KR100471297B1 - 캠 프레스 장치 - Google Patents

Abstract

하형내에 패널의 성형각도에 따라 발생되는 언더 컷 부분에 대응하여 전후진 작동하는 가동스틸을 구성하여, 간단한 구성으로 언더 컷 성형 완료된 패널의 취출시 금형과의 간섭을 배제시킬 수 있도록;

상형다이와 하형다이 사이에서, 상기 하형다이 상에는 하형 및 하형스틸이 장착되고, 상기 하형의 측방에는 일측에 성형할 패널의 언더 컷 성형을 위한 성형스틸을 장착한 캠 슬라이더가 캠 가이더를 통하여 배치되며, 상기 상형다이의 하부에는 쿠션 스프링을 통하여 상형패드가 하향하여 구비되며, 이 상형패드의 일측으로 상기 상형다이의 하부에는 상기 캠 가이더에 대응하여 상기 캠 슬라이더를 캠 작동시키는 캠 드라이버가 장착되어 성형할 패널의 일측에 언더 컷 형상을 성형하기 위한 캠 프레스 장치에서,

상기 하형의 내부에는 공간부를 형성하고, 이 공간부의 일측으로 캠 경사면을 형성하여 이 캠 경사면에 슬라이딩 가능하게 설치되며, 상부 일단에는 상기 성형스틸과 함께, 성형할 패널에 언더 컷 형상을 성형하기 위한 언더 컷 성형부를 형성하는 가동스틸과; 상기 하형의 공간부 내부에서 상기 가동스틸의 하단면을 지지하여 작동유압 및 인장부재에 의해 상기 가동스틸을 전후방향으로 가동시키는 전후진 가동수단과; 상기 가동스틸과 하형스틸 사이에 구성되어 상기 가동스틸의 가동범위를 제한하는 가동제한수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 캠 프레스 장치를 제공한다.

Description

캠 프레스 장치{CAM PRESS}

본 발명은 캠 프레스 장치에 관한 것으로서, 특히, 언더 컷을 갖는 패널제품의 성형 시, 패널의 성형각도에 따라 발생되는 언더 컷 부분에 의해 패널의 취출이 불가능한 경우에, 이를 고려하여 구성이 간단하면서도 패널의 취출이 용이하도록 구성되는 캠 프레스 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 패널의 제작은 다단계의 프레스 성형 공정에 의해 이루어지며, 이러한 공정을 이루기 위해서는 여러 종류의 프레스 장치들이 필요하게 된다.

도 6은 종래 기술에 따른 언더 컷 성형을 위한 캠 프레스 장치의 일부분을 도시한 구성도로써, 종래 캠 프레스 장치의 구성은 상형다이(101)와 하형다이(103)가 구비되며, 상기 상형다이(101)와 하형다이(103) 사이에서, 상기 하형다이(103) 상에는 슬라이딩 플레이트(105)를 통하여 하형(107)이 슬라이딩 가능하게 설치되며, 상기 하형(107)의 상단에는 패널(100)의 하부 성형면(109) 및 언더 컷 성형부(111)를 갖는 하형스틸(113)이 장착된다.

상기 하형다이(101) 상의 하형(107)의 측방에는, 상부에 가이드 경사면(115)을 갖는 캠 가이더(117)가 구성되고, 상기 캠 가이더(117)에는, 일측에 성형할 패널(100)의 언더 컷 성형을 위한 성형스틸(119)을 장착한 캠 슬라이더(121)가 배치된다.

그리고 상기 상형다이(101)의 하부에는 쿠션 스프링(123)을 개재하여 상형패드(125)가 하향하여 장착되며, 이 상형패드(125)는 상기 하형스틸(113)에 대응하여 성형할 패널(100)의 상부 형상면(127)을 갖는다.

또한, 상기 상형다이(101)의 하부에는 상기 캠 가이더(117)에 대응하며, 상기 캠 슬라이더(121)를 캠 작동시키는 캠 드라이버(129)가 그 하단에 가이드 경사면(131)을 형성하여 장착된다.

따라서, 도 6에서와 같이, 상기한 하형스틸(113) 상에 성형할 패널(100)이 로딩된 상태로, 도 7에서와 같이, 상형다이(101)가 미도시된 프레스 장치의 슬라이더에 의해 하강 구동하면, 먼저, 상형패드(125)가 하형스틸(113)과 함께, 성형할 패널(100)을 먼저 패딩하여 규제한 상태로 상기 캠 드라이버(129)가 캠 슬라이더(121)를 캠 가이더(117)를 따라 캠 구동시키게 된다.

