KR20080107584A

KR20080107584A - 주조공법으로 제작된 굴삭기 아암 프론트 및 그 제작 방법

Info

Publication number: KR20080107584A
Application number: KR1020070055517A
Authority: KR
Inventors: 김종수; 이규영
Original assignee: 흥진산업(주)
Priority date: 2007-06-07
Filing date: 2007-06-07
Publication date: 2008-12-11
Also published as: CN101319506B; CN101319506A

Abstract

본 발명은 주조공법으로 제작된 굴삭기 아암 프론트 및 그 제작 방법에 관한 것으로, 그 구성은 굴삭기 버켓(BUCKET)의 일측에 구비된 버켓헤드(BUCKET HEAD)에 형성된 2차 관통부에 위치되며 원통형상으로 상기 2차 관통부와 체결될 수 있게 그 내주에 형성된 관통공과 그 외주 측면에 구배진 단턱이 형성되어 상기 굴삭기에 구비된 아암(ARM)의 선단에 형성된 아암단턱에 위치되는 버켓체결부 및 상기 버켓체결부의 단턱 끝단에 결합되며 판형상으로 그 양측면에 평행되게 위치되는 측판부와 원통형상으로 그 측판부들의 중앙에 수직으로 체결되는 원통관으로 구비되어 상기 아암 선단의 삽입구에 삽입되는 몸체부로 구성되되, 이를 주조방법에 의한 일체형으로 성형시키는 것을 특징으로 하며, 그 제조방법은 (a) 주조공법으로 생산 가능토록 일체형 주조품 구조로 도면을 제작하는 설계단계와, (b) 상기 (a)의 도면을 토대로 상하분리 정반형과 중자부를 사형주조공법으로 하되 일부는 중자부는 쉘금형으로 제작하는 목금형제작단계와, (C) 내구성과 용접이 가능토록 합금강 주조로 생산시키며 합금원소 및 합금중량비를 C(탄소)0.17 내지 0.22%와, SI(규소)0.3 내지 0.5%와, Mn(망간)0.9 내지 1.2%와, Cr(크롬)0.1 내지 0.2%와, Ni(니켈)0.5 내지 1.0%와, Mo(몰리브덴)0.06 내지 1.0%와, Fe(철)의 최대 97.97% 또는 최소 95.88%으로 구성되는게 바람직하며 용해의 온도를 1600 내지 1650℃에서 출탕시켜 1580 내지 1620℃에서 주입시키는 주조단계와, (d)상기 (c)를 거쳐 사상된 제품을 전기로에 장입 후 900 내지 930°로 가열시켜며 이를 냉수에 담금질 처리 후 다시 500 내 지 600°로 재가열시켜는 열처리단계 및 (e)상기 (d)를 거친 제품을 굴삭기 아암 선단에 취부될 수 있도록 보링, 면삭, 드릴, 탭가공을 시키는 기계가공단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것으로서, 주조공법으로 아암 프론트의 일체형 생산으로 인한 제조원가 및 용접공정으로 인한 불량률 감소와 용접공정 배제로 인한 품질향상 및 장비 수명의 연장과 제작 부품 및 공정 단순화로 생산중에 있는 상품과 생산이 완료된 완성품의 리드타임(LEAD TIME)이 단축되며 불필요 부품의 감소로 작업장 및 부품 적치장 공간을 타용도로 활용할 수 있어 생산성을 올릴 수 있는 효과가 있다.

