KR100189822B1 - 금형용 펀치 연삭 가공방법 - Google Patents

Abstract

금형용 펀치의 연삭가공시 절삭 저항에 의한 가공변형을 방지할 수 있는 고형제 시임(Shim)을 사용하는 금형용 펀치 연삭가공방법에 관하여 개시된다. 개시된 금형용 펀치 연삭가공방법은: 금형용 펀치 소재를 연삭기에 장착하고, 펀치 소재의 일측면을 소정 형상으로 연삭가공하는 단계; 상기 펀치 소재의 연삭가공된 일측면에, 고형제로 시임을 형성하는 단계; 및 시임이 형성된 면이 연삭기의 고정치구에 밀착되도록 펀치 소재를 장착하고, 펀치 소재의 시임이 형성된 면의 타측면을 연삭가공하는 단계;를 포함하는 것으로, 리드프레임 금형용 펀치와 같이 미세하고 정밀한 펀치의 연삭가공에 적합하다. 따라서, 본 발명에 따른 금형용 펀치 연삭가공방법은 형상이 복잡하더라도 쉽게 형상에 맞는 시임을 제작할 수 있으며, 연삭가공시 발생하는 절삭 저항에 의한 변형을 최소화하여 미세하고 정밀한 펀치의 제작이 용이하고, 종래 초경합금소재의 시임을 제작할 필요가 없게되어 작업 시간 및 비용이 절감되는 효과가 있다.

Description

금형용 펀치 연삭가공 방법

본 발명은 금형용 펀치 연삭가공방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 펀치의 연삭가공시 절삭 저항에 의한 가공변형을 방지할 수 있는 고형제 시임(Shim)을 사용하는 금형용 펀치 연삭가공방법에 관한 것이다.

일반적인 프레스 가공은 프레스 금형장치에 의해 소재를 타발함으로써 소정의 형상으로 원하는 부품을 제작하는 것으로 주로 대량생산에 많이 이용된다. 이러한 프레스 가공에 사용되는 금형은 높은 경도를 가진 소재로 제작되므로 일반적으로 연삭가공공정을 거치게 된다.

특히 리드프레임(Lead frame)과 같은 복잡하고 정교한 부품의 프레스 가공에 사용되는 금형에는 원하는 부품의 형상에 맞게 타발할 수 있도록 많은 수의 미세하고 정교한 펀치(Punch)가 필요하게 된다. 따라서 상기 펀치는 연삭가공시 발생하는 절삭 저항에 의한 변형을 최대한 방지하는 것이 필요하게 된다.

이하 도면을 참조하면서, 종래의 금형용 펀치 연삭가공방법에 대한 예로서, 특히 리드프레임 금형용 펀치의 연삭가공방법을 설명한다.

도 1a는 리드프레임 금형용 펀치의 연삭가공방법을 도시한 정면도이고, 도 1b는 그 우측면도이며, 도 2는 도 1a의 A부분을 확대하여 도시한 부분 사시도로서, 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.

종래의 리드 프레임 금형용 펀치 연삭가공방법을 설명하면 다음과 같다. 우선 펀치 소재의 일측면을 연삭기(Grinding machine)에서 소정의 형상에 맞추어 연삭가공하는 공정을 거치게 된다. 이 때는 상기 펀치 소재의 연삭가공면의 타측면, 즉 배면이 평면이므로, 상기 연삭기의 고정치구(Fixture)(12)에 상기 펀치 소재의 연삭가공면의 타측면이 밀착되어 연삭가공저항에 의한 변형이 거의 발생하지 않는다. 따라서, 상기 펀치 소재를 순간접착제로 고정치구(12) 위에 접착시킨 후, 상부에 설치된 연삭 휠(Grinding wheel)(14)로 상기 펀치 소재의 일측면을 연삭가공할 수 있다. 다음은 일측면이 연삭가공된 펀치(11)의 타측면을 연삭가공하는 공정이다. 그러나 이때는 상기 펀치(11)를 고정치구(12)에 밀착시켜도, 이미 연삭가공된 일측면은 고정치구(12)와 공간을 형성하게 되므로, 이 상태에서 연삭가공하게 되면 연속가공저항에 의해 펀치(11)에 변형이 발생된다. 따라서 변형 발생을 최소화하기 위하여 시임(Shim)(13)이 사용된다. 상기 시임(13)의 일측면은 고정치구(12)의 일측면에 순간접착제로 접착되고, 그 상면은 상기 펀치(11)의 이미 연삭가공된 일측면에 순간접착제로 접착되므로, 상기 펀치(11)의 타측면을 연삭가공할 때 발생되는 가공저항으로 인한 변형을 최소화하는 역할을 하게 된다. 따라서, 상기 시임(13)의 상면은 상기 펀치(11)의 연삭가공된 일측면과 밀착되도록 동일한 형상으로 제작되어야 할 필요가 있다.

