KR20080009320A - 플라스크리스 주형조형방법 - Google Patents

플라스크리스 주형조형방법 Download PDF

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KR20080009320A
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신토고교 가부시키가이샤
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

상부 주형틀(2)과 하부 주형틀(3) 사이에 매치 플레이트(5)를 끼움지지하고, 상기 상부 주형틀(2) 및 하부 주형틀(3)의 개구에 각각 스퀴즈 플레이트(6 및 7)를 삽입하여, 초기용적을 가지는 상부 조형공간 및 하부 조형공간을 구획한다. 상기 초기용적을 가지는 상부 및 하부 조형공간에 대해 주형틀(2, 3)의 공급구를 통해 주물사를 충전한다(제 1 충전). 이어서, 스퀴즈 플레이트(6 및 7)를 후퇴시킴으로써, 상부 및 하부 조형공간을 초기용적보다 확장시킨다. 상기 확장된 상부 및 하부 조형공간에 대해 공급구를 통해 다시 주물사를 충전한다(제 2 충전). 상기 제 2 충전 이후에 스퀴즈 플레이트(6 및 7)를 전진시켜서 상부 및 하부 조형공간 내의 주물사를 각각 압축하여, 겹쳐진 상부 주형 및 하부 주형을 조형한다.

Description

플라스크리스 주형조형방법{FLASKLESS MOLDING METHOD}
본 발명은 주형의 조형방법에 관한 것이며, 특히 주형을 조형한 후에 틀을 빼내는, 플라스크리스 조형(틀 제거식 조형)방법에 관한 것이다.
일본국 특허공고 S62-16736호의 공보는, 두 쌍의 상부 주형틀 및 하부 주형틀(하나의 상부 주형틀과 하나의 하부 주형틀로 한 쌍을 이룬다)를 이용하여, 상하로 겹쳐진 플라스크리스 주형을 조형하는 플라스크리스 주형조형장치를 개시하고 있다. 이 장치에서는, 바닥면에 대해 수평방향으로 주물사를 압축(스퀴즈)하는 압축 스테이션이 기기 테이블의 상방에 배치되고, 바닥면에 대해 수직방향으로 주형맞춤 및 주형틀 제거를 하는 틀 제거 스테이션이 기기 테이블의 하방(바닥면 근방)에 배치되어 있다. 이러한 상방의 압축 스테이션과 하방의 틀 제거 스테이션 사이에서, 두 쌍의 상부 주형틀 및 하부 주형틀을 번갈아 간헐적으로 왕복이동시킨다. 따라서, 상부 주형틀 및 하부 주형틀 사이에 끼움지지시켜야 하는 매치 플레이트의 교환이 바닥면 가까이에서 이루어질 수 있기 때문에, 그 교환작업에 요하는 노력이 경감된다.
그러나, 이와 같은 종래의 플라스크리스 주형조형장치에서는, 주형틀 내로의 주물사 충전이 불충분한 경우가 있고, 그 결과, 조형된 주형이 필요한 경도를 가지 지 못한다는 문제가 있었다. 따라서, 필요한 경도를 가지는 주형을 용이하고도 확실하게 얻을 수 있는 플라스크리스 주형조형방법이 요망된다.
본 발명은, 각각 개구를 규정하는 동시에, 그 개구 내로 주물사를 공급하는 적어도 하나의 공급구를 각각 가지는 상부 주형틀 및 하부 주형틀과, 이들 상부 주형틀 및 하부 주형틀에 각각 대응하도록 상면 및 하면에 상형모형 및 하형모형을 가지는 하나의 매치 플레이트와, 조형되어야 할 주물사를 압축시키도록, 각각 상부 주형틀 및 하부 주형틀의 개구 내에 진퇴가능하게 삽입할 수 있는 상부 압축부재 및 하부 압축부재를 구비하는 플라스크리스 주형조형기에 있어서의 주형조형방법을 이용하여, 겹쳐진 상부 주형 및 하부 주형을 조형하는 방법을 제공한다.
그 한 가지 방법은, 상부 및 하부 압축부재를 상부 및 하부 주형틀의 개구에 매치 플레이트에 있어서의 대응하는 모형에 대향하도록 각각 삽입하여, 상부 주형틀, 매치 플레이트의 상면, 및 상부 압축부재에 의해, 초기 용적을 가지는 상부 조형공간을 구획하는 동시에, 하부 주형틀, 매치 플레이트의 하면, 및 하부 압축부재에 의해, 초기 용적을 가지는 하부 조형구간을 구획하는 구획단계와,
초기용적을 가지는 상부 및 하부 조형공간에 대해 공급구를 통해 주물사를 충전하는 제 1 충전단계와,
상부 및 하부 압축부재를 소정의 거리만큼 후퇴시킴으로써, 상부 및 하부 조형공간을 초기용적보다 확장시키는 확장단계와,
확장된 상부 및 하부 조형공간에 대해 공급구를 통해 주물사를 충전하는 제 2 충전단계와,
제 2 충전 후에 상부 및 하부 압축부재를 전진시켜 상부 및 하부 조형공간 내의 주물사를 각각 압축하여, 겹쳐진 상부주형 및 하부주형을 조형하는 단계와,
조형된 상부 및 하부 주형을 빼내는 단계를 포함한다.