그러면, 상기 캠 슬라이더(121)와 함께, 성형스틸(119)이 하형스틸(113)의 언더 컷 성형부(111)으로 전진하여 성형할 패널(100)의 언더 컷 부분을 성형하게 된다.

이러한 패널의 언더 컷 성형은 차체를 이루는 패널 구조상, 프레스 작업방향은 수직이지만 이 패널에 경사진 부위(즉, 언더 컷 부분)를 성형함으로 인하여 그 성형 후, 취출을 고려하여 최근에는 로터리 캠 구조 또는 더블 캠 구조를 갖는 캠 프레스 장치를 이용하여 언더 컷 성형작업을 이루고 있다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 캠 프레스 장치에 의한 언더 컷 성형작업으로 인하여 그 취출시의 제품 불량을 고려하여 사용하는 로터리 캠 구조나 더블 캠 구조를 적용한 프레스 장치는 그 구성이 복잡한 고가의 설비로써 부품단가를 상승시키는 요인이 되며, 특히, 로터리 캠 프레스의 경우, 다이 상에서 로터리 축의 설치시, 그 정도를 맞추기가 어려워 가공비가 과다하게 소요되며, 복잡한 구성에도 불구하고, 패널 선단의 언더 컷 성형의 가공이 쉽지 않다는 등의 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 앞에서 언급한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 하형내에 패널의 성형각도에 따라 발생되는 언더 컷 부분에 대응하여 전후진 작동하는 가동스틸을 구성하여, 간단한 구성으로 언더 컷 성형 완료된 패널의 취출시 금형과의 간섭을 배제시킬 수 있도록 하는 캠 프레스 장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 이루기 위한 본 발명은 상형다이와 하형다이 사이에서, 상기 하형다이 상에는 하형 및 하형스틸이 장착되고, 상기 하형의 측방에는 일측에 성형할 패널의 언더 컷 성형을 위한 성형스틸을 장착한 캠 슬라이더가 캠 가이더를 통하여 배치되며, 상기 상형다이의 하부에는 쿠션 스프링을 통하여 상형패드가 하향하여 구비되며, 이 상형패드의 일측으로 상기 상형다이의 하부에는 상기 캠 가이더에 대응하여 상기 캠 슬라이더를 캠 작동시키는 캠 드라이버가 장착되어 성형할 패널의 일측에 언더 컷 형상을 성형하기 위한 캠 프레스 장치에서,

상기 하형의 내부에는 공간부를 형성하고, 이 공간부의 일측으로 캠 경사면을 형성하여 이 캠 경사면에 슬라이딩 가능하게 설치되며, 상부 일단에는 상기 성형스틸과 함께, 성형할 패널에 언더 컷 형상을 성형하기 위한 언더 컷 성형부를 형성하는 가동스틸과; 상기 하형의 공간부 내부에서 상기 가동스틸의 하단면을 지지하여 작동유압 및 인장부재에 의해 상기 가동스틸을 전후방향으로 가동시키는 전후진 가동수단과; 상기 가동스틸과 하형스틸 사이에 구성되어 상기 가동스틸의 가동범위를 제한하는 가동제한수단을 포함하는 것을 특징으로 하며,

상기 전후진 가동수단은 상기 하형의 공간부 내에서, 상기 가동스틸의 작동방향으로 가동스틸과 상기 공간부 내부면 사이에 설치되는 인장부재와; 상기 하형의 공간부 내, 상기 인장 스프링을 감싸며 상기 가동스틸의 작동방향으로 가동스틸의 하단면과 상기 공간부 내부면 사이를 설치되어, 제어신호에 따라 유압 공급관과 유압 배출관을 개폐 작동시키는 공급 및 배출 솔레노이드 밸브의 작동에 의해 팽창 및 수축 작동하는 구동튜브로 이루어지는 것을 특징으로 하며,

상기 가동제한수단은 상기 하형스틸의 내측으로 가동스틸에 대응하여 가동스틸의 가동범위에 해당하는 구간만큼 형성되는 가동제한 홈과; 상기 가동제한 홈에 끼워지도록 상기 가동스틸의 외부면에 일체로 돌출하여 형성되는 가동제한 돌기로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 5는 본 발명의 실시예에 따른 캠 프레스 장치의 작동 단계별 상태를 도시한 구성도로써, 본 발명의 캠 프레스 장치의 구성을 일례를 들어 살펴보면, 하부에 하형다이(1)를 구비하며, 상부에는 슬라이더(미도시)에 의해 상하 작동하는 상형다이(3)를 구비하여 성형할 패널(5)에 언더 컷 형상을 성형하게 된다.

