KR101131511B1 - 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 이형제 분사장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피성형물을 단조프레스기로 이송시키는 수단인 트랜스퍼의 센터빔에 이형제 분사장치를 설치하여 단조프레스기를 구성하는 상, 하부금형이 트랜스퍼를 통해 이송된 피성형물을 단조 성형하고 나면 상기 이형제 분사장치를 통해 상, 하부금형으로 이형제를 자동으로 분사시키도록 함으로서 금형 성형부의 마모에 따른 손상방지 및 성형제품의 결육발생을 줄일 수 있도록 한 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 이형제 분사장치를 제공한다.

열간 단조, 센터빔, 이형제 분사장치, 밸브본체, 이형제, 에어

Description

열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 이형제 분사장치{A Parting Powder Spray Machine of hot forging die}

본 발명은 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 이형제 분사장치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 피성형물을 단조프레스기로 이송시키는 과정에서 단조프레스기를 구성하는 상, 하부금형으로 이형제를 분사시키도록 한 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 이형제 분사장치에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 단조는 기계적 방법으로 압축하중을 가하여 소재를 원하는 형상으로 성형하는 금속 가공방법을 말하는 것으로서, 일반적으로 그 재료에서 재결정이 진행되는 온도를 경계로 하여 그 이상의 온도에서 단조하는 것을 열간단조라 하고, 그 보다 낮은 온도에서 단조하는 것을 냉간단조라 한다.

전자에 해당하는 열간단조는 1000℃~1250℃의 고온에 강을 가열해 변형 저항을 적게하여 작은 힘으로 큰 변형을 주어 조형을 쉽게 할 수 있도록 하는 것과, 단련효과를 더해 재질의 개선강화를 꾀할 수 있는 것, 그리고 생산속도가 빠르므로 생산성이 좋고 복잡한 형상의 성형을 쉽게할 수 있다는 잇점으로 일반적으로 많이 사용되는 단조방법의 하나이다.

열간단조에 사용되는 일반적인 장치로는 빌렛(40~80ø의 환봉을 절단한 것)이라 칭해지는 단조용 소재(이하 "피성형물"이라 칭함)를 공급하는 공급컨베이어와, 상기 공급컨베이어에서 공급된 피성형물을 단조프레스기의 상, 하부금형으로 연속적으로 이송시키는 이송장치 및 상기 단조프레스기를 거쳐 성형된 피성형물을 배출하는 배출컨베이어를 예로 들 수 있다.

상기한 구성품들 중에서 이송장치와 관련한 대표적인 기술로는 본 출원인이 2005. 11. 30. 자로 출원하여 2007. 06. 08. 자로 등록받은 등록번호 제 10-0728559 호(명칭: 단조용 소재의 이송장치)(이하, 선행기술이라 칭함)를 예로 들 수 있다.

상기 선행기술은 서로 평행한 상태로 설치되는 한 쌍의 센터빔과. 상기 센터빔 내면에 서로 마주보는 상태로 설치되며 상기 센터빔의 동작에 따라 피성형물을 클램핑하여 단조프레스기로 이송시키는 핑거부로 구성한 단조용 소재의 이송장치에 있어서, 상기 핑거부 앞쪽에는 상기 센터빔들 내면에 서로 마주보는 상태로 설치되며 상기 센터빔의 동작에 따라 중앙으로 모여지며 공급컨베이어를 타고 눕혀진 상태로 공급중인 피성형물을 클램핑하게 되는 클램프들과, 상기 클램프들과 센터빔을 서로 연결하며 구동부의 동력으로 회전하며 상기 클램프를 회전시키는 샤프트로 이루어져 눕혀진 상태로 공급중인 피성형물을 수직으로 세워주는 소재회전유닛이 포함되어 설치된 것을 기술적 요지로 하고 있다.

한편, 단조프레스기를 구성하는 상, 하부금형은 상기 선행기술에서 제시된 이송장치를 통해 이송된 피성형물을 원하는 형상으로 단조 성형하게 되는 데, 이때 상기 상, 하부금형에는 한번의 프레스 동작이 완료될 때마다 금형의 적정온도유지, 금형 성형부의 마모에 따른 손상방지 및 성형제품의 결육발생 방지등을 위해 금형의 성형부로 액상의 이형제를 분사시키게 된다.

