KR930000385B1 - 전자관용 금속원통부재 및 마그네트론 애노드의 제조방법 - Google Patents

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Description

전자관용 금속원통부재 및 마그네트론 애노드의 제조방법

제1도 내지 13도는 본 발명의 한 실시예에 관한 금속 원통부재의 제조방법을 나타낸 것으로서,

제1도는 전체의 개략공정을 나타낸 사시도 및 단면도.

제2도는 긴 재료의 절단 공정을 나타낸 단면도.

제3도는 평판상 소재를 나타낸 사시도.

제4도는 라운딩 성형 공정의 한예를 나타낸 개략단면도.

제5도는 제4도에서 얻어지는 원통의 한예를 나타낸 횡단면도.

제6도는 드로잉 성형공정의 한예를 나타낸 횡단면도.

제7도는 (a)(b)(c)는 드로잉 성형 공정에서의 원통의 각 형상예를 나타낸 횡단면도.

제8도는 비임 용접 공정의 한예를 나타낸 횡단면도.

제9도(a)(b)는 그 용접 공정을 모식적으로 나타낸 반단면도 및 비임 파워의 콘트롤도면.

제10도는 그것에 의해 얻어지는 원통의 접합부를 확대해서 나타낸 횡단면도.

제11도는 압축 성형 공정에 있어서 성형전의 상태를 나타낸 종단면도.

제12도는 압축 성형 공정에 있어서 성형 상태를 나타낸 종단면도.

제13도는 제12도에서 얻어지는 원통을 나타내는 반종단면도.

제14도는 절삭공정의 한예를 나타내는 각 주요부 종단면도.

제15도는 제14도로 얻어지는 애노드 원통을 나타내는 반 종단면도.

제16도는 본 발명의 제조방법에 의해 완성한 마그네트론 애노드를 나타낸 사시도.

제17도는 종래의 금속 원통 부재의 제조방법에 있어서 전체의 개략 공정을 나타내는 사시도 및 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 애노드 원통 23 : 이음매

26 : 평판소재 27 : 금속원통

28 : 고에너지 비임 B : 용접부

본 발명은 전자관용 금속원통 부재 및 마그네트론 애노드의 제조방법에 관한 것이다.

각종의 전자관 그의 진공용기, 또는 애노드, 그리드등의 각종 전극혹은 공진공동, 고주파 도파관부등은 금속 원통부재로 구성된다.

예를들면 전자렌지용 마그네트론 애노드 구조체를 예를들어 설명하면 이 애노드 구조체는 주지하는 것처럼 애노드 원통의 내측에 방사상으로 여러장의 애노드 베인이 나열되어 애노드 베인의 수에 상당하는 공진공동이 구성되어 있다.

이들은 전기 전도도 및 열전도도가 좋은 동(Cu), 알루미늄(Al)등이 사용될 수 있으나 일반적으로는 내열성이 좋은 동(Cu)이 사용된다. 이와같은 마그네트론 애노드 구조체의 제조방법은 통상 긴 원통소재를 애노드 원통으로서의 원하는 길이로 절단하여 내외면이나 양오프닝단을 소정의 형상으로 절상등의 가공을 한후 안쪽 둘레벽에 애노드 베인을 솔더링 하는 방법이다.

그러나 이와같은 원통 소재에서 가공하는 원통소재 그것의 제조에 많은 노력을 요하고 또 원통소재의 치수 정밀도가 낮으면 다시 마그네트론 애노드 원통으로서 요구되는 내외 직경 치수에 마무리를 하지 않으면 안되어 결과적으로 제품가격을 높이는 결과가 나타난다.

여기서 마그네트론 애노드를 평판상 소재를 라운딩 성형해서 양단부를 맞대어 접합해서 원통상으로 형성하는 것이 예를 들면 미국특허제 4,570,843호 명세서에 기재되어 있고 또 이미 실용화 되어 있다.

이것은 평판상 소재의 제조가 용이하고 또 원하는 원통 직경을 만드는 것이나, 둥근 가공을 할때에 판두께의 제어를 동시에 행할 수 있기 때문에 제품가격저하에 대단히 유효하다.

즉 종래의 제조방법의 개략 공정은 제17도(a)－(k)에 나타낸 것처럼 구성되고, 동도면(a)에 나타낸 것처럼 먼저 긴 평판부재를 소정의 길이(l)로 절단해서 평판상 소재(1)를 얻는다.

