KR101842238B1 - Method for mass production of titanium watch and mobile phone case using Vacuum centrifugal casting apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진공 원심 주조장치를 이용한 티타늄 시계 및 휴대폰 케이스 대량 생산 방법에 관한 것으로, 분리형 챔버가 회전축으로부터 분리 가능한 구조로 제작됨으로써, 용융물 주입을 마친 후 냉각하는 동안 대기할 필요 없이, 용융물 주입을 마친 분리형 챔버는 분리하여 냉각하고, 회전축에는 새로운 분리형 챔버를 장착하여 즉시 원심 주조를 진행할 수 있어서, 연속 주조에 의한 대량 생산이 가능하다.The present invention relates to a mass production method of a titanium watch and a mobile phone case using a vacuum centrifugal casting apparatus, and a separable chamber is manufactured to be detachable from a rotary shaft, Separate chambers can be separated and cooled, and a new separable chamber can be installed on the rotary shaft, allowing centrifugal casting to proceed immediately, thus enabling mass production by continuous casting.
Description
본 발명은 진공 원심 주조장치를 이용한 티타늄 시계 및 휴대폰 케이스 대량 생산 방법에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 분리형 챔버가 회전축에 결합 및 탈거 가능함으로써, 용융물 주입을 마치면 분리형 챔버 전체를 이탈시켜 냉각하고, 회전축에는 새로운 분리형 챔버를 장착하여 연속적으로 주조 작업을 진행할 수 있도록 하는 기술에 대한 것이다.[0001] The present invention relates to a mass production method of a titanium watch and a mobile phone case using a vacuum centrifugal casting apparatus, and more particularly, to a method of mass production of a titanium watch and a mobile phone case using a vacuum centrifugal casting apparatus, Is a technique for installing a new separable chamber so that the casting operation can be continuously carried out.
주조란 재료를 녹인 용탕을 금형에 주입하여 식힌 후 금형을 제거하여 원하는 형태의 제품을 만드는 작업을 말하며, 이러한 주조 작업을 효율적으로 진행하기 위해 다수의 주조 장치가 개발된 바 있다.Casting is a process of injecting a molten metal into a mold, cooling it, and then removing the mold to produce a desired product. A number of casting devices have been developed to efficiently perform the casting operation.
특히 크기가 작으면서도 정밀한 소형제품 또는 두께가 매우 얇은 박육의 제품을 주조를 통해 성형하는 경우에는 정밀 주조 방식을 사용하게 되는데, 정밀 주조 방식의 하나로 사용되는 것이 진공 원심 주조이다.Particularly, when a compact product with a small size, or a thin product with a very thin thickness is molded through casting, a precision casting method is used. A vacuum centrifugal casting is used as one of the precision casting methods.
진공 원심 주조는 일정속도 이상으로 회전하는 도가니에 용융물을 주입시키고 원심력에 의해 도가니로부터 이탈되는 용융물이 주형 내부에 충전됨으로써 제품을 성형하는 방식이다.Vacuum centrifugal casting is a method in which a product is molded by injecting a melt into a crucible rotating at a constant speed or more and filling the mold with a melt which is separated from the crucible by centrifugal force.
그러나 기존의 진공 원심 주조 장치에서는 금형의 내부로 용탕이 완전히 주입된 다음 금형 내부에 주입된 용탕이 식을 때 까지 기다리는 시간이 필요하여 생산성에 한계가 있었다.However, in the conventional vacuum centrifugal casting apparatus, after the molten metal is completely injected into the mold, it takes time to wait until the molten metal injected into the mold cools down, thereby limiting the productivity.
