KR101694360B1 - 스러스트 샤프트 형단조 금형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스러스트 샤프트 형단조 금형장치에 관한 것으로, 그 목적은 두 개의 플랜지를 갖는 스러스트 샤프트의 성형이 용이할 뿐만 아니라, 스러스트 샤프트의 성형 후 금형의 분리 및 스러스트 샤프트의 취출이 용이한 스러스트 샤프트 형단조 금형장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명의 스러스트 샤프트 형단조 금형장치는 수직하게 세워진 한 쌍의 가이드 포스트가 구비된 다이 베이스; 상기 다이 베이스의 상부에 놓여지는 다이블록; 상호 대칭구조를 갖는 두 하프 링 부재에 의해 구성되어 상기 다이블록의 상단부에 결합되고, 상기 가이드 포스트를 따라 상하로 이동하며, 스러스트 샤프트의 하부 플랜지의 성형을 위한 공간을 형성하고 상부 플랜지의 성형을 돕는 링 다이; 상기 링 다이의 상부에 결합되어 두 하프 링 부재가 상호 이격되지 않도록 구속하며, 링 다이와 함께 상부 플랜지의 성형을 위한 공간을 형성하는 상부 다이; 및 프레스 장치에 의해 하강하여 상부 다이로 삽입되면서 잉곳을 가압하여 잉곳의 성형이 이루어지게 하는 캡 다이로 구성되며, 상기 링 다이에는 스러스트 샤프트의 성형이 이루어진 후 금형의 분리를 위하여 상부 다이를 들어올리는 하나 이상의 리프팅 수단 및 두 하프 링 부재를 상호 이격시키기 위한 하나 이상의 이격 수단이 구비되고, 상기 상부 다이에는 외력에 의해 하강하여 리프팅 수단을 작동시키는 하나 이상의 레버플런저와, 외력에 의해 하강하여 이격 수단을 작동시키는 하나 이상의 웨지플런저가 구비된 것으로 구성된다.

Description

스러스트 샤프트 형단조 금형장치{Die tools for closed die forging of thrust shaft}

본 발명은 형단조 금형장치에 관한 것으로, 특히 두 개의 플랜지들이 상호 이격되게 배치된 구조를 갖는 스러스트 샤프트를 손쉽게 성형하고, 스러스트 샤프트의 성형이 완료된 후 금형을 손쉽게 분리할 수 있도록 한 스러스트 샤프트의 형단조 금형장치에 관한 것이다.

종래에는 두 개의 플랜지들을 갖는 스러스트 샤프트를 성형하고자 할 경우, 자유단조공법을 이용하여 환봉 형상의 소재를 돌려가며 엔빌로 소재의 측면을 수십 차례 가압하는 것에 의해 두 개의 플랜지를 갖는 스러스트 샤트프를 성형하였다.

그러나 상기와 같은 자유단조공법은 수십 차례의 단조작업을 진행해만 하는 특성상, 작업에 많은 시간이 소요되고, 작업품질이 균일하지 못하여 제품 간의 편차가 크며, 이러한 제품 간의 편차를 고려하여 충분한 크기의 잉곳을 준비해야만 하므로 재료비가 많이 소요되는 문제점을 가지고 있다.

이와 같은 문제점을 고려하여 본 출원인은 새로운 방식은 스러스트 샤프트 형단조 금형장치를 개발한 바 있으며, 개발된 형단조 금형장치는 한국등록특허 제0988139호에 개시되어 있다.

도 1은 한국등록특허 제0988139호에 개시된 형단조 금형장치의 분해 사시도를 도시하고 있다.

