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6장 언더 컷(under cut)이 있는 성형품의 처리
6. 1 언더 컷(under cut)의 개요
일반적으로 성형품은 사출기가 열리는 방향으로만 취출이 가능하다. 성형품 기능이나 용도상 사출기가 열리는 방향의 운동만으로 빼낼 수 없는 경우 즉, 성형품의 구멍이나 돌출 또는 오목한 부분이 있는데 이러한 부분을 언더 컷이라 하며 성형품의 내측에 언더컷이 있는 것을 내측 언더컷, 외측에 있는 것을 외측 언더컷이라 하며 내측 언더컷이 외측 언더컷보다 처리하기가 복잡하다.
☆ 성형품에 언더컷이 있는 경우
1. 금형가격이 비싸진다.(금형구조의 복잡)
2. 금형부품의 오작동 등에 의한 금형이 파손될 우려가 있다.
3. 제품에 파팅라인의 흔적이 남는다.
4. 성형사이클시간이 길어진다.
☆ 문제점이 많이 발생하므로 성형품의 설계단계에서 가급적 언더컷을 피하는게 좋으나 기능 및 용도상 꼭 필요한 경우 언더컷의 처리를 위해서는 다음과 같은 방법이 적용된다.
1. 강제로 밀어내기
2. 캐비티를 분할하는 구조
3. 슬라이드코어(Slide Core)형 구조
4. 나사부품을 위한 분할 및 회전형 구조
6. 2 언더컷의 처리 방법
6. 2. 1 강제로 밀어내는 방법
폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등과 같이 연질이며 탄성이 좋은 수지를 사용하여 성형할 경우 어느 정도의 언더컷이 있어도 탄성을 이용하여 취출시킬 수가 있다.
☆ 방법(2가지)
1) 스트리퍼판(Stripper Plate)으로 밀어서 취출시키는 방법
2) 손으로 잡아 벗겨 내듯이 취출시키는 방법.
1) 스트리퍼플레이트를 사용하는 방법
대형제품으로 손으로 밀어내는 것보다 효과적일 때 사용한다. 구조적으로는 스트리퍼로 밀 때 언더컷이 된 쪽의 반대방향으로 제품이 벌어질 수 있는 구조여야 한다.
제품의 끝면이 둥글고 스트리퍼 내측이 파져 있기 때문에 스트리퍼가 전진해도 제품이 벌어지지 않고 오무라지는 현상이 있어 취출이 어렵다
2) 손으로 강제 이형(취출)하는 방법
성형품이 구조적으로 얇고, 유연성이 있도록 설계되고 수지가 연질이고 탄성이 좋을 경우 손으로 언더컷 부위를 손으로 강제 이탈시켜 취출시키는 방법이다.
6. 2. 2 코어 및 캐비티의 일부분의 구조변경에 의한 처리방법
캐비티전체를 2분할하는 분할형과 언더컷 부분만 분할하여 처리하는 슬라이드 블록형의 2가지 형태가 있으며 그 원리는 다음과 같다.
1) 분할형
분할된 캐비티 전체 또는 일부분을 기계적 또는 유, 공압적으로 슬라이딩 운동을 시켜 캐비티 일부분이 열리고 닫힘에 의해 언더컷 된 부분을 손상시키지 않고 쉽게 취출될 수 있는 방법이다. 구조는 고정측이나 가동측 어느 한 쪽의 형판 위에서 습동시키는 것이 일반적이다.
분할된 캐비티는 사출시 닫혀지고 취출시 열리는 구조로 되어 있으며 사출시 닫혀진 분할 캐비티는 분할캐비티가 설치되지 않은 캐비티에 설치된 록킹 블록(Locking Block)에 의하여 캐비티가 강한 사출압에 뒤로 후퇴하지 않도록 록킹(체결)된다.
2) 슬라이드 블록형(Slide Block)
일명 사이드코어(Side Core), 슬라이드코어(Slide Core), 사이드 캐비티형으로도 불리운다. 언더컷 부분 또는 취출상의 장애가 있는 부분만 분할하여 처리하는 방법으로 가동측형판의 사이드쪽, 즉 열림방향의 직각방향에 가동부분을 설치하고 고정측 형판에 앵귤러핀(Angular Pin), 도그레그(Dog Leg) 캠(Cam), 판캠, 유공압 실린더 등으로 스라이딩 이동시킴으로 언더컷을 해결하는 방법이다.
