KR20180018513A - 금속 절삭칩 압축기 - Google Patents

Abstract

가압 성형용 금형의 교환 작업이 종래보다 간편함과 아울러, 가압 실린더 장치의 작동 불량의 원인이 될 수 있는 절삭칩 퇴적을 회피할 수 있는 구조의 금속 절삭칩 압축기의 제공. 금속 절삭칩 압축기에 있어서, 가압 실린더 장치가, 실린더 튜브 끝의 실린더 플랜지와 기대 상의 베이스 사이에서 서로 대면해서 프레임 구조를 형성하는 한쌍의 판벽상의 사이드 블록과, 이들 사이드 블록 사이에서 베이스 상에 분리 가능하게 장착되고, 내부에 가압 성형실을 갖는 컵상의 블록 부재를 구비하고, 상기 블록 부재는 금속 절삭칩의 충전용 개구부를 갖고, 그 천장부로부터 가압 실린더 장치의 피스톤 로드의 선단에 고정된 프레스 램이 왕복 슬라이딩 가능하게 관입되고, 프레스 램의 선단에 교환 가능하게 장착되어서 가압 성형실 내에서 왕복 이동하는 가압 성형용 금형을 내부에 구비하고 있다.

Description

금속 절삭칩 압축기

본 발명은, 예를 들면 금속 절삭 가공시에 발생하는 절삭칩을 압축해서 소정 형상의 덩어리로 굳히기 위한 금속 절삭칩 압축기에 관한 것으로서, 상세하게는, 가압 실린더 장치의 부분구조에 관한 것이다.

공작기에 의한 금속 절삭 가공에서는 금속의 절삭칩이 대량으로 배출되므로 이 유용한 금속 절삭칩은 회수되어서 재이용된다. 그러나, 절삭 가공에서 발생하는 금속칩은 리본상이며 나선상·코일상 또는 소용돌이상이거나, 곱슬곱슬·컬상이거나, 또는 칩상인 것 등, 여러가지 형태, 치수를 갖는 것이며, 그 상태에서는 취급이 번잡하게 되어 버린다. 그래서, 이들 금속 절삭칩은 압축기를 이용하여 소정 형상의 덩어리로 굳혀져 있다.

이러한 금속 절삭칩 압축기는 금속 절삭칩이 호퍼에 투입되고, 상기 호퍼로부터 송출된 가압 성형실 내의 금속 절삭칩을 유압펌프·모터 장치로 구동되는 가압 실린더 장치에 의해 압축 성형하고, 가압 압축후의 성형품을 배출 실린더 장치의 구동에 의해 성형실 밖으로 배출한다는 구성을 구비한 것이 일반적이다.

단, 금속 절삭칩은 여러가지 형태, 치수로 되어 있고, 부피밀도도 균일하지 않으므로, 예를 들면 컬상의 것 등의 부피밀도가 작은 것의 경우에는 가압 성형 전의 조정을 행할 필요가 있다. 그래서, 성형실에의 송출 전에 절삭칩을 잘게 파쇄하기 위해서, 호퍼 내에 촌단 장치가 장착된 것이 있다(특허문헌 1 참조). 또한 그 상방에서 절삭칩이 브리지상으로 퇴적해서 작업 효율이 악화되는 것을 막기 위한 교반 장치가 더 설치되어 있는 경우도 있다. 또한, 가압 실린더 장치의 구동 방향이 수직 상하 방향이 되는 종형의 쪽이 수평의 좌우 방향이 되는 횡형보다 장치 설치를 위한 점유 면적이 작게 되므로 주류로 되고 있다.

이러한 금속 절삭칩 압축기에 있어서의 구체적인 동작은 도 2의 부분단면도에 예시하는 바와 같다. 즉, 제어부(30)로부터의 지령으로 자동기동이 행해지면, 우선 충전 공정이 개시되고, 모터(M)에 의해 스크류 컨베이어(C)의 회전 구동이 개시되고, 호퍼(H) 내에 투입되어 있던 금속 절삭칩(50)이 잘게 파쇄되면서 가압 성형실(25) 내로 그 한쪽의 측면 상방의 충전용 개구부(F)로부터 충전된다. 이 때, 도 2(a)에 나타내듯이, 압축 성형 후의 성형품을 밖으로 배출하기 위한 배출구(13)에 연통하는 가압 성형실(25)의 다른쪽 측면 하단에 설치되어 있는 배출 게이트(12)는 수평 방향으로 구동하는 게이트 실린더 장치(10)의 배출 플런저(11)의 선단에서 폐쇄된 상태로 되어 있다.

