KR100929189B1

KR100929189B1 - Rotational top die unit and a forging press machine with the same

Info

Publication number: KR100929189B1
Application number: KR1020090035499A
Authority: KR
Inventors: 남상권; 박희동
Original assignee: 대교엔지니어링(주)
Priority date: 2009-04-23
Filing date: 2009-04-23
Publication date: 2009-12-01

Abstract

PURPOSE: A rotating top die and an oil-hydraulic press with the same are provided to improve adaptability on the field according to the shape of material and a processing method by rotating the die and processing the material according to the need of a top die. CONSTITUTION: A rotating top die and an oil-hydraulic press with the same comprises a top bolster, a bottom bolster(103), a drive motor assembly(140), a top die holder(102), and a top die(101). The top bolster is fixed on a cross head(201). The top bolster comprises a rod hole, a clamp hole, and a lock pin hole. The bottom bolster is coupled on the lower part of the top bolster to be rotated. The bottom bolster has a center rod housing hole, a clamp housing hole, and a lock pin housing hole. A ring gear is coupled on the bottom bolster. The drive motor assembly is fixed on the top bolster. The drive motor assembly comprises the pinion gear engaging with the ring gear and a drive motor transferring the torque to the pinion gear. The top die holder is fixed on the lower part of the bottom bolster. The top die is coupled on the lower part of the top die holder and presses the metal material.

Description

Rotary Top Die Unit and a Forging press machine with the same

본 발명은 단조용 유압 프레스의 탑다이에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가공 소재나 제품의 형상 및 가공 방법 등에 적절하도록 탑다이를 회전시켜 소재 가공시간을 단축하고 소재의 재가열에 드는 시간과 비용을 절약할 수 있도록 개선된 단조 프레스의 회전식 탑다이 유닛 및 이를 구비하 단조 프레스에 관한 것이다. The present invention relates to a top die of a forging hydraulic press, and more particularly, by rotating the top die to be suitable for the shape and processing method of the workpiece or product, shortening the material processing time and reducing the time and cost of reheating the material. The present invention relates to a rotary top die unit of a forged press and improved forging, and a forging press having the same.

단조품은 주조품에 비하여 조직이 치밀하고 강도 및 내구성이 우수하여 각종 풍력 관련 부품이나 선박 등의 주요 부품에 사용되고 있으며, 일정 규모 이상의 중대형 단조물의 경우에는 가열한 소재 금속을 수천톤 내지 수만톤 급의 유압식 단조 프레스를 사용하여 제작하고 있다. 단조 프레스를 사용하여 가열한 금속 소재를 단조 가공하는 방식은 고정된 하부 다이 위에 소재를 집게차(manipulator) 등으로 위치시킨 후 상부 다이로 반복하여 가압함으로써 수행된다. 그런데, 종래의 단조용 프레스의 경우 상부 다이가 단순히 크로스헤드(cross head)에 특정 방향으로 고정되어 유압 실린더에 의하여 상하로만 운동하는 방식이었다. 상부 다이(top die)는 통상적으로 직육면체의 형상을 가지는데, 소재를 가공하여 형성되는 단조품의 길이 가 길거나 내부에 오목한 형상 등을 가지는 경우에는 그 단면이 직사각형인 상부 다이를 사용하여 가공하는데 적합치 않다는 문제가 있다. 따라서, 종래에는 각 소재의 완성품 형상이나 가공방법에 따라 그에 적합한 다이로 상부 다이를 교체한 후 재 가공을 하는 방식으로 작업이 수행되는 경우가 있었다. 이러한 경우 다이를 교체하려면 프레스 장비를 멈추고 작업자가 일일이 수작업으로 다이를 교체해야 하므로 시간도 오래 걸리고 번거롭다는 문제가 발생하며, 생산성을 저하시키는 요인이 되었다. Forged parts are more compact and have higher strength and durability than casting products, and are used in various parts related to wind power and ships. It is produced using a forging press. The method of forging a heated metal material using a forging press is performed by placing the material on a fixed lower die by a manipulator or the like and repeatedly pressing the upper die. However, in the case of the conventional forging press, the upper die was simply fixed to a cross head in a specific direction to move only up and down by a hydraulic cylinder. The top die typically has the shape of a rectangular parallelepiped. If a forged product formed by processing a material has a long length or a concave shape therein, it is not suitable for processing with a rectangular upper die. there is a problem. Therefore, in the related art, the work is sometimes performed by replacing the upper die with a die suitable for the finished product shape or processing method of each material, and then reworking it. In this case, replacing the die requires stopping the press equipment and manually changing the die by hand, which results in a long and troublesome problem, and reduces productivity.

도 1a 및 도 1b는 종래의 고정식 탑다이를 이용하여 중공(맨드렐) 단조를 수행하는 모습을 보인 개략도이다. 도시한 바와 같이, 중공(맨드렐) 단조의 경우 유압 프레스(10)의 크로스 헤드(11)에 결합하여 상하로 운동하는 탑다이(12)와 하부 다이(미도시) 사이에 중공 실린더 형상으로 1차 가공된 소재를 위치시킨 후 단조 작업을 수행하게 된다. 상기 소재는 집게차에 의하여 회전하면서 지지되는 맨들렐바(13)에 끼워 상부 다이로 그 외주면을 반복 가압하게 된다. 이때 도 1a에서와 같은 가공 초기에는 탑다이의 좁은 면이 소재(14a)의 외주면과 도시한 방향으로 면접촉하여 가압하더라도 크게 상관이 없으나 도 1b에서와 같이 소재(14b)의 표면적이 점점 증가하는 경우에는 도시한 방향으로 고정된 탑다이의 좁은 면적으로 소재의 외주면을 모두 가공하는데에는 시간이 오래 걸린다는 단점이 있다. 즉, 소재의 표면적이나 길이가 길어지는 경우 소재의 길이 방향으로 다이의 길이 방향이 위치하도록 다이를 회전시켜 가공하면 공정시간이 훨씬 단축되는 것이다. 이러한 종래의 고정식 다이를 사용하여 맨드렐 단조를 수행하는 경우 다이의 좁은 면적과의 접촉 으로 인하여 가공시간이 오래 결리는데, 이는 소재의 냉각을 가져오고 그에 따라 소재를 재가열해야 하므로 공정시간의 증가는 물론 연료소비가 많아진다는 문제가 있는 것이다. Figures 1a and 1b is a schematic diagram showing the appearance of performing a hollow (mandrel) forging using a conventional fixed top die. As shown, in the case of hollow (mandrel) forging 1 in a hollow cylinder shape between the top die 12 and the lower die (not shown) coupled to the cross head 11 of the hydraulic press 10 to move up and down. The forging operation is performed after placing the finished material. The material is inserted into the mandrel bar 13 supported while being rotated by a tong car to press the outer peripheral surface repeatedly with the upper die. At this time, it is irrelevant even if the narrow surface of the top die is pressed in surface contact with the outer circumferential surface of the material 14a in the direction shown in FIG. 1A, but the surface area of the material 14b is gradually increased as shown in FIG. 1B. In this case, it takes a long time to process all the outer peripheral surface of the material with a narrow area of the top die fixed in the direction shown. That is, when the surface area or length of the material is long, the process time is much shorter when the die is rotated and processed so that the length of the die is located in the length direction of the material. When mandrel forging is performed using this conventional fixed die, the processing time is long due to contact with the narrow area of the die, which leads to cooling of the material and thus to reheat the material, thereby increasing the processing time. Of course, fuel consumption is a problem.

본 발명에서는 단조용 프레스의 크로스 헤드에 결합하는 탑다이를 단조 가공하고자 하는 소재의 형상, 가공 방법 및 현장 여건에 따라 신속하고 안정적으로 회전시킬 수 있도록 함으로써 소재를 보다 짧은 시간에 보다 정밀하게 단조 가공할 수 있도록 하는 개선된 단조 프레스용 회전식 탑다이 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다. In the present invention, the top die coupled to the cross head of the forging press can be quickly and stably rotated according to the shape, processing method, and site conditions of the material to be forged, thereby forging the material more precisely in a shorter time. It is an object of the present invention to provide an improved rotary top die unit for forging presses.

