KR20190026494A - 원심 주조 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 주조 장치는, 금형 베이스와, 상기 금형 베이스 상에 배치되는 금형과, 상기 금형 베이스에 연결되는 스핀들과, 상기 스핀들에 연결되어 상기 스핀들을 구동하는 금형 회전 모터와, 상기 스핀들에 접촉 가능하도록 상기 금형 베이스의 하부에 위치하며, 상기 스핀들의 일부에 접촉되어 상기 금형의 회전을 정지시키도록 구성된 금형 브레이크를 포함함으로써, 플로팅 실의 원심 주조에서 플로팅 실의 형성과 함께 원심 주조기의 금형 회전을 정지시켜 원심력에 의한 플로팅 실의 변형을 방지할 수 있다.

Description

원심 주조 장치 및 그 제조 방법{CENTRIFUGAL CASTING APPARATUS AND METHOD THEREOF}

본 발명은 원심 주조 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무한 궤도 롤러를 지지하며 오일 실링이 가능한 원심 주조 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

무한궤도 주행체는 포크레인이나 불도저와 같이 농업용, 토목용 차량 등에 사용되며, 군사적으로는 전차, 장갑차 등에 사용되는 것이다. 무한궤도 주행체에는 바퀴 역할을 하는 체인벨트를 회전하도록 지지하는 주행감속기 및 복수의 롤러가 구비된다.

상기 주행감속기 및 복수의 롤러에는 회전 마찰을 감소시켜 마모를 줄일 수 있도록 내부에 윤활작용을 하는 오일이 충진되며, 충진 오일이 외부로 누출되거나 외부에서 이물질의 유입을 방지하기 위한 플로팅 실(floating seal)이 장착된다.

플로팅 실은 실링을 위한 환형의 특이한 형상으로 인해 원심 주조기에 의해 제조된다. 원심 주조기는 회전하는 금형에 용탕을 주입하고, 회전하는 금형의 원심력을 이용하여 주조 제품을 주조하는 장치이다.

이러한 원심 주조기는 플로팅 실과 같이 실링을 위한 환형 형상을 용이하게 만들 수 있으므로 실 제조에 주요하게 사용된다.

플로팅 실은 용탕을 원심주조 금형에 주입한 다음, 원심 주조방식으로 단면이 원형인 링 형상의 실을 제작한 다음, 원형 링 형상의 실을 사상 공정, 연삭 공정, 래핑 공정을 거치게 하는 정밀 가공에 의해 생산한다.

기존의 원심 주조기의 원심주조 금형에서 원형 링 형상의 실이 제작되는 과정은, 대략 원심주조 금형을 소정속도로 고속 회전시키는 와중에 용탕을 원심주조 금형의 캐비티에 주입하여 그 원심력에 의해 링 형상으로 변환시킨 후, 원심주조 금형을 완전히 정지시킨 다음, 원심주조 금형의 캐비티로부터 원형 링 형상의 실로 성형된 성형품을 취출하는 동작으로 수행된다.

여기서 주의할 것은, 용탕이 상기 캐비티에 주입된 순간부터 성형품은 냉각이 시작되는데, 작업 환경 등 다양한 영향으로 동일한 원심주조 금형의 경우라도 부분적으로 냉각 속도가 상이하여, 가능한 한 캐비티로부터 성형품을 최대한 신속하게 취출시켜야 성형품의 냉각이 균일하게 이루어지게 된다는 것이다.

그러나, 소형 실을 제조하기 위한 원심주조 금형의 경우에는 상술한 정지시간이 크게 소요되지 않아 문제가 되지 않지만 대형 실을 제조하기 위한 원심주조 금형의 경우에는, 잔여 원심력에 의하여 원심금형의 정지시간이 길어지게 됨으로써 본래 설계치에서 벗어나는 정도의 실의 변형이 이루어지는 문제점이 있었다.

본 발명의 다양한 실시 예는, 원심 주조에 의해 플로팅 실을 원심 주조 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다양한 실시 예는, 플로팅 실의 원심 주조에서 플로팅 실의 형성과 함께 원심 주조기의 금형 회전을 정지시켜 원심력에 의한 플로팅 실의 변형을 방지하는 것이다.

