Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR101619722B1 - 알루미늄 클러치 하우징 제조용 3단 다이캐스팅 금형 - Google Patents

알루미늄 클러치 하우징 제조용 3단 다이캐스팅 금형 Download PDF

Info

Publication number
KR101619722B1
KR101619722B1 KR1020150172377A KR20150172377A KR101619722B1 KR 101619722 B1 KR101619722 B1 KR 101619722B1 KR 1020150172377 A KR1020150172377 A KR 1020150172377A KR 20150172377 A KR20150172377 A KR 20150172377A KR 101619722 B1 KR101619722 B1 KR 101619722B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mold
clutch housing
movable
aluminum
sprue
Prior art date
Application number
KR1020150172377A
Other languages
English (en)
Inventor
이홍수
Original Assignee
삼보오토 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼보오토 주식회사 filed Critical 삼보오토 주식회사
Priority to KR1020150172377A priority Critical patent/KR101619722B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101619722B1 publication Critical patent/KR101619722B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/22—Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/22—Dies; Die plates; Die supports; Cooling equipment for dies; Accessories for loosening and ejecting castings from dies
    • B22D17/2272—Sprue channels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
    • B22D17/20—Accessories: Details
    • B22D17/26—Mechanisms or devices for locking or opening dies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D21/00—Casting non-ferrous metals or metallic compounds so far as their metallurgical properties are of importance for the casting procedure; Selection of compositions therefor
    • B22D21/02—Casting exceedingly oxidisable non-ferrous metals, e.g. in inert atmosphere
    • B22D21/04—Casting aluminium or magnesium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 알루미늄 클러치 하우징 제조용 3단 다이캐스팅 금형에 관한 것이다.
본 발명의 알루미늄 클러치 하우징 제조용 3단 다이캐스팅 금형은, 중앙에 관통홀(1a)이 형성되어 있는 알루미늄 클러치 하우징(1)을 제조하기 위한 알루미늄 클러치 하우징 제조용 다이캐스팅 금형에 있어서, 일측에 외부의 주조기와 연결되어 용탕이 주조기로부터 유입되며 내경 65 ~ 85mm인 금형슬리브(11)가 형성되어 있는 고정금형(10)과; 일측에 상기 금형슬리브(11)와 연결되고 상기 클러치 하우징(1)의 관통홀(1a) 위치와 일직선을 이루며, 4 ~ 10。의 각도로 내경이 점차 커지는 테이퍼진 형상을 취하면서 금형슬리브(11)와 연결되는 단부의 직경이 15 ~ 35mm로 이루어진 연결부(21)가 형성되어 있고, 상기 고정금형(10)과 인접하여 전,후로 이동 가능하게 설치되어 있으며, 상기 고정금형(10)과 접하는 면의 반대 부분에 제1가동코어(22)가 형성되어 있되, 상기 제1가동코어(22)는 내주면이 상기 알루미늄 클러치 하우징(1)의 일측면 형상에 대응된 형상을 취하고, 상기 연결부(21)와 연결되며 상기 클러치 하우징(1)의 관통홀(1a) 위치에 대응되며, 상기 연결부(21)로부터 동일 각도로 연장되는 센터탕구(23)가 형성되어 있으며, 센터탕구(23)의 단부에 하기 캐비티(24)와 연통되고 두께 3 ~ 6mm로 이루어진 게이트(23a)가 형성되어 있는 제1가동금형(20)과; 상기 클러치 하우징(1)의 타측면 형상에 대응되는 제2가동코어(31)가 일측에 설치되어 있되, 상기 제2가동코어(31)는 제1가동코어(22)와의 사이로 상기 클러치 하우징(1)의 형상에 대응되어 용탕이 주입되는 캐비티(24)를 형성하며, 중앙에 상기 센터탕구(23)를 향해 돌출된 원추형의 코어부(32)가 형성되어 있는 제2가동금형(30)과; 복수의 유압실린더(41)에 의해 상기 제1가동금형(20)과 제2가동금형(30)에 각각 연결되어 상기 제1가동금형(20) 및 제2가동금형(30)을 각각 전,후진시키도록 되어 있는 베이스(40);를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의해, 클러치 하우징의 관통홀이 형성되는 부분인 센터라인을 통해 용탕을 캐비티 내부로 공급되도록 함으로써 용탕이 원할한 흐름을 가지면서 충분한 압력이 캐비티 내부에 고르게 전달되도록 하여 성형 제품의 조직을 보다 치밀하게 하여 우수한 품질의 클러치 하우징을 제조할 수 있고, 금형슬리브의 내경 대비 연결부의 내경을 1/2 내지 1/4 정도로 형성함과 더불어, 연결부의 확경 경사도가 4 ~ 10。 도의 경사각을 이루게 하고, 게이트의 두께를 3 ~ 6 mm로 한정함으로써 연결부에서 과도한 고속 유동이 이루어지지 않게 하여 용탕이 캐비티 내부로 충분한 압력을 받으면서 기공 발생 없이 고르게 분산되어 채워지도록 하고, 고르게 압력을 받아 보다 치밀한 조직을 이룰 수 있게 되며, 주입된 용탕의 1차 응고후 부피 축소분만큼 추가로 용탕을 공급할 때 게이트의 두께가 충분한 두께를 갖도록 함으로써 추가 용탕 공급이 원할하게 이루어질 수 있게 된다.

