KR920000810B1

KR920000810B1 - 주조장치의 압축기구

Info

Publication number: KR920000810B1
Application number: KR1019890010556A
Authority: KR
Inventors: 하루오 아키모토; 구니오 다케야
Original assignee: 우베고산 가부시기가이샤; 시미즈 야스오
Priority date: 1988-07-26
Filing date: 1989-07-26
Publication date: 1992-01-23
Also published as: JPH0661602B2; JPH0234265A; DE3923760A1; IT1231649B; US4955426A; IT8948217A0; DE3923760C2; KR910002541A

Abstract

내용 없음.

Description

주조장치의 압축기구

제1도는 본 발명의 일실시예에 따른 주조장치를 나타내는 수직단면도.

제2도는 제1도의 주조장치의 작동을 설명하는 도면.

제3도 내지 제7도는 본 발명의 다른 예에 따른 주조장치의 주요부분을 나타내는 수직확대단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 성형장치 12 : 주입장치.

14 : 고정판 16 : 고정주형

18 : 가동판 20 : 가동주형

26 : 공동 28 : 탕도부

30 : 비스킷부 38 : 피스톤

42 : 압탕봉 48 : 구덩이

50 : 사출실린더 54 : 슬리브

70 : 플런저 팁 72 : 플런저

100,101 : 돌출부

본 발명은 주조금속용의 용융금속을 사출하는 다이캐스팅 기계등의 주조장치에 관한 것이며, 특히 주조금속을 공급하는 개량된 기구를 갖는 주조장치에 관한 것이다.

다이캐스팅 기계등의 주조장치에서, 용융금속은 공급장치로부터 주형의 비스킷(biscuit)부와 탕도부를 통하여 공동속으로 공급되며 이 공동속에서 성형품이 응고된다.

만일 이 성형품이 기공(void)이 없는 내압성 재료로 만들어지면 기공을 분산시키기 위하여 압탕효과를 발휘하도록 용융금속이 최종적으로 주입된 후에 압탕봉에 의하여 공동이 압탕된다. 이 압탕효과는 외부팁과 내부팁으로 이루어진 이중구조의 공급플런저 팁을 형성하여 얻어질 수도 있다.

이러한 다이캐스팅 기계는 일본국 특허 공고 제59-13492호, 제58-55858호, 제59-30503호, 제60-2947호, 제44-31325호, 제47-18975호, 제51-34809호와 일본국 실용신안공고 제44-31325호, 제47-18975호, 제51-34809호와 일본국 실용신안공고 제44-29055호에 기재되어 있다. 비스킷 부를 공동으로 연결하는 탕도부가 공동속의 용융금속이 응고하지 않은때 압탕봉으로 직접 밀어지는 경우, 사출플런저는 압탕봉의 이동에 의하여 거꾸로 밀어져서 압탕효과가 얻어지지 않는다. 만일 압입시간이 공동의 직접 압입에 비하여 늦다면 용융금속이 응고되므로 압탕봉은 상당히 큰 힘으로도 압입될 수 없다. 압입이 된다해도 이 성형품은 균열이 발생하여 결함으로 된다.

내부 및 외부팁의 이중구조로 만들어진 플런저 팁에 의하여 압탕효과가 주어지는 다이캐스팅 기계에서 용융금속이 적당히 응고되지 않았기 때문에 용융금속의 주입후에 초기단계에서 내부팁이 돌출한다면, 외부팁은 내부팁의 앞선 이동에 의하여 후퇴되어 압탕효과를 얻을 수 없다. 또한, 내부팁이 외부팁의 내측원주면에서 슬라이드 하기 때문에 플런저 팁은 고착을 방지하기 위해서는 충분히 냉각되어야 한다. 냉각부를 보호하기 위하여 플런저 팁 직경은 필요이상으로 커야하므로 이 장치를 제조하는 비용이 높아진다.