이러한 종래의 펀치 연삭가공방법에 사용되는 시임(13)은, 우선 도면에 의거하여 원하는 가공형상과 동일하게 챠트(Chart)를 작도한 후, 상기 챠트를 광학식 모방 연삭기(Optical profile grinding machine)의 투영기상에 설치하는 공정과, 다음에는 시임의 소재인 초경합금(주로 텅스텐 카바이드가 사용됨)소재를 상기 광학식 모방 연삭기의 테이블(Table)에 설치하고, 상기 투영기상의 챠트와 일치시킨 후, 상기 챠트를 기준으로 상기 시임 소재를 윤곽연삭가공하는 공정을 거쳐 제작된다.

이상에서 설명한 종래의 금형용 펀치, 특히 리드프레임 금형용 펀치 연삭가공방법은 다음과 같은 문제점이 있다. 첫째, 피가공물 즉, 펀치의 형상에 따라 시임을 제작하여야 하므로 그 제작공수 및 비용이 과다 소요되고, 둘째, 시임의 제작에 사용되는 소재(주로, 텅스텐 카바이드) 비용이 과다하게 소요되며, 셋째, 시임을 펀치의 형상과 완벽히 일치하게 제작하는 것이 곤란하여 미세한 형상불일치가 발생할 가능성이 있음에 따라, 펀치와 시임의 접착시 접착력에 의해 펀치의 변형이 발생하게 되며, 넷째, 도 2에 나타낸 날뿌리부(25)의 경우에는 시임으로 완전히 밀착시키는 것이 불가능하여, 날뿌리부(25)에 발생하는 연삭가공저항에 의한 변형을 방지하기 곤란하고, 다섯째, 고정치구와 펀치및 시임이 서로 순간접착제로 접착되어 있으므로, 가공완료 후 그 각각을 분리할 때, 미세한 펀치에 변형이 발생하기 쉽고, 그 분리작업시간이 과다하게 소요된다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 금형용 펀치의 연삭가공에 있어서, 보다 간편한 방법으로도 펀치에 발생하는 연삭가공저항에 의한 변형을 최소화할 수 있는 금형용 펀치 연삭가공방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

도 1a는 종래의 리드프레임 금형용 펀치 연삭가공방법을 도시한 정면도,

도 1b는 종래의 리드프레임 금형용 펀치 연삭가공방법을 도시한 우측면도,

도 2는 도 1a의 A부위를 확대하여 도시한 부분 사시도,

도 3a는 본 발명에 의한 리드프레임 금형용 펀치 연삭가공방법을 도시한 정면도,

도 3b는 본 발명에 의한 리드프레임 금형용 펀치 연삭가공방법을 도시한 우측면도,

도 4a ~ 도 4d는 본 발명에 의한 석고 시임 제작 과정을 나타낸 공정도로서,

도 4a는 일측면이 연삭가공된 펀치 소재를 나타낸 부분 공정도,

도 4b는 연삭가공된 면에 고형제로서 석고를 부어 고형화시키는 단계를 나타낸 부분 공정도,

도 4c는 고형화된 석고를 절삭가공하는 단계를 나타낸 부분 공정도,

도 4d는 석고 시임의 형성이 완료된 펀치 소재를 연삭기의 고정치구에 장착한 상태를 나타낸 부분 공정도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11,31...펀치(Punch) 12,32...고정치구(Fixture)

13...시임(Shim) 14,34...연삭 휠(Grinding Wheel)

25...날뿌리부 33...고형제(석고) 시임

46...석고 47...평면작업도구

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 금형용 펀치 연삭가공방법은: 금형용 펀치 소재를 연삭기에 장착하고, 상기 펀치 소재의 일측면을 소정 형상으로 연삭가공하는 단계; 상기 펀치 소재의 연삭가공된 일측면에, 고형제로 시임을 형성하는 단계; 및 상기 시임이 형성된 면이 상기 연삭기의 고정치구에 밀착되도록 상기 펀치 소재를 장착하고, 상기 펀치 소재의 시임이 형성된 면의 타측면을 연삭가공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 시임을 형성하는 단계는; 상기 펀치 소재의 연삭가공된 일측면에 고형제를 부어 고형화시키는 단계와, 상기 고형화된 고형제의 표면을 평면상으로 가공하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 고형제는 석고인 것이 바람직하다.

이러한 본 발명에 따른 금형용 펀치 연삭가공방법은 리드프레임 금형용 펀치와 같이 미세하고 정밀한 펀치의 연삭가공에 적합하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예로서, 리드 프레임 금형용 펀치의 연삭가공방법에 대하여 상세히 설명한다.

도 3a는 본 발명에 따른 리드프레임 금형용 펀치의 연삭가공방법을 도시한 정면도이고, 도 3b는 그 우측면도이다.

