KR100960268B1 - A manufacturing method of vessel engine cylinder cover and maunfactured vessel engine cylinder cover thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 선박 엔진용 실린더 커버로서, 보다 상세하게는 종래의 사형 주조에 의한 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 방법에 비해 주입되는 용탕의 사용량을 줄여 제품의 제조 원가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 보다 정교하고 품질 좋은 다양한 형태의 선박 엔진용 실린더 커버를 빠른 시간 내에 용이하게 대량으로 생산할 수 있는 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 선박 엔진용 실린더 커버에 관한 것이다. The present invention relates to a method for manufacturing a cylinder cover for a ship engine and a cylinder cover for a ship engine manufactured by the same, and more particularly, to reduce the amount of molten metal injected compared to a method for manufacturing a cylinder cover for a ship engine by using a sand casting. A method of manufacturing a cylinder cover for a marine engine and a marine engine manufactured by the same, which can reduce the manufacturing cost of a product and can produce a large amount of finer and more accurate cylinder covers for a marine engine in a short time. Relates to a cylinder cover.
선박의 엔진 부품 중 하나인 실린더 커버는 원 선박 엔진 설계 회사들의 제조 사양에서 단조나 사형 주조 방법 등으로 만들 수 있도록 되어 있다. 우리나라에서는 종래 단조 방법으로만 선박 엔진용 실린더 커버를 많이 생산해 왔다.One of the ship's engine parts, the cylinder cover, can be made by forging or sand casting in the original ship engine design companies' manufacturing specifications. In Korea, a number of cylinder covers for ship engines have been produced only by conventional forging methods.
단조 방법은 중간재인 잉곳(ingot)을 가열한 다음 프레스로 압착 성형 및 열처리 공정을 통해 실린더 커버를 제조하는 방법으로서, 프레스를 이용한 압착 성형 과정에서 제품 내외부의 기공이나 홈 등의 결함이 줄어드는 장점이 있으나 불필요한 덧살이 많이 붙게 된다. 따라서 이러한 덧살을 절삭 가공으로 제거해야 하기 때문에 실린더 커버의 제조 시간 및 제조 원가가 상승하는 문제점이 있다. The forging method is a method of manufacturing a cylinder cover through a press molding and heat treatment process by heating an ingot, which is an intermediate material, and has a merit of reducing defects such as pores and grooves inside and outside the product during press molding using a press. But there is a lot of unnecessary appendages. Therefore, there is a problem in that the manufacturing time and manufacturing cost of the cylinder cover is increased because these debris must be removed by cutting.
이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 선박 엔진용 실린더 커버를 생산하기 위해 사형 주조 방법이 많이 이용되고 있다.In order to solve this problem, a sand casting method has been widely used in recent years to produce a cylinder cover for a ship engine.
사형 주조 방법은 열로 녹인 쇳물인 용탕을 일정한 사형(모래)틀에 부은 다음 냉각 후 열처리 공정을 통해 실린더 커버를 제조하는 방법으로서 동일 규격의 제품을 적은 시간 내 다량으로 생산할 수 있어 단조 방법에 비해 제조 원가를 감소시킬 수 있는 이점이 있다. 그러나 이러한 사형 주조 방법은 프레스를 이용한 압착 성형 공정이 없으므로 제품 내외부에 기공이나 홈 등의 작은 결함들이 자주 발생한다. 이러한 결함의 제거를 위해서는 용접 보수 공정 등을 거쳐야 하는 문제점이 발생하며, 사형(모래)틀에 부은 용탕의 내외부 응고 속도 차에 따른 온도 등고선을 고려하여 고품질의 실린더 커버를 얻기 위해서는 실린더 커버 이외에도 상부에 상당량의 압탕(riser)을 추가로 형성하여야 하므로 용탕의 총 주입량에 대한 실린더 커버가 차지하는 중량비인 회수율을 올려 제조 원가를 낮추는 데는 한계가 있다.The sand casting method is a method of manufacturing a cylinder cover through heat treatment after pouring molten metal, which is melted by heat, into a constant sand mold (sand), and it can be manufactured in large quantities within a short time. This has the advantage of reducing costs. However, since the sand casting method does not have a press molding process using a press, small defects such as pores and grooves frequently occur inside and outside the product. In order to remove such defects, problems such as welding repair process occur, and in order to obtain a high quality cylinder cover in consideration of the temperature contour line according to the difference in the internal and external solidification speed of the molten metal poured into the sand mold, the upper part of the cylinder cover Since a considerable amount of riser must be additionally formed, there is a limit in lowering the manufacturing cost by increasing the recovery rate, which is a weight ratio of the cylinder cover to the total injection amount of the molten metal.