KR20110003332A

KR20110003332A - 하나의 피스로 된 주조 공구의 콤퍼지트 주조용 주형 및 주조 방법

Info

Publication number: KR20110003332A
Application number: KR1020107022340A
Authority: KR
Inventors: 크리스터 스벤손; 토마스 닐슨
Original assignee: 케미토 에이비
Priority date: 2008-03-06
Filing date: 2009-03-05
Publication date: 2011-01-11
Also published as: EP2265401A1; US20110185857A1; SE0800522L; CN101970152A; BRPI0908742A2; WO2009110832A1; KR101571187B1; CN104827012A; JP2011513069A; JP5755452B2; US8528624B2; SE534016C2

Abstract

강의 작동 부품(17) 및 회주철의 바디(18)를 가진, 공구의 하나의 피스로 된 주조용 주형은 강에 대한 제1 주형 공동 부분(4) 및 회주철에 대한 제2 주형 공동 부분(5)을 가지며, 그들 사이에 상호 연결 영역이 있다. 섹션들(4,5) 사이의 분할 평면은 편평하고 수평하며 상호 연결 영역에 배치된다. 덕트(12)는 제1 부분(4)으로부터 강의 가능한 잉여물을 위한 수용 공간(11)으로 인도한다. 강의 작동 부품(17) 및 회주철의 바디(18) 및 그들 사이의 상호 연결 영역을 가진 공구의 하나의 피스로 된 주조 방법에서, 강은 제1 주형 공동 부분(4)에서 주조되며 회주철은 제2 주형 공동 부분(5)에서 주조된다. 주형 공동 섹션들 사이의 분할 평면(3)은 편평하고 수평하다. 강의 잉여물을 위한 수용 공간(11)은 강이 분할 평면(3)의 레벨의 제1 주형 공동 부분(4)으로부터 수용 공간으로 흐르도록 허용하기 위해 제공된다.

Description

하나의 피스로 된 주조 공구의 콤퍼지트 주조용 주형 및 주조 방법{A MOULD AND A METHOD OF COMPOSITE CASTING OF A ONE PIECE CAST TOOL}

본 발명은, 강으로 제조되며 공구의 작동 부품을 포함하는 적어도 하나의 제1 부분 및 회주철로 제조되며 공구의 바디 부분을 포함하는 제2 부분을 포함하며, 상기 공구가 강에 대한 적어도 하나의 제1 주형 공동 부분 및 회주철용 제2 주형 공동 부분을 가지며 강 및 회주철 사이에 하나 이상의 상호 연결 영역이 있는, 하나의 피스로 된 주조 공구의 콤퍼지트 주조용 주형에 관한 것이다.

또한, 본 발명은, 강으로 제조되며 공구의 작동 부품을 포함하는 적어도 하나의 제1 부분 및 회주철로 제조되며 공구의 바디 부품을 포함하는 제2 부분을 포함하며, 제1 부분은 하나 이상의 제1 주형 공동 부분에서 주조되며 제2 부분은 주형의 제2 주형 공동 부분에서 주조되는, 하나의 피스로 된 주조 공구의 콤퍼지트 주조 방법에 관한 것이다.

예컨대 프레싱, 절단 및 유사한 가공 작동 등의, 시트 금속가공을 위한 공구의 제조에서, 하나 이상의 작동 부품들, 즉 실제의 가공 작동을 실행하기 위한 부품들이 제공되어 있는 공구 바디를 분리하여 제조하는 것이 종래에 실시되고 있었다. 공구 바디의 제조는 채용된 재료 구성을 가진 적절한 치수의 시트 재료로 된 개시 재료를 취하여 회주철의 주조 또는 용접에 의해 시행될 수 있다.

주조 공구 바디를 포함하는 다른 예에 있어서, 주조 후에 공구 바디의 열처리가 종종 요구되며, 작동 부품 또는 작동 부품들을 보유하기 위해 필수적인 시트들, 안내 축들 및 볼트들에 대한 구멍들을 만들어 내고, 또한 기계에 공구를 고정시킬 수 있도록 하기 위한 기계가공이 이어지게 된다.

공구가 설계되어 구성되기 위한 가공 작동들을 실행하기 위해 작동 부품 또는 부품들을 제조함에 있어서, 출발점은 종종 바 재료이며, 고정 볼트들, 안내 축용 구멍 등이 제공되는, 올바른 형태로 작동 부품들이 기계가공된다. 그 후, 열처리 및 예컨대 그라인딩 등의 부가적인 기계가공이 뒤이어진다.

