KR101161181B1

KR101161181B1 - 가압형 ｅｃａｐ 금형과 이를 갖는 ｅｃａｐ 장치

Info

Publication number: KR101161181B1
Application number: KR20100034796A
Authority: KR
Inventors: 임용택; 진영관
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2010-04-15
Filing date: 2010-04-15
Publication date: 2012-07-02
Also published as: KR20110115344A

Abstract

본 발명에 의한 가압형 ECAP 금형은, 제 1 접촉면과 제 1 접촉면 상에 마련되는 제 1 채널을 갖는 제 1 금형, 제 1 접촉면에 대응하는 제 2 접촉면과 소재가 삽입될 수 있도록 제 1 접촉면으로 노출되는 입구 통로 및 제 1 접촉면과 제 2 접촉면이 서로 접할 때 제 1 채널과 함께 소재가 배출될 수 있는 배출 통로를 형성하도록 제 2 접촉면 상에 마련되는 제 2 채널을 갖는 제 2 금형, 제 2 금형이 슬라이드 이동 가능하게 삽입되는 수용 공간을 갖는 금형 하우징, 금형 하우징과 함께 움직일 수 있도록 금형 하우징에 결합되고 입구 통로에 삽입되는 소재를 가압할 수 있도록 수용 공간에 배치되는 펀치, 제 2 금형에 대해 제 1 금형 쪽으로 탄성력을 가하기 위해 수용 공간에 배치되는 탄성력 제공수단을 포함한다. 본 발명에 의한 가압형 ECAP 금형은 상호 이격될 수 있는 제 1 금형 및 제 2 금형을 포함하는 분리형 금형이므로, 소재의 공급 및 배출이 신속하게 이루어질 수 있다.

Description

가압형 ＥＣＡＰ 금형과 이를 갖는 ＥＣＡＰ 장치{LOADED EQUAL CHANNEL ANGULAR PRESSING MOLD AND EQUAL CHANNEL ANGULAR PRESSING APPARATUS HAVING THE SAME}

본 발명은 ECAP 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소재의 결정립 미세화 및 강도를 향상시킬 수 있는 가압형 ECAP 금형과 이를 갖는 ECAP 장치에 관한 것이다.

강소성 가공법의 일종인 ECAP(Equal Channel Angular Pressing) 공정은 소재, 특히 금속 소재의 강도 향상을 위해 이용되는 방법이다. ECAP 공정은 입구 통로와 출구 통로의 단면적이 동일한 금형에 소재를 통과시켜 전단변형을 발생시킴으로써 소재의 결정립을 미세화시키고 기계적 성질을 개선한다. 이러한 ECAP 공정을 간단히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 금형의 입구 통로에 제 1 시편을 삽입하고 펀치로 이를 가압하여 제 1 시편을 출구 통로 쪽으로 이동시킨다(제 1 단계 공정). 다음으로, 제 1 시편이 금형의 출구 통로에 끼어있는 상태에서 추가적으로 제 2 시편을 입구 통로에 삽입하고 펀치로 가압한다. 이때, 제 2 시편이 제 1 시편을 밀어내서 압출시킨다.

다음으로, 제 1 시편에 보다 심층적인 전단변형을 가하기 위해, 제 1 시편을 다시 금형의 입구 통로에 삽입하고 이를 제 2 시편이 출구 통로에 끼어 있는 상태에서 가압한다(제 2 단계 공정).

종래의 일체형 금형에서 시편을 추가하여 가공하는 공정은 추가된 시편에 의하여 가공하중이 크게 증가하게 된다. 그리고 이로 인하여 펀치가 파괴되거나, 시편이 펀치와 금형 사이에서 끼이는 문제가 발생한다.

또한, 시편이 서로 접촉하고 가압되는 과정에서 시편의 형상이 크게 찌그러져서, 소재의 기하학적 가공 정밀도가 감소하고, 성형 가공 시 소재의 찌그러진 부분을 제거해야 하는 추가적인 공정이 요구되며, 소재의 손실이라는 경제적 문제가 발생한다.