또한, 본 발명에서는 상기 회전식 탑다이 유닛을 구비한 단조용 유압 프레스를 제공하고자 한다. In addition, the present invention is to provide a forging hydraulic press provided with the rotary top die unit.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 단조용 유압 프레스에 장착하여 가열된 금속 소재를 반복 가압하여 단조 가공하기 위한 것으로서, 유압에 의하여 상하로 왕복운동하는 크로스 헤드(201)에 회전하지 않도록 고정 결합하는 것으로서, 중앙부에 센터 로드 수용공(105a)이 관통하여 형성되고, 상기 센터 로드 수용공의 외측으로 다수의 클램프 수용공(105b)이 관통하여 형성되며, 상기 클램프 수용공을 피한 위치에 락핀 수용공(105c)이 적어도 하나 이상 관통하여 형성되는 상부 볼스터(105); 상기 상부 볼스터의 하부에 회전 가능하게 결합하는 것으로서, 상기 상부 볼스터의 센터로드 수용공(105a) 및 클램프 수용공(105b)에 대응하는 위치에 센터로드 수용공(103a) 및 클램프 수용공(103b)이 관통하여 형성되고, 상기 상부 볼스터의 락핀 수용공(105c)에 대응하는 위치에 락핀 수용홈(103c)이 오목하게 형성되는 하부 볼스터(103); 상기 하부 볼스터에 결합하는 링 기어(104); 상기 링 기어에 치합하는 피니언 기어(147)와 상기 피니언 기어에 회전력을 전달하기 위한 구동모터(141)를 포함하는 것으로서 상기 상부 볼스터(105)에 고정 결합하는 구동모터 어셈블리(140); 상기 하부 볼스터의 하부에 고정 결합하는 탑다이 홀더(102); 및 상기 탑다이 홀더의 하부에 고정 결합하여 가열된 금속 소재를 가압하기 위한 탑다이(101)를 포함하여 구성하되, 상기 센터 로드 수용공(105a,105b)에는 상기 하부 볼스터를 상부 볼스터에 상방으로 탄성 밀착시켜 결합하며, 유압에 의하여 상기 하부 볼스터를 상기 상부 볼스터와의 결합상태에서 하방으로 이격시켜 분리하도록 구성되는 센터 클램프 어셈블리(130)가 장착되고, 상기 클램프 수용공(105b,103b)에는 상기 상부 볼스터의 클램프 수용공(105b)에 수용되어 상방으로 탄성지지되는 실린더 로드부와 상기 하부 볼스터의 클램프 수용공(103b)에 수용되어 상방으로 탄성지지되는 클램프 로드부로 분리하여 구성되는 탑다이 클램프 어셈블리(110)가 장착되며, 상기 락핀 수용공(105c)과 락핀 수용홈(103c)에는 피스톤 로드(123)의 승하강 동작에 의하여 상기 하부 볼스터가 상기 상부 볼스터에 대하여 회전하는 것을 방지하거나 허용할 수 있도록 하는 락핀 어셈블리(120)가 장착되는 것을 특징으로 하는 회전식 탑다이 유닛을 제공한다. In order to achieve the above object, in the present invention, it is mounted to the forging hydraulic press for repeated pressurization of the heated metal material, and fixed so as not to rotate to the cross head 201 reciprocating up and down by hydraulic pressure As a combination, the center rod receiving hole 105a is formed through the center portion, and the plurality of clamp receiving holes 105b penetrates the outer side of the center rod receiving hole, and the lock pin is located at a position avoided by the clamp receiving hole. An upper bolster 105 through which at least one receiving hole 105c is formed; As rotatably coupled to the lower portion of the upper bolster, the center rod receiving hole 103a and the clamp receiving hole 103b at positions corresponding to the center rod receiving hole 105a and the clamp receiving hole 105b of the upper bolster. A lower bolster 103 formed therethrough and having a lock pin receiving groove 103c formed at a position corresponding to the lock pin receiving hole 105c of the upper bolster; A ring gear 104 coupled to the lower bolster; A drive motor assembly 140 including a pinion gear 147 meshing with the ring gear and a drive motor 141 for transmitting rotational force to the pinion gear, and fixedly coupled to the upper bolster 105; A top die holder 102 fixedly coupled to a lower portion of the lower bolster; And a top die 101 fixedly coupled to a lower portion of the top die holder to pressurize the heated metal material, wherein the lower bolster is disposed above the upper bolster in the center rod receiving holes 105a and 105b. It is coupled to the elastic close, the center clamp assembly 130 is configured to be separated by separating the lower bolster in the engaged state with the upper bolster by the hydraulic pressure is mounted, the clamp receiving hole (105b, 103b) A top die clamp assembly configured to be separated into a cylinder rod portion accommodated in the clamp receiving hole 105b of the upper bolster and elastically supported upward, and a clamp rod portion received in the clamp receiving hole 103b of the lower bolster and elastically supported upward. 110 is mounted, the lock pin receiving hole (105c) and the lock pin receiving groove (103c) by the lowering operation of the piston rod 123 to the lower The bolster provides a rotary assembly rakpin top die unit, characterized in that (120) is attached to so as to prevent or allow the rotation with respect to the upper bolster.

여기서, 상기 센터 클램프 어셈블리(130)는, 상기 하부 볼스터(103)의 센터 로드 수용공(103a)에 고정 결합하는 센터블록(136), 상기 센터블록(136)에 회전가능하게 삽입 지지되는 센터 로드(135), 상기 센터 로드(135)를 상방향으로 탄성지지하는 스프링(133)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 스프링(133)은 상기 센터 로드(135)의 상부에 결합하는 스프링 하우징(131)의 내부에 수용 지지되며, 상기 스프링 하우징(133)의 원주방향을 따라 다수개가 배치되어 구성될 수 있다.
상기 탑다이 클램프 어셈블리(110)의 상기 실린더 로드부는, 상기 상부 볼스터(105)의 클램프 수용공(105b)에 고정 결합하는 실린더(113), 상기 실린더(113) 내부에 장착되는 상부 스프링(114a), 상기 상부 스프링(114a)에 삽입되어 지지되도록 상기 실린더(113) 내부에 설치되는 실린더 로드(112) 및 상기 실린더(113)의 상부에 결합하는 실린더 헤드(111)로 이루어지고, 상기 탑다이 클램프 어셈블리의 상기 클램프 로드부는, 상기 하부 볼스터(103)의 클램프 수용공(103b)에 고정 결합하는 스프링 케이스(115), 상기 스프링 케이스(115) 내부에 장착되는 하부 스프링(114b) 및 상기 하부 스프링(114b)에 삽입되어 지지되도록 상기 스프링 케이스(115) 내부에 설치되며, 그 단부가 탑다이 홀더(102)에 형성되는 클램프 로드 수용공(102d)를 통과하는 클램프 로드(116)로 이루어지며, 상기 클램프 로드(116)의 하단부에는 상기 탑다이 홀더(102)를 상기 하부 볼스터(103)에 고정하기 위한 코터(117)가 결합할 수 있다.
또한, 상기 클램프 로드(116)의 하단부에는 상기 코터(117)가 끼워지도록 결합구멍이 형성되며, 상기 코터(117)의 하단부에는 오목부(117a)가 형성되도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 락핀 어셈블리(120)는, 상기 락핀 수용공(105c)에 고정 결합하는 사이드록 실린더(124), 상기 사이드록 실린더(124)의 내부에 삽입되는 스프링(122), 상기 사이드록 실린더(124)의 내부에 삽입되어 상기 스프링(122)에 의하여 탄성 지지되는 피스톤 로드(123) 및 상기 피스톤 로드(123)의 단부에 결합하여 락핀 수용홈(103c)에 결합하는 록킹헤드(125)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 센터 클램프 어셈블리(130)의 센터로드(135), 상기 탑다이 클램프 어셈블리(110)의 실린더 로드(112) 및 상기 락핀 어셈블리(120)의 피스톤 로드(123)는 상기 상부 볼스터(105)에 형성되는 유압통로(105d,105e,105f)를 통하여 전달되는 유압에 의하여 상하 직선운동하도록 구성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 일 측면에 의하면, 전술한 회전식 탑다이 유닛을 구비한 단조용 유압 프레스가 제공된다. Here, the center clamp assembly 130 is a center block 136 fixedly coupled to the center rod receiving hole 103a of the lower bolster 103, a center rod rotatably inserted and supported by the center block 136. And a spring 133 elastically supporting the center rod 135 in an upward direction.
The spring 133 may be accommodated and supported in the spring housing 131 coupled to the upper portion of the center rod 135, and a plurality of the springs 133 may be disposed along the circumferential direction of the spring housing 133.
The cylinder rod part of the top die clamp assembly 110 includes a cylinder 113 fixedly coupled to the clamp receiving hole 105b of the upper bolster 105, and an upper spring 114a mounted inside the cylinder 113. And a cylinder rod 112 installed inside the cylinder 113 so as to be inserted into and supported by the upper spring 114a and a cylinder head 111 coupled to an upper portion of the cylinder 113. The clamp rod part of the assembly includes a spring case 115 fixedly coupled to the clamp receiving hole 103b of the lower bolster 103, a lower spring 114b mounted inside the spring case 115, and the lower spring ( It is installed in the spring case 115 so as to be inserted into and supported in the 114b), the end portion is composed of a clamp rod 116 passing through the clamp rod receiving hole 102d formed in the top die holder 102, The lower end of the lamp load 116 may be combined coater 117 for securing the top die holder 102 on the lower bolster (103).
In addition, a coupling hole is formed at the lower end of the clamp rod 116 so that the coater 117 is fitted, and a recess 117a is formed at the lower end of the coater 117.
At this time, the lock pin assembly 120, the side lock cylinder 124 fixedly coupled to the lock pin receiving hole 105c, the spring 122 is inserted into the side lock cylinder 124, the side lock cylinder ( 124 is inserted into the interior of the piston rod 123 is elastically supported by the spring 122 and the locking head 125 is coupled to the end of the piston rod 123 and coupled to the lock pin receiving groove (103c) Can be configured.
The center rod 135 of the center clamp assembly 130, the cylinder rod 112 of the top die clamp assembly 110, and the piston rod 123 of the lock pin assembly 120 are formed in the upper bolster 105. It is preferable to be configured to move up and down linearly by the hydraulic pressure transmitted through the hydraulic passage (105d, 105e, 105f).
According to another aspect of the present invention, there is provided a forging hydraulic press provided with the rotary top die unit.

