KR102047888B1 - 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치 및 그를 이용한 사형 제조방법 - Google Patents

Abstract

상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치 및 그를 이용한 사형 제조방법에 관한 것으로,
성형금형과 버너, 이젝트 실린더가 설치되는 프레임; 내부 상부에 사형의 제조를 위한 성형공간이 마련되고, 프레임의 상단에 착탈 가능하게 고정 설치되는 성형금형; 프레임의 내부 상부에 성형금형과 이격된 상태로 고정 설치되어 성형금형을 가열하는 버너; 프레임의 내부 하부에 설치되어 이젝트 플레이트를 승강시키는 이젝트 실린더; 프레임 내부 상부에 승강 가능하게 설치되고, 상단에 설치된 복수의 이젝트핀을 통해 성형금형으로부터 사형을 인출하는 이젝트 플레이트;를 포함하는 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치에 있어서, 상기 이젝트 실린더의 작동플런저에 승강 및 회전 가능하게 설치되고, 상단 일측에 승강돌출부가 마련된 회전원판; 프레임의 내부의 회전원판 하부에 설치되고, 회전원판을 승강시키는 승강실린더; 프레임의 내부 하부에 설치되고, 회전원판과 접속되어 회전원판을 회전시키는 구동모터;를 더 포함하고, 회전원판과 승강실린더, 구동모터를 통해 완성된 사형을 성형금형에서 안전하게 분리한 후 이젝트 실린더를 통해 분리된 사형을 성형금형의 상부로 인출하는 기술 구성을 통하여
보다 안정적으로 정밀한 사형을 제조할 수 있게 되어 사형의 생산성 향상과 원가절감을 도모할 수 있게 되고, 성형금형에서 사형을 보다 안전하게 분리 및 인출할 수 있게 되는 것이다.

Description

상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치 및 그를 이용한 사형 제조방법 {SAND MOLD MANUFACTURING APPARATUS WITHOUT UPPER MOLD AND THE SAND MOLD MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치 및 그를 이용한 사형 제조방법에 관한 것으로, 더 자세하게는 주물사의 충전 과정 및 다짐 과정을 육안으로 확인하면서 신속하고 정밀하게 사형을 제조할 수 있도록 하고, 완성된 사형을 금형에서 안전하게 분리할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.

일반적으로 주물 제품을 만들 때에는 용융된 금속을 주형에 붓고 굳혀서 제품을 완성하는데, 주형 중에서 모래를 굳혀서 만든 것을 사형(沙型, Sand Mold)라고 한다.

사형의 제조에 사용되는 모래는 천연으로 산출되는 산모래, 강모래, 해변 모래 외에 모래알에 점결물 그 밖의 배합물을 섞은 합성 주물사도 사용하며, 성형 후 습윤 상태 그대로 사용하는 생형(生型)과 완전 건조 후 용융 금속을 주입하는 건조 사형이 있다.

본 발명은 특히 체인 스프로켓이나 기어 등의 판형 기계부품을 주물로 제조할 수 있도록 하는 사형에 관계한다.

하기의 특허문헌 1에는 정밀 주형 제조방법이 개시되어 있다.

특허문헌 1의 정밀 주형 제조방법은 특정한 주형 형상이 형성된 제1금형에 제1금형을 두께 방향으로 관통하여 형성되며, 분리바가 통과하고 압축공기가 배출되는 공기배출공을 형성하는 단계; 제1금형과 제1금형에 대향되는 형상이 형성되어 있는 제2금형을 준비하고 가열하는 단계; 제1금형과 제2금형을 밀착시키고, 분리바가 공기 배출공을 통과하고 말단면이 압력판의 내면과 일치되도록 이동시키는 단계; 제1금형과 제2금형 사이에 압축공기를 이용하여 주물사를 주입하고, 공기 배출공을 통하여 압축공기를 배출하면서 제1금형과 제2금형 사이의 공간에 상기 주물사를 충진하는 단계; 제1금형과 제2금형 사이에 주입된 주물사에 열을 가하여 정밀 주형을 성형하는 단계; 상기 제2금형을 상기 제1금형으로부터 이격시킨 후, 상기 분리바를 전진시켜 상기 정밀 주형을 상기 제1금형으로부터 분리하는 단계;를 포함한다

특허문헌 1을 포함한 종래 기술에 따른 사형 제조장치는 대부분 고정금형의 일측에 이동금형이 마련되고, 고정금형 및 이동금형에 각각 주물사를 가열할 수 있도록 하는 버너가 설치되는 형태를 가진다.

