KR100986393B1

KR100986393B1 - 주조용 이젝트핀 냉각장치

Info

Publication number: KR100986393B1
Application number: KR1020080030290A
Authority: KR
Inventors: 정성중
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-04-01
Filing date: 2008-04-01
Publication date: 2010-10-08
Also published as: KR20090105049A

Abstract

금형블록의 성형된 제품을 취출하는 이젝트핀을 냉각시키기 위한 주조용 이젝트핀 냉각장치가 소개된다. 이 이젝트핀 냉각장치는 부싱하우징과, 냉각파이프, 및 냉각수공급유닛을 포함한다. 부싱하우징은 이젝트핀이 입출되는 금형블록에 장착되고, 냉각파이프는 이젝트핀을 감싸도록 부싱하우징에 설치되며, 냉각수공급유닛은 냉각수 공급을 위해 냉각파이프에 연결된다.

홀딩유닛, 이젝트핀, 부싱하우징, 냉각파이프

Description

주조용 이젝트핀 냉각장치{Cooling system of eject pin for casting}

본 발명은 주조용 이젝트핀 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 고압주조는 용탕의 빠른 응고를 이용하여 금형내 높은 속도와 압력으로 용탕을 주입하여 제품을 성형한다.

도 1은 종래기술에 따른 사출 금형을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 사출금형에는 상호 밀착되어 공동부를 형성하는 한 쌍의 금형 예컨대, 고정몰드(20)와 가동몰드(10)가 마련한다. 이 가동몰드(10)와 고정몰드(20) 사이에는 특정한 제품의 형상에 대응되는 형상을 갖는 코어(미도시)가 설치될 수 있다. 공동부에는 노즐을 통해 용탕이 주입 및 고화되어 제품이 성형된다.

여기서, 고정몰드(20)는 사출기에 결합되는 고정취부판(22)에 형판(21)이 체결되고, 용탕이 주입될 수 있는 노즐(24)을 마련한다. 고정몰드(20)의 대향측에는 가동몰드(10)가 설치되고, 가동몰드(10)는 가동취부판(11)의 아래쪽에 다수의 스페이스블록(12)이 결합되며, 스페이스블록(12)의 하부에는 형판(14)이 결합된다. 그리고 가동취부판(11)과 스페이스블록(12)의 사이에는 밑판(30)이 위치되고 밑 판(30)의 하측면에는 제품 취출시키는 다수의 이젝트핀(32)이 결합된다.

그런데 이러한 종래 사출금형의 경우, 고압주조 과정에서의 금형 온도가 통상 200~250도로 유지되므로, 이젝트핀의 왕복 운동시 열 피로 및 제품의 취출에 따른 부하 등으로 인해 이젝트핀의 파손이 빈번하게 발생되고, 파손된 이젝트핀을 교체하기 위해 금형을 고압주조기에서 분해/수리해야 하기도 하였다.

아울러, 이젝트핀의 파손은 금형 파손의 원인을 제공하기도 하고, 이렇게 파손된 금형 특히 제품형상부인 캐비티(cavity)를 수리를 위해서는 금형 전체를 분해한 후 용접 및 방전/사상 공정을 수행해야 하므로 전체적인 작업 공정이 지연되는 등의 문제가 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 고온으로 인한 이젝트핀의 열변형을 방지하기 위한 주조용 이젝트핀 냉각장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 이젝트핀 냉각장치는, 금형블록의 성형된 제품을 취출하는 이젝트핀을 냉각시키기 위한 주조용 이젝트핀 냉각장치로서, 이젝트핀이 입출되는 금형블록에 장착되는 부싱하우징과, 상기 이젝트핀을 감싸도록 상기 부싱하우징에 설치되는 냉각파이프와, 냉각수 공급을 위해 상기 냉각파이프에 연결되는 냉각수공급유닛을 포함하고, 상기 냉각수공급유닛은 상기 냉각파이프에 연결되고 냉각수가 수용되는 탱크부와, 상기 탱크부에 히터 및 쿨러가 내장되는 온도조절부와, 상기 탱크부의 냉각수를 상기 냉각파이프에 공급하기 위한 공급실린더와, 상기 냉각수가 일정 온도로 유지되도록 상기 온도조절부의 작동을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 냉각파이프는 상기 이젝트핀의 외면에 나선형으로 권취되는 것을 특징으로 한다.