상기한 방식의 공구 제조는 극히 시간 소모적이고 고가이며 따라서 종종 새로운 제품들을 제조하도록 요구되는 시간 소모를 결정지어야 한다.

또한, 하나의 연속적인 피스로 공구를 콤퍼지트 주조하기 위한 기술이 종래 알려져 있으며, 이 공구는 강으로 제조된 하나 이상의 작동 부품 및 회주철로 제조된 바디 부품을 가진다. 이러한 공구 및 그의 제조 방법이 WO 03/041895에 기재되어 있다.

이 발행물에 따르면, 강 및 회주철은 하나의 동일한 주형에서 주조되며, 두 개의 재료들 사이의 인터페이스 영역에 상호 연결 영역이 형성된다.

WO 03/041895에 기재된 바와 같은 기술을 이용하면, 강 및 회주철 사이에서 형성되는 상호 연결 영역의 위치를 올바르게 알아내기에 심각한 어려움이 따른다. 이 결과로 상호 연결 영역은, 예컨대, 큰 표면적 차이가 발생하며, 때로 기계적 강도에 상당한 문제들이 생기는, 공구의 부분들에 배치된다. 또한, 큰 온도차가 발생하는 위치들에 상호 연결 영역이 도달하면, 이러한 차이들이 상호 연결 영역의 품질에 크게 영향을 미치기 때문에, 문제들이 발생된다.

본 발명의 목적은 종래 기술의 결점들이 해소되도록 주형을 설계하고 주조하는 방법을 제공하는 것이다. 따라서, 본 발명의 목적은, 정확한 방식으로, 강 및 회주철 사이에 형성된 상호 연결 영역을 위치시킴으로써, 매우 안정적으로, 올바른 위치에서 표면 부분 중 가능한 한 많은 곳에 걸쳐 제어 가능한 온도를 가지도록 하기 위한 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 사용되는 강의 량을 최소화하는 것이다.

본 발명의 기초를 형성하는 상기 목적들은, 제1 및 제2 주형 섹션들 사이의 분할 평면이 편평하고, 주형의 사용 위치에서, 수평하며 상호 연결 영역의 의도된 위치에 배치되며, 제1 주형 공동 부분으로부터 하나 이상의 러너 또는 덕트가 강의 가능한 잉여물을 위한 하나 이상의 수용 공간으로 인도되며 이 덕트에 대한 하부면이, 제1 주형 공동 부분으로의 덕트의 배출구에서 수직 방향으로 분할 평면과 동일 레벨 상에 배치되는 주형과 관련하여 성취되게 될 것이다.

본 발명의 기초를 형성하는 상기 목적들은, 제1 및 제2 주형 섹션들 사이의 분할 평면이 편평하도록 형성되어 수평으로 배치되지만, 주형에 하나 이상의 수용 공간이 제공되며 강의 가능한 잉여물이 분할 평면의 레벨에서 제1 주형 공동 부분으로부터 수용 공간으로 흐르도록 허용하는 방법과 관련하여 성취되게 될 것이다.

본 발명에서는 정확한 방식으로, 강 및 회주철 사이에 형성된 상호 연결 영역을 위치시킴으로써, 매우 안정적으로, 올바른 위치에서 표면 부분 중 가능한 한 많은 곳에 걸쳐 제어 가능한 온도를 가지도록 하는 하나의 피스로 된 주조 공구의 콤퍼지트 주조용 주형 및 주조 방법이 제공된다.

첨부 도면들을 참조하여 본 발명을 이하에서 더욱 상세하게 설명한다.
도1은 본 발명에 따라 형성된 주형을 통한 개략적인 단면도,
도2는 강의 어떠한 가능한 잉여물을 위한 수용 공간의 영역에서의 주형을 통한 상세 단면도,
도3은 수용 공간의 배치를 나타내고 있는 본 발명에 따른 공구의 일부분을 통한 개략적인 단면도,
도4는 본 발명에 따른 공구에 사용된 모델의 일부분을 통한 단면도,
도5는 본 발명에 따라 제조하기에 적절한 공구 부품을 (주조 위치에서) 아래로부터 비스듬하게 나타낸 부분 사시도, 및
도6은 본 발명에 따라 제조하기에 적절한 다른 공구 부품의 저면도이다.