3) 분할형과 슬라이드 블록형의 비교
한 제품을 분할형과 슬라이드 블록형으로 설계를 할 수 있다.
방식의 채택
a) 코어의 강도
b) 코어 및 캐비티의 크기
c) 분할캐비티의 원할한 이송 및 반복운동의 정확도
4) 슬라이드 코어의 명칭과 역학
슬라이드 코어의 명칭과 역할을 설명하였으며 생산수량 관련 적정 재료의 선택을 위한 사용재료목록을 설명하였다.
표 6. 2 슬라이드 코어 부품
6. 2. 3 구동기구(Mechanism)의 설계
1. 형판에 붙이는 슬라이드 코어용 가이드(Guide)
(1) 역 할
분할 캐비티가 형판에서 기계적인 메카니즘에 의해 좌우 이송을 연속 반복적으로 수행하는데 이러한 운동이 원활하게 되도록 구조적으로 보완한 것을 말하며 이러한 가이드의 역할을 충실히 하기 위해서 설계시에 다음과 같은 2가지 기본설계 가이드요인이 적용되어야 한다.
1. 분할 캐비티는 항상 같은 위치에서 합치도록 슬라이딩 운동을 하고, 다른 금형요소 부품에 간섭을 받지 않고 그 운동이 원할할 것
2. 분할 캐비티의 금형중량을 받을 수 있도록 가이드 시스템은 충분한 강도가 유지 될 것
(2) 구 조
형판에 붙이는 슬라이딩용 가이드는 일반적으로 T 형홈을 가장 많이 사용한다. T형 가이드는 기계가공으로 별도의 가이드를 붙혀서 만드는데 형판과 가이드의 체결은 볼트와 록핀(Lock Pin)으로 정확하고 견고하게 이루어지도록 한다.(그림 6. 7 참조)
(3) 재 질
마모를 방지하기 위하여 분할캐비티보다 경도가 높은 재질을 사용한다. 일반적으로 사용하는 재질에 대한 예는 다음과 같다.
(4) 가이드 레일의 종류
일반적으로 형판에 기계가공을 하고 가이드레일을 설치하는 방식을 사용하며 용도 및 정밀도에 따라 약간씩 특색있게 설계하여 설치한다.
2. 앵귤러핀(Angular Pin)
(1) 역 할
금형의 고정측 형판에 경사지게 설치되어 있는 편이기 때문에 경사핀이라고도 한다. 따라서 금형이 상하로 작동될 때 금형에 설치되어 있는 경사핀도 같이 상하로 작동된다. 이때 분할편이나 슬라이딩 블록의 표면에 경사지게 구멍을 가공하고, 그 구멍에 경사핀을 집어넣어 경사핀이 상하로 이동되는 거리에 대한 좌우길이의 차만큼 좌우로 이송되게끔 하는 것이 앵규라핀의 역할이다.
(2) 작 동
1. 형의 닫힘이 완료된 후, 성형할 때의 사출압력 때문에 분할 및 슬라이딩 블록이 추퇴하는 것을 방지하기 위하여 분할캐비티의 슬라이딩 방향의 힘을 고정측 형판에 있는 돌기부나 록킹 블록(Locking Block)이 받아 강력하게 압력을 가한다.
2. 구조가 간단하고 작동이 확실하지만 분할캐비티의 이동량 M(Stroke)가 긴 경우 및 형이 열리기 이전에 분할캐비티를 작동하는 경우에는 사용할 수 없다.
(3) 앵귤라 핀의 주요 치수
M=L sinㅁ
M : 분할캐비티의 이동량 (mm)
L : 앵귤라핀의 작용길이 (mm)
L : 앵귤라핀의 고정측 설치판까지의 길이
(중심선기준) (mm)
L : 앵귤라핀의 길이(머리부분 제외) (mm)
L : 앵굴라핀의 길이(머리부분 포함) (mm)
: 앵귤라핀의 경사각도( )
C : 틈새 (mm)
: 형이 열리기 직전의 상태에서 분할형의
지연으로 인한 분할형이 작동하기까지
의 가동측 형판의 이동량
[예제] 성형품의 언더컷량이 10mm인 성형품을 위해 경사각 10 틈새 C를 1mm로 하여 설계할 때 경사핀의 작동길이를 구하면 다음과같다.