상기 개시된 형단조 금형장치는 상하로 이동하며 잉곳을 가압하는 펀치(10); 서로 다른 직경을 갖는 제1,2 직경부(21,22)로 구성되고, 잉곳의 하단부가 삽입되는 고정홀(23)이 형성된 다이 인서트(20); 상기 제2 직경부(22)에 결합되는 하부다이(30); 상기 하부다이(30)의 상단부에 결합되어 다이 인서트(20) 및 하부다이(30)와 함께 상부 플랜지의 성형을 위한 공간을 형성하는 링 다이(40); 상기 링 다이(40)의 상단부에 결합되는 상부다이(50); 상기 다이 인서트(20)와 하부다이(30)의 사이에 삽입되어 다이 인서트와 하부다이의 사이 간격을 조절하는 간격재(60); 상기 다이 인서트의 고정홀 내부에서 상하로 이동하도록 설치되어 성형이 완료된 스러스트 샤프트를 취출하는 이젝터(미도시됨)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 형단조 금형장치는 다이 인서트에 의해 고정된 잉곳의 상단부를 펀치로써 가압하여 스러스트 샤프트에 구비되는 상부 플랜지와 하부 플랜지를 순차적 또는 동시에 성형할 수 있도록 함으로써, 스러스트 샤프트의 성형시간을 단축할 수 있고, 최종 성형물의 균일화가 가능하여 제품의 신뢰도를 높일 수 있는 이점을 갖고 있다.

그러나 상기와 같은 종래의 형단조 금형장치는 성형된 스러스트 샤프트로부터 금형을 분리하기 위한 적절한 구조가 마련되어 있지 못하여 금형의 분리에 어려움이 따르는 문제점을 갖고 있다.

즉 대형 선박 부품으로 사용되는 스러스트 샤프트는 약 7톤에 달하는 고중량물로써, 이러한 스러스트 샤프트의 성형을 위한 형단조 금형장치는 수십 내지 수백톤에 달하는 중량을 갖게 된다.

상기와 같이 고중량의 소재와 고중량의 금형장치가 사용되기 때문에 금형이 분리가 어렵고, 더욱이 금형장치 내에서 잉곳이 변형되는 과정에서 잉곳이 금형장치의 내의 공간에 끼여 잉곳과 금형장치의 부분적인 결속이 이루어지게 되므로 금형을 분리하는데 더욱 많은 시간과 노력이 요구되는 문제점을 갖고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 두 개의 플랜지를 갖는 스러스트 샤프트의 성형이 용이할 뿐만 아니라, 스러스트 샤프트의 성형 후 금형의 분리 및 스러스트 샤프트의 취출이 용이한 스러스트 샤프트 형단조 금형장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 스러스트 샤프트 형단조 금형장치는 수직하게 세워진 한 쌍의 가이드 포스트가 구비된 다이 베이스; 상기 다이 베이스의 상부에 놓여지는 다이블록; 상호 대칭구조를 갖는 두 하프 링 부재에 의해 구성되어 상기 다이블록의 상단부에 결합되고, 상기 가이드 포스트를 따라 상하로 이동하며, 스러스트 샤프트의 하부 플랜지의 성형을 위한 공간을 형성하고 상부 플랜지의 성형을 돕는 링 다이; 상기 링 다이의 상부에 결합되어 두 하프 링 부재가 상호 이격되지 않도록 구속하며, 링 다이와 함께 상부 플랜지의 성형을 위한 공간을 형성하는 상부 다이; 및 프레스 장치에 의해 하강하여 상부 다이로 삽입되면서 잉곳을 가압하여 잉곳의 성형이 이루어지게 하는 캡 다이로 구성되며, 상기 링 다이에는 스러스트 샤프트의 성형이 이루어진 후 금형의 분리를 위하여 상부 다이를 들어올리는 하나 이상의 리프팅 수단 및 두 하프 링 부재를 상호 이격시키기 위한 하나 이상의 이격 수단이 구비되고, 상기 상부 다이에는 외력에 의해 하강하여 리프팅 수단을 작동시키는 하나 이상의 레버플런저와, 외력에 의해 하강하여 이격 수단을 작동시키는 하나 이상의 웨지플런저가 구비된 것을 특징으로 한다.

한편 상기 리프팅 수단 및 이격 수단은 각각 2개씩 제공되며, 상기 2개의 리프팅 수단은 상호 180도의 각도를 이루도록 배치되고, 상기 2개의 이격 수단은 상호 180도의 각도를 이루도록 배치되며, 각각의 리프팅 수단과 이격 수단은 90도의 각도를 이루도록 배치되는 것이 바람직하다.

