KR100457308B1 - 펀치 프레스 장치 - Google Patents

Abstract

상부 슬라이드의 하강작동에 연동하여 블랭크 홀더를 선하강시킴으로서 상형 및 블랭크 홀더의 각 다이 페이스면이 접촉되는 순간의 상대속도를 줄여 접촉 충격 및 소음을 저감시키는 펀치 프레스 장치를 제공할 목적으로,

제품패널의 하단면 형상을 갖는 하형펀치가 하부의 볼스터에 장착되고, 이 하형펀치의 외측으로 상기 볼스트에 쿠션핀을 통하여 블랭크 홀더가 장착되며, 상기 하형펀치의 상부에서 제품패널의 상단면 형상을 갖는 상형이 상부의 슬라이더에 장착되어 하형펀치와의 사이에 투입되는 패널을 가압하여 제품패널을 성형하는 펀치 프레스용 금형에서,

상기 상형의 외곽 하단에 대응하여 유압 및 탄성력이 작동하여 상형 및 블랭크 홀더의 각 다이 페이스면이 접속되는 순간의 상대속도를 저감시키도록 상기 블랭크 홀더의 외측을 따라 구성되는 다수개의 완충수단을 포함하는 펀치 프레스 장치를 제공한다.

Description

펀치 프레스 장치{PUNCH PRESS SYSTEM}

본 발명은 펀치 프레스 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상형과 블랭크 홀더의 각 다이 페이스면 사이의 접촉 충격 및 소음을 저감할 수 있도록 한 펀치 프레스 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 메이커에서 한 대의 자동차를 생산하기까지는 1000 내지 1500파트(PART)의 패널부품을 수차례의 가공, 생산, 조립공정을 통하여 이루어진다.

특히, 차체는 자동차 제조과정의 첫 단계로서, 여러 종류의 프레스 장치를 통하여 제품패널을 생산한 후, 차체공장에서 제품패널의 각 부분이 조립되어 화이트 보디(B.I.W) 상태의 차체를 이루게 되는 것이다.

이와 같이 소재패널을 제품패널로 성형하기 위해서는 드로우 성형공정, 트리밍 및 피어싱 성형공정, 컷팅 및 피어싱 성형공정 그리고 플랜징 및 피어싱 성형공정으로 이루어지는 평균 4공정의 프레스 성형공정을 거치게 되는데, 상기 드로우 성공형정은 제품 데이터대로 소재를 소성 가공하는 공정으로 패널부품의 품질을 90%이상 결정하는 주요공정이다.

이러한 드로우 성형공정에 적용되는 일반적인 프레스 장치는, 도 8에서 도시한 바와 같이, 제품패널의 하단면 형상을 갖는 하형펀치(101)가 하부의 볼스터(103)에 장착되고, 이 하형펀치(101)의 외측으로는 상기 볼스트(103)에 쿠션핀(105)을 통하여 블랭크 홀더(107)가 장착된다.

그리고 상기 하형펀치(101)의 상부에서 제품패널의 상단면 형상을 갖는 상형(111)이 상부의 슬라이더(109)에 장착되어 상기 하형펀치(101)와의 사이에 투입되는 패널(미도시)을 상기 블랭크 홀더(107)에 걸친 상태에서 상부에서 가압하여 제품패널을 성형 가공하게 된다.

즉, 도 1에서와 같이, 먼저 상기 상형(111)과 블랭크 홀더(107)는 상승된 상태로, 이 상형(111)과 상기 하형펀치(101) 사이에 패널(113)이 투입되면, 도 2에서와 같이, 상기 상형(111)은 하강 작동하여 상형(111)의 다이 페이스면(115)과 블랭크 홀더(107)의 다이 페이스면(117)에 의해 패널(113)은 그 외측단이 홀딩된다.

이러한 상태에서, 도 3에서와 같이, 상기 상형(111)과 블랭크 홀더(107)는 함께, 하강 작동을 하여 상형(111)과 블랭크 홀더(107)의 각 다이 페이스면 (115,117)에 홀딩된 패널(113)이 성형부 내측으로 조금씩 유입되면서, 제품의 형상을 따라 성형되며, 상형(111)이 하형펀치(101)와 완전하게 매칭되어 제품패널로 가압 성형하게 된다.