Description

알루미늄 클러치 하우징 제조용 3단 다이캐스팅 금형{Die-casting mold for aluminum cluth housing}
본 발명은 알루미늄 클러치 하우징 제조용 다이캐스팅 금형에 관한 것으로, 중앙에 관통홀이 형성된 클러치 하우징의 관통홀 부분 센터라인을 통해 용탕이 유입되도록 하되, 센터라인의 탕구 직경을 금형슬리브 직경의 1/2 내지 1/4 정도의 크기로 형성함과 더불어 센터라인 탕구 내경이 점차 커지도록 형성함으로써 용융금속이 센터라인으로 유입됨에 따라 용탕의 유입 동선상의 사각지대를 최소화하여 기공 발생을 최소화시켜 우수한 품질의 클러치 하우징을 제조할 수 있도록 한, 알루미늄 클러치 하우징 제조용 3단 다이캐스팅 금형에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 클러치는 오토미션 내부에서 작동하는 부품으로 엔진에서 미션으로 토크 컨버터를 통해 전달된 엔진의 회전력을 변속(감속)하기 위하 유성기어들의 조합을 컨트롤하는 기능을 한다.
클러치 하우징의 내부에는 다수 조합된 클러치 디스크와 마찰판, 그리고 피스톤이 조립되며 유로를 통해 제품으로 전달된 유압을 피스톤의 힘을 통해 필요한 부위에 유성기어 관련 부품으로의 동력을 단속시켜 변속을 조합하게 된다.
따라서, 클러치 하우징은 내부의 높은 열과 압력을 견딜 정도의 물적 특성을 가져야 한다.
클러치 하우징의 제조와 관련된 기술을 살펴보면, "자동차용 클러치 하우징의 제조장치"(한국 공개실용신안공보 제20-1992-0019299호, 특허문헌 1)에 금속판을 도넛 형태로 절단한 후 중심구멍 상면부와 둘레의 상면부에 원통형으로 된 벽체를 용접하는 방법, 도넛 형태로 된 소재를 압착하여 중심부의 벽과 외측의 벽이 동시에 성형되도록 하는 방법 등이 공개되어 있다.
상기와 같이 금속을 프레싱하여 제조하는 종래의 공법의 경우 정밀도가 떨어지는 문제, 방열을 위한 가공상의 어려움 등에 의해 근래의 클러치 제조에는 실질적으로 적용되지 않는 상태이다.
이러한 문제로 인해 근래에 들어 클러치 하우징은 압출 성형에 의해 제조된다.
일반적으로 압출성형은 고온으로 용융된 용융물을 높은 압력으로 가동금형과 고정금형의 사이에 형성된 캐비티로 주입시켜 일정한 형태로 성형하게 된다.
특히, 압출성형 중 다이주조라는 다이캐스팅(Die casting)은 필요한 주조형상에 완전히 일치하도록 정확하게 기계 가공된 강제의 금형에 용융금속을 주입하여 금형과 동일한 형상의 주물을 얻는 정밀주조법이다.
이와 같은 다이캐스팅에 의한 주물제조는, 주물의 치수가 정확하므로 다듬질할 필요가 거의 없으면서도 대량생산이 가능함과 더불어 기계적 성질도 우수하다는 장점이 있다
이와 같은 다이캐스팅 주물에 이용되는 금속은 아연과 알루미늄 및 주석과 구리 등의 합금으로서, 다이캐스팅주조기를 사용하여 공기압이나 수압 또는 유압 등에 의해 금형 내로 주입하여 냉각 응고시킴으로서 제품을 주조하게 된다.
일반 다이캐스팅 공법 적용에 의한 제품생산은 만성적인 기공 증대, 응고수축공, 파단층 등이 많이 존재하여 높은 기계적인 특성을 확보할 수 없었다.
특히, 제품 내의 주요 체결부위의 높은 위치에 기공이 발생하여 제품 불량의 결과를 초래한다.
이러한 일반 다이캐스팅의 기공증대의 주요원인은 금형 내의 잔류가스에 기인하여 발생하는 것으로 알려져 있으며, 최적주조조건 확립에 의한 기공감소 및 응고수축공, 파단층 등의 문제점을 줄여줄 수 있으나 고강도 및 고기능성 품질을 얻는데는 한계성을 가진다.
특히, 알루미늄 합금(Aluminum alloy) 또는 순 알루미늄을 사용하여 축대칭 방사형 제품을 주조하여 제조하는 경우 용융된 상태의 알루미늄 합금의 용탕을 금형에 주입하여 주조하는 경우, 용탕의 단시간 고속주입과 이에 따른 공기의 혼입으로 인하여 용탕의 응고시 제품에 많은 기공률이 증가하게 되어 응고조직이 불균일한 주조 결함이 발생한다.
도 1, 2에 도시된 것처럼 클러치 하우징은 외주면에 방열을 위한 다수의 요철이 형성되어 있으며, 중앙에 전후로 관통하는 홀이 형성된 형상을 취한다.
한편, 다이캐스팅 금형과 관련된 기술로는 "3단계 파티션이 형성된 고진공 다이캐스팅 금형구조"(한국 등록특허공보 제10-1362701호, 특허문헌 2)에 나타난 바와 같이 고정금형, 상기 고정금형을 향해 전,후진 이동하는 가동금형, 고정금형과 가동금형 사이에 형성되어 성형하고자 하는 물품의 형상에 대응되는 형상을 갖는 캐비티를 포함한 구성이 공개되어 있다.
특허문헌 2와 같은 다이캐스팅 금형을 이용하여 알루미늄 소재의 클러치 하우징을 제조할 경우 통상적으로 두께가 얇은 러너게이트를 통해용탕이 공급되고, 캐비티 내부에 돌출되어 있는 다수의 인서트에 의해 캐비티 내부 공간의 용탕의 압력이 달라지는 현상이 발생하게 된다.
즉, 주조기에서 공급되어 슬리브를 통과하는 용탕의 압력이 캐비티 내부의 인서트들의 위치에 의해 균일한 압력을 받지 않고 이에 따라 용탕 공급이 끝난 후 응고될 때 수축 불량에 따른 기공 발생, 조직이 부분적으로 치밀하지 못하게 되는 점 등의 문제점이 있었다.
본 발명의 출원인은 이 발명과는 다른 제품인 미션 오일 펌프 커버용 다이캐스팅 금형 관련 기술인 "미션 오일 펌프 커버 제조용 다이캐스팅 금형"(한국 등록특허공보 제10-1547794호)에서는 러너게이트의 분기 및 그 위치의 조정을 통해 미션 오일 펌프 구조에 최적화되어 장애물에 의한 용탕 흐름의 와류 발생을 최소화시켜 기공 혼입을 최소화시킬 수 있게 하였다.