이러한 종래 일체형 금형의 문제점을 해결하기 위해, 분리형 금형이 제안된 바 있다. 분리형 금형은 상부 금형과 하부 금형이 볼트로 체결되는 것으로, 입구 통로는 상부 금형에 마련되고 출구 통로는 상부 금형과 하부 금형의 사이에 마련된다. 분리형 금형을 이용한 ECAP 공정은 제 1 단계 공정 이후 상부 금형 및 하부 금형을 분리하여 소재를 배출한 후 배출된 소재를 다음 공정에 사용하게 된다.

그런데 종래의 분리형 금형을 이용한 ECAP 공정은, 상부 금형과 하부 금형이 볼트로 체결되므로, 각 단계 이후 상부 금형과 하부 금형을 분리하거나 결합하는 작업이 어렵다. 따라서, 공정 시간이 길어지고, 자동화 공정에 적용이 불가능한 문제가 있다.

본 발명은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 종래 ECAP 공정의 고하중, 소재의 찌그러짐, 긴 공정 시간 소요 등의 문제점을 개선할 수 있는 가압형 ECAP 금형과 이를 갖는 ECAP 장치 및 이를 이용한 부품의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 의한 가압형 ECAP 금형은, 제 1 접촉면과 상기 제 1 접촉면 상에 마련되는 제 1 채널을 갖는 제 1 금형, 상기 제 1 접촉면에 대응하는 제 2 접촉면과 소재가 삽입될 수 있도록 상기 제 1 접촉면으로 노출되는 입구 통로 및 상기 제 1 접촉면과 상기 제 2 접촉면이 서로 접할 때 상기 제 1 채널과 함께 소재가 배출될 수 있는 배출 통로를 형성하도록 상기 제 2 접촉면 상에 마련되는 제 2 채널을 갖는 제 2 금형, 상기 제 2 금형이 슬라이드 이동 가능하게 삽입되는 수용 공간을 갖는 금형 하우징, 상기 금형 하우징과 함께 움직일 수 있도록 상기 금형 하우징에 결합되고 상기 입구 통로에 삽입되는 소재를 가압할 수 있도록 상기 수용 공간에 배치되는 펀치, 상기 제 2 금형에 대해 상기 제 1 금형 쪽으로 탄성력을 가하기 위해 상기 수용 공간에 배치되는 탄성력 제공수단을 포함한다.

상기 제 1 금형에는 상기 제 1 채널과 연결되는 핀 삽입구멍이 마련되고, 본 발명의 일실시예에 의한 가압형 ECAP 금형은 상기 제 1 채널에 놓이는 소재를 밀어내기 위해 상기 핀 삽입구멍에 슬라이드 이동 가능하게 삽입되는 킥 아웃 핀을 더 포함할 수 있다.

상기 제 1 접촉면과 상기 제 2 접촉면이 접할 때 상기 제 1 접촉면과 상기 제 2 접촉면 사이에 형성되는 금형 분할면은 상기 배출 통로를 통한 소재의 배출 방향과 평행할 수 있다.

상기 금형 분할면은 상기 배출 통로의 중앙에 수평으로 배치될 수 있다.

상기 탄성력 제공수단은, 스프링, 공압을 발생하기 위한 기체, 유압을 발생하기 위한 유체 중에서 선택될 수 있다.

상기 펀치는 상기 금형 하우징에 고정되는 펀치 헤드 및 상기 펀치 헤드와 연결되고 상기 입구 통로에 삽입되어 상기 입구 통로에 삽입되는 소재를 가압하기 위한 가압 핀을 포함하고, 상기 탄성력 제공수단은 상기 제 2 금형과 상기 펀치 헤드의 사이에 배치되어 상기 제 2 금형에 대해 상기 제 1 금형 쪽으로 탄성력을 제공함과 동시에 상기 펀치에 대해 상기 제 1 금형으로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공할 수 있다.

상기 펀치는 상기 펀치 헤드와 상기 가압 핀을 연결하고, 상기 가압 핀보다 두꺼운 로드를 더 포함하고, 상기 제 2 금형에는 상기 로드가 삽입되어 슬라이드 이동할 수 있도록 상기 입구 통로와 연결되는 로드 삽입구멍이 마련될 수 있다.

