KR102651330B1 - Mold device for multi-stage press casting process - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다단가압주조공법을 이용해 친환경차용 부품을 제작할 수 있는 금형 장치 제작에 관한 것이다. 다단가압주조공법은 친환경차 부품을 위해 고강도, 고밀도 알루미늄 부품을 제조할 수 있는 새로운 주조공법 기술로 기존 다이캐스팅 공법에 비해 제품 불량률이 낮으면서도 높은 생산성을 가지는 특징이 있다. 이러한 다단가압주조공법은 원형구조에 최적화 되어 있기에 모터커버와 같은 차량용 부품에 적용하기 용이하다. 다만 사출압력이 높아 기존의 금형으로는 수명에 문제가 발생할 가능성이 높고, 새로운 주조 공법에 대응하는 금형 장치를 필요로 한다. 본 발명에서 제안하는 금형 장치는 다단가압주조공법인 금형 하강식, 층류 충진에 맞추어 하부 가압이 가해지는 상황에서 제품의 생산이 가능하도록 금형 장치를 제작하였다. 다단가압주조공법용 금형은 상부 금형과 하부 금형으로 나뉘며 냉각을 효율적으로 공급할 수 있도록 매니폴더와 금형 하강시 높은 압력을 고려하여 금형 지지부를 하부에 배치하였다. 또한 원할한 용탕의 흐름과 제품의 생산을 위해 금형 하부에 슬리브 장치를 제작하여 다단가압주조 공정시 1차가압과 2차가압에 대응하여 제품의 생산이 가능하도록 금형을 고안하였다. 본 발명에 따르면 종래의 주조공법에서 발생하는 단점인 높은 불량률 문제를 해결하고 생산성 향상과 우수한 품질 확보가 가능한 금형 장치의 제작이 가능하다.The present invention relates to the production of a mold device capable of producing parts for eco-friendly vehicles using a multi-stage pressure casting method. The multi-stage pressure casting method is a new casting technology that can manufacture high-strength, high-density aluminum parts for eco-friendly car parts. It has the characteristics of high productivity while lowering the product defect rate compared to the existing die casting method. This multi-stage pressure casting method is optimized for circular structures, so it is easy to apply to vehicle parts such as motor covers. However, because the injection pressure is high, there is a high possibility of problems with the lifespan of existing molds, and a mold device that supports new casting methods is required. The mold device proposed in the present invention was manufactured to enable production of products under pressure from the bottom in accordance with the mold descending type and laminar flow filling, which are multi-stage pressure casting methods. The mold for the multi-stage pressure casting method is divided into an upper mold and a lower mold. To efficiently supply cooling, the mold support was placed at the bottom in consideration of the high pressure when lowering the manifold and mold. In addition, for smooth flow of molten metal and production of products, a sleeve device was manufactured at the bottom of the mold to enable product production in response to primary and secondary pressure during the multi-stage pressure casting process. According to the present invention, it is possible to solve the problem of high defect rate, which is a disadvantage of the conventional casting method, and to manufacture a mold device that can improve productivity and secure excellent quality.
Description
본 발명은 친환경차용 모터커버 제작을 위한 다단가압주조공법용 금형 장치에 관한 것으로, 상금형과 하금형으로 나뉘어 하금형의 하단부에 슬리브를 배치하여 원할한 용탕의 주입이 가능하도록 제작하였으며 냉각 시스템을 설계하여 슬리브와 캐비티 금형의 냉각 속도를 조절하도록 제작 하였다. 또한 하금형 바막면에 금형 지지부를 배치하여 금형의 이동에도 위치 공차를 최소화 하고 다단가압의 높은 압력에도 금형의 수명이나 공정 과정에서 파손 또는 손상을 방지 할 수 있는 다단가압주조공법용 금형 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a mold device for a multi-stage pressure casting method for manufacturing a motor cover for an eco-friendly car. It is divided into an upper mold and a lower mold, and a sleeve is placed at the bottom of the lower mold to enable smooth injection of molten metal. It is equipped with a cooling system. It was designed and manufactured to control the cooling rate of the sleeve and cavity mold. In addition, the mold support is placed on the bottom of the lower mold to minimize positional tolerances even when the mold moves, and it is about a mold device for the multi-stage pressure casting method that can prevent breakage or damage during the mold life or process even under the high pressure of multi-stage pressurization. will be.