이 평판상 소재(1)의 판두께(t₁)는 제품인 애노드 원통의 두께 보다도 조금 두꺼운 것이고, 길이(l)는 그 중립선 원둘레 길이에 대해 동등하거나 조금 긴치수로 되도록 절단되어 각면이 기본적으로 직각으로 교차하는 6면체이다. 이 평판상 소재(1)에서 하기의 각 공정을 거쳐서 애노드 원통을 형성하고 최후에 애노드 베인과 동시에 솔더링하여 완성한다.

각 공정을 차례로 설명하면 동도면(b)에 나타낸 것처럼 평판상 소재(1)를 라운딩 성형하는 공정에 의해 원통(2)을 얻는다. 이 단계에서는 평판상 소재(1)의 양단면은 완전히 밀착하지 않고 간격(S₁)이 남는다. 다음에 동도면(c)에 나타낸 것처럼 드로잉 성형 공정을 거친후 상온까지 냉각하여 원통(3)을 얻는다.

드로잉 성형에 의해 이음매(6)의 간격(S₃)은 미세한 치수로 된다. 그후 동도면(d)에 나타낸 압축공정에 있어서 원통(4)에 축방향 압축력을 가해 두께 및 원형도를 균등화에서 동도면(e)에 나타낸 것처럼 원통(5)을 얻는다.

또 동도면(d)에 있어서 ″11″은 펀치, ″8″은 고정다이, ″9″는 다이, 앤드, 녹아웃이다. 다음에 동도면(f)에 나타낸 것처럼 원통(5)이 오프닝 단부나 내외 둘레면을 소정의 형상, 치수로 절삭 가공하는 공정으로 옮긴다. 다음에 동도면(g)에 나타낸 것처럼 원통(5)에 직경 방향의 외측으로 향해 외력(W₂)을 가해서 이음매(10)에 간격(S₄)을 만들어 동도면(h)에 나타낸 것처럼 원통(11)의 이음매(10)의 내부를 포함해서 탈지 세정을 한다.

다음에 동도면(i)에 나타낸 것처럼 이음매(10)에 용접재(12)를 삽입한다. 용접재(12)삽입후 외력(W₂)을 제거함으로서 원통(11)의 스프링 백 힘으로 용접재(12)가 유지된다. 이 상태를 동도면(j)으로 나타낸다. 최후로 동도면(k)에 나타낸 것처럼 솔더링 공정을 거친다. 그런데 이 제조방법에 따르면 비교적 가격이 비싼 은납 또는 금납을 다량으로 요한다.

또 이음매(10)에 근소한 간격이 남으면 솔더링이 불안전하게 되어 진공 기밀성에 신뢰성이 부족해지게 된다. 여기서 이음매를 솔더링하는 대신에 이음매를 레이저나 전자 비임과 같은 고 에너지 비임으로 용접하는 방법이 예를들면 일본 특개소 56－156635호 공보, 일본 특공소 60－34779호 공보등에 나타나 있다.

그런데 이들 제조방법에 따르면 마그네트론 애노드의 내외 둘레에 부분적으로 돌출하는 용접 비이드가 남고 두께가 불균일하게 되어 완전히 둥근원으로 되지 않아서 그것을 최종 단계에서 절삭등으로 제거할 필요가 있다.

본 발명은 진공기밀등의 밀착성이 우수하고 내외둘레에 부분적인 돌기가 남지않고 두께가 균일한 동그란 원형의 고 품질의 전자관용 금속 원통 부재 및 마그네트론 애노드의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 평판상의 금속부재를 라운딩 성형에서 원통으로 하고 다음에 이것을 드로잉 성형하여 이 드로잉 성형후의 원통부품의 이음매를 고 에너지 비임에 의해 용접하여 그후 얻어진 원통을 그 안쪽둘레 및 바깥둘레를 구속하면서 드로잉 성형을 겸해 축방향으로 압축해서 소재에 소성 유동을 일으켜 성형하는 것을 특징으로 하는 전자관용 금속 원통 부재의 제조방법이다.

본 발명에 따르면 드로잉 성형후에 이음매를 고에너지 비임으로 용접하고 그후 압축 성형하므로 두께가 균일하고 둥근 고품질의 전자관용 금속 원통부재를 능률적으로 제조할 수 있다.

