KR101033497B1 - 단조 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단조 금형에 관한 것으로서, 단조 공정에서 소재를 절감할 수 있고 성형된 제품의 취출이 용이한 단조 금형을 제공하기 위하여, 단조 금형은 상부 틀이 하부면에 형성되어 프레스를 통해서 수직으로 이동되는 상부 금형과, 하부 틀이 상부면에 형성되어 공작대에 고정된 하부 금형으로 이루어지는 단조 금형에 있어서, 상기 하부 금형은 상기 공작대에 고정된 제1하부 금형과, 상기 제1하부 금형이 중심부에 수용되는 관통공이 형성된 제2하부 금형과, 상기 공작대에 설치되어, 상기 제2하부금형을 상측으로 밀어주는 유공압기와, 상기 제2하부 금형의 수직 이동을 가이드하되 상기 유공압기로 인하여 제2하부 금형이 공작대와 분리되는 것을 방지하는 가이드부로 이루어지는 것을 특징으로 하여, 단조 과정에서 발생되는 프레쉬를 최소화시킬 수 있으므로 소재를 절감할 수 있고, 제2하부 금형이 유공압기를 통해서 성형된 제품과 함께 상승하게 되므로 제품의 취출이 용이하여 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

단조 금형 유압 프레쉬

Description

단조 금형{forging die}

본 발명은 금속 소재를 일정한 형태로 성형하는 데 이용되는 단조 금형에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하부 금형이 제1,2 금형으로 분리되고 제2금형은 상하로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 단조 금형이다.

단조는 금속을 소성유동(塑性流動)이 잘 되는 상태에서 정적(靜的) 또는 동적(動的)인 압력을 가하여 결정립(結晶粒)을 미세화(微細化)시키고, 조직을 균일화 시키는 동시에 소정의 형상으로 성형(成形)하는 가공을 말한다.

단조형태에 따라서 자유단조(自由鍛造)와 형단조(型鍛造)로 구분된다.

형 단조는 프레스 장치에 설치되어 금속 소재를 일정한 형태로 가공하는데 이용되며, 일반적인 형 단조에 이용되는 단조 금형은 성형틀이 형성된 상,하부 금형으로 분리되며, 프레스 장치에 고정된 상부 금형을 공작대에 고정된 하부 금형에 올려진 소재를 일정한 형태로 성형하게 된다.

도 1은 종래의 프레스 금형을 도시하는 개념단면도이다.

도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 소재(1)를 하부 금형(200)의 상부에 형성된 하부 틀(202)에 올려놓고, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 프레스 장치를 이용하여 상부 금형(100)을 하부 금형으로 밀어붙여서 일정한 형태로 성형하게 된다.

그러나, 이러한 종래의 단조 금형은 상부 금형(100)과 하부 금형(200)이 접촉되는 부위로 소재의 일부가 흘러나오는 프레쉬(flash)로 인한 소재의 손실이 있었다.

특히, 경제 발달로 인하여 금속 소재 가격의 급등으로 인하여 이러한 손실을 제거하고자 하는 필요성이 더욱더 제기되고 있다.

또한, 종래의 단조 금형에서는 성형된 제품이 하부 금형과 분리하기 힘들다는 사용상의 문제점도 존재한다.

본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명은 단조 공정에서 소재를 절감할 수 있는 단조 금형을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 성형된 제품의 취출이 용이한 단조 금형을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 단조 금형은 상부 틀이 하부면에 형성되어 프레스를 통해서 수직으로 이동되는 상부 금형과, 하부 틀이 상부면에 형성되어 공작대에 고정된 하부 금형으로 이루어지는 단조 금형에 있어서, 상기 하부 금형은 상기 공작대에 고정된 제1하부 금형과, 상기 제1하부 금형이 중심부에 수용되는 관통공이 형성된 제2하부 금형과, 상기 공작대에 설치되어, 상기 제2하부금형을 상측으로 밀어주는 유공압기와, 상기 제2하부 금형의 수직 이동을 가이드하되 상기 유공압기로 인하여 제2하부 금형이 공작대와 분리되는 것을 방지하는 가이드부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가이드부는 상기 제2하부 금형에 수직으로 관통형성된 가이드 공과, 상기 가이드 공에 삽입되고 상측에 상기 가이드공에 걸리는 걸림턱이 형성되고 상기 공작대의 상부에 하측이 고정되는 가이드 핀으로 구성됨을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 제2하부 금형의 내측 단부에는 소재 취출용 함몰부가 형성됨을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상부 금형이 제2하부금형과 밀착된 상태로 하측으로 이동되면서 성형되므로 단조 과정에서 발생되는 프레쉬를 최소화시킬 수 있으므로 소재를 절감할 수 있다.

