KR20060039819A - 열간 형단조용 분할금형 및 이를 이용한 단조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열간 형단조 작업에 있어서 단조프레스의 작동방향과 직교하는 걸림턱을 가진 단조품을 성형하는 금형 및 이를 이용한 단조방법에 관한 것으로, 통상의 금형에서 걸림턱을 형성할 수 있는 여유분의 재료를 두고 예비 성형하는 업셋팅 블로커 공정과 블로커 공정에서 예비 성형된 단조품을 본성형하는 피니샤 공정으로 이루어지며 피니샤 공정을 수행하는 피니샤 금형은 상ㆍ하부 금형 사이에 하나이상으로 분할된 코아금형을 구비하며 분할코아금형은 코아 로크 아웃핀에 의하여 상승시 일정한 각도로 외향 경사진 코아가이드에 삽입된 롤바와 베어링에 의하여 벌어지게 구성하여 걸림턱이 형성된 단조품이 금형에서 쉽게 분리되어 취출될 수 있게 한 것을 특징으로 한다.

열간단조, 분할코아금형, 분할, 베어링, 걸림턱

Description

열간 형단조용 분할금형 및 이를 이용한 단조방법{Division metallic pattern for Hot-forging and this use forging process}

도 1은 종래 열간 형단조 금형의 단면도

도 2는 도 1의 단조금형에서 성형된 단조품의 절삭가공선도

도 3은 본 발명 열간 형단조용 분할금형의 단면도

도 4는 도 3의 분할코아금형의 평면도(A) 및 측면도(B)

도 5는 본 발명에 의하여 성형된 단조품의 절삭가공 선도

도 6은 본 발명 열간 형단조용 분할금형의 상ㆍ하부 금형 분리시 단면도

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1. 상부금형 2. 하부금형

3. 구배 4. 제품

5, 6. 상ㆍ하 로크아웃핀 7. 걸림턱

8. 홈

11. 블로커 공정 12. 피니샤 공정

13. 블로커 금형 15. 예비성형 단조품

16. 본성형 단조품 17. 연결부

18. 잉여부분 19. 걸림턱

20. 분할코아금형 21. 상부금형

22. 상부금형 로크아웃핀 23. 하부금형

24. 로크플레이트 25. 하부금형 로크아웃핀

26. 코아 로크아웃핀 27. 코일스프링

28. 압축코일스프링 29. 코아가이드

30. 가이드홈 31. 베어링

32. 롤바

본 발명은 열간 형단조작업에 사용되는 금형에 관한 것으로 보다 상세하게는 단조용 프레스의 작동방향과 직교하는 방향에 걸림턱을 가진 제품을 단조한 후 금형으로부터 성형된 제품을 용이하게 취출할 수 있게 하는 열간 형단조용 분할금형의 구조에 관한 것이다.

일반적으로 열간 형단조작업은 냉간단조작업으로 가공하기 어려운 비교적 큰 제품을 양산하고자 할 때 널리 사용되는 방법으로 단조작업에 의하여 성형되는 제품의 형상은 절삭가공등에 의하여 최종적으로 완성되는 완성품의 형상과 되도록 근 접하게 성형하는 것이 절삭작업량을 최소화하여 재료의 손실과 절삭가공 시간을 줄일 수 있게 한다.