이어서, 가압 성형 공정이 개시된다. 제어부에 의한 유압 장치를 개재한 가압 실린더 장치(20)에 대한 작동 유압 구동 제어가 행해지고, 피스톤 로드(23)의 선단의 프레스 램(24)이 가압 성형실(25) 내를 하강함으로써, 거기에 충전되어 있는 금속 절삭칩(50)이 가압 성형된다. 도 2(b)에 나타내듯이, 이 가압 성형은 그 선단에서 배출 게이트(12)를 폐쇄하도록 가압 성형실 저부로 신장하는 게이트 실린더 장치(10)의 배출 플런저(11) 상에서 행해진다.

금속 절삭칩의 가압 성형 후, 배출 공정이 개시된다. 제어부에 의한 유압 장치를 개재한 작동 유압 구동 제어에 의해 게이트 실린더 장치(10)의 개방 동작이 개시되고, 배출 플런저(11)가 후퇴한다. 이 배출 플런저(11)의 후퇴에 의해 게이트 실린더 장치(10)의 개방 상태가 얻어지면, 그 구동은 정지되지만, 이 때, 성형품(51)은 가압 성형실(25)의 저부에 낙하한다.

그리고, 다시 가압 실린더 장치(2)가 구동되고, 도 2(c)에 나타내듯이, 저부에 낙하한 성형품(51)에 대해서 피스톤 로드(23) 및 프레스 램(24)의 하강에 의한 최종 가압이 행해진다. 이것에 의해 성형품(51)은 더욱 압축되어서 배출 게이트(12)의 통과를 용이하게 하는 두께로 조정된다.

금속 절삭칩의 최종 가압이 완료되면, 가압 실린더 장치(20)의 피스톤 로드(23)는 프레스 램(24)과 함께 상승되고, 이어서, 게이트 실린더 장치(10)가 구동되어서 배출 플런저가 전진한다. 배출 플런저(11)가 전진하고, 그 선단이 배출 게이트(12)의 폐쇄 위치에 도달한 시점에서, 도 2(d)에 나타내듯이, 성형품(51)은 배출 게이트(12)로부터 가압 성형실(25) 밖(배출구(13)측)으로 배출된다. 그리고 게이트 실린더 장치(10)의 구동이 정지되어 배출 공정이 완료된다.

이렇게, 성형품(51)의 배출 및 가압 실린더 장치(20)의 리턴이 완료되면, 다음 충전 공정으로 진행할 수 있고, 이후, 충전 공정으로부터 가압 성형 공정, 배출 공정의 사이클이 반복된다. 이 반복되는 사이클에 의해, 성형품(51)이 연속적으로 배출구(13)측으로 배출되어 오므로, 앞의 성형품(51)이 뒤의 성형품(51)에 의해 압출되어 순차 압축기 밖으로 배출된다.

이상과 같은 동작을 행하는 종래의 금속 절삭칩 압축기에 있어서는 가장 큰 구동기구는 가압 실린더 장치이다. 이 가압 실린더 장치의 종래의 구조로서는, 도 3에 나타내듯이, 실린더 튜브(21)의 단부가 고정된 실린더 플랜지(22)와 가압 성형실(25)의 저면을 상면에 갖는 베이스(14) 사이에 중공의 블록(28)이 끼워 넣어지고, 타이 로드(27)로 결합되어 있었다. 이 블록(28) 내부에서 피스톤 로드(23) 및 이것에 고정된 프레스 램(24)이 승강하고, 블록(28) 내부의 하방에 설치되어 있는 가압 성형실(25)에 충전된 금속 절삭칩이 프레스 램(24)의 선단에 교환 가능하게 부착된 금형(26)에 의해 가압 성형된다.

일본 특허 제2955981호 공보

상기와 같은 구성을 구비한 금속 절삭칩 압축기의 가압 실린더 장치에 있어서는 금형이 소모 부품이며, 필요에 따라 교환된다. 그러나, 금형의 교환시에는 블록을 실린더 플랜지로부터 떼어낼 필요가 있어 블록을 체결하고 있던 타이 로드를 풀지 않으면 안되었다.

