KR20030089910A - 금형의 주조방법 - Google Patents

Abstract

다이부와 제품 형상부가 이종의 주물로 이루어지는 금형의 제작시, 상기 다이부와 제품 형상부의 탕구 위치를 조정하여 이종의 용탕을 순차적으로 주입하여 주조함으로서, 금형의 품질 향상을 꾀하며, 조립 및 가공공수를 최소화할 수 있도록 하는 금형의 주조방법을 제공할 목적으로;

상부에 제품 형상부가 위치되도록 하고, 그 하부에 다이부가 위치되도록 일체형으로 주물패턴을 제작하는 제1단계와; 상기 주물패턴의 제품 형상부에 대하여 상부탕구를 갖고, 상기 다이부에 대하여 하부탕구를 갖는 일체형 주형을 제작하되, 상기 다이부에 대한 하부탕구의 주입구 위치를 상기 제품 형상부와 다이부의 경계지점에 위치시켜 제작하는 제2단계와; 상기 주형의 하부탕구 주입구를 통하여 정량의 주철용탕을 주입하여 다이부 캐비티를 주철용탕으로 채우는 제3단계와; 상기 주형의 상부탕구 주입구를 통하여 정량의 주강용탕을 주입하여 제품 형상부 스틸을 형성하도록 제품 형상부 캐비티를 주강용탕으로 채우는 제4단계와; 상기 다이부 주물과 제품 형상부 주물을 일정시간 냉각시킨 후, 상기 주철과 주강으로 이루어진 다이부 주물과 제품 형상부 주물을 정밀 가공하여 금형을 완성하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금형의 주조방법.

Description

금형의 주조방법{DIE CASTING METHOD}

본 발명은 금형의 주조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다이부와 제품 형상부가 이종의 주물로 이루어지는 금형의 제작시, 상기 다이부와 제품 형상부의 탕구 위치를 조정하여 이종의 용탕을 순차적으로 주입하여 주조함으로서, 금형의 품질 향상을 꾀하며, 조립 및 가공공수를 최소화할 수 있도록 하는 금형의 주조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 주조(casting)는 주물을 만들기 위하여 실시되는 작업으로 주물의 설계, 주조 방안의 작성, 모형(模型)의 작성, 용해 및 주입, 제품으로의 끝손질의 순서로 진행된다.

우선, 만들려고 하는 제품에 대한 주조방법은 주형(鑄型)을 어떻게 설계하여조합할 것인가가 중요한 문제인데, 원칙적으로는 코어(core:中型)를 가급적 사용하지 않고 되도록 전체를 2분할(二分割)하여 고안하는 것이 바람직하며, 제품에 기포(氣泡), 개재물(介在物)의 혼입, 응고시의 부피감소로 인한 균열의 발생, 유동성(流動性) 부족으로 용탕이 구석구석까지 돌아가지 못하여 부분적인 결함 등이 발생하지 않도록 고안되어야 한다.

상기 주형의 재료로서는 모래, 금속 등이 있는데, 제품의 제조 개수의 다소, 요구되는 치수정밀도, 제품의 모양 등을 고려하여 적당히 선정하게 된다.

도 4는 종래 기술에 의한 금형의 주조방법을 나타낸 각 공정별 블록도로서, 가공할 블랭크 소재가 두꺼워 성형중의 하중이 과도하게 작용할 경우, 일체 주물형의 금형으로서는 마모 등의 문제를 야기하기 때문에 주물 일체형으로 제작하지 않고, 외각부위와 전체 다이부는 주철주물로 제작한 뒤, 실제 가공시에 접촉이 이루어지는 부위만을 주강주물로 제작하여 제작 조립하는 인서트 방식을 소개하고 있다.

즉, 먼저 다이부 주물패턴과 제품 형상부 주물패턴을 각각 제작하는데, 이때, 상기 다이부 주물패턴은 제품형상부 이외의 부분과, 리브부를 상기 패턴으로 제작하고, 상기 제품 형상부 주물패턴은 금형의 제품 형상부를 상기 패턴으로 제작한다(S100).

이에 따라, 상기 다이부 주물패턴에는 주철용탕을 제품 형상부 주물패턴에는 주강용탕을 각각 주입하여 다이부 및 제품 형상부 주물(鑄物)을 각각 제작한다 (S110).

그 다음, 상기 다이부 주물과 제품 형상부 주물을 일정시간 냉각시킨 후(S120), 상기 주철과 주강으로 이루어진 다이부 주물과 제품 형상부 주물을 각각 가공하며(S130), 이와 같이, 가공이 완료되면, 상기 다이부 주물에 대하여 상기 제품 형상부 주물을 정밀 조립함으로서(S140), 주철 주물의 베이스 상에 주강으로 제작된 제품 형상면 스틸을 조립한 금형을 완성하게 된다(S150).

