KR101178943B1 - 사출물의 게이트 절단 및 연마장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사출 성형 후 성형된 제품의 취출 전 게이트를 자동으로 절단하고, 게이트가 절단된 절단면을 연마 가공하는 사출물의 게이트 절단 및 연마장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 사출물의 게이트 절단 및 연마장치는 상호 형합되어 사출제품의 성형을 위한 캐비티를 형성하는 제1, 제2 금형과, 제1, 제2 금형의 일측에 마련되며 용융수지를 주입하기 위한 스프루부시와, 상기 스프루부시로부터 용융수지가 캐비티를 향해 이동하도록 형성된 런너와, 상기 런너와 캐비티를 연결하며 용융수지의 흐름을 개선하기 위한 게이트가 마련된 사출금형에 설치되는 것으로, 상기 제1, 제2 금형 중 선택된 어느 일측에 게이트를 향해 승강 가능하도록 설치되는 커터부재와, 상기 커터부재의 외주면에 형성되어 있는 연마패드를 구비하는 커팅유닛과, 상기 커팅유닛으로부터 연장되는 회전축과, 상기 회전축의 단부에 설치되어 상기 회전축 및 커팅유닛을 회전구동하는 구동모터와, 상기 구동모터가 지지되는 승강판을 승하강시켜 상기 커터부재를 상기 게이트측으로 절단 가능하게 승강시키는 액튜에이터를 구비한다.
본 발명에 따른 사출물의 게이트 절단 및 연마장치는 사출성형 후 제품이 취출되기 전에 사출된 제품에 부착된 게이트가 자동으로 절단되며, 절단면을 매끄럽게 연마처리함으로써 제품의 표면 처리를 위한 후공정이 생략될 수 있는 이점이 있다.

Description

사출물의 게이트 절단 및 연마장치 {GATE CUTTING AND POLISHING APPARATUS FOR INJECTION MOLD}

본 발명은 사출물의 게이트 절단 및 연마장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사출 성형 후 성형된 제품의 취출 전 게이트를 자동으로 절단하고, 게이트가 절단된 절단면을 연마 가공하는 사출물의 게이트 절단 및 연마장치에 관한 것이다.

일반적으로 사출성형은 플라스틱 제품을 성형하는데 가장 광범위하게 이용되는 제조방법 중 하나로써, 가열 실린더에서 용융시킨 수지를 고압으로 닫혀진 금형의 캐비티(Cavity)에 사출하여 고화 또는 경화시킴으로써 캐비티 형상에 상응하는 성형품을 만드는 방법으로서, 이러한 금형은 내열성이 우수한 금속 등의 재질로 형성되며, 제조될 사출제품과 대응하는 형상으로 형성된 복수의 캐비티와, 용융된 수지가 주입되는 스프루와, 스프루를 통해 주입된 용융 수지를 복수의 캐비티로 분산하여 공급하는 런너와, 런너에 비하여 상대적으로 적은 단면적을 갖도록 형성되어 캐비티에 주입되는 용융수지의 흐름을 제어하는 게이트 등의 구성이 마련되어 있다.

따라서 사출성형기의 노즐로부터 사출되는 용융 수지는 금형의 스프루와 런너 및 게이트를 통하여 캐비티로 충진된 후 고화되며, 이렇게 고화된 성형품이 금형으로부터 분리되는 경우 불필요한 부분인 스프루, 런너 및 게이트도 캐비티와 함께 일체로 취출되므로 성형품으로부터 불필요한 부분을 제거하기 위한 후공정이 필요하게 된다.

근래에는 이러한 별도의 후공정에 따른 작업시간 및 작업공수의 손실을 방지하기 위하여 금형 내에서 별도의 구동수단(유압 또는 공압실린더, 스프링 탄성기구등)에 의하여 게이트 또는 런너를 제거하기 위한 구조가 개시되고 있다.

