KR101440873B1 - 단조용 예비 성형장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 단조 라인에 사용되는 예비 성형장치에 관한 것으로, 특히 이송수단에 의해 슬라이딩 동작하면서 금속 소재를 평면으로 가압하는 평판형의 금형과 회전력을 통해 금속 소재의 저항력이 발생하지 않도록 회전지지하는 가이드 수단을 구비하여 예비 성형시 금속 소재의 양쪽 가장자리 부분으로 체적이 균일하게 분배되고, 찍힘 현상이 방지되도록 함으로써, 체적 불균일로 인한 불량발생을 방지하고, 후 단조공정에서의 성형 품질향상과 원가절감을 이루도록 하는 단조용 예비 성형장치에 관한 것이다. 구성은 단조용 예비 성형장치에 있어서, 평판형의 상부금형과 하부금형으로 이루어지고, 일 측면에는 봉 형상의 금속 소재를 예비 성형하기 위한 개략 삼각형상의 요각(凹刻)과 철각(凸刻)이 형성되는 금형과; 상기 상부금형을 수용, 장착하여 상부금형을 신속하고 바르게 슬라이딩 이송시키도록 프레임의 상부 측에 설치되는 이송수단과; 상기 하부금형을 수용, 장착하고 상기 하부금형의 높이조절을 용이하게 이루도록 프레임의 상부 측에 설치되어 있는 이송수단의 하부 측에 설치되는 조절수단과; 상기 하부금형의 일 측으로 설치되어 투입되는 봉 형상의 금속 소재를 지지하여 이탈을 방지함과 동시에 금속 소재의 원활한 구름(회전)을 이루도록 지지하는 역할을 하는 가이드 수단; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

단조용 예비 성형장치{a preforming apparatus for forging}
본 발명은 단조 라인에 사용되는 예비 성형장치에 관한 것으로, 특히 이송수단에 의해 슬라이딩 동작하면서 금속 소재를 평면으로 가압하는 평판형의 금형과 회전력을 통해 금속 소재의 저항력이 발생하지 않도록 회전지지하는 가이드 수단을 구비하여 예비 성형시 금속 소재의 양쪽 가장자리 부분으로 체적이 균일하게 분배되고, 찍힘 현상이 방지되도록 함으로써, 체적 불균일로 인한 불량발생을 방지하고, 후 단조공정에서의 성형 품질향상과 원가절감을 이루도록 하는 단조용 예비 성형장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 부품으로 사용되는 요크(yoke : 후륜 구동 방식 또는 전륜 구동 방식 및 건설 기계에 설치되어 있는 추진축에서 슬립 조인트와 추진축, 추진축과 플랜지를 연결하기 위하여 십자 축을 설치하는 부분에 U자형으로 만들어진 부분 또는 차축에 조향 너클을 설치하기 위해 차축 또는 조향 너클이 U자형으로 되어 있는 부분)와 같은 제품을 용이하게 성형(단조 작업)하기 위해서는 일정한 길이와 굵기의 봉강(棒鋼) 중간 부분을 기준으로 양쪽 가장자리 부분으로 체적(volume) 을 늘이기 위한 단조용 예비 성형장치가 사용된다.
상기와 같은 종래의 단조용 예비 성형장치는 봉 형상으로 이루어지는 금속 소재의 중간 부분을 기준으로 양쪽 가장자리 부분에 체적이 늘어나도록 가압하는 외주면에 빗살무늬 형태의 요각(凹角)과 철각(凸角)이 형성된 상,하 롤러금형을 포함하여 이루어진다.
즉, 상기 요각(凹角)과 철각(凸角)이 형성된 상,하 롤러금형 사이로 봉 형상의 금속 소재를 위치시킨 후, 상기 상,하 롤러금형으로 롤링(rolling)시키게 되면 요각(凹角)과 철각(凸角)이 금속 소재의 중간 부분을 가압하게 되므로 소재의 중간 부분에 위치하는 체적이 양쪽 가장자리 부분으로 밀려 이동한다.
이에 따라, 봉 형상의 금속 소재는 중간 부분은 가늘어지고 양쪽 가장자리 부분은 체적이 늘어나게 되므로 요크(yoke)와 같은 차량 부품을 단조 작업하기 용이하도록 예비성형된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 단조용 예비 성형장치는 상,하 롤러금형만 회전하고 금속 소재는 회전이 이루어지지 않기 때문에 상,하 롤러금형의 회전 가압동작시 회전하지 못하는 금속 소재의 저항력에 의해 철각(凸角)과 접촉시 금속 소재에 찍힘 현상이 발생하는 문제점이 있었다.