최근 자동차용 부품은 경량화를 위해 알루미늄을 이용하여 제조하고 있으며 고품질 경량 부품을 위해 주조공법을 이용하여 제조한다. 기존의 주조 공정은 액체상태로 용해된 알루미늄을 금형에 주입하여 원하는 형상의 제품을 생산하는 방식을 사용하고 있다. 일반적으로 자동차 부품 제조에는 다이캐스팅 공정과 저압주조 공정이 사용되고 있다. 다이캐스팅 공정은 700~900kgf/cm2의 압력으로 금형에 액체상태의 알루미늄이 주입되어 빠르게 응고시키는 방식으로 대량생산에 유리한 장점이 있지만 제조 가능한 두께의 한계가 있다. 저압주조방식은 3~5kgf/mm2의 압력으로 금형의 하부에서 주입되는 방식을 사용하며 금형의 형상에 따라 복수개의 주물제조가 가능하고 주조 회수율이 높은 장점이 있지만 제품 조직이 조대하게 형성되어 기계적 특성이 저하되는 단점을 가지고 있다. 이러한 주조공법들의 문제점을 해결하는 방법인 다단가압주조공법은 1,200kgf/cm2의 높은 압력으로 주조가 가능하기에 제품의 기계적 특성 향상이 가능하면서도 저압주조방식과 같이 복수개의 주물제조가 가능하고 주조회수율이 높은 공법이다. 그러나 이러한 다단가압주조공법은 높은 압력과 새로운 공정 방식에 맞추어 제작된 금형 장치가 필요하다.Recently, automobile parts are manufactured using aluminum to reduce weight, and casting methods are used to produce high-quality, lightweight parts. The existing casting process uses a method of producing a product of the desired shape by injecting aluminum dissolved in a liquid state into a mold. In general, die casting processes and low pressure casting processes are used to manufacture automobile parts. The die casting process is a method of injecting liquid aluminum into a mold at a pressure of 700 to 900 kgf/cm 2 and solidifying it quickly. Although it has the advantage of mass production, there is a limit to the thickness that can be manufactured. The low-pressure casting method uses injection from the bottom of the mold at a pressure of 3 to 5 kgf/mm 2 and has the advantage of being able to manufacture multiple castings depending on the shape of the mold and having a high casting recovery rate. However, the product structure is formed coarsely, making it mechanically weak. It has the disadvantage of deteriorating characteristics. The multi-stage pressure casting method, which is a method of solving the problems of these casting methods, allows casting at a high pressure of 1,200kgf/cm 2 , so it is possible to improve the mechanical properties of the product, and, like the low-pressure casting method, it is possible to manufacture multiple castings. It is a method with a high recovery rate. However, this multi-stage pressure casting method requires high pressure and a mold device manufactured to suit the new process method.
관련 기술로서 공개특허 10-2009-0079748가 있다. As a related technology, there is published patent 10-2009-0079748.
본 발명에서는 모터커버와 같이 친환경차용 자동차 부품을 제조 할 때 제품의 기계적 특성 향상과 제품의 생산성 향상이 가능한 다단가압주조공법의 적용이 가능한 금형 장치를 제작하고자 한다. 금형장치는 금형 지지부를 통해 금형의 하강과 주조장비에서 가해지는 압력에 금형의 손상을 방지하고 누탕과 같은 문제를 해결하도록 고안 하였으며, 슬리브 장치와 냉각 라인의 최적 구성을 통해 냉각 과정에서 제품의 수축 및 결함을 방지 하도록 구성하여 슬리브 장치를 통해 제품 불량률 최소화가 가능하도록 제작하는 것에 그 목적이 있다.In the present invention, we aim to manufacture a mold device that can apply a multi-stage pressure casting method that can improve the mechanical properties of the product and improve the productivity of the product when manufacturing automobile parts for eco-friendly vehicles, such as motor covers. The mold device is designed to prevent damage to the mold due to the lowering of the mold through the mold support and the pressure applied from the casting equipment, and to solve problems such as leakage. The optimal configuration of the sleeve device and cooling line prevents shrinkage of the product during the cooling process. The purpose is to manufacture it to minimize product defect rates through a sleeve device by configuring it to prevent defects.