삭제

그리고 상기 부싱하우징에는 상기 이젝트핀이 삽입되어 이동되는 이동유로가 관통 형성되고, 상기 이젝트핀이 입출되는 부싱하우징의 입출단부에는, 상기 냉각파이프가 지지되는 걸림턱부가 형성되며, 상기 제어부는 상기 탱크부의 냉각수 온도를 30~50도 범위 내에서 유지하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 고압주조 과정에서 이젝트핀을 금형보다 낮은 온도로 유지함으로써, 고온으로 인한 이젝트핀의 파손을 감소시켜 이젝트핀 수명을 향상시키는 동시에, 작업 생산성을 개선시킬 수 있다는 이점이 있다.

아울러, 본 발명은 이젝트핀 수명을 연장시켜 이젝트핀의 파손에 따른 금형의 피해를 감소시킴으로써 금형의 수명을 연장시키고, 금형의 수리 공정을 감소시켜 작업 효율을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 열팽창 및 열수축에 따른 이젝트핀의 변형을 방지하기 위해 이젝트핀 주위에 냉각수를 공급하여 이젝트핀의 온도를 낮추는 주조용 이젝트핀 냉각장치를 제공한다.

도 2는 본 발명에 따른 주조용 이젝트핀 냉각장치를 나타낸 도면이고, 도 3 은 본 발명에 따른 부싱하우징이 홀딩금형에 장착된 설치 상태를 나타낸 도면이며,도 4는 도 3의 부싱하우징을 확대하여 나타낸 도면이다.

이를 구현하기 위한 구성을 구체적으로 설명하면, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 이 이젝트핀 냉각장치는 금형블록(400)에 장착되는 부싱하우징(100)과, 부싱하우징(100)에 내장되는 냉각파이프(200), 및 냉각파이프(200)에 냉각수를 공급하기 위한 냉각수공급유닛(300)을 포함하여 구성된다.

부싱하우징(100)은 이젝트핀(600)이 입출되는 금형블록(400)에 설치된다. 즉, 금형블록(400)은 제품이 성형되는 제품형상부(410)를 마련하고 이 제품형상부(410)에는 성형된 제품(500)을 취출시키기 위해 이젝트핀(600)이 입출되는 이탈홀(411)이 마련되는 바, 이 이탈홀(411)에 이젝트핀(600)을 감싸는 부싱하우징(100)이 설치되는 것이다.

부싱하우징(100)에는 이젝트핀(600)이 삽입되어 이동가능한 이동유로가 관통 형성된다. 여기서, 이젝트핀(600)은 해당 일단이 이젝트플레이트(700)에 의해 연결되고 해당 타단이 금형블록(400)을 관통하여 부싱하우징(100)의 이동유로(412)에 삽입되는 구조이다. 이 이젝트(600)는 이젝트플레이트(700)의 작동시, 이동유로(412)를 따라 슬라이딩 이동하면서 제품형상부(410)에 성형된 제품(500)을 취출하는 역할을 한다.

이 이젝트핀(600)이 입출되는 부싱하우징(100)의 입출단부에는, 냉각파이프(200)의 단부를 지지하는 걸림턱부(413)가 마련된다. 이 걸림턱부(413)는 이동유로(412)의 직경보다 작은 직경의 홀을 마련한다. 이는 이 홀을 통해서 이젝트 핀(600)만이 입출되도록 하기 위함이다.

부싱하우징(100)에는 이젝트핀(600)을 감싸도록 배치되는 냉각파이프(200)가 내장된다. 이 냉각파이프(200)는 이젝트핀(600)에 인접하게 배치된 상태에서 냉각수공급유닛(300)으로부터 낮은 온도의 냉각수를 공급받아 이젝트핀(600)과 열교환이 이루어짐으로써 이젝트핀(600)의 온도가 낮아지도록 한다. 이와 같이, 냉각파이프(200)는 고압주조 과정에서 이젝트핀(600)이 금형보다 낮은 온도로 유지되도록 함으로써, 이젝트핀(600)의 왕복 운동시 고온으로 인한 이젝트핀(600)의 파손을 감소시켜 이젝트핀(600)의 수명을 연장시킬 수 있다.

