Lecture 11-7.4 이젝터시스템설계 2018 노명재 1
본강의목표 1. 사출금형에서 Ejector 의기능을알아본다. 2. 성형품의 Ejecting 방법의종류및각특징을배운다. 3. Ejector 기구의형태별조립방법을배운다. 2
학습순서 1. 성형품의 Ejecting 방법 2. Sprue 및 Runner의 Ejector 기구 3. Ejector 기구의조립 4. Ejector Plate 복귀기구 5. 2단및특수 Ejecting 방법 6. 특수 Ejecting 동영상 3
Ejector 의기능 1. 성형품의 Ejecting 방법 (1) 가동측형판에서성형품을빼내고금형이다시닫힐때다른부품과간섭없게후퇴시키는기능 Ejecting 방법의결정조건 1 성형재료, 성형품형상에따라결정 2 성형품의변형없이빠르게이형되어야함 3 밀어낸자국이제품외관상문제되지않아야함 4 고장이적고보수가간단해야함 5 수명이길고, 가공이쉬운방법선택 삽화참조 : http://www.milacron.com/wp-content/uploads/2015/02/part-ejection.png 4
1. 성형품의 Ejecting 방법 (2) 1) Ejector Pin에의한방법 (1) 교재 p270 그림 7.137, 그림 7.138 참조 1 원형 Ejector Pin a 가공쉽고, 간단, 표면처리등이용이하여가장많이사용함 b 선단부다듬질및정밀도가높음, 마찰이적어금형수명이길고보수용이 c Boss 및 Rib부근에는많이배치함 ( 이형저항균형맞추기위함 ) d 접촉면적이적으므로빼기구배가적을경우성형품에파고들어백화, 균열및변형발생우려 e Gas 빼기가나쁜곳에설치하여 Air Vent 대용가능 f Gate 및 Gate 수지흐름방향에는설치하지않음 ( 수지흐름방해 ) 2 각형또는판모양의 Ejector Pin a Pin가공은문제되지않으나구멍가공이힘들어방전가공후후가공이필요하거나해서잘하지않음 b 형판, Core부분을분할하여조합하면가공은쉬우나, 공정이늘어나며성형품외관에분할선등이나타나고특히, 투명제품은외관에문제가생김 c 작동저항이원형에비해크고, 파손및좌굴 (Buckling) 이발생하므로사용하지않는것이좋음 5
삽화출처 : DME Catalogue 1) Ejector Pin에의한방법 (2) 3 Ejector Pin의종류 (KS B 4153)-1 1. 성형품의 Ejecting 방법 (3) a 재료 : STC3 ~ STC5 (KS D 3751), STS2, STS3 (KS D 3753), SACM1 ( KS D 3756) b 품질겉모양 : 흠, 균열, 녹그밖의결점없고, 다듬질이양호할것 연삭다음질 ( 원통연마 ) : https://www.youtube.com/watch?v=gwgfklocusc IT 5, 6, 7 다듬질 (Finish[ 미 ], 사상 [ 일 ]) : 끼워맞춤부연삭다음질 ( 작동부 : y이상 = = 1.5-S, 3-S, 6-S) 거칠기 : 끼워밎춤부거칠기 3-S 경도 : Ejector Pin의선단부열처리 H R C 55 이상 6
1. 성형품의 Ejecting 방법 (4) 1) Ejector Pin에의한방법 (3) 3 Ejector Pin의종류 (KS B 4153)-2 c 종류 : A형, B형, C형, D형ᄀ A형 교재 p272 그림 7.139, 표 7.25, 7.26 참조 호칭법 : 규격번호또는규격명칭및호칭치수 X L Ex) KS B 4153 A형 8 X 150, 플라스틱금형의 Ejector Pin A형 8 X 150 ᄂ B형 교재 p273 그림 7.140, p274 표 7.27 참조 호칭법 : 규격명칭및호칭치수 X L X N Ex) Ejector Pin B형 3 X 100 X 30 ᄃ C형 교재 p274 그림 7.141, p275 표 7.28 참조 호칭법 : 규격명칭및호칭치수 X L X N Ex) Ejector Pin C형 3 X 100 X 30 ᄅ D형 교재 p276 그림 7.142, 표 7.29 참조 호칭법 : 규격명칭및호칭치수 t X W X L X N Ex) Ejector Pin D 형 ( 깎아내기 ) 2 X 9 X 100 X 30, Ejector Pin D 형 ( 꽂아넣기 ) 2 X 9 X 100 X 30 7
