KR101186236B1 - 수직형 다이캐스팅 머신용 슬리브의 중심축 위치 자동 보정 장치 - Google Patents

수직형 다이캐스팅 머신용 슬리브의 중심축 위치 자동 보정 장치 Download PDF

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송병목
김상구
이준성
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권동철
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Abstract

본 발명은 피스톤 또는 고정 테이블의 위치가 조금 틀어지더라도 슬리브의 중심축이 피스톤의 중심축에 항상 일치되도록 하여 슬리브의 내주면 일측이 불필요하게 깎이는 현상을 미연에 막을 수 있도록 한 수직형 다이캐스팅 머신용 슬리브의 중심축 위치 자동 보정 장치를 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 이를 위해, 본 발명의 수직형 다이캐스팅 머신용 슬리브의 중심축 위치 자동 보정 장치는, 고정 테이블과 유압실린더와 그리고 유압실린더에 연동된 피스톤을 갖는 수직형 다이캐스팅에 있어서, 고정 테이블에 고정되며 중공부를 갖는 원통 형상의 고정 슬리브와, 고정 슬리브의 중공부에 삽입되고 피스톤의 상하 이동을 안내하며 피스톤과 함께 용탕 수용부를 형성하는 원통 형상의 이동 슬리브와, 이동 슬리브가 고정 슬리브의 중공부 내에서 좌우 이동이 가능하도록 이동 슬리브와 고정 슬리브 사이에 형성되는 좌우 이동용 공간부와, 그리고 이동 슬리브 또는 고정 슬리브에 구비되어 이동 슬리브의 상하 이동은 막으면서 그 좌우 이동을 안내하는 안내 유닛을 포함하여 이루어진다.

Description

수직형 다이캐스팅 머신용 슬리브의 중심축 위치 자동 보정 장치{APPARATUS FOR AUTOMAICALLY CORRECTING THE CENTRAL AXIS POSITION OF A SLEEVE FOR A VERTICAL TYPE OF DIECASTING MACHINE}
본 발명은 수직형 다이캐스팅 머신에 관한 것으로서, 더 상세하게는 피스톤 또는 고정 테이블의 위치가 조금 틀어지더라도 슬리브의 중심축이 피스톤의 중심축에 항상 일치되도록 하여 슬리브의 내주면 일측이 불필요하게 깎이는 현상을 미연에 막을 수 있도록 한 수직형 다이캐스팅 머신용 슬리브의 중심축 위치 자동 보정 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 다이캐스팅은 다이 주조라고도 하며, 필요한 주조형상에 일치하도록 기계 가공된 강제(鋼製)의 금형(金型)에 용탕(즉, 용융금속)을 주입하여 금형과 똑같은 주물을 얻는 정밀 주조법이다. 이러한 다이캐스팅을 위한 머신은 용탕 가압용 피스톤의 이동 방향에 따라, 피스톤이 상하로 이동되는 수직형 다이캐스팅 머신과, 피스톤이 좌우로 이동되는 수평형 다이캐스팅 머신으로 크게 나뉘어진다.
이 중, 수직형 다이캐스팅 머신은, 유압 실린더와, 상기 유압실린더의 상부에 구비되어 유압실린더의 동작에 따라 상하 이동되는 피스톤과, 상기 피스톤이 삽입되고 안내되는 곳이며 피스톤과 함께 용탕을 공급받는 용탕 수용부를 형성시키는 슬리브와, 상기 슬리브를 고정하는 고정 테이블과, 그리고 상기 슬리브의 상단에 필요시 위치되고 피스톤의 상향 이동시 용탕이 주입되어 동일한 형상의 주물을 형성시키는 금형을 포함하여 이루어진다.
이렇게 이루어진 종래의 수직형 다이캐스팅 머신은 다음과 같은 동작을 통해 주물을 양산하게 된다.
