KR102470662B1 - Mold temperature maintenance system for multi-stage pressure casting - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다단가압주조공법을 통해 차량용 부품을 제작할 수 있는 다단가압주조용 금형의 온도를 일정하게 유지할 수 있는 시스템에 관한 것으로, 일정 온도로 각각 세팅된 오일과 냉각수가 각기 다른 관로를 통해 금형 내부를 순환하면서 가열 및 냉각을 반복하여 금형 온도를 일정하게 유지할 수 있는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a system capable of maintaining a constant temperature of a mold for multi-step pressure casting capable of manufacturing vehicle parts through a multi-step pressure casting method, wherein oil and coolant each set to a constant temperature are inside the mold through different channels. It relates to a system capable of maintaining a constant mold temperature by repeating heating and cooling while circulating.
최근 친환경 자동차로의 전환으로 인해 전장 부품 및 배터리 용량이 증가함에 따라 차체의 무게가 증가하여 차체 경량화를 위해 자동차용 부품 제작 시 경량 금속인 알루미늄이 주목받고 있다. 주조 공정은 액체 상태인 알루미늄 용탕을 형상이 가공된 금형에 주입하여 제품을 생산하는 방식이다. 액체 상태인 용탕을 금형에 주입 시 금형 예열을 하지 않을 경우, 금형과 용탕의 온도 차이에 의한 열응력이 발생하여 금형에 미세 균열이 발생하며 나아가 파단에 이르게 된다. 따라서 주조 공정 시 금형의 예열은 필수적이며, 종래의 금형 예열은 가스 버너를 이용하여 금형 자체를 외부에서 가열하는 방식으로 진행하였다. 이러한 방식은 금형의 표면 가열 시 열전달을 통해 금형을 예열하는 방식이므로 금형 온도는 불균일하며, 금형의 수명 또한 저하시킬 수 있다. 또한, 공정 중 금형의 온도가 하강할 시 원하는 온도로 예열하기 위해서는 상당한 시간이 필요하므로 전체 공정 시간이 증가되는 문제점이 있다. 알루미늄 주조 공정 시 알루미늄의 융점인 660℃ 이상(700~800℃)으로 가열한 용탕을 제품 형상이 가공된 금형에 주입하는데, 이때 금형의 온도가 높을 경우 금형의 균열, 변형 등이 발생 가능하고, 금형 온도가 낮을 시 내부 조직의 불균일, 금형 내 용탕 미충진 등과 같은 주조 품질이 저하되는 단점이 발생하게 된다. As the capacity of electric parts and batteries increases due to the recent transition to eco-friendly cars, the weight of the car body increases, so aluminum, a lightweight metal, is attracting attention when manufacturing automotive parts to reduce the weight of the car body. The casting process is a method of producing a product by injecting molten aluminum in a liquid state into a mold that has been processed into a shape. If the mold is not preheated when the liquid molten metal is injected into the mold, thermal stress is generated due to the temperature difference between the mold and the molten metal, causing microcracks in the mold and further leading to fracture. Therefore, preheating of the mold is essential during the casting process, and the conventional mold preheating has been performed by heating the mold itself from the outside using a gas burner. Since this method preheats the mold through heat transfer when the surface of the mold is heated, the mold temperature is non-uniform and the life of the mold may also be reduced. In addition, when the temperature of the mold decreases during the process, a considerable amount of time is required to preheat the mold to a desired temperature, which increases the overall process time. During the aluminum casting process, molten metal heated to 660℃ or higher (700~800℃), which is the melting point of aluminum, is injected into a mold where the product shape has been processed. When the mold temperature is low, disadvantages such as unevenness of the internal structure and insufficient filling of the molten metal in the mold cause deterioration in casting quality.
등록특허 10-1327191는 하나의 통로를 금형 내 형성하여 가열과 냉각을 동일 통로에서 실시하는 기술을 공개하며, 이러한 구성으로는 신속한 온도 제어가 어렵다. Registered Patent No. 10-1327191 discloses a technology for heating and cooling in the same passage by forming one passage in a mold, and rapid temperature control is difficult with this configuration.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다단가압주조공정에 사용되는 금형의 온도를 가열 및 일정한 온도로 유지할 수 있는 시스템으로 상부 금형과 하부 금형에 오일 유로를 형성하고, 추가로 상부 금형과 하부 금형 내부에 냉각수 라인을 형성하여 일정 온도로 각각 세팅된 오일과 냉각수가 각기 다른 관로를 통해 금형 내부를 순환하면서 가열 및 냉각을 반복하여 금형 온도를 일정하게 유지할 수 있는 시스템에 관한 것이다. 주조 공정 시 금형의 온도는 용탕 주입 온도의 1/3 수준인 약 300℃(바람직하게는, 270~290℃)로 유지하는 것이 적절하므로, 이러한 온도 유지 시스템을 다단가압주조공정에 적용 시 금형의 온도 변화를 최소화할 수 있으므로 알루미늄 주조 제품의 우수한 품질 확보가 가능하다. 