KR820001924B1 - 연속 압출방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

연속 압출방법

제1도는 토로이드(toroid)또는 원반형 부재형태를 취하고 있는 내부 회전부재와 토로이드형태을 취하고 있는 외부회전부재로 이루어지는 기하학적 배치를 단면으로 보여주는 도시도로, 양 회전부재들은 내부부재의 외주면과 외부부재의 내주면이 서로 들어맞도록 구성되며, 내부부재는 그 외주면을 따라서 환상홈을 지니며, 내부부재와 외부부재는 내부부재의 외주면상의 환상홈이 외부부재의 내주면에 의하여 일부는 덮이고 일부는 덮이지 않도록 하는 각도로 서로 교차하는 각각의 축선을 가지고 있음을 보여주는 도시도.

제2도는 제1도의 배치와 마찬가지로 내부부재와 외부부재로 이루어지지만 환상홈이 외부부재의 내주면에 위치하며 내부부재의 외주면에 의하여 일부는 덮이고 일부는 덮이지 않는 상태로 되어 있는 기하학적 배치을 단면으로 보여주는 도시도.

제3도는 제1도에 도시된 형태의 기하학적 배치로 되어 있는 내부부재와 외부부재를 지니며, 무한길이의 기다란 제품을 제조하기 위하여 무한길이의 기다란 가공물을 연속적으로 변형시키기 위한 본 발명에 따른 장치의 평단면도.

본 발명은 가공물을 변형시키기 위한 방법에 관한것으로, 특히 와이어와 같은 무한길이의 기다란 제품을 만들기 위하여 로드같은 무한길이의 기다란 가공물을 연속적으로 압출하기 위한 방법에 관한 것이다.

무한길이의 기다란 제품을 만들기 위하여 무한길이의 기다란 가공물을 변형시키는 분야에 있어서, 유체정력학적(hydrostatic) 연속압출기술들이 공지되고 있다. 예를들면, 미합중국 특허 제3,740,985호 아 제3,985,011호는 무한길이의 기다란 제품의 유체정력학적 연속 압출을 위한 장치 및 그에 관련된 방법에 관한 두개의 실시예를 공개하고 있다. 상기 첫번째로 예를든 특허는 재발행특허 제 28,795호로 재공고 되었다. 이 실시예들은 가공물을 기다란 제품으로 변형되는 다이를 통과하도록 압력변화를 증가시켜서 힘을 가하므로써 가공물의 연성(ductility)을 충분히 증가시키도록 적당한 전단응력전달매체(shear-fransmitling media)를 통하여 무한길이의 가공물에 힘을 가하기 위한 움직이는 파지요소의 열(列)들을 도시하고 있다.

또한, 방사상 외주면에 홈을 가지는 단일의 회전부재를 사용하여 다이를 통과하는 만곡된 경로를 따라서 가공물을 진행시키므로써 기다란 제품을 압출시키는 것이 공지되어 있다. 이러한 기술은 미합중국특허 제3,765,216호와 제3,872,703 호에서 공개되고 있다.

이들 양 특허는 가공물을 구속하는 정지부재를 사용하여 가공물을 회전부재의 홈내에 유지시킨다. 이는 다이쪽으로의 가공물의 진행을 방해하여 압출공정에 있어서 능룹상저해요소가 되는 정지부재의 표면과의 접촉으로 인한 마찰저항을 필수적으로 가공물에 부과시키게 된다. 또한 가공물의 유체정력학적 압출시에 압출력을 연속적으로 증가시키는 작용도 없다.

압출공정과 관련된 마찰저항 문제를 해결 하고자 시도하는 기술은 미합중국 특허 제3,911,705호에 공개되고 있다. 이는 정지부재와 가공물과의 사이에 가요성밴드를 사용하는데, 이 밴드는 회전부재 및 가공물과 함께 진행할 수 있도록 되어 있으며, 가공물상의 마찰력을 최소화하기 위하여 정지부재와 접촉하는 밴드의 표면상에는 윤활제를 바르게 되어 있다. 그러나 그와 같은 장치에 있어서 오염 및 / 또는 로드슬립(slippage)의 원인이 될 수도 있는 회전부재내의 홈내로의 윤활제 침투를 방지하고, 또 고압에서 밴드주변으로 금속이 넘쳐 나오는 것을 방지하도록 밴드의 가장자리 주위를 효과적으로 밀봉하기 위한 적당한 대응책이 없다. 또한, 비교적 얇은 가요성밴드를 장력하에서 유지시키면서 사용하는 것은 장치가 견디어낼수 있는 최대압출압력에 제한을 주게 된다.