Description

주조공법으로 제작된 굴삭기 아암 프론트 및 그 제작 방법{Excavator of arm front sub assy and manufactured method}

도 1은 종래의 굴삭기 아암 프론트의 결합사시도

도 2는 본 발명의 주조공법으로 제작된 굴삭기 아암 프론트 사시도

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 사시도

도 4는 굴삭기 아암 프론트 제작 방법의 공정도

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10. 아암 프론트(ARM FRONT) 12. 전방보스

14.측면판 15. 체결공

16. 연결보스 18. 이음부

20. 아암(ARM) 21. 아암단턱

22. 유압부 24. 연결부

26. 삽입구 27. 1차유압체결공

28. 2차유압체결공 30. 버켓(BUCKET)

32. 버켓헤드(BUCKET HEAD) 34. 1차 관통부

36. 2차 관통부 40. 버켓체결부

42. 관통공 44. 단턱

50. 몸체부 52. 측판부

54. 원통관 100. 주조공법으로 제작된 굴삭기 아암 프론트

본 발명은 굴삭기에 구비된 아암(ARM)의 선단에 결합되어 버켓(BUCKET)과 아암을 결합시키는 굴삭기 아암 프론트(ARM FRONT)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 굴삭기 아암 프론트를 제관공법인 각각의 구성품을 용접하지 않고 주조공법을 이용한 일체형으로 성형시키는 것에 관한 것이다.

일반적으로 굴삭기에 구비된 아암(20)의 선단에 결합되어 아암(20)과 버켓(30)을 연결시키는 아암 프론트(10)는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 버켓헤드(BUCKET HEAD)(32)에 구비된 2차 관통부(36)에 결합되는 전방보스(12)와 그 끝단에 각각 결합되는 두개의 측면판(14)과 그 측면판(14)에 구비된 체결공(15)에 결합되어 아암(20)에 구비된 유압부(22)와 연결된 연결부(24)에 체결되는 연결보스(16)와 상기 두개의 측면판(14) 끝단에 각각 복수개 결합되어 측면판(14) 끝단과 결합되는 아암(20)의 선단과 평행 결합되게 보조하는 이음부(18)로 구성되며 그 아암 프론트(10)는 제관공법 즉, 용접에 의해 각 부품별로 결합시켜왔었다.

그러나, 상기 아암 프론트는 많은 움직임과 충격 그리고 힘을 받는 아암과 바켓을 결합시키기에 그 제원(諸元)이 견고해야 하나, 현재는 제관공법으로 전방보스와 두개의 측면판과 연결보스 그리고 이음부를 각각 용접 결합시켜 제조과정이 복잡하며 용접부에 발생되는 열로 인해 철판의 조직변화로 인한 내구성 저하로 충격시 파손이 발생되며 용접에 의한 내부의 기공이 존재하게 되면 균열이 생겨나 불량률이 증가되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 주조공법으로 아암 프론트의 일체형 생산으로 인한 제조원가 및 용접공정으로 인한 불량률 감소와 용접공정 배제로 인한 품질향상 및 장비 수명의 연장과 제작 부품 및 공정 단순화로 생산중에 있는 상품과 생산이 완료된 완성품의 리드타임(LEAD TIME)이 단축되며 불필요 부품의 감소로 작업장 및 부품 적치장 공간을 타용도로 활용할 수 있어 생산성을 올릴 수 있는 주조공법으로 제작된 굴삭기 아암 프론트 및 그 제작 방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주조공법으로 제작된 굴삭기 아암 프론트는 굴삭기 버켓(BUCKET)의 일측에 구비된 버켓헤드(BUCKET HEAD)에 형성된 2차 관통부에 위치되며 원통형상으로 상기 2차 관통부와 체결될 수 있게 그 내주에 형성된 관통공과 그 외주 측면에 구배진 단턱이 형성되어 상기 굴삭기에 구비된 아암(ARM)의 선단에 형성된 아암단턱에 위치되는 버켓체결부 및 상기 버켓체결부의 단턱 끝단에 결합되며 판형상으로 그 양측면에 평행되게 위치되는 측판부 와 원통형상으로 그 측판부들의 중앙에 수직으로 체결되는 원통관으로 구비되어 상기 아암 선단의 삽입구에 삽입되는 몸체부로 구성되되, 이를 주조방법에 의한 일체형으로 성형시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 주조공법의 굴삭기 아암 프론트 제작 방법은 (a) 주조공법으로 생산 가능토록 일체형 주조품 구조로 도면을 제작하는 설계단계와, (b) 상기 (a)의 도면을 토대로 상하분리 정반형과 중자부를 사형주조공법으로 하되 일부는 중자부는 쉘금형으로 제작하는 목금형제작단계와, (C) 내구성과 용접이 가능토록 합금강 주조로 생산시키며 합금원소 및 합금중량비를 C(탄소)0.17 내지 0.22%와, SI(규소)0.3 내지 0.5%와, Mn(망간)0.9 내지 1.2%와, Cr(크롬)0.1 내지 0.2%와, Ni(니켈)0.5 내지 1.0%와, Mo(몰리브덴)0.06 내지 1.0%와, Fe(철)의 최대 97.97% 또는 최소 95.88%으로 구성되는게 바람직하며 용해의 온도를 1600 내지 1650℃에서 출탕시켜 1580 내지 1620℃에서 주입시키는 주조단계와, (d)상기 (c)를 거쳐 사상된 제품을 전기로에 장입 후 900 내지 930°로 가열시켜며 이를 냉수에 담금질 처리 후 다시 500 내지 600°로 재가열시켜는 열처리단계 및 (e)상기 (d)를 거친 제품을 굴삭기 아암 선단에 취부될 수 있도록 보링, 면삭, 드릴, 탭가공을 시키는 기계가공단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주조공법으로 제작된 굴삭기 아암 프론트 및 그 제작 방법을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 주조공법으로 제작된 굴삭기 아암 프론트 및 그 제작 방법을 도시한 것으로, 도 1은 종래의 굴삭기 아암 프론트의 결합사시도를 도 2는 본 발명의 주조공법으로 제작된 굴삭기 아암 프론트의 사시도를 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 사시도를 도 4는 굴삭기 아암 프론트 제작 방법의 공정도를 각각 나타낸 것이다.