용탕 주입 시 금형과 슬리브의 온도는 약 300℃(바람직하게는, 270~290℃)로 유지가 되어야 하고, 상부 금형과 하부 금형의 합형 및 가압이 완료된 후 금형 내부 용탕의 냉각을 위해서 금형과 슬리브 내로 냉각수가 순환하며 온도를 하강하고, 성형이 완료되어 상부 금형과 하부 금형의 형개가 이루어 질 때 연속 생산을 위해 금형과 슬리브 내부로 가열된 오일이 순환하여 연속 생산 공정이 가능하도록 금형과 슬리브의 온도를 상승시킨다.The technical problem to be achieved by the present invention is a system capable of heating and maintaining the temperature of the mold used in the multi-stage pressure casting process at a constant temperature, forming an oil flow path in the upper mold and the lower mold, and additionally inside the upper mold and the lower mold. A system capable of maintaining a constant mold temperature by forming a cooling water line and repeatedly heating and cooling oil and cooling water set at a constant temperature while circulating inside the mold through different conduits. During the casting process, it is appropriate to maintain the temperature of the mold at about 300°C (preferably, 270 to 290°C), which is 1/3 of the molten metal injection temperature. Since temperature change can be minimized, it is possible to secure excellent quality of aluminum casting products. When pouring molten metal, the temperature of the mold and the sleeve should be maintained at about 300°C (preferably, 270 to 290°C), and after the combination and pressurization of the upper and lower molds are completed, the mold and sleeve are cooled to cool the molten metal inside the mold. Cooling water circulates inside to lower the temperature, and when molding is completed and the upper and lower molds are opened, the heated oil circulates inside the mold and sleeve for continuous production, so that the continuous production process is possible. raise the temperature
본 발명에 따른 금형 온도 유지 시스템은 알루미늄 주조품 생산을 위해 다단가압주조공법용 금형의 상부 금형과 하부 금형에 오일 유로를 형성하고, 추가로 상부 금형과 하부 금형 내부에 냉각수 라인을 형성하여 가열된 오일과 냉각수가 각기 다른 관로를 순환하면서 금형의 온도를 유지하게 한다. The mold temperature maintenance system according to the present invention forms an oil flow path in the upper mold and lower mold of the multi-step pressure casting method mold for the production of aluminum castings, and additionally forms a cooling water line inside the upper mold and the lower mold to heat oil The temperature of the mold is maintained as the cooling water and cooling water circulate through different ducts.
즉, 본 발명은,That is, the present invention,
다단가압주조용 금형의 온도 유지 시스템에 있어서,In the temperature maintenance system of the mold for multi-stage pressure casting,
다단가압주조용 금형은 상금형과 하금형 및 하금형에 연결된 슬리브를 포함하고,The mold for multi-stage pressure casting includes an upper mold, a lower mold, and a sleeve connected to the lower mold,
상금형과 하금형은,The upper and lower molds are
캐비티를 침범하지 않는 각각의 몸체 내부에 형성된, 오일 주입 및 배출 라인을 형성하는 오일 관로;An oil pipe line forming an oil injection and discharge line formed inside each body that does not invade the cavity;
상기 오일 관로와 소정 간격을 두고 나란히 배열되고, 각각의 몸체 내부에 형성된, 냉매 주입 및 배출 라인을 형성하는 냉매 관로;refrigerant conduits arranged side by side with the oil conduits at a predetermined interval and forming refrigerant injection and discharge lines formed inside each body;
상기 오일 관로와 연결되어 순환되는 오일을 일정 온도로 가열할 수 있는 오일 온도 제어부; an oil temperature controller capable of heating circulating oil connected to the oil pipe line to a certain temperature;
상기 냉매 관로와 연결되어 순환되는 냉매를 일정 온도로 냉각할 수 있는 냉매 온도 제어부;A refrigerant temperature control unit that is connected to the refrigerant pipe and can cool the circulated refrigerant to a certain temperature;
상기 오일 온도 제어부 및 냉매 온도 제어부를 통해 오일과 냉매가 각각 일정한 온도로 세팅되어 상금형과 하금형에 대해 가열과 냉각이 번갈아 반복되게 제어하는 것을 특징으로 하는 다단가압주조공법용 금형 온도 유지 시스템을 제공한다.The oil and refrigerant are set to a constant temperature through the oil temperature control unit and the refrigerant temperature control unit, respectively, to control the heating and cooling to be alternately repeated for the upper mold and the lower mold. to provide.
상기에 있어서, 상기 슬리브 몸체 내부에 오일 주입 및 배출 라인을 형성하는 오일 관로; 및 상기 오일 관로와 소정 간격을 두고 나란히 배열되고, 각각의 몸체 내부에 형성된, 냉매 주입 및 배출 라인을 형성하는 냉매 관로;를 포함하고, In the above, an oil pipe line forming an oil injection and discharge line inside the sleeve body; And a refrigerant pipe line arranged side by side at a predetermined interval from the oil pipe line, formed inside each body, and forming a refrigerant injection and discharge line; includes,
상기 오일 관로와 연결되어 순환되는 오일을 일정 온도로 가열할 수 있는 오일 온도 제어부; an oil temperature controller capable of heating circulating oil connected to the oil pipe line to a certain temperature;
상기 냉매 관로와 연결되어 순환되는 냉매를 일정 온도로 냉각할 수 있는 냉매 온도 제어부;A refrigerant temperature control unit that is connected to the refrigerant pipe and can cool the circulated refrigerant to a certain temperature;
상기 오일 온도 제어부 및 냉매 온도 제어부를 통해 오일과 냉매가 각각 일정한 온도로 세팅되어 슬리브에 대해 가열과 냉각이 번갈아 반복되게 제어하는 것을 특징으로 하는 다단가압주조공법용 금형 온도 유지 시스템을 제공한다.It provides a mold temperature maintenance system for multi-stage pressure casting method, characterized in that the oil and refrigerant are set to a constant temperature through the oil temperature control unit and the refrigerant temperature control unit, respectively, so that heating and cooling are alternately controlled for the sleeve.