용탕 수용부에 용탕을 붓고, 금형을 슬리브의 상단에 위치시킨다. 그리고 유압실린더를 동작시키면, 이에 연동된 피스톤은 슬리브를 따라 상향 이동되면서 용탕 수용부의 용탕을 위로 밀어 올리게 된다. 이렇게 밀어 올려진 용탕은 금형의 러너를 통해 금형 내부로 유입되어 금형의 내부 형상과 동일한 형상의 주물이 형성된다. 이 후, 금형이 좌우 또는 상하로 분리되면서 금형에 있던 주물은 떨어져 나오게 된다. 한편, 주물을 양산하기 위해 상술한 과정은 반복된다.
하지만, 이러한 종래의 수직형 다이캐스팅 머신은 다음과 같은 문제를 갖는다.
슬리브의 중심축이 피스톤의 중심축과 맞지 않을 경우, 슬리브의 내주면 일측은 피스톤에 의해 그 편심량 만큼 깎이게 되어 궁극적으로 피스톤과 슬리브(30) 사이에 불필요한 틈이 발생되면서 압축이 제대로 이루어지지 않아 금형으로의 용탕공급이 정밀하게 이루어지지 않는 문제가 있다. 참고로, 압축이 제대로 이루어지지 않을 경우 금형의 내부 일측에는 용탕이 공급되지 못해 주물에 불량이 초래된다.
슬리브의 중심축이 피스톤의 중심축과 맞지 않게 되는 경우로는, 설계 공차, 제품 공차, 조립 공차 등과 같은 공차로 인해 최초 설비시 야기될 수도 있고, 부재가 갖는 변형률, 부재간 열팽창계수의 차이 및 장기 사용에 따른 위치 틀어짐으로 인해 추후 야기될 수도 있다.
본 발명의 기술적 과제는, 피스톤 또는 고정 테이블의 위치가 조금 틀어지더라도 슬리브의 중심축이 피스톤의 중심축에 항상 일치되도록 하여 슬리브의 내주면 일측이 불필요하게 깎이는 현상을 미연에 막을 수 있도록 한 수직형 다이캐스팅 머신용 슬리브의 중심축 위치 자동 보정 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 수직형 다이캐스팅 머신용 슬리브의 중심축 위치 자동 보정 장치는, 고정 테이블과 유압실린더와 그리고 상기 유압실린더에 연동된 피스톤을 갖는 수직형 다이캐스팅에 있어서, 상기 고정 테이블에 고정되며 중공부를 갖는 원통 형상의 고정 슬리브; 상기 고정 슬리브의 상기 중공부에 삽입되고 상기 피스톤의 상하 이동을 안내하며 상기 피스톤과 함께 용탕 수용부를 형성하는 원통 형상의 이동 슬리브; 상기 이동 슬리브가 상기 고정 슬리브의 중공부 내에서 좌우 이동이 가능하도록 상기 이동 슬리브와 상기 고정 슬리브 사이에 형성되는 좌우 이동용 공간부; 및 상기 이동 슬리브 또는 상기 고정 슬리브에 구비되어 상기 이동 슬리브의 상하 이동은 막으면서 그 좌우 이동을 안내하는 안내 유닛을 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 안내 유닛은 상기 이동 슬리브의 상단에 구비되어 상기 고정 슬리브의 평면에 좌우 슬라이딩 가능하게 걸리는 상단 스토퍼; 및 상기 이동 슬리브의 하단에 구비되어 상기 고정 슬리브의 저면에 좌우 슬라이딩 가능하게 걸리는 하단 스토퍼를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 상단 스토퍼는 상기 이동 슬리브에 일체로 형성되되 상기 이동 슬리브의 길이 방향에 대해 수직하게 돌출 형성되고, 그리고 상기 하단 스토퍼는 상기 이동 슬리브의 하단에 나사 체결되는 별도 부재인 것일 수 있다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수직형 다이캐스팅 머신용 슬리브의 중심축 위치 자동 보정 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 슬리브가 이동 슬리브와 고정 슬리브로 분리된 구성을 가짐과 함께, 이동 슬리브가 고정 슬리브의 중공부에서 좌우 이동 가능하도록 좌우 이동용 공간부를 두어, 피스톤의 위치 또는 고정 테이블의 위치가 조금 틀어지더라도 이동 슬리브의 중심축이 피스톤의 중심축에 항상 일치되도록 하여, 이동 슬리브의 내주면의 일측이 불필요하게 깎이는 현상을 미연에 막을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 다이캐스팅 머신용 슬리브의 중심축 위치 자동 보정 장치를 나타낸 종단면도이다.
