KR200251129Y1 - 분말성형 프레스용 다단 어댑터장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 분말성형 프레스용 다단 어댑터장치에 관한 것이다. 본 고안의 분말성형 프레스는 프레임의 상부와 하부에 배치되어 승강운동하는 상부램과 하부램을 구비한다. 본 고안의 다단 어댑터장치는 프레임의 상부에 고정적으로 설치되는 고정플레이트와, 상부램과 고정플레이트 사이에 승강운동할 수 있도록 배치되어 분말재료를 성형하는 것으로 다이, 상부다이유닛과 하부다이유닛으로 구성되는 다이어셈블리와, 다이어셈블리의 하부다이유닛을 작동시키는 작동수단을 포함한다. 또한, 분말재료의 성형시 다이어셈블리의 하부다이유닛은 그 하강동작이 고정플레이트의 상면에 충돌함으로써 정지되는 구조로 이루어진다. 본 고안에 의하면, 다이어셈블리의 상부다이유닛과 하부다이유닛에 의하여 분말재료를 압축성형할 때 하부다이유닛이 고정플레이트에 기계적으로 정지되는 간단한 구조에 의하여 하중에 의한 지지플레이트의 변형이 방지되어 압축성형의 정확성과 재현성을 크게 향상시킬 수 있으며, 분말성형품의 정도를 향상시킬 수 있고, 성형불량을 감소시킬 수 있는 것이다. 또한, 하부다이유닛의 하강동작이 기계적 정지구조에 의하여 제어되므로, 불필요한 낭비시간이 감소되어 생산성을 향상시킬 수 있고, 구조가 간단하여 크기와 중량을 감소시킬 수 있으며, 유압구동기의 출력을 감소시킬 수 있어 경제적으로 운전할 수 있는 효과가 있다.

Description

분말성형 프레스용 다단 어댑터장치{MULTI-PLATE ADAPTER APPARATUS FOR POWDER MOLDING PRESS}

본 고안은 분말성형 프레스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분말재료를 압축성형하기 위한 분말성형 프레스용 다단 어댑터장치에 관한 것이다.

분말성형은 금속분말 등의 분말재료를 다이속에 충전시키고 압축성형에 의하여 그린컴팩트(Green Compact)라 부르고 있는 원하는 모양과 형상의 분말성형품으로 제조하는 것으로, 분말재료를 압축성형하는 다이어셈블리(Die Assembly)는 다이, 상부다이유닛과 하부다이유닛으로 구성되어 있다. 이러한 다이어셈블리는 다양한 형태의 다단 어댑터장치에 의하여 분말성형 프레스에 설치하여 작동시키고 있다.

종래기술의 분말성형 프레스용 다단 어댑터장치의 일례를 살펴보면, 분말성형 프레스의 상부램과 하부램 사이에는 다이어셈블리의 다이, 상부다이유닛과 하부다이유닛을 작동시키기 위한 다단 어댑터장치가 설치되어 있다. 다이어셈블리의 상부다이유닛은 다수의 상부펀치로 구성되어 있으며, 하부다이유닛은 다수의 하부펀치로 구성되어 있다. 그리고, 다단 어댑터장치는 하부다이유닛의 하부펀치를 작동시키는 다수의 푸셔와, 푸셔를 지탱하는 다수의 지지플레이트와, 푸셔를 작동시키는 다수의 유압구동기로 구성되어 있다.