상기에 있어서, 상기 상금형과 하금형, 슬리브에 각각 별도로 제작되며 각 부분의 온도를 측정할 수 있는 온도센서가 결합되는 것을 특징으로 하는 다단가압주조공법용 금형 온도 유지 시스템을 제공한다.In the above, it provides a mold temperature maintenance system for the multi-stage pressure casting method, characterized in that the upper mold, the lower mold, and the sleeve are separately manufactured and a temperature sensor capable of measuring the temperature of each part is coupled.
상기에 있어서, 상기 오일 온도 제어부는,In the above, the oil temperature controller,
오일 온도 범위는 상온 ~ 350℃, 바람직하게는 상온 ~ 300℃로 설정 가능하며 원하는 온도로 세팅 및 가열하고, 주조 공정 시 금형 온도를 270 내지 330℃, 바람직하게는, 270 내지 290℃로 예열하기 위해 금형과 슬리브 내부로 오일을 순환시키는 것을 특징으로 하는 다단가압주조공법용 금형 온도 유지 시스템을 제공한다.The oil temperature range can be set from room temperature to 350 ° C, preferably from room temperature to 300 ° C, setting and heating to the desired temperature, and preheating the mold temperature to 270 to 330 ° C, preferably 270 to 290 ° C during the casting process. To provide a mold temperature maintenance system for multi-stage pressure casting method, characterized in that oil is circulated into the mold and the sleeve.
상기에 있어서, 상기 냉각수 온도 제어부는,In the above, the cooling water temperature controller,
냉매 온도 범위는 10 ~ 30℃로 설정 가능하며 원하는 온도로 세팅 및 냉각하고, 주조 공정 시 금형 냉각을 위해 금형과 슬리브 내부로 순환시키는 것을 특징으로 하는 다단가압주조공법용 금형 온도 유지 시스템을 제공한다.The refrigerant temperature range can be set from 10 to 30 ℃, and it sets and cools to the desired temperature, and provides a mold temperature maintenance system for multi-stage pressure casting method, characterized in that it circulates inside the mold and sleeve for mold cooling during the casting process. .
상기에 있어서,In the above,
상기 상금형, 하금형, 및 슬리브는 각각 온도 센서를 구비하고,The upper mold, the lower mold, and the sleeve each have a temperature sensor,
상기 오일 온도 제어부와 냉각수 온도 제어부는,The oil temperature controller and the coolant temperature controller,
상기 상금형, 하금형 및 슬리브에 결합된 온도센서를 통해 실시간으로 온도 확인이 가능하고, 주조 공정 전 오일 온도 제어부가 가동하여 가열된 오일이 순환하며 원하는 온도로 금형을 예열하고, The temperature can be checked in real time through the temperature sensor coupled to the upper mold, the lower mold, and the sleeve, and the oil temperature control unit operates before the casting process to circulate the heated oil and preheat the mold to a desired temperature,
용탕 주입 후 제품 성형 시 오일 온도 제어부의 가동이 중지되고 냉매 온도 제어부가 가동하여 냉매가 상금형, 하금형 및 슬리브 내부를 제품 성형이 완료될 때까지 순환하고, When molten metal is injected and the product is molded, the operation of the oil temperature control unit is stopped and the refrigerant temperature control unit is operated so that the refrigerant circulates through the upper mold, the lower mold, and the inside of the sleeve until product molding is completed.
제품 성형 완료 후 형개 시 냉매 온도 제어부의 가동이 중지되고 오일 온도 제어부가 재가동하여 제품 취출 단계에서 상금형, 하금형, 및 슬리브의 온도를 재상승시켜 연속 생산 공정이 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 다단가압공법용 금형 온도 유지 시스템을 제공한다.When the mold is opened after product molding is completed, the operation of the refrigerant temperature control unit is stopped and the oil temperature control unit is restarted to raise the temperature of the upper mold, lower mold, and sleeve again in the product take-out step to enable a continuous production process. A mold temperature maintenance system for the method is provided.
또한, 본 발명은,In addition, the present invention,
금형의 캐비티를 침범하지 않는 몸체부에 오일 관로와 냉매 관로가 소정 간격을 두고 나란히 배열되고, 상기 오일 관로와 냉매 관로는 금형 몸체 외곽부를 따라 1차 순환하고, 1차 순환 경로와 소정 간격을 두고 1차 순환 경로와 나란하게 2차 순환하되 1차 순환 방향과 역방향으로 되돌아오는 2차 순환 경로를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는, 오일 관로와 냉매 관로를 구비한 금형을 제공한다.An oil pipe and a refrigerant pipe are arranged side by side at a predetermined interval in a body portion that does not invade the cavity of the mold, and the oil pipe and the refrigerant pipe primarily circulate along the outer portion of the mold body, and are spaced apart from the primary circulation path. It provides a mold having an oil pipe and a refrigerant pipe, characterized in that it is formed to have a secondary circulation path parallel to the primary circulation path but returning in a direction opposite to the primary circulation direction.