상기 제 2 금형의 외면에는, 상기 제 2 금형의 슬라이드 이동 방향으로 연장된 가이드 홈, 상기 가이드 홈의 양쪽 끝단에 마련되는 제 1 경계 턱 및 제 2 경계 턱이 마련되고, 상기 금형 하우징의 내면에는 상기 가이드 홈에 슬라이드 이동 가능하게 삽입되되 상기 제 1 경계 턱 및 상기 제 2 경계 턱에 걸려 상기 제 2 금형과 상기 금형 하우징의 분리를 방지할 수 있도록 상기 제 2 금형의 외면을 향해 돌출되는 결합부재가 구비될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 의한 ECAP 장치는, 가압형 ECAP 금형과 프레스장치를 포함한다. 상기 가압형 ECAP 금형은, 제 1 접촉면과 상기 제 1 접촉면 상에 마련되는 제 1 채널을 갖는 제 1 금형, 상기 제 1 접촉면에 대응하는 제 2 접촉면과 소재가 삽입될 수 있도록 상기 제 1 접촉면으로 노출되는 입구 통로 및 상기 제 1 접촉면과 상기 제 2 접촉면이 서로 접할 때 상기 제 1 채널과 함께 소재가 배출될 수 있는 배출 통로를 형성하도록 상기 제 2 접촉면 상에 마련되는 제 2 채널을 갖는 제 2 금형, 상기 제 2 금형이 슬라이드 이동 가능하게 삽입되는 수용 공간을 갖는 금형 하우징, 상기 금형 하우징과 함께 움직일 수 있도록 상기 금형 하우징에 결합되고 상기 입구 통로에 삽입되는 소재를 가압할 수 있도록 상기 수용 공간에 배치되는 펀치, 상기 제 2 금형에 대해 상기 제 1 금형 쪽으로 탄성력을 가하기 위해 상기 수용 공간에 배치되는 탄성력 제공수단을 포함하고, 상기 프레스장치는 상기 금형 하우징 및 상기 펀치를 상기 제 1 금형 쪽으로 가압한다.

상기 가압형 ECAP 금형은 상기 제 1 채널과 연결되도록 상기 제 1 금형에 마련되는 핀 삽입구멍 및 상기 제 1 채널에 놓이는 소재를 밀어내기 위해 상기 핀 삽입구멍에 슬라이드 이동 가능하게 삽입되는 킥 아웃 핀을 더 포함하고, 본 발명의 일실시예에 의한 ECAP 장치는 상기 킥 아웃 핀을 슬라이드 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 핀 구동장치를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의한 ECAP 장치는, 상기 제 1 금형과 상기 제 2 금형 사이에 소재를 공급하기 위한 소재 공급장치 및 상기 제 1 금형으로부터 소재를 배출하기 위한 소재 배출장치를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 가압형 ECAP 금형은 상호 이격될 수 있는 제 1 금형 및 제 2 금형을 포함하는 분리형 금형이므로, 소재의 공급 및 배출이 신속하게 이루어질 수 있다. 따라서, 신속하고 연속적인 부품 생산이 가능하고, 부품 생산의 자동화가 가능하다.

또한, 발명에 의한 가압형 ECAP 금형은 종래와 같이 소재를 압출시키기 위한 별도의 소재를 추가할 필요가 없기 때문에, 추가되는 소재로 인해 가공하중이 크게 증가하고, 이로 인해 펀치가 파괴되거나 소재가 펀치와 금형 사이에서 끼이는 문제가 발생하지 않는다. 그리고 소재 추가 시 발생할 수 있는 소재의 기하학적 가공 정밀도 저하나 소재 손실의 위험이 없고, 소재의 가공 정밀도를 향상시키기 위한 추가적인 공정을 크게 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 ECAP 장치를 나타낸 것이다.
도 2 내지 도 5는 도 1에 도시된 가압형 ECAP 금형을 이용한 소재 가공 방법을 나타낸 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 의한 가압형 ECAP 금형 및 이를 갖는 ECAP 장치에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 ECAP 장치(100)는, 가압형 ECAP 금형(110), 가압형 ECAP 금형(110)에 공급되는 소재(10)에 대한 압출력을 제공하기 위한 프레스장치(150), 가압형 ECAP 금형(110)에 구비되는 킥 아웃 핀(116)을 작동시키기 위한 핀 구동장치(160), 가압형 ECAP 금형(110)에 소재(10)를 공급하기 위한 소재 공급장치(170) 및 가압형 ECAP 금형(110)으로부터 소재(10)를 배출하기 위한 소재 배출장치(180)를 포함한다. 여기에서, 가압형 ECAP 금형(110)은 제 1 금형(111)과 제 2 금형(112)으로 분리된 분리형 금형이다.

