KR101723495B1 - 프레스 성형장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상, 하부금형을 합형하고, 상기 합형된 상, 하부 금형으로 원료를 주입하여 성형하는 프레스 성형장치에 있어서, 상기 하부금형이 올려지는 베이스, 상기 베이스 위에 올려지는 한 쌍의 지지프레임, 상기 지지프레임 상단에 고정 설치되는 고정대, 상기 지지프레임 사이에 수직으로 세워진 상태로 설치되며 모터의 동력을 전달받아 회전하는 리드스크류, 상기 리드스크류의 외경에 나사식으로 체결되어, 상기 리드스크류의 회전에 따라 상, 하 이동하는 분할넛, 상기 분할넛에 결합되며 상기 지지프레임에 지지된 상태에서 상기 지지프레임을 타고 상, 하 수직으로 이동 동작하는 승강대, 상기 승강대의 하단에 설치되며 상기 승강대의 하강 동작에 따라 상기 상, 하부금형을 합형하는 프레스, 상기 승강대와 상기 고정대 사이에 설치되며 상기 프레스가 상, 하부금형을 합형하고 난 뒤의 상기 승강대의 계속된 하강 동작에 따라 줄어들며 상기 승강대의 하강 압력이 상기 프레스로 전해지지 않도록 하는 컵실린더 및 상기 완충가이드 사이에 위치하며 상기 승강대의 하강 동작에 따라 상기 프레스의 구멍으로 삽입되어 상기 상, 하부금형 내부로 원료를 주입하는 주입구를 포함하여 구성한 프레스 성형장치를 제공한다.

Description

프레스 성형장치{APPARATUS OF FORMING PRESS}
본 발명은 프레스 성형장치에 관련되는 것으로서, 더욱 상세하게는 기계적인 방식으로 모터의 동력으로 회전하는 스크류를 이용하여 프레스를 하강시켜 상, 하부금형을 합형하도록 한 프레스 성형장치에 관한 것이다.
일반적으로 알려져 있는 프레스장치는 주로 유압식 프레스장치가 사용되어 왔다.
이러한 유압식 프레스장치의 장점은 압력발생장치의 구성이 간단하고 타발압력의 조정이 비교적 용이하며, 사용되는 유압실린더의 행정범위 내에서 프레스장치의 램의 행정을 자유로이 조정할 수 있다는 것을 들 수 있다.
그러나, 종래 유압식 프레스장치는 고압하에서 밸브의 개폐작동음, 관로팽창음 및 재료를 타발할 때 상하 금형의 스토퍼가 충돌하여 발생되는 타발음 등으로 인하여 과도한 소음이 발생하여 작업자들에게 난청 등의 장애를 일으킬 수 있으며, 특히, 유압실린더의 상하운동에 의한 타발작업을 수행하기 위하여 펌프의 가압, 밸브의 개폐작동, 관로통과, 유압실린더의 램 동, 및 타발로 이어지는 작업경로가 길어서 타발속도가 최고 분당 60회 정도로 제한되는 실정이다. 따라서, 최근의 대량생산에 따른 업계의 요구에 부응하지 못하고 생산성의 저해요인이 되었다.
문헌 1: 대한민국 특허청 등록특허공보 등록번호 제 10-1402138 호
따라서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 기계적인 방식으로 모터의 동력으로 회전하는 스크류를 이용하여 프레스를 하강시켜 상, 하부금형을 합형하여 소재를 성형하도록 구성한 프레스 성형장치를 제공함에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 구동실린더를 사용할 필요없이 승강대가 하강하는 동작에 따라 작동로드가 전, 후 수평 방향으로 이동하며 원료를 통과시키는 유로를 선택적으로 개폐시켜 원료를 상, 하부금형으로 자동 주입할 수 있는 프레스 성형장치를 제공함에 있다.
