KR102099517B1 - 2축 주조기를 적용되는 4분할 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주조공정에 사용되는 주조 금형에 관한 것으로서, 보다 상세히는 2축 주조기에 적용할 수 있도록, 삼각형 톱니면(22)을 일측부에 구비한 분리샤프트(21)와, 이동 금형(31)을 합형하기 위한 테이퍼 플레이트(30)를 구비하여 4분할 금형을 2축 주조기로 분리 내지 합형하는 것을 특징으로 하는 2축 주조기를 적용되는 4분할 금형에 관한 것이다.
본 발명은 주조 금형에 있어서, 상기 좌우측 금형(5, 6) 사이에 위치하며, 일측부는 제품형상의 케비티를 구비하고, 내부에는 분리샤프트(21)의 톱니면(22)과 형합하는 형상과, 타측부는 테이퍼 플레이트와 형합하는 경사면을 구비한 이동 금형(31)과; 상기 좌우측 금형(5, 6)중 어느 하나의 금형 측면부에 체결되며, 일측면부가 경사진 면을 구비한 테이퍼 플레이트(30)와; 상기 취출 플레이트(8)와 체결되며, 상단 일측면부에 톱니면(22)을 형성하고 있는 분리 샤프트(21);를 포함하여 4 분할 금형을 2축 주조기로 분리 내지 합형하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 기존의 2축 주조기로 4 분할 금형을 사용할 수 있기 때문에 기존 주조 제품의 제조 영역을 확장시킬 수 있으며, 4 내지 6축 주조기를 추가 설치할 필요가 없고 금형 제작비를 일부 추가되기 때문에 비용적인 측면에서 약 90% 절감효과를 가진다.

Description

2축 주조기를 적용되는 4분할 금형 {Four-part mold which 2-shaft casting machine is applied }

본 발명은 주조공정에 사용되는 주조 금형에 관한 것으로서, 보다 상세히는 2축 주조기에 적용할 수 있도록, 삼각형 톱니면(22)을 일측부에 구비한 분리샤프트(21)와, 이동 금형(31)을 합형하기 위한 테이퍼 플레이트(30)를 구비하여 4분할 금형을 2축 주조기로 분리 내지 합형하는 것을 특징으로 하는 2축 주조기를 적용되는 4분할 금형에 관한 것이다.

일반적으로 중력주조란 용탕에 압력을 가하는 일 없이, 용탕 자체가 지니는 중력을 이용하여 금형에 주탕하는 주조법으로, 언더커트나 중자가 포함되는 복잡한 형상의 주조가 가능하고, 특히 후육부에 존재하는 수축 결함을 제어하기 위하여 용탕의 중력을 활용하는 주조법으로 설비가 간단하고 자동화가 가능하여 복잡한 형상의 주조품의 주조와 기밀성과 내압성이 요구되는 부품의 주조에 많이 사용되고 있다.

도 1은 중력주조법으로 제품을 제조하는 공정 개략도이다.

도 1에서 나타낸 것처럼, 중력주조로 주조할 경우에는 분할된 금형을 합형하고 이형제를 도포한 후, 래들에 용탕을 주입한 후, 주조기를 통하여 90도 회전하면서 용탕을 금형에 주입하면서 일정시간 동안 응고의 시간을 가진다. 상기 이후, 주조기로 원상태로 복귀한 상태에서 금형을 분리하여 제품을 취출한 후, 다음 제품 제조를 위하여 분리된 금형을 합형하는 공정을 반복한다.

중력주조에 사용되는 금형은 80% 이상이 2 분할 금형을 사용하면서 대부분의 중력 주조 현장에서는 2 분할 금형에 맞게 2축으로 작동하는 주조기의 비중이 매우 높다. 그리고, 주조공정에서 금형이 분할되면, 분할된 금형을 분리 내지 합형을 위해서는 각각의 개별적 이동 엑추에이터(유압 실린더)를 구비하게 된다.

그러나, 상기 유압 실린더가 3개 이상보다 더 추가될 경우, 유압실린더 설치공간과 아울러 작동 길이 및 회전반경이 필요로 하게 된다.

도 9와 제품과 같이 타원형 실린더와 같은 제품이나, 복잡한 형상의 제품을 제조할 경우에는 4~6 분할 금형을 필요로한다. 상기와 같은 경우, 4 내지 6 분할 금형에 맞는 4 내지 6축 방향으로 구동되는 주조기를 갖추면 큰 문제가 없다.

