KR100864089B1 - 단면 형상과 두께 조절이 가능한 압출 금형장치 - Google Patents

단면 형상과 두께 조절이 가능한 압출 금형장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압출 금형장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압출 금형의 상, 하 이동과 좌, 우 이동을 가능하게 하여 단면 형상과 두께를 가변 압출 성형할 수 있는 단면 형상과 두께 조절이 가능한 압출 금형장치에 관한 것이다.
이를 위해, 압출 금형은, 상, 하, 좌, 우에 스페이스홀을 조성하고, 전, 후방에 마운트홀을 조성한 상, 하부 하우징과; 전방 마운트홀에 장착되어 컨테이너에 가압 상태로 밀착 장착하되, 압출소재를 압출 성형할 수 있게 제1압출홀을 형성한 립과; 립 후방에 장착되어 립으로부터 압출 성형되는 압출소재의 단면 형상과 두께를 가변하면서 압출 성형할 수 있게 상, 하 또는 좌, 우로 움직이는 다수의 무빙다이로 구성되고, 상기 무빙다이 각각의 중앙에 가변용 제2압출홀을 형성한 가변용 무빙다이부와; 가변용 무빙다이부 후방에 조성된 후방 마운트홀에 장착되어 압출력을 지탱하는 볼스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성에 따라, 압출 가공 중 프런트 무빙다이를 상, 하로 이동하고, 리어 무빙다이를 좌, 우로 이동하여, 압출소재의 밑면 두께와 좌, 우 세로부 두께를 조절 및 가변하면서 압출 가공을 수행할 수 있는 효과가 있다.
Figure R1020070072880
압출, 압출 금형, 무빙 다이, 압출홀, 가변.

Description

단면 형상과 두께 조절이 가능한 압출 금형장치{Apparatus for extruding variable a shape of manufacture}
본 발명은 압출 금형장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압출 금형의 상, 하 이동과 좌, 우 이동을 가능하게 하여 단면 형상과 두께를 가변 압출 성형할 수 있는 단면 형상과 두께 조절이 가능한 압출 금형장치에 관한 것이다.
일반적으로, 압출 가공은 소재(素材)를 용기(容器)에 넣고 다이의 구멍으로부터 밀어냄으로써, 단면적을 소재보다도 작고 일정한 긴 제품으로 만드는 금속 가공방법의 하나로, 그 소재로는 융점이 낮은 알루미늄 또는 알루미늄 합금제의 것이 주로 사용이 된다.
이러한, 알루미늄재를 이용한 압출 가공은 내구성과 재활용성의 우수성으로 인해 최근 승용차나 트럭 등과 같은 차량의 샤시 부재, 차체 부재, 범퍼 등과 같은 부품 가공에 채용되고 있는 실정에 있다.
이와 같은 압출 가공법은 크게 정압출법과 역압출법으로 분류되는데, 먼저 정압출법은 압출되는 금속의 방향이 외부로부터 압력을 가하는 방향과 동일한 경우의 압출방법이고, 역압출법은 압출되는 금속의 방향이 외부로부터 압력을 가하는 방향과 반대의 경우의 압출방법을 말한다. 그리고, 고온하에서 하는 압출을 열간 압출가공이라 하고, 실온에서 하는 압출을 냉간 압출가공이라고 한다.
이 중, 상기한 정압출법에 의한 압출 가공방법에 대해 간략하게 설명하면, 컨테이너의 선단부에 생산하고자 하는 단면 형상의 구멍부를 갖는 압출용 금형을 고정하고, 상기 컨테이너 내부에 가열한 압출소재를 삽입함과 동시에, 상기 압출소재를 가압기(메인스템)에 의해 상기 압출용 금형측으로 가압하여 상기 구멍부로부터 압출함으로써, 원하는 형상의 제품을 압출 성형할 수 있게 된다.
즉, 압출용 금형의 구멍부가 일정한 단면 형상을 갖고 있기 때문에, 압출 생산되는 제품 역시 길이 방향을 향하여 일정한 단면 형상으로 성형되는 것이다. 여기서, 상기 제품의 단면 형상은 압출용 금형의 구멍부 형상과 같으므로 압출용 금형의 구멍 모양을 적당히 바꿈으로써, 환봉, 각봉, 형재, 관 및 기타 임의의 것을 만들 수 있게 된다.
이와 같은 압출 가공은 금속재료로 이루어진 압출소재를 구멍으로부터 밀어내야 하는 특성상 매우 큰 힘이 소요됨으로써, 대규모의 기계설비와 함께 고온 및 고압에 견딜 수 있는 공구 등이 필요한 특징이 있다.