또, 상기 롤러금형은 금속 소재의 체적 분배를 위한 요각(凹角)과 철각(凸角)이 곡면으로 형성되기 때문에 롤링에 의한 금속 소재의 체적 분배시 종종 굴절변형이 발생하거나, 양쪽 가장자리 부분으로 체적(volume)이 균일하게 분배되지 않게 되어 후 단조공정에서 성형품질이 저하되거나 성형불량이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 단조용 예비 성형장치는 롤러금형의 대형화로 제조원가가 높아질 뿐만 아니라 대규모의 설치공간이 필요하며 고속성형이 어려워 생산성이 저하되는 등의 문제점이 있다.
공개특허번호 10-2009-0066213
이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 슬라이딩 동작으로 금속 소재를 평면으로 가압하여 금속 소재의 양쪽 가장자리 부분으로 체적이 균일하게 분배되도록 하고, 금속 소재의 저항력이 발생하지 않도록 회전지지하여 작업성 향상과 품질 향상을 이루도록 하는 단조용 예비 성형장치에 관한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 금형을 평판형으로 형성하여 예비 성형장치의 소형화를 이루어 설치공간의 제약이 적고 유지보수가 용이하며 원가절감을 이루도록 하는 단조용 예비 성형장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 단조용 예비 성형장치에 있어서, 평판형의 상부금형과 하부금형으로 이루어지고, 일 측면에는 봉 형상의 금속 소재를 예비 성형하기 위한 삼각형상의 요각(凹刻)과 철각(凸刻)이 형성되는 금형과; 상기 상부금형을 수용, 장착하여 상부금형을 신속하고 바르게 슬라이딩 이송시키도록 프레임의 상부 측에 설치되는 이송수단과; 상기 하부금형을 수용, 장착하고 상기 하부금형의 높이조절을 용이하게 이루도록 프레임의 상부 측에 설치되어 있는 이송수단의 하부 측에 설치되는 조절수단과; 상기 하부금형의 일 측으로 설치되어 투입되는 봉 형상의 금속 소재를 지지하여 이탈을 방지함과 동시에 금속 소재의 원활한 구름(회전)을 이루도록 지지하는 역할을 하는 가이드 수단; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 상부금형과 하부금형은 철각(凸刻)의 표면에 격자형 또는 교차형 엠보싱 형상이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 이송수단은 피스톤 또는 플런저를 왕복 직선 운동시키는 유압 실린더와, 상기 피스톤 또는 플런저의 일단에 결합 되어 상기 프레임의 상단 면을 통해 슬라이딩 동작하는 2개 이상의 롤러가 구비되고, 일 측면으로는 상기 상부금형을 수용하도록 금형 장착부를 구비하는 슬라이더로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 조절수단은 정회전 및 역회전 동력을 제공하는 모터와, 상기 모터의 축에 결합 되어 정회전 또는 역회전 운동을 직선 운동으로 바꾸는 볼 스크류와, 내부에 상기 볼 스크류를 수용하도록 너트를 구비하고 상기 볼 스크류의 회전 동작에 연동하여 승강 또는 하강 동작하는 램과, 상기 램의 상면으로 결합 되어 연동하는 잭을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 가이드 수단은 하부금형의 양측으로 설치되는 레일과, 상기 레일에 전체가 슬라이딩 가능하도록 결합 되고 내측 면으로는 회전가능한 봉 형상의 지지 롤을 구비하는 좌,우 한 쌍의 이동 클램프와, 상기 이동 클램프의 일 측으로 대향 하여 고정 설치되며 내측 면으로 회전 가능한 봉 형상의 지지 롤을 구비하는 고정 클램프와, 상기 이동 클램프의 일 측과 결합 되어 왕복 이동하는 피스톤을 구비하는 실린더를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 하부금형의 하부 일 측으로는 금속 소재의 성형 위치로 이송하기 위한 레일과, 상기 레일과 결합 되어 외부로부터 투입되는 금속 소재를 안착 수용하여 슬라이딩 동작하면서 성형 시작위치로 이송하는 이송대와, 상기 이송대의 일 측으로 결합 되어 왕복 이동하는 피스톤을 구비하는 실린더를 포함하여 이루어지는 소재 이송수단이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 슬라이딩 동작으로 금속 소재를 평면으로 신속하게 가압하고 체적을 균일하게 분배시키는 금형을 통해 후 단조공정에서의 작업성 향상과 성형품질 향상을 이루도록 하는 효과가 있다.
