KR100789150B1

KR100789150B1 - 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형장치

Info

Publication number: KR100789150B1
Application number: KR1020070051361A
Authority: KR
Inventors: 추연한
Original assignee: (주)일신금속
Priority date: 2007-05-28
Filing date: 2007-05-28
Publication date: 2007-12-28

Abstract

본 발명은 주형틀와 같은 주물품의 조형 작업의 무인 자동화를 구현함으로써 작업성을 개선함과 아울러 주물품의 품질을 향상시키며, 안전 사고 위험성을 현저히 낮출 수 있는 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형장치을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 내부가 빈 주형틀 부분이 자동이송되고, 상기 주형틀 내부에 모래가 충전되면 가압 실린더가 하강하면서 고정틀과 주형틀을 압축한 후, 상승 됨과 함께 가압 실린더와 고정틀은 원위치 되면서 지지 프레임은 상승되고, 상기 지지 프레임에 올려진 주형틀 부분은 자동으로 이동되면서 주조 공정으로 공급될 수 있는 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형장치에 관한 것이다.

주형틀, 성형시스템

Description

주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형장치{Automatic transfer and press forming device for a mold-frame}

도 1은 본 발명의 요부가 조립된 상태의 사시도.

도 2의 (a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)(j)는 본 발명의 요부가 작동하는 상태의 정면도.

도 3은 본 발명의 요부가 조립된 상태의 평면도.

도 4는 본 발명의 요부가 조립된 상태의 측면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10. 본체 11. 가이드 프레임

12. 가이드 롤러 13. 이동 프레임

14. 수평 실린더 15. 가압 실린더

16. 가이드 바 17. 가압 플레이트

18. 고정틀 19. 주형틀

20. 브래킷 21. 승강 실린더

22. 지지 프레임 23. 체인 블록

24. 받침부 25. 이동 롤러

26. 공급부 27. 구동 바퀴

28. 공급 실린더 29. 고정집게

30. 공급부 프레임 31. 이송 크레인

본 발명은 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상기 주형틀이 자동 이송되면서 주형틀 내부에 모래가 충전되면 가압 실린더가 하강하여 고정틀과 주형틀을 압축한 후 상승되고, 상기 가압 실린더와 고정틀은 원위치 되면서 지지 프레임은 상승되며, 상기 지지 프레임에 올려진 주형틀 부분은 자동으로 이동되면서 주조 공정으로 공급될 수 있는 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형장치에 관한 것이다.

일반적으로 주형 금형틀을 이용하는 작업 공정은 모형 제작에서부터 시작된다, 모형은 주물과는 별도로 모형을 만드는 곳(patterm shop)에서 만들어지는 것이 일반적이다. 이렇게 만들어진 모형은 모형 주위에 주물사를 채우며, 내화 점토를 점결제로 하는 주물사인 경우에는 필요한 경도가 될 때까지 다지게 된다. 이때, 화학적인 점결제인 경우에는 손으로 눌러주거나 기계적으로 가볍게 다진 후에 화학적으로 경화한다.

상기 주형은 일반적으로 상하형의 2개로 분리되게 만들고, 주물사를 다진 후에는 모형을 빼내어 공간을 만들어 다시 조립하면 주형 내부의 모형이 차지했던 공간이 남게 된다. 주물이 완성된 후 그 내부에 구멍이나 기타의 공간이 남게 하려면 코어(core)를 사용해야 하며, 상기 코어는 주물사와 점결제로 제작하게 되는데 주형 내부에 삽입된 후 용탕이 주입되더라도 이에 걸릴만한 충분한 강도와 경도 및 내화도를 가져야 한다.

따라서, 모형은 주물의 외부모양을 만들어 주고, 주물 내부의 모양은 코어가 만들어 주게 된다. 한편, 실제 주조 작업은 용해로부터 시작이 되며, 용해된 용금은 용해로부터 래들(ladle)로 옮겨져 상기 래들을 채워 용금의 응고가 완료되도록 한다. 응고가 완료되면 주형으로부터 주물을 꺼내서 주물표면에 붙어 있는 주물사를 털어내고 주물과 같이 붙어 있는 탕구(gatesprue) 탕도(runner) 및 압탕(riser)을 제거토록 한다. 여기서, 압탕이라는 것은 주물의 응고시 금속의 수축으로 생기는 용탕의 부족을 보충하여 주기 위한 창고의 역할을 하는 것이다. 그리고, 완성된 주물은 필요에 따라서 응력제거 또는 특별한 열처리를 하거나 또는 여러 가지 방법으로 검사를 실시하고 이상 유무를 판정한 후, 출하하도록 하고 있다.