본 발명의 하나의 실시예에 의하면, 상부 주형틀과 하부 주형틀은, 제 1 및 제 2의 충전단계가 이루어질 때에는 수직상태에 있으며, 조형된 주형을 빼내는 단계가 이루어질 때에는 수평상태에 있다. 이 경우, 구획단계는, 주형의 제거를 완료한 수평상태에 있는 상부 및 하부 주형틀을 수직상태로 복귀시키면서 이루어진다.
본 발명의 다른 방법은, 상부 주형틀과 하부 주형틀 사이에 매치 플레이트를 끼움지지하고, 이때 상부 및 하부 주형틀은 수평상태에 있는 단계와,
상부 및 하부 주형틀의 개구에 매치 플레이트의 대응하는 모형에 대향하도록 상부 압축부재 및 하부 압축부재를 각각 삽입하여, 상부 주형틀, 매치 플레이트의 상면, 및 상부 압축부재에 의해, 초기용적을 가지는 상부 조형공간을 구획하는 동시에, 하부 주형틀, 매치 플레이트의 하면, 및 하부 압축부재에 의해, 초기용적을 가지는 하부 조형구간을 구획하는 구획단계와,
상부 및 하부 주형틀과 매치 플레이트를 일체적으로 수직상태로 하는 단계와,
초기용적을 가지는 상부 및 하부 조형공간에 대해 공급구를 통해 주물사를 충전시키는 제 1 충전단계와,
상부 및 하부 압축부재를 소정의 거리만큼 후퇴시킴으로써, 상부 및 하부 조형공간을 초기용적보다 확장시키는 확장단계와,
확장된 상부 및 하부 조형공간에 대해 공급구를 통하여 주물사를 충전시키는 제 2 충전단계와,
상부 및 하부 주형틀과 매치 플레이트를 일체적으로 수평상태로 복귀시키면서, 상부 및 하부 압축부재를 전진시켜 상부 및 하부 조형공간 내의 주물사를 각각 압축하는 단계와,
각각 주형이 내재된 상부 및 하부 주형틀로부터 매치 플레이트를 분리하는 단계와,
상부 주형틀과 하부 주형틀을 겹치는 단계와,
겹쳐진 상부 및 하부 주형틀로부터 주형을 빼내는 단계를 포함한다.
필요에 따라서, 상부 주형틀과 하부 주형틀을 겹치기 전에, 주형에 코어를 넣는 단계를 더 포함해도 좋다.
본 발명의 하나의 실시예에 의하면, 구획단계는, 상부 및 하부 주형틀과 매치 플레이트가 수평인 상태에서 이루어지며, 상부 및 하부 주형틀과 매치 플레이트를 일체적으로 수직상태로 하는 단계는, 모래공급구를 상방으로 이동시키도록 이루어진다.
본 발명의 어느 방법에 있어서도, 제 2의 충전단계는, 확장단계에서의 상부 및 하부 조형공간의 목표로 하는 용적으로의 확장이 완료된 이후에 개시해도 좋다. 혹은, 확장단계에서 상부 및 하부 압축부재를 후퇴시키면서, 즉 조형공간의 용적을 확장시키면서 실행함으로써, 상부 및 하부 조형공간의 목표로 하는 용적으로의 확장이 완료되기 이전에 개시해도 좋다.
본 발명의 어느 방법에 있어서도, 상부 압축부재 및 하부 압축부재는 각각, 스퀴즈 플레이트로 해도 좋고, 스퀴즈 풋으로 해도 좋다.
도 1은 본 발명의 방법이 적용되는 플라스크리스 조형기의 일례를 나타낸 일부를 절단한 정면도이다.
도 2는 도 1의 A-A선에 따라 잘라 도시한 도면으로서, 상부 주형틀과 하부 주형틀 사이에 매치 플레이트를 끼움지지한 상태를 나타낸 것이다.
도 3은 도 1의 조형기의 평면도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 조형기의 동작을 설명하는 도면으로서, 상부 주형틀 및 하부 주형틀에 주물사를 충전하는 상태를 나타낸 것이다.
도 1 내지 도 4는, 본 발명의 주형조형방법을 실시하기 위한 플라스크리스 주형조형기를 나타낸 것이다. 상기 플라스크리스 조형기에서는, 직육면체형상의 기기 테이블(機臺; 1)의 내부공간에 조형공간 구획 스테이션(P), 모래공급 스테이션(S), 코어삽입·주형추출 스테이션(W)이 집약되어 있다.
