KR102159579B1 - 단조프레스장치 및 이를 이용한 단조방법 - Google Patents

Abstract

단조프레스장치 및 이를 이용한 단조방법을 개시한다.
일 실시예에 따른 단조프레스장치는 하부프레임 및 상부프레임; 상기 하부프레임과 상부프레임 사이에 승강 가능하게 마련되는 메인슬라이더; 상기 하부프레임과 상기 메인슬라이더 사이에 개별적으로 또는 상기 메인슬라이더와 함께 승강 가능하게 마련되는 보조슬라이더; 상기 보조슬라이더에 마련되는 금형; 상기 금형의 하부를 통해 상기 금형 내부로 출입이 가능하도록 상기 하부프레임에 승강 가능하게 설치되는 하펀치; 상기 금형의 상부를 통해 상기 금형 내부로 출입이 가능하도록 상기 메인슬라이더에 설치되는 상펀치;를 포함하고, 상기 하펀치와 상펀치 중 적어도 어느 하나의 펀치는 상기 금형에 거치되는 소재를 다른 형태로 가압할 수 있도록 상호 구분되는 복수의 종류를 포함하고, 복수의 상기 펀치의 종류 중 어느 하나를 선택하여 상기 금형의 위치에 대응하는 위치로 이동시킬 수 있도록 상기 펀치의 위치를 이동시키는 펀치이동유닛;을 더 포함하여 구성될 수 있다.

Description

단조프레스장치 및 이를 이용한 단조방법{forging press device and forging method using the same}

단조 가공에 따른 작업속도와 정밀도를 향상시킬 수 있는 단조 프레스장치 및 이를 이용한 단조방법에 관한 것이다.

단조 가공시 소재는 안정적으로 가압변형 될 수 있도록 여러 차례의 단조공정을 순차적으로 거치면서 단계적으로 가공되는 경우가 많다.

이때 소재는 통상 단조공정 단계별로 정해져 있는 단조프레스장치를 통해 단조 가공되며, 단조공정들 사이에서 앞선 단조공정을 거친 중간성형물은 해당 단조프레스장치의 금형에서 인출되어 다음 번 단조공정이 진행될 단조프레스장치의 금형으로 옮겨지게 된다.

그러나 이와 같은 종래의 단조가공에 따르면, 단조공정 단계별로 중간성형물을 이동시키는 과정에서 가공시간이 지연되는 문제점이 있었다.

가공시간을 단축하기 위해 단조프레스장치 사이에 중간성형물을 자동으로 이송시키는 이송장치를 두는 경우도 고려해 볼 수 있겠으나, 이때도 기본적으로 한쪽 금형에 장입된 중간성형물을 인출하여 다른 쪽 금형으로 옮기는 작업은 필수적으로 요구되기 때문에, 가공시간을 단축시키는데 있어서 한계는 여전히 존재하게 된다.

또한 단조가공 단계별로 성형공간이 다른 금형을 이용할 경우, 단조가공 단계별로 소재 및 중간성형물과 금형 사이의 공차관리가 별도로 되어야 하기 때문에, 가공에 따른 정밀성을 확보하는데 한계가 있었다.

복수회의 단조공정을 순차적으로 거치면서 가공되는 단조품의 가공시간을 효과적으로 줄일 수 있는 단조프레스장치를 제공하고자 한다.

또한 복수회의 단조공정을 순차적으로 거치면서 가공되는 단조품의 가공정밀도를 높일 수 있는 단조프레스장치를 제공하고자 한다.

일 실시 예에 따른 단조프레스장치는 하부프레임 및 상부프레임; 상기 하부프레임과 상부프레임 사이에 승강 가능하게 마련되는 메인슬라이더; 상기 하부프레임과 상기 메인슬라이더 사이에 개별적으로 또는 상기 메인슬라이더와 함께 승강 가능하게 마련되는 보조슬라이더; 상기 보조슬라이더에 마련되는 금형; 상기 금형의 하부를 통해 상기 금형 내부로 출입이 가능하도록 상기 하부프레임에 승강 가능하게 설치되는 하펀치; 상기 금형의 상부를 통해 상기 금형 내부로 출입이 가능하도록 상기 메인슬라이더에 설치되는 상펀치;를 포함하고, 상기 하펀치와 상펀치 중 적어도 어느 하나의 펀치는 서로 다른 형태의 가압변형 작용을 수행할 수 있도록 상호 구분되는 복수의 종류를 포함하고, 복수의 상기 펀치의 종류 중 어느 하나를 선택하여 상기 금형의 위치에 대응하는 위치로 이동시킬 수 있도록 상기 펀치의 위치를 이동시키는 펀치이동유닛;을 더 포함하여 구성된다.