하지만, 클러치 하우징은 미션 오일 펌프 커버에 비해 보다 높은 내열성을 요구하는 바, 그 조직의 치밀성이 가일층 극대화되어야 하므로 본 출원인의 선등록 발명과 같은 기술로는 해결이 어려운 문제점이 있다.
이러한 문제점의 해소와 관련된 기술로, "센터 게이트형 다이캐스트 금형장치 및 이를 이용한 축대칭 방사형 제품의 제조방법"(한국 공개특허공보 제10-2015-0070735호, 특허문헌 3)이 공개된 바 있다.
상기 특허문헌 3은 센터 게이트형으로 금형을 구성함으로써 용탕을 캐비티의 중앙 부위로 주입하고 코어부에 의해 캐비티 외곽으로 분산시켜 축대칭 방사형 제품의 금속조직을 치밀하게 하였다.
하지만, 특허문헌 3과 같은 구조는 금형슬리브 내경 대비 센터 게이트형 탕구의 면적이 지나치게 좁아 중앙 센터라인 탕구 내에서의 용탕이 받는 압력이 커져 유속이 증가하게 됨과 더불어, 센터라인 탕구는 캐비티의 단부측에 연결됨으로써 비록 코어부에 의해 분산되어 용탕이 공급됨에도 불구하고 직진성이 강해 캐비티 외곽측으로의 용탕 유입이 원할하게 이루어지지 못해 제품 외곽측의 조직 치밀 성능이 만족스럽지 못하게 되는 문제점이 있었다.
또한, 금형슬리브 및 센터라인 탕구의 내경에 비해 게이트의 두께가 너무 얇아 최초 용탕의 주입 후 응고가 이루어지면서 수축이 발생할 때 추가 용탕의 공급이 원할하게 이루어지지 못하게 되는 문제점도 있었다.
KR 20-1992-0019299 (1992.11.16) KR 10-1362701 (2014.02.07) KR 10-2015-0070735 (2015.06.25)
본 발명의 알루미늄 클러치 하우징 제조용 3단 다이캐스팅 금형은 상기와 같은 종래 기술에서 발생하는 문제점을 해소하기 위한 것으로, 클러치 하우징의 관통홀이 형성되는 부분인 센터라인을 통해 용탕을 캐비티 내부로 공급되도록 함으로써 용탕이 원할한 흐름을 가지면서 충분한 압력이 캐비티 내부에 고르게 전달되도록 하여 성형 제품의 조직을 보다 치밀하게 하여 우수한 품질의 클러치 하우징을 제조할 수 있게 하려는 것이다.
특히, 금형슬리브의 내경 대비 연결부의 내경을 1/2 내지 1/4 정도로 형성함과 더불어, 연결부의 확경 경사도가 4 ~ 10。의 경사각을 이루게 하고, 게이트의 두께를 3 ~ 6 mm로 한정함으로써 연결부에서 과도한 고속 유동이 이루어지지 않게 하여 용탕이 캐비티 내부로 충분한 압력을 받으면서 기공 발생 없이 고르게 분산되어 채워지도록 하고, 고르게 압력을 받아 보다 치밀한 조직을 이룰 수 있게 하려는 것이다.
특히, 주입된 용탕의 1차 응고후 부피 축소분만큼 추가로 용탕을 공급할 때 게이트의 두께가 충분한 두께를 갖도록 함으로써 추가 용탕 공급이 원할하게 이루어질 수 있게 하려는 것이다.
더불어, 게이트는 관통홀의 길이 방향에 직교한 방향으로 센터탕구와 라운드지게 연결되고, 관통홀의 중간 부분에 대응되는 위치의 캐비티에 연결됨으로써 용탕이 최대한 둘레로 퍼지면서 주입 압력에 의해 점차 채워지도록 함으로써 조직이 가일층 치밀하게 이루어질 수 있게 하려는 것이다.
본 발명의 알루미늄 클러치 하우징 제조용 3단 다이캐스팅 금형은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 중앙에 관통홀(1a)이 형성되어 있는 알루미늄 클러치 하우징(1)을 제조하기 위한 알루미늄 클러치 하우징 제조용 다이캐스팅 금형에 있어서, 일측에 외부의 주조기와 연결되어 용탕이 주조기로부터 유입되며 내경 65 ~ 85mm인 금형슬리브(11)가 형성되어 있는 고정금형(10)과; 일측에 상기 금형슬리브(11)와 연결되고 상기 클러치 하우징(1)의 관통홀(1a) 위치와 일직선을 이루며, 4 ~ 10。도의 각도로 내경이 점차 커지는 테이퍼진 형상을 취하면서 금형슬리브(11)와 연결되는 단부의 직경이 15 ~ 35mm로 이루어진 연결부(21)가 형성되어 있고, 상기 고정금형(10)과 인접하여 전,후로 이동 가능하게 설치되어 있으며, 상기 고정금형(10)과 접하는 면의 반대 부분에 제1가동코어(22)가 형성되어 있되, 상기 제1가동코어(22)는 내주면이 상기 알루미늄 클러치 하우징(1)의 일측면 형상에 대응된 형상을 취하고, 상기 연결부(21)와 연결되며 상기 클러치 하우징(1)의 관통홀(1a) 위치에 대응되며, 상기 연결부(21)로부터 동일 각도로 연장되는 센터탕구(23)가 형성되어 있으며, 센터탕구(23)의 단부에 하기 캐비티(24)와 연통되고 두께 3 ~ 6mm로 이루어진 게이트(23a)가 형성되어 있는 제1가동금형(20)과; 상기 클러치 하우징(1)의 타측면 형상에 대응되는 제2가동코어(31)가 일측에 설치되어 있되, 상기 제2가동코어(31)는 제1가동코어(22)와의 사이로 상기 클러치 하우징(1)의 형상에 대응되어 용탕이 주입되는 캐비티(24)를 형성하며, 중앙에 상기 센터탕구(23)를 향해 돌출된 원추형의 코어부(32)가 형성되어 있는 제2가동금형(30)과; 복수의 유압실린더(41)에 의해 상기 제1가동금형(20)과 제2가동금형(30)에 각각 연결되어 상기 제1가동금형(20) 및 제2가동금형(30)을 각각 전,후진시키도록 되어 있는 베이스(40);를 포함하여 구성된다.