이와 같은 종래기술의 분말성형 프레스용 다단 어댑터장치에 있어서는, 다이어셈블리의 다이속에 충전되어 있는 분말재료를 상부다이유닛의 상부펀치와 하부다이유닛의 하부펀치에 의하여 압축성형시킬 때 작용하는 하중이 다단 어댑터장치의 지지플레이트에 가해지면서 지지플레이트의 변형이 발생되는 문제가 있다. 지지플레이트의 변형에 의해서는 압축성형의 정확성과 재현성(Reproducibility)을 확보하기 어렵기 때문에 분말성형품의 정도가 저하되며 균열 등의 성형불량이 발생되어 생산성이 저하되는 문제를 수반한다. 뿐만 아니라, 지지플레이트의 변형이 심한 경우에는 유압구동기의 피스톤 등에 과부하가 걸리면서 유압구동기의 파손이 야기되는 문제가 있다. 한편, 지지플레이트의 변형을 방지하기 위해서는 하중에 견딜 수 있을 정도로 지지플레이트의 두께를 두껍게 제작하여야 하나, 이는 다단 어댑터장치의 크기와 중량을 크게 증대시키고, 유압구동기의 출력을 높여야 하는 등 여러 가지 단점으로 인하여 적용하기 부적합하였다. 또한, 하부다이유닛의 하강동작을 유압에 의하여 제어하고 있으나, 유압의 제어에 의하여 하부다이유닛의 하강동작을 정지시켜 안정화시키는데는 상당한 시간이 소요되어 생산성이 저하되는 단점이 있다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 분말재료의 압축성형시 작용하는 하중에 의한 지지플레이트의 변형이 방지되어 압축성형의 정확성과 재현성을 크게 향상시킬 수 있는 분말성형 프레스용 다단 어댑터장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 작동이 정확하여 분말성형품의 정도를 향상시킬 수 있는 분말성형 프레스용 다단 어댑터장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 하부다이유닛의 하강동작이 기계적 정지구조에 의하여 제어되므로, 불필요한 낭비시간이 감소되어 생산성을 향상시킬 수 있는 분말성형 프레스용 다단 어댑터장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은 구조가 간단하여 크기와 중량을 감소시킬 수 있으며, 유압구동기의 출력을 감소시킬 수 있어 경제적으로 운전할 수 있는 분말성형 프레스용 다단 어댑터장치를 제공하는데 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징은, 프레임의 상부와 하부에 배치되어 승강운동하는 상부램과 하부램을 구비하는 분말성형 프레스에 있어서, 프레임의 상부에 고정적으로 설치되는 고정플레이트와; 상부램과 고정플레이트 사이에 승강운동할 수 있도록 배치되어 분말재료를 성형하는 것으로 다이, 상부다이유닛과 하부다이유닛으로 구성되는 다이어셈블리와; 다이어셈블리의 하부다이유닛을 작동시키는 작동수단을 포함하며, 분말재료의 성형시 다이어셈블리의 하부다이유닛은 그 하강동작이 고정플레이트의 상면에 충돌함으로써 정지되는 구조로 이루어지는 분말성형 프레스용 다단 어댑터장치에 있다.

도 1은 본 고안에 따른 분말성형 프레스용 다단 어댑터장치의 전체 구성을 나타낸 단면도,

도 2는 도 1과 유사한 도면으로 다단 어댑터장치의 작동을 부분적으로 나타낸 단면도,

도 3은 본 고안에 따른 다단 어댑터장치의 고정플레이트, 푸셔홀더와 푸싱기구를 나타낸 평면도,

도 4a 내지 도 4g는 본 고안에 따른 다단 어댑터장치에 의한 분말성형공정을 설명하기 위하여 나타낸 도면,

도 5는 본 고안에 따른 분말성형 프레스용 다단 어댑터장치의 변형예를 부분적으로 나타낸 단면도이다.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