특허문헌 2에는 리프트 거푸집 주조장치가 개시되어 있고, 특허문헌 3에는 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치 및 그를 이용한 사형 제조방법이 개시되어 있다.

특허문헌 2 및 특허문헌 3에 개시된 수평형 사형 제조장치는 상부금형이 없는 형태로, 구성 부품이 적은 간단한 구조로 저렴하게 제작할 수 있고, 보다 안정적으로 정밀한 사형을 제조할 수 있게 되므로 사형의 생산성 향상과 원가절감에 크게 기여할 수 있다.

특히 본원 발명자의 선출원 발명인 특허문헌 3의 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치는 하나의 버너만으로 성형금형을 상시 가열하고 짧은 시간동안 외부 가열수단으로 사형의 상단부를 가열하게 되므로 에너지를 절감할 수 있게 되고, 사형의 제조원가를 크게 절감할 수 있고, 성형금형에 주물사를 충전하는 작업이나 주물사를 다지는 작업이 용이하게 되어 작업시간을 단축할 수 있게 되고, 작업인력을 절감할 수 있게 되고, 성형금형에 충전되는 주물사의 충전 과정이나 주물사를 다지는 과정을 육안으로 쉽게 확인할 수 있게 되어 숙련도가 떨어지는 작업자라 하더라도 불량의 우려 없이 사형을 신속하게 제조할 수 있고, 성형금형의 수평으로 설치되고 완성된 사형이 상부로 배출되므로 사형의 취급 및 운반이 용이한 등의 장점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2014-0024106호 (2014년 02월 28일 공개) 중국 공개실용신안공보 제203356540호(2013년 12월 25일 공개) 대한민국 등록특허공보 제10-1696614호 (2017년 01월 10일 등록)

본 발명자의 선행 발명인 특허문헌 3의 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치 및 사형 제조방법은 사형을 완성한 후 이젝트 실린더의 상승 작동을 통해 성형금형에서 완성된 사형을 분리하면서 인출하기 때문에 완성된 사형의 성형금형 접촉부위인 완성된 사형의 외곽 부위가 분리 및 인출 과정에서 파손되는 문제가 있었다..