그러나 종래 이형제 분사장치는 펌프와, 페달스위치 그리고 분사노즐로 구성하여 작업자가 한번의 프레스 동작이 완료되면 분사노즐을 손으로 잡은 상태에서 금형의 성형부로 위치시킨 다음, 페달스위치를 눌러 금형의 성형부로 이형제를 수작업으로 분사시켜가며 작업을 진행하게 됨으로서 작업성이 저하되는 단점이 있다.

따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 단조용 피성형물을 단조프레스기로 이송시키는 트랜스퍼의 센터빔에 이형제 분사장치를 설치하여 피성형물을 단조프레스기로 이송시키는 과정에서 단조프레스기를 구성하는 상, 하부금형으로 이형제를 분사시키도록 한 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 이형제 분사장치를 제공함에 있다.

상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 피성형물을 상, 하부금형 사이로 이송시키는 센터빔에 설치되며 상기 상, 하부금형으로 이형제를 분사하는 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 이형제 분사장치에 있어서, 상기 센터빔의 상면에 고정 설치되는 밸브본체와, 상기 밸브본체의 앞쪽에 설치되며 내부에 형성된 유로를 통해 이형제를 상기 상, 하부금형으로 분사키는 분사노즐을 포함하며, 상기 밸브본체의 내부에 형성되며 일단은 상기 센터빔에 형성되어 있는 에어홀에 연결되고, 타단은 상기 분사노즐의 유로에 연결되어 상기 분사노즐의 유로로 에어를 공급하는 에어공급유로와, 상기 밸브본체의 내부에 형성되어 있는 챔버에 수평 이동 가능하게 끼워지며 상기 분사노즐의 유로 입구를 폐쇄시킨 상태에서 상기 유로로 공급된 에어의 압력으로 뒤쪽으로 밀려나며 상기 분사노즐의 유로 입구를 개방시키는 피스톤로드와, 상기 챔버에 설치되며 상기 피스톤로드의 이동을 탄력적으로 지지하 는 스프링 및 상기 밸브본체의 내부에 형성되며 상기 센터빔에 형성되어 있는 이형제홀로 유입된 이형제를 상기 개방된 분사노즐의 유로 입구를 통해 상기 분사노즐의 유로로 공급시키는 이형제공급유로를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.

상기 밸브본체의 내부에는 일단은 상기 에어공급유로에 연결되고, 타단은 상기 챔버에 연결되어 상기 에어공급유로로 공급되는 에어의 일부를 상기 챔버로 공급하는 에어분기유로가 더 형성되도록 구성함이 바람직하다.

본 발명에 따른 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 이형제 분사장치는 피성형물을 단조프레스기로 이송시키는 수단인 트랜스퍼의 센터빔에 이형제 분사장치를 설치하여 단조프레스기를 구성하는 상, 하부금형이 트랜스퍼를 통해 이송된 피성형물을 단조 성형하고 나면 상기 이형제 분사장치를 통해 상, 하부금형으로 이형제를 자동으로 분사시키도록 함으로서 금형 성형부의 마모에 따른 손상방지 및 성형제품의 결육발생을 줄일 수 있는 작용효과를 가지게 된다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

본 발명에서는 피성형물을 단조프레스기로 이송시키는 수단인 트랜스퍼의 센터빔에 이형제 분사장치를 설치하여 단조프레스기를 구성하는 상, 하부금형이 트랜스퍼를 통해 이송된 피성형물을 단조 성형하고 나면 상기 이형제 분사장치를 통해 상, 하부금형으로 이형제를 분사시키도록 함으로서 금형 성형부의 마모에 따른 손상방지 및 성형제품의 결육발생을 줄일 수 있도록 한 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 이형제 분사장치를 구현하고자 한다.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

첨부된 도 1과 도 2는 열간 단조 트랜스퍼의 구성을 도시한 도면들이다. 도 1, 2에서 도시하고 있는 바와 같이, 열간 단조 트랜스퍼는 단조프레스기인 상, 하부금형으로 피성형물을 이송시키는 수단으로서 센터빔으로 외형을 구성한다. 상기 센터빔은 피성형물을 프레스 트랜스퍼의 프레스로 자동 이송시키는 장치로서, 복수개를 한쌍으로 하여 서로 이격된 상태로 평행하게 설치된다.