이러한 일 예로 대한민국 등록실용신안 공개번호 제1998-0021974호 에는 스프루부쉬가 마련되는 고정측 부착판과 고정측 부착판의 하측에 상호 결합되어 소정형상의 캐비티를 형성하는 상,하 형판과 상,하 형판에 의해 일정한 형상으로 성형되는 성형품의 중앙 하측에 설치되어 게이트를 타발하는 제1이젝터핀과, 제1이젝터핀과 연설되고 상,하로 승강하는 상,하 이젝터 플레이터와, 상,하 이젝터 플레이터의 내부에 축설되어 성형품을 이탈시키는 제2이젝터핀과, 상,하 형판을 형개하는 가동측 부착판을 포함한 금형을 통하여 상,하 형판을 형개시킨 후 상,하 이젝터 플레이트를 상승시켜 게이트를 타발하는 구성이 개시되어 있다.

그러나 이러한 종래의 게이트 절단 장치들은 게이트가 절단된 후 절단면이 형성되기 때문에 절단면이 매끄러워야 하는 제품의 경우에는 절단면을 별도로 연마하는 후공정을 실시해야만 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 사출 성형후 제품에 부착된 게이트를 자동으로 절단하고 절단면을 연마 가공함으로써 매끄러운 가공면을 형성할 수 있는 사출물을 게이트 절단 및 연마장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 사출물의 게이트 절단 및 연마장치는 상호 형합되어 사출제품의 성형을 위한 캐비티를 형성하는 제1, 제2 금형과, 제1, 제2 금형의 일측에 마련되며 용융수지를 주입하기 위한 스프루부시와, 상기 스프루부시로부터 용융수지가 캐비티를 향해 이동하도록 형성된 런너와, 상기 런너와 캐비티를 연결하며 용융수지의 흐름을 개선하기 위한 게이트가 마련된 사출금형에 설치되는 것으로, 상기 제1, 제2 금형 중 선택된 어느 일측에 게이트를 향해 승강 가능하도록 설치되는 커터부재와, 상기 커터부재의 외주면에 형성되어 있는 연마패드를 구비하는 커팅유닛과, 상기 커팅유닛으로부터 연장되는 회전축과, 상기 회전축의 단부에 설치되어 상기 회전축 및 커팅유닛을 회전구동하는 구동모터와, 상기 구동모터가 지지되는 승강판을 승하강시켜 상기 커터부재를 상기 게이트측으로 절단 가능하게 승강시키는 액튜에이터를 구비한다.

상기 커팅유닛과 구동모터 및 액튜에이터는 상기 제1 금형에 설치되어 있고, 상기 커팅유닛에 의해 게이트가 절단될 때 상기 커팅유닛과 대향되는 상기 게이트의 하부를 지지하도록 제2 금형에 설치되며 상기 게이트가 절단되도록 상기 커팅유닛이 하강하는 방향을 따라 하강 가능하게 된 지지부재와, 상기 지지부재가 상기 게이트측으로 탄성바이어스 되게 상기 지지부재를 지지하는 탄성부재를 포함하는 지지유닛을 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 사출물의 게이트 절단 및 연마장치는 사출성형 후 제품이 취출되기 전에 사출된 제품에 부착된 게이트가 자동으로 절단되며, 절단면을 매끄럽게 연마처리함으로써 제품의 표면 처리를 위한 후공정이 생략될 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 사출물의 게이트 절단 및 연마장치가 구비된 사출금형을 도시한 단면도,
도 2는 도 1의 사출물의 게이트 절단 및 연마장치의 분리사시도,
도 3은 도 1의 게이트가 절단되는 커터유닛과 완충부를 도시한 단면도,
도 4는 도 3의 커터유닛이 게이트를 절단한 상태를 도시한 단면도,
도 5는 제1, 제2 자석을 더 구비하는 커팅유닛과 지지유닛의 다른 실시예를 도시한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 사출물의 게이트 절단 및 연마장치를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 4에는 본 발명에 따른 사출물의 게이트 절단 및 연마장치(100)의 바람직한 일 실시 예가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 사출물의 게이트 절단 및 연마장치(100)는 사출금형(10)에 설치되어 사출 성형되는 제품에 부착된 게이트(15)를 절단하고 절단면을 연마하는 것이다.

사출금형(10)은 상호 형합되어 사출제품(16)을 성형하기 위한 성형공간 즉, 캐비티를 형성하는 제1, 제2 금형(11,12)을 구비한다.