한편 원심 주조와 관련된 종래기술로는 대한민국 등록특허 제10-1538113호 등이 있다.On the other hand, Korean Patent No. 10-1538113 and the like have been known as a related art related to centrifugal casting.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 분리형 챔버가 회전축에 결합 및 탈거 가능하도록 하여, 용융물 주입을 마치면 즉시 분리형 챔버 전체를 이탈시켜 냉각시키고, 동시에 회전축에는 새로운 분리형 챔버를 장착함으로써 용탕이 식을 때까지 기다리는 시간을 생략하고 연속적으로 주조 작업을 진행할 수 있도록 하는 기술을 제공하는 데 그 목적이 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a separable chamber which can be coupled to and detached from a rotary shaft, It is an object of the present invention to provide a technique for continuously performing a casting operation by omitting a waiting time for melting the molten metal by mounting the chamber.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 진공 원심 주조장치를 이용한 티타늄 시계 및 휴대폰 케이스 대량 생산 방법은, 중심에 결합홀이 형성된 지지부와, 상기 지지부의 끝단에 마련된 복수의 챔버를 갖는 분리형 챔버에서, 상기 챔버 내의 도가니에 원재료를 투입하는 (a)단계; 상기 챔버의 덮개를 덮어 상기 챔버 내부 공간을 밀폐시키는 (b)단계; 상기 챔버 내부 공간을 진공 분위기로 조성하는 (c)단계; 상기 분리형 챔버를 회전축에 거치하고 상기 지지부에 마련된 고정고리를 상기 회전축에 형성된 고리삽입홈에 끼워 고정시키는 (d)단계; 상기 도가니를 가열하여 원재료를 용융시키는 (e)단계; 모터를 가동하여 상기 회전축과 상기 분리형 챔버를 회전시키는 (f)단계; 상기 도가니에 투입된 원재료가 용융되어, 용융물이 원심력에 의해 금형에 투입되면 상기 모터의 가동을 중단시키는 (g)단계; 상기 고정고리를 상기 고리삽입홈에서 이탈시키고 상기 분리형 챔버를 상기 회전축으로부터 분리하는 (h)단계; 및 상기 분리된 분리형 챔버의 챔버 내부에 불활성 가스를 주입하여 상기 금형을 냉각하는 (i)단계;를 포함한다.In order to accomplish the above object, there is provided a mass production method of a titanium watch and a mobile phone case using a vacuum centrifugal casting apparatus according to the present invention, comprising: a support having a coupling hole formed at the center thereof; and a separation chamber having a plurality of chambers provided at an end of the support, (A) injecting a raw material into a crucible in the chamber; (B) covering the lid of the chamber to seal the chamber interior space; (C) forming the chamber internal space in a vacuum atmosphere; (D) placing the detachable chamber on a rotating shaft and fixing a fixing ring provided in the supporting portion to a ring insertion groove formed in the rotating shaft; (E) heating the crucible to melt the raw material; (F) rotating the rotation shaft and the separation chamber by operating a motor; (G) stopping the operation of the motor when the raw material charged into the crucible melts and the molten material is charged into the mold by centrifugal force; (H) releasing the fixing ring from the annular groove and separating the separable chamber from the rotary shaft; And (i) cooling the mold by injecting an inert gas into the chamber of the separated separated chamber.
여기서, 상기 (h)단계를 통해 상기 분리형 챔버가 상기 회전축으로부터 분리되면, 상기 회전축에 상기 (a) 내지 (c)단계를 마친 새로운 분리형 챔버를 고정시킨 후 상기 (d) 단계 이후의 단계를 바로 수행할 수 있다.If the separable chamber is separated from the rotary shaft through the step (h), a new separated chamber having completed the steps (a) to (c) is fixed to the rotary shaft, Can be performed.
본 발명에서는 분리형 챔버가 회전축과 결합 및 분리가 가능한 구조로 제작되기 때문에, 용융물 주입 과정을 마친 후 냉각 과정이 이루어질 때까지 대기할 필요가 없다. 즉 용융물 주입을 마치면 분리형 챔버를 회전축으로부터 이탈시키고 새로운 분리형 챔버를 장착하여 즉시 원심 주조를 시작할 수 있고, 동시에 탈거된 분리형 챔버에 불활성 가스를 주입하여 냉각할 수 있어서, 연속적인 원심 주조에 의해 제품을 대량으로 생산할 수 있는 것이다.In the present invention, since the separable chamber is manufactured in a structure capable of being coupled with and separated from the rotation shaft, it is not necessary to wait until the cooling process is completed after the melt injection process. That is to say, once the melt has been injected, the separable chamber can be removed from the rotating shaft and a new separable chamber can be installed to start the centrifugal casting immediately and at the same time the inert gas can be injected into the separated separable chamber to cool the product, It can be produced in large quantities.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 진공 원심 주조장치를 설명하기 위한 도면.
도2는 도1에 도시된 진공 원심 주조장치에서 분리형 챔버와 회전축이 분리된 상태를 개념적으로 도시한 사시도.
도3은 도2에서 분리형 챔버와 회전축이 결합된 상태를 개념적으로 도시한 사시도.
도4는 분리형 챔버와 회전축이 결합된 상태를 정면에서 바라본 도면.
도5는 회전축의 고리삽입홈에 고정고리가 끼워진 상태를 설명하기 위한 도면.
도6은 제1챔버 내부를 개략적으로 도시한 평단면도.
도7은 제1챔버 내부를 개략적으로 도시한 측단면도.
도8은 도1에 도시된 진공 원심 주조장치를 이용한 주조 과정을 설명하기 위한 도면.
도9는 도1에 도시된 진공 원심 주조장치를 이용하여 생산된 제품의 예시를 설명하기 위한 도면.
도10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 진공 원심 주조장치를 설명하기 위해 분리형 챔버와 회전축을 도시한 도면.
도11은 도10에서 분리형 챔버의 제1챔버를 측면에서 바라본 도면.1 is a view for explaining a vacuum centrifugal casting apparatus according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a perspective view conceptually showing a state in which a separation-type chamber and a rotation axis are separated from each other in the vacuum centrifugal casting apparatus shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 3 is a perspective view conceptually showing a state in which a separation-type chamber and a rotation axis are coupled to each other in FIG. 2. FIG.