현행의 금속 절삭칩 압축기에서는, 예를 들면 11톤의 축력으로 타이 로드가 체결되어 있어 금형을 교환할 때마다 이 타이 로드를 푸는 것은 대단한 작업이었다. 또한, 이 금형 교환시에는 가압 실린더 장치를 분해하고, 실린더 플랜지로부터 베이스에 걸친 길이를 갖는 타이 로드 및 블록이라는 무급고 장대한 부재를 분리하는 데에 천장 크레인이나 포크 리프트가 사용되어 매우 대규모의 작업이 되고 있었다.

또한 종래의 가압 실린더 장치의 구조에 있어서는 실린더 플랜지로부터 베이스까지, 즉 실린더 튜브 밖의 구동부 전체가 블록으로 둘러싸여진 상태이기 때문에, 피스톤 로드나 프레스 램 둘레에 부착된 절삭칩이 상방에 퇴적하여 작동 불량의 원인이 되는 문제도 있었다.

본 발명의 목적은, 상기 문제점을 감안하여, 가압 성형용 금형의 교환 작업이 종래보다 간편함과 아울러, 작동 불량의 원인이 될 수 있는 절삭칩의 퇴적을 회피할 수 있는 구조의 가압 실린더 장치를 구비한 금속 절삭칩 압축기를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1에 기재된 발명에 따른 금속 절삭칩 압축기에 있어서, 기대 상에 금속 절삭칩이 투입되는 호퍼와, 호퍼로부터 보내어져 오는 금속 절삭칩을 수용하는 가압 성형실과, 가압 성형실 내에 충전된 금속 절삭칩을 가압 성형하는 가압 실린더 장치와, 가압 성형 후의 성형품을 가압 성형실 밖으로 압출해서 배출하는 게이트 실린더 장치와, 가압 실린더 장치와 게이트 실린더 장치에 대한 작동 유체압 구동을 제어하는 제어부를 구비한 금속 절삭칩 압축기에 있어서,

상기 가압 실린더 장치는 실린더 튜브 끝의 실린더 플랜지와 상기 기대 상의 베이스 사이에서 서로 대면해서 프레임 구조를 형성하는 한쌍의 판벽상의 사이드 블록과, 이들 사이드 블록 사이에서 상기 베이스 상에 분리 가능하게 장착되고, 내부에 상기 가압 성형실을 갖는 컵상의 블록 부재를 구비하고,

상기 블록 부재는 상기 호퍼로부터의 금속 절삭칩을 받아 들이는 충전용 개구부를 갖고, 그 천장부로부터 상기 가압 실린더 장치의 피스톤 로드의 선단에 고정된 프레스 램이 왕복 슬라이딩 가능하게 관입(貫入)되고, 상기 프레스 램의 선단에 교환 가능하게 장착되어서 상기 가압 성형실 내에서 왕복 이동하는 가압 성형용 금형을 내부에 구비하고 있는 것이다.

(발명의 효과)

본 발명의 금속 절삭칩 압축기에 의하면, 가압 실린더 장치의 실린더 플랜지와 베이스 사이에 서로 대면하는 한쌍의 판벽상 사이드 블록을 설정해서 프레임 구조로 하고, 그 내측에, 내부에 가압 성형실을 갖는 컵상의 블록 부재를 베이스 상에 분리 가능하게 장착하고, 피스톤 로드 선단에 고정된 피스톤 램을 블록 부재의 천장부로부터 왕복 슬라이딩 가능하게 관입시켜서 피스톤 램 선단의 가압 성형용 금형을 가압 성형실 내에서 왕복 이동시키는 구성으로 함으로써, 금형 교환일 때에는 사이드 블록을 분리하지 않고, 블록 부재만을 상방으로 들어 올리는 것만으로 간편하게 교환 작업을 행할 수 있다고 하는 효과가 있다. 또한 블록 부재의 상방 공간이 폐쇄되는 일이 없으므로, 절삭칩의 퇴적에 의한 가압 실린더 장치의 작동 불량을 발생시킬 우려도 없어진다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 금속 절삭칩 압축기에 있어서의 가압 실린더 장치의 압축측 부분의 구조를 나타내는 개략 부분 구성도이며, (a)는 정면도, (b)는 측면도이다.
도 2는 종래의 금속 절삭칩 압축기의 동작을 설명하는 부분 단면도이며, (a)∼(d)는 각 과정을 순차 나타낸 상태도이다.
도 3은 종래의 금속 절삭칩 압축기에 있어서의 가압 실린더 장치의 압축측 부분의 구조를 나타내는 개략 부분 정면도이다.