3. 슬라이드 코어
(1) 슬라이드 코어 설계시 유의 사항
1. 경사핀 선단부의 각도 는 +5 로 한다.
2. 슬라이드 코어의 경사핀 삽입부(앵귤라핀이 상승하면서 닿는 부위)에 2 2R을 준다.
3. 경사핀의 경사각도 는 일반적으로 10 가 적당하지만 앵귤라핀의 길이가 비교적 길 때는 25 까지 증가시킬 수 있다. 그 이상으로 하면 슬라이드코어의 운동량 M이 증가하는 반면 핀에 걸리는 작용력이 증가하므로 핀이나 안내부에 마모나 절손이 일어나기 쉽다. 따라서 가장 안전하고 시용적인 각도는 20 이하로 하는 것이 가장 바람직하다.
4. 다음과 같은 이유로 슬라이드 코어와 경사핀중 한쪽에 0.5 1mm의 간격을 준다.
금형이 형개할 때 슬라이드부의 파손을 방지
록킹 블록이 슬라이드 코어의 위치설정을 용이하게 하기 위함.
수지압이 슬라이드 코어에 작용할 때 경사핀에 걸리지 않도록 함.
경사핀의 위치 및 각도와 구멍위치 오차발생시 영향이 미치지 않도록 하기 위함.
5. 슬라이드 코어의 높이 H가 밑면 안내부의 길이 L에 비해 상당히 높을 경우 작동이 불완전하게 되고 심한 경우 작동이 되지 않는 수가 발생한다. 따라서 H=1/2L이 되어야한다.
6. 슬라이드 코어 작동부 홈은 가공이 용이하도록 안내판을 붙이는 것이 바람직하다. 작동부의 경도는 HRC 50 55가 되어야 한다.
7. 금형열림에 의해 슬라이드 코어의 위치가 벗어나지 않도록 스프링, 스톱핀 등을 사용하여 금형파손을 방지한다.
8. 앵귤러핀에 의해 슬라이드 코어를 이동시키는 경우, 슬라이드 코어가 성형압력에 의해 후퇴하는 것을 막기 위해 록킹 블록 등을 설치한다.
9. 밀핀과 슬라이드 코어가 간섭을 일으키게 될 때는 링크바, 스프링 등을 사용하여 이젝터 플리이트의 조속귀환 기구를 설치한다.
10. 슬라이드 블록과 록킹 블록이 접촉하는 면의 각도 = +2 를 원칙으로 한다. < 인 경우는 앵귤라핀이나 록킹 블록이 파손된다. 여기에 경사핀과 록킹 각도에 관련한 구조와 경사핀의 총길이를 구하는 식을 예시한다. 이 공식은 앞에 설명한 공식과 개념이 동일하므로 삼각함수의 개념을 도입하여 해석하면 쉽게이해가 되리라 생각한다(그림 6. 11 A B)
11. 슬라이드 코어는 전진시 급속 전진하고 후진시 경사코어가 0.8mm 위로 이동된 후 슬라이드 코어가 열린 후 동작토록 설계한다.
12. 슬라이드 코어가 제품을 벗어나 2 3mm 후퇴되도록 경사핀의 각도를 조절한다.
(2) 슬라이드 코어의 종류
슬라이드 코어는 코어와 슬라이더가 일체로 되어 있는 형과 분할하여 견고하게 고정시켜 사용하는 2가지 타입으로 크게 대별된다. 여기에 일반적으로 사용되는 구조 및 선택방법에 대해 설명한다.
(3) 슬라이드 코어 관련부품의 치수
여기에 슬라이드 코어, 경사밀핀, 슬라이딩가이드 부품에 대한 상호관련 공차에 대해 설명한다.
(4) 슬라이드 코어와 앵귤러핀의 간섭
슬라이드 코어와 앵귤러핀은 제작 정밀도에 따라 작동시 부품간에 간섭이 일어나므로 설계시에 이러한 간섭을 최소화할 수 있는 방법을 고려하여야 한다. 여기에 슬라이드 코어와 앵귤러핀의 간섭을 피하기 위한 방법에 대해 설명하기로 한다.
4. 록킹 블록(Locking Block)
사출성형시 강한 사출압력에 의해 슬라이드코어가 위로 밀리는 것을 막기 위한 장치로서 형판에 직접가공하는 방법, 형판에 부착하는 방법, Bushing을 해박는 방법 3가지가 있다.