조형공간 구획 스테이션(P)에는, 개구를 규정하여, 측벽에 모래공급구를 각각 가지는 두 쌍의 상부 및 하부 주형틀(2, 3)이 배치되어 있다. 본 실시예에서는, 하나의 주형틀에 대해 하나의 모래공급구가 설치되어 있으나, 더 많은 모래공 급구를 설치해도 좋다. 상기 조형공간 구획 스테이션(P)은, 두 쌍의 상부 및 하부 주형틀(2, 3) 중 한 쌍에 있어서의 상부 주형틀(2)과 하부 주형틀(3) 사이에, 양면에 모형을 가지는 매치 플레이트(5)를 출입가능하게 설치하는 반입기구(4)와, 스퀴즈 기구(9)를 구비하고 있다. 스퀴즈 기구(9)에는, 한 쌍의 상부 주형틀(2)과 하부 주형틀(3) 사이에 매치 플레이트(5)가 끼움지지된 상태에서, 상부 주형틀(2) 및 하부 주형틀(3)에 있어서의 매치 플레이트(5)가 위치하는 측과 반대되는 측의 각 개구에 대해, 상부 스퀴즈 플레이트(6) 및 하부 스퀴즈 플레이트(7)가 각각 끼웠다 뺐다 할 수 있게 설치되어 있다. 또한, 스퀴즈 기구(9)는, 기기 테이블(1)에 설치한 지지축(8)을 중심으로 수직면 내에서 정·역방향으로 회동가능하게 지지되어 있다. 그 회동범위는, 매치 플레이트(5)를 끼움지지한 한 쌍의 상부 주형틀(2) 및 하부 주형틀(3)이 수직자세가 되는 위치와, 수평자세가 되는 위치 사이이다. 조형공간 구획 스테이션(P)에는, 스퀴즈 기구(9)를 정·역방향으로 회전구동시키기 위한 횡방향의 실린더(10)도 구비되어 있다.
모래공급 스테이션(S)은, 실린더(10)의 신장작동에 의해 수직상태에 있는 한 쌍의 상부 및 하부 주형틀(2, 3)에 대해 모래공급구로부터 주물사를 충전하는 모래충전기구(11)를 갖는다.
코어삽입·주형추출 스테이션(W)은, 서로 겹쳐져 수평상태에 있으며, 상하의 반할 주형이 내재된 한 쌍의 상부 및 하부 주형틀(2, 3)로부터 상하의 반할 주형을 꺼내는 주형추출기구(12)와, 한 쌍의 상부 및 하부 주형틀(2, 3)이 수평상태에 있는 스퀴즈 기구(9)와 주형추출기구(12) 사이를 한 쌍씩 상하로 늘어서 수평으로 나 란한 수평상태인 두 쌍의 상부 및 하부 주형틀(2, 3)을 번갈아 간헐적으로 선회시키며, 또한 상부 주형틀(2)을 걸어 고정시켜 승강가능한 주형틀 선회 기구(13)를 구비하고 있다.
두 쌍의 상부 및 하부 주형틀(2, 3)의 각 쌍은, 도 1에 도시한 바와 같이, 상부 주형틀(2)의 전후 외측면에 슬라이딩 가능하게 늘어뜨려 설치한 한 쌍의 연결 로드(14) 사이에 하부 주형틀(3)을 슬라이딩 가능하게 가설하고, 하부 주형틀(3)을 한 쌍의 연결 로드(14)의 하단위치에서 걸어 고정시키도록 되어 있다.
또한, 상부 주형틀(2)의 양측면의 중앙부에는 걸림결합부재(2a)가, 스퀴즈 기구(9)측에 위치하고 있을 때의 하부 주형틀(3)의 양측면의 일단에는 걸림결합부재(3a)가 각각 설치되어 있으며, 주형틀 선회기구(13)에 유지가능하게 되어 있다. 상기 걸림결합부재(2a, 3a)는, 예컨대 구멍을 가지는 볼록부이며, 상기 구멍에 삽입통과된 핀(도시 생략)을 통해 주형틀 선회기구(13)의 후술하는 상부 및 하부 걸림고정부재(37, 39)에 연결된다. 걸림결합부재(2a 및 3a)는 상부 및 하부 걸림고정부재(37 및 39)에 연결가능하거나 또는 탈부착가능하다면, 그 형상은 임의이므로, 볼록부 대신 예컨대 오목부로 해도 된다.