냉각파이프(200)는 이젝트핀(600)의 외면에 나선형으로 권취되는 것이 바람직하다. 이때, 냉각파이프(200)의 권취되는 내면은 이젝트핀(600)의 외면과 접촉되지 않을 정도의 이격 거리를 유지함으로써, 냉각파이프(200)가 이젝트핀(600)의 왕복운동을 방해하지 않도록 한다.

이 냉각파이프(200)의 양단부는 냉각수공급유닛(300)에 연결된다. 따라서, 냉각파이프(200)의 일단에 냉각수가 공급되면, 공급된 냉각수는 냉각파이프(200)를 따라 이젝트핀(600)의 외부를 이동하면서 이젝트핀(600)과 열교환이 이루어진 후, 냉각파이프(200)의 타단을 통해 냉각수공급유닛(300)으로 이동된다.

도 5는 본 발명에 따른 주조용 이젝트핀 냉각장치의 냉각수공급유닛(300)을 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 냉각수공급유닛(300)은 냉각수가 수용되는 탱크부(310)와, 냉각수를 가열 및 냉각시키기 위한 온도조절부와, 탱크부(310)의 냉각 수를 냉각파이프(200)에 공급하기 위한 공급실린더(340), 및 냉각수를 일정 온도로 유지하기 위해 온도조절부를 제어하는 제어부(350)로 구성된다.

탱크부(310)는 냉각수가 수용되는 챔버를 마련하고, 냉각파이프(200)의 양단부가 연결되어 일정 온도의 냉각수를 냉각파이프(200)에 공급한다. 이 냉각수의 온도는 온도조절부를 통해 이루어진다.

온도조절부는 냉각수를 가열하기 위한 히터(320)와 냉각수를 냉각하기 위한 쿨러(330)를 포함하는 구성으로, 탱크부(310)의 냉각수 온도를 30~50도로 유지하는 역할을 한다. 예컨대, 탱크부(310)의 냉각수 온도가 30도 이하이면 히터(320)가 작동되어 냉각수 온도는 상승되고, 탱크부(310)의 냉각수 온도가 50도 이상이면 쿨러(330)가 작동되어 냉각수 온도는 하강된다. 이 히터(320) 및 쿨러(330)의 작동은 제어부(350)를 통해 조절된다. 이 제어부(350)는 온도조절부의 히터(320) 및 쿨러(330)를 적절하게 작동시켜 탱크부(310) 내의 냉각수의 온도가 30~50도 범위 내에서 유지되도록 한다.

이때, 탱크부(310)의 냉각수 온도가 30도 이하로 유지되면, 냉각파이프(200)의 온도가 필요 이상으로 낮아짐에 따라 냉각전,후 이젝트핀(600)의 온도 차이가 과도해져 이젝트핀(600)의 수명이 오히려 단축될 수 있으며, 탱크부(310)의 냉각수 온도가 50도 이상으로 유지되면, 냉각파이프(200)에 통한 이젝트핀(600)의 냉각효과가 미미해질 수 있다.

이와 같이, 온도조절부에 의해 30~50도의 일정 온도로 유지되는 냉각수는, 공급실린더(340)를 통해 냉각파이프(200)로 공급된다. 이 공급실린더(340)는 탱크 부(310)의 냉각수를 냉각파이프(200)로 공급하기 위한 유압을 제공한다.

상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 주조용 이젝트핀 냉각장치의 이젝트핀(600)의 작동 전 및 작동 후 상태를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 주조용 이젝트핀 냉각장치의 사용시 금형온도와 이젝트핀(600)의 온도를 비교한 그래프를 나타낸 도면이다.