5. 슬라이드 코어의 위치결정 및 스톱장치
Side Core의 위치결정 장치는 Side Core가 빠지는 방향에 따라 상향형, 측면형 및 하향형의 3종류가 있다.
6. 슬라이딩시스템의 용어설명 및 재료 요약
슬라이딩 시스템의 용도 및 사용수량에 따른 재료의 TJSXORDo를 아래에 예시한다.
6. 2. 4 언더컷 처리구조 설계
가동측 언더컷 처리는 지금까지 예로 설명한 구조가 전부 가동측 언더컷이 있는 금형구조를 예로 들었으므로 생략하고 고정측, 내측 및 경사코어에 의한 언더컷 처리 예에 대해 설명하기로 한다.
1. 고정측 언더컷 처리
아래 그림은 고정측에 경사진 언더컷의 처리방법이다.
언더컷 부분을 확실히 처리하기 위해서는 1차 파팅라인(언더컷 해제)이 열리고 난뒤에 2차 파팅라인(제품 취출)이 열려야 한다. 만일 2차 파팅라인이 먼저 열리면 성형부의 언더컷 부분이 파손되거나 금형이 파손 우려가 있다. 본 구조는 앵귤라핀, 록킹블록의 길이가 길어 강도상 문제가 있을 것으로 판단되어 록킹블록이 사출압에 밀리지 못하도록 보조 록킹블록을 설치한다.
2. 내측 언더컷 처리
다음 그림은 언더컷이 내측에 있을 경우 사용한다.
언더컷을 제거하기 위해서는 슬라이드 코어를 내측 방향으로 움직여야 한다.
사출압 작용방향으로 밀리는 것을 막기 위해서 록킹블록을 사용하고 사출압 작용방향과 반대 방향으로 슬라이드 코어가 밀리는 것을 막기 위해서 록킹블록을 사용하고 사출압 작용방향과 반대 방향으로 슬라이드 코어가 밀리는 것을 막기 위해 보조록킹블록을 사용하였다. 슬라이드 코어가 완전히 열린 후 제자리에 있도록 스프링을 사용한다.
3. 경사 코어의 처리
경사코어란 저품의 내측 언더컷 처리에 사용되는 슬라이드 코어의 일종으로 일명 LOOSE CORE 또는 경사 슬라이드 코어라고도 한다. 경사코어는 취출방향에 대해 경사지게 작동하므로 양산준에 금형의 부춤에서 가장 많은 트러블이 생기는 기구중의 하나이다.
(1) 설계방법
경사각도는 되도록 직선에 가깝게 한다(10 이하가 바람직함).
취출스트로크는 최대한으로 적게한다(제품의 언더컷량으 FCHLTH한으로 한다).
2중 가이드구조를 사용하여 습동부의 마모를 방지한다.
경사코어의 상면이 성형부의 천정을 파먹는 것을 방지하기 위하여 밀림방지 여유를 설치한다(0.05~0.1).
취출스트로크의 계산은 다음과같다.
S=(언더컷량+여유)/tan a
받침판, 고정판, 보조가이드는 열처리를 실시하여 내마모성을 높인다(재질 : STD11 경도 : HrC 54~56).
경사각도에 따른 가공정도를 높일 수 있는 구조로 설계하여 경사핀이 부드럽게 작동되도록 설계하여야 수명이 높아진다.
(2) 경사코어의 개선 예
경사코어에서 가장 문제가 되는 부분이 상승하강시 경사 코어 바닥면의 마찰저항으로 가이드부에 경사코어가 끼여 긁히는 현상이다. 이것을 개선하기 위해 다음과 같이 구조를 개선한 결과를 다음에 예시한다.
(3) 고정측에 경사코어 처리
아래 그림은 고정측에 경사진 언더컷의 처리방법이다. 처리구조는 언더컷의 처리가 확실하고 금형부품이 파손되지 않도록 1차 파팅라인이 2차 파팅라인보다 선행되어 열릴 수 있는 방법을 채택하여야 한다.
또한 슬라이드 코어의 입자가 슬라이드 코어의 턱고정부에서 움직이므로 이 부분의 움직임을 원활하게 하지 않으면 양산 중에 슬라이드 코어 파손의 사고가 발생한다.
