KR100973178B1

KR100973178B1 - 다양한 직경의 제품을 만드는 방법 및 성형기

Info

Publication number: KR100973178B1
Application number: KR1020047011117A
Authority: KR
Inventors: 요한 마세
Original assignee: 요한 마세
Priority date: 2002-01-17
Filing date: 2003-01-17
Publication date: 2010-07-30
Also published as: PT1994997E; SI1469957T1; EP1994997B1; ATE406225T1; EP1469957A1; CA2474019C; DK1994997T3; US8117877B2; AU2003202828A1; DE60323203D1; SI1994997T1; MXPA04006984A; WO2003059547A1; US20120131975A1; ZA200405415B; KR20040111346A; EP1469957B1; EP1994997A3; ATE523272T1; NL1022416C2

Abstract

본 발명은 금속 실린더 또는 금속판과 같은 공작물(1)의 다양한 직경의 제품을 만드는 성형기 및 방법에 관한 것으로, 공작물은 클램핑 장치(10, 34)에 고정되고, 공작물 및 제 1 공구(3A)는 회전축(2)을 중심으로 서로에 대하여 회전되고, 공구를 공작물과 접촉되게 배치시키고 회전축을 따르는 방향으로 공작물 및/또는 공구를 이동시킴으로써 공작물이 상기 제 1 공구에 의해 변형된다. 적어도 제 2 공구(3B)는 작업 방향에서 보여지는 제 1 공구 뒤의 위치에서 공작물과 접촉하게 배치되고, 그리고 공작물은 또한 상기 제 2 공구에 의하여 변형된다. 따라서 제 1 공구에 의하여 변형되는 공작물의 부분은 하나이상의 실질적으로 공구의 신속한 실행에 의하여 변형된다.

클램핑 장치, 공작물, 성형 롤러, 홀더, 맨드릴, 부쉬, 성형기.

Description

다양한 직경의 제품을 만드는 방법 및 성형기{METHOD AND FORMING MACHINE FOR MANUFACTURING A PRODUCT HAVING VARIOUS DIAMETERS}

본 발명은 금속 실린더 또는 금속판과 같은 공작물을 다양한 직경의 제품으로 만드는데 적당한 성형기 및 그 방법에 관한 것으로, 상기 공작물은 클램핑 장치에 고정되고, 상기 공작물 및 제 1 공구는 회전축을 중심으로 서로에 대하여 회전되고, 이 공작물은 공구를 공작물과 접촉시켜 배치함으로써 그리고 공작물 및/또는 공구를 방향을 따라서, 즉 회전축에 평행한 구성요소를 구비하거나 또는 평행하게 이동시킴으로써 상기 제 1 공구에 의하여 변형된다.

예를 들면, 이러한 방법 및 장치는 EP 0 916 426호에 공지되었다. 상기 공보는 원통형 공작물의 하나의 단부가 클램핑 장치(EP 0 916 426호의 도 1에서 부재번호 12로 지시됨)에서 상기 공작물을 클램핑시킴으로써 그리고 3개의 성형 롤러(28)로써 상기 단부를 변형시킴으로써 작업되고, 상기 3개의 성형 롤러는 회전 부재(24)에 장착된다. 상기 성형 롤러(28)는 동일 평면에서 회전하고 3개의 위치로 공작물을 가압하고 이 3개의 위치는 공작물의 원주에 균등하게 나뉘고, 이후 상기 롤러는 공작물을 여러 단계에서 변형시키기 위하여 공작물을 따르는 여러 경로를 따라서 이동한다.

이해를 돕기 위하여, DE 23 27 664 및 DE 1964 401에 설명된 바와 같이, 방법 및 장치가 원통형 관, 즉 일정한 직경의 관을 유동 가압시키기 위하여 설명된다. 이러한 공보에 따른 방법 및 장치는 여러 직경의 제품을 만드는데는 적당하지 않다. 또한 JP 제2000301246호는 원통형 관을 유동 압축하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 개량된 성형기 및 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 첫번째 단락에서 참조되는 성형기 및 방법은 종속항에 따라 특징 지워진다.

바람직하게, 각각의 공구는 2개이상의 성형 롤러를 포함하고, 공작물이 작업동안에 이들 롤러 사이에서 유지되고, 그리고 이들 롤러는 공작물에 대하여 동일한 축방향의 위치에 놓이게 된다. 성형 롤러에 의하여 상대적으로 작은 직경 뿐만 아니라 상대적으로 큰 직경으로 변경할 수 있다. 바람직하게 이러한 롤러는 상기 회전축에 대해서 경사기게 또는 수평으로 뻗어있는 축을 중심으로 자유롭게 회전가능하다. 더욱이, 대부분의 공구 또는 모든 공구가 하나의 부품 및 동일한 변형 헤드를 형성하는 것이 바람직하고, 또는 공구가 상대적으로 근접하여 함께 위치되는 것이 바람직하다. 적어도 공구가 공작물과 접촉하는 위치사이에서 일련의 공구 사이를 최적으로 이격하는데 대한 문제점은 물론, 공작물의 특성에 따르고 그리고 작업 공정이 진행되는 특징에 따른다. 많은 경우에 있어서, 상기 이격은 1cm 와 30cm 사이에서 가변한다.