1. 성형품의 Ejecting 방법 (5) 1) Ejector Pin에의한방법 (4) 4 Ejector Pin의조립 : 적당한헐거운끼워맞춤 (Pin의직경 [ 일반금형e7, 정밀금형g6] 과구멍의직경 [H7] + 가공정밀도매우중요함 ) Ejector Pin의조립예ᄀ A형 교재 p277 그림 7.143, 표 7.30 참조ᄂ B형 ( 붙여깎아내기 ) 교재 p278 그림 7.144, 표 7.31 참조ᄃ C형 ( 붙여꽂아넣기 ) 교재 p278 그림 7.145, p279 표 7.32 참조 삽화출처 : DME Catalogue ᄅ D형 ( 깎아내기, 꽂아넣기 ) 교재 p279 그림 7.146 참조 8
1. 성형품의 Ejecting 방법 (6) 2) Ejector Sleeve에의한방법 (1) 교재 p280 그림 7.147 참조 1 원통모양또는 Boss등을밀어내는 Pipe형 Ejector Pin 2 Sleeve의내경이작고길이가긴것은가공이어렵고, 살두께는 1.5mm이상필요 ( 균열방지 ) 3 Sleeve의원형단면이균일하게접촉, 성형품밀어내기정확하여백화및균열이거의없음 4 내측 Core Pin 혹은외측가동측형판긁힘방지위해고경도열처리필요 H R C 55 이상, 하중작용시퀜칭후질화처리 5 최소한열처리길이 : 최대 Sleeve Strock + 7 ~ 8mm 삽화출처 : DME Catalogue 9
삽화출처 : DME Catalogue 1. 성형품의 Ejecting 방법 (7) 2) Ejector Sleeve에의한방법 (2) 6 Ejector Sleeve의종류 (KS B 4159) a 재료 : STC3 ~ STC5 (KS D 3751), STS3 (KS D 3753), STB2 (KS D 3525), SACM1 ( KS D 3756) b 품질겉모양 : 흠, 균열, 녹그밖의결점없고, 다듬질이양호할것다듬질 (Finish[ 미 ], 사상 [ 일 ]) : 끼워맞춤부연삭다음질거칠기 : 끼워밎춤부거칠기 3-S 경도 : H R C 55 이상질화또는경질크롬도금, 질화처리경우 표면경도 H R C 65~74, 내부경도 H R C 30~38 c 종류 : A형, B형ᄀ A형 교재 p281 그림 7.148, 표 7.33 참조 호칭법 : 규격번호또는규격명칭및호칭치수 X L ex) KS B 4159 A형 3 X 100, 플라스틱금형의 Ejector Sleeve A형 3 X 100 ᄂ B형 교재 p281 그림 7.149, p282 표 7.34 참조 호칭법 : 규격번호또는규격명칭및호칭치수 X L X ll 7 Ejector Sleeve 의조립 ex) Ejector Sleeve B 형 4 X 100 X 50 교재 p282 그림 7.150, p283 표 7.35 참조 10
1. 성형품의 Ejecting 방법 (8) 3) Stripper Plate에의한방법 교재 p283 그림 7.151 참조 1 밀어내는면적크고, 성형품둘레를균일하게밀어냄, 얇은살두께, 깊은성형품혹은측벽이형저항큰경우사용 2 성형품에균열, 백화현상이없고변형적음, 자국이거의없어투명제품에많이사용됨 3 Sleeve의원형단면이균일하게접촉, 성형품밀어내기정확하여백화및균열이거의없음 4 Core 외측과 Stripper Plate 내측에긁힘방지구배 3 ~ 10 필요, Core와 Stripper Plate 사이틈새 0.02mm 정도필요 5 Stripper Plate 작동방법ᄀ Ejector Plate에고정되 Return Pin으로작동시키는방법ᄂ성형기의 Ejector Rod에의해직접작동시키는방법ᄃ Spring에의한방법 : 성형품의깊이가커서 Stroke가커야할경우사용 Stripper Plate와가동측형판사이에 Spring 설치ᄅ인장 Bolt에의한방법 : 고정측형판에인장 Bolt 조립후, Bolt 선단에 Stripper Plate와접촉하는 Stopper를설치, 금형이열릴때 Stripper Plate가 Bolt에의해고정측으로인장됨 교재 p284 그림 7.152 참조ᄆ Chain 또는 Link를사용하는방법 : Chain의양단을 Stripper Plate와고정측형판에고정하여금형이열릴때 Stripper Plate가인장되어작동, Chain 길이조절가능하게하고, Chain이 금형사이에끼지않도록주의 교재 p284 그림 7.153 참조 11
