(57)【要約】本発明の装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材成形装置は、フレームの上部に設置され、ステンレス鋼素材が通過されるようにして断面積を縮小させる加圧ローラーと、前記加圧ローラーの前段に設けられ、前記ステンレス鋼素材を押し付けて前記加圧ローラーを初期駆動させる装入シリンダーと、前記加圧ローラーの後段に一定の距離を往復移動できるように設けられ、前記装入シリンダーの押付力により前記加圧ローラーを通過して断面積が縮小したステンレス鋼素材をクランピングして牽引するクランプと、を含んでなり、前記装入シリンダーの押付力により前記加圧ローラーを初期駆動させ、前記装入シリンダーを停止した後、前記クランプの牽引力により前記加圧ローラーを継続的に駆動させることにより、ステンレス鋼素材が成形されることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームの上部に設置され、ステンレス鋼素材が通過されるようにして断面積を縮小させる加圧ローラーと、
前記加圧ローラーの前段に設けられ、前記ステンレス鋼素材を押し付けて前記加圧ローラーを初期駆動させる装入シリンダーと、
前記加圧ローラーの後段に一定の距離を往復移動できるように設けられ、前記装入シリンダーの押付力により前記加圧ローラーを通過して断面積が縮小したステンレス鋼素材をクランピングして牽引するクランプと、を含んでなり、
前記装入シリンダーの押付力により前記加圧ローラーを初期駆動させ、前記装入シリンダーを停止した後、前記クランプの牽引力により前記加圧ローラーを継続的に駆動させることにより、ステンレス鋼素材が成形されることを特徴とする、装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材成形装置。
【請求項２】
前記加圧ローラーと前記クランプとの間に設置され、前記ステンレス鋼素材を引き抜き加工する引き抜き金型がさらに備えられることを特徴とする、請求項１に記載の装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材成形装置。
【請求項３】
前記ステンレス鋼素材の位置を感知するセンサーから位置情報の入力を受け、前記位置情報に対応するように作動信号を前記クランプに送出して前記クランプの作動を制御する制御器がさらに備えられることを特徴とする、請求項１または２に記載の装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材成形装置。
【請求項４】
前記加圧ローラーと前記装入シリンダーとの間には、
上、下部にそれぞれ設けられ、前記ステンレス鋼素材の進行方向に沿って回転して前記ステンレス鋼素材をガイドし且つ曲げ変形を防止するガイドローラーがさらに備えられることを特徴とする、請求項１または２に記載の装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材成形装置。
【請求項５】
前記引き抜き金型の上部には、潤滑油を供給する潤滑油供給器がさらに備えられることを特徴とする、請求項２に記載の装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材成形装置。
【請求項６】
前記引き抜き金型の前面の両側には、前記引き抜き金型に穿設された引き抜き孔の上側から下側へ周囲に沿って前記潤滑油がガイドされるように一対の円弧状潤滑油ガイド溝が設けられ、前記潤滑油ガイド溝の下側には、前記引き抜き孔側へ上方傾斜して前記潤滑油が前記ステンレス鋼素材の下部側に供給されるようにする傾斜溝がさらに設けられることを特徴とする、請求項５に記載の装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材成形装置。
【請求項７】
前記加圧ローラーの外側には、前記ステンレス鋼素材の装入によって前記加圧ローラーに加えられた荷重を測定するロードセルがさらに備えられることを特徴とする、請求項２に記載の装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材成形装置。
【請求項８】
前記引き抜き金型の外側には、前記ステンレス鋼素材の装入によって前記引き抜き金型に加えられた荷重を測定するロードセルがさらに備えられることを特徴とする、請求項１に記載の装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材成形装置。
【請求項９】
所定の時間装入シリンダーを作動させ、ステンレス鋼素材を押し付けて加圧ローラーを通過するようにして前記ステンレス鋼素材の断面積を縮小させ、断面積の縮小したステンレス鋼素材を前記ローラーの後段に位置したクランプに進入させる初期成形段階と、