상기한 구성에 있어서, 상기 고정금형(10)에는 상기 금형슬리브(11)와 연결부(21)를 연결하는 수직탕구(12)가 형성되어 있되, 상기 수직탕구(12)는 두께 8 ~ 15mm, 폭 30 ~ 60mm로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또, 상기 원추형의 코어부(32)는 상기 게이트(23a)의 위치보다 상기 센터탕구(23) 내측으로 돌출되어 있고, 게이트(23a)는 센터탕구(23) 길이 방향으로부터 90。도 각도로 꺾여 형성되어 있고, 상기 클러치 하우징(1)의 관통홀(1a) 중간 부위에 해당하는 지점의 캐비티(24)에 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 클러치 하우징의 관통홀이 형성되는 부분인 센터라인을 통해 용탕을 캐비티 내부로 공급되도록 함으로써 용탕이 원할한 흐름을 가지면서 충분한 압력이 캐비티 내부에 고르게 전달되도록 하여 성형 제품의 조직을 보다 치밀하게 하여 우수한 품질의 클러치 하우징을 제조할 수 있게 된다.
특히, 금형슬리브의 내경 대비 연결부의 내경을 1/2 내지 1/4 정도로 형성함과 더불어, 연결부의 확경 경사도가 4 ~ 10。의 경사각을 이루게 하고, 게이트의 두께를 3 ~ 6 mm로 한정함으로써 연결부에서 과도한 고속 유동이 이루어지지 않게 하여 용탕이 캐비티 내부로 충분한 압력을 받으면서 기공 발생 없이 고르게 분산되어 채워지도록 하고, 고르게 압력을 받아 보다 치밀한 조직을 이룰 수 있게 된다.
특히, 주입된 용탕의 1차 응고후 부피 축소분만큼 추가로 용탕을 공급할 때 게이트의 두께가 충분한 두께를 갖도록 함으로써 추가 용탕 공급이 원할하게 이루어질 수 있게 된다.
더불어, 게이트는 관통홀의 길이 방향에 직교한 방향으로 센터탕구와 라운드지게 연결되고, 관통홀의 중간 부분에 대응되는 위치의 캐비티에 연결됨으로써 용탕이 최대한 둘레로 퍼지면서 주입 압력에 의해 점차 채워지도록 함으로써 조직이 가일층 치밀하게 이루어질 수 있게 된다.
도 1은 클러치 하우징의 일측면 형상을 나타낸 사시도.
도 2는 클러치 하우징의 타측면 형상을 나타낸 사시도.
도 3은 클러치 하우징의 또다른 예를 나타낸 단면 개략도.
도 4는 본 발명의 알루미늄 클러치 하우징 제조용 3단 다이캐스팅 금형를 개략적으로 나타낸 단면 개략도.
도 5는 본 발명의 알루미늄 클러치 하우징 제조용 3단 다이캐스팅 금형의 또다른 예를 나타낸 단면 개략도.
도 6 내지 9는 본 발명에서 클러치 하우징 종류에 따른 금형슬리브, 센터탕구, 수직탕구, 연결부의 수치 한정 부분을 나타낸 도면.
본 발명의 금형을 통해 제조하고자 하는 알루미늄 클러치 하우징(1)은 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 중앙에 관통홀(1a)이 형성되어 있고, 둘레를 따라 방열을 위한 돌기가 다수 형성되어 있다.
이러한 알루미늄 클러치 하우징(1)은 클러치휠, 디스크 등에서 발생하는 마찰열로부터 오랜 기간 동안 견뎌내야 하기 때문에 그 조직이 치밀하고, 기공이 적어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 통해 상기와 같은 우수한 품질을 갖는 클러치 하우징(1)을 제조하기 위한 본 발명의 알루미늄 클러치 하우징 제조용 3단 다이캐스팅 금형에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 크게 고정금형(10), 제1가동금형(20), 제2가동금형(30) 및 베이스(40)를 포함하여 구성되어 있다.
그밖에 다이캐스팅 금형에 구비되는 용탕주입부재, 진공수단, 슬라이드부재, 이젝트부재 등이 구비됨은 자명하다 할 것이다.
고정금형(10)은 도 4 및 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 일측에 외부의 주조기와 연결되어 용탕이 주조기로부터 유입되며 내경 65 ~ 85mm인 금형슬리브(11)가 형성되어 있다.
상기와 같은 금형슬리브(11)의 내경은 주조기로부터 용탕의 양과 압력 전달을 용이하게 위한 직경에 해당한다.
제1가동금형(20)은 도 4, 5에 도시된 바와 같이 일측에 상기 금형슬리브(11)와 연결되는 연결부(21)가 형성되어 있다.
이때, 도 4는 금형슬리브(11)가 직접 연결부(21)와 연결된 구성이며, 도 5는 수직탕구(12)를 통해 연결된 구성이다.
연결부(21)는 도면에 나타난 바와 같이 제조 대상이 되는 클러치 하우징(1)의 관통홀(1a) 위치와 일직선을 이루는 방향으로 형성되어 있으며, 금형슬리브(11)와 연결되는 지점으로부터 내경이 점차 커지는 테이퍼진 단면 형상을 취한다.
이때, 도 6에 나타난 것처럼 경사각(e)은 4 ~ 10。를 이루는 것이 바람직하다.
이러한 연결부(21)의 내경은 금형슬리브(11)와 연결되는 단부의 직경(d)이 15 ~ 35mm로 이루어짐이 바람직하다.
이는 금형슬리브(11) 내경(a)을 기준으로 1/2 ~ 1/4 정도의 크기를 갖는 것인데, 특허문헌 3과 비교할 때 비교적 큰 직경에 해당한다.
이처럼 연결부(21)의 내경이 비교적 크게 이루어진 것은 사출이 완료된 후 인게이트(ingate) 응고 시간을 지연시키기 위한 것이다.
이는 일반 다이캐스팅에서 응고 시간을 촉진시키려는 것과 차이를 갖는다.