본 발명의 목적은 주형속의 용융금속의 상태에 관계없이 만족스러운 압탕효과를 제공할 수 있는 주조장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 매우 우수한 주물을 만들 수 있는 주조장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 낮은 주조압력하에 작동되므로 공동을 장입하는 데에만 압탕효과가 필요하기 때문에 낮은 비용으로 제조될 수 있는 주조장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제1특징에 따라서, 용융금속을 응고시키기 위한 공동과 용융 금속을 공동속으로 도입하기 위한 탕도부 및 비스킷부를 구비하는 주형과; 슬리브가 비스킷부에 연통된 후 용융금속이 주형에 공급될 수 있도록 슬리브로부터 돌출가능하며 팁의 전방단부가 비스킷부의 천장표면에 0.5 내지 5mm의 범위로 가깝게 근접하도록 비스킷부 속으로 충분히 돌출가능한 슬리브내의 플런저 팁과 비스킷부를 연통시킬 수 있으며, 용융금속을 저장하기 위한 슬리브를 가지며, 공동에 용융금속을 공급하기 위한 장치와; 탕도부내로 돌출하도록 주형내에 설치된 압탕봉과; 압탕봉을 왕복시키는 장치로 구성된 주조장치의 압축기구가 제공된다. 탕도부는 플런저 팁의 단면적보다 “n”배 작은 단면적을 가지며 여기서 “n”은 사출압에 대한 압탕압의 비율이다.

본 발명의 제2특징에 따라서, 용융금속을 응고시키기 위한 공동의 용융금속을 공동으로 도입하기 위한 탕도부 및 비스킷부를 구비하는 주형과; 슬리브가 비스킷부에 연통된 후 용융금속이 주형내로 공급될 수 있도록 슬리브로부터 돌출가능하며 팁의 전방단부가 비스킷부의 천장표면에 가깝게 근접할 수 있도록 비스킷내로 충분히 돌출가능한 슬리브내의 플런저 팁과 비스킷부에 연통가능하며, 용융금속을 저장하기 위한 슬리브를 가지며, 공동속으로 용융금속을 공급하기 위한 장치와; 탕도부내로 돌출하도록 주형내에 설치된 압탕봉과; 압탕봉을 왕복시키는 장치로 구성되며; 이 플런저 팁에는 공동이 용융 금속으로 채워진후 압탕봉이 돌출된 때 플런저 팁이 상면의 한정된 부분에서만 후퇴되도록 상부면으로부터 돌출하는 링형돌출부가 형성되는 주조장치의 압축 기구가 제공된다.

본 발명의 제3특징에 따라, 용융금속을 응고시키기 위한 공동과 용융금속을 공동으로 도입하기위한 탕도부 및 비스킷부를 구비하는 주형과; 슬리브가 비스킷부에 연통된 후에 용융금속이 주형내로 공급되도록 슬리브로부터 돌출가능하며 팁의 전방단부가 비스킷부의 천장표면으로 가깝게 근접하도록 비스킷부 내로 충분히 돌출가능한 슬리브내의 플런저 팁과 비스킷부에 연통가능하며, 용융 금속을 저장하기 위한 슬리브를 가지며, 공동내로 용융금속을 공급하기 위한 장치와; 탕도부로 돌출하도록 주형내에 설치된 압탕봉과; 압탕봉을 왕복운동시키는 장치로 구성되며; 이 플런저 팁에는 용융금속으로 공동이 채워진 후 압탕봉이 돌출된 때 상부면의 한정된 영역에서만 플런저 팁이 후퇴되도록 탕도부의 하부속으로 진입할 수 있는 상부면으로부터 돌출하는 플러그형의 돌출부가 형성되는 주조장치의 압축기구가 제공된다.

본 발명의 주조장치에서 주형은 고정주형과 이 고정주형에 연결되는 가동주형을 포함할 수도 있다. 고정주형과 가동주형은 서로 결합될때 그 사이에 공동과 탕도부와 비스킷부를 형성한다. 마찬가지로 용융금속을 공급하기 위한 공급장치는 사출실린더에 의해 왕복이동되게 설치된 플런저 팁과 플런저 팁이 미끄럼 이동가능하게 설치되는 슬리브를 포함한다. 용융금속은 플런저 팁의 전방이동에 의하여 탕도부를 통하여 공동속으로 사출된다. 또한, 압탕봉은 실린더기구에 의하여 왕복운동될 수 있으며, 고정주형속에 설치될 수도 있다.