상기 하형다이(1) 상에는 그 내부에 공간부(7)를 형성하며 일측에 캠 경사면(9)을 갖는 하형(11)이 장착된다.

상기 하형(11)의 캠 경사면(9)에는 패널제품에 언더 컷 성형을 위한 가동스틸(13)이 슬라이딩 작동 가능하게 장착되는데, 상기 가동스틸(13)은 그 상부 일측에 상기 패널(5)에 언더 컷 형상을 성형하기 위한 언더 컷 성형부(15)가 형성되며, 하부에는 상기 하형(11)의 공간부(7) 내부에 전후진 가동수단을 구성하여 이에 연결된다.

상기 전후진 가동수단은 상기 하형(11)의 공간부(7) 내에서, 상기 가동스틸(13)의 작동방향으로 가동스틸(13)의 하단면과 상기 공간부(7) 내부면(17) 사이에 설치되는 인장부재인 인장 스프링(21)과, 상기 하형(11)의 공간부(7) 내, 상기 인장 스프링(21)을 감싸며 그 외측에 상기 가동스틸(13)의 작동방향으로 가동스틸(13)의 하단면과 상기 공간부(7) 내부면(17) 사이를 연결하여 설치되는 구동튜브(23)가 구성된다.

이 때, 상기 구동튜브(23)는 유압에 의해 팽창되고, 상기 인장 스프링(21)의 인장력에 의해 수축되는 탄소섬유 재질의 튜브소재로 플랙서블(flexible)하게 구성되나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 구동튜브(23)를 팽창시키기 위하여 유압을 공급하거나, 인장 스프링(21)의 인장력에 의해 수축되도록 유압을 배출하기 위한 구성은 일반적으로 유압 구동원에 유압을 공급 및 배출하기 위하여 전기적 신호로 제어되는 개폐 솔레노이드 밸브를 유압의 공급라인 및 배출라인에 각각 구성하여 별도의 제어기로부터 제어신호를 입력받아 상기 유압 공급라인 및 배출라인을 개폐 제어하는 일반적인 유압공급 제어시스템을 적용하여 구현할 수 있다.

본 실시예에서는 상기 유압 구동원을 구동튜브(23)라고 하면, 이 구동튜브(23)에 각각 유압을 공급하기 위한 유압 공급관(L1)과, 상기 구동튜브(23) 내의 유압을 배출하기 위한 유압 배출관(L2)이 각각 구비되며, 상기 유압 공급관(L1)과 유압 배출관(L2)에는 각각 공급 솔레노이드 밸브(S1)와 배출 솔레노이드 밸브(S2)가 각각 장착되어 미도시된 제어기에 의해 제어되도록 하는 구성을 이룰 수 있으며, 그 구체적인 설명은 생략한다.

그리고 상기 하형(11)과 상기 가동스틸(13)의 상부에는 하형스틸(25)이 상기 하형(11)에 장착되어, 상기 가동스틸(13)의 전후진 작동을 가이드함과 동시에, 그 상부면에는 상기 성형할 패널(5)의 하부 형상면(27)을 갖는다.

또한, 상기 가동스틸(13)과 하형스틸(25) 사이에는 가동스틸(13)의 가동범위를 제한하기 위한 가동제한수단이 구성되는데, 상기 가동제한수단은 상기 하형스틸(25)의 내측에 상기 가동스틸(13)의 가동범위에 해당하는 구간만큼의 가동제한 홈(26)을 형상하고, 이 가동제한 홈(26)에 끼워지도록 가동스틸(13)의 외부면에 일체로 돌출하여 가동제한 돌기(14)를 형성하여 이루어지며, 상기 가동제한 돌기(14)는 상기 가동제한 홈(26)내에서 작동하여 상기 구동튜브(23)에 의한 가동스틸(13)의 가동범위를 제한하게 된다.

