KR20100130465A - 주형제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주물을 주조하는 주형을 대량으로 제조할 수 있도록 기체(2)와; 상기 기체(2)에 마련되며 주형사가 수용된 호퍼(3)와: 상기 호퍼(3)의 하측에 마련되어 호퍼(3)에서 주형사를 공급받아 저장하도록 상부에 유입공(8)이 형성되고 저면에 배출공(9)이 구비된 상자형상의 공급조(10)를 가지며 상기 공급조(10)는 기체(2)상에서 수평 및 수직상으로 왕복이동되어 주형사를 운반하는 주형사공급수단과; 상기 공급조(10)의 전방 하부에 위치하고 내부에 주물의 모형(16)이 마련되며 공급조(10)에서 자유 낙하되는 주형사를 공급받아 주형(M)을 성형하는 형틀(17)과 상기 형틀(17)의 상부를 수직상으로 개폐하며 공급조(10)에서 낙하되는 주형사가 통과되는 통공(19)이 형성된 뚜껑(18)과 상기 형틀(17)의 외주면에 마련된 전열부재(20)를 가진 성형수단과; 상기 성형수단의 하부에 위치하며 승강되는 받침봉(25)을 가지어 상기 형틀(17)에 성형된 주형(M)을 형틀(17)에서 분리하는 분리수단과; 상기 주형사공급수단의 높이 이상으로 성형수단과 수직상에 위치되며 상기 공급조(10)에 고압의 공기를 인가하여 공급조(10)에 충진된 주형사를 형틀(17)의 내부로 가압하는 고압인가수단을 가지는 주형제조장치에 관한 것이다.

주형, 주물, 사형, 금형, 주조.

Description

주형제조장치{A Equipment for Production of The Mold}

본 발명은 주물을 주조하는것에 사용되는 주형을 제조하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 정밀한 주물을 주조하는 주형인 일회성의 주형(砂型)을 대량으로 제조함으로서 생산성의 향상은 물론 주물제조의 자동화를 이룰 수 있도록 된 주형제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 주형은 주물을 주조할 때 용해된 소재를 주입하여 주물을 만드는데 사용되는 틀로서, 구성하는 재료에 따라 모래로 된 사형(砂型)과 금속으로 된 금형(金型)으로 구분된다.

본 발명은 상기의 주형 가운데 일회용 주형으로 널리 이용되는 사형(砂型)에 관한 것으로, 종래에는 상자형상의 사각틀의 내부에 주물의 형태를 가지는 모형을 위치시킨 후 모래(주형사(鑄型沙))를 투입한 후 굳힌 다음 상기 틀에서 분리하여 주형을 제조하였다.

이와 같이 제조된 주형에 주물의 소재가 용해된 재료를 주입한 후 굳히면 제조하고자 하는 주물이 완성된다.

상기에서 주형의 제조는 수작업으로 이루어지고 있는 실정이다.

따라서 정밀주조가 가능한 사형(砂型)의 경우에는 소량의 정밀 주조를 할 때 널리 이용된다.

그러나 종래에는 정밀한 주물을 주조할 수 있는 사형(砂型)의 주형이 일일이 수작업을 통해 제조되기 때문에 생산성이 떨어져 비경제적인 문제점이 있었다.

따라서 정밀한 주물의 대량생산이 어려워 자동화가 불가능한 문제점이 유발되었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 정밀한 주물을 주조하는 주형인 일회성의 사형(砂型)을 대량으로 제조함으로서 생산성의 향상은 물론 주물제조의 자동화를 이룰 수 있도록 된 주형제조장치를 제공하는 것에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주형제조장치는 기체와, 상기 기체에 마련되며 주형사가 수용된 호퍼와, 상기 호퍼의 하측에 마련되어 호퍼에서 주형사를 공급받아 저장하는 상자형상의 공급조를 가지며 상기 공급조는 기체상에서 수평 및 수직상으로 왕복이동되어 주형사를 운반하는 주형사공급수단과, 상기 공급조의 전방 하부에 위치하고 내부에 주물의 모형이 마련되며 공급조에서 자유 낙하되는 주형사를 공급받아 주형을 성형하는 형틀과 상기 형틀의 상부를 수직상으로 개폐하며 공급조에서 낙하되는 주형사가 통과되는 통공이 형성된 뚜 껑과 상기 형틀의 외주면에 마련된 전열부재를 가진 성형수단과, 상기 성형수단의 하부에 위치하며 승강되는 받침봉을 가지어 상기 형틀에 성형된 주형을 형틀에서 분리하는 분리수단과, 상기 주형사공급수단의 높이 이상으로 성형수단과 수직상에 위치하며 상기 공급조에 고압의 공기를 인가하여 공급조에 충진된 주형사를 형틀의 내부로 가압하는 고압인가수단으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 주형제조장치는 정밀한 주물을 주조하는 일회성의 사형(砂型)을 대량으로 제조할 수 있어, 정밀제품의 제조에 대한 생산성의 향상은 물론 주물제조의 자동화를 이룰 수 있어, 경제적인 효과를 가진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 의한 주형제조장치는 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 10은 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 주형제조장치를 보인 도면으로서, 본 실시예의 주형제조장치(1)는 기체(2)와, 상기 기체(2)의 후측 상부에 설치되며 주형사를 공급받아 수용하는 호퍼(3)를 가진다.

