KR101986501B1 - 반응고 단조성형장치 - Google Patents

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    • B22D18/02—Pressure casting making use of mechanical pressure devices, e.g. cast-forging

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Abstract

본 발명은 반응고 단조성형장치에 관한 것으로서, 하부 금형의 상승시 집중되는 하중에 의해 변형 또는 파손될 우려가 다분한 링크부재를 사용하지 않고도 상형부에 구비되어 사이드금형의 상부면을 가압하는 가압부를 통해 상기 상형부와 하형부가 서로 긴밀하게 밀착될 수 있을 뿐만 아니라 특히, 상기 가압부가 상기 사이드 금형의 상부면 가장자리를 가압하기 때문에 상기 하부 금형이 상승하는 과정 중에 상기 사이드 금형의 상부가 상기 사이드 금형의 양측 외부방향으로 보다 용이하게 회전이동되면서 상기 상부 금형과 상기 하부 금형의 합형상태가 보다 용이하게 해제될 수 있는 효과가 있다.

Description

반응고 단조성형장치{Reaction high forging molding device}
본 발명은 하부 금형의 상승시 집중되는 하중에 의해 변형 또는 파손될 우려가 다분한 링크부재를 사용하지 않고도 상형부에 구비되어 사이드금형의 상부면을 가압하는 가압부를 통해 상기 상형부와 하형부가 서로 긴밀하게 밀착될 수 있을 뿐만 아니라 특히, 상기 가압부가 상기 사이드 금형의 상부면 가장자리를 가압하기 때문에 상기 하부 금형이 상승하는 과정 중에 상기 사이드 금형의 상부가 상기 사이드 금형의 양측 외부방향으로 보다 용이하게 회전이동되면서 상기 상부 금형과 상기 하부 금형의 합형상태가 보다 용이하게 해제될 수 있는 반응고 단조성형장치에 관한 것이다.
일반적으로 기존 비철분야의 주조법에 있어서 근간이 되어 왔던 것들을 살펴보면 중력주조, 저압주조, 진공주조법 등이 있으며, 최근 들어 단조방식의 연구 개발이 활발히 진행되고 있다.
이러한 연구개발의 활성화는 본질적으로 품질의 고급화 요구에 따른 기업의 고부가가치 창출이라는 목적뿐만 아니라, 환경적, 경제적 측면에서의 경량화 요구와 결부되어 있으며, 최근에는 상부에서 상부 금형이 직하로 하부 금형에 주입된 용탕을 직접 2차에 걸쳐 가압하는 직접 가압식 용탕 단조장치가 KR10-0403568(이하, '특허문헌 1'이라 한다)로 제안된 바 있다.
그러나, 상기 특허문헌 1의 경우, 하부 노크아웃 실린더에 의해 하부 금형이 상승하는 과정 중에 사이드 금형의 상부가 각각 상기 사이드 금형의 양측 외부방향으로 회전이동하게 되는데, 이때, 제 1, 2링크부재에 하중이 집중되어 상기 제 1, 2링크부재가 변형되거나 파손되는 현상이 빈번하게 발생되는 문제점이 있다.
KR10-0403568 (2003.10.16)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 하부 금형의 상승시 집중되는 하중에 의해 변형 또는 파손될 우려가 다분한 링크부재를 사용하지 않고도 상형부에 구비되어 사이드금형의 상부면을 가압하는 가압부를 통해 상기 상형부와 하형부가 서로 긴밀하게 밀착될 수 있을 뿐만 아니라 특히, 상기 가압부가 상기 사이드 금형의 상부면 가장자리를 가압하기 때문에 상기 하부 금형이 상승하는 과정 중에 상기 사이드 금형의 상부가 상기 사이드 금형의 양측 외부방향으로 보다 용이하게 회전이동되면서 상기 상부 금형과 상기 하부 금형의 합형상태가 보다 용이하게 해제될 수 있는 반응고 단조성형장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하부 플레이트와, 상기 하부 플레이트 상에 배치되는 하부 금형과, 하단부가 상기 하부 금형의 외측단부에 축고정되는 사이드 금형과, 상기 하부 플레이트 상에 고정되어 상기 사이드 금형을 지지하는 사이드 홀더와, 상기 하부 금형을 승강시키는 하부 노크아웃 실린더를 포함하는 하형부와; 상기 하형부의 상측에 배치되는 상부 플레이트와, 상기 상부 플레이트의 하부에 고정설치되는 상부 금형과, 상기 상부 플레이트를 승강시키는 메인실린더를 포함하는 상형부와; 상기 상형부에 구비되어 상기 상부 금형과 상기 하부 금형의 합형시 상기 사이드 금형의 상부면 가장자리를 가압하는 가압부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반응고 단조성형장치를 제공한다.