또한, 본 발명은,In addition, the present invention,
금형에 연결되는 슬리브로서, 몸체부에 오일 관로와 냉매 관로가 소정 간격을 두고 나란히 배열되고, 상기 오일 관로와 냉매 관로는 슬리브의 길이 방향을 따라 상승과 하강을 반복하며 슬리브의 몸체에 균일한 분포로 배열된 것을 특징으로 하는 오일 관로와 냉매 관로를 구비한 슬리브를 제공한다.As a sleeve connected to a mold, an oil pipe and a refrigerant pipe are arranged side by side at a predetermined interval in the body, and the oil pipe and the refrigerant pipe repeatedly rise and fall along the length of the sleeve and are uniformly distributed over the body of the sleeve. Provides a sleeve having an oil pipe and a refrigerant pipe, characterized in that arranged in.
본 발명에 따르면, 금형과 슬리브 몸체 내에 가열용 오일 관로와 냉각용 냉매 관로를 설치하여 필요에 따라 금형의 온도를 가열하고 냉각시킬 수 있다. According to the present invention, the temperature of the mold can be heated and cooled as needed by installing an oil pipe for heating and a refrigerant pipe for cooling in the mold and the sleeve body.
즉, 주조공정 전, 금형의 예열이 가능하고, 용탕 주입 후에는 냉매 순환으로 신속하고 균일한 냉각을 실시하고, 취출 단계에서는 다시 금형을 가열하여 연속 공정을 가능케 한다. That is, the mold can be preheated before the casting process, and after molten metal is injected, refrigerant circulation performs rapid and uniform cooling, and the mold is heated again in the take-out step to enable a continuous process.
또한, 오일 관로와 냉매 관로는 금형과 슬리브를 전체적으로 균일한 온도로 제어할 수 있도록 금형 전체에 분포되게 배열되며, 온도 센서가 설치되어 온도 제어부에서 실시간 온도를 측정하여 온도를 제어할 수 있다. In addition, the oil pipe and the refrigerant pipe are arranged to be distributed throughout the mold so that the mold and the sleeve can be controlled at a uniform temperature as a whole, and a temperature sensor is installed to measure the real-time temperature in the temperature control unit to control the temperature.
이와 같은 금형 온도의 실시간 제어를 통해 궁극적으로는 주조 품질을 높인다. This real-time control of mold temperature ultimately improves casting quality.
도 1은 다단가압주조공법용 금형 온도 유지 시스템 모식도.
도 2는 다단가압주조공법용 상금형, 하금형, 슬리브 도면.
도 3은 다단가압주조공법용 상금형 및 하금형 오일 채널.
도 4는 다단가압주조공법용 슬리브 오일 채널.
도 5는 다단가압주조공법용 금형의 오일 및 냉각수 라인 구성.1 is a schematic diagram of a mold temperature maintenance system for a multi-stage pressure casting method.
Figure 2 is a drawing of an upper mold, a lower mold, and a sleeve for a multi-stage pressure casting method.
3 is an upper mold and a lower mold oil channel for a multi-stage pressure casting method.
Figure 4 is a sleeve oil channel for multi-stage pressure casting method.
5 is a configuration of oil and cooling water lines of a mold for a multi-stage pressure casting method.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 금형 온도 유지 시스템은 알루미늄 주조품 생산을 위해 다단가압주조공법용 금형의 상부 금형과 하부 금형에 오일 유로를 형성하고, 추가로 상부 금형과 하부 금형 내부에 냉각수 라인을 형성하여 가열된 오일과 냉각수가 각기 다른 관로를 순환하면서 금형의 온도를 유지하게 한다. The mold temperature maintenance system according to the present invention forms an oil flow path in the upper mold and lower mold of the multi-step pressure casting method mold for the production of aluminum castings, and additionally forms a cooling water line inside the upper mold and the lower mold to heat oil The temperature of the mold is maintained as the cooling water and cooling water circulate through different ducts.
그에 따라 본 발명은,Accordingly, the present invention,
자동차용 부품 제작을 위한 다단가압주조용 금형의 온도 유지 시스템에 있어서, 상부 캐비티 금형(상금형과 동의어)과 하부 캐비티 금형(하금형과 동의어) 내부의 오일 주입 및 배출 라인과, In the temperature maintenance system of a mold for multi-step pressure casting for manufacturing automotive parts, an oil injection and discharge line inside an upper cavity mold (synonymous with upper mold) and lower cavity mold (synonymous with lower mold),
냉각수 주입 및 배출 라인; coolant inlet and outlet lines;
상기 하부 캐비티 금형의 하부에 장착되는 슬리브 내부의 오일 주입 및 배출 라인과 냉각수 주입 및 배출 라인; an oil injection and discharge line and a coolant injection and discharge line inside the sleeve mounted on a lower portion of the lower cavity mold;
상기 상부 금형, 하부 금형, 및 슬리브 내부로 순환되는 오일을 일정 온도로 가열할 수 있는 오일 온도 제어부; an oil temperature controller capable of heating the oil circulated into the upper mold, the lower mold, and the sleeve to a predetermined temperature;
상기 상부 금형, 하부 금형, 슬리브 내부로 순환되는 냉각수를 일정 온도로 냉각할 수 있는 냉각수 온도 제어부; a cooling water temperature control unit capable of cooling the cooling water circulated into the upper mold, the lower mold, and the sleeve to a predetermined temperature;
상기 오일 온도 제어부, 냉각수 온도 제어부를 통해 오일과 냉각수가 각각 일정한 온도로 세팅되어 가열과 냉각이 반복되어 상기 상부 금형, 하부 금형, 슬리브의 온도를 독립적으로 제어 및 유지가 가능한 것을 특징으로 하는 다단가압주조공법용 금형 온도 유지 시스템을 제공한다. Multi-stage pressurization characterized in that the oil and coolant are set to a constant temperature through the oil temperature control unit and the cooling water temperature control unit, respectively, and heating and cooling are repeated to independently control and maintain the temperature of the upper mold, lower mold, and sleeve. A mold temperature maintenance system for a casting method is provided.
