KR101973376B1

KR101973376B1 - 버 발생 방지 성형용 금형 장치

Info

Publication number: KR101973376B1
Application number: KR1020170141055A
Authority: KR
Inventors: 구성모
Original assignee: 에스엠중공업(주)
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2017-10-27
Publication date: 2019-04-29

Abstract

본 발명은 버 발생 방지 성형용 금형 장치에 관한 것으로서, 상측으로 연장되는 가이드부를 구비하여 수용공간이 형성된 하부 지지부; 일단이 수용공간의 하단에 고정되고 타단이 제품의 일측면에 대응되도록 형성되어 상측으로 연장되는 하부 다이; 외주면이 제품의 둘레면에 대응되도록 형성되며, 적어도 2 개 이상으로 분할형성되어 가이드부의 내주면을 따라 슬라이딩 이동하는 사이드 다이; 사이드 다이를 중심으로 하부 다이에 마주보도록 배치되어 제품의 타측면에 대응되도록 형성되는 펀칭부; 및 하부 지지부의 하측에 구비되어 상하 구동하며, 사이드 다이를 상측으로 이동시키면서 사이드 다이의 내주면을 따라 배치된 제품을 외부로 취출 시키는 인젝션부;를 포함하며, 가이드부는 분할된 사이드 다이의 개수에 대응되도록 외주면에 상측에서 하측으로 비스듬하게 기울어져 절개되어 형성되는 복수의 가이드 슬롯과, 가이드 슬롯에 삽입되고, 종단이 사이드 다이의 외주면에 결합되어 인젝션부의 작동에 따라 사이드 다이를 가이드 슬롯의 형성방향으로 이동회전시키면서 제품을 외부로 배출시키는 가이드 핀;을 구비한다.

Description

버 발생 방지 성형용 금형 장치{Mold apparatus for preventing burr appearance}

본 발명은 버 발생 방지 성형용 금형 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 제품을 성형하고 성형된 제품을 배출할 때 발생하는 버(burr)의 발생을 방지할 수 있는 버 발생 방지 성형용 금형 장치에 관한 것이다.

롤러 프레임(Roller flange)은 항공, 조선 및 건설기계와 같은 곳에서 구동축으로 20톤 이상의 장비 하중을 지지하는 구조부품으로서, 제품의 특성상 강도, 내열성 및 내구성이 동시에 요구되는 고신뢰성 제품 중 하나이다.

한편, 롤러 프레임을 성형하기 위해서 언더 컷 성형을 통해서 취출하는 방법을 사용하고 있으며, 보다 손쉬운 취출을 위해서 측면에 배치되는 성형을 금형을 분할하여 사용하게 된다.

이때, 성형금형이 분할하여 성형되면, 서로 이웃하여 배치되는 금형 간에 간극(gap)이 형성되고, 롤러 프레임을 성형할 때에 간극(gap)을 따라 피삭재의 일부가 유입되면서 롤러 프레임의 외주면에 버(burr)가 형성된다. 버는 제품의 정밀도를 떨어뜨리게 되므로 제거 해야 한다.

하지만, 제품의 성형이 완료된 후에 버(burr)를 제거하기 위해서 공정을 추가하는 것은 매우 번거로운 일이며, 외주면을 손상시키지 않으면서 버를 제거하기 위해서는 공정 시간이 크게 증가하게 되어 제품생산의 효율을 저하시키는 문제점을 발생하게 된다.

(한국등록특허 제10-0810101호, 2008년 02월 27일)