본 발명의 다양한 실시 예는, 플로팅 실의 원심 주조 이후 냉각 시간을 줄여 플로팅 실의 제조 효율을 높이는 것이다.

본 발명의 다양한 실시 예는, 금형에서 원심 주조된 플로팅 실을 신속히 분리하여 상온에서 냉각시킴으로써 플로팅 실을 균일하게 냉각시킬 수 있는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 원심 주조 장치는, 금형 베이스와, 상기 금형 베이스 상에 배치되는 금형과, 상기 금형 베이스에 연결되는 스핀들과, 상기 스핀들에 연결되어 상기 스핀들을 구동하는 금형 회전 모터와, 상기 스핀들에 접촉 가능하도록 상기 금형 베이스의 하부에 위치하며, 상기 스핀들의 일부에 접촉되어 상기 금형의 회전을 정지시키도록 구성된 금형 브레이크를 포함한다.

여기서, 상기 금형 브레이크는, 상기 스핀들에 환형으로 마련되는 환형부와, 상기 환형부에 반경 방향으로 접촉되는 접촉 패드와, 상기 접촉 패드를 상기 환형부 측으로 가압하거나 상기 환형부 측에서 이격시키는 실린더를 포함할 수 있다.

또한, 상기 금형 브레이크는, 상기 스핀들에 결합되는 디스크 플레이트와, 상기 디스크 플레이트의 상하면에 접촉 가능하도록 마련되는 한 쌍의 브레이크 패드와, 상기 한 쌍의 브레이크 패드가 결합되며, 상기 한 쌍의 브레이크 패드를 상기 디스크 플레이트에 접촉시키거나 상기 디스크 플레이트로부터 이격시키도록 구성된 캘리퍼와, 상기 캘리퍼를 작동시키도록 상기 캘리퍼에 연결된 실린더를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 원심 주조 방법은, 용탕을 스핀들에 의해 회전되는 금형에 주입하는 단계와, 상기 금형의 회전 속도를 조절하여 용탕을 링 형상으로 원심 주조하는 단계와, 상기 스핀들에 금형 브레이크를 접촉시켜 상기 금형의 회전을 정지시키는 단계와, 상기 금형에서 상기 링 형상의 실을 분리하여 상온 냉각하는 단계와, 상기 링 형상의 실이 냉각된 다음 상기 링 형상의 실을 정밀 가공하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 실은 상기 원심 주조에 의해 상기 금형 하부에서 상부로 단면이 작아지는 링 형상으로 형성되되, 상기 실 저면부의 안쪽 영역에 경사진 테이퍼면이 형성되도록 상기 실을 그라인딩 가공하고, 상기 실 저면부의 바깥 영역에 경사진 테이퍼면에 연결되는 평탄면이 형성되도록 상기 실을 연마 가공할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 다양한 실시 예는, 원심 주조에 의해 플로팅 실을 제조하는 장치를 제공할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예는, 플로팅 실의 원심 주조에서 플로팅 실의 형성과 함께 원심 주조기의 금형 회전을 정지시켜 잔여 원심력에 따른 정지시간의 소요로 인하여 플로팅 실이 변형되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예는, 플로팅 실의 원심 주조 이후 원심주조 금형 내의 캐비티에서의 냉각 시간을 획기적으로 줄여 플로팅 실의 제조 효율을 높일 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예는, 금형에서 원심 주조된 플로팅 실을 신속히 분리하여 상온에서 냉각시킴으로써 플로팅 실을 균일하게 냉각시킬 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 주조 장치가 포함된 플로팅 실을 제작하기 위한 자동 생산 시스템이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 주조 장치의 정면도이며,
도 3은 도 2의 "A" 부분 상세도이고,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금형 브레이크 상세도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 원심 주조 장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 주조 장치의 선명한 이해를 위해서, 먼저 원심 주조 장치가 포함된 플로팅 실의 자동 생산 시스템에 대해서 전반적으로 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 플로팅 실을 제작하기 위한 자동 생산 시스템은, 용탕 주입 장치(2), 원심 주조 장치(3), 취출 이송 장치(6), 중량 측정 장치(7), 그리고 버 제거 장치(9)를 포함한다.