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기의 문제점을 해결하여 제조시 주입되는 용탕의 사용량을 줄여 제품의 제조 원가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 보다 정교하고 품질 좋은 다양한 형태의 선박 엔진용 실린더 커버를 빠른 시간 내에 용이하게 대량으로 생산할 수 있는 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 선박 엔진용 실린더 커버를 제공하는 것이다.Therefore, the problem to be solved by the present invention is to solve the above problems by reducing the amount of molten metal injected during manufacturing to reduce the manufacturing cost of the product, as well as more precise and high-quality cylinder cover for ship engines of various types of fast time The present invention provides a method for producing a cylinder cover for a ship engine that can be easily mass-produced in a container, and a cylinder cover for a ship engine manufactured thereby.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 방법은 선박 엔진용 실린더 커버의 측면 형상에 대응하는 형상을 갖는 외부 금형을 제조하는 외부 금형 제조 단계, 목재, 금속, 왁스, 석고 및 스티로폼 중 적어도 어느 하나로 상기 실린더 커버의 하부 모형, 상부 모형 및 중자 모형을 제조하는 모형 제조 단계, 상기 하부 모형의 둘레에 제1 주형틀 및 상기 상부 모형의 둘레에 제2 주형틀을 각각 설치하고 상기 하부 모형 및 상기 제1 주형틀 사이의 공간 일부에 탕도를 형성하는 제1 탕도 슬리브 모형 및 상기 상부 모형 및 상기 제2 주형틀 사이의 공간 일부에 상기 제1 탕도 슬리브 모형의 일단과 연결되는 제2 탕도 슬리브 모형을 설치하는 주형틀 및 탕도 슬리브 모형 설치 단계, 상기 제1 탕 도 슬리브 모형이 설치된 상기 하부 모형과 상기 제1 주형틀 사이의 공간부 및 상기 제2 탕도 슬리브 모형이 설치된 상기 상부 모형과 상기 제2 주형틀 사이의 공간부 및 상기 중자 모형에 주물사를 각각 투입하여 하부 주형, 상부 주형 및 중자를 각각 제조하는 주형 및 중자 제조 단계, 상기 하부 주형, 상기 상부 주형 및 상기 외부 금형을 상호 합체하고 그 내부 공간에 중자를 안치하여 합체된 주형을 만드는 주형 합체 단계, 상기 합체된 주형의 공간부에 상기 탕도 슬리브 모형을 이용하여 만들어진 상기 탕도를 통해 용탕을 주입하여 실린더 커버 성형품을 제조하는 성형품 제조 단계, 그리고, 상기 실린더 커버 성형품 중에서 상기 실린더 커버 형상 이외의 부분을 제거하여 실린더 커버 원본을 제조하는 실린더 커버 원본 제조 단계를 포함한다.Method of manufacturing a cylinder cover for a ship engine according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is an external mold manufacturing step of manufacturing an outer mold having a shape corresponding to the side shape of the cylinder cover for a ship engine, wood, metal , A model manufacturing step of manufacturing the lower model, the upper model and the middle model of the cylinder cover with at least one of wax, gypsum and styrofoam, a first mold around the lower model and a second mold around the upper model A first ballistic sleeve model and a first ballistic sleeve formed in each of the spaces between the lower model and the first mold and the first ballistic sleeve model and a part of the space between the upper model and the second mold. Step of installing the mold frame and the ballistic sleeve model for installing the second ballistic sleeve model connected to one end of the model, and the first ballistic sleeve model is installed The lower mold, the upper part by injecting a molding sand into the space between the lower model and the first mold and the space between the second mold and the upper model and the middle model installed with the second ballast sleeve A mold and core manufacturing step of manufacturing a mold and a core respectively, a mold coalescing step of coalescing the lower mold, the upper mold and the outer mold together and placing a core in the inner space to form a coalesced mold; A molded article manufacturing step of manufacturing a cylinder cover molded article by injecting a molten metal through the tumbler made using the tumbler sleeve model into a space, and removing a portion other than the cylinder cover shape from the cylinder cover molded article to cover the cylinder. The cylinder cover text manufacturing step of manufacturing the text is included.
상기 주형 및 중자 제조 단계는, 상기 주물사 투입 후 상기 주물사가 굳으면 상기 주형틀을 뒤집어 상기 하부 모형과 상기 상부 모형을 각각 제거하는 모형 제거 단계를 더 포함할 수 있다.The mold and core manufacturing step may further include a model removal step of removing the lower model and the upper model by inverting the mold frame when the molding sand is hardened after the molding sand is added.