상술한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 상, 하부금형을 합형하고, 상기 합형된 상, 하부 금형으로 원료를 주입하여 성형하는 프레스 성형장치에 있어서, 상기 하부금형이 올려지는 베이스, 상기 베이스 위에 올려지는 한 쌍의 지지프레임, 상기 지지프레임 상단에 고정 설치되는 고정대, 상기 지지프레임 사이에 수직으로 세워진 상태로 설치되며 모터의 동력을 전달받아 회전하는 리드스크류, 상기 리드스크류의 외경에 나사식으로 체결되어, 상기 리드스크류의 회전에 따라 상, 하 이동하는 분할넛, 상기 분할넛에 결합되며 상기 지지프레임에 지지된 상태에서 상기 지지프레임을 타고 상, 하 수직으로 이동 동작하는 승강대, 상기 승강대의 하단에 설치되며 상기 승강대의 하강 동작에 따라 상기 상, 하부금형을 합형하는 프레스, 상기 승강대와 상기 고정대 사이에 설치되며 상기 프레스가 상, 하부금형을 합형하고 난 뒤의 상기 승강대의 계속된 하강 동작에 따라 줄어들며 상기 승강대의 하강 압력이 상기 프레스로 전해지지 않도록 하는 컵실린더 및 상기 완충가이드 사이에 위치하며 상기 승강대의 하강 동작에 따라 상기 프레스의 구멍으로 삽입되어 상기 상, 하부금형 내부로 원료를 주입하는 주입구를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.
상기 승강대의 내부에 형성되며 1차공급수단에서 공급되는 원료를 통과시키는 제 1유로, 상기 제 1유로와 연결유로로 연결되며 상기 1유로를 통해 공급되는 원료를 2차공급수단으로 통과시키는 제 2유로, 상기 제 2유로의 선단에 직각되게 연결되며 상기 2차공급수단의 동작으로 상기 제 2유로를 통과하는 원료를 상기 주입구로 배출시키는 수직유로, 상기 수직유로와 상기 연결유로를 가로지른 상태로 상기 승강대에 삽입되는 작동로드, 상기 작동로드의 선단에 형성되며 상기 고정대에 구비되어 있는 가이드 사이에 끼워지는 작동대, 상기 작동대의 중앙에 사선 방향으로 경사지게 형성되며 상기 가이드와 핀 결합되는 경사구멍으로 구성하여, 상기 작동로드는 상기 승강대의 상, 하 이동 동작에 따라 상기 경사구멍이 가지는 경사각을 통해 전, 후방으로 수평으로 이동하며 상기 제 1, 2연결구멍을 상기 수직구멍과 상기 연결유로에 각각 선택적으로 연통시키도록 함이 바람직하다.
본 발명은 기계적인 방식으로 모터의 동력으로 회전하는 스크류를 이용하여 상, 하부금형을 합형하여 소재를 성형하도록 함으로서 소음발생없이 보다 정밀한 프레스 작업을 수행할 수 있는 효과를 가진다.
또한 별도의 구동실린더를 사용할 필요없이 승강대가 하강하는 동작에 따라 작동로드가 전, 후 수평 방향으로 이동하며 원료를 통과시키는 유로를 선택적으로 개폐시켜 원료를 상, 하부금형으로 자동 주입할 수 있는 작용 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프레스 성형장치의 전체 구성을 입체적으로 도시한 도면.
도 2는 도 1에서 도시하고 있는 프레스 성형장치의 측단면도.
도 3은 도 2에서 도시하고 있는 프레스 성형장치의 정단면도.
도 4 내지 도 7은 본 발명에 따른 프레스 성혀장치의 동작 과정을 순차적으로 도시한 도면들.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.
첨부된 도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프레스 성형장치의 전체 구성을 입체적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 측면을 절개하여 도시한 도면이다.
도 1과 도 2에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명의 프레스 성형장치(100)는 베이스(10)와, 상기 베이스(10) 위에 수직으로 세워진 상태로 설치되는 한 쌍의 지지프레임(12), 상기 지지프레임(12)에 지지된 상태에서 모터(32)의 동력으로 상기 지지프레임(12)을 타고 상, 하 수직으로 이동 동작하는 승강대(20), 상기 승강대(20)에 설치되는 프레스(30)로 외형을 구성한다.
상기 승강대(20)와 상기 모터(32)간의 연결구조는 상기 모터(32)의 축에 구동풀리(34)를 결합하고, 상기 구동풀리(34)에는 피동풀리(36)가 치합되며, 상기 피동풀리(36)에는 리드스크류(38)가 수직으로 관통한 상태로 결합되며, 상기 리드스크류(38)의 외경에는 상기 승강대(20)에 축(41) 고정 설치되어 있는 분할넛(40)이 나사식으로 체결되어, 상기 리드스크류(38)의 회전에 따라 상, 하 이동하도록 구성하여 모터(32)의 동력으로 상기 리드스크류(38)가 회전하는 과정에서 상기 승강대(20)는 상기 리드스크류(38)의 외경에 형성되어 있는 나사산을 타고 이동하는 분할넛(40)을 통해 상, 하 수직으로 이동 동작을 수행하게 되는 것이다.
