KR101788475B1

KR101788475B1 - 언더컷 성형이 가능한 단조용 금형 장치

Info

Publication number: KR101788475B1
Application number: KR1020160167189A
Authority: KR
Inventors: 이찬주; 최호준; 이정민; 박민철; 신준호
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2017-10-19

Abstract

본 발명에 의하면, 수용 공간(111)을 제공하는 지지 구조물(110); 상기 수용 공간에 고정되는 하부 다이(120); 상기 수용 공간에 상기 하부 다이의 주위에 둘레방향을 따라서 차례대로 분리되어서 배치되고 상기 지지 구조물에 이동가능하게 결합되는 다수의 측면 다이(130); 상기 지지 구조물과 상기 하부 다이를 상하방향을 따라 관통하여 지나가는 취출 핀(140); 상기 다수의 측면 다이를 아래에서 받치고 상기 취출 핀과 함께 상하이동하는 이동 받침대(150); 및 상기 하부 다이에 대해 상하 이동하는 단조 펀치(160)를 포함하며, 상기 지지 구조물과 상기 측면 다이 중 어느 하나는 위로 가면서 바깥쪽을 향하도록 경사지게 연장되는 결합 레일(114)을 구비하며, 다른 하나는 상기 결합 레일에 슬라이드 이동가능하게 결합되는 결합부(134)를 구비하는 단조용 금형 장치가 제공된다.

Description

언더컷 성형이 가능한 단조용 금형 장치{FORGING DIE APPARATUS FOR MOLDING UNDERCUT}

본 발명은 단조용 금형 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 언더컷 성형이 가능한 단조용 금형 장치를 제공하는 것이다.

일반적으로 건설기계 등에서 구동축으로 사용되는 롤러 플랜지(Roller flange)는 단조용 금형 장치를 이용한 단조 공정에 의해 1차 성형된 후, 기계가공을 실시하여 언더컷(undercut)을 성형하게 된다. 하지만, 이 경우 기계가공에 의한 소재의 낭비 문제가 있다.

미국등록 제4,649,731호에는 언더컷 성형을 위한 단조용 금형 장치가 개시되어 있다. 상기 선행특허문헌에 개시된 단조용 금형 장치는 언더컷 성형을 위한 측면 다이를 구비하며, 측면 다이는 단조가 완료된 후 별도의 구동장치에 의해 이동하여 성형품으로부터 분리되고, 이후 취출 핀이 상승하여 성형품을 취출하는 구성을 갖는다.

본 발명의 목적은 언더컷 성형이 가능한 단조용 금형 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 생산성이 향상된 언더컷 성형이 가능한 단조용 금형 장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,

수용 공간(111)을 제공하는 지지 구조물(110); 상기 수용 공간에 고정되는 하부 다이(120); 상기 수용 공간에 상기 하부 다이의 주위에 둘레방향을 따라서 차례대로 분리되어서 배치되고 상기 지지 구조물에 이동가능하게 결합되는 다수의 측면 다이(130); 상기 지지 구조물과 상기 하부 다이를 상하방향을 따라 관통하여 지나가는 취출 핀(140); 상기 다수의 측면 다이를 아래에서 받치고 상기 취출 핀과 함께 상하이동하는 이동 받침대(150); 및 상기 하부 다이에 대해 상하 이동하는 단조 펀치(160)를 포함하며, 상기 지지 구조물과 상기 측면 다이 중 어느 하나는 위로 가면서 바깥쪽을 향하도록 경사지게 연장되는 결합 레일(114)을 구비하며, 다른 하나는 상기 결합 레일에 슬라이드 이동가능하게 결합되는 결합부(134)를 구비하는 단조용 금형 장치가 제공된다.

상기 측면 다이의 내주면에는 언더컷 성형을 위한 돌출부(133)가 형성될 수 있다.

상기 결합 레일과 상기 결합부의 단면은 'T'자 형상일 수 있다.

상기 지지 구조물은 상기 다수의 측면 다이 각각의 외주면과 면접촉하는 경사면(113)을 구비하며, 상기 경사면은 위로 올라갈수록 바깥쪽을 향하도록 경사질 수 있다.

