KR101841235B1 - 금속분말 유압성형 프레스용 분말소재 공급장치 - Google Patents

금속분말 유압성형 프레스용 분말소재 공급장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 상부 다이실린더에 의해 상하 구동되는 상부 다이, 및 상기 상부 다이로부터 일정 간격 아래에 위치하고 중앙부에 금속분말의 투입 및 압축 성형을 위한 금형 홈이 형성된 하부 다이를 포함하는 금속분말 유압성형 프레스에 있어서의 분말소재 공급장치에 관한 것으로, 분말소재를 수용 및 공급을 위해 상기 프레스의 본체 일측에 설치되는 호퍼, 상기 호퍼의 하단으로부터 상기 금형 홈을 향하여 하향 연장하는 호스, 그리고 상기 호스의 끝단이 연결되는 작동유닛 및 상기 작동유닛을 구동시키는 구동모터를 포함하고, 상기 작동유닛은 상기 구동모터에 정·역 회전가능하게 연결되는 소정 길이의 회동레버와, 상기 회동레버의 상단에서 수직방향으로 상기 금형 홈을 향하여 연장된 연장레버를 포함한다.

Description

금속분말 유압성형 프레스용 분말소재 공급장치{POWDER SUPPLYING APPARATUS FOR HYDRAULIC FORMING PRESS USING METAL POWDER}
본 발명은 금속분말 유압성형 프레스에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프레스에 금속 분말재료를 공급하기 위한 유압성형 프레스용 분말소재 공급장치에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이, 금속분말 성형은 금속가루인 분말소재를 다이의 성형 구멍 내로 충전하고 이를 압축성형하여 그린컴팩트(Green Compact)라 지칭하는 원하는 모양의 분말 성형품을 제조하는 것으로, 성형된 제품의 정도가 우수하고 일반적인 기계가공을 생략할 수 있는 성형 방법들 중 하나이다. 또한, 유압식 금속분말 성형 프레스는 대체로 금형에서 작업을 하기에 까다로운 제품을 용이하게 성형할 수 있는 장점이 있어 업계에 많이 활용되고 있다.
일 예로, 도 1에 도시된 종래의 다른 형태의 분말성형 프레스는 프레스 볼스터(1)의 상측에 다이 플레이트(7)를 설치하고, 다이 플레이트(7)의 하부면은 요크 플레이트(3)의 가이드 포스트(6a,6b)와 결합하여 상기 요크 플레이트(3)의 상하 이동시 함께 이동될 수 있도록 한다. 다이 플레이트(7)의 중앙부에는 금형을 형성한 다이(8)를 설치하고 다이(8)의 내측면이 하부 펀치(2)의 외부면과 밀착 슬라이딩 되도록 한다.
상기 다이 플레이트(7)의 상부면에는 하부 펀치(2)와 다이(8)에 의해 형성된 금형부에 분말의 소재를 공급하는 슈우(9)가 설치되고, 상기 슈우(9)는 상부에 소재 공급호스(9a)를 설치하고 하부면이 개구되어 상기 다이 플레이트(7)의 일측 상부면에서 타측으로 슬라이딩하면서 상기 공급호스(9a)로 공급된 분말의 소재를 다이(8)의 내부로 공급할 수 있도록 제공된다.
제품이 성형되면 프레스 하램(4)을 하강시켜 다이 플레이트(7)를 하강시키게 되고, 이에 따라 코어 핀(5)이 하강되면서 반대로 하부 펀치(2)가 제품을 상향시키게 되는데, 이때 슈우(9)를 이동시켜 상기 성형된 제품을 밀어내어 작업을 마치게 된다.