도 1은 다단가압주조공법용 금형 온도 유지 시스템 모식도이고, 도 2는 다단가압주조공법용 상금형, 하금형, 슬리브를 보여주는 도면이다. 1 is a schematic diagram of a mold temperature maintenance system for a multi-step pressure casting method, and FIG. 2 is a view showing an upper mold, a lower mold, and a sleeve for the multi-step pressure casting method.
상금형과 하금형, 하금형에 연결된 슬리브 각각에 가열용 오일 관로와 냉매를 흘려주는 냉매 관로와 소정 간격을 두고 거의 나란히 배열된다. 오일의 온도를 제어하는 오일 온도제어부에 각각의 오일 관로가 모두 연결되어 있고, 냉매 온도 제어부에도 각각의 냉매 관로가 연결되어 있다. 냉매로는 냉각수를 선택하는 것이 바람직하나 다양한 다른 냉매가 선택될 수 있다. 냉매의 종류는 널리 알려져 있다. An oil pipe for heating and a refrigerant pipe for flowing a refrigerant are arranged almost parallel to each other at a predetermined interval between the upper mold, the lower mold, and the sleeve connected to the lower mold. Each oil pipe is connected to the oil temperature controller that controls the temperature of the oil, and each refrigerant pipe is connected to the refrigerant temperature controller. Cooling water is preferably selected as the refrigerant, but various other refrigerants may be selected. The types of refrigerants are widely known.
오일 온도 제어부와 냉매 제어부는 상금형, 하금형, 슬리브로 공급되는 오일 또는 냉매의 온도를 각각 별도로 제어할 수 있으며, 금형의 예열, 주조 완성 단계에서 필요한 냉각 등 필요한 상황에 맞추어 개별적으로 온도를 제어한다. The oil temperature control unit and the refrigerant control unit can separately control the temperature of the oil or refrigerant supplied to the upper mold, lower mold, and sleeve, and individually control the temperature according to the necessary conditions such as preheating of the mold and cooling required in the casting completion stage. do.
그에 따라 상기 오일과 냉각수의 주입 및 배출 라인은, 상기 상금형과 하금형, 슬리브에 각각 별도로 구성되며, 각 금형, 슬리브의 온도를 개별적으로 측정할 수 있는 온도센서가 상금형, 하금형, 슬리브에 각각 설치된다. Accordingly, the injection and discharge lines of the oil and coolant are separately configured for the upper mold, the lower mold, and the sleeve, and a temperature sensor capable of individually measuring the temperature of each mold and the sleeve is provided for the upper mold, the lower mold, and the sleeve. are installed in each
상기 오일 온도 제어부에 의한 오일 온도 범위는 상온 ~ 350℃로 설정 가능하며 원하는 온도로 세팅 및 가열하고, 주조 공정 시 금형 온도를 약 300℃, 즉, 270 내지 330℃로 예열하기 위해 금형과 슬리브 내부로 적정 온도의 오일을 순환시킨다. The oil temperature range by the oil temperature control unit can be set from room temperature to 350 ° C, set and heated to a desired temperature, and the inside of the mold and sleeve to preheat the mold temperature to about 300 ° C, that is, 270 to 330 ° C during the casting process. to circulate the oil at the appropriate temperature.
또한, 상기 냉매 온도 제어부는, 냉매 온도 범위를 10 ~ 30℃로 설정 가능하며, 원하는 온도로 세팅 및 냉각하고, 주조 공정 시 금형 냉각을 위해 금형과 슬리브 내부로 냉매를 순환시킨다. In addition, the refrigerant temperature control unit may set the refrigerant temperature range to 10 to 30° C., sets and cools the refrigerant to a desired temperature, and circulates the refrigerant into the mold and the sleeve for cooling the mold during the casting process.
상기 오일 및 냉각수 온도 제어부는, 상기 상/하부 금형과 슬리브에 각각 결합된 온도센서를 통해 실시간으로 온도 확인이 가능하고, 주조 공정 전 오일 온도 제어부가 가동하여 가열된 오일이 순환하며 원하는 온도로 금형을 예열하고, 용탕 주입 후 제품 성형 시 오일 온도 제어부의 가동이 중지되는 동시에 냉각수 온도 제어부가 가동하여 냉각수가 금형과 슬리브 내부를 제품 성형이 완료될 때까지 순환하고, 제품 성형 완료 후 형개 시 냉각수 온도 제어부의 가동이 중지되고 오일 온도 제어부가 재가동하여 제품 취출 단계에서 금형과 슬리브의 온도를 연속 생산 공정이 가능하도록 금형의 온도를 재상승시킨다. The oil and cooling water temperature control unit can check the temperature in real time through temperature sensors coupled to the upper and lower molds and sleeves, and the oil temperature control unit operates before the casting process so that the heated oil circulates and the mold is set to a desired temperature. is preheated, and after injection of molten metal, during product molding, the oil temperature control unit stops operating and at the same time, the cooling water temperature control unit operates so that the cooling water circulates inside the mold and sleeve until product molding is completed. The operation of the control unit is stopped and the oil temperature control unit is restarted to raise the temperature of the mold and the sleeve again to enable continuous production process in the product take-out stage.