용탕 주입 장치(2)는 리니어 레일(2b)을 따라 이동되어 용탕 주입컵(2a)을 이용하여 용해로(1)로부터 플로팅 실을 형성하기 위한 용탕을 떠서 금형(4)에 일정량씩 공급하는 것이다.

원심 주조 장치(3)는 용탕 주입 장치(2)의 우측에 배치되며, 이송 베이스(105) 위에서 회전하도록 금형(4)이 구비되어 원심 주조 방식으로 실을 형성하는 것이다.

취출 이송 장치(6)는 원심 주조 장치(3)의 금형(4)으로부터 실을 취출하고, 중량 측정 장치(7), 버 제거 장치(9)의 순서대로 실을 이송하도록 구성된 것이다.

중량 측정 장치(7)는 원심 주조 장치(3)에서 취출된 실의 중량을 측정하는 것이다.

버 제거 장치(9)는 중량 측정 장치(7)에서 중량측정이 끝난 실의 내외경에 잔존하는 버를 제거하는 것이다.

상기의 자동 생산시스템은 버 제거 장치(9)에서 버 제거를 마친 실을 이송하는 컨베이어(12), 컨베이어(12)를 통과하는 실을 공랭식으로 냉각시키기 위해 블로워가 구비된 냉각장치(13), 컨베이어(12)를 통해 냉각장치(13)를 통과한 실의 내주면을 가공하는 사상 가공 장치(15)를 더 포함한다.

이러한 자동 생산시스템은 사상 가공 장치(15)와 나란히 위치되어 사상 가공된 실의 일면을 가공하는 연삭 가공 장치(17), 연삭 가공 장치(17)에서 가공된 실을 정밀 가공하는 랩핑 가공 장치(20), 연삭 가공부(17)와 랩핑 가공부(20) 사이에 위치되어 상기 연삭 가공된 실을 세척하기 위한 세척부(19), 그리고 랩핑 가공 장치(20)에서 배출된 실을 배출하는 컨베이어(23)를 포함한다.

상기와 같은 플로팅 실을 제작하기 위한 자동 생산 시스템에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 주조 장치가 배치된다. 이하에서는, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 주조 장치에 대해서 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 주조 장치의 정면도이며, 도 3은 도 2의 "A" 부분 상세도이다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 주조 장치(3)는, 구성 요소들을 지지하는 장치 본체(100), 장치 본체(100)에 탑재되는 이송 베이스(105), 그리고 이송 베이스(105)를 왕복 이송시키는 이송 실린더(140)를 포함한다.

도 3을 참조하면, 이송 베이스(105) 상에는 실의 원심 주조에 필요한 위치들이 있다. 이러한 위치들은 금형(4)이 이동하면서 용탕이 주입되는 위치이며, 실이 취출됨과 아울러 금형(4)의 온도측정이 이루어지는 위치, 측정된 온도 결과를 토대로 금형(4)을 예열하는 위치, 금형(4)에 아세틸렌 그을음이 도포하는 위치를 포함한다.

이송 실린더(140)는 이송 베이스(105) 상의 금형(4)이 상기와 같은 각각의 위치에 대응하도록 이송 베이스(105)을 일정 거리 간격으로 이송시켜 정지 및 위치 고정시킬 수 있다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 주조 장치(3)는, 이송 베이스(105) 상에 플로팅 실을 제조할 수 있는 금형(4)이 위치되도록 금형(4)에 대응하여 일정 간격마다 배치되는 복수개의 금형 베이스(110), 금형 베이스(110)에 연결되며 회전 구동되는 스핀들(112), 그리고 이송 베이스(105) 하부에 위치하여 복수개의 금형 베이스(110)를 회전시키도록 스핀들(112)에 연결되는 금형 회전 모터(118)를 포함한다.

금형(4)은 상호 연결 및 분리 가능한 상형(4A)과 하형(4B)으로 구성된다. 금형 베이스(110)는 금형(4)의 하형(4B)의 조립체를 지지하며, 그 조립체와 함께 회전하도록 구성된다. 금형(4)들은 금형 베이스(110)의 이송에 의해 위치들에 배치되며, 해당 위치에서 원심 주조에 필요한 각 공정이 실행된다.