그러나, 위와 같은 구성에서 슈우는 다이 플레이트의 표면을 따라 이동하는 구조로만 제공되어 있을 뿐 다이플레이트 표면에 완전히 밀착시키기 위한 구성을 갖지 않아 작동과정에서 일정한 틈새가 발생할 수 있으며, 또한 그 틈새로 분말 소재가 유출되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 위와 같은 문제점들을 해결하기 위해 개발된 것으로, 금속 분말을 공급하고 성형된 제품을 밀어내는 캡 부재의 다이플레이트 표면에의 밀착이 완벽하게 이루어지는 금속분말 유압성형 프레스용 분말소재 공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 해결과제에 따라 제공된 본 발명은 상부 다이실린더에 의해 상하 구동되는 상부 다이, 및 상기 상부 다이로부터 일정 간격 아래에 위치하고 중앙부에 금속분말의 투입 및 압축 성형을 위한 금형 홈이 형성된 하부 다이를 포함하는 금속분말 유압성형 프레스에 있어서의 분말소재 공급장치로서, 분말소재를 수용 및 공급을 위해 상기 프레스의 본체 일측에 설치되는 호퍼, 상기 호퍼의 하단으로부터 상기 금형 홈을 향하여 하향 연장하는 호스, 그리고 상기 호스의 끝단이 연결되는 작동유닛 및 상기 작동유닛을 구동시키는 구동모터를 포함하고, 상기 작동유닛은 상기 구동모터에 정·역 회전가능하게 연결되는 소정 길이의 회동레버와, 상기 회동레버의 상단에서 수직방향으로 상기 금형 홈을 향하여 연장된 연장레버를 포함하고, 상기 연장레버는 일측이 회동레버의 상단에 회전가능하게 결합되고, 이 결합 지점으로부터 일측 방향으로 상기 연장레버의 일 단부에는 상기 금형 홈의 입구와 연결하기 위한 일정한 형태의 캡 부재가 구비되며, 상기 캡 부재의 일 단부는 상기 호스의 끝단이 연결되는 연결구로 이루어져 상기 호퍼로부터 공급된 분말소재가 호스를 타고 캡 부재의 내부를 통해 상기 금형 홈 안으로 투입될 수 있다.
본 발명에 따르면, 위의 결합지점으로부터 타측 방향으로 상기 연장레버의 타 단부에는 상기 회동레버의 급격한 회전과 그에 따른 연장레버의 돌발적인 이동 및 들림을 방지하는 실린더부재가 연결되고, 상기 하부 다이의 상면에는 상기 금형 홈과 연통된 통공을 갖는 다이 플레이트가 설치되며, 상기 캡 부재는 상기 다이 플레이트로부터 떨어지지 않고 상기 다이 플레이트의 표면을 따라 이동하도록 구성된다. 한편, 상기 하부 다이는 상기 프레스의 하단에 위치하는 베이스 부재에 의해 지지되고, 상기 하부 다이의 아래에는 상기 베이스 부재에 지지된 상태로 상하 구동하는 하부 다이실린더가 배치되어 제품 성형 후에 금형 홈을 통해 성형 제품을 하부 다이 위로 상승시키게 된다.
위와 같은 특징으로부터 본 발명은 금속 분말을 공급하고 성형된 제품을 밀어내는 캡 부재가 다이플레이트 표면에 완벽하게 밀착되므로 작동과정에서 분말소재가 누출되는 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 유압성형 프레스의 분말공급장치를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 금속분말 유압성형 프레스의 외관 사시도,
도 3은 도 2의 금속분말 유압성형 프레스의 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 금속분말 유압성형 프레스용 분말소재 공급장치의 구성을 도시한 도면,
도 5는 도 4의 금속분말 유압성형 프레스의 제품 성형 과정에서의 분말소재 공급장치의 동작과정을 도시한 순서도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
먼저, 아래의 실시형태들은 본 발명을 설명함에 있어서 필연적인 부분들을 제외하고는 그 도시와 설명을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 유사한 구성요소에 대하여는 동일한 참조부호를 부여하고 그에 대한 상세한 설명을 반복하지 않고 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 금속분말 유압성형 프레스의 외관 사시도이고, 도 3은 도 2의 금속분말 유압성형 프레스의 측면도이다.
본 발명에 따른 금속분말 유압성형 프레스는 본체 상부에 위치된 상부 다이실린더(110)에 의해 상하 구동되는 상부 다이(120)를 포함하는 상부 다이세트(100)와, 상기 상부 다이(120)로부터 일정 간격 아래에 위치된 하부 다이(220)를 포함하는 하부 다이세트(200)를 기본 구성으로 한다.
하부 다이(220)는 프레스 하단의 베이스 부재(300)에 의해 지지되며, 중앙에 금속분말의 투입 및 실질적인 제품 성형이 이루어지는 금형 홈(221a)이 제공된다. 이러한 금형 홈(221a)은 일정한 제품을 성형하기 위한 다양한 형상의 금형(221)에 의해 제공된다. 하부 다이(220)의 아래에는 베이스 부재(300)에 지지된 상태로 상하 구동하는 하부 다이실린더(210)가 배치되고, 이 하부 다이실린더(210)는 제품 성형 후에 금형 홈(221a)을 통해 상기 성형된 제품을 하부 다이(220) 위로 상승시킨다.