한편 상기 리프팅 수단은, 상기 하프 링 부재에 중앙부가 회전 가능하게 결합되며 레버플런저의 하강에 의해 일측단이 눌려지면서 타측단이 상승하여 상부 다이를 들어올리는 레버로 구성된다.

이때 상기 레버는 2개의 레버가 한 조를 이루어 리프팅 수단을 구성하되, 2개의 레버는 상호 대칭구조를 이루도록 하프 링 부재에 설치되어 하나의 레버플런저에 의해 2개의 레버가 동시에 작동하도록 구성된다.

한편 상기 이격 수단은, 상기 두 하프 링 부재에 각각 형성되되, 상호 대칭구조를 이루도록 형성되어 웨지플런저의 하강 시 두 하프 링 부재를 서로 다른 방향으로 이동되게 하는 경사면으로 구성된다.

한편 상기 캡 다이와 레버플런저 및 웨지플런저가 관통하는 다수 개의 수용홀이 형성된 것으로 구성되며, 상기 상부 다이의 상부에 설치되어 레버플런저 및 웨지플런저가 상부 다이로부터 돌출되는 것을 방지하는 어댑터 블록을 더 포함할 수 있다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 캡 다이의 하강에 의해 스러스트 샤프트의 성형이 완료된 후, 레버플런저에 의한 리프팅 수단의 작동에 의해 상부 다이가 상승하면서 스러스트 샤프트와 상부 다이의 분리가 이루어지고, 이어서 웨지플런저에 의한 이격 수단이 작동에 의해 두 하프 링 부재가 상호 이격되면서 스러스트 샤프트와 링 다이의 분리가 이루어지게 됨으로써 금형의 분리작업을 보다 손쉽게 진행할 수 있게 되며, 이로 인해 생산성을 향상시킬 수 있게 되었다.

또한 2개의 리프팅 수단이 금형장치의 전후 양측에 각각 배치되고, 2개의 이격 수단이 금형장치의 좌우 양측에 각각 배치되어 금형의 분리작업 시 상부 다이 및 하프 링 부재를 안정적으로 이동시킬 수 있게 되어 금형과 스러스트 샤프트의 충돌에 의한 스러스트 샤프트의 손상이나 금형의 손상없이 원활하게 금형의 분리작업을 진행할 수 있게 되었다.

도 1 은 종래 스러스트 샤프트 형단조 금형장치의 분해 사시도,
도 2 는 본 발명에 따른 금형장치에 의해 성형되는 스러스트 샤프트의 사시도,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금형장치의 사시도,
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금형장치의 분해 사시도,
도 5 는 본 발명에 따른 리프팅 수단의 구조를 나타낸 사시도,
도 6 은 본 발명에 따른 리프팅 수단이 작동한 상태를 나타낸 정면도,
도 7 은 본 발명에 따른 이격 수단의 구조를 나타내 사시도,
도 8 은 이격 수단에 의해 두 하프 링 부재가 상호 이격된 상태를 나타낸 측면도,
도 9 는 본 발명에 따른 상부 다이의 구조를 나타낸 사시도,
도 10 은 본 발명에 따른 캡 다이의 구조를 나타낸 단면도,
도 11 은 본 발명에 따른 금형장치를 이용한 스러스트 샤프트의 성형 공정을 나타낸 공정도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 금형장치에 의해 성형되는 스러스트 샤프트의 사시도를, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금형장치의 사시도를, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 금형장치의 분해 사시도를 도시하고 있다.

본 발명의 스러스트 샤프트 형단조 금형장치는 약 1200℃로 가열된 잉곳을 제공받아 가압하여 상부 플랜지(T1)와 하부 플랜지(T2)를 갖는 스러스트 샤프트(T)를 성형하고, 스러스트 샤프트의 성형이 완료된 후에는 스러스트 샤프트의 성형을 위하여 사용된 상부 다이(400)와 링 다이(300)를 스러스트 샤프트로부터 손쉽게 분리시킬 수 있도록 한 것으로, 다이 베이스(100)와, 다이블록(200)과, 링 다이(300)와, 상부 다이(400)와, 캡 다이(500)로 구성되며, 이때 링 다이(300)에는 리프팅 수단(340)과 이격 수단(350)이 구비되고, 상부 다이(400)에는 리프팅 수단(340)과 이격 수단(350)을 동작시키기 위한 레버플런저(430)와 웨지플런저(440)가 구비된 것으로 구성되어 있다.