본 발명에서, 제품이외의 부분은 압탕봉에 의하여 이 제품에 흠이 생기는 것을 방지하도록 어떤 형태로 압탕되어도 된다. 또한, 사출실린더 등의 주입 장치는 압탕효과를 제공할 필요가 없으며, 공동을 용융금속으로 채울뿐이므로 낮은 주입압력으로 충분하며, 따라서, 주조장치를 제조하는 비용이 절감된다.

이 주조장치의 탕도부에는 탕도부의 다른 부분보다 작은 단면적을 갖는 채널부가 제공되므로 압탕봉의 돌출에 의하여 발생하는 역방향으로 작용하는 힘이 감소된다.

본 발명의 압축기구에서, 공동이 플런저 팁의 이동에 의하여 용융금속으로 채워진 후 압탕봉이 공동 또는 탕도부 속으로 압탕되어 압탕효과를 발생한다.

본 발명의 기구에 따라, 압탕압력은 상부면의 한정된 영역에서 플런저 팁을 뒤로 밀므로 이 팁은 압탕봉이 돌출되는 동안 후퇴하지 않는다. 따라서 용융 금속에 충분한 압탕효과가 주어지며 양질의 제품이 만들어진다. 또한, 본 발명에서 용융금속주입 장치는 압탕효과를 제공하도록 제조될 필요가 없으며, 주입 기능만 수행하면 되므로 낮은 비용으로 제조될 수 있고 사출비용을 감소시킨다.

본 발명의 실시예가 첨부도면을 참조로 하여 이하 상세하게 설명될 것이다. 본 발명의 일실시예에 따른 주조장치는 주로 성형장치(10)과 주입장치(12)로 구성된다. 이 성형장치(10)에는 고정판(14)에 고정된 고정주형(16)과 가동판(18)에 고정된 가동주형(20)이 구비된다. 이 고정판(14)는 너트(22)에 의하여 연결된 기둥부(24)를 가지며, 가동판(18)은 도시되지 않은 토글기구의 작용에 의하여 기둥부(24)를 따라서 고정판(14)으로부터 이동되도록 만들어진다. 고정주형(16)과 가동주형(20)에는 그 대향면에 공동(26)과 탕도부(28)과 비스킷부(30)이 형성된다.

고정주형(16)에는 피스톤(38)이 왕복운동하는 실린더실(34)가 형성된다. 압탕봉(42)는 그 후방단부에서 피스톤(38)에 연결되므로 피스톤(38)의 진행에 의하여 탕도부(28)속으로 돌출될 수 있다.

성형장치(10)은 기계의 기초부(44)속에 설치된다. 이 주입장치(12)는 아래로부터 사출실린더(50), 블록(52), 슬리브(54)순으로 구성된다. 사출실린더(50)은 핀(58)에 의하여 시이트(56)에 힌지결합되며, 구덩이(48)의 바닥에 고정되므로 그 상단부가 핀(58)위에서 기울어질 수 있다. 사출실린더(50)내에서 상부로 뻗는 봉(62)에 연결된 피스톤(60)이 왕복운동한다.

블록(52)에는 수직하게 형성되는 실린더실(64)가 설치되며, 이 안에 사출실린더(50)의 상부표면에 형성된 플랜지(68)에 고정된 하단부를 갖는 도킹램(docking ram)(66)이 삽입된다.

슬리브(54)는 연결부재(68)에 의하여 블록(52)의 상부측에 연결되며, 성형장치(10)의 비스킷부(30)의 하단부에 고정된 상단부를 갖는다. 플런저 팁(70)은 슬리브(54)속에서 미끄럼 이동가능하도록 설치되어 상하로 이동될 수 있다. 플런저 팁(70)을 고정하는 플런저(72)는 커플링(73)에 의하여 하단부에서 봉(62)의 상단부에 연결된다.

구덩이(48)의 측벽에는 봉(82)에 연결된 피스톤(80)을 갖는 경사실린더(74)가 시이트(76)과 핀(78)을 통하여 힌지 결합된다. 이 봉(82)는 커플링(84)와 핀(86)에 의하여 사출실린더(50)의 플랜지(68)의 측면에 힌지 결합된 선단부를 갖는다.