종래 열간 형단조 작업은 도 1에 예시한 것과 같이 건설중장비용 하부롤러를 단조 성형코자 할 시에는 상ㆍ하부금형(1, 2)이 접촉하는 측면, 즉 단조프레스의 작동방향과 나란한 상ㆍ하부금형(1, 2)의 측면은 일정한 각도의 구배(3)를 가진 형태로 금형을 제작하여 단조 후 성형된 제품(4)이 상ㆍ하 로크아웃핀(5, 6)에 의하여 상ㆍ하부금형(1, 2)으로부터 용이하게 분리되어 취출할 수 있게 구성되었으며 롤러의 걸림턱(7)을 형성하는 홈(8)부는 절삭작업에 의하여 완성하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 금형을 사용하는 단조작업은 걸림턱을 형성하는 홈부를 성형할 수가 없어 단조 성형된 제품을 절삭작업 과정에서 재료를 제거하여 형성하여야 하므로 단조작업에 의하여 형성된 메탈 플로우(Metal flow)를 절단하며 단조품의 기계적 성질을 저해할 뿐 아니라 절삭에 의한 소재의 손실이 과다함은 물론 절삭작업을 위한 비용이 증가된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 단조할 소재에 걸림턱을 형성할 수 있는 잉여분을 두고 예비 성형하는 블로커 작업후 본 성형과정인 피니샤 공정에서 걸림턱을 형성하고 걸림턱이 형성된 단조품이 금형에서 용이하게 분리되어 취출할 수 있게 하는 분할된 금형을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 단조품을 본성형 공정인 피니샤 고정의 금형에 투입할 수 있게 하는 예비성형 단계인 블로커 공정을 거치되 블로커 공정에서 성형되는 단조품은 피니샤 공정에서 걸림턱을 형성할 수 있는 잉여분의 재료를 포함하고 또한 예비성형 단조품의 직경은 분할되는 금형인 코아금형의 내경을 초과하지 않토록 성형한다.

블로커 금형에서 예비 성형된 단조품은 피니샤 금형에 삽입한 후 단조프레스로 가압하여 걸림턱을 성형하고 걸림턱 부분을 성형한 분할코아금형은 상ㆍ하부금형의 분리시 코아로코아웃핀에 의하여 일정한 각도로 외향 경사진 코아가이드를 따라 상승하면서 벌어져 성형된 단조품의 걸림턱이 분할코아금형에 걸려짐이 없이 아웃핀에 의하여 상ㆍ하부금형과 분리되어 취출될 수 있게 구성된다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명 열간 형단조용 분할금형의 단면도이고, 도 4는 도 3 분할코아금형의 평면도(A) 및 측면도(B)이며, 도 5는 본 발명에 의하여 성형된 단조품의 절삭가공선도고, 도 6은 본 발명 열간 형단조용 분할금형의 상ㆍ하금형 분리시 단면도이다.

도 3과 도 6에서 도시된 바와 같이 본 발명은 예비성형 단계인 블로커(Blocker)공정(11)과 본 성형단계인 피니샤(Finisher)공정(12)을 수행하는 금형을 한쌍으로 구성되며 그 작업공정은 소재를 일정한 크기로 절단하는 절단공정과 절단된 소재를 재결정 온도이상으로 가열하는 소재가열공정을 거쳐 블로커 공정을 수행하는 블로커 금형(13)에 삽입되고 단조 프레스(도면 미도시)에 의하여 예비 성형된다.

블로커 금형(13)에 의하여 성형되는 예비성형 단조품(15)은 피니샤 공정(12)에서 성형되는 본 성형 단조품(16)에 비하여 전체적으로 다소 높이가 높으며 가운데 연결부(17)의 두께를 보다 두껍게 형성하는 잉여부분(18)을 두어 상기 잉여부분(18)이 프레스의 압력에 의하여 이동하면서 피니샤 금형에서 걸림턱(19)을 형성할 수 있게 구성된다.

또한 블로커 금형(13)에서 성형되는 예비성형 단조품(15)의 가운데부분의 외경은 코아금형(20)의 내경보다 다소 적게 성형되며 이는 예비성형 단조품(15)이 피니샤 금형에 용이하게 삽입될 수 있게 하기 위함이다.

블로커 공정(11)에서 예비 성형된 단조품(15)은 상ㆍ하부금형(21, 23)의 로크아웃핀(22, 25)에 의하여 금형과 분리되어 취출되면 즉시 피니샤 공정(12)의 피니샤 금형에 삽입된다.

