KR20010081343A - 이형재 스트립의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이형재 스트립의 제조방법에 관한 것으로, 종래의 경우 폭방향 양측부의 두께를 절삭 공구로 깍아내는 방법과, 소재 중앙부에 다른 스트립을 덧대여 용접하는 방법, 그리고 시소식으로 재료진행의 직각방향으로 압연하는 방법과, 재료진행 방향으로 압연하는 방법을 채택한 관계로 불량율이 높고 재료의 소모가 많았으며, 직각방향 압연은 생산성이 크게 저조하며, 재료진행 방향 압연은 폭방향으로 재료 변형이 거의 불가능 하므로 탄덤식 압연방법을 적용하여 대용량의 전용설비와 생산공구에 해당하는 압연롤러의 다양한 규격이 요구되는 등 소량 다품종 생산에 많은 문제점이 있었다.

본 발명은 연속인발 가공으로 파이프 소재가 다이스내를 섭입 이송 되면서, 원형과 타원형 과정을 거쳐 평면 형상으로 교정되는 가공방법을 제공하여, 1회 인발작업으로 2 매(열)의 제품생산이 가능하며, 작업 속도를 기존의 방법보다 수배 증가시킬 수 있어 생산성 향상과 제조원가 절감에 크게 기여할 수 있으며, 구조 및 조작이 간단한 인발기를 적용 하므로 설비의 범용성과 저렴화에 의한 경제성을 제공하며, 저가의 다이스를 생산공구로 사용하므로서 소량 다품종 생산에 효율적으로 대처할 수 있는 등 많은 특징을 갖고 있다.

Description

이형재 스트립의 제조방법{PRODUCTION METHOD OF MULTI GAUGE STRIPS}

본 발명은 전기전자 부품의 세미콘덕터 리드후레임(SEMI-CONDUCTOR LEAD FRAME) 또는 이와 유사한 부품에 사용되는 구리를 주원료로한 합금 스트립(STRIPS)을 폭방향으로 약 3등분한 길이의 중앙부 양측폭의 두께를 중앙부 두께의 약 40% 전후로 얇게 가공된 이형재 스트립(MULTI GAUGE STRIPS)의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 종래의 이형재 스트립 제조방법은 스트립 중앙부는 그대로 두고 양측두면의 두께만 절삭공구를 이용하여 깍아내는 면삭방법과 스트립 중앙부에만 별도의 소재를 덧대여 용접으로 접합하는 용접방법과, 소재 진행방향의 직각방향으로 압연을 행하는 시소(SEESAW)방법(SS),그리고 소재 진행방향으로 압연을 행하는 압연방법(RL)이 제조장치으로 알려져 있는데, 그중 면삭방법은 완성품(P)의 요구 규격인 형상, 두께 정밀도, 표면거칠기, 직선도와 경도등의 제규격중 소재폭 양측면부만 면삭을 행하여 두꺼운 부분(TK)과 얇은 부분(TN)의 재질이 동일하므로 요구규격중 경도는 만족시키나 형상, 두께 정밀도, 표면거칠기, 직선도등 요구 규격을 만족 시키기 난이한 작업이다.

용접방법 또한 순간 접합이 이루어진다 해도 접합에 필요한 800℃ 이상의 고온이 필요하며, 이로인한 열변형은 스킨패스(SKIN PASS)또는 스트레칭(STRETCHING)의 교정작업으로도 상기 요구 규격을 만족 시키기는 어려워 상기 두 방법으로 제조된 제품은 불량율이 높아 제조원가가 높으면서도 하등품으로 취급되여 선별 사용되는 문제점이 있다.