도 2는 도 1의 수직형 다이캐스팅 머신용 슬리브의 중심축 위치 자동 보정 장치의 동작 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수직형 다이캐스팅 머신용 슬리브의 중심축 위치 자동 보정 장치를 나타낸 종단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 수직형 다이캐스팅 머신용 슬리브의 중심축 위치 자동 보정 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 고정 테이블(50)과 그리고 유압실린더(미도시)에 연동된 피스톤(20)을 갖는 수직형 다이캐스팅에 있어서, 고정 슬리브(310)와, 이동 슬리브(320)와, 좌우 이동용 공간부(330)와, 그리고 안내 유닛(340)을 포함하여 이루어진다.
고정 테이블(50)은 고정 슬리브(310)가 고정되는 곳이다.
유압실린더(미도시)는 고정 브라켓(미도시)에 고정되며 피스톤 로드(10)에 상하 이동력을 제공한다.
피스톤(20)은 피스톤 로드(10)의 상단에 구비되어 피스톤 로드(10)를 통해 유압실린더(미도시)에 연동된다. 따라서, 피스톤(20)은 유압실린더의 상하 이동력에 의해 위 아래로 이동하게 된다. 특히, 피스톤(20)은 이동 슬리브(320)와 함께 용탕 수용부(R)를 형성하고 이동 슬리브(320)의 내주면에 상하 이동 가능하게 구비된다. 나아가, 이동 슬리브(320)의 내주면과의 압착 및 윤활을 고려하여 피스톤(20)에는 링세트(40)가 구비되며, 구체적으로, 링세트(40)는 피스톤(20)의 외주면에 체결되는 압축링(41)과 제1 오일링(42)과 제2 오일링(43)을 포함한다. 또한, 용탕 수용부(R)의 바닥면에 해당하는 피스톤(20)의 평면에는 주물 돌기용 홈(210)을 형성시키는 것이 바람직하다. 이로 인해 추후 주물이 완성될 때 주물 저면에 돌기가 형성되므로 주물이 금형(60)에서 잘 빠지지 않을 경우 이 돌기를 잡고 뺄 수 있어 편리하다. 또한, 용탕(LM)의 고열로부터 부재를 보호하기 위해 피스톤 로드(10) 및 피스톤(20)에는 냉각수 라인(CL)이 형성된다.
고정 슬리브(310)는 고정 테이블(50)에 나사 결합되어 고정 테이블(50)에 완전히 고정된 상태에 있는 것으로, 중공부를 갖는 원통 형상으로 이루어진다.
이동 슬리브(320)는 고정 슬리브(310)와 반대로 이동 가능한 상태에 있는 것으로, 고정 슬리브(310)의 중공부에 삽입되며 원통 형상을 갖는다. 또한, 이동 슬리브(320)는 실직적으로 피스톤(20)의 상하 이동을 안내하며 피스톤(20)과 함께 용탕 수용부(R)를 형성한다. 나아가, 이동 슬리브(320)는 용탕(LM)의 열을 직접적으로 전달받게 되므로 이동 슬리브(320)에는 열을 식히기 위한 냉각수 라인(CL)이 형성된다. 참고로, 용탕 수용부(R)에 공급되는 용탕(LM)을 만들기 위해 Al-Si계, Al-Si-Mg계, Al-Mg계, Al-Si-Cu계, Al-Si-Cu-Mg계의 알루미늄 합금이 사용된다. 알루미늄 합금은 고온에서의 강도가 높고, 내마모성이 뛰어나며, 가 작은 특징이 있다.