상기 센터빔(10)의 내면에는 피성형물을 클램핑하는 다수개의 핑거부(12)들이 서로 마주보는 상태로 설치된다.

상기한 센터빔(10)은 미 도시 한 수직이동구동부와 수평이동구동부 및 전후이동구동부에 연결되어 상기한 구동부들의 동력을 전달받게 된다. 즉, 센터빔(10)은 전후이동구동부의 동력으로 내측으로 모여지며 핑거부(12)들이 피성형물을 클램핑하도록 한 다음, 수직이동구동부의 동력으로 피성형물을 상승시킨 후, 수평이동구동부의 동력으로 피성형물을 단조프레스로 상, 하부금형 사이로 이송시키고, 다 시 처음상태로 복귀하는 동작을 반복적으로 수행하며 피성형물을 연속적으로 이송시키게 되는 바, 이러한 센터빔(10)의 동작은 이미 공지된 기술임에 따라 그 상세한 설명은 생략토록 한다.

한편, 상기한 센터빔(10)들중 하나의 센터빔 상면에는 본 발명에서 제안하는 이형제 분사장치(20)가 설치된다.

첨부된 도 3은 상기한 이형제 분사장치의 상세구성을 도시한 도면이다. 도 3에서 도시하고 있는 바와 같이, 이형제 분사장치(20)는 단조프레스기를 구성하는 상, 하부금형(100a, 100b)으로 이형제를 자동 분사시키는 수단으로서 밸브본체(22)와, 상기 밸브본체(22)의 전방에 설치되며 내부에는 이형제를 통과시키는 유로(52)가 형성되어 상기 밸브본체(22)의 동작에 따라 상, 하부금형으로 이형제를 분사시키는 분사노즐(50)을 포함하여 구성한다.

상기 밸브본체(22)는 사각의 단면 형상을 가지며 이형제 분사장치(20)의 외형을 구성하는 것으로서 내부에는 에어공급유로(24) 및 이형제공급유로(28)가 각각 형성된다.

상기 에어공급유로(24)의 일단은 상기 센터빔(10)의 내부에 형성되어 있는 에어홀(14)에 연결되고, 그 타단은 분사노즐(50)의 유로(52)에 연결 구성되어, 상기 에어홀(14)에서 유입되는 고압의 에어를 상기 분사노즐(50)의 유로(52)로 공급하게 된다. 이때 상기 분사노즐(50)의 유로(52)로 공급된 에어는 분사노즐(50)의 유로(52) 입구(52a)를 폐쇄하고 있는 피스톤로드(34)를 밀어주며 분사노즐(50)의 유로(52) 입구(52a)를 개방시키게 된다. 상기 에어공급유로(24)에는 에어분기유 로(26)의 일단이 분기 형성되고, 상기 에어분기유로(26)의 타단은 후술하는 밸브본체(22)의 챔버(32)에 연결 구성된다. 상기 에어분기유로(26)는 에어공급유로(24)를 통과하는 일부의 에어를 공급받아 밸브본체(22)의 챔버(32)로 공급하여 피스톤로드(34)의 밀림 동작이 보다 원활히 이루어지도록 한다.

상기 이형제공급유로(28)의 일단은 상기 센터빔(10)의 내부에 형성되어 있는 이형제홀(16)에 연결되고, 그 타단은 밸브본체(22) 내부에 형성되어 있는 공간(30)에 연결 구성되어, 상기 이형제홀(16)로 유입된 이형제를 상기 밸브본체(22)의 공간(30)으로 공급하게 된다. 상기 공간(30)으로 공급된 이형제는 상기 공간과 연결하여 통하며 에어의 압력에 의해 개방된 분사노즐(50)의 유로(52) 입구(52a)를 통해 분사노즐(50)로 유입된 후, 외부 즉 단조프레스기를 구성하는 상, 하부금형(100a. 100b)으로 분사되어 진다.