본 발명은 종래 기술에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치 및 사형 제조방법의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적이 보다 신속하고 정밀하게 사형을 제조할 수 있도록 하여 사형의 제조원가를 절감할 수 있도록 하고 사형의 품질을 향상시킬 수 있도록 함은 물론 사형을 성형금형에서 분리 및 인출하는 과정에서 사형의 파손을 방지할 수 있도록 하는 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치 및 그를 이용한 사형 제조방법을 제공하는 데에 있는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치는 성형금형과 버너, 이젝트 실린더가 설치되는 프레임; 내부 상부에 사형의 제조를 위한 성형공간이 마련되고, 프레임의 상단에 착탈 가능하게 고정 설치되는 성형금형; 프레임의 내부 상부에 성형금형과 이격된 상태로 고정 설치되어 성형금형을 가열하는 버너; 프레임의 내부 하부에 설치되어 이젝트 플레이트를 승강시키는 이젝트 실린더; 프레임 내부 상부에 승강 가능하게 설치되고, 상단에 설치된 복수의 이젝트핀을 통해 성형금형으로부터 사형을 인출하는 이젝트 플레이트;를 포함하는 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치에 있어서, 상기 이젝트 실린더의 작동플런저에 승강 및 회전 가능하게 설치되고, 상단 일측에 승강돌출부가 마련된 회전원판; 프레임의 내부의 회전원판 하부에 설치되고, 회전원판을 승강시키는 승강실린더; 프레임의 내부 하부에 설치되고, 회전원판과 접속되어 회전원판을 회전시키는 구동모터;를 더 포함하고, 회전원판과 승강실린더, 구동모터를 통해 완성된 사형을 성형금형에서 안전하게 분리한 후 이젝트 실린더를 통해 분리된 사형을 성형금형의 상부로 인출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치는 프레임의 내부 중앙에 이젝트 실린더 및 승강실린더, 구동모터를 설치하기 위한 고정플레이트가 마련된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치는 다수개의 승강실린더가 프레임의 고정플레이트의 상단의 회전원판 하부에 원형으로 배열 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치는 회전원판의 외주에 접속기어가 마련되고, 구동모터의 구동축에 회전원판의 접속기어와 접속되는 구동기어가 설치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 수평형 사형 제조장치를 이용한 사형 제조방법은 전술한 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치를 이용한 사형의 제조방법으로. 프레임의 내부 상부에 고정 설치된 버너를 통해 성형금형의 하단부를 가열하여 성형금형을 예열하는 단계; 성형금형으로부터 사형을 원활하게 분리할 수 있도록 하고 사형을 분리하는 과정에서 사형의 부스러짐이나 그밖의 파손을 방지할 수 있도록 성형금형의 성형공간에 이형제를 분사 도포하는 단계; 주물사 정량공급기를 사용하여 사형의 제조에 필요한 만큼의 주물사를 성형금형으로 공급하여 성형금형의 성형공간에 주물사를 충전하는 단계; 주물사가 성형공간에 빠짐없이 충전되었는지는 육안으로 확인하면서 성형금형의 성형공간에 충전된 주물사를 다지는 단계; 가열기구를 사용하여 성형금형의 상단부로 노출된 사형의 상단 노출부를 가열하는 단계; 승강실린더 및 구동모터를 작동시켜 완성된 사형을 성형금형에서 안전하게 분리하는 단계; 이젝트 실린더를 작동하여 사형을 성형금형의 상부로 인출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치 및 사형 제조방법에 의하면, 보다 안정적으로 정밀한 사형을 간편하게 제작할 수 있게 되어 사형의 생산성 향상과 원가절감을 도모할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치 및 사형 제조방법에 의하면, 완성된 사형을 외부로 인출하기 전에 성형금형에서 사형을 안전하게 분리함으로써 완성된 사형을 인출하는 과정에서 사형이 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치를 통해 제조된 사형의 사시도,
도 2는 동 사형에 의해 제조된 제품의 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치의 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치의 요부 저면 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치의 요부 분해 사시도,
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치의 작동상태를 나타낸 정면도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치를 이용한 사형 제조방법의 공정도.

이하 본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치 및 그를 이용한 사형 제조방법을 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.

또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하다.

그리고 본 출원에서, '포함하다', '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특정의 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

그러므로, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 구현 예(態樣, aspect)(또는 실시 예)들을 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 본 명세서에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 주지 또는 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.

도 1은 본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치 및 그를 이용한 사형 제조방법을 통해 제조된 사형의 사시도이고, 도 2는 동 사형에 의해 제조된 제품의 사시도이다.

본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치(100)는 특히 체인 스프로켓이나 기어 등의 판형 기계부품(P)을 주물로 제조할 수 있도록 하는 사형(S)을 제조하는 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치의 요부 저면 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치의 요부 분해 사시도이고, 도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치의 작동상태를 나타낸 정면도이다.

본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치(100)는 프레임(110), 성형금형(120), 버너(130), 이젝트 실린더(140), 이젝트 플레이트(150)를 포함한다.

프레임(110)은 속이 비어 있는 장방형으로, 성형금형(120)과 버너(130), 이젝트 실린더(140), 승강실린더(170), 구동모터(180)가 설치된다.