삭제

공작물 및 만들려는 제품(종종 미완성된 제품)의 치수와 재료가 사용되면, 다수의 작업 사이클을 원한다면 하나로 줄일 수 있다. 이 경우에 작업될 면이 새롭게 작업되지 않을 경우, 재료에 가해지는 하중은 제한이 있다. 특히 다양한 개재물의 작용 형태 및 형상을 고려할 필요가 없기 때문에, 게다가 임의의 제어 장치의 프로그램이 상당히 간편하게 제공될 것이다.

이해를 돕기 위하여, 영국특허출원번호 제238,960호에는 롤러가 개시되고, 그 롤러로써 바, 파이프 등과 같은 것의 직경이, 연속으로 배치된 다수의 공구를 사용하여 연속 공정에서 보다 작은 일정한 직경으로 감소된다.

더욱이, 미국특허 제5,428,980호에 개시된 바와 같이 공작물은 제 1 성형 롤러에 의해서 변형되고 그리고 제 2 롤러에 의해서 광택이 난다. 제 2 성형 롤러는 설명하지 않았다.
JP 제59 193724호는 상이한 형상의 여러 롤러가 공구 받침대에 부착된 장치에 관한 것이다. 이들 롤러는 "작업동안에 블랭크 재료 및 장치의 각각의 부분과 간섭하지 않는 방식"으로 배치된다.

본 발명은 도면을 참조하여 이후 설명되고, 이들 도면은 본 발명에 따른 성형기 및 성형 방법의 여러 실시예를 도시한다.

도 1A 및 도 1B는 5개의 공구에 의하여 원통형 공작물의 하나의 단부의 변형을 개략적으로 도시한 도면;

도 2A 및 도 2B는 3개의 공구에 의하여 공작물의 하나의 단부의 편심 변형을 도시하는 도면;

도 3A 내지 도 3C는 도 2A 및 도 2B에서 사용되는 방법과 비교되는 방법을 사용하는 원통형 공작물내에 삽입 부재를 고정시키는 단계를 도시하는 도면;

도 4는 4개의 공구를 구비하고 있고, 공작물의 편심 변형을 위한 성형기의 단면도;

도 5A 및 도 5B는 도 4의 성형기에 의하여 하나의 작동 및 2개의 작동이 각각 실시되는 공작물의 정면도;

도 6은 상대적으로 긴 공작물을 변형시키는데 특히 적합한 성형기의 평면도;

도 7 및 도 8은 도 6에 도시된 바와 같이 성형기에 사용하기 위한 소위 캐리지를 각각 도시하는 정면도 및 사시도;

도 9A 및 도 9B는 도 6 내지 도 8의 캐리지의 개략 단면도;

도 10은 본 발명에서 사용하여 실시되는 유동 성형 공정을 도시하는 도면;

도 11은 본 발명에서 사용하여 실시되는 소위 바닥부 폐쇄 공정을 도시하는 도면;

도 12A 내지 도 12D는 7개의 공구에 의하여 실행되는 판형 몸체의 로터리 딥 드로잉을 개략적으로 도시하는 도면;

도 13A 내지 도 13D는 6개의 공구에 의하여 판형 몸체의 돌출부를 개략적으로 도시하는 도면;

도 14A 내지 도 14D는 도 13A 내지 도 13D에서 실행되는 것과 같은 여러 돌출 공정을 개략적으로 도시하는 도면이다.

이후에 기재된 동일한 많은 부재번호는 거의 동일하거나 또는 동일한 기능을 하는 부품을 나타내고 있다.

도 1A 및 도 1B는 본 발명에 따른 장치 및 방법을 개략적으로 도시한다. 금속 실린더의 경우에 있어서, 공작물(1)은 회전축을 중심으로 임의의 회전수로 회전된다. 이어서 변형 헤드(도시 생략)가 제공되고, 5개의 공구(3A 내지 3E)가 회전가능하게 장착된다. 각각의 공구(3)는 회전축(2)에 대하여 미러(mirror) 대칭으로 배치된 2개의 성형 롤러는 포함한다. 공구(3)에서 회전축(2)으로의 반경방향 거리는 작업 방향(4)에서 보면 후방쪽으로 점차로 감소한다.

도 1A는 작동 시작을 도시하고 있고, 제 1 성형 롤러(3A)가 회전 공작물(1)의 단부 에지와 접촉하는 경우, 도 1B는 하나의 작동 사이클 이후의 상황을 도시하고, 성형 롤러(3)가 작업 방향(4)으로 완전히 통과되고, 상기 작동 방향은 공작물(1)을 5개의 순차로 감소시키는(단계에서), 직경의 제품으로 변형되게 한다. 최소의 직경의 부품은 최종 성형 롤러(3A)에 의하여 맨드릴(5)에서 변형되어, 상기 부품의 내경은 정확하게 조정된다.

특히 이전 공구보다 회전축(2)에 보다 근접하여 각각의 공구(3)가 위치되는 단계의 정도는 물론 성형되지 않은 공작물의 치수, 재료 및 설계에 따른다.

작은 벽 두께의 공작물의 경우에, 통상적으로 보다 많은 단계를 사용하는 것이 가능하다.