상기 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 주조공법으로 제작된 굴삭기 아암 프론트 및 그 제작 방법은 아암 프론트(ARM FRONT)(10)와, 전방보스(12)와, 측면판(14)과, 체결공(15)과, 연결보스(16)와, 이음부(18)와, 아암(ARM)(20)과, 아암단턱(21)과, 유압부(22)와, 연결부(24)와, 버켓(BUCKET)(30)과, 버켓헤드(BUCKET HEAD)(32)와, 1차 관통부(34)와, 2차 관통부(36)와, 버켓체결부(40)와, 관통공(42)과, 단턱(44)과, 몸체부(50)와, 측판부(52)와, 원통관(54)과, 주조공법으로 제작된 굴삭기 아암 프론트(100)를 포함하고 있다.

상기 버켓체결부는(40),

굴삭기 버켓(BUCKET)(30)의 일측에 구비된 버켓헤드(BUCKET HEAD)(32)에 형성된 2차 관통부(36)에 위치되며 원통형상으로 상기 2차 관통부(36)와 체결될 수 있게 그 내주에 형성된 관통공(42)과 그 외주 측면에 구배진 단턱(44)이 형성되어 상기 굴삭기에 구비된 아암(ARM)(20)의 선단에 형성된 아암단턱(21)에 위치된다.

상기 몸체부(50)는,

상기 버켓체결부(40)의 단턱(44) 끝단에 결합되며 판형상으로 그 양측면에 평행되게 위치되는 측판부(52)와 원통형상으로 그 측판부(52)들의 중앙에 수직으로 체결되는 원통관(54)으로 구비되며 다시 원통관(54)은 상기 아암에 구비되어 동력을 전달시키는 유압부(22)의 1차유압체결공(27)과 연결부(24)로 결합되고 유압 부(22)에 구비된 2차유압체결공(28)은 상기 버켓헤드(32)의 1차관통부(34)에 결합되어 상기 버켓(30)의 상하 움직임을 가능케하는 중심점이 되어 상기 몸체부(50)는 아암(20) 선단의 삽입구(26)에 삽입된다.