두가지 또다른 방법이 공개되어 있는데, 하나는 미합중국특허 제3,922,898 호에 공개되고 있으며, 다른 하나는 1975년 7월에 발행된 "와이어 저널(Wire Jourmal)"지의 73페이지에 개재된 "에스트롤링, 즉 압출과 롤리의 통합(Extrolling : Combining Extrustionand Rolling"이라는 제목의 배찰렐 아비츄르(Betzalel Arilzur)의 기사에서 공개되고 있다. 이들 양 간행물들은 평행한 축에 장치되어 그 방사상 최외부표면들이 기다란 가공물을 파지하기 위한 영역을 형성하도록 협력하게 되어 있는 두개의 원형블록 또는 로울(roll)을 공개하고 있다. 로울의 동시 회전은 기다란 가공물로 하여금 접선방향으로 진행하게 하여 적당히 배치된 다이를 통하여 압출되도록 한다. 또한 아비츄르의 기사는 한 로울의 방사상 최오부표면상에 있으며 가공물 파지영역을 형성하도록 다른 로울의 방사상 최외부표면상의 홈과 결합하는 융기부에 대하여 기술하고 있다. 이러한 일반적인 형의 장치들에 있어서 가공물과 원형블록 또는 로울들과의 사이의 접촉길이는 상당히 제한적이며, 그결과 진행하고 있는 가공물에 주어질 수 있는 최대 압출압력도 제한을 받게 된다.

무한길이의 기다란 제품을 만들기 위한, 무한길이의 기다란 가공물의 연속적인 유체정력학적 압출기술은 현재 출원중인 대한민국 특허원 제77호에 공개되고 있다. 그와 같은 기술은 방사상으로 연장하는 표면에 환상의 홈을 가지는 제1로우터와 제2로우터의 회전축과 다른 축상에서 회전하도록 장치되는 제2로우터를 사용하고 있는데, 제2로터의 우방사상 연장표면이 제1로우터의 환상홈의 일부만을 덮게된다. 이들 두개의 로우터들은 같은 회전방향으로 함께 회전되기 때문에, 유리하게는 유체정력학적인 매체로 입혀진 기다란 가공물이 덮히지 않은 환상홈 부분내로 주입되어 덮혀 있는 환상홈부분을 통하여 운반되어 기다란 제품을 형성하는 압출다이를 통과하므로써 환상홈의 덮힌 부분으로부터 배출된다. 기다란 가공물이 환상홈의 덮힌 부분내에서 압출다이쪽으로 진행할 때 증가되는 기다란 부재와 그 피막에서의 압력변화를 지탱하기 위하여 제2로우터는 압출 다이위치쪽으로 약간 경사져서 양호하게 장치된다.

본 발명은 이와같은 종래의 기술에서의 결점들을 해소하는 개량된 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 내부회전부재의 외부표면과 외부회전부재의 내부표면에 의하여 형성되는 두개의 결합 표면중의 하나 내에 있는 환상홈의 제1부분내로 기다란 가공물을 주입시키므로써 무한길이의 기다란 제품을 만들기 위하여 무한길이의 기다란 가공물을 연속하여 변형시키는 것을 계획하고 있다. 내부회전부재는 토로이드 또는 원반형부재의 형태를 될 수 있으며 외부회전부재는 토로이드형태로 될수 있다. 환상홈의 제2부분이 환상홈을 지니지 않은 결합표면에 의하여 덮힘과 동시에 환상홈의 제1부분이 환상홈을 지니지 않은 결합표면에 의하여 덮이지 않도록 하는 각도로 서로 교차한다. 내부부재의 외부부재를 각각의 축상에서 적당한 외전방향으로 동시에 회전시켜 주므로써 기다란 가공물은 환상홈의 제1부분으로부터 제2부분으로 진행하여 변형장치내로 진행된다. 양호하게는 압출다이가 되는 변형장치는 양호하게는 유체정력학적인 매체로 입혀진 기다란 가공물을 무한길이의 기다란 제품으로 변형시킨다.

