KR101280836B1

KR101280836B1 - 리브 사출용 금형의 제조장치 및 리브 사출용 금형의 제조방법

Info

Publication number: KR101280836B1
Application number: KR1020120117707A
Authority: KR
Inventors: 최인규
Original assignee: 최인규
Priority date: 2012-10-23
Filing date: 2012-10-23
Publication date: 2013-07-02

Abstract

본 발명은 리브 사출용 금형의 제조장치 및 리브 사출용 금형의 제조방법에 관한 것으로서, 리브를 형성하기 위한 사출금형에서 리브에 대응되는 리브성형홈을 가공하고자 할 때, 쉽고 빠르며 정확하게 섬세한 홈을 형성할 수 있는 리브 사출용 금형의 제조장치 및 리브 사출용 금형의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 가공 대상물(10)을 고정하는 테이블(100)과; 상기 테이블(100)을 좌우 양방향으로 이송시키는 것으로, X축 이송모터(210)와, 상기 X축 이송모터(210)에 연결되어 회전 동작하는 X축 이송스크류(220)를 포함하는 X축 이송부(200)와; 상기 테이블(100)을 전후 양방향으로 이송시키는 것으로, Y축 이송모터(310)와, 상기 Y축 이송모터(310)에 연결되어 회전 동작하는 Y축 이송스크류(320)를 포함하는 Y축 이송부(300)와; 툴고정부(510)를 상하 양방향으로 이송시키는 것으로, Z축 이송모터(410)와, 상기 Z축 이송모터(410)에 연결되어 회전 동작하는 Z축 이송스크류(420)를 포함하는 Z축 이송부(400)와; 상기 Z축 이송스크류(420)에 이송 가능하도록 연결되어 상하 Z축 방향으로 직선 이송 동작하며, 하부에는 절삭용툴(520)을 고정 지지하는 툴고정부(510)와; 상기 툴고정부(510)의 하부에 연결 설치되며, 가공 대상물(10)의 표면을 긁어내면서 절삭 가공하는 것으로, 절삭날(521)과 몸통(522)이 상호 직교하는 'ㄴ'자형으로 형성된 절삭용툴(520);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

리브 사출용 금형의 제조장치 및 리브 사출용 금형의 제조방법 {METHOD AND APPARATUS FOR MANUFACTURING INJECTION MOLDING HAVING RIBS}

본 발명은 리브 사출용 금형의 제조장치 및 리브 사출용 금형의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 리브를 형성하기 위한 사출금형에서 리브성형홈을 가공하고자 할 때, 쉽고 빠르며 정확하게 섬세한 홈을 형성할 수 있는 장치 및 리브성형홈이 형성된 사출금형의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 사출성형물의 특정부위가 약하여 이를 보강할 때에는 보통 리브를 형성시킨다. 이러한 리브는 얇은 판상의 구조로 다수개가 형성되는데, 이러한 리브를 형성할 수 있는 사출 금형을 제작하는 것은 매우 어려운 작업이었다.

일반적으로 금형의 리브 부위를 가공하는 방법은, 먼저 주축 및 공작용 툴(Tool)이 수직으로 배치된 수직 머시닝센터를 이용할 수 있는데, 이는 수직 배치된 절삭용 툴이 회전하면서 공작물의 리브 형성부위를 절삭 가공함으로 홈을 형성하는 것이다.

그러나, 이와 같은 방식은 절삭용 툴의 직경에 대응하는 홈이 형성되어야 하기에 리브를 얇게 형성하기 위해서는 직경이 작은 절삭용 툴을 이용해야 했으며, 이는 툴의 잦은 파손에 따른 경제적 손실과 생산성 저하에 따른 문제점이 있었고, 회전 절삭하는 방식의 절삭용 툴은 강도 유지를 위해서 일정 크기 이상의 직경이 요구되기에 얇은 리브를 형성하기에는 어려움이 있었다.

상기와 같은 문제점으로 인해, 리브 사출용 금형의 제작에는 통상 방전 가공방식을 주로 적용하고 있으며, 이와 같은 방전 가공방식은 리브에 대응되는 크기의 전극을 이용하여 사출금형에 리브성형홈을 형성하는 것이다.

그러나, 이와 같은 방전가공에 의해 사출금형에 리브성형홈을 형성하기 위해서는 금형의 리브 성형 부위에 대한 치수를 만족시키기 위하여 황삭용, 중삭용, 정삭용으로 구분되는 3개의 리브 방전가공용 동전극이 요구되었으며, 각각 순차적으로 리브 방전가공용 동전극을 교체하면서 작업이 이루어져야만 했기에 작업이 번거로웠다.

