KR100710989B1

KR100710989B1 - 알루미늄 휠의 성형용 금형

Info

Publication number: KR100710989B1
Application number: KR1020060050559A
Authority: KR
Inventors: 송재숙; 김성진; 김상용; 신일성; 박종혁; 최성식
Original assignee: 김상용; 주식회사 엠아이텍
Priority date: 2006-06-05
Filing date: 2006-06-05
Publication date: 2007-04-24
Anticipated expiration: 2026-06-05

Abstract

본 발명은 알루미늄 휠 성형용 금형에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주조되는 알루미늄 휠의 림부 두께를 균일하게 주조할 수 있도록 함으로써 두께 차이에 따른 알루미늄 휠의 수축을 방지하고 전체적인 중량을 감소시킬 수 있는 알루미늄 휠 성형용 금형에 관한 것이다.

본 발명의 목적은, 알루미늄 휠을 주조할 때 림부분의 두께 특히, 림부의 모서리부분 두께가 다른 부분과 유사하도록 함으로써, 알루미늄 휠의 주조 시 수축율 상이에 따른 강성 저하, 변형 발생등을 방지하고 알루미늄 휠의 중량을 감소시킬 수 있는 알루미늄 휠 성형용 금형을 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 승강 가능한 상, 하부금형(50, 51) 및 측면으로 이동 자재한 사이드금형(52)으로 알루미늄 휠을 주조할 때 알루미늄 휠의 림부 모서리부분(C)이 림부(R)에 비해 두껍게 성형되는 알루미늄 휠 성형용 금형에 있어서,

상기한 상부 금형(50)의 하단부에서 주조되는 휠의 모서리부분(C)을 차단하여 주조 시 용탕(F)이 모서리부(C)로 충진되는 것을 방지하여 림부(R)의 두께가 균일하게 되도록 원형 링상으로 형성되고 2개 이상으로 분할 형성된 코어(1)와, 상기한 코어(1)를 하부 금형(50)과 연결시키도록 하부 금형(50)에서 다수개가 돌출 형성되어 상부 금형(51)까지 접촉되도록 형성된 연결부(2)와, 상기한 코어(1)를 주조 후 상부 금형(50)의 상승 시 같이 상승하도록 하고 알루미늄 휠의 이젝트 시 코 어(1)가 같이 분리되어 알루미늄 휠을 취출할 수 있도록 연결부(2)와 코어(1) 사이에 설치된 탈착 수단을 포함함을 특징으로 한다.

알루미늄휠 성형 금형, 알루미늄 휠 주조용 금형

Description

알루미늄 휠의 성형용 금형{FORMING MOLD FOR ALUMINUM WHEEL}

도1a은 본 발명에 따른 알루미늄 휠 성형용 금형을 도시한 단면도,

도1b는 도1a에서 상금형이 주조된 알루미늄 휠과 분리되는 상태를 도시한 단면도,

도2는 도1에서 상금형과 코어를 연결하는 연결부를 절단하여 도시한 평단면도,

도3은 일반적인 알루미늄 휠 성형용 금형을 도시한 개략 단면도,

도4는 도3에서 상금형과 주조된 알루미늄 휠을 도시한 확대 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 코어 2: 연결부

3: 제1삽입공 4: 제2삽입공

5: 연결핀 50: 하부금형

51: 상부금형 C: 모서리부

R: 림부

일반적으로, 자동차의 알루미늄 휠을 제조하기 위해서는 알루미늄 합금 소재를 중력주조 또는 저압주조를 통해 휠을 형성한 후 불필요한 부분을 절삭가공하여 알루미늄 휠을 제조하게 된다.

즉, 알루미늄 합금을 용융시켜 저압주조용 장치에 주입한 후, 상기한 저압주조용 장치에서 용탕을 밀어 올리면서 금형으로 주입하고, 용탕이 고형화되면 금형을 분리하여 제품을 취출하게 되는 것이다.

