KR20010027809A - 다이캐스팅용 슬리이브의 자동 윤활 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 슬리이브와 플런저 팁 사이의 윤활이 원활하여 마모를 감소시켜 내구성을 증대시킨 다이캐스팅용 슬리이브의 자동 윤활 장치를 제공하는 데 있다.

이를 위해 본 발명은 상하 금형 사이에 형성되는 캐비티에 용탕을 주입하기 위한 중공형의 원통으로서 금형 외부로 돌출된 부분의 상부측에 용탕주입구를 가지는 다이캐스팅용 슬리이브의 윤활 구조에 있어서, 상기 금형의 외부로 돌출된 슬리이브의 선단에는 벽을 관통하여 플런저 팁의 왕복 이동을 안내하는 중공부에 연통하도록 윤활구멍이 형성되며, 상기 윤활구멍에는 니플이 나사 체결되고, 상기 니플은 호스를 통하여 윤활유 공급기구에 접속시킨 것을 특징으로 한다.

Description

다이캐스팅용 슬리이브의 자동 윤활 장치{Lubricating apparatus of sleeve for die casting}

본 발명은 다이캐스팅 기계의 금형에의 용탕주입을 위한 슬리이브의 자동 윤활장치에 관한 것이다.

용융된 Al 또는 Zn 합금을 용탕상태에서 금형 캐비티내에 고속, 고압으로 주입시켜 각종 형상의 기계 부품 및 물건등을 생산하기 위하여 다이캐스팅 주조 방법이 사용되고 있다.

도 4에 도시하는 것과 같이 다이캐스팅 주조에 의해 제품을 생산하기 위하여서는 제품의 윤곽을 따라 형성한 캐비티(3)를 갖는 상하 금형(1)(2)을 가공하고, 그 금형(1)(2)사이에 형성되는 캐비티(3, cavity)내에 Al이나 Zn 합금 용탕을 주입 ,안내하기 위하여 중공형의 슬리이브(5)가 삽입되며, 금형(1)(2) 밖으로 돌출된 슬리이브(5) 상부에는 용탕주입구(6)가 형성되고, 래들(17)로부터 용탕주입구(6)를 통해 슬리이브(5)내로 용탕이 주입되면, 다이캐스팅 기계(18)가 유압에 의해 작동하여 선단에 플런저 팁(15)이 장착된 플런저 로드(21)가 신장하여 슬리이브(5)내의 용탕을 고압으로 압축하여 용탕이 캐비티(3)로 밀려들어가 캐비티(3)를 꽉채우게 된다.

용탕이 식어서 제품의 형태가 형성되면 다이캐스팅 기계(18)가 앞서와는 반대로 작동하여 플런저 로드(21)에 의해 플런저 팁(15)은 후퇴하게 되며, 상하 금형 (1)(2)을 분리시켜 응고된 제품을 금형(1)(2)으로부터 이젝트시켜 성형하게 된다.

그런데 플런저 팁(15)이 슬리이브(5) 내벽면(14)을 따라 슬라이딩 마찰 접촉함에 있어서, 높은 작용 압력에 의해 양측 틈사이로 용탕이 누설되는 것을 방지하기 위해서 플런저 팁(15)과 슬리이브(5)는 계합 공차가 매우 작게 설정되어 있다.

이때문에 플런저 팁(15)과 슬리이브(5) 사이에는 심한 마찰이 작용하여 마모가 심화되므로 이를 방지하기 위하여 윤활을 하고 있다.

종래의 경우 슬리이브(5)의 윤활 방식으로는 도 5에 도시하는 것과 같이 윤활펌프로 부터 공급되는 윤활유를 호스(9a)를 통해 슬리이브(5) 밖으로 돌출된 플런저 팁(15) 표면에 뿌려주는 윤활 방식이 흔히 사용되고 있다.

그러나 상기한 방식은 플런저 팁(15)이 용탕을 압축하고자 슬리이브(5) 내벽면(14)의 안내를 따라 전진할 때, 양측의 계합 공차가 매우 미세하여, 즉 틈새가 매우 좁으므로 플런저 팁(15)과 슬리이브(5)의 직접 접촉면에 윤활유가 흘러들지 못하고 슬리이브(5) 단부에서 밖으로 밀려나게 되므로써 실제 윤활 효과가 매우 낮기 때문에 슬리이브(5)와 플런저 팁(15)의 마모를 촉진하여 부품 교체 주기가 짧아져 소모품 비용 부담을 증가시키며, 심하면 소착을 일으키게 되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 감안하여 최근에는 용탕주입구(6)를 통해 용탕이 주입되기 직전에 공급호스(9b)로 용탕주입구(6)를 통해 슬리이브(5)내에 윤활유를 먼저 주입한 후 공기 분사기(20)로 불어 윤활유가 슬리이브(5) 내벽면(14)에 골고루 확산되도록 하여 윤활 효과를 증대시키게 되는 방식이 널리 사용되고 있다.

