KR101553193B1 - 프레스용 가이드핀 부싱조립형 - Google Patents

프레스용 가이드핀 부싱조립형 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프레스용 가이드핀 부싱조립형에 관한 것이다.
본 발명의 프레스용 가이드핀 부싱조립형은, 상부금형(1)과, 상부금형(1) 하부에 위치한 하부금형(2)과, 상부금형(1)과 하부금형(2)을 연결하는 가이드핀(4)을 포함하여 구성된 프레스의 가이드핀(4)을 감싸 설치되는 프레스용 가이드핀 부싱조립형에 있어서, 일측 길이 방향으로 내부가 빈 중공부(10)가 형성되어 있어 중공부(10)에 상기 가이드핀(4)이 관통되고, 상기 중공부(10) 내주면에 너비 1 ~ 2mm의 윤활제삽입홈(20)이 CNC 가공에 의해 다단으로 형성되어 있으며, 상기 윤활제삽입홈(20)에 윤활제가 충진된 윤활층(30)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 가이드핀을 감싸 설치되는 부싱 내주면에 윤활제삽입홈이 형성되어 윤활제가 충진됨으로써 부싱과 가이드핀이 원할하게 가이드하는 것은 물론, 윤활제를 이용하여 두 금형 사이의 완충 작용을 할 수 있게 된다.

Description

프레스용 가이드핀 부싱조립형{Guide pin Bushing built-up-type for press}
본 발명은 상하 금형으로 이루어진 프레스의 두 금형 사이에 가이드하는 가이드핀에 설치되는 부싱에 관한 것으로, 윤활 성능을 배가시키는 것은 물론 두 금형 사이에 충격을 완충시키도록 이루어진, 프레스용 가이드핀 부싱조립형에 관한 것이다.
통상적으로 프레스는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 상부금형(1)과, 상부금형 하부에 위치하는 하부금형(2)이 구비되며, 상부금형(1)과 하부금형(2)이 정확한 경로로 서로 근접하거나 멀어질 수 있도록 가이드핀(4)이 구비되며, 이 가이드핀(4)이 끼워질 수 있도록 가이드부싱(3)이 구비된다.
이처럼 복수의 몰드 금형 결합 시에 정교하게 상하 금형을 정렬하기 위하여 하부 금형 내부에 체결 삽입되어지는 가이드핀(4)과 상부금형(1) 내부에 가이드부싱(3)을 형성하여 결합에 의한 정렬과 고정을 이루게 된다.
이러한 프레스 금형은 상·하부 금형의 정교한 정렬을 위하여 가이드 핀과 가이드 부싱 간의 공차를 줄여야 하는데, 이를 줄이기 위하여서는 가이드 핀의 중심 외경보다 넓게 형성된 부싱의 내경을 최대한 가이드 핀의 외경과 근접하게 제작하여야 하며, 이는 제조상의 어려움뿐만 아니라 제조 후 결합시에도 문제를 야기한다.
즉, 가이드 부싱의 내경이 가이드 핀의 중심 외경에 근접할수록 가이드 핀과 가이드 부싱의 체결과 분리가 용이하지 않으며, 공차를 없애기 위하여 가이드 부싱의 내경을 좁게 형성하는 경우 분리시의 문제는 기계적인 방법에 의해 해결이 가능하다 할 수 있더라도 체결시에 가이드 핀의 상부 평면의 외주면과 가이드 부싱의 저면 삽입부 둘레의 마찰이 발생하며 이는 부품 간의 마모를 가져오고 반복작업에 따른 외부물질에 의한 손상(FOD)의 위험과 편마모에 의한 공차를 다시 발생시키는 문제가 있다.
"정밀 금형을 위한 몰드 베이스의 가이드 부싱과 가이드핀의 결합 장치"(한국 등록특허공보 제10-0721410호, 특허문헌 1)에는 가이드핀과 부싱의 연결 부위에 다단으로 이루어진 테이퍼를 형성함으로써 금형간 결합을 정교하게 하는 한편, 정렬 공차 발생시에도 원할한 가이드가 이루어질 수 있도록 하였다.
상기 특허문헌 1에서는 금형간의 결합 및 분리 시 항력을 증가시키기 위해 패킹을 설치하였다.
그런데, 이러한 패킹은 지속적으로 사용시 쉽게 마모되어 버리는 문제점이 있다.