프레임(110)의 내부 중앙에는 이젝트 실린더(140) 및 승강실린더(170), 구동모터(180)를 고정 설치하기 위한 고정플레이트(111)가 설치된다.

프레임(110)의 내부 상단부에는 이젝트 플레이트(150)의 승강을 지지하기 위한 복수의 승강가이드(112)가 설치된다.

프레임(110)의 전면 상부 일측에는 이젝트 실린더 작동스위치(113)와 승강실린더 작동스위치(114)가 설치되고, 프레임(110)의 전면 상부 타측에는 구동모터 작동스위치(115)가 설치된다.

성형금형(120)은 내부 상부에 사형(S)의 형태와 대응되는 성형공간(121)을 마련되는 것으로, 프레임(110)의 상단에 착탈 가능하게 설치된다.

버너(130)는 성형금형(120)에 충전된 주물사를 가열하기 위한 것으로, 프레임(110)의 내부 상부의 성형금형(120) 하부에 고정 설치된다.

상기 버너(130)의 상단과 성형금형(120)의 하단 사이는 일정 거리 이격된다.

이젝트 실린더(140)는 성형금형(120)에서 완성된 사형(S)을 분리하는 이젝트 플레이트(150)를 승강시키기 위한 것으로, 프레임(110)의 내부 하부 중앙에 설치된다.

상기 이젝트 실린더(140)는 실린더본체(141)의 상부에 작동플런저(142)가 마련된 형태이고, 실린더본체(141)가 프레임(110)의 고정플레이트(111)에 고정 설치된다.

이젝트 플레이트(150)는 성형금형(120)에서 완성된 사형(S)을 분리하기 위한 것으로, 프레임(110) 내부 상부에 승강 가능하게 설치된다.

이젝트 플레이트(150)의 상단에는 성형금형(120)의 내부로 투입되어 완성된 사형(S)을 상부로 밀어내는 복수의 이젝트핀(151)이 설치된다.

상기 프레임(110), 성형금형(120), 버너(130), 이젝트 실린더(140), 이젝트 플레이트(150)는 본 발명자의 선출원 발명의 주요 구성요소이다.

본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치(100)는 완성된 사형(S)을 파손의 우려없이 안전하게 분리하기 위한 구성요소인 회전원판(160), 승강실린더(170), 구동모터(180)를 더 포함한다.

회전원판(160)은 완성된 사형(S)의 각 부위를 성형금형(120)에서 순차적으로 분리할 수 있도록 하는 부분으로, 이젝트 실린더(140)의 작동플런저(142)에 승강 및 회전 가능하게 설치된다.

회전원판(160)의 상단 일측에는 이젝트 플레이트(150)의 일측 부위를 상승시킬 수 있도록 하는 승강돌출부(161)가 마련되고, 회전원판(160)의 상단 타측에는 승강돌출부(161)보다 높이가 낮은 받침돌출부(162)가 마련된다.

회전원판(160)의 외주에는 후술할 구동기어(181)와 접속되는 접속기어(163)가 마련된다.

승강실린더(170)는 회전원판(160)을 승강시키기 위한 부분으로, 다수개가 프레임(110)의 고정플레이트(111)의 상단의 회전원판(160) 하부에 원형으로 배열 설치된다.

승강실린더(170)은 프레임(110)의 고정플레이트(111)에 고정 설치되는 실린더본체(171)의 상부에 상단이 회전원판(160)의 하단에 접촉되는 작동플런저(172)가 마련된 형태이다.

구동모터(180)는 회전원판(160)을 회전시키기 위한 부분으로, 프레임(110)의 고정플레이트(111)의 상단에 설치된다.

구동모터(180)의 구동축에는 회전원판(160)과 접속되는 구동기어(181)가 설치된다.