前記クランプによって前記ステンレス鋼素材をクランピングした後、前記装入シリンダーの作動を停止し、前記クランプにクランプされた前記ステンレス鋼素材を牽引して前記ステンレス鋼素材の後端を引き抜きして前記ステンレス鋼素材を成形する成形完成段階とを含んでなることを特徴とする、装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材製造方法。
【請求項１０】
前記ローラーと前記クランプとの間には引き抜き金型が備えられ、前記ステンレス鋼素材が引き抜き金型を通過して成形されることを特徴とする、請求項９に記載の装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材製造方法。
【請求項１１】
前記初期成形段階の前には、
引張試験によって前記ステンレス鋼素材の機械的物性を測定してデータ化し、前記データ化した機械的物性に基づいてＣＡＥ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ａｉｄｅｄ  ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）を用いて前記ステンレス鋼素材の断面形状／寸法／形状難易度を解析し、前記装入シリンダーと前記クランプの作動時間及び移動速度を制御器に設定する設定段階をさらに含むことを特徴とする、請求項９に記載の装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材製造方法。
【請求項１２】
前記機械的物性は引張強さ、延伸率、応力−歪み線図であることを特徴とする、請求項９に記載の装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材成形装置、及びその装置を用いたステンレス鋼素材製造方法に係り、特に、装入シリンダーの押付力とクランプの牽引力によって加圧ローラーの負荷を軽減し且つ装入長さを最小化して別途の抜き出し工程なしにステンレス鋼素材を成形することができる、装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材成形装置、及びその装置を用いたステンレス鋼素材製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、製造分野で使用する加工法のうち、素材を永久変形する塑性変形を主に使用している。
特に、本発明で使用されるステンレス鋼素材のように長さの長い素材は、圧延と引き抜き加工方法を使用する自動車部品材などの各種産業現場で多く用いられている。
本発明に関連する従来技術として、特許文献１には、鋼棒の製造方法に関するもので、鋼棒を製造するための圧延工程と引き抜き工程が開示されている。
【０００３】
ところが、従来では、圧延工程と引き抜き工程は、別個の装置で行われるべきなので、多くの工程で時間がかかるという問題点があった。
また、圧延工程の前に初期熱処理工程を必要とし、圧延済みの鋼材をさらに中間熱処理して引き抜き工程を行うので、熱処理工程が重複して工程が増え且つ熱消費が多いという問題点があった。
【０００４】
さらに、断面積を縮小させる工程を行うために、金型の内部に進入するステンレス鋼素材の進入部分を抜き出さなければならないので、抜き出し長さによるロスが生じるか、或いは別途の抜き出し工程を行わなければならないので、単位時間あたりの生産量が低下するという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】韓国特許登録第１０−０７７９９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、かかる問題点を解決するために案出されたもので、その目的は、装入シリンダーとステンレス鋼素材を押し付けて別途の抜き出し工程なしに断面積を縮小させる成形が行われるようにし、潤滑油の供給を十分にして圧延工程と引き抜き工程との間における装入長さを最小化することができる、装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材成形装置、及びその装置を用いたステンレス鋼素材製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材成形装置は、フレームの上部に設置され、ステンレス鋼素材が通過されるようにして断面積を縮小させる加圧ローラーと、前記加圧ローラーの前段に設けられ、前記ステンレス鋼素材を押し付けて前記加圧ローラーを初期駆動させる装入シリンダーと、前記加圧ローラーの後段に一定の距離を往復移動できるように設けられ、前記装入シリンダーの押付力により前記加圧ローラーを通過して断面積が縮小したステンレス鋼素材をクランピングして牽引するクランプとを含んでなり