도1에서, 참조부호(1)는 개략적으로 도시된 주조 박스 또는 플라스크가 배치된 기재를 나타내고 있다. 점선(3)은 주형의 제1 주형 공동 부분(4) 및 제2 공동 부분(5) 사이의 분할 평면을 나타내고 있다. 제1 주형 공동 부분(4)은 강을 주조하도록 되어 있으며, 주형에서 제조된 공구의 작동 부품을 구성하고 있다. 제2 주형 공동 부분(5)은 회주철을 주조하도록 되어 있으며, 주형에서 주조되는 공구의 바디 부품을 형성하고 있다. 점선(3)은 두 개의 재료들 사이의 분할 평면을 나타내고 있으며 이 분할 평면은 기재와 평행하게 되며, 둘 다 수평하고 적어도 인력으로 가능한 한 수평에 가깝게 되어야 함이 강조되어 있다.

본 명세서에서 용어 작동 부품은 공구가 설계된 실제 가공 작동들을 실행하도록 하는 공구의 부품 또는 부품들을 의미하는 것이다. 작동 부품들의 수는 공구마다 다르게 될 수 있다.

본 명세서에서 용어 바디 부품은 공구의 바디를 나타내는 것이며, 상기 바디는 작동 부품 또는 부품들을 지지하며 공구를 기계에 고정하도록 작용한다.

도1에서, 참조부호(6)는, 예컨대, 작동 부품(4) 상의 절단 에지에 관한 것인 반면에, 참조부호(7)는 바디 부품(5)의 공동을 나타내고 있다. 상기 공동은 주형의 주형 코어들의 배치에 의해 종래의 방식대로 실현된다.

참조부호(8)는 강의 탕구 또는 스프루에 관한 것인 반면에, 참조부호(9)는 회주철의 탕구 또는 스프루를 나타내고 있다. 강의 탕구 시스템은 제1 주형 공동 부분(4) 아래로 연장하며 아래로부터 상방으로 방출하여 주조 작동이 항상 이 방향으로 발생되도록 하는 부분들을 가지는 것이 강조되어 있다.

상기 내용들은, 강의 주조 시에, 그의 상부 표면의 레벨이, 강 및 회주철 사이의 상호 연결 영역의 원하는 위치를 나타내는, 분할 평면(3)을 향한 방향으로 점차로 상방으로 이동함을 의미한다. 강이 가상의 상호 연결 영역(3)을 통과하였다면, 강이 회주철 용으로 되어 있는 제2 주형 공동 부분(5)에 종료하게 될 것임을 인지하게 될 것이다. 그 결과는 강의 과도하게 큰 소모로 될 것이며, 또한 두 개의 재료들 사이의 상호 연결 영역에서 상당한 품질 문제들을 초래하게 될 것이다.

도4에서 공구의 제1 부분(4)의 강 및 그의 제2 부분(5)의 회주철 사이의 상호 연결 영역(3)은 균일한 두께의 수직으로 배향된 벽(10)에 배치된다. 이러한 수단에 의해, 상호 연결 영역 내부 및 그 근방에서의 갑작스런 면적 차이들이 회피될 수 있다.

본 발명의 올바르게 감소된 실시에서, 상호 연결 영역은 1-2.5m의 두께를 가진다.

본 발명에 따른 주조에서, 제1 주형 공동 부분(4)을 나타내는 주조 모델의 제1 부분, 따라서 강이 주조되는 부분의 무게를 달게 된다. 상기 모델의 재료의 밀도는 알려져 있기 때문에, 제1 주형 공동 부분(4)을 충전하도록 요구되는 강의 량의 비교적 정확한 값을 계산할 수 있다. 그러나, 재료 품질, 치수 정확도에 부정확함이 있지만, 무엇보다도 용해된 강의 중량을 측정한 눈금의 정확도에 부정확함이 있을 것이다. 이는 전체적으로 상기한 측정치들은 상호 연결 영역이 분할 평면(3)에 따라 의도된 수직 위치에 도달할 것임을 보장하기에 불충분함을 의미한다.

본 발명에 따르면, 하나 이상의 수용 공간들(11)(도2)이 형성되며, 상기 수용 공간(11)은 그의 하부 에지가 이론적 분할 평면(3)에서 배출되는 연결 덕트(12)를 가진다. 이는 너무 많은 강이 제1 주형 공동 부분(4)으로 주조되도록 하면, 이론적 분할 평면(3)에서 연결 덕트(12)를 통해 수용 공간(11)으로 잉여물이 배출될 수 있음을 의미한다. 사용되는 수용 공간/수용 공간들의 체적은 필요한 강의 량의 계산에서 발견될 수 있는 에러 소스들에 대해 보상하기에 안정적으로 충분한 방식으로 채용된다.

