KR100317645B1 - 프레스 성형용 금형장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절단, 예비성형, 완성성형, 트리밍의 공정을 단일공정으로 실시할 수 있도록 하면서, 철판을 드로잉(drawing)할 때 금형이 완성품의 직경보다 큰 직경으로 드로잉한 연후에 완성품의 직경으로 역드로잉하는 방식으로 성형작업을 실시함으로서 철판의 가공경화를 최소화 함과 아울러 드로잉길이를 증대시킬 수 있고, 또한 드로잉작업중에 스크랩이 금형에 끼워지는 현상을 방지할 수 있는 프레스 성형용 금형장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 상부다이(11)의 상단에 유압실린더(30a)의 피스톤로드를 연결하고, 펀치(12)의 상단면에 유동판(40)을 장치하여 유압실린더(30b)의 피스톤로드를 연결하며, 하부다이(23)는 절단다이(21)의 높이보다 낮게 작업대(50)에 고정시키고, 보조다이(24)의 상단에 위치하도록 하부다이(23)의 외주면과 지지구(22)의 내주면에 환형상의 트리밍커터(25)와 로딩다이(26)를 장치한 것이다.

Description

프레스 성형용 금형장치{METAL MOLD OF PRESSER}

본 발명은 철판을 프레스 성형작업할 때 사용하는 금형장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 특히 절단과 성형 등의 다수의 작업이 한 공정으로 이루어지는 프레스 성형용 금형에 관한 것이다.

종래에 프레스에 장착된 상부금형과 하부금형을 가압하여 얇은 철판을 성형하는 것은 통용되어 온 작업이며, 하나의 제품을 완성하기 위해서는 먼저 철판을 필요한 치수로 절단하는 작업을 한 후에 성형작업이 진행되어야 하는데, 철판은 재질적 특성상 한번에 완성된 형태로 성형하면 절곡부위가 경화되어 파손되는 문제점이 있으므로 예비성형을 거친후에 완성된 치수로 성형을 완료하여야 하며, 성형이 완료된 제품의 외측단부를 절단하는 트리밍공정을 거쳐 제작하게 된다.

이와같이 절단, 예비성형,완성성형, 트리밍의 공정을 거치는 경우 다수의 프레스를 준비하여야 하므로 많은 설비가 필요하고 제품의 제작단가가 상승되는 등의 단점이 있다. 이러한 점을 해소하기 위하여 본 발명자는 대한민국 실용신안 공고번호 제95-893호로 소개된 바와같이 철판을 프레스로 성형하기 위한 다수의 공정을 하나의 장치 내에서 연속공정으로 이루어지도록 한 프레스 성형용 금형장치를 개발하였다.

상기한 본 발명자의 프레스 성형용 금형장치를 비롯한 일반적인 프레스 성형용 금형장치는 철판을 일방향으로만 드로잉(drawing)하는 방식이므로 드로잉을 할 때에 금형이 철판을 가압하게 된다. 이러한 방식으로 성형할 경우 철판의 가공경화는 크고 드로잉길이는 짧은 단점이 있었다. 예컨데, 종래의 성형용 금형장치로 자동차용 오일휠타의 통체를 생산할 경우 두께 1mm의 철판을 기준으로 직경 대비 제품의 길이를 1.6배 이상으로 증대시킬 수 없는 한계가 있었다.

또한, 종래의 프레스 성형용 금형장치는 드로잉중에 스크랩이 상부다이에 끼워져 연속작업에 지장을 주는 문제점이 있었다.

본 발명은 절단, 예비성형, 완성성형, 트리밍의 공정을 단일공정으로 실시할 수 있도록 하면서, 철판을 드로잉(drawing)할 때 금형이 완성품의 직경보다 큰 직경으로 드로잉한 연후에 완성품의 직경으로 역드로잉하는 방식으로 성형작업을 실시함으로서 철판의 가공경화를 최소화 함과 아울러 드로잉길이를 증대시킬 수 있고, 또한 드로잉작업중에 스크랩이 금형에 끼워지는 현상을 방지할 수 있는 프레스 성형용 금형장치를 제공하고자 한다.

도 1은 본 발명의 측단면도.

도 2 및 도 3은 본 발명의 예비성형단계를 보인 측단면도.

도 4 및 도 5는 본 발명의 역드로잉단계를 보인 단면도.

도 6은 본 발명의 완성품을 성형완료한 상태를 나타낸 측단면도.

도 7은 본 발명의 완성품을 제거할 수 있는 상태를 보인 측단면도.