도 2A 및 도 2B는 본 발명의 제 2 실시예를 도시하고, 본 발명의 실시예에서 각각 2개의 성형 롤러를 포함하는 공구(3A 내지 3C)는 홀더(6A 내지 6C)에서 회전자유롭다. 이 결과 홀더(6)는 변형 헤드(7)에서의 회전축(2)을 중심으로 회전가능하게 장착된다(개략적으로 도시됨). 또한 이러한 실시예에 있어서 공구(3)에서 회전축(2)까지의 반경방향 거리는 후방쪽으로 점차 감소한다. 홀더(6)는 반경방향으로 서로 독립적으로 조정된다. 이러한 조정은 상기 홀더(6)를 위치시키고, 이에 따라 공구(3)의 각각의 회전축(2)은 공작물(1)(작업하기 전)의 중심축(8)에 대하여 편심된다.

클램핑 고정된 헤드(10)에 클램프된 공작물(1) 위에서(개략적으로 도시됨) 스핀들과 끼워맞춰지는 공압식 실린더 또는 유압식 실린더 또는 전기 모터와 같은 구동 장치(9)를 사용하여(개략적으로 도시됨), 작업 방향(4)에 있어서 변형 헤드(7)를 이동시킴으로써 그리고 홀더(6)를 회전시킴으로써, 상기 공작물(1)이 단일 작동으로 변형되고, 그리고 얻어진 작업 부품이 회전축(2)에 대하여 편심되어 위치된다.

명확하게 하기 위하여 변형 작동동안에 생성된 마찰열은 성형 롤러를 회전축(2)에 대하여 경사지게 배치함으로써 영향을 받음을 알 수 있다. 90도의 위치(도 2B)보다 경사진 위치(도 2A)의 경우에 마찰열이 더 작게 발생된다. 이러한 위치는 특정 작동을 필요로 하는 열에 따라서 가변된다.

도 3A 내지 도 3C는 예를 들면 승객용 차량용 촉매 변환 장치를 제조하기 위하여 도 2B에 도시된 바와 같이 성형기에 의하여 부품이 공작물에 어떻게 고정되는지를 도시하고 있다.

처음에 소위 촉매 벽돌(catalytic brick) 또는 기판(11A) 및 삽입 부재(11B)가 공작물(1)에 놓여진다(도 3A 및 도 3B). 삽입 부재(11B)는 예를 들면 변형 헤드(7)를 통과하거나 또는 변형헤드(7) 안에 장착되는 축방향으로 조정가능한 맨드릴(도시 생략)에 의하여 지지되어 놓여진다. 다음에, 공작물(1)은 변형헤드(7)에 의하여 변형되고, 그리고 공작물(1)의 단부는 삽입 부재(11B)의 단부로 가압되고 그리고 실질적으로 양 단부사이에서 가스가 새지않게 연결된다.

도 4는 공작물의 편심 변형용 제 2 성형기의 단면도이고, 이 성형기는 4개의 공구(3A 내지 3D)를 포함한다. 각각의 공구(3)는 최소 하나의 성형 롤러를 포함하고, 이 롤러는 개별 홀더(6A 내지 6D)에 회전자유롭게 장착된다. 홀더(6)는 4개의 개별적으로 회전가능한 대칭의 하우징(12A 내지 12D)에서 서로 대향한 쌍으로 배치되고, 이로써 하우징은 변형 헤드(7)의 부품을 형성한다. 제 1 하우징(12A)은 실질적으로 환형의 정적의 외부 부품(13A)을 포함하고, 그리고 실질적으로 환형인 내부 부품(14A)은 베어링(15A)에 회전가능하게 장착된다. 내부 부품(14A)은 예를 들면, 모터(16A)(개략적으로 도시됨)에 의하여 구동되고, 모터의 구동축은 피니언(17A)과 끼워맞춰지고, 그리고 피니언은 내부 부품(14A)의 원주에 있는 한 세트의 이빨부와 결합한다. 게다가, 웨지 형상의 섹션과 같은 웨지 형상의 섹션의 환형 요소(18A)는 상기 내부 부품(14A)에 있고, 그리고 이 요소(18A)가 각각의 홀더(6A)의 웨지 형상의 섹션과 같은 단부(19A)와 맞물린다. 구동 장치(20A)를 사용하여, 환형 요소(18A)를 좌측 또는 우측(도면에서)으로 이동시킴으로써, 홀더(6A) 및 이에 따라 홀더에 장착된 성형 롤러는 반경방향 내측 또는 외측으로 각각 이동된다. 더욱이, 구동 장치(21A)는 다른 하우징(12)에 대하여 회전축(2)에 평행한 축 방향으로 조정될 수 있는 하우징(12A)이 제공된다.

다른 3개의 하우징(12B 내지 12D)은 제 1 하우징(12A)에 상당히 비슷하나, 그러나 이들 하우징은 원형의 원통형 부품(22)을 포함하고, 그 부품의 외경은 좌측(도면에 있어서)에서 하우징(12)의 내경보다 더 작다. 이 결과, 하우징(12)은 또한 각각의 구동 기구(23A 내지 23D)에 의하여, 서로 독립적으로, 서로에 대하여 반경 방향으로 조정될 수 있고, 그리고 각각의 하우징(12)의 회전축(2)은 공작물의 중심축(아직 변형전 부품)에 대하여 편심되어 위치된다.