、前記装入シリンダーの押付力により前記加圧ローラーを初期駆動させ、前記装入シリンダーを停止した後、前記クランプの牽引力により前記加圧ローラーを継続的に駆動させることにより、ステンレス鋼素材が成形されることを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材製造方法は、所定の時間装入シリンダーを作動させてステンレス鋼素材を押し付けて加圧ローラーを通過するようにして前記ステンレス鋼素材の断面積を縮小させ、断面積の縮小したステンレス鋼素材を前記ローラーの後段に位置したクランプに進入させる初期成形段階と、前記クランプによって前記ステンレス鋼素材をクランピングした後、前記装入シリンダーの作動を停止し、前記クランプにクランピングされた前記ステンレス鋼素材を牽引して前記ステンレス鋼素材の後端を引き抜きして前記ステンレス鋼素材を成形する成形完成段階とを含んでなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上述したような構成の本発明によれば、次の効果が期待できる。
まず、装入シリンダーを用いてステンレス鋼素材を加圧ローラー側に進入させるから、ステンレス鋼素材に別途の抜き出し工程を行わなくてもよいので、抜き出し作業による素材のロスや工程時間を短縮させることができる。
【００１０】
一つの装置で装入シリンダーとクランプの作動によりステンレス鋼素材の圧延と引き抜きが順次行われるため、工程間の遅延がなくて工程時間を短縮することができ、また、圧延と引き抜き工程で必要な温度のために個別に処理していた熱処理工程なしに圧延と引き抜き工程が行われ、ステンレス鋼素材に適した潤滑油を供給して圧延工程と引き抜き工程との間における装入長さを最小化することができる。
【００１１】
また、高圧フィッティング類またはバルブ類では物理的・機械的特性の向上は不可欠であり、従来の引き抜きの場合は断面減少率が低いため中間焼鈍が不可欠であるが、本発明によれば、従来のダイス引き抜き（Ｄｉｅ  ｄｒａｗｉｎｇ）に比べて圧延と引き抜きが同時に行われることにより、高い摩擦低減効果及び単位パスあたりの断面減少率を持つように製作可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の好適な実施例に係る装入シリンダーとクランプを用いたステンレス成形装置の構成図である。
【図２】図１に引き抜き金型が設置された例示図である。
【図３】図２の引き抜き金型の詳細図である。
【図４】本発明の好適な実施例に係る装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材製造方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。
図１は本発明の好適な実施例に係る装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材成形装置の構成図である。
【００１４】
図１を参照すると、本発明の装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材成形装置は、加圧ローラー１００、クランプ２００及び装入シリンダー４００がフレーム５００に一体に設けられ、装入シリンダー４００の押付力によりステンレス鋼素材が装入されて圧延と引き抜きが行われ、また、クランプ２００の牽引により、装入されたステンレス鋼素材の圧延と引き抜き動作が行われる。
【００１５】
前記加圧ローラー１００は、フレーム５００に上部で上下に回転可能に設置される。これらの加圧ローラーの間にステンレス鋼素材が装入されることで、ステンレス鋼素材の断面積が縮小されて成形される。
【００１６】
ここで、前記加圧ローラー１００は、前記装入シリンダー４００の押付力により装入されたステンレス鋼素材と摩擦して被動により回転する。
【００１７】
前記装入シリンダー４００は、前記加圧ローラー１００前段に設けられ、前記ステンレス鋼素材を前記加圧ローラー１００側に押し付ける装置である。よって、前記ステンレス鋼素材を押し付けると、前記加圧ローラー１００側に進入し、前記加圧ローラー１００と摩擦して回転する。ステンレス鋼素材は加圧ローラー１００を経て断面が縮小する。すなわち、ステンレス鋼素材は加圧ローラー１００を通過して圧延が行われる。
【００１８】
前記クランプ２００は、前記加圧ローラー１００の後段に位置し、一定の距離を往復移動できるように前記フレーム５００に設置される。前記クランプ２００は、前記引き抜き金型３００を経て引き抜きされたステンレス鋼素材の後端をクランピングし、前後に往復移動可能であるので、牽引力により、前記加圧ローラーを通過して断面積が縮小したステンレス鋼素材を牽引する。
【００１９】