이러한 구성의 주조장치의 작동이 이하 설명될 것이다.

유압이 실린더실(64)로부터 방출될때, 블록(52)는 실린더(50)위에 놓일때까지 내려간다. 한편, 유압이 사출실린더(50)의 헤드단부로부터 방출될때 피스톤(60)은 플런저 팁(70)과 함께 하한점까지 내려간다. 만일 이 상태에서 경사실린더(74)의 봉(82)가 돌출되면 주입장치(12)는 완전하게 경사를 이룬다. 이때 용융금속은 슬리브(54)속으로 주입된다.

그후에 경사실린더(74)의 봉(82)는 후퇴되어 수직한 상태까지 주입장치(12)를 복귀시킨다. 그 다음 유압이 블록(52)의 실린더실(64)속으로 들어가 도킹램(66)을 돌출시킨다. 따라서 블록(52)는 올라가 슬리브(54)를 성형장치(10)의 비스킷 부(30)속에 삽입시킨다.

이때 유압은 사출실린더(50)의 헤드단부측 속으로 들어가 피스톤(60)을 들어올린다. 따라서 플런저 팁(70)이 올라가 슬리브(54)속에 있는 용융금속이 비스킷부(30)과 탕도부(28)를 통하여 공동(26)속으로 들어가게 된다.

공동(26)이 용융금속으로 완전히 채워진 후나 바로전에 압탕봉(42)는 유압이 실린더실(34)의 헤드단부측속으로 도입되고 피스톤(38)이 진행하는 것에 의해 압탕봉(42)가 탕도부(28)속으로 돌출되므로 압탕효과가 얻어진다.

공동내의 용융금속의 응고가 끝난후에 가동판(18)이 후퇴되어 주형을 개방시키고, 가동주형(20)에 운반되는 압입장치(도시되지 않음)에 의하여 제품이 압입된다. 이 압입장치는 넉아웃(knock out) 또는 이젝터(ejector)로 불리워진다.

이 주형의 개방단계전에, 피스톤(60), 블록(52)등은 그 하한점으로 내려가 계속되는 주조공정을 준비한다.

제2도에 도시한 바와 같이, 플런저 팁(70)은 단면적(S₁)을 가지며, 압탕봉(42)는 단면적(S₂)를 가지며, 탕도부(28)은 용융금속이 통과하는 단면적(S₃)을 갖는다. 플런저 팁(70)은 사출중에 힘(F₁)에 의해 상승되며, 실린더(50)에 의하여 같은 힘으로 유지된다. 압탕봉은 피스톤(38)의 이동에 의하여 힘(F₂)로 진행된다. 플런저 팁(70)은 압탕봉(42)가 돌출될때, 압탕중에 역방향의 힘(F₃)을 받게 된다. 주형속의 용융금속은 용융금속이 사출될때 사출압력(P_A)를 가지며, 압탕중에 압탕압력(P_B)를 갖는다.

사출중에 용융금속의 온도가 충분히 높기 때문에 용융금속은 거의 뉴우튼 유체가 되므로 주형속의 용융금속은 힘(F₁)(F₁=P_A·S₁)으로 압입되며, 압탕봉(42)는 힘(P_A·S₂)로 압입된다. 용융금속은 사출이 끝나고 용융금속이 거의 응고하기 바로전으로부터 일정시간이 경과한 후 압탕봉(42)에 의하여 공급된다.

압탕압력(P_B)는 사출압력(P_A)보다 “n”배 크며(따라서 P_B=n·P_A), 여기서 n은 1보다 크다(n＞1).

용융금속은 사출후 냉각되고 어느 정도 응고될때 비뉴우튼 유체가 된다. 그러므로 압탕봉(42)가 냉각된 용융금속속으로 돌출되어 압탕효과를 제공할때 주형속의 용융금속은 면적(S₁) 전체를 누르지 않고, 탕도부(28)의 단면적(S₃)과 거의 같은 플런저 팁(70)의 상부면의 영역만을 압축한다.