본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치(100)는 버너(130)를 통해 하단부가 가열되는 성형금형(120)의 성형공간(121)에 작업자가 주물사를 충전한 후 가스토치 등의 별도의 가열기구를 통해 사형의 상단부를 가열하여 손쉽게 사형(S)을 제조할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치(100)는 승강실린더(170), 구동모터(180), 회전원판(160)을 통해 완성된 사형(S)의 각 부위를 성형금형(120)에서 순차적으로 파손의 우려없이 안전하게 분리한 후 이젝트 실린더(140)를 작동시켜 성형금형(120)으로부터 완성된 사형(S)을 인출할 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치(100)를 통해 사형을 완성하고, 완성된 사형(S)을 성형금형(120)에서 분리한 후 외부로 인출하는 과정은 다음과 같다.

우선 버너(130)를 통해 하단부가 가열되는 성형금형(120)의 성형공간(121)에 주물사를 충전한 후 가스토치 등의 별도의 가열기구를 통해 사형의 상단부를 가열하여 사형(S)을 완성한다.

다음에 승강실린더(170)를 승강 작동한 후 구동모터(180)를 작동하여 회전원판(160)을 회전시켜 완성된 사형(S)을 성형금형(120)으로부터 안전하게 분리한다.

도 6a와 같이 승강실린더(170)의 작동플런저(172)가 하강되어 있는 상태에서 승강실린더 작동스위치(114)를 통해 각 승강실린더(170)를 승강 작동하게 되면 수축 상태의 각 승강실린더(170)의 작동플런저(172)가 신장 작동하게 되고, 각 승강실린더(170)의 작동플런저(172)가 회전원판(160)을 약간 상승시킨 상태로 지지하게 된다.

도 6b와 같이 회전원판(160)이 상승되면 회전원판(160)의 승강돌출부(161)가 이젝트 플레이트(150)의 일측을 상승시키게 되며, 그에 따라 이젝트 플레이트(150)의 상승된 부위의 이젝트핀(151)이 약간 상승하면서 사형(S)의 일측 부위을 밀어올리게 되어 사형(S)의 일측 부위가 성형금형(120)으로부터 안전하게 분리된다.

상기 각 승강실린더(170)의 승강 작동으로 회전원판(160)이 상승하는 동시에 이젝트 플레이트(150)의 일측 부위가 상승하여 이젝트 플레이트(150)가 비스듬하게 기울어진 상태에서 구동모터(180)가 작동하게 되면 구동모터(180)의 구동기어(181)에 접속된 회전원판(160)이 일방향으로 회전하게 된다.

상승된 회전원판(160)이 일방향으로 회전하게 되면 승강돌출부(161)가 회전 이동하게 되므로 이젝트 플레이트(150)의 각 부위가 순차적으로 상승되었다가 하강하게 되고, 이젝트 플레이트(150)의 상승하는 부위의 이젝트핀(151)이 사형(S)의 해당 부위를 밀어올려 성형금형(120)으로부터 분리하게 된다.

상기 회전원판(160)이 360도 회전하게 되면 모든 이젝트핀(151)이 상승하였다가 하강하게 되므로 사형(S)의 각 부위가 성형금형(120)에서 모두 안전하게 분리된다.

다음에 승강실린더(170)를 하강 작동한 후 이젝트 실린더(140)를 상승 작동하여 성형금형(120)에서 분리된 사형(S)을 외부로 인출한다.

상기에서 승강실린더(170)를 하강 작동하게 되면 회전원판(160)이 하강하게 되면서 이젝트 플레이트(150)에서 분리되고, 그에 따라 일측으로 약간 기울어진 상태의 이젝트 플레이트(150)가 다시 도 6a와 같은 수평상태가 된다.

이때 이젝트 실린더(140)를 상승 작동하게 되면 수축 상태의 작동플런저(142)가 신장되고, 작동플런저(142)가 이젝트 플레이트(150)를 수평상태로 밀어올리게 되고, 그에 따라 수직 상승하는 이젝트핀(151)의 상단부가 성형금형(120)의 내부로 진입하게 되면서 사형(S)을 밀어올리게 되므로 도 6c와 같이 사형(S)이 성형금형(120)의 상부로 인출된다.