1차 파팅 라인의 형개거리를 그림과 같이 설정하면 앵귤라핀이 슬라이드 코어에서 빠지지 않기 때문에 슬라이드의 움직임으로 인한 앵귤라핀 파손사고를 예방할 수 있다.
(4) 가동측에 경사코어 처리
아래 그림은 가동측의 경사진 언더컷 처리방법이다. 작동은 일반 가동측 슬라이드 코어와 유사하다. 앵귤라핀과 록킹 블록의 길이가 길어 강도가 약해질 우려가 있으므로 강도 보강에 유의하여야 한다.
4. 슬라이드 코어에 의한 제품변형방지구조
다음 그림과 같은 형상의 제품을 슬라이드 코어를 사용하여 언더컷을 처리하면 슬라이드 코어에 박혀있는 부분이 슬라이드 코어에서 잘 빠지질 못하고 슬라이드 코어가 열린 후에는 제품이 언더컷 취출 방향으로 변형되는 결과가 발생한다.
따라서 여기서는 털핀 또는 코어를 이용하여 변형을 방지할 수 있는 구조에 대하여 설명하고자 한다.
(1) 털핀 취출구조방식 적용에 의한 변형방지 구조
슬라이드 코어의 성형부에 털핀을 설치하여 슬라이드 코어가 작동하면 제품을 강제적으로 밀어낸다. 구조에 대한 작동 원리는 다음과 같다.
슬라이더 에 고정된 슬라이드 코어 가 성형부를 형성한다. , 사이에 털판을 설치하고 이 털핀은 스프링 에 의해 슬라이드 코어가 열리면 털핀 가 밀려나와 슬라이드 코어의 성형부에 박혀있는 제품을 밀어내어 제품이 휘지 않도록 한다.
리턴핀 은 슬라이드 코어가 다시 닿혔을 경우 스프링 에 의해 밀려나온 털핀 를 제자리로 돌려 놓는다.
(2) 변형방지 코어 설치에 의한 변형방지 구조
슬라이드 코어의 성형부의 일부가 가동측에 남아 있도록 변형방지 코어를 설치하여 슬라이드 코어가 작동하더라도 제품이 가동측에 남아있도록 한다. 작동원리는 슬라이드 코어 에 가공된 성형부가 슬라이드 코어로 딸려가지 못하도록 하기 위하여 성형부의 일부분이 가동측에 남도록 변형방지코어 를 설치한다.
6. 2. 5 기타 언더컷 처리를 위한 슬라이드 코어 이송장치
1. 도그레그캠(Dog Leg Cam)에 의한 작동
도그레그캠을 이용하여 분할 캐비티를 슬라이딩 작동시키는 방법으로 어느 정도 금형이 열린 후에 분할 캐비티를 후퇴시킬 필요가 있을 경우에 주로 사용된다. 작동원리는 금형이 그림 6.22의 (b)처럼 열린 후에 도그레그캠에 의해 분할 캐비티가 작동되어 언더컷부분을 처리한다.
(1) Dog Leg Cam의 치수 및 계산
1. 분할 Cavity의 운동량과 Dog Leg Cam의 치수 관계는 다음과 같이 한다.
M : 각 분할 Cavity의 운동략(mm)
L : Cam의 경사부 길이(mm)
L : Cam의 직선부 길이(mm)
D : 지연량(mm)
c : 틈새(mm)
e : 구멍 직선부의 길이(mm)
2. Cam의 단면은 일반적으로 소형금형에서 13 20mm 정도로 한다.
3. Cam의 경사각 는 보통 10 정도로 하고, 금형의 두께를 줄이기 위해서는 를 크게 하되 25 이하로 한다.
4. Locking Block의 경사각 는 +2 정도로 한다.
5. Dog Leg Cam의 선단부는 10 정도의 Taper로 모따기를 하거나 Round를 준다.
6. 분할형의 폭이 100mm 이상일 때는 2개를 사용한다.
2. 플레이트 캠(Plate Cam)에 의한 작동
종류로는 핑거플레이트(Finger Plate), 앵귤러 캠(Angular Cam)이 있다. 작동원리는 Sliding Guide 홈을 가진 플레이트 캠을 고정측 형판에 고정하고, 분할 Cavity에 고정된 Pin이 이 Sliding 홈을 따라 이동함에 따라 분할형이 이동하는 방법이다.