상기 금형은 복수개가 열을 이루도록 마련되고, 상기 펀치는 종류별로 상기 금형의 배치에 대응하도록 정렬된 복수개로 마련될 수 있다.

복수의 상기 펀치는 수평방향으로 행렬구조로 배치될 수 있다.

상기 상펀치와 하펀치는 각각 복수의 종류를 포함하도록 구성되고, 상기 펀치이동유닛은, 상기 상펀치를 종류별로 금형의 위치에 대응하도록 이동시키는 상펀치이동유닛; 상기 하펀치를 종류별로 금형의 위치에 대응하도록 이동시키는 하펀치이동유닛;을 포함할 수 있다.

상기 상펀치와 하펀치는 각각 복수의 종류를 포함하여 수평방향으로 행렬구조로 배치되고, 복수의 상기 상펀치가 결합되어 상기 메인슬라이더 저부에 수평방향으로 슬라이딩 가능하게 결합하는 상펀치홀더; 복수의 상기 하펀치가 결합되어 상기 하부프레임 상부에 수평방향으로 슬라이딩 가능하게 결합하는 하펀치홀더;를 더 포함하고, 상기 펀치이동유닛은, 상기 상펀치를 종류별로 금형의 위치에 대응하도록 수평방향으로 이동시키는 상펀치이동유닛; 상기 하펀치를 종류별로 금형의 위치에 대응하도록 수평방향으로 이동시키는 하펀치이동유닛;을 포함할 수 있다.

복수의 상기 상펀치가 결합되어 상기 메인슬라이더 저부에 위치 이동 가능하게 결합하는 상펀치홀더; 복수의 상기 하펀치가 결합되어 상기 하부프레임 상부에 위치 이동 가능하게 결합하는 하펀치홀더;를 더 포함하고, 상기 상펀치와 하펀치는 종류별 배치를 조정할 수 있도록 상기 상펀치홀더와 하펀치홀더에 분리 가능하게 결합할 수 있다.

또한 본 실시 예에 따른 상기 단조프레스장치를 이용한 단조방법은 상기 소재를 상기 금형에 장입된 상태로 유지하고, 상기 펀치이동유닛을 이용하여 상기 펀치들의 위치를 종류별로 상기 금형에 대응하도록 이동시키며, 상기 금형의 위치에 대응하도록 이동한 상태의 펀치를 순차적으로 상기 금형에 출입시켜 상기 소재를 단계적으로 복수회 단조가공 할 수 있다.

본 실시 예에 의한 단조프레스장치 및 이를 이용한 단조방법에 따르면, 중간성형물을 금형으로부터 인출하거나 이동시키지 않고서도 복수회의 단조공정을 순차적으로 거쳐 가공되는 단조품을 얻을 수 있게 되므로, 단조품의 가공시간을 효과적으로 줄일 수 있다.

또 본 실시 예에 따르면, 복수회의 단조가공 단계에서 금형을 공유하게 되고, 이에 따라 단조가공 단계별로 소재 및 중간성형물과 금형 사이의 공차를 따로 고려할 필요가 없게 되므로, 복수회의 단조공정을 순차적으로 거치면서 가공되는 단조품의 가공정밀도를 높일 수 있다.

도 1은 일 실시 예에 따른 단조프레스 장치의 정단면도로, 부분적으로 단면처리를 한 것이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 단조프레스장치의 측면도이다.
도 3은 도 2의 요부를 단면처리 하여 확대 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 소재가 제1중간성형물로 성형되고 있는 상태를 나타낸 것이다.
도 5는 도 4의 제1중간성형물의 성형 이후 후속 공정을 위해 상펀치와 하펀치의 위치가 조절되고 있는 상태를 나타낸 것이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 단조프레스장치를 통해 단조품으로 성형되는 소재의 성형단계별 구조를 순차적으로 나타낸 것이다.
도 7은 도 6에 도시된 소재의 성형단계별 가공과정을 순차적으로 나타낸 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

일 실시 에에 따른 단조프레스장치는 재결정(再結晶)이 진행되는 온도를 경계로 이보다 낮은 온도에서 소재를 단조하기 위한 냉간단조용으로 이용될 수 있다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 단조프레스장치는 하부에 마련되는 하부프레임(1)과, 하부프레임(1) 상부에 마련되는 상부프레임(2)을 구비한다.