특히 비임 용접후에 드로잉 성형을 겸해 내외둘레를 구속하면서 압축성형하므로 전자관용 금속 원통부재의 내외 둘레에 부분적인 돌기나 홈은 거의 남지 않는다. 이하 도면을 참조해서 본 발명을 전자렌지용 마그네트론 애노드 구조체의 제조에 실시한 예를 상세히 설명한다.

먼저 본 발명에 의해 완성하는 금속 원통부재즉 마그네트론 애노드 구조체는 제16도에 나타낸 것처럼 구성되고 애노드 원통(21)의 안쪽둘레 벽측에 방사상으로 여러장의 에노드 베인(22)이 접착 고착 되어 있다.

이 경우 애노드 원통(21)은 동 즉 무산소동 혹은 동을 주로하는 동합금(단순히 동으로 표시)으로 되고 축을 따라 평행으로 뻗은 소재 양단면 이음매가 레이저 혹은 전자 비임과 같은 고 에너지 비임에 의한 용접으로 진공기밀로 접합되어 있다. 이 접합부는 안ㆍ밖으로 돌출하지 않고 형성되어 있고 비임 용접부를 부호 ″B″로 나타내고 있다.

그런데 본 발명에 따른 마그네트론 애노드의 제조방법은 제1도 내지 제14도에 나타낸 것처럼 구성되고 제1도는 전체의 개략공정을 나타낸 것으로 각 공정의 상세한 설명에 들어가기 전에, 이 개략 공정을 차례로 설명한다. 즉 제1도(a)에 나타낸 것처럼 먼저 동으로 된 긴 평판 부재를 소정의 길이(l)로 절단해서 판두께(t₁)의 평판 소재(26)를 얻는다.

다음에 동도면(b)에 나타낸 것처럼 평판소재(26)를 라운딩 성형하는 공정으로 원통(17)을 얻는다. 이 단계에서는 평판소재(26)의 양단면(23a)는 완전히 밀착하지 않고 V자형 간격(S₁)이 남는다.

다음에 동도면(c)에 나타낸 것처럼 드로잉 성형 공정을 거친후 상온(常溫)까지 냉각한다. 드로잉 성형에 의해 이음매(23)의 간격(S₂)이 소정범위(후술)로 되도록 한다. 그후 동도면(d)에 나타낸 것처럼 탈지, 세정을 행하여 원통(27)의 전체에 부착해 있는 가공유나 이물을 제거한다.

이때 이음매(23)에는 간격(S₂)이 있어서 이음매(23)의 내부도 동시에 탈지, 세정된다.

다음에 동도면(e)에 나타낸 것처럼 간격(S₂)을 없애기 위해 압력(W₁)을 가해 이음매(23)를 밀착한 상태에서 레이저 비임을 조사하여 국부적으로 동을 용융시켜 접합한후 냉각한다.

따라서 이음매가 기밀 접합된 원통(27)이 얻어진다. 다음에 동도면(f)에 나타낸 것처럼 드로잉 성형을 겸한 압축 성형 공정에 있어서 원통(27)에 축방향 압축력을 가해 소성 변형을 일으켜 오프닝단에 필요한 단차(27a)(27b)를 형성한다.

이것에 의해 두께 및 원형도가 균등화된다. 또한 동도면(f)에 있어서 부호 ″51″은 펀치, ″59″는 고정다이 ″61″은 다이.앤드.녹아웃이다. 다음에 동도면(g)에 나타낸 것처럼 원통(27)의 오프닝 단부나 내외 둘레면을 소정의 형상, 치수로 절삭 가공하는 공정으로 이동한다.

이(g)에 있어서 ″73″은 절삭 바이트이다. 그후 동도면(h)에 나타낸 것처럼 원통(27)의 전체를 세정한다. 최후로 동도면(i)에 나타낸 것처럼 검사공정으로 이동한다. 또 이렇게 완성한 애노드 원통의 애노드 베인을 고착하면 마그네트론 애노드 구조체가 얻어진다.

이하 각 고정에 대해 상세히 설명한다.