본 발명의 목적은 제품을 성형하고 성형된 제품을 배출할 때 발생하는 버(burr)의 발생을 방지할 수 있는 버 발생 방지 성형용 금형 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 피삭재를 성형하고 성형된 제품을 배출할 때 발생하는 버(burr)의 발생을 방지하는 버 발생 방지 성형용 금형 장치는 상측으로 연장되는 가이드부를 구비하여 수용공간이 형성된 하부 지지부; 일단이 수용공간의 하단에 고정되고 타단이 제품의 일측면에 대응되도록 형성되어 상측으로 연장되는 하부 다이; 외주면이 제품의 둘레면에 대응되도록 형성되며, 적어도 2 개 이상으로 분할형성되어 가이드부의 내주면을 따라 슬라이딩 이동하는 사이드 다이; 사이드 다이를 중심으로 하부 다이에 마주보도록 배치되어 제품의 타측면에 대응되도록 형성되는 펀칭부; 및 하부 지지부의 하측에 구비되어 상하 구동하며, 사이드 다이를 상측으로 이동시키면서 사이드 다이의 내주면을 따라 배치된 제품을 외부로 취출 시키는 인젝션부;를 포함하며, 가이드부는 분할된 사이드 다이의 개수에 대응되도록 외주면에 상측에서 하측으로 비스듬하게 기울어져 절개되어 형성되는 복수의 가이드 슬롯과, 가이드 슬롯에 삽입되고, 종단이 사이드 다이의 외주면에 결합되어 인젝션부의 작동에 따라 사이드 다이를 가이드 슬롯의 형성방향으로 이동회전시키면서 제품을 외부로 배출시키는 가이드 핀;을 구비한다.

본 실시예에 있어서, 가이드부는 하측에서 상측으로 직경이 넓어지도록 상광하협으로 형성되어, 제품의 배출을 용이하게 할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 사이드 다이는 4 분할로 형성되고 가이드부는 사이드 다이의 분할 개수에 대응되도록 4 개의 가이드 슬롯이 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 분할되어 반경방향으로 서로 이웃하는 사이드 다이의 이격거리는 2 ~ 3mm 이내로 형성될 수 있다.

본 실시예에 있어서, 인젝션부는 고리형상으로 형성되어 하부 다이와 가이드부 사이에 배치되고, 종단이 사이드 다이의 종단에 맞닿도록 배치되어 제품에 취출력을 제공하는 둘레 인젝션부; 하부 다이의 중앙을 관통하여 상측으로 연장되어 제품의 하측 중앙 영역에 취출력을 제공하는 중앙 인젝션부; 둘레 인젝션부의 하면에서 하측방향으로 연장되는 수직 지지부; 및 수직 지지부의 종단과 중앙 인젝션부의 종단을 연결시켜 둘레 인젝션부 및 중앙 인젝션부를 일체로 연결시키는 하부 연결부;를 구비할 수 있다.

본 발명에 의한 버 발생 방지 성형용 금형 장치는 성형된 제품을 배출할 때 발생하는 버(burr)를 제품의 외주면을 손상시키지 않으면서 제거할 수 있으며, 버 제거를 위한 추가적인 공정을 삭제할 수 있어 공정 시간을 크게 감소시킬 수 있어 제품생산의 효율을 크게 증가시킬 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 버 발생 방지 성형용 금형 장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 버 발생 방지 성형용 금형 장치의 절개 부분 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 버 발생 방지 성형용 금형 장치를 일측면에 바라본 부분 절개 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 버 발생 방지 성형용 금형 장치의 사이드 다이의 분할에 따른 버가 형성된 것을 개념적으로 나타내는 부분 절개 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 버 발생 방지 성형용 금형 장치를 이용하여 성형하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 버 발생 방지 성형용 금형 장치를 이용하여 성형하는 과정을 통해 버가 제거되는 것을 나타내는 개념도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, “~상에”라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 버 발생 방지 성형용 금형 장치의 분해 사시도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 버 발생 방지 성형용 금형 장치의 절개 부분 사시도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 피삭재를 성형하고 성형된 제품을 배출할 때 발생하는 버(burr)의 발생을 방지할 수 있는 버 발생 방지 성형용 금형 장치는 하부 지지부(110), 하부 다이(120), 사이드 다이(130), 펀칭부(140) 및 인젝션부(150)를 포함하여 구성된다. 이하에서 제품을 롤러 플랜지를 예로 설명하며, 본 발명의 실시예에 따른 버 발생 방지 성형용 금형 장치를 통해 성형할 수 있는 제품이 롤러 플랜지로 한정되는 것은 아니다.

하부 지지부(110)는 상측으로 연장되는 가이드부(111)를 구비하여 가이드부(111)를 통하여 내측으로 수용공간(114)이 형성된다.