본 발명의 친환경차 부품 제작을 위한 다단가압 주조 공법용 금형 장치는 주조공정과정에서 금형이 하강하면서 용탕을 주입하여 제품을 생산하는 금형 장치이다. 다단가압주조공법은 기존의 주조공법과 다르게 금형이 하강하며 1차 가압을 통해 용탕을 금형 내부에 주입한다. 금형의 하강 이후 충진된 금형 내부 용탕을 한번 더 가압을 할 수 있도록 슬리브 장치를 통해 주조 장비의 팁(Tip) 장치가 장비의 하부에서 금형 방향으로 이동하며 추가 가압을 주게된다. 최종적으로 다단 가압의 환경인 고압에서 제품을 생산하기에 기존의 주조 공법 보다 높은 물성을 가질수 있도록 제품을 생산하는 새로운 주조 공법이다. 특히 별도의 금형 장치가 없이는 용탕을 금형 내부로 충진하기 어려우며, 팁 장치를 통해 금형 내부로 추가 가압을 가할 때, 기존의 주조용 금형으로는 높은 압력으로 인해 안정성 확보가 어려운 문제가 있다. The mold device for the multi-stage pressure casting method for producing eco-friendly vehicle parts of the present invention is a mold device that produces a product by injecting molten metal while the mold is lowered during the casting process. In the multi-stage pressure casting method, unlike the existing casting method, the mold is lowered and molten metal is injected into the mold through primary pressure. After the mold is lowered, the tip device of the casting equipment moves from the bottom of the equipment toward the mold through the sleeve device to apply additional pressure to the filled molten metal inside the mold. Ultimately, it is a new casting method that produces products with higher physical properties than existing casting methods by producing products under high pressure, a multi-stage pressurization environment. In particular, it is difficult to fill the molten metal into the mold without a separate mold device, and when additional pressure is applied to the inside of the mold through a tip device, it is difficult to secure stability with existing casting molds due to the high pressure.
이러한 공법의 적용을 위해 금형 장치는 높은 압력에 대한 손상을 최소화 하면서 공정 과정에서 금형의 이동이 필요하기에 정밀도가 높아야 하며, 금형 하강 이후 하부에서 가해지는 추가 가압에 대해 안정성을 가지고 있어야 한다. 금형 장치는 상부 금형과 하부 금형으로 나뉘고 높은 위치 정밀도와 원할한 용탕의 주입, 제품의 냉각시 수축 및 결함을 방지 하기 위해 위해 금형 하단부에 금형 지지부와 슬리브장치를 구성하여 새로운 주조 공법에 대응하여 제품의 생산이 가능하도록 장치를 고안하였다.To apply this method, the mold device must have high precision because it requires movement of the mold during the process while minimizing damage from high pressure, and must be stable against additional pressure applied from the bottom after the mold is lowered. The mold device is divided into an upper mold and a lower mold, and a mold support and sleeve device are installed at the bottom of the mold to ensure high positioning accuracy, smooth injection of molten metal, and to prevent shrinkage and defects when the product cools, in response to the new casting method. A device was designed to enable the production of.
본 발명에 따르면, 다단가압주조공법을 적용할 수 있는 금형 장치를 제공하여 다단 가압에 의한 고압 하에서 제품을 생산하여 기존의 주조 공법에 의할 때보다 제품에 대해 높은 수준의 물성을 부여할 수 있다. According to the present invention, a mold device capable of applying a multi-stage pressure casting method is provided to produce products under high pressure by multi-stage pressurization, thereby giving the product a higher level of physical properties than when using the existing casting method. .
즉, 본 발명은 금형의 하강으로 1차 가압을 실시한 후, 금형에 대해 상승 압력을 가하는 2차 가압의 다단가압에 적합하도록 금형 지지부와 슬리브 장치를 피스톤 형태로 구성하여 전체적으로 고압에 의해 제품을 제조할 수 있게 하였다.In other words, in the present invention, the mold support and sleeve device are configured in the form of a piston to be suitable for multi-stage secondary pressure in which upward pressure is applied to the mold after primary pressure is applied by lowering the mold, and the product is manufactured by high pressure as a whole. made it possible.