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본 발명에 의하면, 단조용 프레스의 크로스 헤드에 결합되는 상부 다이,즉 탑다이를 필요에 따라 다이를 교체하지 않고도 언제든지 회전시켜 가면서 소재를 가공할 수 있게 되므로 소재의 형상이나 가공 방법에 따른 현작 적응성이 우수하다. 또한, 다이를 교체하거나 탑다이의 좁은 면적으로만 소재의 표면을 가공하는 것이 아니라 맨드렐 단조나 형상단조 등의 경우 변화되는 소재의 표면적에 적합하도록 탑다이의 위치를 수시로 회전시켜 가면서 작업할 수 있으므로 작업시간이 현격히 단축되고 완제품의 가공 정밀도가 우수하게 된다는 장점이 있다. 그 결과 다이의 교체나 좁은 면적의 다이면을 사용하는 작업으로 인한 소재 가공시간의 지연으로 발생하는 재가열 공정을 생략할 수 있어 연료절감에도 크게 기여하게 될 것이다. According to the present invention, since the top die, that is, the top die coupled to the cross head of the forging press can be rotated at any time without changing the die as necessary, the adaptability according to the shape or processing method of the material This is excellent. In addition, instead of replacing the die or processing the surface of the material only with the narrow area of the top die, the top die can be rotated from time to time to suit the surface area of the changing material in the case of mandrel forging or shape forging. Therefore, the work time is significantly shortened and the processing precision of the finished product is excellent. As a result, it is possible to omit the reheating process caused by the delay of material processing time due to the die replacement or the use of a small die surface, which will greatly contribute to fuel savings.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 그 작동원리를 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation principle of the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 회전식 탑다이 유닛의 중요 구성 부분의 분해 사시도이다. 본 발명의 회전식 탑다이 유닛(100)은 단조용 유압 프레스(도 2의 200)의 크로스 헤드(도 2의 201)에 장착하는 것으로서, 밑에서부터 탑다이(top die, 101), 탑다이 홀더(top die holder, 102), 하부 볼스터(lower bolster, 103), 링 기어(rim gear, 104) 및 상부 볼스터(upper bolster, 105)의 순으로 결합한다. 4 is an exploded perspective view of important components of the rotary top die unit according to the present invention. The rotary top die unit 100 of the present invention is mounted on the cross head (201 of FIG. 2) of the forging hydraulic press (200 of FIG. 2), and the top die 101, the top die holder ( top die holder (102), lower bolster (103), ring gear (rim gear 104) and upper bolster (105) in this order.

도 5는 본 발명에 따른 회전식 탑다이 유닛의 각 구성요소의 상세 분해 사시도인데, 본 도면에서는 각 구성요소가 전체적으로 어떻게 구성되는지를 간결하게 이해하는 것으로 하며 각 구성요소에 대한 보다 자세한 설명은 각 구성요소에 해당하는 관련 도면을 참조하여 별도 설명한다. 5 is a detailed exploded perspective view of each component of the rotary top die unit according to the present invention. In this figure, a brief understanding of how each component is configured as a whole will be described in more detail. It will be described separately with reference to the associated drawings corresponding to the elements.

상기 탑다이(101)는 단조 프레스(200)의 메인 실린더에 의하여 승강하며 소재를 직접 접촉 가압함으로써 단조작업을 수행하는 부분으로서 회전식 탑다이 유닛(100)의 최하부에 배치되어 탑다이 홀더(102)에 결합한다. 탑다이(101)의 결합을 용이하게 하기 위하여 상기 탑다이(101)의 상면에는 돌출부(101c)가 형성되고, 탑다이 홀더(102)의 상기 돌출부(101c)에 대응하는 위치에는 상기 돌출부(101c)의 단면 형상에 대응하는 단면 형상을 가지는 오목부(102c)가 형성된다. 상기 돌출부(101c)와 상기 오목부(102c)는 결합을 공고히 하기 위하여 쐐기 형상으로 하는 것이 바람직하다. 상기 탑다이(101)는 키(101b)에 의하여 상기 탑다이 홀더(102)에 고정된다. 도면에서 미설명 부호 101a는 상기 돌출부(101c)와 상기 오목부(102c) 사이의 갭에 끼워 넣어 탑다이(101)를 안정적으로 위치시키기 위하여 쐐기 역할을 하는 코터(cotter)를 나타낸다. The top die 101 is lifted by the main cylinder of the forging press 200 and is formed at the bottom of the rotary top die unit 100 as a part for performing a forging operation by directly contacting and pressing a material. To combine. In order to facilitate coupling of the top die 101, a protrusion 101c is formed on an upper surface of the top die 101, and the protrusion 101c is positioned at a position corresponding to the protrusion 101c of the top die holder 102. The recessed part 102c which has a cross-sectional shape corresponding to the cross-sectional shape of () is formed. The protruding portion 101c and the concave portion 102c preferably have a wedge shape in order to secure the engagement. The top die 101 is fixed to the top die holder 102 by a key 101b. In the drawing, reference numeral 101a denotes a coater that acts as a wedge in order to stably position the top die 101 by being inserted in the gap between the protrusion 101c and the recess 102c.

상기 탑다이 홀더(102)의 상부에는 하부 볼스터(103)와의 결합을 위한 센터핀(102a)과 다수의 키(102b)가 마련된다. 도면부호로 참조하지는 않지만 탑다이 홀더(102)의 상면에는 이러한 센터핀(102a)과 키(102b)들을 위한 키 홈이 형성되어 있음을 알 수 있다. 또한, 상기 탑다이 홀더(102)의 네 모서리 부분에는 다수의 클 램프 로드 수용공(102d)이 형성된다. The upper portion of the top die holder 102 is provided with a center pin 102a and a plurality of keys 102b for coupling with the lower bolster 103. Although not referred to by reference numerals, it can be seen that key grooves for the center pins 102a and the keys 102b are formed on the top surface of the top die holder 102. In addition, a plurality of clamp rod receiving holes 102d are formed at four corner portions of the top die holder 102.

상기 하부 볼스터(103) 상에는 다수의 관통공이 형성되는데, 중심부에는 센터 클램프 어셈블리(130)를 위한 센터 로드 수용공(103a)이 형성되고, 그 원주방향을 따라서 다수의 클램프 수용공(103b) 및 락핀 수용홈(103c)이 형성된다. 상기 락핀 수용홈(103c)은 원주상의 90°각도 마다 하나씩 마련하여 총 4개를 배치할 수 있다. A plurality of through holes are formed on the lower bolster 103, and a center rod receiving hole 103a for the center clamp assembly 130 is formed at a center thereof, and a plurality of clamp receiving holes 103b and lock pins are formed along the circumferential direction thereof. The receiving groove 103c is formed. The lock pin receiving groove (103c) may be provided in total by arranging one by each 90 ° circumferential angle.

상기 하부 볼스터(103)에는 링 기어(104)가 결합하며, 상기 링 기어(104)는 후술할 구동모터(도 14의 141)로부터 회전력을 전달받아 탑다이(101)를 회전시킨다. A ring gear 104 is coupled to the lower bolster 103, and the ring gear 104 rotates the top die 101 by receiving rotational force from a driving motor (141 of FIG. 14) to be described later.

