KR19990054882A

KR19990054882A - 알루미늄 주물 중력주조장치

Info

Publication number: KR19990054882A
Application number: KR1019970074759A
Authority: KR
Inventors: 문상석; 김명석
Original assignee: 오상수; 만도기계 주식회사
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 1999-07-15

Abstract

본 발명은 금형의 형합/분리, 용탕의 수입/주탕, 용탕받이의 알루미늄박 제거 및 금형교환의 모든 공정을 하나의 장치로부터 자동화시켜 제품의 생산성을 향상시킴과 동시에 생산원가를 절감하도록 된 알루미늄 주물 중력주조장치에 관한 것으로, 실린더에 의해 상호 직각방향으로 작동하는 메인 몰더(92)와 로워 몰더(130), 메인 몰더(92)에 대향하고 로워 몰더(130)의 상승시 그 전방에 면접하는 프런트 메인 몰더(72), 메인 몰더(92) 및 로워 몰더(130)의 스트로크를 규제하는 각 리미트 스위치와 도그를 구비하고, 프런트 메인 몰더(72)에 틸팅 실린더(21)에 의해 각기 회동가능한 탕수(191)를 구비하여 래들로부터의 용탕의 수입 및 금형에 대한 용탕의 주입을 행하여 알루미늄 중력주조물을 자동적으로 주조할 수 있고, 로터리 액츄에이터(150)와 전동수단(160)에 의해 탕수(191)의 회동을 가능케하여 주탕후 탕수(191)의 알루미늄박을 용이하게 제거할 수 있으며, 또한 금형교환 실린더(210)를 프런트 메인 몰더(72)에 연결하여 프런트 메인 몰더(72)를 회동, 이격시킴으로써 주조후 필요에 따라 메인 몰더(92) 및 로워 몰더(130)의 금형을 용이하게 교환할 수 있도록 된 것이다.

Description

알루미늄 주물 중력주조장치

본 발명은 알루미늄 주물 중력주조장치(Gravity Casting Machine of Aluminum Casts)에 관한 것으로, 특히 금형의 형합/분리, 용탕의 수입/주탕, 용탕받이의 알루미늄박 제거 및 금형교환의 모든 공정을 하나의 장치로부터 자동화시켜 제품의 생산성을 향상시킴과 동시에 생산원가를 절감하도록 된 알루미늄 주물 중력주조장치에 관한 것이다.

일반적으로 알루미늄의 중력주조는, 래들을 이용하여 주조기의 금형에 용탕을 주입하고 일정 시간동안 성형/응고시킨 다음, 금형을 개방시켜 성형된 제품을 수조에서 냉각시키며, 제품이 냉각된 후에는 절단기를 이용하여 압탕부와 제품을 분리시킨다.

또한 1회 주조후에는 용탕의 주입매체의 내면에 잔류하는 알루미늄박을 제거해야 하며, 각 공정에서는 필요에 따라 금형의 클램핑/언클램핑을 행하거나 또는 용탕의 주입을 위한 래들의 이송, 금형의 형합 및 분리작동, 주조품의 이송이 요구되나 종래에는 이러한 공정이 별개로 진행되거나 대부분의 공정을 수작업에 의존하고 있다.

이처럼 작업공정의 대부분을 수작업에 의존하므로 작업공정이 증가할 뿐만 아니라, 작업시간이 많이 소요되며, 제품의 생산성이 크게 저하되는 단점을 갖고 있다.

본 발명의 주 목적은, 주조를 위한 모든 공정을 단일의 시스템으로 자동화시켜 제품의 생산성을 향상시키는 것은 물론, 제품의 원가절감에 기여하는 알루미늄 주물 중력주조장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 주탕후 탕수에 잔류하는 알루미늄박을 용이하게 제거할 수 있는 알루미늄 주물 중력주조장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 주조후 필요시 금형을 용이하게 교환할 수 있도록 하는 알루미늄 주물 중력주조장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 상기의 제반 목적을 달성하기 위하여, 직각방향으로 동작하는 금형의 형합/분리장치, 래들로부터의 용탕을 받아 금형에 주탕하는 탕수, 금형교환장치를 일체화하되, 금형은 각 실린더와 리미트 스위치에 의해 작동제어되도록 하고, 용탕의 수입시 틸팅 실린더에 의해 각 몰더와 탕수를 회동시킬 수 있도록 하며, 로터리 액츄에이터 및 전동수단에 의해 탕수를 회동시켜 알루미늄박을 제거할 수 있도록 한다.