상기 다이 베이스(100)는 금형장치의 최하부에 위치하고, 상부면(100a)은 다이블록(200)이 놓여질 수 있도록 평평하게 형성되며, 좌우 양측에는 수직하게 세워진 구조로 형성되어 링 다이(300)와 상부 다이(400)의 상하 이동을 안내하는 한 쌍의 가이드 포스트(110)가 형성된 것으로 구성되어 있다.

상기 다이블록(200)은 다이 베이스(100)의 상부에 놓여져 링 다이(300)를 지지하도록 설치되며, 상부 플랜지(T1)의 성형가 성형된 후 금형으로부터 제거되면서 상부 플랜지(T1)와 하부 플랜지(T2)가 순차적으로 성형되게 하는 것으로, 원통형의 구조로 형성되어 중앙부로 잉곳이 삽입되며, 상단부에는 링 다이(300)로 삽입되는 링 다이 결합부(210)가 형성되어 있다. 이러한 다이블록(200)은 캡 다이(500)의 하강에 의해 상부 플랜지(T1)가 성형된 후, 하부 플랜지(T2)의 성형을 위하여 금형장치로부터 제거되며, 다이블록(200)의 제거 시 잉곳과의 간섭을 방지하기 위하여 개구부(220)가 일측에 형성되어 있다.

상기 링 다이(300)는 하부 플랜지(T2)의 성형을 위한 공간을 형성하고 상부 플랜지(T1)의 성형을 돕는 것으로, 반원형의 구조를 갖는 두 하프 링 부재(310,320)로 구성되며, 두 하프 링 부재(310,320)는 상호 대칭구조를 갖도록 배치되어 하나의 완성된 링을 구성하게 된다. 이러한 두 하프 링 부재(310,320)에는 하부 플랜지(T2)의 성형을 위한 공간을 형성함과 더불어 다이블록(200)과 결합되는 홈(330)이 형성되어 있다.

한편 링 다이(300)에는 스러스트 샤프트의 성형이 완료된 후, 상부다이와 링 다이(300)를 스러스트 샤프트로부터 분리시키기 위한 하나 이상의 리프팅 수단(340)과, 하나 이상의 이격 수단(350)이 구비된다.

도 5는 본 발명에 따른 리프팅 수단의 구조를 나타낸 사시도를, 도 6은 본 발명에 따른 리프팅 수단이 작동한 상태를 나타낸 정면도를 도시하고 있다.

상기 리프팅 수단(340)은 레버(341)로 구성될 수 있으며, 레버(341)는 흡사 지렛대와 같이 중앙부가 하프 링 부재(310,320)에 회전 가능하게 결합되어 후술될 레버플런저(430)에 의해 일측단(341a)이 눌려 하강하게 되면 타측단(341b)이 상승하면서 상부 다이(400)를 들어올리게 된다. 이러한 레버(341)의 설치를 위하여 하프 링 부재(310,320)에는 레버(341)의 중앙부를 회전 가능하게 지지하기 위한 동그란 모양의 회전지지용 홈(311)이 형성되어 레버(341)의 중앙 하단부에 형성된 회전지지용 돌기(342)를 지지하게 되며, 이 회전지지용 홈(311)의 이웃한 위치에는 레버(341)의 일측단(341a)이 하강할 수 있도록 하향 경사진 경사면(312)이 형성되어 있다.

또한 상기 레버(341)는 2개의 레버(341,341`)가 한 조를 이루어 리프팅 수단(340)을 구성하게 되며, 이때 2개의 레버(341,341`)는 상호 대칭구조를 이루도록 하프 링 부재(310,320)에 설치되어 하나의 레버플런저(430)에 의해 2개의 레버(341,341`)가 동시에 작동하도록 구성된다.

도 7은 본 발명에 따른 이격 수단의 구조를 나타내 사시도를, 도 8은 이격 수단에 의해 두 하프 링 부재가 상호 이격된 상태를 나타낸 측면도를 도시하고 있다.