상기 하부 볼스터(103)에는 상부 볼스터(105)가 결합한다. 상부 볼스터(105) 역시 상기 하부 볼스터(103)에 마련되는 다수의 관통공에 대응하는 위치에 다수의 관통공이 형성된다. 즉, 센터 로드 수용공(105a), 클램프 수용공(105b) 및 락핀 수용공(105c)이 각각 하부 볼스터(103)의 센터 로드 수용공(103a), 클램프 수용공(103b) 및 락핀 수용홈(103c)에 대응하는 위치에 형성된다. 상기 탑다이 클램프 어셈블리(110), 락핀 어셈블리(120) 및 센터 클램프 어셈블리(130)는 모두 유압에 의하여 작동하는 유압 실린더를 내장하고 있으므로 각 유압 실린더에 유압을 공급하기 위한 센터 유압통로(105d), 클램프 유압통로(105e) 및 락핀 유압통로(105f)가 상부 볼스터(105) 상에 형성된다. The upper bolster 105 is coupled to the lower bolster 103. The upper bolster 105 is also formed with a plurality of through holes in the position corresponding to the plurality of through holes provided in the lower bolster 103. That is, the center rod receiving hole 105a, the clamp receiving hole 105b and the lock pin receiving hole 105c are respectively the center rod receiving hole 103a of the lower bolster 103, the clamp receiving hole 103b and the lock pin receiving groove ( Formed at a position corresponding to 103c). Since the top die clamp assembly 110, the lock pin assembly 120, and the center clamp assembly 130 all have hydraulic cylinders operated by hydraulic pressure, a center hydraulic passage 105d for supplying hydraulic pressure to each hydraulic cylinder, The clamp hydraulic passage 105e and the lock pin hydraulic passage 105f are formed on the upper bolster 105.

도 6은 본 발명에 따른 탑다이 클램프 어셈블리의 분해 사시도, 도 7은 본 발명에 따른 락핀 어셈블리의 분해 사시도, 도 8은 본 발명에 따른 센터 클램프 어 셈블리의 분해 사시도, 도 9는 본 발명에 따른 구동모터 어셈블리의 분해 사시도이다. 6 is an exploded perspective view of a top die clamp assembly according to the present invention, FIG. 7 is an exploded perspective view of a lock pin assembly according to the present invention, FIG. 8 is an exploded perspective view of a center clamp assembly according to the present invention, and FIG. The exploded perspective view of the drive motor assembly according to.

도 10은 본 발명에 따른 회전식 탑다이 유닛의 평면도, 도 11은 본 발명에 따른 회전식 탑다이 유닛의 측단면도, 도 12는 본 발명에 따른 회전식 탑다이 유닛의 정단면도, 도 13은 본 발명에 따른 탑다이 클램프 어셈블리의 종단면도, 도 14는 본 발명에 따른 락핀 어셈블리와 구동모터 어셈블리의 종단면도, 도 15는 본 발명에 따른 센터 클램프 어셈블리의 종단면도이다. 10 is a plan view of a rotary top die unit according to the present invention, FIG. 11 is a side cross-sectional view of the rotary top die unit according to the present invention, FIG. 12 is a front sectional view of the rotary top die unit according to the present invention, and FIG. FIG. 14 is a longitudinal cross-sectional view of the lock pin assembly and the drive motor assembly according to the present invention, and FIG. 15 is a longitudinal cross-sectional view of the center clamp assembly according to the present invention.

이하에서는 회전식 탑다이 유닛(100)의 각 주요 구성부분별로 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings for each major component of the rotary top die unit 100 will be described in more detail.

먼저, 탑다이 클램프 어셈블리(110)를 도 6, 도 11 및 도 13을 참조하여 설명한다. 도시한 바와 같이, 탑다이 클램프 어셈블리(110)는 크게 실린더 헤드(111), 실린더 로드(112), 실린더(113), 디스크 스프링(114a,114b), 스프링 케이스(115), 클램프 로드(116) 및 코터(cotter, 117)를 포함하여 구성된다. First, the top die clamp assembly 110 will be described with reference to FIGS. 6, 11, and 13. As shown, the top die clamp assembly 110 is largely comprised of a cylinder head 111, a cylinder rod 112, a cylinder 113, disc springs 114a and 114b, a spring case 115, a clamp rod 116. And a coater 117.

탑다이 클램프 어셈블리(110)는 상부의 실린더 로드 부분과 하부의 클램프 로드 부분으로 분할되어 구성한다. 탑다이 클램프 어셈블리(110)는 탑다이 홀더(102)를 하부 볼스터(103)에 결합 또는 그 결합을 해제하기 위한 것으로서 탑다이의 회전에 지장을 주지 않도록 상하부가 서로 분리하여 구성되는 것이다. 먼저 상부 구성인 실린더 로드부를 살펴보면, 상부 볼스터(105)의 클램프 수용공(105b)에 실린더(113)가 삽입설치되고, 실린더(113)의 내부에 실린더 로드(112)가 직선운동 가능하게 장착된다. 상기 실린더 로드(112)와 실린더(113)의 내측벽 사이에는 탄성수단인 디스크 스프링(114a)이 게재된다. 즉, 실린더 로드(112)의 로드부가 디스크 스프링(114a)에 삽입 설치되어 평상시에 실린더 로드(112)는 스프링의 탄성력에 의하여 상방향으로 힘을 받는다. 상기 실린더 로드(112)의 상부는 중앙부에 유압통로(111a)가 형성되는 실린더 헤드(111)가 위치하여 상기 실린더(113)에 고정 결합한다. The top die clamp assembly 110 is divided into an upper cylinder rod portion and a lower clamp rod portion. The top die clamp assembly 110 is for coupling the top die holder 102 to the lower bolster 103 or disengaging the upper die, and the upper die is separated from each other so as not to interfere with the rotation of the top die. Looking at the cylinder rod portion of the upper configuration, the cylinder 113 is inserted into the clamp receiving hole 105b of the upper bolster 105, and the cylinder rod 112 is mounted inside the cylinder 113 so as to be linearly movable. . Between the cylinder rod 112 and the inner wall of the cylinder 113, a disc spring 114a, which is an elastic means, is placed. That is, the rod portion of the cylinder rod 112 is inserted into the disc spring 114a so that the cylinder rod 112 is normally forced upward by the elastic force of the spring. An upper portion of the cylinder rod 112 has a cylinder head 111 in which a hydraulic passage 111a is formed at the center thereof, and is fixedly coupled to the cylinder 113.

하부 구성인 클램프 로드부를 살펴보면, 하부 볼스터(103)의 클램프 수용공(103b)에 스프링 케이스(115)가 삽입되어 고정된다. 상기 스프링 케이스(115) 내에는 디스크 스프링(114b)이 내설되며, 상기 디스크 스프링(114b)에는 클램프 로드(116)가 삽입된다. 상기 클램프 로드(116)의 하단부는 탑다이 홀더(102)의 클램프 로드 수용공(102d)을 관통하여 삽입되며, 그 단부에 코터(cotter, 117)가 삽입하여 결합한다. 상기 클램프 로드(116)의 하단부 몸통에는 상기 코터(117)를 삽입하기 위한 결합구멍이 관통하여 형성된다. 상기 코터(117)의 하단부 중앙에는 양 측면에 비하여 움푹 들어간 오목부(117a)가 형성된다. 도면에서 미설명부호 110a는 오링(O-ring), 110b는 너트, 110c는 백업링(back-up ring), 110d는 압력판, 110e는 오일부쉬, 110f는 너트, 110g는 오일부쉬, 110h는 압력판, 110i는 가이드핀, 110j는 오일부쉬를 나타낸다. Looking at the clamp rod portion of the lower configuration, the spring case 115 is inserted and fixed to the clamp receiving hole (103b) of the lower bolster (103). The disc spring 114b is embedded in the spring case 115, and the clamp rod 116 is inserted into the disc spring 114b. The lower end of the clamp rod 116 is inserted through the clamp rod receiving hole 102d of the top die holder 102, and a coater (117) is inserted into and coupled to an end thereof. The lower body of the clamp rod 116 is formed through the coupling hole for inserting the coater 117. In the center of the lower end of the coater 117 is formed a recessed portion (117a) compared with both sides. In the drawings, reference numeral 110a is an O-ring, 110b is a nut, 110c is a back-up ring, 110d is a pressure plate, 110e is an oil bush, 110f is a nut, 110g is an oil bush, 110h is a pressure plate , 110i is a guide pin, 110j is an oil bush.