또한, 다양한 크기의 리브성형홈을 가공하기 위해서는 서로 다른 치수를 만족시키기 위해서 서로 다른 치수를 갖는 리브 방전가공용 동전극이 요구되었으며, 이는 리브 방전가공용 동전극 제작에 따른 번거로움과 시간적 손실에 따른 생산성 저하의 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 방전가공 자체가 시간이 장시간 소요되는 작업인데, 통상 리브 방전가공용 동전극을 이용하여 공작물에 일정 치수대로 방전 가공하는데 걸리는 시간은 약 16시간 내지 20시간 이상의 가공시간이 소요되었고, 이러한 가공시간은 생산성을 저하시키는 문제점으로도 작용하였다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 쉽고 빠르며 정확하게 리브성형홈을 제작할 수 있는 리브 사출용 금형의 제조장치 및 리브 사출용 금형의 제조방법을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로, 본 발명은 X, Y, Z 좌표로 이송 절삭할 수 있는 수직형 머시닝센터를 이용하여 리브 사출금형을 제작하되, 절삭용 툴이 회전 절삭하는 방식이 아닌 절삭날이 가공 대상물을 반복적으로 긁어내는 절입 동작을 통해 일정 깊이의 홈을 형성하도록 하는 리브 사출용 금형의 제조장치 및 리브 사출용 금형의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따른 리브 사출용 금형의 제조장치 및 리브 사출용 금형의 제조방법에 의하면, 섬세한 크기의 홈 가공이 용이하게 이루어지고, 기존의 방전가공 방식에 의해 16시간 내지 20시간 동안 리브성형홈을 제작하던 과정을 약 2시간만에 절삭 가공하여 생산성을 향상시킨 효과가 있다.

또한, 기존의 방전가공 방식에서는 금형의 리브 형성부위에 대한 치수를 만족시키기 위하여 황삭용, 중삭용, 정삭용으로 구분되는 3개의 리브 방전가공용 동전극을 교체 사용해야 했기에, 번거롭고 생산성이 떨어졌으나, 본 발명에 의하면 일정 치수에 해당하는 절삭용툴 하나만으로 치수에 대응되는 금형의 리브성형홈을 가공할 수 있어 작업을 간소화하고, 생산성을 향상시킨 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 리브 사출용 금형의 제조장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 리브 사출용 금형의 제조장치에서 절삭용 툴에 대한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 리브 사출용 금형의 제조장치에서 절삭용 툴에 대한 정면도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 리브 사출용 금형의 제조과정을 개략적으로 도시한 사용상태도이다.
도 6은 본 발명에 따른 리브 사출용 금형의 제조과정을 통해 가공된 사출금형의 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 리브 사출용 금형의 제조장치를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 리브 사출용 금형의 제조장치에서 절삭용 툴에 대한 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 리브 사출용 금형의 제조장치에서 절삭용 툴에 대한 정면도이다.

상기와 같이 본 발명에 따른 리브 사출용 금형의 제조장치는, 가공 대상물(10)을 고정하는 테이블(100)과, 상기 테이블(100)을 좌우 양방향으로 이송시키는 X축 이송부(200)와, 상기 테이블(100)을 전후 양방향으로 이송시키는 Y축 이송부(300)와, 절삭용 툴을 상하 양방향으로 이송시키는 Z축 이송부(400)와, 상기 Z축 이송부(400)로부터 상하 양방향으로 이송 동작되는 툴고정부(510)와, 툴고정부(510)의 하부에 고정 설치되는 절삭용툴(520)을 포함하여 구성된다.

테이블(100)은 가공 대상물(10)이 배치되고, 지그(JIG) 등을 이용하여 가공 대상물(10)을 고정시킬 수 있는 것이다. 또한, 상기 테이블(100)은 전,후,좌,우 방향으로 이송 가능하도록 구성되며, 공지된 바와 같이 전후 및 좌우 방향으로 배치된 레일 등으로부터 이송 가능하도록 구성된다.

X축 이송부(200)는 상기 테이블(100)을 좌우 양방향으로 이송시키는 것으로, X축 이송모터(210)와, 상기 X축 이송모터(210)에 연결되어 회전 동작하는 X축 이송스크류(220)를 포함하여 구성되고, 테이블(100)은 상기 X축 이송스크류(220)에 연결되어 X축 이송스크류(220)의 회전시 X축 이송스크류(220)의 축방향으로 직선 이송 동작하는 것이다.

Y축 이송부(300)는 상기 테이블(100)을 전후 양방향으로 이송시키는 것으로, Y축 이송모터(310)와, 상기 Y축 이송모터(310)에 연결되어 회전 동작하는 Y축 이송스크류(320)를 포함하여 구성되고, 테이블(100)은 상기 Y축 이송스크류(320)에 연결되어 Y축 이송스크류(320)의 회전시 Y축 이송스크류(320)의 축방향으로 직선 이송 동작하는 것이다.