그러나, 상기와 같은 압출 가공을 통해 제조된 제품의 경우, 제품의 길이 방향으로 일정한 단면 형상만을 갖고 길게 형성되기 때문에 굴곡이 필요하거나 제품의 단면 형상이 가변되는 제품 생산에는 어려움이 있었다. 특히, 제품에 따라 응력 분포가 다름에도 불구하고 제품 전체에 걸쳐 동일한 두께로 형성되므로 제품 일부분에서는 필요 이상의 크기 및 강도를 갖게 되는 결과를 초래하게 됨으로써, 비경 제적인 동시에 제품의 경량화 및 구조 단순화를 방해하는 폐단도 있었다.
도 1은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 종래의 "가변 단면 압출 성형 방법 및 그 압출 금형"(국내 등록번호 제10-0334421호)에 대한 것으로, 상기한 압출 금형은 제1 금형(10)과 제2 금형(11)을 구비하여 구성된다.
상기한 제1 금형(10)에는, 한쪽 플랜지의 최대 두께 치수와 동일한 치수 폭을 갖는 플랜지부 형성공(15)과, 상기 플랜지부 형성공(15)과 교차하는 방향으로 연장되는 웹 형성공(16)과, 상기 웹 형성공(16)의 타단부에 형성되어 상기 플랜지부 형성공(15)보다도 큰 폭을 갖는 플랜지부 연통공(17)을 가지고 이루어진 제1 압출공(14)이 형성된다.
그리고, 상기한 제2 금형(11)에는, 다른쪽 플랜지의 최대 두께 치수와 동일한 치수 폭을 갖는 플랜지부 형성공(27)과, 상기 플랜지부 형성공(27)과 교차하는 방향으로 연장되는 웹 형성공(28)과, 상기 웹 형성공(28)의 타단부에 형성되어 상기 플랜지부 형성공(27)보다도 큰 폭을 갖는 플랜지부 연통공(29)을 가지고 이루어진 제2 압출공(30)이 형성된다.
이때, 상기 제1 금형(10)과 제2 금형(11)은, 상기 제1 압출공(14)과 상기 제2 압출공(30)이 서로의 웹 형성공(16)(28)을 연통시키고, 또 한쪽 금형의 플랜지부 형성공(15)을 다른쪽 금형의 플랜지부 연통공(29) 측에 위치시켜 성형재의 압출 방향으로 순차로 배치함과 동시에, 상기 웹 형성공(16)(28)을 따라 상대적으로 이동 가능하게 설치된다.
이처럼, 제1 금형(10)과 제2 금형(11)의 상대적인 이송 작용을 통해 도 2 내 지 도 4와 같은 프레임 제품을 성형할 수 있게 된다.(X 형태로 빗금친 부분이 성형되는 부분임)
그러나, 상기한 종래의 압출 금형은 압출 성형되는 제품의 플랜지부 폭 치수를 가변 형성할 수 있는 효과는 있었으나, 제품의 웹 두께는 가변 형성할 수 없는 문제점이 있었다. 즉, 제1 금형과 제2 금형의 웹 형성공을 따라 제2 금형이 일방향 으로만 이동 가능함으로써, 웹 형성공 부분을 통해 압출되는 제품의 웹 부분 두께는 가변 형성이 불가능한 것이다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 압출 금형의 상, 하 이동과 좌, 우 이동을 가능하게 하여 다양한 단면 형상을 갖는 동시에 제품 두께를 자유롭게 가변 압출 성형할 수 있는 단면 형상과 두께 조절이 가능한 압출 금형장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 메인스템과 압출 금형의 일부 이동 작동을 유압실린더를 통해 이동하여 금형의 정밀 이송제어가 가능하도록 한 단면 형상과 두께 조절이 가능한 압출 금형장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 컨테이너와 플래튼 사이에 압출 금형을 장착하되, 컨테이너 중앙에 관통되는 메인스템을 이용하여 압출 금형 중앙의 압출홀을 통해 압출소재를 가압함으로써 제품을 압출 생산하는 압출 금형장치에 있어서, 상기 압출 금형은, 압출 금형의 외부를 커버할 수 있게 서로 조립 장착하되, 상, 하, 좌, 우에 스페이스홀을 조성하고, 전, 후방에 마운트홀을 조성한 상, 하부 하우징과; 상기 전방 마운트홀에 장착되어 컨테이너에 가압 상태로 밀착 장착하되, 압출소재를 최초로 압출 성형할 수 있게 중앙에 제1압출홀을 형성한 립과; 상기 립 후방에 장착되어 립으로부터 압출 성형되는 압출소재의 단면 형상과 두께를 가변하면서 압출 성형할 수 있게 상, 하 또는 좌, 우로 움직이는 다수의 무빙다이로 구성되고, 상기 무빙다이 각각의 중앙에 가변용 제2압출홀을 형성 한 가변용 무빙다이부와; 상기 가변용 무빙다이부 후방에 조성된 후방 마운트홀에 장착되어 압출력을 지탱하는 볼스터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 압출 가공 중 프런트 무빙다이를 상, 하로 이동하고, 리어 무빙다이를 좌, 우로 이동하여, 압출소재의 밑면 두께와 좌, 우 세로부 두께를 조절 및 가변하면서 압출 가공을 수행할 수 있고, 이에 따라 다양한 형상의 압출 성형품을 압출 금형의 교환작업 없이 생산할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 유압실린더를 통해 메인스템과 일부 이동 금형의 서보 이송 제어가 가능함으로써, 압출 성형품(제품)의 조직구조가 균일한 최종 제품을 확보하기가 용이하고, 제품 치수 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과도 있다.