상기 주형 및 중자 제조 단계에서, 상기 제1 탕도 슬리브 모형이 설치된 상기 하부 모형과 상기 제1 주형틀 사이의 공간부에 상기 제1 탕도 슬리브 모형 및 상기 하부 모형을 완전히 덮도록 상기 주물사를 투입하며, 상기 제2 탕도 슬리브 모형이 설치된 상기 상부 모형과 상기 제2 주형틀 사이의 공간부에 상기 제2 탕도 슬리브 모형의 일단 및 상기 상부 모형의 상단이 노출되도록 상기 주물사를 투입할 수 있다.In the mold and core manufacturing step, the molding sand is introduced to completely cover the first ballistic sleeve model and the lower model in the space between the lower model and the first mold frame, the first ballistic sleeve model is installed The molding sand may be injected such that one end of the second ballistic sleeve model and an upper end of the upper model are exposed in a space between the upper model and the second mold in which the second ballistic sleeve model is installed. .
상기 주형 합체 단계는, 상기 주형 제조 단계에서 제조된 상기 하부 주형의 내측에 상기 외부 금형을 밀착 안치시키는 외부 금형 안치 단계, 상기 주형 제조 단계에서 제조된 상기 하부 주형의 내부 공간에 상기 중자를 안치시키는 중자 안치 단계, 그리고 안치된 상기 하부 주형 및 상기 외부 금형의 상부 대응 위치에 상기 상부 주형을 안치시키는 상부 주형 안치 단계를 포함할 수 있다.The mold coalescing step may include an external mold placing step of placing the external mold in close contact with the inside of the lower mold manufactured in the mold manufacturing step, and placing the core in an inner space of the lower mold manufactured in the mold manufacturing step. A core settling step and an upper mold settling step of placing the upper mold at an upper corresponding position of the lower mold and the outer mold settled.
상기 용탕의 주입 온도는 1500 내지 1620 ℃인 것이 바람직하다.It is preferable that the injection temperature of the said molten metal is 1500-1620 degreeC.
상기 성형품 제조 단계 후에, 제조된 상기 실린더 커버 성형품으로부터 제거된 상기 외부 금형을 표면 가공 처리하는 표면 가공 처리 단계를 더 포함할 수 있다.After the molded article manufacturing step, it may further include a surface processing step of surface processing the outer mold removed from the manufactured cylinder cover molded article.
상기 표면 가공 처리는 쇼트블라스트 처리를 통해 이루어질 수 있다.The surface treatment may be performed through shot blast treatment.
상기 중자 모형은 목재, 금속, 왁스, 석고 및 스티로폼 중 적어도 어느 하나로 내부에 빈공간이 중자 모양을 갖도록 만들어질 수 있다.The core model may be made of at least one of wood, metal, wax, gypsum, and styrofoam so that the empty space has a middle shape.
상기 외부 금형은 단조 또는 주조 방법에 의해 제조될 수 있다.The outer mold can be produced by a forging or casting method.
또한, 본 발명은 상기 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 방법들에 의하여 제조된 선박 엔진용 실린더 커버를 포함한다.The present invention also includes a cylinder cover for a ship engine manufactured by the manufacturing method of the cylinder cover for a ship engine.