또한 전용 금형교환 실린더를 이용하여 프런트 메인 몰더를 회동, 이격시켜 금형의 구속상태를 해제시킴과 동시에 메인 몰더와 로워 몰더를 교환할 수 있도록 한 것이다.

도 1은 본 발명의 구성 정면도

도 2는 본 발명의 구성 측면도

도 3은 본 발명의 구성 평면도

도 4는 도 2의 요부 측면도

도 5는 도 2의 요부 발췌도

도 6은 도 1의 요부 측면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 프레임 11, 12, 200 : 클레비스 브래킷

13, 14 : 플러머 브래킷(Plummer Bracket)

15, 142 : 도그 브래킷

15a, 142a, 240, 241, 242 : 도그

16, 112 : 스위치 브래킷

16a, 16b, 112a, 112b, 170, 171 : 리미트 스위치

20, 21 : 틸팅 실린더 20a, 21a, 91, 131 : 조인트

30, 31, 40a, 41a, 40b, 41b : 힌지핀

40, 41 : 사이드 플레이트

50 : 서포트 플레이트 60, 61, 141 : 가이드 바아

70 : 프런트 다이 플레이트 71 : 서포트 브래킷

72 : 프런트 메인 몰더 80 : 메인 실린더

90 : 메인 다이 플레이트 92 : 메인 몰더

100, 101 : 가이드 슬리브 110 : 로워 서포트 플레이트

111 : 메탈 하우징 120 : 로워 실린더

130 : 로워 몰더 140 : 로워 다이 플레이트

150 : 로터리 액츄에이터 151 : 구동축

151a : 틸팅용 도그 151b : 복귀용 도그

160 : 전동수단 180 : 종동축

190 : 아암 191 : 탕수(Molten Metal Vessel)

210 : 금형교환 실린더 220 : 힌지축

230 : 상승 리미트 스위치 231 : 복귀 리미트 스위치

232 : 하강 리미트 스위치

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 구성 정면도, 도 2는 본 발명의 구성 측면도, 도 3은 본 발명의 구성 평면도이고, 도 4는 도 2의 요부 측면도이다.

또한 도 5는 도 2의 요부 발췌도이고, 도 6은 도 1의 요부 측면도로서, 알루미늄 중력 주조물을 성형할 수 있는 금형의 형합/분리를 위하여, 방형 프레임(10)의 양측 중간에 각각 설치된 클레비스 브래킷(11, 12)에 틸팅 실린더(20, 21)를 힌지핀(30, 31)으로 연결하고, 틸팅 실린더(20, 21)의 피스톤에 고정된 조인트(20a, 21a)를 상호 대향하는 사이드 플레이트(40, 41)의 힌지핀(40a, 41a)에 각기 연결하며, 상기 힌지핀(40a, 41a)의 상방/전방으로 이격하도록 사이드 플레이트(40, 41)의 외측에 다른 힌지핀(40b, 41b)을 형성하면서 이를 프레임(10)의 상부에 설치된 플러머 브래킷(plummer bracket)(13, 14)에 결합하여, 틸팅 실린더(20, 21)의 승강에 따라 사이드 플레이트(40, 41)가 반시계(CCW) 또는 시계방향(CW)으로 회동가능토록 구성한다.

상기 양측 사이드 플레이트(40, 41) 사이에 메인 서포트 플레이트(50)를 설치하고, 메인 서포트 플레이트(50)의 후방 양단에 복수의 가이드 바아(60, 61)를 각각 연결하면서 그 가이드 바아(60, 61)의 전방에 프런트 메인 몰더(72)가 부착된 프런트 다이 플레이트(70)를 연결하되, 프런트 다이 플레이트(70) 및 프런트 메인 몰더(72)에 인서트 홀(73)을 형성하여 가이드 바아(60, 61)가 삽입되도록 한다.

