KR101923540B1 - 자동차 프레스금형 수축방지용 주조용 주형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 프레스금형 수축방지용 주조용 주형에 관한 것으로, 성형면과 성형면의 후방에 복수개의 리브가 일정간격 이격되게 형성되어 격자형 구조를 가지는 몸체로 이루어진 금형을 제조하기 위한 주조용 주형에 있어서, 주형은 보디와, 보디의 내부 일부영역에 형성되어 성형면을 형성하는 성형면형성부와, 성형면형성부의 후방영역에 일정간격 이격되게 형성되어 복수개의 리브를 형성하는 복수개의 리브형성부를 포함하고, 성형면형성부의 형상이 급격하게 변화하는 영역과 마주보는 영역에 위치한 리브형성부의 모서리에 역삼각형 형상의 라운드부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차 프레스금형 수축방지용 주조용 주형{Casting mold for shrinkage prevention of press mold for automobile}

본 발명은 프레스금형의 성형면에 수축공에 의한 결함이 발생되는 것을 방지할 수 있는 자동차 프레스금형 수축방지용 주조용 주형에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 프레스 금형을 제작하기 위한 모형은 스치로폼으로 만들어 주조한다. 먼저 모형을 가지고 도형, 건조, 조형작업을 거쳐 주조로 이어진다. 주조는 용융된 금속 즉, 용탕을 주형(鑄型) 속에 넣고 응고시켜서 원하는 모양의 금속제품으로 만드는 방법으로, 주형의 재료는 모래로 이루지고, 주형에 중력, 압력, 원심력 등의 방식으로 용탕을 주입시켜 만든다. 이때 모형은 용탕의 온도에 의해 기화되고 그 자리에 용탕이 안착 및 응고되어 제품이 완성된다.

최근에는 금형의 중량 및 용탕의 사용량을 감소시키기 위해 금형의 성형면의 후방에 형성된 몸체를 복수개의 리브로 이루어진 격자형 구조로 제조하고 있다.

이와 같이 격자형 구조의 몸체를 가지는 금형을 제조하기 위해서는 도 1에 도시된 바와 같이, 주형(10)의 내부에는 금형의 성형면를 형성하는 성형면형성부(12)와, 성형면형성부(12)와 연결되도록 일정간격 이격되게 형성되어 금형의 복수개의 리브를 형성하는 복수개의 리브형성부(14)가 구비된다.

그러나, 상술한 구조를 갖는 주형의 일부영역(성형면형성부와 리브형성부 사이의 형상단차가 큰 곳)은 다른영역(성형면형성부와 리브형성부 사이의 형상단차가 작은 곳)에 비해 응고속도가 늦어 열점(hot spot)이 형성되어 수축공(Shrinkage Cavity)(20)이 필연적으로 발생되고, 수축공에 의해 주조가 완료된 금형의 성형부에 수축결함이 발생되는 문제점이 있다.

물론, 주형의 상부에 복수개의 압탕부를 설치하면 수축공에 의해 결함을 방지할 수 있으나, 주형(10)의 리브형성부(14)가 격자구조 형상으로 이루어짐에 따라 주형의 상부에 압탕부를 설치할 수 없는 실정이다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 성형면형성부에 발생되는 수축공을 리브형성부로 이동되게 유도함으로써 수축공에 의한 성형면의 수축결함을 방지할 수 있는 자동차 프레스금형 수축방지용 주조용 주형을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주조용 주형은 성형면과 성형면의 후방에 복수개의 리브가 일정간격 이격되게 형성되어 격자형 구조를 가지는 몸체로 이루어진 금형을 제조하기 위한 주조용 주형에 있어서, 주형은 보디와, 보디의 내부 일부영역에 형성되어 성형면을 형성하는 성형면형성부와, 성형면형성부의 후방영역에 일정간격 이격되게 형성되어 복수개의 리브를 형성하는 복수개의 리브형성부를 포함하고, 성형면형성부의 형상이 급격하게 변화하는 영역과 마주보는 영역에 위치한 리브형성부의 모서리에 역삼각형 형상의 라운드부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 라운드부와 마주보는 보디의 내부에는 냉금(chiller)이 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 라운드부는 모서리를 형성하는 양측면의 각도가 예각인 경우에는80 ~ 100mm의 반지름으로 라운드 가공되고, 모서리를 형성하는 양측면의 각도가 둔각인 경우에는 50 ~ 70mm의 반지름으로 라운드 가공되는 것이 바람직하다.