전술한 구성을 가지는 탑다이 클램프 어셈블리(110)의 작동원리를 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 평상시에는 상부의 디스크 스프링(114a) 및 하부의 디스크 스프링(114b)의 탄성력으로 인하여 실린더 로드(112) 및 클램프 로드(116)가 모두 윗 방향으로 밀리는 힘을 받게 된다. 따라서, 상기 실린더 로드(112)와 상기 클램프 로드(116)는 서로 분리되어 접촉이 해제된 상태를 유지한다. 이때, 상기 클램프 로드(116)의 단부에 끼워진 코터(117)는 디스크 스프링(114b)의 탄성력에 의하여 탑다이 홀더(102)의 하단부에 밀착 고정된다. 이후, 보수 등의 이유로 하부 볼스터(103)와 탑다이 홀더(102)의 결합을 해제할 필요가 있는 경우에는 외부에서 공급되는 유압을 이용하여 상부 실린더를 작동시킨다. 즉, 외부에서 공급되는 유압은 상부 볼스터(105)의 클램프 유압통로(105e)를 통하여 전달되고 이후 실린더 헤드(111)의 유압통로(111a)를 거쳐 실린더 로드(112)에 전달된다. 유압에 의하여 실린더 로드(112)는 디스크 스프링(114a)의 탄성력을 이기고 하방으로 직선운동하며, 이어서 하방에 위치하는 클램프 로드(116)를 하방으로 밀어낸다. 이때, 상기 클램프 로드(116)의 하단부에 끼워진 코터(117)는 탑다이 홀더(102)와의 결합이 해제되고, 하단부에 형성된 오목부(117a)로 인하여 클램프 로드(116)의 코터 결합구멍에서 빼낼 수 있도록 헐거워지는 것이다. 따라서, 작업자가 상기 코터(117)를 클램프 로드(116)의 코터 결합구멍에서 간단히 빼내면 된다. 물론 탑다이 홀더(102)를 하부 볼스터(103)와 완전히 분리시키려면 탑다이 홀더(102)의 센터핀(102a) 및 키(102b)의 결합도 해제해야 한다. The operation principle of the top die clamp assembly 110 having the above-described configuration is as follows. First, the cylinder rod 112 and the clamp rod 116 are both pushed upwards due to the elastic force of the upper disk spring 114a and the lower disk spring 114b. Therefore, the cylinder rod 112 and the clamp rod 116 are separated from each other to maintain the contact released. At this time, the coater 117 fitted to the end of the clamp rod 116 is tightly fixed to the lower end of the top die holder 102 by the elastic force of the disk spring (114b). Then, when it is necessary to release the coupling of the lower bolster 103 and the top die holder 102 for repair reasons, the upper cylinder is operated using the hydraulic pressure supplied from the outside. That is, the hydraulic pressure supplied from the outside is transmitted through the clamp hydraulic passage 105e of the upper bolster 105 and then transferred to the cylinder rod 112 via the hydraulic passage 111a of the cylinder head 111. By hydraulic pressure, the cylinder rod 112 overcomes the elastic force of the disk spring 114a and moves linearly downward, and then pushes the clamp rod 116 located below downward. At this time, the cotter 117 inserted into the lower end of the clamp rod 116 is released from the top die holder 102, and is removed from the cotter coupling hole of the clamp rod 116 due to the recessed portion 117a formed in the lower end. It becomes loose so that it can be done. Therefore, the operator simply pulls the coater 117 out of the coater engaging hole of the clamp rod 116. Of course, in order to completely separate the top die holder 102 from the lower bolster 103, the center pin 102a and the key 102b of the top die holder 102 must also be released.

이하에서는 락핀 어셈블리(120)를 도 7, 도 12 및 도 14를 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, the lock pin assembly 120 will be described in detail with reference to FIGS. 7, 12, and 14.

도시한 바와 같이, 락핀 어셈블리(120)는 크게 헤드커버(121), 헬리컬 압축 스프링(122), 피스톤 로드(123), 사이드록 실린더(side lock cylinder, 124), 록킹헤드(locking head, 125) 및 록킹블록(126)을 포함하여 구성된다. 상기 락핀 어셈 블리(120)는 상부 볼스터(105)의 락핀 수용공(105c) 및 하부 볼스터(103)의 락핀 수용홈(103c)에 결쳐 장착된다. 상부 볼스터(105)의 락핀 수용공(105c)에는 사이드록 실린더(124)가 볼트 등에 의하여 고정 결합하며, 헬리컬 압축 스프링(122)에 상단부가 끼워진 피스톤 로드(123)가 상기 사이드록 실린더(124)의 내부를 관통하도록 삽입 설치된다. 상기 피스톤 로드(123)의 하단부에는 록킹헤드(125)가 너트(120d) 및 키플레이트(120e)에 의하여 결합한다. 하부 볼스터(103)의 락핀 수용홈(103c)에는 록킹블록(126)이 볼트 등에 의하여 고정 결합하며, 상기 록킹블록(126)의 내주면에 의하여 형성되는 공간으로 상기 록킹헤드(125)가 삽입된다. 상기 피스톤 로드(123)는 헬리컬 압축 스프링(122)에 의하여 평상시에는 잠긴 상태를 유지하며, 탑다이(101)를 회전시킬 필요가 있는 경우에만 잠김 상태를 해제한다. 즉, 탑다이(101)가 회전하지 않을 때에는 상기 피스톤 로드(123)가 헬리컬 압축 스프링(122)의 탄성력에 의하여 하방으로 힘을 받아 록킹헤드(125)가 록킹블록(126)의 내주면 사이로 삽입된 상태를 유지하다. 따라서, 피스톤 로드(123)에 의하여 하부 볼스터(103)는 상부 볼스터(105)에 잠긴 상태가 되어 작업 중 회전하지 않게 되는 것이다. 그리고, 소재의 가공 중 구동모터(141)를 사용하여 하부 볼스터(103) 및 탑다이(101)를 회전시킬 필요가 있는 경우에는 외부에서 공급되는 유압에 의하여 상기 피스톤 로드(123)를 상방으로 밀어 올리게 된다. 그러면, 상기 록킹헤드(125)가 록킹블록(126)과의 결합을 해제하고 상방으로 이동하여 하부 볼스터(103)와 상부 볼스터(105) 간의 잠금이 해제된다. 따라서, 구동모터(141)에 의하여 하부 볼스터(103) 및 이와 연결된 탑다이(101)가 자유롭게 회전할 수 있게 되는 것이다. As shown, the lock pin assembly 120 has a large head cover 121, helical compression spring 122, piston rod 123, side lock cylinder (124), locking head (locking head 125) And a locking block 126. The lock pin assembly 120 is coupled to the lock pin receiving hole 105c of the upper bolster 105 and the lock pin receiving groove 103c of the lower bolster 103. The sidelock cylinder 124 is fixedly coupled to the lock pin receiving hole 105c of the upper bolster 105 by a bolt or the like, and the piston rod 123 having an upper end fitted to the helical compression spring 122 is the sidelock cylinder 124. The insert is installed to penetrate the inside of the. The locking head 125 is coupled to the lower end of the piston rod 123 by a nut 120d and a key plate 120e. The locking block 126 is fixedly coupled to the lock pin receiving groove 103c of the lower bolster 103 by a bolt or the like, and the locking head 125 is inserted into a space formed by the inner circumferential surface of the locking block 126. The piston rod 123 is normally kept locked by the helical compression spring 122 and releases the locked state only when it is necessary to rotate the top die 101. That is, when the top die 101 does not rotate, the piston rod 123 is forced downward by the elastic force of the helical compression spring 122 so that the locking head 125 is inserted between the inner circumferential surfaces of the locking block 126. Maintain state Therefore, the lower bolster 103 is locked to the upper bolster 105 by the piston rod 123, so that it does not rotate during the operation. In addition, when it is necessary to rotate the lower bolster 103 and the top die 101 by using the drive motor 141 during processing of the raw material, the piston rod 123 is pushed upward by the hydraulic pressure supplied from the outside. Raised. Then, the locking head 125 releases the coupling with the locking block 126 and moves upward to release the lock between the lower bolster 103 and the upper bolster 105. Accordingly, the lower bolster 103 and the top die 101 connected thereto may be freely rotated by the driving motor 141.