또한, 압출성형품의 두께 및 단면 형상 조절을 통해 제품의 강도 조절을 간편하게 수행할 수 있으므로, 제품에 추가적인 용접작업이나 후처리 가공 등이 불필요하여 제품 가공 작업이 용이하고 제품의 생산원가 및 제조단가를 절감할 수 있는 효과도 있는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5 내지 도 12c는 본 발명의 압출 금형장치에 대해 도시한 것으로, 컨테이너(100)와, 압출 금형과, 플래튼(300)으로 구성된다.
도 5를 통해 설명하면, 먼저 컨테이너(100)는 압출 금형장치 전방에 고정 장착되는 것으로, 중앙에 관통홀(110)을 형성하여 그 내부에 압출소재를 내장 구비할 수 있게 된다. 여기서, 상기 압출소재는 적절하게는 알루미늄 또는 알루미늄 합금재질로써 봉 형상의 것을 사용하게 된다.
그리고, 상기 컨테이너(100) 일측방에는 유압실린더(120)가 장착되고, 상기 유압실린더(120) 단부에는 상기 압출소재를 가압할 수 있게 봉 형상의 메인스템(130)이 장착된다. 즉, 상기 유압실린더(120)의 유압 작용을 통해 메인스템(130)을 압출소재에 접촉한 상태에서 전, 후 이동함으로써, 압출소재를 가압할 수 있게 된다.
플래튼(300)은 압출 금형장치 후방에 고정 장착되는 것으로, 중앙에 관통홀(310)을 형성하여 그 내부에 압출 가공된 제품이 빠져나오는 통로 역할을 하게 된다. 그리고, 상기 플래튼(300) 전면에는 압출 금형(200)이 고정 장착된다.
한편, 본 발명의 특징적인 구성인 압출 금형(200)은 상기 컨테이너(100)와 플래튼(300) 사이에 장착되어 압출소재를 가변시키면서 압출 가공하는 역할을 하는 것으로, 다시 상, 하부 하우징(210)과, 립(220)과, 가변용 무빙다이부와, 볼스터(250)를 포함하여 구성된다.
도 6과 도 7을 통해 설명하면, 상, 하부 하우징(210)은 상기 압출 금형(200)의 외부 형상을 조성하고 압출 금형(200)을 커버할 수 있게 서로 조립 장착하여, 전술한 바와 같이 플래튼(300) 전면에 볼트에 의해 고정 장착한다.
이러한, 상기 상, 하부 하우징(210)은 전방과 후방에 립(220)과 볼스터(250) 가 각각 끼워져 장착될 수 있게 사각의 전, 후방 마운트홀(211)이 각각 조성되고, 상기 상, 하부 하우징(210) 중간 부분의 비교적 앞쪽 상, 하부에는 프런트 무빙다이(230)가 상, 하 이송될 수 있는 스페이스홀(212)이 조성되며, 상기 상, 하부 하우징(210) 중간 부분의 비교적 뒤쪽 좌, 우에는 리어 무빙다이(240)가 좌, 우 이송될 수 있는 스페이스홀(213)이 조성된다.
립(220)은 상기 전방 마운트홀(211)에 장착되는 것으로, 전방 돌출부에 컨테이너(100)의 일면이 가압 상태로 밀착 장착된다. 이러한, 상기 립(220)은 중앙에 제1압출홀(225)을 형성하여 컨테이너(100)로부터 가압되는 압출소재를 최초로 압출 가공할 수 있게 된다. 즉, 제1압출홀(225) 전방의 동일축 선상에 압출소재가 구비된 관통홀(110)이 배치되므로, 메인스템(130)의 가압을 통해 압출소재를 제1압출홀(225) 방향으로 가압하여 압출 가공할 수 있는 것이다.