또한 상기 호퍼(3)의 하부에는 주형사가 자유낙하되어 배출되는 공급공(4)이 형성되어 있으며, 상기 공급공(4)을 개폐하는 개폐판(5)이 구비되어 있다.

그리고 상기 개폐판(5)과 호퍼(3)의 사이에는 탄성스프링(6)이 탄지되어 있어 개폐판(5)이 탄성력을 인가받아 공급공(4)을 폐쇄한다.

또한 상기 개폐판(5)의 측면에는 스톱봉(7)이 구비되어 있어, 개폐판(5)이 인가된 탄성력에 의해 호퍼(3)에서 이탈되는 것을 방지한다.

그리고 상기 호퍼(3)의 하측에는 주형사공급수단이 구비되어 있으며, 상기 주형사공급수단은 호퍼(3)에서 주형사를 공급받아 저장하도록 상부에 유입공(8)이 형성되며 하부에는 배출공(9)이 구비된 상자형상의 공급조(10)를 가진다.

상기 공급조(10)는 기체(2)상에서 전후방으로 수평이동되는 고정틀(11)에 구비된 승강실린더(12)의 로드에 고정되어 상하왕복된다.

그리고 상기 고정틀(11)의 양측부에는 롤러(13)가 마련되어 기체(2)에 구비된 레일(14)을 가이드한다.

이때 상기 고정틀(11)의 일부위에는 상기 기체(2)에 고정된 왕복실린더(15)의 로드가 체결되어 고정틀(11)이 레일(14)을 가이드하면서 전후방으로 왕복된다.

상기 공급조(10)의 전방 하부의 기체(2)상의 위치에는 상기 공급조(10)를 통해 공급된 주형사를 공급받아 주형을 성형하는 성형수단이 구비된다.

상기 성형수단은 내부에 모형(16)이 마련되어 공급조(10)에서 자유 낙하되는 주형사를 공급받아 주형을 성형하는 형틀(17)이 구비된다.

그리고 상기 형틀(17)의 상측에는 형틀(17)의 상부를 수직상으로 개폐하는 뚜껑(18)이 구비된다.

또한 상기 뚜껑(18)에는 공급조(10)에서 낙하되는 주형사가 통과되는 통공(19)이 형성되어 주형사가 통공(19)을 경유하여 형틀(17)의 내부로 유입된다.

그리고 상기 형틀(17)의 외주면에는 전원을 인가받아 발열을 함으로써 형틀(17)의 내부에 충진된 주형사를 가열하는 전열부재(20)가 마련되어 주형(M)이 가 열 성형된다.

또한 상기 형틀(17)은 기체(2)에 탈부착되며 상하가 관통된 지그틀(21)에 고정되며, 상기 지그틀(21)의 측면에는 상기 기체(2)에 구비된 가이드레일(22) 상에서 가이드되어 이동되는 이동롤러(23)가 구비된다.

따라서 형틀(17)의 교체를 용이하게 할 수 있다.

또한 상기 성형수단의 하부에는 승강되어 상기 형틀(17)의 바닥면에 형성된 관공(24)을 관통하여 통과되는 받침봉(25)을 가지어 상기 형틀(17)에 성형된 주형(M)을 형틀(17)에서 분리하는 분리수단이 구비된다.