따라서, 플런저 팁(70)은 압탕봉(42)가 돌출되는 동안 힘(F₃)(F₃=P_B·S₃)으로 역방향으로 압력을 받는다. 본 발명에 있어서 장치는 힘(F₃)이 사출에 의한 상술한 힘(F₁)보다 작도록 만들어진다. 따라서 플런저 팁(42)가 돌출될때 후퇴하지 않으므로 공동속의 용융금속에 압탕효과가 충분히 주어진다.

상술한 것처럼(S₃)는 S₁/n보다 커서는 안된다(S₃＜S₁/n). 이것은 다음과 같이 도입된다.

플런저 팁(70)은 힘(F₃)이 힘(F₁)보다 크지 않을때(F₃＜F₁), 전혀 후퇴하지 않으며, 여기서 F₁은 P_A·S₁과 같으며, F₃은 P_B·S₃과 같고(F₁=P_A·S₁, F₃=P_B·S₃), P_B·S₃은 P_A·S₁보다 작으며(P_B·S₃＜P_A·S₁), P_B/P_A는 “n”과 같기때문에, S₃=S₁·P_A/P_B=S₁/n이다.

플런저 팁(70)이 상한까지 올라갈때 플런저 팁(70)의 전방단부와 비스킷부(30)이 천장표면 사이의 틈 “a”는 본 발명에서 0.5-5mm가 되어 용융금속이 플런저 팁(70)의 표면 전체가 아니라 한정된 영역에만 압축된다. 틈 “a”가 5mm보다클때, 탕도부(28)과 비스킷부(30)에서 용융금속은 뉴우튼유체가 될 정도로 뜨겁기 때문에 팁(70)의 상부면 전체를 압박한다. 틈 “a”가 0.5mm보다 작으면 팁(70)이 최상부 끝까지 올라갈때 비스킷부(30)의 천장부분과 접촉한다.

본 발명의 다른 실시예는 제3도 내지 제5도에서 설명되며, 플런저 팁(70)에는 그 상부면으로부터 돌출한 링형의 돌출부(100)이 제공된다. 이 돌출부(100)은 용융금속이 팁(70)을 역으로 압축하는 면적을 면적(S₃)으로 한정한다. 제3도는 하나의 링형 돌출부(100)을 도시하며, 제4도는 이중의 링형 돌출부(100)을 도시하며, 제5도는 돌출부(100)을 갖는 팁의 볼록한 상부면 또는 구면을 나타낸다. 이 모든 형태에서 “a”는 0.5-5mm인 것이 바람직하다.

제6도와 제7도는 또다른 실시예를 나타낸다. 제6도에서 팁(70)은 탕도부(28)의 하부에 대응하는 형상을 갖는 상부면으로부터 돌출한 플러그형의 돌출부(101)을 가지므로 팁(70)이 상한점까지 압출될때 탕도부의 하부로 들어간다. 제7도에 도시한 이중의 플러그형 돌출부(101)은 팁(70)이 용융금속에 의하여 역방향으로 압축되는 면적을 면적(S3)으로 한정한다. 제6도와 제7도에서 나타낸 “b”와 “c”의 값은 0.5-5mm가 바람직하다.

