KR101586443B1

KR101586443B1 - 고속 프레스 장치

Info

Publication number: KR101586443B1
Application number: KR1020140164163A
Authority: KR
Inventors: 김유석
Original assignee: 김유석
Priority date: 2014-11-24
Filing date: 2014-11-24
Publication date: 2016-01-21

Abstract

본 발명은 연속적으로 공급되는 소형 부품을 성형 또는 타발하기 위해 사용되는 것으로서 볼베어링의 사용을 배제함으로써 정밀도 향상에 크게 기여할 수 있는 고속 운전용 프레스 장치에 관한 것이다. 그의 구성은; 모터(3)에 의해 회전되는 크랭크축(1); 수직 가이드봉(19)에 결합하여 이를 따라 상하운동 가능하게 설치되는 것으로서 상부금형(13)이 설치되는 램(11); 상단은 상기 크랭크축(1)의 크랭크아암(7)에 연결되고 하단은 상기 램(11)에 연결되는 메인로드(9); 상기 램(11)의 직하부에 위치되도록 베드(21)상에 설치되는 하부금형(23)을 포함하는 프레스 장치에 있어서; 상기 메인로드(9)의 상부는 상기 크랭크아암(7)과 나사결합 방식으로 연결되고; 상기 메인로드(9)의 하부는 상기 램(11)과 나사결합 방식으로 연결되되;상기 메인로드(9)의 상, 하부는 서로 다른 방향으로 나사산이 마련됨으로써, 상기 메인로드(9)를 회전시킴으로써 상기 램(11)의 상하높이를 조절할 수 있게 되는 것을 특징으로 한다.

Description

고속 프레스 장치{High Speed Press Machine}

본 발명은 프레스 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연속적으로 공급되는 소형 부품을 성형 또는 타발하기 위해 사용되는 것으로서 볼베어링의 사용을 배제함으로써 정밀도 향상에 크게 기여할 수 있는 고속 운전용 프레스 장치에 관한 것이다.

프레스 장치는 상형 및 하형으로 구성된 한 벌의 금형을 서로 섭동시켜 소재에 큰 힘을 작용시킴으로써 특정 형상으로 소재를 소성가공하는 장치를 말한다. 소성가공이라 함은 형태를 변화시키는 것으로서 판평 소재를 입체적으로 성형하거나(판금성형) 구멍을 뚫는 것(타발)들을 의미한다.

도 1은 일반적인 프레스 장치의 구성을 개략적으로 표현한 것이다.

크랭크축(101)이 직립된 프레임(105)의 상단에 횡방향으로 설치되며, 모터(103)는 이 크랭크축(101)을 회전시킨다.

메인로드(109)는 상단이 크랭크축(101)의 크랭크아암(107)에 연결되고 하단이 램(111)에 연결된다. 램(111)의 저면에는 상부금형(113)이 고정 설치된다. 램(111)의 양단에는 수직으로 설치된 가이드봉(119)이 슬라이드 운동이 가능하게끔 결합된다. 램(111)의 저부에는 베드(121)가 위치되고, 베드의 상면에는 하부금형(123)이 고정 설치된다. 모터(103)가 크랭크축(101)을 X축을 중심으로 회전구동시킴에 따라 상부금형(113)은 크랭크아암(107)의 행정에 해당하는 거리에서 수직방향으로 연속적인 직선운동을 하게 된다. 이 과정에서 하부금형(123)과 상부금형(113) 사이에 공급되는 소재가 성형되게 되는 것이다. 소재의 두께라든가 목적물의 입체적 형태에 따라 상부금형(113)의 높낮이는 미세하게 조정될 수 있어야 할 것이다.

종래에는 메인로드(109)와 크랭크아암(107)은 나사식으로 연결하고, 메인로드(109)와 램(111)은 너클조인트(115)로써 연결하여 왔다. 이는 메인로드(109)를 회전시킴으로써 램(111)을 상하로 높이조절을 할 수 있도록 하기 위함이며, 램(111)에 부착된 상부금형(113)을 교체할 수 있도록 하기 위해서이다.

