KR940009406B1 - 내면홈부관 가공장치의 유성볼 다이스 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

내면홈부관 가공장치의 유성볼 다이스

제 1a, b, c 도는 본 발명에 대응되는 종래의 내면홈부관 가공장치를 설명하기 위한 도면으로서, (a)도는 내면홈부관 가공장치의 단면도, (b)도는 제 1a 도의 A-A선 단면도, (c)도는 내면홈부관 가공장치에 있어서, 유성볼의 지지상태를 나타내는 요부설명도이다.

제 2 도는 본 발명에 따른 내면홈부관 가공장치의 유성볼다이스의 일실시예를 나타내는 종 단면도이다.

제 3 도는 제 2 도의 A-A선 단면도이다.

제 4 도는 본 발명에 따른 내면홈부관 가공장치에 있어서 유성볼 지지상태를 나타내는 요부설명도이다.

제 5 도는 본 발명에 따른 유성볼다이스가 설치된 내면홈부관 가공장치의 설치상태를 나타내는 개략설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 다이스몸체 21 : 전방커버

22 :후방커버 23 : 제 1 외륜

24 : 제 2 외륜 25 : 나사부재

26 : 유성볼 27 : 리테이너

28 : 지지링 29 : 볼베어링

30 : 위치조정링 31 : 모터

32 : 중공축 33 : 사이징다이스

34 : 홈부플러그 35 : 트러스트 베어링

36 : 플로우팅 플러그(floating plug)

37 : 로드 38 : 원추형 다이스(conical dies)

40 : 유성볼다이스 100 : 금속관

본 발명은 금속관내벽에 축방향 또는 나선방향으로 내면홈을 형성한 내면홈부관을 성형하는 내면홈부관 가공장치의 유성볼다이스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 그 구조가 공전과 자전이 자유로운 유성볼다이스를 모터축에 직접 설치함으로써, 정밀한 내면홈부관을 성형할 수 있도록 하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 관내면에 축방향 또는 나선방향으로 홈이 형성되는 내면홈부관을 성형하기 위한 내면홈부관 가공장치는 제 1a, b, c 도에 도시된 바와같이 금속관(1)내면에 그 선단의 플러그(12)에 의하여 축방향 또는 나선방향으로 내면홈(2)을 가공형성하는 유성볼다이스(3)가 회전지지대(4)상에 회전자유롭게 설치되고, 이 유성볼다이스(3) 일측으로는 금속관(1)의 직경을 1차로 축소시키는 인발다이스(5)가 설치되며, 타측으로는 인발다이스(5)와 유성볼다이스(3)를 통과하며 내면가공되어 나오는 금속관(1)의 표면조도와 외경의 정밀도를 유지시키도록 피니싱가공(finishing)하는 사이징다이스(sizingdies) (6)가 설치된다.

상기 유성볼다이스(3)는 지지베어링(7)의 설치된 회전지지대(4)에 회전지지되며, 유성볼다이스 본체(8) 일측에는 통상 별도로 떨어져 있는 모터(도시생략)의 동력을 벨트(도시생략)로 전달받도록 벨트풀리(9)가 설치되며, 타측 유성볼다이스 본체(8) 내측공간부(10)에는 6개의 볼(11)이 연속적으로 서로 접속된 상태로 설치되어 있다.

상기 6개의 볼(1)들을 제 1b 도에서와 같이 다이스본체(8)의 공간부(10)내면과 금속관(1)의 외주연 사이에서 서로 점접촉된 상태로 설치된다.

한편, 상기 볼(11)들과 점접촉되는 금속관(1)의 내면에는 금속관 관벽에 내면홈(2)을 형성토록 하는 홈형성용 플러그(12)가 위치하며, 이 플러그(12)의 후단에는 인발다이스(5) 측에 지지되는 프로우팅플러그(13)가 다이롯드(14)로서 연결되어 있다.

이와같은 종래의 내면홈부관 가공장치로 금속관내면에 내면홈을 가공하고자 할 경우에는, 금속관(1)의 선단부를 소정의 칫수만큼 드로잉하여 직경을 축소시킨 다음 이 금속관 내측에 플로우팅플러그(13)을 삽입시킨다.

그 뒤, 이 금속관(1)을 인빌다이스(5)와 유성볼다이스(3)와 사이징다이스(6)에 의해 연속적으로 가공작업되도록 통과시키되, 드로잉된 금속관 선단부를 인발기(도시생략)에 클램핑 시키고 유성볼다이스(3)를 구동시키는 모터와 인발기를 구동시킨다.

상기와 같이 인발기와 모터를 구동시킴에 따라 금속관(1)이 인발기측으로(화살표방향) 당겨지며 다이스본체 즉, 유성볼다이스(3)는 회전지지대(4)에 지지된 상태로 회전된다.