도 4는 본 발명에 따른 금속분말 유압성형 프레스용 분말소재 공급장치의 구성을 도시한 도면으로서, 하부 다이(220) 중앙에 위치된 금형 홈(221a) 내부로의 금속분말의 공급은 프레스 본체의 일측에 위치된 분말소재 공급장치(400)에 의해 이루어진다.
이 분말소재 공급장치(400)는 프레스 본체 상부에 위치하는 호퍼(410)와, 이 호퍼의 하단으로부터 금형 홈(221a)을 향하여 하향 연장하는 호스(420), 그리고 상기 호스의 끝단이 연결되는 작동유닛(430) 및 상기 작동유닛을 구동시키는 구동모터(440)에 의해 구성된다.
호퍼(410)는 하나 이상의 성분의 금속분말을 수용하고 이를 공급하기 위한 것으로, 도 1 및 2에 도시하는 바와 같이 일정한 형태의 브라켓(411)에 연결된 상태로 프레스 본체의 일측에 고정된다. 한편, 상기 호퍼(410)로부터 하향 연장된 호스(420)의 끝단이 연결되는 작동유닛(430)은 다음과 같은 구성을 갖는다.
작동유닛(430)은 모터(440)에 의해 구동하여 호스(420)의 끝단을 하부 다이(220) 중앙의 금형 홈(221a)에 연결할 수 있도록 하는 것으로, 이를 위해 작동유닛(430)은 구동모터(440)에 정·역 회전가능하게 연결되는 소정 길이의 회동레버(432)와, 이 회동레버의 상단에서 수직방향으로 상기 금형 홈(221a)을 향하여 연장된 연장레버(431)를 포함한다. 연장레버(431)는 일측이 회동레버(432)의 상단에 회전가능하게 결합되며, 이 결합지점으로부터 일측 방향으로 상기 연장레버(431)의 일 단부에는 금형 홈(221a)의 입구와 연결하기 위한 일정한 형태의 캡 부재(434)가 구비되고, 상기 결합지점으로부터 타측 방향으로 상기 연장레버(431)의 타 단부에는 실린더부재(433)가 연결되어 상기 회동레버(432)의 급격한 회전과 그에 따른 연장레버(431)의 돌발적인 이동 및 들림을 방지할 수 있다. 또한, 하부 다이(220)의 상면에는 상기 금형 홈(221a)과 연통된 통공을 갖는 다이 플레이트(222)가 설치되고, 상기 캡 부재(434)는 이 다이 플레이트(222)로부터 떨어지지 않고 상기 다이 플레이트(222)의 표면을 따라 이동하도록 구성됨이 바람직한데, 이는 연장레버(431)의 끝단에 연결된 상기 실린더부재(433)의 작용으로부터 가능하게 된다.
한편, 캡 부재(434)의 일 단부는 상기 호스(420)의 끝단이 연결되는 연결구(434a)로 이루어져 상기 호퍼(410)로부터 공급된 분말소재가 호스를 타고 캡 부재(434)의 내부를 통해 상기 금형 홈(221a) 안으로 투입될 수 있다.
도 5는 도 4의 금속분말 유압성형 프레스의 제품 성형 과정에서의 분말소재 공급장치의 동작과정을 순서적으로 도시한 것으로, 도 5a를 참조하면, 금형 홈(221a) 내부에 투입된 분말소재는 상부 다이실린더(110)가 구동함에 따라 하강하게 되는 상부 다이(120)에 의해 금형(221)의 형상대로 제품화된다. 제품 성형이 완성된 후, 성형된 제품은 도 5b에 도시된 바와 같이 하부 다이실린더(210)의 구동으로 상승하게 되는 하부 다이(220)에 의해 금형 홈(221a) 상부로 밀어올려진다. 이후, 구동모터(440)가 일 방향으로 구동하여 회동레버(432)를 회전시키고 그에 따라 상기 회동레버의 끝단에 연결된 연장레버(431)가 도 5c에 도시된 바와 같이 금형 홈(221a)을 향하여 이동한다. 이 과정에서 상기 연장레버(431)의 끝단에 연결된 캡 부재(434)는 금형 홈(221a) 위로 상승된 성형 제품을 하부 다이로부터 밀어내게 된다. 그런 후, 구동모터(440)가 역 방향으로 구동하며 회동레버(432)가 연장레버(431)를 당겨 컵 부재(434)를 금형 홈(221a) 입구에 위치시키고 이 상태에서 호퍼(410)로부터 호스(420)를 통해 금형 홈(221a) 내부로 분말소재가 공급된다. 금형 홈(221a) 내부에 분말 소재가 채워지면 구동모터(440)가 역 방향으로 추가로 구동하여 회동레버(432)를 회전시키고, 그에 따라 연장레버(431)가 금형 홈(221a)을 벗어나서 도 5e에 도시된 바와 같이 원위치된다. 이후, 금형 홈(221a) 내부의 분말소재를 압축 성형하기 위한 상부 다이실린더(110)의 구동에 따른 상부 다이(120)의 하강이 이루어진다.
