KR100599277B1

KR100599277B1 - 저압주조기의 냉각구조

Info

Publication number: KR100599277B1
Application number: KR1020040023743A
Authority: KR
Inventors: 박한호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2006-07-14
Also published as: KR20050098492A

Abstract

본 발명은 저압주조기의 냉각구조에 관한 것으로, 하형다이(22)와 루즈피스(24) 및 상형다이(26)를 구비하고서 고온의 용탕(11)을 이용해 실린더헤드를 주조하는 저압주조기에 있어서, 상기 하형다이(22)에는 로본체(16)쪽을 향하는 밑면으로 개구되면서 용탕(11)이 주입되는 루즈피스(24)의 공간부쪽을 향해 단계적으로 좁아지는 파이프설치홈(22c)이 형성되고, 상기 파이프설치홈(22c)에는 파이프설치홈(22c)의 모양을 따라 굴곡형성된 냉각수파이프(41)가 고정 설치되어져, 1싸이클의 주조작업 시간이 대폭적으로 단축됨으로써 생산성이 증대되게 되고, 하형다이(22)에 크랙(22c)이 발생하더라도 품질저하가 없는 완제품을 지속적으로 생산할 수 있도록 된 것이다.

Description

저압주조기의 냉각구조{cooling structure of law pressure casting machine}

도 1은 일반적인 저압주조기를 설명하기 위한 구성도,

도 2는 저압주조기를 이용한 제품성형과정을 설명하기 위한 순서도,

도 3은 종래의 냉각구조를 설명하기 위한 구성도,

도 4와 도 5는 본 발명에 따른 냉각구조를 설명하기 위한 구성도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

11 - 용탕 16 - 로본체

22 - 하형다이 22c - 파이프설치홈

24 - 루즈피스 26 - 상형다이

41 - 냉각수파이프 43 - 파이프설치보조부재

본 발명은 저압주조기의 냉각구조에 관한 것으로, 특히 하형다이에 냉각수파이프를 설치하여 루즈피스(loose piece)의 공간부로 주입된 용탕이 냉각수에 의해 냉각되면서 제품의 모양으로 성형될 수 있도록 하는 저압주조기의 냉각구조에 관한 것이다.

일반적으로, 저압주조기는 탕구내에 충진된 알루미늄 용액에 0.4㎏/㎠ 의 압력으로 압축공기를 가하여 차량의 부품으로 사용되는 실린더헤드 소재를 주조하기 위한 장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이 크게 보온로(1)와 주조기본체(2)로 구성되며, 또한 상기 주조기본체(2)는 금형부(20)와 실린더부(30)로 이루어진다.

여기서, 상기 보온로(1)에는 알루미늄 용액인 용탕(11)이 주입되는 탕구(12)와, 이 탕구(12)내에 충진된 용탕(11)을 일정한 압력으로 가압하기 위해 압축공기가 주입되는 공기주입구(13)와, 상기 탕구(12)내에 설치되어 용탕(11)이 굳어지는 현상을 예방하는 히터(14)등이 설치되어 있다.

그리고, 상기 탕구(12)에는 용탕이 주입될 때 이를 가압하는 가압봉(15)이 설치되어 있고, 상기 히터(14)의 상측으로는 종단면이 호퍼(hopper)의 모양으로 형성된 로본체(16)가 상기 탕구(12)와 연결되도록 형성되으며, 상기 로본체(16)의 상부에는 주조기본체(2)의 금형부(20)가 설치된다.

즉, 상기 금형부(20)는 로본체(16)를 통해 용탕(11)이 주입되도록 하형베이스(21)상에 고정되도록 설치되는 하형다이(22)와, 이 하형다이(22)상에 고정되도록 설치되면서 안쪽의 공간부로 코어(23)가 삽입되는 루즈피스(24)와, 주조기본체(2)를 구성하는 실린더부(30)의 작동에 의해 상하방향으로 직선이동되면서 상기 하형다이(22)와 서로 합체 또는 분할되면서 제품을 성형하는 상형다이(26)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 저압주조기의 개략적인 작동과정은 도 2에 도시된 바와 같다.

먼저, 하형다이(22)와 상형다이(26)가 서로 분리된 상태에서 루즈피스(24)의 공간부로 코어(23)가 삽입되고 나면, 상기 상형다이(26)는 실린더부(30)의 작동으로 하강되어 하형다이(22)와 합형을 이루게 된다.

그리고, 상기 상,하형다이(26,22)의 합형이 이루어지고 나면 용탕(11)이 탕구(12)로 주입되고, 탕구(12)로 주입된 용탕(11)은 로본체(15)를 통해 코어(23)가 삽입된 루즈피스(24)의 공간부로 충진되며, 상기 루즈피스(24)의 공간부로 충진된 용탕(11)은 냉각성형과정을 거치면서 실린더헤드와 같은 제품(M)으로 성형되게 된다.