먼저 제2도 및 제3도에 나타낸 것처럼 긴 동제 평판부재(24)를 소정의 길이(l)로 되도록 커터(25)로 절단해서 평판소재(26)를 얻는다. 이 평판소재(26)의 판두께(t₁)는 제품인 애노드 원통(21)의 두께 보다 근소하게 두꺼운 것이고, 길이(l)는 그 중립선 원주길이에 대해 동등 또는 근소하게 긴 길이로 되도록 절단되어 각면이 기본적으로 직각으로 교차하는 육면체이다.

다음에 라운딩 성형공정은 평판소재(26)를 제4도에 나타낸 것처럼 수십 kg이상의 압력으로 심금(cored bar)로울(31)과 폴리우레탄 고무와 같은 강탄성재로 되는 외주 로울(32)이 맞물리는 라운딩 성형 장치의 각 로울(31)(32)사이에 삽입하여 라운딩 성형한다.

외주로울(32)은 쇼어 경도(shore hardness)80－95의 재질이 적당하고, 이것에 화살표(33a)와 같이 회전구동력이 주어진다. 심금로울(31)은 애노드 원통(21)의 내경 치수보다 조금 작은 외경치수를 갖는 경질 금속이고, 이것 자체에는 회전 구동력은 주어지지 않고 외주로울(32)에서 전달되는 힘으로 자유롭게 화살표(33b)와 같이 회전하도록 되어있다.

이 라운딩 성형에 의해 제5도에 나타낸 것처럼 평판소재(26)는 대략 원통상으로 성형된다. 라운딩 성형으로 얻어지는 원통(27)은 양단면(23a)부근은 아직 직선상인 채로이다.

또 제4도와 같이 심금로울(31)의 바깥둘레에 둥글게 되는 단계에서 평판소재(26)의 바깥둘레에 구속력을 주면 제4도에 나타낸 것 보다도 양단면(23a)의 이음매 부분은 가장 원에 가깝게 성형 할 수 있으므로 그렇게 해도 좋다.

이와같이 라운딩 성형으로 1차 가공품 즉 원통(27)을 만드나 그 방법은 전술한 실시예에 한정되지 않고 예를들면 4방향에서의 슬라이드 금형으로 라운딩 성형해도 좋다. 다음에 드로잉 성형 공정에 대해 설명한다.

이 공정은 제6도에 나타낸 것처럼 드로잉 성형 장치를 이용해서 예를들면 동도면의 경우 1스트로크로 2단의 연속 드로잉 성형을 행한다. 이 장치는 상부에 펀치(40)가 상하로 움직이도록 설치되고, 하부에 1차 가공품 즉 원통(27)을 정위치 하기 위한 가이드(41), 제1의 드로잉 다이(42), 가이드(43), 제2의 드로잉 다이(44), 베이스(45)가 설치되어 있다.

펀치(40)의 외경치수(d₁)는 완성품 애노드 원통(21)의 내경치수에 거의 상당하고, 제1의 드로잉 다이(42)의 최소 내경(d₂), 제2의 드로잉 다이(44)의 최소 내경(d₃)은 점차 작아지는 크기이다.

그래서 각 다이의 내경(d₂)(d₃), 펀치(40)의 외경 치수(d₁)는 1차 가공품인 원통(27)이 펀치(40)의 바깥둘레에 끼어서 각 드로잉 다이를 통과함으로서 두께 감소율 즉 각 드로잉 다이를 통하기 전의 두께에 대한 통과후의 두께 감소분의 비율(이하동일)이 각 3%이하로 되는 치수로 설정되어 있다.

또 펀치(40)에는 스토퍼부(46)(47)가 설치되어 있다. 바람직한 예로서는 제1의 드로잉 다이(42)에서의 수축율이 약 2%, 제2의 드로잉 다이(44)에서의 수축율이 약 3%로 되도록 설정되어 있다.

그래서 앞의 도면과 같이 원통(27)이 가이드(41)의 내측에 설치되고, 다음에 펀치(40)가 하강해서 원통(27)이 펀치(40)의 바깥둘레에 끼워져 스토퍼부(46)에서 눌려 함께 2개의 드로잉 다이(42)(44)를 1스트로크로 연속적으로 통과하여 점선으로 나타낸 것과 같은 드로잉 성형품(27)이 얻어진다.