하부 다이(120)는 일단이 수용공간(114)의 하단에 고정되고 타단이 제품(Workpiece, 이하 WP라 함)의 일측면에 대응되는 홈이 형성되어 상측으로 연장된다.

사이드 다이(130)는 제품(WP)의 둘레면에 대응되는 형상으로 형성되어 둘레면을 형성하며, 가이드부(111)의 내주면을 따라 슬라이딩 이동하며, 적어도 2 개 이상으로 분할되어 형성된다.

펀칭부(140)는 사이드 다이(130)를 중심으로 하부 다이(120)에 마주보도록 배치되며, 제품(WP)과 맞닿는 종단면이 제품(WP)의 타측면에 대응되는 형상으로 형성된다.

인젝션부(150)는 하부 지지부(110)의 하측에 구비되어 상하 구동하며, 사이드 다이(130)를 상측으로 이동시키면서 사이드 다이(130)와 함께 사이드 다이(130)의 내주면을 따라 배치된 제품(WP)을 외부로 취출 시키는 역할을 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 버 발생 방지 성형용 금형 장치를 일측면에 바라본 부분 절개 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 버 발생 방지 성형용 금형 장치의 사이드 다이의 분할에 따른 버가 형성된 것을 개념적으로 나타내는 부분 절개 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 버 발생 방지 성형용 금형 장치를 이용하여 성형하는 과정을 나타내는 순서도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 버 발생 방지 성형용 금형 장치를 이용하여 성형하는 과정을 통해 버가 제거되는 것을 나타내는 개념도이다.

도 3 내지 도 6을 참조하여 전술한 각 구성에 대해서 더욱 구체적으로 설명한다.

먼저, 사이드 다이(130)는 복수개로 분할형성되며, 바람직하게는 반경방향을 따라 4개로 분할되어 가이드부(111)의 내주면을 따라 슬라이딩 구동한다. 본 실시예에서 사이드 다이(130)는 내주면에 제품(WP)의 외주면에 홈을 형성하기 위해서 돌출부가 형성되었으나, 제품(WP)의 형상에 따라 내주면의 형상은 변경될 수 있다. 이때, 반경방향으로 서로 이웃하여 배치되는 사이드 다이(130)의 면은 2 ~ 3mm 이내로 간극(g)이 형성되는 것이 바람직하다.

간극(g)이 2mm 미만으로 형성되면, 제품을 성형하는 과정에서 서로 이웃하는 사이드 다이(130)가 맞닿게 되면서 응력 집중이 발생하면서 제품 성형의 불균일과 사이드 다이(130)의 파손을 유발시킬 수 있다. 반대로, 간극 기준이 3mm 초과하여 형성되면, 간극 사이로 큰 형상의 버(burr)가 형성되고, 이러한 큰 형상의 버(bur)를 제거 하기 위해서는 더욱 많은 기계적인 장비를 이용한 추가적인 공정을 필요로 하여 제조공정의 효율이 저하게 되는 문제점이 발생할 수 있다.

하부 지지부(110)는 상측으로 연장되는 가이드부(111)를 구비한다. 가이드부(111)는 상측으로 직경이 넓어지도록 상광하협으로 형성된다. 따라서 인젝션부(150)를 통하여 사이드 다이(130)가 가이드부(111)를 따라 이동하게 되면, 제품(WP)의 외주면과 사이드 다이(130)의 내주면 사이에 간극이 발생하게 되고, 반경방향으로 서로 이웃하는 사이드 다이(130)가 벌어지면서 제품(WP)의 취출이 용이하게 된다.

이때, 가이드부(111)는 가이드 슬롯(112)과 가이드 핀(113)을 구비한다. 가이드 슬롯(112)은 가이드부(111)의 외주면을 따라 상측에서 하측으로 비스듬하게 기울어져 절개되어 형성된다. 이때, 가이드 슬롯(112)은 분할된 각 사이드 다이(130)의 외주면의 일영역을 따라 비스듬하게 이동하는 이동거리를 제공하게 된다. 이때, 가이드 슬롯(112)은 가이드부(111)의 분할 개수와 동일한 4개로 형성되는 것이 바람직하다.