그리고, 냉각성형과정이 완료되고 나면 상기 상형다이(26)는 실린더부(30)의 작동으로 재차 승강되어 하형다이(22)로부터 분리되게 되고, 이후 성형이 완료된 제품(M)은 루즈피스(24)로부터 취출되면서 1싸이클(cycle)의 주조작업을 종료하게 되며, 상기 루즈피스(24)로부터 취출된 제품(M)은 냉각컨베이어 이송장치(C)를 통해 다음의 장소로 이동하게 된다.

한편, 저압주조기에 있어서 용탕(11)의 냉각효율은 제품(M)의 생산성과 가장 밀접한 관계가 있는 중요한 부분이며, 이에 따라 저압주조기의 냉각효율을 높이기 위해서는 냉각수를 이용한 수냉식 냉각방법이 가장 적합한데, 종래의 저압주조기는 자연냉각방식을 이용해 용탕(11)을 냉각시키거나 또는 압축공기를 이용해 용탕(11)을 냉각시키는 구조를 사용하도록 되어 있다.

즉, 압축공기(A)를 이용하여 용탕(11)을 냉각시키는 종래의 냉각구조는 도 3에 도시된 바와 같이 하형다이(22)에 공기통로(22a)를 형성시키고, 이 공기통로(22a)를 통해 저온고압의 공기(A)를 분사하여 루즈피스(22)의 공간부로 충 진된 용탕(11)을 냉각시킴으로써 제품으로 성형하게 되어 있는 것이다.

그러나, 상기와 같은 냉각구조는 용탕(11)의 냉각시간이 대체적으로 많이 소요되는 문제점이 있으며, 이와 같은 문제점은 결국 1싸이클(cycle)의 주조작업 시간을 길어지게 함으로써 생산성의 둔화를 초래하게 된다.

또한, 종래의 냉각구조는 하형다이(22)에 크랙(22b ; crack)이 발생할 경우 압축공기(A)가 누출됨으로써 용탕(11)의 냉각에 지장을 초래할 뿐만 아니라, 누출된 압축공기(A)가 루즈피스(24)의 공간부로 유입될 경우에는 제품의 품질저하를 발생시키는 문제점도 있게 된다.

상기의 크랙현상은, 고온의 용탕(11)과 저온의 압축공기(A)가 가장 근접하게 만나는 경계부에서 급격한 열충격에 의해 발생되며, 또한 장기간 사용시에는 주조기본체(2)의 중량(대략 15톤 정도됨)을 효과적으로 지탱하지 못함으로써 발생하기도 한다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 하형다이내에 냉각수파이프를 일체로 설치하여 루즈피스의 공간부로 주입된 용탕이 제품으로 성형될 때 냉각수를 이용해 냉각성형되도록 함으로써 1싸이클의 주조작업 시간을 대폭적으로 단축시킬 수 있도록 함과 더불어 전체적으로 생산성의 향상에도 기여할 수 있는 저압주조기의 냉각구조를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 목적은, 하형다이에 크랙현상이 발생하더라도 냉각수의 누출을 예방할 수 있는 것이므로 품질저하가 없는 완제품을 지속적으로 생산할 수 있 도록 하는 것에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하형다이와 루즈피스 및 상형다이를 구비하고서 고온의 용탕을 이용해 실린더헤드를 주조하는 저압주조기에 있어서, 상기 하형다이에는 로본체쪽을 향하는 밑면으로 개구되면서 용탕이 주입되는 루즈피스의 공간부쪽을 향해 단계적으로 좁아지는 파이프설치홈이 형성되고, 상기 파이프설치홈에는 파이프설치홈의 모양을 따라 굴곡형성된 냉각수파이프가 고정되도록 설치된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 4와 도 5는 본 발명에 따른 냉각구조를 설명하기 위한 구성도로서, 종래 구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.

본 발명은 루즈피스의 공간부로 주입된 용탕이 냉각수에 의해 제품으로 냉각성형될 수 있도록 하는 구조를 특징으로 한다.

즉, 본 발명에 따른 저압주조기는 도 1을 참조로 전술하였던 바와 같이 크게 보온로(1)와 주조기본체(2)로 구성되며, 또한 상기 주조기본체(2)는 금형부(20)와 실린더부(30)로 이루어진다.

즉, 상기 금형부(20)는 로본체(16)를 통해 용탕(11)이 주입되도록 하형베이스(21)상에 고정되도록 설치되는 하형다이(22)와, 이 하형다이(22)상에 고정되도록 설치되면서 안쪽의 공간부로 코어(23)가 삽입되는 루즈피스(24)와, 주조기본체(2)를 구성하는 실린더부(30)의 작동에 의해 상하방향으로 직선이동되면서 상기 하형다이(22)와 서로 합체 또는 분할되는 제품을 성형하는 상형다이(26)로 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 저압주조기는 상기 하형다이(22)에 파이프설치홈(22c)이 형성되는데, 상기 파이프설치홈(22c)은 로본체(16)쪽을 향하는 하형다이(22)의 밑면으로 개구되면서 용탕(11)이 주입되는 루즈피스(24)의 공간부쪽을 향해 단계적으로 좁아지는 계단모양으로 형성된다.