이상과 같이, 본 발명에 따른 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 방법에 의하면, 주입되는 용탕의 사용량을 줄여 제품의 제조 원가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 보다 정교하고 품질 좋은 다양한 형태의 선박 엔진용 실린더 커버를 빠른 시간 내에 용이하게 대량으로 생산할 수 있다.As described above, according to the manufacturing method of the cylinder cover for ship engine according to the present invention, not only can reduce the production cost of the molten metal to be injected, but also to reduce the production cost of the product, and more precise and high quality various types of marine engine cylinder cover It can easily be mass produced in a short time.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various other forms, and it should be understood that the present embodiment is intended to be illustrative only and is not intended to be exhaustive or to limit the invention to the precise form disclosed, To fully disclose the scope of the invention to a person skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 기술하는 실시예는 본 발명의 이상적인 제조 순서도 및 각각 제조 공정을 보여주는 사시도 및 단면도를 참고하여 설명될 것이다. Like reference numerals refer to like elements throughout. Embodiments described herein will be described with reference to perspective views and cross-sectional views showing ideal manufacturing flow charts and manufacturing processes, respectively, of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 방법에 관하여 첨부된 도면 도 1 내지 도 12를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a cylinder cover for a ship engine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 방법에 따른 제조 공정을 순차적으로 나타낸 순서도, 도 2 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 방법에 따른 제조 공정을 설명하기 위한 도면으로서, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 실린더 커버의 제조에 사용되는 외부 금형의 사시도, 도 3의 (a), (b) 및 (c)는 각각 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 실린더 커버의 제조에 사용되는 하부 모형, 상부 모형 및 중자 모형의 사시도, 도 4의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 공정 중 하부 모형과 상부 모형에 각각 주형틀 및 탕도 슬리브 모형이 설치된 상태를 도시한 사시도, 도 5의 (a), (b) 및 (c)는 각각 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 공정 중 주물사 투입 공정을 설명하기 위한 사시도, 도 6의 (a), (b) 및 (c)는 각각 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 공정 중 도 5에 도시한 주물사 투입 공정을 통해 제조된 하부 주형, 상부 주형 및 중자를 도 5의 (a), (b) 및 (c)의 각각 X-X선, Y-Y선, Z-Z선을 따라 잘라 도시한 단면도, 도 7은 도 6에 도시한 하부 주형에 외부 금형, 중자 및 상부 주형이 합체 안치된 합체 주형의 단면도, 도 8은 도 7의 합체 주형의 공간부에 용탕을 주입하는 공정을 설명하기 위한 단면도, 도 9는 도 8의 용탕 주입에 의해 제조된 선박 엔진용 실린더 커버 성형품의 단면도, 도 10은 도 9의 선박 엔진용 실린더 커버 성형품의 제조시 제거된 외부 금형의 재활용을 위한 표면 가공 처리 공정을 설명하기 위한 사시도, 도 11은 도 9의 선박 엔진용 실린더 커버 성형품의 절단 공정을 통해 선박 엔진용 실린더 커버 원본을 제조하는 공정을 설명하기 위한 단면도, 그리고 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 방법에 따라 제조된 실린더 커버의 사시도이다.1 is a flow chart sequentially showing a manufacturing process according to a method for manufacturing a cylinder cover for a ship engine according to an embodiment of the present invention, Figures 2 to 12 is a manufacturing method for a cylinder cover for a ship engine according to an embodiment of the present invention 2 is a perspective view of an outer mold used to manufacture a cylinder cover for a ship engine according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3A, 3B, and 3C are A perspective view of a lower model, an upper model and a middle model used in the manufacture of a cylinder cover for a ship engine according to an embodiment of the present invention, respectively, FIGS. 4A and 4B are each a ship engine according to an embodiment of the present invention. 5A, 5B and 5C are perspective views illustrating a state in which a mold frame and a ball sleeve sleeve are installed in the lower model and the upper model, respectively, during the manufacturing process of the cylinder cover for FIG. Cylinder cover for ship engines according to 6A, 6B, and 6C are perspective views illustrating a casting sand injection process of the manufacturing process, respectively, of the foundry sand shown in FIG. 5 during a manufacturing process of a cylinder cover for a ship engine according to an embodiment of the present invention; A cross-sectional view of the lower mold, the upper mold and the middle manufactured through the feeding process are cut along the lines XX, YY and ZZ of FIGS. 5A, 5B and 5C, and FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining a process of injecting molten metal into the space of the coalescence mold of FIG. 7, and FIG. 9 is FIG. 8. 10 is a cross-sectional view of a marine engine cylinder cover molded product manufactured by molten metal injection, and FIG. 10 is a perspective view for explaining a surface treatment process for recycling an external mold removed during manufacture of the marine engine cylinder cover molded product of FIG. 11 is a cylinder cover for the ship engine of Figure 9 A cross-sectional view for explaining a process of manufacturing an original cylinder cover for a ship engine through a cutting process of a molded article, and FIG. 12 is a perspective view of a cylinder cover manufactured according to a method for manufacturing a cylinder cover for a ship engine according to an embodiment of the present invention. .