또 메인 서포트 플레이트(50)의 중간부에 메인 실린더(80)를 횡방향으로 설치하고, 그 전방측으로 조인트(91)가 고정된 메인 다이 플레이트(90)와, 메인 다이 플레이트(90)의 전방에 부착된 메인 몰더(main molder)(92)를 위치시켜 메인 실린더(80)의 피스톤과 조인트(91)를 탄력적으로 연결하여, 메인 실린더(80)의 구동에 의해 메인 몰더(92)를 진퇴시킬 수 있도록 구성하되, 메인 몰더(92)의 이송을 안내하도록 그 양단을 가이드 바아(60, 61)에 결합된 가이드 슬리브(100, 101)에 연결한다.

아울러 양측 사이드 플레이트(40, 41)의 하단부 사이에 로워 서포트 플레이트(110)를 설치하고, 이 플레이트에 종방향으로 로워 실린더(120)를 설치하며, 로워 서포트 플레이트(110)의 상방으로는 로워 몰더(lower molder)(130)가 장착된 로워 다이 플레이트(140)를 위치시키면서 로워 실린더(120)에 조인트(131)로 연결하여 이 실린더의 승강에 따라 로워 몰더(130)를 상승/하강시킴과 동시에 상기의 메인 몰더(92)와 함께 직각방향으로 이동하여 면접/분리되도록 구성하되, 로워 몰더(130)는 상승완료후 프런트 메인 몰더(72)의 후면에 근접되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 로워 다이 플레이트(140)의 하부에 다수의 가이드 바아(141)를 설치하고, 가이드 바아(141)가 출몰하도록 로워 서포트 플레이트(110)에는 메탈 하우징(111)을 결합함으로써 로워 몰더(130)의 승강을 안내할 수 있다.

한편, 용탕을 받아 금형에 주입할 수 있도록 하기 위하여, 프런트 다이 플레이트(70)의 일측에 로터리 액츄에이터(150)를 설치하고, 정확한 위치에서의 용탕 수입/주탕공급 위치제어를 위하여 이 액츄에이터에 전동수단(160)을 구비하면서 그 구동축(151)에 각기 다른 위상을 갖는 틸팅용 도그(151a) 및 복귀용 도그(151b)를 구비하며, 양측 도그에 대응하여 각기 동작하도록 프런트 다이 플레이트(70)의 일측에 리미트 스위치(170)(171)를 장착하여 로터리 액츄에이터(150)의 구동을 제어한다.

또 프런트 다이 플레이트(70)의 타측에 서포트 브래킷(71)을 설치하고, 이 브래킷에 전동수단(160)의 회전력을 받는 종동축(180)을 결합하며, 종동축(180)에는 아암(190)을 치형으로 결합하여, 종동축(180)의 회동에 따라 아암(190)이 연동하도록 구성한다.

아암(190)은 용탕을 받는 탕수(191)를 포함하고 있으며, 탕수(191)는 틸팅 실린더(21)의 승강에 의하여, 또한 로터리 액츄에이터(150)의 회전에 의하여 일정한 각도범위내에서 회동됨과 동시에 용탕을 받거나 용탕을 금형에 주입할 수 있도록 구성된다.

다른 한편, 금형의 교환을 위하여 사이드 플레이트(40)의 일측에 클레비스 브래킷(200)을 설치하고, 이 브래킷에 금형교환 실린더(210)를 힌지연결하며, 금형교환 실린더(210)의 피스톤은 프런트 다이 플레이트(70)의 하단에 힌지연결한다.

아울러 프런트 다이 플레이트(70)의 하단부를 양측 사이드 플레이트(40, 41)에 힌지축(220)으로 연결하되, 그 위치는 금형교환 실린더(210) 및 프런트 다이 플레이트(70)의 연결위치의 상측 후방에 위치되도록하여, 금형교환 실린더(210)의 승강에 따라 프런트 다이 플레이트(70)가 회동, 개폐되면서 프런트 메인 몰더(72)와 메인 몰더(92)를 교환할 수 있도록 구성한다.