또, 본 발명은 금속 소재를 회전가능하도록 지지하는 가이드 수단을 통해 금속 소재의 저항력 발생을 방지하여 저항력에 의한 찍힘 불량과 성형품질 저하를 예방하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 금형을 평판으로 형성함으로써 롤러금형에 비해 부피를 현저하게 줄여 장치의 소형화를 이루고, 설치 공간에 제약이 적도록 하며, 설비가 단순하여 유지보수가 용이한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 봉 형상 금속 소재의 체적을 양쪽 가장자리 부분으로 균일하게 분배시킬 수 있기 때문에 사용되는 금속 소재의 크기를 종래에 비해 개략 20∼30% 정도 줄일 수 있으므로 현저한 원가절감을 이루는 효과를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 단조용 예비 성형장치의 일부 구성을 분리한 개략적인 분리도면이다.
도 2는 도 1의 결합 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 배면 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 평면 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2의 우측면 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 금형을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 이송수단을 밑면에서 바라본 확대 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 조절수단을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8의 단면도로서 조절수단의 동작 전 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 조절수단의 동작에 의해 하부금형의 높이 조절이 이루어지는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 가이드 수단을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 가이드 수단의 평면도로서 동작 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명에 따른 소재 이송수단을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 소재 이송수단의 요부 단면도로서 동작 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명에 따른 소재투입수단을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 16은 본 발명에 따른 소재투입수단의 평면도로서 동작 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 17은 본 발명에 따른 소재배출수단을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 18은 본 발명에 따른 소재배출수단의 평면도를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 19는 본 발명에 따른 단조용 예비 성형장치의 요부 구성으로서 소재를 투입하기 직전의 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 20은 본 발명에 따른 소재투입수단으로 금속 소재를 투입하는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 21은 본 발명에 따른 소재 이송수단으로 금속 소재를 예비 성형시작 위치인 하부금형 선단 상면으로 이송하는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 22는 본 발명에 따른 조절수단으로 하부금형의 높이를 조절하는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 23은 본 발명에 따른 가이드 수단으로 금속 소재를 지지하는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 24는 본 발명에 따른 이송수단으로 상부금형을 슬라이딩 동작시켜 금속 소재를 예비 성형하는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 25는 본 발명에 따른 단조용 예비 성형장치에 의해 예비 성형된 금속 소재가 낙하 되어 배출 이송되는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 26은 본 발명에 따른 금속 소재의 예비 성형전과 예비 성형 후의 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 단조용 예비 성형장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.
여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.
도 1 내지, 도 26에 도시된 바와 같이 본 발명은 금형(110)과 이송수단(120)과 조절수단(130) 및 가이드 수단(140)으로 대별되어 이루어진다.
상기 금형(110)은 평판형의 상부금형(111)과 하부금형(112)으로 이루어지고, 상기 상부금형(111)과 하부금형(112)의 일 측면에는 봉 형상의 금속 소재(200)를 예비 성형하기 위한 개략 삼각형상의 요각(凹刻)(111a),(112a)과 철각(凸刻)(111b),(112b)이 형성된다.
여기서, 상기 금형(110)은 평판형으로 형성됨에 따라 종래 거대한 원통형의 롤러금형에 비해 두께와 부피를 현저하게 줄일 수 있기 때문에 단조용 예비 성형장치(100)의 소형화를 이룰 수 있고, 설치 공간에 제약이 적으며, 설비가 단순하여 유지보수를 용이하게 이룰 수 있다.
또, 상기 상부금형(111)과 하부금형(112)을 평판형으로 형성함에 따라 봉 형상의 금속 소재(200)를 슬라이딩 동작으로 평면 가압하여 예비 성형을 신속하게 이루어 작업성 향상을 이룰 수 있고, 또 종래 대형 롤러금형을 이용하여 예비 성형하는 것에 비해 가압 동작시 봉 형상의 금속 소재(200)가 굴절 변형되거나 또는 체적이 불균일하게 분배되는 것을 방지할 수 있다.
또, 상기 금형(110)은 열 충격 및 열 피로에 강한 금형재료 SKD61를 이용하여 열처리 경도인 로크웰C(HRC)을 48∼50으로 형성하는 것이 바람직하다.
즉, 열처리 경도가 HRC 50 이상으로 형성될 경우에는 예비 성형작업시 금형이 파손될 가능성이 있고, 열처리 경도가 HRC 48 이하로 형성될 경우에는 금형의 형상이 변형될 가능성이 있기 때문에 열처리 경도 로크웰C(HRC) 48∼50를 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 상부금형(111)과 하부금형(112)의 요각(凹刻)(111a),(112a)과 철각(凸刻)(111b),(112b)은 상호 대향 하는 삼각형상으로 형성된다.