상기와 같이 인발기측으로 당겨지는 금속관(1) 외주면에서 다수개의 볼(1)이 압착된 상태로 금속관 외면에 압력을 가함에 따라 금속관(1)은 회전가압에 의한 수축력을 받으며, 한편 상기 볼(11)들과 대응되는 금속관 내면에는 홈성형용 플러그(12)가 상기 수축력에 대응되는 지지력을 부여하면서 금속관 내면을 가공하므로 금속관(1) 내면에는 나선형으로 된 내면홈(2)이 가공형성되게 된다.

이와같은 종래의 내면홈부관 가공장치는 제 1b 도에서와 같이 금속관 외면에 압력을 가하면서 회전하는 볼(11)들이 다이스본체(8)의 공간부(10) 내면에서 다이스본체(8) 내면과, 서로 인접한 볼(11)들과 그리고 금속관 외주면과 서로 점접촉되어 밀착된 상태에서 회전되고, 제 1c 도와 같이 다이스본체(8) 내면과 볼(11)과의 접촉점이 많아져서 볼의 유성회전에 한계가 있음은 물론이고 볼들이 일방향으로만 자전이 가능하며 다이스본체(8) 내면과 볼(11)이 접촉되는 부위("A")와, 인접한 볼(11)들과 접촉되는 부위('B")와, 볼(11)과 금속관(1) 외주면과 접촉되는 부위("C")에서 커다란 접촉저항마저 발생된다.

상기와 같이 커다란 접촉저항이 발생함과 아울러 "A", "B", "C" 각 부위에서는 열이 함께 발생되므로 볼자체의 회전이 부자연스러워짐은 물론 유성볼다이스(3)의 고속회전이 불가능하며, 고속회전시에는 다이스본체(8) 내면과 금속관(1) 외주면사이에서 볼(11)들이 슬립이 발생되고 불균일한 회전가압력일 작용되며, 볼의 마모 또한 불균일하게 되어 금속관의 표면조도가 나빠질 뿐만 아니라 나아가 볼이 파손되고 금속관이 파단되는 등의 치명적인 결함을 지니고 있다.

따라서, 상기와 같은 문제점 때문에 저속회전이 불가피하며 유성볼다이스를 저속회전 시킴에 따라 내면홈부관(금속관)의 가공속도가 늦어 생산성이 저하되는 문제가 있다.

또한, 제 1b 도와 같이 여러개의 볼(11)들을 지지하는 별도의 수단이 없이 여러개의 볼(11)들이 서로 접촉상태로 위치를 유지하게 되므로, 다이스본체(8)의 공간부(10)내에 볼들을 설치하는 그 작업이 번거롭고 불편하며, 볼들의 이탈이 잦은 문제를 아울러 지니고 있다.

그리고, 제 1a 도에서와 같이 유성볼다이스(3)를 회전시키는 벨트풀리(9)가 모터에 의해서 벨트를 통해 동력을 전달받도록 되어 있고, 금속관에 내면홈을 형성시키는 볼(11)이 회전지지대(4)를 중심으로 벨트풀리(9)와 반대측에 위치하게 되어, 여러개의 볼(11)들이 금속관(1)에 가하는 압력이 불균일하고 유성볼다이스(3)에 진동이 발생되어 양질의 제품을 기대할 수 없는 등의 문제점을 지니고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 치명적인 문제점들을 근본적으로 해결하기 위한 것으로, 볼끼리의 상호 직접적인 접촉을 지양하고 금속관 외주연에서 접촉된 상태로 회전되는 유성볼의 유성운동시의 마찰력을 극소화하고 고속회전과 아울러 유성볼의 자전과 공전이 자유롭게 되도록 설치함으로써, 양질의 제품을 신속, 정확하게 가공할 수 있도록 하는 내면홈부관 가공장치의 유성볼다이스를 제공하기 위한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 내면홈부관 가공장치의 유성볼다이스에 대한 일실시예를 첨부된 도면에 따라 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제 2 도 내지 제 5 도에 도시된 바와같이, 전후방 커버(21), (22) 사이에 제 1, 제 2 외륜(23), (24)이 나사부재(25)에 의해 고정설치되어 다이스몸체(20)를 이루고, 이 다이스몸체(20) 내측으로 금속관(100)이 통과할 수 있도록 공간부를 형상하고 있으며, 이 공간부에는 공간부로 삽입되어 통과하는 금속관(100) 외주연에 접촉될 유성볼(26)과, 상기 유성볼(26)을 지지하는 지지링(28)이 회전 자유롭게 설치된 볼베어링(29)과, 상기 볼베어링(29) 후방에 삽설되며 유성볼(26)의 위치를 횡이동 조정가능케 하도록 위치조정링(30)이 또한 제 2 외륜(24)상에서 상기 지지링(28)에 지지되는 볼베어링(29)에 접설되어 후방커버(22)와 함께 상기 지지링(28)을 받쳐주고 있다.