그러나 종래 메인로드(109)와 램(111)을 연결하고 있는 너클조인트(115)는 구(球)형 접촉을 위한 기계요소이기 때문에 불가피한 공차(예를 들어, 0.2 ~ 0.3mm)가 있게 된다. 이 공차는 기계적 정밀도에 한계를 결정하는 주된 인자가 된다. 즉 이 공차 이하의 정밀도로써 제품을 제작하는 것은 거의 불가능한 것으로서 다른 제작방법을 고려해야 하였다.

대한민국 실용신안등록출원 제20-2006-0026351호 대한민국 특허출원 제10-2008-0012684호

위와 같은 문제에 대한 본 발명의 목적은, 기계적 공차가 최소화됨으로써 정밀도가 높은 제품을 생산할 수 있는 고속 프레스 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 다른 목적은, 너클조인트를 대체할 수 있는 기계적 구성을 제공함으로써 유지 보수가 용이하고 제작비가 저렴하게 소요되는 고소 프레스 장치를 제공하는 것에 있다.

위와 같은 목적은,

모터에 의해 회전되는 크랭크축; 수직 가이드봉에 결합하여 이를 따라 상하운동 가능하게 설치되는 것으로서 상부금형이 설치되는 램; 상단은 상기 크랭크축의 크랭크아암에 연결되고 하단은 상기 램에 연결되는 메인로드; 상기 램의 직하부에 위치되도록 베드상에 설치되는 하부금형을 포함하는 프레스 장치에 있어서;

상기 메인로드의 상부는 상기 크랭크아암과 나사결합 방식으로 연결되고; 상기 메인로드의 하부는 상기 램과 나사결합 방식으로 연결되되;

상기 메인로드의 상, 하부는 서로 다른 방향으로 나사산이 마련됨으로써, 상기 메인로드를 회전시킴으로써 상기 램의 상하높이를 조절할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 고속 프레스 장치에 의해 달성된다.

본 발명의 특징에 의하면 상기 메인로드의 상하부에 형성된 나사산은 톱니나사의 형태로 된 것일 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 메인로드의 상부나사는 상기 크랭크아암에 연결되어 있으며 내주면에 상부암나사가 마련되어 있는 상부연결블럭에 나사결합하고;

상기 메인로드의 하부나사는 상기 램에 연결되어 있으며 내주면에 하부암나사가 마련되어 있는 하부연결블럭에 나사결합하되;

상기 메인로드의 상부나사와 상부암나사의 나사결합부위의 틈 사이 및 상기 메인로드의 하부나사와 하부암나사의 결합부위의 틈 사이에 각각 유체압을 공급하는 유압공급부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 메인로드의 상부나사와 하부나사가 이완되는 것을 방지하기 위하여, 상기 상부연결블럭과 하부연결블럭에 각각 밀착되게끔 상기 메인로드의 상하부에 로크너트가 각각 나사결합될 수 있다.

위와 같은 구성에 의하면, 기존의 너클조인트를 사용하지 않고서도 램의 상하 높이를 조절하 수 있게 되는 프레스 장치가 제공된다. 너클조인트를 사용하지 않음으로써 그가 가지는 고유의 공차를 없앨 수 있게 되므로 훨씬 정밀도가 높은 제품을 생산할 수 있는 프레스 장치가 제공된다. 오랜 사용에 의한 마모 등 기존의 너클조인트에 문제가 생긴 경우 이것을 새로 제작하거나 교환하는데 소요되는 비용도 적지 않은데, 본 발명에 의하면 이러한 문제가 없게 된다.

도 1은 종래 기술에 의한 고속 프레스 장치의 개략적 정면 구성도이다.
도 2는 본 고안의 실시예에 의한 고속 프레스 장치의 개략적 정면 구성도이다.
도 3은 본 고안의 실시예에 의한 고속 프레스 장치의 주요부인 메인로드의 정면 구성도이다.