Fig. 4 is a front view of a state in which the separation chamber and the rotation shaft are engaged; Fig.
5 is a view for explaining a state in which a fixing hook is fitted in a ring insertion groove of a rotary shaft;
6 is a plan sectional view schematically showing the inside of the first chamber.
7 is a side sectional view schematically showing the inside of the first chamber;
FIG. 8 is a view for explaining a casting process using the vacuum centrifugal casting apparatus shown in FIG. 1; FIG.
9 is a view for explaining an example of a product produced using the vacuum centrifugal casting apparatus shown in Fig.
FIG. 10 is a view showing a separation chamber and a rotation axis for explaining a vacuum centrifugal casting apparatus according to another embodiment of the present invention; FIG.
Figure 11 is a side view of the first chamber of the detachable chamber in Figure 10;
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 다만 발명의 요지와 무관한 일부 구성은 생략 또는 압축할 것이나, 생략된 구성이라고 하여 반드시 본 발명에서 필요가 없는 구성은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 결합되어 사용될 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, some configurations which are not related to the gist of the present invention may be omitted or compressed, but the configurations omitted are not necessarily those not necessary in the present invention, and they may be combined by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. .
도1은 본 발명의 실시예에 따른 진공 원심 주조장치를 설명하기 위한 도면이다. 도1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 진공 원심 주조장치는 크게 원심 주조가 이루어지는 공간을 갖는 본체(100)와, 챔버(111,121) 내부를 진공 상태로 만들어주기 위한 진공장치(180), 그리고 분리형 챔버(110)를 파지하기 위한 파지수단(190)을 포함한다.1 is a view for explaining a vacuum centrifugal casting apparatus according to an embodiment of the present invention. 1, a vacuum centrifugal casting apparatus according to an embodiment of the present invention includes a
도2는 도1에 도시된 진공 원심 주조장치에서 본체(100) 내에 위치하는 분리형 챔버(110)와 회전축(150)이 분리된 상태를 개념적으로 도시한 사시도이고, 도3은 분리형 챔버(110)와 회전축(150)이 결합된 상태를 도시한 사시도이며, 도4는 분리형 챔버(110)와 회전축(150)이 결합된 상태를 도시한 정면도이다.FIG. 2 is a perspective view conceptually showing a state in which the
도2 내지 도4에 도시된 바와 같이 본체(100) 내에는 모터(170)의 구동으로 회전하는 회전축(150)과, 회전축(150)에 탈착 가능하게 결합되는 분리형 챔버(110)가 위치한다.2 to 4, a rotating
회전축(150)의 하부에는 풀리(155)가 마련되어 있으며, 풀리(155)에 설치되는 벨트(160)를 통해 모터(170)로부터 동력을 전달받아 회전축(150)이 회전할 수 있다. 도면에 도시된 모터(170), 벨트(160) 및 풀리(155) 등의 구조는 개념적으로 도시한 것 뿐이며, 동력 전달 방식은 매우 다양하게 구현될 수 있다.A
회전축(150)의 상부, 즉 축상부(151)는 위쪽으로 갈수록 직경이 좁아지는 형상으로 제작된다. 이는 축상부(151)로 분리형 챔버(110)를 장착할 시, 삽입과 인출이 원활하게 이루어지도록 하기 위함이다.The upper portion of the