제1도를 참조하면 트로이드 또는 원반형부재형태로 되어 있는 내부회전부재(11)와 토로이드 형태로 되어 있는 외부회전부재(12)가 도시되어 있다. 내부부재(11)는 그 외부표면(13)과 외부부재(12)의 내부표면(14)이 결합표면들을 이루도록 하여 외부부재(12)내에 끼워진다. 외부표면(13)과 내부표면(14)은 내부부재(11)와 외부부재(12)가 회전될때 서로에 관하여 움직일 수 있도록 배치된다. 환상홈(15)을 내부부재(11)의 외주부 둘레에서 연장한다. 내부부재(11)의 고정축선(16)과 외부부재(12)의 고정축선(17)은 각

(예를들면 3)로 교차되는데, 이때 내부부재(11)의 외경은 12인치이며, 환상홈(15)의 제1부분(18)은 외부부재(12)의 내부표면(14)에 의하여 덮이지않지만 환상홈홈(15)의 제2부분(19)은 외부부재(12)의 내 부표면(14)에 의하여 덮히게 된다. 이러한 관계는 두 부재 (11) 및 (12)가 각각의 축선(16) 및 (17)상에서 회전할때에 변하지 않을 것이다.

제2도를 참조하면, 토로이드 또는 원반형부재형태로 되어있는 내부회전부재(21)과 토로이드형태로 되어있는 외부회전부재(22)가 도시되어 있다. 내부부재(21)와 외부부재(22)는 각각 제1도에 도시되어 있는 내부부재(11) 및 외부부재(12)와 유사하다. 따라서 내부부재(21)는 그 외부표면(23)과 외부부재(22)의 내부표면(24)가 서로 움직일 수 있는 결합표면을 이루도록 하여 외부부재(22)내에 끼워진다. 제2도의 장치는 제1도의 것과 다른데, 그 상이점은 환상홈(25)이 내부부재(21)의 외주부가 아닌 외부부재(22)의 내주부 둘레에 파여 있다는 것이다. 따라서, 여기서도 각

가 내부 및 외부부재(21) 및 (22)의 각각의 고정축선(26) 및 (27)의 교각 각도로 주어지므로, 환상홈(25)의 제1부분(28)은 내부부재(21)의 외부표면(23)에 의하여 덮히지 않지만, 환상홈(25)의 제2부분(29)는 내부부재(21)의 외부표면(23)에 의하여 덮히게 된다. 이 관계도 마찬가지로, 두 부재(21 및 22)가 각각의 축선(26 및 27)상에서 회전할때에 변하지않을 것이다.

제3도를 참조하면, 장치(30)가 무한길이의 기다란 제품 P(예를들면 한개 이상의 금속와이어)을 제조하기 위하여 문한길이의 기다란 가공물 W(예를들면 가열 또는 가열되지 않은 상태의 급속 로드)를 연속하여 가공하도록 되어 있음을 볼 수 있다. 이 장치(30)는 트로이드 또는 원반형 부재형태의 내부회전부재(31)와 토로이드형태의 외부회전부재(32)(이것은 제3도에서 단면으로 도시되어 있음)를 지니는데, 이들양 부재는 제1도의 장치에서 보여지는 내부부재(11) 및 외부부재(12)와 각각 동일한 것들이다. 그러나, 이하에서, 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 제2도의 장치에서 보여지는 것과 동일한 기하학적 구조로 될 수 도 있음을 물론이다.

내부부재(31)는 그 외부표면(33)과 외부부재(32)의 내부표면(34)이 서로 움직일 수 있는 결합표면들을 이루도록 하여 외부부재(32)내에 끼워진다. 환상홈(35)은 내부부재(31)의 외주부 둘레에 파여 있다. 양부재(31 및 32)는 이하에서 더욱 상세하게 기술되는 바와같이, 내부부재(31)의 고정축선(36)과 외부부재(32)의 고정축선(37)이 각

로 교차되도록 하여 장치된다. 따라서, 환상홈(35)의 제1부분(38)은 외부부재(32)의 내부표면(34)에 의하여 덮히지 않고, 환상홈(35)의 제2부분(39)는 외부부재(32)의 내부표면(34)에 의하여 덮히게 된다. 이 관계도 양부재(31 및 32)가 각각의 축선(36 및 37)상에서 회전할때에 변하지 않을 것이다.

