KR100666626B1 - 금형 중자 세팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부로부터 공급되는 압축공기가 통과하는 복수개의 통공들이 형성된 베이스 플레이트와, 상기 각 통공과 연통되게 연장 형성되며, 압축공기가 외부로 토출되는 토출구가 형성된 일단부가 금형의 중자들에 형성된 복수개의 규제홀들에 삽입되는 복수개의 연장관과, 상기 중자들의 규제홀에 삽입되는 상기 연장관의 일단부의 둘레면에 상기 토출구가 밀폐되게 설치되며, 상기 토출구를 통해 배출되는 압축공기에 의해 그 표면적이 팽창되어 상기 중자들의 규제홀의 내면에 수직력을 가하여 상기 중자들을 클램핑하는 탄성부재를 포함하여 구성되어 중자들을 자동으로 쉽게 금형에 세팅하도록 구성된 금형 중자 세팅 장치를 제공한다.

금형, 저압주조공법, 중자세팅장치, 규제홀

Description

금형 중자 세팅 장치 {DEVICE FOR SETTING CORE FOR MOLD}

도 1은 일반적인 저압주조공법을 이용한 소재의 생산공정을 도시한 개략적인 흐름도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 금형에 중자를 세팅하는 작업 방법을 도시한 개략도이다.

도 3은 본 발명에 따른 금형 중자 세팅 장치의 구성을 보여주는 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 금형 중자 세팅 장치에 결합되는 중자들이 프리 세터(pre-setter)에 장착된 모습을 보여주는 상면도이다.

도 5는 도 3 의 A-A 선에 따른 단면도이다.

도 6는 본 발명에 따른 금형 중자 세팅 장치의 주요부 확대도이다.

도 7은 본 발명에 따른 금형 중자 세팅 장치의 주요부 작동 상태도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20: 통공 30: 베이스 플레이트

40: 연장관 41: 압축공기통로

42: 연장부 43: 삽입부

45: 토출구 60: 캠룸 중자

62, 72, 82: 규제홀 70: 배기포트중자

80: 흡기포트중자 90: 워터제킷중자

100: 탄성부재 120: 프리셋터(pre-setter)

본 발명은 금형의 중자 세팅 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저압 주조공법 등에서 사용되는 주조용 금형에 자동으로 중자들을 설치하도록 구성된 금형의 중자 세팅 장치에 관한 것이다.

일반적으로 저압 주조 공법은 밀폐된 용광로내의 용탕표면에 압축공기 혹은 불활성가스를 이용하여 압력을 가하여 상부에 설치된 금형내에 용탕을 압상시켜 주입하는 주조법이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 예를 들어 저압 주조 공법을 이용한 실린더 헤드의 생산공정은, 먼저 용해로에서 알루미늄 잉곳(ingot)을 녹여 용탕(1)을 만들고, 이 용탕(1)을 히터가 구비된 주조기에 공급한다.

그런 후, 중자 삽입공정에서 실린더 헤드의 워터제킷(water jacket), 배기포트 및 흡기 포트와 캠룸을 이루는 중자들(2)을 하부 금형인 하형(3)에 세팅한다.

다음, 상기 하형(3)에 상형(4)을 합형시켜 탕구를 통하여 용탕(1)을 주입하고 냉각시킨다.

이와 같이 성형한 후, 상형(4) 및 하형(3)을 분리하고 제품을 취출한 후 실린더 헤드제품을 냉각하고, 가공 공정으로 이송하게 되는 것이다.

여기서, 상기 하형(3)상에 중자들(2)을 삽입하는 공정에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더 헤드의 워터재킷 중자(5), 배기포트 및 흡기포트 중자(6,7), 그리고 캠룸 중자(8)들을 설치하게 되는데, 이러한 중자들(2)의 설치를 위하여 종래에는 작업자가 직접 하나하나의 중자를 하형에 삽입하여 세팅하였다.

그러나, 이러한 중자들은 모래와 레진의 열간 성형체로 알루미늄 합급 용탕의 압력에 견딜 수 있는 강도가 필요하고, 주조 후 탈사과정에서 높은 탈사 붕괴성을 가져야 함으로 작업자가 그 취급에 세심한 주의가 필요했다.

또한, 상기 중자가 세팅되는 금형의 하형 온도가 약 450도 이상의 고온이기 때문에, 작업자가 직접 중자들을 금형의 하형에 세팅하는 도중에 종종 화상을 입는 인재의 위험이 있었다.