상기 취출 핀과 상기 이동 받침대를 연결하는 연결대(151)를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 취출 핀의 상승과 동시에 언더컷을 성형하는 측면 다이가 상승하면서 측면 바깥으로 이동하여 성형품과 분리되어, 성형품의 취출과 측면 다이의 분리가 동시에 이루어짐으로써, 생산성이 현저하게 향상된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 단조용 금형 장치를 도시한 단면도로서, 소재에 대한 성형이 완료된 상태를 도시한 것이다.
도 2는 도 1에서 펀치와 소재를 제외하고 도시한 평면도이다.
도 3은 도 1에서 성형품의 취출을 위해 펀치가 상승한 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에서 성형품의 취출이 이루어지는 상태를 도시한 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단조용 금형 장치(100)는 지지 구조물(110)과, 지지 구조물(110)에 고정되어서 설치되는 하부 다이(120)와, 지지 구조물(110)에 이동가능하게 결합되고 성형품(W)의 측면에 언더컷(U)을 형성하는 다수의 측면 다이(130)와, 성형품(W)의 취출을 위해 지지 구조물(110)에 이동가능하게 설치되는 취출 핀(140)과, 다수의 측면 다이(130)이 이동시키기 위해 지지 구조물(110)에 이동가능하게 설치되는 이동 받침대(150)와, 단조 성형을 위해 하부 다이(120)의 상부에 위치하여 하부 다이(120)에 대해 가까워지거나 멀어지도록 이동하는 단조 펀치(160)를 포함한다. 단조용 금형 장치(100)는 성형품(W)의 취출을 위해 취출 핀(140)이 상승하면서 이동 받침대(150)가 함께 상승하여 측면 다이(130)가 성형품(W)으로부터 완전히 분리되도록 측면 바깥으로 경사지게 상승하는 것이 특징이다. 본 실시예에서는 단조용 금형 장치(100)가 성형품(W)으로서 롤러 플랜지(roller flange)를 제조하는 것으로 예를 들어서 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 측면에 언더컷이 형성되는 성형품을 제조하는 것에 모두 적용될 수 있다.

지지 구조물(110)은 상부가 개방된 수용 공간(111)을 제공한다. 수용 공간(111)에 하부 다이(120), 측면 다이(130) 및 이동 받침대(150)가 수용된다. 수용 공간(111)의 측벽면(112)에는 개방된 상부로 갈수록 측면 바깥 쪽으로 기울어지도록 경사진 경사면(113)이 형성된다. 경사면(113)에는 다수의 측면 다이(130) 각각이 일대일로 결합되는 다수의 결합 레일(114)이 수용 공간(111)의 둘레방향을 따라서 등간격으로 이격되어서 형성된다. 본 실시예에서는 결합 레일(114)이 네 개인 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 측면 다이(120)의 수에 대응하여 다양하게 변경될 수 있다. 결합 레일(114)은 경사면(113) 상에 상하방향을 따라서 직선으로 길게 연장되며, 그 횡단면은 측면 바깥쪽이 확장되어 형성되는 대체로 'T'자형을 갖는다. 결합 레일(114)에 대응하는 측면 다이(130)가 결합되어서 이동이 안내된다. 지지 구조물(110)에는 상하방향을 따라 연장되어 관통하고 상단이 수용 공간(111)의 바닥면(115)과 연결되는 연장 통로(116)가 형성된다. 연장 통로(116)를 통해 취출 핀(140)이 상하 이동이 가능하게 통과한다.

하부 다이(120)는 지지 구조물(110)의 수용 공간(111)에 고정되도록 설치된다. 하부 다이(120)의 상부면은 성형품(W)의 형상에 대응하는 형태를 갖는다. 하부 다이(120)의 측면은 수용 공간(111)의 측벽면(112)과 이격된다. 하부 다이(120)에는 상하방향을 따라서 연장되어 관통하고 지지 구조물(110)의 연장 통로(116)와 이어지는 연결 통로(121)가 형성된다. 연결 통로(121)를 통해 취출 핀(140)이 상하 이동이 가능하게 통과한다.

다수의 측면 다이(130)는 지지 구조물(110)의 수용 공간(111)에 측벽면(112)의 둘레방향을 따라서 (본 실시예에서는 네 개)가 차례대로 이어져서 배치된다. 다수의 측면 다이(130) 각각은 대체로 원호 형상으로서, 성형품(W)의 형상에 대응하는 형태를 갖는 내주면(131)과, 지지 구조물(110)의 경사면(113)과 면접촉하는 외주면(132)을 구비한다. 내주면(131)에는 안쪽으로 돌출되어서 형성된 돌출부(133)가 형성되며, 돌출부(133)에 의해 성형품(W)에 언더컷(U)이 형성된다. 외주면(132)에는 결합 레일(114)에 슬라이드 이동이 가능하게 삽입되어 결합되는 결합부(134)가 돌출되어서 구비된다. 결합부(134)는 결합 레일(114)의 형상에 대응하여 대체로 T자형태를 갖는다. 결합부(134)가 결합 레일(114)를 따라 이동함으로서, 다수의 측면 다이(130) 각각은 상승하면서는 측면 바깥으로 이동하고, 하강하면서는 안쪽으로 이동하게 된다. 다수의 측면 다이(130)는 이동 받침대(150)의 상승에 의해 위로 올라가면서 측면 바깥으로 이동하게 된다. 본 실시예에서는 홈 형태의 결합 레일(114)이 지지 구조물(110)에 형성되고, 돌출된 결합부(134)가 측면 다이(130)에 형성되는 것으로 설명하지만, 이와는 달리 결합 레일(114)이 측면 다이(130)에 형성되고 결합부(134)가 지지 구조물에 형성될 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것이다.