프레스장치(150)는 가압형 ECAP 금형(110)의 펀치(114)와 금형 하우징(113)에 가압력을 제공할 수 있는 다양한 장치가 이용될 수 있고, 핀 구동장치(160)는 킥 아웃 핀(116)을 밀거나 당길 수 있는 다양한 장치가 이용될 수 있다. 그리고 소재 공급장치(170)는 가압형 ECAP 금형(110)의 제 1 금형(111)과 제 2 금형(112)의 사이로 소재(10)를 자동으로 공급할 수 있는 다양한 장치가 이용될 수 있고, 소재 배출장치(180)는 제 1 금형(111)으로부터 소재(10)를 자동으로 배출할 수 있는 다양한 장치가 이용될 수 있다.

가압형 ECAP 금형(110)은 제 1 금형(111), 제 2 금형(112), 제 2 금형(112)이 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 금형 하우징(113), 금형 하우징(113)의 내부에 결합되는 펀치(114), 제 2 금형(112)에 탄성력을 가하기 위한 스프링(115) 및 제 1 금형(111)에 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 킥 아웃 핀(116)을 포함한다. 금형 하우징(113)은 제 2 금형(112), 펀치(114) 및 스프링(115)을 수용하는 수용 공간(117)을 갖는다.

제 1 금형(111)의 상부 끝단에는 제 1 접촉면(120)이 마련되고, 제 1 접촉면(120)에는 제 1 채널(121)이 형성된다. 제 1 채널(121)은 제 1 접촉면(120)의 중간에서 제 1 금형(111)의 외측면까지 연장된다. 제 1 금형(111)의 내부에는 핀 삽입구멍(122)과 제 1 금형(111)의 하부 끝단에서 연장된 헤드 삽입구멍(123)이 형성된다. 핀 삽입구멍(122)은 헤드 삽입구멍(123)에서 제 1 접촉면(120) 쪽으로 연장되어 제 1 채널(121)과 연결된다.

핀 삽입구멍(122)에는 제 1 채널(121)에 놓이는 소재(10)를 밀어내기 위한 킥 아웃 핀(116)이 슬라이드 이동 가능하게 삽입된다. 킥 아웃 핀(116)의 핀 헤드(125)는 헤드 삽입구멍(123)에 슬라이드 이동 가능하게 삽입된다. 핀 구동장치(160)가 킥 아웃 핀(116)의 핀 헤드(125)를 가압하면 킥 아웃 핀(116)의 끝단이 제 1 채널(121)의 바닥면으로부터 돌출되어 제 1 채널(121)에 놓이는 소재(10)를 밀어내게 된다. 킥 아웃 핀(116)은 자중에 의해 원래 위치로 하강하거나, 핀 구동장치(160)의 작용에 의해 원래 위치로 복귀할 수 있다.

도 1에 도시된 것과 같이, 제 2 금형(112)의 하부 끝단에는 제 1 금형(111)의 제 1 접촉면(120)에 대응하는 제 2 접촉면(127)이 마련된다. 제 1 접촉면(120)과 제 2 접촉면(127)은 틈새 발생 없이 서로 맞닿을 수 있다. 제 2 접촉면(127)에는 제 2 채널(128)이 형성된다. 제 2 채널(128)은 제 2 접촉면(127)의 중간에서 제 1 금형(111)의 외측면까지 연장된다.