이때, 상기 제1압출홀(225)은 양측에 세로공이 형성되고, 상기 세로공 하단에 가로공이 연결 형성된 'ㄷ'자 형상으로 형성되는데, 상기 제1압출홀(225)의 세로공은 압출하고자 하는 제품의 세로부 폭보다 넓게 형성한다.
그리고, 상기 제1압출홀(225)의 형상은 제조하고자 하는 제품이 H빔과 같은 경우 제1압출홀(225)의 형상 역시 'H'자 형상으로 제조할 수 있고, 이 외에도 제조하고자 하는 제품의 형상에 따라 제1압출홀(225)의 형상을 자유롭게 수정 및 변경할 수 있음은 본 발명을 구성함에 있어서 자명한 사항에 해당된다.
또한, 후술되는 가변용 제2압출홀(235)(245)과 인출홀(255) 역시 'ㄷ'자 형상으로 형성하였으나, 제1압출홀(225)과 같이 제2압출홀(235)(245) 및 인출홀(255) 의 형상을 자유롭게 변경 및 수정할 수 있음은 본 발명을 구성함에 있어 당연한 것이다.
가변용 무빙다이부는 상기 립(220) 후방에 장착되는 것으로, 립(220)으로부터 압출 가공되는 압출소재의 단면 형상과 두께를 가변하면서 압출 성형할 수 있게 상, 하 및 좌, 우로 이송되는 다수의 무빙다이로 구성되고, 상기 무빙다이 각각의 중앙에는 가변용 제2압출홀(235)(245)들이 각각 형성된다.
이러한, 상기 가변용 무빙다이부는 다시 프런트 무빙다이(230)와, 다수의 리어 무빙다이(240)와, 구동장치부로 구성된다.
도 6 및 도 7을 통해 설명하면, 프런트 무빙다이(230)는 립(220) 후방에 밀착 장착되는 것으로, 상, 하부 하우징(210) 상, 하에 조성된 스페이스홀(212) 사이에 장착되어 구동장치부를 통해 프런트 무빙다이(230)가 상, 하로 이송됨으로써, 프런트 무빙다이(230) 중앙의 제2압출홀(235) 가로공 두께를 가변시키게 되고 이에 따라 립(220)으로부터 압출 가공되는 압출소재의 가로부 두께를 가변시키면서 압출 가공하게 된다.
그리고, 도 9와 같이 상기 프런트 무빙다이(230) 좌, 우측에는 프런트 이송웨지(233)를 각각 구비하고, 상기 프런트 이송웨지(233)와 밀착되는 상, 하부 하우징(210) 내측면에는 프런트 고정웨지(232)를 고정 장착하되, 상기 프런트 이송웨지(233)에는 상, 하부 하우징(210)을 관통시켜 프런트 조절볼트(234)를 결합함으로써, 프런트 조절볼트(234)를 통해 프런트 이송웨지(233)를 이송시키게 된다. 즉, 프런트 무빙다이(230)가 압출 가공 중 열팽창되면, 프런트 조절볼트(234)를 통해 프런트 이송웨지(233)를 이송시켜 프런트 무빙다이(230)를 원활하게 이동시키게 된다.
다수의 리어 무빙다이(240)는 도 6 및 도 7과 같이 상기 프런트 무빙다이(230) 후방에 다수 장착되는 것으로, 상, 하부 하우징(210) 좌, 우에 조성된 스페이스홀(213) 사이에 장착되어 구동장치부를 통해 리어 무빙다이(240)가 각각 개별적으로 좌, 우로 이송됨으로써, 리어 무빙다이(240) 중앙의 제2압출홀(245) 세로공 두께를 가변시키게 되고, 이에 따라 프런트 무빙다이(230)로부터 압출 가공되는 압출소재의 단면형상과 두께 및 세로부 형상을 가변시키면서 압출소재를 압출 가공하게 된다.
그리고, 도 10과 같이 상기 리어 무빙다이(240) 상, 하면에는 리어 이송웨지(243)를 각각 구비하고, 상기 리어 이송웨지(243)와 밀착되는 상, 하부 하우징(210) 내측면에는 리어 고정웨지(242)를 고정 장착하되, 상기 리어 이송웨지(243)에는 상, 하부 하우징(210)을 관통시켜 리어 조절볼트(244)를 결합함으로써, 리어 조절볼트(244)를 통해 리어 이송웨지(243)를 이송시키게 된다. 즉, 리어 무빙다이(240)가 압출 가공 중 열팽창되면, 리어 조절볼트(244)를 통해 리어 이송웨지(243)를 이송시켜 리어 무빙다이(240)를 원활하게 이동시키게 된다.