(1) 플레이트 캠의 치수 계산
1. 분할 Cavity의 운동량과 Plate Cam의 치수관계는 다음과 같이 계산한다.
M : 각 분할 Cavity의 운동량(mm)
L : Cam Track 경사부의 길이(mm)
L : Cam Track 직선부의 길이(mm)
: Cam Track의 경사각( )
c : 틈새(mm)
D : 지연량(mm)
r : Pin의 반지름(mm)
E : 분할 Cavity의 총 이동량
2. 플레이트 캠과 가동측 형판 측면사이에
1.5~2.0mm의 틈새를 준다.
3. 분할 Cavity의 운동량이 많은 경우에는 앵귤라 캠에 1단, 2단의 경사각을 주는 방법을 사용한다(그림 6.26). 즉, 처음에는 작은 경사각을 줌으로써 큰 힘을 얻을 수 있고 그 다음 큰 경사각을 주어 큰 이동량을 얻을 수 있다.
4. a1 25 a2 40 로 하며, 록킹블록의 경사각 B = a1+2 로 한다.
5. 이송행정거리(스트로크)를 위한 각도가 안 맞을 경우 조정을 쉽게 하기 위해 Space block을 캠에 설치한다. 조정은 블록을 연마하거나 보강하여 각도 등 조립 상태를 맞춘다(6. 27 A).
6. 앵귤라 캠의 재료 : SM50C -SM55C
7. 앵귤라 캠의 종류 : A형, B형(그림 6. 27)
3. 스츠링(Spring)에 의한 작동
스프링의 힘에 의하여 분할 Cavity를 Sliding시키는 방법으로 소형금형에 많이 사용한다(그림 6. 28).
1. 주요부 설계치수는 다음과 같다.
M=0.5 H tan 0.2H
M : 각 분할 Cavity의 운동량(mm)
H : Locking Block의 높이(mm)
H : 분할 Cavity의 높이(mm)
a : Locking Block의 Taper 각도(a=20~25 )
4. 기어(Gear)에 의한 작동
일반적으로 랙(Rack)과 피니언(Pinion)의 작동에 의해 언더컷이 처리된다. 작동원리는 1차로 금형이 열리면서 고정측형판에 설치한 랙에 의해 가동측형판에 설치한 피니언 A가 회전하고 피니언 A와 같은 축에 연결되어 같이 회전하고 있는 피니언 B에 의해 슬라이드 코어에 조립되어 있는 슬라이드 래크가 직선운동을 하기된다. 이 운동에 의해 슬라이드 코어가 직선왕복운동을 하므로서 언더컷 부분을 처리한다.
5. 유압(Hydraulic)과 공압(Peumatic) 실린더(Cylinder)에 의한 작동
유공압 실린더에 슬라이더 코어를 연결후 작동시켜 언더컷 부분을 처리한다(그림 6. 31).
(1) 특 징
1. 슬라이드 코어(블록)에 작용하는 성형압력을 모두 실린더 힘으로 받아내야 한다.
2. 공기압 실린더와 같이 작용압력이 낮은 경우에는 토글링크 방식을 사용해도 된다.(일반적인 사용 공기압 7~10kg/cm )(그림 6. 32)
3. 성형기의 사이클에 관계없이 전후진이 가능하다. 또는 사출 성형기의 동작과 전기적으로 연동시키어 작동시킬 수 있다.
4. 슬라이드 코어의 스트로크를 길게 할 수 있다.
5. 금형 본체의 구조가 간단하여 고장도 적다. 단, 코스트는 그때 그때의 경우에 따라 다르다
6. 금형을 성형기에 장치하거나, 제거할 때 유압배관이나 제어장치의 제거도 필요하므로 교환시간이 많이 든다.
7. 슬라이드 작동용 유압(공기압)의 공급원이 필요하다.
(2) 유압 실린다의 작용력 계산
P : 캐비티부에 작용하는 수지압력(kg/cm )
F : 슬라이드 코어 작용 힘(kg)
A : 수지압이 걸리는 투영면적(cm )
캐비티부에 작용하는 용융수지 압력은 일반적으로 평균 350~500kg/cm 정도가 표준이 된다. 그러나 정밀 공업제품 및 성형재료에 따라 1,000kg/cm 이 되는 일도 있다.