이에 따라, 상기 상부금형(111)의 슬라이딩 동작시 상호 대향 하는 삼각형상으로 형성된 요각(凹刻)(111a),(112a)과 철각(凸刻)(111b),(112b)은 상호 교차하면서 봉 형상의 금속 소재(200)의 중간 부분을 기준으로 양쪽 가장자리 부분으로 체적을 균일하게 분배시킬 수 있다.
그러므로, 후 단조공정 (작업)시 요구되는 제품의 형상 성형을 원활하고 용이하게 이룰 수 있게 된다.
또, 체적이 소재(200)의 양단 부분으로 균일하게 분배됨으로 인해, 후 단조공정시 체적 불 균일로 인해 발생하는 성형 불량을 방지할 수 있다.
또, 상기와 같이 체적이 균일하게 분배됨으로 인해 후 단조공정에서 소재(200)에 불필요한 크기의 여유 부분을 줄일 수 있으므로 종래에 투입되는 소재의 크기에 비해 개략 20∼30% 정도 크기를 줄일 수 있기 때문에 현저한 원가절감을 이룰 수 있다.
또한, 체적이 균일하게 분배됨으로 인해 후공정인 단조작업시 제품의 형상 성형 후 발생하는 버(burr : 금속 재료를 절단하거나 구멍 뚫기를 했을 때 그 가장자리 부분에 생기는 얇게 끝이 말린 가공 자국)의 크기를 줄일 수 있다.
또, 상기 상부금형(111)과 하부금형(112)은 철각(凸刻)(111b),(112b)의 표면에 격자형 또는 교차형 엠보싱(embossing) 형상이 형성된다.
이에 따라, 상기 금형(110) 예컨대, 상부금형(111)의 슬라이딩 동작시 상부금형(111)과 하부금형(112)의 철각(111b),(112b)은 봉 형상의 금속 소재(200) 외면과의 접촉시 바른 접지력을 발휘하게 되므로 금속 소재(200)의 비틀림이나 불균일한 체적 분배를 방지할 수 있다.
상기 이송수단(120)은 상기 상부금형(111)을 수용, 장착하여 상부금형(111)을 신속하고 바르게 슬라이딩, 이송시키는 역할을 하도록 프레임(frame : 골조(骨組), 뼈대)(160)의 상부 측에 설치된다.
이를 위해, 상기 이송수단(120)은 피스톤 또는 플런저(plunger)(121a)를 왕복 직선 운동시키는 유압 실린더(oil hydraulic cylinder)(121)와, 상기 피스톤 또는 플런저(121a)의 일단에 결합 되어 상기 프레임(160)의 상단 면을 통해 슬라이딩 동작하는 2개 이상의 롤러(roller : 회전하는 원통형의 것으로, 미끄럼마찰(sliding friction)을 회전마찰로 바꾸어 운동의 저항을 줄이는 곳에 사용되는 기계부품.)(122a)가 구비되고, 일 측면 예컨대 밑면으로는 상기 상부금형(111)을 수용하도록 금형 장착부(122b)를 구비하는 슬라이더(122)로 이루어진다.
이와 같은 구성의 상기 이송수단(120)은 별도의 컨트롤 박스(미도시)에 형성된 스위치를 이용하여 유압실린더(121)를 동작시키면 피스톤 또는 플런저(121a)가 전진 또는 후진하게 되고 이에 연동하여 상기 피스톤 또는 플런저(121a)의 일단에 결합 되어 있는 슬라이더(122)가 전진 또는 후진하게 된다.
이때, 상기 슬라이더(122)의 상면과 측면 등에 구비되어 있는 롤러(122a)가 상기 프레임(160)의 상단 상면, 상단 측면, 상단 밑면에 접지되어 견고하고 바르게 구름 동작하면서 슬라이더(122)의 바르고 원활한 이동을 돕게 된다.
따라서, 봉 형상의 금속 소재(200)의 예비 성형작업시 종래의 롤러금형과는 달리 상기 상부금형(111)을 신속하게 고속으로 슬라이딩, 이송시키더라도 금속 소재(200)의 굴절, 변형이나 체적이 불균일하게 분배되는 것을 방지하여 품질저하를 방지함과 동시에 작업속도를 향상시킬 수 있다.