그리고 상기 하형다이(1) 상의 하형(11)의 측방에는 캠 가이더(29)가 장착되는데, 상기 캠 가이더(29)는 그 상부에 가이드 경사면(31)을 갖는다.

상기 상형다이(3)의 하부에는 쿠션 스프링(33)을 개재하여 상형패드(35)가 하향하여 장착되며, 이 상형패드(35)의 하부면에는 상기 하형스틸(25)에 대응하여 성형할 패널(5)의 상부 형상면(37)을 갖는다.

또한, 상기 상형다이(3)의 하부에서, 상기 하형다이(1) 상의 캠 가이더(29)에 대응하여 캠 드라이버(39)가 구성되는데, 상기 캠 드라이버(39)는 그 하단에 가이드 경사면(41)을 형성하여 이루어진다.

그리고 상기 캠 가이더(29)와 상기 캠 드라이버(39) 사이에는 캠 슬라이더(43)가 배치되어, 상기 캠 가이더(29)와 상기 캠 드라이버(39)에 의해 상기 가동스틸(13) 방향으로 캠 구동하며, 그 선단에는 상기 가동스틸(13)과 함께, 성형할 패널(5)의 선단에 언더 컷 형상을 성형하는 성형스틸(45)을 장착하여 이루어진다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 캠 프레스 장치의 작동은, 먼저, 도 1에서와 같이, 제어기(미도시)의 신호에 따라 상기 공급 솔레노이드 밸브(S1)를 오프(off) 작동시켜 유압 공급관(L1)을 폐쇄하고, 상기 배출 솔레노이드 밸브(S2)는 온(on) 작동시켜 유압 배출관(L2)을 개방하면, 상기 구동튜브(23) 내의 유압이 배출되어 인장 스프링(21)의 인장력에 의해 상기 가동스틸(13)이 후퇴한 상태로, 상기 하형스틸(7) 상에 패널(5)이 투입된다.

그 다음, 상기 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 공급 솔레노이드 밸브(S1)를 온(on) 작동시켜, 유압 공급관(L1)을 개방하고, 배출 솔레노이드 밸브(S2)는 오프(off) 작동시켜 유압 배출관(L2)을 폐쇄하면, 상기 구동튜브(23) 내에는 유압이 공급되어 가동스틸(13)이 인장 스프링(21)의 인장력을 극복하고, 전진 작동하여 상기 하형스틸(25)과 함께, 상기 패널(5)을 그 하부에서 지지하게 된다.

이 때, 상기 가동스틸(13)은 그 가동제한 돌기(14)가 하형스틸(25) 내측에 형성된 가동제한 홈(26) 내에서 작동함으로써, 상기 구동튜브(23) 및 인장 스프링(21)의 작동력에 의해 전진 및 후진 작동이 가동범위 내에서 이루어지게 된다.

이어서, 도 3에서와 같이, 상형다이(3)가 미도시된 슬라이더의 구동에 의해 하강하게 된다.

그러면, 상기 상형패드(35)는 하형스틸(25)을 향하여 작동하여 패널(5)의 후단을 가압하여 패딩하며, 상기 성형스틸(45)은 캠 슬라이더(43)가 캠 드라이버(39)와 캠 가이더(29) 사이에서 캠 작동함에 따라 가동스틸(13)의 언더 컷 성형부(15)에 작용하여 패널(5)의 선단부를 언더 컷 형상으로 성형하게 된다.

상기와 같이, 캠 프레스 장치에 의해 패널(5)의 언더 컷 성형이 완료된 후, 도 4에서와 같이, 미도시된 제어기의 신호에 따라 상기 공급 솔레노이드 밸브(S1)를 다시 오프(off) 작동시켜 유압 공급관(L1)을 폐쇄하고, 상기 배출 솔레노이드 밸브(S2)는 다시 온(on) 작동시켜 유압 배출관(L2)을 개방하여 상기 구동튜브(23) 내의 유압을 배출시킴으로써, 인장 스프링(21)의 인장력에 의해 상기 가동스틸(13)이 다시 후퇴하도록 한다.

