KR100804255B1

KR100804255B1 - 초음파 용착기의 혼 제조방법

Info

Publication number: KR100804255B1
Application number: KR1020070141490A
Authority: KR
Inventors: 서옥순
Original assignee: 서옥순
Priority date: 2007-12-31
Filing date: 2007-12-31
Publication date: 2008-02-18

Abstract

본 발명은 초음파 금속용착을 하는 초음파 용착기의 혼 제조방법에 관한 것으로, 톱 기계로 준비된 소재를 절단하여 소재의 크기를 조정하는 소재크기 조정단계와, 선반을 이용하여 소재의 외경, 전장, 단면, 홀 가공을 하는 외형 가공단계와, 밀링머신을 이용하여 소재의 양 측면에 형성된 홀에 탭을 형성하는 탭 형성단계와, 와이어컷팅머신을 이용하여 소재의 상, 하부의 양쪽을 등분가공하는 등분 가공단계와, 밀링머신을 이용하여 소재의 전, 후면에 스패너자리 홈 가공을 하는 스패너 자리 홈 가공단계와, 성형연삭기를 사용하여 널 가공할 부위의 폭을 가공하는 널 가공 부위 폭 가공단계와, 소재의 변형 방지를 위한 열처리를 하는 열처리 단계와, 녹 방지를 위해 알칼리 흑착색으로 착색하는 표면 처리단계와, 널 가공할 부위를 평면 연삭한 후, 평면 연삭된 널 가공할 부위에 피치형상을 가공하여 제품의 가공을 완료하는 가공 완료단계와, 파워 서플라이를 이용하여 주파수와 파워로스를 검사하고, 수평검사측정기와 공구현미경을 통하여 널 가공할 부위의 수평검사와 피치형상을 검사하는 검사 단계로 이루어진 것에 특징이 있는 초음파 용착기의 혼 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따른 초음파 용착기의 혼 제조방법에 의하면 초음파 용착기의 혼을 불량품 없이 제조할 수 있어 비용을 절감할 수 있는 장점이 있으며, 내마모성이 우수할 뿐만 아니라, 조직이 미세하여 내칩핑성이 우수한 분말하이스를 소재를 사용하고, 상기 분말하이스 소재를 염욕 열처리를 하여 사용하기 때문에 용착시 진동 에 의한 제품의 파손이 발생하지 않는 장점이 있음은 물론, 다양한 색상으로 코팅된 제품의 외관에 의해 미려함을 지니게 할 수 있는 장점이 있다.

염욕 열처리, 분말하이스, 피치, 초음파, 용착, 혼

Description

초음파 용착기의 혼 제조방법{HORN OF THE ULTRASONIC WAVE WELDER MAKING METHOD}

본 발명은 초음파 용착기를 이용하여 초음파 금속용착을 하는 초음파 용착기의 혼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초음파 용착기의 혼을 불량품 없이 제조할 수 있어 비용을 절감할 수 있는 장점이 있으며, 내마모성이 우수할 뿐만 아니라, 조직이 미세하여 내칩핑성이 우수한 분말하이스를 소재를 사용하고, 상기 분말하이스 소재를 염욕 열처리(Salt Bath)를 하여 사용하기 때문에 용착시 진동에 의한 제품의 파손이 발생하지 않는 장점이 있음은 물론, 다양한 색상으로 코팅된 제품의 외관에 의해 미려함을 지니는 초음파 용착기의 혼을 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 초음파 금속용착은 초음파 진동에 의해 2개의 금속 접합면에 기계적인 진동에 의한 물리적인 확산작용으로 강력한 접합을 이루는 공법이다.

이러한 초음파 금속용착은 초음파 용착기로서 할 수 있는데, 이와 같은 초음파 용착기는 100 ~ 250V와 50 ~ 60Hz의 전원을 파워 서플라이(Power Supply)를 통 해 40KHz의 전기적 에너지로 변환시키고 이것을 다시 진동자(Converter)를 통해 기계적 진동에너지로 바꾼 후, 부스터(Booster)로 그 진동을 증폭시킨다.

그리고, 상기와 같은 작용에 의해 형성된 초음파 진동에너지가 혼(Horn)을 통해 금속용착물에 전달되면 금속 용착물의 접합면에 강제적인 확산에 의해 강력한 결합이 이루어진다.