그러나, 4 내지 6축 주조기를 새롭게 설치하기 위해서는 금전적 비용과 아울러 작업공간이 필요하며, 무엇보다 안정적인 물량 확보가 우선 되어야만 된다.

따라서, 상기 문제점을 해결하고, 기존의 2축 주조기를 활용하여 4 내지 6 분할된 금형을 분리 및 합형할 수 있는 금형 제조 기술이 요구되는 실정이다.

1. KR 10-2005-0045994, '주조형 금형', 공개일자: 2005.05.17. 2. KR 10-1271116, '금형주조기의 금형', 등록일자: 2013.05.29. 3. KR 10-2015-0087910, '무테이퍼 분할 금형', 공개일자: 2015.07.31. 4. KR 10-2016-0104137, '중력주조용 휠 제조금형 및 이의 제작방법', 공개일자: 2016.09.05.

본 발명은 상기 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 4 분할된 금형을 2축 주조기에 적용할 수 있도록 이동 금형(31)을 분리하기 위한 삼각형 톱니면(22)을 일측부에 구비한 분리샤프트(21)와, 이동 금형(31)을 합형하기 위한 테이퍼 플레이트(30)를 포함하는 금형을 개시하는 것이 본 발명의 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 주조 금형에 있어서, 상기 메인 프레임(2)의 상단부와 상기 좌우측 금형(5, 6) 사이에 위치하며, 일측부는 제품형상의 케비티를 구비하고, 내부에는 분리샤프트(21)의 톱니면(22)과 형합하는 형상과, 타측부는 테이퍼 플레이트(30)와 형합하는 경사면을 구비한 이동 금형(31)과; 상기 메인 프레임(2)의 일측면부와 체결되어, 상기 이동 금형(31)의 이동방향을 가이드하며, 상기 이동금형(31)을 지지하는 고정 플레이트(23)와; 상기 좌우측 금형(5, 6)중 어느 하나의 금형 측면부에 체결되며, 일측면부가 경사진 면을 구비하여 상기 이동금형(31)의 끝단부와 면접촉하는 테이퍼 플레이트(30)와; 상기 취출 플레이트(8)와 체결되며, 상단 일측면부에 톱니면(22)을 형성하여, 상기 이동 금형(31)의 일측면부와 접촉하는 분리 샤프트(21);와 상기 베이스 체결부(3)에 제품을 취출하기 위한 취출봉(9)과 체결된 가이드 플레이트(7);를 포함하여 4 분할 금형을 2축 주조기로 분리 내지 합형하는 것을 특징으로 하는 2축 주조기를 적용되는 4 분할 금형을 개시하고자 한다.

또한, 본 발명은, 분리 샤프트(21)의 톱니면(22)은, 이동 금형(31)의 분리속도 및 분리 이동거리를 결정하며, 상기 톱니 면(22)의 형상은 삼각형, 사다리꼴, 접선형 형태 중에서 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 2축 주조기를 적용되는 4분할 금형을 개시하고자 한다.

또한, 본 발명의 이동 금형(31)은, 상기 메인 프레임(2)에 체결된 고정 플레이트(23)에 의하여 지지되며, 상기 고정 플레이트(23)와의 공간에 마찰 부재(24);를 더 포함하는 것을 특징으로 2축 주조기를 적용되는 4 분할 금형을 개시하고자 한다.

또한, 본 발명은, 취출 플레이트(8)가 원상태로 복귀하고, 좌우금형이 합형하게 되면 좌우 금형 일측부에 체결된 테이퍼 플레이트(30)에 의하여 이동 금형(31)도 이동하여 모든 금형이 합형하고 이형제를 도포하는 금형 합형 단계; 상기 공정 이후, 주입 래들(1)에 용탕을 담는 주탕 단계; 상기 공정 이후, 주조기의 틸팅 실린더를 작동시켜 90도 직립시켜 금형 내부로 용탕을 주입하는 단계; 상기 공정 이후, 원상태로 복귀하여 일정시간 동안 응고시키는 응고단계; 상기 공정 이후, 먼저 좌우측 금형(5, 6)을 분리하고, 취출 플레이트를 작동시키면 취출 플레이트(8)와 체결되며 상단 일측면부에 톱니면(22)을 형성하고 있는 분리 샤프트(21)에 의하여 이동 금형(31)이 분리되는 직후 제품이 취출되는 제품 취출 단계;를 포함하여 상기 공정을 반복하면서 4 분할된 금형을 2축 주조기로 분리 내지 합형하는 것을 특징으로 하는 2축 주조기를 적용되는 4 분할 금형을 개시하고자 한다.