한편, 이와 같은 공정으로 이루어진 주물 작업의 공정에 있어서, 주조될 원형이나 모형은 원형 또는 모형 판을 조형 모래 상자에 위치시키고, 상기 조형 모래 상자는 이후에 충전 장치로 이송되어 압축 이송되는 주형 생산 시스템을 통하여 주조 작업이 이루어지고 있다. 이와 같은 구조는 하나의 주형 상자를 모래로 충전할 때 다른 주형 상자를 압축시킬 수 있다.

주형 상자 내에서 다양한 작업 단계가 수행됨에 따라서 초기 스테이션으로 되돌려지는 표면에 원형을 가지는 다수의 원형판이 사용된다. 다른 주형 상자가 압축되는 동안에 하나의 주형 상자를 동시에 충전하는 것은 단위 시간당 주형 상자의 작업 처리량을 증가시킨다. 그러나, 주형 상자를 원형 또는 모형판 캐리어에 완전하게 조립하고 이어서 주형 상자 주위에 충전틀을 조립하고, 모래로 충전하고 압축이 끝난 후에 다시 주형 상자에서 원형 또는 모형판 및 충전틀을 분리하는 등과 같이 여전히 작업 시간이 소모적인 단점이 있다. 또한, 평탄 작업 및 탕구와 같은 주물품 분리 작업등이 수동으로 진행되기 때문에 작업성이 현저히 낮을 뿐만 아니라, 탕구와 같은 주물품의 품질이 균일하지 못해 신뢰성이 낮으며, 고온의 탕구 분리 작업시 등 안전사고의 위험성이 많은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 주형틀와 같은 주물품의 조형 작업의 무인 자동화를 구현함으로써 작업성을 개선함과 아울러 주물품의 품질을 향상시키며, 안전 사고 위험성을 현저히 낮출 수 있는 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 본 발명의 일실시례에 의해 이루어진 구성 및 작동상태를 첨부된 도면과 관련하여 상세히 설명하되, 첨부된 도면은 본 발명의 일실시례를 구체적으로 설명하는 예시일 뿐이며, 본 발명의 범위가 도면 또는 상기 도면을 참조한 설명에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 요부가 조립된 상태의 사시도이며, 도 2의 (a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)(j)는 본 발명의 요부가 작동되는 상태의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 요부가 조립된 상태의 평면도이고, 도 4는 본 발명의 요부가 조립된 상태의 측면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 본체(10)는 주형틀(19)을 이동시키는 체인 블록(23)을 지지하고 승강 실린더(21)의 작동으로 상하로 이동하는 지지 프레임(22)과, 상기 주형틀(19) 부분을 가압하기 위하여 형성되는 가압 실린더(15)와, 상기 가압 실린더(15)를 후방 및 전방으로 이동시키는 이동 프레임(13)과, 상기 이동 프레임(13)을 작동시키는 수평 실린더(14)로 구성된다.

상기 수평 실린더(14)의 작동으로 이동하는 이동 프레임(13)의 양측에는 각각의 이동 롤러(25)를 형성하고, 상기 이동 롤러(25)는 가이드 프레임(11) 내측을 타고 전진 및 후진할 수 있는 구성이다.

한편, 상기 이동 프레임(13)의 하측에는 가압 플레이트(17)를 승강시키는 가압 실린더(15)를 형성하게 되며, 상기 가압 실린더(15)의 로드는 가압 플레이트(17)와 일체로 결합하는 구성이며, 이때 가압 실린더(15)의 양측에는 각각의 가이드 바(16)를 형성하여 가압 실린더(15)의 승강 작동을 도모하도록 하였다. 또한, 가압 실린더(15) 로드와 일체로 결합된 가압 플레이트(17)는 고정틀(18)과 밀착되는 주형틀(19) 내부를 압착할 수 있다,

상기의 상황에서 압착작업이 종료되는 경우, 주형틀(19)과 밀착된 고정틀(18)은 도 2의 (d)(e)(f)와 같이 분리되고 실린더(21)의 작동에 의해 상승하게 되면서 가압 실린더(15)와 가압 플레이트(17) 또한 상승하게 된다.

상기 가압 실린더(15)의 상승 작동이 종료된 후, 수평 실린더(14)의 로드는 도 4와 같이 전진하게 되면서 이동 프레임(13)을 이동시킬 수 있으며, 상기 이동 프레임(13)은 도 3과 같이 가이드 프레임(11)을 타고 이동될 수 있는 구조이다.

주형틀(19)을 지지하는 지지 프레임(22)에 고정된 승강 실린더(21)의 로드는 도 2의 (g)와 같이 작동하여 상기 지지 프레임(22)을 상승시키게 되며, 이때 지지 프레임(22)에 올려진 주형틀(19)은 도 2의 (i)와 같이 체인 블록(23)의 작동에 의해 다음 공정으로 자동 이동되는 구성이다.