금형의 하강과 상승 동작에 의해 금형의 위치 안정을 위해 금형 지지부를 3개의 기둥에 의해 삼각으로 배치하고, 하형 플레이트에 홀더를 4군데 배치하여 상승 동작의 위치 안정성을 도모하였다.In order to stabilize the position of the mold during the lowering and rising motion of the mold, the mold support was arranged in a triangle with three pillars, and holders were placed on the lower mold plate at four locations to ensure positional stability during the rising motion.
또한, 슬리브의 냉각 장치를 길이방향으로 형성하고 다수의 공급구와 출구를 설치, 과냉각 현상이 일어나지 않고 균일하게 냉각되게 하였다. In addition, the cooling device of the sleeve was formed in the longitudinal direction and multiple supply ports and outlets were installed to ensure uniform cooling without supercooling phenomenon.
도 1은 다단가압 주조 공법 공정 순서도.
도 2는 다단가압주조공법용 금형 장치 구성도.
도 3은 슬리브 장치 구성 및 내부 가압 구간을 설명하는 단면도.
도 4는 슬리브 장치 냉각 시스템 배치도.
도 5는 슬리브 장치 구성과 냉각 시스템을 설명하는 부분 사시도.
도 6은 금형 지지부 장치 설계 도면 및 사진.
도 7은 금형 플레이트 홀더 위치 및 사진.Figure 1 is a multi-stage pressure casting process flow chart.
Figure 2 is a configuration diagram of a mold device for a multi-stage pressure casting method.
Figure 3 is a cross-sectional view illustrating the sleeve device configuration and internal pressurization section.
4 is a sleeve device cooling system layout diagram.
Figure 5 is a partial perspective view illustrating the sleeve device configuration and cooling system.
Figure 6 is a mold support device design drawing and photo.
Figure 7 Mold plate holder location and photos.
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.
도 1은 본 발명에 따른 다단가압 주조 공법 공정 순서도이다.Figure 1 is a process flow chart of the multi-stage pressure casting method according to the present invention.
다단가압주조공법을 위한 금형 장치는 상형과 하형을 포함하며, 상형을 개방하고 슬리브에 용탕을 주입한 후, 상형을 하강, 합형한다. 합형된 금형 전체를 하강시키고, 1차 가압한다. 다음, 캐비티 금형을 충진시키고 추가로 2차 가압한다. 추가적인 2차 가압은 하금형의 하방에서 이루어진다. 다음, 금형 전체를 상승시키고, 상형을 개방하여 제품을 취출한다. 1차 가압은 금형 전체를 하강시켜 하형 밑에 배치된 금형 지지대의 지지 반작용에 의해 상측 가압력으로 슬리브에 있는 용탕을 캐비티 금형으로 충진되게 하며, 2차 가압은 하형 내부 아래쪽에 설치된 슬리브 내부이자 슬리브 아래쪽에 설치된 주사기의 피스톤과 같은 팁의 상승에 의해 이루어진다. The mold device for the multi-stage pressure casting method includes an upper mold and a lower mold. After opening the upper mold and injecting molten metal into the sleeve, the upper mold is lowered and combined. The entire combined mold is lowered and first pressurized. Next, the cavity mold is filled and subjected to additional secondary pressure. Additional secondary pressurization takes place at the bottom of the lower mold. Next, the entire mold is raised, the upper mold is opened, and the product is taken out. The first pressurization lowers the entire mold and fills the cavity mold with the molten metal in the sleeve using the upper press force due to the support reaction of the mold support placed under the lower mold. This is achieved by raising the piston-like tip of an installed syringe.