이러한 초음파 금속 용착을 할 수 있는 초음파 용착기의 혼은 다양하게 제작되고 있는데, 상기 혼을 제작하는 소재와 열처리 공법 등에 따라 큰 차이를 보이고 있으며, 고가이기 때문에 제조하는 방법에 있어서도 실수가 발생하지 않도록 주의를 요하고 있다.

종래의 초음파 용착기의 혼은 일반 금속으로 제작되어 지며, 열처리 또한 여러가지 방법으로 이루어지고 있었다. 그러나, 초음파 용착기의 혼의 특성상 수많은 진동이 발생되기 때문에 일반적인 금속이나 열처리 공법으로는 제품의 파손이 쉽게 발생하는 문제점이 있었다.

또한, 초음파 용착기의 혼의 주파수의 밸런스가 잘 맞아야 할 뿐만 아니라, 널이 형성된 가공부가 수평면이 되어야 금속 용착물을 정확하게 용착할 수 있으나, 지금까지 사용되던 방법으로는 초음파 용착기의 혼을 원하는 대로 정확히 제조할 수 없었기 때문에 불량이 많았으며, 이에 따라 고가의 초음파 용착기의 혼을 폐기하는 경우가 종종 발생하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위한 본 발명의 초음파 용착기의 혼 제조방법은 톱 기계로 준비된 소재를 절단하여 소재의 크기를 조정하는 소재크기 조정단계와, 선반을 이용하여 소재의 외경, 전장, 단면, 홀 가공을 하는 외형 가공단계와, 밀링머신을 이용하여 소재의 양 측면에 형성된 홀에 탭을 형성하는 탭 형성단계와, 와이어컷팅머신을 이용하여 소재의 상, 하부의 양쪽을 등분가공하는 등분 가공단계와, 밀링머신을 이용하여 소재의 전, 후면에 스패너자리 홈 가공을 하는 스패너 자리 홈 가공단계와, 성형연삭기를 사용하여 널 가공할 부위의 폭 을 가공하는 널 가공 부위 폭 가공단계와, 소재의 변형 방지를 위한 열처리를 하는 열처리 단계와, 녹 방지를 위해 알칼리 흑착색으로 착색하는 표면 처리단계와, 널 가공할 부위를 평면 연삭한 후, 평면 연삭된 널 가공할 부위에 피치형상을 가공하여 제품의 가공을 완료하는 가공 완료단계와, 파워 서플라이를 이용하여 주파수와 파워로스를 검사하고, 수평검사측정기와 공구현미경을 통하여 널 가공할 부위의 수평검사와 피치형상을 검사하는 검사 단계로 이루어진다.

상기에서 기술한 바와 같이 본 발명의 의한 초음파 용착기의 혼 제조방법을 이용하면 초음파 용착기의 혼을 불량품 없이 제조할 수 있어 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.

또한, 내마모성이 우수할 뿐만 아니라, 조직이 미세하여 내칩핑성이 우수한 분말하이스를 소재를 사용하고, 상기 분말하이스 소재를 염욕 열처리(Salt Bath)를 하여 사용하기 때문에 용착시 진동에 의한 제품의 파손이 발생하지 않는 장점이 있으며, 다양한 색상으로 코팅된 제품의 외관에 의해 미려함을 지니는 초음파 용착기의 혼을 제조할 수 있는 유용한 발명이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 초음파 용착기의 혼 제조방법은 톱 기계로 준비된 소재(10)를 절단하여 소재(10)의 크기를 조정하는 소재크기 조정단계(S10)와, 선반을 이용하여 소재(10)의 외경, 전장, 단면, 홀(H) 가공을 하는 외형 가공단계(S20)와, 밀링머신을 이용하여 소재(10)의 양 측면에 형성된 홀(H)에 탭(T)을 형성하는 탭 형성단계(S30)와, 와이어컷팅머신을 이용하여 소재(10)의 상, 하부의 양쪽을 등분가공하는 등분 가공단계(S40)와, 밀링머신을 이용하여 소재(10)의 전, 후면에 스패너자리 홈(2) 가공을 하는 스패너 자리 홈 가공단계(S50)와, 성형연삭기를 사용하여 널 가공을 할 부위(1)의 폭(3)을 가공하는 널 가공 부위 폭 가공단계(S60)와, 소재(10)의 변형 방지를 위한 열처리를 하는 열처리 단계(S70)와, 녹 방지를 위해 알칼리 흑착색으로 착색하는 표면 처리단계(S80)와, 널 가공할 부위(1)를 평면 연삭한 후, 평면 연삭된 널 가공할 부위(1)에 피치(P)형상을 가공하여 제품의 가공을 완료하는 가공 완료단계(S90)와, 파워 서플라이를 이용하여 주파수(Frequency)와 파워로스(Power Loss)를 검사하고, 수평검사측정기와 공구현미경을 통하여 널 가공할 부위(1)의 수평검사와 피치(P)형상을 검사하는 검사 단계(S100)로 이루어진다.