피니샤 금형에 삽입된 예비성형 단조품(15)은 프레스의 압력에 의하여 예비성형 단조품(15)의 잉여부분(18)의 재료가 이동하면서 분할코아금형(20)에 의하여 걸림턱(19)을 형성하며 성형이 완료되면 상부금형(21)은 상승하면서 상부금형 로크아웃핀(22)이 작동하여 본성형 단조품(16)과 상부금형(21)을 분리하고 하부금형(23)은 로크플레이트(24)가 상승하면서 하부금형 로크아웃핀(25)과 코아 로크아웃 핀(26)이 작동하여 본성형 단조품(16)과 분할코아금형(20)을 밀어 올려 본성형 단조품(16)의 하부금형(23) 및 분할코아금형(20)과 분리되게 한다.

하부금형(23)에서 본성형 단조품(16)을 분리하는 하부금형 로크아웃핀(25)은 로크플레이트(24)와 일정간격을 가지고 분리되어 있으며 코일스프링(27)에 의하여 탄력 지지되어 있다.

로크플레이트(24)의 가장자리에는 분할코아금형(20)을 밀어 올리는 코아 로크아웃핀(26)이 각각 구비되며 분할코아금형(20)은 상ㆍ하부로 분리된 코아 로크아웃핀(26)이 압축코일 스프링(28)에 의하여 코아금형을 밀어 올리고 압축코일스프링(28)의 인장력에 의하여 분할코아금형(20)이 코아가이드(29)를 이탈하는 것을 방지한다.

도 4는 분할코아금형(20)을 본성형 단조품(16)으로부터 분리가 용이하도록 4분할할 것을 예시하였으나 단조품의 형상이나 작업조건에 따라서는 2분할 내지 3분할이나 6분할 등도 가능함은 당업자에게는 자명한 사실일 것이다.

분할코아금형(20)은 코아 로크아웃핀(26)에 의하여 상승할 시 일정한 각도로 경사진 코아가이드(29)를 따라 안정적으로 상승하여 분할코아금형(20)이 벌어질 수 있도록 코아가이드에는 가이드 홈(30)이 형성되어 있으며 가이드 홈(30)에는 분할코아금형(20) 및 베어링(31)과 결합된 롤바(32)가 삽입된다.

따라서, 분할코아금형(20)이 상승될 때에는 코아가이드(29)의 외측면에 밀착된 베어링(31)의 구름작업에 의하여 원활하고 유격없이 상승하면서 분할된 분할코아금형(20)간의 간격을 확보하여 걸림턱(19)이 형성된 본성형 단조품(16)을 분할코 아금형(20)과 분리되게 하여 취출할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 걸림턱이 형성된 단조품을 분할되는 코아금형을 이용하여 단조 후 쉽게 분리할 수 있게 하여 단조품의 형상을 최종완성품에 보다 근접하게 성형할 수 있어 단조 후 절삭가공에 의한 재료의 손실과 절삭가공 시간을 줄일 수 있게 하고 단조에 의하여 형성된 메탈 플로우의 특성을 손상하지 않아 단조품의 기계적인 강도를 확보하게 할 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 상ㆍ하부금형으로 이루어진 열간 형단조용 금형에 있어서, 상ㆍ하부금형(21, 23)사이에 하나 이상으로 분할된 분할코아금형(20)을 구비하고, 분할코아금형(20)은 일정한 각도로 외향 경사진 코아가이드(29)에 삽입된 롤바(32)와 코아가이드의 외측면에 접촉되는 베어링(31)에 안내되어 코아 로크아웃핀(26)에 의하여 상승시 벌어지게 구성된 것을 특징으로 하는 열간 형단조용 분할금형.
2. 걸림턱(19)이 형성된 단조품을 성형하는 열간 형단조 방법에 있어서, 소재를 절단하는 절단공정과, 절단된 소재를 가열하는 가열공정과, 가열된 소재를 예비 성형시 잉여부분(18)을 두는 블로커 공정(11)과, 예비성형 단조품(15)을 하나이상으로 분할되는 분할코아금형(20)을 이용하여 본성형하는 피니샤 공정(12)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 열간 형단조용 분할금형을 이용한 단조방법.

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