Claims

용융금속을 응고시키기 위한 공동(26)과 이 공동속에 용융금속을 도입하기 위한 탕도부(28)와 비스킷부(30)을 가지는 주형과; 용융금속을 저장하는 슬리브(54)를 가지며, 슬리브가 비스킷부에 연통된 후에 용융금속이 주형속으로 공급될 수 있도록 슬리브로부터 돌출가능하며 팁의 전방단부가 비스킷부의 천장표면에 0.5-5mm의 범위로 가깝게 근접하도록 비스킷부 속으로 돌출가능한 슬리브내의 플런저 팁(70)과 비스킷부를 연통시킬 수 있으며, 상기 공동에 용융금속을 공급하기 위한 장치(12)와; 탕도부속으로 돌출하도록 주형내에 배치되는 압탕봉(42)와 압탕봉을 왕복운동시키는 장치를 구비하며; 탕도부는 플런저 팁의 단면적보다 “n”배 작은 단면적을 가지며, 여기서 “n”은 사출압에 대한 압탕압의 비율인 것을 특징으로 하는 주조장치의 압축기구.
용융금속을 응고시키기 위한 공동(26)과 공동속으로 용융금속을 도입하기 위한 탕도부(28) 및 비스킷부(30)을 가지는 주형과; 용융금속을 저장하는 슬리브(54)를 가지며, 슬리브가 비스킷부에 연통된 후에 용융금속이 주형속으로 공급될 수 있도록 슬리브로부터 돌출가능하며 비스킷부속으로 완전히 돌출되어 팁의 전방단부가 비스킷부의 천장 표면에 가깝게 근접할 수 있는 슬리브내의 플런저 팁(70)과 비스킷부를 연통시킬 수 있으며, 상기 공동에 용융금속을 공급하기 위한 장치(12)와; 탕도부속으로 돌출하도록 주형내에 배치되는 압탕봉(42)와; 상기 압탕봉을 왕복시키는 장치를 구비하며; 상기 플런저 팁은 상부면으로부터 돌출하는 링형의 돌출부(100)를 가지므로 공동이 용융금속으로 채워진 후에 압탕봉이 돌출할때 플런저 팁은 상부면의 한정된 부분에서만 역방향으로 압축되는 것을 특징으로 하는 주조장치의 압축기구.
용융금속을 응고시키기 위한 공동(26)과 공동속으로 용융금속을 도입하기 위한 탕도부(28) 및 비스킷부(30)을 가지는 주형과; 용융금속을 저장하는 슬리브(54)를 가지며, 슬리브가 비스킷부에 연통된 후에 용융금속이 주형속으로 공금될 수 있도록 슬리브로부터 돌출가능하며 비스킷부속으로 완전히 돌출하여 팁의 전방단부가 비스킷 부분의 천장표면에 가깝게 근접할 수 있는 슬리브내의 플런저 팁(70)과 비스킷부를 연통시킬 수 있으며, 상기 공동에 용융금속을 공급하기 위한 장치(12)와; 탕도부속으로 돌출하도록 주형속에 배치되는 압탕봉(42)와; 상기 압탕봉을 왕복운동시키는 장치를 구비하며; 상기 플런저 팁은 탕도부의 하부속으로 들어갈 수 있는, 상부면으로부터 돌출하는 플러그형의 돌출부(101)를 가지므로 공동이 용융금속으로 채워진 후에 압탕봉이 돌출할때 플런저 팁은 상부면의 한정된 부분에서만 역방향으로 압축되는 것을 특징으로 하는 주조장치의 압축기구.
제1항에 있어서, 상기 압탕봉(42)를 왕복시키는 장치는 유압실린더인 것을 특징으로 하는 주조장치의 압축기구.
제2항에 있어서, 상기 압탕봉(42)를 왕복시키는 장치는 유압실린더인 것을 특징으로 하는 주조장치의 압축기구.
제3항에 있어서, 상기 압탕봉(42)를 왕복시키는 장치는 유압실린더인 것을 특징으로 하는 주조장치의 압축기구.
제1항에 있어서, 상기 주형은 고정주형(16)과 이 고정주형에 결합된 가동주형(20)을 가지며, 상기 고정주형과 가동주형은 서로 결합될 때 그 사이에 공동(26)과 통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 주조장치의 압축기구.
제2항에 있어서, 상기 주형은 고정주형(16)과 이 고정주형에 결합된 가동주형(20)을 가지며, 상기 고정주형과 가동주형은 서로 결합될 때 그 사이에 공동(26)과 통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 주조장치의 압축기구.
제3항에 있어서, 상기 주형은 고정주형(16)과 이 고정주형에 결합된 가동주형(20)을 가지며, 상기 고정주형과 가동주형은 서로 결합될때 그 사이에 공동(26)과 통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 주조장치의 압축기구.
제7항에 있어서, 상기 압탕봉(42)는 고정주형(16)과 가동주형(20)중에 한 주형속에 배치되는 것을 특징으로 하는 주조장치의 압축기구.
제8항에 있어서, 상기 압탕봉(42)는 고정주형(16)과 가동주형(20)중에 한 주형속에 배치되는 것을 특징으로 하는 주조장치의 압축기구.
제9항에 있어서, 상기 압탕봉(42)는 고정주형(16)과 가동주형(20)중에 한 주형속에 배치되는 것을 특징으로 하는 주조장치의 압축기구.