이러한 락핀 어셈블리(120)를 위한 락핀 수용공(105c) 및 락핀 수용홈(103c) 각각은 상부 볼스터(105) 및 하부 볼스터(103)의 원주방향을 따라 다수개가 설치된다. 상기 락핀 수용공(105c) 및 락핀 수용홈(103c)은 각각 상부 볼스터(105) 및 하부 볼스터(103)의 원주방향을 이등분하도록 2개가 설치될 수 있으며, 또는 원주방향을 4등분하도록 4개가 설치될 수도 있다. 4개가 설치되는 경우에는 하부 볼스터(103)에 연결된 탑다이(101)의 위치를 90°마다 고정할 수 있게 될 것이다. 더 미세한 각으로 탑다이(101)를 회전시켜 소재 가공작업을 수행할 필요가 있는 경우에는 더 많은 수의 락핀 수용공(105c), 락핀 수용홈(103c) 및 락핀 어셈블리(120)를 구비하면 될 것이다. Each of the lock pin accommodation holes 105c and the lock pin accommodation grooves 103c for the lock pin assembly 120 are provided along a circumferential direction of the upper bolster 105 and the lower bolster 103. The lock pin receiving hole (105c) and the lock pin receiving groove (103c) may be installed in two to bisect the circumferential direction of the upper bolster 105 and the lower bolster 103, respectively, or four are installed to divide the circumferential direction into four May be When four are installed, the position of the top die 101 connected to the lower bolster 103 will be able to be fixed every 90 °. If it is necessary to rotate the top die 101 at a finer angle to perform a material processing operation, a larger number of lock pin accommodation holes 105c, lock pin accommodation grooves 103c, and lock pin assemblies 120 may be provided. will be.

도면에서 미설명부호 120a는 부쉬(bush), 120b는 가이드핀, 120c는 부쉬, 120f는 부쉬를 나타낸다. In the drawing, reference numeral 120a denotes a bush, 120b denotes a guide pin, 120c denotes a bush, and 120f denotes a bush.

이하에서는 구동모터 어셈블리(140)를 도 9, 도 12 및 도 14를 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, the driving motor assembly 140 will be described in detail with reference to FIGS. 9, 12, and 14.

도시한 바와 같이, 구동모터 어셈블리(140)는 상부 볼스터(105)의 측면에 장착되며, 크게 구동모터(141), 베어링 하우징(142), 모터커버(143), 롤러 베어링(144a,144b), 피니언 샤프트(145), 센터컬러(center collar, 146) 및 피니언 기어(147)를 포함하여 구성한다. As shown, the drive motor assembly 140 is mounted on the side of the upper bolster 105, largely the drive motor 141, bearing housing 142, motor cover 143, roller bearings (144a, 144b), And a pinion shaft 145, a center collar 146, and a pinion gear 147.

상기 구동모터(141)는 유압모터인 것이 바람직하며, 피니언 샤프트(145)의 단부에는 피니언 기어(147)가 축결합한다. 상기 모터커버(143)와 피니언 샤프트(145)의 사이에는 롤러 베어링(144a,144b)을 수용한 베어링 하우징(142)이 설치되어 피니언 샤프트(145)의 원활한 회전을 돕는다. 상기 롤러 베어링(144a,144b)은 테이퍼 롤러 베어링인 것이 바람직하며, 상기 피니언 기어(147)는 하부 볼스터(103)에 결합하는 링 기어(104)에 치합한다. 따라서, 구동모터(141)로부터 전달되는 회전력에 의하여 피니언 기어(147)가 회전하면 이와 치합된 링 기어(104)가 회전함으로써 결과적으로 탑다이를 원하는 각도로 회전시킬 수 있게 되는 것이다. 도시한 실시예에서는 2개의 구동모터 어셈블리(140)를 서로 반대편에 배치하여 구성한 예를 보이고 있으나, 이에 한정되지 않고 필요에 따라 더 많거나 적은 수의 구동모터 어셈블리(140)를 사용할 수 있을 것이다. The drive motor 141 is preferably a hydraulic motor, the pinion gear 147 is axially coupled to the end of the pinion shaft 145. A bearing housing 142 accommodating roller bearings 144a and 144b is installed between the motor cover 143 and the pinion shaft 145 to help smooth rotation of the pinion shaft 145. Preferably, the roller bearings 144a and 144b are tapered roller bearings, and the pinion gear 147 meshes with the ring gear 104 that engages the lower bolster 103. Therefore, when the pinion gear 147 rotates by the rotational force transmitted from the driving motor 141, the ring gear 104 engaged with the pinion gear 147 rotates, and as a result, the top die can be rotated at a desired angle. In the illustrated embodiment, two driving motor assemblies 140 are disposed opposite to each other. However, the driving motor assembly 140 is not limited thereto, and more or fewer driving motor assemblies 140 may be used as necessary.

도면에서 미설명부호 140a는 베어링 리테이너(bearing retainer), 140b는 엔드 칼라(end collar)를 나타낸다. In the drawings, reference numeral 140a denotes a bearing retainer and 140b denotes an end collar.

이하에서는 센터 클램프 어셈블리(130)를 도 8, 도 11, 도 12 및 도 15를 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, the center clamp assembly 130 will be described in detail with reference to FIGS. 8, 11, 12, and 15.

도시한 바와 같이, 센터 클램프 어셈블리(130)는 회전식 탑다이 유닛(100)의 중앙부에 마련되는 것으로서, 하부 볼스터(103)와 이에 결합한 탑다이(101)를 회전시키는 회전축 역할과 동시에 이들을 지지하는 역할을 수행한다. 센터 클램프 어셈블리(130)는 크게, 스프링 하우징(131), 실린더 헤드(132), 디스크 스프링(133), 베이스 링(134), 센터로드(135), 센터블록(136), 볼 베어링(137a) 및 롤러 베어링(137b)을 포함하여 구성한다. 상기 센터블록(136)은 상기 센터로드(135)를 수용하도록 내부에 중공부를 가지는 것으로서 하부 볼스터(103)에 볼트 등에 의하 여 고정된다. 상기 센터블록(136)에는 센터로드(135)가 삽입되며, 센터블록(136)과 센터로드(135)의 외주면 사이에는 상하로 베어링이 삽입된다. 상기 베어링은 도 15에 도시한 바와 같이, 상부에는 볼 베어링(137a)이, 하부에는 롤러 베어링(137b)이 장착되어 센터로드(135)를 중심으로 하부 볼스터(103)가 원활하게 회전할 수 있도록 한다. 상부 볼스터(105)의 센터 로드 수용공(105a)에는 베이스 링(134)이 볼트 등에 의하여 상부 볼스터(105)에 고정 설치되며, 그 위로 실린더 헤드(132)가 상기 베이스 링(134) 상에 볼트 등으로 고정하여 결합한다. 상기 실린더 헤드(132)에는 다수의 가이드봉(132a)이 형성되며, 상기 실린더 헤드(132)의 상부에는 상기 가이드봉(132a)의 단부가 통과하도록 다수의 관통공이 형성되는 스프링 하우징(131)이 배치된다. 상기 스프링 하우징(131)의 내부에는 다수의 디스크 스프링(133)이 원주방향으로 배치되는데, 각 디스크 스프링(133)에는 상기 가이드봉(132a)이 관통하여 삽입한다. 상기 센터로드(135)의 상단부와 하단부에는 너트(130b,130e)와 키플레이트(130a,130f)가 각각 결합한다.As shown, the center clamp assembly 130 is provided in the center portion of the rotary top die unit 100, and serves to support them while simultaneously rotating the lower bolster 103 and the top die 101 coupled thereto. Do this. The center clamp assembly 130 is largely comprised of a spring housing 131, a cylinder head 132, a disc spring 133, a base ring 134, a center rod 135, a center block 136, a ball bearing 137a. And a roller bearing 137b. The center block 136 has a hollow portion inside to accommodate the center rod 135 and is fixed to the lower bolster 103 by bolts or the like. A center rod 135 is inserted into the center block 136, and a bearing is inserted up and down between the center block 136 and the outer circumferential surface of the center rod 135. As shown in FIG. 15, a ball bearing 137a is mounted at an upper portion thereof, and a roller bearing 137b is mounted at an lower portion thereof so that the lower bolster 103 may rotate smoothly about the center rod 135. do. In the center rod receiving hole 105a of the upper bolster 105, a base ring 134 is fixed to the upper bolster 105 by a bolt or the like, and a cylinder head 132 is bolted on the base ring 134. Fix it with a back and join it. A plurality of guide rods 132a are formed at the cylinder head 132, and a spring housing 131 having a plurality of through-holes formed at an upper end of the cylinder head 132 to allow an end of the guide rod 132a to pass therethrough is provided. Is placed. A plurality of disk springs 133 are disposed in the circumferential direction in the spring housing 131, and the guide rods 132a penetrate and are inserted into the respective disk springs 133. Nuts 130b and 130e and key plates 130a and 130f are respectively coupled to the upper end and the lower end of the center rod 135.

