KR101393597B1 - Method of manufacturing die for forming bellows - Google Patents
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Abstract
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 성형 벨로우즈 제조용 금형 제작방법은, (a)성형 벨로우즈 제조용 금형의 몸체를 구성하는 블록 내벽에 하나 이상의 요홈을 형성하는 예비가공단계; (b)상기 성형 벨로우즈 제조용 금형의 내부에, 하나 이상의 전극봉을 적층하여 구성된 회전가공장치를 준비하는 단계; 및 (c)상기 예비가공단계를 거친 상기 성형 벨로우즈 제조용 금형의 블록을 상기 회전가공장치를 통해 회전시키면서 방전가공시킴으로써, 하나 이상의 파형 형상의 요홈을 갖는 금형을 완성하는 파형 형상가공단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a mold for forming a bellows, comprising the steps of: (a) forming at least one groove on an inner wall of a block constituting a body of a mold for manufacturing a bellows; (b) preparing a rotary processing apparatus constituted by laminating one or more electrode rods inside the mold for forming bellows; And (c) a corrugated shape machining step of completing a mold having one or more corrugated grooves by discharging the block of the mold for manufacturing a forming bellows through the pre-machining step while rotating the block through the rotary machining apparatus .
Description
본 발명은 성형 벨로우즈 제조용 금형 제작방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 금형의 내부에 홈을 성형하기 위해 방전가공을 할 때에 전극의 불필요한 소모를 감소시킬 수 있도록 예비성형을 하는 성형 벨로우즈 제조용 금형 제작방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 벨로우즈는 유연성, 밀봉성을 필요로 하는 반도체장비, 항공우주, 조선, 석유화학, 자동차 등 다양한 산업분야에 사용되는 것으로, 원통형 파이프 표면에 주름이 연속적으로 형성된 형태로서, 재질의 특수성 및 벨로우즈 표면의 청정도, 대형화, 긴 수명 등의 고도의 사양이 요구되어 지고 있다.Generally, a bellows is used in various industrial fields such as semiconductor equipment, aerospace, shipbuilding, petrochemical, and automobile which require flexibility and sealing property. It is a form in which wrinkles are continuously formed on the surface of a cylindrical pipe. A high degree of specifications such as cleanliness of the surface of the bellows, enlargement of the bellows, and long service life are required.
벨로우즈의 종류로서는 크게 용접 벨로우즈와 성형 벨로우즈로 구분할 수 있는데, 용접 벨로우즈는 0.05~0.2mm의 초미니 박판을 비소모 전극봉에 불활성가스를 이용하여 모재 사이에서 발생하는 아크열로 2겹 또는 용도에 따라 다층의 다이아프램을 용접하여 제작하는 것으로, 신축성, 내압성, 굽힘성 등은 우수하나 수작업으로 제작되다 보니 가격이 고가일 수밖에 없는 단점이 있다. The bellows can be divided broadly into a welding bellows and a molding bellows. The welding bellows is made of a thin layer of 0.05 to 0.2 mm, a double layer of arc heat generated between the base materials by using an inert gas in a non-consuming electrode rod, And is excellent in stretchability, pressure resistance and bendability, but it is disadvantageous in that it is expensive because it is manufactured by hand.
성형 벨로우즈는 연신율이 우수한 박판 재료를 튜브로 만든 다음 외측에 벨로우즈 성형 금형을 넣어 튜브 내부로 고압의 유체압력을 가하여 성형하는 것으로, 신속, 대량 생산이 가능한 장점이 있으나, 용접 벨로우즈와 같이 주름부의 형상을 다양하게 구성하지 못하여 신축성, 내압성, 굽힘성 등이 떨어지는 단점이 있었다.The forming bellows is formed by forming a thin plate material having excellent elongation ratio into a tube and then molding a bellows forming mold on the outer side to apply a high pressure fluid pressure to the inside of the tube. The bellows is advantageous in that it can be rapidly and mass- It is disadvantageous in that the elasticity, the pressure resistance, the bending property, and the like are deteriorated.