여기서, 상기 가압부는 일정한 탄성력으로 상기 사이드 금형의 상부면 가장자리를 가압하는 가압부재를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가압부는 상기 상형부에 고정설치되는 수평지지대를 더 포함하여 이루어지고, 상기 가압부재는 상기 수평지지대에 탄성부재에 의해 상기 수평지지대의 하측으로 탄성지지되도록 설치되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 수평지지대에 가이드공이 수직형성되고, 상기 가압부재는 상기 가이드공에 삽입되는 가이드봉과; 상기 가이드봉의 하단부에 구비되어 상기 사이드 금형의 상부면 가장자리를 가압하는 가압몸체;로 구성되는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 가압몸체는 상기 가이드봉의 하단부에 구비되는 상부가압몸체와; 상기 상부가압몸체의 하부면 가장자리에 구비되어 상기 사이드 금형의 상부면 가장자리를 가압하는 하부가압몸체;를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
더불어, 상기 가이드공 및 상기 가이드봉은 타원 또는 다각형 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 가압몸체의 하부면 내측에 상부에서 하부방향으로 갈수록 상기 사이드 금형의 상부면 가장자리로 하향경사지는 경사면이 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 사이드 금형의 상부면 내측에 단차홈이 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명은 하부 금형의 상승시 집중되는 하중에 의해 변형 또는 파손될 우려가 다분한 링크부재를 사용하지 않고도 상형부에 구비되어 상부 금형과 하부 금형의 합형시 사이드 금형의 상부면을 가압하는 가압부를 통해 상기 상형부와 하형부가 서로 긴밀하게 밀착될 수 있을 뿐만 아니라 특히, 상기 가압부가 상기 사이드 금형의 상부면 가장자리를 가압하기 때문에 하부 노크아웃 실린더에 의해 상기 하부 금형이 상승하는 과정 중에 상기 사이드 금형의 상부가 상기 사이드 금형의 양측 외부방향으로 보다 용이하게 회전이동되면서 상기 상부 금형과 상기 하부 금형의 합형상태가 보다 용이하게 해제될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 반응고 단조성형장치를 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 2는 용탕 주입과정을 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 3은 하형부와 상형부가 합형된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 4는 가압부를 확대한 일부확대단면도이고,
도 5 및 도 6은 하형부와 상형부의 합형상태가 해제되는 과정을 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 7은 상형부로부터 지지받이로 제품이 낙하된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 물론 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 반응고 단조성형장치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
본 발명의 일실시예인 반응고 단조성형장치는 도 1에서 보는 바와 같이 크게, 하형부(10), 상형부(20) 및 가압부(30)를 포함하여 이루어진다.
먼저, 상기 하형부(10)는 하부 플레이트(110), 하부 금형(120), 사이드 금형(130), 사이드 홀더(140) 및 하부 노크아웃 실린더(미도시)를 포함하여 이루어진다.
상기 하부 플레이트(110)의 중심부에 형성되는 관통구(111)의 내측에 상기 하부 금형(120)이 승강가능하게 구비된 상태로 상기 하부 플레이트(110)에 상기 하부 금형(120)이 배치된다.
상기 사이드 금형(130)의 하단부는 상기 하부 금형(120)의 외측단부에 축고정된다.