상기 밸브본체(22)의 내부에는 챔버(32)가 구비되고, 상기 챔버(32)에는 피스톤로드(34)가 수평 이동 가능하게 끼워진다. 상기 피스톤로드(34)는 분사노즐(50)의 유로(52) 입구(52a)를 폐쇄시킨 상태에서 에어공급유로(24)를 통해 분사노즐(50)의 유로(52)로 공급되는 고압의 에어에 의해 뒤쪽으로 밀려나며 분사노즐(50)의 유로(52) 입구(52a)를 개방시키게 된다. 이때 상기 피스톤로드(34)는 에어분기유로(26)를 통해 챔버(32)로 공급되는 에어의 압력에 의해서도 뒤로 밀려나게 됨으로서 밀림 동작을 보다 원활히 진행할 수 있다.

상기 챔버(32)에는 스프링(36)이 더 포함되어 설치된다. 상기 스프링(36)은 피스톤로드(34)의 이동을 탄력적으로 지지한 상태에서 에어의 공급이 중지됨과 동 시에 텐션력으로 피스톤로드(34)를 처음 상태로 복귀시켜 분사노즐(50)의 유로(52) 입구(52a)를 다시 폐쇄시키도록 한다.

이하, 본 발명에 따른 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 이형제 분사장치의 작용을 도 1 내지 도 5를 참조하여 기술하기로 한다.

먼저, 열간 단조 작업 공정은 도 1과 도 2에서와 같이 전후이동구동부의 동력으로 센터빔(10)이 내측으로 모여지며 핑거부(12)들이 피성형물(P)을 클램핑 하도록 한 다음, 수직이동구동부의 동력으로 피성형물(P)을 상승시킨 후, 수평이동구동부의 동력으로 피성형물(P)을 단조프레스기인 상, 하부금형(100a, 100b) 사이로 이송시키도록 하고, 이어서 상, 하부금형(100a, 100b)을 프레스 동작시켜 이송된 피성형물(P)을 단조 성형토록 한다.

한편, 한번의 프레싱 동작이 완료된 상, 하부금형(100a, 100b)으로는 센터빔(10)에 설치되어 있는 이형제 분사장치(20)를 통해 액상의 이형제가 분사되어 상, 하부금형(100a, 100b)의 적정온도유지, 금형 성형부의 마모에 따른 손상방지 및 성형제품의 결육발생을 방지토록 한다.

상기 이형제 분사장치(20)의 동작은 도 4에서와 같이 센터빔(10)의 에어홀(14)로 에어가 유입되면, 유입된 에어는 밸브본체(20)의 에어공급유로(24)를 통해 분사노즐(50)의 유로(52)로 공급되어 지고, 이 과정에서 상기 분사노즐(50)의 유로(52) 입구(52a)를 폐쇄하고 있는 피스톤로드(34)를 밀어 분사노즐(50)의 유로(52) 입구(52a)를 개방시키게 된다. 이때 일부의 에어는 에어분기유로(26)를 통해 상기 피스톤로드(34)가 설치되어 있는 챔버로 공급되어 피스톤로드(34)가 보다 원활히 동작할 수 있도록 한다.

이어서, 도 5에서와 같이 센터빔(10)의 이형제홀(16)로 이형제가 유입되면, 유입된 이형제는 밸브본체(22)의 이형제공급유로(28)를 통해 밸브본체(22) 내부의 공간(30)에 채워지게 되고, 이와 함께 상기 공간(30)과 연결하여 통하며 전술한 피스톤로드(34)의 동작으로 개방된 분사노즐(50)의 유로(52) 입구(52a)를 통해 분사노즐(50)의 유로(52)로 공급된 후, 상기 유로(52) 출구(52b)를 통해 단조프레스기를 구성하는 상, 하부금형(100a, 100b)으로 이형제를 분사하게 되는 것이다.