금속제 벨로우즈 튜브를 제조하는 방법은 대한민국 공개특허 제2005-57241호에 개시되어 있다. 공개특허 제2005-57241호에는 U자형 단면을 가지는 기초튜브를 형성한 후에, 기초튜브를 그 길이방향으로 압착 성형한 후에 양단부를 반대방향으로 신장함으로써 궁극적으로 V자형 단면을 가지는 금속제 벨로우즈 튜브를 제조하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이러한 방법은 압착 성형 후에 신장 과정이 필수적으로 요구되어, 제조 과정이 번거롭다는 단점이 있다. 또한, 제조된 금속제 벨로우즈 튜브의 산부 및 골부가 곡면으로 형성되어 있음에도 불구하고, 과도한 압력이나 피로하중에 의해 산부 및 골부가 쉽게 파손되는 문제점이 있다. 특히, 공개특허 제2005-57241호에 개시된 제조방법으로는, 금속제 벨로우즈 튜브의 신축성을 원하는 수준까지 얻기가 매우 힘들다는 한계가 있었다.A method of manufacturing a metal bellows tube is disclosed in Korean Patent Publication No. 2005-57241. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-57241 discloses a method of manufacturing a metal bellows tube having a V-shaped cross section by forming a base tube having a U-shaped section, compressing and molding the base tube in the longitudinal direction thereof, Is disclosed. However, this method has a disadvantage in that it requires an elongation process after the compression molding, and the manufacturing process is cumbersome. In addition, although the crests and valleys of the manufactured metal bellows tube are formed as curved surfaces, there is a problem that the crests and valleys easily break due to excessive pressure or fatigue load. Particularly, in the manufacturing method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-57241, it is very difficult to obtain the stretchability of the metallic bellows tube to a desired level.
따라서, 최근에는 용접 벨로우즈와 같이 주름부의 형상을 다양하게 구성함으로써 신축성, 내압성, 굽힘성 등이 우수한 성형 벨로우즈의 제작에 대한 요구가 지속적으로 있어 왔다.Therefore, in recent years, there has been a continuous demand for the production of a molded bellows which is excellent in stretchability, pressure resistance, bendability and the like by configuring the shape of the wrinkle portion in various ways, such as a welding bellows.
본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 용접 벨로우즈와 같이 주름부의 형상을 다양하게 구성함으로써 신축성, 내압성, 굽힘성 등을 우수하게 할 수 있도록 한 성형 벨로우즈 제조용 금형 제작방법을 제공하는 데 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a mold for manufacturing a bellows, in which the shape of the wrinkle portion can be variously formed like a welding bellows to provide excellent stretchability, pressure resistance, bendability, I have to.
본 발명의 다른 목적은 금형의 내부에 홈을 성형하기 위해 방전가공을 할 때에 전극의 불필요한 소모를 감소시킬 수 있도록 예비성형을 하는 성형 벨로우즈 제조용 금형 제작방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a mold for manufacturing a molded bellows in which preforming is performed so as to reduce unnecessary consumption of electrodes when electrical discharge is performed to form a groove in a mold.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 성형 벨로우즈 제조용 금형 제작방법은, 성형 벨로우즈 제조용 금형 제작방법에 있어서,
(a)성형 벨로우즈 제조용 금형의 몸체를 구성하는 블록 내벽에 하나 이상의 요홈을 형성하는 예비가공단계; (b)상기 성형 벨로우즈 제조용 금형의 내부에, 하나 이상의 전극봉을 적층하여 구성된 회전가공장치를 준비하는 단계; 및 (c)상기 예비가공단계를 거친 상기 성형 벨로우즈 제조용 금형의 블록을 상기 회전가공장치를 통해 회전시키면서 방전가공시킴으로써, 하나 이상의 파형 형상의 요홈을 갖는 금형을 완성하는 파형 형상가공단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing a mold for forming a bellows,
(a) a pre-processing step of forming at least one groove on the inner wall of the block constituting the body of the mold for manufacturing a molding bellows; (b) preparing a rotary processing apparatus constituted by laminating one or more electrode rods inside the mold for forming bellows; And (c) a corrugated shape machining step of completing a mold having one or more corrugated grooves by discharging the block of the mold for manufacturing a forming bellows through the pre-machining step while rotating the block through the rotary machining apparatus .
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상기 하나 이상의 전극봉은 그 결합부에 형성된 홀에 지지축을 결합함으로써, 하나의 유닛인 회전가공장치를 구성하는 것을 특징으로 한다.
And the one or more electrode rods constitute a rotary working device which is a unit by coupling a support shaft to a hole formed in the coupling portion.
상기 회전가공장치는 상기 지지축을 중심축으로 하여 상기 파형부가 회전함으로써, 방전가공에 의해 상기 금형의 블록 내벽을 전극봉의 파형부와 동일한 형상으로 가공하는 것을 특징으로 한다.
