KR101231144B1 - 파이프용 형 단조 및 업셋 단조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파이프용 형 단조 및 업셋 단조 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 파이프용 형 단조 및 업셋 단조 장치는 본 발명에 따른 파이프용 형 단조 및 업셋 단조 장치는 수평으로 설치되는 제1가이드 레일과 상기 가이드 레일을 따라서 이동되는 몸체와 상기 몸체를 이동시키는 이송 모터를 포함하여 파이프를 수평으로 이동시키는 파이프 이동부와, 상기 몸체에 수평으로 설치되는 제2가이드 레일과 상기 제2가이드 레일을 따라서 수평이동되는 랙 기어와 상기 랙기어를 이동시키는 유압기와 상기 랙기어와 치합되는 종동 기어가 고정되는 양측 수직축과 상기 양측 수직축에 결합된 한 쌍의 롤러를 포함하여 한 쌍의 롤러 사이로 파이프가 고정되는 파이프 고정부를 포함하는 파이프 이송 어셈블리와, 상부 금형과 하부 금형 사이로 이동된 상기 파이프의 외주면을 가압하여 고정시키는 지그 어셈블리와, 교체 가능한 다이스 금형과 펀치 금형을 이용하여 상기 지그 어셈블리에 고정된 파이프 단부를 가공하는 프레스 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

파이프용 형 단조 및 업셋 단조 장치{apparatus of die forging and upset forging for pipe}

본 발명은 형 단조 및 업셋 단조 장치에 관한 것으로서, 파이프 단부의 형상을 가공하는 형 단조와 업셋 단조를 수행할 수 있는 형 단조 및 업셋 단조 장치에 관한 것이다.

업셋 단조(Upset Forging)는 길이 방향으로 재료를 눌러서 재료의 직경을 증가시키는 단조 방법으로서 생산량 측면에서 모든 단조 공정 중 가장 널리 이용되고 있다.

특히 내벽의 두께가 서로 다른 파이프형 금속 부품을 생산할 때 정밀도와 생산성에서 장점이 큰 업셋 단조 공법의 적용이 늘어나고 있다.

형 단조(Die forging, swage forging, stamp forging)는 소요 단조물의 형을 새긴 강제의 상형과 하형을 사용하여, 하형은 앤빌에 고정하고 상형은 해머의 하단에 고정하여,그 사이에 소재를 놓고서 단압하는 방법이다

이러한 단조 기술에는 대한민국 특허청에 출원된 출원번호 제10-2011-0083957호, 제10-2007-0032195호 등이 있다.

그러나, 종래의 단조 장치는 형 단조와 업셋 단조를 동시에 수행할 수 있는 단조 장치가 없어서 작업 능률이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명에 따른 파이프용 형 단조 및 업셋 단조 장치는 형 단조와 업셋 단조를 같이 수행할 수 있는 단조 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명에 따른 파이프용 형 단조 및 업셋 단조 장치는 형 단조와 업셋 단조를 신속히 변경할 수 있는 단조 장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.

본 발명에 따른 파이프용 형 단조 및 업셋 단조 장치는 수평으로 설치되는 제1가이드 레일과 상기 가이드 레일을 따라서 이동되는 몸체와 상기 몸체를 이동시키는 이송 모터를 포함하여 파이프를 수평으로 이동시키는 파이프 이동부와, 상기 몸체에 수평으로 설치되는 제2가이드 레일과 상기 제2가이드 레일을 따라서 수평이동되는 랙 기어와 상기 랙기어를 이동시키는 유압기와 상기 랙기어와 치합되는 종동 기어가 고정되는 양측 수직축과 상기 양측 수직축에 결합된 한 쌍의 롤러를 포함하여 한 쌍의 롤러 사이로 파이프가 고정되는 파이프 고정부를 포함하는 파이프 이송 어셈블리와, 상부 금형과 하부 금형 사이로 이동된 상기 파이프의 외주면을 가압하여 고정시키는 지그 어셈블리와, 교체 가능한 다이스 금형과 펀치 금형을 이용하여 상기 지그 어셈블리에 고정된 파이프 단부를 가공하는 프레스 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 파이프 이동부는 수평으로 설치되는 제1가이드 레일과, 상기 가이드 레일을 따라서 이동되는 몸체와, 상기 몸체를 이동시키는 이송 모터를 포함하고, 상기 파이프 고정부는 상기 몸체에 수평으로 설치되는 제2가이드 레일과, 상기 제2가이드 레일을 따라서 수평이동되는 랙 기어와, 상기 랙기어를 이동시키는 유압기와, 상기 랙기어와 치합되는 종동 기어가 고정되는 양측 수직축과, 상기 양측 수직축에 결합된 한 쌍의 롤러를 포함하여 한 쌍의 롤러 사이로 파이프가 고정되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 롤러는 미세 조정용 구동 모터에 연결되어 파이프의 고정 위치를 미세조정할 수 있는 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 지그 어셈블리는 하부 금형을 수평이동시키는 유압 수단이 구비됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 파이프용 형 단조 및 업셋 단조 장치는 파이프 이송 어셈블리를 이용하여 파이프가 지그 어셈블리에 고정되는 위치를 조정할 수 있고, 프레스 어셈블리에 장착되는 다이스 금형과 펀치 금형을 신속하게 교체할 수 있어 형 단조와 업셋 단조를 같이 수행할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 파이프용 형 단조 및 업셋 단조 장치를 도시하는 측면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 파이프용 형 단조 및 업셋 단조 장치를 도시하는 평면개념도.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 파이프 이송 어셈블리를 도시하는 정면도.
도 4는 도 3의 측면도.
도 5는 도 2의 A부분의 확대 개념도.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 지그 어셈블리와 프레스 어셈블리를 도시하는 단면도.
도 7은 본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따른 지그 어셈블리와 프레스 어셈블리를 도시하는 단면도.
도 8은 도 7의 B부분의 확대 개념도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 파이프용 형 단조 및 업셋 단조 장치를 도시하는 측면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 파이프용 형 단조 및 업셋 단조 장치는 이송 어셈블리(100), 지그 어셈블리(200) 및 프레스 어셈블리(300)를 포함하여 이루어진다.