이로써 환형 요소(18B 내지 18D)는 원통형 부품(24)을 각각 포함하고, 원통형 부품의 외경은 내부 부품(14B 내지 14D)의 내경보다 더 작다. 더욱이, 변형 헤드(7)는 구동 장치(9)를 포함하고, 그 장치에 의해서 상기 헤드(7)는 작업 방향 전방 및 후방으로 이동될 수 있다. 상기 구동 장치(9, 20, 21 및 23)의 실시예는 스핀들에 끼워맞춰지는 공압식 또는 유압식 실린더 또는 전기 모터를 포함한다. 물론, 구동 장치는 상기 실시예로 제한되지 않는다.

도 5A 및 도 5B는 공작물(1)의 정면도이고 그리고 이 공작물은 하나의 작업 사이클에서 4개의 감소된 부를 포함하는 (개재의) 제품(25)으로 변형된다. 외측 방향으로 공구(3)를 순서대로 조정함으로써, (개재의) 제품(3)은 작업 사이클에서 총 3개의 감소된 부를 포함하고, 이 작업 사이클에서 스트로크는 제 1 감소된 부 사이의 축방향 거리의 절반만큼 뻗어있다. 특히 공구가 필요한 제품에 적용되는데 다수의 공구(3), 작동 사이클의 수 및 정도를 적용할 수 있다. 따라서 도 4는 작동 사이클동안에 공구가 조정되는 작업 공정을 도시하여, 원뿔형 단부를 갖춘 제품의 경우에, 계속하여 감소되는 직경의 제품이 얻어진다.

도 6은 성형기의 평면도이고, 이 성형기에 의하여 비교적으로 긴 원통형 공작물(1)이 변형된다. 이 성형기는 프레임(30)을 포함하고, 이 프레임은 어느 한측에서 안내 레일(31, 32)을 구비하고 있고, 그 프레임에 횡단하여 배치되는 서브프레임(33)이 지지되고, 소위 3개의 가이드 레일, 캐리지가 이동된다.

서브프레임(33)은 클램프 헤드(34)를 포함하고, 공작물(1)의 제 1 단부는 예를 들면 하우징(35)에 수용되는 모터에 의하여 고정되고 그리고 회전된다.

제 1 캐리지(36)는 캐리어 플레이트(37)를 구비하고, 이 플레이트에서 4개의 공구(3)가 장착된다. 각각의 공구는 2개의 성형 롤러를 포함하고, 이들 롤러는 서로 대향되는 방향으로 위치되는 홀더(38)에 회전자유롭게 장착된다. 이 결과 상기 홀더(38)는 반경방향으로 조정가능한 지지부 또는 미끄럼부(40)에서 각각의 틸팅점(tilting point)(39)을 중심으로 틸트가능하게 장착되고, 그리고 회전축(2)쪽 방향으로 그리고 멀어지는쪽의 방향으로 틸팅되고, 각각의 미끄럼부(40)에 장착되는 전기 모터(41) 또는 유압식 실린더와 같은 구동 장치를 사용한다. 미끄럼부(40) 및 홀더(38) 및 성형 롤러는 구동 장치(9)를 사용하여 반경방향으로 조정될 수 있다. 실시예에 있어서, 미끄럼부(40)는 캐리어 플레이트(37)에 탈착가능하게 연결되어, 다수의 미끄럼부(40), 다수의 공구(3) 및 이들 위치는 제조될 제품에 간편하게 적용될 수 있다. 실시예에 있어서, 틸팅점(39)은 작업 방향에서 보면 공구(3) 뒤에 위치되나, 상기 틸팅점(39)은 작동에 따른 다른 위치, 예를 들면 공구(3)사이에서 또는 전방부에 위치될 수 있거나 또는 조정될 수 있다. 조정되는 경우에 틸팅점은 작동동안에 올려진다.

제 2 캐리지(42)는 통로(43)를 포함하고, 이 통로에는 부시(도시 생략)와 같은 중앙 유닛이 있고, 유닛의 중심축은 회전축(2)과 동축이고 그리고 상기 회전축(2)에 대하여 공작물의 중심을 맞추는 기능을 한다. 제 3 캐리지(44)는 소위 테일스턱(45)을 포함하고, 이 테일스턱은 작동시 공작물(1)의 다른 단부를 지지하고 그리고 맨드릴(5) 또는 클램핑 맨드릴을 포함한다. 예를 들면, 제 1 캐리지와 제 2 캐리지 사이의 실제로 일정한 거리를 유지시킬 수 있다면, 작동시, 제 2 및/또는 제 3 캐리지는 제 1 캐리지에 연결된다.

제 3 캐리지(44)와 제 2 캐리지(42) 사이의 거리가 공작물(1)의 길이보다 더 크게 될때까지, 원통형 공작물(1)은 예를 들면 제 3 캐리지(44)를 전방(도면에서 좌측으로)으로 이동시킴으로써 그리고 제 1 및 제 2 캐리지(36, 42)를 후방으로 이동시킴으로써 성형기에 올려진다. 이때 공작물(1)은 통로(43)를 통하여 안내되고 그리고 제 1 단부를 구비하고 클램핑 헤드(34)에 클램핑되는 공구(3) 사이로 안내된다. 맨드릴(5)은 공작물(1)의 제 2 단부에 위치되고, 이후 공작물(1)이 중심이 맞춰지고, 공구(3)가 세팅되고 그리고 맨드릴(5)이 공작물(1)의 벽과 접촉하도록 위치된다. 3개의 모든 캐리지가 좌측에 위치될 때, 그리고 캐리지의 동일 위치에서 다음 공작물을 기기로 올릴 때, 작동후 예를 들면, 픽 앤 플레이스 시스템(pick and place system)에 의하여 작업된 공작물(1)을 자동적으로 제거시키는 것이 가능하다.