도면에서 미설명부호 130c 및 130d는 압력판, 130g 및 130h는 부쉬(bush), 130i는 가이드핀을 나타낸다. In the drawings, reference numerals 130c and 130d denote pressure plates, 130g and 130h denote bushes, and 130i denote guide pins.

상기 센터 클램프 어셈블리(130)에서 센터로드(135)는 다수의 디스크 스프링(133)의 탄성력으로 인하여 상방향으로 지지된다. 즉, 상기 디스크 스프링(133)의 탄성력으로 인하여 하부 볼스터(103)가 위쪽 방향으로 당겨져서 상부 볼스터(105)에 밀착된 상태를 유지하게 된다. 그리고, 하부 볼스터(103)가 회전할 필요가 있는 경우에는 외부에서 공급되는 유압에 의하여 센터로드(135)가 하방으로 약간 하강하여 하부 볼스터(103)를 상부 볼스터(105)에서 이격시킨다. 즉, 외부에서 센터 클램프 어셈블리(130)에 유압을 공급하면 센터로드(135)의 하강으로 인하여 하부 볼스터(103)와 상부 볼스터(105)의 접촉 결합면이 서로 떨어지게 되는 것이다. 이후 구동모터(141) 및 링 기어(104)의 회전으로 인하여 하부 볼스터(103)가 원하는 각도로 회전을 마친 후 외부의 유압 공급원을 차단하면 센터로드(135)는 디스크 스프링(133)의 탄성력으로 인하여 원래의 위치로 상승하게 되는 것이다. In the center clamp assembly 130, the center rod 135 is supported upward due to the elastic force of the plurality of disk springs 133. That is, due to the elastic force of the disk spring 133, the lower bolster 103 is pulled upward to maintain a state in close contact with the upper bolster 105. In addition, when the lower bolster 103 needs to rotate, the center rod 135 is lowered slightly by the hydraulic pressure supplied from the outside to separate the lower bolster 103 from the upper bolster 105. That is, when the hydraulic pressure is supplied to the center clamp assembly 130 from the outside, the contact coupling surfaces of the lower bolster 103 and the upper bolster 105 are separated from each other due to the lowering of the center rod 135. After the rotation of the drive motor 141 and the ring gear 104, when the lower bolster 103 finishes the rotation at the desired angle to block the external hydraulic supply source, the center rod 135 by the elastic force of the disk spring 133 It will rise to its original position.

이와 같이 구성된 회전식 탑다이 유닛(100)을 단조용 프레스의 크로스 헤드(201)에 결합하여 사용하는 경우 가공 소재의 형상, 가공의 종류 및 필요에 맞게 탑다이(101)를 자유롭게 회전시켜 가면서 단조작업을 수행할 수 있게 되어 매우 편리하다는 잇점이 있다. When the rotary top die unit 100 configured as described above is used in combination with the cross head 201 of the forging press, the forging operation is performed while freely rotating the top die 101 according to the shape of the workpiece, the type of processing, and the need. The advantage is that it is very convenient.

도 2는 본 발명의 회전식 탑다이 유닛을 이용하여 중공(맨드렐) 단조를 수행하는 모습을 보인 개략도이다. 유압식 단조 프레스(200)를 이용하여 가열된 금속재료를 가공하여 중공 실린더 형상의 단조제품을 제작하는 경우, 본 발명에 따른 회전식 탑다이(100)를 사용하게 되면, 도시한 바와 같이 중공(맨드렐) 단조의 마무리 공정에서도 소재(204)의 외주면의 길이 방향으로 탑다이를 위치시켜 가공할 수 있게 된다. 이 경우 단면이 직사각형인 탑다이(101)의 길이 방향을 소재의 길이방향으로 일치시켜 가공하게 되므로 한번에 면접촉하는 부분이 넓어지게 되어 전체적으로 공정시간이 단축되는 효과가 있다. 그에 따라 소재의 가공 중 냉각을 방지하고 재가열에 드는 시간과 비용을 절약할 수 있으며, 생산성이 배가된다는 장점이 있게 되는 것이다. Figure 2 is a schematic diagram showing a state of performing hollow (mandrel) forging using the rotary top die unit of the present invention. When manufacturing a forged product having a hollow cylinder shape by processing a heated metal material using the hydraulic forging press 200, when using the rotary top die 100 according to the present invention, as shown in the hollow (mandrel In the forging finishing process, the top die can be positioned and processed in the longitudinal direction of the outer circumferential surface of the raw material 204. In this case, since the longitudinal direction of the top die 101 having a rectangular cross section is processed in the longitudinal direction of the material, the surface contacting portion is widened at a time, thereby reducing the overall process time. This prevents cooling during processing of the material, saves the time and cost of reheating and increases the productivity.

도 3은 본 발명의 회전식 탑다이 유닛을 이용하여 형상 단조를 수행하는 모습을 보인 개략도이다. 도시한 바와 같이 소재(205)의 내부에 오목부를 형성하기 위한 형상단조 작업을 수행하는 경우 본 발명에 의한 회전식 탑다이 유닛(100)의 탑다이(101)를 도시한 바와 같은 하부 형상을 가지는 탑다이(101a)로 교체한 후 소재의 가공되는 형상에 따라 탑다이를 회전시켜 가면서 단조작업을 수행하면 매우 편리하며 공정 소요시간이 현저하게 단축된다. 즉, 종래에는 형상단조를 수행하기 위하여 소재를 하부 다이에 올려 놓고 소재의 상면에는 소재에 오목부를 형성하기 위한 별도의 보조금형을 위치시킨 후 상부 다이로 보조금형을 가압하였다. 그런데, 이러한 종래 방식의 형상단조에서는 고정된 탑다이(상부 다이)로 보조금형을 한 방향에서 눌러 가압하므로 한 번에 가압되는 깊이와 형상은 프레스의 용량에 따라 한계가 있다는 문제가 있었다. 그러나, 본 발명에 의하면 도시한 바와 같이 소재에 가공될 오목부에 대응하는 형상의 돌출부를 구비한 탑다이(101a)를 회전시켜 가며 소재를 가압하여 형상단조를 수행하게 되면 가압되는 깊이와 형상을 크게 할 수 있게 되므로 보다 작은 톤수의 단조 프레스를 이용하여 큰 규격의 형상단조를 수행할 있게 된다. Figure 3 is a schematic diagram showing the shape forging using the rotary top die unit of the present invention. As shown, when performing a forging operation for forming a recess in the inside of the material 205, the tower having a lower shape as shown in the top die 101 of the rotary top die unit 100 according to the present invention After replacing the die (101a) by performing a forging while rotating the top die according to the shape of the material is processed is very convenient and the process time is significantly shortened. That is, in the related art, in order to perform a shape forging, a material is placed on a lower die, and a separate auxiliary mold is formed on the top surface of the material to form a recess in the material, and then the auxiliary mold is pressed with the upper die. However, in the conventional type forging, there is a problem that the depth and shape to be pressed at a time are limited depending on the capacity of the press because the pressing die is pressed in one direction with a fixed top die (upper die). However, according to the present invention, when the forging is performed by rotating the top die 101a having the protrusion having a shape corresponding to the concave portion to be processed into the raw material, the forging depth and the shape are pressurized. Since it is possible to increase the forging press of a smaller size using a forging press of a smaller tonnage can be performed.

도 1a 및 도 1b는 종래의 고정식 탑다이를 이용하여 중공(맨드렐) 단조를 수행하는 모습을 보인 개략도. Figures 1a and 1b is a schematic view showing a state of performing hollow (mandrel) forging using a conventional fixed top die.

도 2는 본 발명의 회전식 탑다이 유닛을 이용하여 중공(맨드렐) 단조를 수행하는 모습을 보인 개략도. Figure 2 is a schematic diagram showing a state of performing hollow (mandrel) forging using the rotary top die unit of the present invention.