설명에 앞서 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 방법에 의해 제조된 실린더 커버(600)는 도 12에 도시된 것과 같으며, 실린더 커버(600)의 형상 및 규격은 선박 엔진용 실린더의 형상 및 규격에 따라 다양하게 변형 가능함은 물론임을 밝혀둔다.Prior to the description, the
본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 방법은 먼저 도 1, 도 2에 도시한 바와 같이 도 12에 도시한 선박 엔진용 실린더 커버(600)의 측면 형상에 대응하는 내측 형상을 갖는 외부 금형(100)을 제조한다(S100). Method of manufacturing a cylinder cover for a ship engine according to an embodiment of the present invention first has an inner shape corresponding to the side shape of the
외부 금형(100)은 제조하고자 하는 실린더 커버(600)의 외형에 맞추어 강, 주철 등의 금속 재질을 사용하여 일반적인 단조 방법이나 주조 방법을 이용하여 만들 수 있으며 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 방법으로 만드는 것도 가능하다. 외부 금형(100)은 제조하고자 하는 실린더 커버(600)의 형상 및 규격에 따라 다양하게 구현될 수 있으며, 화학 성분이나 열처리 방법은 특정하게 구애됨이 없이 다양하게 적용될 수 있다.The
또한, 도 1 및 도 3의 (a), (b) 및 (c)에 각각 도시한 바와 같이 목재, 금속, 왁스, 석고 및 스티로폼 중 적어도 어느 하나로 실린더 커버(600)의 형태에 대응하는 하부 모형(201), 상부 모형(202) 및 중자 모형(203)을 제조한다(S200).Also, as shown in FIGS. 1 and 3 (a), (b) and (c), the lower model corresponding to the shape of the
즉 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이 목재, 금속, 왁스, 석고 및 스티로폼 중 적어도 어느 하나로 베이스판 위에 소정 지름(d1)을 갖는 돌출된 원기둥 형상의 하부 모형(201)을 제작하며(S210), 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이 다른 베이스판 위에 소정 지름(d2)를 돌출된 원기둥 형상의 상부 모형(201)을 제작한다(S220). 한편, 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이 내부 빈 공간이 도 6의 중자(303) 모양의 반 형상을 갖는 중자 모형(203)을 2개 제작한다(S230).That is, as shown in (a) of FIG. 3, at least one of wood, metal, wax, gypsum, and styrofoam is manufactured to form a protruding cylindrical
여기서 각 모형(201, 202, 203)은 수작업이나 자동화 기기를 통해 정교하게 제작되며 금속 재료를 이용하여 제조하는 경우 일반적으로 주조 방법을 이용하여 제작될 수 있다.Here, each of the
본 실시예에서 하부 모형(201)의 지름(d1)은 상부 모형(202)의 지름(d2)보다 크나 이에 한정되는 것은 아니며, 실린더 커버(600)의 형상에 따라 변경 가능하다. 또한, 본 실시예와 달리 중자 모형(203)은 도 6의 중자(303) 모양의 전체 형상을 갖도록 1개로 제작되어도 무방하며, 하부 모형(201) 및 상부 모형(202)과 같은 방식으로 제작되어도 무방하다.In the present embodiment, the diameter d1 of the
다음으로, 도 1 및 도 4의 (a)와 (b)에 각각 도시한 바와 같이 하부 모형(201) 및 상부 모형(202)에 각각 주형틀(21, 22)과 탕도 슬리브 모형(25, 26)를 설치한다(S300).Next, as shown in Figs. 1 and 4 (a) and (b), respectively, the
이를 자세히 살펴보면 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이 하부 모형(201)의 둘레에 제1 주형틀(21)을 설치하고(S310), 하부 모형(201)과 제1 주형틀(21) 사이의 공간 일부에 도 6의 (a)에 도시한 하부 탕도(305)를 형성하는 제1 탕도 슬리브 모형(25)을 설치한다(S320). Looking at this in detail as shown in Figure 4 (a) is installed a
또한 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이 상부 모형(202)의 둘레에 제2 주형틀(22)을 설치하고(S330), 상부 모형(202)과 제2 주형틀(22) 사이의 공간 일부에 제1 탕도 슬리브 모형(25)의 일단과 연결되며 도 6의 (b)에 도시한 상부 탕도(305)를 형성하는 제2 탕도 슬리브 모형(26)을 설치한다(S340).In addition, as shown in (b) of FIG. 4, a
아울러 내부가 도 6의 중자(303) 모양의 전체 형상을 갖도록 분리 제조된 2개의 중자 모형(230)을 상호 합체한다(S350)In addition, the two inner core model 230 separately manufactured so that the inside has an overall shape of the middle 303 shape of FIG. 6 is merged with each other (S350).