도 3은 다단가압주조공법용 상금형 및 하금형 오일 채널을 보여준다.3 shows the upper mold and lower mold oil channels for the multi-stage pressure casting method.
상금형과 하금형 각각의 금형 몸체 전체를 순환하여 균일한 온도를 형성하도록 금형의 한쪽 코너에 입구(10)를 두고 금형 외곽을 따라 오일이 순환한 후 입구와 인접한 출구(20)를 통해 오일 온도 제어부로 귀환되게 오일 관로를 배열한다. 본 실시예의 경우, 오일 관로는 2회 반복 순환할 수 있도록 금형 외곽을 따라 배열된 1차 순환 경로로 순환한 다음, 1차 순환 경로와 인접한 곳을 따라 되돌아 순환하는 2차 경로로 구성된다. 좀 더 여러번 순환하는 경로를 구성할 수 있지만, 금형의 내구성을 고려하여 최적화하며, 본 실시예는 2회 반복 순환하는 경로를 선택하였다. 또한, 2차 순환 경로는 1차 순환 경로보다 금형의 중심부 쪽, 즉, 안쪽으로 배열되어 가열된 오일이 외측부터 순환되게 한다.An inlet (10) is placed at one corner of the mold to form a uniform temperature by circulating the entire mold body of the upper and lower molds, and oil circulates along the outer edge of the mold, and then the oil temperature is reached through the outlet (20) adjacent to the inlet. Arrange the oil pipe to return to the control unit. In the case of the present embodiment, the oil pipe is composed of a primary circulation path arranged along the outer edge of the mold so that it can be repeatedly cycled twice, and then a secondary path that circulates back along a place adjacent to the primary circulation path. Although it is possible to configure a path that circulates more times, it is optimized in consideration of the durability of the mold, and in this embodiment, a path that circulates twice is selected. In addition, the secondary circulation path is arranged closer to the center of the mold than the primary circulation path, that is, to the inside, so that the heated oil is circulated from the outside.
냉매 관로는 오일 관로와 상하로 간격을 두고 나란히 배열된다. The refrigerant pipes are arranged in parallel with the oil pipes at intervals above and below.
관로의 가공은 금형, 슬리브에 대해 홀 가공을 하는 방식으로 이루어지며, 경로에 맞추어 관통홀들을 가공하고, 순환 경로에 맞추어 폐쇄할 필요가 있는 곳은 마개로 막는 방식으로 제조한다. 금형은 캐비티를 구비한 금형으로, 오일 관로와 냉매 관로는 캐비티를 침범하지 않는 몸체 부분에 형성된다. 이는 슬리브도 마찬가지이며, 용탕이 이동하는 곳을 침범하지 않는 몸체에 관로가 형성된다.The processing of the conduit is made by machining holes for the mold and sleeve, processing through-holes according to the path, and blocking the places that need to be closed according to the circulation path with stoppers. The mold is a mold having a cavity, and an oil pipe and a refrigerant pipe are formed in a body portion that does not invade the cavity. This is the same for the sleeve, and a conduit is formed in the body that does not invade the place where the molten metal moves.
관로의 입구와 출구는 가급 금형의 코너부에 형성하는 것이 가공 상 유리하지만, 코너에서 벗어난 부분에 설치할 수도 있다. It is advantageous in processing to form the inlet and outlet of the conduit at the corner of the mold, but it may be installed at a part away from the corner.
도 4는 다단가압주조공법용 슬리브 오일 채널을 보여준다. 4 shows a sleeve oil channel for the multi-stage pressure casting method.
슬리브 길이와 원주를 따라 고르게 순환할 수 있는 오일 관로와 냉매 관로를 나란히 배열하여 가공하며, 이 경우도, 입구(10)와 출구(20)가 인접하며, 관통 가공된 관로 중 폐쇄가 필요한 부분은 마개로 막아 준다. 슬리브에 형성되는 오일 관로와 냉매 관로는 오일 또는 냉매의 이동경로가 입구에서 주입된 후, 슬리브 높이를 따라 상승하고, 원주 방향(또는 +θ 방향)으로 소정 거리를 진행한 후 하강하고, 다시 +θ 방향으로 소정 거리를 진행하는 것을 하나의 주기로 하여 반복되는 경로를 형성하다가 최종적으로 입구 근처 위치에 있는 출구를 통해 배출된다. 즉, 상승/+θ방향진행/하강/+θ방향진행.../하강 후 배출의 경로를 갖는다. 상기에서 +θ방향진행은 -θ방향진행으로 대체될 수 있으며, 이 경우, 입구보다 출구가 -θ 쪽에 배치된다.The oil pipe and the refrigerant pipe that can circulate evenly along the length and circumference of the sleeve are arranged and processed side by side. block it with a stopper After the oil or refrigerant movement path is injected from the inlet, the oil or refrigerant pipe formed in the sleeve rises along the sleeve height, travels a predetermined distance in the circumferential direction (or +θ direction), descends, and then descends again. Proceeding a predetermined distance in the θ direction forms a repeated path as one cycle, and is finally discharged through an exit located near the entrance. That is, it has a path of rising / +θ direction / descent / +θ direction … / discharge after descending. In the above, +θ direction progression can be replaced with -θ direction progression, and in this case, the exit is arranged on the -θ side rather than the inlet.