또한, 상기한 특허문헌1과 같은 부싱과 가이드핀의 연결 구조에는 두 금형이 근접할 때 발생하는 충격을 해소하기 어려운 문제점도 있다.
특히, 이러한 충격은 가이드 부싱의 내주면에 쉽게 손상을 일으키게 되므로 가이드 부싱의 수명을 단축시키게 되는 문제점이 있다.
따라서, 종래의 프레스 금형 사이에는 가이드핀 또는 부싱의 주변에 완충을 위한 스프링 등과 같은 완충부재를 설치해야 했다.
KR 10-0721410 (2007.05.17)
본 발명의 프레스용 가이드핀 부싱조립형은 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 가이드핀을 감싸 설치되는 부싱 내주면(22)에 윤활제삽입홈이 형성되어 윤활제가 충진됨으로써 부싱과 가이드핀이 원할하게 가이드하는 것은 물론, 윤활제를 이용하여 두 금형 사이의 완충 작용을 할 수 있게 하려는 것이다.
또는 액상의 윤활유에 함침 처리된 소결금속으로 이루어진 금속층이 윤활제삽입홈에 삽입되고, 그 내주면에 MOS2막이 코팅처리되어 형성된 코팅층이 형성되도록 함으로써 별도의 오일 공급 없이 지속적으로 원할한 가이드가 이루어며, 완충 작용이 이루어질 수 있게 하려는 것이다.
또는, 중공부 내주면(22)을 MOS2막으로 코팅 처리한 후 다단의 홈을 형성하고 이 홈에 윤활제를 충진함으로써 원할한 가이드 및 두 금형 사이의 완충 역할을 할 수 있게 하려는 것이다.
본 발명의 프레스용 가이드핀 부싱조립형은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 상부금형(1)과, 상부금형(1) 하부에 위치한 하부금형(2)과, 상부금형(1)과 하부금형(2)을 연결하는 가이드핀(4)을 포함하여 구성된 프레스의 가이드핀(4)을 감싸 설치되는 프레스용 가이드핀 부싱조립형에 있어서, 일측 길이 방향으로 내부가 빈 중공부(10)가 형성되어 있어 중공부(10)에 상기 가이드핀(4)이 관통되고, 상기 중공부(10) 내주면(22)에 너비 1 ~ 2mm의 윤활제삽입홈(20)이 CNC 가공에 의해 다단으로 형성되어 있으며, 상기 윤활제삽입홈(20)에 윤활제가 충진된 윤활층(30)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 윤활제는 액상의 윤활유와 황화몰리브덴의 혼합물로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또는, 상부금형(1)과, 상부금형(1) 하부에 위치한 하부금형(2)과, 상부금형(1)과 하부금형(2)을 연결하는 가이드핀(4)을 포함하여 구성된 프레스의 가이드핀(4)을 감싸 설치되는 프레스용 가이드핀 부싱조립형에 있어서, 일측 길이 방향으로 내부가 빈 중공부(10)가 형성되어 있어 중공부(10)에 상기 가이드핀(4)이 관통되고, 상기 중공부(10) 내주면(22)에 너비 1 ~ 2mm의 윤활제삽입홈(20)이 CNC 가공에 의해 다단으로 형성되어 있으며, 상기 윤활제삽입홈(20)에 액상의 윤활유에 함침 처리된 소결금속으로 이루어진 금속층(40)이 삽입되어 있으며, 상기 금속층(40) 내주면에는 MOS2막이 코팅처리되어 형성된 코팅층(50)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또는, 상부금형(1)과, 상부금형(1) 하부에 위치한 하부금형(2)과, 상부금형(1)과 하부금형(2)을 연결하는 가이드핀(4)을 포함하여 구성된 프레스의 가이드핀(4)을 감싸 설치되는 프레스용 가이드핀 부싱조립형에 있어서, 일측 길이 방향으로 내부가 빈 중공부(10)가 형성되어 있어 중공부(10)에 상기 가이드핀(4)이 관통되고, 중공부(10) 표면에 MOS2막이 코팅처리되어 형성된 코팅막(60)이 형성되어 있으며, 상기 중공부(10) 내주면(22)에 너비 1 ~ 2mm의 윤활제삽입홈(20)이 CNC 가공에 의해 다단으로 형성되어 있으며, 상기 윤활제삽입홈(20)에 액상의 윤활유와 황화몰리브덴의 혼합물로 이루어진 윤활제가 충진된 윤활층(30)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
더불어, 상기 윤활제삽입홈(20)은 내주면이 쐐기 형태로 마찰돌기(21)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 가이드핀을 감싸 설치되는 부싱 내주면에 윤활제삽입홈이 형성되어 윤활제가 충진됨으로써 부싱과 가이드핀이 원할하게 가이드하는 것은 물론, 윤활제를 이용하여 두 금형 사이의 완충 작용을 할 수 있게 된다.