이하, 첨부된 도 2 내지 도 3을 동시에 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 상세하게 설명한다.

프레스 장치의 기본적인 구성은 배경기술에서 설명한 것과 같다.

크랭크축(1)이 프레임(5)의 상단에 횡방향으로 설치되며, 모터(3)는 캠 등의 동력전달장치를 거쳐 크랭크축(1)을 X축을 중심으로 회전시킨다. 메인로드(9)의 상단은 크랭크축(1)의 크랭크아암(7)에 연결되고, 하단은 램(11, ram)에 연결된다. 램(11)의 저면에는 상부금형(13)이 고정 설치된다. 상부금형(13)은 램(11)과 일체를 이룰 수도 있다.

2개 이상의 가이드봉(19)이 베드(21)의 상면에 수직으로 설치된다. 램(1)의 양단은 가이드봉(19)에 끼워져 이를 따라 수직으로 승하강 가능하게 되어 있다. 베드(21)의 상면에는 하부금형(23)이 고정 설치된다. 모터(3)가 크랭크축(1)을 회전구동시킴에 따라 상부금형(13)은 수직방향으로 연속적인 직선운동을 하게 된다.

본 발명에 의하면, 메인로드(9)의 상부는 크랭크아암(7)과 나사결합 방식으로 연결되고, 메인로드(9)의 하부는 램(11)과 나사결합 방식으로 연결된다. 그리고 이들은 서로 다른 방향으로 나사결합하게 된다. 즉 메인로드(9)의 상부는 크랭크아암(7)과 오른나사(또는 왼나사) 나사결합 방식으로 연결되고, 메인로드(9)의 하부는 램(11)과 왼나사(또는 오른나사)결합 방식으로 연결될 수 있다.

이에 의하면, 메인로드를 지면에 수직을 이루는 Z축을 중심으로 회전시킴으로써 램(11) 및 이에 부착되어 있는 상부금형(13)의 상하높이를 조절할 수 있게 되어 있다.

본 발명의 특징에 의하면 메인로드(9)의 상부 및 하부에 형성된 나사산(25,27)은 일방향으로 힘을 많이 받을 수 있는 형태의 톱니나사로 된 것일 수 있다. 물론 메인로드(9)는 램(11)이 하강할 때, 즉 합형시에 큰 힘을 받게 된다.

메인로드의 상, 하부의 연결구조는 도 3에 도시된 바와 같을 수 있다.

메인로드(9)와 크랭크아암(7) 사이에는 상부연결블럭(29)이 개입된다. 상부연결블럭(29)은 크랭크아암(7)에 연결되어 있으며 내주면에 상부암나사(30)가 마련되어 있다. 따라서 메인로드(9)의 상부나사(25)는 상부연결블럭(29)에 나사결합하게 된다.

또한 내주면에 하부암나사(32)가 마련되어 있는 하부연결블럭(31)이 램(11)에 설치되어 있다. 메인로드(9)의 하부나사(27)는 하부연결블럭(31)의 하부암나사(32)와 나사결합한다.

본 발명에 의하면, 메인로드(9)의 상부나사(25)와 상부연결블럭(29)의 상부암나사(30)의 나사결합부위의 틈(S1) 및 메인로드(9)의 하부나사(27)와 하부연결블럭(31)의 하부암나사(32)의 결합부위의 틈(S2)에 각각 유체압을 공급하는 유압공급부(33)가 더 설치된다.

유압공급부(33)에서 각각 분리 연장되는 유압라인(35,37)은 상부연결블럭(29) 및 하부연결블럭(31)에 각각 마련되는 유압공급홀(39,41)로 연통된다. 유압공급홀(39,41)은 각각 나사결합부의 틈(S1,S2)에 작용하여 메인로드(9)와 상, 하부연결블럭(29,31) 사이의 공차를 없애거나 최소화할 수 있다. 도 3의 확대도를 보면 유압(F)은 메인로드(9)를 도면상 하방향으로 밀착시키도록 작용함으로써, 상부연결블럭(29)과의 사이에 공차가 전혀 없도록 하고 있음을 알 수 있다.