제 1 금형(111)과 제 2 금형(112)이 맞닿을 때, 제 1 접촉면(120)과 제 2 접촉면(127)의 사이에는 금형 분할면(130;도 3참조)이 형성되고, 제 1 채널(121)과 제 2 채널(128)은 소재(10)가 배출될 수 있는 배출 통로(131;도 3참조)를 형성한다. 금형 분할면(130)은 배출 통로(131)를 통한 소재(10)의 배출 방향과 평행하다. 더욱 바람직하게, 금형 분할면(130)은 배출 통로(131)의 중앙에 수평으로 배치되는 것이 좋다.

제 2 금형(112)의 내부에는 소재(10)가 삽입될 수 있도록 제 1 접촉면(120)으로 노출되는 입구 통로(133)와 입구 통로(133)와 연결되는 로드 삽입구멍(134)이 마련된다. 로드 삽입구멍(134)은 입구 통로(133)보다 큰 폭으로 이루어지고 펀치(114)를 안정적으로 슬라이드 이동할 수 있도록 가이드하는 역할을 한다.

제 2 금형(112)은 금형 하우징(113)의 수용 공간(117)에 슬라이드 이동 가능하게 수용되되, 그 하부 일부가 금형 하우징(113)의 하부 끝단으로부터 돌출되도록 금형 하우징(113)에 결합된다. 제 2 금형(112)의 외면에는 제 2 금형(112)과 금형 하우징(113)이 슬라이딩될 때 금형 하우징(113)의 하부 끝단이 걸릴 수 있는 걸림 턱(135)이 마련된다.

또한, 제 2 금형(112)의 외면에는 제 2 금형(112)의 슬라이드 이동 방향으로 연장된 가이드 홈(136)과 가이드 홈(136)의 양쪽 끝단에 마련되는 제 1 경계 턱(137) 및 제 2 경계 턱(138)이 마련된다. 그리고 금형 하우징(113)의 내면에는 제 2 금형(112)의 외면을 향해 돌출되는 결합부재(139)가 구비된다.

결합부재(139)는 가이드 홈(136)을 따라 슬라이드 이동할 수 있지만, 제 1 경계 턱(137) 및 제 2 경계 턱(138)에 걸린다. 따라서, 제 2 금형(112)은 금형 하우징(113)의 수용 공간(117)에서 가이드 홈(136)의 길이만큼 슬라이드 이동할 수 있지만, 금형 하우징(113)을 완전히 벗어나지 못한다. 결합부재(139)로는 핀 형상이나 돌기 형상 등 다양한 형태로 이루어질 수 있고, 금형 하우징(113)과 별도로 만들어진 후 금형 하우징(113)에 결합되거나, 금형 하우징(113)과 일체로 만들어질 수 있다.

도 1에 도시된 것과 같이, 펀치(114)는 입구 통로(133)에 삽입되는 소재(10)를 가압할 수 있도록 금형 하우징(113)의 수용 공간(117)에 배치된다. 펀치(114)는 펀치 헤드(140), 펀치 헤드(140)와 연결되는 로드(141) 및 로드(141)보다 가늘고 로드(141)와 연결되는 가압 핀(142)을 포함한다. 가압 핀(142)은 입구 통로(133)에 삽입되는 소재(10)를 가압하기 위해 입구 통로(133)에 슬라이드 이동 가능하게 삽입되고, 로드(141)는 로드 삽입구멍(134)에 슬라이드 이동 가능하게 삽입된다.

펀치 헤드(140)는 고정부재(144)를 통해 금형 하우징(113)에 고정되어 금형 하우징(113)과 함께 움직인다. 고정부재(144)로는 각종 볼트나, 핀 또는 리벳 등 금형 하우징(113)을 관통하여 펀치(114)에 삽입될 수 있는 것이나, 금형 하우징(113)과 펀치(114) 사이에 배치되어 이들을 기계적으로 체결하는 기계적 체결기구 또는 금형 하우징(113)과 펀치(114) 사이에 개재되는 접착물질 등 다양한 것이 이용될 수 있다.