이송 어셈블리(100)는 파이프를 이송하는 역할을 하며, 지그 어셈블리(200)는 파이프를 고정시키는 역할을 하고, 프레스 어셈블리(300)는 파이프 단부를 가공하는 역할을 수행한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 파이프용 형 단조 및 업셋 단조 장치를 도시하는 평면개념도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 파이프 가공 라인에서 이동된 파이프(10)는 이송 어셈블리(100)를 통해서 수평으로 이동되어 지그 어셈블리(200)에서 고정된다. 고정된 파이프 단부는 프레스 어셈블리(300)를 통해서 원하고자 하는 형상으로 가공된다.

다만, 이송 어셈블리(100)를 통해서 이송되는 파이프의 단부는 단조 공정에서 원하는 형상으로 가공되기 위하여 전공정에서 가열된 상태이어야 한다.

특히, 도 2에 도시된 프레스 어셈블리(300)는 다이스 금형(310)이 설치된 것을 도시하고 있다.

먼저, 이송 어셈블리(100)에 대해 상세히 살펴보면,

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 파이프 이송 어셈블리를 도시하는 정면도이고, 도 4는 도 3의 측면도이다.

파이프 이송 어셈블리(100)는 파이프 고정부와 파이프를 수평으로 이동시키는 파이프 이동부를 포함하고, 상기 파이프 이동부는 수평으로 설치되는 제1가이드 레일(112)과, 상기 가이드 레일(112)을 따라서 이동되는 몸체(114)와, 상기 몸체(114)를 이동시키는 이송 모터(116)를 포함한다.

따라서, 상기 이송 모터(116)가 몸체(114)를 밀면 몸체(114)는 상기 가이드 레일(112)를 따라서 이동하게 되고, 파이프 고정부에 고정된 파이프도 수평이동하게 된다.

그리고, 상기 파이프 고정부는 상기 몸체(114)에 수평으로 설치되는 제2가이드 레일(122)과, 상기 제2가이드 레일(122)을 따라서 수평이동되는 랙 기어(124)와, 상기 랙기어(124)를 이동시키는 유압기(126)와, 상기 랙기어(124)와 치합되는 종동 기어(127)가 고정되는 양측 수직축(128)과, 상기 양측 수직축(128)에 결합된 한 쌍의 롤러(129)를 포함한다.

도 5는 도 2의 A부분의 확대 개념도이다.

도 5에 도시된 바와 같이 랙기어(124)와 치합되는 종동 기어(127)를 통해서 양측 수직축(128)이 회전되면 수직축(128)의 상측에 설치된 롤러(129)가 회동되어 파이프의 외주면에 접촉되면서 한 쌍의 롤러(129) 사이로 파이프가 고정된다. 고정된 파이프(10)는 파이프 이동부를 통해서 수평으로 이동된다.

특히, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 롤러(129)는 미세 조정용 구동 모터(130)에 연결되어 파이프의 고정 위치를 미세조정할 수 있도록 한다.

미세 조정용 구동 모터(130)는 롤러(129)를 직접 구동하여 롤러에 접촉되는파이프가 미세하게 이동되도록 하여 정확한 위치에 위치되도록 조정하는 역할을 한다.

