KR0160533B1 - 기계식 프레스장치 - Google Patents

Abstract

슬라이더의 왕복운동시에 생성되는 언밸런스 관성력이 프레스장치 전체에 휨을 생성시키는 일 없이 상쇄됨으로써, 동적 정밀도를 향상시키게 되는 플레이트 판을 이용한 기계식 프레스장치가 개시되어 있다. 입력축의 일단부상에 플레이트캠과 리브캠이 고정되게 장착되고, 플레이트캠에 의해 슬라이더가 수직방향으로 왕복운동되고, 리브캠, 슬라이딩블록, 암 및 밸런스웨이트를 거쳐 밸런스웨이트가 슬라이더내에서 슬라이더와 반대방향으로 구동됨으로써, 슬라이더의 운동시에 생성되는 관성력이 밸런스웨이트의 반대방향 관성력에 의해 상쇄된다.

Description

기계식 프레스장치

제1도는 본 발명의 기계식 프레스장치의 바람직한 일 실시예의 개략적 정단면도이고,

제2도는 본 발명의 기계식 프레스장치의 바람직한 일 실시예의 개략적 측단면도이다.

본 발명은 일반적으로 기계식 프레스장치에 관한 것으로서, 특히 플레이트캠을 이용한 왕복운동기구내에서 생성된 비평형(unbalance) 관성력을 평행하게 하기 위한 동적 평형장치를 구비한 기계식 프레스장치에 관한 것이다.

플레이트캠을 이용한 기계식 프레스의 공지된 일 예는 요크기구등의 구속캠을 이용한 프레스형태이다. 이러한 프레스에서, 왕복 운동기구(슬라이더)는 팔로워에 연결봉을 통하여 연결되고, 플레이트캠의 회전운동은 슬라이더의 선형 왕복운동으로 변환된다. 이러한 플레이트캠을 이용한 프레스에서, 종래부터의 크랭크프레스에서와 마찬가지로 운전을 개시하면, 슬라이더의 왕복운동으로 인한 비평형 관성력으로부터 초래되는 진동은 소음을 발생시키게 되고 위치적 오차를 초래하게 된다. 이를 방지하기 위해서, 통상적으로 동적 평형장치가 사용되고 있다.

종래의 동적 평형장치에서는, 왕복운동하는 슬라이더의 비평형 관성력은 슬라이더와 중량이 등가이고 플레이트캠의 볼록부와 역위상의 위치에 캠 또는 링크를 거쳐 지지되는 밸런스웨이트에 의해 상쇄된다. 이와 같은 구성에 의하여, 프레스 전체에서의 비평형 관성력은 밸런스웨이트에 의하여 상쇄되기 때문에, 프레스 자체의 진동(슬라이더 및 가동부를 제외)이 감소됨으로써, 프레스의 고속운전을 가능하게 한다.

그러나, 상기 종래의 프레스장치에서, 상부 다이가 설치되는 슬라이더에 주시하면, 왕복운동시 생성된 관성력(F)은 부하 전달경로(일반적으로 종동부로부터 드라이버를 거쳐 프레스프레임으로 연장됨)의 강성(스프링상수)(K)에 따라 휨(S=F×K)을 발생시킨다. 일반적으로, 상기 휨(S)은 하사점 부근에서 최대가 되고, 슬라이더의 크기가 하측방향으로 팽창됨으로써, 하사점에서의 정밀도를 악화시킨다. 또, 상기 휨(S)은 관성력에 비례하기 때문에, 속도증가에 따라 증대된다. 따라서, 종래에 프레스장치는 동적 평형장치의 설치에 의해 외견상 조용하게 되나 예를 들어, 하사점 정밀도 및 코이닝 정밀도등의 동적 정밀도의 관점에서 전체적으로 만족시키지 못했었다.

상기 문제점을 고려하여, 본 발명의 목적은 높은 동적 정밀도를 달성할 수 있는 동적 평형장치를 구비한 기계식 프레스장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 모터의 회전력이 전달되는 입력축의 일 단부상에 고정되게 장착된 플레이트캠에 의해 슬라이더가 프레임에 대해 상하방향으로 미끄러지게 이동되며, 슬라이더의 운동방향의 역방향으로 이동가능한 밸런스웨이트가 슬라이더상에서 미끄럼가능하게 장착된 기계식 프레스장치가 제공된다.

따라서, 본 발명의 기계식 프레스장치에서, 슬라이더의 비평형 관성력은 슬라이더계내에서 상쇄되고, 프레스장치의 다른 부분에 부하변동이 가해지지 않는다. 더 구체적으로, 웨이트밸런스가 슬라이더상에서 지지되고, 슬라이더의 왕복운동시에 생성된 관성력(F)에 대하여 반대 방향의 관성력(-F)는 상기 밸런스웨이트에 의해 생성되며, 상기 반대방향의 관성력(-F)을 부하전달수단을 거쳐 슬라이더에 작용시킴으로서, 관성력(F)을 슬라이더계내에서 상쇄하도록 한다.