또는, 이를 변형하여, 입구와 출구가 슬리브상부에 자리잡은 경우, 하강/+θ방향진행/상승/+θ방향진행.../상승 후 배출의 경로도 가능하며, +θ방향진행은 -θ방향진행으로 대체될 수 있다. Alternatively, by modifying this, if the inlet and outlet are located on the upper part of the sleeve, the path of descent/+θ direction progression/rise/+θ direction progression.../discharge after rising is also possible, and +θ direction progression is -θ It can be replaced by direction progression.
이러한 오일 관로와 냉매 관로는 슬리브 몸체에 거의 균일한 분포로 배열되어 슬리브의 온도를 거의 균일하게 가열 또는 냉각한다. The oil pipe and the refrigerant pipe are arranged in a substantially uniform distribution in the sleeve body to heat or cool the temperature of the sleeve almost uniformly.
도 5는 다단가압주조공법용 금형의 오일 및 냉각수 라인이 구성된 금형 시스템의 사진이다.5 is a photograph of a mold system configured with oil and cooling water lines of a mold for a multi-stage pressure casting method.
상술된 사항에서 별도의 정의가 없는 경우, 본 명세서에서 사용된 모든 기술 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 단수형은 문맥에 의해 복수형을 포함할 수 있다.Unless otherwise defined in the above, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless explicitly specifically defined. When it is said that a certain part "includes" a component throughout the specification, this means that it may further include other components, not excluding other components unless otherwise stated. Also, the singular form may include the plural form depending on the context.
본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.The rights of the present invention are defined by what is described in the claims, not limited to the embodiments described above, and that those skilled in the art can make various modifications and adaptations within the scope of rights described in the claims. It is self-evident.
10: 입구
20: 출구10: entrance
20: exit
Claims (8)
다단가압주조용 금형은 상금형과 하금형 및 하금형에 연결된 슬리브를 포함하고,
상금형과 하금형은,
캐비티를 침범하지 않는 각각의 몸체 내부에 형성된, 오일 주입 및 배출 라인을 형성하는 오일 관로;
상기 오일 관로와 소정 간격을 두고 나란히 배열되고, 각각의 몸체 내부에 형성된, 냉매 주입 및 배출 라인을 형성하는 냉매 관로;
상기 오일 관로와 연결되어 순환되는 오일을 일정 온도로 가열할 수 있는 오일 온도 제어부; 및
상기 냉매 관로와 연결되어 순환되는 냉매를 일정 온도로 냉각할 수 있는 냉매 온도 제어부;를 포함하고,
상기 오일 관로와 상기 냉매 관로는 소정 간격을 두고 상하로 나란히 배열되고, 상기 오일 관로와 상기 냉매 관로는 금형 몸체 외곽부를 따라 1차 순환하고, 1차 순환 경로와 소정 간격을 두고 1차 순환 경로와 나란하게 2차 순환하되 1차 순환 방향과 역방향으로 되돌아오는 2차 순환 경로를 갖도록 형성되고,
상기 오일 온도 제어부 및 냉매 온도 제어부를 통해 오일과 냉매가 각각 일정한 온도로 세팅되어 상금형과 하금형에 대해 가열과 냉각이 번갈아 반복되게 제어 하는 것을 특징으로 하는 다단가압주조공법용 금형 온도 유지 시스템.In the temperature maintenance system of the mold for multi-stage pressure casting,
The mold for multi-stage pressure casting includes an upper mold, a lower mold, and a sleeve connected to the lower mold,
The upper and lower molds are
An oil pipe line forming an oil injection and discharge line formed inside each body that does not invade the cavity;
refrigerant conduits arranged side by side with the oil conduits at a predetermined interval and forming refrigerant injection and discharge lines formed inside each body;
an oil temperature controller capable of heating circulating oil connected to the oil pipe line to a certain temperature; and
A refrigerant temperature controller capable of cooling the circulating refrigerant to a certain temperature by being connected to the refrigerant pipe;
The oil conduit and the refrigerant conduit are arranged vertically at a predetermined interval, and the oil conduit and the refrigerant conduit are primarily circulated along the outer edge of the mold body, and are separated from the primary circulation path by a primary circulation path. It is formed to have a secondary circulation path that circulates side by side but returns in a direction opposite to the primary circulation direction,
The oil and refrigerant are set to a constant temperature through the oil temperature control unit and the refrigerant temperature control unit, respectively, to control heating and cooling to be alternately repeated for the upper and lower molds. Mold temperature maintenance system for multi-stage pressure casting method.