여기서, 상기 상형(111)과 블랭크 홀더(107)의 각 다이 페이스면(115,117)은 소재패널(113)과 가장 먼저 접촉하는 부분으로, 이는 성형시 발생되는 소재유입의 상태를 제어하는 부분으로 성형성에 절대적인 영향을 미치는 부분이다.

즉, 우수하고 안정된 성형품질을 위해서는 소재패널의 외측단을 적절하게 홀딩할 수 있도록 다이 페이스면(115,117)의 압력이 높아야 하는데, 그 압력이 너무 높을 경우에는 소재의 유입성이 떨어져 패널에 터짐이 발생하여 불량품질을 야기시킴으로, 상형(111)과 블랭크 홀더(107)의 각 다이 페이스면(115,117)의 압력을 높이면서 유입성을 향상시키기 위해서는 다이 페이스면을 크롬도금 처리하여 사용되기도 한다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 펀치 프레스 장치에 의하면, 상부 슬라이드가 약 16~18SPM의 속도로 하강작동하기 때문에, 상형의 다이 페이스면과 블랭크 홀더의 다이 페이스면 상호간의 충격 및 진동에 의하여 프레스의 내구성 저하와 작업 소음이 심하게 발생하는 등 생산성과 작업환경을 나쁘게 하는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 앞에서 언급한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 상부 슬라이드의 하강작동에 연동하여 블랭크 홀더를 선하강시킴으로서 상형 및 블랭크 홀더의 각 다이 페이스면이 접촉되는 순간의 상대속도를 줄여 접촉 충격 및 소음을 저감시키는 펀치 프레스 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 펀치 프레스 장치의 구성 단면도이다.

도 2는 본 발명에 적용되는 주요구성요소의 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 펀치 프레스 장치의 제1작동 상태도이다.

도 4는 본 발명에 따른 펀치 프레스 장치의 제2작동 상태도이다.

도 5는 본 발명에 따른 펀치 프레스 장치의 제3작동 상태도이다.

도 6은 본 발명에 따른 펀치 프레스 장치의 제4작동 상태도이다.

도 7은 본 발명에 따른 펀치 프레스 장치의 제5작동 상태도이다.

도 8은 일반적인 펀치 프레스 장치의 구성도이다.

도 9는 일반적인 펀치 프레스 장치의 작동 전 상태의 구성도이다.

도 10은 일반적인 펀치 프레스 장치의 작동 후 상태의 구성도이다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 펀치 프레스 장치는 제품패널의 하단면 형상을 갖는 하형펀치가 하부의 볼스터에 장착되고, 이 하형펀치의 외측으로 상기 볼스트에 쿠션핀을 통하여 블랭크 홀더가 장착되며, 상기 하형펀치의 상부에서 제품패널의 상단면 형상을 갖는 상형이 상부의 슬라이더에 장착되어 하형펀치와의 사이에 투입되는 패널을 가압하여 제품패널을 성형하는 펀치 프레스용 금형에서,

상기 상형의 외곽 하단에 대응하여 유압 및 탄성력이 작동하여 상형 및 블랭크 홀더의 각 다이 페이스면이 접속되는 순간의 상대속도를 저감시키도록;

상기 완충수단은 상기 블랭크 홀더의 다이 페이스면 외측 상단에 고정되며, 내부에는 작동유체가 충진되는 중공부로 이루어지는 하우징과; 상기 하우징의 중공부 내에서, 상하 작동 가능하게 설치되며, 그 단면상에는 복수개의 유체통로가 형성되는 피스톤과; 상기 하우징의 중공부 내에서, 상기 피스톤과 일단이 연결되며, 타단은 상기 하우징을 관통하여 그 외측에서 상기 상형의 외곽 하단면에 대응하는 작동로드와; 상기 하우징의 중공부 내에서, 상기 피스톤과 하우징의 내측 단면 사이에 배치되어 상기 피스톤에 탄성력을 제공하는 스프링부재로 구성되어 상기 블랭크 홀더의 외측을 따라 설치되는 다수개의 완충수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 펀치 프레스 장치의 구성 단면도이다.

도 2는 본 발명에 적용되는 주요구성요소의 단면도이다.