이하에서는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하도록 한다.

우선, 도 1에서 도시된 바와 같이 작업자가 분말하이스(HAP72)로 된 소재(10)를 구입한 후, 상기 분말하이스의 소재(10)를 톱 기계를 이용하여 절단하여 소재(10)의 크기를 조정한다.(S10)

그 후에는, 도 2에서 도시된 바와 같이 선반을 이용하여 크기가 조정된 소재(10)의 외경과 전장, 단면 가공을 한 다음, 양 측면에 홀(H) 가공을 하는 소재(10)의 외경 가공을 한다.(S20)

소재(10)의 외경 가공을 완료한 후에는, 도 3에서 도시된 바와 같이 밀링머신을 이용하여 소재(10)의 양 측면에 형성된 홀(H)에 탭(T)을 형성한다.(S30)

그리고, 도 4에서 도시된 바와 같이 와이어컷팅머신을 이용하여 소재(10)의 상, 하부의 양쪽을 등분가공한다.(S40)

이때, 상기 와이어컷팅머신을 이용한 등분 가공은 주파수와 밸런스가 정확히 나올 수 있도록 정확한 치수와 형상으로 가공해야 하며, 추후 문제를 감안하여 플러스 여유공차를 적용하는 것이 바람직하다.

등분 가공을 완료한 후에는, 도 5에서 도시된 바와 같이 소재(10)의 전면과 후면에 제품 체결시 사용되는 스패너자리 홈(2)을 가공한다.(S50)

그 후에는, 파워 서플라이를 이용하여 소재(10)의 주파수와 밸런스를 체크하여 이상유무를 파악하여 주파수와 밸런스가 맞지 않을 경우 플러스 여유공차만큼을 다시 가공하여 정확한 주파수와 밸런스를 유지하게 한다.(S55)

상기와 같이 주파수와 밸런스체크를 완료한 후에는, 도 6에서 도시된 바와 같이 성형연삭기를 사용하여 널 가공을 할 부위(1)의 폭(3)을 가공한다.(S60)

여기서, 상기 폭(3)의 크기와 갯 수는 사용용도에 따라서 다양하게 할 수 있으며, 이로써 널 가공 부위 폭(3)과 갯 수를 자유롭게 정할 수 있게 된다.

상기와 같이 널 가공 부위 폭(3) 가공을 완료한 후에는, 소재(10)의 변형 방지를 위한 열처리를 한 다음,(S70) 소재(10)의 경도를 검사하여 소재(10)가 원하는 경도를 갖는지 검사한다.(S75)

이때, 상기 열처리는 다양한 방법으로 할 수 있으나, 바람직하게는 염욕 열 처리(Salt Bath)로 함으로써, 계속되는 기계적 진동에 의한 파손이 발생되지 않도록 하는 것이 좋다.

그 후에는, 소재(10)의 녹 방지를 위해 알칼리 흑착색으로 표면을 처리한다.(S80)

여기서, 표면 처리는 시간 간격을 두고 주기적으로 담금질함으로써 완벽한 표면처리가 되도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 표면처리를 완료한 후에는, 도 7에서 도시된 바와 같이 널 가공할 부위(1)를 평면 연삭하여 수평하게 만든 다음, 평면 연삭된 널 가공할 부위(1)에 피치(P)형상을 가공하여 제품의 제조를 완료한다.(S90)

여기서, 상기 피치(P)형상은 사용용도에 따라서 다양한 크기와 모양으로 제작할 수 있음은 당연하다.

이처럼 피치(P)형상을 가공하여 제품의 제조를 완료한 후에는, 파워 서플라이를 이용하여 주파수와 파워로스를 검사하고, 수평측정기를 이용하여 널 가공할 부위(1)의 수평검사와 피치(P)형상을 검사하여 검사를 최종적으로 완료한다.(S100)

그 후, 도 8에서 도시된 바와 같이 제품이 미려한 외관을 지닐 수 있도록 다양한 색상으로 코팅(C)처리 함으로써, 초음파 용착기의 혼 제조를 완료한다.(S110)

상기와 같이 초음파 용착기의 혼 제조를 하게 되면, 제품의 제조시 불량을 사전에 방지하게 되어 고가의 제품을 불량품 없이 제조할 수 있어 제작 원가를 절감할 수 있으며, 내마모성과 내칩핑성이 우수한 분말하이스 소재를 염욕 열처리 하여 사용하기 때문에 용착시 발생하는 진동에 의해 제품의 파손이 일어나지 않음은 물론, 다양한 색상의 코팅으로 인해 제품이 미려한 외관을 지닐 수 있게 된다.