성형금형(120)의 상부로 인출된 사형(S)을 다른 장소에 적재한 후에 이젝트 실린더(140)를 수축 작동시키게 되면 도 6a와 같이 이젝트 플레이트(150) 및 이젝트핀(151)이 하강하게 되고, 새로운 사형(S)을 제조할 수 있는 준비상태로 복귀하게 된다.

상기 준비상태에서 성형금형(120) 내부를 청소한 후 성형금형(120)의 성형공간(121)에 새로운 주물사를 충전하여 새로운 사형(S)을 제조한다.

도 7은 본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치를 이용한 사형 제조방법의 공정도이다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치(100)를 이용한 사형의 제조방법은

버너(130)를 통해 성형금형(120)을 예열하는 단계;

상기 성형금형(120)의 성형공간(121)에 이형제를 분사 도포하는 단계;

상기 성형금형(120)의 성형공간(121)에 주물사를 충전하는 단계;

상기 성형금형(120)의 성형공간(121)에 충전된 주물사를 다지는 단계;

상기 가열기구를 통해 사형(S)의 상단 노출부를 가열하는 단계;

승강실린더(170) 및 구동모터(180)를 작동시켜 완성된 사형(S)을 성형금형(S)에서 분리하는 단계;

이젝트 실린더(140)를 작동시켜 사형(S)을 성형금형(120)에서 인출하는 단계;를 포함한다.

상기 본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치(100)를 이용한 사형의 제조방법에서 버너(130)를 통해 성형금형(120)을 예열하는 단계는 예를 들면 230℃~320℃의 온도로 성형금형(120)을 예열한다.

상기 성형금형 예열단계는 최초 작업시에만 수행되는 것이고, 연속해서 사형을 제조할 때는 성형금형(120)이 가열된 상태에 있게 되므로 불필요한 단계이다.

성형금형(120)에 이형제를 분사 도포하는 단계는 성형금형(120)에 이형제를 도포함으로써 성형금형(120)으로부터 사형(S)을 원활하게 분리할 수 있도록 하고 사형(S)을 분리하는 과정에서 사형(S)의 부스러짐이나 그밖의 파손을 방지하기 위한 것이다.

상기 이형제 도포단계는 분사건을 통해 액체상태의 이형제를 예를 들면 약 10초의 시간 동안 성형금형(120)의 성형공간(121)에 골고루 분사한다.

상기 이형제 도포단계는 사형을 제조할 때마다 실시하지 않고, 주기적으로 실시된다.

예를 들면 5~10개의 사형을 연속 제조한 후 1회의 이형제 도포단계가 수행된다.

성형금형(120)에 주물사를 충전하는 단계에서 별도의 주물사 정량공급기를 사용하여 사형(S)의 제조에 필요한 만큼의 주물사가 성형금형(120)으로 공급되도록 하면 주물사의 손실을 줄이고 원가를 절감할 수 있게 된다.

성형금형(120)에 충전된 주물사를 다져서 사형(S)을 만드는 단계에서는 주물사가 성형공간(121)에 빠짐없이 충전되었는지는 육안으로 확인하면서 평평한 바닥면을 가지는 다짐도구를 이용하여 주물사를 다진다.

별도의 가열기구를 통해 사형(S)의 상단 노출부를 가열하는 단계에서는 가스토치 등의 별도의 가열기구를 사용하여 성형금형(120)의 상단부로 노출된 사형(S)의 상단 노출부를 가열한다.

상기 사형(S) 상단 노출부 가열단계는 성형금형(120)의 상단부로 노출된 사형(S)의 상단 노출부에 버너(130)의 열이 미치지 않게 되므로 별도의 가열기구로 해당 부위를 가열하는 단계이다.

상기의 사형(S) 상단 노출부 가열단계에서 가열온도는 300℃~380℃가 바람직하고, 기열시간은 25~45초가 바람직하다.