먼저, 본 발명에 따른 펀치 프레스 장치의 전체적인 구성을 살펴보면, 제품패널의 하단면 형상을 갖는 하형펀치(1)가 하부의 볼스터(3)에 장착되고, 이 하형펀치(1)의 외측으로는 상기 볼스트(3)에 쿠션핀(5)을 통하여 블랭크 홀더(7)가 장착된다.

그리고 상기 하형펀치(1)의 상부에서 제품패널의 상단면 형상을 갖는 상형(11)이 상부의 슬라이더(9)에 장착되어 상기 하형펀치(1)와의 사이에 투입되는 패널(10)을 상기 블랭크 홀더(7)에 걸친 상태에서 상부에서 가압하여 제품패널을 성형 가공하도록 이루어진다.

여기서, 상기 상형(11)의 다이 페이스면(19) 외곽 하단면(13)에 대응하여 상기 블랭크 홀더(7)의 다이 페이스면(15) 외측을 따라 다수개의 완충수단(17)이 구비되는데, 상기 완충수단(17)은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 블랭크 홀더(7)의 다이 페이스면(15) 외측 상단에 하우징(21)이 고정되고, 이 하우징(21)의 내부에는 중공부(23)로 이루어져 작동유체가 충진된다.

또한, 상기 하우징(21)의 중공부(23) 내에는 하우징(21)의 길이방향을 따라 상하 작동 가능하게 피스톤(25)이 설치되며, 이 피스톤(25)의 단면상에는 복수개의 유체통로(27)가 형성된다.

그리고 상기 하우징(21)의 중공부(23) 내에서, 상기 피스톤(25)의 상면(도 2에서와 같이)에는 작동로드(29)가 그 일단을 통하여 연결되며, 이 작동로드(29)는 그 타단이 상기 하우징(21)을 관통하여 하우징(21)의 외측에서 상기 상형(11)의 외곽 하단면(13)에 대응하게 된다.

또, 상기 하우징(21)의 중공부(23) 내에서, 상기 피스톤(25)의 하면과 하우징(21)의 내측 하단면 사이에는 스프링부재(31), 예를 들면, 코일 스프링이 개재되어 상기 피스톤(25)에 탄성력을 제공하도록 이루어진다.

그리고 상기 상형(11)에는 상기 완충수단(17)의 작동로드(29)에 대응하여 그 외곽 하단면(13)을 따라 상형 접촉블록(33)이 설치되며, 이에 대응하여 상기 작동로드(29)의 상단에도 완충 접촉블록(35)이 장착된다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 펀치 프레스 장치의 작동을 도 1, 도 3, 도 4, 도 5, 도 6, 도 7을 통하여 그 작동 순서에 따라 설명하면, 도 1에서와 같이, 먼저, 상기 상형(11)과 블랭크 홀더(7)는 상승된 상태로, 이 상형(11)과 상기 하형펀치(1) 사이에 패널(10)이 투입되면, 도 3에서와 같이, 상기 상형(11)은 상부 슬라이드(9)에 의해 하강 작동하여 상형(11)의 다이 페이스면(19)과 블랭크 홀더(7)의 다이 페이스면(15)이 상호 접촉하기 전에, 상형(11)의 상형 접촉블록(33)이 완충수단(17)의 작동로드(29) 상단에 구성된 완충 접촉블록(35)에 먼저 닿게 된다.

이 때, 상기 상부 슬라이드(9)에 의해 하강 작동하는 상형(11)의 하강속도는 상기 완충수단(17)의 하우징(21) 내부 유압과 스프링 부재(31)의 탄성력에 의하여 감쇄되며, 상기 완충수단(17)의 작동 중에, 상기 완충수단(17)의 유압과 탄성력에 반향하는 반발력에 의하여 상기 블랭크 홀더(7)는 하강작동을 시작하게 된다.

이와 같이, 상기 상형(11)이 계속 하강하면, 도 4에서 도시한 바와 같이, 상형(11)과 블랭크 홀더(7)는 각 다이 페이스면(19, 15) 사이에 상기 패널(10) 외측단을 홀딩하게 되는데, 이 때, 상부 슬라이드(9)의 하강작동에 연동하는 상형(11)의 다이 페이스면(19)과 상기 블랭크 홀더(7)의 다이 페이스면(15)은 상기 완충수단(17)의 작동에 의하여 블랭크 홀더(7)가 선하강 작동을 이루도록 함으로, 패널(10)을 사이에 두고 접촉되는 순간의 블랭크 홀더(7)에 대한 상형(11)의 상대속도가 줄어들게 된다.