전술한 구성을 갖는 본 발명의 자동차 프레스금형 수축방지용 주조용 주형은 성형면형성부에 발생되는 수축공을 리브형성부로 이동되게 유도함으로써 수축공에 의한 성형면의 수축결함을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 문제점을 설명하기 위한 주조용 주형의 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 프레스금형 수축방지용 주조용 주형의 단면도.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 자동차 프레스금형 수축방지용 주조용 주형을 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 프레스금형 수축방지용 주조용 주형을 나타내는 단면도이다.

도 2를 참조하면, 실시예에 따른 자동차 프레스금형 주조용 주형(100)은 성형면(1)과 성형면(1)의 후방에 복수개의 리브(2)가 일정간격 이격되게 형성되어 격자형 구조를 가지는 몸체로 이루어진 금형(미도시)을 제조하기 위한 것이다.

이러한 주형(100)은 보디(110)와, 보디(110)의 내부 일부영역에 형성되어 주조 완료시 금형의 성형면(1)을 형성하는 성형면형성부(112)와, 성형면형성부(112)의 후방영역에 일정간격 이격되게 형성되어 금형의 복수개의 리브(2)를 형성하는 복수개의 리브형성부(114)를 포함한다.

여기서, 복수개의 리브형성부(114) 중 성형면형성부(112)의 형상이 급격하게 변화하는 영역과 마주보는 영역에 위치한 리브형성부의 모서리에는 역삼각형 형상의 라운드부(116)가 형성된다.

이때, 리브형성부의 모서리에 형성되는 라운드부(116)는 리브형성부(114)의 모서리를 형성하는 양측면 중 리브형성부(114)에 위치하는 측면의 길이가 성형면형성부(112)에 위치하는 측면의 길이 보다 길게 형성되는 것이 바람직하다

이와 같이 성형면형성부(112)의 형상이 급격하게 변화하는 영역과 마주보는 영역에 위치한 리브형성부의 모서리에 라운드부(116)를 형성하는 이유는 성형면형성부(112)의 형상이 급격하게 변화하는 영역과 이 영역과 마주보는 리브형성부 사이에 수축공(Shrinkage Cavity)이 발생되더라도 이 수축공이 리브형성부(114)를 향해 유도되어 성형면형성부(112)에 수축공이 존재하지 않게 되어 주조 완료시 수축공에 의한 성형면에 수축결함이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 도 1에 도시된 종래의 주형에서와 같이 성형면형성부와 리브형성부 사이의 형상단차가 큰 영역이 상대적으로 성형면형성부와 리브형성부 사이의 형상단차가 작은 영역에 비해 응고속가 늦어 성형부형성부(112)에 열점(hot spot)이 형성되는데, 리브형성부의 모서리에 라운드부(116)를 형성하여 그 단면적을 크게함으로써 열점(hot spot)의 위치를 리브형성부를 향해 유도시켜 이동되게 함으로써 성형부형성부(112)에 수축공이 발생되지 않게 하는 것이다.

물론 수축공이 완전히 제거되는 것이 아니라 리브형성부 영역에 존재하지만 금형을 이용해 제조되는 실제 제품의 품질을 결정하는 것은 금형의 성형면이고, 성형면을 지지하는 금형의 몸체가 격자형 구조를 가지도록 하는 복수개의 리브는 단순히 금형의 중량 및 용탕의 사용량을 감소시키기 위한 것으로서 금형의 내구성에는 크게 영향을 주지 않으므로 크게 문제되지 않는다.