Z축 이송부(400)는 툴고정부(510)를 상하 양방향으로 이송시키는 것으로, Z축 이송모터(410)와, 상기 Z축 이송모터(410)에 연결되어 회전 동작하는 Z축 이송스크류(420)를 포함하여 구성되고, 툴고정부(510)는 상기 Z축 이송스크류(420)에 연결되어 Z축 이송스크류(420)의 회전시 Z축 이송스크류(420)의 축방향으로 직선 이송 동작하는 것이다.

툴고정부(510)는 Z축 이송스크류(420)에 이송 가능하도록 연결되어 상하 Z축 방향으로 직선 이송 동작하며, 하부에는 절삭용툴(520)을 고정 지지한다.

절삭용툴(520)은 상기 툴고정부(510)의 하부에 연결 설치되며, 가공 대상물(10)의 표면을 긁어내면서 절삭 가공하는 것으로, 수직방향으로 고정 설치되는 몸통(522)과, 상기 몸통(522)으로부터 일측 방향으로 돌출 형성된 절삭날(521)을 포함하여 구성되며, 몸통(522)과 절삭날(521)은 전체적으로 'ㄴ'자 형상을 이룬다.

이때, 절삭날(521)은 1.3~3㎜ 범위의 두께로 형성됨이 섬세한 크기의 리브성형홈을 형성함에 있어서 바람직하고, 절삭날(521)의 소재는 강도 및 경도가 높은 텅스텐 고속도강이 적용됨이 바람직하다.

또한, 절삭날(521)의 끝단은 몸통(522)과 직교하는 수평 위치로부터 5~15°각도만큼 상향으로 설치됨이 바람직한데, 절삭날(521)의 각도가 5°미만으로 형성되면 가공 대상물에 절삭날(521)이 절입 가공되는 과정에서 절삭날(521)이 하향으로 꺽이는 등 절삭날(521)에 무리한 부하가 걸려 절삭날(521)의 사용 수명이 단축되는 문제점이 있으며, 절삭날(521)의 각도가 5°를 초과하여 형성될 경우 가공과정에서 절삭날(521) 또는 몸통(522)의 밑단이 절삭시 가공 대상물에 닿을 수 있는 문제점이 발행하여 좋지 못하다.

또한, 상기와 같은 절삭날(521) 끝단의 각도 형성은 가공 대상물의 소재에 따라 결정되는 것으로, 경질의 소재일수록 절삭날(521) 끝단의 각도가 상향으로 설치됨이 가공성을 고려하여 바람직하다.

또한, 몸통(522) 하부에는 절삭날수용홈(522a)을 형성하고, 절삭날(521)의 일부분이 상기 절삭날수용홈(522a)에 끼움 결합될 수 있으며, 볼트 등의 결속수단이 절삭날(521)이 수용된 몸통(522) 측면에서 관통 연결되거나, 절삭날(521)과 몸통(522)의 연결부위는 용접에 의해 접합 고정될 수 있다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명 리브 사출용 금형의 제조장치는, X축 이송부(200) 또는 Y축 이송부(300)와, Z축 이송부(400)가 동시 동작하면서 'ㄴ'자형의 절삭용툴(520)이 가공 대상물(10)에 경사 방향으로 이송하는 듯한 절삭 효과를 보이게 되며, 이러한 동작이 반복되면서 가공 대상물(10)에는 경사 방향으로 절삭 홈이 형성될 수 있는 것이다.

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어진 리브 사출용 금형의 제조장치를 이용한 리브 사출용 금형의 제조방법은 다음과 같이 이루어진다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 리브 사출용 금형의 제조과정을 개략적으로 도시한 사용상태도이며, 도 6은 본 발명에 따른 리브 사출용 금형의 제조과정을 통해 가공된 금형의 사시도이다.

도 4와 같이, 가공 대상물(10)이 고정된 테이블(100)은 절삭용툴(520)을 향해 직선 이동하고, 이와 동시에 절삭용툴(520)은 상향으로 직선 이동한다. 이러한 과정을 통해 절삭용툴(520)은 가공 대상물(10)에 대해 경사 방향으로 이동하면서 표면을 긁어내는 절입 가공이 이루어진다.

이후, 도 5와 같이, 가공 대상물(10)이 고정된 테이블(100)은 대향하는 절삭용툴(520)의 반대 방향으로 이동하고, 이와 동시에 절삭용툴(520)은 하향으로 직선 이동하면서 절삭용툴(520)은 최초 위치로 복귀한다.