상기 사이드 홀더(140)의 내측에 상기 사이드 금형(130)이 위치하도록 상기 사이드 홀더(140)는 상기 하부 플레이트(110)의 상부에 고정되어 상기 사이드 금형(130)을 지지하게 된다.
상기 하부 노크아웃 실린더(미도시)는 상기 하부 금형(120)을 승강시키게 된다.
다음으로, 상기 상형부(20)는 상부 플레이트(210), 상부 금형(220) 및 메인실린더(미도시)를 포함하여 이루어진다.
상기 상부 플레이트(210)는 상기 하형부(10)의 상측에 일정높이로 수평배치된다.
상기 상부 금형(220)은 상기 상부 플레이트(210)의 하부에 고정설치된다.
상기 메인 실린더(미도시)는 상기 상부 플레이트(210)를 승강시키게 된다.
이와 같이 구성된 상기 하형부(10)와 상기 상형부(20)는 국내등록특허공보 등록번호 제10-0403568호를 통해 공지된 사항임으로, 이하 자세한 설명은 생략하도록 한다.
도 2는 용탕 주입과정을 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 3은 하형부와 상형부가 합형된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
다음으로, 상기 가압부(30)는 상기 상형부(20)의 상부 금형(220)의 상부 일측과 상부 타측에 좌우대칭된 상태로 각각 구비될 수 있다.
도 2에서 보는 바와 같이 용탕 주입용 라이저 튜브(40)를 통해 상기 하형부(10)의 하부 금형(120)방향으로 용탕(2)을 주입시킨 후 도 3에서 보는 바와 같이 상기 상부 금형(220)이 하강하여 상기 상부 금형(220)과 상기 하부 금형(120)의 합형 시 상기 가압부(30)는 상기 사이드 금형(130)의 상부면 가장자리를 상기 상부 금형(220)의 하부방향으로 가압하게 된다.
상기 하부 금형(120)의 상승시 집중되는 하중에 의해 변형 또는 파손될 우려가 다분한 종래의 링크부재를 사용하지 않고도 상기 상형부(20)의 상부 금형(220)에 구비되어 상기 상부 금형(220)과 상기 하부 금형(120)의 합형 시 상기 사이드 금형(130)의 상부면을 가압하는 상기 가압부(30)를 통해 상기 상형부(20)와 상기 하형부(10)가 서로 긴밀하게 밀착될 수 있게 된다.
도 4는 가압부를 확대한 일부확대단면도이다.
다음으로, 상기 가압부(30)는 수평지지대(310)와 가압부재(320)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 수평지지대(310)는 상기 상형부(20)의 상부 금형(220)의 상부 일측과 상부 타측에서 각각 상기 상부 금형(220)의 외측방향으로 일정길이로 수평연장된 상태로 상기 상형부(20)의 상부 금형(220)에 고정설치될 수 있다.
상기 가압부재(320)는 스프링 등으로 이루어질 수 있는 탄성부재(330)의 일정한 탄성력으로 상기 사이드 금형(130)의 상부면 가장자리를 가압하기 위해 상기 수평지지대(310)에 상기 탄성부재(330)에 의해 상기 수평지지대(310)의 하측으로 탄성지지되도록 설치될 수 있다.
일예로, 상기 수평지지대(310)의 외측에 가이드공(311)이 수직형성될 수 있다.
그리고, 상기 가압부재(320)는 가이드봉(321)과 가압몸체(322)로 구성될 수 있다.
상기 가이드봉(321)은 상기 수평지지대(310)의 가이드공(311)에 상하이동가능하게 수직으로 삽입될 수 있다.
상기 가압몸체(322)는 상기 가이드봉(321)의 하단부에 나사결합 등 다양한 방식으로 분리가능하게 결합구비되어 상기 사이드 금형(130)의 상부면 가장자리를 가압할 수 있다.
상기 수평지지대(310)이 하부면 외측과 상기 가압몸체(322)의 상부면 사이에는 상기 탄성부재(330)가 구비될 수 있다.