응고 시간을 지연시키는 것은 급속 응고가 아닌 저속 응고를 통해 조직을 치밀하게 하고 기공 발생율을 저감시키려는 것이며, 성형 과정에서 용탕 수축량만큼 러너를 통해 추가 용탕을 공급하고 충분히 가압이 유지된 상태가 유지되어 조직이 보다 치밀해질 수 있도록 유도하기 위함이다.
즉, 주조기로부터 주조 압력을 충분한 시간 동안 금형 내부로 전달되도록 함으로써 제품 내의 기공을 최소화시키려는 것이다.
본 출원인이 다수의 실험 결과 상기 범위의 두께를 초과할 경우 성형 시간이 과도하게 지체되며, 상기 범위 미만일 경우 응고가 빨리 이루어져 연결부(21) 내부에서의 용탕의 부분적인 응고에 따라 추가 용탕 공급시 방해가 되고 충분한 가압이 발휘되기 어렵게 된다.
더불어, 수직탕구(12)가 형성된 도 5의 실시예에서 수직탕구(12) 역시 특허문헌 3과 같은 종래 기술에 비해 부피가 크게 이루어지는 것이 바람직하며, 그 사이즈는 도 7의 예를 들어 두께(c)는 8 ~ 15mm, 폭(b)는 30 ~ 60mm로 이루어진 것이 좋다.
이러한 크기는 금형슬리브(11)의 내경이 65 ~ 85mm일 때 단위면적이 대략 3,115 ~ 5,671㎟이고, 수직탕구(12)의 단위면적은 240 ~ 900㎟으로 단위면적당 압력이 6 ~ 12배 정도로 높아지도록 유도한 것이다.
또, 연결부(21) 입구의 내경은 15 ~ 35mm로 이루어져 있는 바, 단위면적이 706.5 ~ 3,846㎟ 정도가 되는데, 이는 금형슬리브(11) 내경과 비교할 때 4 ~ 1.8 배 정도 압력이 높아지는 것이며, 반대로 수직탕구(12)와 비교할 때는 오히려 압력이 1/3 ~ 1/4 정도로 압력이 낮아진 것이다.
즉, 용탕이 금형슬리브(11), 수직탕구(12), 연결부(21)를 통과함에 있어서 수직탕구(12)에서는 금형슬리브(11)와 비교할 때 상대적으로 고압이 발생하게 되고, 연결부(21)에서는 수직탕구(12)와 비교할때는 상대적으로 저압이 발생하도록 한 것으로, 이는 용탕이 급속하게 연결부(21)로 유입되지 않고 수직탕구(12)를 거치면서 높은 압력이 가해진 상태에서 압력이 낮아지는 과정을 거치도록 하여 용탕의 주입이 비교적 서서히 주입될 수 있도록 유도한 구성이다.
더욱이, 연결부(21)는 금형슬리브(11) 측 단부로부터 4 ~ 10。의 범위로 서서히 확경되도록 하여 단면적을 기준으로 할 때 갈수록 압력이 줄어들게 하여 캐비티로의 주입시 단위면적당 주입 압력이 과도하게 높아지는 것을 방지하여 급격한 와류 형성 및 이로 인한 기공 발생을 최소화하도록 한 것이다.
더불어, 연결부(21)의 상술한 단면적 범위 역시 이러한 각도와 맞물려 설정된 것으로 상기 직경 수치를 초과할 경우 단위면적당 압력 변화가 너무 심하게 되는 문제점이 있으며, 상술한 단면적 범위 미만일 경우는 반대로 용탕의 느린 주입 효과가 미미해지게 된다.
상기 연결부(21)에서 한정된 각도의 범위를 초과하게 될 경우 오히려 용탕의 부분적인 역류 현상이 발생할 수 있으며, 상기 각도의 범위 미만일 경우에는 만족할만한 효과를 얻지 못하게 된다.
또, 수직탕구(12)의 수치 범위 역시 연결부(21) 및 금형슬리브(11)의 단면적과 관련된 것으로 상기 수치 범위로 한정됨이 바람직하다.
이러한 제1가동금형(20)은 도 4, 5에 도시되어 있는 바와 같이 상기 고정금형(10)과 인접한 채 반대측은 베이스(40)와 일측이 유압실린더와 연결됨에 따라 전, 후로 이동 가능하게 설치된다.
더불어, 제1가동금형(20)에는 상기 고정금형(10)과 접하는 면의 반대 부분에 제1가동코어(22)가 형성되어 있다.
이때, 제1가동코어(22)는 내주면이 상기 알루미늄 클러치 하우징(1)의 일측면 형상에 대응된 형상을 취한다.
이러한 제1가동코어(22)에는 상기 연결부(21)와 연결되며 상기 클러치 하우징(1)의 관통홀(1a) 위치에 대응되며, 상기 연결부(21)로부터 동일 각도로 연장되는 센터탕구(23)가 형성되어 있다.
이때, 센터탕구(23)의 단부에는 캐비티(24)와 연통되고 두께 3 ~ 6mm로 이루어진 게이트(23a)가 형성되어 있다.
제2가동금형(30)은 도 4, 5에 도시되어 있는 바와 같이 상기 클러치 하우징(1)의 타측면 형상에 대응되는 제2가동코어(31)가 일측에 설치되어 있되, 상기 제2가동코어(31)는 제1가동코어(22)와의 사이로 상기 클러치 하우징(1)의 형상에 대응되어 용탕이 주입되는 캐비티(24)를 형성하며, 중앙에 상기 센터탕구(23)를 향해 돌출된 원추형의 코어부(32)가 형성되어 있다.
도 4의 경우 제1가동코어(22)와 제2가동코어(31)의 경계면이 알루미늄 클러치 하우징(1)의 후단부 측에 해당하는 경우이며, 도 5의 경우 그 경계면이 알루미늄 클러치 하우징(1)의 몸체 중간에 해당하는 경우이다.
각 실시예에 따라 인서트(미표기)들이 선택적으로 제1가동코어(22) 및 제2가동코어(31)에 설치되어 제1가동코어(22)의 내주면과 더불어 캐비티(24)를 형성하게 된다.
제2가동코어(31)가 설치되는 것은 원추형의 코어부(32)가 설치되기 위함으로 볼 수 있다.
코어부(32)는 도 4, 5에 도시된 것처럼 원추형으로 형성되어 상기 센터탕구(23)의 단부측 유로가 좁아지면서 외곽측으로 향해 게이트(23a) 측에 고르게 압력이 분산되도록 하기 위함이다.
더불어, 성형이 완료된 후 잔여 바의 두께를 얇게 하여 분리가 용이하도록 하기 위함이기도 하다.
보다 바람직하기로는 상기 원추형의 코어부(32)는 도 5 내지 9에 도시된 것처럼 상기 게이트(23a)의 위치보다 상기 센터탕구(23) 내측으로 돌출되어 있는 것이 좋다.