1. 성형품의 Ejecting 방법 (9) 4) 공기압에의한방법 교재 p285 그림 7.154 참조 삽화출처 : DME Catalogue 1 PE, PP 등열질수지의얇고깊은제품, 또는투영면적큰성형품을압축공기로밀어내는방법 ( 표준공기압 5~6kgf/cm 2 ) 2 대형성형품이나다른성형품에 Ejecting 보조수단 ( 자동화용이 ) 3 균일한공기압으로변형이거의없음 4 금형구조간단, 형이열리는도중에도 Ejecting 가능 5 금형냉각작용겸함 냉각회로설치가어려운 Core의냉각보조역할 6 공기누출 (Leak) 에주의 7 적용형상에제약있음 8 성형품과 Core사이의진공문제해소 좌굴, 파손, 찌그러짐완화효과 12
2. Sprue 및 Runner 의 Ejector 기구 (1) 성형품을돌출시킬때 Sprue, Runner부도같이자동으로돌출되어야자동운전이가능하다. 1) Sprue Lock(puller) Pin 1 금형이열릴때 Sprue를고정측형판에서가동측형판으로끌어당기는역할 2 종류 : 선단부의 Undercut 형상에따라 A, B, C 3종류의형상 교재 p286 그림 7.155, 표 7.36 참조ᄀ재료및품질 : Ejector Pin (KS B 4153) 기준을따름ᄂ제품의호칭법 : 규격명칭및호칭치수 X L ex) Sprue Lock Pin A형 8 X 150 3 Sprue Lock Pin의조립 교재 p287 그림 7.156, 표 7.37 참조ᄀ형식 (a) : 일반금형사용, 특히투명제품 (AS, PC, PMMA) ᄂ형식 (b) : 일반금형사용, 투명제품사용불가, 가동측형판에역 Taper 가공ᄃ형식 (c) : 일반금형사용, 투명제품사용불가, 가동측형판에 Ring type 홈가공ᄅ형식 (d) : Stripper Plate 사용시, Sprue Lock Pin 대용으로 Runner Lock Pin을사용 Sprue Lock Pin과반대방향으로설치하며, Runner Stripper Plate와고정측형판사이에서작동하고 Runner는고정측형판쪽에가공할것 13
2. Sprue 및 Runner 의 Ejector 기구 (2) 2) Runner Lock Pin 1 3단금형 (3매구성금형 : 3 Plate Mould) 일때, Pin Point Gate를절단하기위해사용 2 종류 : 선단부형상에따라 A, B, C 3종류의형상 교재 p289 표 7.38, p290 그림 7.158 참조ᄀ재료 : STC3 ~ STC5 (KS D 3751), STS2, STS3 (KS D 3753) 또는 SACM1(KS D 3756) ᄂ경도 : 선단부열처리경우 H R C 50 이상ᄃ제품의호칭법 : 규격명칭및호칭치수 X L ex) Runner Lock Pin A형 10 X 55 3 Runner Lock Pin의조립 교재 p291 그림 7.159 참조ᄀ형식 (a) : 가장일반적, M5 Bolt Runner Lock Pin 빠짐방지처리ᄂ형식 (b) : 일반적, f6~7의적당한헐거운끼워맞춤 ( 구멍 H7) ᄃ형식 (c) : 고정측설치판 (Die Plate) 의금형체결나사구멍과 Runner Lock Pin 위치일치할경우 (Set Screw로고정 ) 형식 (a), 형식 (b) 도가능ᄅ형식 (d) : Runner Lock Pin을 Runner Stripper Plate에조립한경우ᄆ형식 (e) : Runner Lock Pin이 Runner Stripper Plate의안쪽으로들어간나쁜예시 (Runner의수지가 Runner Stripper Plate 안쪽으로들어가 Runner Lock Pin이빠지더라도 Runner 역구배접촉부가많아떨어지지않음 ) ᄇ형식 (f) : 바람직한경우, 적절한 Udercut 경계부돌출길이 0 ~ 0.5mm 14