스프링(115)은 금형 하우징(113) 내부의 제 2 금형(112)과 펀치 헤드(140) 사이에 배치되어 제 2 금형(112)에 대해 제 1 금형(111) 쪽으로 탄성력을 가함과 동시에, 펀치(114)에 대해 제 1 금형(111)으로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공한다. 제 1 금형(111)과 제 2 금형(112)이 서로 맞닿은 상태에서 프레스장치(150)가 금형 하우징(113)과 펀치(114)를 제 1 금형(111) 쪽으로 가압할 때, 스프링(115)은 탄성 변형하여 제 2 금형(112)을 제 1 금형(111) 쪽으로 가압함으로써 제 1 접촉면(120)과 제 2 접촉면(127)을 안정적으로 밀착시킨다. 또한, 스프링(115)은 금형 하우징(113)과 펀치(114)에 대한 가압력이 해제될 때, 펀치(114)를 상부 방향으로 밀어 펀치(114)를 원래 위치로 복귀시킨다.

본 발명에 있어서, 스프링(115)은 금형 하우징(113)의 내부에 배치되어 제 2 금형(112)과 펀치(114)에 탄성력을 제공할 수 있는 다른 탄성력 제공수단으로 대체될 수 있다. 다른 탄성력 제공수단으로는 도시된 코일 형태 이외의 스프링이나, 공압을 제공할 수 있는 기체, 유압을 제공할 수 있는 유체 또는 기구적인 외력을 발생할 수 있는 링크 장치 등이 이용될 수 있다.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일실시예에 의한 ECAP 장치(100)를 이용하여 소재(10)를 강소성 가공하는 방법에 대하여 설명한다. 이하에서 프레스장치(150), 핀 구동장치(160), 소재 공급장치(170) 및 소재 배출장치(180)는 도 1에 도시된 것을 참조하여 설명한다.

먼저, 도 2에 도시된 것과 같이, 제 1 금형(111)과 제 2 금형(112)이 상호 이격된 상태에서 소재 공급장치(170)에 의해 제 1 금형(111)과 제 2 금형(112)의 사이에 소재(10)가 공급된다. 소재 공급 후, 프레스장치(150)가 금형 하우징(113)과 펀치(114)를 제 1 금형(111) 쪽으로 가압하면 도 3에 도시된 것과 같이, 제 2 금형(112)이 제 1 금형(111)과 맞닿으면서 소재(10)가 제 2 금형(112)의 입구 통로(133)로 장입된다.

계속해서, 프레스장치(150)가 금형 하우징(113)과 펀치(114)를 더욱 가압하면, 펀치(114)의 가압 핀(142)이 입구 통로(133)에 삽입된 소재(10)를 제 1 금형(111) 쪽으로 가압한다. 이때, 소재(10)는 도 4에 도시된 것과 같이 입구 통로(133)에서 배출 통로(131) 쪽으로 압출되면서 전단변형을 받게 되고, 이에 의해 소재(10)의 결정립이 미세화되고 기계적 성질이 향상된다.

소재(10)가 압출될 때, 스프링(115)이 탄성 변형하여 제 2 금형(112)을 제 1 금형(111) 쪽으로 가압한다. 따라서, 제 1 금형(111)의 제 1 접촉면(120)과 제 2 금형(112)의 제 2 접촉면(127)은 안정적으로 밀착되고, 제 1 접촉면(120)과 제 2 접촉면(127) 사이로 소재(10)가 침투하지 못하게 된다.

소재(10)가 배출 통로(131)로 압출된 후 도 5에 도시된 것과 같이, 제 2 금형(112) 및 금형 하우징(113)이 상승하여 배출 통로(131)가 열린다. 이후, 핀 구동장치(160)에 의해 킥 아웃 핀(116)이 작동하여 압출된 소재(10)가 제 1 금형(111)의 제 1 채널(121)에서 분리되고, 소재 배출장치(180)가 소재(10)를 제 1 금형(111)으로부터 배출하게 된다.