축방향으로 근소하게 늘어난 부재는 펀치(40)의 또 하나의 스토퍼부(47)까지의 바깥둘레에 남는다. 드로잉 성형에 의해 제7도에 나타낸 것처럼 원통(27)의 소재 양단면의 이음매(23)의 V자형 간격(G)을 조금씩 메우도록 제7도(a)에 화살표(48)과 같이 양측에서 소재가 소성 유동되고, 또 축방향으로도 소성 유동이 생긴다.

그래서 점차로 동도면(b)과 같이 중립선까지 안쪽둘레면 측에서 부터 간격이 좁아져서 최종적으로 V자형 간격(G)이 없어지며 밀착되게 한다. 드로잉 성형 장치에서 도출한 원통(27)은 소재중에 남아 있는 스프링 백힘으로 이음매(23)가 동도면(c)에 나타낸 것처럼 소정 치수(0.03－0.35mm의 범위)의 간격(S₂)만 벌린다.

이 드로잉 성형에 의해 가공품은 수십 ℃이상 고온이 되므로 기름 냉각이나 자연 냉각으로 실온가까이 까지 냉각된다. 또 이 드로잉 성형은 제6도의 장치와 방법에 의한 것에 한정되지 않고 예를들면 1스트로크에서 1단의 드로잉다이를 통하는 드로잉 성형을 2회이상 행해도 좋고, 혹은 1스트로크에서 3단이상의 드로잉다이를 연속해서 통하는 다단드로잉 또는 이들 조합에 의한 방법이라도 좋다.

전술과 같은 드로잉 성형후 원통(27)의 탈지, 세정을 행하여 원통(27)의 양단면 이음매(23)가 조금 벌어져 소정치수(0.03－0.35mm의 범위)의 간격(S₂)이 생기므로 이 간격(S₂)이 이용해서 이음매의 내부도 동시에 탈지, 세정할 수 있다.

다음에 제8도 및 제9도에 나타낸 것처럼 원통(27)의 이음매(23)에 레이저비임(28)을 조사해서 국부적으로 동을 용융시켜서 접합을 행하여 기밀 용접된 원통(27)을 얻는다. 그 때문에 용접해야할 복수개의 원통(27)의 단면을 서로 밀착시켜서 세로로 배치한다. 그래서 푸시지그(49)의 2개의 아암(49a)(49b)에 의해 압력(W₁)을 가해서 이음매(23)를 밀착시킨다. 푸시지그(49)는 스토퍼면(29c)에 의해 원통(27)을 과도하게 밀어 붙이지 않도록 되어 있다. 이리하여 각 원통의 이음매(23)는 일직선으로 배열된다. 또 원통의 내측에는 용접시에 원통소재의 용융물이 원통내면에 붙지 않도록 수용기(50)가 설치되어 있다. 그래서 제9도(a)에 나타낸 것처럼 레이저 비임(28)을 원통의 축(Z), 즉 이음매의 길이 방향의 면에 대해 경사지게 조사한다.

예를들면 축(Z)에 대한 수직선(X)에 대해 대략 20도의 각도 θ로 조사하도록 설정한다. 그에 따라 레이저 비임의 소재 표면에서 반사한 비임이 레이저 발진기로 돌아와 버리는 것을 방지할 수 있다. 따라서 발진기의 정확한 파워 콘트롤이 보증될 수 있다. 또 레이저 비임은 파장이 비교적 긴 탄산 가스(CO₂)레이저가 동 소재의 경우 특히 적합하다.

여기서 레이저 비임의 파워는 동도면(b)에 나타낸 것처럼 원통의 단면보다도 외측에서 온시키고, 각 원통(27)을 화살표(R)과 같이 이동한다. 그래서 최초의 원통의 단부(a)에 도달한때 레이저 파워를 일시적으로 크게 하고 그 후 점차로 작게 하여 이 원통의 후부를 용접하는 사이에는 일정의 파워를 유지하도록 콘트롤 한다. 그래서 레이저 비임의 조사 위치가 인접한 원통의 단면(b)에 도달한때 다시 레이저 파워를 크게 하여 동일하게 콘트롤 한다. 최후의 원통의 단면(e)를 거친 후에 파워를 오프한다.

따라서 서로 밀착시키고 있다고 할 수 있는 것으로, 열전도가 작아 온도가 낮은 후단의 원통 용접 초기의 단부 부근도 충분한 융합이 얻어져 이음매 전체를 완전하게 용접할 수 있다.