또는 액상의 윤활유에 함침 처리된 소결금속으로 이루어진 금속층이 윤활제삽입홈에 삽입되고, 그 내주면에 MOS2막이 코팅처리되어 형성된 코팅층이 형성되도록 함으로써 별도의 오일 공급 없이 지속적으로 원할한 가이드가 이루어며, 완충 작용이 이루어질 수 있게 된다.
또는, 중공부 내주면(22)을 MOS2막으로 코팅 처리한 후 다단의 홈을 형성하고 이 홈에 윤활제를 충진함으로써 원할한 가이드 및 두 금형 사이의 완충 역할을 할 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 프레스용 가이드핀 부싱조립형의 설치 상태를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 프레스용 가이드핀 부싱조립형의 제1 실시예를 나타낸 분해 단면도.
도 3은 본 발명의 프레스용 가이드핀 부싱조립형의 제2 실시예를 나타낸 분해 단면도.
도 4는 본 발명의 프레스용 가이드핀 부싱조립형의 제3 실시예를 나타낸 분해 단면도.
도 5 및 도 6은 본 발명의 프레스용 가이드핀 부싱조립형을 나타낸 사진.
이하, 첨부된 도면을 통해 본 발명의 프레스용 가이드핀 부싱조립형에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예를 나타낸 것으로, 상부금형(1)과, 상부금형(1) 하부에 위치한 하부금형(2)과, 상부금형(1)과 하부금형(2)을 연결하는 가이드핀(4)을 포함하여 구성된 프레스의 가이드핀(4)을 감싸 설치되는 프레스용 가이드핀 부싱조립형에 있어서, 일측 길이 방향으로 내부가 빈 중공부(10)가 형성되어 있어 중공부(10)에 상기 가이드핀(4)이 관통되고, 상기 중공부(10) 내주면(22)에 너비 1 ~ 2mm의 윤활제삽입홈(20)이 CNC 가공에 의해 다단으로 형성되어 있으며, 상기 윤활제삽입홈(20)에 윤활제가 충진된 윤활층(30)이 형성되어 있는 구성이다.
윤활층(30)이 삽입 형성되는 윤활제삽입홈(20)의 너비가 상기한 1mm보다 작을 경우에는 실질적인 윤활 효과를 갖기 어렵게 된다.
특히, 본 발명에서는 윤활층(30)을 통해 단순 윤활 작용 외에 완충 작용을 갖게 되는 것을 목적으로 하는데, 완충을 위해서는 윤활층(30)에 그만큼의 충격이 발생하게 되는 바, 상기한 너비보다 클 경우 충격에 의한 윤활층(30) 이탈이 발생할 수 있기 때문이기도 한다.
윤활제는 공지의 다양한 액상 윤활제를 사용할 수도 있으나, 바람직하기로는 액상의 윤활유와 황화몰리브덴(MOS2) 파우더의 혼합물로 이루어진 것이 바람직하다.
황화몰리브덴은 마찰계수가 매우 낮을 뿐만 아니라 자가 윤활까지 가능한 재료로 엔진오일의 첨가제로 사용되는 재료이다.
특히, 황화몰리브덴은 윤활성이 높을 뿐만 아니라 마찰 및 하중 감소에도 탁월하며 내산화성을 갖는다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예를 나타낸 것으로, 상부금형(1)과, 상부금형(1) 하부에 위치한 하부금형(2)과, 상부금형(1)과 하부금형(2)을 연결하는 가이드핀(4)을 포함하여 구성된 프레스의 가이드핀(4)을 감싸 설치되는 프레스용 가이드핀 부싱조립형에 있어서, 일측 길이 방향으로 내부가 빈 중공부(10)가 형성되어 있어 중공부(10)에 상기 가이드핀(4)이 관통되고, 상기 중공부(10) 내주면(22)에 너비 1 ~ 2mm의 윤활제삽입홈(20)이 CNC 가공에 의해 다단으로 형성되어 있으며, 상기 윤활제삽입홈(20)에 액상의 윤활유에 함침 처리된 소결금속으로 이루어진 금속층(40)이 삽입되어 있으며, 상기 금속층(40) 내주면에는 MOS2막이 코팅처리되어 형성된 코팅층(50)이 형성되어 있는 구성이다.