상기 해결수단으로 인하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 본 발명은 2축 주조기로서 4 분할 금형을 사용할 수 있기 때문에 기존 주조 제품의 제조 영역을 확장시킬 수 있다.

둘째, 본 발명은 기존의 2축 주조기를 사용함에 따라, 추가될 유압실린더가 없기 때문에 작업 공간을 그대로 사용할 수 있고, 추가되어진 장치가 없어짐으로써 작업 회전반경의 변동이 없고 안전사고를 예방할 수 있다.

셋째, 본 발명의 제조방법은 4 내지 6축 주조기와 동일한 생산속도와 품질을 유지할 수 있어서 수요처와의 신뢰성을 유지할 수 있다.

넷째, 본 발명은 4 내지 6축 주조기를 추가 설치할 필요가 없고 금형 제작비를 일부 추가되기 때문에 비용적인 측면에서 약 90% 절감효과를 가진다.

도 1은 중력주조 제조공정의 개략도이다.
도 2는 2축 주조기의 사시도(A)와 측면 사시도(B)이다.
도 3은 중력주조 금형의 주탕 단계(A)와 틸팅 단계(B)의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 주조 금형의 정면도이다.
도 6은 주조 금형에서 래들(1), 좌우측 금형(5, 6)및 좌우 체결부(3)를 제거한 상태의 사시도이다.
도 7은 이동금형(31)의 조립상태 개념을 설명하기 위한 평면도이다.
도 8은 이동금형(31)의 분리되는 개념을 설명하기 위한 측면도이다.
도 9는 분리 샤프트(21)의 톱니면(22) 형상 종류 단면도이다.
도 10은 테이퍼 플레이트(31)와 이동 금형(31)의 이동 개념도이다.
도 11은 본 발명을 이용한 제품의 일실시 예이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분(특히, 주조기 컨트롤러, 제품 취출 기계)은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 색상, 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해 일부 부분 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.

본 발명은 주조공정에 사용되는 주조 금형에 관한 것으로서, 보다 상세히는 2축 주조기에 적용할 수 있도록, 삼각형 톱니면(22)을 일측부에 구비한 분리샤프트(21)와, 이동 금형(31)을 합형하기 위한 테이퍼 플레이트(30)를 구비하여 4분할 금형을 2축 주조기로 분리 내지 합형하는 것을 특징으로 하는 2축 주조기를 적용되는 4 분할 금형에 관한 것이다.

본 출원인은 수요처로부터 도 10에서와 같은 제품을 제조 의뢰를 받았다. 트랙 형상에 외부면에 보강용 림(rim)이 형성된 것이 특징인데, 상기 림이 좌우금형의 이동경로와 간섭되어 2 분할 금형으로는 제조할 수가 없었다.

따라서, 4 분할 금형을 기존의 2축 주조기에 적용하기 위하여 본 출원인은 다음과 같은 방법을 창안하였다.

먼저, 기존의 좌우측 금형(5, 6)의 작동구성을 유지하면서 추가된 이동 금형(31)을 제품 응고이후 금형을 분리하기 위하여 취출 플레이트(8)와 연동되는 분리 샤프트(21)를 창안하게 되었다.

다음으로, 상기 분리 샤프트(21)에 의하여 분리된 이동 금형(31) 원상태로 복귀시켜 좌우금형과 합형하기 위해서는 이동 금형(31)의 끝단부에 경사면을 형성하고 상기 경사면과 접촉하면서 이동 금형을 이동시킬 수 있는 테이퍼(taper) 플레이트를 창안하고 되었고, 상기 테이퍼 플레이트(30)를 좌우 금형 중에 하나의 금형에 체결하였다.

도 2는 2축 주조기의 사시도(A)와 측면 사시도(B)이다.

도 2는 2축 중력 주조기의 개략도이며, 중력 주조 공정에서 가장 대중적으로 사용되는 주조기이다.