상기 이후 개선된 방법으로서 도 1 에 도시한 바와같이 스트립 소재(M)를 금형(TL)내에 넣은 후 압연방향을 소재(M)의 직각방향(RA)좌우로 시소와 같이 압력을 가한 후 스트립 소재(M)가 전진 하는 순차 이송방법을 교대로 행하여 소재(M)가 폭방향으로 연(전)신 되면서 금형(TL)내의 공간(S)을 채워 주도록 되어 있는 시소방법(SS)이 있는데, 이것은 소재(M) 진행방향의 직각방향(RA)으로 재료의 변형이 이루어지므로 재료의 방향성이 재료의 폭방향으로 기계적 성질을 높게 하여, 이후 공정인 프레싱(PRESSING)공정에서 폭 넓이 1 미리 미만의 도선으로 가공된 후 중앙부의 두께운 부분(TK)경계선 가까이에서 수직으로 절곡 성형시 절곡부 재료 표면의 터짐이나 부러지지 않는 이점은 있으나 재료의 이송속도에 제약을 주어 생산성이 1∼2m/분 전후로 극히 저조 하며, 특히 소재(M)를 평면의 고정상태에서 가압만으로 압연을 행하므로 대단히 큰 가압력을 필요로 하며 압연롤러의 작동방향이 재료 진행방향의 좌우측으로 행하여져야 하므로 범용설비가 아닌 고가의 대형 전용 설비를 필요로 하는 문제점이 있다.

또한 상기 이후 개선된 방법으로 도 1 에 도시한 압연방법(RL)은 소재(M)를 "" 형상으로 1차 압연(RL1)을 롤러(R) 넥크(N)를 롤러(R)양측에 부착한 상하 凹 凸 형의 롤러(R)을 통하여 성형한 후 열처리(HT)를 행하고 압연롤러(R)를 직열로 배열한 탄덤(TANDEM)식 2차 압연(RL2)에서, 1차 압연(RL1)에서 성형된 폭(L1 V1,W1 )과 두께(T1,t1 ) 를 폭(L2,V2,W2)과 두께(T2,t2)로 성형한 후 이것을 다음 롤러(R)에서 받아 폭(L3,V3,W3)과 두께(T3,t3)의 형상으로 성형하는 과정을 반복하여, 목적하는 규격인 폭(L,V,W)과 두께(T,t)를 성형 하도록 되여 있다.

이때 상면 폭은 V1>V2>V3 로 좁아지고 양측 폭은 L1<L2<L3 로 넓어지며 하면 폭도 W1<W2<W3로 넓어지며, 중앙부 두께는 T1>T2>T3 로 얇아지고 양측폭 두께도 ,t1>t2>t3 로 얇아지는 성형과정을 거쳐 스리팅(SLITTING.SL)하는 제조 기술이 알려져 있다.

그러나 상기 압연 방법(RL)은 압연 가공의 특성상 재료의 변형(연신)방향이 압연의 진행방향인 재료의 길이 방향으로만 재료의 변형이 이루어지고 재료의 진행방향의 직각방향인 폭 방향으로의 재료변형 즉 연신되는 연신율은 재료진행 방향의 연신율에 비하여 무시될 정도로 극히 미미하기 때문에 상기 상면폭(V1)양측면 단부를 탄덤식 압연방법으로 조금씩 좁혀가며 전체 단면 체적을 폭과 길이 양측방향으로 감육 연신 되도록 한 것이므로 소재(M)의 두께와 폭길이를 완성품(P) 단면적 대비 1.6배 전후로 필요이상 크게 설정하게 되여 완성후 스리팅 가공으로 스크랩(SCRAP)처리하게 되므로 재료의 이용율이 크게 낮아지는 단점이 있다.

즉, 완성품(P)두께보다 50% 이상 크고, 폭길이도 10% 전후 큰 규격의 소재(M)를 사용하므로서 소재(M)의 두께가 완성품(P) 중앙부 폭(V)의 두께(T)로 감육되여 늘어난 폭 길이와 양측폭 두께(t)로 60% 전후 가공되여 연신된 폭(L4)의 길이는 완성품(P) 필요규격의 길이보다 두배 가까이 길어지게 되여 낭비가 크며, 소재(M)폭길이를 완성품(P)폭길이 보다 짧게 할 경우는 압연롤러(R)면에 소재(M)의 접촉면적이 적거나 부족하여 압연롤러(R)회전에 따라 소재(M)진입이 안되므로 압연 가공을 불가능하게 하는 이유가 된다.

더욱이 압연 롤러(R)를 직렬로 연속 배열한 탄덤식 압연방법에서는 앞의 롤러(R)에서 압연 가공된 길이를 2차 롤러(R)에서 받고 이것을 다시 3차 롤러(R)에서 받아 연속 압연을 하게 된다.