하부프레임(1)과 상부프레임(2) 사이에는 메인슬라이더(3)가 승강 가능하게 마련되고, 하부프레임(1)과 메인슬라이더(3) 사이에는 보조슬라이더(4)가 승강 가능하게 마련된다.

메인슬라이더(3)와 보조슬라이더(4)는 개별적으로는 물론 동시에 승강 가능하게 마련될 수 있다.

이를 위해 상부프레임(2)과 하부프레임(1)에는 메인슬라이더(3)와 보조슬라이더(4)의 승강을 위한 승강유닛(5)이 설치되고, 승강유닛(5)은 유압실린더(6,7)를 통해 구성될 수 있다.

물론, 메인슬라이더(3)와 보조슬라이더(4)의 승강동작이 가능하도록 하는 범위 내에서 승강유닛(5)은 모터와 같은 다른 수단에 의해서도 구현이 가능하다.

유압실린더(6,7)는 제1유압실린더(6)와 제2유압실린더(7)를 포함하여 한 쌍으로 구성될 수 있다.

제1유압실린더(6)는 메인슬라이더(3)를 승강시키도록 상부프레임(2)에 설치되고, 제2유압실린더(7)는 보조슬라이더(4)를 승강시키도록 하부프레임(1)에 설치될 수 있다.

제2유압실린더(7)는 하부프레임(1) 일측으로 배치되고, 제2유압실린더(2) 반대쪽으로 하부프레임(1)과 상부프레임(2)의 타측 사이에는 메인슬라이더(3)와 보조슬라이더(4)의 승강동작을 안내하기 위해 메인슬라이더(3)와 보조슬라이더(4)가 슬라이딩 가능하게 결합하는 가이드로드(8)가 마련될 수 있다.

보조슬라이더(4)에는 소재(100)의 성형공간을 제공하도록 금형(10)이 설치되고, 하부프레임(1)과 메인슬라이더(3)에는 소재(100)를 가압하여 변형시키기 위해 펀치(20,30)가 금형(10) 내부로 출입이 가능하게 설치될 수 있다.

펀치(20,30)는 금형(10)의 하부를 통해 금형(10) 내부로 출입이 가능하도록 하부프레임(1)에 승강 가능하게 설치되는 하펀치(30)와, 메인슬라이더(3)의 승강동작에 따라 금형(10)의 상부를 통해 금형(10) 내부로 출입이 가능하도록 메인슬라이더(3)에 설치되는 상펀치(20)를 포함한다.

상펀치(20)는 금형(10) 상부로 진입하여 소재(100)의 상부를 가압하여 변형시키고, 하펀치(30)는 금형(10) 하부로 진입하여 소재(100)의 하부를 가압하여 변형시키게 된다.

하펀치(30)의 승강을 위해 하부프레임(1)에는 승강실린더(9)가 설치될 수 있다.

한편, 소재(100)를 복수회에 걸쳐 단계적으로 단조가공함에 있어서 가공속도를 향상시킴과 동시에 가공정밀도를 높이기 위한 것으로, 상펀치(20)와 하펀치(30)는 서로 다른 형태의 가압변형 작용을 수행할 수 있도록 상호 구분되는 복수의 종류를 포함하여 구성되고, 단조프레스장치는 복수의 펀치(20,30)의 종류 중 어느 하나를 선택하여 금형(10)의 위치에 대응하는 위치로 이동시키는 펀치이동유닛(40)을 구비한다.

이와 같은 단조프레스장치는 중간성형물(200,300)를 금형(10)에 장입된 상태를 유지하면서 펀치이동유닛(40)을 이용하여 펀치(20,30)들의 위치를 종류별로 금형(10)에 대응하도록 이동시키면서 종류가 다른 펀치(20,30)들을 이용하여 순차적으로 단조가공 할 수 있게 된다.

이에 따르면, 중간성형물(200,300)를 금형(10)으로부터 인출하거나 이동시키지 않고서도 복수회의 단조공정을 순차적으로 거쳐 가공되는 단조품(400)을 얻을 수 있게 되므로, 단조품(400)의 가공시간을 효과적으로 줄일 수 있게 된다.