매치 플레이트(5)의 반송기구(4)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 스퀴즈 기구(9)의 지지축(8)에 장착시킨 링부재(15)와, 모래충전기구(11)에 피봇지지하고 또한 피스톤 로드의 선단을 링부재(15)의 일부에 회동가능하게 연접시킨 실린더(16)와, 기저단이 링부재(15)에 고정부착된 캔틸레버식 구조인 한 쌍의 아암(17)과, 매치 플레이트(5)를 올려놓고 좌우방향으로 왕복이동 가능한 매다는 타입의 대차(臺 車; 45)로 이루어진다. 대차(45)를 상부 주형틀(2)을 통해 비교적 짧은 소정 거리만큼 하강시키면서, 실린더(16)의 신축구동에 의해 한 쌍의 아암(17)을 상하방향으로 회동시킴으로써, 아암(17)을 대차(45)에 연결 및 연결해제시키도록 되어 있다. 대차(45)는, 상부 주형틀(2) 및 하부 주형틀(3)에 설치된 레일(도시 생략)을 통해, 스퀴즈 기구(9)에서의 수평상태의 상부 주형틀(2)과 하부 주형틀(3) 사이에 매치 플레이트(5)를 반입 및 반출시킨다.
또한, 아암(17)은, 실린더(16)를 대신하여 모터 등으로 구동해도 좋다.
스퀴즈 기구(9)에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 기기 테이블(1)의 상부 중앙에 장착된 지지축(8)에 회전 프레임(18)이 중심 부근에서 수직면 내에서 정방향 및 역방향으로 회전가능하게 피봇지지되어 설치되어 있으며, 상기 회전 프레임(18)의 우측면에는 상하방향으로 연장되는 한 쌍의 안내 로드(19)가 전후방향으로 소정의 간격을 두고 장착되어 있다. 상기 한 쌍의 안내 로드(19) 사이에 있어서, 그 상부에는 역 L자형의 상부 승강 프레임(20)이, 그리고 하부에는 L자형의 하부 승강 프레임(21)이, 각각 일체적으로 설치된 홀더를 통해 슬라이딩 가능하게 가설되어 있다. 이들 상부 승강 프레임(20) 및 하부 승강 프레임(21)은, 회전 프레임(18)에 장착된 상향 실린더(22) 및 하향 실린더(23)의 신축작동에 의해 서로 접근 및 이격된다.
상부 승강 프레임(20)에는 상부 스퀴즈 플레이트(6)를 진퇴시키는 복수의 실린더(24)가, 그리고, 하부 승강 프레임(21)에는 하부 스퀴즈 플레이트(7)를 진퇴시키는 복수의 실린더(25)가 각각 장착되어 있다. 상부 및 하부 승강 프레임(20 및 21)의 각각의 수평상태의 상면은, 상부 및 하부 주형틀(2 및 3)을 각각 가압할 수 있는 크기를 가지고 있다.
본 실시예에서는, 스퀴즈 플레이트(6, 7)를 구동시키는 실린더는, 회전 프레임(18)과 일체적으로 이동시키도록 되어 있다. 이를 대신하여, 실린더는 고정위치에 있어도 되며, 스퀴즈 플레이트(6, 7)의 어느 한쪽을 위한 실린더를 회전 프레임(18)과 일체적으로 이동시키고, 다른 쪽을 고정위치에 두어도 된다.
기기 테이블(1)의 천정부에(도면에서는 좌측 부근 위치에) 장착된 모래충전기구(11)는, 본 실시예에서는 2개의 에어레이션(aeration) 탱크(27)를 가지며, 상부 주형틀(2)과 하부 주형틀(3)에 각각 독립적으로 주물사를 저압의 압축공기로 부유 또는 유동화시키면서 충전(에어레이션 충전)하는 구성으로 되어 있으나, 한 개의 에어레이션 탱크로부터 상부 및 하부 주형틀에 충전시키는 구성이 일반적이다.
저압의 압축공기를 이용하여 주물사를 부유 또는 유동화시키는 에어레이션 충전은, 예컨대, 본원의 출원인에게 양도된 미국특허 제 6,749,003호에 기재되어 있다. 저압 압축공기의 압력 크기는 0.05Mpa 내지 0.18Mpa의 범위인 것이 바람직하다는 것도 판명된 바 있다. 단, 본 발명에 적용되는 충전법은 에어레이션 충전에 한정되는 것이 아니며, 예를 들면, 더욱 고압의 압축공기를 이용하는 블로우(blow) 충전을 적용해도 된다. 또한, 에어레이션 충전의 경우나 블로우 충전의 경우 모두, 모래충전기구(11)를 감압원(도시 생략)과 접속하여, 대기압보다 낮은 공기를 병용해도 된다.