상기 탄성부재(330)의 상부는 상기 수평지지대(310)의 하부면 외측에 일체연결될 수 있고, 상기 탄성부재(330)의 하부는 상기 가압몸체(322)의 상부에 일체연결될 수 있다.
상기 가압몸체(322)는 상부가압몸체(322a)와 하부가압몸체(322b)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 상부가압몸체(322a)는 상기 가이드봉(321)의 하단부에 나사결합 등 다양한 방식으로 분리가능하게 결합구비될 수 있다.
상기 하부가압몸체(322b)는 상기 상부가압몸체(322a)의 하부면 가장자리에 볼트고정 등 다양한 방식으로 분리가능하게 결합구비되어 상기 사이드 금형(130)의 상부면 가장자리를 가압할 수 있다.
상기 가이드봉(321)과 함께 상기 가압몸체(322)가 제자리에서 회전되어 상기 사이드 금형(130)의 상부면 가장자리를 가압하는 상기 가압부(30)의 가압효율이 저하되는 것을 방지하기 위해, 상기 가이드공(311) 및 상기 가이드봉(321)은 단면형상이 타원 또는 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 등의 다각형 형상으로 형성될 수 있다.
도 5 및 도 6은 하형부와 상형부의 합형상태가 해제되는 과정을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5 및 도 6에서 보는 바와 같이 상기 메인실린더(미도시)에 의해 상기 상형부(20)가 상승 및 상기 하부 노크아웃 실린더(미도시)에 의해 상기 하형부(10)의 하부 금형(120)이 상승할 수 있다.
이때, 상기 사이드 금형(130)의 상부 일측과 상부 타측이 각각 상기 사이드 금형(130)의 일측 하부 외부방향 및 타측 하부 외부방향으로 자중에 의해 보다 용이하게 회전이동되면서 점차 벌어질 수 있다.
그리고, 상기 상형부(20)가 상기 하부 금형(120)의 상부 외부방향으로 완전상승하게 되어 상기 상부 금형(220)과 상기 하부 금형(120)의 합형상태가 해제될 수 있다.
특히, 상기 가압부(30)가 상기 사이드 금형(130)의 상부면 가장자리를 가압하기 때문에 상기 하부 노크아웃 실린더(미도시)에 의해 상기 하부 금형(120)이 상승하는 과정 중에 상기 사이드 금형(130)의 상부 일측과 상부 타측이 각각 상기 사이드 금형(130)의 양측 외부방향으로 보다 용이하게 회전이동되어 벌어지면서 상기 상부 금형(220)과 상기 하부 금형(120)의 합형상태가 보다 용이하게 해제될 수 있게 된다.
상기 가압부(30)는 상기 사이드 금형(130)의 상부면 내측을 가압할 수도 있겠으나, 이 경우, 상기 하부 금형(120)이 상승하는 과정 중에 상기 사이드 금형(130)의 상부 일측과 상부 타측이 각각 상기 사이드 금형(130)의 양측 외부방향으로 자중에 의해 원활하게 회전이동되기가 여의치 않고, 이로 인해 상기 상부 금형(220)과 상기 하부 금형(120)의 합형상태를 용이하게 해제하기가 어려움으로, 바람직하게는 상기 가압부(30)가 상기 사이드 금형(130)의 상부면 가장자리를 가압하는 것이 좋다.
다음으로, 상기 사이드 금형(130)의 상부 일측과 상부 타측이 각각 상기 사이드 금형(130)의 양측 외부방향으로 자중에 의해 회전이동하는 과정 중에 상기 사이드 금형(130)의 상부면 내측이 상기 가압몸체(322)의 하부가압몸체(322b)의 하부면 내측에 접하면서 간섭받을 우려가 다분하여 상기 사이드 금형(130)의 상부 일측과 상부 타측이 상기 사이드 금형(130)의 양측 외부방향으로 자중에 의해 원활하게 회전이동되기가 여의치 않게 될 문제점이 있게 됨으로, 이를 해소하기 위해, 도 4에서 보는 바와 같이 상기 가압몸체(322)의 하부가압몸체(322b)의 하부면 내측에는 경사면(322c)이 형성될 수 있다.