또 이때는 복수회의 단조가공 단계에서 금형(10)을 공유하게 되고, 이에 따라 단조가공 단계별로 소재(100) 및 중간성형물(200,300)과 금형(10) 사이의 공차를 별도로 관리할 필요가 없게 되므로, 복수회의 단조공정을 순차적으로 거치면서 가공되는 단조품(400)의 가공정밀도를 높일 수 있게 된다.

복수의 소재(100)를 동시에 단조가공 할 수 있도록 금형(10)은 복수개가 열을 이루도록 마련되고, 펀치(20,30)들은 종류별로 금형(10)의 배치에 대응하도록 정렬된 복수개로 마련될 수 있다.

보조슬라이더(4)에는 금형(10)의 설치를 위한 설치공(4a)이 마련되고, 설치공(4a) 주변으로 보조슬라이더(4)에는 후술하게 될 수용공(4b)이 마련될 수 있다.

상펀치(20)와 하펀치(30)는 각각 수평방향으로 행렬구조를 갖도록 배치될 수 있다. 이와 같이 수평방향으로 격자형태의 행렬구조를 이루어 배치되는 상펀치(20)와 하펀치(30)는 일방향으로 이루어지는 간단한 직선운동을 통해서도 종류별로 복수개의 위치가 간단히 이동할 수 있게 되므로, 펀치이동유닛(40)의 구성이 간소화되도록 하는데 기여할 수 있게 된다.

상펀치(20)와 하펀치(30) 중 어느 하나만이 복수의 종류를 갖도록 마련하는 경우에도 상부와 하부 중 어느 한 쪽이 상대적으로 더 단순한 구조를 갖는 단조품을 단계적으로 단조가공 할 수 있게 되므로, 상펀치(20)와 하펀치(30)는 어느 하나만 상호 구분되는 복수의 종류를 포함하도록 구성되어 펀치이동유닛(40)에 의해 위치가 이동되도록 마련될 수 있다.

또 단조품의 상부와 하부의 구조가 대칭을 이루지 않는 다양한 경우를 감안했을 때, 상펀치(20)와 하펀치(30)의 종류는 서로 다르게 마련될 수 있다.

본 실시 예와 같이, 단조프레스장치는 상펀치(20)와 하펀치(30)가 각각 복수의 종류를 포함하도록 구성되므로, 펀치이동유닛(40)은 상펀치(20)를 종류별로 금형(10)의 위치에 대응하도록 이동시키는 상펀치이동유닛(50)과, 하펀치(30)를 종류별로 금형(10)의 위치에 대응하도록 이동시키는 하펀치이동유닛(60)을 포함하여 구성될 수 있다.

상펀치(20)와 하펀치(30)의 이동을 위해 메인슬라이더(3) 저부에는 상펀치홀더(70)가 수평방향으로 슬라이딩 가능하게 결합하고, 하부프레임(1)의 상부에는 하펀치홀더(80)가 수평방향으로 슬라이딩 가능하게 결합할 수 있다.

복수의 상펀치(20)와 하펀치(30)는 각각 전술한 바와 같이 수평방향으로 행렬구조를 갖도록 상펀치홀더(70)와 하펀치홀더(80)에 결합될 수 있다.

메인슬라이더(3)와 하부프레임(1)에는 상펀치홀더(70)와 하펀치홀더(80)를 슬라이딩 가능하게 지지하도록 클램프(91)가 설치되고, 상펀치홀더(70)와 하펀치홀더(80)에는 클램프(91)의 헤드부가 슬라이딩 가능하게 결합하도록 슬라이딩홈(71a)이 마련될 수 있다. 즉 클램프(91)와 슬라이딩홈(71a)는 상호 레일구조를 이루도록 결합할 수 있다.

클램프(91)는 스프링과 같은 탄성부재(92)를 통해 메인슬라이더(3)와 하부프레임(1)에 탄력적으로 지지된 상태에서 상펀치홀더(70)와 하펀치홀더(80)의 슬라이딩 동작을 안정적으로 안내할 수 있게 된다. 클램프(91)는 복수개가 상펀치홀더(70)와 하펀치홀더(80)의 폭 방향을 따라 일정간격 이격되도록 고르게 배치될 수 있다.

펀치이동유닛(40)은 상펀치(20)를 종류별로 금형(10)의 위치에 대응하도록 수평방향으로 이동시키는 상펀치이동유닛(50)과, 하펀치(30)를 종류별로 금형(10)의 위치에 대응하도록 수평방향으로 이동시키는 하펀치이동유닛(60)을 포함할 수 있다.