주형추출기구(12)에서는, 상하로 겹쳐진 수평상태의 상부 및 하부 주형틀(2, 3) 내로 진입가능한 추출판(28)이, 기기 테이블(1)의 천정부에 장착된 하향 실린더(29)의 피스톤 로드의 하단에 고정부착되며, 상기 실린더(29)의 신축작동에 의해 추출판(28)이 승강하도록 되어 있다. 추출판(28)의 수직하방에는, 상부 및 하부 주형틀(2, 3)로부터 빼내어진 상하의 반할주형을 받는 주형받이 테이블(30)이 배치되어 있다. 상기 주형받이 테이블(30)은, 실린더(31)의 신축작동에 의해 신축하는 팬터그래프(32)에 의해 승강시키는 것이 바람직하나, 통상의 실린더를 구동원으로 하는 리프트 테이블 방식이어도 좋다. 본 실시예와 같이 주형받이 테이블(30)을 승강시키는 승강기구로서 팬터그래프(pantograph)(32)를 채용하면, 조형기가 설치된 바닥면에 승강기구를 수납하기 위한 구멍(pit)을 팔 필요가 없어진다(도 2 참조).
주형틀 선회 기구(13)에서는, 높이방향을 따라 연신(延伸)되는 회전축(33)이 수평회전가능하게 기기 테이블(1)에 장착되어 있다. 상기 회전축(33)의 상단은, 기기 테이블(1)의 천정에 장착된 모터(34)의 출력축에 연결되어 있으며, 상기 모터(34)의 구동에 의해 회전축(33)이 180도 정방향 및 역방향으로 회동하도록 되어 있다. 또한, 모터(34)를 대신하여 실린더를 사용해도 된다.
여기서, 회전축(33)의 회동범위인 180도란, 조형한 주형을 그 조형위치로부터 주형틀 선회기구(13)에 의해 주형추출기구(12)로 이동시키기 위한 회동각도 범위의 일례이다. 상기 회동각도 범위는, 주형추출기구(12)의 설치위치에 따라 정해지는 것이므로, 180도로 한정되는 것은 아니다. 원하는 회동위치에 맞추어 주형추출기구를 설치해도 좋다.
회전축(33)의 상부에는 지지부재(35)가 장착되어 있다. 상기 지지부재(35)에는, 하방으로 연장되어 나와 전후방향으로 소정의 간격을 두고 쌍을 이루는 두 쌍의 안내 로드(36)가 늘어뜨려 설치되어 있으며, 이들 두 쌍의 안내 로드(36)는 회전축(33)을 중심으로 하여 대향되어 있다. 안내 로드(36)의 각 쌍에는, 상부 주형틀(2)의 걸림결합부재(2a)를 걸어 고정시킬 수 있는 상부 걸림고정부재(37)가 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 가설되어 있다. 상기 상부 걸림고정부재(37)에는, 회전축(33)에 장착된 상향 실린더(38)의 피스톤 로드의 선단이 고정부착되어, 실린더(38)의 신축작동에 의해 상부 걸림고정부재(37)가 승강하도록 되어 있다. 한편, 두 쌍의 안내 로드(36)의 하단에는, 2개의 하부 주형틀(3)의 걸림결합부재(3a)를 걸어 고정시킬 수 있는 하부 걸림고정부재(39)가 고정부착되어 있다.
주형 배출 장치(40)는, 상부 및 하부 주형틀(2, 3) 내로부터 추출된 상하의 반할주형을 주형받이 테이블(30)의 상부로부터 밀어내는 기능을 가지고 있다.
본 발명의 주형조형방법에 의하면, 우선 반출입기구(4)의 실린더(16)를 신장구동시킴으로써, 한 쌍의 아암(17)에 의해 매치 플레이트(5)를 수평상태인 한 쌍의 상부 주형틀(2)과 하부 주형틀(3) 사이로 반입한다.
이어서, 스퀴즈기구(9)의 상향 실린더(22) 및 하향 실린더(23)를 수축작동시켜 상부 및 하부 승강 프레임(20, 21)을 통해 상부 주형틀(2)과 하부 주형틀(3)을 서로 접근시킨다. 이후, 상부 주형틀(2) 및 하부 주형틀(3)에 의해 이들 사이에 매치 플레이트(5)를 끼움지지시키면서, 스퀴즈 기구(10)의 복수의 실린더(24, 25)를 각각, 소정의 길이만큼 신장작동시킴으로써, 상부 및 하부 스퀴즈 플레이트(6 및 7)를 각각 상부 및 하부 주형틀(2 및 3)의 개구내에 소정의 길이만큼 삽입하여, 상하로 두 개의 조형공간을 구획한다. 이때의 각각의 조형공간이 가지는 용적을 초기용적이라 한다. 따라서, 실린더(24, 25)의 신장작동의 소정 길이, 나아가서는, 상부 및 하부 스퀴즈 플레이트(6 및 7)의 삽입량의 소정 길이란, 구획해야할 조형공간의 초기용적에 대응한 길이이다. 또한, 실린더(24, 25)는, 한 개의 대직경 실린더와 가이드 핀의 조합으로 대신해도 된다.