즉, 상기 버켓체결부(40)와 몸체부(50)을 주조방식에 의한 일체형으로 성형시킨다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 주조공법으로 제작된 굴삭기 아암 프론트를 다음과 같이 설명한다.

먼저, 도 2 내지 도 3 도시된 바와 같이, 주조공법으로 제작된 굴삭기 아암 프론트(100)는 굴삭기의 동력을 전달시키는 아암(20)과 지표면을 굴착시키거나 굴착토를 수용시킬 수 있는 버켓(30)을 결합시키기 위한 것으로 많은 힘과 충격을 받기에 그 제원 또한 뛰어나야 한다. 그러므로 버켓헤드(32)에 형성된 2차 관통부(36)에 결합되는 원통형상으로 그 내주에 형성된 관통공(42)과 그 외주 측면에 구배진 단턱(44)이 형성된 버켓체결부(40)와 상기 아암(20) 선단에 구비된 삽입구(26)에 삽입되며 상기 버켓체결부(40)의 단턱(44) 끝단에 결합되며 판형상으로 그 양측면에 평행되게 위치되는 측판부(52)와 원통형상으로 그 측판부(52)들의 중앙에 수직으로 체결되는 원통관(54)으로 구비된 몸체부(50)을 용접 또는 그와 같은 결합이 아닌 주조방식에 의한 하나의 일체형으로 성형시켜 제조원가 및 용접공정으로 인한 불량률 감소와 용접공정 배제로 인한 품질향상 및 장비의 수명을 연장할 수 있는 것이다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 주조공법의 굴삭기 아암 프론트 제작 방법을 다음과 같이 설명한다.

먼저, 주조공법으로 생산 가능하게 각 부위별 두께 및 형상을 고려하여 일체형주조품 구조로 설계시켜 재질은 내구성이 강하면서 용접 가능한 성분을 첨가하여 합금강으로 제조시켜 현재의 일반 철판재질보다 내마모성, 내충격성 및 내구성을 향상시키는 합금주조강종으로 설계한다.(설계단계, S1)

이어서, 상기 설계도면을 근거하여 합금원소의 주강주조가 가능하도록 주조방안을 설정시켜 압탕의 크기 및 수량, 설치위치, 주입구의 위치 및 형태를 충분히 고려시켜 형을 제작하며 제작 형태는 상하분리 정반형과 중자부를 하며 이를 모형(Pattern)을 이용하여 탕구계를 포함하는 모래 주형(Sand mold)을 만들고, 여기에 용탕을 채운 후 응고시켜 주형을 깨어 주물을 꺼내는 사형주조공법(Sand casting)으로 시행하되 일부 중자부는 모형을 철강, 알루미늄으로 제작, 이형제로 코팅시켜 열경화성수지를 섞은 미세모래를 날린 후 경화시켜 만든 쉘을 주형으로 사용하는 쉘금형으로 제작하여 생산이 용이할 수 있도록 제작한다.(목금형제작단계, S2)

이어서, 제품의 사용처 조건을 고려하여 내구성과 용접이 가능토록 합금강 주조로 생산시키며 합금원소 및 합금중량비를 C(탄소)0.17 내지 0.22%와, SI(규소)0.3 내지 0.5%와, Mn(망간)0.9 내지 1.2%와, Cr(크롬)0.1 내지 0.2%와, Ni(니켈)0.5 내지 1.0%와, Mo(몰리브덴)0.06 내지 1.0%와, Fe(철)의 최대 97.97% 또는 최소 95.88%으로 구성되는게 바람직하며용해의 온도를 1600 내지 1650℃에서 출탕시켜 1580 내지 1620℃에서 주입시킨다.(주조단계, S3)

이어서, 상기 주조단계(S3)를 거친 사상된 제품을 전기로에 장비시켜 900 내지 930°로 가열시켜 이를 냉수에 담금질 처리시켜 내구성을 향상시키며 이를 다시 500 내지 600°로 재가열시켜 주조에서 발생되는 응력조직을 균일화시켜 인성을 향상시키고 가공성을 용이하게 한다.(열처리단계, S4)