취출 핀(140)은 상하로 연장되면서 지지 구조물(110)의 연장 통로(116)와 하부 다이(120)의 연결 통로(121)에 수용된다. 성형품(W) 취출시 취출 핀(140)이 상승하여 성형품(W)이 취출된다. 취출 핀(140)은 이동 받침대(150)와 연결되어서 함께 상하이동하게 된다.

이동 받침대(150)는 지지 구조물(110)의 수용 공간(111)에 수용되어서 측면 다이(130)를 밑에서 받친다. 이동 받침대(150)는 상하로 연장되어서 취출 핀(140)과 연결되는 연결대(151)와 결합되어서, 취출 핀(140)과 함께 상하방향으로 움직이게 된다. 즉, 취출 핀(140)이 상승하면 이동 받침대(150)도 함께 상승하여 측면 다이(130)를 상승시키고, 취출 핀(140)이 하강하면 이동 받침대(150)도 함께 하강하여 측면 다이(130)를 하강시킨다.

단조 펀치(160)는 단조 성형을 위해 하부 다이(120)의 상부에 위치하여 하부 다이(120)에 대해 가까워지거나 멀어지도록 별도의 구동장치에 의해 이동한다. 단조 펀치(160)의 하면은 성형품(W)의 형상의 일면에 대응하는 형태를 갖는다.

이제, 상기한 본 발명의 실시예를 작용 중심으로 상세하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 단조 펀치(160)의 하강에 의해 성형이 완료되어 성형품(W)이 완성되어 있다. 성형품(W)의 외주면에는 측면 다이(130)에 의해 언더컷(U)이 형성되어 있다. 이 상태에서, 성형품(W)을 취출하기 위해 단조 펀치(160)는 상승하여 도 3에 도시된 바와 같이 분리된다. 도 3의 상태에서, 취출 핀(140)이 상승하면 취출 핀(140)에 연결된 이동 받침대(150)가 함께 상승하게 되고, 도 4에 도시된 바와 같이, 성형품(W)은 취출 핀(140)에 의해 상승하고 도시에 측면 다이(130)가 상승하면서 측면 바깥으로 이동하여 성형품(W)으로부터 분리된다.

이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

100 : 단조용 금형 장치
110 : 지지 구조물
120 : 하부 다이
130 : 측면 다이
140 : 취출 핀
150 : 이동 받침대
160 : 단조 펀치

Claims

수용 공간(111)을 제공하는 지지 구조물(110);
상기 수용 공간에 고정되는 하부 다이(120);
상기 수용 공간에 상기 하부 다이의 주위에 둘레방향을 따라서 차례대로 분리되어서 배치되고 상기 지지 구조물에 이동가능하게 결합되는 다수의 측면 다이(130);
상기 지지 구조물과 상기 하부 다이를 상하방향을 따라 관통하여 지나가는 취출 핀(140);
상기 다수의 측면 다이를 아래에서 받치고 상기 취출 핀과 함께 상하이동하는 이동 받침대(150); 및
상기 하부 다이에 대해 상하 이동하는 단조 펀치(160)를 포함하며,
상기 지지 구조물과 상기 측면 다이 중 어느 하나는 위로 가면서 바깥쪽을 향하도록 경사지게 연장되는 결합 레일(114)을 구비하며, 다른 하나는 상기 결합 레일에 슬라이드 이동가능하게 결합되는 결합부(134)를 구비하는 단조용 금형 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 측면 다이의 내주면에는 언더컷 성형을 위한 돌출부(133)가 형성되는 것을 특징으로 하는 단조용 금형 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 결합 레일과 상기 결합부의 단면은 'T'자 형상인 것을 특징으로 하는 단조용 금형 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 지지 구조물은 상기 다수의 측면 다이 각각의 외주면과 면접촉하는 경사면(113)을 구비하며, 상기 경사면은 위로 올라갈수록 바깥쪽을 향하도록 경사지는 것을 특징으로 하는 단조용 금형 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 취출 핀과 상기 이동 받침대를 연결하는 연결대(151)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단조용 금형 장치.