상기 2축 중력 주조기는, 지면의 고정 회전축과 연결된 베이스와, 상기 베이스의 양 측면부에 체결되어 이동판을 이동시키는 유압실린더와, 상기 베이스의 하단 측면과 연결되어 베이스를 틸팅시키는 틸팅 실린더와, 상기 베이스와 체결되며 상기 이동판의 이동을 원할하게 하는 가이드와, 상기 베이스 하단 측면부에 연결되며 제품 취출을 위한 취출 실린더를 포함한다.

상기 이동판은 주조과정에 발생되는 열을 주조기로 전달되는 것을 방지하는 기능을 가지면 주조 금형의 체결부와 연결되어 금형과 체결된다.

따라서, 2축 주조기는 금형과 연결된 각각의 유압실린더에 의하여 금형이 분리되거나 합형한다.

도 3은 중력주조 금형의 주탕 단계(A)와 틸팅 단계(B)의 측면도이다.

중력주조는 금형이 주입되는 용탕의 중량의 무게로 가압하여 정밀주조하는 방법으로 래들에 주입된 용탕을 90도 틸팅하면서 금형에 용탕을 주입하는 방법을 사용하고 있다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예의 사시도이며, 도 5는 본 발명의 주조 금형의 정면도이다.

통상적으로 2 분할 금형은, 주조기 베이스로부터 메인 프레임(2)을 일정 높이에 위치시키는 베이스 체결부(3)와, 상기 베이스 체결부(3) 내부 수용부에 위치하며 제품을 취출하기 위한 취출봉(9)을 구비한 취출 플레이트(8), 상기 베이스 체결부(3)와 체결되며 금형을 지지하는 메인 프레임(2)과, 상기 메인 프레임(2) 상단부에 위치하며 측면부에 제품 형상의 캐비티(cavity)를 구비한 우측 금형(6)과, 상기 우측금형(6)과 맞은 편에 위치하며 측면부에 제품 형상의 캐비티를 구비한 좌측 금형(5)과, 상기 좌우측 금형(5, 6)을 이동판에 체결시키는 좌우체결부(4A, 4B)를 포함한다.

통상적으로 제품을 취출하기 위한 취출봉(9)은 취출 플레이트(8)에 체결되는 것이 바람직하나, 본 발명에서는 이동금형(31)을 분리하기 위한 시간이 필요하였다. 따라서, 취출봉(9)을 취출 플레이트(8)에 체결하지 않고, 가이드 플레이트(7)에 체결한 것이 특징이다.

상기 취출 플레이트(8)는 이동금형(31)을 분리시키기 위한 분리 샤프트(21)와 체결되었기 때문에 상기 취출 플레이트(8)가 가이드 플레이트(7)까지 상승할 때까지는 이동금형(31)을 분리시킬 수 있는 시간을 확보할 수 있다.

상기 이동금형(31)이 완전히 분리된 상태에서 제품을 취출하기 위한 취출봉(9)은 가이드 플레이트(7)와 체결되었기 때문에 상기 취출 플레이트(8)이 상승하여 상기 가이드 플레이트(7)까지 상승시켜야만 제품을 취출할 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 이동금형(31)의 분리를 위한 분리 샤프트(21)는 취출 플레이트(8)과 체결하였고, 제품 취출을 위한 취출봉(9)은 가이드 플레이트(7)와 체결한 것이 특징이다.

상기 베이스 체결부(3)는 주조기 베이스와 체결되며, 제품 취출을 위한 취출 실린더와 체결되며, 이동경로를 가이드 하는 다수개의 배출 가이드 샤프트(9A)와 연결되며, 이동금형(31)을 분리시키기 위한 분리 샤프트(21)와 체결된 취출 플레이트(8)와; 상기 취출 플레이트(8)와 일정한 간격을 유지하면서 상기 배출 가이드 샤프트(9A)와 연결되며, 제품을 베이스로 부터 취출하기 위한 다수개의 취출봉(9)과 체결된 가이드 플레이트(7);를 수용할 수 있는 공간을 확보한다.

또한, 상기 베이스 체결부(3)는 주조과정에서 발생되는 열이 주조기 베이스 전달되는 것을 방지하기 위한 공간이기도 하다.