그리고, 상기 파이프설치홈(22c)에는 파이프설치홈(22c)의 모양을 따라 굴곡형성된 냉각수파이프(41)가 고정되도록 설치되는데, 상기 냉각수파이프(41)는 파이프설치보조부재(43)를 매개로 설치되어 진다.

즉, 상기 파이프설치홈(22c)중 가장 깊은 부위로 삽입되는 냉각수파이프(41)는 파이프설치보조부재(43)에 의해 감싸여지는 형태로서 일체로 제작되어 지는바, 상기 파이프설치보조부재(43)는 그 외형의 크기 및 모양이 상기 파이프설치홈(22c)중 가장 깊은 부위와 동일하게 형성되며, 이에 따라 상기 냉각수파이프(41)는 파이 프설치보조부재(43)가 파이프설치홈(22c)으로 강제로 삽입되면서 고정되어 설치되어지게 된다.

따라서, 상,하형다이(26,22)의 합형이 이루어지고 용탕(11)이 코어(23)가 삽입된 루즈피스(24)의 공간부로 충진된 다음 제품(M)의 모양으로 성형을 시작할 때 냉각수파이프(41)를 통해 냉각수를 주입시켜 주게 되면, 상기 루즈피스(24)의 공간부내에 주입된 용탕(11)은 냉각수에 의해 열을 빼앗기면서 냉각성형되어 코어(23)의 모양을 따라 특정한 제품(M)으로 만들어지게 된다.

이와 같이, 냉각수를 이용하여 제품(M)을 생산하는 본 발명의 저압주조기는 자연냉각방식이나 또는 압축공기를 이용하는 종래의 저압주조기보다 용탕(11)의 냉각시간을 대폭적으로 단축시킬 수 있는 잇점이 있게 되고, 이에 따라 1싸이클(cycle)의 주조작업 시간을 단축시킬 수 있게 됨으로써 생산성을 크게 증대시킬 수 있게 된다.

한편, 저압주조기는 도 5에 도시된 바와 같이 고온의 용탕(11)과 저온의 냉각수가 가장 근접하게 만나는 경계부에서 급격한 열충격에 의해 하형다이(22)에 크랙(22b ; crack)현상이 발생될 수 있고, 또한 장기간 사용시에는 주조기본체(2)의 중량(대략 15톤 정도됨)을 효과적으로 지탱하지 못함으로써 상기의 부위에 집중응력에 의한 크랙(22b)이 발생되기도 한다.

이와 같이, 하형다이(22)에 크랙(22c)이 발생하더라도 본 발명의 저압주조기는 냉각수파이프(41)가 파손되는 것이 아니기 때문에 냉각수의 누출을 예방할 수 있게 된다.

이에 따라, 하형다이(22)가 크게 파손되지 않는 한 본 발명의 저압주조기는 금형의 보수 및 교체작업 없이 품질저하가 없는 완제품을 지속적으로 생산할 수 있게 됨으로써, 경제성과 안전성을 모두 만족시키는 잇점이 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 루즈피스의 공간부로 주입된 용탕이 냉각수에 의해 냉각성형됨으로써, 1싸이클의 주조작업 시간이 대폭적으로 단축되어 생산성이 증대되게 되고, 하형다이에 크랙이 발생하더라도 품질저하가 없는 완제품을 지속적으로 생산할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims

하형다이(22)와 루즈피스(24) 및 상형다이(26)를 구비하고서 고온의 용탕(11)을 이용해 실린더헤드를 주조하는 저압주조기에 있어서,

상기 하형다이(22)에는 로본체(16)쪽을 향하는 밑면으로 개구되면서 용탕(11)이 주입되는 루즈피스(24)의 공간부쪽을 향해 단계적으로 좁아지는 파이프설치홈(22c)이 형성되고,

상기 파이프설치홈(22c)에는 파이프설치홈(22c)의 모양을 따라 굴곡형성된 냉각수파이프(41)가 고정되도록 설치되는 한편;

상기 파이프설치홈(22c)중 가장 깊은 부위로 삽입되는 냉각수파이프(41)에는 파이프설치홈(22c)과 동일한 크기를 갖는 파이프설치보조부재(43)가 일체로 결합되고,

상기 냉각수파이프(41)는 파이프설치홈(22c)으로 강제 삽입되는 파이프설치보조부재(43)에 의해 고정되면서 설치되는 것을 특징으로 하는 저압주조기의 냉각구조.
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