금형 베이스(110)에는 스핀들(112)이 연결되며, 스핀들(112)에는 회전력을 전달받는 풀리(115)가 결합된다. 금형 회전 모터(118) 측에는 풀리(115)에 대응하여 다른 풀리(116)가 위치한다. 스핀들(112)은 이송 베이스(105)에 마련되는 베어링에 의해 회전 가능하게 지지된다. 풀리들(115, 116)은 벨트(117)로 연결된다. 풀리들(115, 116)과 벨트(117)는 금형 베이스(110)에 금형 회전 모터(118)의 회전력을 전달한다.

금형 회전 모터(118)는 용탕 주입 위치, 실이 취출됨과 아울러 금형의 온도측정이 이루어지는 위치의 이전 위치, 아세틸렌 가스 도포 위치에서 금형(4)을 회전 구동시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 주조 장치(3)는, 스핀들(112)에 접촉 가능하도록 금형 베이스(110)의 하부에 위치하며, 스핀들(112)의 일부에 접촉되어 금형의 회전을 정지시키도록 구성된 금형 브레이크(120)를 포함한다.

금형 브레이크(120)는 스핀들(112)의 상부에 환형으로 마련되는 환형부(121), 환형부(121)에 반경 방향으로 접촉되는 접촉 패드(122), 그리고 접촉 패드(122)를 환형부(121) 측으로 가압하거나 환형부(121) 측에서 이격시키는 상부 실린더(125)를 포함할 수 있다.

접촉 패드(122)는 상부 실린더(125)에 의해 왕복 이동되면서 환형부(121)에 접촉되거나 접촉 해제될 수 있다. 이에 따라 회전 가동 중에서 동력이 차단된 금형 베이스(110)는 접촉 패드(122)가 환형부(121)에 접촉됨으로써 급감속 정지될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 금형 브레이크(120)는 접촉 패드(122)가 스핀들(112)에 마련되는 환형부(121)가 접촉되어 금형(4)의 회전을 정지시키므로, 관성에 의해 회전되던 금형(4)의 기존 정지 시간을 상당히 줄일 수 있다. 이에 따라 금형(4)이 관성에 의해 회전되면서 발생되는 공정 대기 시간을 감소시켜 원심 주조의 전반적인 택트 타임이 줄어 들게 된다. 이로써, 작업자는 신속히 성형된 실을 금형(4)의 캐비티로부터 취출시켜 상온에 냉각시키도록 함으로써 실의 균일한 냉각을 확보할 수 있게 된다.

한편 상기의 금형 브레이크(120)는 상기와 다르게 구성될 수 있다. 이하에서는, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금형 브레이크(120')에 대해서 설명한다. 상기와 동일 부호는 동일 요소를 지칭하므로, 중복적인 설명은 생략한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 원심 주조 장치의 금형 브레이크 상세도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 원심 주조 장치의 금형 브레이크(120')는, 스핀들(112)의 하부에 마련되는 디스크 플레이트(131) 및 디스크 플레이트(131)의 상하면에 접촉 가능하도록 마련되는 한 쌍의 브레이크 패드(132)를 포함할 수 있다. 디스크 플레이트(131)는 스핀들(112)의 하부에 결합되어 스핀들(112)과 함께 회전된다.

금형 브레이크(120)는 한 쌍의 브레이크 패드(132)가 결합되며 한 쌍의 브레이크 패드(132)를 디스크 플레이트(131)에 접촉시키거나 디스크 플레이트(131)로부터 이격시키도록 구성된 캘리퍼(135)를 포함한다. 캘리퍼(135)에는 캘리퍼(135)를 작동시키기 위한 작동 유체를 공급하는 하부 실린더(136)가 연결된다. 하부 실린더(136)에는 작동 유체를 공급하기 위한 유체펌프(미도시)가 연결될 수 있다.

한 쌍의 브레이크 패드(132)는 캘리퍼(135)에 의해 디스크 플레이트(131) 측으로 가압되어 디스크 플레이트(131)에 접촉되며, 반대로 디스크 플레이트(131)로부터 이격되어 접촉 해제될 수 있다.

이처럼 한 쌍의 브레이크 패드(132)가 캘리퍼(135)에 의해 가동됨으로써 회전 가동 중에서 금형 회전 모터의 동력이 차단된 금형은 급감속되어 정지될 수 있다.