상펀치이동유닛(50)과 하펀치이동유닛(60)은 각각 모터(51,61)와, 모터(51,61)의 축에 회전 가능하게 결합하는 스크류축(52,62)을 포함하여 구성될 수 있다. 모터(51,61)로는 양 방향 회전이 가능한 서브모터가 채용될 수 있다.

상펀치홀더(70)와 하펀치홀더(80)는 모터(51,61)의 회전방향에 따라 양 방향으로 이동할 수 있도록 스크류축(52,62)에 축방향으로 결합할 수 있다.

펀치이동유닛(40)은 동일한 종류의 펀치(20,30)의 열이 금형(10)에 대응하여 순차적으로 이동시킬 수 있는 범위 내에서 다양한 변형이 가능할 수 있다.

일례로 펀치홀더(70,80)는 회전하도록 마련되고, 펀치(20,30)는 종류별로 펀치홀더의 회전중심 쪽에서 외주 쪽으로 반경방향을 따라 열을 이루도록 배치되며, 펀치이동유닛(40)은 펀치홀더(70,80)를 회전시키도록 마련될 수 있다. 이때에도 펀치홀더는 펀치이동유닛에 의해 다수의 펀치의 열이 금형의 열과 선택적으로 일치하도록 위치 조정이 가능할 수 있다.

또한 상펀치(20)와 하펀치(30)는 종류별로 배치를 조정할 수 있도록 상펀치홀더(70)와 하펀치홀더(80)에 분리 가능하게 결합할 수 있다.

이를 위해 상펀치홀더(70)와 하펀치홀더(80)는 각각 상기 슬라이딩홈(71a,81a)을 구비하여 메인슬라이더(3)와 하부프레임(1)에 슬라이딩 가능하게 결합하는 몸체(71,81)와, 상펀치(20)와 하펀치(30)가 결합하도록 몸체(71,81)에 마련되는 고정부(93)를 포함할 수 있다.

따라서 상펀치(20)들과 하펀치(30)들은 고정부(93)를 통해 몸체(71,81)에 분리 가능한 상태로 고정되어 교체나 보수가 가능함은 물론, 상펀치홀더(70)와 하펀치홀더(80) 상에서의 종류별로 배치구조가 조정될 수 있게 된다.

고정부(93)는 상펀치(20)와 하펀치(30)를 지지하도록 몸체(71,81)에 고정되는 고정구(94)와, 고정구(94)에 결합된 상펀치(20)와 하펀치(30)를 고정시키도록 고정구(94)에 결합하는 커버(95)를 포함할 수 있다. 상펀치(20)와 하펀치(30)는 커버(95)가 결합된 상태에서 고정구(94)에 결합된 상태를 유지하고, 커버가(95) 분리된 상태에서 고정구(94)로부터 이탈하도록 분리될 수 있다.

상펀치(20)를 고정시키는 고정부(93)와 하펀치(30)를 고정시키는 고정부(93)는 상펀치(20)와 하펀치(30)의 사이즈와 형상을 고려하여 상호 구조를 달리할 수 있다.

또한 하펀치홀더(80)에는 가공이 완료된 단조품(400)을 금형(10) 밖으로 배출시키기 위한 이젝터(99)가 하펀치(30)들과 함께 설치될 수 있다.

이적터(99)는 금형(10)의 숫자에 대응하는 복수개로 마련되고, 복수의 이젝터(99)는 같은 종류에 해당하는 하펀치(30)들과 동일한 배치를 갖도록 하펀치(30)들과 함께 하펀치홀더(80)에 배치될 수 있다. 이에 따라 이젝터(99)는 하펀치(30)와 함께 하펀치홀더(80) 상에서 수평방향으로 행렬구조를 이루도록 배치되어 하펀치이동유닛(60)에 의해 금형 하부로 이동이 가능할 수 있다.

이젝터(99)는 다른 하펀치(30)들처럼 하펀치이동유닛(60)에 의해 금형(10)의 위치에 대응하는 위치로 이동된 상태에서 승강실린더(9)에 의해 승강하면서 가공이 완료된 단조품(400)을 금형(10) 밖으로 배출시키는 동작을 수행할 수 있다.

다음은 이와 같이 구성되는 단조프레스장치를 이용하여 소재(100)를 복수회에 걸쳐 단계적으로 단조가공 하는 공정에 관해 설명하도록 한다.