이는 가열온도가 300℃ 미만인 경우에는 사형의 주물사가 견고하게 결합되지 않는 온도이고, 사형 분리시 파손 및 변형이 발생할 수 있게 된다.

또한, 가열온도가 380℃ 초과인 경우에는 주물사의 결합제가 소실되기 쉬운 온도이고, 용해물 주입시 불량률이 높게 된다.

한편, 가열시간이 25초 미만인 경우 주물사가 결합되지 않고, 사형 분리시 파손 및 변형이 발생할 우려가 있게 되고, 가열시간이 45초 초과인 경우 용해물 주입시 불량률이 높게 된다.

승강실린더(170) 및 구동모터(180)를 작동시켜 사형(S)을 성형금형(S)에서 분리하는 단계에서는 전술한 바와 같이 승강실런더(170)를 통해 회전원판(160)을 상승시켜 이젝트 플레이트(150)의 일측을 상승시킨 상태에서 구동모터(180)를 통해 회전원판(160)을 회전시킴으로써 이젝트 플레이트(150)의 이젝트핀(151)이 순차적으로 상승되도록 하여 성형금형(120)에서 사형(S)을 파손의 우려없이 안전하게 분리한다.

이젝트 실린더(140)를 통해 사형(S)을 인출하는 단계에서는 전술한 바와 같이 이젝트 실린더(140)의 상승 작동으로 통해 상승되는 이젝트 플레이트(150)의 이젝트핀(151)이 성형금형(120)에서 분리된 사형(S)을 성형금형(120)의 상부로 밀어올려 성형금형(120)의 외부로 인출한다.

본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치(100)를 이용한 사형의 제조방법은 작업시간 및 작업인력을 크게 단축할 수 있게 되고, 고품질의 사형(S)을 신속하게 제조할 수 있게 된다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치(100)를 이용한 사형의 제조방법에 있어서 성형금형(120)을 예열하는 단계는 최초 작업시에만 실시하고, 이형제를 도포하는 단계는 주기적으로 실시하게 된다.

따라서 상기 성형금형 예열단계와 이형제 도포단계를 제외하면 성형금형(120)에 주물사를 충전하는 단계 및 주물사를 다지는 단계, 외부 노출된 사형의 상단부를 가열하는 단계, 완성된 사형(S)을 성형금형(120)에서 분리하는 단계, 성형금형(120)에서 분리된 사형(S)을 성형금형(120)의 외부로 인출하는 단계로 사형(S)을 제조하는데, 각 단계에 소요되는 시간이 매우 짧게 되므로 생산성이 매우 높게 된다.

본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치(100)를 이용한 사형의 제조방법은 성형금형(120)의 하부에만 버너(130)가 설치되고, 성형금형(120)의 상단으로 노출된 사형(S)의 상단 노출부의 비교적 작은 면적만을 외부 가열기구로 신속하게 가열하게 되므로 사형(S)의 가열에 필요한 에너지 비용을 크게 절감할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치(100)를 이용한 사형의 제조방법은 주물사를 성형금형(120)에 충전하는 과정이나 충전된 주물사를 다지는 과정에서 작업자가 사형(S)의 상태를 육안으로 확인할 수 있게 되므로 성형불량이 발생될 여지가 없다.

본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치(100)를 이용한 사형의 제조방법은 완성된 사형(S)을 상부금형(120)에서 인출하기 전에 완성된 사형(S)을 상부금형(120)에서 안전하게 분리하게 되므로 완성된 사형(S)이 분리과정에서 파손될 우려가 없게 된다.

본 발명에 따른 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치(100)를 이용한 사형의 제조방법은 사형 인출단계에서 성형금형(120)에서 안전하게 분리된 사형(S)이 상부 방향으로 인출되므로 작업자가 성형금형(120)의 외부로 인출된 사형(S)을 적재장소로 운반하기가 매우 용이하게 된다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.