또한, 상부 금형이 올라가게 되면, 제2하부 금형이 유공압기를 통해서 성형된 제품과 함께 상승하게 되므로 제품의 취출이 용이하여 생산성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명 단조 금형을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 프레스 금형을 도시하는 개념단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 단조 금형은 상부 금형(100), 제1하부 금형(200), 제2하부 금형(300) 및 유공압기(400)를 포함하여 이루어진다.

상기 상부 금형(100)은 상부 틀(102)이 하부면에 형성되고 프레스(10)를 통해서 수직으로 이동된다.

상기 제1하부 금형(200)과 제2하부 금형(300)이 하부 금형 역할을 하게 되며, 제1하부 금형(200)은 하부 틀(202)이 상부면에 형성되고 공작대(20)에 고정된 다.

그리고 상기 제2하부 금형(300)은 상기 제1하부 금형(200)이 중심부에 수용되는 관통공(320)이 형성되며, 상기 유공압기(400)는 상기 공작대(20)에 설치되어, 상기 제2하부금형(300)을 상측으로 밀어주는 역할을 한다.

상기 유공압기(400)는 일반적인 유압 장치를 이용하여 일정한 압력으로 제2하부 금형(300)을 가압하는는 것으로, 제2하부 금형(300)의 하부면에 돌출형성된 피스톤부(310)가 실린더부(22)에 결합되어 일정한 유압으로 제2하부 금형(300)을 지지하는 역할을 한다.

이러한 유공압기(400)는 산업 전반에서 다양한 형태로 이용하고 있고, 단조 금형 분야에서 상부 금형과 하부 금형의 분리 과정에서 이용되고 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 상기 제2하부 금형(300)의 내측 단부에는 소재 취출용 함몰부(302)가 형성되며 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

여기서, 본 발명에 따른 단조 금형은 상기 제2하부 금형(300)의 수직 이동을 가이드하되 상기 유공압기(400)로 인하여 제2하부 금형(300)이 공작대(20)와 분리되는 것을 방지하는 가이드부를 포함하여 이루어진다.

상기 가이드부는 상기 제2하부 금형(300)에 수직으로 관통형성된 가이드 공(306)과, 상기 가이드 공(306)에 삽입되고 상측에 상기 가이드 공(306)에 걸리는 걸림턱(502)이 형성되고 상기 공작대(20)의 상부에 하측이 고정되는 가이드 핀(500)으로 구성된다.

부가적으로 설명하면, 도 2에 도시되지는 않았지만 상기 가이드 핀(500)의 하측에는 나사가 형성되어, 공작대의 상부면에 형성된 나사 공에 체결되는 것이 바람직하다.

이하 본 발명에 따른 단조 금형을 이용한 제품의 제작 방법에 대해 상세하 살펴보기로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 프레스 금형을 이용한 제품 제작흐름도이다.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 단조 금형을 이용하여 제품을 성형하는 경우에 먼저, 소재(1)를 제1하부 금형(200)의 하부 틀에 올려 놓고, 프레스(10)를 이용하여 상부 금형(100)를 하측으로 이동시킨다.

상기 소재(1)의 경우 종래의 단조 공정과 마찬가지로 성형 과정을 거치기 전에 가열 과정이 있으며, 일반적인 기계 가공에 관련된 내용이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이때, 제2하부 금형(300)은 공작대(20)에 설치된 유공압기(400)에 의해서 상측으로 올려진 상태에 있으며, 가이드 핀(500)과 가이드 공(306)에 의해서 공작대로부터 이탈되지 않도록 설치된다.