위와 같은 구성을 갖는 본 발명의 금속분말 유압성형 프레스용 분말소재 공급장치는 금속 분말의 원활하고 안정적인 공급을 가능하게 할 뿐 아니라, 캡 부재의 다이플레이트 표면에의 밀착도 완벽하게 이루어져 틈새 발생에 의한 분말 소재 유출을 방지할 수 있다.
이상 본 발명의 다양한 실시예와 작동형태들을 설명하였으나, 지금까지 설명한 내용들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 그 일부를 예시한 정도에 불과하다.
따라서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 범위내에서 발명의 요지를 변경시키지 않고 본 발명에 대하여 다양한 변형을 가할 수 있음은 물론이다.
100 : 상부 다이세트
110 : 상부 다이실린더
120 : 상부 다이
200 : 하부 다이세트
210 : 하부 다이실린더
220 : 하부 다이
221 : 금형
221a : 금형 홈
222 : 다이 플레이트
300 : 베이스 부재
400 : 분말소재 공급장치
410 : 호퍼
411 : 브라켓
420 : 호스
430 : 작동유닛
431 : 연장레버
432 : 회동레버
433 : 실린더부재
434 : 캡 부재
434a : 연결구
440 : 구동모터

Claims (5)

  1. 상부 다이실린더에 의해 상하 구동되는 상부 다이, 및 상기 상부 다이로부터 일정 간격 아래에 위치하고 중앙부에 금속분말의 투입 및 압축 성형을 위한 금형 홈이 형성된 하부 다이를 포함하는 금속분말 유압성형 프레스에 있어서의 분말소재 공급장치로서,
    분말소재를 수용 및 공급을 위해 상기 프레스의 본체 일측에 설치되는 호퍼, 상기 호퍼의 하단으로부터 상기 금형 홈을 향하여 하향 연장하는 호스, 그리고 상기 호스의 끝단이 연결되는 작동유닛, 및 상기 작동유닛을 구동시키는 구동모터를 포함하고,
    상기 작동유닛은 상기 구동모터에 정·역 회전가능하게 연결되는 소정 길이의 회동레버와, 상기 회동레버의 상단에서 수직방향으로 상기 금형 홈을 향하여 연장된 연장레버를 포함하고,
    상기 연장레버는 일측이 회동레버의 상단에 회전가능하게 결합되고, 이 결합지점으로부터 일측 방향으로 상기 연장레버의 일 단부에는 상기 금형 홈의 입구와 연결하기 위한 소정 형상의 캡 부재가 구비되고,
    상기 결합 지점으로부터 타측 방향으로 상기 연장레버의 타 단부에는 상기 회동레버의 급격한 회전과 그에 따른 상기 연장레버의 돌발적인 이동 및 들림을 방지하는 실린더부재가 연결된 것을 특징으로 하는 금속분말 유압성형 프레스용 분말소재 공급장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 캡 부재의 일 단부는 상기 호스의 끝단이 연결되는 연결구로 이루어져, 상기 호퍼로부터 공급된 분말소재가 상기 호스를 타고 상기 캡 부재의 내부를 통해 상기 금형 홈 안으로 투입될 수 있는 것을 특징으로 하는 금속분말 유압성형 프레스용 분말소재 공급장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 하부 다이의 상면에는 상기 금형 홈과 연통된 통공을 갖는 다이 플레이트가 설치되고, 상기 캡 부재는 상기 다이 플레이트로부터 떨어지지 않고 상기 다이 플레이트의 표면을 따라 이동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 금속분말 유압성형 프레스용 분말소재 공급장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 하부 다이는 프레스 하단에 위치하는 베이스 부재에 의해 지지되고, 상기 하부 다이의 아래에는 상기 베이스 부재에 지지된 상태로 상하 구동하는 하부 다이실린더가 배치되어 제품 성형 후에 금형 홈을 통해 성형 제품을 하부 다이 위로 상승시키는 것을 특징으로 하는 금속분말 유압성형 프레스용 분말소재 공급장치.
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