회전축(150)에서 테이퍼진 축상부(151)의 아래에는 분리형 챔버(110)의 지지부(130)가 걸려 더 이상 하강하지 않도록 안착턱(152)이 형성되어 있다. 또한 회전축(150)의 측면에는 분리형 챔버(110)의 고정고리(132)가 삽입 안착되는 고리삽입홈(153)이 형성되어 있다. 회전축(150)과 분리형 챔버(110)의 결합 과정에 대해서는 이하에서 다시 설명토록 한다.The
분리형 챔버(110)는 회전축(150)에 탈착 가능하게 장착되며, 회전에 따른 원심력에 의해 도가니(112)에서 용융된 용탕이 금형(115)에 주입되도록 한다. 이러한 분리형 챔버(110)는 회전축(150)에 직접 결합되는 지지부(130)와, 지지부(130) 양단에 마련된 제1챔버(111) 및 제2챔버(121)를 포함한다.The
지지부(130)의 중심에는 회전축(150)의 축상부(151)에 끼워지는 결합홀(131)이 상하 방향으로 관통하여 형성되어 있다. 결합홀(131)은 축상부(151)의 형태에 대응하도록 위쪽으로 갈수록 직경이 좁아지는 형상을 갖는다.At the center of the
지지부(130) 중심의 측면에는 회전축(150)의 고리삽입홈(153)에 삽입되는 고정고리(132)가 힌지 결합되어 있다. 본 실시예에서는 T자형의 고정고리(132)를 도시하였으나 그 형태에 제한이 있는 것은 아니다.A
또한 고정고리(132)가 힌지 결합된 부분의 반대쪽으로 연장되어 연장바(132a)가 형성되어 있으며, 연장바(132a) 끝에 파지블록(132b)이 마련되어 있다. 파지블록(132b)의 기능에 대해서는 이하에서 다시 다루도록 한다.Further, the
지지부(130)의 상부에는 일정 간격을 두고 파지링(133)이 마련되어 있다. 따라서 파지수단(190)을 통해 파지링(133)을 잡아 분리형 챔버(110) 전체를 안정적으로 들어 올릴 수 있다.A
이러한 지지부(130)가 회전축(150)에 결합되는 모습을 도5를 통해 설명하면 다음과 같다. 지지부(130)의 결합홀(131)을 회전축(150)의 축상부(151) 위치에 대응시킨 후 하강시키면, 지지부(130)의 저면이 안착턱(152)에 맞닿게 된다. 이후 파지블록(132b)을 잡아 당겨 고정고리(132)를 고리삽입홈(153)에 끼워 넣으면 결합이 완료된다. 이때 고리삽입홈(153)의 입구에는 걸림턱(154)이 형성되어 있다. 고정고리(132)를 고리삽입홈(153)에 삽입할 시 힘을 주어 밀어 넣거나, 파지블록(132b) 강하게 잡아 당기면 고정고리(132)가 걸림턱(154)을 넘어 억지 끼움되고, 삽입이 완료되면 걸림턱(154)에 의해 고정고리(132)가 쉽게 빠지지 않는다. 물론 고정고리(132)를 이탈 시킬 때에는 파지블록(132b)을 위로 강하게 밀어 올리면 된다.A state in which the
한편, 파지블록(132b)이 설치되는 연장바(132a)는 고정고리(132)로부터 일직선으로 연장되어 형성되지 아니하고, 지지부(130)로부터 멀어지는 방향으로 꺾어진 상태로 제작된다.The
이러한 파지블록(132b)은 고정고리(132)를 고리삽입홈(153)에 진입시키거나 탈거시킬 때 손잡이 역할을 수행하는 동시에, 회전 과정에서 고정고리(132)를 더욱 견고하게 고리삽입홈(153) 내에 구속시키는 역할을 수행한다. 즉 파지블록(132b)은 연장바(132a)나 고정고리(132)에 비하여 상대적으로 무거우며, 무거운 물체에 가해지는 원심력이 더욱 높다. 따라서 회전축(150)과 분리형 챔버(110)가 회전할 시, 지지부(130)로부터 멀리 떨어지도록 꺾어진 형태의 연장바(132a)에 설치된 파지블록(132b)에 강한 원심력이 작용하게 되고, 이에 따라 고정고리(132)는 오히려 회전축(150)의 고리삽입홈(153) 내측으로 밀착된다. 즉 파지블록(132b)에 가해지는 원심력이 클수록 고정고리(132)의 구속력도 높아져서, 분리형 챔버(110)와 회전축(150)의 결속력이 높아지는 것이다.The
지지부(130) 양측에 마련된 제1챔버(111)와 제2챔버(121)는 지지부(130)의 중심을 기준으로 대칭을 이룬다. 각 챔버(111,121)의 구성은 동일하므로 제1챔버(111)에 대해서만 설명토록 한다.The
도6은 제1챔버(111) 내부를 개략적으로 도시한 평단면도이고, 도7은 측단면도이다. 제1챔버(111)의 내부에는 도가니(112)와 금형(115)이 설치되며, 도가니(112)가 위치하는 부분의 아래로 도가니(112)로부터 연장되는 연장통(114)이 돌출되어 있다. 연장통(114)은 본체(100) 내에 설치된 고주파가열부의 코일(140)에 둘러싸이는 부분이며, 이에 따라 연장통(114)이 가열되어 도가니(112)에 열이 전달된다.Fig. 6 is a plan sectional view schematically showing the inside of the
제1챔버(111) 내부의 공간에는 도가니(112) 및 금형(115)이 내장되고, 덮개(119)에 의해 제1챔버(111) 내부가 밀폐된다.The
도가니(112)는 금속 원재료가 투입되어 용융되는 곳으로 상부가 개방되어 있고 일측에 일방향으로 연장된 주입관(113)이 형성되어 있다.The
도가니(112)의 주입관(113)은 금형(115)에 형성된 이동홀(116)에 끼워지며, 주입관(113)을 통해 용융물이 주입되면 이동홀(116)을 따라 이동하여 금형(115) 내부의 충진공간(117)에 채워진다.The
한편 제1챔버(111)에는 내외부를 연통하는 연결관(118a)이 연결되어 있고, 연결관(118a)은 밸브(118)를 통해 개폐될 수 있다.Meanwhile, the