도 6과 도 7에 도시된 바와 같이, 소재(100)는 일례로 소정길이를 갖는 단봉 형태로 마련되고, 소재(100)를 통해 가공되는 단조품(400)은 각도를 달리하는 두 개의 축 사이의 연결을 위해 사용되는 요크가 될 수 있다.

요크는 차량의 조향장치 등에 구동축과 종동축 사이를 연결하는 용도 등으로 채용될 수 잇다.

요크를 형성하는 단조품(400)은 하나의 축이 진퇴 가능하게 연결되도록 마련된 하부의 축부와, 다른 하나의 축이 그 사이에 회전 가능하게 연결되도록 축부 일단부에 양측으로 상호 대향되도록 상부에 배치된 한 쌍의 너클부를 구비할 수 있다. 축부에는 후가공을 통해 스플라인이 형성될 수 있다.

소재(100)는 3차례의 단조가공을 순차적으로 거쳐 단조품(400)으로 가공되고, 소재(100)는 3차례의 단조공정을 통해 제1중간성형물(200)-제2중간성형물(300)-단조품(400)으로 가공될 수 있다.

제1중간성형물(200)은 소재(100)와 비교하여 하부가 외주에 단차를 갖도록 축관되고, 상부에 홈을 구비하도록 소재(100)를 가압변형하여 마련될 수 있다.

제2중간성형물(300)은 제1중간성형물(200)과 비교하여 하부가 중공을 이루도록 축관되면서 신장되고, 상부의 홈의 깊이가 더 깊어지면서 홈의 양측으로 너클부가 형성되도록 제1중간성형물(200)을 가압변형시켜 마련될 수 있다. 제2중간성형물(300)의 하부는 예비축부를 형성할 수 있고, 제2중간성형물(300)의 성형과정에서 너클부의 성형은 완료될 수 있다.

단조품(400)은 제2중간성형물(300)과 비교하여 상부에 마련되는 한 쌍의 너클부의 형상은 그대로 유지하면서, 하부에 마련되는 축부가 더 길어지도록 제2중간성형물(300)을 가압변형시켜 마련될 수 있다.

이와 같은 단조품(400)을 가공하기 위해 상펀치(20)는 제1상펀치(21)와 제2상펀치(22)를 포함하여 2개의 종류를 구비할 수 있다.

제1상펀치(21)와 제2상펀지(22)는 금형(10)의 숫자에 대응하여 각각 3개씩 마련되고, 상펀치이동유닛(50)에 의해 종류별로 금형(10) 상부에 위치할 수 있도록 상펀치홀더(70) 상에 수평방향으로 행렬구조를 이루도록 배치될 수 있다.

제1상펀치(21)는 제1중간성형물(200)의 상부 구조에 대응하는 사이즈와 구조를 구비하고, 제2상펀치(22)는 서로 동일한 구조를 갖는 제2중간성형물(300) 및 단조품(400)의 상부에 대응하는 사이즈와 구조를 구비할 수 있다.

상펀치이동유닛(50)은 모터(51)의 회전에 따라 제1상펀치(21)들과 제2상펀치(22)들 중 어느 하나가 금형(10) 상부로 위치하도록 상펀치홀더(70)의 위치를 조정할 수 있다.

하펀치(30)는 제1 내지 제3하펀치(31,32,33)를 포함하여 3개의 종류를 구비할 수 있다. 제1 내지 제3 하펀치(31,32,33)는 금형(10)의 숫자에 대응하여 각각 3개씩 마련되고, 하펀치이동유닛(60)에 의해 종류별로 금형(10) 하부에 위치할 수 있도록 하펀치홀더(80) 상에 복수의 이젝터(99)와 함께 수평방향으로 행렬구조를 이루도록 배치될 수 있다.

제1하펀치(31)는 제1중간성형물(200) 하부 구조에 대응하는 사이즈와 구조를 구비하고, 제2하펀치(32)는 제2중간성형물(200)의 하부 구조에 대응하는 사이즈와 구조를 구비하며, 제3하펀치(33)는 단조품(400)의 하부 구조에 대응하는 사이즈와 구조를 구비할 수 있다.

하펀치이동유닛(60)은 모터(61)의 회전에 따라 제1하펀치(31)들과, 제2하펀치(32)들과, 제3하펀치(33)들과, 이젝터(99)들 중 어느 하나가 금형(10) 하부로 위치하도록 하펀치홀더(80)의 위치를 조정할 수 있다.