따라서, 이때의 상형(11)의 다이 페이스면(19)과 블랭크 홀더(7)의 다이 페이스면(15)은 상호간의 접촉충격이 저감되며, 동시에 접촉소음이 줄어들게 되는 것이다.

계속해서, 도 5에서와 같이, 상기 상형(11)의 하강작동이 진행되면, 상기 상형(11)과 블랭크 홀더(7)는 함께, 하강 작동을 하여 상형(11)과 블랭크 홀더(7)의 각 다이 페이스면(19,15)에 홀딩된 패널(10)이 성형부 내측으로 조금씩 유입되면서, 제품의 형상을 따라 성형되며, 상형(11)이 하형펀치(1)와 완전하게 매칭되어제품패널로 가압 성형하게 된다.

이와 같이, 제품패널의 성형이 완료된 후, 상기 상부 슬라이드(9)가 상승 작동하면, 도 6에서와 같이, 상형(11)과 블랭크 홀더(7)가 동시에 상승하게 되고, 계속해서 상부 슬라이드(9)가, 도 7에서와 같이, 상승 완료되면, 행거(41)가 투입되어 상기 제품패널을 취출하게 된다.

동시에, 상기 완충수단(17)은 하우징(21) 내부의 스프링 부재(31)의 탄성작용에 의하여 작동로드(29)가 상승 복원되어 다음 작동에 대응하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 펀치 프레스 장치에 의하면, 상형과 블랭크 홀더 사이에 완충수단을 구성하여 상부 슬라이드의 하강작동에 연동하여 블랭크 홀더를 선하강시킴으로서 상형 및 블랭크 홀더의 각 다이 페이스면이 접촉되는 순간의 상대속도를 줄여 접촉 충격 및 소음을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상형 및 블랭크 홀더의 각 다이 페이스면 상호간의 충격저감 및 진동저감에 의한 프레스의 내구성 향상과 작업소음의 저감으로 작업환경을 개선할 수 있는 등의 효과도 있다.

Claims (5)

1. 제품패널의 하단면 형상을 갖는 하형펀치가 하부의 볼스터에 장착되고, 이 하형펀치의 외측으로 상기 볼스트에 쿠션핀을 통하여 블랭크 홀더가 장착되며, 상기 하형펀치의 상부에서 제품패널의 상단면 형상을 갖는 상형이 상부의 슬라이더에 장착되어 하형펀치와의 사이에 투입되는 패널을 가압하여 제품패널을 성형하는 펀치 프레스용 금형에 있어서,

   상기 상형의 외곽 하단에 대응하여 유압 및 탄성력이 작동하여 상형 및 블랭크 홀더의 각 다이 페이스면이 접속되는 순간의 상대속도를 저감시키도록;

   상기 블랭크 홀더의 다이 페이스면 외측 상단에 고정되며, 내부에는 작동유체가 충진되는 중공부로 이루어지는 하우징과; 상기 하우징의 중공부 내에서, 상하 작동 가능하게 설치되며, 그 단면상에는 복수개의 유체통로가 형성되는 피스톤과; 상기 하우징의 중공부 내에서, 상기 피스톤과 일단이 연결되며, 타단은 상기 하우징을 관통하여 그 외측에서 상기 상형의 외곽 하단면에 대응하는 작동로드와; 상기 하우징의 중공부 내에서, 상기 피스톤과 하우징의 내측 단면 사이에 배치되어 상기 피스톤에 탄성력을 제공하는 스프링부재로 구성되어 상기 블랭크 홀더의 외측을 따라 설치되는 다수개의 완충수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 펀치 프레스 장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 상형은

   상기 완충수단에 대응하여 그 외곽 하단면을 따라 구성되는 상형 접촉블록을 포함하는 펀치 프레스 장치.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 작동로드는

   상기 상형의 외곽 하단면에 대응하는 선단에 완충 접촉블록을 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 펀치 프레스 장치.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 스프링부재는

   코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 펀치 프레스 장치.