本発明では、前記加圧ローラー１００、前記クランプ２００及び前記装入シリンダー４００はフレーム５００に一体に設けられ、前段で前記装入シリンダー４００を作動させてステンレス鋼素材を押し付けると、前記加圧ローラー１００によりステンレス鋼素材の断面積が縮小する圧延が行われ、断面積の縮小したステンレス鋼素材は引き続き移動してクランプ２００の位置に移動する。この際、クランプ２００は、引き抜き金型３００を通過したステンレス鋼素材をクランピングして牽引するので、クランプ２００の作動によりステンレス鋼素材に牽引力が加わって継続的な成形が行われる。
【００２０】
つまり、初期には、前記装入シリンダー４００の作動によってステンレス鋼素材を移動させて前記加圧ローラー１００を初期駆動して、ステンレス鋼素材の断面積が加圧ローラーを通過して縮小する成形が行われ、しかる後に、ステンレス鋼素材が移動してクランプ２００に到達すると、クランプ２００の作動によって加圧ローラー１００を駆動し続け、前記ステンレス鋼素材を牽引して成形することができる。
【００２１】
ここで、前記ステンレス鋼素材の位置を感知するセンサー６００から位置情報の入力を受け、前記位置情報に対応するように作動信号を前記クランプへ送出して前記クランプ２００の作動を制御する制御器８００がさらに備えられることを特徴とする。
【００２２】
前記加圧ローラー１００は、１対以上が備えられ、ローラー同士の間の通路を前記ステンレス鋼素材の断面積よりも小さくすることで、ステンレス鋼素材の断面積を縮小させることができるようにした。
【００２３】
一方、前記加圧ローラー１００と装入シリンダー４００との間には、フレームの上、下部にそれぞれ設置され、前記ステンレス鋼素材の進行方向に沿って回転して前記ステンレス鋼素材をガイドし且つ曲げ変形を防止するガイドローラー１１０がさらに備えられることを特徴とする。
【００２４】
前記装入シリンダー４００の押付力によってステンレス鋼素材が前記加圧ローラー１００に進入するときに摩擦力が発生するので、長さの長いステンレス鋼素材の曲げ変形が発生することを防止するためである。
図２は図１に引き抜き金型が設置された例示図である。
【００２５】
図２を参照すると、本発明の装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材成形装置は、加圧ローラー１００、クランプ２００及び装入シリンダー４００に加えて、前記加圧ローラー１００と前記クランプ２００との間に設置されて前記ステンレス鋼素材を引き抜き加工する引き抜き金型３００がさらに備えられることにした。
【００２６】
すなわち、前記ステンレス鋼素材は、前記加圧ローラー１００で断面積が１次的に縮小した後、引き抜き金型３００を通過して断面積が２次的に縮小することにより、断面積が段階的に縮小するようにしたのである。
【００２７】
ステンレス鋼素材は加圧ローラー１００と引き抜き金型３００による局部的な加圧力により熱が発生するので、これを冷却するために、前記引き抜き金型３００の上部には潤滑油を供給する潤滑油供給器７００がさらに備えられたことを特徴とする。
【００２８】
ここで、潤滑油供給器７００は、潤滑油が保管された収容ボックスと、該収容ボックスに連結されたホースとからなり、ポンプまたは動力により前記潤滑油を収容ボックスから前記引き抜き金型３００側へ吐出することができるように構成される。
【００２９】
すなわち、ステンレス鋼素材は、前記加圧ローラー１００を通過するときには乾式でコートされ、ステンレス鋼素材が前記引き抜き金型３００を通過するときには潤滑油によって湿式でコートされて冷却される。特に潤滑油によって冷却されるため、前記加圧ローラー１００と引き抜き金型３００との間隔を最小化することができるようにして、結果として加圧ローラーと引き抜き金型との間の装入長さを最小化することができるという利点がある。
【００３０】
前記加圧ローラー１００の外側には、前記ステンレス鋼素材の装入によって前記加圧ローラーに加えられた荷重を測定するロードセル１２０がさらに備えられ、前記引き抜き金型３００の外側には、前記ステンレス鋼素材の装入によって前記引き抜き金型に加えられた荷重を測定するロードセル３２０がさらに備えられることを特徴として、このような荷重情報をディスプレイ機器に伝送して表示することができる。
【００３１】
それぞれのロードセル１２０、３２０によって測定された荷重は、装置設計の際に計算された荷重と比較して機器装置の欠陥を識別することができるという利点がある。
ロードセル１２０、３２０の荷重値が所定の値以上である場合には、前記装入シリンダーの押付力を少なくし或いは前記クランプの移動速度を調節して、圧延と引き抜き加工から発生したステンレス鋼素材の加工工程上での一定の荷重値に達するようにすることができる。
【００３２】
図３は図２の引き抜き金型の詳細図である。