한편, 본 발명의 상기 실시 예들에 따른 원심 주조 장치에 의한 원심 주조 공정에 사용되는 구성 요소로서, 각각의 금형(4)의 해당 위치에는 장치 본체(100)에 도시되지 않았지만 금형(4)을 예열하기 위한 히터 및 아세틸렌 그을음을 금형에 도포하기 위한 아세틸렌 도포기가 설치될 수 있다.

이하에서는, 도 1과 도 2를 참조하여, 본 발명의 상기 실시 예들에 따른 원심 주조 장치에 의한 원심 주조 후 취출 이송 공정에 사용되는 자동 생산 시스템의 다른 장치들에 대해 개략적으로 설명한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 주조 장치(3)의 이송 베이스(105)에서 실을 취출하는 위치에는 금형(4)에서 원심 주조된 실을 취출하고 이송할 수 있도록 이루어진 취출 이송 장치(6)가 배치된다.

취출 이송 장치(6)는 금형(4)의 상형(4A)을 상하 이동시키는 상형 분리기(150)와, 하형(4B) 위에 원심 주조되어 형성된 실을 들어 올려 이송하는 클램프 이송부(170)를 포함한다.

상형 분리기(150)는 금형 회전 모터(118)의 회전에 의해 금형(4)에서 플로팅 실이 제조되면 금형(4)의 상형(4A)을 하형(4B)으로부터 분리 이동시키기 위해 잡아주는 클램프부(151), 장치 본체(100)에 설치되어 클램프부(151)를 상하 이동시키는 수직 이송기(160)를 포함한다.

수직 이송기(160)는 유압 실린더(161)에 의해 상하로 작동되도록 구성될 수 있다. 본 실시 예에서, 유압 실린더(161)는 공압 실린더로 대체 가능하다. 즉 상기의 유압 실린더(161)는 상하 위치 이동을 제공할 수 있는 것이면 가능하다.

취출 이송 장치(6)에서 상형 분리기(150)의 클램프부(151)에는 상형(4A)을 들어 올릴 때 중앙에서 상형(4A)을 탄력있게 눌러줄 수 있는 스프링(미도시)이 장착된다. 이에 따라 클램프부(151)에 안정적으로 상형(4A)이 클램핑될 수 있으며, 상형(4A)의 탈착이 원활히 이루어질 수 있다.

상형 분리기(150)의 클램프부(151) 내측에는 금형(4)에 용탕이 주입되기 전에 금형(4)의 온도를 감지하는 온도 감지 센서(155)가 배치된다. 온도 감지 센서(155)는 센서 홀더(156)를 통해 장착될 수 있다.

온도 감지 센서(155)가 금형(4)의 일측으로부터 외측으로 인접한 상형 분리기(150)에 배치됨에 따라 금형(4)의 온도가 정밀하게 측정될 수 있다. 이에 리니어 레일(2b)의 상단에 온도 감지 센서(155)가 설치되는 기존에 비해 금형(4)의 온도가 정밀하게 측정될 수 있다. 온도 감지 센서(155)는 반영구적으로 사용하기 위해 접촉식으로 온도를 측정하는 센서가 아닌 비접촉식으로 온도를 측정하는 적외선 센서가 선택될 수 있다.

온도 감지 센서(155)의 정밀 측정에 의해 금형(4)의 정밀한 예열 작업을 실시할 수 있다. 이에 따라 금형(4)에 주입되는 용탕의 급격한 온도변화에 따른 용탕의 주조성 악화를 방지하고, 나아가서는 플로팅 실의 불균일한 조직 변화를 방지할 수 있다.

클램프 이송부(170)는 하형(4B)에 위치하는 실(S)을 잡아주는 클램프부(171)와, 클램프부(171)가 설치되어 수직 및 수평 이동되면서 중량 측정 장치(7)와 버 제거 장치(9)로 취출된 실(S)을 연속하여 이송할 수 있도록 구성된 수평 이송부(177)로 구성된다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기의 본 발명의 일 실시 예에 따른 원심 주조 장치를 사용하는 자동 생산 시스템에 의한 실 제조 과정은 다음과 같다.