상기 받침봉(25)은 기체(2)에 마련된 상하실린더(26)에 의해 승하강되는 승강판(27)에 고정되어 승강판(27)의 승하강에 따라 형틀(17)의 내부를 출몰하여 형틀에 성형된 주형(M)을 분리한다.

그리고 상기 승강판(27)과 상기 뚜껑(18)은 가이드봉(28)으로 연결되어 승강판(27)의 승하강에 따라 받침봉(25)과 뚜껑(18)이 동시에 승하강된다.

따라서 주형(M)이 형틀(17)의 상부로 분리될 때 동시에 뚜껑(18)이 상승되어 형틀(17)의 상부가 개방된다.

또한 상기 주형사공급수단의 높이 이상으로 성형수단에서 수직상의 위치에는 고압인가수단이 구비되어 상기 공급조(10)에 고압의 공기를 인가함으로서 공급조(10)에 충진된 주형사가 형틀(17)의 내부로 가압되어 주입된다.

그리고 상기 고압인가수단은 고압의 공기압을 발생하는 고압펌프(29)와, 상기 고압펌프(29)에서 발생된 고압의 공기를 토출하는 토출관(30)과, 상기 토출 관(30)을 상기 공급조(10)의 유입공(8)에 밀착시키도록 승하강시키는 근접실린더(31)와, 상기 토출관의 상승위치를 감지하는 감지센서(32)로 이루어진다.

즉 상기 토출관(30)은 상기 공급조(10)가 하강하여 상기 뚜껑(18)의 상부면과 밀착될 때 동시에 하강하여 공급조(10)의 유입공(8)의 상면에 밀착되어 고압의 공기가 외부로 누출되지 않는다.

따라서 상기 토출관(30)의 하단은 상기 유입공(8)의 내주면을 수용할 수 있는 폭을 가진다.

그리고 상기한 토출관(30)의 저면테두리에는 패킹부재(33)가 구비되어 밀폐성을 높인다.

상기와 같이 이루어진 본 실시예의 주형제조장치의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 별도의 장치를 이용하여 상기 호퍼(3)에 주형사를 공급하여 충진한다.

상기와 같이 호퍼(3)에 주형사가 충진되면 도 2 및 도 6에서 도시된 바와 같이 호퍼(3)의 하부에 상기 공급조(10)를 위치시킨다.

이때 상기 공급조(10)는 고정틀(11)상에서 최대 상승 위치에 위치하며 상기 왕복실린더(15)에 의해 수평이동되는 고정틀(11)의 이동에 따라 호퍼(3)의 하부로 이동된다.

이와 같이 호퍼(3)의 하부로 이동될 때 도 6에서 도시된 바와 같이 공급조(10)의 상부면이 상기 호퍼(3)의 저면에 구비된 개폐판(5)을 가압하여 개폐판(5)이 밀리면서 공급공(4)이 개방된다.

따라서 공급공(4)의 개방에 따라 공급조(10)에 충진된 주형사가 자유낙하하게 된다.

이와 같이 공급조(10)의 상부면이 개폐판(5)을 가압하여 공급공(4)을 개방하면 공급공(4)과 공급조(10)의 유입공(8)은 수직상으로 일치하여 공급공(4)을 통해 자유낙하된 주형사는 유입공(8)을 경유하여 공급조(10)의 내부로 충진된다.

그리고 공급조(10)의 내부로 충진되는 주형사는 상기 공급조(10)의 저면에 형성된 배출공(9)을 통해 유출되지 않는 정도의 응집력을 가지고 있어, 무단으로 배출되지 않고 공급조(10)의 내부에 수용된 상태를 유지한다.

상기와 같이 공급조(10)의 내부에 주형사가 충진되면 도 3에서 도시된 바와 같이 왕복실린더(15)가 작동되어 상기 고정틀(11)이 전방으로 이동된다.

따라서 고정틀(11)에 고정된 공급조(10)가 전방으로 이동되면서 도 6에서 도시된 바와 같이 개폐판(5)은 공급조(10)에 의해 가압된 가압력이 사라짐과 동시에 탄성스프링(6)에 의해 원위치로 복귀하여 공급공(4)을 폐쇄하여 호퍼(3)에서 주형사가 누출되지 않는다.