The rotation machining device rotates the corrugated part with the support shaft as a central axis so that the inner wall of the block of the mold is machined into the same shape as the corrugated part of the electrode rod by electrical discharge machining.
상기 하나 이상의 전극봉은 상기 예비가공시 형성된 요홈의 숫자와 요홈들 사이의 간격에 맞도록 적층하여 결합하는 것을 특징으로 한다.
And the one or more electrode rods are stacked and joined so as to match the number of grooves formed in the preliminary processing and the gap between the grooves.
상기 (c)파형 형상가공단계에서, 벨로우즈의 1차 예비성형을 위해 상하 폭이 넓고 직선부가 전혀 없는 파형 형상을 구비하는 금형을 가공하는 것을 특징으로 한다.(C) In the step of machining a corrugated shape, a metal mold having a corrugated shape having a wide upper and lower width and no straight line part for the primary preforming of the bellows is processed.
본 발명에 의하면, 금형의 내부에 홈을 성형하기 위해 방전가공을 할 때에 전극의 불필요한 소모를 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, it is possible to obtain an effect of reducing the unnecessary consumption of the electrode when the discharge processing is performed to form the groove in the inside of the metal mold.
본 발명에 의하면, 용접 벨로우즈와 같이 주름부의 형상을 다양하게 구성함으로써 신축성, 내압성, 굽힘성 등을 우수하게 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, it is possible to obtain an effect of excelling in elasticity, pressure resistance, bendability and the like by variously configuring the shape of the wrinkle portion like the welding bellows.
도 1은 본 발명에 따른 성형 벨로우즈 제조용 금형 제작방법에서 예비성형인 1차가공을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 성형 벨로우즈 제조용 금형 제작방법에 사용되는 방전 전극의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 성형 벨로우즈 제조용 금형 제작방법에서 최종가공인 2차 가공을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 성형 벨로우즈 제조용 금형 제작방법에 의해 제작된 금형의 다른 실시예를 도시한 도면이다.Fig. 1 is a view showing a primary working which is a preform in the method for manufacturing a mold for manufacturing a bellows according to the present invention.
2 is a view showing an example of a discharge electrode used in a method of manufacturing a mold for manufacturing a molded bellows according to the present invention.
Fig. 3 is a view showing a secondary machining which is the final machining in the method for manufacturing a mold for manufacturing a bellows according to the present invention.
4 is a view showing another embodiment of a mold manufactured by the method for manufacturing a mold for forming a bellows according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 성형 벨로우즈 제조용 금형 제작방법에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, a method of manufacturing a mold for manufacturing a molded bellows according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 성형 벨로우즈 제조용 금형 제작방법에서 예비성형인 1차가공을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 성형 벨로우즈 제조용 금형 제작방법에 사용되는 방전 전극의 일 예를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 성형 벨로우즈 제조용 금형 제작방법에서 최종가공인 2차 가공을 도시한 도면이다.
FIG. 1 is a view showing a primary process which is preforming in a method for manufacturing a mold for manufacturing a molded bellows according to the present invention, and FIG. 2 shows an example of a discharge electrode used in a method of manufacturing a mold for forming a bellows according to the present invention Fig. 3 is a view showing a secondary machining which is the final machining in the method for manufacturing a mold for manufacturing a bellows according to the present invention.
본 발명에 따른 성형 벨로우즈 제조용 금형 제작방법은, 크게 (a)금형의 몸체를 구성하는 블록 내벽에 다수의 요홈을 형성하는 예비가공단계, (b)하나 이상의 파형 전극봉을 적층하여 회전가공장치를 준비하는 단계, 및 (c)상기 예비가공단계를 거친 금형 블록을 상기 회전가공장치를 통해 방전가공시킴으로써 최종 금형을 완성하는 파형 형상가공단계를 포함한다.
A method of manufacturing a mold for manufacturing a molded bellows according to the present invention includes: (a) a preliminary machining step of forming a plurality of recesses in an inner wall of a block constituting a mold body; (b) And (c) a corrugated shape machining step of finishing the final mold by discharging the mold block through the pre-machining step through the rotary machining apparatus.
(a) 예비가공단계(a) preliminary processing step
도 1에 도시된 바와 같이, 금형의 몸체를 구성하는 블록(1) 내벽에 당업계에 공지된 절삭공구를 사용하여 가공함으로써, 하나 이상의 요홈(3)을 형성한다. 상기 요홈(3)은 하기에 설명될 최종성형공정을 원활하게 하기 위한 것으로, 회전가공장치의 회전에 대한 가이드 기능을 할 정도의 깊이로만 가공되면 된다. As shown in Fig. 1, one or
이러한 예비가공은 추후 방전가공 시에 전극봉에 가해지는 부하를 감소시킴으로써 전극봉의 불필요한 소모를 제거하기 위한 것이다.