상기 유성볼(26)은 제 2 도 및 제 3 도에서 보는 바와같이 제 1 외륜(23) 내측에서 회전 자유롭게 설치되며, 제 1 외륜 내벽과 접촉되는 유성볼(26)간에 상호 일정 간격을 유지하면서 함께 고속회전 가능하도록 유성볼(26)을 수납지지하는 리테이너(27)가 설치된다.

또한, 상기 볼베어링(29)은 제 2 도에서와 같이 제 2 외륜(24) 내측에 설치되며, 볼베어링(29)에 삽입설치된 지지링(28)이 유성볼(26)을 지지하고 있으며, 볼베어링(29) 후방의 위치조정링(30)의 위치이동에 따라 볼베어링(29)과 지지링(28)이 이동하면서 유성볼(26)의 위치를 조정할 수 있도록 되어 있다.

상기 지지링(28)을 제 4 도에서 보는 바와같이 지지링(28) 선단부가 유성볼(28)의 중심선 하측을 지지하여 유성볼(26)을 제 1 외륜(23) 내면측으로 띄워줄 수 있고, 유성볼의 유성운동시의 마찰력을 극소화시킬 수 있도록 선단각도(θ)를 5~30°로 경사지게 형성시키는 것이 바람직하다.

그리고, 다이스몸체(20) 후방의 후방커버(22)에는 모터(31)의 중공축(32)이 직렬로 연결되어 유성볼다이스(40)는 모터의 회전력으로 회전되며, 다이스몸체(20) 내측을 통과하는 금속관(100)은 종래의 구동기구에 의해서 전진되거나 또는 모터의 중공축(32)를 통과하면서 모터(31) 후방에 위치고정된 사이징다이스(33)를 통과하도록 되어 있다.

한편, 다수개의 유성볼(26) 내측의 금속관(100)내측에는 제 2 도 및 제 3 도에서와 같이 금속관(100)이 삽입되어 통과하는데, 이 유성볼(26)에 대응하는 금속관(100) 내측에는 금속관 내면에 홈을 형성하기 위한 홈부플러그(34)가 위치하게 되며, 이 홈부플러그(34) 선단부에는 진행방향으로 작용하는 축력에 의해 저항을 받는 금속관이 원활하게 통과하도록 트러스트베어링(35)이 설치되고, 이 홈부플러그(34) 타측에는 소정위치에 위치고정된 원추형다이스(38)에 지지되는 플로우팅 플러그(36)의 로드 (37)가 연결되어 있다.

이와같이 구성된 본 발명의 작동상태를 다음에서 설명하면 다음과 같다.

먼저 금속관(100)의 선단부를 찌그러트려 직경을 축소시킨 뒤에 플로우팅플러그(36)를 금속관 내측에 삽입시킨다. 이때 플로우팅플러그(36)의 홈부플러그(34)가 금속관 진행방향을 향하도록 삽입시켜야 한다.

이상태의 금속관을 원추형다이스(38)와 유성볼다이스(40)-모터(31)-사이징다이스(33) 통과시켜 찌그러진 부분을 인발기(도시생략)에 걸어 금속관을 당기면서 모터(31)를 동작시킨다.

상기와 같이 인방기와 모터(31)를 동작시킴에 따라 금속관(100)이 인발기측으로 진행하면서 금속관내에 위치한 플로우팅플러그(36)가 정위치에 도달하게 되는데, 이 플로우팅플러그(36)의 소정각도로 단턱진 부분이 원추형다이스(38)에 걸리면서 선단부 홈부플러그(34)는 유성볼(26)에 대응하는 지점의 금속관(100) 내측에 위치하게 된다.

이렇게 플로우팅 플러그(36)가 정위치를 유지하고 있는 상태에서 인발기와 모터(31)가 동작되고 있으므로해서, 모터(31)에 의해서 고속회전하는 유성볼다이스(20)의 유성볼(26)의 압착력과 인발기로서 당기는 힘에 의해 유성볼(26)과 대응하는 홈부플러그(34)에 의해 금속관(100)내면에는 소정모양의 홈이 형성되는 것이다. 이때 홈부플러그(34) 선단부에는 트러스트베어링(35)이 설치되어 있어 진행방향으로 작용하는 축력에 의해 저항을 받는 금속관이 원활하게 진행되는 것이다.