상기 슬리브 몸체 내부의 오일 관로와 소정 간격을 두고 나란히 배열되고, 각각의 몸체 내부에 형성된, 냉매 주입 및 배출 라인을 형성하는 슬리브 몸체 내부의 냉매 관로;를 포함하고,
상기 슬리브 몸체 내부의 오일 관로와 슬리브 몸체 내부의 냉매 관로는 슬리브의 길이 방향을 따라 상승과 하강을 반복하며 슬리브의 몸체에 균일한 분포로 배열되고,
상기 오일 온도 제어부는 슬리브 몸체 내부의 오일 관로와 연결되어 슬리브 몸체 내부에서 순환되는 오일을 일정 온도로 가열할 수 있고,
상기 냉매 온도 제어부는 슬리브 몸체 내부의 냉매 관로와 연결되어 슬리브 몸체 내부에서 순환되는 냉매를 일정 온도로 냉각할 수 있고,
상기 오일 온도 제어부 및 냉매 온도 제어부를 통해 오일과 냉매가 각각 일정한 온도로 세팅되어 슬리브에 대해 가열과 냉각이 번갈아 반복되게 제어하는 것을 특징으로 하는 다단가압주조공법용 금형 온도 유지 시스템.According to claim 1, Oil pipe inside the sleeve body to form an oil injection and discharge line inside the sleeve body; and
A refrigerant pipe inside the sleeve body that is arranged side by side with the oil pipe inside the sleeve body at a predetermined interval and forms a refrigerant injection and discharge line formed inside each body,
The oil pipe inside the sleeve body and the refrigerant pipe inside the sleeve body repeatedly rise and fall along the length direction of the sleeve and are arranged in a uniform distribution on the body of the sleeve,
The oil temperature controller is connected to an oil pipe inside the sleeve body to heat the oil circulating inside the sleeve body to a certain temperature,
The refrigerant temperature controller is connected to the refrigerant pipe inside the sleeve body to cool the refrigerant circulating inside the sleeve body to a certain temperature,
A mold temperature maintenance system for a multi-stage pressure casting method, characterized in that the oil and refrigerant are set to a constant temperature through the oil temperature control unit and the refrigerant temperature control unit, respectively, so that heating and cooling are alternately controlled for the sleeve.
오일 온도 범위는 상온 ~ 350℃로 설정 가능하며 원하는 온도로 세팅 및 가열하고, 주조 공정 시 금형 온도를 270 내지 330℃로 예열하기 위해 금형과 슬리브 내부로 오일을 순환시키는 것을 특징으로 하는 다단가압주조공법용 금형 온도 유지 시스템.The method of claim 2, wherein the oil temperature controller,
The oil temperature range can be set from room temperature to 350 ° C, setting and heating to a desired temperature, and circulating oil inside the mold and sleeve to preheat the mold temperature to 270 to 330 ° C during the casting process. Mold temperature maintenance system for construction methods.
냉매 온도 범위는 10 ~ 30℃로 설정 가능하며 원하는 온도로 세팅 및 냉각하고, 주조 공정 시 금형 냉각을 위해 금형과 슬리브 내부로 순환시키는 것을 특징으로 하는 다단가압주조공법용 금형 온도 유지 시스템.The method of claim 2, wherein the refrigerant temperature controller,
The temperature range of the refrigerant can be set to 10 ~ 30 ℃, setting and cooling to the desired temperature, and circulating the inside of the mold and sleeve for cooling the mold during the casting process. Mold temperature maintenance system for multi-stage pressure casting method.
상기 상금형, 하금형, 및 슬리브는 각각 온도 센서를 구비하고,
상기 오일 온도 제어부와 냉각수 온도 제어부는,
상기 상금형, 하금형 및 슬리브에 결합된 온도센서를 통해 실시간으로 온도를 확인할 수 있고, 주조 공정 전 오일 온도 제어부를 가동하여 가열된 오일이 순환하며 소정 온도로 금형을 예열하고,
용탕 주입 후 제품 성형 시 오일 온도 제어부의 가동을 중지하고 냉매 온도 제어부를 가동하여, 냉매가 상금형, 하금형 및 슬리브 내부를 제품 성형이 완료될 때까지 순환하고,
제품 성형 완료 후 형개 시 냉매 온도 제어부의 가동을 중지하고 오일 온도 제어부를 재가동하여 제품 취출 단계에서 상금형, 하금형, 및 슬리브의 온도를 재상승시켜 연속 생산 공정이 가능하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 다단가압주조공법용 금형 온도 유지 시스템.According to claim 4 or 5,
The upper mold, the lower mold, and the sleeve each have a temperature sensor,
The oil temperature controller and the coolant temperature controller,
The temperature can be checked in real time through the temperature sensor coupled to the upper mold, the lower mold, and the sleeve, and the oil temperature control unit is operated before the casting process to circulate the heated oil and preheat the mold to a predetermined temperature,
When molten metal is injected and the product is molded, the oil temperature control unit is stopped and the refrigerant temperature control unit is operated so that the refrigerant circulates through the upper mold, the lower mold and the inside of the sleeve until product molding is completed,
When the mold is opened after product molding is completed, the refrigerant temperature control unit is stopped and the oil temperature control unit is restarted to increase the temperature of the upper mold, lower mold, and sleeve again in the product take-out step to control the continuous production process. Mold temperature maintenance system for pressure casting method.
An oil pipe and a refrigerant pipe are arranged side by side at a predetermined interval in the body part that does not invade the cavity of the mold, and the oil pipe and the refrigerant pipe are primarily circulated along the outer portion of the mold body, and the primary circulation path and the predetermined interval A mold having an oil pipe and a refrigerant pipe, characterized in that it is formed to have a secondary circulation path that circulates parallel to the primary circulation path but returns in a direction opposite to the primary circulation direction.
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| CN117680658A (en) * | 2024-01-30 | 2024-03-12 | 三明市蓝天机械制造有限公司 | Casting die utensil of steel casting |
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