図３を参照すると、前記引き抜き金型３００の前面の両側には、前記引き抜き金型に穿設された引き抜き孔の上側から下側へ周囲に沿って前記潤滑油がガイドされるように一対の円弧状潤滑油ガイド溝３４０が設けられるが、前記潤滑油ガイド溝の下側には、前記引き抜き孔側へ上方傾斜するように延設され、前記潤滑油が前記ステンレス鋼素材の下部側に供給されるようにする傾斜溝３４２がさらに設けられる。
【００３３】
前記引き抜き金型３００の潤滑油ガイド溝３４０の下側に上方傾斜した傾斜溝３４２を設けるようにすることにより、既存の問題点、すなわち通常の潤滑油の流れがステンレス鋼素材の上側へ供給されて外周面に沿って両側から落ちるようにするための十分な潤滑油が下側に供給されないという問題点を解決するのである。
【００３４】
次に、前記装入シリンダーが備えられた加圧ローラー及び引き抜き金型一体型装置を用いた製造方法についてより詳しく説明する。
【００３５】
図４は本発明の好適な実施例に係る装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材成形装置を用いたステンレス鋼素材製造方法の流れ図を示す。
【００３６】
図４を参照すると、本発明の製造方法は、初期成形段階と成形完成段階に分けられ、上述した装入シリンダーが備えられた加圧ローラー及び引き抜き金型一体型装置を用いて行われる。
【００３７】
まず、初期成形段階（Ｓ１）は、制御器によって所定の時間装入シリンダーを作動させ、ステンレス鋼素材を押し付けて加圧ローラー側へ移動するようにして前記ステンレス鋼素材を圧延し、圧延されたステンレス鋼素材を後段の引き抜き金型を通して引き抜きし、前記引き抜き金型の後段に位置したクランプに進入させる。
【００３８】
これに先立ち、上述したように、フレームには前段側から後段側へ順次装入シリンダー、加圧ローラー、引き抜き金型及びクランプが一体に設けられ、ステンレス鋼素材が装入シリンダーの素材を押し付けて順次装入されるように進行させる。
【００３９】
前記装入シリンダーによってステンレス鋼素材が加圧ローラーを通過すると、潤滑油供給器から潤滑油が前記引き抜き金型側へ供給されるようにして湿式コーティングと冷却が行われなければならない。
【００４０】
次に、成形完成段階では、フレームにおける最後段に位置した前記クランプが、加圧によって圧延と引き抜きを経た前記ステンレス鋼素材をクランピングした後、前記制御器が前記装入シリンダーの作動を停止し、前記クランプにクランピングされた前記ステンレス鋼素材を牽引して前記ステンレス鋼素材の後端を引き抜きしながら、前記ステンレス鋼素材の前端部は前記加圧ローラーの被動力による回転により圧延と引き抜きが行われる。
【００４１】
一方、前記初期成形段階の前には、引張試験によって前記ステンレス鋼素材の機械的物性を測定してデータ化し、前記データ化した機械的物性に基づいてＣＡＥ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ａｉｄｅｄ  ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）を用いて前記ステンレス鋼素材の断面形状／寸法／形状難易度を解析し、前記装入シリンダーと前記クランプの作動時間及び移動速度を前記制御器に設定する設定段階がさらに備えられることを特徴とする。
【００４２】
前記機械的物性は引張強さ、延伸率、応力−歪み線図であることを特徴とする。
本発明で提案する装入シリンダーが備えられた加圧ローラー及び引き抜き金型一体型装置を用いたステンレス鋼素材製造方法は、精密な工程を要求するエンジンの燃料噴射レール用圧力センサーの製作の際に使用できる。
【００４３】
以上のように、本発明は、装入シリンダーとクランプを用いたステンレス鋼素材成形装置及びその装置を用いたステンレス鋼素材製造方法を提供することを基本的な技術思想としていることが分かり、このような本発明の基本的な思想の範疇内において、当該分野における通常の知識を有する者であれば他の多くの変形が可能であるのはもちろんのことである。
【符号の説明】
【００４４】
１００    加圧ローラー
１２０    ロードセル
２００    クランプ
３００    引き抜き金型
３２０    ロードセル
３４０    潤滑油ガイド溝
３４２    傾斜溝
４００    装入シリンダー
５００    フレーム
６００    センサー
７００    潤滑油供給器
８００    制御器
【図１】
2017538581.tif 000003
【図２】
2017538581.tif 000004
【図３】
2017538581.tif 000005
【図４】
2017538581.tif 000006
【国際調査報告】
2017538581.tif 000007
2017538581.tif 000008
2017538581.tif 000009
2017538581.tif 000010