또한, 상기 중자의 무게가 상당히 무겁기 때문에 작업자가 작업시 근골격계에 부상을 입을 수 있는 위험이 있었으며, 이로 인해 작업자의 작업 기피 현상까지 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명을 금형에 설치되는 중자들을 한꺼번에 클램핑 하여 보다 쉽고 안전하게 중자들을 금형에 세팅할 수 있도록 구성된 금형 중자 세팅 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 금형 중자 세팅 장치는 외부로부터 공급되는 압축공기가 통과하는 복수개의 통공들이 형성된 베이스 플레이트와, 상기 각 통공과 연통되게 연장 형성되며, 압축공기가 외부로 토출되는 토출구가 형성된 일단부가 금형의 중자들에 형성된 복수개의 규제홀들에 삽입되는 복수개의 연장관과, 상기 중자들의 규제홀에 삽입되는 상기 연장관의 일단부의 둘레면에 상기 토출구가 밀폐되게 설치되며, 상기 토출구를 통해 배출되는 압축공기에 의해 그 표면적이 팽창되어 상기 중자들의 규제홀의 내면에 수직력을 가하여 상기 중자들을 클램핑하는 탄성부재를 포함하여 구성되는 되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 금형 중자 세팅 장치의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 금형 중자 세팅 장치에 결합되는 중자들이 프리 세터(pre-setter)에 장착된 모습을 보여주는 상면도이다. 그리고, 도 5는 도 3 의 A-A 선에 따른 단면도이다. 그리고, 도 6는 본 발명에 따른 금형 중자 세팅 장치의 주요부를 확대하여 보여주고 있다.

도 1 내지 6은 일실시예로 실린더 헤드를 제작하는 금형에 사용되는 중자들에 본 발명의 금형 중자 세팅 장치가 적용되는 모습을 보여주고 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 금형 중자 세팅 장치(10)는 외부로부터 공급되는 압축공기가 통과하는 복수개의 통공들(20)이 형성된 베이스 플레이트(30)와, 상기 각 통공(20)과 연통되게 연장 형성되며, 압축공기가 외부로 토출되는 토출구(45)가 형성된 일단부가 금형의 중자들(60, 70, 80)에 형성된 복수개의 규제홀들(62, 72, 82)에 삽입되는 복수개의 연장관(40)과, 상기 중자들(60, 70, 80)의 규제홀들(62, 72, 82)에 삽입되는 상기 연장관(40)의 일단부의 둘레면에 상기 토출구(45)가 밀폐되게 설치되며, 상기 토출구(45)를 통해 배출되는 압축공기에 의해 그 표면적이 팽창되어 상기 중자들(60, 70, 80)의 규제홀(62, 72, 82)의 내면에 수직력을 가하여 상기 중자들(60, 70, 80)을 클램핑하는 탄성부재(100)를 포함하여 구성된다.

여기서, 도면에 도시된 예시된 바와 같이 실린더 헤드를 제작하기 위한 금형에 사용되는 상기 중자들은 캠룸 중자(60), 배기포트중자(70) 및 흡기포트중자(80) 그리고 워터재킷 중자(90)로 이루어 지며, 이들 중자들은 본 발명의 금형 중자 세팅 장치에 의해 클램핑 되기 전에 프리 셋터(pre-setter)(120)에 임시로 장착이 된다. 이들 중자들 중 캠룸중자(60)와 배기포트중자(70) 및 흡기포트 중자(80)에 상기 연장관들(40)이 삽입되는 규제홀들(62, 72, 82)이 형성된다.

상기 각 연장관(40)은 도 1과 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 플레이트(30)에 형성된 각 통공(20)으로부터 연통되며, 상기 베이스 플레이트(30)에 수직된 방향으로 연장 형성되어 내부에 압축 공기통로(41)를 갖는 원통형상의 연장부(42)와, 상기 연장부(42)에 일체로 연장 형성되어 상기 중자들(60, 70, 80)의 규제홀들(62, 72, 82)에 삽입되며, 둘레면에 그 길이방향으로 따라 압축 공기가 토출되는 복수개의 토출구(45)가 형성된 삽입부(43)로 구성된다.

상기 연장관(40)의 연장부(42)는 직선형으로 형성되는 것이 바람직 하나, 클램핑하고자 하는 중자들의 세팅위치 및 모양에 따라 다양한 변형이 가능하다.

또한, 상기 연장관(40)의 길이는 작업 및 설계상 요구되는 상기 베이스 플레이트와 중자들 사이의 간격에 따라서 정해 질 수 있다.

상기 연장관(40)의 삽입부(43)의 직경은 상기 규제홀들(62, 72, 82)에 쉽게 삽입 가능하도록 상기 규제홀들(62, 72, 82)의 직경보다 작게 형성된다.

또한, 상기 복수개의 토출구(45)는 상기 연장관(40)의 삽입부(43)의 길이방향으로 일정 간격을 두고 형성됨과 아울러 상기 압축공기통로(41)와 연통되어져, 유입되는 압축공기가 상기 삽입부(43)의 반경방향으로 토출될 수 있게 된다.

한편, 상기 탄성부재(100)는 상기 연장관(40)의 일단부 즉, 상기 삽입부(43)에 형성된 복수개의 토출구(45)를 탄성적으로 감싸도록 상기 삽입부(43)에 끼워지며, 탄성부재(100)의 외면중 상기 복수개의 토출구(45)에 대응되는 부분(102)은 압축공기에 의해 탄성부재(100)의 표면적이 팽창할 때 상기 규제홀들(62, 72, 82)의 내면에 효과적으로 밀착되어 상기 중자들(60, 70, 80, 90)을 효과적으로 클램핑 하도록 규제홀들(62, 72, 82) 내면으로 돌출되게 형성된다.

