KR100421731B1 - 파형강판을 제작하는 프레싱 다이 - Google Patents

파형강판을 제작하는 프레싱 다이 Download PDF

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Abstract

본 발명은 평탄한 강판을 프레싱하여 파형 강판으로 제작함에 있어서, 파형강판의 상하면에 형성되는 골과 변곡선이 선명하게 나타날 수 있도록 설계된 프레싱 다이를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 따르면, 강판(140)을 가압하여 일면에서는 연속적인 볼록띠(132)를 형성하고 반대쪽 면에서는 볼록띠(132)에 대응하는 연속적인 오목띠(131)를 형성하기 위한 프레스가공에 이용되는 한 쌍의 프레싱 다이에 있어서, 제1 다이(111)의 가압면에는 강판(140)의 일면에 형성될 연속적인 볼록띠의 형상에 대응하는 윤곽이 형성되어 있고, 제2 다이(112)의 가압면에는 강판(140)의 반대쪽 면에 형성될 연속적인 오목띠의 변곡점 근처에서는 오목띠의 형상에 대응하는 윤곽이 형성되어 있으며, 제2 다이(112)의 가압면에서 강판(140)의 반대쪽 면에 형성될 연속적인 오목띠의 변곡점(143)과 변곡점(143) 사이의 중간부분에 대응하는 위치에서는 오목띠의 곡률반경(RL)보다 큰 곡률반경(RH)을 갖는 볼록윤곽이 형성되어 있는 프레싱 다이가 제공된다.

Description

파형강판을 제작하는 프레싱 다이{Pressing die for waved steel plate}
본 발명은 파형강판을 제작하기 위한 파형 골이 형성된 프레싱 다이에 관한 것이며, 특히, 프레싱된 강판의 상하면에 형성된 골 또는 변곡선이 예리하게 형성되도록 프레싱하는 프레싱 다이에 관한 것이다.
일반적으로 평탄한 강판을 파형 골이 상호 대응하게 형성된 두 프레싱 다이로 프레싱하여 파형강판을 제작한다. 이런 파형강판은 금속가구, 건축자재 또는 가전제품의 외장재 등으로 사용된다.
도 1은 종래의 기술에 따른 파형강판을 제작하는 프레싱 다이의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 프레싱 다이를 이용하여 강판을 파형으로 프레싱하는 과정을 나타낸 상세도이며, 도 3은 도 1에 도시된 파형 프레싱 다이에 의해 프레싱된 파형강판의 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 프레싱 다이(11)의 하면에는 오목띠(31)가 연속적으로 형성되고, 제2 프레싱 다이(12)의 상면에는 상기 오목띠(31)와 정합하는볼록띠(32)가 연속적으로 형성된다. 그리고, 제1 프레싱 다이(11)는 상부에 위치하고 제2 프레싱 다이(12)는 제1 프레싱 다이(11)의 하부에 위치한다. 이런 제1, 제2 프레싱 다이(11, 12)의 사이에 평탄한 강판(40)이 안착되고, 제1 프레싱 다이(11)가 유압시스템(도면에 도시안됨)에 의해 하부방향으로 이동하면서 평탄한 강판(40)은 제1 프레싱 다이(11)의 하면의 형상과 제2 프레싱 다이(12)의 상면의 형상대로 프레싱된다.
여기에서, 각 다이(11, 12)의 형상부위를 정의하자면, 상부에 위치한 제1 프레싱 다이(11)의 오목부위에 있어서, 변곡되는 최상 꼭지점을 '제1 꼭지점(21)'이라 하고, 오목부위가 상호 접하여 변곡되는 지점을 '제1 변곡점(23)'이라 한다. 그리고, 하부에 위치한 제2 프레싱 다이(12)의 볼록부위에 있어서, 변곡되는 최상 꼭지점을 '제2 꼭지점(22)'이라 하고, 볼록부위가 상호 접하여 형성될 골의 변곡지점을 '제2 변곡점(24)'이라 한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 프레싱 다이(11)의 하면은 제1 꼭지점(21)과 제1 변곡점(23)이 교번하면서 형성되는 파형을 갖고 있으며, 제2 프레싱 다이(12)의 상면은 제2 꼭지점(22)과 제2 변곡점(24)이 교번하면서 형성되는 파형을 갖고 있다.