도 6a에 도시된 바와 같이, 이젝트핀(600)이 금형블록(400)의 성형 제품(500)을 취출하기 전의 경우, 이젝트핀(600)의 입출단부가 부싱하우징(100)의 내측에 위치된다. 이때, 냉각수는 냉각파이프(200)를 이동하면서 이젝트핀(600)의 입출단부와 열교환을 통해 이젝트핀(600)의 온도를 낮춘다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 이젝트핀(600)이 금형블록(400)의 성형 제품(500)을 취출하는 경우, 이젝트핀(600)의 입출단부는 부싱하우징(100)의 걸림턱부(413)를 통해 돌출된다. 이때, 냉각수는 냉각파이프(200)를 이동하면서 이젝트핀(600)의 중간부와 열교환을 통해 이젝트핀(600)의 온도를 낮춘다.

이렇게 냉각파이프(200)의 냉각수가 이젝트핀(600)의 주위를 이동하면서 이젝트핀(600)과의 열교환이 이루어짐에 따라, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이젝트핀 냉각장치를 사용한 후 이젝트핀(600)의 온도는, 사용 전 이젝트핀(600)의 온도는 대략 150도 낮은 온도를 유지할 수 있으며, 결국, 고온으로 인한 이젝트핀(600)의 파손을 방지하여 이젝트핀(600)의 수명을 향상시키고 작업 생산성을 개선시킬 수 있는 것이다.

본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 사출 금형을 도시한 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 주조용 이젝트핀 냉각장치를 도시한 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 부싱하우징이 홀딩금형에 장착된 설치 상태를 도시한 구성도.

도 4는 도 3의 부싱하우징을 확대하여 도시한 확대도.

도 5는 본 발명에 따른 주조용 이젝트핀 냉각장치의 냉각수공급유닛을 도시한 구성도.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 주조용 이젝트핀 냉각장치의 이젝트핀의 작동 전 및 작동 후 상태를 도시한 상태도.

도 7은 본 발명에 따른 주조용 이젝트핀 냉각장치의 사용시 금형온도와 이젝트핀의 온도를 비교하여 도시한 그래프.

※도면의 주요 부분에 대한 부호설명※

100 :부싱하우징 200 :냉각파이프

300 :냉각수공급유닛 310 :탱크부

320 :히팅부 330 :쿨링부

340 :공급실린더 350 :제어부

400 :금형블록

Claims

금형블록의 성형된 제품을 취출하는 이젝트핀을 냉각시키기 위한 주조용 이젝트핀 냉각장치로서,

이젝트핀(600)이 입출되는 금형블록(400)에 장착되는 부싱하우징(100)과, 상기 이젝트핀(600)을 감싸도록 상기 부싱하우징(100)에 설치되는 냉각파이프(200)와, 냉각수 공급을 위해 상기 냉각파이프(200)에 연결되는 냉각수공급유닛(300)을 포함하고,

상기 냉각수공급유닛(300)은 상기 냉각파이프(200)에 연결되고 냉각수가 수용되는 탱크부(310)와, 상기 탱크부(310)에 히터(320) 및 쿨러(330)가 내장되는 온도조절부와, 상기 탱크부(310)의 냉각수를 상기 냉각파이프(200)에 공급하기 위한 공급실린더(340)와, 상기 냉각수가 일정 온도로 유지되도록 상기 온도조절부의 작동을 제어하는 제어부(350)를 포함하며, 상기 냉각파이프(200)는 상기 이젝트핀(600)의 외면에 나선형으로 권취되는 것을 특징으로 하는 주조용 이젝트핀 냉각장치.
삭제
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 부싱하우징(100)에는 상기 이젝트핀(600)이 삽입되어 이동되는 이동유로(412)가 관통 형성되고, 상기 이젝트핀(600)이 입출되는 부싱하우징(100)의 입출단부에는, 상기 냉각파이프(200)가 지지되는 걸림턱부(413)가 형성되는 것을 특징으로 하는 주조용 이젝트핀 냉각장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제어부(350)는 상기 탱크부(310)의 냉각수 온도를 30~50도 범위 내에서 유지하는 것을 특징으로 하는 주조용 이젝트핀 냉각장치.