한편, 최초 주형틀(19)을 가이드 프레임(11)에 올리는 작업은 도 2의 (i)와 같이 형성된 공급부(26)로부터 시작하게 되며, 상기 공급부(26)는 별도의 공급부 프레임(30)과 결합 되는 구동 바퀴(27)의 회전 이동과, 공급 실린더(28) 로드와 일체로 결합된 고정집게(29)의 상하 승강 작동에 의해 주형틀(19)을 고정과 함께 이동시킬 수 있다. 또한 가압 실린더(15)에 의해 가압이 종료된 주형틀(19)은 도 2의 (j)와 같이 형성된 별도의 이송 크레인(31)의 작동에 의해 다음 공정인 주조 공정으로 이동될 수 있게 된다.

결과적으로, 본 발명은 도 2의 (i)(j)와 같이 공급부(26)에 형성된 공급 실린더(28)와 고정집게(29)가 하강 및 승강 되면서 주형틀(19)을 지지 프레임 (22) 상측에 올린 다음 체인 블록(23)을 작동시키는 공정과, 상기 체인 블록(23)의 작동에 의해 이동되는 주형틀(19)은 도 2의 (b)와 같이 이동 프레임(13) 하측에 결합 된 복수의 가압 실린더(15) 및 가압 플레이트(17)의 작동 범위에 근접되는 공정과, 상기 가압 플레이트(17)의 작용에 의해 주형틀(19) 및 고정틀(18) 내부에 충전된 모래는 가압 됨과 아울러, 도 2의 (c) 및 도 4와 같이 고정틀(18)은 소정의 높이 까지 상승 되는 공정과, 상기 고정틀(18)의 승강 작업이 종료되면 도 2의 (d)와 같이 가압 실린더(15) 로드는 승강 되고 가압 플레이트(17)를 동시에 상승시키는 공정과, 상기 가압 플레이트(17)의 상승과 함께 수평 실린더(14) 로드는 도 3과 같이 이동 프레임(13)을 전진시키는 공정과, 상기 이동 프레임(13)의 이동 작업이 종료되면 도 2의 (g)와 같이 지지 프레임(22)은 브래킷(20)에 고정된 승강 실린더(21)의 작동에 의해 상승 되는 공정과, 상기 지지 프레임(22)의 상승 작업이 종료되면 도 2의 (h) 및 (i)(j)와 같이 주형틀(19) 부분을 주조 공정으로 이동시키는 공정을 통하여 이송시킬 수 있는 구성이다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작용과 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 주형틀(19)의 자동 이송 및 가압 시스템은 도 1 및 도 2의 (i)(j)와 같이 작업자의 조정에 의해 주형틀(19)을 공급부(26)와 지지 프레임(22) 상측에 위치시키게 되고, 상기 지지 프레임(22) 내측에 형성된 체인 블록(23)은 작동하면서 상기 주형틀(19)을 도 2의 (a)와 같이 복수로 형성된 가압 실린더(15)의 하측까지 이동시키고, 가압 실린더(15) 로드 하측에는 가압 플레이트(17)를 각각으로 결합하게 되는바, 유압에 의해 하강 되는 구조이다. 또한, 주형틀(19) 상측에는 가압 플레이트(17)를 지지하기 위한 고정틀(18) 부분이 별도의 실린더(21)에 의해 작동된다.

이때, 상기 실린더(21)는 도 2의 (e) 및 도 4와 같이 주형틀(19)과 고정틀(18)을 분리하게 되는 한편, 도 2의 (b)와 같이 유압 작용에 의해 가압 실린더(15) 로드가 가압 플레이트(17)를 하강시키는 경우에는 주형틀(19), 고정틀(18) 내측에 충전된 모래는 자연스럽게 가압되어 도 2의 (c)와 같이 주물 형상을 갖게 된다.

상기 가압 실린더(15) 로드는 상승하여 원위치 됨과 함께 수평 실린더(14) 로드가 가압 실린더(15)를 전진시키게 되고, 가압 실린더(15)는 이동 프레임(13)에 고정된 상태가 되면서 가이드 프레임(11)에 수용된 이동 롤러(25)의 회동에 의해 이동될 수 있고, 도 1 및 도 2의 (d)(e)와 같은 구성이다. 이와 같이 가압 실린더(15)의 작업이 종료되고, 바로 지지 프레임(22)은 도 2의 (g)와 같이 브래킷(20)에 결합된 승강 실린더(21)의 작동에 의해 상승하게 된다.

그리고, 지지 프레임(22) 내측에 형성된 체인 블록(23)은 상기 주형틀(19)을 도 2의 (h)와 같이 일측 방향으로 이동시킬 수 있으며, 또한 이동되는 주형틀(19) 은 도 2의 (i)와 같이 형성된 공급부(26)와, 상기 공급부(26)에 형성된 공급 실린더(28)의 작용과 함께 상기 공급 실린더(28)와 연결되는 별도의 고정집게(29)에 의해 이동될 수 있다.