연결 덕트(20)는 최소 높이가 20mm 이며 강이 통과하여 제1 주형 공동 부분(4)으로 공급되는 탕구 시스템의 단면적의 1.5배인 최소 단면적을 가진다. 또한, 연결 덕트(12)의 하부면은 수용 공간(11)을 향한 방향으로 하방으로 경사져 있다.

공구의 회주철 섹션, 즉 제2 주형 공동 섹션(5)에서 주조되는 부분은 도2 및 4에 나타낸 외관을 가지며, 분할 평면(3) 및 회주철의 하부면 사이의 거리가 적어도 50mm이고 그렇지 않으면 수용 공간(11) 위의 주형이 과도하게 불량한 기계적 강도를 갖게 됨이 중요하다. 이 거리는 상호 연결 영역의 최소의 적절한 폭과 일치한다.

상기한 바에서, 이론적 상호 연결 영역은 균일한 두께의 수직으로 향한 벽(10)에 배치된다고 언급되었다. 도4의 좌측으로부터 우측으로의 방향으로, 대략 50 내지 150mm 사이 정도의 폭을 가질 수 있다. 특히 얇은 벽 두께에서는, 강의 매우 작은 체적 편차에도 상호 연결 영역의 실제 레벨에서 결과적으로 큰 높이 차를 갖게 될 것이다. 상기 설명된 치수들에서 수용될 수 있는 공차들은 라인(13)을 따라 대략 20mm의 상방으로의 공차 및 라인(14)을 따른 대략 10mm의 하방으로의 공차들이다.

도1에서 명백한 바와 같이, 작동 부품, 즉 강으로 제조되는 공구의 부분은 기다란 형태를 가질 수 있다.

도3은 기다란 강 부품(17)을 통한 부분 단면을 나타내고 있으며, 탕구 또는 스프루(15)는 아래로부터 제1 주형 공동 부분(4)으로 진입한다. 도3에서, 탕구(15)에 대해 가장 말단에 배치된 강 부품의 부분을 점선(16)으로 도시하고 있다. 연결 덕트(12)를 가진 수용 공간은 대략 탕구(15) 및 점선(16)의 중간에 배치되어야 한다. 상기 도면에서, 이러한 연결 덕트(12)에 대한 부적절한 위치들이 X 표로 표기되어 있다. 도3에 도시 안된, 공구의 우측 부분에서, 부가적인 연결 덕트(12) 및 관련된 수용 공간이 제공될 수 있다.

도5는 (공구 부품이 그의 주조물을 가진 위치에 대해) 아래로부터 비스듬하게 된 공구 부품의 사시도이다. 상기 공구 부품은 기다란, 환형 강 부품(17) 또는 작동 부품 및 공구에 대한 바디 부품으로서 형성된 회주철 부품(18)을 포함한다. 이 방식으로 형성된 강 부품(17)에서, 그 강 부품(17)의 기다란 측면 부분들의 양측에 대해 단일의 공통의 수용 공간(11)이 사용될 수 있다. 이 수용 공간(11)은 강 부품(17)의 길이방향 측면들의 양측의 대략 중앙에서 수용 공간(11)을 연결하는 두 개의 연결 덕트들(12)을 가진다.

도6은 (공구 부품이 그의 주조물을 가진 위치에 대해) 아래로부터의 공구 부품을 나타내고 있다. 이 공구 부품은 하나의 회주철 부품(18) 및 8개의 강 부품(17)을 가진다. 상기 강 부품들은 다수의 연결 덕트들의 중개에 의해 서로 연결되며, 이로써 강 부품들(17)의 수보다 더 적은 수의 탕구들이 사용될 수 있다. 또한, 도면의 우측 부분에서, 3개의 강 부품들(17)이 공통의 수용 공간(11)을 갖게 된다. 또한, 공구 부품의 중앙에 배치된 두 개의 강 부품들(17)이, 연결 덕트들(19)을 통해, 도면의 상방 및 하방으로 가장 멀게 배치된 수용 공간들(11)을 활용할 수 있다. 도면에서, 좌측으로 가장 멀리 배치된 강 부품(17)만이 그 자신의 수용 공간에 연결된다. 이 방식으로의 연결에 의해, 다수의 강 부품들(17)로의 연결 덕트들(19)은 더 적은 수의 수용 공간들(11)이 사용될 수 있게 함으로써 탕구 시스템이 더욱 간단화될 수 있다.