도 2는 본 발명의 다단가압주조공법을 위한 금형 장치의 구조를 좀 더 상세히 보여준다. 상형(10)과 하형(20), 그리고 상하형의 합형으로 형성되는 캐비티 금형(50)과 캐비티 금형을 제외한 나머지 상하형 부분을 뜻하는 플레이트(40)를 사시도와 단면도에서 명확히 보여주며, 1차 가압에서 금형 하강을 지지하여 주는 금형 지지부(100)가 하형(20) 하단에 배치된 것을 보여준다. 슬리브(200)는 캐비티 금형(50) 아래쪽 저면부에 연결되어 있다.Figure 2 shows the structure of the mold device for the multi-stage pressure casting method of the present invention in more detail. The upper mold (10), the lower mold (20), the cavity mold (50) formed by the combination of the upper and lower molds, and the plate (40), which represents the remaining upper and lower mold parts excluding the cavity mold, are clearly shown in the perspective view and cross-sectional view, and the first It shows that the mold support 100, which supports the lowering of the mold under pressure, is disposed at the bottom of the lower mold 20. The sleeve 200 is connected to the bottom of the cavity mold 50.
도 3은 2차 가압에서 슬리브(200)와 관련된 부분을 좀 더 상세히 나타낸다. Figure 3 shows the parts related to the sleeve 200 in the secondary pressurization in more detail.
슬리브(200) 내부에는 피스톤 운동이 가능한 팁(300)이 설치되어 2차 가압 시, 팁(300)이 상승하면서 슬리브(200) 안에 주입된 용탕을 캐비티 금형으로 밀어 넣고 가압하게 된다. 본 실시예에서 사용한 슬리브의 직경은 Φ100 이지만, 이러한 수치는 변형될 수 있다. 2차 가압을 위해 슬리브 상단면 기준 10mm~30mm 이내의 위치에서 원하는 압력이 가해질 수 있도록 팁(300)의 스트로크(행정)를 설계한다. 즉, 본 발명의 슬리브를 포함한 슬리브 장치는 주사기 형태를 이루며, 용탕이 주입되는 원통 형태의 슬리브와 주사기 피스톤 역할을 하는 팁이 슬리브 안에 포함된다.A tip 300 capable of piston movement is installed inside the sleeve 200, and during secondary pressurization, the tip 300 rises and pushes the molten metal injected into the sleeve 200 into the cavity mold and pressurizes it. The diameter of the sleeve used in this example is Φ100, but this value may be modified. For secondary pressurization, the stroke of the tip 300 is designed so that the desired pressure can be applied within 10 mm to 30 mm from the top of the sleeve. That is, the sleeve device including the sleeve of the present invention has a syringe shape, and includes a cylindrical sleeve into which molten metal is injected and a tip that functions as a syringe piston.
한편, 슬리브(200)에 대한 냉각장치(400)의 구성에 있어서, 종래 슬리브를 감싸는 나선형 냉각라인의 경우, 과냉각이 발생하는 문제가 있어, 본 발명은 슬리브 외벽에 대해 길이방향으로 왕복하는 냉각 라인을 구성하였다. 냉각장치(400)의 구성은 도 4에 상세히 보였다. Meanwhile, in the configuration of the cooling device 400 for the sleeve 200, in the case of a conventional spiral cooling line surrounding the sleeve, there is a problem of supercooling occurring, so the present invention provides a cooling line that reciprocates in the longitudinal direction with respect to the outer wall of the sleeve. was composed. The configuration of the cooling device 400 is shown in detail in FIG. 4.
냉각장치(400)는 슬리브(200) 외벽의 길이방향을 따라 상승과 하강을 반복하는 냉각 라인으로 구성되고, 다수의 냉매 공급구를 갖는 파이프와 출구를 배치하여 전체적으로 균일한 냉각이 이루어지게 하였다. The cooling device 400 consists of a cooling line that repeatedly rises and falls along the longitudinal direction of the outer wall of the sleeve 200, and pipes and outlets having multiple refrigerant supply ports are arranged to achieve uniform cooling throughout.
도 5는 슬리브 구성과 여기에 설치된 냉각장치의 냉각라인과 냉매 공급구 및 출구를 좀 더 상세히 보여준다.Figure 5 shows the sleeve configuration and the cooling lines and refrigerant supply port and outlet of the cooling device installed therein in more detail.
도 6은 도 6은 금형 지지부(100) 장치 도면 및 사진이다.FIG. 6 is a drawing and photograph of the mold support unit 100.