또, 게이트(23a)는 센터탕구(23) 길이 방향으로부터 90。도 각도로 꺾여 형성되어 있고, 상기 클러치 하우징(1)의 관통홀(1a) 중간 부위에 해당하는 지점의 캐비티(24)에 연결되는 것이 좋다.
이때, 해당 중간 부위의 지점은 도면에서 나타난 바와 같이 격벽 형태를 취하는 하우징(1)의 격벽을 연결하는 지점에 대응된 위치인 것이 보다 바람직하다.
또, 90。 도 꺾인 각도는 코어부(32)의 원추형 형상에 의해 비스듬히 라운드진 형태로 꺾인 것을 의미한다.
이처럼 게이트(23a)가 90。도 방향으로 꺾여 형성됨에 따라 금형슬리브(11)로부터 주입된 용탕은 최대한 원거리의 캐비티(24)를 향해 공급이 이루어지게 된다.
이는 캐비티(24) 내의 용탕의 주입 시간 차 발생을 최소화하여 응고 역시 고르게 이루어질 수 있는 상태가 됨을 의미한다.
이는 특허문헌 3의 경우 게이트(23a)가 용탕의 공급 방향과 일직선이거나 비스듬히 구성된 것과 차별된다.
또, 완전히 90。도로 꺾인 형태가 될 경우 부딪히는 부분에서의 반발로 인한 와류 형성으로 기공 발생이 심해져 양질의 하우징을 제조하기 어렵게 된다.
한편, 게이트(23a)는 상술한 바와 같이 종래의 일반적인 게이트에 비해 그 두께(f)가 비교적 큰 3 ~ 6mm로 이루어져 있다.
이러한 범위를 초과하게 될 경우 성형 완료된 후 버를 분리할 때 분리가 용이하지 않게 되며, 반대로 그 범위 미만으로 이루어질 경우 용탕이 서서히 유입되지 못하고 높은 압력을 받아 기공이 발생하고, 조직이 치밀해지지 못하게 되며, 1차 응고 후 부피 축소분에 따른 추가 용탕 공급시 게이트(23a) 내부에서 응고된 용탕 때문에 용탕 공급이 잘 이루어지지 못하게 될 수도 있다.
베이스(40)는 도 4, 5에 도시된 것처럼 복수의 유압실린더(41)에 의해 상기 제1가동금형(20)과 제2가동금형(30)에 각각 연결되어 상기 제1가동금형(20) 및 제2가동금형(30)을 각각 전,후진시키도록 되어 있다.
이하에서는 상기와 같은 구성으로 이루어진 다이캐스팅 금형을 이용하여 알루미늄 클러치 하우징의 제조 방법에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 다이캐스팅 금형을 이용한 클러치 하우징의 제조는 먼저 제1가동금형(20) 및 제2가동금형(30)을 고정금형(10) 측으로 이동시켜 제1가동코어(22)와 제2가동코어(31) 사이에 용탕 주입 공간인 캐비티(24)를 형성하고, 고정금형(10)으로부터 캐비티(24)까지 금형슬리브(11), 연결부(21), 센터탕구(23)로 이루어지는 용탕의 공급 유로를 형성한 상태에서 외부의 주조기로부터 상기 금형슬리브(11) 및 연결부(21), 센터탕구(23), 게이트(23a)를 통해 캐비티(24)로 용탕을 공급한다.
이때, 용탕은 금형슬리브(11)에서 수직탕구(12)를 거치는 경우 상대적으로 매우 높은 고압의 상태가 되고, 이어 연결부(21)로 공급되면서 금형슬리브(11)보다 높은 압력의 상태가 된다.
수직탕구(12)를 거치는 경우에는 상대적으로 압력이 저하된다.
센터탕구(23)에서는 코어부(32)에서 외부로 분산되면서 게이트(23a)를 통해 고르게 캐비티(24) 내부로 유입된다.
이때, 상술한 수치의 한정들로 인해 용탕은 비교적 천천히 와류 형성을 최소화하면서 고르게 캐비티(24) 내부로 분포하게 되고 이에 따른 기공 발생이 저감된다.
이어 용탕 공급이 끝난 후 냉각을 통해 1차 응고시키고, 이어 응고에 따른 부피 축소분만큼 재차 용탕을 공급하여 보다 조직이 치밀해지게 한다.
그런 다음 다시한번 응고시켜 가공이 끝나면 마무리단계에서는 제2가동금형(30)을 일차로 원위치로 이동시키고, 2차로 제1가동금형(20)을 이동시키게 된다.
이때, 버는 연결부(21)와 센터탕구(23)의 연결 지점은 제1가동금형(20)의 이동에 의해 분리된다.
그런 다음 제1가동금형(20)에서 남은 반제품을 꺼낸 후, 센터탕구(23) 측 위치에 대응되는 잔여 버를 제거함으로써 작업이 마무리된다.
도 6 내지 9에는 클러치 하우징의 종류에 따른 금형슬리브(11), 수직탕구(12), 연결부(21), 센터탕구(23)의 종류를 나타낸 것으로,
도 6, 7은 하우징 표면에 다수의 홀이 형성된 클러치 하우징을 제조하기 위한 것이며, 도 6의 경우는 수직탕구(12)가 배제된 예, 도 7의 경우 수직탕구(12)가 구비된 예가 나타나 있다.
또, 도 8, 9는 하우징 표면에 홀이 없는 경우로써 도 8은 수직탕구(12)가 구비된 경우를, 도 9는 수직탕구(12)가 배제된 경우의 예가 나타나 있다.
이처럼 본 발명은 다이캐스팅 금형은 센터라인을 통한 용탕의 공급을 통해 보다 다양한 형태의 클러치 하우징의 제조에 활용될 수 있다.
이와 같은 다이캐스팅 금형에 의한 제조 공정을 거치게 되면, 앞서 설명한 바와 같이 금형슬리브(11)의 직경 및 이와 연계된 탕구, 게이트의 형상과 두께, 크기 등이 어우러져 종래에 비해 한층 치밀한 조직을 갖는 알루미늄 클러치 하우징(1)을 제조할 수 있게 된다.
1 : 하우징 1a : 관통홀
10 : 고정금형 11 : 금형슬리브
12 : 수직탕구 20 : 제1가동금형
21 : 연결부 22 : 제1가동코어
23 : 센터탕구 23a : 게이트
24 : 캐비티 30 : 제2가동금형
31 : 제2가동코어 32 : 코어부
40 : 베이스 41 : 유압실린더