공작물(1)의 외경은 예를 들면 회전축(2)을 중심으로 공작물(1)을 회전시킴으로써, 공구(3)를 서서히 틸팅시킴으로써 그리고 공작물(1) 쪽으로 반경 방향으로 미끄럼부(40)를 이동시킴으로써, 그리고 캐리지를 병진 운동시킴으로써 공작물의 전체 길이를 따라서 일정한 외경을 점점 작아지도록 감소시킬 수 있다. 후방 공구(3D)는 처음에 제 3 공구, 제 2 공구 및 제 1 공구 순으로 각각 공작물(1)과 접촉한다. 또한 공구(3D, 3C) 또는 모든 공구(3)가 동시에 공작물과 접촉할 수 있다. 소위 재료의 "탈출"은 이러한 방식으로 보다 쉽게 가압될 수 있다.

바람직하게는, 맨드릴(5)의 단부는 작업 구역 바로 직전의 지점에 이르도록 공작물(1)을 지지하여 보다 안정도를 향상시키기 위하여 작업 동작끝쪽으로 항상 작은 거리만큼 전방 공구(3)로부터 이격된다. 게다가, 맨드릴(5)은 공작물(1)에서 인장력을 생성하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 인장력은 제품 또는 특정 구역의 총길이 또는 일부분의 길이에 따른 벽 두께 감소를 조정하기 위하여 사용될 수 있다. 맨드릴(5)에 의하여 공작물에 가해진 외력이 증가함으로써, 공작물(1)의 재료가 맨드릴(5)에서 빼내지는 비율은 감소하고, 이 결과 벽두께가 더 작아진다. 공작물에 가해진 인장력이 통로(43)에서 뿐만 아니라 상기 중앙 유닛에 의하여 가변되는 것을 알 수 있다. 따라서 예를 들면 인장력이 특히 상기 중앙 유닛에 의하여 작업 공정의 시작부에 나타나는 경우, 공작물(1)은 부시로부터 나오기 시작할 때, 인장력은 주로 맨드릴(5)에 의하여 단부쪽으로 가해진다.

게다가, 벽 두께 및 벽 두께의 변동은 예를 들면 홀더를 틸팅시킴으로써 그리고 반경방향으로 홀더를 병진운동시킴으로써, 바람직하게는 동시에, 연속 공구 사이의 반경방향 거리를 가변시킴으로써 제어될 수 있다. 공구사이의 반경방향 거리를 증가시킴으로써 또는 감소시킴으로써, 그 위치에서의 벽 두께는 각각 감소되거나 또는 증가된다.

도 7 및 도 8은 캐리지가 2개 및 6개의 공구와 각각 끼워맞춰지는 것을 도시하는 제 1 캐리지(36)의 변형예를 도시한다.

도 9A 및 도 9B는 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이 캐리지에서 공작물쪽으로 공구(3)가 틸팅되는 방식을 도시하고 그리고 공구가 공구의 작동 스트로크를 시작한 이후에, 최종 작업 위치쪽으로 반경방향으로 이동된다. 도 6 내지 도 9B에 도시한 바와 같은 기기를 사용함으로써, 테이퍼진 및/또는 단차진 제품이 예를 들면, 작동동안에 공구(3)를 조정함으로써 얻어진다. 또한 공작물에서 2개이상의 제품을 성형할 수 있고 이어서 상기 제품을 서로 분리할 수 있다.

공구의 회전수, 단계수 및 병진운동 비율은 사용될 재료, 공작물의 벽두께 및 외경 그리고 만들려는 제품의 치수와 같은 인자에 따른다. 예를 들면, 25㎝의 직경과 4m 길이의 알루미늄 관은 16㎝에서 8㎝로 감소된 직경 그리고 7m 길이의 원뿔형 관으로 형성된다. 이러한 작동은 200 - 700 rpm의 회전속도로 통상적으로 작업된다.

도 10은 상기 공작물(1)의 폐쇄 바닥부가 맨드릴(5)의 단부에 대하여 맞닿을때까지 원통형 공작물(1)이 맨드릴(5)에 놓여지고, 그리고 공작물(1)이 테일스턱(도시 생략)에 의하여 고정되고 그리고 유동 회전 작동에 의하여 변형되는 실시예를 도시하고 있다. 이것은 내벽의 표면의 질을 제어할 수 있고, 보다 상세하게는 상기 내벽의 다공성을 방지할 수 있다. 게다가 작동시 반경방향으로 공구를 조정함으로써 단일 작업 사이클에서 가변 벽두께의 완성된 제품을 만들 수 있다.