한편 본 실시예에서는 도가니(112)를 가열하기 위한 고주파가열부로써 코일(140)을 이용한 장치가 적용된 것을 도시하였는데, 코일(140)은 제1챔버(111)의 하부에 노출된 연장통(114)을 감쌀 수 있는 위치에서 상하 방향으로 승강하는 구조로 설치된다.In this embodiment, a device using a
이하에서는 도8을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 진공 원심 주조장치를 이용한 주조 과정에 대하여 설명토록 한다. 여기서 제1챔버(111)와 제2챔버(121)의 구성 및 작용은 동일하므로, 제2챔버(121)에 대한 설명은 제1챔버(111)의 설명으로 대체한다.Hereinafter, a casting process using a vacuum centrifugal casting apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, the description of the
먼저 제1챔버(111)의 덮개(119)를 열고 도가니(112)에 주조금속 원재료를 투입<S805>한다. 이후 덮개(119)를 닫아 제1챔버(111)의 내부 공간을 밀폐시킨다. 이때 완전한 밀폐를 위해 제1챔버(111)에는 덮개(119)를 고정시키기 위한 고정수단(미도시)이 구비되어 있으며, 덮개(119) 둘레에는 별도의 실링부(미도시)가 마련되어 있다. 더불어 도가니(112)와 연결되는 연장통(114)은 제1챔버(111)의 아래쪽으로 돌출되어 있지만, 제1챔버(111)의 바닥부도 전체가 밀폐 구조로 제작되는 것은 당연하다.First, the
이후 밸브(118)를 개방하고 연결관(118a)에 진공배관(181)을 연결한 후 진공장치(180)를 작동시켜 제1챔버(111) 내부의 공간을 진공 상태(압력이 매우 낮은 상태)로 만들어주고<S810>, 진공배관(181) 연결을 제거한 후 밸브(118)를 폐쇄시켜 제1챔버(111) 내부가 진공 상태를 유지하도록 한다.Thereafter, the
원재료 투입과 진공 분위기 조성을 마치면 파지수단(190)이 분리형 챔버(110)의 지지부(130)에 형성된 파지링(133)을 파지하여 분리형 챔버(110)를 들어올린다. 파지수단(190)에 의해 분리형 챔버(110)가 이동하여 지지부(130)의 결합홀(131)이 회전축(150)의 축상부(151)에 대응하는 위치에 도달하면, 분리형 챔버(110)를 하강시켜 결합홀(131)에 축상부(151)가 삽입되도록 한다.When the raw material is charged and the vacuum atmosphere is formed, the holding means 190 holds the holding
이때 결합홀(131)의 하부는 직경이 상대적으로 크고, 축상부(151)의 상부는 직경이 상대적으로 작다. 따라서 결합홀(131)과 축상부(151)의 초기 결합이 용이하며, 축상부(151)가 결합홀(131)에 인입된 후 분리형 챔버(110)가 하강하면 결합홀(131)의 내측면이 축상부(151)의 테이퍼진 면을 따라 자연스럽게 내려오면서 완전히 밀착하게 된다. 분리형 챔버(110)는 지지부(130) 저면이 회전축(150)의 안착턱(152)과 맞닿을 때 까지 하강할 수 있다.Here, the diameter of the lower portion of the
도5의 실시예에서는 단면이 원통 형상인 지지부(130)를 도시하였으나, 안착턱(152)에 맞닿는 지지부(130)의 저면은 평탄하게 제작할 수도 있다.5, the supporting
이후 분리형 챔버(110)의 지지부(130) 중심에 설치된 파지블록(132b)을 잡아당겨 고정고리(132)를 회전축(150)의 고리삽입홈(153)에 끼워 넣어 분리형 챔버(110)를 회전축(150)에 고정<S815>시킨다. 회전축(150)의 고리삽입홈(153) 입구에는 걸림턱(154)이 형성되어 있기 때문에, 파지블록(132b)을 힘차게 잡아 당겨 고정고리(132)를 고리삽입홈(153)에 강하게 밀어 넣으면 걸림턱(154)을 지나 억지 끼움되고, 더불어 걸림턱(154)에 의해 고정고리(132)가 쉽게 빠지지 않는다.Thereafter, the holding
한편 고정고리(132)를 고리삽입홈(153)에 끼워 넣기 위해서는 분리형 챔버(110)가 회전축(150)에 결합될 시 위치 조정이 되어야 한다. 따라서 파지수단(190)을 통해 분리형 챔버(110)를 들어 회전축(150)에 결합 시킬 때, 고정고리(132)와 고리삽입홈(153)의 위치가 일치하도록 작업자가 적절하게 회전 위치를 조절해야 한다.On the other hand, when the
물론 축상부(151)의 단면이 원형이 아닌 다각형으로 제작하고, 이에 대응하도록 지지부(130)의 결합홀(131)도 단면이 다각형인 형태로 제작한다면, 고정고리(132)와 고리삽입홈(153)의 위치 조절이 더욱 쉬우며, 회전력도 더욱 강하게 전달할 수 있다.If the end of the
그리고 위의 설명에서는 분리형 챔버(110)가 본체(100) 바깥에 위치한 상태에서 도가니(112)에 원재료를 투입하고 제1챔버(111) 내부를 진공 분위기로 조성한 이후 회전축(150)에 결합하는 것을 설명하였지만, 실시하기에 따라 분리형 챔버(110)와 회전축(150)을 먼저 결합시킨 후 도가니(112)에 원재료를 투입하고, 진공 분위기를 만들어줄 수도 있다.In the above description, raw materials are charged into the