이러한 각각 초기용적을 가지는 상부 및 하부 조형공간을 구획하는 동시에, 실린더(10)를 신장작동시켜, 스퀴즈 기구(9)를 지지축(8)을 중심으로 시계방향으로 회동시켜, 한 쌍의 상부 및 하부 주형틀(2, 3) 및 매치 플레이트(5)를 수직상태로 하는 동시에, 모래공급구를 상방으로 이동시킨다. 또한, 상기 모래공급구를 충전기구(11)의 두 개의 에어레이션 탱크(27)의 하단에 접촉시킨다(도 4 참조).
상하 한 쌍의 조형공간의 구획은, 예컨대 상부 주형과 하부 주형의 높이가 동일하다면, 한 쌍의 조형공간을 동시에 구획해도 좋을 것이다. 혹은, 예컨대 상부 주형과 하부 주형의 높이가 다를 경우에는, 한 쌍의 조형공간을 각각 다른 타이밍에 구획해도 좋다.
이어서, 모래공급 스테이션(S)에서는, 적당한 충전법, 예컨대 저압(대기압보다 낮은 압력)의 압축공기를 이용하는 에어레이션 충전법에 의해, 모래충전기구(11)에 의해 모래공급구로부터 초기용적을 가지는 상부 및 하부 조형공간으로 주물사를 충전한다(제 1 충전단계).
이러한 충전에 이어, 복수의 실린더(24, 25)를 각각 소정의 길이만큼 수축작 동시킴으로써, 상부 및 하부 스퀴즈 플레이트(6, 7)를 한 쌍의 상부 및 하부 주형틀의 개구 부근까지 각각 후퇴시키다. 이에 따라, 상부 및 하부 조형공간은, 초기용적보다 확장된다.
이어서, 확장된 상부 및 하부 조형공간에 모래충전기구(11)에 의해 모래공급구로부터 주물사를 다시 블로우 충전한다(제 2 충전단계). 이어서, 한 쌍의 상부 주형틀(2) 및 하부 주형틀(3) 및 매치 플레이트(5)를 수평상태로 복귀시키면서, 복수의 실린더(24, 25)를 각각 신장작동시켜 상부 및 하부 스퀴즈 플레이트(6 및 7)를 전진시킴으로써, 상부와 하부의 두 개의 조형공간 내의 주물사를 각각 압축한다.
이와 같이 초기용적을 가지는 조형공간과 확장된 조형공간에 주물사를 2단계로 충전하고 나서 주물사를 압축시킴으로써, 상부 주형틀(2) 및 하부 주형틀(3) 내에서의, 특히 개구 부근의 주형의 경도를 향상시킬 수 있다.
상기한 바와 같은 2 단계 충전은, 본 실시예에서는, 초기용적을 가지는 조형공간에 대한 제 1 충전단계를 거친 후, 상부 및 하부 스퀴즈 플레이트(6, 7)를 후퇴시켜, 조형공간의 확장이 완료되고 나서 제 2 충전단계를 거치도록 하였다. 그러나, 제 2 충전단계의 개시는, 조형공간의 확장이 완전히 완료될 때까지 기다릴 필요는 없다. 예를 들면, 제 1 충전단계를 거친 후에, 상부 및 하부 스퀴즈 플레이트(6, 7)를 후퇴시키면서, 즉, 조형공간을 확장시키면서, 제 2 충전단계를 개시해도 된다. 따라서, 조형공간으로의 모래의 분사 자체는, 제 1 충전단계와 제 2 충전단계 사이에서 중단없이 연속적으로 계속해도 된다.
상기의 2단계 충전 후에, 상향 실린더(22) 및 하향 실린더(23)를 신장작동시켜, 상부 승강 프레임(20)과 하부 승강 프레임(21)을 서로 이격시킨다.
이어서 코어삽입·주형추출 스테이션(W)에서는, 주형틀 선회기구(13)의 실린더(38)를 신장작동시켜, 주물사를 압축시켜 이루어지는 반할주형이 내재된 상부 주형틀(2)을 상부 걸림고정부재(37)에 의해 매달아 올려서 매치 플레이트(5)로부터 분리한다. 한편, 하부 주형틀(3)은 주형틀 선회기구(13)의 하부 걸림고정부재(39) 상에 올려놓는다. 이어서, 실린더(16)를 수축작동시켜, 한 쌍의 아암(17)에 의해 매치 플레이트(5)를 상부 주형틀(2)과 하부 주형틀(3) 사이로부터 반출한다.
이어서, 주형틀 선회기구(13)의 모터(34)의 구동에 의해 회전축(33)을 소정의 각도 범위에 걸쳐 회동시킴으로써, 주형이 내재된 상부 및 하부 주형틀(2, 3)을 주형추출기구(12)까지 선회이동시킨다. 이어서, 필요에 따라 주형에 코어를 설정한 다음, 실린더(38)의 수축작동에 의해 주형이 내재된 상부 주형틀(2)을 상부 걸림고정부재(37)를 통해 하강시켜, 하부 주형틀(3)에 겹친다.