도 8은 본 발명의 공정에 따라 성형되는 과정을 보인 성형품의 예시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1; 철판 1a; 블랭킹된 철판 1b; 예비 성형품 1c; 중간 성형품

1d; 완성품 1e; 트리밍된 철판 10; 상부금형 11; 상부다이

12; 펀치 13; 중앙펀치 11a; 커터안내부 12; 펀치 13; 중앙펀치

20; 하부금형 21; 절단다이 22; 지지구 23a; 스크랩홀 24; 보조다이

25; 트리밍커터 26; 로딩다이 30a, 30b, 30c, 30d; 유압실린더

40; 유동판 50; 작업대 60; 상부고정판 70; 포스트

80, 90; 유동판

본 발명은, 상부다이(11)와 이 상부다이(11)의 외주면에 결합되는 환형의 펀치(12)로 형성되어 상하로 작동되는 상부금형(10)과, 환형의 절단다이(21) 내주부에 환형의 지지구(22)와 하부다이(23)가 장치된 하부금형(20)으로 구성되며, 하부금형(20)의 지지구(22) 내주면과 하부다이(23)의 외주면 사이에 원통형의 보조다이(24)를 상하로 작동되게 장치한 공지의 금형장치에 있어서,

상기 상부다이(11)의 상단에 유압실린더(30a)의 피스톤로드를 연결하고, 상기 펀치(12)의 상단면에 유동판(40)을 장치하여 유압실린더(30b)의 피스톤로드를 연결하며, 상기 하부다이(23)는 상기 절단다이(21)의 높이보다 낮게 작업대(50)에 고정시키고, 상기 보조다이(24)의 상단에 위치하도록 상기 하부다이(23)의 외주면과 상기 지지구(22)의 내주면에 환형상의 트리밍커터(25)와 로딩다이(26)를 장치한 것에 그 특징이 있다.

예시한 바와같이, 상부금형(10)의 상부다이(11)와 연결된 유압실린더(30a)는 상부고정판(60)의 중앙에 설치되어 있고, 유동판(60)과 연결되는 유압실린더(30b)는 3개를 마련하여 상부고정판(60)의 둘레에 등각도로 배치하고 있으며, 유동판(40)은 작업대(50)와 상부고정판(60)을 수직으로 연결한 포스트(70)을 따라 상하방향으로 이동될 수 있게 장치된다.

그리고, 예시한 하부금형(20)의 지지구(22) 하단면은 작업대(50)의 하측에 설치되는 유동판(80)에 장치되며, 이 유동판(80)은 등각도로 배치되는 유압실린더(30c)의 실린더로드에 연결되어 있다.

또한, 예시한 보조다이(24)는 지지구(22)를 장치한 유동판(80)과 별도의 유동판(90)에 장치되며, 이 유동판(90) 역시 유압실린더(30d)의 실린더로드에 연결되어 있다.

또한, 트리밍커터(25)는 하부다이(23)의 외주면에 삽입되고 로딩다이(26)는 트리밍커터(25)의 외주면에 삽입된 상태로 보조다이(24)의 상하작동과 동시에 동작되도록 하고 있다.

또한, 예시한 상부다이(11)와 하부다이(23)가 합형되어 철판(1)을 드로잉할 때 상부다이(11)의 외주면과 보조다이(24)의 내주면, 그리고 상부다이(11)의 내주면과 하부다이(23)의 외주면이 철판(1)의 뚜께에 상당하는 틈새를 유지하는 구조로 조립되어 있다.

한편, 예시한 상부다이(11)의 내주면 하단에는 커터안내부(11a)가 형성되고, 상부다이(11)의 내주면 상단에는 중앙펀치(13)가 선택적으로 장착된다.

도 1 내지 도 7에서 미설명부호 23a는 하부다이의 중앙에 형성된 '스크랩홀'이다. 그리고 도 6에서, 미설명부호 1은 '철판', 1a는 '블랭킹된 철판', 1b는 '예비성형품', 1c는'중간성형품', 1d는 '완성품', 1e'트리밍된 철판'이다.

이와같은 구성으로 된 본 발명의 작동을 자동차용 오일휠타의 통체를 성형하는 공정을 통하여 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시한 바와같이, 하부금형(20)의 상면에 성형할 소재인 철판(1)을 올려 놓고, 프레스기를 구동시킨다.

프레스기가 구동됨에 따라 상부고정판(60)에 장치된 모든 유압실린더(30a,30b)가 작동하여 유동판(40)에 장치된 상부다이(11) 및 펀치(12)가 동시에 하강하고, 상부금형(10)이 하부금형(20)에 근접하였을 때 상부다이(11)는자동으로 정지되고, 펀치(12)는 계속 하강하여 절단다이(21)와 절단작용을 하게 된다. 이에따라 프레스기는 도 2에 도시한 상태로 되고 철판(1)은 도 8의 첫번째 예시도와 같이 블랭킹된다.

철판(1)이 블랭킹되었을 때 펀치(12)가 정지되고, 블랭킹된 철판(1a)의 가장자리는 펀치(12)의 하단면과 지지구(22)의 상단면이 일정한 압력으로 물려있게 된다.

