바디의 일측에 결합되고, 상부에 겹쳐진 모재에서 용접선을 따라 발생하는 버를 제거하는 버 제거유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 버 자동제거 마찰교반용접툴.
As a friction stir welding tool,
A shoulder provided at the bottom of the body;
a pin provided at the center of the shoulder and stirring the pair of base materials by rotating while in contact with the pair of overlapping base materials; and
A friction stir welding tool for automatic burr removal, characterized in that it is coupled to one side of the body and includes a burr removal unit that removes burrs generated along the weld line in the base material overlapped on the upper part.
제 1항에 있어서,
상기 버 제거유닛은,
일측단이 상기 바디 또는 상기 숄더에 형성된 관통홀에 관통 삽입되는 수평지지대;
상기 수평지지대 타측단에 수직으로 연결되는 칩브레이커 서포트; 및
상기 칩브레이커 서포트 하부 끝단에 장착되는 칩브레이커;를 포함하여, 상기 바디와 숄더의 회전 동작에 의해 연동 회전되어 상기 칩브레이커에 의해 마찰교반용접시 발생되는 버를 제거하는 것을 특징으로 하는 버 자동제거 마찰교반용접툴.

According to clause 1,
The burr removal unit,
a horizontal support having one end inserted into a through hole formed in the body or the shoulder;
a chip breaker support vertically connected to the other end of the horizontal support; and
A chip breaker mounted on the lower end of the chip breaker support is rotated in conjunction with the rotational motion of the body and the shoulder to remove burrs generated during friction stir welding by the chip breaker. Friction stir welding tool.

제 2항에 있어서,
상기 칩브레이커는 절삭 가공용 칩으로 구성되며, 상기 칩브레이커 서포트 하단에 교체 가능한 것을 특징으로 하는 버 자동제거 마찰교반용접툴.
According to clause 2,
The chip breaker is composed of chips for cutting processing, and is a friction stir welding tool for automatic burr removal, characterized in that it is replaceable at the bottom of the chip breaker support.
제 3항에 있어서,
상기 수평지지대의 일측단 외면에 형성된 제1나사산과, 상기 제1나사산에 나사결합되어 상기 수평지지대의 수평방향 위치를 제어하여 상기 칩브레이커와 상기 마찰교반용접툴 간의 간격을 조절하는 폭조절용 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 버 자동제거 마찰교반용접툴.
According to clause 3,
A first screw thread formed on the outer surface of one end of the horizontal support, and a width adjustment nut screwed to the first screw thread to control the horizontal position of the horizontal support to adjust the gap between the chip breaker and the friction stir welding tool. A friction stir welding tool for automatic burr removal, comprising:
제 4항에 있어서,
상기 칩브레이커 서포트의 상부끝단부는 상기 수평지지대 타측단에 형성된 삽입홀에 삽입되고,
상기 상부끝단부 외면에 형성된 제2나사산, 상기 제2나사산과 나사결합되어 상기 칩브레이커 서포트의 수직방향 위치를 제어하여 상기 칩브레이커의 높이를 조절하는 높이조절용 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 버 자동제거 마찰교반용접툴.
According to clause 4,
The upper end of the chip breaker support is inserted into an insertion hole formed on the other end of the horizontal support,
Burr automatic, characterized in that it includes a second screw thread formed on the outer surface of the upper end, and a height adjustment nut screwed to the second screw thread to control the vertical position of the chip breaker support to adjust the height of the chip breaker. Removal friction stir welding tool.
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