이런 볼록띠(32)가 연속적으로 형성된 제2 프레싱 다이(12)의 상면에 평탄한 강판(40)을 안착하고, 오목띠(31)가 연속적으로 형성된 제1 프레싱 다이(11)를 제2 프레싱 다이(12)의 상면으로 이동하여 평탄한 강판(40)을 가압한다. 그러면, 제1 프레싱 다이(11)의 하면과 제2 프레싱 다이(12)의 상면의 형상대로 강판(40)이 소성변형하면서 파형강판(40)이 제작된다.
종래의 기술에 따른 파형강판을 제작하기 위한 프레싱 다이의 볼록띠(32)의 반경(RL)과 오목띠(31)의 반경(RH)은 동일하다.
이런 제1 프레싱 다이(11)와 제2 프레싱 다이(12)의 사이에 위치한 평탄한 강판(40)을 프레싱하는 과정에 있어서, 제2 프레싱 다이(12)의 제2 꼭지점(22)에 접해 위치한 평탄한 강판(40)의 상면에는 제1 프레싱 다이(11)의 제1 변곡점(23)이 강판(40)의 상면에 먼저 접한다.
따라서, 제1 프레싱 다이(11)가 하부방향으로 이동하게 되면, 강판(40)의 상면은 제1 프레싱 다이(11)의 제1 변곡점(23)의 형상대로 소성변형되면서, 이때, 제1 프레싱 다이(11)의 제1 변곡점(23)과 접하는 강판(40)의 상면에서는 압축응력을 받게 되고, 압축응력을 받는 지점에 대한 강판(40)의 하면에서는 인장응력을 받게 된다.
반대로, 제2 프레싱 다이(12)의 제2 꼭지점(22)에 접하는 강판(40)의 하면은 제2 프레싱 다이(12)의 볼록띠(32)의 형상대로 소성변형되며, 제2 프레싱 다이(12)의 제2 꼭지점(22)과 접하는 강판(40)의 하면에서는 압축응력을 받게 되고, 압축응력을 받는 지점에 대한 강판(40)의 상면에서는 인장응력을 받게 된다.
그러나, 제2 프레싱 다이(12)의 볼록띠(32)의 제2 꼭지점(22)과 이에 대응하는 제1 프레싱 다이(11)의 제1 꼭지점(21)은 완만한 반경으로 형성되어 있기 때문에, 강판(40)의 인장부위는 제1 프레싱 다이(11)를 오목띠(31)를 따라 인장되지만,제2 프레싱 다이(12)의 제2 변곡점(24)은 경사각도가 급격히 변화하기 때문에, 강판(40)의 하면이 제4 변곡점(24)의 형상대로 인장되지 않고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 완만하게 인장된다.
따라서, 프레싱된 강판(40)의 상면의 골은 선명하게 소성변형되지만, 이에 대응하는 강판(40) 하면의 변곡선은 완만하게 소성변형된다. 따라서, 강판(40)의 앞면과 뒷면의 파형 형상이 다르게 되는 단점이 있다.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제공된 것으로서, 파형강판을 제작함에 있어 파형강판의 앞뒷면의 파형 형상이 동일하며, 그 파형의 변곡점의 윤곽이 뚜렷하게 나타날 수 있도록 프레싱하는 프레싱 다이를 제공하는 데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 파형강판을 제작하는 프레싱 다이의 단면도이고,
도 2는 도 1에 도시된 프레싱 다이를 이용하여 강판을 파형으로 프레싱하는 과정을 나타낸 상세도이고,
도 3은 도 1에 도시된 파형 프레싱 다이에 의해 프레싱된 파형강판의 단면도이고,
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 파형강판을 제작하는 프레싱 다이의 단면도이고,
도 5는 도 4에 도시된 프레싱 다이를 이용하여 강판을 파형으로 프레싱하는 과정을 나타낸 상세도이며,
도 6은 도 4에 도시된 파형 프레싱 다이에 의해 프레싱된 파형강판의 단면도이다.
♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠
11, 111 : 제1 프레싱 다이 12, 112 : 제2 프레싱 다이
21, 121 : 제1 꼭지점 22, 122 : 제2 꼭지점
23, 123 : 제1 변곡점 24, 124 : 제2 변곡점
31, 131 : 오목띠 32, 132 : 볼록띠
40, 140 : 강판 41, 141 : 골
43, 143 : 변곡선 RH: 오목띠의 반경
RL: 볼록띠의 반경
앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 강판을 가압하여 일면에서는 연속적인 볼록띠를 형성하고 반대쪽 면에서는 상기 볼록띠에 대응하는 연속적인 오목띠를 형성하기 위한 프레스가공에 이용되는 한 쌍의 프레싱 다이에 있어서, 제1 다이의 가압면에는 강판의 일면에 형성될 연속적인 볼록띠의 형상에 대응하는 윤곽이 형성되어 있고, 제2 다이의 가압면에는 강판의 반대쪽 면에 형성될 연속적인 오목띠의 변곡점 근처에서는 오목띠의 형상에 대응하는 윤곽이 형성되어 있으며, 제2 다이의 가압면에서 강판의 반대쪽 면에 형성될 연속적인 오목띠의 변곡점과 변곡점 사이의 중간부분에 대응하는 위치에서는 오목띠의 곡률반경보다 큰 곡률반경을 갖는 볼록윤곽이 형성되어 있는 프레싱 다이가 제공된다.
아래에서, 본 발명에 따른 파형강판을 제작하는 프레싱 다이의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.
도면에서, 도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 파형강판을 제작하는 프레싱 다이의 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 프레싱 다이를 이용하여 강판을 파형으로 프레싱하는 과정을 나타낸 상세도이며, 도 6은 도 4에 도시된 파형 프레싱 다이에 의해 프레싱된 파형강판의 단면도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 프레싱 다이(111)의 하면에는 제1 꼭지점(121)과 제1 변곡점(123)이 교번하여 형성하는 오목띠(131)가 연속적으로 형성되고, 제2 프레싱 다이(112)의 상면에는 제2 꼭지점(122)과 제2 변곡점(124)이 교번하여 형성된 볼록띠(132)가 연속적으로 형성된다. 이때, 제2 프레싱 다이(112)에 형성된 볼록띠(132)의 반경(RL)은 제1 프레싱 다이(111)에 형성된 오목띠(131)의 반경(RH)보다 크다. 이와 같이, 제2 프레싱 다이(112)의 반경(RL)이 제1 프레싱 다이(111)의 반경(RH)보다 크기 때문에, 제1 프레싱 다이(111)의 제1 꼭지점(121)과 제2 프레싱(112)의 제2 꼭지점(122) 사이의 거리(GH)가 제1 프레싱 다이(111)의 제1 변곡점(123)과 제2 프레싱 다이(112)의 제2 변곡점(124) 사이의 거리(GL)보다 크다.
따라서, 제1 프레싱 다이(111)의 제1 변곡점(123)이 제2 프레싱 다이(112)의 제2 변곡점(124)에 접하였을 때에, 제1 프레싱 다이(111)의 오목띠(131)의 제1 꼭지점(121)과 제2 프레싱 다이(112)의 볼록띠(132)의 제2 꼭지점(122) 사이에는 틈(GH-GL)이 형성된다. 그러나, 제1 프레싱 다이(111)의 오목띠(131) 반경(RH)과 제2 프레싱 다이(112)의 볼록띠(132) 반경(RL)의 차는 극히 작기 때문에, 이런 틈(GH-GL)의 간격은 프레싱된 파형강판(140)의 두께 오차허용 범위 내에 포함된다.