그러나 윤활유를 슬리이브(5) 내벽면(14)에 직접 분사하여 윤활하는 방식은 현재로서는 다이캐스팅 슬리이브의 윤활을 위한 최선의 방안으로 당업계에 알려져 있기는 하나 이 방법 역시 다음과 같은 근본적인 결함이 있어 현재 그 부작용 해소가 당업계의 현안으로 등장하고 있다.

즉, 윤활유가 슬리이브(5)내에 주입되고 나서 용탕이 주입되면, 용탕은 보통 700℃ 이상의 고온이므로 그 용탕의 열에 의해 윤활유가 연소되어 연기를 내뿜게 되는 일이 종종 발생하여 작업 환경을 악화시키고 화재로 오인할 우려가 있으며, 무엇보다 윤활유의 소모가 많고 또 윤활유가 연소하여 가스를 방출할 때 이 가스가 외부로 방출되지 못하고 용탕 속에 기포로 남게 될 경우 성형된 제품속에 기공을 형성하게 되므로써 다이캐스팅 제품의 품질 불량을 유발하는 치명적인 약점이 지적되고 있는 것이다.

이에 본 발명은 상기한 목적을 감안하여 제안한 것으로서 그의 목적으로 하는 것은 슬리이브와 플런저 팁 사이의 윤활이 원활하여 마모를 감소시켜 내구성을 증대시킨 다이캐스팅용 슬리이브의 자동 윤활 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상하 금형 사이에 형성되는 캐비티에 용탕을 주입하기 위한 중공형의 원통으로서 금형 외부로 돌출된 부분의 상부측에 용탕주입구를 가지는 다이캐스팅용 슬리이브의 윤활 구조에 있어서, 상기 금형의 외부로 돌출된 슬리이브의 선단에는 벽을 관통하여 플런저 팁의 왕복 이동을 안내하는 중공부에 연통하도록 윤활구멍이 형성되며, 상기 윤활구멍에는 니플이 나사 체결되고, 상기 니플은 호스를 통하여 윤활유 공급기구에 접속시킨 것을 특징으로 한다.

또 본 발명의 청구항 2 기재에 의하면 상기 윤활구멍에 접한 슬리이브의 내벽면에는 플런저 팁의 상부의 표면을 따라 감싸도록 손톱 형상의 윤활유 확산공간이 형성되어 있다.

도 1은 본 발명에 의한 다이캐스팅용 슬리이브의 자동 윤활 장치를 나타내는 도면

도 2는 동상 장치의 요부 확대도

도 3은 도 2의 A-A 단면도

도 4와 도 5는 종래기술을 설명하기 위한 도면

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1,2 : 금형 3 : 캐비티

4 : 중공부 5 : 슬리이브

6 : 용탕주입구 7 : 윤활구멍

8 : 니플 9 : 호스

10 : 윤활펌프 11 : 윤활유 저장 탱크

12 : 제어장치 13 : 윤활유 공급기구

14 : 내벽면 15 : 플런저 팁

16 : 윤활유 확산공간 17 : 래들

18 : 다이캐스팅 기계

이하 본 발명의 구성과 작용을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 다이캐스팅용 슬리이브의 자동 윤활 장치를 나타내는 도면이며, 도 2는 본 발명의 자동 윤활 장치의 요부 확대도이며, 도 3은 도 2의 A-A 단면도이며, 종래 기술에서 설명한 구성과 동일의 것은 동일 부호를 붙여 설명하였다.

도면중 부호 1은 상부 금형(고정금형), 부호 2는 하부금형(가동금형)이며, 부호 3은 상하금형(1)(2) 사이에 형성되는 용탕주입 공간인 캐비티이며, 생산될 제품의 표면 윤곽 형상을 따라 가공된다.

상부금형(1)에는 중공부(4)를 갖는 원통형의 슬리이브(5)가 매설되며, 슬리이브(5)의 선단은 금형(1)의 밖으로 돌출되고, 후단은 상기 캐비티(3)에 연통한다.

그리고 금형(1)의 밖으로 노출된 슬리이브(5) 선단측 상부에는 용탕주입구(6)가 형성되어 있다.

용탕주입구(6)의 일측으로는 윤활구멍(7)이 수직으로 천공되며, 그 윤활구멍(7)에는 니플(8)이 나사(8a) 체결되어 있다. 니플(8)은 공급호스(9)를 통해 윤활펌프(10)와 윤활유 저장탱크(11) 및 제어장치(12)등으로 구성된 윤활유 공급기구(13)에 접속되어 있다.

그리고 상기 윤활구멍(7)에 접한 슬리이브(5) 내벽면(14)에는 플런저 팁(15)의 상부면 외주연을 따라 감싸도록 손톱 형상의 윤활유 확산공간(16)이 형성되어 있다(도 3 참조).

그리고 플런저 팁(15)이 후방 위치로 완전히 후퇴한 상태에서 플런저 팁(15)의 선단은 상기 확산공간(16)을 살짝 지난 위치, 즉 확산공간(16)과 용탕주입구(6) 사이에 선단면이 위치한다(도 2 참조).