상기 조절수단(130)은 상기 하부금형(112)을 수용, 장착하여 상기 하부금형(112)의 높이 조절을 용이하게 이루도록 프레임(frame : 골조(骨組), 뼈대)(160)의 상부 측에 설치되어 있는 이송수단(120)의 하부 측에 설치된다.
상기 조절수단(130)은 정회전 및 역회전 동력을 제공하는 모터(131)와, 상기 모터(131)의 축에 결합 되어 정회전 또는 역회전 운동을 직선 운동으로 바꾸는 볼 스크류(132)와, 내부에 상기 볼 스크류(132)를 수용하도록 너트(133a)를 구비하고 상기 볼 스크류(132)의 회전 동작에 연동하여 승강 또는 하강 동작하는 램(ram : 안내면을 수평 또는 상하로 왕복 운동시키는 부분)(133)과, 상기 램(133)의 상면으로 결합 되어 연동하는 잭(134)을 포함하여 이루어진다.
상기 잭(134)의 상면으로는 상기 하부금형(112)을 수용, 장착하도록 금형 장착부(135)가 형성된다.
여기서, 상기 볼 스크류(132)는 상기 모터(131)의 정회전 또는 역회전 운동에 연동하여 제자리에서 상기 너트(133a)를 통해 정회전 또는 역회전 동작시 상기 램(133)이 승강 또는 하강 동작에 의해 잭(134)이 상승 또는 하강 이동하면서 상기 상부금형(111)과 하부금형(112) 사이의 간격(높이)이 조절된다.
따라서, 상기 상부금형(111)과 하부금형(112) 사이의 간격(높이) 조절을 좀 더 정밀하게 이룰 수 있기 때문에 상기 상부금형(111)과 하부금형(112) 사이에 위치하도록 삽입되는 금속 소재(200)의 예비 성형 두께(지름)를 요구되는 사양으로 정밀하게 조절할 수 있다.
상기 가이드 수단(140)은 상기 하부금형의 일 측으로 설치되어 투입되는 봉 형상의 금속 소재(200)를 지지하여 이탈을 방지함과 동시에 금속 소재(200)의 원활한 구름(회전)을 이루도록 지지하는 역할을 한다.
상기 가이드 수단(140)은 하부금형(112)의 양측으로 설치되는 레일(141)과, 상기 레일(141)에 전체가 슬라이딩 가능하도록 결합 되고 내측 면으로는 회전가능한 봉 형상의 지지 롤(142a)을 구비하는 좌,우 한 쌍의 이동 클램프(142)와, 상기 이동 클램프(141)의 일 측으로 대향 하여 고정 설치되며 내측 면으로 회전 가능한 봉 형상의 지지 롤(143a)을 구비하는 고정 클램프(143)와, 상기 이동 클램프(142)의 일 측과 결합 되어 왕복 이동하는 피스톤(144a)을 구비하는 실린더(144)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기 이동 클램프(142)와 고정 클램프(143)에 구비되는 지지 롤(142a),(143a)은 회전(구름)동작이 원활하도록 베어링(미도시) 등을 이용하여 결합하는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 이동 클램프(142)를 슬라이딩시켜 고정 클램프(143)와 이동 클램프(142)의 지지 롤(142a),(143a) 사이에 상기 금속 소재(200)가 위치되도록 지지시킨 후, 상기 상부금형(131)을 슬라이딩 동작시킬 경우, 상기 지지 롤(142a),(143a)의 회전 지지력에 연동하여 금속 소재(200)도 원활하게 회전(구름)동작하게 되므로 상기 상부금형(111)과 하부금형(112)의 철각(凸刻)(111b),(112b)과의 접촉시 튀어 오르거나 이탈이 방지되므로 찍힘 없이 신속하고 균일하게 체적이 양쪽 가장자리 부분으로 분배되어 예비 성형의 작업성 향상과 품질향상을 이룰 수 있다.
한편, 상기 하부금형(112)의 일 측으로는 투입되는 금속 소재(200)를 성형 위치로 이송하기 위한 소재 이송수단(150)이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 소재 이송수단(150)은 상기 하부금형(112)의 하부 일 측으로 설치되는 레일(151)과, 상기 레일(151)과 결합 되어 외부로부터 투입되는 금속 소재(200)를 안착 수용하여 슬라이딩 동작하면서 성형 시작위치로 이송하는 이송대(152)와, 상기 이송대(152)의 일 측으로 결합 되어 왕복 이동하는 피스톤(153a)을 구비하는 실린더(153)를 포함하여 이루어진다.