도 3은 본 발명의 회전식 탑다이 유닛을 이용하여 형상 단조를 수행하는 모습을 보인 개략도. Figure 3 is a schematic view showing a shape forging using the rotary top die unit of the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 회전식 탑다이 유닛의 중요 구성 부분의 분해 사시도. 4 is an exploded perspective view of important components of the rotary top die unit according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 회전식 탑다이 유닛의 각 구성요소의 상세 분해 사시도. 5 is a detailed exploded perspective view of each component of the rotary top die unit according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 탑다이 클램프 어셈블리의 분해 사시도. 6 is an exploded perspective view of the top die clamp assembly according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 락핀 어셈블리의 분해 사시도. Figure 7 is an exploded perspective view of the lock pin assembly according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 센터 클램프 어셈블리의 분해 사시도. 8 is an exploded perspective view of a center clamp assembly according to the present invention.

도 9는 본 발명에 따른 구동모터 어셈블리의 분해 사시도. 9 is an exploded perspective view of the drive motor assembly according to the present invention.

도 10은 본 발명에 따른 회전식 탑다이 유닛의 평면도. 10 is a plan view of a rotary top die unit according to the present invention;

도 11은 본 발명에 따른 회전식 탑다이 유닛의 측단면도. Figure 11 is a side cross-sectional view of a rotary top die unit in accordance with the present invention.

도 12는 본 발명에 따른 회전식 탑다이 유닛의 정단면도. 12 is a front sectional view of the rotary top die unit according to the present invention;

도 13은 본 발명에 따른 탑다이 클램프 어셈블리의 종단면도. Figure 13 is a longitudinal cross-sectional view of a top die clamp assembly in accordance with the present invention.

도 14는 본 발명에 따른 락핀 어셈블리와 구동모터 어셈블리의 종단면도. Figure 14 is a longitudinal cross-sectional view of the lock pin assembly and drive motor assembly according to the present invention.

도 15는 본 발명에 따른 센터 클램프 어셈블리의 종단면도. 15 is a longitudinal sectional view of a center clamp assembly according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100: 유압 프레스 101: 탑다이(top die)100: hydraulic press 101: top die

101a: 코터(cotter) 101b: 키(key)101a: coater 101b: key

102: 탑다이 홀더 102a: 센터핀102: top die holder 102a: center pin

102b: 키 103: 하부 볼스터102b: key 103: lower bolster

103a: 센터 로드 수용공 103b: 클램프 수용공103a: center rod receiving hole 103b: clamp receiving hole

103c: 락핀 수용홈 104: 링 기어103c: lock pin receiving groove 104: ring gear

105: 상부 볼스터 105a: 센터 로드 수용공105: upper bolster 105a: center rod receiving hole

105b: 클램프 수용공 150c: 락핀 수용공105b: clamp hole 150c: lock pin hole

105d: 센터 실린더 유압통로 105e: 클램프 유압통로105d: center cylinder hydraulic passage 105e: clamp hydraulic passage

105f: 락핀 유압통로 110: 탑다이 클램프 어셈블리105f: lock pin hydraulic passage 110: top die clamp assembly

111: 실린더 헤드 112: 실린더 로드111: cylinder head 112: cylinder rod

113: 실린더 114a,114b: 디스크 스프링113: cylinder 114a, 114b: disc spring

115: 스프링 케이스 116: 클램프 로드115: spring case 116: clamp rod

117: 코터 120: 락핀 어셈블리117: coater 120: lock pin assembly

121: 헤드 커버 122: 헬리컬 스프링121: head cover 122: helical spring

123: 피스톤 로드 124: 사이드록 실린더123: piston rod 124: sidelock cylinder

125: 록킹헤드 130: 센터 클램프 어셈블리125: locking head 130: center clamp assembly

131: 스프링 하우징 132: 실린더 헤드131: spring housing 132: cylinder head

133: 디스크 스프링 134: 베이스링133: disc spring 134: base ring

135: 센터로드 136: 센터블럭135: center load 136: center block

137a: 볼 베어링 137b: 롤러 베어링137a: ball bearing 137b: roller bearing

140: 구동모터 어셈블리 141: 유압모터140: drive motor assembly 141: hydraulic motor

142: 베어링 하우징 143: 모터 커버142: bearing housing 143: motor cover

144a,144b: 롤러 베어링 145: 피니언 샤프트144a, 144b: roller bearing 145: pinion shaft

146: 센터 컬러(collar) 147: 피니언 기어146: center collar 147: pinion gear

Claims

It is for forging by repeatedly pressurizing the heated metal material mounted on the forging hydraulic press,

It is fixedly coupled to the cross head 201 which reciprocates up and down by hydraulic pressure so that the center rod receiving hole 105a penetrates in the center thereof, and a plurality of clamp receiving holes are formed outside the center rod receiving hole. An upper bolster (105b) formed therethrough and formed by penetrating at least one or more lock pin accommodation holes (105c) in a position avoiding the clamp accommodation hole;

As rotatably coupled to the lower portion of the upper bolster, the center rod receiving hole 103a and the clamp receiving hole 103b at positions corresponding to the center rod receiving hole 105a and the clamp receiving hole 105b of the upper bolster. A lower bolster 103 formed therethrough and having a lock pin receiving groove 103c formed at a position corresponding to the lock pin receiving hole 105c of the upper bolster;

A ring gear 104 coupled to the lower bolster;

A drive motor assembly 140 including a pinion gear 147 meshing with the ring gear and a drive motor 141 for transmitting rotational force to the pinion gear, and fixedly coupled to the upper bolster 105;

A top die holder 102 fixedly coupled to a lower portion of the lower bolster; And

It is configured to include a top die 101 for pressing the heated metal material fixedly coupled to the lower portion of the top die holder,

The center rod receiving hole (105a, 105b) is coupled to the lower bolster up close to the upper bolster in close contact with each other, the center is configured to separate by separating the lower bolster downwardly in the engaged state with the upper bolster by hydraulic Clamp assembly 130 is mounted,

The clamp receiving holes 105b and 103b are accommodated in the clamp receiving hole 105b of the upper bolster and elastically supported upward, and are received in the clamp receiving hole 103b of the lower bolster and elastically supported upward. The top die clamp assembly 110 is mounted to be separated by the clamp rod portion,

The lock pin receiving hole 105c and the lock pin receiving groove 103c may prevent or allow the lower bolster to rotate relative to the upper bolster by the lifting and lowering operation of the piston rod 123. That is fitted

Rotatable top die unit.

The method of claim 1,

The center clamp assembly 130 may include a center block 136 fixedly coupled to the center rod receiving hole 103a of the lower bolster 103 and a center rod 135 rotatably inserted and supported by the center block 136. ), A rotary top die unit comprising a spring 133 elastically supporting the center rod 135 in an upward direction.

The method of claim 2,

The spring 133 is accommodated and supported in the spring housing 131 coupled to the upper portion of the center rod 135, it is characterized in that the plurality is arranged along the circumferential direction of the spring housing 133 Rotary top die unit.

The method according to any one of claims 1 to 3,

The cylinder rod portion of the top die clamp assembly 110,

The cylinder 113 fixedly coupled to the clamp receiving hole 105b of the upper bolster 105, the upper spring 114a mounted inside the cylinder 113, and inserted into and supported by the upper spring 114a. A cylinder rod 112 installed inside the 113 and the cylinder head 111 coupled to the upper portion of the cylinder 113,

The clamp rod portion of the top die clamp assembly,

The spring case 115 fixedly coupled to the clamp receiving hole 103b of the lower bolster 103, the lower spring 114b mounted in the spring case 115, and the lower spring 114b to be inserted into and supported. It is installed in the spring case 115, the end is made of a clamp rod 116 passing through the clamp rod receiving hole (102d) formed in the top die holder 102,

Rotating top die unit, characterized in that the lower portion of the clamp rod 116 is coupled to the coater (117) for fixing the top die holder 102 to the lower bolster (103).

The method of claim 4, wherein

A coupling hole is formed at the lower end of the clamp rod 116 so that the coater 117 is fitted therein, and a recess 117a is formed at the lower end of the coater 117.

The method of claim 4, wherein

The lock pin assembly 120,

The sidelock cylinder 124 fixedly coupled to the lock pin receiving hole 105c, the spring 122 inserted into the sidelock cylinder 124, the spring is inserted into the sidelock cylinder 124 and the spring ( A rotary top die comprising a piston rod 123 elastically supported by 122 and a locking head 125 coupled to an end of the piston rod 123 and coupled to a lock pin accommodation groove 103c. unit.

The method of claim 6,

The center rod 135 of the center clamp assembly 130, the cylinder rod 112 of the top die clamp assembly 110, and the piston rod 123 of the lock pin assembly 120 are formed in the upper bolster 105. Rotary top die unit, characterized in that the vertical movement by the hydraulic pressure transmitted through the hydraulic passage (105d, 105e, 105f).

A hydraulic press provided with any one of the rotary top die units selected from claim 1.

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