가이드 핀(113)은 각 분할된 가이드 슬롯(111)에 삽입되어 종단이 사이드 다이(130)의 외주면에 결합된다. 가이드 핀(113)은 인젝션부(150)의 작동에 따라 비스듬하게 형성된 가이드 슬롯(112)을 따라 사이드 다이(130)가 일방향으로 회전하면서 배출되도록 한다. 이때, 사이드 다이(130)는 내주면이 제품(WP)의 외주면에 맞닿은 상태에서 회전하면서 제품과 함께 외부로 배출된다. 한편, 사이드 다이(130)는 가이드 핀(113)과 결합을 위해서 나사 홈이 형성되고, 가이드 핀(113)의 종단에는 나사가 형성되어 서로 견고한 결합을 통해서 제공할 수 있다.

이와 같이, 사이드 다이(130)가 회전하게 되면, 분할 형성된 가이드 다이(130)에서 발생하는 외주면의 버(burr)가 사이드 다이(130)가 회전하면서 맞닿게 되는 버(burr)를 외주면에 뭉게뜨리게 되어 표면을 깨끗하게 성형할 수 있게 된다.

따라서 제품이 사이드 다이(130)의 내분에서 취출 되었을 때에 제품의 표면은 매끈한 형상을 유지할 수 있기 때문에 버(burr)를 제거하는 공정을 추가할 필요가 없으므로 제품을 생산하는 공정의 능률을 향상시킬 수 있다.

한편, 분할 성형되는 사이드 다이(130)의 개수가 4개 미만으로 형성되면, 상방향으로 배출될 때에 제품과 사이드 다이(130)와의 이격거리가 짧아지기 때문에 원활한 제품의 배출을 위해서 가이드 슬롯을 높게 해야하는 문제점이 발생하게 된다. 반대로 사이드 다이(130)의 개수가 5개를 초과하여 성형되면, 제품(WP)의 외주면에 5개의 버가 형성되고 외주면에 형성된 5개의 버를 완전히 제거하기 위한 충분한 회전량을 제공하기 어려운 문제점이 발생하게 된다.

또한, 가이드부(111)의 내주면과 사이드 다이(130)의 외주면은 탄소재를 이용하여 코팅성형될 수 있다. 탄소재는 서로 이웃하는 면사이에 마찰력을 감소시킴과 동시에 내마모성을 향상시킴으로써 제품의 내구수명을 크게 증가 시킬 수 있다.

펀칭부(140)는 사이드 다이(130)를 중심으로 하부 다이(120)에 마주보도록 배치되며, 제품(WP)과 맞닿는 종단면이 제품(WP)의 타측면에 대응되는 형상으로 형성된다. 이때, 펀칭부(140)는 반경방향을 따라 복수개(141, 142, 143)로 구비되며, 내측에서 외측방향을 따라 순차적으로 가압력을 제공하여 제품을 성형시킬 수 있다. 이와 같이, 가압력을 내측에서 외측으로 순차적으로 압입하게 되면, 소성되는 제품의 형상이 내측에서 외측으로 단계적으로 이루어지 때문에 제품에서 발생할 수 있는 오차를 최소화시킬 수 있다.

인젝션부(150)는 둘레 인젝션부(151), 중앙 인젝션부(152), 수직 지지부(153) 및 하부 연결부(154)를 구비한다. 둘레 인젝션부(151)는 고리 형상으로 형성되어 하부 다이(120)의 외주면과 가이드부(111)의 내주면에 배치되어 종단이 사이드 다이(130)의 종단과 맞닿도록 배치되어 제품(WP)의 하측 둘레방향을 따라 취출력을 제공하여 사이드 다이(130)와 제품(WP)이 상방향으로 이동되도록 한다.

중앙 인젝션부(152)는 하부 다이(120)의 중앙을 관통하여 상측으로 연장되어 제품의 하측 중앙영역에 취출력을 제공한다. 이때, 수직 지지부(153) 및 하부 연결부(154) 각각은 둘레 인젝션부의 하면에서 하측방향으로 연장되고, 수직 지지부의 종단과 중앙 인젝션부의 종단을 연결시켜 둘레 인젝션부(151) 및 중앙 인젝션부(152)를 일체로 연결시킨다.

