KR101235896B1 - 금형 제조방법 및 그에 따른 금형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금형 제조방법 및 그에 따른 금형장치에 관련되며, 이때 금형 제조방법 및 그에 따른 금형장치는 금형제작에 따른 작업공정을 대폭 단축하면서 캐비티 공간의 가공정밀도를 높이고, 특히 습합면의 가공공차로 인한 성형불량을 방지하기 위해 가상형합위치 설정단계(S1), 가상형합 단계(S2), 공차가공 단계(S3)를 포함하여 주요구성으로 이루어진다.
이에 따라, 본 발명은 금형이 경사홈과 경사돌기에 의해 사출성형시 형합조건과 동일한 조건으로 가상조립된 상태로 가공됨에 따라 금형제작에 따른 작업공정이 대폭 단축됨은 물론 가공정밀도가 향상되고, 특히 분할된 금형이 가상형합된 상태로 가공되므로 습합면의 가공공차로 인한 성형불량이 방지되는 효과가 있다.

Description

금형 제조방법 및 그에 따른 금형장치{METHOD AND APPARATUS FOR PRODUCING MOLD}

본 발명은 금형 제조방법 및 그에 따른 금형장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 습합면의 가공공차로 인한 성형불량 및 캐비티 공간의 가공 정밀도를 높이기 위한 금형 제조방법 및 그에 따른 금형장치에 관한 것이다.

통상적으로 금형장치는 용융상태의 성형재료를 캐비티 공간에 주입하고, 이를 고화 또는 경화하여 취출하는 성형장치로서, 단순한 구조의 성형품에서 복잡한 구조의 성형품에 이르기까지 대량생산이 가능하다는 이점으로 인해 기계, 전자, 생활용품을 포함하는 부품 제조공정에 널리 사용되고 있다.

예컨대, 금형장치는 고정(固定)금형 및 가동(可動)금형으로 이루어지고, 가동금형은 실린더를 포함한 가동수단에 의해 이송되어 고정금형에 대하여 이접됨으로써, 형폐(型閉), 형개(型開) 작동을 수행하게 된다. 이때 금형장치는 제품 디자인의 다양한 설계변경으로 인한 언더컷처리 및 취출성을 고려하여 금형이 다분할 형성됨에 따라 형합시 습합면의 가공공차로 인한 성형불량(burr발생) 및 캐비티공간의 정밀공차가공이 어려운 실정이다.

이에 따라 종래에 특허공개번호 특1999-43584호에서 캐드데이터생성단계 및 금형형상가공단계, 연마단계, 형합확인단계를 순차적으로 수행 후 상형과 하형의 틈새를 정확히 측정하여 연마할 위치 및 연마량을 미리 계산한후 연마함으로써 형합 확인 시간을 대폭 절감할 수 있도록 하고 있다.

그러나, 상기 종래기술은 캐드데이터와 정확히 일치하는 금형을 빠른시간에 제작하기 위한 기술이나, 공차에 만족하는 금형을 제작하기 위해서는 연마위치 및 연마량결정단계, 연마단계, 형합확인단계를 수회에 걸쳐 반복 수행해야 하므로 제작시간 단축에 한계가 따랐다.