다음으로, 지그 어셈블리는 상부 금형과 하부 금형 사이로 이동된 파이프의 외주면을 가압하여 고정시키는 역할을 하며, 도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 지그 어셈블리와 프레스 어셈블리를 도시하는 단면도이다.

상기 지그 어셈블리(200)는 고정된 상부 금형(210)과 상기 상부 금형에 대응되는 위치에 착설된 하부 금형(220)과, 상기 하부 금형(220)을 수평이동시키는 유압 수단(도 6에는 230의 유압기로 도시됨)을 포함하여 이루어진다.

상기 지그 어셈블리는 상부 금형(210)과 하부 금형(220) 사이로 파이프가 이송되면, 센서를 통해서 유입되는 신호에 의해서 유압 수단이 작용되어 하부 금형을 수직으로 밀어 올려서 상부 금형과 하부 금형 사이에 고정되도록 한다.

특히, 유압 수단의 수평 이동을 수직으로 전환하기 위하여 하부 금형(220)의 하부면에 경사면(222)을 설치하여 미세한 이동을 조절할 수 있도록 한다.

그리고, 프레스 어셈블리(300)는 교체 가능한 다이스 금형과 펀치 금형을 이용하여 상기 지그 어셈블리에 고정된 파이프 단부를 가공하게 된다.

프레스 어셈블리는 유압 프레스 등을 이용하여 다이스 금형 또는 펀치 금형을 이동시켜서 파이프 단부를 원하는 형상으로 변형하게 되며, 도 6에 도시된 다이스 금형(310)은 지그 어셈블리에 돌출된 상태로 고정된 파이프의 단부에 형 단조 가공을 수행하게 된다.

이러한 형 단조에서 중요한 것은 파이프가 정확한 길이로 돌출된 상태로 고정되어야 한다는 점이다. 앞서 살펴본 미세 조정용 구동 모터를 이용하여 파이프의 고정 위치를 미세하게 조정할 수 있으므로 돌출된 파이프의 길이를 정확하게 제어할 수 있다.

도 7은 본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따른 지그 어셈블리와 프레스 어셈블리를 도시하는 단면도이다.

도 7에 도시된 실시예는 펀치 금형(320)이 설치된 실시예이며, 도 8은 도 7의 B부분의 확대 개념도이다.

도 8에 도시된 바와 같이 상부 금형(210)과 하부 금형(220)의 단부에는 강도 보강부(212,222)가 설치되고, 내부에 고정된 파이프(10)는 펀치 금형(320)을 통해서 옵셋 단조 가공이 이루어지게 된다.

이상과 같이 본 발명은 파이프용 형 단조 및 업셋 단조 장치를 제공하는 것을 주요한 기술적 사상으로 하고 있으며, 도면을 참고하여 상술한 실시 예는 단지 하나의 실시 예에 불과하므로 본 발명의 진정한 범위는 특허청구범위에 의해 결정되어야 한다.

100: 파이프 이송 어셈블리
112: 제1 가이드 레일
114: 몸체
116: 구동 모터
122: 제2 가이드 레일
124: 랙기어
126: 유압기
127: 종동 기어
128: 수직축
129: 롤러
200: 지그 어셈블리
210: 상부 금형
220: 하부 금형
230: 유압기
300: 프레스 어셈블리
310: 다이스 금형
320: 펀치 금형

Claims (4)

1. 수평으로 설치되는 제1가이드 레일과 상기 가이드 레일을 따라서 이동되는 몸체와 상기 몸체를 이동시키는 이송 모터를 포함하여 파이프를 수평으로 이동시키는 파이프 이동부와, 상기 몸체에 수평으로 설치되는 제2가이드 레일과 상기 제2가이드 레일을 따라서 수평이동되는 랙 기어와 상기 랙기어를 이동시키는 유압기와 상기 랙기어와 치합되는 종동 기어가 고정되는 양측 수직축과 상기 양측 수직축에 결합된 한 쌍의 롤러를 포함하여 한 쌍의 롤러 사이로 파이프가 고정되는 파이프 고정부를 포함하는 파이프 이송 어셈블리와;
   상부 금형과 하부 금형 사이로 이동된 상기 파이프의 외주면을 가압하여 고정시키는 지그 어셈블리와;
   교체 가능한 다이스 금형과 펀치 금형을 이용하여 상기 지그 어셈블리에 고정된 파이프 단부를 가공하는 프레스 어셈블리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 파이프용 형 단조 및 업셋 단조 장치.
   
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 롤러는 미세 조정용 구동 모터에 연결되어 파이프의 고정 위치를 미세조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 파이프용 형 단조 및 업셋 단조 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 지그 어셈블리는,
   하부 금형을 수평이동시키는 유압 수단이 구비됨을 특징으로 하는 파이프용 형 단조 및 업셋 단조 장치.
   

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