금형 지지부(100)는 금형 중 하형을 직접적으로 지지하여 1차 가압에 조력하며, 세개의 사각기둥이 삼각구조로 배치되어 금형을 안정적으로 지지한다. 1차 가압 시 금형의 하강 동작에서 금형 지지부에 의해 금형의 위치를 안정적으로 유지할 수 있다. The mold support unit 100 directly supports the lower mold of the mold to assist in primary pressurization, and three square pillars are arranged in a triangular structure to stably support the mold. The position of the mold can be stably maintained by the mold support during the lowering motion of the mold during the first pressurization.
도 7은 금형 플레이트 홀더 위치를 보여주는 평면도와 사진이다. Figure 7 This is a floor plan and photo showing the mold plate holder location.
금형 플레이트 홀더는 좌우 대칭으로 형성되며, 제1 및 제2홀더 두 개는 금형 플레이트 양변의 외측에, 나머지 제3 및 제4 홀더 두 개는 다른 한 변 양단부에 형성된다. 제3 및 제4 홀더는 제1 및 제2 홀더가 형성된 곳으로부터 더 멀리 떨어진 변에 형성되어 안정적이고 균형있는 플레이트 홀딩이 가능하게 된다. 금형의 상승 이동 시, 상승을 위한 축(500)들에 대해 홀더가 금형의 위치를 안정적으로 홀딩하여 금형의 위치가 상승 동작 중 안정될 수 있다. The mold plate holder is formed left and right symmetrically, with the first and second holders being formed on the outside of both sides of the mold plate, and the remaining two third and fourth holders being formed at both ends of the other side. The third and fourth holders are formed on sides further away from where the first and second holders are formed, enabling stable and balanced plate holding. When the mold moves upward, the holder stably holds the position of the mold with respect to the axes 500 for raising, so that the position of the mold can be stabilized during the upward movement.
본 발명의 실시예에 대해 정리하면 다음과 같다. The embodiments of the present invention are summarized as follows.
원활한 용탕 주입과 추가 가압에서 제품 불량 최소화를 위한 슬리브 장치를 구현하는 제 1단계;The first step of implementing a sleeve device to minimize product defects through smooth molten metal injection and additional pressurization;
금형을 이용한 제품의 냉각시 수축 및 결함 최소화를 고려한 슬리브 냉각 시스템을 구성하는 제 2단계;A second step of configuring a sleeve cooling system that considers minimizing shrinkage and defects when cooling a product using a mold;
금형의 하강시 위치 오차를 최소화 하기 위한 금형 지지부를 구성하여 상승시 흔들림 및 뒤틀림 최소화를 구현하는 제 3단계;를 포함한다.It includes a third step of constructing a mold support unit to minimize positional errors when the mold is lowered to minimize shaking and distortion when the mold is raised.
상기 제1단계의 구현을 위해 슬리브는 생산하고자 하는 제품의 소재 중량을 고려하여 슬리브의 내부 공간을 구성하며 다단가압주조공법 공정의 마지막 가압 단계에서 슬리브 상단면 기준 10mm~30mm 이내의 위치에서 원하는 압력이 가해지도록 설계 제작한다.To implement the first step, the inner space of the sleeve is configured in consideration of the material weight of the product to be produced, and in the final pressurization step of the multi-stage pressure casting process, the desired pressure is applied at a location within 10 mm to 30 mm based on the upper surface of the sleeve. It is designed and manufactured so that this can be applied.
제품의 냉각시 수축 및 결함 최소화를 위해 제2단계 슬리브 냉각 시스템은 원통 형상의 슬리브 외벽을 기준으로 냉각 라인을 형성하며, 냉각라인의 구성은 상하 직선이 서로 연결되어 슬리브 외형을 감싸고 있는 것을 특징으로 한다.In order to minimize shrinkage and defects when cooling the product, the second stage sleeve cooling system forms a cooling line based on the outer wall of the cylindrical sleeve, and the cooling line is characterized in that upper and lower straight lines are connected to each other to surround the sleeve's outer shape. do.
슬리브는 금형 내부로 용탕의 주입이 이루어지는 통로 역할을 하는 원통형상의 금속 장치로 금형의 하단부에 위치하여 금형 내부의 캐비티 금형과 통로가 연결된다. The sleeve is a cylindrical metal device that serves as a passage through which molten metal is injected into the mold. It is located at the bottom of the mold and connects the passage to the cavity mold inside the mold.