상기에서 메인 몰더(92), 로워 몰더(130)의 정확한 위치에서의 형합/분리와, 또 프런트 다이 플레이트(70)의 개폐를 제어하기 위해 틸팅 실린더(20, 21), 메인 실린더(80), 로워 실린더(120)의 선형 및 회동 스트로크의 규제와 제어가 요구되는데, 이를 위하여 프레임(10)의 상부 일측에 동심원상으로 상승 리미트 스위치(230), 복귀 리미트 스위치(231) 및 하강 리미트 스위치(232)가 장착되고, 이들 각각의 리미트 스위치에 대응하도록 힌지핀(40b)의 단부에 상호 다른 위상을 갖는 도그(240, 241, 242)가 결합된다.

또한 메인 실린더(80)의 스트로크를 규제하기 위하여 프레임(10)의 일측에 도그(15a)를 갖는 도그 브래킷(15)이 연결되고, 도그(15a)에 의해 동작하도록 프레임(10)에 리미트 스위치(16a, 16b)를 갖는 스위치 브래킷(16)이 장착된다.

로워 서포트 플레이트(110)의 일측에는 리미트 스위치(112a, 112b)를 갖는 스위치 브래킷(112)이 설치되고, 스위치를 동작시켜 로워 실린더(120)의 스트로크를 규제하도록 로워 다이 플레이트(140)의 하부에 도그(142a)를 갖는 도그 브래킷(142)이 설치된다.

따라서 본 발명의 중력주조장치는 도 1 내지 도 6과 같이, 알루미늄 중력주조물의 성형을 위한 메인 몰더(92)와 로워 몰더(130)의 형합 및 분리, 탕수(191)에 의한 금형으로의 용탕의 수입 및 주탕, 탕수(191)에 잔류하는 알루미늄박의 제거, 주조물의 성형완료후 다른 금형으로의 교환 등을 행하는 바, 이를 각 공정별로 구분하여 설명하면 다음과 같다.

(주조예비공정)

메인 실린더(80), 로워 실린더(120), 틸팅 실린더(21)가 후퇴상태이고, 금형교환 실린더(210)가 전진인 상태이며, 탕수(191)가 상승인 상태에서 메인 실린더(80)와 로워 실린더(120)가 상호 직각방향으로 각각 전진 및 상승함과 동시에 그 엔드 스트로크의 완료지점에서, 즉 메인 몰더(92)와 일체로 이동하는 도그 브래킷(15)의 도그(15a)에 의해 리미트 스위치(16b)가 동작하고, 로워 몰더(130)와 일체로 이동하는 도그 브래킷(142)의 도그(142a)에 의해 리미트 스위치(112a)가 동작하는 시점에서 메인 몰더(92)와 로워 몰더(130)의 이동이 정지됨과 동시에 상호 면접되면서 금형의 형합이 이루어진다.

(용탕주입 및 주조공정)

상기의 상태에서 틸팅 실린더(21)가 상승 작동하면서 사이드 플레이트(40, 41)를 밀어 올리면, 사이드 플레이트(40, 41)가 플러머 브래킷(13, 14)으로부터 그 힌지핀(40b, 41b)을 중심으로 반시계방향으로 회동하면서 사이드 플레이트(40, 41)에 결합된 메인 실린더(80), 로워 실린더(120), 금형교환 실린더(210), 메인 몰더(92), 로워 몰더(130) 및 탕수(191) 등을 일체로 회동시켜 용탕을 받을수 있도록 준비한다.

틸팅 실린더(21)는 힌지핀(40b)의 도그(240)가 상승 리미트 스위치(230)를 동작시키는 시점에서 감속, 정지되고, 이 상태에서 탕수(191)는 개방측이 상향하면서 수평상태를 유지하며, 래들(도시하지 않음)로부터 탕수(191)에 알루미늄 용탕이 주입된다.