3. Ejector 기구의조립 (1) 1) Ejector Plate Guide Pin (KS B 4160)-1 1 금형이크고 Ejector Pin의수가많을때, Ejector Plate의균형을맞쳐주기위해사용 2 종류 : A, B, C, D 4종류ᄀ재료 : STC3 ~ STC5 (KS D 3751), STS2, STS3 (KS D 3753), SM45C (KS D 3752), STB2, STB3 (KS D 3525) ᄂ품질겉모양 : 흠, 균열, 녹그밖의결점없고, 다듬질이양호할것다듬질 (Finish[ 미 ], 사상 [ 일 ]) : 끼워맞춤부연삭다음질거칠기 : 끼워밎춤부거칠기 3-S 경도 : H R C 55 이상 a A형 교재 p292 그림 7.160, 표 7.39 참조제품의호칭법 : 규격번호또는규격명칭및호칭치수 X L Ex) KS B 4160 A형 25 X 100, Ejector Plate Guide Pin A형 25 X 100 b B형 교재 p293 그림 7.161, 표 7.40 참조 c C형 교재 p293 그림 7.162, p294 표 7.41 참조 d D형 교재 p294 그림 7.163, 표 7.42 참조 15
3. Ejector 기구의조립 (2) 1) Ejector Plate Guide Pin (KS B 4160)-2 3 Ejector Plate Guide Pin의조립 교재 p295 그림 7.164, 표 7.43 참조 Ejector Plate Guide Pin 조립의특수한예 교재 p295 그림 7.165 참조ᄀ형식 (a) : Guide Pin 구멍에 Slide Bearing을결합하여조립ᄂ형식 (b) : Support Bush를넣고조립한경우 Teflon을사용하기도함 2) Ejector Rod 1 Ejector 장치가동위해성형기의형체결측에부착된 Rod, 금형이열릴때가동측형이후퇴하면 Ejector Plate 밀어올림 2 재료 : SM25C ~ SM55C 3 형상 교재 p296 그림 7.166, 표 7.44 참조제품의호칭법 : 규격명칭및호칭치수 X L Ex) Ejector Rod 20 X 100 4 Ejector Rod의조립 교재 p297 그림 7.167 참조 16
3) Stop Pin (KS B 4161) 3. Ejector 기구의조립 (3) 1 가동측설치판에구멍가공후 Stop Pin 설치, Ejector Plate 최하위위치결정 2 종류 : A 형 교재 p297 그림 7.168, 표 7.45 참조 B 형 교재 p297 그림 7.169, 표 7.46 참조 재료 : SM25C ~ SM55C, STC3 ~ STC5 경도 : 퀜칭 ( 담금질 ) 의경우 H R C 55 이상 제품의호칭법 : 규격명치및호칭치수 X L ex) KS B 4161 A 형 8 X 16, Stop Pin A 형 8 X 16 3 Stop Pin의조립 교재 p298 표 7.47 참조ᄀ스톱핀형식 (1) ᄂ와셔형식ᄃ볼트형식ᄅ스톱핀형식 (2) ᄆ스톱핀형식 (3) ᄇ와셔볼트체결형식ᄉ스페이서블록변형형식ᄋ스페이셔블록과이젝터프레이트변형형식ᄌ Support 형식 삽화출처 : DME Catalogue 17
3. Ejector 기구의조립 (4) 4) Support ( 필요할때만추가설치 ) 1 가동측설치판과받침판사에에설치하여성형압력 (250 ~ 400kgf/cm2) 에의한금형변형방지위한강도보강역할을하여금형두께를줄일수있고, Ejector Guide역할도함 2 종류 : A형, B형 2종류ᄀ A형 : Pin 가공하여압입하거나일체형으로가공 교재 p301 그림 7.170, p302 표 7.48 참조ᄂ B형 : Bolt를이용 교재 p301 그림 7.171, p302 표 7.49 참조재료 : SM25C ~ SM55C 제품의호칭법 : 규격명칭및호칭치수 X L Ex) Support A형 50 X 100 3 Support의조립 교재 p302 그림 7.172 참조ᄀ A형ᄂ B형 삽화출처 : DME Catalogue 18