그런 다음, 도 1 및 도 5의 (a), (b) 및 (c)에 각각 도시한 바와 같이 주물사(40) 투입 공정(S410) 및 주물사 경화 공정(S420)을 거친 후 모형(201, 202, 203) 제거 공정을 통해 도 6의 (a), (b) 및 (c)에 각각 도시한 하부 주형(301), 상 부 주형(302) 및 중자(303)를 제조한다(S400).Then, as shown in FIGS. 1 and 5 (a), (b) and (c), respectively, the
먼저, 주물사 투입 공정(S410)을 살펴보면 주물사 혼련기(30)를 이용하여 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 하부 모형(201)과 제1 주형틀(21) 사이의 공간부에 제1 탕도 슬리브 모형(25) 및 하부 모형(201)이 완전히 덮히도록 주물사(40)를 투입한다. 또한 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 상부 모형(202)과 제2 주형틀(22) 사이의 공간부에 제2 탕도 슬리브 모형(26)의 일단 및 및 상부 모형(202)의 상단이 노출되도록 주물사(40)를 투입한다. 또한 중자 모형(203)의 내부 공간부에도 주물사(40)를 투입하게 된다.First, referring to the molding sand injection process (S410), as shown in FIG. 5A using the
투입된 주물사(40)에는 경화제가 포함되어 있기 때문에 시간이 지나면 투입된 주물사(40)가 경화되어 단단히 굳어지게 된다(S420).Since the injected
주물사(40)가 경화되어 굳으면 주형틀(21, 22)을 뒤집어 하부 모형(201)과 상부 모형(202)을 각각 제거하고 중자 모형(203)마저 제거하면(S430), 도 6의 (a), (b) 및 (c)에 각각 도시한 하부 탕도(305)를 갖는 하부 주형(301), 상부 탕도(306)를 갖는 상부 주형(302) 및 중자(303)가 완성되게 된다.When the
다음으로, 도 1 및 도 7에 도시한 바와 같이 하부 주형(301), 상부 주형(302) 및 외부 금형(100)을 상호 합체하고 그 내부 공간에 중자(303)를 안치하여 합체 주형(300)을 만든다(S500).Next, as shown in FIG. 1 and FIG. 7, the
이를 자세히 살펴보면, 먼저 하형 주형(301)을 소정 위치에 배치한 후, 하부 주형(301)의 내측에 외부 금형(100)을 삽입하여 밀착 안치시키고(S510), 이어서 외부 금형(100)이 밀착 안치된 하부 주형(301)의 내부 공간에 중자(303)를 소정 위치 에 안치시키며(S520), 마지막으로 하부 탕도(305)와 상부 탕도(306)가 상호 연결되도록 하부 주형(301) 및 외부 금형(100)의 상부 대응 위치에 상부 주형(302)을 다시 뒤집어 안치시키면(S530) 합체 주형(300)이 완성되게 된다.In detail, first, the
상부 주형(302)을 다시 뒤집어 안치시키는 이유는 안치시 하부 주형(301)의 상부면에 밀착되는 상부 주형(302)의 하부면이 도 5의 (b)에 도시된 바에서 알 수 있는 것처럼 주물사(30)의 적층에 따른 평탄도가 우수하여 상부 주형(302)과의 밀착성이 우수하기 때문이다. The reason why the
본 실시예에서 설명한 합체 주형(300)의 완성을 위해 하부 주형(301)에 외부 금형(100), 중자(303) 및 상부 주형(302)을 각각 안치하는 순서는 제조 공정상의 편의, 필요성에 따라 변경 가능하다.The order of placing the
이 후, 도 1 및 도 8에 도시한 바와 같이 합체된 주형(300)의 공간부에 탕도(306)를 통해 각종 용해로를 이용해 쇠를 녹여 만들어 용탕 저장부(50)에 저장된 용탕(60)을 다른 불순물이 유입되지 않도록 주의하여 부어 주입한 후(S610), 용탕(60)을 냉각시키는 공정(S620)을 통해 응고시킨 후 합체 주형(300)을 외부 충격 등의 방법을 이용하여 제거하여(S630), 도 9에 도시한 실린더 커버 성형품(400)을 제조한다(S600).Thereafter, as shown in FIGS. 1 and 8, molten iron is melted using various melting furnaces through a