제1, 제2 금형(11,12)에는 각각 상기 캐비티를 형성할 수 있도록 인입 또는 돌출된 제1, 제2 성형코어(13,14)가 마련되어 있다. 그리고 제1 금형(11)에는 도시되지는 않았으나, 용융된 수지를 상기 캐비티로 주입하기 위해 스프루부시와 런너가 형성되어 있고, 캐비티는 용융수지의 흐름을 제어하기 위한 게이트(15)를 통해 상기 런너와 연통되어 용융수지가 주입될 수 있도록 되어 있다.

제1, 제2 금형(11,12)이 형합된 후 형성된 캐비티에 용융수지를 주입한 다음 냉각시키면 캐비티의 형상에 대응하는 사출제품(16)이 성형되는데, 이 사출제품(16)에 게이트(15)에 잔류하는 냉각된 수지도 함께 부착된 상태가 된다.

따라서 본 발명의 사출물의 게이트 절단 및 연마장치(100)를 통해 상기 사출제품(16)에 부착된 게이트(15)를 절단 및 연마한다.

사출물의 게이트 절단 및 연마장치(100)는 커팅유닛(110)과, 회전축(120), 구동모터(130), 액튜에이터(140) 및 지지유닛(150)을 구비한다.

상기 커팅유닛(110)은 성형된 사출제품(16)과 게이트(15)의 경계부를 절단하고 절단면을 연마하는 것으로서, 원통형상의 커터부재(111)와 커터부재(111)의 외주면에 형성된 연마패드(113)를 포함한다.

커터부재(111)는 하단의 가장자리가 게이트(15)와 사출제품(16)의 경계부에 위치할 수 있는 직경을 가지며 본 실시예와 같이 두 개의 사출제품(16)을 동시에 성형하는 금형에 설치되는 경우 각 사출제품(16)과 연결되는 게이트(15) 사이의 거리에 대응하는 직경으로 형성되어 한번의 하강으로 양 측 사출제품(16)에 부착된 게이트(15)를 동시에 절단할 수 있도록 되어 있다.

상기 연마패드(113)는 절단면을 매끄럽게 연마하기 위한 것으로 통상적인 연마공정에 사용되는 연마패드(113)가 적용될 수 있다.

상기 연마패드(113)는 원통형의 커터부재(111) 외주면에 시트 형태로 부착하여 착탈 가능하게 형성될 수도 있으며, 일체로 형성될 수도 있다.

커팅유닛(110)은 후술하는 액튜에이터(140)에 의해 상하방향을 따라 승강이 이루어질 수 있으며, 구동모터(130)에 의해 회전이 이루어질 수 있다.

상기 회전축(120)은 제1 금형(11)을 따라 커터부재(111)로부터 상방으로 연장되며 구동모터(130)와 연결되어 있다. 구동모터(130)가 구동하면 회전축(120)이 회전하며, 이 회전축(120)의 단부에 결합된 커팅유닛(110) 역시 이 회전축(120)을 중심으로 회전이 이루어지게 된다.

상기 구동모터(130)는 상술한 것처럼 회전축(120)을 회전 구동시키기 위한 것이며 본 실시예의 경우 에어모터가 적용되었다. 일반적인 사출 공장의 경우 사출금형(10)의 가동을 위한 에어 공급라인이 마련되어 있으므로 기존의 에어 공급라인을 통해 구동이 가능한 에어모터를 사용하여 회전축(120)을 회전구동하는 것이 바람직하다. 상기 구동모터(130)는 이 외에도 일반적인 전기 모터 등 다양한 형태의 모터가 적용될 수 있다.

상기 액튜에이터(140)는 구동모터(130)와 회전축(120) 및 커팅유닛(110)을 절단작업을 위해 승강 구동하기 위한 것이다.

상기 구동모터(130)는 제1 금형(11)에 승강 가능하게 설치된 승강판(141)에 지지되어 있는데, 액튜에이터(140)가 이 승강판(141)을 상하방향으로 승강구동시키게 된다.