1: 분말재료 2: 분말성형품

10: 분말성형 프레스 12: 프레임

14: 상부램 16: 하부램

20: 다단 어댑터장치 30: 고정플레이트

34: 푸셔홀더 40: 상부램연결플레이트

42: 상부가이드포스트 50: 다이어셈블리

52: 다이 54: 상부다이유닛

56: 하부다이유닛 58: 중앙다이

60: 다이홀더 70: 하부램연결플레이트

72: 하부가이드포스트 80: 작동장치

82: 푸싱기구 84, 86: 제1 및 제2 지지플레이트

90, 92, 94: 제1 내지 제3 유압구동기

이하, 본 고안에 따른 분말성형 프레스용 다단 어댑터장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 고안의 분말성형 프레스(10)는 프레임(12)의 상부와 하부에 서로 정렬되도록 배치되어 있는 상부램(14)과 하부램(16)을 구비하며, 상부램(14)과 하부램(16)은 유압구동에 의하여 승강운동한다. 상부램(14)과 하부램 (16)의 유압구동기술은 잘 알려진 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 고안의 다단 어댑터장치(20)는 분말성형 프레스 (10)의 상부램(14)과 하부램(16) 사이에 설치되는 것으로 프레임(12)의 상면에 고정적으로 설치되는 고정플레이트(30)를 구비하며, 고정플레이트(30)의 중앙에는 설치구멍(32)이 형성되어 있다. 고정플레이트(30)의 설치구멍(32)에 푸셔홀더(34)가 설치되어 있고, 고정플레이트(30)의 상면과 푸셔홀더(34)의 상면은 동일 수평평면을 이루고 있다. 분말성형 프레스(10)의 상부램(12)에는 상부램연결플레이트(40)가 상부가이드포스트(42)를 따라 승강운동할 수 있도록 연결되어 있다.

또한, 고정플레이트(30)와 상부램연결플레이트(40) 사이에는 분말재료(1)를 성형하여 분말성형체(2)로 제조하는 다이어셈블리(50)가 설치되어 있다. 다이어셈블리(50)는 분말재료(1)가 충전되는 다이(52)와, 다이(52)속의 분말재료(1)를 협동에 의하여 압축하는 상부다이유닛(54)과 하부다이유닛(56)으로 구성되어 있다. 그리고, 다이어셈블리(50)는 분말성형체(2)의 중앙에 구멍(2a)을 형성하는 중앙다이 (58)를 구비한다.

다이어셈블리(50)의 다이(52)는 다이홀더(60)에 설치되어 있다. 상부다이유닛(54)는 상부램연결플레이트(40)의 하부에 설치되는 제1 상부펀치(54a), 제2 상부펀치(54b)와 제3 상부펀치(54c)로 구성되어 있다. 상부다이유닛(54)의 제1 상부펀치(54a)는 분말성형 프레스(10)의 상부램(14)과 연동되도록 구성되어 있으며, 제2 상부펀치(54b)와 제3 상부펀치(54c)는 유압구동에 의하여 승강운동한다. 상부다이유닛(54)의 유압구동기술은 잘 알려진 것이므로 상세한 설명은 생략한다. 하부다이유닛(56)은 상부다이유닛(54)의 제1 내지 제3 상부펀치(54a∼54c)와 서로 대응하는 관계로 협동하는 제1 하부펀치(56a), 제2 하부펀치(56b) 및 제3 하부펀치(56c)를 구비한다. 그리고, 제2 하부펀치(56b)와 제3 하부펀치(56c)의 하부에는 제1 중간펀치(56d)와 제2 중간펀치(56e)가 각각 연결되어 있다. 하부다이유닛(56)의 제1 하부펀치(56a), 제1 중간펀치(56d)와 제2 중간펀치(56e)의 하단은 고정플레이트(30)의 푸셔홀더(34)의 상면에 충돌되어 지지되면서 하강동작이 구속된다.

도 1을 다시 참조하면, 분말성형 프레스(10)의 하부램(16)에는 다단 어댑터장치(20)의 하부램연결플레이트(70)가 연결되어 있다. 하부램연결플레이트(70)의 상부에는 고정플레이트(30)를 관통하여 상방으로 돌출되는 하부가이드포스트(72)가 수직하게 설치되어 있으며, 하부가이드포스트(72)의 상단에는 다이홀더(60)가 고정되어 있다.

도 1 내지 도 3을 모두 참조하면, 다단 어댑터장치(20)는 다이어셈블리(50)의 하부다이유닛(56)을 작동시키는 작동장치(80)를 구비한다. 작동장치(80)는 고정플레이트(30)의 푸셔홀더(34)를 관통하여 하부다이유닛(56)의 제1 하부펀치(56a), 제1 중간펀치(56d)와 제2 중간펀치(56e) 각각을 작동시키는 푸싱기구(82)로 제1 푸셔(82a), 제2 푸셔(82b)와 제3 푸셔(82c)를 구비한다. 도 3에는 제1 내지 제3 푸셔 (82a∼82c) 각각은 동심을 이루도록 반경방향으로 배열되어 있는 4개의 로드로 구성되어 있는 것이 나타나 있다.