100 : 사형 제조장치
110 : 프레임
120 : 성형금형
130 : 버너
140 : 이젝트 실린더
150 : 이젝트 플레이트
160 : 회전원판
170 : 승강실린더
180 : 구동모터

Claims (5)

1. 성형금형(120)과 버너(130), 이젝트 실린더(140)가 설치되는 프레임(110);
   내부 상부에 사형(S)의 제조를 위한 성형공간(121)이 마련되고, 프레임(110)의 상단에 착탈 가능하게 고정 설치되는 성형금형(120);
   프레임(110)의 내부 상부에 성형금형(120)과 이격된 상태로 고정 설치되어 성형금형(120)을 가열하는 버너(130);
   프레임(110)의 내부 하부에 설치되어 이젝트 플레이트(150)를 승강시키는 이젝트 실린더(140);
   프레임(110) 내부 상부에 승강 가능하게 설치되고, 상단에 설치된 복수의 이젝트핀(151)을 통해 성형금형(120)으로부터 사형(S)을 인출하는 이젝트 플레이트(150);를 포함하는 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치에 있어서,
   상기 이젝트 실린더(140)의 작동플런저(142)에 승강 및 회전 가능하게 설치되고, 상단 일측에 승강돌출부(161)가 마련된 회전원판(160);
   프레임(110)의 내부의 회전원판(160) 하부에 설치되고, 회전원판(160)을 승강시키는 승강실린더(170);
   프레임(110)의 내부 하부에 설치되고, 회전원판(160)과 접속되어 회전원판(160)을 회전시키는 구동모터(180);를 더 포함하고,
   회전원판(160)과 승강실린더(170), 구동모터(180)를 통해 완성된 사형(S)을 성형금형(120)에서 안전하게 분리한 후 이젝트 실린더(140)를 통해 분리된 사형(S)을 성형금형(120)의 상부로 인출하는 것을 특징으로 하는 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치.
2. 제1항에 있어서,
   프레임(110)의 내부 중앙에 이젝트 실린더(140) 및 승강실린더(170), 구동모터(180)를 설치하기 위한 고정플레이트(111)가 마련된 것을 특징으로 하는 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치.
3. 제2항에 있어서,
   승강실린더(170)는 다수개가 프레임(110)의 고정플레이트(111)의 상단의 회전원판(160) 하부에 원형으로 배열 설치된 것을 특징으로 하는 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치.
4. 제1항에 있어서,
   회전원판(160)의 외주에 접속기어(163)가 마련되고, 구동모터(180)의 구동축에 회전원판(160)의 접속기어(163)와 접속되는 구동기어(181)가 설치된 것을 특징으로 하는 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치.
5. 제1항 기재의 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치를 이용한 사형의 제조방법으로.
   프레임(110)의 내부 상부에 고정 설치된 버너(130)를 통해 성형금형(120)의 하단부를 가열하여 성형금형(120)을 예열하는 단계;
   성형금형(120)으로부터 사형(S)을 원활하게 분리할 수 있도록 하고 사형(S)을 분리하는 과정에서 사형(S)의 부스러짐이나 그밖의 파손을 방지할 수 있도록 성형금형(120)의 성형공간(121)에 이형제를 분사 도포하는 단계;
   주물사 정량공급기를 사용하여 사형(S)의 제조에 필요한 만큼의 주물사를 성형금형(120)으로 공급하여 성형금형(120)의 성형공간(121)에 주물사를 충전하는 단계;
   주물사가 성형공간(121)에 빠짐없이 충전되었는지는 육안으로 확인하면서 성형금형(120)의 성형공간(121)에 충전된 주물사를 다지는 단계;
   가열기구를 사용하여 성형금형(120)의 상단부로 노출된 사형(S)의 상단 노출부를 가열하는 단계;
   승강실린더(170) 및 구동모터(180)를 작동시켜 완성된 사형(S)을 성형금형(S)에서 안전하게 분리하는 단계;
   이젝트 실린더(140)를 작동하여 사형(S)을 성형금형(120)의 상부로 인출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상부금형이 없는 수평형 사형 제조장치를 이용한 사형 제조방법.

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