액튜에이터(140)는 공압실린더가 적용되었으며, 실린더 본체는 제1 금형(11)에 고정되어 있고, 실린더 로드가 승강판(141)과 연결되어 승강판(141)을 승강시킴으로써 구동모터(130)와 커팅유닛(110)을 모두 승강 구동하게 된다. 본 실시예에서는 액튜에이터(140)가 공압을 이용하는 공압실린더가 적용되었으나 이 외에도 유압실린더나 스크류 타이의 액튜에이터(140)가 적용될 수도 있다.

상기 지지유닛(150)은 제2 금형(12)에 설치되어 절단작업을 수행하는 커팅유닛(110)을 지지하기 위한 것이다.

지지유닛(150)은 제2 금형(12)의 상면에 게이트(15)를 절단하기 위해 하강하는 커팅유닛(110)에 대응하도록 형성되는데, 제2 금형(12)에 승강가능하게 설치되는 지지부재(151)와, 이 지지부재(151)를 상방으로 탄성바이어스 시키기 위한 탄성부재(153)를 포함한다.

지지부재(151)의 상면에는 용융수지가 주입되도록 이동로를 제공하기 위한 제1 삽입홈(152)이 형성되어 있으며, 상기 커팅부재의 하면에 형성된 제2 삽입홈(112)과 함께 수지가 주입되는 게이트(15)를 형성하게 된다.

지지부재(151)는 커터부재(111)가 하강하면 커터부재(111)의 하면과 접촉하게 되는데, 게이트(15)의 하단까지 말끔하게 절단이 이루어질 수 있게 커터부재(111)에 의해 하방으로 가압되면 하방으로 소정깊이 삽입이 이루어질 수 있게 승강 가능하도록 설치된다.

상기 탄성부재(153)는 지지부재(151)의 하단을 지지하며 지지부재(151)를 상방으로 탄성바이어스 시키기 위한 것이다. 상기 제2 금형(12)에는 지지부재(151)를 승강 가능하게 설치하기 위한 승강홈이 하방으로 인입되게 형성되어 있으며, 탄성부재(153)가 하단과 상단이 각각 이 승강홈의 바닥면과 지지부재(151)의 하단면을 지지하도록 설치됨으로써 지지부재(151)를 상방으로 탄성바이어스 시키게 된다.

탄성부재(153)에 의해 지지부재(151)가 상사점에 이를때, 지지부재(151)의 상면이 제2 성형코어(14)의 상면과 나란하게 되어 제2 성형코어(14)와 함께 용융수지가 이동할 수 있는 이동로인 게이트(15)를 형성하게 된다.

이렇게 지지부재(151)가 하방으로 하강할 수 있도록 되어 있으므로 커터부재(111)가 게이트(15)의 하단보다 하방으로 더 이동하여 절단면이 매끄럽게 잘릴 수 있도록 유도한다.

상기 커팅유닛(110)이 게이트(15)를 절단한 후에는 연마를 위해 회전이 이루어지는데, 커터부재(111)의 하면이 지지부재(151)의 상면에 접촉된 상태에서는 커팅유닛(110)이 회전하는 경우 접촉면 상에서 마모가 발생하여 커터부재(111)와 지지부재(151)의 수명이 단축될 수 있다. 따라서 도 5에 도시된 것처럼 커터부재(111)의 하면과 지지부재(151)의 상면 사이에 각각 동일 극성의 제1, 제2 자석(114,154)을 설치해 두어 커터부재(111)의 하면과 지지부재(151)의 상면사이에 척력이 발생하게 할 수 있다. 이렇게 척력이 발생하게 되면 액튜에이터(140)에 의한 외력이 사라졌을 때 제1, 제2 자석(114,154) 사이의 척력으로 인해 커터부재(111)와 지지부재(151)가 소정간격 이격된 상태를 유지할 수 있게 되며 이 상태에서 커팅유닛(110)을 회전시킴으로써 지지부재(151)와 커터부재(111)의 접촉면 상에서 마모가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

본 실시예의 사출물의 게이트 절단 및 연마장치(100)의 작동과정은 다음과 같다.

제1, 제2 금형(11,12)이 형합되어 캐비티가 형성되면 스프루부시를 통해 용융수지를 주입하고, 용융수지는 런너와 게이트(15)를 통과해 캐비티에 충진된다. 용융수지의 충진이 완료되면 수지의 충진을 중단하고 금형을 냉각시켜 제품을 성형한다.