여기서, 주입되는 용탕(60)의 온도는 1500 내지 1620 ℃이며, 주입시 용탕(60)의 냉각 속도와 합체 주형(300)의 내화도를 모두 고려하여 더욱 바람직하게는 1540 내지 1580 ℃이며, 그 화학 성분은 선박 엔진 설계 회사의 규정치를 만족시키는 것이어야 한다. 또한 용탕(60) 주입시 다른 불순물이 유입되지 않도록 주의 하여야 한다. Here, the temperature of the
주입된 용탕(60)은 냉각되면서 액체 상태에서 고체 상태로 응고가 되게 된다. 주물사 재질의 하부 주형(301)에 밀착 안치된 금속 재질의 외부 금형(100)은 하부 주형(301)에 비해 열전도율이 좋기 때문에 압탕(60) 응고시 외부 금형(100)에 접한 용탕(60) 부분부터 먼저 냉각되고 외부 금형(100)으로부터 거리가 멀어지는 중앙부와 상부로 갈수록 용탕(60)의 냉각 속도가 느려지는 온도 등고선이 형성되게 된다. 따라서 외부 금형(100)에 의한 용탕(60)의 냉각 속도 상승에 따른 변화된 온도 등고선의 영향으로 수축공이 용탕(60)의 상부로 신속히 이동함으로써 실린더 커버(600)의 형상에 대응하는 부위의 내부 및 외부에는 수축공이나 홈 결함이 생기지 않게 된다. 이를 통해 실린더 커버(600)의 형상에 대응하는 부분 위의 공간부에 채워져 버려지게 되는 용탕(60)의 양을 크게 줄일 수 있게 된다.The injected
응고된 용탕(60)으로부터 제거된 합체 주형(300) 중 외부 금형(100)은 도 1내지 도 10에 도시한 바와 같이 재사용을 위해 표면 가공 처리 공정을 거치게 된다(S700).The
표면 가공 처리는 공지의 쇼트블라스트(70) 등의 고압 분사 장치를 이용하여 외부 금형(100)의 표면에 금속볼(80)을 고압 분사함으로써, 외부 금형(100)의 표면에 묻은 이물질을 제거하고 표면을 매끄럽게 가공한다.Surface treatment is to remove the foreign matter on the surface of the
다음으로, 도 1 및 도 11에 도시한 바와 같이 실린더 커버 성형품(400) 중에서 실린더 커버(600) 형상 이외의 불필요 부분인 압탕부(510)와 탕도 슬리브(520)를 제거한 후(S810), 열처리로에서 수냉 처리 및 탬퍼링 등의 열처리 공정(S820)을 실시하여 실린더 커버 원본(500)을 제조한다(S800).Next, as shown in FIG. 1 and FIG. 11, after removing the
열처리 공정은 선박 엔진 설계상 요구되는 각종 물리적 성질(예를 들어 인장 강도, 항복 강도, 연신율, 경도 등)을 만족시켜 주기 위한 공정으로 설계되는 실린더 커버(600)마다 요구되는 값이 마련되어 있다.The heat treatment process is provided with a value required for each
이 후 마지막으로, 도 1에 도시한 바와 같이 실리더 커버 원본(500)의 최종 형상 가공 공정(S900)을 거치게 되면, 도 12에 도시한 바와 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 실린더 커버(600)가 최종적으로 완성되게 된다.After this, finally, as shown in FIG. 1, when the final shape processing process (S900) of the
한편, 본 실시예와 달리 표면 가공 처리 공정(S700)은 실린더 커버 원본 제조 단계(S800) 또는 형상 가공 단계(S900)와 동시 또는 뒤에 이루어져도 무방하다.On the other hand, unlike the present embodiment, the surface treatment step (S700) may be made at the same time or behind the cylinder cover original manufacturing step (S800) or the shape machining step (S900).