Such preliminary machining is intended to eliminate the unnecessary consumption of the electrode by reducing the load applied to the electrode during the subsequent discharge machining.
(b) 회전가공장치를 준비하는 단계(b) preparing a rotary machining apparatus
도 2에 도시된 바와 같이, 전극봉(5)의 회전 최외각 영역의 상하부에 파형부(6)를 구비하고, 그 회전 중심영역에 결합부(8)를 구비한다. 따라서, 상기 전극봉(5)은 결합부(8)을 중심으로 하여 상기 파형부(6)가 회전함으로써, 방전가공에 의해 상기 금형의 블록(1) 내벽을 전극봉(5)의 파형부(6)와 동일한 형상으로 가공한다.As shown in Fig. 2, the wave portion 6 is provided on the upper and lower portions of the outermost rotation area of the electrode rod 5, and the
상기 전극봉(5)은 상기 예비가공시 형성된 요홈(3)의 숫자와 그들 사이의 간격에 맞도록 하나 이상 적층하여 결합할 수 있다. 즉, 하나 이상의 전극봉(5)은 그 결합부(8)에 형성된 홀(9)에 지지축(7)을 결합함으로써, 하나의 회전가공장치(10)로 제작될 수 있다. 상기 지지축(7)과 홀(9)은 나사식으로 형성되어 나사 결합에 의해 결합될 수도 있다.The electrodes 5 may be stacked one on top of the other so as to match the number of the
상기 회전가공장치(10)는 상기 지지축(7)을 중심으로 하여 회전하면서, 방전가공에 의해 상기 금형의 블록(1) 내벽을 가공하게 된다.The
이때, 상기 적층되는 전극봉(5) 사이의 간격은 상기 예비성형단계에서 형성된 요홈(3)들의 간격들에 대응하도록 이격시키는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the intervals between the electrodes 5 to be laminated are spaced corresponding to the intervals of the
상기 회전가공장치(10)는 하나의 몸체로 형성하는 것이 불가능하기 때문에, 하나의 전극봉을 제작한 후 그 전극봉(5)들을 하나 이상 결합하여 회전가공장치를 제작하는 것이 바람직하다.
Since it is impossible to form the
(c) 파형 형상가공단계(c) Waveform shape processing step
상기 예비가공단계를 거쳐서 요홈(3)이 형성된 금형 블록(1)의 중심에 상기 회전가공장치(10)를 위치시킨다. 상기 회전가공장치(10)을 회전하여 방전가공을 시키면, 상기 하나 이상의 요홈(3)이 파형 형상(20)으로 성형된다.The
따라서, 전극 역할을 하는 회전가공장치(10)과 공작물인 금형 블록(1) 사이에 단속적으로 방전시킴으로써, 회전에 의해 파형 형상(20)을 갖는 금형이 완성되는 것이다.
Therefore, by intermittently discharging between the
상기와 같은 방법을 통해서 다양한 형상의 금형이 제작될 수 있다. Various shapes of the mold can be manufactured through the above-described method.
도 4는 본 발명에 따른 성형 벨로우즈 제조용 금형 제작방법에 의해 제작된 금형의 다른 실시예를 도시한 도면이다.4 is a view showing another embodiment of a mold manufactured by the method for manufacturing a mold for forming a bellows according to the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 벨로우즈의 1차 예비성형을 위한 상하 폭이 넓고 직선부가 전혀 없는 파형 형상(20a)을 구비하는 금형(30)을 제작할 수 있다.As shown in Fig. 4, it is possible to manufacture a
상기 금형(30)의 내부에 원통형의 금속판을 삽입한 후에 원통형의 금속판 내부를 하이드로포밍(hydroforming)에 의해 성형함으로써, 1차로 예비성형된 성형 벨로우즈를 제작할 수 있다. A cylindrical metal plate is inserted into the
도 4에 도시된 금형(30)을 통해 1차로 예비성형된 성형 벨로우즈는 상하로 압축시켜 최종적인 벨로우즈로 완성될 수 있는 것이다.The molding bellows, which is preliminarily preformed through the
직선부가 있거나 상하 폭이 좁은 파형 형상을 갖는 금형에 있어서는, 실제 판재를 성형할 경우에 취약한 부분에서 파손이나 찢김 현상이 발생하기 때문에, 불량이 발생할 가능성이 높다.