즉, 연마위치 및 연마량결정단계를 통하여 연마위치 및 연마량을 결정하고, 이어서 연마단계를 거쳐 가공공정을 수행한 다음, 형합확인단계를 통하여 금형을 다이스파팅기에 형합설치후 연마공차를 검사하고, 공차미달일 경우 금형을 다이스파팅기에서 분리후 상기 제조단계를 반복 수행해야 하므로 제조과정이 번거롭고, 특히 연마가공이 완료된 후 미세한 공차에도 금형간의 습합면에 단턱 및 틈새가 형성되어 성형불량으로 이어지는 문제점이 따랐다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 금형제작에 따른 작업공정을 대폭 단축하면서 캐비티 공간의 가공정밀도를 높이고, 특히 습합면의 가공공차로 인한 성형불량을 방지하기 위한 금형 제조방법 및 그에 따른 금형장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 가동측금형(2)과 슬라이드코아(3)의 가상형합위치를 설정하는 단계(S1); 상기 가동측금형(2)과 슬라이드코아(3)를 가상형합하는 단계(S2); 상기 가상형합된 금형의 습합면(3a)과 캐비티공간(3b)을 공차가공하는 단계(S3);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 공차가공이 완료된 금형은 검사단계(S4)를 거쳐 허용공차 범위내까지 공차가공단계(S3)를 반복수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 고정측 금형(1)과 가동측금형(2)이 형합, 형개되도록 설치되고, 캠(4)에 의해 가동측금형(2)과 연계작동되는 슬라이드코아(3)가 구비되는 금형장치에 있어서, 상기 가동측금형(2)과 슬라이드코아(3)가 서로 대응하는 위치에 형성되고, 서로 맞물려 가동측금형(2)과 슬라이드코아(3)를 가상형합하도록 구비되는 경사홈(10)과 경사돌기(20); 상기 경사홈(10)과 경사돌기(20)가 맞물린 상태로 가동측금형(2)과 슬라이드코아(3)를 볼트(B)로 체결하도록 형성되는 체결공(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 슬라이드코아(3)에 형성되는 체결공(30)은 슬라이드코아(3)의 이송방향으로 확장된 장공으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 경사홈(10)과 경사돌기(20)의 경사각은 캠(4)의 경사각 대비 슬라이드코아(3)의 형합방향으로 5~30도 크게 형성되는 것을 특징으로 한다.

이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 금형이 경사홈과 경사돌기에 의해 사출성형시 형합조건과 동일한 조건으로 가상조립된 상태로 가공됨에 따라 금형제작에 따른 작업공정이 대폭 단축됨은 물론 가공정밀도가 향상되고, 특히 분할된 금형이 가상형합된 상태로 가공되므로 습합면의 가공공차로 인한 성형불량이 방지되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 금형 제조방법을 계략적으로 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 금형장치를 분해하여 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 금형장치의 조립된 상태를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 금형장치의 사용상태를 나타내는 구성도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명은 금형 제조방법 및 그에 따른 금형장치에 관련되며, 이때 금형 제조방법 및 그에 따른 금형장치는 금형제작에 따른 작업공정을 대폭 단축하면서 캐비티 공간의 가공정밀도를 높이고, 특히 습합면의 가공공차로 인한 성형불량을 방지하기 위해 가상형합위치 설정단계(S1), 가상형합 단계(S2), 공차가공 단계(S3)를 포함하여 주요구성으로 이루어진다.

1. 가상형합위치 설정단계(S1)

본 발명에 따른 가상형합위치 설정단계(S1)는 가동측금형(2)과 슬라이드코아(3)가 서로 대응하는 위치에 형성되는 경사홈(10)과 경사돌기(20)의 맞물림에 의해 가동측금형(2)과 슬라이드코아(3)의 가상형합위치를 설정한다.

가상형합위치는 사출공정을 수행시 고정측금형(1) 및 가동측금형(2), 슬라이드코아(3)가 형합된 상태의 조건과 동일한 조건으로 가동측금형(2)과 슬라이드코아(3)를 가상형합하기 위한 기준위치를 설정하는 단계로서, 가동측금형(2)과 슬라이드코아(3)가 대응하는 위치에 음양각구조의 경사홈(10)과 경사돌기(20)를 맞물리도록 형성한다.

이에 후술하는 가상형합 단계(S2)에서 가동측금형(2)과 슬라이드코아(3)를 체결시 경사홈(10)과 경사돌기(20)의 미끄럼운동에 의해 슬라이드코아(3)가 형합위치로 밀착고정되므로, 현장에서 사출성형시 형합조건과 동일하게 유지된다.

2. 가상형합 단계(S2)

본 발명에 따른 가상형합 단계(S2)는 경사홈(10)과 경사돌기(20)가 맞물린 상태로 가동측금형(2)과 슬라이드코아(3)를 볼트(B)로 체결하여 가상형합한다.