상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 이는 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백한 것이다.

도 1은 본 발명의 초음파 용착기의 혼 제조방법의 S10단계를 도시한 상태도.

도 2는 본 발명의 초음파 용착기의 혼 제조방법의 S20단계를 도시한 상태도.

도 3은 본 발명의 초음파 용착기의 혼 제조방법의 S30단계를 도시한 상태도.

도 4는 본 발명의 초음파 용착기의 혼 제조방법의 S40단계를 도시한 상태도.

도 5는 본 발명의 초음파 용착기의 혼 제조방법의 S50단계를 도시한 상태도.

도 6은 본 발명의 초음파 용착기의 혼 제조방법의 S60단계를 도시한 상태도.

도 7은 본 발명의 초음파 용착기의 혼 제조방법의 S90단계를 도시한 상태도.

도 8은 본 발명의 초음파 용착기의 혼 제조방법의 S100단계를 도시한 상태도.

도 9은 본 발명의 초음파 용착기의혼 제조방법의 순서도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

C : 코팅 H : 홀

P : 피치 T : 탭

1 : 널 가공할 부위 2 : 스패너 자리 홈

3 : 널 가공 부위 폭 10 : 소재

Claims

초음파 용착기의 혼 제조방법에 있어서,

톱 기계로 준비된 소재(10)를 절단하여 소재(10)의 크기를 조정하는 소재크기 조정단계(S10);

선반을 이용하여 소재(10)의 외경, 전장, 단면, 홀(H) 가공을 하는 외형 가공단계(S20);

밀링머신을 이용하여 소재(10)의 양 측면에 형성된 홀(H)에 탭(T)을 형성하는 탭 형성단계(S30);

와이어컷팅머신을 이용하여 소재(10)의 상, 하부의 양쪽을 등분가공하는 등분 가공단계(S40);

밀링머신을 이용하여 소재(10)의 전, 후면에 스패너자리 홈(2) 가공을 하는 스패너 자리 홈 가공단계(S50);

성형연삭기를 사용하여 널 가공할 부위(1)의 폭(3)을 가공하는 널 가공 부위 폭 가공단계(S60);

소재(10)의 변형 방지를 위한 열처리를 하는 열처리 단계(S70);

녹 방지를 위해 알칼리 흑착색으로 착색하는 표면 처리단계(S80);

널 가공할 부위(1)를 평면 연삭한 후, 평면 연삭된 널 가공할 부위(1)에 피치(P)형상을 가공하여 제품의 가공을 완료하는 가공 완료단계(S90);

파워 서플라이를 이용하여 주파수(Frequency)와 파워로스(Power Loss)를 검 사하고, 수평검사측정기와 공구현미경을 통하여 널 가공할 부위(1)의 수평검사와 피치(P)형상을 검사하는 검사 단계(S100)로 이루어진 것에 특징이 있는 초음파 용착기의 혼 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 소재(10)는 분말하이스(HAP72)로 된 것에 특징이 있는 초음파 용착기의 혼 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 스패너 자리 홈 가공단계(S50) 이후에는 주파수 및 밸런스를 체크하는 주파수 및 밸런스 체크단계(S55)가 더 포함되어 이루어진 것에 특징이 있는 초음파 용착기의 혼 제조방법
제 1항에 있어서, 상기 열처리 단계(S70)에서 이루어지는 열처리는 염욕 열처리(Salt Bath)로 된 것에 특징이 있는 초음파 용착기의 혼 제조방법.
제 1항 또는 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 열처리 단계(S70) 이후에는 소재(10)의 경도를 검사하는 경도 검사단계(S75)가 더 포함되어 이루어진 것에 특징이 있는 초음파 용착기의 혼 제조방법.
제 1항에 있어서, 사기 검사 단계(S100) 이후에는 제품을 코팅(C)처리하는 코팅단계(S110)가 더 포함되어 이루어진 것에 특징이 있는 초음판 용착기의 혼 제조방법.