본 발명에 의한 금속 절삭칩 압축기는 가압 실린더 장치에 있어서, 실린더 튜브 끝의 실린더 플랜지와 기대 상의 베이스 사이에서 서로 대면해서 설치된 한쌍의 판벽상의 사이드 블록에 의해 프레임 구조가 형성되고, 이들 한쌍의 사이드 블록 사이, 즉 프레임 구조의 내측에 컵상의 블록 부재가 베이스 상에 분리 가능하게 장착되고, 피스톤 로드의 선단에 고정된 프레스 램이 블록 부재의 천장부로부터 왕복 슬라이딩 가능하게 관입되고, 블록 부재의 내부의 가압 성형실에서 프레스 램 선단에 교환 가능하게 장착된 가압 성형용 금형이 왕복 이동하는 것이다. 따라서, 본 발명에 있어서는, 가압 실린더 장치의 실린더 플랜지와 베이스 사이에서, 대략 가압 성형실 둘레만이 블록 부재에 의해 덮여지게 되고, 상기 블록 부재의 상방 공간을 막는 고정 부재가 존재하지 않으므로, 금형 교환시에는 사이드 블록 등의 다른 부재를 분리하지 않고, 블록 부재만을 상방으로 들어 올리는 것만으로 금형을 교환할 수 있다.

이것에 의해, 천장 크레인이나 포크 리프트 등을 사용한 대규모의 작업은 필요 없어지고, 실린더 플랜지로부터 베이스와의 사이를 모두 덮고 있던 블록을 타이 로드를 풀어서 분리하고 있던 종래에 비해서 금형 교환 작업이 현격히 간편하게 된다. 또한, 블록 부재의 상방 공간이 폐쇄되는 일이 없으므로, 절삭칩이 퇴적해서 가압 실린더 장치의 작동 불량을 발생시킬 우려가 없어진다.

또한 블록 부재의 베이스 상에의 장착 방법은 베이스 상에 블록 부재를 적재한 상태에서 분리 가능하게 고정할 수 있는 기구이면 널리 채용 가능하지만, 보다 간편한 기구인 것이 바람직하다. 예를 들면 블록 부재를 종방향으로 관통하는 타이 로드에 의해 베이스에 체결하는 구성을 들 수 있다. 이 경우, 금형 교환시에는 블록 부재의 높이 정도의 타이 로드를 푸는 것만이어도 되므로, 작업은 용이하다.

실시예

본 발명의 일실시예에 의한 금속 절삭칩 압축기에 있어서의 가압 실린더 장치의 부분구조를 도 1에 나타낸다. 도 1은, 가압 실린더 장치(2)의 실린더 튜브(2X)의 단부에 고정된 실린더 플랜지(2Y)와 베이스(14) 사이의 구조를 나타내는 개략 부분 구성도이며, (a)는 정면도, (b)는 측면도에서 블록 부재(8)의 내부 구성을 점선으로 나타내고 있다.

도 1에 나타내듯이, 본 실시예에 의한 가압 실린더 장치(2)는 실린더 플랜지(2Y)와 베이스(14) 사이의 양측에 한쌍의 판벽상의 사이드 블록(7)을 설치하고, 타이 로드로 체결 고정해서 프레임 구조를 형성하고 있다.

이 프레임 구조의 내측에서 컵상의 블록 부재(8)가 베이스(14) 상에 직접 타이 로드(T)에 의해 분리 가능하게 체결 고정되어 있다. 이 블록 부재(8)에는 내부에 가압 성형실(5)이 설치되어 있고, 그 배면측에 호퍼(도면에 나타내지 않음)로부터 송출되어 오는 금속 절삭칩을 도입하기 위한 충전용 개구부(F)가 형성되어 있다.