가동측금형(2)과 슬라이드코아(3)는 경사홈(10)과 경사돌기(20)를 맞물리도록 조립한 상태로 볼트(B)를 체결하여 가상형합한다. 이때 볼트(B) 체결과정에서 경사홈(10)과 경사돌기(20)의 미끄럼운동에 의해 슬라이드코아(3)가 현장에서 사출성형시 캠(4)(앵귤러핀, 도그레그핀)운동에 의한 이송방향과 동일한 방향으로 가압되어 긴밀하게 형합된다.(도 3에서는 3개의 슬라이드코아가 형합된 상태를 도시)

3. 공차가공 단계(S3)

본 발명에 따른 공차가공 단계(S3)는 가상형합된 금형의 습합면(3a)과 캐비티공간(3b)을 공차가공한다.

가상형합된 금형은 가공장치(연마장치, 머시닝센터)에 투입되어 캐비티공간(3b)이 정밀가공되고, 가공공정 중에 수시로 허용공차를 측정하거나 가공공정이 완료된 후 검사단계(S4)를 거쳐 허용공차 범위 내까지 공차가공단계(S3)를 반복수행하게 된다.

그리고, 공차가공 단계(S3)가 완료되면 볼트(B)를 제거하여 가동측금형(2)과 슬라이드코아(3)를 결속해제한 상태로 현장의 금형장치에 적용하여 사출성형을 수행하게 도된다.

이처럼, 가상형합된 가동측금형(2)과 슬라이드코아(3)는 사출공정을 수행시 형합된 상태와 동일한 조건에서 가공공정이 수행됨에 따라 가공공정이 완료된 후 현장에서 사출공정을 위해 형합시에도 경사홈(10)과 경사돌기(20)가 맞물려 공차가공단계와 동일한 조건으로 형합상태가 유지됨에 따라 성형정밀도가 향상되고, 특히 다수개의 슬라이드코아(3)를 조합하여 캐비티공간(3b)을 형성하는 금형의 경우 슬라이드코아(3)가 서로 면접되는 습합면(3a)의 틈새, 단턱형성이 방지되어 성형품의 표면이 매끈하고 품질이 향상되는 이점이 있다.

도 2는 본 발명에 따른 금형장치를 분해하여 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 금형장치의 조립된 상태를 나타내는 구성도이며, 도 4는 본 발명에 따른 금형장치의 사용상태를 나타내는 구성도이다.

또한, 본 발명에 따른 금형장치는 고정측 금형(1)과 가동측금형(2)이 형합, 형개되도록 설치되고, 캠(4)에 의해 가동측금형(2)과 연계작동되는 슬라이드코아(3)가 구비되고, 금형제작에 따른 작업공정을 대폭 단축하면서 캐비티공간(3b)의 가공정밀도를 높이고, 특히 습합면의 가공공차로 인한 성형불량을 방지하기 위해 경사홈(10)과 경사돌기(20), 체결공(30)을 포함하여 주요구성으로 이루어진다.

본 발명에 따른 경사홈(10)과 경사돌기(20)는 가동측금형(2)과 슬라이드코아(3)가 서로 대응하는 위치에 형성되고, 서로 맞물려 가동측금형(2)과 슬라이드코아(3)를 가상형합하도록 구비된다. 가동측금형(2)상에 경사홈(10)이 형성되고, 경사홈(10)과 대응하는 슬라이드코아(3)상에 경사돌기(20)가 형성된다.

이에 후술하는 볼트(B)에 의해 슬라이드코아(3)를 가동측금형(2)상에 체결시 볼트(B) 체결에 따른 횡방향 이송력이 경사홈(10)과 경사돌기(20)의 미끄럼운동에 의해 종방향 이송력이 전환되어 슬라이드코아(3)가 사출공정을 수행시 형합된 상태와 동일한 조건으로 체결된다.