상기 메인 프레임(2)은 상기 베이스 체결부(3)와 체결되며, 좌우측 금형(5, 6), 이동 금형(31) 및 센터 금형(10)을 지지하며, 상기 이동 금형을 가이드 하는 고정 플레이트(23)와 체결된다. 또한, 상기 취출봉(9)이 관통할 수 있는 다수개의 관 통 홀(11)을 포함한다.

상기 좌우측 금형(5, 6)은 좌우 체결부를 통해 이동판과 연결되며, 주조기의 유압실린더에 의하여 분리 내지 합형하게 된다.

상기 좌우측 금형(5, 6)은 각각의 작동 실린더에 체결되어 개별적으로 제어되는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 테이퍼 플레이트가 부착된 금형이 먼저 합형되고 맞은편 금형이 합형하는 것이 바람직하다. 이 이유는 이동금형(31)이 원상태로 합형한 상태에서 측면 금형이 합형되는 것이 제품 불량 발생이 적었기 때문이다.

도 6은 주조 금형에서 래들(1), 좌우측 금형(5, 6)및 좌우 체결부(3)를 제거한 상태의 사시도이며, 도 7은 도 6에서 작동부 커버(32)를 제거한 상태의 평면도이며, 도 8은 도 7에서 고정 플레이트(23)와 마찰부재(24)를 제거한 상태의 측면도이다.

본 발명의 4 분할 주조 금형은 상기 메인 프레임(2)의 상단부와 상기 좌우측 금형(5, 6) 사이에 위치하며, 일측부는 제품형상의 케비티를 구비하고, 내부에는 분리샤프트(21)의 톱니면(22)과 형합하는 형상과, 타측부는 테이퍼 플레이트(30)와 형합하는 경사면을 구비한 이동 금형(31)과; 상기 메인 프레임(2)의 일측면부와 체결되어, 상기 이동 금형(31)의 이동방향을 가이드하며, 상기 이동금형(31)을 지지하는 고정 플레이트(23)와; 상기 좌우측 금형(5, 6)중 어느 하나의 금형 측면부에 체결되며, 일측면부가 경사진 면을 구비하여 상기 이동금형(31)의 끝단부와 면접촉하는 테이퍼 플레이트(30)와; 상기 취출 플레이트(8)와 체결되며, 상단 일측면부에 톱니면(22)을 형성하여, 상기 이동 금형(31)의 일측면부와 접촉하는 분리 샤프트(21);를 포함하여 4 분할 금형을 2축 주조기로 분리 내지 합형하는 것을 특징으로 한다.

상기 이동 금형(31)은 좌우측 금형(5, 6) 사이에 위치한다. 도 6 내지 도 8에서 나타낸 것과 같이 상기 이동 금형이 좌우금형에 일부 수용되는 것을 나타내고 있지만 경우에 따라서는 균등하게 4개로 분할되어 서로 맞대기로 합형할 수도 있다.

도 7은 이동금형(31)의 조립상태 개념을 설명하기 위한 평면도이며, 도 8은 이동금형(31)의 분리되는 개념을 설명하기 위한 측면도이며, 도 10은 테이퍼 플레이트(31)와 이동 금형(31)의 이동 개념도이다.

먼저, 도 7과 도 10을 참조하여, 상기 이동금형(31)이 상기 좌우측 금형(5, 6)과 체결된 테이퍼 플레이트(30)에 의하여 금형이 조립되는 과정을 설명하고자 한다.

상기 이동 금형(31)은 일측부는 제품형상의 캐비티를 구비하고, 타측부는 테이퍼 플레이트(30)와 접촉하는 경사면을 구비하는 것이 바람직하다.

상기 이동 금형(31)의 경사면과 테이퍼 플레이트(30)의 경사면이 면접촉 하게 되며, 상기 테이퍼 플레이트(30)가 금형이 합형하는 과정에서 좌우측 금형(5, 6)이 센터를 중심으로 센터방향으로 이동하게 된다.

이때, 상기 좌우측 금형(5, 6)에 체결된 테이퍼 플레이트(30)도 같이 센터방향으로 이동하게 된다. 일정 거리를 이동하면 상기 테이퍼 플레이트의 경사면과 이동금형의 경사면이 면접촉하게 되고, 이후 좌우금형이 완전하게 합형하게 되면 상기 이동 금형(31)도 정위치에 조립되어 다른 금형과 합형하게 된다.