이와 같이, 인젝션부(150)는 둘레 인젝션부(151)와 중앙 인젝션부(152)를 제품에 균일한 취출력을 제공하여 사이드 다이(130)의 내주면과 제품(WP) 외주면 사이에 이격공간을 형성시킴으로써 제품(WP)의 취출을 용이하게 할 수 있으며, 사이드 다이(130)가 가이드 슬롯(112)을 따라 이동할 때에 편심되는 것을 방지하고 일정하게 회전 구동하게 함으로써 버(burr)의 제거를 더욱 용이하게 할 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

110 : 하부 지지부 111 : 가이드부
112 : 가이드 슬롯 113 : 가이드 핀
120 : 하부 다이 130 : 사이드 다이
140 : 펀칭부 150 : 인젝션부

Claims

피삭재를 성형하고 성형된 제품을 배출할 때 발생하는 버(burr)의 발생을 방지하는 버 발생 방지 성형용 금형 장치에 있어서,
상측으로 연장되는 가이드부를 구비하여 수용공간이 형성된 하부 지지부;
일단이 상기 수용공간의 하단에 고정되고 타단이 제품의 일측면에 대응되도록 형성되어 상측으로 연장되는 하부 다이;
외주면이 상기 제품의 둘레면에 대응되도록 형성되며, 적어도 2 개 이상으로 분할형성되어 상기 가이드부의 내주면을 따라 슬라이딩 이동하는 사이드 다이;
상기 사이드 다이를 중심으로 상기 하부 다이에 마주보도록 배치되어 상기 제품의 타측면에 대응되도록 형성되는 펀칭부; 및
상기 하부 지지부의 하측에 구비되어 상하 구동하며, 상기 사이드 다이를 상측으로 이동시키면서 상기 사이드 다이의 내주면을 따라 배치된 상기 제품을 외부로 취출 시키는 인젝션부;를 포함하며,
상기 가이드부는,
상기 분할된 사이드 다이의 개수에 대응되도록 외주면에 상측에서 하측으로 비스듬하게 기울어져 절개되어 형성되는 복수의 가이드 슬롯과, 상기 가이드 슬롯에 삽입되고, 종단이 상기 사이드 다이의 외주면에 결합되어 상기 인젝션부의 작동에 따라 상기 사이드 다이를 상기 가이드 슬롯의 형성방향으로 이동회전시키면서 제품을 외부로 배출시키는 가이드 핀;을 구비하는 버 발생 방지 성형용 금형 장치.
제1항에 있어서,
상기 가이드부는,
하측에서 상측으로 직경이 넓어지도록 상광하협으로 형성되어, 상기 제품의 배출을 용이하게 하는 것을 특징으로 하는 버 발생 방지 성형용 금형 장치.
제1항에 있어서,
상기 사이드 다이는 4 분할로 형성되고,
상기 가이드부는 상기 사이드 다이의 분할 개수에 대응되도록 4 개의 가이드 슬롯이 형성되는 것을 특징으로 하는 버 발생 방지 성형용 금형 장치.
제3항에 있어서,
상기 분할되어 반경방향으로 서로 이웃하는 면의 사이드 다이 이격거리는 2 ~ 3mm 이내로 형성되는 것을 특징으로 하는 버 발생 방지 성형용 금형 장치.
제1항에 있어서,
상기 인젝션부는,
고리형상으로 형성되어 상기 하부 다이와 상기 가이드부 사이에 배치되고, 종단이 상기 사이드 다이의 종단에 맞닿도록 배치되어 제품에 취출력을 제공하는 둘레 인젝션부;
상기 하부 다이의 중앙을 관통하여 상측으로 연장되어 제품의 하측 중앙 영역에 취출력을 제공하는 중앙 인젝션부;
상기 둘레 인젝션부의 하면에서 하측방향으로 연장되는 수직 지지부; 및
상기 수직 지지부의 종단과 상기 중앙 인젝션부의 종단을 연결시켜 상기 둘레 인젝션부 및 상기 중앙 인젝션부를 일체로 연결시키는 하부 연결부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 버 발생 방지 성형용 금형 장치.