다음으로, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 하측으로 이동되는 상부 금형(100)은 제2하부 금형(300)의 상부면에 접촉되고, 제2하부 금형은 프레스(10)에 의해서 상부 금형(100)과 함께 수직 하방향으로 이동된다.(이 경우 프레스에 의해서 제2하부 금형에 전달되는 힘이 유공압기에 의해서 전달되는 힘보다 크게 작용되어야 한다.)

상기 과정을 거친 후, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 상부 금형(100)과 제2하부 금형(300)이 동시에 이동되면서, 제1 하부 금형와 소재가 접촉되는 순간 성형이 이루어진다.

이 경우에 상부 금형(100), 제1하부 금형(200) 및 제2하부 금형(300)이 이루는 일정한 공간안에서 성형 과정이 이루어지므로 원활한 성형이 가능하다.

즉, 유공압기(400)를 통해서 제2하부 금형은 항상 상측으로 압력을 받고 있으므로, 프레스를 통해서 하부로 이동되더라도 상부 금형(100)의 상부면에 밀착된 상태가 된다.

따라서, 제2하부 금형(300)이 수직으로 이동되므로 상부 금형(100)과 제2하부 금형의 접촉 부위로 프레쉬가 형성되지 않고, 성형 과정에서 미성형부가 형성되지 않는다.

상부 금형의 이동이 완료되면, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이 성형과정이 마무리 된다.

다음으로, 본 발명을 이용한 제품의 취출 태양에 대해서 살펴보기로 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 프레스 금형을 이용한 제품취출 과정을 도시하는 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이 제2하부 금형(300)의 내측면에는 소재 취출용 함몰 부(302)가 형성되고, 상기 함몰부(302)에 맞게 성형된 제품(1b)에는 돌출부(1b)가 형성된다.

도 3에 도시된 과정을 통해서 성형된 제품(1a)은 상부 금형(100)이 프레스(10)를 통해서 상측으로 이동되면, 유공압기(400)에 의해서 제2하부 금형(300)과 함께 상측으로 이동된다.

이후에 작업자는 성형된 제품을 손쉽게 제2하부 금형(300)과 분리할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 소재를 절감할 수 있으면서 취출이 용이한 단조 금형을 제공하는 것을 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 발명의 기본적인 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 종래의 프레스 금형을 도시하는 개념단면도.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 프레스 금형을 도시하는 개념단면도.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 프레스 금형을 이용한 제품 제작흐름도.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 프레스 금형을 이용한 제품취출 과정을 도시하는 도면.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1; 소재 10: 프레스

20: 공작대 22: 실린더부

100: 상부 금형 102: 상부틀

200: 제1하부 금형 202: 하부틀

300: 제2하부 금형 302: 함몰부

304: 돌출부 306: 가이드 공

310: 피스톤부 320: 관통공

400: 유공압기 500: 가이드 핀

502: 걸림턱

Claims (4)

1. 삭제
2. 상부 틀이 하부면에 형성되어 프레스를 통해서 수직으로 이동되는 상부 금형과, 하부 틀이 상부면에 형성되어 공작대에 고정된 하부 금형으로 이루어지는 단조 금형에 있어서,

   상기 하부 금형은,

   상기 공작대에 고정된 제1하부 금형과;

   상기 제1하부 금형이 중심부에 수용되는 관통공이 형성된 제2하부 금형과;

   상기 공작대에 설치되어, 상기 제2하부금형을 상측으로 밀어주는 유공압기와;

   상기 제2하부 금형의 수직 이동을 가이드하되, 상기 유공압기로 인하여 제2하부 금형이 공작대와 분리되는 것을 방지하는 가이드부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 단조 금형.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 가이드부는,

   상기 제2하부 금형에 수직으로 관통형성된 가이드 공과;

   상기 가이드 공에 삽입되고 상측에 상기 가이드공에 걸리는 걸림턱이 형성되고 상기 공작대의 상부에 하측이 고정되는 가이드 핀;으로 구성됨을 특징으로 하는 단조 금형.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 제2하부 금형의 내측 단부에는,

   소재 취출용 함몰부가 형성됨을 특징으로 하는 단조 금형.

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