도 11은 "바닥부 폐쇄"로 언급되는 공정에 본 발명이 어떻게 사용될 수 있는지를 도시한다. 이러한 공정에 있어서, 원통형 공작물(1)의 개방 단부는 하나의 작동으로 폐쇄되고, 많은 수의 공구(3)를 사용하여, 공구가 공구의 미끄럼부에 각각 장착되고, 그리고 이에 따라 서로에 대하여 이동한다. 상기 조정가능한 미끄럼부는 이 결과 지지부(도시 생략)에 장착되고, 그리고 지지부는 조정가능한 피벗점(39)을 중심으로 피벗가능하고, 이 피벗점은 이미 사전에 언급된 바와 같이 구동 장치를 사용한다. 공구의 각각의 작동이 연속으로 신속하게 실행되기 때문에, 조기 냉각에 의하여 야기된 역효과 위험이 상당하게 감소하거나 또는 제거될 수도 있다.

도 12A 내지 도 12D는 판형 공작물(1)의 회전 딥 드로잉의 실시예를 도시하고 있고, 금속 디스크의 경우에, 상기 공작물(1)은 테일스턱(도시 생략)에 의하여 보빈(46)의 중앙부에 대하여 가압되고 그리고 상기 부분과 함께 회전된다. 공작물은 5개의 공구(3)에 의하여 변형되고, 그리고 각각의 5개의 공구는 다수의 성형 롤러를 포함한다. 상기 성형 롤러는 개별 미끄럼부(도시 생략)에 각각 장착되어, 롤러는 변형 공정동안에 서로에 대하여 이동된다. 공작물(1)의 에지는 적어도 작동 초기 부분 동안에 지지부 또는 홀딩 다운(holding-down) 클램프(47)에 의하여 안정화된다. 설명된 실시예에 있어서, 다른 공구(3A 내지 3D)가 사전에 충분하게 형성된 공작물(1)을 갖추고 있기 때문에, 마지막 공구(3E)는 만들려는 제품의 외경에 따르는 경로를 따라서 직접적으로 이동할 수 있다.

도 13A 내지 도 14D는 금속 디스크와 같은 소위 돌출형 판형상의 공작물(1)의 실시예를 도시하고, 이러한 경우에 있어서, 디스크가 테일스턱(도시 생략)에 의하여 보빈(46)에 대하여 가압되고, 그리고 회전된다. 공작물은 7개의 공구(3), 즉 6개의 디스크(3A 내지 3F) 및 하나의 성형 롤러(3G)에 의하여 변형되고, 이들 공구는 공통의 틸팅가능한 미끄럼부에 장착된다. 이들 디스크는 주로 블럭(46)에 대하여 공작물의 에지를 사전형성하도록 작동하는 동안, 성형 롤러는 유동 회전 작동에 의하여 재료를 돌출시킨다.

도 14A 내지 도 14D는 한편으로는 성형 롤러 그리고 다른 한편으로는 6개의 디스크가 각각의 분리 홀더(47, 48)에서 블럭(46)의 어느 한쪽에 어떻게 장착되는지, 그리고 홀더가 2개의 각각의 미끄럼부에 의하여 X방향 및 Y방향으로 어떻게 이동되는 지를 도시하고 있다. 돌출 공정에 대하여 보다 상세하게는, EP 0 774 308호를 참조하면 된다.

공작물이 상기 설명한 바와 같이 오직 단일 작업 사이클에서 성형기로써 변형되면, 공구, 센터링 장치 등은 재조정을 필요하지 않고 그리고 많은 경우에 있어서 남는 재료가 적고, 예를 들면 변형되지 않은 단부가 헐거운 척에 고정되거나 또는 어떠한 여분의 재료도 항상 남지 않게 된다.

본 발명에 따른 성형기는 물론, 제어 유닛 뿐만 아니라 사람에 의하여 작동된다. 공구가 공작물을 소정의 완성된 제품 또는 중간정도 완성된 제품으로 성형하기 위하여 하나이상의 소정의 경로를 따라서 이동하는 방식으로, 상기 제어 유닛은 메모리에 저장된 제어 프로그램에 따라 공구 및 공작물의 운동을 서로에 대하여 제어하기 위하여 예를 들면 축방향 및 반경방향과 같은 또는 X축 및 Y축을 따라 배치된다.

본 발명이 상기 원형의 원통형 금속 공작물에 기초하여 설명될지라도, 본 발명은 또한 타원형, 실질적으로 삼각형 또는 다각형과 같은 곡면없는 부의 공작물로 사용될 수 있다. 또한 본 발명은 냉간 성형 뿐만 아니라 열간 성형에서도 사용될 수 있다.

본 발명에서 사용된 용어 "공구"는 단일 성형 롤러 및 두개이상의 세트의 성형 롤러를 포함하고, 그리고 이들 롤러는 공작물에 대하여 동일 축 위치에서 이루어진다.

결론적으로, 본 발명은 상기 설명한 바와 같이 실시예에 국한되지 않고, 청구항에 기재된 바와 같이 본 발명의 범주 내에서 여러 변형 실시예가 있을 수 있다.