이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 방법에 의하면, 주입되는 용탕의 사용량을 줄여 제품의 제조 원가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 보다 정교하고 품질 좋은 다양한 형태의 선박 엔진용 실린더 커버를 빠른 시간 내에 용이하게 대량으로 생산할 수 있다.According to the method for manufacturing a cylinder cover for a ship engine according to the embodiment of the present invention described above, the production cost of the product can be reduced by reducing the amount of molten metal injected, as well as more sophisticated and high quality cylinders for ship engines The cover can be easily mass produced in a short time.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태의 공정 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of the process using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also possible. It belongs to the scope of the invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 방법에 따른 제조 공정을 순차적으로 나타낸 순서도, 1 is a flow chart sequentially showing a manufacturing process according to the method for manufacturing a cylinder cover for a ship engine according to an embodiment of the present invention,
도 2 내지 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 방법에 따른 제조 공정을 설명하기 위한 도면으로서,2 to 12 are views for explaining the manufacturing process according to the manufacturing method of the cylinder cover for ship engine according to an embodiment of the present invention,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 실린더 커버의 제조에 사용되는 외부 금형의 사시도,Figure 2 is a perspective view of the outer mold used in the manufacture of the cylinder cover for a ship engine according to an embodiment of the present invention,
도 3의 (a), (b) 및 (c)는 각각 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 실린더 커버의 제조에 사용되는 하부 모형, 상부 모형 및 중자 모형의 사시도,3 (a), 3 (b) and 3 (c) are perspective views of a lower model, an upper model and a middle model used in the manufacture of a cylinder cover for a ship engine according to an embodiment of the present invention, respectively,
도 4의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 공정 중 하부 모형과 상부 모형에 각각 주형틀 및 탕도 슬리브 모형이 설치된 상태를 도시한 사시도,Figure 4 (a) and (b) is a perspective view showing a state in which the mold and the ball sleeve sleeve is installed in the lower model and the upper model, respectively, during the manufacturing process of the cylinder cover for ship engine according to an embodiment of the present invention,
도 5의 (a), (b) 및 (c)는 각각 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 공정 중 주물사 투입 공정을 설명하기 위한 사시도,5 (a), 5 (b) and 5 (c) are perspective views for explaining a casting sand injection process of manufacturing a cylinder cover for a ship engine according to an embodiment of the present invention, respectively;
도 6의 (a), (b) 및 (c)는 각각 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 공정 중 도 5에 도시한 주물사 투입 공정을 통해 제조된 하부 주형, 상부 주형 및 중자를 도 5의 (a), (b) 및 (c)의 각각 X-X선, Y-Y선, Z-Z선을 따라 잘라 도시한 단면도,(A), (b) and (c) of Figure 6 is a lower mold, an upper mold and a mold manufactured by the molding sand injection process shown in Figure 5 of the manufacturing process of the cylinder cover for ship engine according to an embodiment of the present invention, respectively Sectional drawing which cut | disconnected the middle core along XX line, YY line, and ZZ line | wire of (a), (b) and (c) of FIG. 5, respectively,
도 7은 도 6에 도시한 하부 주형에 외부 금형, 중자 및 상부 주형이 합체 안치된 합체 주형의 단면도,FIG. 7 is a cross-sectional view of a coalescing mold in which an outer mold, a core and an upper mold are incorporated into a lower mold shown in FIG. 6;
도 8은 도 7의 합체 주형의 공간부에 용탕을 주입하는 공정을 설명하기 위한 단면도, 8 is a cross-sectional view for explaining a step of injecting molten metal into the space of the coalescence mold of FIG. 7;
도 9는 도 8의 용탕 주입에 의해 제조된 선박 엔진용 실린더 커버 성형품의 단면도,FIG. 9 is a sectional view of a cylinder cover molded article for a marine engine manufactured by molten metal injection of FIG. 8; FIG.
도 10은 도 9의 선박 엔진용 실린더 커버 성형품의 제조시 제거된 외부 금형의 재활용을 위한 표면 가공 처리 공정을 설명하기 위한 사시도,FIG. 10 is a perspective view for explaining a surface treatment process for recycling an external mold removed during manufacture of a cylinder cover molded product for a ship engine of FIG. 9; FIG.
도 11은 도 9의 선박 엔진용 실린더 커버 성형품의 절단 공정을 통해 선박 엔진용 실린더 커버 원본을 제조하는 공정을 설명하기 위한 단면도, 그리고FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a process of manufacturing a cylinder cover original for a marine engine through a cutting process of the cylinder cover molded product of the marine engine of FIG. 9; and
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 선박 엔진용 실린더 커버의 제조 방법에 따라 제조된 실린더 커버의 사시도이다.12 is a perspective view of a cylinder cover manufactured according to the method for manufacturing a cylinder cover for a ship engine according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
21, 22 : 주형틀 25, 26: 탕도 슬리브 모형21, 22:
30 : 주물사 혼련기 40 : 주물사30: foundry sand kneader 40: foundry sand
50 : 용탕 저장부 60 : 용탕50: molten metal storage unit 60: molten metal
70 : 쇼트블라스트 80 : 금속볼70: short blast 80: metal ball
100 : 외부 금형 201 : 하부 모형100: outer mold 201: lower model
202 : 상부 모형 203 : 중자 모형202: upper model 203: the middle model
300 : 합체 주형 301 : 하부 주형 300: coalescing mold 301: lower mold
302 : 상부 주형 303 : 중자 302: upper mold 303: middle
305 : 하부 탕도 306 : 상부 탕도 305: lower flowway 306: upper flowway
400 : 실린더 커버 성형품 500 : 실린더 커버 원본 400: cylinder cover molded article 500: cylinder cover original
510 : 압탕부 520 : 탕도 슬리브 510: pressure part 520: water sleeve
600 : 실린더 커버600: Cylinder Cover
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