이어서, 상기 열처리단계(S4)를 거쳐 표면처리된 제품을 보링가공기에서 굴삭기에 구비된 아암(20) 선단에 취부될 수 있도록 보링, 면삭, 드릴, 탭가공을 한다.(기계가공단계, S5)

상술한 과정에서 얻어진 주조공법으로 제작된 굴삭기 아암 프론트(100)는 현재의 일반 철판재질보다 내마모성, 내충격성 및 내구성이 우수한 합금주조강종으로서, 굴삭기의 동력을 전달시키는 아암(20)과 지표면을 굴착시키거나 굴착토를 수용시킬 수 있는 버켓(30)을 결합시키기 위한 것으로 많은 힘과 충격을 받기에 그 사용처에 적합하다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 주조공법으로 제작된 굴삭기 아암 프론트 및 그 제작 방법에 의하면, 주조공법으로 아암 프론트의 일체형 생산으로 인한 제조원가 및 용접공정으로 인한 불량률 감소와 용접공정 배제로 인한 품질향상 및 장비 수명의 연장과 제작 부품 및 공정 단순화로 생산중에 있는 상품과 생산이 완료된 완성품의 리드타임(LEAD TIME)이 단축되며 불필요 부품의 감소로 작업장 및 부품 적치장 공간을 타용도로 활용할 수 있어 생산성을 올릴 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것이며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

굴삭기 버켓(BUCKET)(30)의 일측에 구비된 버켓헤드(BUCKET HEAD)(32)에 형성된 2차 관통부(36)에 위치되며 원통형상으로 상기 2차 관통부(36)와 체결될 수 있게 그 내주에 형성된 관통공(42)과 그 외주 측면에 구배진 단턱(44)이 형성되어 상기 굴삭기에 구비된 아암(ARM)(20)의 선단에 형성된 아암단턱(21)에 위치되는 버켓체결부(40); 및

상기 버켓체결부(40)의 단턱(44) 끝단에 결합되며 판형상으로 그 양측면에 평행되게 위치되는 측판부(52)와 원통형상으로 그 측판부(52)들의 중앙에 수직으로 체결되는 원통관(54)으로 구비되어 상기 아암(ARM)(20) 선단의 삽입구(26)에 삽입되는 몸체부(50);로 구성되되 이를 주조방법에 의한 일체형으로 성형시키는 것을 특징으로 하는 주조공법으로 제작된 굴삭기 아암 프론트.
(a) 주조공법으로 생산 가능토록 일체형 주조품 구조로 도면을 제작하는 설계단계;

(b) 상기 (a)의 도면을 토대로 상하분리 정반형과 중자부를 사형주조공법으로 하되 일부는 중자부는 쉘금형으로 제작하는 목금형제작단계;

(C) 내구성과 용접이 가능토록 합금강 주조로 생산시키며 합금원소 및 합금중량비를 C(탄소)0.17 내지 0.22%와, SI(규소)0.3 내지 0.5%와, Mn(망간)0.9 내지 1.2%와, Cr(크롬)0.1 내지 0.2%와, Ni(니켈)0.5 내지 1.0%와, Mo(몰리브덴)0.06 내지 1.0%와, Fe(철)의 최대 97.97% 또는 최소 95.88%으로 구성되는게 바람직하며 용해의 온도를 1600 내지 1650℃에서 출탕시켜 1580 내지 1620℃에서 주입시키는 주조단계;

(d)상기 (c)를 거쳐 사상된 제품을 전기로에 장입 후 900 내지 930°로 가열시켜며 이를 냉수에 담금질 처리 후 다시 500 내지 600°로 재가열시켜는 열처리단계; 및

(e)상기 (d)를 거친 제품을 굴삭기 아암 선단에 취부될 수 있도록 보링, 면삭, 드릴, 탭가공을 시키는 기계가공단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 주조공법의 굴삭기 아암 프론트 제작 방법.