이와 같은 단조프레스장치를 이용하여 소재(100)를 가공할 경우 도 3에 도시된 바와 같이, 소재(100)는 금형(10)에 장입되도록 제공된다. 이 상태에서는 펀치이동유닛(40)을 통해 제1상퍼치(21)들이 금형(10) 상부로 위치하고, 제1하펀치(31)들이 금형(10) 하부로 위치하도록 상펀치홀더(70)와 하펀치홀더(80)의 위치를 조정할 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 이 상태에서는 소재(100)의 상부와 하부가 각각 제1상펀치(21)와 제1하펀치(31)에 의해 가압 변형되도록 보조슬라이더(4)와 메인슬라이더(3)는 하부프레임(1) 쪽으로 하강할 수 있다.

이때 보조슬라이더(4)와 메인슬라이더(3)는 순서에 따라 개별적으로 또는 동시에 하강할 수 있고, 제1하펀치(31)는 하강상태에서 승강실린더(9)를 통해 메인슬라이더(3)의 하강동작에 대응하여 상승할 수 있다.

이에 따라 금형(10)과 제1상펀치(21) 및 제1하펀치(31)가 상호 형합되면서 소재(100)는 제1중간성형물(200)로 성형될 수 있다. 이때 제2상펀치(22)와, 제2 내지 제3하펀치(32,33)와 같이 성형에 관여하지 않는 대기 상태의 펀치들은 성형공정에 간섭되지 않도록 수용공(4b)의 상부와 하부로 수용될 수 있다.

제1중간성형물(200)의 성형이 완료되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상펀치홀더(70)와 하펀치홀더(80)의 위치를 조절하여 다음 공정을 대비할 수 있도록 보조슬라이더(4)와 메인슬라이더(3)는 상호 분리가 되도록 하부프레임(1) 상부로 상승하고 승강실린더(9)는 하강동작 될 수 있다.

이와 같이 소재(100)를 금형(10)에 장입된 상태를 유지하면서 펀치이동유닛(40)을 이용하여 펀치(20,30)들의 위치를 종류별로 금형(10)에 대응하도록 이동시키고, 금형(10)의 위치에 대응하도록 이동한 상태의 펀치(20,30)를 선택적으로 순서에 따라 금형(10)에 출입시키는 과정은 도 7에 도시된 바와 같이 소재(100)가 제1중간성형물(200)과 제2중간성형물(300)을 거쳐 단조품(400)으로 성형이 완료될 때까지 진행될 수 있다.

성형이 완료된 단조품(400)은 메인슬라이더(3)와 보조슬라이더(4)가 상승하고, 하펀치이동유닛(60)에 의해 금형(10) 하부로 위치된 이젝터(99)가 승강실린더(9)에 의해 상승하도록 동작됨에 따라 금형(10) 밖으로 배출될 수 있다.

이와 같이 본 실시 예에 따른 단조프레스장치를 이용한 단조방법에 따르면, 중간성형물(200,300)를 금형(10)으로부터 인출하거나 이동시키지 않고서도 복수회의 단조공정을 순차적으로 거쳐 단조품(400)을 얻을 수 있게 되므로, 단조품(400)의 가공시간을 줄일 수 있게 된다.

또 전술한 것처럼 펀치(20,30)의 위치를 선택적으로 이동시키는 복수회의 단조가공 단계에서는 단조품(400)의 성형이 완료될 때가지 금형(0)이 바뀔 우려가 없게 되고, 이에 따라 단조가공 단계별로 소재(100) 및 중간성형물(200,300)과 금형(10)의 성형공간 사이의 공차를 따로 고려할 필요가 없게 되므로, 복수회의 단조공정을 순차적으로 거치면서 가공되는 단조품(400)의 가공정밀도를 높일 수 있게 된다.