Claims

금속 실린더 또는 금속판과 같은 공작물(1)을 다양한 직경의 제품으로 만드는 방법으로서, 공작물(1)이 클램핑 장치(10, 34)에 고정되고, 공작물(1) 및 제 1 공구(3A)가 서로에 대하여 회전축(2)을 중심으로 회전되고, 제 1 공구(3A)를 공작물(1)과 접촉하게 배치시키고 공작물(1) 및/또는 제 1 공구(3A)를 상기 회전축(2)을 따르는 방향으로 이동시킴으로써 공작물(1)이 상기 제 1 공구(3A)에 의해 변형되는, 상기 방법에 있어서,

적어도 제 2 공구(3B)가 제 1 공구(3A)의 뒤쪽 위치에서 공작물(1)과 접촉하게 배치되어, 공작물(1)이 상기 제 2 공구(3B)에 의해서도 변형되고,

상기 제 1 공구(3A)와 제 2 공구(3B)는 동시에 공작물(1)을 가공하고,

상이한 공구(3)와 결합되는 2개 이상의 성형 롤러가 1개의 공통의 홀더(38)에 장착되고 상기 홀더(38)는 상기 회전축(2)과 교차하는 축(39)을 중심으로의 회전 및/또는 반경방향으로의 조정이 되는 것을 특징으로 하는 공작물을 다양한 직경의 제품으로 만드는 방법.
금속 실린더(1)를 다양한 직경의 제품으로 만드는 방법으로서, 실린더(1)가 클램핑 장치(10, 34)에 고정되고, 실린더(1) 및 제 1 공구(3A)가 서로에 대하여 회전축(2)을 중심으로 회전되고, 제 1 공구(3A)를 실린더(1)와 접촉하게 배치시키고 실린더(1) 및/또는 제 1 공구(3A)를 상기 회전축(2)을 따르는 방향으로 이동시킴으로써 실린더(1)가 상기 제 1 공구(3A)에 의하여 변형되는, 상기 방법에 있어서,

적어도 제 2 공구(3B)가 제 1 공구(3A)의 뒤쪽 위치에서 실린더(1)와 접촉하게 배치되어, 실린더(1)가 상기 제 2 공구(3B)에 의해서도 변형되고,

상기 제 1 공구(3A)와 제 2 공구(3B)는 동시에 실린더(1)를 가공하고,

상기 공구들 중의 적어도 하나가 상기 회전축(2)에 대하여 편심되어 위치되는 것을 특징으로 하는 금속 실린더(1)를 다양한 직경의 제품으로 만드는 방법.
제 2 항에 있어서, 삽입물(11B)은 실린더 내측에 위치되고 그리고 실린더(1)의 단부는 삽입 부재(11B)의 단부에서 가압되는 것을 특징으로 하는 금속 실린더(1)를 다양한 직경의 제품으로 만드는 방법.
금속 실린더 또는 금속판과 같은 공작물(1)을 다양한 직경의 제품으로 만드는 방법으로서, 공작물(1)이 클램핑 장치(10, 34)에 고정되고, 공작물(1) 및 제 1 공구(3A)가 서로에 대하여 회전축(2)을 중심으로 회전되고, 제 1 공구(3A)를 공작물(1)과 접촉하게 배치시키고 공작물(1) 및/또는 제 1 공구(3A)를 상기 회전축(2)을 따르는 방향으로 이동시킴으로써 공작물(1)이 상기 제 1 공구(3A)에 의해 변형되는, 상기 방법에 있어서,

적어도 제 2 공구(3B)가 제 1 공구(3A)의 뒤쪽 위치에서 공작물(1)과 접촉하게 배치되어, 공작물(1)이 상기 제 2 공구(3B)에 의해서도 변형되고,

상기 제 1 공구(3A)와 제 2 공구(3B)는 동시에 공작물(1)을 가공하고,

공구들은 상기 작업동안에 서로에 대하여 이동하는 것을 특징으로 하는 공작물(1)을 다양한 직경의 제품으로 만드는 방법.
적어도 대부분의 작업동안에, 변형되는 부분에 맨드릴이 없는 상태로 금속 실린더(1)를 다양한 직경의 제품으로 만드는 방법으로서, 실린더(1)가 클램핑 장치(10, 34)에 고정되고, 실린더(1) 및 제 1 공구(3A)가 서로에 대하여 회전축(2)을 중심으로 회전되고, 제 1 공구(3A)를 실린더(1)와 접촉하게 배치시키고 실린더(1) 및/또는 제 1 공구(3A)를 상기 회전축(2)을 따르는 방향으로 이동시킴으로써 실린더(1)가 상기 제 1 공구(3A)에 의하여 변형되는, 상기 방법에 있어서,

적어도 제 2 공구(3B)가 제 1 공구(3A)의 뒤쪽 위치에서 실린더(1)와 접촉하게 배치되어, 실린더(1)가 상기 제 2 공구(3B)에 의해서도 변형되고,