상기 유성볼다이스(40)는 모터의 중공축(32)과 축방향으로 직결되어서 동력전달시 슬립 및 진동이 발생하지 않으면서 유성볼다이스(20)가 금속관(100) 외주연에서 고속회전하게 되는 것이다.

또한, 제 4 도에서 보는 바와같이 금속관(100)의 진행방향에서 유성볼(26)을 지지하는 지지링(28) 선단부가 소정의 각도(θ)로 경사진 상태로 유성볼(26)의 중심선 하방을 지지하게 되어, 유성볼(26)은 제 1 외륜(23) 내벽측으로 미세한량 뜨게되어 유성볼(26)의 유성운동시 마찰력이 극소화되어 고속회전이 가능함과 동시에, 유성볼(26)의 편마모도 방지할 수 있도록 되어 있다.

상기 지지링(28) 선단부의 경사각도(θ)는 수평으로부터 5∼30°가 바람직하다.

상기와 같이 유성볼다이스(20)가 고속회전함에 따라 제 2 도 및 제 3 도에서와 같이 제 1 외륜(23) 내주연과 금속관(100) 외주연 사이에 접촉되게 위하고 있는 유성볼(26)이 상기 제 1 외륜(23)의 접촉회전력에 의해 금속관(100) 외주연에서 고속으로 회전하게 된다.

이때, 유성볼(26)은 자전과 동전이 동시애 이뤄지고 일측면에는 볼베어링(29) 내측에 설치된 지지링(28)이 유성볼(26)들은 지지하고 있기 때문에 상기 유성볼(26)은 금속관(100) 외주연에서 슬립이나 진동이 발생하지 않으면서 정숙하게 고속회전하게 되는 것이다.

이렇게 정숙하게 고속회전하는 유성볼(26)의 대응위치인 금속관(100) 내측에는 금속관 내면에 홈을 형성하기 위한 홈부플러그(34)가 위치하고 있어서, 금속관(100) 외주연에 압착된 상태로 회전하는 유성볼의 누름압력과 인발기로 잡아당기는 힘에 의해 홈부플러그(34)의 외주 표면 형성에 따라 금속관 내면에 나선방향이나 직선방향과 같은 홈이 형성되는 것이다.

상기와 같이 유성볼다이스(40)를 통해 나오면서 홈이 형성된 관은 모터(31)의 중공축(32)을 통하여 사이징 다이스(33)를 통과하면서 외경 치수 및 홈의 리드각이 조정됨과 동시에 표면조도를 향상시키게 된다.

이상에 살펴본 바와같은 본 발명에 따른 내면홈부관 가공장치의 유성볼다이스는, 금속관 외주연에 압력을 가하면서 회전하는 유성볼이 자전과 공전이 순조로이 이루어지고, 볼이 상호 접촉되어 있지 아니하며 유성볼다이스가 모터축과 직렬로 직접 연결된 것을 사용하여, 고속으로 회전시키더라도 유성볼다이스의 유성볼이 금속관 외주연에서 슬립이나 진동이 발생하지 않으면서 매우 균일하게 아울러 정숙하게 회전되므로써, 금속관의 전원도 또한 정확히 확보할 수 있는 등 양질의 제품(내면 홈부관)을 단시간내에 더욱 대량으로 생산할 수 있는 특출한 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 금속관 내면에 홈을 형성하는 내면홈부관 가공장치의 유성볼다이스를 구성함에 있어서, 모터(31)의 중공축(32)과 직렬로 연결되는 후방커버(22)와 전방커버(21) 사이에 제 1, 제 2 외륜(23), (24) 이 나사부재(25)로서 결합되며 내측으로 금속관(100)이 통과하는 다이스 몸체(20)와, 상기 다이스몸체(20)의 제 1 외륜(23) 내측에서 공전과 자전이 자유롭게 되도록 리테이너(27)에 의하여 수납지지되고 서로간에 떨어져 설치되는 유성볼(26)들과, 상기 제 2 외륜(24)내측에 설치되며 상기 유성볼(26)들을 지지하는 지지링(28)이 회전자재토록 설치되는 볼베어링(29)으로 구성되어 고속회전도 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 내면홈부관 가공장치의 유성볼다이스.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 유성볼 지지링(28)을 지지하는 볼베어링(29)의 후방에는 유성볼(26)의 위치를 조정하는 위치조정링(30)이 삽입설치된 것을 특징으로 하는 내면홈부관 가공장치의 유성볼다이스.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 지지링(28) 선단부는 수평으로부터 통상 5∼30°로 경사지게 경사면을 형성하며, 상기 경사면을 형성한 지지링(28) 선단부가 유성볼(26)의 중심선 하방을 지지하는 것을 특징으로 하는 내면홈부관 가공장치의 유성볼다이스.