그러나 상기와 같은 종래의 금형의 주조방법에 의하면, 주철 주물의 베이스상에 주강으로 제작된 제품 형상면 스틸을 조립하는 방법은 주물로만 만들 때 보다 가공공수 및 조립공수가 과다하게 되며, 조립정밀도 및 가공정밀도가 불량하다는 등의 많은 문제점을 내포하고 있다.

즉, 제품 형상면을 제외한 금형외각부 및 리브부분은 주물로 제작하고 형상면은 조립의 용이성을 위하여 몇 개의 조각으로 분리한 뒤, 각각의 분리된 형상을 주강으로 제작하고, 이를 모두 제작된 주물형상에 조립함으로서, 주물로 제작된 금형 일부분에 각각의 주강으로 제작된 제품 형상부를 가공하기 위해서는 많은 공수가 소요되고, 분리된 각각의 주강의 제품 형상면 스틸도 조립을 위해서 조립면에 대한 부가적인 가공이 요구된다. 또한, 이렇게 제작된 금형을 조립함에 따라 조립정도, 가공정도도 현저히 떨어진다는 문제점이 있는 것이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 다이부와 제품 형상부가 이종의 주물로 이루어지는 금형의 제작시, 상기 다이부와 제품 형상부의 탕구 위치를 조정하여 이종의 용탕을 순차적으로주입하여 주조함으로서, 금형의 품질 향상을 꾀하며, 조립 및 가공공수를 최소화할 수 있도록 하는 금형의 주조방법을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따라 제작된 금형이 적용되는 프레스 금형의 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 금형의 주조순서의 개략적인 설명도이다.

도 3은 본 발명에 따른 금형의 주조방법을 나타낸 각 공정별 블럭도이다.

도 4는 종래 기술에 의한 금형의 주조방법을 나타낸 각 공정별 블럭도이다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 금형의 주조방법은, 다이부와 제품 형상부가 이종의 주물소재로 이루어지는 금형의 주조방법에서,

상부에 제품 형상부가 위치되도록 하고, 그 하부에 다이부가 위치되도록 일체형으로 주물패턴을 제작하는 제1단계와; 상기 주물패턴의 제품 형상부에 대하여 상부탕구를 갖고, 상기 다이부에 대하여 하부탕구를 갖는 일체형 주형을 제작하되, 상기 다이부에 대한 하부탕구의 주입구 위치를 상기 제품 형상부와 다이부의 경계지점에 위치시켜 제작하는 제2단계와; 상기 주형의 하부탕구 주입구를 통하여 정량의 주철용탕을 주입하여 다이부 캐비티를 주철용탕으로 채우는 제3단계와; 상기 주형의 상부탕구 주입구를 통하여 정량의 주강용탕을 주입하여 제품 형상부 스틸을 형성하도록 제품 형상부 캐비티를 주강용탕으로 채우는 제4단계와; 상기 다이부 주물과 제품 형상부 주물을 일정시간 냉각시킨 후, 상기 주철과 주강으로 이루어진 다이부 주물과 제품 형상부 주물을 정밀 가공하여 금형을 완성하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따라 제작된 금형이 적용되는 프레스 금형의 구성도로서, 프레스 금형(1)의 경우, 상부의 슬라이드(3)에 설치되는 상형(5)과, 하부 볼스터(7)에 설치되는 하형펀치(9) 및 하형펀치(9)의 외곽으로 배치되는 블랭크 홀더(11) 등으로 이루어지며, 상기 상형(5)과 하형펀치(9) 금형은 각각 제품 형상부(13)와 다이부(15)로 나누어진다.

이 때, 상기 각각의 제품 형상부(13)는 소재패널(17)과 직접 접촉 마찰하여 가공하는 면을 포함하여 다이부(15)에 비하여 내구성 및 내마모성이 더욱 요구된다.

따라서, 다이부(15)와 제품 형상부(13)로 이루어지는 이러한 금형의 주조를 위한 본 발명에 따른 금형의 주조방법을 도 2와 도 3을 통하여 상기 하형펀치(9)를 일예로 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 금형의 주조순서의 개략적인 설명도이고, 도 3은 본 발명에 따른 금형의 주조방법을 나타낸 각 공정별 블록도이다.

즉, 본 발명에 따른 금형의 주조방법은 특히, 가공할 소재패널(17)이 두꺼워 성형중, 하형펀치(9) 금형(본 실시예에서는 하형펀치으로 한정함)에 하중이 과도하게 작용할 경우, 일체 주철 주물형의 금형으로서는 마모 등의 문제를 야기하기 때문에, 다이부(15)는 주철주물로 제작하며, 실제 성형시 접촉이 이루어지는 제품 형상부(13) 만을 주강주물로 제작하는 주조방법이다.