상기 제 1 공구(3A)와 제 2 공구(3B)는 동시에 실린더(1)를 가공하는 것을 특징으로 하는 금속 실린더(1)를 다양한 직경의 제품으로 만드는 방법.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한항에 있어서, 적어도 제 3 공구(3B)가 제 2 공구(3B)의 뒤쪽 위치에서 공작물(1)과 접촉하게 배치되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한항에 있어서, 각각의 공구는 2개 이상의 성형 롤러를 포함하고, 공작물(1)은 가공되는 동안 상기 성형 롤러 사이에 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한항에 있어서, 공작물(1)은 한 번의 작업 사이클 동안에 완제품 또는 반제품으로 성형되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한항에 있어서, 인장력이 공작물(1)에 가해지는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9 항에 있어서, 상기 인장력은 상기 작업동안에 변경되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한항에 있어서, 상기 공구들 중의 적어도 하나가 상기 작업동안에 반경방향으로 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한항에 있어서, 공작물(1)은 개방 단부를 갖추고 있고, 이 단부는 공구에 의해, 바람직하게는 한 번의 조작에 의해, 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한항에 있어서, 공작물(1)은 판형 몸체이고, 그리고 공구의 중심축은 회전축(2)에 대하여 피벗되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서, 공구는 상기 작업동안에 서로에 대하여 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 13 항에 있어서, 공작물(1)의 에지는 적어도 작업의 일부분 동안 지지되는 것을 특징으로 하는 방법.
금속 실린더 또는 금속판과 같은 공작물(1)을 고정하기 위한 적어도 하나의 클램핑 장치(10, 34), 작업중에 공작물(1)과 접촉하게 배치되는 제 1 공구(3A), 공작물(1) 및 제 1 공구(3A)를 서로에 대하여 회전축(2)을 중심으로 회전시키기 위한 장치, 그리고 공작물(1) 및/또는 제 1 공구(3A)를 상기 회전축(2)을 따르는 방향으로 이동시키기 위한 장치를 포함하는, 다양한 직경의 제품을 만드는 성형기에 있어서,

상기 성형기는 상기 제 1 공구(3A)의 뒤쪽에 배치되며 공작물(1)과 접촉하게 배치될 수 있는 적어도 제 2 공구(3B)를 더 포함하고,

상기 제 1 공구(3A)와 제 2 공구(3B)는 동시에 공작물(1)을 가공하도록 구성되어 있고,

상이한 공구(3)와 결합되는 2개 이상의 성형 롤러가 1개의 공통의 홀더(38)에 장착되고 상기 홀더(38)는 상기 회전축(2)과 교차하는 축(39)을 중심으로의 회전운동 및/또는 반경방향으로의 병진운동이 가능한 방식으로 성형기 내에 또는 성형기 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 다양한 직경의 제품을 만드는 성형기.
금속 실린더 또는 금속판과 같은 공작물(1)을 고정하기 위한 적어도 하나의 클램핑 장치(10, 34), 작업중에 공작물(1)과 접촉하게 배치되는 제 1 공구(3A), 공작물(1) 및 제 1 공구(3A)를 서로에 대하여 회전축(2)을 중심으로 회전시키기 위한 장치, 그리고 공작물(1) 및/또는 제 1 공구(3A)를 상기 회전축(2)을 따르는 방향으로 이동시키기 위한 장치를 포함하는, 다양한 직경의 제품을 만드는 성형기에 있어서,

상기 성형기는 상기 제 1 공구(3A)의 뒤쪽에 배치되며 공작물(1)과 접촉하게 배치될 수 있는 적어도 제 2 공구(3B)를 더 포함하고,

상기 제 1 공구(3A)와 제 2 공구(3B)는 동시에 공작물(1)을 가공하도록 구성되어 있고,

상기 공구들 중의 적어도 하나가 상기 회전축(2)에 대하여 편심되어 위치되는 것을 특징으로 하는 다양한 직경의 제품을 만드는 성형기.
금속 실린더 또는 금속판과 같은 공작물(1)을 고정하기 위한 적어도 하나의 클램핑 장치(10, 34), 작업중에 공작물(1)과 접촉하게 배치되는 제 1 공구(3A), 공작물(1) 및 제 1 공구(3A)를 서로에 대하여 회전축(2)을 중심으로 회전시키기 위한 장치, 그리고 공작물(1) 및/또는 제 1 공구(3A)를 상기 회전축(2)을 따르는 방향으로 이동시키기 위한 장치를 포함하는, 다양한 직경의 제품을 만드는 성형기에 있어서,

상기 성형기는 상기 제 1 공구(3A)의 뒤쪽에 배치되며 공작물(1)과 접촉하게 배치될 수 있는 적어도 제 2 공구(3B)를 더 포함하고,

상기 제 1 공구(3A)와 제 2 공구(3B)는 동시에 공작물(1)을 가공하도록 구성되어 있고,

상기 공구들 중의 적어도 하나가 상기 회전축(2)에 대하여 편심되어 위치되는 것을 특징으로 하는 다양한 직경의 제품을 만드는 성형기.

공구들은 상기 작업동안에 서로에 대하여 이동가능한 방식으로 성형기 내에 또는 성형기 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 다양한 직경의 제품을 만드는 성형기.
제 16 항 내지 제 18 항중 어느 한항에 있어서, 상기 제 2 공구(3B)의 뒤쪽에 배치되는 적어도 제 3 공구(3C)를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형기.
제 16 항 내지 제 18 항중 어느 한항에 있어서, 각각의 공구는 2개 이상의 성형 롤러를 포함하고, 공작물(1)은 상기 성형 롤러 사이에 유지될 수 있는 것을 특징으로 하는 성형기.
제 16 항 내지 제 18 항중 어느 한항에 있어서, 공구들은 작업동안에 서로에 대하여 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 성형기.
제 16 항 내지 제 18 항중 어느 한항에 있어서, 공작물(1)의 가공되지 않은 부분에 또는 그 주위에 각각 배치되고, 인장력을 공작물에 작용시킬 수 있는 맨드릴(5) 또는 부쉬를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형기.