도 3의 구성은 점성을 갖는 액상의 윤활제(30)를 윤활제삽입홈(20)에 형성하는 것이 아니라 윤활유에 함침 처리된 소결금속으로 이루어진 금속층(40)을 삽입시키는 것에서 차이가 있다.
금속층(40)은 통상적으로 오일에 함침시켜 형성되는 오일리스 베어링과 유사하에 오일의 별도 공급 없이도 윤활 작업을 지속적으로 할 수 있게 되는 효과를 제공하며, 본 발명에서는 더 나아가 그 선단에 황화몰리브덴으로 이루어진 코팅막을 형성함으로써 윤활 성능을 배가시킴과 더불어 완충 작용을 할 수 있게 하였다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예를 나타낸 것으로, 상부금형(1)과, 상부금형(1) 하부에 위치한 하부금형(2)과, 상부금형(1)과 하부금형(2)을 연결하는 가이드핀(4)을 포함하여 구성된 프레스의 가이드핀(4)을 감싸 설치되는 프레스용 가이드핀 부싱조립형에 있어서, 일측 길이 방향으로 내부가 빈 중공부(10)가 형성되어 있어 중공부(10)에 상기 가이드핀(4)이 관통되고, 중공부(10) 표면에 MOS2막이 코팅처리되어 형성된 코팅막(60)이 형성되어 있으며, 상기 중공부(10) 내주면(22)에 너비 1 ~ 2mm의 윤활제삽입홈(20)이 CNC 가공에 의해 다단으로 형성되어 있으며, 상기 윤활제삽입홈(20)에 액상의 윤활유와 황화몰리브덴 파우더의 혼합물로 이루어진 윤활제가 충진된 윤활층(30)이 형성되어 있는 구성이다.
제3 실시예는 앞선 실시예들과 달리 중공부(10) 내주면에 황화몰리브덴이 코팅 처리되어 이 코팅막(60)을 통해 윤활과 완충 작용을 하게 되는 점에서 상이하다.
이 코팅막(60)은 가이드핀(4)과의 접촉 면적이 다른 실시예들에 비해 넓기 때문에 윤활 성능을 높이고, 이를 통해 마찰을 줄여 열 발생을 가일층 방지할 수 있게 해준다.
또한, 코팅막(60) 사이에 다단으로 배치된 윤활층(30)은 점성을 갖는 액상 특유의 물성에 의해 완충 성능을 배가시켜주게 된다.
도 5와 도 6에는 본 발명의 프레스용 가이드핀 부싱조립형의 사진이 도시되어 있다.
도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 가이드핀(4)에 다수 개가 서로 분리된 채 설치되고, 외주면에 형성된 외부홈(70)에는 코일 스프링 일단이 걸리도록 설치될 수도 있다.
이때의 외부홈(70)은 외주면에 부착되는 별도의 부재와의 윤활유 삽입을 위해 형성되거나, 스프링을 걸기 위한 용도로 사용될 수 있다.
도 6의 사진에는 내부에 윤활제삽입홈(20)이 형성되어 있는 상태가 도시되어 있다.
상기한 실시예들에서 윤활제삽입홈(20)은 그 너비가 매우 작기 때문에 일반적인 가공 방법으로는 정밀한 형성이 어렵다.
특히, 그 너비를 유지하는 것은 완충 성능을 지속적으로 유지함에 있어 매우 중요한 바, 정밀한 홈 가공을 위해 CNC 가공 처리를 통해 형성되는 것이 바람직하다.
아울러, 윤활제삽입홈(20)에 삽입되는 윤활층(30)이나 금속층(40)이 충격 발생에 따른 이탈을 최소화하고 윤활제삽입홈(20)에 잘 고착되어 유지될 수 있도록 하기 위해 도시된 바와 같이 윤활제삽입홈(20) 내주면이 쐐기 형태로 마찰돌기(21)가 형성되어 저촉 면적을 증대시키고, 마찰력을 높여 잘 이탈되지 않도록 함이 좋다.