상기한 저압주조시에 사용되는 일반적인 저압주조 장치 및 금형은 도3에 도시된 바와 같이 주입구를 통해 투입된 알루미늄 용탕(F)을 주입하도록 피스톤(P) 및 주입관이 설치됨과 아울러 알루미늄 휠 형상이 형성된 하부 금형(50)과, 상기한 하부 금형(50)과 맞물려 알루미늄 휠 형상을 이루도록 형성되고 승강 가능한 상부금형(51)과, 상기한 휠의 측면을 형성하도록 구성되고 수평 방향으로 이동 가능한 사이드금형(52)으로 이루어져 있다.

물론, 상기한 상부 금형(51) 및 사이드금형(52)은 도시되지 않은 실린더등과 같은 작동 수단을 통해 이동 자재하도록 설치되어 있게 된다.

상기한 알루미늄 휠의 저압주조 상태를 설명하면 상, 하부금형(50, 51) 및 사이드금형(52)을 대략 120-250℃정도로 예열한 후, 상하부 금형(50, 51) 및 사이드금형(52)을 서로 결합시키고 여기에 대략 750-780℃정도인 용탕(F)을 주입하게 된다.

용탕(F)이 주입되면 피스톤(P)으로 일정 압력 가압함과 아울러 용탕이 고형화될 때까지 일정 시간 냉각시킨 후, 사이드금형(52)을 측면으로 이동시켜 휠에서 이격시키고 상기한 상부 금형(51)을 상승시키게 된다.

상부 금형(51)이 상승하게 되면 상부 금형(51)과 함께 고형화된 알루미늄휠이 같이 상승하게 되고, 이 상태에서 알루미늄 휠의 저면으로 받침판(미도시)을 놓은 후 알루미늄휠을 상부금형(51)에서 이젝트시키게 된다.

알루미늄휠이 상부 금형(51)에서 이젝트되어 받침판(미 도시)으로 낙하되면 이를 별도의 저장 장소로 이동시키고 버(Burr)등을 제거하는 후가공을 하게 된다.

여기서, 상기한 휠의 림부는 타이어가 결합되기 때문에 필연적으로 오목한 형태를 형성하게 되고, 모서리 부분은 볼록한 형태를 나타내게 되는 바, 상기한 모서리 부분은 도4에 도시된 바와 같이 다른 림부에 비해 두껍게 형성된다.

즉, 상기한 상부 금형(51)에서 휠의 이젝트 시 모서리 부분(C)을 다른 림부(R)와 같은 두께로 형성하게 되면 도4의 점선과 같이 오목하게 형성해야 하지만, 이렇게 형성하면 상형이 오목한 부분에 걸려 빠지지 않게 되기 때문에, 림부(R)의 모서리부분(C) 두께를 실선과 같이 두껍게 형성하게 되는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같이 림부의 모서리 부분을 다른 부분에 비해 두껍게 하게 되면 알루미늄 휠의 성형 후 수축율이 서로 상이하기 때문에 이 부분에서 주조결함이 발생되어 주조성이 감소함과 아울러 불필요하게 림부분이 두껍게 됨으로써 중량증가 및 재료비의 상승이 발생되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 알루미늄 휠을 주조할 때 림부분의 두께 특히, 림부의 모서리부분 두께가 다른 부분과 유사하도록 함으로써, 알루미늄 휠의 주조 시 수축율 상이에 따른 강성 저하, 변형 발생, 주조결함 등을 방지하고 알루미늄 휠의 중량을 감소 및 경제성 향상을 도모할 수 있는 알루미늄 휠 성형용 금형을 제공함에 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 승강 가능한 상, 하부금형 및 측면으로 이동 자재한 사이드금형으로 알루미늄 휠을 주조할 때 알루미늄 휠의 림부 모서리부분이 림부에 비해 두껍게 성형되는 알루미늄 휠 성형용 금형에 있어서,