이후 별도의 승강수단(미도시)에 의해 고주파 가열 코일(140)이 상승하여 연장통(114)을 둘러싸면 도가니(112)가 가열된다. 도가니(112)의 가열에 의해 주조금속 원재료가 충분히 용융되면<S820>, 고주파 가열 코일(140)을 하강시키고, 모터(170)를 구동하여 회전축(150)을 회전시킨다.Thereafter, the high-
이에 따라 분리형 챔버(110)가 회전하여 도가니(112)에 원심력이 작용하면, 주조 용융물이 도가니(112)의 주입관(113)을 따라 빠져나오게 되며, 금형(115)의 이동홀(116)로 유입된 용융물이 충진공간(117)을 채운다<S825>.When the centrifugal force acts on the
여기서 회전축(150)이 회전할 시, 고정고리(132)는 분리형 챔버(110)의 미끄럼 방지와 부양 방지 기능도 수행한다.Here, when the
즉, 고정고리(132) 없이 분리형 챔버(110)를 회전축(150)에 올려두기만 한다면 축상부(151)와 결합홀(131) 사이에 미끄러짐 현상이 발생할 수 있다. 하지만 고정고리(132)가 고리삽입홈(153)에 견고하게 삽입 고정되어 있다면 미끄러짐 없이 회전력을 확실하게 전달할 수 있다.That is, if the
또한, 고정고리(132)에 의해 분리형 챔버(110)가 회전축(150)에 구속되기 때문에, 분리형 챔버(110)가 회전할 시 위쪽으로 떠오르는 것을 방지할 수 있다. 고속 회전하는 물체는 양력을 받아 위로 상승하려는 경향을 보이는데, 고정고리(132)가 이를 저지시킬 수 있는 것이다.Further, since the
금형(115)의 충진공간(117)에 용융물이 모두 채워지면, 회전축(150)의 회전 작동을 중단시키고, 분리형 챔버(110)의 파지블록(132b)을 위로 밀어 고정고리(132)를 회전축(150)의 고리삽입홈(153)으로부터 이탈<S830>시킨다.When the molten metal is filled in the filling
이후 파지수단(190)이 분리형 챔버(110)의 파지링(133)을 파지<S835>하고 들어 올림으로써, 분리형 챔버(110)를 회전축(150)으로부터 탈거시킬 수 있다. 회전축(150)에서 분리형 챔버(110)를 탈거시키면, 새로운 분리형 챔버(110)를 회전축(150)에 거치<S840>한 이후 앞선 과정을 다시 반복할 수 있다.The
또한 탈거된 분리형 챔버(110)에서 각 챔버(111,121)의 밸브(118)를 개방시킨 후 챔버(111,121) 내부에 불활성 가스를 주입하여 냉각이 이루어지도록 한다.In addition, after the
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 분리형 챔버(110)가 회전축(150)과 결합 및 분리가 가능한 구조로 제작되기 때문에, 용융물 주입 과정을 마친 후 냉각 과정이 이루어질 때까지 대기할 필요가 없다. 즉 용융물 주입을 마치면 분리형 챔버(110)를 회전축(150)으로부터 이탈시키고 새로운 분리형 챔버(110)를 장착하여 즉시 원심 주조를 시작할 수 있고, 동시에 탈거된 분리형 챔버(110)에 불활성 가스를 주입하여 냉각할 수 있어서, 연속적인 원심 주조에 의해 제품을 대량으로 생산할 수 있는 것이다.As described above, in the present invention, since the
한편 본 발명에서는 일자형 지지부(130) 양측에 2개의 챔버(111,121)가 마련되어 있는 것을 도시하고 설명하였으나, 실시하기에 따라 십자형 지지부에 4개의 챔버가 설치되는 것도 가능하다. 즉 본 발명의 특징은 분리형 챔버(110)와 회전축(150)이 결합 및 분리 가능한 구조에 있는 것이기 때문에 지지부의 형상이나 챔버의 개수에 제한이 있는 것은 아니며, 회전축(150)과의 결합 및 분리 구조 역시 다양하게 변형될 수 있음은 당연하다.Meanwhile, in the present invention, two
도9는 도1에 도시된 진공 원심 주조장치를 이용하여 생산된 제품의 예시를 설명하기 위한 도면이다. 즉 티타늄 시계나 휴대폰 케이스와 같이 소형 제품을 생산할 시에는, 원심 주조 과정이 쉬지 않고 계속 이루어져야 하는데, 본 발명에서는 원심 주조를 마친 분리형 챔버(110)는 회전축(150)으로부터 분리하여 별도 장소에서 냉각시키게 되고, 회전축(150)에는 새로운 분리형 챔버(110)를 장착하여 원심 주조 과정을 바로 시작할 수 있어서, 금형(115)을 냉각시키는 동안 원심 주조 과정이 중단되지 않아 티타늄 시계나 휴대폰 케이스와 같은 소형 제품을 대량 생산하기에 적합하다.9 is a view for explaining an example of a product produced by using the vacuum centrifugal casting apparatus shown in FIG. That is, when producing a small product such as a titanium watch or a mobile phone case, the centrifugal casting process must be continuously performed. In the present invention, the