반대로, 주조기를 이용하여 금형에 주탕을 용입한 이후, 일정시간 경과후 금형에서 제품을 분리하기 위해서는 4분할된 금형을 분리해야 된다.

도 8을 참조하여 설명하면, 상기 좌우측 금형(5, 6)은 각각 체결된 유압실린더로 분리된다. 그리고, 상기 이동금형(31)은 제품을 취출하기 위한 취출 유압실린더가 작동할때 분리된다.

본 발명에서는 상기 이동금형(31)을 분리하기 위하여, 취출 유압 실린더가 작동하면, 상기 취출 유압실린더와 체결된 취출 플레이트(8)를 밀게 된다.

상기 취출 플레이트(8)는 제품을 금형에서 상승시켜 취출하기 위한 취출 봉(9)과, 상기 이동금형(31)을 분리하기 위한 분리샤프트(21)와 체결되어 있다.

상기 이동 금형(31)은 내부에는 분리샤프트(21)의 톱니면(22)과 형합하는 형상으로 접촉하는 것이 바람직하다.

상기 분리 샤프트(21)의 톱니면(22)는 분리 샤프트가 상승할 경우 톱니면의 경사면으로 인하여 이동 금형을 이동시켜 금형을 분리시키는 기능을 가진다.

도 10은 테이퍼 플레이트(31)와 이동 금형(31)의 이동 개념도이다.

상기 이동금형(31)이 정위치가 위치하는 것이 중요하며, 금형내에 주탕이 용입되면 이동금형의 체결성이 매우 중요하다.

상기 이동금형(31)의 끝단부는 테이퍼 플레이트(30)와 접촉하면서 고정되지만 보다 확실한 체결성을 확보하기 위하여, 본 발명의 테이퍼 플레이트(30)는, 상기 고정 플레이트(23)의 일측면부에 형성된 홀을 관통하고, 상기 이동 금형(31)의 일측면부에 형성된 홀에 삽입되는 체결용 핀(35);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 체결용 핀(35)는 좌우측 금형(5, 6) 일측면부에 부착되어 상기 고정 플레이트(23)의 일측면부에 형성된 홀을 관통하고, 상기 이동 금형(31)의 일측면부에 형성된 홀에 삽입되는 것을 특징으로 한다.

도 10은 테이퍼 플레이트(30)에 부착된 체결용 핀(35)을 도시하고 있지만, 상기 방법은 이동금형(31)이 이동하면서 체결용 핀이 체결되는 구조이므로 다소 유격이 발생할 수도 있다.

따라서, 상기 이동금형(31)이 완전하게 합형되는 위치에 도달한 상태에서 체결용 핀(35)를 체결하는 것이 보다 바람직하므로, 상기 테이퍼 플레이트(30)가 부착된 맞은편에 있는 좌우측 금형(5, 6)의 어느 한쪽에 부착되는 체결용 핀을 구비하는 것이 더 바람직하다.

상기 체결용 핀(35)은 3가지의 효과를 가져다 준다. 첫째, 상기 이동금형이 조립하는 정위치에 고정되며, 둘째, 주조공정중에 주입되는 용탕의 압력으로 상기 이동금형(31)이 후방으로 밀리지 않기 한다. 셋째, 상기 테이퍼 플레이트로 전해지는 힘을 지탱해줌으로써, 테이퍼 플레이트의 휨이나 내구성을 확보해준다.

본 발명의 이동 금형(31)은, 상기 메인 프레임(2)에 체결된 고정 플레이트(23)에 의하여 지지되며, 상기 고정 플레이트(23)와의 공간에 마찰 부재(24);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 이동 금형(31)은 메인 프레임(2)에 체결된 고정 플레이트(23)에 의하여 이동 방향이 가이드되면서 지지된다.

상기 고정 플레이트(23)의 상단부는 작동부 커버(32)와 체결되는 것이 바람직하다.

상기 작동부 커버(32)는 이동 금형과 고정 플레이트 공간에 이물질이 투입되는 것을 방지하는 기능을 가지며, 중앙부에 일정한 홀을 구비하는 것이 바람직하다.

상가 작동부 커버(32)의 홀은 분리 샤프트(21)의 돌출부(25)가 관통하는 구조가 바람직하다.