또한, 제1 푸셔(82a)의 하단은 하부가이드포스트(72)를 따라 승강운동하는 제1 지지플레이트(84)에 지탱되어 있으며, 제1 지지플레이트(84)는 스토퍼(84a)에 의하여 하강위치가 구속되어 있다. 제2 푸셔(82b)의 하단은 하부가이드포스트(72)를 따라 승강운동하는 제2 지지플레이트(86)에 지탱되어 있고, 제2 지지플레이트 (86)는 스토퍼(86a)에 의하여 하강위치가 구속되어 있다. 이때, 제2 지지플레이트 (86)는 제1 지지플레이트(84)의 상부에 배치되어 있으며, 제1 푸셔(82a)는 제2 지지플레이트(86)를 관통하여 제1 지지플레이트(84)에 지지되어 있다.

한편, 작동장치(80)는 제1 푸셔(82a)를 지탱하는 제1 지지플레이트(84), 제2 푸셔(82b)를 지탱하는 제2 지지플레이트(86)와 제3 푸셔(82c) 각각을 작동시키는 제1 유압구동기(90), 제2 유압구동기(92)와 제3 유압구동기(94)를 구비한다. 제1 유압구동기(90)는 고정플레이트(30)의 하부 일측에 형성되어 있는 제1 실린더 (90a)와, 제1 실린더(90a)속을 왕복운동하며 제1 지지플레이트(84)와 연결되어 있는 제1 피스톤(90b)으로 구성되어 있다. 제2 유압구동기(92)는 고정플레이트(30)의 하부 타측에 형성되어 있는 제2 실린더(92a)와, 제2 실린더(92a)속을 왕복운동하며제2 지지플레이트(86)와 연결되어 있는 제2 피스톤(92b)으로 구성되어 있다. 제3 유압구동기(94)는 고정플레이트(30)의 설치구멍(32)의 하부에 형성되어 있는 제3 실린더(94a)와, 제3 실린더(94a)속을 왕복운동하며 제3 푸셔(82c)를 지탱하고 있는 제3 피스톤(94b)으로 구성되어 있다. 중앙다이(58)는 다이홀더(60), 제1 지지플레이트(84)와 제2 지지플레이트(86)를 관통하여 하부램연결플레이트(70)에 연결되어 있다.

도 5에는 본 고안에 따른 분말성형 프레스용 다단 어댑터장치의 변형예가 도시되어 있다. 도 5를 참조하면, 하부다이유닛(56)의 제3 하부펀치(56c)와 연결되어 있는 제2 중간펀치(56e)가 고정플레이트(30)의 푸셔홀더(34)에 고정수단, 예를 들어 용접에 의하여 고정되어 있다. 도면에서 하부다이유닛(56)의 제2 중간펀치(56e)가 푸셔홀더(34)에 고정되어 있는 것을 나타냈으나 이는 예시적인 것으로 제3 하부펀치(56c)와 제1 중간펀치(56d)를 고정시킬 수 있다. 하부다이유닛(30)의 제1 하부펀치(56c), 제1 중간펀치(56d)와 제2 중간펀치(56e)중 적어도 하나 이상을 고정플레이트(30)의 푸셔홀더(34)에 고정시킴으로써, 분말성형품(2)의 모양과 형상에 상응하여 다단 어댑터장치(20)를 사용할 수 있다.

지금부터는 이와 같은 구성을 갖는 본 고안에 따른 분말성형 프레스용 다단 어댑터장치에 대한 작용을 설명한다.