제3단계의 금형 지지부는 금형이 이동하며 가압을 할 때에 금형의 위치 공차 발생을 최소화 하고 주조 공정 과정에서 금형의 하강 지점에 흔들림 방지와 추가적인 가압에서 금형의 위치 안정성을 높여 금형의 지지대 역활을 할 수 있도록 금형 지지부 장치를 제작하고 배치하는 것을 특징으로 한다.The third stage mold support minimizes the positional tolerance of the mold when the mold moves and applies pressure, prevents shaking at the lowering point of the mold during the casting process, and increases the positional stability of the mold during additional pressure to serve as a support for the mold. It is characterized by manufacturing and arranging a mold support device so that the mold support device can be used.
금형의 상승시 금형의 흔들림 및 뒤틀림 최소화를 위한 제 3단계 구현을 위해 하부 플레이트에 홀더를 별도로 구성하여 금형이 상승할 때에 위치 편차가 발생하여 변형이 가는 것을 최소화 하도록 구성하는 것을 특징으로 한다.In order to implement the third stage to minimize shaking and distortion of the mold when the mold is raised, a separate holder is provided on the lower plate to minimize deformation due to positional deviation when the mold is raised.
본 발명은 다단가압주조공법을 이용해 친환경차용 부품을 제작할 수 있는 금형 장치 제작에 관한 것이다. 다단가압주조공법은 친환경차 부품을 위해 고강도, 고밀도 알루미늄 부품을 제조할 수 있는 새로운 주조공법 기술로 기존 다이캐스팅 공법에 비해 제품 불량률이 낮으면서도 높은 생산성을 가지는 특징이 있다. 이러한 다단가압주조공법은 원형구조에 최적화 되어 있기에 모터커버와 같은 차량용 부품에 적용하기 용이하다. 다만 사출압력이 높아 기존의 금형으로는 수명에 문제가 발생할 가능성이 높고, 새로운 주조 공법에 대응하는 금형 장치를 필요로 한다. 본 발명에서 제안하는 금형 장치는 다단가압주조공법인 금형 하강식, 층류 충진에 맞추어 하부 가압이 가해지는 상황에서 제품의 생산이 가능하도록 금형 장치를 제작하였다. 다단가압주조공법용 금형은 상부 금형과 하부 금형으로 나뉘며 냉각을 효율적으로 공급할 수 있도록 매니폴더와 금형 하강시 높은 압력을 고려하여 금형 지지부를 하부에 배치하였다. 또한 원할한 용탕의 흐름과 제품의 생산을 위해 금형 하부에 슬리브 장치를 제작하여 다단가압주조 공정시 1차가압과 2차가압에 대응하여 제품의 생산이 가능하도록 금형을 고안하였다. 본 발명에 따르면 종래의 주조공법에서 발생하는 단점인 높은 불량률 문제를 해결하고 생산성 향상과 우수한 품질 확보가 가능한 금형 장치의 제작이 가능하다.The present invention relates to the production of a mold device capable of producing parts for eco-friendly vehicles using a multi-stage pressure casting method. The multi-stage pressure casting method is a new casting technology that can manufacture high-strength, high-density aluminum parts for eco-friendly car parts. It has the characteristics of high productivity while lowering the product defect rate compared to the existing die casting method. This multi-stage pressure casting method is optimized for circular structures, so it is easy to apply to vehicle parts such as motor covers. However, because the injection pressure is high, there is a high possibility of problems with the lifespan of existing molds, and a mold device that supports new casting methods is required. The mold device proposed in the present invention was manufactured to enable production of products under pressure from the bottom in accordance with the mold descending type and laminar flow filling, which are multi-stage pressure casting methods. The mold for the multi-stage pressure casting method is divided into an upper mold and a lower mold. To efficiently supply cooling, the mold support was placed at the bottom in consideration of the high pressure when lowering the manifold and mold. In addition, in order to ensure a smooth flow of molten metal and production of products, a sleeve device was manufactured at the bottom of the mold, and the mold was designed to enable product production in response to primary and secondary pressure during the multi-stage pressure casting process. According to the present invention, it is possible to solve the problem of high defect rate, which is a disadvantage of the conventional casting method, and to manufacture a mold device that can improve productivity and secure excellent quality.