그리고 상기 공급조(10)가 왕복실린더(15)에 의해 전방으로 이동하여 상기 성형수단과 고압인가수단의 사이에 위치하면, 도 4 및 도 7에서 도시된 바와 같이 상기 승강실린더(12) 및 근접실린더(31)가 작동을 하여 공급조(10) 및 토출관(30)이 하강을 하여 토출관(30)의 하단과 공급조(10)의 유입공(8)이 밀착된 상태에서 공급조(10)의 저면이 상기 뚜껑(18)의 상면에 밀착된다.

이때 상기 공급조(10)의 배출공(9)과 뚜껑(18)의 통공(19)은 서로 연통되게 일치된다.

이와 같이 공급조(10)가 하강하여 뚜껑(18)의 상면에 밀착되면 도 8 및 도 9에서 도시된 바와 같이 공급조(10)에 고압의 공기를 인가하면 공급조(10)의 내부에 충진된 주형사가 가압되어 배출공(9)과 통공(19)을 경유하여 형틀(17)의 내부로 공급된다.

그리고 상기 형틀(17)의 내부로 공급되는 주형사는 상기 형틀(17)의 바닥면에 형성된 관공(24)을 통해 누출되지 않을 정도의 응집력을 가져 무단으로 누출되지 않는다.

이때 공급조(10)에 인가되는 고압의 공기는 상기 고압펌프(29)에 의해 발생되어 토출관(30)을 통해 유입되고 형틀(17)에 유입된 주형사는 거듭 인가된 고압의 공기에 의해 가압되어 조밀하게 뭉쳐진다.

상기와 같이 형틀(17)의 내부로 공급된 주형사가 형틀(17)의 내주면과 모형(16)의 외주면의 사이에 조밀하게 충진되면, 상기 전열부재(20)는 전원을 인가받아 발열을 하여 형틀(17)의 내부를 가열하고, 이에 따라 주형사가 가열되어 주형(M)이 성형된다.

상기와 같이 주형(M)의 제조가 완료되면 승강실린더(12) 및 근접실린더(31)가 작동을 하여 상기 토출관(30) 및 공급조(10)를 원위치로 상승시킨다.

이와 같이 공급조(10)가 상승하여 원위치되면 상기 왕복실린더(15)가 작동을 하여 고정틀(11)을 원위치시키고, 이에 따라 공급조(10)가 상기 호퍼(3)의 하부에 위치하면서 개폐판(5)을 재 가압하여 공급공(4)이 개방된다.

이에 따라 상기 공급조(10)에는 공급공(4)을 통해 새로운 주형사가 유입되어 충진된다.

상기와 같이 공급조(10)가 호퍼(3)의 하부로 이동됨과 동시에 도 5 및 도 10에서 도시된 바와 같이 상기 상하실린더(26)가 작동되어 상기 승강판(27)을 상승시킨다.

이와 같이 승강판(27)이 상승되면 상기 승강판(27)에 고정된 받침봉(25)과 상기 승강판(27)과 가이드봉(28)에 의해 연결된 뚜껑(18)이 상승된다.

따라서 상기 뚜껑(18)은 형틀(17)에서 수직상승하여 형틀(17)의 내부를 개방함과 동시에 상기 받침봉(25)이 형틀(17)의 관공(24)을 통해 형틀(17)의 내부를 관통한다.

이에 따라 받침공(25)은 형틀(17)의 내부에 위치된 주형(M)을 받치면서 상승시켜 형틀(17)에서 분리시킨다.

이와 같이 형틀(17)의 상부로 분리된 주형(M)을 별도의 장치 또는 수작업에 이해 빼내어 다음 주조공정으로 운반한 후 주조작업을 수행하면 주물이 제조된다.

그리고 형틀(17)에서 주형(M)의 분리가 완료되면 상기 상하실린더(26)에 의해 승강판(27)이 하강하여 원위치되어 상기 뚜껑(18)은 형틀(17)의 상부를 폐쇄하고, 상기 받침봉(25)은 상기 형틀(17)의 내부에서 이탈된다.

상기와 같은 작동을 순차적으로 재적용하면 또 다른 주형들이 순차적으로 제조되어 대량생산된다.

도 1은 본 발명에 따른 일 실시예에 의한 주형제조장치를 보인 정면 예시도,

도 2는 도 1에 도시된 본 실시예의 주형제조장치를 보인 일부 절취 측면 예시도.