상기 이격 수단(350)은 하프 링 부재(310,320)의 양 끝단부에 형성된 경사면(313,323)으로 구성될 수 있다. 이때 상기 경사면(313,323)은 두 하프 링 부재(310,320)가 마주보도록 배치되어 하나의 완성된 링을 구성하게 될 때, 상호 마주한 채로 대칭구조를 이루도록 형성된다. 이처럼 형성된 경사면(313,323)은 후술될 웨지플런저(440)의 하강 시 웨지플런저(440)로부터 하프 링 부재(310,320)에 가해지는 힘의 방향을 수평방향으로 바꾸어 줌으로써 두 하프 링 부재(310,320)를 상호 이격시키게 된다.

상기와 같은 리프팅 수단(340)과 이격 수단(350)은 각각 2개씩 제공되며, 이때 2개의 리프팅 수단(340)은 상호 180도의 각도를 이루도록 배치되고, 2개의 이격 수단(350)은 상호 180도의 각도를 이루도록 배치되며, 각각의 리프팅 수단(340)과 이격 수단(350)은 90도의 각도를 이루도록 배치된다. 결국 2개의 리프팅 수단(340)은 금형장치의 전후 양측에 각각 배치되고, 이격 수단(350)은 금형장치의 좌우 양측에 각각 배치된다. 따라서 상부 다이(400)의 분리가 요구될 때 2개의 리프팅 수단(340)은 상부 다이(400)의 전후 양측을 들어올려 상부 다이(400)를 안정적으로 이동시키게 되고, 이와 마찬가지로 2개의 이격 수단(350)은 하프 링 부재(310,320)의 좌우 양단을 균일하게 밀어 이동시킴으로써 링 다이(300)의 안정적인 분리가 가능하게 된다.

도 9는 본 발명에 따른 상부 다이의 구조를 나타낸 사시도를 도시하고 있다.

상기 상부 다이(400)는 링 다이(300)의 상부에 결합되어 두 하프 링 부재(310,320)가 상호 이격되지 않도록 구속하며, 링 다이(300)와 함께 상부 플랜지(T1)의 성형을 위한 공간을 형성하는 것이다. 이러한 상부 다이(400)는 원통형의 구조로 형성되며, 하단부 전후 양측에는 리프팅 수단(340)과 접하는 리프팅 수단 접촉부(410)가 형성되고, 좌우 양측에는 가이드 포스트(110)에 결합되는 가이드 포스트 결합부(420)가 형성되어 있다.

한편 상기 리프팅 수단 접촉부(410)의 저면에는 레버(341)의 끝단 일부가 삽입되는 홈(411)이 형성되며, 이처럼 형성된 홈(411)은 레버(341)의 회전 시 레버(341)와 상부 다이(400)의 충분한 접촉면적을 제공하게 되며, 상부 다이(400)가 완전히 상승하게 되면 레버(341)가 홈(411)에 걸려 레버(341)가 내려가는 것을 방지하게 된다.

이와 같은 상부 다이(400)에는 하나 이상의 레버플런저(430)와, 하나 이상의 웨지플런저(440)가 구비되며, 레버플런저(430)와 웨지플런저(440)는 외력에 의해 하강하여 리프팅 수단(340)과 이격 수단(350)을 각각 작동시키게 된다.

한편 상기 레버플런저(430)와 웨지플런저(440)는 각기 다른 용도로 사용될 뿐, 상부 다이(400)를 수직하게 관통하도록 상부 다이(400)에 결합되는 가이드축(431,441)과, 상기 가이드축(431,441)의 하단부에 형성된 웨지블록(432,442)으로 구성된 점에 있어서는 동일하다.

도 10은 본 발명에 따른 캡 다이의 구조를 나타낸 단면도를 도시하고 있다.

상기 캡 다이(500)는 본 발명의 금형장치가 설치되는 프레스 장치에 의해 하강하여 상부 다이(400)로 삽입되면서 잉곳을 가압하는 것이다. 이러한 캡 다이(500)는 저면은 개방되고 상단부는 폐쇄된 원통형의 구조로 이루어진다.