또한, 상기 탄성부재(100)은 클램핑 되어진 중자들(60, 70, 80, 90)이 금형에 세팅될 때 가해지는 충격에 의해 파손되는 것을 방지하도록 충격흡수 역할을 수행 할 수 있는 고무 재질로 이루어 지는 것이 바람직하다.

한편, 도면에 도시 되지는 않았지만, 상기 베이스 플레이트(30)는 압축공기를 제공함과 동시에 중자들(60, 70, 80, 90)을 클램핑된 상태로 금형에 세팅시키는 로봇 시스템에 연결되어 있다. 또한, 상기 베이스 플레이트(30)에 형성된 통공들(20)은 로봇 시스템에 장착된 압축공기 발생장치와 각각 연결관에 의해 연결될 수도 있으며, 상기 베이스 플레이트(30) 전체면에 압축공기가 공급되어 각 통공(20)으로 압축공기가 유입되게 설계되는 것도 가능하다. 즉, 이러한 설계 변경은 로봇 시스템의 디자인에 따라 다양하게 변경 가능 할 것이다.

이하에서는 상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 금형 중자 세팅 장치의 작용에 대해 실린더 헤드의 중자 셋팅을 예로 설명하기로 한다.

먼저, 실린더 헤드의 중자들, 캠룸 중자(60), 배기포트중자(70) 및 흡기포트중자(80) 그리고 워터재킷 중자(90)들을 프리 셋터(120)에 장착시킨 후, 금형 중자 세팅 장치의 연장관들(40)이 상기 중자들(60, 70, 80)의 규제홀(62, 72, 82)에 삽입되어 진다. 이때, 도 7에 도시된 바와 같이, 로봇 시스템의 압축공기 발생장치로부터 발생되는 압축공기가 상기 베이스 플레이트(30)의 통공들(20)과 상기 연장관(40)의 연장부(42) 및 삽입부(43)에 형성된 압축공기 통로(41)를 통해 순식간에 유입이 된다. 이렇게 유입된 압축공기는 상기 삽입부(43)에 형성된 복수개의 토출구(45)를 통해 토출되면서 상기 삽입부(43)를 탄력적으로 둘러싸고 있는 탄성부재(100)를 팽창시킨다. 이때, 상기 탄성부재(100)의 외면이 상기 규제홀들(62, 72, 82)의 내면에 강한 수직력을 작용하면서 밀착된다. 상기와 같은 과정을 통해 실린더 헤드의 중자들(60, 70, 80, 90)을 클램핑한 후, 로봇 시스템에 의해서 금형에 자동으로 세팅이 이루어 지게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 금형 중자 세팅 장치는 금형에 세팅하고자 하는 중자들에 형성된 규제홀들을 효과적으로 클램핑하여 자동으로 중자들을 금형에 세팅할 수 있도록 구성되기 때문에 작업자가 직접 중자들을 금형에 세팅할 때 금형의 고온에 의한 화상 및 중자의 무거운 무게에 의한 근골격계 손상과 같은 인재의 위험요소를 제거할 수 있다.

또한, 이로 인해 작업자의 작업 능률이 향상되며, 전체적인 주조 공정의 시간이 단축되고, 공정의 정확도가 높아지는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 외부로부터 공급되는 압축공기가 통과하는 복수개의 통공들이 형성된 베이스 플레이트와;

   상기 각 통공과 연통되게 연장 형성되며, 압축공기가 외부로 토출되는 토출구가 형성된 일단부가 금형의 중자들에 형성된 복수개의 규제홀들에 삽입되는 복수개의 연장관과;

   상기 중자들의 규제홀에 삽입되는 상기 연장관의 일단부의 둘레면에 상기 토출구가 밀폐되게 설치되며, 상기 토출구를 통해 배출되는 압축공기에 의해 그 표면적이 팽창되어 상기 중자들의 규제홀의 내면에 수직력을 가하여 상기 중자들을 클램핑하는 탄성부재를 포함하여 구성되는 금형 중자 세팅 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 각 연장관은 상기 각 통공으로부터 연통되게 상기 베이스 플레이트에 수직된 방향으로 연장 형성되어 내부에 압축 공기통로를 갖는 원통형상의 연장부와;

   상기 연장부에 일체로 연장 형성되어 상기 중자의 규제홀에 삽입되며, 둘레면에 그 길이방향으로 따라 압축 공기가 토출되는 복수개의 토출구가 형성된 삽입부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 금형 중자 세팅 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 복수개의 토출구는 상기 연장관의 삽입부의 길이방향으로 일정 간격을 두고 형성되며, 상기 탄성부재의 외면중 상기 복수개의 토출구에 대응되는 부분은 상기 중자의 규제홀 내면으로 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 금형 중자 세팅 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 탄성부재는 고무인 것을 특징으로 하는 금형 중자 세팅 장치.

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