리브형성부(114)의 모서리에 형성되는 라운드부(116)는 리브형성부(114)의 모서리를 형성하는 양측면의 각도가 예각(0°보다 크고, 90°보다 작은 각)인 경우에는 80 ~ 100mm의 반지름으로 라운드 가공되고, 모서리를 형성하는 양측면의 각도가 둔각(90°보다 크고, 180°보다 작은 각)인 경우에는 50 ~ 70mm의 반지름으로 라운드 가공되는 것이 바람직하다.

여기서, 리브형성부(114)의 모서리를 형성하는 양측면의 각도가 예각인 경우 라운드부(116)를 80mm이하로 라운드 가공한 경우에는 수축공이 리브형성부(114)로 유도되지 않게 되고, 라운드부(116)를 100mm이상으로 라운드 가공한 경우에는 용탕의 소비량이 증가된다.

또한, 리브형성부(114)의 모서리를 형성하는 양측면의 각도가 둔각인 경우 라운드부(116)를 50mm이하로 라운드 가공한 경우에는 수축공이 리브형성부(114)로 유도되지 않게 되고, 라운드부(116)를 70mm이상으로 라운드 가공한 경우에는 용탕의 소비량이 증가된다.

아울러, 성형면형성부(112)의 형상이 급격하게 변화하는 영역과 마주보는 영역에 위치한 리브형성부(114)에 형성된 라운드부(116)와 마주보는 보디(110)의 내부에는 냉금(chiller)(118)이 설치되는 것도 가능하다. 이 냉금(118)은 성형면형성부(112)에 존재하는 용탕의 응고를 촉진시켜 수축공(Shrinkage Cavity)이 보다 확실하게 리브형성부(114)로 유도되도록 하여 성형면형성부(112)에 수축공이 발생되지 않게 한다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 자동차 프레스금형 수축방지용 주조용 주형에 의하면, 성형면형성부에 발생되는 수축공을 리브형성부로 이동되게 유도함으로써 수축공에 의한 성형면의 수축결함을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였지만, 당해 기술분야에 숙련된 사람은 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100; 주형
110; 보디
112; 성형면형성부
114; 리브형성부
116; 라운드부
118; 냉금

Claims (3)

1. 성형면과 상기 성형면의 후방에 복수개의 리브가 일정간격 이격되게 형성되어 격자형 구조를 가지는 몸체로 이루어진 금형을 제조하기 위한 주조용 주형에 있어서,
   상기 주형은 보디와, 상기 보디의 내부 일부영역에 형성되어 상기 성형면을 형성하는 성형면형성부와, 상기 성형면형성부의 후방영역에 일정간격 이격되게 형성되어 상기 복수개의 리브를 형성하는 복수개의 리브형성부를 포함하고,
   상기 성형면형성부의 형상이 급격하게 변화하는 영역과 마주보는 영역에 위치한 상기 리브형성부의 모서리에 역삼각형 형상의 라운드부가 형성되며,
   상기 라운드부는 상기 리브형성부의 모서리를 형성하는 양측면 중 상기 리브형성부에 위치하는 측면의 길이가 상기 성형면형성부에 위치하는 측면의 길이 보다 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 프레스금형 수축방지용 주조용 주형.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 라운드부와 마주보는 상기 보디의 내부에는 냉금(chiller)이 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차 프레스금형 수축방지용 주조용 주형.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 라운드부는 상기 모서리를 형성하는 양측면의 각도가 예각인 경우에는 80 ~ 100mm의 반지름으로 라운드 가공되고, 상기 모서리를 형성하는 양측면의 각도가 둔각인 경우에는 50 ~ 70mm의 반지름으로 라운드 가공되는 것을 특징으로 자동차 프레스금형 수축방지용 주조용 주형.

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