레이저 비임의 촛점(P)은 바람직하게는 원통의 이음매의 표면에서 근소한 치수(Q)만큼 소재의 내부의 위치하도록 조사한다.

일예로서 동소재의 두께가 약 2mm, 직경이 38mm, 축방향 길이가 28mm의 원통의 경우에서 CO₂레이저 비임 촛점(P)의 크기는 약 0.2 내지 0.4mm의 범위의 직경, 비임 출력은 3－6kw의 범위, 또 원통의 이동속도는 매초 5－10cm범위의 속도가 적당하다.

이음매를 용접한 각 원통은 그의 각 용접 부분으로 이어지나 밀착한 단면(b)(c)(d)－을 비틀어서 간단히 분리 할 수 있다. 이리하여 제10도에 나타낸 용접상태의 원통(27)이 얻어진다.

이 접합부(B)의 횡단면을 관찰하면 동도면에 모식적으로 나타낸 것처럼 바깥둘레면에서 안쪽둘레면으로 연속한 용융층(29)이 있고 물리적, 기계적으로 안정한 접합층이 얻어진다. 또 도시한 것처럼 접합부(B)의 안,밖 둘레에는 용접에 따른 약간 볼록한 비이드(30)가 생긴다. 혹은 용접 조건이나 이음매로의 가압력의 조건에 따라서는 오목한 비이드가 생기는 경우도 있다. 또 비임 용접에 이용하는 고에너지 비임은 레이저에 한하지 않고 열선 비임이나 전자비임등도 좋다.

레이저나 열선비임 용접의 경우는 원통소재의 산화 및 용융 접합부(내부)로의 공기 등의 침입을 방지하기 위해 진공 또는 불활성 가스 중에서 행할 필요가 있다. 또 비임 조사는 원통(27)의 내외면의 어느쪽에서도 좋다.

다음에 제11도 및 제12도에 나타낸 장치 및 순서에 의한 압축성형 공정을 거쳐 제13도에 나타낸 양 오프닝 단면의 안쪽둘레에 소정 형상의 원통형 단차(27a)(27b)를 갖는 애노드 원통(27)을 얻는다. 즉 제11도는 성형 직전의 상태를 나타내고 제12도는 성형 종료 상태를 나타낸다.

이 압축 성형 장치는 원주형의 펀치(51), 긴 다이(52), 피성형품인 드로잉 성형이 끝난 원통(27)을 안내하는 가이드(53)를 가지고 있다.

펀치(51)는 소정의 외경치수(D_P)를 갖는 주요 둥근기둥부(54)를 갖고, 선단부에서 원통(27)의 높이 치수(H_a) 보다도 높은 높이 치수(H_b)의 위치에 일체 성형된 2단의 스토퍼부(55)(56)를 가지고 있다. 주요 둥근기둥부(54)의 외경치수(D_P)는 완성품 애노드 원통(21)의 내경치수와 동등하게 되어 있다. 스토퍼부(55)(56)는 주요 원통기둥부(54)의 외경치수(D_P)에 대해 적어도 2단계로 외경치수가 확대하는 둥근기둥부이고, 제1의 스토퍼부(55)는 후술하는 것처럼 원통(27)의 한쪽 오프닝 단부안쪽 둘레의 원주상 단차(27)의 한쪽 오프닝 단부안쪽 둘레의 원주상 단차(27a)를 압축성형공정으로 만들기 위한 단부이다.

가이드(53)는 애노드 원통(27)를 부드럽게 삽입시키는 완만한 중앙구멍(57)을 가지고 있다. 피성형원통(27)의 외경치수를 D_a로 한다. 또 이 상태에서 원통(27)의 내부에 펀치(51)의 주요 둥근기둥부(54)가 충분히 끼워질 수 있는 내경치수로 되어 있다.