유압공급부(33)에 의해 작용되는 유압은 프레스의 합형 순간에 메인로드(9)의 축방향으로 작용하는 압력보다 크게끔 설정되는 것이 바람직할 것이다.

한편 렌치 등을 사용하여 메인로드(9)를 회전시키기 용이하도록 메인로드(9)의 중간 부분의 횡단면 형태는 도시된 것처럼 다각형으로 되어 있을 수 있다. 또한 단면을 다각형으로 하는 것 이외에도 레버 또는 봉 형태의 손잡이(43)를 설치하여 직접 손으로 잡고 회전시킬 수 있도록 할 수도 있다.

또한 메인로드(9)의 상하부 나사가 자연적으로 이완되는 것을 방지하기 위하여 로크너트(45,47)가 상부연결블럭(29)과 하부연결블럭(31)에 각각 밀착되게끔 설치될 수도 있다.

위에 도시 및 설명된 구성은 본 발명의 기술적 사상에 근거한 바람직한 실시예에 지나지 아니한다. 당업자는 통상의 기술적 상식을 바탕으로 다양한 변경실시를 할 수 있을 것이지만 이는 본 발명의 보호범위에 포함될 수 있음을 주지해야 할 것이다.

1 : 크랭크축 3 : 모터
5 : 프레임 7 : 크랭크아암
9 : 메인로드 11 : 램(ram)
13 : 상부금형 21 : 베드
23 : 하부금형 25 : 상부나사
27 : 하부나사 29 : 상부연결블럭
30 : 상부암나사 31 : 하부연결블럭
32 : 하부암나사 33 : 유압공급부
35, 37 : 유압라인 39, 41 : 유압공급홀
43 : 손잡이 45, 47 : 로크너트(lock nut)
S1, S2 : 틈

Claims

모터에 의해 회전되는 크랭크축; 수직 가이드봉에 결합하여 이를 따라 상하운동 가능하게 설치되는 것으로서 상부금형이 설치되는 램; 상단은 상기 크랭크축의 크랭크아암에 연결되고 하단은 상기 램에 연결되는 메인로드; 상기 램의 직하부에 위치되도록 베드상에 설치되는 하부금형을 포함하는 프레스 장치에 있어서;
상기 메인로드의 상부는 상기 크랭크아암과 나사결합 방식으로 연결되고; 상기 메인로드의 하부는 상기 램과 나사결합 방식으로 연결되되;
상기 메인로드의 상, 하부는 서로 다른 방향으로 나사산이 마련됨으로써, 상기 메인로드를 회전시킴으로써 상기 램의 상하높이를 조절할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 고속 프레스 장치.
제1항에 있어서,
상기 메인로드의 상하부에 형성된 나사산은 톱니나사의 형태로 된 것을 특징으로 하는 고속 프레스 장치.
제1항에 있어서,
상기 메인로드의 상부나사는 상기 크랭크아암에 연결되어 있으며 내주면에 상부암나사가 마련되어 있는 상부연결블럭에 나사결합하고;
상기 메인로드의 하부나사는 상기 램에 연결되어 있으며 내주면에 하부암나사가 마련되어 있는 하부연결블럭에 나사결합하되;
상기 메인로드의 상부나사와 상부암나사의 나사결합부위의 틈 사이 및 상기 메인로드의 하부나사와 하부암나사의 결합부위의 틈 사이에 각각 유체압을 공급하는 유압공급부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 프레스 장치.
제3항에 있어서;
상기 메인로드의 상부나사와 하부나사가 이완되는 것을 방지하기 위하여, 상기 상부연결블럭과 하부연결블럭에 각각 밀착되게끔 상기 메인로드의 상하부에 로크너트가 각각 나사결합되는 것을 특징으로 하는 고속 프레스 장치.