상기한 상부 금형의 하단부에서 주조되는 휠의 모서리부분을 차단하여 주조 시 용탕이 모서리부로 충진되는 것을 방지하여 림부의 두께가 균일하게 되도록 원형 링상으로 형성되고 2개 이상으로 분할 형성된 코어와, 상기한 코어를 하부 금형과 연결시키도록 하부 금형에서 다수개가 돌출 형성되어 상부 금형까지 접촉되도록 형성된 연결부와, 상기한 코어를 주조 후 상부 금형의 상승 시 같이 상승하도록 하고 알루미늄 휠의 이젝트 시 코어가 같이 분리되어 알루미늄 휠을 취출할 수 있도록 연결부와 코어 사이에 설치된 탈착 수단을 포함함을 특징으로 한다.

도1a와 도1b와 도2는 본 발명에 따른 알루미늄 휠 성형용 금형을 도시한 단면도와 연결부를 절단하여 도시한 평단면도로서, 상부 금형(51)의 하단부에서 주조되는 휠의 모서리부분(C)을 차단하여 주조 시 용탕(F)이 모서리부(C)로 충진되는 것을 방지하여 림부(R)의 두께가 균일하게 되도록 원형 링상으로 형성되고 2개 이상으로 분할 형성된 코어(1)와, 상기한 코어(1)를 하부 금형(50)과 연결시키도록 하부 금형(50)에서 다수개가 돌출 형성되어 상부 금형(51)까지 접촉되도록 형성된 연결부(2)와, 상기한 코어(1)를 주조 후 상부 금형(50)의 상승 시 같이 상승하도록 하고 알루미늄 휠의 이젝트 시 코어(1)가 같이 분리되어 알루미늄 휠을 취출할 수 있도록 연결부(2)와 코어(1) 사이에 설치된 탈착 수단으로 이루어져 있다.

상기한 탈착 수단은 상기한 하부 금형(50)의 연결부(2) 각각의 상부에 형성되는 제1삽입공(3)과, 상기한 코어(1)의 하부에 다수 형성된 제2삽입공(4)과, 상기한 제1, 2삽입공(3, 4)에 양단이 압입되고 상부 금형(50)이 상승할 때 코어(1)를 같이 상승시키고 알루미늄 휠의 이젝트 시 코어(1)가 분리되도록 형성된 다수의 연결핀(5)으로 이루어져 있다.

즉, 상기한 코어(1)가 상부 금형(51)에서 모서리 부분(C)에 위치되어 용탕을 차단함으로써, 알루미늄 휠의 주조 시 모서리부분(C)이 도1a에서 점선으로 도시된 바와 같이 림부(R)의 두께와 유사하게 형성되는 것이다.

물론, 상기한 코어(1)와 연결부(2)를 연결하는 연결핀(5)은 주조 후 상부 금형(51)이 상승하여 알루미늄 휠을 이젝트할 때 코어(1)와 분리될 수 있도록 제1, 2 삽입공(3, 4)의 내경과 연결핀(5)의 직경이 형성되어 있게 된다.

상기한 코어(1)가 2개 이상으로 분할 형성되어 있으면, 알루미늄 휠의 주조 후 연결핀(5)을 분리시키면 코어(1)를 알루미늄 휠에서 빼낼 수 있게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명의 작용 효과를 설명하면 알루미늄 휠을 주조하기 위하여 작업자가 알루미늄 잉곳을 용해시켜 용탕을 준비함과 아울러 하부 금형(50)의 연결부(2)에 형성된 제1삽입공(3)에 연결핀(5)의 일단을 삽입한다.

연결핀(5)을 제1삽입공(3)에 삽입한 후 연결핀(5)의 타단에 링형태의 코어(1)에 형성된 제2삽입공(4)을 삽입시킴으로써, 연결부(2)와 코어(1)를 연결하게 된다.

이 상태에서 상부금형(51)을 하향시켜 하부 금형(50)과 맞물리도록 함과 아울러 사이드금형(52)을 이동시켜 주조를 할 수 있도록 하는 바, 상기한 상태에서 용탕을 금형 내부로 주입하면 상하부 금형(50, 51)과 사이드 금형(52)의 사이에 형성되는 공간(휠형상)에 용탕이 충진된다.