먼저 이송 베이스(105)는 이송 실린더(140)에 의해 설정된 거리만큼 움직인다. 즉 이송 베이스(105)의 이송에 의해 금형 베이스(110)가 아세틸렌 가스 도포 위치, 용탕 주입 위치, 실이 취출됨과 아울러 금형(4)의 온도측정이 이루어지는 위치의 이전 위치에 위치하면, 금형 베이스(110)는 금형 회전 모터(118)에 의해 회전되도록 설정된다.

상기 원심 주조에서는 효과적인 실의 주조를 위해서, 금형(4)에 대한 적절한 두께의 아세틸렌 그을음 도포가 도포 위치에서 이루어진다.

상형(4A)의 아세틸렌 그을음을 도포하는 위치에서, 아세틸렌 그을음이 제공됨에 따라 실과 금형(4)이 서로 붙지 않게 된다. 이러한 아세틸렌 그을음은 실의 외관을 향상시켜 주는 매우 중요한 역할을 한다. 즉 아세틸렌 그을음이 금형(4)에 얇고 균일하게 도포될수록 실 주조에서 우수한 특성으로 나타난다.

아세틸렌 그을음을 도포하는 위치에서는 금형(4) 온도가 적당한 주조 범위 내에 위치하도록 금형 온도를 지속적으로 체크하며, 예열 위치에서 금형 온도가 낮을 경우 금형 예열을 통해 금형(4)을 200℃~400℃를 유지한다.

상기의 금형 예열은, 용탕이 금형(4)에 주입되었을 시에 급격한 온도변화로 인한 주조성이 저하되고, 이로 인해 플로팅 실의 조직이 고르지 못하게 되는 현상을 방지한다. 즉, 상형 분리기(150)에 배치된 온도 감지 센서(155)를 통해 금형(4)의 온도가 측정되고, 금형(4)의 온도 결과를 토대로 금형(4)이 적정 온도로 예열될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 플로팅 실을 형성하기 위해 용탕 주입 장치(2)가 리니어 레일(2b)을 따라 이동되어, 용탕 주입컵(2a)이 용해로(1)로부터 용탕을 떠와서 원심 주조 장치(3)의 용탕 주입 위치(41A)에 도달하게 되면, 용탕 주입 위치(41A)에 위치된 금형 베이스(110)가 500rpm ~ 3000rpm의 적절한 속도로 회전하면서 금형(4)을 회전시키게 된다. 이 상태에서 용탕 주입컵(2a)이 기울어지면, 용탕이 회전하는 금형(4)에 주입되면서 원심주조가 진행된다.

금형(4)에 주입된 용탕은 금형(4)에 작용하는 원심력으로 외경방향으로 퍼져나가게 된다. 이에 따라 외경은 금형(4)의 형상과 동일하고, 내경은 원형으로 개방된 플로팅 실이 형성된다.

용탕 주입 위치에서는 금형 회전 모터(118)의 회전력에 의해 회전되는 금형(4)에 용탕이 주입되어 플로팅 실이 형성된다. 실은 원심 주조에 의해 상하 금형 내부에서 상부 측으로 단면이 작아지는 링 형상으로 형성된다.

상기에서는 금형 회전 모터(118)가 정지된 후, 금형 브레이크(120, 120')가 금형(4)을 회전시키는 스핀들(112)에 작용하여 금형이 급감속 정지될 수 있다. 이 다음에는 금형(4)에서 링 형상의 실을 분리하여 이송 중 상온 냉각하는 과정이 진행된다.

상형 분리기(150)의 클램프부(151)가 금형(4)의 상형(4A)을 잡고, 수직 이송기(160)가 유압 실린더(161)에 의해 상방향으로 작동되어 금형(4)의 상형(4A)이 하형(4B)로부터 분리 이동된다.

클램프 이송부(170)의 클램프부(177)가 금형(4)의 하형(4B)에 위치된 실(S)을 잡고, 수직 및 수평 이동되면서 실(S)을 취출하고, 중량 측정 장치(7)와 버 제거 장치(9)로 이송시킨다.