한편, 상기와 같이 한번의 이형제 공급이 완료되고 나면 에어의 공급이 정지되어지는 데, 이때 에어의 공급이 정지됨과 동시에 피스톤로드(34)는 챔버(32)에 설치되어 있는 스프링(36)의 텐션력으로 처음상태로 복귀하며 분사노즐(50)의 유로(52) 입구(52a)를 다시 폐쇄시키게 되며, 따라서 상, 하부금형(100a, 100b)으로 분사되는 이형제의 공급을 정지시키게 된다.

도 1은 이형제 분사장치가 설치되어 있는 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔의 평면을 도시한 도면.

도 2는 도 1에서 도시하고 있는 센터빔의 동작으로 피성형물이 상, 하부금형으로 이송된 상태를 도시한 도면.

도 3은 도 1의 A-A선을 따라 절개하여 이형제 분사장치의 구성을 상세하게 도시한 도면.

도 4와 도 5는 도 3에서 도시하고 있는 이형제 분사장치의 동작과정을 순차적으로 도시한 도면들.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 센터빔 20: 이형제 분사장치

22: 밸브본체 24: 에어공급유로

28: 이형제공급유로 32: 챔버

34: 피스톤로드 50: 분사노즐

52: 유로 100a: 상부금형

100b: 하부금형 P: 피성형물

Claims (2)

1. 전후이동구동부의 동력으로 내측으로 모여지며 피성형물(P)을 핑거부(12)들이 클램핑하도록 하며, 수직이동구동부의 동력으로 상기 클램핑된 피성형물(12)을 상승시킨 상태에서 수평이동구동부의 동력으로 상기 피성형물(12)을 단조프레스의 상, 하부금형(100a, 100b) 사이로 이송시키는 센터빔(10)의 상면에 설치되며 상기 상, 하부금형(100a. 100b)으로 이형제를 분사하는 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 이형제 분사장치에 있어서,

   상기 센터빔(10)의 상면에 고정 설치되는 밸브본체(22)와;

   상기 밸브본체(22)의 앞쪽에 설치되며 내부에 형성된 유로(52)를 통해 이형제를 상기 상, 하부금형(100a, 100b)으로 분사키는 분사노즐(50)을 포함하며;

   상기 밸브본체(22)의 내부에 형성되며 일단은 상기 센터빔(10)에 형성되어 있는 에어홀(14)에 연결되고, 타단은 상기 분사노즐(50)의 유로(52)에 연결되어 상기 분사노즐(50)의 유로(52)로 에어를 공급하는 에어공급유로(24)와;

   상기 밸브본체(22)의 내부에 형성되어 있는 챔버(32)에 수평 이동 가능하게 끼워지며 상기 분사노즐(50)의 유로(52) 입구(52a)를 폐쇄시킨 상태에서 상기 유로(52)로 공급된 에어의 압력으로 뒤쪽으로 밀려나며 상기 분사노즐(50)의 유로(52) 입구(52a)를 개방시키는 피스톤로드(34)와;

   상기 챔버(32)에 설치되며 상기 피스톤로드(34)의 이동을 탄력적으로 지지하는 스프링(36) 및;

   상기 센터빔(10)의 내부에 형성되어 있는 이형제홀(16)에 일단이 연결되고, 타단은 상기 밸브본체(22) 내부에 형성되어 있는 공간(30)에 연결 구성되어, 상기 이형제홀(16)로 유입된 이형제를 상기 개방된 분사노즐(50)의 유로(52) 입구(52a)를 통해 상기 분사노즐(50)의 유로(52)로 공급시키는 이형제공급유로(28)를 포함하며;

   상기 에어공급유로(24)에는 에어분기유로(26)의 일단이 분기 형성되고, 상기 에어분기유로(26)의 타단은 후술하는 밸브본체(22)의 챔버(32)에 연결 구성되어, 상기 에어공급유로(24)를 통과하는 일부의 에어를 공급받아 상기 밸브본체(22)의 챔버(32)로 공급하여 피스톤로드(34)의 밀림 동작을 보다 원활히 이루어지도록 하는 열간 단조 트랜스퍼의 센터빔에 설치되는 이형제 분사장치.
2. 삭제

Images