한편, 본 발명은 연속 작업을 통한 제품의 대량 생산을 위해 분리형 챔버(110)와 회전축(150)이 분리 가능토록 설계한 것인데, 이 때문에 회전축(150)이 회전할 시 양력에 의해 분리형 챔버(110)가 상승하여 회전축(150)으로부터 의도치 않게 분리 될 가능성이 있다. 물론 고정고리(132)를 통해 분리형 챔버(110)와 회전축(150)을 고정하고 있고, 파지블록(132b)에 가해지는 원심력에 의해 고정고리(132)가 빠지지 않도록 하고 있다.In the meantime, the present invention is designed so that the
이에 부가하여 도10에서는 공기 저항에 의해 분리형 챔버(110)의 부양을 방지하는 구성이 추가된 실시예가 도시되어 있다. 본 실시예에 따른 진공 원심 주조장치는 앞선 실시예와 모든 구성이 동일하고, 다만 부양방지날개(111a,121a)가 추가된 점에서 차이가 있다.In addition, FIG. 10 shows an embodiment in which a structure for preventing floating of the separation-
도10을 참조하면 분리형 챔버(110)에서 제1챔버(111)와 제2챔버(121)에 각각 부양방지날개(111a,121a)가 마련되어 있는 것을 확인할 수 있다. 부양방지날개(111a,121a)는 소정의 면적을 갖는 판 형상이며, 분리형 챔버(110)의 회전 방향에 대하여 아래쪽이 진행 방향을 향해 있고, 위쪽이 진행 방향의 반대쪽을 향하도록 사선을 이루고 있다.Referring to FIG. 10, it can be seen that the
도10의 구조를 위에서 바라보았을 때 분리형 챔버(110)가 반시계 방향으로 회전하고 있다면, 도11에 도시된 바와 같이, 사선으로 설치된 부양방지날개(111a,121a)의 위쪽 방향으로 공기저항이 가해질 것이다. 따라서 공기저항에 의해 부양방지날개(111a,121a)는 아래쪽 방향으로 힘이 가해질 것이고, 이에 따라 챔버들(111,121)을 포함한 분리형 챔버(110) 전체에도 아래쪽 방향의 힘이 작용하여 양력에 의한 부양이 확실하게 방지될 수 있다.10, when the
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And additions should be considered as falling within the scope of the claims of the present invention.
100 : 본체
110 : 분리형 챔버
111 : 제1챔버
111a : 부양방지날개
112 : 도가니
113 : 주입관
114 : 연장통
115 : 금형
116 : 이동홀
117 : 충진공간
118 : 밸브
118a : 연결관
119 : 덮개
121 : 제2챔버
121a : 부양방지날개
130 : 지지부
131 : 결합홀
132 : 고정고리
132a : 연장바
132b : 파지블록
133 : 파지링
140 : 코일
150 : 회전축
151 : 축상부
152 : 안착턱
153 : 고리삽입홈
154 : 걸림턱
155 : 풀리
160 : 벨트
170 : 모터
180 : 진공장치
181 : 진공배관
190 : 파지수단100:
110: detachable chamber
111: first chamber
111a: anti-flap wing
112: Crucible
113: injection tube
114: Toolbox
115: mold
116: moving hole
117: filling space
118: Valve
118a: connector
119: Cover
121: Second chamber
121a: anti-flap wing
130: Support
131: Coupling hole
132: Retaining ring
132a: Extension bars
132b: Phage block
133: Phage ring
140: Coil
150:
151: shaft top
152: seating chin
153: ring insertion groove
154:
155: pulley
160: belt
170: motor
180: Vacuum device
181: Vacuum piping
190: gripping means
Claims (2)
상기 챔버의 덮개를 덮어 상기 챔버 내부 공간을 밀폐시키는 (b)단계;
상기 챔버 내부 공간을 진공 분위기로 조성하는 (c)단계;
상기 분리형 챔버를 회전축에 거치하고 상기 지지부에 마련된 고정고리를 상기 회전축에 형성된 고리삽입홈에 끼워 고정시키는 (d)단계;
상기 도가니를 가열하여 원재료를 용융시키는 (e)단계;
모터를 가동하여 상기 회전축과 상기 분리형 챔버를 회전시키는 (f)단계;
상기 도가니에 투입된 원재료가 용융되어, 용융물이 원심력에 의해 금형에 투입되면 상기 모터의 가동을 중단시키는 (g)단계;
상기 고정고리를 상기 고리삽입홈에서 이탈시키고 상기 분리형 챔버를 상기 회전축으로부터 분리하는 (h)단계; 및
상기 분리된 분리형 챔버의 챔버 내부에 불활성 가스를 주입하여 상기 금형을 냉각하는 (i)단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 원심 주조장치를 이용한 티타늄 시계 대량 생산 방법.