그런 다음, 주형추출기구(12)의 실린더(31)의 신장작동에 의해 주형받이 테이블(30)을 상승시키고, 여기에 각각 주형이 내재된 상부 주형틀(2) 및 하부 주형틀(3)을 올려놓는다. 이어서, 주형추출기구(12)의 실린더(29)를 신장작동시켜 추출판(28)을 상부 주형틀(2)의 반할주형 상에 접촉시킨다. 이후, 실린더(31)를 수축작동시켜 추출판(28) 및 주형받이 테이블(30)을 서로 연동시키면서 하강시켜, 상부 및 하부 주형틀(2, 3)로부터 반할주형을 추출한다. 이어서, 실린더(31)를 수축작동시켜 주형 배출 레벨까지 하강시키고, 신축 주형배출장치(40)에 의해 주형받이 테이블(30) 상의 상하의 반할주형을 밀어낸다.
또한, 상술한 공정에서, 조형된 반할주형에 필요에 따라서 코어를 삽입해 넣는 것이 바람직한 경우도 있을 것이다. 이 경우에는, 반할주형이 내재된 상부 및 하부 주형틀(2, 3)을 주형추출기구(12)로 선회이동시킬 때까지, 선행하여 조형된 반할주형에 코어를 삽입해 넣은 후, 상술한 것과 동일하게 하여, 반할주형이 내재된 한 쌍의 상부 및 하부 주형틀(2, 3)을 겹쳐서, 반할주형을 밀어낸다.
상술한 각 실시형태는, 본 발명을 예시하는 것이지, 한정을 의도하는 것이 아니며, 첨부한 청구항에 기재된 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러 가지로 변경이 가능함은 분명하다.
예컨대, 조형기의 상부 및 하부 압축부재(6, 7)로서는, 각각 스퀴즈 플레이트를 예시하였으나, 이를 대신하여, 각각이 개별적인 유체 실린더의 신축작동에 의해 개별적 제어가 가능한 스퀴즈 풋을 각 구획에 배열한 멀티 세그먼트 스퀴즈 풋을 이용해도 된다.

Claims (12)

  1. 각각 개구를 규정하는 동시에, 상기 개구 내로 주물사를 공급하는 적어도 하나의 공급구를 각각 가지는 상부 주형틀 및 하부 주형틀과, 이들 상부 주형틀 및 하부 주형틀에 각각 대응하도록 상면 및 하면에 상형모형 및 하형모형을 가지는 하나의 매치 플레이트와, 조형될 주물사를 압축시키도록, 각각 상기 상부 주형틀 및 하부 주형틀의 상기 개구 내에 진퇴가능하게 삽입할 수 있는 상부 압축부재 및 하부 압축부재를 구비하는 플라스크리스 주형조형기를 이용하여, 겹쳐진 상부 주형 및 하부 주형을 조형하는 주형조형방법으로서,
    상기 상부 및 하부 압축부재를 상기 상부 및 하부 주형틀의 상기 개구에 상기 매치 플레이트에 있어서의 대응하는 상기 모형에 대향하도록 각각 삽입하여, 상기 상부 주형틀, 상기 매치 플레이트의 상면, 및 상기 상부 압축부재에 의해, 초기 용적을 가지는 상부 조형공간을 구획하는 동시에, 상기 하부 주형틀, 상기 매치 플레이트의 하면, 및 상기 하부 압축부재에 의해, 초기 용적을 가지는 하부 조형구간을 구획하는 구획단계와,
    상기 초기용적을 가지는 상부 및 하부 조형공간에 대해 상기 공급구를 통해 주물사를 충전하는 제 1 충전단계와,
    상기 상부 및 하부 압축부재를 소정의 거리만큼 후퇴시킴으로써, 상기 상부 및 하부 조형공간을 상기 초기용적보다 확장시키는 확장단계와,
    상기 확장된 상부 및 하부 조형공간에 대해 상기 공급구를 통해 주물사를 충 전하는 제 2 충전단계와,
    제 2 충전 후에 상기 상부 및 하부 압축부재를 전진시켜 상기 상부 및 하부 조형공간 내의 주물사를 각각 압축하여, 겹쳐진 상부주형 및 하부주형을 조형하는 단계와,
    조형된 상부 및 하부 주형을 빼내는 단계를 포함하는 플라스크리스 주형조형기에 있어서의 주형조형방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    제 2 충전단계는, 상기 확장단계에서의 상기 상부 및 하부 조형공간의 목표로 하는 용적으로의 확장이 완료된 이후에 개시되는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 충전단계는, 상기 확장단계에서 상부 및 하부 압축부재를 후퇴시키면서 실행함으로써, 상기 상부 및 하부 조형공간의 상기 목표로 하는 용적으로의 확장이 완료되기 이전에 개시되는 방법.