이와 같은 구성의 소재 이송수단(150)에 의해 외부로부터 투입되는 소재(200)를 성형 시작위치로 신속하고 용이하게 이송시킬 수 있기 때문에 작업자에 의해 소재(200)를 성형 시작위치로 이송하던 종래에 비해 작업성 향상을 이룰 수 있고 작업자의 안전을 도모할 수 있다.
또, 본 발명에 따른 프레임(180)의 일 측으로는 전(前) 공정에서 일정한 길이로 절단된 봉 형상의 금속 소재(200)를 단조용 예비 성형장치(100)의 내부로 투입하기 위한 소재투입수단(160)이 형성된다.
상기 소재투입수단(160)은 브래킷(164)을 통해 프레임(180)에 고정 설치되고 왕복 신축동작하는 피스톤(161a)을 갖는 실린더(161)와, 상기 피스톤(161a)의 일 측으로 위치하도록 설치되어 피스톤(161a)의 바른 신축동작을 지지하는 가이드 봉(162)과, 상기 피스톤(161a)의 타 일 측으로 위치하도록 설치되어 공급되는 금속 소재(200)를 단조용 예비 성형장치(100)의 내부로 투입시키는 밀대(163)를 포함하여 이루어진다.
이러한 구성의 소재투입수단(160)은 공급되는 금속 소재(200)를 단조용 예비 성형장치(100)의 내부로 투입시키기 위한 동작으로서, 예컨대 실린더(161)의 피스톤(161a)을 수축시키면 이에 연동하여 상기 밀대(163)와 가이드 봉(162)이 일 측으로 이동하게 된다.
이때, 상기 밀대(163)의 일단에 위치하는 금속 소재(200)는 밀대(163)의 이동에 의해 밀려서 단조용 예비 성형장치(100)의 내부로 투입되어 상기 하부금형(112)의 하부 측에 위치하게 된다.
반대로, 상기 실린더(161)의 피스톤(161a)을 신장시키면 이에 연동하여 상기 밀대(163)와 가이드 봉(162)은 타 일 측으로 이동하여 다시 원위치하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 프레임(180)의 일 측 하부 예컨대 상기 금형(110)의 하부로는 예비 성형된 금속 소재(200)를 배출 이송하기 위한 소재배출수단(170)이 형성된다.
상기 소재배출수단(170)은 동력원인 모터(171)와, 상기 모터(171)의 축에 결합 되는 원동 스프로킷(172)과, 상기 원동 스프로킷(172)과 간격을 두고 형성되는 제 1 종동 스프로킷(173)과 상기 제 1 종동 스프로킷(173)의 축에 연결되어 간격을 두고 형성되는 제 2 종동 스프로킷(174)과 상기 제 2 종동 스프로킷(174)과 간격을 두고 형성되는 제 3 종동 스프로킷(175) 및 상기 원동 스프로킷(172)과 제 1 종동 스프로킷(173)을 연결하는 제 1 체인(176)과, 상기 제 2 종동 스프로킷(174)과 제 3 종동 스프로킷(175)을 연결하는 제 2 체인(177)을 포함하여 이루어진다.
이러한 구성의 소재배출수단(160)은 예비 성형이 완료되어 낙하하는 금속 소재(200)를 다른 장소로 배출시키기 위한 동작으로서, 모터(171)의 회전 동작에 연동하여 원동 스프로킷(172)이 회전동작하게 되면 제 1 체인(176)에 의해 연결되어 있는 제 1 종동 스프로킷(173)이 회전동작하게 된다.
이와 동시에 상기 제 1 종동 스프로킷(173)의 축에 연결되어 있는 제 2 종동 스프로킷(174)이 회전동작하게 되고, 이에 연동하여 제 2 체인(177)에 의해 연결되어 있는 제 3 종동 스프로킷(175)이 회전하면서 낙하하는 금속 소재(200)를 다른 장소로 이송시키게 된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 상태를 도 19 내지, 도 26을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 단조용 예비 성형장치(100)를 이용하여 소재(200)를 예비 성형하고자 할 경우, 예비 성형을 위해 미리 프로그램되어 있는 컨트롤박스(미도시)의 전원 스위치 및 조작 스위치를 조작한다.
이에 따라, 전(前) 공정에서 절단된 금속 소재(200)를 소재투입수단(160)의 실린더(161) 동작에 의해 피스톤(161a)이 수축되고 이에 연동하여 밀대(163)와 가이드 봉(162)이 일 측으로 이동하게 된다.
이때, 상기 금속 소재(200)는 상기 밀대(163)의 수축 이동에 의해 밀려서 단조용 예비 성형장치(100)의 내부로 투입되어 상기 하부금형(112)의 하부 측에 위치하게 된다.