좌우 이동용 공간부(330)는 이동 슬리브(320)가 고정 슬리브(310)의 중공부 내에서 좌우 이동이 가능하도록 이동 슬리브(320)와 고정 슬리브(310) 사이에 형성된다. 좌우 이동용 공간부(330)는 이동 슬리브(320)의 외경이 고정 슬리브(310)의 내경보다 얼마나 작은가에 따라 그 간격이 결정되며, 이러한 간격은 수직형 다이캐스팅 머신의 전체 사이즈, 제품이 갖고 있는 다양한 공차, 부재간 열팽창 계수의 차이, 부재가 갖는 변형률 등을 고려하여 최소로 결정하는 것이 바람직할 것이다.
안내 유닛(340)은 이동 슬리브(320) 또는 고정 슬리브(310)에 구비되어 이동 슬리브(320)의 상하 이동을 막으면서 이동 슬리브(320)의 좌우 이동을 안내하는 것이다. 일예로, 안내 유닛(340)은 이동 슬리브(320)의 상단에 구비되어 고정 슬리브(310)의 상단에 좌우 슬라이딩 가능하게 걸리는 상단 스토퍼(341)와, 그리고 이동 슬리브(320)의 하단에 구비되어 고정 슬리브(310)의 하단에 좌우 슬라이딩 가능하게 걸리는 하단 스토퍼(342)를 포함하여 이루어진다. 따라서, 이동 슬리브(320)의 상하 이동은 상단 스토퍼(341)와 하단 스토퍼(342)에 의해 걸려 제한되고, 이동 슬리브(320)의 좌우 이동은 상단 스토퍼(341)와 하단 스토퍼(342)가 고정 슬리브(310)의 평면과 저면을 따라 슬라이딩되므로 가능하게 된다.
보다 구체적으로, 상단 스토퍼(341)는 이동 슬리브(320)에 일체로 형성되되 이동 슬리브(320)의 길이 방향에 대해 수직하게 돌출 형성되고, 그리고 하단 스토퍼(342)는 이동 슬리브(320)의 하단에 나사 체결되는 별도 부재로 제공된다. 이렇게 상단 스토퍼(341)는 이동 슬리브(320)에 일체로 하고, 하단 스토퍼(342)는 별도 부재로 하는 이유는, 조립 시간을 줄이는 등 조립을 수월하게 하기 위해 이동 슬리브(320)를 위에서 아래로 고정 슬리브(310)에 조립하는 방식을 취하기 위함이다. 즉, 이동 슬리브(320)를 고정 슬리브(310)의 중공부에 올려 놓으면 이동 슬리브(320)가 중력에 의해 하강하면서 이동 슬리브(320)의 상단 스토퍼(341)가 고정 슬리브(310)의 평면에 걸리게 되고, 이 상태에서 하단 스토퍼(342)를 이동 슬리브(320)의 저면에 나사 결합하면 되기 때문이다. 만약, 이동 슬리브(320)를 아래에서 위로 올려 고정 슬리브(310)에 조립하는 방식을 취하게 되면 이동 슬리브(320)가 중력에 의해 아래로 빠지는 것을 막기 위해 고정 슬리브(310)에 나사 체결이 완료될 때까지 조립자가 이동 슬리브(320)를 계속 붙잡고 있어야 하는 불편함이 있을 것이다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 수직형 다이캐스팅 머신용 슬리브의 중심축 위치 자동 보정 장치의 동작 과정을 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1의 수직형 다이캐스팅 머신용 슬리브의 중심축 위치 자동 보정 장치의 동작 상태를 나타낸 도면이다.
고정 슬리브(310)와 이에 삽입된 이동 슬리브(320) 사이에 이동 슬리브(320)가 충분히 이동할 수 있는 여유 공간인 좌우 이동용 공간부(330)가 있으므로, 도 1에 나타난 피스톤(20)이 도 2와 같이 좌측으로 편심되거나 도 1에 나타난 고정 테이블(50)이 도 2와 같이 우측으로 쏠리는 상황이 발생될 경우, 이동 슬리브(320)는 도 2와 같이 좌측으로 이동하면서 이동 슬리브(320)의 중심축은 피스톤(20)의 중심축에 일치된다.