용탕이 충진되면 상하부 금형(50, 51)과 사이드금형(52)의 사이에 형성되는 내부 공간으로 충진되는 바, 코어(1)에 의해 림부(R)의 두께가 거의 유사하게 형성된다.

용탕 주입 후 일정 시간이 지나게 되면 용탕이 고형화되어 휠이 주조되는 바, 상기한 주조 후 사이드금형(52)을 후진시키고, 상부금형(51)을 상승시켜 휠을 취출하게 된다.

이때, 상기한 상부금형(51)에는 주조된 알루미늄 휠과 코어(1)가 함께 상승 하게 되는 바, 상부 금형(50)이 상승한 상태에서 이젝터(미도시)가 알루미늄 휠을 밀어내게 되면 코어(1)에서 연결핀(5)이 빠지면서 알루미늄휠과 코어(1)가 상부금형(51)에서 빠지게 된다.

즉, 상부 금형(51)이 상승할 때는 연결핀(5)에 의해 코어(1)가 알루미늄 휠에 부착되어 있는 상태인 바, 이 상태에서 이젝터가 알루미늄 휠을 밀어내면 연결핀(5)이 코어(1)에서 빠지면서 알루미늄 휠과 코어(1)가 함께 상부금형(50)에서 분리되는 것이다.

알루미늄휠과 코어(1)가 상부금형(50)의 연결핀(5)에서 분리되면, 코어(1)는 여러조각으로 분리되고 알루미늄휠은 취출하여 후가공 공정으로 보내게 된다.

여기서, 상기한 코어(1)는 알루미늄 휠이 상부금형(50)에서 이젝트될 때 여러조각으로 분리되면서 자연스럽게 알루미늄 휠과 분리되어 다음 공정에서 사용할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명은 하부 금형과 연결핀으로 연결된 코어를 사용하여 알루미늄 휠을 주조하게 되면, 휠의 모서리 부분이 림부의 두께와 유사하게 성형 가능하게 됨으로써 주조 시 또는 후가공 시 모서리부분의 변형등을 방지할 수 있고 알루미늄 휠의 중량 감소 및 재료비의 절감을 이룰 수 있는 잇점이 있는 것이다.

Claims

승강 가능한 상, 하부금형 및 측면으로 이동 자재한 사이드금형으로 알루미늄 휠을 주조할 때 알루미늄 휠의 림부 모서리부분이 림부에 비해 두껍게 성형되는 알루미늄 휠 성형용 금형에 있어서,

상기한 상부 금형의 하단부에서 주조되는 휠의 모서리부분을 차단하여 주조 시 용탕이 모서리부로 충진되는 것을 방지하여 림부의 두께가 균일하게 되도록 원형 링상으로 형성되고 2개 이상으로 분할 형성된 코어와, 상기한 코어를 하부 금형과 연결시키도록 하부 금형에서 다수개가 돌출 형성되어 상부 금형까지 접촉되도록 형성된 연결부와, 상기한 코어를 주조 후 상부 금형의 상승 시 같이 상승하도록 하고 알루미늄 휠의 이젝트 시 코어가 같이 분리되어 알루미늄 휠을 취출할 수 있도록 연결부와 코어 사이에 설치된 탈착 수단을 포함함을 특징으로 하는 알루미늄 휠 성형용 금형.
제1항에 있어서,

상기한 탈착 수단은 상기한 하부 금형의 연결부 각각의 저면에 형성되는 제1삽입공과, 상기한 코어의 상부에 다수 형성된 제2삽입공과, 상기한 제1, 2삽입공에 양단이 압입되고 상부 금형이 상승할 때 코어를 같이 상승시키고 알루미늄 휠의 이젝트 시 코어가 분리되도록 형성된 다수의 연결핀으로 포함함을 특징으로 하는 알루미늄 휠 성형용 금형.