용탕의 주입이 완료되면 틸팅 실린더(21)가 하강하여 전술한 상태로부터 탕수(191)가 시계방향으로 회동하며, 도그(242)가 하강 리미트 스위치(232)를 동작시킴과 동시에 틸팅 실린더(21)의 작동이 정지되면서 탕수(191)의 내부에 담겨져 있는 용탕이 메인 몰더(92)와 로워 몰더(130)로 구성된 금형의 탕구에 자유낙하하여 주탕된다.

주탕완료후 틸팅 실린더(21)는 원위치로 복귀되며, 이후 금형에 주입된 용탕이 일정시간 경과하여 냉각되면 메인 실린더(80)가 후퇴하고 로워 실린더(120)가 하강하여 초기상태로 복귀하면서 메인 몰더(92) 및 로워 몰더(130)가 개방되어 알루미늄 주조품의 성형이 완료됨과 아울러 1사이클의 주조공정이 이루어진다.

(알루미늄박 제거공정)

알루미늄 용탕이 담겨졌던 탕수(191)의 내면에는 알루미늄박이 잔류하게 되며, 다음의 주조를 위하여 이를 제거해야만 한다.

상기 용탕주입 및 주조공정에서 탕수(191)의 용탕을 금형에 주입한 다음, 로터리 액츄에이터(150)를 반시계방향으로 회전시키면 이때 구동축(151)과 전동수단(160)을 통해 종동축(180)에 회전력이 전달되고, 종동축(180)에 치형으로 결합된 탕수(191)를 포함하는 아암(190)이 반시계방향으로 회동하면서 탕수(191)를 뒤엎어 알루미늄박을 자유낙하시킴으로써 제거하며, 이후 로터리 액츄에이터(150)는 다시 시계방향으로 회동하여 탕수(191)를 원위치로 복귀시킨다.

여기서 탕수(191)가 완전히 뒤엎어지는 시기는 구동축(151)과 일체로 된 틸팅용 도그(151a)가 리미트 스위치(170)를 동작시키는 때이며, 알루미늄박을 제거한 다음 로터리 액츄에이터(150)가 시계방향으로 회전하여 탕수(191)를 원위치로 복귀시키는 시기는 복귀용 도그(151b)가 리미트 스위치(171)를 동작시킬 때이다.

(금형교환공정)

필요에 따라 금형을 교환하기 위하여 금형교환 실린더(210)를 후퇴시키면, 이때 금형교환 실린더(210)가 시계방향으로 회동함과 동시에 그 실린더에 연결되어 있는 프론트 메인 몰더(72)가 당겨지면서 힌지축(220)을 중심으로 반시계방향으로 회동하여 로워 몰더(130)로부터 이격된다.

따라서 이때 프런트 메인 몰더(72) 및 메인 몰더(92)를 교환할 수 있으며, 메인 몰더(92)는 주조물 생산라인의 금형탈취장치의 호이스트(도시하지 않음)를 이용하여 인출할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 알루미늄 주물 중력주조장치는, 실린더에 의해 상호 직각방향으로 작동하는 메인 몰더(92)와 로워 몰더(130), 메인 몰더(92)에 대향하고 로워 몰더(130)의 상승시 그 전방에 면접하는 프런트 메인 몰더(72), 메인 몰더(92) 및 로워 몰더(130)의 스트로크를 규제하는 각 리미트 스위치와 도그를 구비하고, 프런트 메인 몰더(72)에 틸팅 실린더(21)에 의해 각기 회동가능한 탕수(191)를 구비하여 래들로부터의 용탕의 수입 및 금형에 대한 용탕의 주입을 행하여 알루미늄 중력주조물을 자동적으로 주조할 수 있고, 로터리 액츄에이터(150)와 전동수단(160)에 의해 탕수(191)의 회동을 가능케하여 주탕후 탕수(191)의 알루미늄박을 용이하게 제거할 수 있으며, 또한 금형교환 실린더(210)를 프런트 메인 몰더(72)에 연결하여 프런트 메인 몰더(72)를 회동, 이격시킴으로써 주조후 필요에 따라 메인 몰더(92) 및 로워 몰더(130)의 금형을 용이하게 교환할 수 있다.