다이(52)는 장치베이스(58)상에 고정다이(59)가 설치되고 그 중심의 내경이 서서히 축소하는 성형용 구멍(60)의 저부에 가동 다이로 되는 다이앤드 녹아웃(61)이 푸시업 실린더(62)에 의해 상하 이동가능하게 끼워져 있다. 고정다이(59)상에 가이드(53)가 동축적으로 설치되어 있다. 이 고정다이(59)의 성형용 구멍(60) 형상과 내경치수(D_b)는 완성품 애노드 원통(21)의 바깥둘레 형상과 외경치수를 정하도록 구성되고 피성형 원통(27)의 외경치수(D_a)보다도 조금 작은 치수로 되어있다. 또한 성형용 구멍(60)의 상단 즉 가이드(53)에 면하는 부분은 곡면(60a)으로 되어 있다. 고정다이(59)의 저부 구멍(63)의 내측에 장착되어 있는 다이.앤드.녹아웃(61)은 원통(27)의 하단면을 지지해서 펀치(51)와 함께 구속해서 압축 성형한다. 또 이것은 성형 종료 상태의 원통(27)을 윗쪽으로 압출해서 고정다이(59)에서 분리하는 기능을 가지고 있다. 그 때문에 다이.앤드.녹아웃(61)의 상단부에는 내측에 펀치(51)의 선단부를 밀접하게 받아들이는 짧은 원통형의 수용부(64)가 설치되어 있다. 그 때문에 이 수용부(64)의 내경치수(D_s)는 펀치(51)의 외경치수(D_P)와 같거나 약간 큰 치수로 되어 있다.

수용부(64)의 바깥둘레에는 외경치수(D_t)가 성형용 구멍(60)의 내경치수(D_b)와 수용부(64) 내경치수(D_s)의 대략 중각직경 치수를 갖고, 소정 깊이의 원주상 계단부 (65)가 형성되어 있다. 또한 다이.앤드.녹아웃(61)의 중심부분에는 통기구멍(61a)이 형성되어 있다. 또한 다이.앤드.녹아웃(61)은 압축 성형시에는 베이스(58)상에 유지되고, 성형 종료시에는 푸시업 실린더(62)에 의해 윗쪽으로 밀어올려져 실린더(27)를 배제하도록 되어 있다. 그런데 압축성형에 있어서 피성형 원통(27)는 펀치(51)의 주요 둥근기둥부(54)의 바깥둘레에 끼워지고 제1의 스토퍼부(55)에 걸려서 하강하여 고정다이(59)의 성형용 구멍(60)으로 삽입된다.

이 성형용 구멍(60)을 통과하는 사이 원통(27)은 축방향으로 늘어나 두께가 근소하게 감소한다. 동시에 이 원통(27)은 내외 둘레면이 펀치(51) 및 고정다이(59)에 의해 끼워져 구속되면서 그의 양 오프닝 단부의 한쪽이 펀치(51)의 스토퍼부(55)에서, 다른쪽이 다이.앤드.녹아웃(61)의 수용부(64)의 사이에 끼워져서 축방향의 압축력을 받는다. 이와같이 원통(27)은 그의 내외 둘레면 및 양 오프닝부가 펀치(51) 및 고정다이(59)에 의해 끼워져 구속된 후 또 펀치(51)의 하강에 의해 소재에 소성 유동이 생겨 압축 성형된다. 그래서 제12도에 나타낸 것처럼 펀치(51)의 스토퍼부(55) 및 다이.앤드.녹아웃(61)의 수용부(64)가 피성형소재즉 원통(27)에 축방향으로 소정 치수 압입되어 끼워진다.

압축성형 완료 후 펀치(51)를 도면의 상방으로 빼는 동시에 푸시업 실린더(62)를 윗쪽으로 밀어 올려 제13도에 나타낸 압축 성형된 원통(27)을 도출한다.

전술한 것처럼 드로잉 성형을 겸한 압축성형에 따라 용접에 의해 발생한 블록한 비이드가 해소되어 모든 둘레의 두께가 균등하게 되고 또 원형도가 향상된 원통이 얻어진다. 또한 펀치(51)의 스토퍼부(55)에서 일쪽의 오프닝 단부에 원주형단차(27a)가, 또 다이.앤드.녹아웃(61)의 수용부(64)에서 다른쪽 오프닝 단부에 원주상단차(27b)가 동시에 형성된 원통(27)이 얻어진다.