4. Ejector Plate 복귀기구 (1) Ejector Plate를금형이닫히면서원상태로돌려주는기구 (Ejector Pin이나 Ejector Sleeve의약한강도를보호됨 ) 1) Spring에의한방법 1 성형기의 Ejector Rod가 Spring 뒤를가압하여금형이닫히기시작할때스프링힘으로 Ejector Plate를원위치시킴 교재 p303 그림 7.173 참조 2 소형금형이나정밀금형 (Clean Room 시설내에서사출함 먼지거의없음 ) 의복귀저항이적을경우적합 3 Ejector Stroke가큰경우부적합 4 Spring의복귀불균형경감을위해강한 Spring을적게설치하는것보다약한 Spring을많이설치하는것이유리함 삽화출처 : http://www.teampti.com/anatomy-of-a-mold/ 19
4. Ejector Plate 복귀기구 (2) 2) Return Pin (KS B 4154) 에의한방법 1 금형이닫힐때, 고정측형판이 Return Pin을작동시켜 Ejector Plate 원위치시킴 2 Return Pin은고정측형판의접촉면적이넓을수록좋음 3 재료 : STC3 ~ STC5 (KS D 3751), STS2, STS3 (KS D 3753) 품질겉모양 : 흠, 균열, 녹그밖의결점없고, 다듬질이양호할것다듬질 (Finish[ 미 ], 사상 [ 일 ]) : 끼워맞춤부연삭다음질거칠기 : 끼워밎춤부거칠기 3-S 경도 : H R C 55 이상제품의호칭법 : 규격번호또는규격명칭및호칭치수 X L ex) KS B 4154 25 X 250, Return Pin 25 X 250 형상 교재 p304 그림 7.174, 표 7.50 참조 4 Return Pin의조립 교재 p305 그림 7.175, 표 7.51 참조 삽화출처 : http://www.teampti.com/anatomy-of-a-mold/ 20
4. Ejector Plate 복귀기구 (3) 3) Toggle Lock에의한방법 1 Ejector Plate와가동측형판을 Cam구조로좌우대칭으로연결하여 Toggle 구조를만들고고정측설치판에 Lever를길게달아금형이닫힐때 Lever의선단부가 Toggle 을벌려 Ejector Plate를원위치시키는방법 (DME 특허기술 ) 2 작동이확실함 삽화출처 : DME Catalogue 21
2 단 Ejector-1 5. 2 단및특수 Ejecting 방법 (1) : 1단 Ejector로는성형품이빠지지않다든지자동낙하가안되는경우사용, Sprue, Runner와성형품의자동절단혹은성형품자동낙하등에사용하는장치 1) 2단작동개시형 1 한개의 Ejector가먼저작용하고, 이어다른 Ejector가작용하여동시에정지하는방법 교재 p306 그림 7.176 참조 2 Runner의 Ejector를성형품의 Ejector보다늦게작동시켜 Gate 자동절단 Stational Collar( 고정칼라 ) 활용정확한타이밍조절 22
2 단 Ejector-2 5. 2 단및특수 Ejecting 방법 (2) 2) 2단작동정지형 1 2개의 Ejector가동시에작동하여도중에한개의 Ejector가먼저정지하고, 다른 Ejector느전잔한후정지하는방법 교재 p306 그림 7.177 참조 2 전지 Ejector Plate(Front Ejector Plate) 와후진 Ejector Plate(After Ejector Plate) 인두개의 Ejector Plate가사용됨후진 Ejector Plate에는 Cam이설치되어있고, 전지 Ejector Plate와결합되어있음, 전진 Ejector Plate는 Ejector Rod가전진시키고받침판일부에가공된A부에의해 Cam이벗겨지면후진 Ejector Plate는정지하고, 전전 Ejector Plate만계속전진함 3) 2단 Ejector의 Timing 및 Stroke 조정기구 (1) 1 Spring을이용 : 2단 Ejector의한쪽을 Spring에의해작동시키는방법ᄀ장점 : 설치면적작고제작용이하고간단ᄂ단점 : 큰힘을가할수없고작동이불확실함 교재 p307 그림 7.178 참조 2 Cylinder 이용 : 2단 Ejector의한쪽을 Cylinder에의해작동시키는방법ᄀ장점 : 작동확실, Timing 자유로움ᄂ단점 : 설치면적크고작은금형사용곤란, 유압 Pump나 Air Compressor등이필요함 교재 p307 그림 7.179 참조 23