다음, 상기 하부금형(112)의 하부 측으로 금속 소재(200)가 상기 소재 이송수단(150)의 실린더(153)의 피스톤(153a)이 신장하게 되고 이에 연동하여 투입된 금속 소재(200)를 안착 수용한 이송대(152)가 레일(151)을 타고 상부로 슬라이딩하면서 성형 시작위치인 하부금형(112)의 선단 상면으로 소재(200)를 이송하게 된다.
다음, 상기 하부금형(112)의 높이가 금속 소재(200)의 정밀한 성형이 요구되는 위치보다 높거나 낮을 경우에는 상기 조절수단(130)의 모터(131)가 정회전 또는 역회전하게 되고 이에 연동하여 볼 스크류(132)가 너트(133a)를 통해 정회전 또는 역회전하게 된다.
이에 따라, 상기 볼 스크류(132)의 정회전 또는 역회전 동작에 연동하여 상기 램(133b)이 승강 또는 하강 동작하게 되면서 잭(133)이 상승 또는 하강 이동하면서 상기 상부금형(111)과 하부금형(112) 사이의 간격(높이)을 정밀하게 조절하게 된다.
다음, 상기 하부금형(112)이 금속 소재(200)의 예비 성형 높이로 정밀하게 조절되게 되면 가이드 수단(140)의 실린더(144)의 피스톤(144a)이 신장하게 되고 이에 연동하여 좌,우 한 쌍의 이동 클램프(142)가 레일(141)을 타고 전진하게 된다.
이에 따라, 상기 이동 클램프(142)와 고정 클램프(143)의 내측 면으로 구비되는 봉 형상의 지지 롤(142a),(143a)이 상기 금속 소재(200)를 양측에서 회전가능하도록 지지하게 된다.
계속해서, 상기 이송수단(120)의 유압실린더(121)의 피스톤 또는 플런저(121a)가 전진 또는 후진하게 되고 이에 연동하여 상기 피스톤 또는 플런저(121a)의 일단에 결합 되어 있는 슬라이더(122)의 롤러(122a)가 상기 프레임(160)의 상단 상면, 상단 측면, 상단 밑면을 통해 구름 동작하면서 슬라이더(122)를 수평 방향으로 신속하게 슬라이딩시킨다.
이때, 상기 슬라이더(122)의 금형 장착부(122b)에 장착되어 있는 상부금형(111)의 철각(凸刻)(111b)이 상기 하부금형(112)의 철각(凸刻)(112b) 선단 상면에 안착 되어 있는 소재(200)를 회전 가압하면서 신속하게 슬라이딩하여 소재(200)의 중간 부분을 기준으로 양쪽 가장자리 부분으로 체적이 균일하게 분배되도록 성형하게 된다.
다음, 상기 금속 소재(200)의 예비 성형이 완료되면 소재배출수단(160)의 모터(171)의 회전 동작에 연동하여 원동 스프로킷(172)이 회전동작하게 되고 제 1 체인(176)에 의해 연결되어 있는 제 1 종동 스프로킷(173)이 회전동작하게 된다.
이와 동시에 상기 제 1 종동 스프로킷(173)의 축에 연결되어 있는 제 2 종동 스프로킷(174)이 회전동작하게 되고, 이에 연동하여 제 2 체인(177)에 의해 연결되어 있는 제 3 종동 스프로킷(175)이 회전하면서 낙하하는 금속 소재(200)를 다른 장소로 이송시키게 된다.