한편 상기 캡 다이(500)의 외주면 상단부에는 외측방향으로 돌출된 다수 개의 결속돌기(510)가 형성되며, 이러한 결속돌기(510)에 대응하는 결속홈(450: 도 9에 도시됨)이 상부 다이(400)에 형성되어 있다. 이러한 결속돌기(510)와 결속홈(450)은 하부 플랜지(T2)의 성형을 위하여 캡 다이(500)를 하강시킬 때 결속돌기(510)와 결속홈(450)이 결합되어 캡 다이(500)와 상부 다이(400)는 함께 하강하게 된다.

한편 상부 다이(400)에 설치되는 레버플런저(430)와 웨지플런저(440)는 상부 다이(400)와 간섭되지 않고 프레스 장치로부터 힘을 전달받을 수 있도록 하기 위하여 상단부가 상부 다이(400)의 상면으로부터 돌출된 구조로 설치되는 것이 바람직하다.(도 4 참조) 그러나 이와 같이 레버플런저(430)나 웨지플런저(440)의 상단부가 상부 다이(400)의 상면으로부터 돌출된 경우, 잉곳의 성형을 위하여 캡 다이(500)가 하강할 때, 레버플런저(430)나 웨지플런저(440)가 프레스 장치와 접촉하여 예기치 못한 리프팅 수단(340)이나 이격 수단(350)의 동작이 이루어질 수 있으므로, 이를 방지하기 위한 어댑터 블록(600: 도 4에 도시됨)이 더 포함된다.

상기 어댑터 블록(600)은 상부 다이(400)와 동일한 단면모양을 갖는 원통형의 블록으로써, 레버플런저(430) 및 웨지플런저(440)의 상단부가 관통하는 다수 개의 수용홀(610)이 수직방향으로 관통하도록 형성되어 있다. 이러한 어댑터 블록(600)은 상부 다이(400)로부터 레버플런저(430) 및 웨지플런저(440)가 돌출되는 길이에 상응하는 두께를 갖도록 구성되며, 스러스트 샤프트의 성형이 완료된 후, 상부 다이(400)와 링 다이(300)의 분리가 요구될 때 먼저 제거된다.

상기와 같이 구성된 금형장치를 이용하여 잉곳을 스러스트 샤프트로 성형하는 과정에 대해 설명하도록 한다.

도 11은 본 발명에 따른 금형장치를 이용한 스러스트 샤프트의 성형 공정을 나타낸 공정도를 도시하고 있다.

먼저 준비된 잉곳(Ta)을 상부 다이(400)를 통하여 금형장치의 내부로 삽입시킨다. 여기서 준비된 잉곳(Ta)이라 함은 요구되는 스러스트 샤프트의 크기나 형상에 따라 적절한 직경과 길이를 갖으며 열간단조를 위하여 약 1200℃로 가열된 단조소재를 의미한다.

물론 상기와 같이 잉곳을 금형장치의 내부로 삽입할 때, 캡 다이(500)는 금형장치로부터 분리한 다음 잉곳을 배치하게 된다.

잉곳의 배치가 완료되면, 캡 다이(500)가 하강하여 잉곳의 상단부를 가압하게 되고, 이때 캡 다이(500)와 상부 다이(400) 및 링 다이(300)의 사이에 형성되는 공간에 의하여 상부 플랜지(T1)의 성형이 이루어지게 된다.

이와 같이 상부 플랜지(T1)의 성형이 이루어지는 과정에서 링 다이(300)의 하부에 위치한 잉곳의 하단부는 잉곳에 가해지는 압력에 의하여 압축되어 수평방향으로 팽창하게 된다.