Claims (3)

  1. 중앙에 관통홀(1a)이 형성되어 있는 알루미늄 클러치 하우징(1)을 제조하기 위한 알루미늄 클러치 하우징 제조용 다이캐스팅 금형에 있어서,
    일측에 외부의 주조기와 연결되어 용탕이 주조기로부터 유입되며 내경 65 ~ 85mm인 금형슬리브(11)가 형성되어 있는 고정금형(10)과;
    일측에 상기 금형슬리브(11)와 연결되고 상기 클러치 하우징(1)의 관통홀(1a) 위치와 일직선을 이루며, 4 ~ 10。의 각도로 내경이 점차 커지는 테이퍼진 형상을 취하면서 금형슬리브(11)와 연결되는 단부의 직경이 15 ~ 35mm로 이루어진 연결부(21)가 형성되어 있고, 상기 고정금형(10)과 인접하여 전,후로 이동 가능하게 설치되어 있으며, 상기 고정금형(10)과 접하는 면의 반대 부분에 제1가동코어(22)가 형성되어 있되, 상기 제1가동코어(22)는 내주면이 상기 알루미늄 클러치 하우징(1)의 일측면 형상에 대응된 형상을 취하고, 상기 연결부(21)와 연결되며 상기 클러치 하우징(1)의 관통홀(1a) 위치에 대응되며, 상기 연결부(21)로부터 동일 각도로 연장되는 센터탕구(23)가 형성되어 있으며, 센터탕구(23)의 단부에 하기 캐비티(24)와 연통되고 두께 3 ~ 6mm로 이루어진 게이트(23a)가 형성되어 있는 제1가동금형(20)과;
    상기 클러치 하우징(1)의 타측면 형상에 대응되는 제2가동코어(31)가 일측에 설치되어 있되, 상기 제2가동코어(31)는 제1가동코어(22)와의 사이로 상기 클러치 하우징(1)의 형상에 대응되어 용탕이 주입되는 캐비티(24)를 형성하며, 중앙에 상기 센터탕구(23)를 향해 돌출된 원추형의 코어부(32)가 형성되어 있는 제2가동금형(30)과;
    복수의 유압실린더(41)에 의해 상기 제1가동금형(20)과 제2가동금형(30)에 각각 연결되어 상기 제1가동금형(20) 및 제2가동금형(30)을 각각 전,후진시키도록 되어 있는 베이스(40);를 포함하여 구성된,
    알루미늄 클러치 하우징 제조용 3단 다이캐스팅 금형.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고정금형(10)에는
    상기 금형슬리브(11)와 연결부(21)를 연결하는 수직탕구(12)가 형성되어 있되,
    상기 수직탕구(12)는 두께 8 ~ 15mm, 폭 30 ~ 60mm로 이루어진 것을 특징으로 하는,
    알루미늄 클러치 하우징 제조용 3단 다이캐스팅 금형.
  3. 제 1항 내지 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 원추형의 코어부(32)는 상기 게이트(23a)의 위치보다 상기 센터탕구(23) 내측으로 돌출되어 있고, 게이트(23a)는 센터탕구(23) 길이 방향으로부터 90。도 각도로 꺾여 형성되어 있고, 상기 클러치 하우징(1)의 관통홀(1a) 중간 부위에 해당하는 지점의 캐비티(24)에 연결되는 것을 특징으로 하는,
    알루미늄 클러치 하우징 제조용 3단 다이캐스팅 금형.
KR1020150172377A 2015-12-04 2015-12-04 알루미늄 클러치 하우징 제조용 3단 다이캐스팅 금형 KR101619722B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150172377A KR101619722B1 (ko) 2015-12-04 2015-12-04 알루미늄 클러치 하우징 제조용 3단 다이캐스팅 금형