펀치(12)가 정지된 직후에는 상부다이(11)가 하강하되고 상부다이(11)가 하강되는 힘에 의하여 트리밍커터(25)와 로딩다이(26)가 하강된다. 이에따라, 도 3에 도시한 바와같이, 철판(1a)의 외측은 상부다이(11)의 외주면과 지지구(22)의 내주면에 사이에서 하방으로 드로잉된다. 그리하여 상부다이(11)의 하단이 하부다이(23)에 근접하였을 때 도 8의 두번째 예시도와 같은 예비성형품이 성형된다.

이후, 도 4 및 도 5에 도시한 바와같이 하부다이(23)가 더욱 하강함에 따라 예비성형품(1b)의 중앙부 저면이 하부다이(23)의 상단면에 지지된 상태에서 예비성형품(1b)의 주변이 역드로잉된다. 이때, 예비성형품(1b)의 주변은 하부다이(23)의 외주면과 상부다이(11)의 내주면 사이에서 상방향으로 드로잉되므로, 도 8의 세번째 예시도와 같은 중간성형품(1c)을 성형하게 된다.

하부다이(23)는 계속하강하고 하강이 완료됨에 따라 중간성형품(1c)이 하부다이(23)와 상부다이(11)의 성형력으로 프레스기는 도 6에 도시한 바와같은 상태로 되고 도 8에 예시한 바와같은 완성품(1d)으로 성형된다. 이때 상부다이(11)에 형성된 커터안내부(11a)와 하부금형(20)의 트리밍커터(25)에 의하여 성형품의 플랜지 부분이 트리밍된다. 그리고 성형품의 상단면 중앙은 상부다이(11)에 장치된 중앙펀치(13)에 의하여 구멍이 형성되고 이 구멍부분을 이루고 있던 스크랩은 스크랩홀(23a)을 통하여 프레스기의 외부로 배출된다.

이와같이, 완성품(1d)으로 성형이 완료된 후에는 하부금형(20)이 원위치로 상승되어 작업대(50)의 하부 중앙에 장치된 유압실린더(30d)의 작동으로 보조다이(24)가 상승됨에 따라 트리밍커터(25) 및 로딩다이(26)가 원위치로 상승되고, 이때, 완성품(1d)은 하부다이(23)에서 이탈되어 트리밍된 철판(1e)과 함께 하부금형(20)의 상부로 올라온다. 도 7에 도시한 바와같이 상부에 올려진 완성품(1d)과 트리밍된 철판(1e)은 실용신안 공고번호 제95-893호에 기재된 밀대 등에 의하여 프레스기의 외부로 배출되며, 전술한 바와같은 일련의 연속공정을 반복하면서 제품을 자동적으로 생산하게 된다.

상술한 바와같이, 본 발명은 절단, 예비성형, 완성성형, 트리밍의 공정을 단일공정을 수행할 수 있도록 한 것으로, 철판을 드로잉(drawing)하면서 성형할 때 금형이 완성품의 직경보다 큰 직경으로 드로잉한 연후에 완성품의 직경으로 역드로잉하는 방식으로 성형작업을 실시함으로서 철판의 가공경화를 최소화 할 수 있음은 물른 성형제품의 드로잉길이를 증대시킬 수 있는 장점이 있다. 예컨데, 종래의 성형용 금형장치로 자동차용 오일휠타의 통체를 생산할 경우 두께 1mm의 철판을 기준으로 직경 대비 성형제품의 최대길이가 1.6배를 넘지 못하였으나, 종래와 동일조건으로 성형작업을 한 결과 성형제품의 최대길이가 1.8배에 도달했다.

또한, 본 발명은 드로잉작업중에 스크랩이 상부금형에 끼워질 염려가 없으므로 그 만큼 성형작업이 중단됨 없이 연속작업을 할 수 있는 장점이 있다.

Claims (1)

1. 상부다이(11)와 이 상부다이(11)의 외주면에 결합되는 환형의 펀치(12)로 형성되어 상하로 작동되는 상부금형(10)과, 환형의 절단다이(21) 내주부에 환형의 지지구(22)와 하부다이(23)가 장치된 하부금형(20)으로 구성되며, 하부금형(20)의 지지구(22) 내주면과 하부다이(23)의 외주면 사이에 원통형의 보조다이(24)를 상하로 작동되게 장치한 공지의 금형장치에 있어서,

   상기 상부다이(11)의 상단에 유압실린더(30a)의 피스톤로드를 연결하고, 상기 펀치(12)의 상단면에 유동판(40)을 장치하여 유압실린더(30b)의 피스톤로드를 연결하며, 상기 하부다이(23)는 상기 절단다이(21)의 높이보다 낮게 작업대(50)에 고정시키고, 상기 보조다이(24)의 상단에 위치하도록 상기 하부다이(23)의 외주면과 상기 지지구(22)의 내주면에 환형상의 트리밍커터(25)와 로딩다이(26)를 장치한 것을 특징으로 하는 프레스 성형용 금형장치.