따라서, 작업자는 이와 같은 동작을 지속적으로 반복함으로써 봉 형상의 금속 소재의 예비 성형시, 소재의 저항력을 해소하여 찍힘 현상이 방지되도록 하고 소재의 중간 부분을 기준으로 양쪽 가장자리 부분으로 균일한 체적(volume) 분배가 신속하고 원활하게 이루어지도록 하여 생산성 향상과 품질향상을 이룰 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시 예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
100 : 단조용 예비 성형장치 110 : 금형
111 : 상부금형 111a : 요각(凹角)
111b : 철각(凸角) 112 : 하부금형
112a : 요각(凹角) 112b : 철각(凸角)
120 : 이송수단 121 : 유압실린더
121a : 피스톤 또는 플런저 122 : 슬라이더
122a : 롤러 130 : 조절수단
131 : 모터 132 : 볼 스크류
133 : 램(ram) 133a : 너트
134 : 잭(jack) 135 : 금형 장착부
140 : 가이드 수단 141 : 레일
142 : 이동 클램프 142a, 143a : 지지 롤
143 : 고정 클램프 144 : 실린더
144a : 피스톤 150 : 소재 이송수단
151 : 레일 152 : 이송대
153 : 실린더 153a : 피스톤
160 : 소재투입수단 161 : 실린더
161a : 피스톤 162 : 가이드 봉
163 : 밀대 164 : 브래킷
170 : 소재배출수단 171 : 모터
172 : 원동 스프로킷 173 : 제 1 종동 스프로킷
174 : 제 2 종동 스프로킷 175 : 제 3 종동 스프로킷
176 : 제 1 체인 177 : 제 2 체인
180 : 프레임 200 : 금속 소재

Claims (6)

  1. 단조용 예비 성형장치에 있어서,
    평판형의 상부금형(111)과 하부금형(112)으로 이루어지고, 일 측면에는 봉 형상의 금속 소재(200)를 예비 성형하기 위한 삼각형상의 요각(凹刻)(111a),(112a)과 철각(凸刻)(111b),(112b)이 형성되는 금형(110)과;
    상기 상부금형(111)을 수용, 장착하여 상부금형(111)을 신속하고 바르게 슬라이딩 이송시키도록 프레임(frame : 골조(骨組), 뼈대)(160)의 상부 측에 설치되는 이송수단(120)과;
    상기 하부금형(112)을 수용, 장착하고 상기 하부금형(112)의 높이조절을 용이하게 이루도록 프레임(frame : 골조(骨組), 뼈대)(160)의 상부 측에 설치되어 있는 이송수단(120)의 하부 측에 설치되는 조절수단(130)과;
    상기 하부금형(112)의 일 측으로 설치되어 투입되는 봉 형상의 금속 소재(200)를 지지하여 이탈을 방지함과 동시에 금속 소재(200)의 원활한 구름(회전)을 이루도록 지지하는 역할을 하는 가이드 수단(140); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 단조용 예비 성형장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부금형(111)과 하부금형(112)은 철각(凸刻)(111b),(112b)의 표면에 격자형 또는 교차형 엠보싱(embossing) 형상이 형성되는 것을 특징으로 하는 단조용 예비 성형장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송수단(120)은 피스톤 또는 플런저(121a)를 왕복 직선 운동시키는 유압 실린더(121)와, 상기 피스톤 또는 플런저(121a)의 일단에 결합 되어 상기 프레임(160)의 상단 면을 통해 슬라이딩 동작하는 2개 이상의 롤러(122a)가 구비되고, 일 측면으로는 상기 상부금형(111)을 수용하도록 금형 장착부(122b)를 구비하는 슬라이더(122)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 단조용 예비 성형장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 조절수단(130)은 정회전 및 역회전 동력을 제공하는 모터(131)와, 상기 모터(131)의 축에 결합 되어 정회전 또는 역회전 운동을 직선 운동으로 바꾸는 볼 스크류(132)와, 내부에 상기 볼 스크류(132)를 수용하도록 너트(133a)를 구비하고 상기 볼 스크류(132)의 회전 동작에 연동하여 승강 또는 하강 동작하는 램(133)과, 상기 램(133)의 상면으로 결합 되어 연동하는 잭(134)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 단조용 예비 성형장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가이드 수단(140)은 하부금형(112)의 양측으로 설치되는 레일(141)과, 상기 레일(141)에 전체가 슬라이딩 가능하도록 결합 되고 내측 면으로는 회전가능한 봉 형상의 지지 롤(142a)을 구비하는 좌,우 한 쌍의 이동 클램프(142)와, 상기 이동 클램프(141)의 일 측으로 대향 하여 고정 설치되며 내측 면으로 회전 가능한 봉 형상의 지지 롤(143a)을 구비하는 고정 클램프(143)와, 상기 이동 클램프(142)의 일 측과 결합 되어 왕복 이동하는 피스톤(144a)을 구비하는 실린더(144)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 단조용 예비 성형장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부금형(112)의 하부 일 측으로는 금속 소재의 성형 위치로 이송하기 위한 레일(151)과, 상기 레일(151)과 결합 되어 외부로부터 투입되는 금속 소재(200)를 안착 수용하여 슬라이딩 동작하면서 성형 시작위치로 이송하는 이송대(152)와, 상기 이송대(152)의 일 측으로 결합 되어 왕복 이동하는 피스톤(153a)을 구비하는 실린더(153)를 포함하여 이루어지는 소재 이송수단(150)이 형성되는 것을 특징으로 하는 단조용 예비 성형장치.
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