또한, 도 11a 및 도 12a와 같이 상기 다수의 리어 무빙다이(240)는 최전방에 구비된 리어 무빙다이(240)로부터 최후방에 구비된 리어 무빙다이(240)까지 그 중앙에 형성된 제2압출홀(245)의 세로부 단면적의 넓이를 점차적으로 감소시켜 조성함으로써, 압출 효능을 향상시키고 압출 장치를 효율적으로 운용할 수 있게 된다. 즉, 제2압출홀(245)의 단면적 중 가로공 단면적은 감소시키지 않고, 세로공 단면적만을 점차적으로 감소시켜 압출소재의 단면형상과 세로부 형상을 가변할 수 있는 것이다.
도 8과 같이 구동장치부는 상기 프런트 무빙다이(230)를 상, 하로 이동시키고, 다수의 리어 무빙다이(240)를 좌, 우로 각각 이동시키는 역할을 하는 것으로, 압출 금형(200) 상, 하부 및 좌, 우측에 각각 설치된다.
이러한, 상기 구동장치부 중 프런트 무빙다이(230)를 이동시키는 구동장치부에 대해 설명하면, 상, 하부 하우징(210) 상, 하에 조성된 스페이스홀(212)을 관통하여 프런트 무빙다이(230) 상, 하단에 프런트 스페이서(231)를 고정 장착하고, 상기 프런트 스페이서(231) 단부에 유압실린더(260)에 의해 이송 구동하는 로드(265)를 장착하며, 상기 로드(265) 단부에는 상기 로드(265)를 구동할 수 있는 유압실린더(260)를 장착하여 구성된다.
그리고, 상기 구동장치부 중 리어 무빙다이(240)를 이동시키는 구동장치부에 대해 설명하면, 상, 하부 하우징(210) 좌, 우에 조성된 스페이스홀(213)을 관통하여 각각의 리어 무빙다이(240) 일측에 리어 스페이서(241)를 각각 고정 장착하고, 상기 리어 스페이서(241) 단부에 모터(270)에 의해 이송 구동하는 볼스크루(275)를 장착하며, 상기 볼스크루(275) 단부에는 상기 볼스크루(275)를 회전 구동시킬 수 있는 모터(270)를 장착한다.
여기서, 본 발명에서는 상기 모터(270)를 리어 스페이서(241) 중 어느 하나에만 연결 장착하였으나, 경우에 따라 양단의 리어 스페이서(241)에 모두 연결할 수도 있다. 그리고, 상기 볼스크루(275)와 리어 스페이서(241) 사이에는 도면으로 도시하지는 않았으나, 랙과 피니언의 구성을 통해 리어 스페이서(241)를 직선 왕복운동시킬 수도 있다.
계속해서, 도 6 및 도 7에 도시한 볼스터(250)는 상기 가변용 무빙다이부 후방에 조성된 후방 마운트홀(211)에 장착되는 것으로, 프런트 및 리어 무빙다이(240)에 가해지는 압출력을 지탱하고, 그 압출력을 플래튼(300)에 전달하는 역할을 한다.
이러한, 상기 볼스터(250) 중앙에는 가로공과 세로공이 제품의 형상보다 다소 크게 형성된 인출홀(255)을 형성하여 최후방의 리어 무빙다이(240)로부터 압출 가공되는 압출소재를 후방으로 인출하게 된다.
그리고, 상기 볼스터(250) 전방 중앙에는 장착홈(251)을 형성하고, 상기 장착홈(251)에는 웨어플레이트(252)를 장착하며, 상기 웨어플레이트(252) 전면에는 다수의 흑연봉(253)을 사방으로 일정 간격 이격시켜 돌출 구비하여, 리어 무빙다이(240)의 이송과 그 이송을 통한 마찰에 따른 볼스터(250) 및 최후방 리어 무빙다이(240)의 마모 및 손상을 방지하게 된다.