용융수지가 경화되고 나면 제품의 취출을 준비하는데, 제1, 제2 금형(11,12)을 분리하기 전에 액튜에이터(140)가 승강판(141)을 소정거리 하강시키면서 커팅유닛(110)을 하방으로 이동시킨다.

커팅유닛(110)의 하강에 의해 커터부재(111)는 사출제품(16)과 게이트(15)의 경계부분을 절단하면서 하방으로 하강하게 되고, 지지부재(151)가 커터부재(111)의 가압으로 인해 하방으로 소정깊이 인입되면서 사출제품(16)과 게이트(15)가 완전히 절단되어 분리가 이루어진다.

이후 액튜에이터(140)는 승강판(141)을 다시 상승시키며 커터부재(111)의 하면이 지지부재(151)의 상면으로부터 미세하게 이격된 상태에서 액튜에이터(140)는 승강판(141) 및 커팅유닛(110)의 승강을 정지시키고, 구동모터(130)가 구동하면서 회전축(120)과 커티유닛을 회전시킨다.

커팅유닛(110)의 회전에 의해 연마패드(113)가 접촉되는 사출제품(16)의 절단면이 연마되면서 절단면의 표면이 매끄럽게 가공된다.

이렇게 사출제품(16)으로부터 게이트(15)가 절단되고 절단면의 가공이 마쳐진 후 제1, 제2 금형(11,12)이 형개 되고 취출핀이 사출제품(16)을 제2 금형(12)으로부터 분리시키면서 제품의 성형이 완료된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10; 사출금형
11, 12; 제1, 제2 금형 13, 14; 제1, 제2 성형코어
15; 게이트 16; 사출제품
100; 사출물의 게이트 절단 및 연마장치
110; 커팅유닛
111; 커터부재 113; 연마패드
120; 회전축
130; 구동모터
140; 액튜에이터
150; 지지유닛
151; 지지부재 153; 탄성부재

Claims (3)

1. 상호 형합되어 사출제품의 성형을 위한 캐비티를 형성하는 제1, 제2 금형과, 제1, 제2 금형의 일측에 마련되며 용융수지를 주입하기 위한 스프루부시와, 상기 스프루부시로부터 용융수지가 캐비티를 향해 이동하도록 형성된 런너와, 상기 런너와 캐비티를 연결하며 용융수지의 흐름을 개선하기 위한 게이트가 마련된 사출금형에 설치되는 것으로,
   상기 제1, 제2 금형 중 선택된 어느 일측에 게이트를 향해 승강 가능하도록 설치되는 커터부재와, 상기 커터부재의 외주면에 형성되어 있는 연마패드를 구비하는 커팅유닛과;
   상기 커팅유닛으로부터 연장되는 회전축과;
   상기 회전축의 단부에 설치되어 상기 회전축 및 커팅유닛을 회전구동하는 구동모터와;
   상기 구동모터가 지지되는 승강판을 승하강시켜 상기 커터부재를 상기 게이트측으로 절단 가능하게 승강시키는 액튜에이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 사출물의 게이트 절단 및 연마장치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 커팅유닛과 구동모터 및 액튜에이터는 상기 제1 금형에 설치되어 있고,
   상기 커팅유닛에 의해 게이트가 절단될 때 상기 커팅유닛과 대향되는 상기 게이트의 하부를 지지하도록 제2 금형에 설치되며 상기 게이트가 절단되도록 상기 커팅유닛이 하강하는 방향을 따라 하강 가능하게 된 지지부재와, 상기 지지부재가 상기 게이트측으로 탄성바이어스 되게 상기 지지부재를 지지하는 탄성부재를 포함하는 지지유닛을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 사출물의 게이트 절단 및 연마장치.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 커터부재의 하단에는 자기장을 형성하는 제1 자석이 마련되어 있고,
   상기 지지부재의 상단에는 상기 제1 자석과 같은 극성을 띄어 척력이 발생하는 제2 자석이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 사출물의 게이트 절단 및 연마장치.
   

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