또 상기 블록 부재(8)의 중심축 상의 천장부에는 관통구멍(9)이 형성되어 있고, 피스톤 로드(3)의 선단에 고정되어 있는 프레스 램(4)이 관통구멍(9)으로부터 왕복 슬라이딩 가능하게 관입되고, 가압 실린더 장치(2)의 구동에 의해 가압 성형실(5) 내를 승강하도록 구성되어 있다.

따라서, 프레스 램(4)의 선단에 교환 가능하게 장착된 가압 성형용 금형(6)은 프레스 램(4)에 따라 가압 성형실(5) 내를 승강하고, 가압 성형 공정에 있어서는, 하강 구동에 의해 가압 성형실(5) 내에 충전된 금속 절삭칩을 압축해서 가압 성형할 수 있다. 이 때, 도 2에서 나타낸 바와 같은 종래의 금속 절삭 압축기와 같은 조작 순서로 가압 성형 공정을 실시할 수 있으므로, 자동 운전 등의 구동 제어에 있어서는 아무런 변경을 행할 필요는 없다.

그리고, 경년 사용에 의해, 금형(6)의 교환이 필요하게 되었을 때에는, 사이드 블록(7)을 분리하지 않고 짧은 타이 로드(T)를 풀어서 블록 부재(8)를 베이스(14)로부터 분리해서 상방으로 들어 올리는 것만으로 금형 교환 작업을 간편하게 끝낼 수 있다. 또한 가압 성형 공정 사이, 프레임 구조 내에서 블록 부재(8)의 상방 공간은 개방되어 있기 때문에, 가압 실린더 장치(2)의 구동에 영향을 주는 퇴적물은 발생하지 않는다.

또, 상기 실시예에 있어서, 블록 부재(8)는 타이 로드(T)에 의해 베이스(14) 면 상에 직접 고정되어 있지만, 본 발명에 있어서는, 반드시 이 장착 방법에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 베이스(14) 면 상의 소정 위치에 블록 부재(8)를 적재한 상태에서, 블록 부재(8)의 상방을 사이드 블록(7)에 연결 기구 등을 통해 해제 가능하게 볼트로 고정하는 구성 등을 들 수 있다.

1:금속 절삭칩 압축기
2, 20:가압 실린더 장치
2X, 21:실린더 튜브
2Y, 22:실린더 플랜지
3, 23:피스톤 로드
4, 24:프레스 램
5, 25:가압 성형실
6, 26:금형
7:사이드 블록
8:블록 부재
T:타이 로드
9:관통구멍
10:게이트 실린더 장치
11:배출 플런저
12:배출 게이트
13:배출구
14:베이스
16:기대
F:충전용 개구부
H:호퍼
M:모터
C:스크류 컨베이어
27:타이 로드
28:블록

Claims (1)

1. 기대 상에 금속 절삭칩이 투입되는 호퍼와, 호퍼로부터 보내어져 오는 금속 절삭칩을 수용하는 가압 성형실과, 가압 성형실 내에 충전된 금속 절삭칩을 가압 성형하는 가압 실린더 장치와, 가압 성형 후의 성형품을 가압 성형실 밖으로 압출해서 배출하는 게이트 실린더 장치와, 가압 실린더 장치와 게이트 실린더 장치에 대한 작동 유체압 구동을 제어하는 제어부를 구비한 금속 절삭칩 압축기에 있어서,
   상기 가압 실린더 장치는 실린더 튜브 끝의 실린더 플랜지와 상기 기대 상의 베이스 사이에서 서로 대면해서 프레임 구조를 형성하는 한쌍의 판벽상의 사이드 블록과, 이들 사이드 블록 사이에서 상기 베이스 상에 분리 가능하게 장착되고, 내부에 상기 가압 성형실을 갖는 컵상의 블록 부재를 구비하고,
   상기 블록 부재는 상기 호퍼로부터의 금속 절삭칩을 받아 들이는 충전용 개구부를 갖고, 그 천장부로부터 상기 가압 실린더 장치의 피스톤 로드의 선단에 고정된 프레스 램이 왕복 슬라이딩 가능하게 관입되고, 상기 프레스 램의 선단에 교환 가능하게 장착되어서 상기 가압 성형실 내에서 왕복 이동하는 가압 성형용 금형을 내부에 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 금속 절삭칩 압축기.

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