이와 같이 형성된 제1 프레싱 다이(111)와 제2 프레싱 다이(112)를 이용하여 강판(140)을 프레싱하는 과정에 대해서 상세히 설명하겠다.
평탄한 강판(140)을 제2 프레싱 다이(112)의 상면에 안착하고 제1 프레싱 다이(111)를 하부 방향으로 이동시키면서 강판(140)을 프레싱한다.
이때, 제1 프레싱 다이(111)가 하부방향으로 이동하면서 제1 프레싱 다이(111)의 제1 변곡점(123)이 강판(140)의 상면에 접하게 되고, 계속적으로 하부 방향으로 이동하면서, 강판(140)은 제2 프레싱 다이(112)의 제2 꼭지점(122)과 제1 프레싱 다이(111)의 제1 변곡점(123)을 중심으로 제1, 제2 프레싱 다이(111, 112)의 형상을 따라 소성변형된다. 이때, 제1 프레싱 다이(111)의 제1 변곡점(123)과 제2 프레싱 다이(112)의 제2 꼭지점(122)이 접하는 강판(140)의 다수 지점에서는 압축응력을 받게 되고, 상대적으로 압축응력을 받는 지점의 반대면 즉, 제1 프레싱 다이(111)의 제1 꼭지점(121)과 제2 프레싱 다이(112)의 제2 꼭지점(122)에 접하는 부위에서는 인장응력을 받게 된다.
한편, 제1 프레싱 다이(111)의 제1 변곡점(123) 사이의 오목띠(131)의 반경(RH)은 제2 프레싱 다이(112)의 제2 변곡점(124) 사이의 볼록띠(132)의반경(RL) 보다 작기 때문에, 제1 프레싱 다이(111)의 제1 변곡점(123)과 제2 프레싱 다이(112)의 제2 변곡점(124) 사이의 간격이 제1 프레싱 다이(111)의 제1 꼭지점(121)과 제2 프레싱 다이(112)의 제2 꼭지점(122) 사이의 간격보다 작다. 따라서, 제1 프레싱 다이(111)의 제1 변곡점(123)과 접하는 부위의 강판(140)의 상면에서는 제1 프레싱 다이(111)의 제1 변곡점(123)과 동일한 형태로 압축응력을 받으면서 소성변형됨과 동시에, 이 지점과 대응하는 강판(140)의 하면 지점 즉, 제2 프레싱 다이(112)의 제2 변곡점(124)과 접한 지점에서는 이미 제2 프레싱 다이(112)의 제2 변곡점(124)과 접한 상태로 인장응력을 받으면서 제2 변곡점(124)의 형상과 동일한 형태로 소성변형된다.
따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 파형강판(140)의 상면에 형성된 골(141)과 파형강판(140)의 하면에 형성된 변곡선(143)은 제1, 제2 프레싱 다이(111, 112)의 제1 변곡점(123)과 제2 변곡점(124)의 형상과 동일하게 선명한 일직선으로 형성된다.
앞서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 프레싱 다이로 제작된 파형강판은 그 상하면의 골과 변곡선이 예리하게 형성되는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 파형강판을 제작하는 프레싱 다이에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims (1)

  1. 강판을 가압하여 일면에서는 연속적인 볼록띠를 형성하고 반대쪽 면에서는 상기 볼록띠에 대응하는 연속적인 오목띠를 형성하기 위한 프레스가공에 이용되는 한 쌍의 프레싱 다이에 있어서,
    제1 다이의 가압면에는 강판의 일면에 형성될 연속적인 볼록띠의 형상에 대응하는 윤곽이 형성되어 있고,
    제2 다이의 가압면에는 강판의 반대쪽 면에 형성될 연속적인 오목띠의 변곡점 근처에서는 오목띠의 형상에 대응하는 윤곽이 형성되어 있으며,
    제2 다이의 가압면에서 강판의 반대쪽 면에 형성될 연속적인 오목띠의 변곡점과 변곡점 사이의 중간부분에 대응하는 위치에서는 오목띠의 곡률반경보다 큰 곡률반경을 갖는 볼록윤곽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프레싱 다이.
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