  4. 제 1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 주형틀과 상기 하부 주형틀은, 제 1 및 제 2 충전단계가 이루어질 때에는 수직상태에 있고, 상기 조형된 주형을 빼내는 단계가 이루어질 때에는 수평상태에 있는 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 구획단계는, 상기 주형의 추출을 완료한 상기 수평상태에 있는 상기 상부 및 하부 주형틀을 상기 수직상태로 복귀시키면서 이루어지는 방법.
  6. 제 1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 압축부재 및 하부 압축부재는 각각, 스퀴즈 플레이트 또는 스퀴즈 풋인 방법.
  7. 각각 개구를 규정하는 동시에, 상기 개구 내로 주물사를 공급하는 적어도 하나의 공급구를 각각 가지는 상부 주형틀 및 하부 주형틀과, 이들 상부 주형틀 및 하부 주형틀에 각각 대응하도록 상면 및 하면에 상형모형 및 하형모형을 가지는 하나의 매치 플레이트와, 조형될 주물사를 압축시키도록, 각각 상기 상부 주형틀 및 하부 주형틀의 상기 개구 내에 진퇴가능하게 삽입할 수 있는 상부 압축부재 및 하부 압축부재를 구비하는 플라스크리스 주형조형기를 이용하여, 겹쳐진 상부 주형 및 하부 주형을 조형하는 주형조형방법으로서,
    상기 상부 주형틀과 하부 주형틀 사이에 상기 매치 플레이트를 끼움지지하고, 이때 상기 상부 및 하부 주형틀은 수평상태에 있는 단계와,
    상기 상부 및 하부 주형틀의 상기 개구에 상기 매치 플레이트의 대응하는 상기 모형에 대향하도록 상부 압축부재 및 하부 압축부재를 각각 삽입하여, 상기 상 부 주형틀, 상기 매치 플레이트의 상면, 및 상기 상부 압축부재에 의해, 초기용적을 가지는 상부 조형공간을 구획하는 동시에, 상기 하부 주형틀, 상기 매치 플레이트의 하면, 및 상기 하부 압축부재에 의해, 초기용적을 가지는 하부 조형구간을 구획하는 구획단계와,
    상기 상부 및 하부 주형틀과 상기 매치 플레이트를 일체적으로 수직상태로 하는 단계와,
    상기 초기용적을 가지는 상부 및 하부 조형공간에 대해 상기 공급구를 통해 주물사를 충전시키는 제 1 충전단계와,
    상기 상부 및 하부 압축부재를 소정의 거리만큼 후퇴시킴으로써, 상기 상부 및 하부 조형공간을 상기 초기용적보다 확장시키는 확장단계와,
    상기 확장된 상부 및 하부 조형공간에 대해 상기 공급구를 통하여 주물사를 충전시키는 제 2 충전단계와,
    상기 상부 및 하부 주형틀과 상기 매치 플레이트를 일체적으로 수평상태로 복귀시키면서, 상기 상부 및 하부 압축부재를 전진시켜 상기 상부 및 하부 조형공간 내의 주물사를 각각 압축하는 단계와,
    각각 주형이 내재된 상기 상부 및 하부 주형틀로부터 상기 매치 플레이트를 분리하는 단계와,
    상기 상부 주형틀과 상기 하부 주형틀을 겹치는 단계와,
    겹쳐진 상기 상부 및 하부 주형틀로부터 상기 주형을 빼내는 단계를 포함하는 플라스크리스 주형조형방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 상부 주형틀과 상기 하부 주형틀을 겹치기에 앞서, 상기 주형에 코어를 삽입하는 단계를 더 포함하는 방법.
  9. 제 7항 또는 8항에 있어서,
    제 2 충전단계는, 상기 확장단계에서의 상기 상부 및 하부 조형공간의 목표로 하는 용적으로의 확장이 완료된 이후에 개시되는 방법.
  10. 제 7항 또는 8항에 있어서,
    제 2 충전단계는, 상기 확장단계에서 상부 및 하부 압축부재를 후퇴시키면서 실행함으로써, 상기 상부 및 하부 조형공간의 상기 목표로 하는 용적으로의 확장이 완료되기 이전에 개시되는 방법.
  11. 제 7항 내지 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구획단계는, 상기 상부 및 하부 주형틀과 상기 매치 플레이트가 수평인 상태에서 이루어지며,
    상기 상부 및 하부 주형틀과 상기 매치 플레이트를 일체적으로 수직상태로 하는 단계는, 상기 모래공급구를 상방으로 이동시키는 방법.
  12. 제 7항 내지 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 상부 압축부재 및 하부 압축부재는 각각, 스퀴즈 플레이트 또는 스퀴즈 풋인 방법.
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