즉, 본 발명의 프레스 성형장치(100)는 유압이 아닌 기계적인 방식으로 모터(32)의 구동으로 회전하는 리드스크류(38)를 통해 승강대(20)가 하강하며 상, 하부금형(50, 52)을 합형하도록 구성하고 있다.
상기 프레스(30)는 상기 승강대(20)에 설치되어 상기 승강대(20)의 동작에 따라 하강하며 하단부에 설치되어 있는 상부금형(50)을 베이스(10)에 올려져 있는 하부금형(52) 위에 합형시키게 된다.
상기 프레스(30)의 일면에는 LM블럭(44)이 설치되고, 상기 지지프레임(12)의 일면에는 상기 LM블럭(44)의 이동을 가이드하는 LM가이드레일(42)을 설치하여 상기 프레스(30)의 상, 하 이동을 가이드하도록 한다.
한편, 상기 프레스(30)의 내부에는 상기 상, 하부금형(50, 52)의 내부로 원료를 주입하기 위한 원료 주입수단이 더 설치된다.
상기 원료 주입수단은 승강대(20)의 초기 하강동작으로 프레스(30)가 하강하여 상, 하부금형(50, 52)을 합형하고 난 뒤, 원료 주입을 위해 프레스(30)는 상부금형(50)을 가압상태로 유지한 상태에서 상기 승강대(20)가 계속적으로 하강하는 동작에 따라 원료를 상, 하부금형(50. 52) 내부로 주입하게 된다.
상기 원료 주입수단은 승강대(20)의 후방에 설치되어 원료를 공급하는 1차공급수단(60), 상기 승강대(20) 내부에 형성되며 상기 1차공급수단(60)에서 공급되는 원료를 통과시키는 제 1유로(62), 상기 제 1유로(62)와 연결유로(64)로 연결 구성되는 제 2유로(66), 상기 승강대(20) 후방에 설치되며 상기 제 2유로(66)에서 공급되는 원료를 저장한 상태에서 상기 제 2유로(66)로 다시 공급하는 2차공급수단(68), 상기 제 2유로(66)의 선단에 수직으로 직각되게 연결 구성되며 상기 제 2유로(66)에서 공급되는 원료를 배출시키는 수직유로(70) 및 상기 승강대(20) 하단에 설치되며 상기 수직유로(70)와 연결하여 통한 상태에서 상기 승강대(20)의 하강 동작에 따라 하강하며 프레스(30)의 구멍으로 삽입된 상태에서 상기 수직유로(70)를 통해 유입되는 원료를 상기 프레스(30)의 동작으로 서로 합형되어 있는 상, 하금형(50. 52) 내부로 주입시키는 주입구(92)를 포함하여 구성한다.
상기한 원료 주입수단은 승강대(20)의 하강 동작으로 프레스(30)가 일차 하강하여 상, 하부금형(50, 52)을 합형하고 난 뒤, 상기 승강대(20)만 자체적으로 더 하강하는 과정에서 주입구(92)는 프레스(30)의 구멍에 삽입된 상태에서 1, 2차 공급수단(60, 68)을 거쳐 수직유로(70)를 통해 배출되는 원료를 상, 하부금형(50, 52) 내부로 주입하여 성형하게 되는 것이다.
상기 원료 주입수단에는 상기 제 1, 2유로(62, 66)를 연결하는 연결유로(64)와, 상기 수직유로(70)를 개방 및 폐쇄시켜 원료의 흐름을 제어하는 유로 제어수단이 더 설치된다.
상기 유로 제어수단은 상기 승강대(20)의 상단에 위치하며 상기 승강대(20)의 상, 하 이동을 가이드하는 지지프레임(12)에 고정 설치되는 고정대(94), 상기 고정대(94)와 상기 프레스(30) 사이에 연결 설치되는 복수개의 컵실린더(96), 상기 컵실린더(96) 사이에 수평으로 위치한 상태에서 상기 승강대(20)의 내부에 형성되어 있는 수직유로(70) 및 연결유로(64)를 가로지른 상태로 삽입되며 외경에는 제 1, 2연결구멍(82, 84)이 관통 형성되어 상기 승강대(20)의 승강 동작에 따라 수평으로 왕복 이동하며 상기 제 1, 2연결구멍(82, 84)을 상기 수직유로(70) 및 상기 연결유로(64)에 각각 선택적으로 연결시키는 작동로드(80)를 포함하여 구성한다.