이는 분리 샤프트의 작동 여부를 확인할 수 있으며, 혹시나 분리 샤프트이 이동경로가 부족할 경우, 작업자가 분리 샤프트를 이동시켜 이동 금형을 안정적으로 이동시킬수 도 있다.

상기 마찰 부재(24)는 2가지 기능을 가진다.

첫째는 이동 금형(31)의 위치를 마찰력으로 위치 고정시키는 기능이다.

상기 이동 금형의 위치가 분리 내지 합형되는 위치에만 존재하는 것이 바람직하며, 주조기의 진동이나 흔들림에 의하여 이동경로 중간이나 통제되지 않은 위치에 존재하며 제품 취출과정에 간섭이나 충돌이 발생될 수 있기 때문이다.

둘째는 이동 금형(31)이 구동시 충격흡수 할 수 있는 방진기능이다.

상기 이동 금형(31)은 분리 샤프트(21)에 의해서 금형이 분리과정을 거치게 되고, 테이퍼 플레이트(30)에 의하여 합형하는 과정을 거치게 되는데, 상기 과정에서 진동, 충격, 흔들림이 발생할 수 있다. 따라서 상기 진동, 충격을 흡수 할 수 있는 부재가 필요하며, 그 기능을 바로 마찰 부재(24)가 수행하게 된다.

도 9는 분리 샤프트(21)의 톱니면(22) 형상 종류 단면도이다.

본 발명의 분리 샤프트(21)의 톱니면(22)은, 이동 금형(31)의 분리속도 및 분리 이동거리를 결정하며, 상기 톱니 면(22)의 형상은 삼각형, 사다리꼴, 접선형 형태 중에서 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 분리 샤프트(21)의 톱니면(22)은, 이동 금형(31)의 분리속도 및 분리 이동거리를 결정한다. 가량 상기 톱니면(22)의 높이는 이동 금형의 이동거리를 결정하는 인자이며, 상기 톱니면(22)의 측면형상은 이동 금형의 분리속도를 일정하게 특정구간 빠르게, 처음에는 천천히 시작하다가 나중에 빠르게 이동할 수 있도록 결정하는 인자이다.

본 발명에서는 상기 톱니 면(22)의 형상은 삼각형, 사다리꼴, 접선형 형태 중에서 어느 하나 이상을 포함하거나, 상기 형상을 하나 이상으로 조합하는 경우를 포함한다.

본 발명은 기존의 중력제조 공정과 동일하지만, 4 분할 금형을 2축 주조기에 적용하였기에 제조공정에서 일부분은 새롭게 창안되었다.

본 발명의 금형을 바탕으로 바람직한 중력주조의 제조공정은 다음과 같다.

본 발명은, 취출 플레이트(8)가 원상태로 복귀하고, 좌우금형이 합형하게 되면 좌우 금형 일측부에 체결된 테이퍼 플레이트(30)에 의하여 이동 금형(31)도 이동하여 모든 금형이 합형하고 이형제를 도포하는 금형 합형 단계; 상기 공정 이후, 주입 래들(1)에 용탕을 담는 주탕 단계; 상기 공정 이후, 주조기의 틸팅 실린더를 작동시켜 90도 직립시켜 금형 내부로 용탕을 주입하는 단계; 상기 공정 이후, 원상태로 복귀하여 일정시간 동안 응고시키는 응고단계; 상기 공정 이후, 먼저 좌우측 금형(5, 6)을 분리하고, 취출 플레이트를 작동시키면 취출 플레이트(8)와 체결되며 상단 일측면부에 톱니면(22)을 형성하고 있는 분리 샤프트(21)에 의하여 이동 금형(31)이 분리되는 직후 제품이 취출되는 제품 취출 단계;를 포함한다.

도 11은 본 발명을 이용한 제품의 일실시 예이다.

도 11에서 나타낸 제품은 본 발명의 기술로 제조된 제품이며, 타타대우 상용차에 적용되는 트랜스미션 케이스의 일부분이다.

상기 제품은 트랙형상으로 구성된 원통형태이며, 구조 안정성을 확보하기 위하여 외주면에 림을 보강한 것이 특징인데, 원주면에 형성되는 림이 다수개로 배치할 경우 2분할 금형으로는 주조할 수 없어서, 본 발명에서와 같이 4분할 금형을 개발하게 되었다.