전술한 것처럼 압축성형공정을 거친 원통(27)은 한쪽 혹은 양쪽의 오프닝단부에 근소하지만 여분의 소재로 디는 버(bur) 혹은 요철 상면이 생긴다. 이것을 절삭해서 애노드 원통으로 요구되는 형상으로 마무리한다. 그 때문에 절삭공정을 거친다. 즉 제14도에 나타낸 것처럼 원통(27)을 척으로 지지하면서 고속회전시켜 원주방향의 절삭가공을 한다. 절삭 장치의 원통형 홀더(71)의 선단에 설치한 척(72)에 피가공원통 (27)을 지지시켜 고속 회전시키면서 절삭 바이트(73)(74)로써 소요 형상을 절삭한다. 이와같이 해서 제15도에 나타낸 것같은 단부 형상(34)(35)에, 또 내외 둘레면에 테이퍼면(36)(37)을 형성하여 애노드 원통을 얻는다. 또 내,외둘레에 테이퍼면(36)(37)은 드로잉 성형을 겸한 압축 성형 공정에서 형성해도 좋다. 때문에 다이스 또는 펀치에 테이퍼 면을 설치해 두면 좋다.

최후로 애노드 원통(21)의 안둘레벽에 소정수의 애노드 베인(22)을 납땜 또는 비임 용접 등에 의해 접합, 고착하면 제6도에 나타낸 마그네트론 애노드 구조체가 얻어진다.

이상 설명한 실시예는 금속원통 부재가 동의 경우이나 이것에 한정되지 않고 그 밖의 금속부재에 의한 길이의 원통 부재라도 좋다.

본 발명에 따르면 평판 소재에서 두께가 균일한 원형도가 좋은 금속 원통부재 또는 마그네트론 애노드를 제조할 수 있다. 특히 내외 둘레에 부분적인 돌기 등의 용접, 비이드가 남지 않고 금속 원형을 용이하게 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 평판형의 금속부재(26)를 라운딩 성형에서 원통(27)으로 하고, 다음에 이것을 드로잉 성형하고, 드로잉 성형후 원통부품(27)을 탈지, 세정하고, 다음에 원통부품(27)의 이음매(23)를 고에너지 비임(28)으로 용접하고, 그후 얻어진 원통을 그의 안둘레 및 바깥 둘레를 구속하면서 축 방향으로 압축해서 소재에 소성유동을 일으키게 해서 상기 융접공정에서 발생하는 용접비드를 제거, 또는 감소시키는 성형을 실시하는 것을 특징으로 하는 전자관용 금속 원통 부재의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 이음매(23)를 비임 용접하는 공정은 복수개의 피용접원통 부품의 단부를 서로 밀착해서 세로로 배치하고, 일직선상에 늘어선 각 이음매를 연속적으로 비임 용접하고 그후 각각의 원통 부품으로 분리하는 것을 특징으로 하는 전자관용 금속 원통 부재의 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 각 원통부품(27)의 이음매(23)에 조사되는 고에너지 비임의 파워를 각 원통 부품마다 초기에는 크고, 나중에는 작게 콘트롤하는 것을 특징으로 하는 초기에는 크고, 나중에는 작게 콘트롤하는 것을 특징으로 하는 전자관용 금속 원통 부재의 제조방법.
4. 동으로 된 평판형 금속 부재(26)를 라운딩 성형해서 원통(27)으로 하고, 다음에 이것을 드로잉 성형하고 드로잉 성형후 원통부품(27)을 탈지, 세정하고, 다음에 원통부품(27)의 이음매(23)를 고에너지 비임(28)으로 용접하고, 그후 얻어진 원통을 그의 안둘레 및 바깥둘레를 구속하면서 축방향으로 압축해서 소재에 소성유동을 일으키게 해서 상기 융접공정에서 발생하는 용접비드를 제거, 또는 감소시키는 성형을 하여 애노드 원통(21)으로 하고, 이 애노드 원통(21)의 내측에 복수장의 애노드 베인(22)을 방사상으로 접합하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 애노드의 제조방법.
5. 제4항에 있어서, 용접용의 고에너지 비임(28)을 이음매(23)의 길이방향의 면에 대해 경사지게 조사하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 애노드의 조사방법.
6. 제4항에 있어서, 이음매(23)를 비임 용접으로 기밀 접합하는 공정은 복수개의 피용접 원통부품의 단부를 서로 밀착해서 세로로 배열하고, 일직선상에 늘어선 각 이음매를 연속적으로 비임 용접하고, 그후 각각의 원통 부품으로 분리하는 것을 특징으로 하는 마그네트론 애노드의 제조방법.

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