금형(4)에서 분리되어 상온 냉각된 링 형상의 실은 중량 측정 장치(7)와 버 제거 장치(9)로 이송되어 버가 제거된 후, 완전 냉각된 후 연장선 상에 배치된 연삭 가공 장치(17), 연삭 가공 장치(17)에서 가공된 실을 정밀 가공하는 랩핑 가공 장치(20)에서 테이퍼면과 평탄면이 가공된다.

본 발명의 일 실시 예에서는, 실 저면부의 안쪽 영역에 대한 그라인딩 가공에 의해 경사진 테이퍼면이 형성되며, 상기 실 저면부의 바깥 영역에 경사진 테이퍼면에 연결되는 영역에 연마되어 평탄면이 형성된다.

이상, 본 발명의 실시예에 따른 원심 주조 장치 및 그 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.

1: 용해로 2: 용탕 주입 장치
3: 원심 주조 장치 4: 금형
4A: 상형 4B: 하형
5: 이송 베이스 6: 취출 이송 장치
7: 중량 측정 장치 9: 버 제거 장치
12: 컨베이어 13: 냉각장치
15: 사상 가공 장치 17: 연삭 가공 장치
19: 세척부 20: 랩핑 가공 장치
23: 컨베이어 100: 장치 본체
110: 금형 베이스 112: 스핀들
115, 116: 풀리 118: 금형 회전 모터
120: 금형 브레이크 121: 환형부
122: 접촉 패드 125: 실린더
131: 디스크 플레이트 132: 브레이크 패드
135: 캘리퍼 140: 이송 실린더
150: 상형 분리기 151: 클램프부
155: 온도 감지 센서 160: 수직 이송기
161: 유압 실린더 170: 클램프 이송부
171: 클램프부 177: 수평 이송부
179: 센서 홀더

Claims (5)

1. 금형 베이스와;
   상기 금형 베이스 상에 배치되는 금형과;
   상기 금형 베이스에 연결되는 스핀들과;
   상기 스핀들에 연결되어 상기 스핀들을 구동하는 금형 회전 모터와;
   상기 스핀들에 접촉 가능하도록 상기 금형 베이스의 하부에 위치하며, 상기 스핀들의 일부에 접촉되어 상기 금형의 회전을 정지시키도록 구성된 금형 브레이크를 포함하는 원심 주조 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 금형 브레이크는,
   상기 스핀들에 환형으로 마련되는 환형부와;
   상기 환형부에 반경 방향으로 접촉되는 접촉 패드와;
   상기 접촉 패드를 상기 환형부 측으로 가압하거나 상기 환형부 측에서 이격시키는 실린더를 포함하는 원심 주조 장치.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 금형 브레이크는,
   상기 스핀들에 결합되는 디스크 플레이트와;
   상기 디스크 플레이트의 상하면에 접촉 가능하도록 마련되는 한 쌍의 브레이크 패드와;
   상기 한 쌍의 브레이크 패드가 결합되며, 상기 한 쌍의 브레이크 패드를 상기 디스크 플레이트에 접촉시키거나 상기 디스크 플레이트로부터 이격시키도록 구성된 캘리퍼와;
   상기 캘리퍼를 작동시키도록 상기 캘리퍼에 연결된 실린더를 포함하는 원심 주조 장치.
   
4. 용탕을 스핀들에 의해 회전되는 금형에 주입하는 단계와;
   상기 금형의 회전 속도를 조절하여 용탕을 링 형상으로 원심 주조하는 단계와;
   상기 스핀들에 금형 브레이크를 접촉시켜 상기 금형의 회전을 정지시키는 단계와;
   상기 금형에서 상기 링 형상의 실을 분리하여 상온 냉각하는 단계와;
   상기 링 형상의 실이 냉각된 다음 상기 링 형상의 실을 정밀 가공하는 단계를 포함하는 실 제조방법.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 실은 상기 원심 주조에 의해 상기 금형 하부에서 상부로 단면이 작아지는 링 형상으로 형성되되,
   상기 실 저면부의 안쪽 영역에 경사진 테이퍼면이 형성되도록 상기 실을 그라인딩 가공하고, 상기 실 저면부의 바깥 영역에 경사진 테이퍼면에 연결되는 평탄면이 형성되도록 상기 실을 연마 가공하는 실 제조방법.

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