이와 같이, 상기 가동스틸(13)의 후퇴하여 상기 패널(5)의 언더 컷 성형 부분(P)으로부터 제거됨과 동시에, 상기 상형다이(3)는 슬라이더의 작동에 의해 상승작동하게 되고, 이러한 상태에서, 도 5에서와 같이, 상기 패널(5)의 언더 컷 성형 부분(P)이 상기 가동스틸(13)과의 간섭없이 이송행거(미도시)를 통하여 수직방향으로 취출될 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 캠 프레스 장치에 의하면, 하형스틸과 하형 내부에 별도로 구성되어 구동튜브와 인장 스프링에 의한 작동으로 패널의 성형각도에 따라 발생되는 언더 컷 성형 부분을 간단하게 성형할 수 있음과 동시에, 패널의 취출시 금형과의 간섭없이 수직방향으로 용이하게 취출할 수 있는 효과가 있다.

또한, 종래 동일한 목적으로 사용되던 로터리 캠 프레스 장치의 복잡성에 반하며, 그 가공정도를 쉽게 유지할 수 있으며, 간단한 구성으로 인한 제작 가공비를 최소화 할 수 있는 등의 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 캠 프레스 장치의 작동 전, 상태를 도시한 구성도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 캠 프레스 장치의 제1작동 상태를 도시한 구성도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 캠 프레스 장치의 제2작동 상태를 도시한 구성도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 캠 프레스 장치의 제3작동 상태를 도시한 구성도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 캠 프레스 장치의 제4작동 상태를 도시한 구성도이다.

도 6는 종래 기술에 따른 캠 프레스 장치의 구성도이다.

도 7은 종래 기술에 따른 캠 프레스 장치의 작동 상태도이다.

Claims (5)

1. 상형다이와 하형다이 사이에서, 상기 하형다이 상에는 하형 및 하형스틸이 장착되고, 상기 하형의 측방에는 일측에 성형할 패널의 언더 컷 성형을 위한 성형스틸을 장착한 캠 슬라이더가 캠 가이더를 통하여 배치되며, 상기 상형다이의 하부에는 쿠션 스프링을 통하여 상형패드가 하향하여 구비되며, 이 상형패드의 일측으로 상기 상형다이의 하부에는 상기 캠 가이더에 대응하여 상기 캠 슬라이더를 캠 작동시키는 캠 드라이버가 장착되어 성형할 패널의 일측에 언더 컷 형상을 성형하기 위한 캠 프레스 장치에 있어서,

   상기 하형의 내부에는 공간부를 형성하고, 이 공간부의 일측으로 캠 경사면을 형성하여 이 캠 경사면에 슬라이딩 가능하게 설치되며, 상부 일단에는 상기 성형스틸과 함께, 성형할 패널에 언더 컷 형상을 성형하기 위한 언더 컷 성형부를 형성하는 가동스틸과;

   상기 하형의 공간부 내부에서 상기 가동스틸의 하단면을 지지하여 작동유압 및 인장부재에 의해 상기 가동스틸을 전후방향으로 가동시키는 전후진 가동수단과;

   상기 가동스틸과 하형스틸 사이에 구성되어 상기 가동스틸의 가동범위를 제한하는 가동제한수단;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 캠 프레스 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 전후진 가동수단은

   상기 하형의 공간부 내에서, 상기 가동스틸의 작동방향으로 가동스틸과 상기 공간부 내부면 사이에 설치되는 인장부재와;

   상기 하형의 공간부 내, 상기 인장 스프링을 감싸며 상기 가동스틸의 작동방향으로 가동스틸의 하단면과 상기 공간부 내부면 사이를 설치되어, 제어신호에 따라 유압 공급관과 유압 배출관을 개폐 작동시키는 공급 및 배출 솔레노이드 밸브의 작동에 의해 팽창 및 수축 작동하는 구동튜브;

   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 캠 프레스 장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 인장부재는

   인장 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 캠 프레스 장치.
4. 청구항 2에 있어서, 상기 구동튜브는

   탄소섬유 재질의 튜브소재로 유압에 의해 팽창 및 수축 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 캠 프레스 장치.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 가동제한수단은

   상기 하형스틸의 내측으로 가동스틸에 대응하여 가동스틸의 가동범위에 해당하는 구간만큼 형성되는 가동제한 홈과;

   상기 가동제한 홈에 끼워지도록 상기 가동스틸의 외부면에 일체로 돌출하여 형성되는 가동제한 돌기;

   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 캠 프레스 장치.