내부부재(31)의 축선(36)은 이 내부부재가 장치되는 축(41)의 중심선과 일치되어 고정된다. 축(41)은 베어링(42)들에 의하여 그양단이 지지되며, 이 축상에 장착된 풀리(44)에 걸리게 되는 벨트(43)에 의하여 구동된다. 판(45)은 축(41)의 일단에 나사 결합되며, 내부부재(31)를 외부부재(32)내에 유지시키는 작용을 한다. 외부부재(32)의 축선(37)은 보울 베어링(46)의 축선과 일치되어 고정되는데, 이 보울 베어링은 외부부재(32)를 둘러싸며, 외부부재(32)가 예를들면 구동하는 내부부재(31)의 외부표면(33)과 구동되는 외부부재(32)의 내부표면(34)으로 이루어지는 결합표면 사이에서 발생하는 마찰력에 의하여 축선(37)을 중심으로 회전할 수 있도록 한다. 바꾸어 말하면, 외부부재(32)가 구동도리 수 있거나, 내부부재(31) 및 외부부재(32) 모두 다 구동될 수 있다. 다이축(die stem, 47)은 환상홈(35)의 노출된 제1부분(38)에 인접한 위치로부터 내부부재(31)의 외부표면(33)에 있는 환상홈(25)내로 돌입한다. 다이축(47)은 그 끝에서 압출 다이(48)를 지지하는데, 이 압출다이는 환상홈(35)의 덮혀진 제2부분 (39)내로 최소한 그 일부가 연장한다.

제3도의 장치(30)의 작동에 대하여 기술하면 다음과 같다. 구동 풀리(44)와 축(41)의 회전에 의하여 각각의 축선(36) 및 (37)상에서 화살표(49)방향으로 내부부재(31) 및 외부부재(32)가 동시에 회전하고 있을때에, 기다란 가공물 W가 내부부재(31)에 있는 환상홈(35)의 노출된 제1부분(38)내로 공급된다. 양호하게는 예를들면 왁스와 같은 적당한 유체 정력학적 매체로 입혀진 기다란 가공물(W)이 다이축(47)하에 환상홈(35)의 제1부분(38)내로 주입될 수 있다. 회전하는 양 부재(31) 및 (32)는 서로 협동하여 기다란 가공물(W)을 환상홈(35)의 제1부분(38)으로부터 환상홈(35)의 덮여진 제2부분(39)내로 진행시키며, 기다란 가공물(W)이 다시금 환상홈(35)의 제1부분(38)에 접근하면 다이(48)내로 진행시키게 된다. 기다란 가공물(W)은 다이(48)내의 하나 또는 그 이상의 적당한 구멍들을 통과하여 기다란 제품P로서 다이축(40)을 통하여 배출된다.

한편, 제1도의 장치 대신에 제2도의 장치를 제3도의 장치(30)에 사용하여 양부재(21,22)중의 하나의 외주부에 있는 환상홈을 통하여 기다란 가공물(W)를 통과사키고 적당한 압출 다이를 통하여 배출시키므로써 기다란 제품(P)이 연속적으로 제조될 수도 있다.

지금까지 기술된 방법 및 장치는 본 발명의 양호한 실시예들에 대한 간단한 예시에 불과한 것이다. 다양한 변경이 본 발명의 이론에 따라서 행해질 수도 있음은 물론이다.

Claims (1)

1. 내부회전 부재의 외부표면과 외부회전 부재의 내부표면으로 이루어지며 환상홈의 제2부분이 환상홈이 없는 결합표면에 의해 덮여지지 않고 동시에 환상홈의 제1부분이 환상홈이 없는 결합표면에 의해 덮여지지 않는 각으로 교차하는 각 축선을 갖는 두 결합표면중 하나에 있는 환상홈의 제1부분내로 기다란 가공물을 주입시키고 기다란 가공물이 환상홈의 제1부분으로 부터 환상홈의 제2부분으로 진행되고 이 기다란 가공물이 다시금 환상홈의 제1부분에 접근하면 변형장치내로 진행되도록 하는 방향으로 내부 및 외부부재를 각 축선을 중심으로 동시에 회전시키고, 기다란 가공물을 무한 길이의 기다란 제품으로 제조하도록 변형 장치내에서 변형시키는 단계로 구성된 연속 압출방법.

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