상기 공급부(26)는 도 2의 (j)와 같이 공급부 프레임(30) 내측에 결합되는 구동 바퀴(27)에 의해 이동될 수 있으며, 상기 공급 실린더(28)와 일체로 결합되는 고정집게(29) 역시 승강되는데 무리는 없게 되면서 주형틀(19)를 들어올리게 된다.또한, 가압 성형이 완료된 주형틀(19)은 도 2의 (i) 및 (j)와 같이 이송 크레인(31)에 의해 올려져 주조 공정으로 이동된다.

이상과 같이 본 발명은 주형틀과 같은 주물품의 조형 작업의 무인 자동화를 구현할 수 있어 작업의 능률을 향상시키고, 안전 사고의 위험성을 크게 낮출 수 있는 특징이 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시례 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아니다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 시스템은 주형틀의 공급과, 상기 주형틀 내부에 충전된 모래를 가압하는 수단과, 상기 주형틀과 금형 부분을 분리하는 공정과, 상기 분리된 주형틀을 주조 공정으로 자동 이동시킬 수 있는 구성이어서 주물사가 자동으로 정량 공급될 수 있고, 균일한 압력으로 평탄작업이 이루어질 수 있기 때문에 주물품의 품질이 균일하여 신뢰성이 향상될 수 있는 효과가 있다.

Claims

본체는 주형틀을 이동시키는 체인 블록을 지지하고 승강 실린더의 작동으로 상하로 이동하는 지지 프레임과, 상기 주형틀을 가압하기 위하여 형성되는 가압 실린더와, 상기 가압 실린더를 후방 및 전방으로 이동시키는 가이드 기능을 갖는 이동 프레임과, 상기 이동 프레임을 작동시키는 수평 실린더와, 상기 주형틀을 공급하는 공급부와, 상기 가압 성형된 주형틀을 주조 공정으로 이동시키는 이송 크레인으로 형성될 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형장치.
제 1항에 있어서,

상기 수평 실린더의 작동으로 이동하는 이동 프레임의 양측에는 각각의 이동 롤러를 형성하고, 상기 이동 롤러는 가이드 프레임 내측을 타고 전진 및 후진할 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형장치.
제 1항에 있어서,

상기 이동 프레임의 하측에는 가압 플레이트를 승강시키는 가압 실린더를 형성하게 되며, 상기 가압 실린더의 로드는 가압 플레이트와 일체로 결합되고, 상기 가압 실린더의 양측에는 각각의 가이드 바를 형성하여 실린더의 승강 작용을 도모할 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형장치.
제 1항에 있어서,

상기 주형틀을 지지하는 지지 프레임에 고정된 승강 실린더의 로드는 지지 프레임을 상승시킴과 함께 지지 프레임에 올려진 주형틀은 체인 블록의 작동에 의해 이동될 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형 장치.
제 1항에 있어서,

상기 주형틀은 공급부 프레임 내측에 결합된 구동 바퀴의 회전 이동과, 공급 실린더 로드와 일체로 결합된 고정집게의 상하 승강 작동에 의해 올려져 지지 프레임에 공급될 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형장치.
제 1항에 있어서,

상기 가압 실린더에 의해 가압이 종료된 주형틀은 이송 크레인에 고정되어 주조 공정으로 이동될 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형장치.
본체에 투입되는 주형틀의 이송 및 가압 공정은,

공급부에 형성된 공급 실린더와 고정집게 부분이 하강 및 승강하면서 주형틀을 지지 프레임 상측에 올린 다음 체인 블록을 작동시키는 공정과,

상기 체인 불록의 작동에 의해 이동되는 주형틀 부분은 이동 프레임 하측에 결합 된 복수의 가압 실린더 및 가압 플레이트의 작동 범위에 근접되는 공정과,

상기 가압 플레이트의 작용에 의해 주형틀 및 고정틀 내부에 충전된 모래는 가압 됨과 아울러 고정틀은 소정의 높이까지 상승 되는 공정과,

상기 고정틀의 승강 작업이 종료되면 가압 실린더 로드는 승강 되고 가압 플레이트를 동시에 상승시키는 공정과,

상기 가압 플레이트의 상승과 함께 수평 실린더 로드는 이동 프레임을 전진 시키는 공정과,

상기 이동 프레임의 이동 작업이 종료되면 지지 프레임은 브래킷에 고정된 승강 실린더의 작동에 의해 상승 되는 공정과,

상기 지지 프레임의 상승 작업이 종료되면 주형틀 부분을 주조 공정으로 이동시키는 공정으로 이루어질 수 있도록 구성함을 특징으로 하는 주조 주형틀의 자동 이송, 가압 성형장치.