상기와 같은 절삭날(521)이 가공 대상물(10)에 대한 절입 가공은 다수 반복적으로 이루어지면서 최종 치수에 대응되는 리브성형홈을 완성하는데, 이때, 절삭날(521)의 1회 이동하는 절입 가공시 가공 대상물(10)의 표면에서 절삭날(521)이 절입되는 깊이는 0.02 ~ 0.03㎜ 범위 내에서 이루어지는 것이 바람직하다. 만약, 절삭날(521)의 1회 절입 가공시 가공 대상물(10)의 표면에서 절삭날(521)이 절입되는 깊이가 0.02㎜ 미만으로 이루어지면 생산성이 떨어지고, 절삭날(521)의 1회 절입 가공시 가공 대상물(10)의 표면에서 절삭날(521)이 절입되는 깊이가 0.03㎜를 초과하여 이루어지면 절삭날(521)을 포함한 절삭용툴(520)에 무리한 외력이 가해지면서 절삭용툴(520)의 사용 수명이 단축되고, 가공면이 거칠어져서 2차 가공이 요구되며, 그에 따른 생산성 저하로 이어지는 문제점이 발생한다.

또한, 상기 가공 대상물(10)에 대한 절삭날(521)의 절입 운동이 반복되면서 일정 치수에 해당하는 깊이의 홈을 완성하면, 이후 일측 방향으로 이동하여 또 다른 부위에 리브성형홈을 반복 형성한다.

도 6과 같이, 절삭용툴(520)은 가공 대상물(10)의 표면을 반복적으로 긁어내는 절입 가공을 통해 일정 치수에 해당하는 경사진 모양의 리브성형홈(11)을 형성할 수 있는 것으로, 이는 섬세한 크기의 홈 가공이 용이하게 이루어지고, 방전가공에 비해 가공시간이 짧아 생산성을 향상시킬 수 있는 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 기술적 사상을 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있는 것이다.

10 : 가공 대상물 11 : 리브성형홈
100 : 테이블 200 : X축 이송부
210 : X축 이송모터 220 : X축 이송스크류
300 : Y축 이송부 310 : Y축 이송모터
320 : Y축 이송스크류 400 : Z축 이송부
410 : Z축 이송모터 420 : Z축 이송스크류
510 : 툴고정부 520 : 절삭용툴
521 : 절삭날 522 : 몸통
522a : 절삭날수용홈

Claims

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가공 대상물 또는 절삭용 툴이 회전하지 않고 직선 방향으로 이동하는 절입 가공에 의해 사출 금형에서 리브 형성 홈을 정밀 가공하는 것으로,
가공 대상물(10)을 고정하는 테이블(100)과, 상기 테이블(100)을 좌우 양방향으로 이송시키는 X축 이송부(200)와, 상기 테이블(100)을 전후 양방향으로 이송시키는 Y축 이송부(300)와, 절삭용툴을 상하 양방향으로 이송시키는 Z축 이송부(400)와, 상기 Z축 이송부(400)로부터 상하 양방향으로 이송 동작되는 툴고정부(510)와, 툴고정부(510)의 하부에 연결 설치되며 절삭날(521)과 몸통(522)이 상호 직교하는 'ㄴ'자형으로 형성된 절삭용툴(520)을 포함하여 구성된 리브 사출용 금형의 제조장치를 이용하되,
상기 절삭용툴(520)은, 몸통(522) 하부에 절삭날수용홈(522a)을 더 형성하고, 절삭날(521)의 일부분이 상기 절삭날수용홈(522a)에 끼움 결합되는 것으로, 결속수단이 절삭날(521)이 수용된 몸통(522) 측면에서 관통 연결되거나 절삭날(521)과 몸통(522)의 연결부위를 용접에 의해 접합 고정하며,
상기 절삭날(521)은 1.3~3mm 두께로 형성하고, 텅스텐 고속도강으로 이루어지며, 절삭날(521)의 끝단은 몸통(522)과 직교하는 수평 위치로부터 5~15°각도 범위에서 상향 배치되는 것이며,
가공 대상물(10)이 고정된 테이블(100)은 절삭용툴(520)을 향해 직선 이동하고, 이와 동시에 절삭용툴(520)은 상향으로 직선 이동함으로 절삭날(521)이 가공 대상물(10)에 대해 경사 방향으로 절입 가공되는 것으로, 상기 절삭날(521)의 절입 가공은 가공 대상물(10)에 대해 다수 반복적으로 이루어지면서 최종 치수에 도달하되, 1회 절입 가공시 가공 대상물(10)의 표면에서 절삭날(521)이 절입되는 깊이는 0.02 ~ 0.03㎜ 범위 내에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 리브 사출용 금형의 제조방법.