이와 같이, 다이부(15)와 제품 형상부(13)가 이종의 주물소재로 이루어지는 본 발명에 따른 하형펀치 금형의 주조방법은, 먼저, 상부에 제품 형상부(13)가 위치되도록 하고, 그 하부에는 다이부(15)가 위치되도록 스티로폼을 이용하여 일체형으로 주물패턴(21)을 제작한다.(S10)

그 다음, 상기 주물패턴(21)을 이용하여 주형(23)을 제작하게 되는데, 상기 주형(23)은 제품 형상부(13)에 대하여 상부탕구(25)를 갖고, 상기 다이부(15)에 대해서는 하부탕구(27)를 갖는 일체형 주형(23)으로 제작된다.(S20)

이 때, 상기 다이부(15)에 대한 하부탕구(27)의 주입구(29) 위치를 상기 제품 형상부(13)와 다이부(15)의 경계지점(S)의 높이(H)에서 그 위치가 정해져 제작되며, 상기 상부탕구(25)의 주입구(31)는 상기 주형(23)의 가장 상부위치 높이에서 정해져 제작된다,

이와 같이, 주형(23)이 완성되면, 상기 주형(23)의 하부탕구 주입구(29)를 통하여 정량의 주철용탕(33)을 먼저 주입하여 다이부 캐비티(35)를 주철용탕(33)으로 채운다.(S30)

이와 같이, 다이부 캐비티(35) 내에 주철용탕(33)을 완전히 채운 후에는, 상기 주형(23)의 상부탕구 주입구(31)를 통하여 정량의 주강용탕(37)을 주입하여 제품 형상부(13) 스틸을 형성하도록 제품 형상부 캐비티(39)를 주강용탕(37)으로 채운다.(S40)

이 때, 상기 주형(23)의 상부탕구 주입구(31)를 통하여 주강용탕(37)을 채우는 시점은 상기 하부탕구 주입구(29)를 통하여 다이부 캐비티(35) 내에 주철용탕 (33)을 채운 후, 대략 15초 이내로, 주철용탕(33)이 굳어버리기 전에 붓는 것이 중요하다.

이와 같이, 상기 주형(23)내에 하부탕구(27) 및 상부탕구(25)의 각 주입구 (29,31)를 통하여 주철 및 주강용탕(33,37)을 구분하여 채운 후, 상기 다이부주물(41)과 제품 형상부 주물(43)을 일정시간 냉각시킨 다음, 상기 주철과 주강으로 이루어진 다이부와 제품 형상부가 일체로 된 금형(45)을 탈거하여 정밀가공을 통해 금형 즉, 하형펀치(9)을 완성하게 된다.(S50)

따라서, 본 발명에 따른 금형의 주조방법에 의하면, 본 실시예에서 하형펀치 (9)의 강도가 요구되는 제품 형상부(13)는 주강주물로 제작하고, 이와 일체로 다이부(15)를 주철주물로 형성하여 주철주물과 주강주물이 일체형으로 제작됨으로, 주강주물을 따로 제작하여 주철주물 형상에 조립하기 위한 많은 가공공수 및 조립공수를 줄이고, 조립공정이 없어지게 되어 그 정도도 향상된다,

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 금형의 주조방법에 의하면, 다이부와 제품 형상부가 이종의 주물로 이루어지는 금형의 제작시, 상기 다이부와 제품 형상부의 탕구 위치를 조정하여 이종의 용탕을 순차적으로 주입하여 주조함으로서, 종래 주강주물을 따로 제작하여 주철주물 형상에 조립하기 위한 많은 가공공수 및 조립공수를 줄이고, 조립공정이 주조와 동시에 이루어져 없어지게 됨으로, 금형의 조립정도가 향상되는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 다이부와 제품 형상부가 이종의 주물소재로 이루어지는 금형의 주조방법에 있어서,

   상부에 제품 형상부가 위치되도록 하고, 그 하부에 다이부가 위치되도록 일체형으로 주물패턴을 제작하는 제1단계와;

   상기 주물패턴의 제품 형상부에 대하여 상부탕구를 갖고, 상기 다이부에 대하여 하부탕구를 갖는 일체형 주형을 제작하되, 상기 다이부에 대한 하부탕구의 주입구 위치를 상기 제품 형상부와 다이부의 경계지점에 위치시켜 제작하는 제2단계와;

   상기 주형의 하부탕구 주입구를 통하여 정량의 주철용탕을 주입하여 다이부 캐비티를 주철용탕으로 채우는 제3단계와;

   상기 주형의 상부탕구 주입구를 통하여 정량의 주강용탕을 주입하여 제품 형상부 스틸을 형성하도록 제품 형상부 캐비티를 주강용탕으로 채우는 제4단계와;

   상기 다이부 주물과 제품 형상부 주물을 일정시간 냉각시킨 후, 상기 주철과 주강으로 이루어진 다이부 주물과 제품 형상부 주물을 정밀 가공하여 금형을 완성하는 제5단계와;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 금형의 주조방법.