이러한 마찰돌기(21)의 형성 역시 CNC 가공에 의해 이루어지는 것이 좋다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 몰리브덴 부싱은 내주면(22)에 형성된 윤활제삽입홈(20)에 황화몰리브덴을 포함하는 윤활제가 형성되어 있다.
황화몰리브덴 파우더는 앞서 서술한 바와 같이 마찰계수가 낮고 완충성능이 높은 재료이다.
더불어, 윤활제삽입홈(20)은 부싱 내주면에 다단으로 다수 형성되어 있다.
따라서, 부싱의 중공부(10) 내주면(22)에 가이드 되는 가이드핀(4)은 다단으로 형성되어 있는 윤활층(30) 또는 코팅층(50)과 접촉하면서 윤활은 물론, 완충이 원할하게 이루어지게 된다.
또한, 미세한 홈 가공에 의해 형성된 윤활층(30)이나 코팅층(50)은 잘 이탈되지 않도록 이루어져 있어 윤활유의 별도 공급 없이도 윤활 성능을 유지할 수 있게 된다.
이는 특히 제2 실시예에서 배가된다 할 것이다.
아울러, 상기한 실시예에 있어서 가이드핀(4)은 열처리 경도 HRC 55 이상의 SUJ2나 SCM440이 가장 적합하며, 부싱은 열처리 HRC 40 이상인 FC250이나 열처리 HRC 30 이산인 S45C로 이루어짐이 가장 바람직하다 할 것이다.
상기한 실시예에 있어서, 부싱의 외부홈(70)은 록 타이트 접착 방식으로 상부금형(1) 에 연결될 수 있다.
또한 상기한 실시예에 있어서, 부싱(3)이 상부금형(1)에 고정시키는 방법으로서 1~2μ(미크론)의 공차로 설계된 상부금형에 록 타이트 접착형으로 실시할 수 있다.
1 : 상부금형 2 : 하부금형
3 : 부싱 4 : 가이드핀
10 : 중공부 20 : 윤활제삽입홈
21 : 마찰돌기 22 : 중공부 내주면 또는 부싱 내주면
30 : 윤활층 31 : 록 타이트 접착 부위
40 : 금속층 50 : 코팅층
60 : 코팅막 70 : 외부홈

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 상부금형(1)과, 상부금형(1) 하부에 위치한 하부금형(2)과, 상부금형(1)과 하부금형(2)을 연결하는 가이드핀(4)을 포함하여 구성된 프레스의 가이드핀(4)을 감싸 설치되는 프레스용 가이드핀 부싱조립형에 있어서,
    일측 길이 방향으로 내부가 빈 중공부(10)가 형성되어 있어 중공부(10)에 상기 가이드핀(4)이 관통되고,
    상기 중공부(10) 내주면(22)에 너비 1 ~ 2mm의 윤활제삽입홈(20)이 CNC 가공에 의해 다단으로 형성되어 있으며,
    상기 윤활제삽입홈(20)에 액상의 윤활유에 함침 처리된 소결금속으로 이루어진 금속층(40)이 삽입되어 있으며,
    상기 금속층(40) 내주면에는 MOS2막이 코팅처리되어 형성된 코팅층(50)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
    프레스용 가이드핀 부싱조립형.
  4. 상부금형(1)과, 상부금형(1) 하부에 위치한 하부금형(2)과, 상부금형(1)과 하부금형(2)을 연결하는 가이드핀(4)을 포함하여 구성된 프레스의 가이드핀(4)을 감싸 설치되는 프레스용 가이드핀 부싱조립형에 있어서,
    일측 길이 방향으로 내부가 빈 중공부(10)가 형성되어 있어 중공부(10)에 상기 가이드핀(4)이 관통되고,
    중공부(10) 표면에 MOS2막이 코팅처리되어 형성된 코팅막(60)이 형성되어 있으며,
    상기 중공부(10) 내주면(22)에 너비 1 ~ 2mm의 윤활제삽입홈(20)이 CNC 가공에 의해 다단으로 형성되어 있으며,
    상기 윤활제삽입홈(20)에 액상의 윤활유와 황화몰리브덴의 혼합물로 이루어진 윤활제가 충진된 윤활층(30)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
    프레스용 가이드핀 부싱조립형.
  5. 제 3항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 윤활제삽입홈(20)은 내주면이 쐐기 형태로 마찰돌기(21)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는,
    프레스용 가이드핀 부싱조립형.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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