또한, 전술한 립(220)과, 프런트 무빙다이(230)와, 각각의 리어 무빙다이(240)는 그 경계되는 각각의 일면의 일부분을 테이퍼지게 형성하여 각 부품의 마모 및 손상을 방지하게 된다. 즉, 상, 하, 좌, 우로 이송되는 프런트 무빙다이(230) 및 리어 무빙다이(240)와 밀착되는 다른 부품간의 밀착면을 최소화함으로써, 마찰 응력을 줄여 부품의 마모를 방지할 수 있는 것이다. 여기서, 상기한 테이 퍼 각도(θ)는 각 부품의 경계되는 가상의 중심선을 기준으로 각각 0.4~0.6°범위 내로 형성하는 것이 적절하다.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 압출 금형장치를 통해 압출소재를 압출 가공하여 특정 형상의 제품을 제조하기 위해서는, 먼저 컨테이너(100) 중앙의 관통홀(110)에 압출소재를 내장 구비한 후, 컨테이너(100) 일측에 설치된 유압실린더(120)를 구동하여 메인스템(130)으로 압출소재를 가압하게 된다.
이처럼, 메인스템(130)에 의해 가압되는 압출소재는 립(220) 중앙의 제1압출홀(225) 내부에 인입되면서 압출 가공이 시작되는데, 본 발명에 도시된 압출홀들은 좌, 우에 세로공이 형성되고, 상기 세로공 하단에 하나의 가로공이 연결 형성된 'ㄷ'자 형상의 것으로, 본 발명에서는 상기한 형상의 압출홀을 통해 가공되는 압출 성형품의 제조과정을 일례로 하여 설명하고자 한다.
이와 같이, 제1압출홀(225) 내부에 인입되는 압출소재는 'ㄷ'자 형태로 압출되면서 압출 가공이 진행되고, 메인스템(130)의 가압에 따라 압출소재는 점진적으로 프런트 무빙다이(230) 중앙에 조성된 제2압출홀(235) 내부로 인입이 된다. 이때, 제조하고자 하는 제품의 가로공 두께를 일정하게 압출하고자 하는 경우에는 프런트 무빙다이(230)의 이동 작동이 불필요하나, 제품의 두께를 가변하면서 압출 가공을 수행하고자 하는 경우에는 압출소재의 진행 중 상, 하부 하우징(210) 상, 하부에 설치된 구동장치부를 구동하여 도 11b와 같이 프런트 무빙다이(230)를 상부 또는 하부로 이송시킨다.
즉, 유압실린더(260)의 구동을 통해 로드(265)를 이송시키게 되면, 상기 로드(265) 단부에 고정된 프런트 스페이서(231)가 상, 하부 하우징(210) 전방의 스페이스홀(212)에 안내되면서 이송이 되고, 이와 함께 상기 프런트 스페이서(231)에 고정된 프런트 무빙다이(230)를 상부 또는 하부로 이송시킬 수 있는 것이다. 이처럼, 프런트 무빙다이(230)의 상, 하 이송을 통해 제품의 가로공 두께를 증가 또는 감소시키는 두께 가변 압출 성형이 가능하게 된다.
그리고, 상기와 같이 프런트 무빙다이(230)를 통해 압출 가공되는 압출소재는 메인스템(130)의 지속적인 가압 작용에 의해 리어 무빙다이(240) 중앙의 제2압출홀(245)들 내부로 인입이 되면서 압출 가공된다. 이때, 제조하고자 하는 제품의 세로공 두께를 일정하게 압출하거나 단면 형상을 일정하게 압출하고자 하는 경우에는 리어 무빙다이(240)의 이동 작동이 불필요하나, 제품의 단면 형상과 세로공 폭을 가변하면서 압출 가공을 시행하고자 하는 경우에는 압출소재의 진행 중 상, 하부 하우징(210) 좌, 우에 설치된 구동장치부를 구동하여 도 12b 또는 도 12c와 같이 리어 무빙다이(240)를 좌측 또는 우측으로 이송시킨다.
즉, 모터(270)의 구동을 통해 볼스크루(275)를 회전시키게 되면, 상기 볼스크루(275)에 끼워진 무빙플레이트(276)가 좌, 우로 이송되고, 이와 함께 상기 무빙플레이트(276)에 고정된 리어 무빙다이(240)가 상, 하부 하우징(210) 후방에 조성된 스페이스홀(213)에 안내되면서 좌, 우로 이송되어 상기 리어 무빙다이(240)를 좌측 또는 우측으로 이송시킬 수 있는 것이다. 이처럼, 리어 무빙다이(240)의 좌, 우 이송을 통해 제품의 세로부 두께를 증가 또는 감소시키면서 제품 단면 형상을 변화시키는 가변 압출 성형이 가능하게 된다.