이때, 이동 슬리브(320)의 중심축을 기준으로 좌측에 있는 좌우 이동용 공간부(330)는 그 좌우 간격이 줄게 되고 우측에 있는 좌우 이동용 공간부(330)는 그 좌우 간격이 상대적으로 커지게 된다. 또한, 이동 슬리브(320)가 좌로 이동되는 동안, 상단 스토퍼(341)와 하단 스토퍼(342)가 고정 슬리브(310)의 평면과 저면을 따라 각각 슬라이딩되고, 상단 스토퍼(341)와 하단 스토퍼(342)가 고정 슬리브(310)의 평면과 저면에 각각 걸려 그 상하 이동은 제한된다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 수직형 다이캐스팅 머신용 슬리브의 중심축 위치 자동 보정 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 슬리브가 이동 슬리브(320)와 고정 슬리브(310)로 분리된 구성을 가짐과 함께, 이동 슬리브(320)가 고정 슬리브(310)의 중공부에서 좌우 이동 가능하도록 좌우 이동용 공간부(330)를 마련함에 따라, 피스톤(20)의 위치 또는 고정 테이블(50)의 위치가 조금 틀어지더라도 이동 슬리브(320)의 중심축이 피스톤(20)의 중심축에 항상 일치되므로, 이동 슬리브(320)의 내주면의 일측이 불필요하게 깎이는 현상을 미연에 막을 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
20: 피스톤 50: 고정 테이블
310: 고정 슬리브 320: 이동 슬리브
330: 좌우 이동용 공간부 340: 안내 유닛
341: 상단 스토퍼 342: 하단 스토퍼

Claims (3)

  1. 고정 테이블(50)과 그리고 유압실린더에 연동된 피스톤(20)을 갖는 수직형 다이캐스팅 머신에 있어서,
    상기 고정 테이블(50)에 고정되며 중공부를 갖는 원통 형상의 고정 슬리브(310);
    상기 고정 슬리브(310)의 상기 중공부에 삽입되고 상기 피스톤(20)의 상하 이동을 안내하며 상기 피스톤(20)과 함께 용탕 수용부(R)를 형성하는 원통 형상의 이동 슬리브(320);
    상기 이동 슬리브(320)가 상기 고정 슬리브(310)의 중공부 내에서 좌우 이동이 가능하도록 상기 이동 슬리브(320)와 상기 고정 슬리브(310) 사이에 형성되는 좌우 이동용 공간부(330); 및
    상기 이동 슬리브(320) 또는 상기 고정 슬리브(310)에 구비되어 상기 이동 슬리브(320)의 상하 이동은 막으면서 그 좌우 이동을 안내하는 안내 유닛(340)
    을 포함하여 이루지는 것을 특징으로 하는 수직형 다이캐스팅 머신용 슬리브의 중심축 위치 자동 보정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 안내 유닛(340)은
    상기 이동 슬리브(320)의 상단에 구비되어 상기 고정 슬리브(310)의 평면에 좌우 슬라이딩 가능하게 걸리는 상단 스토퍼(341); 및
    상기 이동 슬리브(320)의 하단에 구비되어 상기 고정 슬리브(310)의 저면에 좌우 슬라이딩 가능하게 걸리는 하단 스토퍼(342)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수직형 다이캐스팅 머신용 슬리브의 중심축 위치 자동 보정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 상단 스토퍼(341)는 상기 이동 슬리브(320)에 일체로 형성되되 상기 이동 슬리브(320)의 길이 방향에 대해 수직하게 돌출 형성되고, 그리고
    상기 하단 스토퍼(342)는 상기 이동 슬리브(320)의 하단에 나사 체결되는 별도 부재인 것을 특징으로 하는 수직형 다이캐스팅 머신용 슬리브의 중심축 위치 자동 보정 장치.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62270265A (ja) 1986-05-16 1987-11-24 Ube Ind Ltd 竪鋳込型ダイカストマシンの溶湯鋳込装置
US6467528B1 (en) 2001-05-17 2002-10-22 Tht Presses Inc. Vertical die casting press and method of producing fiber reinforced die cast metal parts

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