상기 작동로드(80)의 수평 왕복 이동 동작은 상기 작동로드(80)의 선단에 양측으로 경사장공(88)이 형성된 작동대(86)를 일체 구비하고, 상기 작동대(86)는 상기 고정대(96)의 가이드(98) 사이에 끼워진 상태에서 상기 가이드(98)를 관통하는 핀(90)이 상기 작동대(86)에 형성되어 있는 경사장공(88)을 관통하도록 구성하여, 상기 승강대(20)가 승, 하강 동작을 수행하는 과정에서 상기 경사장공(88)이 가진 경사각도를 통해 전, 후방으로 수평 이동 동작을 수행할 수 있는 것이다.
이때 상기 작동로드(80)가 전방으로 수평 이동할 때에는 상기 작동로드(80)의 외경에 형성되어 있는 구멍들중 제 2연결구멍(82)이 제 1, 2유로(62, 66)를 연결하는 연결유로(64)와 연통한 상태이며, 이와 반대로 상기 작동로드(80)가 후방으로 수평 이동할 때에는 작동로드(80)의 제 1연결구멍(84)이 수직유로(70)를 연통한 상태이다.
이하, 본 발명에 따른 프레스 성형장치의 동작을 첨부된 도 4 내지 도 7을 참조하여 기술하기로 한다.
먼저, 도 4에서와 같이 모터(32)로 전원을 인가하면 상기 모터(32)의 축에 결합되어 있는 구동풀리(34)는 회전하며 피동풀리(36)를 회전시키게 되고, 이에 따라 상기 피동풀리(36)에 결합되어 있는 리드스크류(38)가 회전하며, 상기 리드스크류(38)의 외경에 나사식으로 결합되어 있는 분할넛(40)을 하강시키게 되며, 이를 통해 상기 분할넛(40)이 고정 설치되어 있는 승강대(20)는 상기 모터(32)의 동력을 인가받아 수직으로 하강 동작을 수행하게 되며, 이를 통해 프레스는 상기 승강대의 하강동작에 따라 상, 하부금형을 합형하게 된다.
즉, 프레스가 상, 하부금형을 합형하고 나면 제어부(미 도시 함)는 도 5에서와 같이 원료 공급수단인 1차공급수단(60)을 구동시켜 제 1유로(62)와, 상기 제 1유로(62)와 연결유로(64)로 연결되어 있는 제 2유로(66)를 통해 2차공급수단(68)으로 원료를 공급하게 된다.
다음, 도 6에서와 같이 프레스(30)는 가압상태를 유지한 상태에서 승강대(20)는 모터(32)의 동력으로 계속적으로 하강 동작을 수행하게 된다.
즉, 승강대(20)가 하강 동작을 수행하면 프레스(30)와 고정대(94) 사이에 설치되어 있는 컵실린더(96)가 줄어들며 승강대(20)의 하강으로 인한 압력이 프레스(30)로 전해지지 않도록 함과 동시에 컵실린더(96) 사이에 위치하고 있는 주입구(92)를 하강시켜 프레스(30)의 구멍으로 삽입토록 한다.
이때 상기 승강대(20)가 하강하는 동안 승강대(20)에 구비되어 있는 원료 공급수단 및 유로 제어수단이 자동으로 동작하며 상기 주입구(92)로 원료를 공급하게 된다.
구체적으로, 도 7에서와 같이 승강대(20)가 모터(32)의 동력으로 계속적으로 하강 동작을 수행하게 되면 유로 제어수단인 작동로드(80)는 후방으로 수평 이동하게 되는 데, 이는 상기 작동로드(80)의 선단에 형성되어 있는 작동대(86)의 경사구멍(88)이 가진 경사각을 통해 승강대(20)의 수직 하강에 따라 상기 작동로드(80)는 후방으로 수평 이동하게 되는 것이다.