본 발명을 실시하기 위해서는 우선 리드프레임 금형용 펀치 소재의 일측면을 소정의 형상에 맞게 연삭가공하는 단계를 거치게 된다. 일반적으로 금형용 부품은 높은 경도가 필요하므로 초경합금을 소재로 사용하여 연삭기에서 연삭가공에 의해 제작된다. 따라서, 가공하고자 하는 펀치 소재(31)를 연삭기(34)의 고정치구(Fixture)(32)에 장착시킨 후, 상기 펀치 소재(31)의 상면을 좌우 및 상하로 이송할 수 있게 설치된 연삭 휠(Grinding Wheel)(34)로써 원하는 형상에 맞게 연삭가공한다. 이때, 펀치 소재(31)를 연삭가공시 움직임이 없도록 고정치구(32)에 장착시켜야 되는데, 리드프레임 금형용 펀치의 경우에는 주로 순간접착제로 접착시키게 된다.

다음 단계는 상기 펀치 소재(31)의 연삭가공된 일측면에 고형제로 시임(33)을 형성시키는 단계이다. 이때, 고형제로는 석고 또는 플라스틱 등이 사용될 수 있는데 특히, 석고를 사용하는 것이 값이 싸고 가공완료 후 제거가 쉬운 장점이 있으므로 바람직하다. 앞단계에서 펀치 소재(31)의 일측면을 연삭가공한 후 타측면, 즉 배면을 연삭가공하여야 하는데, 이 때 연삭가공저항에 의한 변형을 방지하기 위하여 고형제, 예컨데 석고 시임(33)이 사용된다.

도 4a에서 도 4d는 상기 석고 시임(33)의 제작 과정을 도시한 것으로서, 앞서 도시한 도면에서와 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.

도 4a는 일측면이 연삭가공된 펀치 소재(31)를 나타낸 것이고, 도 4b는 상기 연삭가공된 일측면에 석고(46)를 부어 고형화시키는 과정을 나타낸 것이다. 도 4c는 고형화된 석고를 평면상으로 절삭가공하여 석고 시임(33)을 형성 완료시키는 과정을 나타낸 것이다. 이때 고형화된 석고는 평면작업도구(47)에 의해 쉽게 절삭가공된다. 도 4d는 석고 시임(33)이 형성 완료된 펀치 소재를(31) 연삭가공하기위하여 연삭기의 고정치구(32)에 장착한 상태를 나타낸 것이다.

이와 같이 상기 석고는 고형화되기 전에는 유동성이 있으므로, 상기 연삭가공된 면의 형상에 관계없이 상기 연삭가공된 면과 완전히 밀착되며, 날뿌리부까지도 빈 공간이 없는 석고 시임(31)을 형성할 수 있게 된다.

마지막 단계는 상기와 같이 석고 시임(33)이 형성된 상기 펀치 소재(31)를 연삭기(34)에 장착한 후, 상기 펀치 소재(31)의 석고 시임(33)이 형성된 면의 배면을 연삭가공하는 단계이다.

이때 발생하는 연삭가공저항에 의한 변형은, 펀치 소재(31)와 고정치구(32) 사이에 완전 밀착하여 형성된 석고 시임(33)에 의해 최소화 되며, 특히 종래의 방법으로는 문제가 있었던 날뿌리부의 경우에도 석고 시임을 형성 가능하게 되어 변형이 방지된다. 또한, 펀치와 시임이 순간접착제로 접착된 것이 아니므로 그 분리시에 발생하는 변형도 최소화된다.

상기의 실시예는 리드프레임 금형용 펀치의 연삭가공방법에 관한 것이나, 청구된 발명의 범위를 상기 실시예로 제한하고자 하는 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 상술한 기술적 사상에 의한 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 금형용 펀치 연삭가공방법은 고형제 시임을 사용함으로써, 연삭가공시 발생하는 절삭 저항에 의한 변형을 최소화하여 미세하고 정밀한 펀치의 제작이 용이하고, 형상이 복잡하더라도 쉽게 형상에 맞는 시임을 제작할 수 있으며, 종래 초경합금소재의 시임을 제작할 필요가 없게되어 작업 시간 및 비용이 절감되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 금형용 펀치 소재를 연삭기에 장착하고, 상기 펀치 소재의 일측면을 소정 형상으로 연삭가공하는 단계;

   상기 펀치 소재의 연삭가공된 일측면에, 고형제로 시임을 형성하는 단계; 및

   상기 시임이 형성된 면이 상기 연삭기의 고정치구에 밀착되도록 상기 펀치 소재를 장착하고, 상기 펀치 소재의 시임이 형성된 면의 타측면을 연삭가공하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 금형용 펀치 연삭가공방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 시임을 형성하는 단계는; 상기 펀치 소재의 연삭가공된 일측면에 고형제를 부어 고형화시키는 단계와, 상기 고형화된 고형제의 표면을 평면상으로 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금형용 펀치 연삭가공방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 고형제는 석고인 것을 특징으로 하는 금형용 펀치 연삭가공방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 금형용 펀치는 리드프레임 금형용 펀치인 것을 특징으로하는 금형용 펀치 연삭가공방법.

Images