(A) injecting a raw material into a crucible in the chamber in a separate chamber having a supporting portion formed with a coupling hole at the center thereof and a plurality of chambers provided at an end of the supporting portion;
(B) covering the lid of the chamber to seal the chamber interior space;
(C) forming the chamber internal space in a vacuum atmosphere;
(D) placing the detachable chamber on a rotating shaft and fixing a fixing ring provided in the supporting portion to a ring insertion groove formed in the rotating shaft;
(E) heating the crucible to melt the raw material;
(F) rotating the rotation shaft and the separation chamber by operating a motor;
(G) stopping the operation of the motor when the raw material charged into the crucible melts and the molten material is charged into the mold by centrifugal force;
(H) releasing the fixing ring from the annular groove and separating the separable chamber from the rotary shaft; And
And (i) cooling the mold by injecting an inert gas into the chamber of the separated separate chamber. The method of mass production of titanium watch using the vacuum centrifugal casting apparatus according to claim 1,
상기 챔버의 덮개를 덮어 상기 챔버 내부 공간을 밀폐시키는 (b)단계;
상기 챔버 내부 공간을 진공 분위기로 조성하는 (c)단계;
상기 분리형 챔버를 회전축에 거치하고 상기 지지부에 마련된 고정고리를 상기 회전축에 형성된 고리삽입홈에 끼워 고정시키는 (d)단계;
상기 도가니를 가열하여 원재료를 용융시키는 (e)단계;
모터를 가동하여 상기 회전축과 상기 분리형 챔버를 회전시키는 (f)단계;
상기 도가니에 투입된 원재료가 용융되어, 용융물이 원심력에 의해 금형에 투입되면 상기 모터의 가동을 중단시키는 (g)단계;
상기 고정고리를 상기 고리삽입홈에서 이탈시키고 상기 분리형 챔버를 상기 회전축으로부터 분리하는 (h)단계; 및
상기 분리된 분리형 챔버의 챔버 내부에 불활성 가스를 주입하여 상기 금형을 냉각하는 (i)단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 진공 원심 주조장치를 이용한 휴대폰 케이스 대량 생산 방법.(A) injecting a raw material into a crucible in the chamber in a separate chamber having a supporting portion formed with a coupling hole at the center thereof and a plurality of chambers provided at an end of the supporting portion;
(B) covering the lid of the chamber to seal the chamber interior space;
(C) forming the chamber internal space in a vacuum atmosphere;
(D) placing the detachable chamber on a rotating shaft and fixing a fixing ring provided in the supporting portion to a ring insertion groove formed in the rotating shaft;
(E) heating the crucible to melt the raw material;
(F) rotating the rotation shaft and the separation chamber by operating a motor;
(G) stopping the operation of the motor when the raw material charged into the crucible melts and the molten material is charged into the mold by centrifugal force;
(H) releasing the fixing ring from the annular groove and separating the separable chamber from the rotary shaft; And
And (i) cooling the mold by injecting an inert gas into the chamber of the separated separate chamber. The method of mass production of a mobile phone case using the vacuum centrifugal casting apparatus according to claim 1,
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KR101226219B1 (en) | 2012-10-08 | 2013-01-30 | 에스에이치소재산업 주식회사 | Casting apparatus using rotatable mold changing unit |
KR101495891B1 (en) | 2013-10-25 | 2015-02-25 | 알파코리아 주식회사 | Vacuum centrifugal casting apparatus for thread bobbin case |
-
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- 2016-06-10 KR KR1020160072449A patent/KR101842238B1/en active IP Right Grant
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KR101226219B1 (en) | 2012-10-08 | 2013-01-30 | 에스에이치소재산업 주식회사 | Casting apparatus using rotatable mold changing unit |
KR101495891B1 (en) | 2013-10-25 | 2015-02-25 | 알파코리아 주식회사 | Vacuum centrifugal casting apparatus for thread bobbin case |
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