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150172377A KR101619722B1 (ko) 2015-12-04 2015-12-04 알루미늄 클러치 하우징 제조용 3단 다이캐스팅 금형

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101619722B1 true KR101619722B1 (ko) 2016-05-18

Family

ID=56113587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150172377A KR101619722B1 (ko) 2015-12-04 2015-12-04 알루미늄 클러치 하우징 제조용 3단 다이캐스팅 금형

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101619722B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180045295A (ko) * 2016-10-25 2018-05-04 한국생산기술연구원 다이캐스팅용 자동차 클러치 하우징 금형 및 클러치 하우징 제조 방법
CN113787181A (zh) * 2021-07-26 2021-12-14 金榀精密工业(苏州)有限公司 顶部入流式盘体压铸成型结构
KR20220101444A (ko) * 2021-01-11 2022-07-19 한국생산기술연구원 원형 분사 게이트를 적용한 알루미늄 프로펠라 제작 금형 시스템
KR102540789B1 (ko) 2022-09-27 2023-06-07 용흥산업 주식회사 다이캐스팅 공법을 이용한 차량용 부품 제조방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004130370A (ja) 2002-10-11 2004-04-30 Denso Corp ダイカスト用金型
KR101020175B1 (ko) 2010-01-07 2011-03-23 투지텍 주식회사 다이캐스팅 금형장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004130370A (ja) 2002-10-11 2004-04-30 Denso Corp ダイカスト用金型
KR101020175B1 (ko) 2010-01-07 2011-03-23 투지텍 주식회사 다이캐스팅 금형장치

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180045295A (ko) * 2016-10-25 2018-05-04 한국생산기술연구원 다이캐스팅용 자동차 클러치 하우징 금형 및 클러치 하우징 제조 방법
KR20220101444A (ko) * 2021-01-11 2022-07-19 한국생산기술연구원 원형 분사 게이트를 적용한 알루미늄 프로펠라 제작 금형 시스템
KR102484781B1 (ko) * 2021-01-11 2023-01-06 한국생산기술연구원 원형 분사 게이트를 적용한 알루미늄 프로펠라 제작 금형 시스템
CN113787181A (zh) * 2021-07-26 2021-12-14 金榀精密工业(苏州)有限公司 顶部入流式盘体压铸成型结构
KR102540789B1 (ko) 2022-09-27 2023-06-07 용흥산업 주식회사 다이캐스팅 공법을 이용한 차량용 부품 제조방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101619722B1 (ko) 알루미늄 클러치 하우징 제조용 3단 다이캐스팅 금형
US7686066B2 (en) Die and method of manufacturing cast product
JP2003524525A (ja) マグネシウム圧力鋳造
CN111283160A (zh) 一种低速层流高压压铸工艺
JP7247198B2 (ja) 車両用ホイールを製造するための方法、注型用金型及び装置
TWI613018B (zh) 用以形成液態鍛造物品之方法與裝置
CN102527987B (zh) 一种用于制造电动后视镜电机端盖的压铸模具
CN201900247U (zh) 一种用于制造电动后视镜电机端盖的压铸模具
JP2009174569A (ja) ディスクブレーキ用キャリパの製造方法
JP5091646B2 (ja) 車両用ホイールの加圧鋳造方法および装置並びに車両用ホイール素材
JPH1190609A (ja) 射出成形装置
KR101627982B1 (ko) 알루미늄 클러치 하우징의 제조 방법
JP3462377B2 (ja) ダイカスト鋳造方法及びダイカスト鋳造装置
WO2011027769A1 (ja) 半溶融あるいは半凝固成形法
CN115673282A (zh) 一种用于汽车变速箱壳体的压铸模具及使用方法
JP2003230951A (ja) 筒形状部品を成形するための射出成形用金型及び成形品
JP2000117411A (ja) ダイカスト装置およびダイカスト方法
JP2022134173A (ja) ダイカスト用装置およびダイカスト法
JP4637609B2 (ja) チルベント入れ子
JP2567625B2 (ja) セルフインサート式鋳造方法
JPH09103861A (ja) ダイカスト機におけるプランジャーチップの冷却方法及びその装置
CN217798877U (zh) 一种无顶杆模具
CN117862506B (zh) 一种金属粉末注射成型机
CN216758072U (zh) 一种长隔墙卫浴龙头的制造模具
JP7141609B2 (ja) 射出成形用金型

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190628

Year of fee payment: 4