뿐만 아니라 상기의 구성에 의하여 주조에 따른 모든 공정이 자동화됨에 따라 생산성이 향상되는 것은 물론, 제품의 생산원가를 대폭 절감하는 효과를 갖는다.

Claims

프레임의 상부에 대향 설치된 복수의 사이드 플레이트, 이들 사이드 플레이트의 상부 후방을 연결하는 서포트 플레이트와, 서포트 플레이트에 설치된 메인 실린더와, 메인 실린더에 조인트로 연결되고 메인 몰더가 부착된 메인 다이 플레이트와, 메인 몰더의 전방측에 이격 대향하고 프런트 메인 몰더가 부착된 프런트 다이 플레이트와, 프런트 다이 플레이트와 프런트 메인 몰더 및 서포트 플레이트를 연결하는 복수의 가이드 바아와, 사이드 플레이트의 하부에 설치된 로워 서포트 플레이트와, 로워 서포트 플레이트에 메인 몰더와 직각방향으로 설치된 로워 실린더와, 로워 실린더에 조인트로 연결되고 상부에 로워 몰더가 부착되며 상승시 메인 몰더 및 프런트 메인 몰더 사이에 형합되는 로워 다이 플레이트로 구성된 것을 특징으로 하는 알루미늄 주물 중력주조장치.
제 1 항에 있어서, 상기 사이드 플레이트의 회동을 위하여 프레임과 사이드 플레이트 사이에 틸팅 실린더의 양단이 힌지연결되고, 그 힌지연결부의 상부 일측에 위치하도록 사이드 플레이트의 상부가 프레임의 상부에 힌지연결된 것을 특징으로 하는 알루미늄 주물 중력주조장치.
제 1 항에 있어서, 상기 메인 실린더 및 로워 실린더의 스트로크를 규제하도록 메인 다이 플레이트 및 로워 다이 플레이트에 도그가 각기 부착되고, 이들 도그에 의해 접촉 동작하도록 서포트 플레이트 및 로워 서포트 플레이트에 각각 복수의 리미트 스위치가 부착된 것을 특징으로 하는 알루미늄 주물 중력주조장치.
제 1 항에 있어서, 상기 메인 다이 플레이트의 이동을 안내하도록 가이드 바아에 가이드 슬리브가 결합되고, 가이드 슬리브가 메인 다이 플레이트에 고정된 것을 특징으로 하는 알루미늄 주물 중력주조장치.
제 1 항에 있어서, 상기 로워 다이 플레이트의 이동을 안내하도록 그 하부에 가이드 바아가 설치되고, 가이드 바아가 출몰하도록 로워 서포트 플레이트에 메탈 하우징이 결합된 것을 특징으로 하는 알루미늄 주물 중력주조장치.
제 1 항에 있어서, 상기 사이드 플레이트의 힌지핀에 다수의 도그가 결합되고, 이들 도그에 의해 각기 동작하여 틸팅 실린더의 전,후 작동을 제어하도록 프레임에 리미트 스위치가 부착된 것을 특징으로 하는 알루미늄 주물 중력주조장치.
제 1 항에 있어서, 상기 프런트 다이 플레이트는 사이드 플레이트에 힌지축으로 연결되고, 사이드 플레이트에 금형교환 실린더가 힌지연결되면서 그 피스톤이 프런트 다이 플레이트의 하단에 힌지연결되어 프런트 다이 플레이트를 개폐시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 알루미늄 주물 중력주조장치.
제 7 항에 있어서, 상기 프런트 다이 플레이트의 일측에 용탕을 받아 금형에 주입하는 탕수와, 상기 탕수의 알루미늄박을 제거하기 위하여 프런트 다이 플레이트의 일측에 구동축이 구비된 로터리 액츄에이터가 설치된 것을 특징으로 하는 알루미늄 주물 중력주조장치.
제 8 항에 있어서, 상기 로터리 액츄에이터의 구동축에 틸팅용 도그 및 복귀용 도그가 형성되고, 이들 도그에 의해 각기 동작하여 로터리 액츄에이터의 구동각도를 규제하도록 프런트 다이 플레이트에 리미트 스위치가 장착된 것을 특징으로 하는 알루미늄 주물 중력주조장치.