즉, 상기 작동로드(80)의 이동으로 제1, 2유로(62, 66)를 연결하는 연결유로(64)는 폐쇄됨과 동시에 상기 작동로드(80)의 제 1연결구멍(82)이 수직유로(70)를 서로 연결시키게 되면 2차공급수단(68)이 구동하여 제 2유로(66)를 통해 상기 수직유로(70)로 원료를 공급하게 되고, 이에 따라 상기 수직유로(70)에 연결되어 있는 주입구(92)는 승강대(20)의 하강 동작으로 프레스(30)의 구멍에 삽입된 상태에서 상기 수직유로(70)에서 공급되는 원료를 상, 하부금형(50, 52) 내부로 주입시킴으로서 성형품을 성형하게 된다.
10: 베이스 12: 지지프레임
14: 하부다이 16: 승강대
18: 승강대지지플레이트 20: LM가이드레일
22: LM블럭 30: 모터
32: 구동풀리 34: 피동풀리
36: 리드스크류 40: 커팅수단
42: 랙기어 44: 피니언
46: 축 48: 커터
50: 편심축 60: 고정판
62: 가이드장공 70: 수직유로

Claims (2)

  1. 상, 하부금형(50, 52)을 합형하고, 상기 합형된 상, 하부금형(50, 52)으로 원료를 주입하여 성형하는 프레스 성형장치에 있어서,
    상기 하부금형(52)이 올려지는 베이스(10);
    상기 베이스(10) 위에 올려지는 한 쌍의 지지프레임(12);
    상기 지지프레임(12) 상단에 고정 설치되는 고정대(94);
    상기 지지프레임(12) 사이에 수직으로 세워진 상태로 설치되며 모터(32)의 동력을 전달받아 회전하는 리드스크류(38);
    상기 리드스크류(38)의 외경에 나사식으로 체결되어, 상기 리드스크류(38)의 회전에 따라 상, 하 이동하는 분할넛(40);
    상기 분할넛(40)에 결합되며 상기 지지프레임(12)에 지지된 상태에서 상기 지지프레임(12)을 타고 상, 하 수직으로 이동 동작하는 승강대(20);
    상기 승강대(20)의 하단에 설치되며 상기 승강대(20)의 하강 동작에 따라 상기 상, 하부금형(50, 52)을 합형하는 프레스(30);
    상기 승강대(20)와 상기 고정대(94) 사이에 설치되며 상기 프레스(30)가 상, 하부금형(50, 52)을 합형하고 난 뒤의 상기 승강대(20)의 계속된 하강 동작에 따라 줄어들며 상기 승강대(20)의 하강 압력이 상기 프레스(30)로 전해지지 않도록 하는 컵실린더(96) 및 ;
    상기 승강대(20)의 하단에 설치된 상태에서 상기 승강대(20)의 하강 동작에 따라 상기 프레스(30)의 구멍으로 삽입되어 상기 상, 하부금형(50, 52) 내부로 원료를 주입하는 주입구(92)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 프레스 성형장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 승강대(20)의 내부에 형성되며 1차공급수단(60)에서 공급되는 원료를 통과시키는 제 1유로(62);
    상기 제 1유로(62)와 연결유로(64)로 연결되며 상기 1유로(62)를 통해 공급되는 원료를 2차공급수단(68)으로 통과시키는 제 2유로(66);
    상기 제 2유로(66)의 선단에 직각되게 연결되며 상기 2차공급수단(68)의 동작으로 상기 제 2유로(66)를 통과하는 원료를 상기 주입구(92)로 배출시키는 수직유로(70);
    상기 수직유로(70)와 상기 연결유로(64)를 가로지른 상태로 상기 승강대(20)에 삽입되는 작동로드(80);
    상기 작동로드(80)의 선단에 형성되며 상기 고정대(94)에 구비되어 있는 가이드(98) 사이에 끼워지는 작동대(86);
    상기 작동대(86)에 사선 방향으로 경사지게 형성되며 상기 가이드(98)와 핀(90) 결합되는 경사구멍(88)으로 구성하여, 상기 작동로드(80)는 상기 승강대(20)의 상, 하 이동 동작에 따라 상기 경사구멍(88)이 가지는 경사각을 통해 전, 후방으로 수평으로 이동하며 상기 제 1, 2연결구멍(82, 84)을 상기 수직유로(70)과 상기 연결유로(64)에 각각 선택적으로 연결시키도록 함을 특징으로 하는 프레스 성형장치.
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