도 3 내지 도 5은 본 실시예의 주형제조장치의 작동상태를 보인 일부 절취 측면 예시도,

도 6은 본 실시예의 주형제조장치의 일부를 발췌한 사용상태 단면 예시도,

도 7 내지 도 10은 본 실시예의 주형제조장치의 일부를 발췌한 작용 예시도,

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 주형제조장치, 2 : 기체,

3 : 호퍼, 4 : 공급공,

5 : 개폐판, 6 : 탄성스프링,

7 : 스톱봉, 8 : 유입공,

9 : 배출공, 10 : 공급조,

11 : 고정틀, 12 : 승강실린더,

13 : 롤러, 14 : 레일,

15 : 왕복실린더, 16 : 모형,

17 : 형틀, 18 : 뚜껑,

19 : 통공, 20 : 전열부재,

21 : 지그틀, 22 : 가이드레일,

23 : 이동롤러, 24 : 관공,

25 : 받침봉, 26 : 상하실린더,

27 : 승강판, 28 : 가이드봉,

29 : 고압펌프, 30 : 토출관,

31 : 근접실린더, 32 : 감지센서,

33 : 패킹부재, M : 주형.

Claims (6)

1. 기체와;

   상기 기체에 마련되며 주형사가 수용된 호퍼와;

   상기 호퍼의 하측에 마련되어 호퍼에서 주형사를 공급받아 저장하도록 상부에 유입공이 형성되고 저면에 배출공이 구비된 상자형상의 공급조를 가지며 상기 공급조는 기체상에서 수평 및 수직상으로 왕복이동되어 주형사를 운반하는 주형사공급수단과;

   상기 공급조의 전방 하부에 위치하고 내부에 주물의 모형이 마련되며 공급조에서 자유 낙하되는 주형사를 공급받아 주형을 성형하는 형틀과 상기 형틀의 상부를 수직상으로 개폐하며 공급조에서 낙하되는 주형사가 통과되는 통공이 형성된 뚜껑과 상기 형틀의 외주면에 마련된 전열부재를 가진 성형수단과;

   상기 성형수단의 하부에 위치하며 승강되는 받침봉을 가지어 상기 형틀에 성형된 주형을 형틀에서 분리하는 분리수단과;

   상기 주형사공급수단의 높이 이상으로 성형수단과 수직상에 위치되며 상기 공급조에 고압의 공기를 인가하여 공급조에 충진된 주형사를 형틀의 내부로 가압하는 고압인가수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 주형제조장치
2. 제1항에 있어서,

   상기한 호퍼의 저면에는 공급공이 형성되고 상기 공급공은 탄성스프링에 의 해 기체상에서 탄지되고 상기 공급조의 상부면에 의해 가압되어 개방되며 호퍼와의 사이에 탄지된 탄성스프링의 탄성력에 의해 복귀되는 개폐판에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 주형제조장치
3. 제1항에 있어서,

   상기한 주형사공급수단은 상기한 공급조와, 상기 공급조가 일위차에 구비된 승강실린더에 의해 승강되도록 결합된 고정틀과, 상기 고정틀의 양측부에 마련되어 기체에 구비된 레일을 가이드하는 롤러와, 상기 기체에 마련되며 로드의 종단에 상기 고정틀이 고정되어 고정틀을 수평왕복시키는 왕복실린더로 이루어진 것을 특징으로 하는 주형제조장치
4. 제1항에 있어서,

   상기한 성형수단의 형틀은 상기 기체에 탈부착되며 상하가 관통된 지그틀에 고정되며, 상기 지그틀의 측면에는 상기 기체에 구비된 가이드레일 상에서 가이드되어 이동되는 이동롤러가 구비된 것을 특징으로 하는 주형제조장치
5. 제1항에 있어서,

   상기한 분리수단의 받침봉은 기체에 마련된 상하실린더에 의해 승하강되는 승강판에 고정되며, 상기 승강판과 상기 뚜껑은 가이드봉으로 연결되어 승강판의 승하강에 따라 받침봉과 뚜껑이 동시에 승하강되는 것을 특징으로 하는 주형제조장 치
6. 제1항에 있어서,

   상기한 고압인가수단은 고압의 공기압을 발생하는 고압펌프와, 상기 고압펌프에서 발생된 고압의 공기를 토출하는 토출관과, 상기 토출관을 상기 공급조의 유입공에 밀착시키도록 승하강시키는 근접실린더와, 상기 토출관의 상승위치를 감지하는 감지센서로 이루어진 것을 특징으로 하는 주형제조장치

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