따라서, 본 발명에서, 슬라이더의 관성력(적어도 상하방향의 왕복운동)은 다른 부분에 부하를 가하지 않고 상쇄될 수 있기 때문에, 동적정밀도는 속도의 변화에 관계없이 유지될 수 있다. 다이내에서 생성되는 부하는 동적 평형장치와 공유하는 전달경로 또는 다른 전달경로를 통해 받게 되고, 프레스 강성은 상기 전달경로에 의해 결정된다.

제1도는 본 발명의 기계식 프레스장치의 바람직한 일 실시예의 개략적 정단면도이고, 제2도는 상기 프레스장치의 개략적 측단면도이다. 프레임(1)은 상부 지지부(2), 중간 지지부(3), 하부 지지부(4), 및 상기 상부 지지부(2)와 상기 중간 지지부(3)사이에 마련되고 프레임(1)의 좌우 측벽으로부터 상호 각각 내측으로 돌출한 한쌍의 중간 돌출부(5)를 포함한다. 프레임(1)의 상부 지지부(2) 및 하부 지지부(4)의 중앙부에는 베어링들(6, 7)을 거쳐 슬라이더(8)가 수직방향으로 슬라이딩 이동가능하게 지지된다. 하단부에 상부 프레스다이를 가진 슬라이더(8)는 단면을 가지고, 베어링(6)에 의해 지지되는 직사각형 형상의 상부 슬라이딩부(9)와 베어링(7)에 의해 지지되는 직사각형 형상의 하부 하부슬라이딩부(10)를 포함한다. 슬라이더(8)의 중간부는 강철판(11)을 설치하기 위해 두께가 감소되어 있다. 강철판(11)의 대략 중앙부에는 상하방향으로 길게 연장된 안전구멍(12)이 형성되어 있다. 프레임(1)상에는 베어링들(14 및 15)를 거쳐 입력축(13)이 회전가능하게 장착되고, 상기 안전구멍(12)을 통해 연장되어 있다. 입력축(13)의 일단부상에는 프라이휠(16)이 고정되게 장착되고, 상기 프라이휠(16)은 프레임(1)의 상부에 배치된 모터(17)에 의해 모터축에 고정되게 장착된 풀리(18)와, 상기 풀리(18)와 상기 프라이휠(16)주위로 연장된 벨트(19)를 거쳐 구동된다. 입력축(13)의 타단부에는 플레이트캠(20) 및 리브캠(21)이 고정되게 장착되어 있다. 상기 리브캠(21)은 외부 둘레엣지에 형성된 림을 가지고, 상기 림은 리브캠(21)의 회전축 또는 중심에 대해 대칭된다. 상기 슬라이더(8)의 강철판(11)에 회전가능하게 장착된 상하 한쌍의 캠팔로워(22 및 23)는 상기 플레이트캠(20)의 둘레엣지와 접촉을 유지하고 있다. 상기 두개의 캠팔로워들(22 및 23)은 플레이트캠(20)의 회전에 따라 회전되고, 슬라이더(8)를 수직방향으로 왕복운동시킨다. 상기 플레이트캠(20)과 상기 리브캠(21)은 각각의 장축이 서로 직교하도록 배치되고, 위상이 180° 어긋나도록 배치되어 있다.

한쌍의 캠팔로워(24, 25)는 리브캠(21)의 각각의 대향(좌우) 측면들에서 상기 리브캠(21)의 둘레림의 외부 및 내부 둘레표면들과 상기 둘레림이 상기 한쌍의 캠팔로워(24, 25) 사이에서 지지되는 방식으로 접촉을 유지되어 있다. 상기 한쌍의 캠팔로워(24 및 25)는 프레임(1)의 한쌍의 중간 돌출부(5)상에서 각각 수평방향으로 슬라이딩이동가능하게 장착된 한쌍의 슬라이딩블록(26)의 내측단부상에서 회전가능하게 장착되어 있다. 각각의 상기 슬라이딩블록(26)의 외측 단부상에는 슬라이드가이드(27)가 고정되게 장착되고, 상기 슬라이드가이드(27)에 벨크랭크상의 암(28)의 일단부에 회전가능하게 장착된 슬라이드피스(29)가 맞물려져 있다. 상기 암(28)은 그 대향단부의 중간의 슬라이더(8)의 수평 연장부상에서 핀(30)에 의해 회전가능하게 장착된다. 슬라이드피스(31)는 상기 암(28)의 다른 단부상에서 회전가능하게 장착되고, 슬라이더(8)의 상부에 수장된 밸런스웨이트(32)의 하단부상에 장착된 슬라이드가이드(33)에 맞물려져 있다. 상기 밸런스웨이트(32)는 슬라이더(8)의 중량과 등가이고, 슬라이더(8)의 상부 중심부를 통해 수직방향으로 형성된 직사각형의 홀내에서 베어링(34)을 거쳐 슬라이딩가능하게 수장되어 있다. 이들 리브캠(21)으로부터 밸런스웨이트(32)까지의 부분들은 동적 평형장치를 구성하고 있다.