이때 연신 되여 늘어난 재료의 길이는 1차<2차<3차 가 길어지게 되므로 압연롤러(R)의 1차,2차,3차가 동일한 회전 속도로는 연속작업이 불가 하여 이것을 해결하기 위한 롤러(R)회전 속도를 제어할 수 있는 특수기능을 갖인 설비를 필요로 하며, 각 롤러(R)는 개별 롤러(R)스텐드(STAND)를 갖으므로 앞서의 시소방법(SS)에서적용된 설비보다도 더 고가의 대형이며, 전용화된 설비를 필요로 하는 문제점이 있다.

또한 압연에 사용하는 롤러(R)는 완성품(P)규격별 공구에 해당 되므로 소량 다품종의 다양한 규격의 롤러(R)를 준비하고, 매 규격 작업시 롤러(R)를 분해 교체하여야 하는 작업관리와 원가 상승의 문제가 있다.

본 발명은 이와같은 종래의 제반문제를 해소 하고자, 취급 및 조작이 간단한 인발기와 가격이 저렴한 다이스와 프러그를 이용하여 소재인 파이프를 인발 가공하여 외주연에 돌기를 성형시키며 축경관을 타원형으로 성형을 거쳐 평면형상의 스트립으로 가공한 후 스트립 좌우 양단을 커터로 절삭하여 완성품을 얻을 수있는 제조방법을 제공하여, 1회 인발 가공으로 2매(열)의 제품을 생산할 수 있으며, 인발 속도를 높혀 생산성을 크게 향상 시키고져 하는데 그 목적이 있다.

또다른 목적은 인발기에 의한 제조방법을 제공하므로서 설비의 범용성과 소량 다품종인 다양한 규격의 생산공구를 제조 및 취급이 간단한 다이스와 프러그로 대체 가능 하도록 하는데 있다.

도 1 은 종래의 이형재 스트립 제조방법을 도시한 개략적인 공정도

도 2 는 본 발명인 제조방법으로서 일례를 보여주는 평면 및 측면 공정도

* 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 *

a : 축경관 b : 타원관 c : 스트립

30,40 : 프러그(plug) 10,20 : 다이 11,21,31 : 돌기홈

12,22,32 : 돌기 60 : 커터(cutter) 50 : 스페이서(spacer)

M : 소재(파이프) P : 제품 211 : 상형

212 : 하형

본 발명이 이루고져 하는 기술적 과제를 성취 시키기 위한 구성은 연속인발 가공을 하여 파이프 소재가 다이스와 프러그 사이를 섭입 이송과정을 거쳐 축경관으로 성형하는 단계와 축경관을 타원관으로의 성형과정과 타원관을 평면형상으로 성형 단계를 거쳐 이루어지는 이형재 스트립의 제조방법에 있어서, 파이프 소재를인발하여 성형된 축경관 외주연 상하면에 대층을 이루는 원호 형상의 돌기를 성형하고 좌우측면 두께로 감육 성형하는 단계와, 상기 축경관의 원호 형상의 돌기를 평면 형상의 돌기로 교정하며 타원관으로 성형하는 과정을 거쳐, 평면 형상의 돌기 후면이 상호 대층을 이루며 타원관 내경이 직선으로 밀착 교정되여 돌기면과 양측 폭면이 대층으로 평행을 이루며 양측폭단부가 연결된 스트립으로 성형 하는 단계와, 상기 양측폭 단부가 연결된 스트립이 분리되게 양측 폭 단부를 절삭하는 단계로 성형이 연속적으로 이루어지도록 구성된다.

이하 일실시예에 의해 첨부된 도면에 의거 본 발명의 제조방법의 구성에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