2 단 Ejector-3 5. 2 단및특수 Ejecting 방법 (3) 3) 2단 Ejector의 Timing 및 Stroke 조정기구 (2) 3 Cam을이용하는방법 : 2단 Ejector의한쪽을 Cam에의해작동시키는방법, ᄀ장점 : 작동확실, 다른부속장치필요없음ᄂ단점 : 고정측에길게 Cam Bar(a) 가튀어나와 Ejecting에방해우려 교재 p308 그림 7.180 참조 4 Claw( 집게 ) 을이용하는방법 : 2개조의 Ejector Plate a, b를사용, a를 c 로직접밀면, b는 Claw d에의해 a와연결되어 a, b가함께작동하며, 작동도중 d 가형판경사면에의해빠지면 b 는작동정지하고, a는계속전진 2단 Ejecting 됨 (= 2) 2단작동정지형 ) 교재 p308 그림 7.181 참조 5 Slide Block을이용하는방법 : Stripper Plate와 Ejector Pin이동시에작동하는도중에 Pin(a) 을받치고있는 Slide Block (b) 이경사 Block (c) 에밀리면, Pin (a) 이 Slide Block(b) 의구멍속으로들어가서 Stripper Plate의작동이정지하고, Ejector Pin만계속전진하여 2단 Ejecting 됨 교재 p308 그림 7.182 참조 24
특수 Ejector(1) 5. 2 단및특수 Ejecting 방법 (4) 1) Cam을이용한가속 Knock-Out Ejector 1 Ejecting 마지막단계에 2배의속도를발휘하여제품이확실히이형되게끔하는방식 2 Ejector Pin 아래단에 Cam을설치하여 Stroke 마지막단계에 Cam이꺽여 Ejector Pin의전진속도증가시킴ᄀ Knock-Out Cam 부품ᄂ금형조립시작동방식 삽화출처 : DME Catalogue ᄀ ᄂ 25
특수 Ejector(2) 5. 2 단및특수 Ejecting 방법 (5) 2) Rack과 Pinion을이용한 2단가속 Ejector 1 2개의 Ejector Pin에한쪽만 Pinion&Rack(Worm Gear 방식 ) 을설치하여일정높이에서부터 Pinion&Rack을설치한부위는 2배로가속이성형품이한쪽부터벋겨지게되는방식 (DME 특허기술 ) 2 얇고넓은접시형사출에유리함 ᄀ 2단가속 Worm Gear 부품ᄂ 1 Cavity 적용시ᄃ다수 Cavity 적용시 ᄂ 삽화출처 : DME Catalogue ᄃ ᄀ 26
6. 특수 Ejecting 동영상 내측언더컷 Ejecting : 내측다수언더컷 (Double Rack) : https://m.youtube.com/watch?v=eumqucvzl9o https://www.youtube.com/watch?v=gko6kf9kimc&app=desktop 2 단 Ejector(CAM Finger) : https://www.youtube.com/watch?v=wcy-c50blkq&app=desktop 2 단 Ejector(CAM) : https://www.youtube.com/watch?v=qwa9aunu4_4&app=desktop 가속 Ejector (CAM) : https://www.youtube.com/watch?v=xmki6_wrp-s&app=desktop 가속 Ejector (Piston) : https://www.youtube.com/watch?v=n5hsmyodacw&app=desktop 설계에서사출까지 : https://www.youtube.com/watch?v=zilss9_sm9w&app=desktop 27
Report 없음. * Remark : 반드시 Report 는손으로직접써서제출할것 28
참조출처 내용참조 : 사출성형금형설계, 김재원외 2 인, 선학출판사 Website 참조 1 : CUMSA https://www.cumsa.com/ https://www.youtube.com/user/cumsainnovative?app=desktop Website 참조 2 : DME Company http://www.dme.net/ https://www.youtube.com/channel/uckjtvvkbyzmf4geuryrnsg?app=desktop 삽화출처 : 내용에언급함 29