한편 하부 플랜지(T2)의 성형을 위해서는 다이블록(200)을 제거하여 이후 이루어지는 하부 플랜지(T2)의 성형 과정에서 링 다이(300)의 저면이 다이 베이스(100)의 상면에 밀착되도록 해야 한다. 이에 따라 크레인과 같은 별도의 권양장치를 이용하여 상부 다이(400)를 들어 올리게 되면, 상부 다이(400)와 링 다이(300)는 잉곳과 함께 가이드 포스트(110)를 따라 상승하게 된다. 이와 같은 상부 다이(400)와 링 다이(300)의 상승은 잉곳의 하단부가 수평방향으로 일부 팽창되게 변경되어 잉곳이 상부 다이(400)와 링 다이(300)를 결속함으로써, 상부 다이(400)와 링 다이(300)를 별도로 결속하지 않더라도 상부 다이(400)와 링 다이(300)는 함께 상승하게 된다.

상기와 같이 상부 다이(400)와 링 다이(300) 및 잉곳의 상승이 완료되면, 다이블록(200)을 수평방향으로 잡아당기거나 밀어냄으로써 금형장치로부터 다이블록(200)을 제거하게 된다.

상기 다이블록(200)이 제거되면 잉곳의 저면이 다이 베이스(100) 상에 놓여지도록 상부 다이(400) 및 링 다이(300)를 천천히 하강시키게 된다.

이후 프레스 장치를 이용하여 캡 다이(500)를 하강시키게 되면, 잉곳에 압력이 가해지면서 하부 플랜지(T2)의 성형이 이루어지게 된다. 한편 캡 다이(500)의 하강 시, 캡 다이(500)의 외주면 상단부에 형성된 결속돌기(510)는 상부 다이(400)의 결속홈(450)에 삽입되어 캡 다이(500)와 상부 다이(400)의 결속이 이루어지게 되므로, 캡 다이(500)의 하강 시 상부 다이(400)도 함께 하강하게 된다.

상기와 같은 하부 플랜지(T2)의 성형에 의해 스러스트 샤프트의 성형이 완료된다.

이후 상부 다이(400)와 링 다이(300)를 순차적으로 분리하기 위하여, 먼저 상부 다이(400)상에 놓여진 어댑터 블록(600)을 제거하여 레버플런저(430) 및 웨지플런저(440)의 상단부가 상부 다이(400)로부터 돌출되게 한다.

이후 프레스 장치나 별도의 압력장치를 이용하여 레버플런저(430)의 상단부를 가압하게 되면, 레버플런저(430)가 하강하게 되고, 하강하는 레버플런저(430)는 리프팅 수단(340)을 구성하는 두 레버(341,341`)의 일측단을 눌러주어 레버(341,341`)를 회전시키게 되며, 이때 두 레버(341,341`)의 타측단이 상부 다이(400)의 저면을 밀어 올려줌으로써, 상부 다이(400)가 상승하게 된다. 이러한 상부 다이(400)의 상승에 의해 스러스트 샤프트와 상부 다이(400) 및 캡 다이(500)의 분리가 이루어지고, 더불어 상부 다이(400)가 링 다이(300)로부터 분리되어 링 다이(300)를 구성하는 두 하프 링 부재(310,320)의 결속을 해제시킴으로써, 이후 웨지플런저(440)와 이격 수단(350)에 의해 두 하프 링 부재(310,320)의 이격이 가능하도록 만들어주게 된다.

이후 프레스 장치나 별도의 압력장치를 이용하여 웨지플런저(440)의 상단부를 가압하게 되면, 웨지플런저(440)가 하강하게 되고, 하강하는 웨지플런저(440)는 이격 수단(350)을 구성하도록 두 하프 링 부재(310,320)에 형성된 두 경사면(313,323)의 사이로 삽입되면서 경사면(313,323)을 밀어내게 됨으로써, 마주하도록 배치된 두 하프 링 부재(310,320)는 상호 반대방향으로 이동하며 이격되고, 이로 인해 스러스트 샤프트와 링 다이(300)의 분리가 이루어지게 된다.