이때, 상기 리어 무빙다이(240)들은 후방으로 향할수록 제2압출홀(245)의 단면적이 점차적으로 감소됨으로써, 압출 가공시 성형 하중을 낮출 수가 있고 이에 따라 압출 장비의 효율적인 운용에 도움을 줄 수 있게 된다. 또한, 상기한 단면적 감소를 통해 압출 성형 중 압출소재와 리어 무빙다이(240) 내부의 마찰 감소효과를 발휘하여 압출 가공이 용이하게 이루어지게 된다. 또, 압출소재의 흐름을 순차적으로 제어할 수 있기 때문에 압출 부품 내측에 성형된 리드부(베어링) 길이를 조정하면 압출 성형체의 조직 균일화에 유리한 정속압출을 행하기 용이하게 된다.
이와 같이, 리어 무빙다이(240)를 통해 압출 가공되는 압출소재는 메인스템(130)의 지속적인 가압 작용에 의해 볼스터(250) 중앙의 인출홀(255) 내부로 인입되고, 인입된 압출소재는 플래튼(300) 중앙에 형성된 관통홀(310)을 통해 빠져나가게 되면서 압출 성형 가공을 완료하게 되며, 이에 따라 압출 성형품(제품)을 확보할 수 있게 된다.
즉, 본 발명의 압출 금형장치는 압출 가공 중 프런트 무빙다이(230)를 상, 하로 이동하는 것이 가능하므로, 압출소재의 밑면 두께를 조절 및 가변하면서 압출 가공을 수행할 수 있고, 또한 압출 가공 중 리어 무빙다이(240)를 좌, 우로 이동하는 것이 가능하므로, 압출소재의 좌, 우 세로부 두께 및 전체적인 단면 형상을 조절 및 가변하면서 압출 가공을 수행할 수 있어, 3차원적인 가변 단면 압출 가공작업을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 다양한 형상의 압출 성형품을 압출 금형(200)의 교환작업 없이 생산할 수 있는 것이다.
더욱이, 본 발명은 유압실린더(120)(260)를 통해 메인스템(130)과 일부 이동 금형의 이송의 서보 제어가 가능함으로써, 압출 성형품(제품)의 조직구조가 균일한 최종 제품을 확보하기가 용이하고, 제품 치수 정밀도를 향상시킬 수 있는 것이다.
또한, 본 발명은 압출성형품의 두께 및 단면 형상 조절을 통해 제품의 위치 중 높은 강도가 필요하거나 응력이 집중되는 부분은 더 두껍게 형성하고, 그렇지 않은 부분은 얇게 형성할 수 있으므로, 제품에 추가적인 용접작업이나 후처리 가공 등이 불필요하여 제품 가공 작업이 용이하고 제품의 생산원가 및 제조단가를 절감할 수 있는 것이다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 종래기술에 의한 제1 금형과 제2 금형을 조합하여 도시한 평면도,
도 2 내지 도 4는 종래기술에 의한 제1 금형과 제2 금형에 의해 가변 성형될 수 있는 제품 형상을 도시한 이해 단면도,
도 5는 본 발명에 의한 압출 금형장치를 도시한 측면도,
도 6은 본 발명에 의한 압출 금형장치 중 압출 금형의 분리 사시도,
도 7은 본 발명에 의한 압출 금형 부분을 절개하여 확대 도시한 측단면도,
도 8은 본 발명에 의한 압출 금형을 정면에서 바라본 정면도,
도 9는 도 7의 A - A 선의 단면도,
도 10은 도 7의 B - B 선의 단면도,
도 11a, 11b는 본 발명에 의한 프런트 무빙다이의 이송에 따른 제2압출홀 형상 변화를 개략적으로 도시한 개념도,
도 12a, 12b, 12c는 본 발명에 의한 리어 무빙다이의 이송에 따른 제2압출홀의 형상 변화를 개략적으로 도시한 개념도.