In the case of a metal mold having a straight line portion or a narrow upper and lower width shape, breakage or tearing occurs in a weak portion when a plate is actually formed, and therefore, there is a high possibility that a defect occurs.
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다. The scope of the present invention is not limited to the embodiments described above, but may be defined by the scope of the claims, and those skilled in the art may make various modifications and alterations within the scope of the claims It is self-evident.
1: 블록 3: 요홈
5: 전극봉 6: 파형부
7: 지지축 8: 결합부
9: 홀 10: 회전가공장치
20, 20a: 파형 형상 1: block 3: groove
5: Electrode 6:
7: Support shaft 8:
9: Hall 10: Rotating device
20, 20a: Wave shape
Claims (6)
(a)성형 벨로우즈 제조용 금형의 몸체를 구성하는 블록 내벽에 하나 이상의 요홈을 형성하는 예비가공단계;
(b)상기 성형 벨로우즈 제조용 금형의 내부에, 하나 이상의 전극봉을 적층하여 구성된 회전가공장치를 준비하는 단계; 및
(c)상기 예비가공단계를 거친 상기 성형 벨로우즈 제조용 금형의 블록을 상기 회전가공장치를 통해 회전시키면서 방전가공시킴으로써, 하나 이상의 파형 형상의 요홈을 갖는 금형을 완성하는 파형 형상가공단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 성형 벨로우즈 제조용 금형 제작방법.A method of manufacturing a mold for manufacturing a molded bellows,
(a) a pre-processing step of forming at least one groove on the inner wall of the block constituting the body of the mold for manufacturing a molding bellows;
(b) preparing a rotary processing apparatus constituted by laminating one or more electrode rods inside the mold for forming bellows; And
and (c) a corrugated shape machining step of completing a mold having one or more corrugated grooves by rotating the block of the mold for manufacturing a forming bellows through the preliminary machining step while rotating the block through the rotary machining apparatus Wherein the molding bellows are made of a metal.
상기 (b)회전가공장치 준비단계에서,
상기 전극봉은 그 회전 최외각 영역의 상하부에 파형부를 구비하고, 그 회전 중심영역에 결합부를 구비하는 것을 특징으로 하는 성형 벨로우즈 제조용 금형 제작방법.The method according to claim 1,
In the step (b) of preparing the rotary machining apparatus,
Wherein the electrode rod has a corrugated portion at the upper and lower portions of the outermost rotational region thereof and a coupling portion at a rotational center region thereof.
상기 하나 이상의 전극봉은 그 결합부에 형성된 홀에 지지축을 결합함으로써, 하나의 유닛인 회전가공장치를 구성하는 것을 특징으로 하는 성형 벨로우즈 제조용 금형 제작방법.3. The method of claim 2,
Wherein the one or more electrode rods constitute a rotary processing apparatus as a unit by coupling a support shaft to a hole formed in the coupling portion.
상기 회전가공장치는 상기 지지축을 중심축으로 하여 상기 파형부가 회전함으로써, 방전가공에 의해 상기 금형의 블록 내벽을 전극봉의 파형부와 동일한 형상으로 가공하는 것을 특징으로 하는 성형 벨로우즈 제조용 금형 제작방법.The method of claim 3,
Wherein the rotating processing device rotates the corrugated part with the support shaft as a central axis so that the inner wall of the block of the mold is processed to have the same shape as that of the corrugated part of the electrode by electrical discharge machining.
상기 하나 이상의 전극봉은 상기 예비가공시 형성된 요홈의 숫자와 요홈들 사이의 간격에 맞도록 적층하여 결합하는 것을 특징으로 하는 성형 벨로우즈 제조용 금형 제작방법.3. The method of claim 2,
Wherein the one or more electrode rods are stacked and joined so as to match the number of grooves formed in the preliminary processing and the gap between the grooves.
상기 (c)파형 형상가공단계에서,
벨로우즈의 1차 예비성형을 위해 상하 폭이 넓고 직선부가 전혀 없는 파형 형상을 구비하는 금형을 가공하는 것을 특징으로 하는 성형 벨로우즈 제조용 금형 제작방법.The method according to claim 1,
In the (c) corrugated shape processing step,
Wherein a mold having a wavy shape with a wide upper and lower width and no straight line portion is processed for primary preforming of the bellows.
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