이와 같이, 본 발명에 의한 ECAP 장치(100)는 상호 이격될 수 있는 제 1 금형(111) 및 제 2 금형(112)을 포함하는 분리형의 가압형 ECAP 금형(110)을 포함하므로, 소재(10)의 공급 및 배출이 신속하게 이루어질 수 있다. 따라서, 신속하고 연속적인 부품 생산이 가능하고, 부품 생산의 자동화가 가능하다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

100 : ECAP 장치 110 : 가압형 ECAP 금형
111, 112 : 제 1, 2 금형 113 : 금형 하우징
114 : 펀치 115 : 스프링
116 : 킥 아웃 핀 117 : 수용 공간
120, 127 : 제 1, 2 접촉면 121, 128 : 제 1, 2 채널
122 : 핀 삽입구멍 130 : 금형 분할면
131 : 배출 통로 133 : 입구 통로
134 : 로드 삽입구멍 135 : 걸림 턱
136 : 가이드 홈 137, 138 : 제 1, 2 경계 턱
139 : 결합부재 140 : 펀치 헤드
141 : 로드 142 : 가압 핀
144 : 고정부재 150 : 프레스장치
160 : 핀 구동장치 170 : 소재 공급장치
180 : 소재 배출장치

Claims

제 1 접촉면과 상기 제 1 접촉면 상에 마련되는 제 1 채널을 갖는 제 1 금형;
상기 제 1 접촉면에 대응하는 제 2 접촉면, 소재가 삽입될 수 있도록 상기 제 1 접촉면으로 노출되는 입구 통로 및 상기 제 1 접촉면과 상기 제 2 접촉면이 서로 접할 때 상기 제 1 채널과 함께 소재가 배출될 수 있는 배출 통로를 형성하도록 상기 제 2 접촉면 상에 마련되는 제 2 채널을 갖는 제 2 금형;
상기 제 2 금형이 슬라이드 이동 가능하게 삽입되는 수용 공간을 갖는 금형 하우징;
상기 금형 하우징과 함께 움직일 수 있도록 상기 금형 하우징에 결합되고, 상기 입구 통로에 삽입되는 소재를 가압할 수 있도록 상기 수용 공간에 배치되는 펀치; 및
상기 제 2 금형에 대해 상기 제 1 금형 쪽으로 탄성력을 가하기 위해 상기 수용 공간에 배치되는 탄성력 제공수단;을 포함하며,
상기 펀치는 상기 금형 하우징에 고정되는 펀치 헤드, 상기 입구 통로에 삽입되어 상기 입구 통로에 삽입되는 소재를 가압하기 위한 가압 핀, 및 상기 펀치 헤드와 상기 가압 핀을 연결하고, 상기 가압 핀보다 두꺼운 로드를 포함하고,
상기 제 2 금형에는 상기 로드가 삽입되어 슬라이드 이동할 수 있도록 상기 입구 통로와 연결되는 로드 삽입구멍이 마련되는 것을 특징으로 하는 가압형 ECAP 금형.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 금형에는 상기 제 1 채널과 연결되는 핀 삽입구멍이 마련되고,
상기 제 1 채널에 놓이는 소재를 밀어내기 위해 상기 핀 삽입구멍에 슬라이드 이동 가능하게 삽입되는 킥 아웃 핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가압형 ECAP 금형.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 접촉면과 상기 제 2 접촉면이 접할 때 상기 제 1 접촉면과 상기 제 2 접촉면 사이에 형성되는 금형 분할면은 상기 배출 통로를 통한 소재의 배출 방향과 평행한 것을 특징으로 하는 가압형 ECAP 금형.
제 3 항에 있어서,
상기 금형 분할면은 상기 배출 통로의 중앙에 수평으로 배치되는 것을 특징으로 하는 가압형 ECAP 금형.
제 1 항에 있어서,
상기 탄성력 제공수단은, 스프링, 공압을 발생하기 위한 기체, 유압을 발생하기 위한 유체 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 가압형 ECAP 금형.
제 1 항에 있어서,
상기 탄성력 제공수단은 상기 제 2 금형과 상기 펀치 헤드의 사이에 배치되어 상기 제 2 금형에 대해 상기 제 1 금형 쪽으로 탄성력을 제공함과 동시에 상기 펀치에 대해 상기 제 1 금형으로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공하는 것을 특징으로 하는 가압형 ECAP 금형.