첨부된 도 2 에 도시한 바와같이 본 발명의 이형재 스트립의 제조방법은 돌기홈(11)이 내주연 상하에 형성된 축경다이(10)와 축경 프러그(30)사이에 파이프 소재(M)를 인발하여 섭입 이송되며 축경관(a)으로 성형하는 과정과 동시에 축경관(a)상하부에 대층으로 원호형상의 돌기(12)와 파이프 소재(M)두께(T)를 좌우측면(13)의 두께(T1)로 감육하는 단계를 거친, 상기 축경관(a)의 원호 형상의 돌기(12)를, 상호 대층의 형상을 갖인 상형(211)과 하형(212)이 조립되여 직사각형을 이루며 내면 형상이 중앙면에 돌기홈(21,31)을 갖으며 경사각을 갖고 점차 좁아지며 평행으로 연결되는 틈새를, 완성품의 형상으로 구성한 교정다이(20)와 교정프러그(40)사이를 이송하여 평면돌기(22)로 교정되며 동시에 타원관(b)으로 성형하는 과정을 거쳐, 타원관(b)의 외주 상하부의 돌기(22)후면이 상호 밀착되게 교정하여 돌기(32)면 과 양측폭(33)면이 평행을 이루며 양측폭(33) 단부(34)가 연결된 스트립(c)으로 성형 되는 단계와 상기 양측폭(33) 단부(34)가 연결된 스트립(c)폭 양단(34)이 분리되도록 커터의 회전에 의해 절삭(CT)하는 과정을 거쳐 단계별 성형이 연속적으로 이루어진다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용을 도 2 에 도시한 도면을 참조하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저 코일 상태의 파이프 소재(M)를 소재 공급 장치인 언코일어(UNCOILER)에 준비하고 파이프 소재(M) 일측단을 다이홀더까지 이송한다.

다음 파이프 소재(M)의 외경 일부분에 프러그가 멈추도록 비딩(BEADING)을 행하고 내면에 인발유를 주입한 후 축경 프러그(30)와 교정프러그(40)를 삽입한 다음 파이프 소재(M) 단부를 스웨징(SWAGING)하여 축경다이(10)를 이송 시켜 길이 일부분을 축경관(a)으로 성형하고, 상기 스웨징 부분을 절단한 후 축경관(a)을 교정다이(20)하형(212)상단에 얹은 후, 교정다이(20)상형(211)을 위치 고정핀(213)과 볼트(214)체결로 교정다이(20)하형(212)과 조립한다.

이때 체결용 볼트(214)의 잠김 압력으로 교정다이(20)내면에 삽입된 축경관(a)은 교정다이(20)내면 형상으로 변형된다. 즉 축경다이(10)이송시 소재의 감육성형은 완료 되므로 교정다이(10)에서는 형상만을 변형 성형 하게 된다.

다음 교정다이(20)내에 삽입된 파이프 소재(M)의 진행방향 단부를 코일러(COLIER)의 크립에 물린후 커터(60)를 동작 시키고 코일러를 연속 가동 시키어 인발을 행하면 파이프 소재(M)는 다이스와 프러그 사이를 연속 섭입 이송하며 축경관(a)과 타원관(b)으로의 성형과정을 거쳐 양측폭(33)단부(34)가 연결된 스트립(C)으로 성형된다.

이때 축경다이(10)의 내주면 상하부에 대층으로 구비된 돌기홈(11)은, 소재(M) 진행 방향의 축경다이(10)인발각(14)을 따라 좁아지고 깊어지면서 단면a-a부의 사이징(SIZING)부분에서 직선으로 평행하게 연결되는 凹홈으로 형성되여, 내면에 축경 프러그(30)를 삽입한 파이프 소재(M)는 상기 축경 다이(10)내경으로 섭입 이송되여,축경다이(20)와 축경프러그(40)의 틈새 형상으로 소재(M)의 외경과 두께(T)가 감육 및 변형 되여 외주연 상하부에 대층의 원호 형상의 돌기(12)와 좌우측부(13)에는 파이프 소재(M)의 두께(T)가 감육된 두께(T1)로 성형된 축경관(a)이 되여 이후 공정인 교정다이(20)로 이송된다.

다음 축경다이(10)에서 이송된 축경관(a) 외주연 상하부에 성형된 원호 형상의 돌기(12)는, 교정다이(20)상하내면 중앙부에 경사를 갖으며 구비된 돌기홈(21)을 따라 이송되며 교정프러그(40)의 지지로 원호형상의 돌기(12)는 평면형상의 돌기(22)로 성형되며 동시에 축경관(a)은 타원관(b)으로 성형된다.