1 : 주조 박스 또는 플라스크
4 : 제1 주형 공동 부분
5 : 제2 주형 공동 부분
6 : 절단 에지
7 : 공동
8, 9 : 탕구
10 : 벽
11 : 수용 공간
12, 19 : 연결 덕트
17 : 강 부품
18 : 회주철 부품

Claims

강으로 제조되며 공구의 작동 부품을 포함하는 적어도 하나의 제1 부분(17) 및 회주철로 제조되며 공구의 바디 부품을 포함하는 제2 부분(18)을 포함하며, 상기 공구가 강에 대한 적어도 하나의 제1 주형 공동 부분(4) 및 회주철용 제2 주형 공동 부분(5)을 가지며, 강 및 회주철 사이에 하나 이상의 상호 연결 영역이 있는, 하나의 피스로 된 주조 공구의 콤퍼지트 주조용 주형에 있어서, 제1 및 제2 주형 부분들(4,5) 사이의 분할 평면(3)은 편평하며, 주형의 사용 위치에서, 상호 연결 영역의 의도된 위치에 수평하게 배치되며, 제1 주형 공동 부분(4)으로부터 하나 이상의 덕트(12)가 강의 어떠한 가능한 잉여물을 위한 하나 이상의 수용 공간(11)으로 인도되며, 제1 주형 공동 부분으로의 덕트의 배출구에서 이 덕트에 대한 하부면이 분할 평면과 동일 레벨 상에 수직 방향으로 배치됨을 특징으로 하는 하나의 피스로 된 주조 공구의 콤퍼지트 주조용 주형.
제1항에 있어서, 주형 공구의 사용 위치에서, 덕트(12)의 하부면은 수용 공간(11)을 향한 방향으로 하방으로 경사져 있음을 특징으로 하는 주형.
제1항 또는 2항에 있어서, 상기 덕트(12)는 제1 주형 공동 부분의 탕구 및 상기 탕구에서 가장 멀게 배치된 제1 주형 공동 부분의 부분(16) 사이의 중앙 영역의 제1 주형 공동 부분(4)에 배치됨을 특징으로 하는 주형.
제1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 덕트(12)는 제1 주형 공동 부분에 대한 탕구의 단면적을 초과하는 최소 단면적을 가지는 것을 특징으로 하는 주형.
제1항 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서, 하나보다 많은 덕트(12)가 존재한다면, 이들은 제1 주형 공동 부분(4)에 대해 하나보다 많은 탕구가 있는 경우의 그들의 단면적, 탕구의 전체 단면적,을 초과하는 전체 최소 단면적을 가지는 것을 특징으로 하는 주형.
제1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 수용 공간(11)은 두 개 이상의 덕트들(12)을 통해 제1 주형 공동 부분과 상호 연결됨을 특징으로 하는 주형.
제1항 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서, 두 개 이상의 제1 주형 공동 부분들(4)이 하나 이상의 덕트를 통해 각각 수용 공간(11)에 연결됨을 특징으로 하는 주형.
강으로 제조되며 공구의 작동 부품을 포함하는 적어도 하나의 제1 부분(17) 및 회주철로 제조되며 공구의 바디 부품을 포함하는 제2 부분(18)을 포함하며, 제1 부분은 하나 이상의 제1 주형 공동 부분(4)에서 주조되며 제2 부분은 주형의 제2 주형 공동 부분(5)에서 주조되는, 하나의 피스로 된 주조 공구의 콤퍼지트 주조 방법에 있어서, 제1 주형 공동 부분(4) 및 제2 주형 공동 부분(5) 사이의 분할 평면(3)이 편평하게 형성되어 수평을 배치되며, 하나 이상의 수용 공간(11)이 주형에 제공되며 강의 가능한 잉여물이 분할 평면(3)의 레벨의 제1 주형 공동 부분으로부터 수용 공간으로 흐르도록 허용됨을 특징으로 하는 하나의 피스로 된 주조 공구의 콤퍼지트 주조 방법.
청구항 8에 청구된 바와 같은 방법에 따라 제조된 공구.