1: 하부프레임 2: 상부프레임
3: 메인슬라이더 4: 보조슬라이더
5: 승강유닛 6: 제1유압실린더
7: 제2유압실린더 8: 가이드로드
9: 승강실린더 10: 금형
20: 상펀치 21: 제1상펀치
22: 제2상펀치 30: 하펀치
31: 제1하펀치 32: 제2하펀치
33: 제3하펀치 40: 펀치이동유닛
50: 상펀치이동유닛 60: 하펀치이동유닛
70: 상펀치홀더 80:하펀치홀더

Claims (7)

1. 하부프레임 및 상부프레임;
   상기 하부프레임과 상부프레임 사이에 승강 가능하게 마련되는 메인슬라이더;
   상기 하부프레임과 상기 메인슬라이더 사이에 개별적으로 또는 상기 메인슬라이더와 함께 승강 가능하게 마련되는 보조슬라이더;
   상기 보조슬라이더에 소재가 장입되도록 마련되는 금형;
   상기 금형의 하부를 통해 상기 금형 내부로 출입이 가능하도록 상기 하부프레임에 승강 가능하게 설치되고, 서로 다른 형태의 가압작용을 수행할 수 있도록 상호 구분되는 복수의 종류를 포함하는 하펀치;
   상기 금형의 상부를 통해 상기 금형 내부로 출입이 가능하도록 상기 메인슬라이더에 설치되고, 서로 다른 형태의 가압작용을 수행할 수 있도록 상호 구분되는 복수의 종류를 포함하는 상펀치;
   복수의 종류의 상기 상펀치가 승강 가능하게 결합되어 상기 메인슬라이더 저부에 수평방향으로 슬라이딩 가능하게 결합하는 상펀치홀더;
   복수의 종류의 상기 하펀치가 승강 가능하게 결합되어 상기 하부프레임 상부에 수평방향으로 슬라이딩 가능하게 결합하는 하펀치홀더;
   상기 상펀치를 종류별로 금형의 위치에 대응하도록 이동시키기 위해 상기 상펀치홀더를 이동시키는 상펀치 이동유닛;
   상기 하펀치를 종류별로 금형의 위치에 대응하도록 이동시키기 위해 상기 하펀치홀더를 이동시키는 하펀치 이동유닛;
   상기 금형의 위치에 대응하도록 이동한 상기 하펀치를 승강시키기 위해 상기 하부프레임에 설치되는 승강실린더;를 포함하여 상기 소재를 복수회의 단조공정을 순차적으로 거치도록 단조가공하여 단조품을 제조하는 단조프레스장치에 있어서,
   가공이 완료된 상기 단조품을 상기 금형 밖으로 배출시키기 위해 상기 금형의 하부를 통해 상기 금형 내부로 출입이 가능하도록 상기 하부프레임에 승강 가능하게 설치되는 이젝터;를 더 포함하고,
   상기 이젝터는,
   상기 하펀치이동유닛에 의해 상기 금형의 위치에 대응하는 위치로 이동하고, 상기 금형의 위치에 대응하는 위치로 이동된 상태에서 상기 단조품을 상기 금형 외부로 배출시키기 위해 상기 승강실린더에 의해 승강하도록 상기 복수의 종류의 하펀치들과 함께 상기 하펀치홀더에 설치되는 단조프레스장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 금형은 복수개가 열을 이루도록 마련되고,
   상기 종류별 상펀치 및 하펀치와 이젝터는 상기 금형의 배치에 대응하도록 정렬된 복수개로 마련되는 단조프레스장치.
3. 제 2항에 있어서,
   복수의 상기 상펀치는 수평방향으로 행렬구조로 배치되고,
   복수의 상기 하펀치와 이젝터는 수평방향으로 행렬구조로 배치되는 단조프레스장치.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 상펀치와 하펀치는 종류별 배치를 조정할 수 있도록 상기 상펀치홀더와 하펀치홀더에 분리 가능하게 결합하는 단조프레스장치.
7. 제 1항 내지 제3항, 제6항 중 어느 한 항에 따른 단조프레스장치를 이용한 단조방법에 있어서,
   상기 소재를 상기 금형에 장입된 상태로 유지하고,
   상기 펀치이동유닛을 이용하여 상기 펀치들의 위치를 종류별로 상기 금형에 대응하도록 이동시키며,
   상기 금형의 위치에 대응하도록 이동한 상태의 펀치를 순차적으로 상기 금형에 출입시켜 상기 소재를 단계적으로 복수회 단조가공 하고,
   상기 단조품의 가공이 완료된 상태에서 상기 하펀치이동유닛을 이용하여 상기 이젝터의 위치를 상기 금형에 대응하도록 이동시키며,
   상기 금형의 위치에 대응하도록 이동한 상태의 상기 이젝터를 상기 금형에 출입시켜 가공이 완료된 상기 단조품을 상기 금형 밖으로 배출시키는 단조방법.

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