이와같은 본 발명에 의한 윤활 작용을 설명하면 다음과 같다.

제어장치(12)가 윤활유 공급량과 시간을 맞추어 윤활펌프(10)를 가동하면 윤활유 저장탱크(11)의 윤활유가 공급호스(9)와 니플(8) 및 윤활구멍(7)을 통해 플런저 팁(15)과의 사이에 손톱 모양의 측단면 형상을 가지는 윤활유 확산공간(16)으로 유입되며, 이로써 윤활유는 플런저 팁(15) 상측 외표면에 골고루 묻게 된다.

윤활유가 공급되면 일정 시간 경과후 제어장치(12)는 윤활펌프(10)의 가동을 멈춘다.

그리고 이어서 래들(17)로부터 용탕주입구(16)를 통해 슬리이브(5)내로 용탕이 주입되어, 슬리이브(5)의 중공부(4)에는 용탕이 차게된다.

래들(17)로부터의 용탕 주입이 끝나면 다이캐스팅 기계(18)의 유압 실린더(19)가 작동하여 피스톤(20)이 전진하게 된다.

피스톤(20)이 전진하면, 피스톤(20)에 접속된 플런저(21)도 전진하며, 플런저(21) 선단의 플런저 팁(15)은 슬리이브(5) 내벽면의 안내를 따라 슬리이딩 이동하면서 중공부(14)내의 용탕을 고압으로 압축하여 용탕을 상하 금형(1)(2) 사이의 제품 성형 공간인 캐비티(3)내로 밀어 넣는다.

이때 플런저 팁(15)이 전진하면 윤활유 확산공간(16)내의 윤활유가 이 부분을 지나가는 플런저 팁(15)의 외표면에 묻게되며, 플런저 팁(15)이 윤활유 확산공간(16)을 완전히 통과하여 지나게 되면 상기 확산공간(16)내에 잔류하던 윤활유는 슬리이브(5) 내벽면(4)을 타고 흘러 슬리이브(5)에도 윤활하므로써 전진하였던 플런저 팁(15)이 후퇴하게 될 때 윤활이 원활해져 마찰을 더욱 감소시키게 된다.

캐비티(3)내로 유입되는 용탕은 플런저 팁(15)의 압축력에 의해 고압을 받으므로 기포 등이 있을 경우 후방으로 배출되면서 조직이 치밀하게 된다.

용탕의 온도가 강하하여 고체화되면 유압 실린더(19)가 반대로 작동하여 플런저 팁(15)과 플런저(21) 및 피스톤(20)은 후퇴 하게 되며, 플런저 팁(15)은 용탕주입구(6)를 벗어난 슬리이브(5) 선단 위치까지 이동 된다. 그리고 다음에는 하부금형(2, 편의상 하부 금형이라 부르나 정확히는 가동금형)이 상부금형(1, 고정금형)으로부터 떨어져 개형되며, 성형이 완료된 제품을 탈형시키면 다이캐스팅 주조 작업이 완료되어 1개의 제품이 생산되는 것이다

다음에는 앞선 단계, 즉 윤활유 주입과 용탕주입 및 용탕압축과 탈형과정등을 계속 반복하면서 제품을 연속하여 생산하게 되는 것이다.

이상과 같은 본 발명은 금형의 캐비티에 용탕주입을 안내하는 슬리이브의 금형 외부로 돌출된 선단부에 윤활구멍을 형성하고, 그 윤활구멍에 니플을 나사 체결하며, 그 니플에는 윤활유 공급기구에 일단이 접속되는 호스의 타단을 연결한 후 용탕주입 및 플런저 팁이 압축 과정을 진행하기 전 단계에 윤활구멍을 통하여 플런저 팁의 외표면과 슬리이브 내벽면에 윤활유를 강제로 자동 공급하여 폐쇄된 공간속에서 양측 경계면에 충분한 량의 윤활유가 공급되도록 하므로써 슬리이브와 플런저 팁의 윤활 부족에 의한 마모 및 소착 현상을 방지하여 부품의 사용 수명을 증대시키고, 잦은 부품 교체에 따른 작업 중단에 의한 생산성 저하를 방지하게 되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 상하 금형 사이에 형성되는 캐비티에 용탕을 주입하기 위한 중공형의 원통으로서 금형 외부로 돌출된 부분의 상부측에 용탕주입구를 가지는 다이캐스팅용 슬리이브의 윤활 구조에 있어서, 상기 금형의 외부로 돌출된 슬리이브의 선단에는 벽을 관통하여 플런저 팁의 왕복 이동을 안내하는 중공부에 연통하도록 윤활구멍이 형성되며, 상기 윤활구멍에는 니플이 나사 체결되고, 상기 니플은 호스를 통하여 윤활유 공급기구에 접속시킨 것을 특징으로 하는 다이캐스팅용 슬리이브의 자동 윤활 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 윤활구멍에 접한 슬리이브의 내벽면에는 플런저 팁의 상부 외표면을 따라 감싸도록 손톱 형상의 윤활유 확산공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다이캐스티용 슬리이브의 자동 윤활 장치.