도 1과 도 4a를 참조하면, 우선 푸싱기구(82)의 제1 내지 제3 푸셔 (82a∼82c)와 하부램(16)에 의하여 하부다이유닛(56)의 제1 내지 제3 하부펀치(56a∼56c)와 중앙다이(58)를 다이(52)속에 진입시킨 후, 다이(52)속에 금속분말 등의분말재료(1)를 충전시킨다.

도 4b에 도시되어 있는 바와 같이, 분말재료(1)의 충전이 완료된 후, 하부램 (16)의 작동에 의하여 다이홀더(60)를 상승시켜 다이(52)를 상승시킨다. 따라서, 다이(52)의 상측에는 분말재료(1)가 충전되지 않은 여유공간이 만들어지고, 이 여유공간에 의하여 도 4c에 도시되어 있는 바와 같이 상부다이유닛(54)의 제1 내지 제3 상부펀치(54a∼54c)가 다이(52)속으로 진입하여 분말재료(1)를 압축성형할 때 분말재료(1)가 다이(52) 밖으로 넘치지 않게 된다.

도 4d와 도 4e를 참조하면, 상부다이유닛(54)의 제1 내지 제3 상부펀치(54a∼54c)를 다이(52)속에 진입시켜 분말재료(1)를 압축성형시킨다. 이때, 하부다이유닛(56)의 제1 내지 제3 하부펀치(56a∼56c) 각각은 제1 내지 제3 유압구동기(90, 92, 94) 각각의 제어에 의하여 상부다이유닛(54)의 제1 내지 제3 상부펀치 (54a∼54c) 각각과 동기되도록 하강시킨다.

도 2와 도 4f에 도시되어 있는 바와 같이, 하강되는 하부다이유닛(56)의 제1 하부펀치(56a), 제1 중간펀치(56d)와 제2 중간펀치(56e)의 하단은 동시에 푸셔홀더 (34)의 상면에 충돌되어 지지되면서 하강동작이 구속된다. 하부다이유닛(56)의 하강동작이 정지된 후, 상부다이유닛(54)의 제1 내지 제3 상부펀치(54a∼54c)에 의하여 다이(52)속의 분말재료(1)를 최대압축력으로 압축성형하여 분말성형체(2)를 제조한다.

이와 같이 상부다이유닛(54)의 제1 내지 제3 상부펀치(54a∼54c)에 의하여 분말재료(1)를 최대압축력으로 압축성형할 때 작용되는 하중은 푸셔홀더(34)를 지지하고 있는 고정플레이트(30)에 의하여 지탱된다. 따라서, 제1 지지플레이트(84), 제2 지지플레이트(86), 제1 유압구동기(90)의 피스톤(90b)과 제2 유압구동기(92)의 피스톤(92b) 등 고정플레이트(30)의 하부에 설치되어 있는 구성요소들은 압축성형시의 하중을 전혀 받지 않게 되고, 변형 등이 방지되어 압축성형의 정확성과 재현성이 확실히 보장되므로, 분말성형품(2)의 정도를 향상시킬 수 있으며, 분말성형품 (2)의 균열 등 불량성형을 감소시킬 수 있다. 또한, 제1 지지플레이트(84)와 제2 지지플레이트(86)의 두께를 증가시킴이 없이 얇게 제작할 수 있어 다단 어댑터장치 (20)의 크기와 중량을 크게 감소시킬 수 있고, 제1 지지플레이트(84)와 제2 지지플레이트(86)의 작동을 위한 제1 유압구동기(90)와 제2 유압구동기(92)의 출력을 감소시킬 수 있어 경제적인 운전이 가능하다.

마지막으로, 도 4g를 참조하면, 분말성형체(2)의 제조가 완료된 후, 상부다이유닛(54)의 제1 내지 제3 상부펀치(54a∼54c)를 상승시켜 초기위치로 복귀시키고, 하부램(16)의 작동에 의하여 상부가이드포스트(42)에 고정되어 있는 다이홀더 (60)를 하강시키면, 다이(52)의 하강에 의하여 하부다이유닛(56)의 제1 내지 제3 하부펀치(56a∼56c)에 지지되어 있는 분말성형체(2)가 다이(52)로부터 취출된다.