이때 경사홈(10)과 경사돌기(20)의 미끄럼운동에 의해 이송력이 작용하는 방향은 현장에서 사출성형시 캠(4)(앵귤러핀, 도그레그핀)운동에 의한 슬라이드코아(3)의 이송방향과 동일한 방향으로 형성됨에 따라 사출성형을 수행하기 위해 형합와 동일한 조건에서 캐비티공간(30b)이 가공되고, 또 현장에서 사출성형을 수행시 도 4처럼 캠(4)과 더불어 슬라이드코아(3)가 견고하게 형합되어 공차가공상태의 조건과 동일한 형합상태를 유지하여 성형정밀도가 향상된다.

또한, 상기 경사홈(10)과 경사돌기(20)의 경사각은 캠(4)의 경사각 대비 슬라이드코아(3)의 형합방향으로 5~30도 크게 형성된다. 이에 가동측금형(2)의 형개시점에 대응하여 캠(4)에 의한 슬라이드코아(3)의 형개시점을 동일하게 설정하더라도 경사홈(10)과 경사돌기(20)의 충돌에 의한 금형손상이 방지된다.

또한, 본 발명에 따른 체결공(30)은 경사홈(10)과 경사돌기(20)가 맞물린 상태로 가동측금형(2)과 슬라이드코아(3)를 볼트(B)로 체결하도록 형성된다. 체결공(30)은 도 3의 확대와 같이 경사홈(10)과 경사돌기(20)가 맞물리는 위치와 일치되거나 근접하는 위치에 적어도 2개소에 구비되고, 이때 가동측금형(2)에 형성되는 체결공(30)은 암나사가 형성되어 볼트(B)와 나사결합되고, 슬라이드코아(3)에 형성되는 체결공(30)은 슬라이드코아(3)의 이송방향으로 확장된 장공으로 형성된다.

이에 체결공(30)을 통하여 볼트(B)를 체결시 가압력에 의해 경사홈(10)과 경사돌기(20)가 미끄럼운동되면서 슬라이드코아(3)가 형합방향으로 이송되더라도 장공형태의 체결공(30)에 의해 이송에 따른 유동성이 확보된다.

10: 경사홈 20: 경사돌기 30: 체결공

Claims (5)

1. 가동측금형(2)과 슬라이드코아(3)가 서로 대응하는 위치에 형성되는 경사홈(10)과 경사돌기(20)의 맞물림에 의해 가동측금형(2)과 슬라이드코아(3)의 가상형합위치를 설정하는 단계(S1);
   상기 경사홈(10)과 경사돌기(20)가 맞물린 상태로 가동측금형(2)과 슬라이드코아(3)를 볼트(B)로 체결하여 가상형합하는 단계(S2);
   상기 가상형합된 금형의 습합면(3a)과 캐비티공간(3b)을 공차가공하는 단계(S3);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금형 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 공차가공이 완료된 금형은 검사단계(S4)를 거쳐 허용공차 범위 내까지 공차가공단계(S3)를 반복수행하는 것을 특징으로 하는 금형 제조방법.
3. 고정측 금형(1)과 가동측금형(2)이 형합, 형개되도록 설치되고, 캠(4)에 의해 가동측금형(2)과 연계작동되는 슬라이드코아(3)가 구비되는 금형장치에 있어서,
   상기 가동측금형(2)과 슬라이드코아(3)가 서로 대응하는 위치에 형성되고, 서로 맞물려 가동측금형(2)과 슬라이드코아(3)를 가상형합하도록 구비되는 경사홈(10)과 경사돌기(20);
   상기 경사홈(10)과 경사돌기(20)가 맞물린 상태로 가동측금형(2)과 슬라이드코아(3)를 볼트(B)로 체결하도록 형성되는 체결공(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금형장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 슬라이드코아(3)에 형성되는 체결공(30)은 슬라이드코아(3)의 이송방향으로 확장된 장공으로 형성되는 것을 특징으로 하는 금형장치.
5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
   상기 경사홈(10)과 경사돌기(20)의 경사각은 캠(4)의 경사각 대비 슬라이드코아(3)의 형합방향으로 5~30도 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 금형장치.

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