다음 상기 타원관(b)은 평면돌기(32)와 양측폭(33)을 대층 형상으로 갖고 단부(34)가 연결된 스트립(C)과 동일한 형상의 틈새로 형성된, 교정다이(20) 후미의 단면 c-c구간으로 이송 하면서 타원관(b)의 상하부 평면돌기(22) 후면이 대층을 이루며 상호 접촉하게 되여 타원관(b)의 상하부 거리는 점차 좁아지며 직선으로 성형되여, 돌기(32)면과 양측폭(33)면이 평행을 이루며 양측폭(33)단부(34)가 연결된 형상을 갖는 스트립(C)으로 성형된다.

상기 과정에서 교정프러그(40)는 원형의 파이프가 타원형으로 변형중 외주연중앙부 상하면의 좌굴과 성형된 돌기가 돌기 홈에서의 이탈을 방지하며 소재진행 축방향을 유지 하면서 연속 진행을 용이하게 하여주며 또한 이를 위하여 축경다이(10)와 교정다이(20)의 외형은 4각으로 구성하며, 스페이서(50)는 외면인발유 보충 공간이다.

다음, 상기의 양측폭(33)단부(34)가 연결된 스트립(c)은 회전 커터(60)구간으로 이송되여 양측폭(33) 단부(34)가 절삭(CT)되여 2매(열)로 분리된 완성품(P)이 된다.

이상과 같이 가공과정을 거친 제품은 관상태에서 관 내면은 프러그 외면과 관외면은 다이스의 내면과 미끄럼 접촉으로 성형되며, 돌기는 다이스의 돌기홈을 따라 성형되므로 표면과 형상이 우수한 품질을 얻을 수 있다.

본 발명은 전술한 실시예의 2 열작업에 국한하지 않고 인발력의 허용범위 내에서 2열이상으로 응용실시 할 수 있으며, 파이프 외면에 성형시킨 돌기를 내재 시킨 상태로 변경 실시할 수도 있다.

전술한 본 발명의 제조방법에 따르면, 기존의 시소방법 및 압연방법으로는 가공이 난이하여 생산성이 극히 저조한 가공방법을 조작이 용이하며 간단한 설비인 인발기를 적용하여 1회 인발작업으로 완성품 2매(열)를 생산할 수 있으며, 인발 속도에 제약조건이 없으므로 생산성을 크게 향상 시키여 제조원가 절감에 크게 기여할 수 있다.

또한 인발기의 종류에 관게 없으며, 소재를 다이홀더를 이송 시키여 권취할수 있는 간이 설비만으로도 생산이 가능하므로 설비의 범용성과 저렴화에 의한 경제성이 제공된다.

또한 간단한구조와 저렴한 인발공구로 생산이 가능하므로 생산공구를 크게 절감할 수 있으며, 소량 다품종의 다양한 규격을 생산하는데 효율적으로 대처할 수있다.

또한 소재를 파이프로 사용하여 용이하게 인발할 수 있으므로 재료의 낭비가 없으며, 인발방법 자체가 제품의 표면 거칠기, 두께 정밀도, 직선도 등을 효과적으로 수행할 수 있어 별도의 후가공 없이도 정밀도 높은 품질의 제품을 생산할 수 있는 등의 많은 장점을 제공한다.

Claims (1)

1. 다이스와 프러그 사이에 인발가공을 하여 섭입 이송되는 파이프 소재(M)를 축경관으로의 성형 단계와 축경관을 타원관으로의 성형과 타원관을 평면형상으로 성형하는 단계를 거쳐 이루어지는 이형재 스트립의 제조방법에 있어서, 파이프 소재(M)를 인발하여 외주연 좌우측면(13)두께(T1)로 감육하고 상하면에 원호형상의 돌기(12)를 갖는 축경관(a)으로 성형하는 단계와, 축경관(a)의 원호 형상의 돌기(12)를 평면형상의 돌기(22)로 교정하며 타원관(b)으로 성형하는 과정을 거쳐, 상기 타원관(b)의 내경이 직선으로 교정되여 양측폭(33)단부(34)가 연결된 스트립(C)으로 성형되는 단계와, 상기 양측폭(33)단부(34)가 연결된 스트립(C)이 분리되게 양측폭(33)단부(34)를 절삭(CT)하는 단계로 성형이 이루어지는 것을 특징으로 하는 이형재 스트립의 제조방법.