상기 일련의 창안 활동으로 본 발명은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 본 발명은 2축 주조기로서 4 분할 금형을 사용할 수 있기 때문에 기존 주조 제품의 제조 영역을 확장시킬 수 있다.

둘째, 본 발명은 기존의 2축 주조기를 사용함에 따라, 추가될 유압실린더가 없기 때문에 작업 공간을 그대로 사용할 수 있고, 추가되어진 장치가 없어짐으로써 작업 회전반경의 변동이 없고 안전사고를 예방할 수 있다.

셋째, 본 발명의 제조방법은 4 내지 6축 주조기와 동일한 생산속도와 품질을 유지할 수 있어서 수요처와의 신뢰성을 유지할 수 있다.

넷째, 본 발명은 4 내지 6축 주조기를 추가 설치할 필요가 없고 금형 제작비를 일부 추가되기 때문에 비용적인 측면에서 약 90% 절감효과를 가진다.

1: 래들, 2: 메인 프레임, 3: 베이스 체결부,
4: 좌우금형 체결부, 5: 좌측 금형, 6: 우측 금형,
7: 가이드 플레이트, 8: 취출 플레이트, 9: 취출 봉,
9A: 배출 가이드 샤프트
10: 센터 금형, 11: 관통 홀,
21: 분리 샤프트, 22: 톱니면, 23: 고정 플레이트
24: 마찰부재, 25: 돌출부,
30: 테이퍼 플레이트, 31:이동 금형, 32: 작동부 커버,
35: 체결핀.

Claims (5)

1. 주조기 베이스로부터 메인 프레임(2)을 일정 높이에 위치시키는 베이스 체결부(3)와, 상기 베이스 체결부(3) 내부 수용부에 위치하며 제품을 취출하기 위한 취출봉(9)을 구비한 취출 플레이트(8), 상기 베이스 체결부(3)와 체결되며 금형을 지지하는 메인 프레임(2)과, 상기 메인 프레임(2) 상단부에 위치하며 측면부에 제품 형상의 캐비티를 구비한 우측 금형(6)과, 상기 우측금형(6)과 맞은 편에 위치하며 측면부에 제품 형상의 캐비티를 구비한 좌측 금형(5)과, 상기 좌우측 금형(5, 6)을 이동판에 체결시키는 좌우체결부(4A, 4B)를 포함하는 주조 금형에 있어서,
   상기 메인 프레임(2)의 상단부와 상기 좌우측 금형(5, 6) 사이에 위치하며, 일측부는 제품형상의 케비티를 구비하고, 내부에는 분리샤프트(21)의 톱니면(22)과 형합하는 형상과, 타측부는 테이퍼 플레이트(30)와 형합하는 경사면을 구비한 이동 금형(31)과;
   상기 메인 프레임(2)의 일측면부와 체결되어, 상기 이동 금형(31)의 이동방향을 가이드하며, 상기 이동금형(31)을 지지하는 고정 플레이트(23)와;
   상기 좌우측 금형(5, 6)중 어느 하나의 금형 측면부에 체결되며, 일측면부가 경사진 면을 구비하여 상기 이동금형(31)의 끝단부와 면접촉하는 테이퍼 플레이트(30)와;
   상기 취출 플레이트(8)와 체결되며, 상단 일측면부에 톱니면(22)을 형성하여, 상기 이동 금형(31)의 일측면부와 접촉하는 분리 샤프트(21);와
   상기 베이스 체결부(3)에 제품을 취출하기 위한 취출봉(9)과 체결된 가이드 플레이트(7);를 포함하여 4 분할 금형을 2축 주조기로 분리 내지 합형하는 것을 특징으로 하는 2축 주조기를 적용되는 4 분할 금형.
   
2. 제 1항에 있어서
   상기 분리 샤프트(21)의 톱니면(22)은,
   이동 금형(31)의 분리속도 및 분리 이동거리를 결정하며,
   상기 톱니 면(22)의 형상은 삼각형, 사다리꼴, 접선형 형태 중에서 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 2축 주조기를 적용되는 4분할 금형.
   
3. 제 1항에 있어서
   상기 이동 금형(31)은,
   상기 메인 프레임(2)에 체결된 고정 플레이트(23)에 의하여 지지되며,
   상기 고정 플레이트(23)와의 공간에 마찰 부재(24);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2축 주조기를 적용되는 4분할 금형.
   
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