*도면중 주요 부호에 대한 설명*
100 : 컨테이너 110 : 관통홀
120 : 유압실린더 130 : 메인스템
200 : 압출 금형 210 : 상, 하부 하우징
211 : 마운트홀 212, 213 : 스페이스홀
220 : 립 225 : 제1압출홀
230 : 프런트 무빙다이 231 : 프런트 스페이서
232 : 프런트 고정웨지 233 : 프런트 이송웨지
234 : 프런트 조절볼트 235, 245 : 제2압출홀
240 : 리어 무빙다이 241 : 리어 스페이서
242 : 리어 고정웨지 243 : 리어 이송웨지
244 : 리어 조절볼트 250 : 볼스터
251 : 장착홈 252 : 웨어플레이트
253 : 흑연봉 255 : 인출홀
260 : 유압실린더 265 : 로드
270 : 모터 275 : 볼스크루
276 : 무빙플레이트 300 : 플래튼
310 : 관통홀

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 컨테이너와 플래튼 사이에 압출 금형을 장착하되, 상기 압출 금형은 상, 하부 하우징의 전방 마운트홀에 장착되어 컨테이너에 가압 상태로 밀착 장착하고 중앙에 제1압출홀을 형성한 립과, 상기 립 후방에 장착되고 상, 하 또는 좌, 우로 움직이는 다수의 무빙다이로 구성되어 상기 무빙다이 각각의 중앙에 가변용 제2압출홀을 형성한 가변용 무빙다이부와, 상, 하부 하우징의 후방 마운트홀에 장착되어 압출력을 지탱하는 볼스터를 포함하여 구성되는 한편, 상기 컨테이너 중앙에 관통되는 메인스템을 이용하여 상기 압출홀들을 통해 압출소재를 가압함으로써 제품을 압출 생산하는 압출 금형장치에 있어서,
    상기 가변용 무빙다이부는,
    립(220) 후방에 밀착 장착하되, 상, 하부 하우징(210) 상, 하에 조성된 스페이스홀(212) 사이에 장착되어 상, 하로 이송되는 프런트 무빙다이(230)와;
    상기 프런트 무빙다이(230) 후방에 밀착 장착하되, 상, 하부 하우징(210) 좌, 우에 조성된 스페이스홀(213) 사이에 장착되어 좌, 우로 이송되는 다수의 리어 무빙다이(240)와;
    상기 프런트 무빙다이(230)를 상, 하로 이동하고, 다수의 리어 무빙다이(240)를 각각 좌, 우로 이동할 수 있게 압출 금형(200) 상, 하부 및 좌, 우측에 각각 설치한 구동장치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단면 형상과 두께 조절이 가능한 압출 금형장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 프런트 무빙다이(230) 좌, 우측에는 상, 하부 하우징(210) 내측면과의 사이에 프런트 고정웨지(232)와 프런트 이송웨지(233)를 구비하고, 상기 프런트 이송웨지(233)에는 상, 하부 하우징(210)을 관통하여 프런트 조절볼트(234)를 결합하는 것을 특징으로 하는 단면 형상과 두께 조절이 가능한 압출 금형장치.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 리어 무빙다이(240) 상, 하면에는 상, 하부 하우징(210) 내측면과의 사이에 리어 고정웨지(242)와 리어 이송웨지(243)를 구비하고, 상기 리어 이송웨지(243)에는 상, 하부 하우징(210)을 관통하여 리어 조절볼 트(244)를 결합하는 것을 특징으로 하는 단면 형상과 두께 조절이 가능한 압출 금형장치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 다수의 리어 무빙다이(240)는 최전방 리어 무빙다이(240)로부터 최후방 리어 무빙다이(240)까지의 제2압출홀(245) 단면적을 점차적으로 감소시켜 조성하는 것을 특징으로 하는 단면 형상과 두께 조절이 가능한 압출 금형장치.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 상, 하부 구동장치부는 스페이스홀(212)을 관통하여 프런트 무빙다이(230) 상, 하단에 프런트 스페이서(231)를 고정 장착하고, 상기 프런트 스페이서(231) 단부에 유압실린더(260)에 의해 이송 구동하는 로드(265)를 장착한 것을 특징으로 하는 단면 형상과 두께 조절이 가능한 압출 금형장치.
  7. 제 2항에 있어서, 상기 좌, 우 구동장치부는 스페이스홀(213)을 관통하여 각각의 리어 무빙다이(240) 일측에 리어 스페이서(241)를 각각 고정 장착하고, 상기 리어 스페이서(241) 단부에 모터(270)에 의해 이송 구동하는 볼스크루(275)를 장착한 것을 특징으로 하는 단면 형상과 두께 조절이 가능한 압출 금형장치.
  8. 제 2항에 있어서, 상기 볼스터(250) 전방에 장착홈(251)을 형성하고, 상기 장착홈(251)에 웨어플레이트(252)를 장착하며, 상기 웨어플레이트(252) 전면에 다수의 흑연봉(253)을 돌출 장착하여 가변용 무빙다이부의 이동에 따른 부품의 마모를 방지하는 것을 특징으로 하는 단면 형상과 두께 조절이 가능한 압출 금형장치.
  9. 제 2항에 있어서, 상기 립(220)과, 프런트 무빙다이(230)와, 다수의 리어 무빙다이(240) 사이의 경계되는 각각의 일면은 그 테두리의 일부분을 각각 테이퍼지게 형성하여 밀착면을 최소화하는 것을 특징으로 하는 단면 형상과 두께 조절이 가능한 압출 금형장치.
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