본 연구는 2020년도 구매조건부신제품개발사업(구매연계형) 지원에 의한 연구입니다[S2862570].This study was supported by the 2020 Purchase Conditional New Product Development Project (Purchase Linked Type) [S2862570].
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 not limited to the embodiments described above but are defined by the claims, and those skilled in the art can make various changes and modifications within the scope of the claims. This is self-evident.
상형(10)
하형(20),
캐비티 금형(50)
플레이트(40)
금형 지지부(100)
슬리브(200)
팁(300)
냉각장치(400)Hieroglyph (10)
Hahyung (20),
Cavity Mold(50)
Plate(40)
Mold support (100)
Sleeve(200)
Tip(300)
Cooling device (400)
Claims (5)
서로 합형되어 캐비티 금형을 형성하는 상형과 하형;
상기 캐비티 금형 하부에 연결되어 용탕이 주입될 수 있는 슬리브;
상기 슬리브 내부에 피스톤 운동을 하여 용탕을 캐비티 금형으로 밀어넣을 수 있는 피스톤 형태의 팁; 및
합형된 금형이 하강될 때 금형을 지지하여 주도록 하형 저면을 지지하는 금형 지지부;를 포함하고,
상기 슬리브에 용탕을 주입한 후, 상형과 하형이 합형한 상태로 금형이 하강하여 상기 금형 지지부에 의해 하형 저면이 지지되어 용탕을 캐비티 금형 안으로 주입 및 가압하는 1차 가압을 실시하고,
상기 팁의 상승으로 캐비티 금형 내의 용탕을 가압하는 2차 가압을 실시하는 것을 특징으로 하는 다단가압주조공법을 위한 금형 시스템. In the mold system for multi-stage pressure casting,
The upper and lower molds are joined together to form a cavity mold;
a sleeve connected to the lower part of the cavity mold into which molten metal can be injected;
A piston-shaped tip capable of pushing the molten metal into the cavity mold by performing a piston movement inside the sleeve; and
It includes a mold support part that supports the bottom of the lower mold to support the mold when the joined mold is lowered,
After the molten metal is injected into the sleeve, the mold is lowered with the upper and lower molds joined together, and the bottom of the lower mold is supported by the mold support portion to perform primary pressurization to inject and press the molten metal into the cavity mold,
A mold system for a multi-stage pressure casting method, characterized in that secondary pressurization is performed to pressurize the molten metal in the cavity mold by raising the tip.
상기 냉각 장치는 슬리브의 상하 길이를 따라 상승과 하강을 반복하는 냉각 라인과, 다수의 냉매 공급구와 출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 다단가압주조공법을 위한 금형 시스템. The method of claim 1, wherein a cooling device is installed outside the sleeve,
The cooling device is a mold system for a multi-stage pressure casting method, characterized in that it includes a cooling line that repeatedly rises and falls along the upper and lower length of the sleeve, and a plurality of coolant supply ports and outlets.
상기 홀더는 좌우 대칭으로 형성되며, 제1 및 제2홀더 두 개는 금형 플레이트 양변의 외측에, 나머지 제3 및 제4 홀더 두 개는 다른 한 변 양단부에 형성되며, 제3 및 제4 홀더는 제1 및 제2 홀더가 형성된 곳으로부터 더 멀리 떨어진 변에 형성되어 금형의 상승 동작 중 상승을 위한 축들에 대해 금형을 홀딩하여 금형의 위치를 안정시키는 것을 특징으로 하는 다단가압주조공법을 위한 금형 시스템.
2. The method of claim 1, wherein the lower plate of the mold includes a holder,
The holders are formed left and right symmetrically, the first and second holders are formed on the outside of both sides of the mold plate, the remaining two third and fourth holders are formed on both ends of the other side, and the third and fourth holders are formed on the outside of both sides of the mold plate. A mold system for a multi-stage pressure casting method, which is formed on a side further away from where the first and second holders are formed and stabilizes the position of the mold by holding the mold with respect to the axes for raising during the rising motion of the mold. .
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