다음에, 상기 기계식 프레스장치의 동작에 관하여 설명한다. 모터(17)가 회전하여 회전력이 풀리(18) 및 벨트(19)를 거쳐 프라이휠(16)에 전달되고 플레이트캠(20) 및 리브캠(21)이 회전하면, 슬라이더(8)는 나타낸 상사점의 위치로부터 하측방향으로 이동되고, 동시에 리브캠(21)에 의해 좌우 한쌍의 슬라이딩블록(26)이 서로를 향해 이동된다. 이 이동에 따라, 상기 한쌍의 암(28)은 슬라이딩블록(26)에 각각 연결된 암(28)의 일단부가 각각 슬라이드가이드(27) 및 슬라이드피스(29)를 거쳐 서로를 향해 이동되고, 반대로 밸런스웨이트(32)에 연결된 암(28)의 타단부는 각각 슬라이드피스(31) 및 슬라이드가이드(33)를 거쳐 서로 멀어지도록 이동된다. 이 때문에, 밸런스웨이트(32)가 상방향으로 밀어올려진다. 결과적으로, 하강하는 슬라이더(8)내에서 생성된 관성력은 상승하는 밸런스웨이트(32)의 반대방향 관성력에 의해 상쇄되기 때문에, 속도변화에 관계없이 동적 정밀도를 유지할 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명에서, 상기 밸런스웨이트는 슬라이더의 이동방향에 대향된 방향으로 이동되기 위해서 슬라이딩가능하게 설치되고, 이 구성에 의해서 상기 슬라이더의 왕복운동시에 생성되는 비평형 관성력이 슬라이더계내에서 상쇄될 수 있고, 프레스장치 전체에서 생성된 휨이 감소될 수 있으며, 이 때문에 동적 정밀도가 향상될 수 있고, 또 진동 및 소음이 감소될 수 있다.

Claims (2)

1. 모터(17)의 회전력이 전달되는 입력축(13)의 일단부상에 고정되게 장착된 플레이트캠(20)에 의해 슬라이더(8)가 프레임(1)에 대해 수직방향으로 슬라이딩 이동되는 기계식 프레스장치에 있어서, 상기 슬라이더의 이동방향에 대향방향으로 이동할 수 있는 밸런스웨이트(32)가 상기 슬라이더상에 슬라이딩가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 기계식 프레스장치.
2. 프레임(1)에 수직방향으로 슬라이딩가능하게 지지되고, 그 하부면상에 상부프레스 다이를 가진 슬라이더(8)와, 상기 프레임상에 회전가능하게 지지되고, 그 일단부가 회전전달수단(16, 19, 18, 17)에 연결되며, 타단부가 상기 슬라이더를 통해 연장되는 입력축(13)과, 상기 슬라이더상에 장착된 한쌍의 상하 캠팔로워(22, 23)와, 수평방향으로 슬라이딩 이동하기 위해 상기 프레임상에서 장착된 한쌍의 좌우 슬라이딩블럭(26)과, 각각의 상기 한쌍의 슬라이딩블럭에 장착된 한쌍의 제2캠팔로워(24, 25)와, 상기 입력축의 상기 타단부상에 고정되게 장착되고, 상기 슬라이더의 수직이동을 제한하기 위해 상기 한쌍의 상하 캠팔로워(22, 23)에 의해 구속되는 한쌍의 플레이트캠(20)과, 상기 입력축의 상기 타단부상에 고정되게 장착되고, 상기 한쌍의 슬라이딩블럭을 수평방향으로 왕복운동하도록 상기 한쌍의 슬라이딩블럭상에 각각 장착된, 상기 두쌍의 제2캠팔로워(24, 25)에 의해 구속되는 리브캠(21)과, 일단부에서 상기 한쌍의 슬라이딩블록에 각각 수직 이동가능하게 연결되고, 대향단부 중간의 상기 슬라이더에 회전가능하게 연결된 벨크랭크상의 한쌍의 좌우 암(28)과, 상기 슬라이더의 상부내에서 상기 슬라이더에 대해 수직으로 상대변위가능하게 수장되고, 상기 밸런스웨이트의 하부에 상기 한쌍의 암의 타단부가 수평방향으로 슬라이딩 이동을 위해 연결되는 밸런스웨이트(32)를 구비하는 것을 특징으로 하는 기계식 프레스장치.