한편, 분말성형품(2)의 모양과 형상에 따라 하부다이유닛(56)의 제1 내지 제3 하부펀치(56a∼56c)중 하나 이상을 고정시킬 필요가 있다. 이 경우, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 푸셔홀더(34)의 상면에 제2 중간펀치(56e)를 용접에 의하여 고정시킨 것과 마찬가지로 제3 하부펀치(56c)나 제1 중간펀치(56d)를 고정시키고, 제1 내지 제3 유압구동기(90, 92, 94)의 작동은 배제시킨다. 이와 같이 고정플레이트(30)의 푸셔홀더(34)에 하부다이유닛(56)의 제1 하부펀치(56c), 제1 중간펀치(56d)와 제2 중간펀치(56e)를 고정시키는 구조에 의하여 분말성형품(2)의 모양과 형상에 상응하여 본 고안의 다단 어댑터장치(20)를 범용으로 사용할 수 있다.

이상에서 설명한 실시예는 본 고안의 하나의 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 고안의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며 등록청구범위내에서 적절하게 변경가능한 것이다. 예를 들어 본 고안의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 분말성형 프레스에 의하면, 다이어셈블리의 상부다이유닛과 하부다이유닛에 의하여 분말재료를 압축성형할 때 하부다이유닛이 고정플레이트에 기계적으로 정지되는 간단한 구조에 의하여 하중에 의한 지지플레이트의 변형이 방지되어 압축성형의 정확성과 재현성을 크게 향상시킬 수 있으며, 분말성형품의 정도를 향상시킬 수 있고, 성형불량을 감소시킬 수 있는 것이다. 또한, 하부다이유닛의 하강동작이 기계적 정지구조에 의하여 제어되므로, 불필요한 낭비시간이 감소되어 생산성을 향상시킬 수 있고, 구조가 간단하여 크기와 중량을 감소시킬 수 있으며, 유압구동기의 출력을 감소시킬 수 있어 경제적으로 운전할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 프레임의 상부와 하부에 배치되어 승강운동하는 상부램과 하부램을 구비하는 분말성형 프레스에 있어서,

   상기 프레임의 상부에 고정적으로 설치되는 고정플레이트와;

   상기 상부램과 고정플레이트 사이에 승강운동할 수 있도록 배치되어 분말재료를 성형하는 것으로 다이, 상부다이유닛과 하부다이유닛으로 구성되는 다이어셈블리와;

   상기 다이어셈블리의 하부다이유닛을 작동시키는 작동수단을 포함하며,

   상기 분말재료의 성형시 상기 다이어셈블리의 하부다이유닛은 그 하강동작이 상기 고정플레이트의 상면에 충돌함으로써 정지되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 분말성형 프레스용 다단 어댑터장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 작동수단은,

   상기 고정플레이트를 관통하여 상기 하부다이유닛의 제1 하부펀치를 작동시키는 제1 푸셔와;

   상기 고정플레이트를 관통하여 상기 하부다이유닛의 제2 하부펀치와 연결되어 있는 제1 중간펀치를 작동시키는 제2 푸셔와;

   상기 고정플레이트를 관통하여 상기 하부다이유닛의 제3 하부펀치와 연결되어 있는 제2 중간펀치를 작동시키는 제3 푸셔와;

   상기 제1 푸셔를 지탱하는 제1 지지플레이트와;

   상기 제2 푸셔를 지탱하는 제2 지지플레이트와;

   상기 제1 지지플레이트를 승강운동시키는 제1 유압구동기와;

   상기 제2 지지플레이트를 승강운동시키는 제2 유압구동기와;

   상기 제3 푸셔를 지탱하여 승강운동시키는 제3 유압구동기로 구성되는 것을 특징으로 하는 분말성형 프레스용 다단 어댑터장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 하부다이유닛의 제1 하부펀치, 제1 중간펀치와 제2 중간펀치중 적어도 하나 이상이 상기 고정플레이트에 고정되는 것을 특징으로 하는 분말성형 프레스용 다단 어댑터장치.