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제 1 접촉면과 상기 제 1 접촉면 상에 마련되는 제 1 채널을 갖는 제 1 금형;
상기 제 1 접촉면에 대응하는 제 2 접촉면, 소재가 삽입될 수 있도록 상기 제 1 접촉면으로 노출되는 입구 통로 및 상기 제 1 접촉면과 상기 제 2 접촉면이 서로 접할 때 상기 제 1 채널과 함께 소재가 배출될 수 있는 배출 통로를 형성하도록 상기 제 2 접촉면 상에 마련되는 제 2 채널을 갖는 제 2 금형;
상기 제 2 금형이 슬라이드 이동 가능하게 삽입되는 수용 공간을 갖는 금형 하우징;
상기 금형 하우징과 함께 움직일 수 있도록 상기 금형 하우징에 결합되고, 상기 입구 통로에 삽입되는 소재를 가압할 수 있도록 상기 수용 공간에 배치되는 펀치; 및
상기 제 2 금형에 대해 상기 제 1 금형 쪽으로 탄성력을 가하기 위해 상기 수용 공간에 배치되는 탄성력 제공수단;을 포함하며,
상기 제 2 금형의 외면에는, 상기 제 2 금형의 슬라이드 이동 방향으로 연장된 가이드 홈, 상기 가이드 홈의 양쪽 끝단에 마련되는 제 1 경계 턱 및 제 2 경계 턱이 마련되고,
상기 금형 하우징의 내면에는 상기 가이드 홈에 슬라이드 이동 가능하게 삽입되되 상기 제 1 경계 턱 및 상기 제 2 경계 턱에 걸려 상기 제 2 금형과 상기 금형 하우징의 분리를 방지할 수 있도록 상기 제 2 금형의 외면을 향해 돌출되는 결합부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 가압형 ECAP 금형.
제 1 접촉면과 상기 제 1 접촉면 상에 마련되는 제 1 채널을 갖는 제 1 금형, 상기 제 1 접촉면에 대응하는 제 2 접촉면과 소재가 삽입될 수 있도록 상기 제 1 접촉면으로 노출되는 입구 통로 및 상기 제 1 접촉면과 상기 제 2 접촉면이 서로 접할 때 상기 제 1 채널과 함께 소재가 배출될 수 있는 배출 통로를 형성하도록 상기 제 2 접촉면 상에 마련되는 제 2 채널을 갖는 제 2 금형, 상기 제 2 금형이 슬라이드 이동 가능하게 삽입되는 수용 공간을 갖는 금형 하우징, 상기 금형 하우징과 함께 움직일 수 있도록 상기 금형 하우징에 결합되고 상기 입구 통로에 삽입되는 소재를 가압할 수 있도록 상기 수용 공간에 배치되는 펀치, 상기 제 2 금형에 대해 상기 제 1 금형 쪽으로 탄성력을 가하기 위해 상기 수용 공간에 배치되는 탄성력 제공수단을 구비하는 가압형 ECAP 금형; 및
상기 금형 하우징 및 상기 펀치를 상기 제 1 금형 쪽으로 가압하기 위한 프레스장치;를 포함하며,
상기 펀치는 상기 금형 하우징에 고정되는 펀치 헤드, 상기 입구 통로에 삽입되어 상기 입구 통로에 삽입되는 소재를 가압하기 위한 가압 핀, 및 상기 펀치 헤드와 상기 가압 핀을 연결하고, 상기 가압 핀보다 두꺼운 로드를 포함하고,
상기 제 2 금형에는 상기 로드가 삽입되어 슬라이드 이동할 수 있도록 상기 입구 통로와 연결되는 로드 삽입구멍이 마련되는 것을 특징으로 하는 ECAP 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 가압형 ECAP 금형은 상기 제 1 채널과 연결되도록 상기 제 1 금형에 마련되는 핀 삽입구멍 및 상기 제 1 채널에 놓이는 소재를 밀어내기 위해 상기 핀 삽입구멍에 슬라이드 이동 가능하게 삽입되는 킥 아웃 핀을 더 포함하고,
상기 킥 아웃 핀을 슬라이드 이동시키기 위한 구동력을 제공하는 핀 구동장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ECAP 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 금형과 상기 제 2 금형 사이에 소재를 공급하기 위한 소재 공급장치; 및
상기 제 1 금형으로부터 소재를 배출하기 위한 소재 배출장치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 ECAP 장치.