6. 3 나사의 금형설계
성형품에 나사가 있는 경우의 설계는 성형품의 취출을 어떤 방식으로 할 것인가에 따라 금형 구조가 결정되어진다. 따라서 나사부가 있는 성형품의 취출방식에 대해서 살펴보면
1. 강제로 나사빼기
2. 금형을 분할 또는 분리코어로 하여 성형품을 취출하는 방식
3. 코어 또는 성형품을 최전시켜 성형품을 취출하는 방식
등이 있다.
이 방식 중에서 설계에 적용할 방식을 택하기 위해서는 사용수지, 나사의 특성, 성형품의 빼기수, 총생산수량 및 나사부의 기능과외관 등을 사전에 검토하여 적정한 취출방식을 선정하고 거기에 맞는 금형의 구조를 설계하는 것이 바람직하다.
1. 강제 나사빼기 방식
사용하는 수지가 탄성이 크고 성형나사 형상이 지름에 비해 높이 가 늦은 둥근나사의 경우 내부에 있는 나사나 바깥나서, 다같이 강제로 밀어내는 방법을 사용할 수 있다.
그림 6. 34 바깥나사가 있는 상품성을 강제적으로 빼는 금형을 나타넨다.
2. 금형나사부를 분리코어로 하여 나사성형하는 방식
시험제작이나 극소량의 생산 또는 강도상의 문제로 자동으로 나사부를 취출하는 장치를 할 수 없는 경우에 많이 사용된다.
그림 6. 35에 나타낸 바와 같이 원리는 인서트용 분리코어를 여러 개 분비하고 두고, 금형에 한 개를 끼워 넣고 사출한 후 금형으로부터 분리코어를 꺼낸다. 그런 다음 새로운 분리코어를 금형에 인서트시킨 후 사출 작업을 진행한다. 사출작업이 진행되는 동안 금형에서 꺼낸 분리코어로부터 성형품을 손이나 공구를 사용하여 취출시키는 것이다.
3. 금형나사부를 분할로 하여 나사 성형하는 방식
일반 성형품을 분할로 하여 성형하는 금형구조와 동일한 방식으로서 일반적으로 수나사에 적합하며 금형구조나 제작이 비교적 간단하고 밀어내기도 확실하게 된다. 그러나 성형품의 나사부에 분활형의 선이 생기므로 거스러미가 생겼을 경우에는 성형품의 끝손질이 어렵고 상대나사와의 조립에 지장을 가져 올 경우가 있다.
그림 6. 36은 바깥나사 성형용 금형의 예를 나타낸 것으로, 코어핀이 빠질 때까지 금형이 열려 분활형을 후퇴시킬 필요가 있기 EOans에 도그레그(dog leg)캠을 사용하고 있다.
4. 회전기구에 의한 나사성형
나사가 있는 성형품을 자동으로 취출시키기 위해 성형품이나 코어또는 캐비티를 회전시켜 언더컷트의 처리와 밀어내기를 동시에 진행하는 방법이다.
일반적으로 다음과 같은 2가지 방법이 많이 사용된다.
(1) 나사코어를 회전시키는 방법(정위치 회전)
그림 6. 37와 같이 나사코어가 정위치에서 회전하면 성형품은 직선방향 앞으로 빠져나오는 것이다.
이때 성형품이 코어와 같이 회전하면 코어로부터 빠져 나올 수가 없으므로 성형품 외부를 회전방지를 위한 형상구조(슬립멈춤)로 한다.
(2) 나사코어가 회전하면서 후퇴하는 방식
성형품은 금형의 분활면에 미끄럼(slip)방지 돌기나 형상으로 정위치에 고정되어 있고 나사코어가 회전하면서 후퇴하여 성형품의 나사부로부터 빠져나가는 방식이다.
이때 성형품이 분활면에 밀착하는 힘이 너무 강하면 자연낙하에 지장을 주므로 미끄럼(slip)방지 돌기 등을 고려할 때 주의가 요구된다.
나사코어핀을 후퇴시키는 후퇴용 나사는 일반적으로 4각 나사가 많이 사용되고 있다. 성형품을 밀어낸 다음은 나사코어는 회전시켜서 원래의 위치로 되돌려야 한다.
6. 4 언더컷 처리의 실제 예
1. 외측 언더컥 처리 설계의 실제 예
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