상기와 같은 상부 다이(400)와 링 다이(300)의 분리가 이루어지면, 권양장치를 이용하여 상부 다이(400)를 먼저 제거하고, 이후 두 하프 링 부재(310,320)를 순차적으로 제거함으로써, 스러스트 샤프트와 금형의 완전한 분리가 이루어지게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(100) : 다이 베이스 (110) : 가이드 포스트
(200) : 다이블록 (300) : 링 다이
(310),(320) : 하프 링 부재 (313),(323) : 경사면
(340) : 리프팅 수단 (341) : 레버
(350) : 이격 수단 (400) : 상부 다이
(430) : 레버플런저 (440) : 웨지플런저
(500) : 캡 다이 (600) : 어댑터 블록
(610) : 수용홀

Claims (6)

1. 수직하게 세워진 한 쌍의 가이드 포스트(110)가 구비된 다이 베이스(100);
   상기 다이 베이스(100)의 상부에 놓여지는 다이블록(200);
   상호 대칭구조를 갖는 두 하프 링 부재(310,320)에 의해 구성되어 상기 다이블록(200)의 상단부에 결합되고, 상기 가이드 포스트(110)를 따라 상하로 이동하며, 스러스트 샤프트의 하부 플랜지(T2)의 성형을 위한 공간을 형성하고 상부 플랜지(T1)의 성형을 돕는 링 다이(300);
   상기 링 다이(300)의 상부에 결합되어 두 하프 링 부재(310,320)가 상호 이격되지 않도록 구속하며, 링 다이(300)와 함께 상부 플랜지(T1)의 성형을 위한 공간을 형성하는 상부 다이(400); 및
   프레스 장치에 의해 하강하여 상부 다이(400)로 삽입되면서 잉곳을 가압하여 잉곳의 성형이 이루어지게 하는 캡 다이(500)로 구성되며,
   상기 링 다이(300)에는 스러스트 샤프트의 성형이 이루어진 후 금형의 분리를 위하여 상부 다이(400)를 들어올리는 하나 이상의 리프팅 수단(340) 및 두 하프 링 부재(310,320)를 상호 이격시키기 위한 하나 이상의 이격 수단(350)이 구비되고,
   상기 상부 다이(400)에는 외력에 의해 하강하여 리프팅 수단(340)을 작동시키는 하나 이상의 레버플런저(430)와, 외력에 의해 하강하여 이격 수단(350)을 작동시키는 하나 이상의 웨지플런저(440)가 구비된 것을 특징으로 하는 스러스트 샤프트 형단조 금형장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 리프팅 수단(340) 및 이격 수단(350)은 각각 2개씩 제공되며,
   상기 2개의 리프팅 수단(340)은 상호 180도의 각도를 이루도록 배치되고, 상기 2개의 이격 수단(350)은 상호 180도의 각도를 이루도록 배치되며, 각각의 리프팅 수단(340)과 이격 수단(350)은 90도의 각도를 이루도록 배치된 것을 특징으로 하는 스러스트 샤프트 형단조 금형장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 리프팅 수단(340)은,
   상기 하프 링 부재(310,320)에 중앙부가 회전 가능하게 결합되며 레버플런저(430)의 하강에 의해 일측단(341a)이 눌려지면서 타측단(341b)이 상승하여 상부 다이(400)를 들어올리는 레버(341)로 구성된 것을 특징으로 하는 스러스트 샤프트 형단조 금형장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 레버(341)는 2개의 레버(341,341`)가 한 조를 이루어 리프팅 수단(340)을 구성하되, 2개의 레버(341,341`)는 상호 대칭구조를 이루도록 하프 링 부재에 설치되어 하나의 레버플런저(430)에 의해 2개의 레버(341,341`)가 동시에 작동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 스러스트 샤프트 형단조 금형장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 이격 수단(350)은,
   상기 두 하프 링 부재(310,320)에 각각 형성되되, 상호 대칭구조를 이루도록 형성되어 웨지플런저(440)의 하강 시 두 하프 링 부재(310,320)를 서로 다른 방향으로 이동되게 하는 경사면(313,323)으로 구성된 것을 특징으로 하는 스러스트 샤프트 형단조 금형장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 캡 다이(500)와 레버플런저(430) 및 웨지플런저(440)가 관통하는 다수개의 수용홀(610)이 형성된 것으로 구성되며, 상기 상부 다이(400)의 상부에 설치되어 레버플런저(430) 및 웨지플런저(440)가 상부 다이(400)로부터 돌출되는 것을 방지하는 어댑터 블록(600)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스러스트 샤프트 형단조 금형장치.

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