상기 경사면(322c)은 상기 하부가압몸체(322b)의 상부에서 하부방향으로 갈수록 상기 사이드 금형(130)의 상부면 가장자리로 하향경사(＼)질 수 있다.
또한, 상기 사이드 금형(130)의 상부 내측이 상기 하부가압몸체(322b)에 간섭받을 우려를 더욱 용이하게 방지하기 위해, 상기 사이드 금형(130)의 일측 상부면 내측과 타측 상부면 내측에는 각각 단차홈(131)이 좌우대칭된 상태로 일정깊이로 함몰형성될 수 있다.
상기 단차홈(131)의 단면 형상이 '┛'형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있도록 상기 단차홈(131)은 상기 사이드 금형(130)의 내측과 연통된 상태로 상부가 개방될 수 있다.
도 7은 상형부로부터 지지받이로 제품이 낙하된 상태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
다음으로, 상기 상형부(20)의 메인실린더(미도시)에는 상부 노크아웃 실린더(230)가 결합될 수 있고, 상기 상부 노크아웃 실린더(230)에는 상기 상형부(20)를 따라 상승된 제품(3)을 상기 상형부의 하부방향에 위치하는 지지받이(7)의 상부로 탈형시키기 위한 제품탈형수단(50)이 장착될 수 있다.
상기 제품탈형수단(50)은 상기 상부 노크 아웃 실린더에 장착되는 이젝터 지지플레이트와, 상기 이젝터 지지플레이트에 설치되는 이젝터 핀과, 상기 상부 노크 아웃 실린더의 하부에 체결되는 이젝트 링으로 구성될 수 있는 등 다양하게 구성될 수 있으며, 이와 같은 제품탈형수단(50) 또한 국내등록특허공보 등록번호 제10-0403568호를 통해 공지된 사항임으로, 이하 자세한 설명은 생략하도록 한다.
10; 하형부, 20; 상형부,
30; 가압부.

Claims (8)

  1. 하부 플레이트와, 상기 하부 플레이트 상에 배치되는 하부 금형과, 하단부가 상기 하부 금형의 외측단부에 축고정되는 사이드 금형과, 상기 하부 플레이트 상에 고정되어 상기 사이드 금형을 지지하는 사이드 홀더와, 상기 하부 금형을 승강시키는 하부 노크아웃 실린더를 포함하는 하형부와;
    상기 하형부의 상측에 배치되는 상부 플레이트와, 상기 상부 플레이트의 하부에 고정설치되는 상부 금형과, 상기 상부 플레이트를 승강시키는 메인실린더를 포함하는 상형부와;
    상기 상형부에 고정설치되는 수평지지대와, 상기 수평지지대에 탄성부재에 의해 상기 수평지지대의 하측으로 탄성지지되도록 설치되어 상기 상부 금형과 상기 하부 금형의 합형시 상기 사이드 금형의 상부면 가장자리를 일정한 탄성력으로 가압하는 가압부재를 포함하는 가압부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반응고 단조성형장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수평지지대에 가이드공이 수직형성되고,
    상기 가압부재는 상기 가이드공에 삽입되는 가이드봉과;
    상기 가이드봉의 하단부에 구비되어 상기 사이드 금형의 상부면 가장자리를 가압하는 가압몸체;로 구성되는 것을 특징으로 하는 반응고 단조성형장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 가압몸체는 상기 가이드봉의 하단부에 구비되는 상부가압몸체와;
    상기 상부가압몸체의 하부면 가장자리에 구비되어 상기 사이드 금형의 상부면 가장자리를 가압하는 하부가압몸체;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 반응고 단조성형장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 가이드공 및 상기 가이드봉은 타원 또는 다각형 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반응고 단조성형장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 가압몸체의 하부면 내측에 상부에서 하부방향으로 갈수록 상기 사이드 금형의 상부면 가장자리로 하향경사지는 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 반응고 단조성형장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 사이드 금형의 상부면 내측에 단차홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 반응고 단조성형장치.
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