KR100473890B1

KR100473890B1 - 너클프레스

Info

Publication number: KR100473890B1
Application number: KR10-2001-0078734A
Authority: KR
Inventors: 차동용
Original assignee: 차동용
Priority date: 2001-12-13
Filing date: 2001-12-13
Publication date: 2005-03-08
Also published as: KR20030048732A

Abstract

본 발명은 너클프레스장치에 관한 것으로서, 특히 상링크의 길이를 하링크이 길이보다 길게 형성하여 슬라이더가 하사점에 근접거리에서 완만하게 하강 및 상승되고록 하고 타발작업시 판재의 가공 부위주변을 상하로 압착고정하여 제품의 전단면이 매끄럽게 전단될 수 있도록 하는 것이다.

이에 본 발명은 일반적인 너클프레스에 있어서, 상링크(60)의 길이(L3)는 하링크(70)의 길이(L4)보다 길게 형성하고, 상기 하링크(70)의 하단에 핀결합된 슬라이더(80)와 상기 슬라이더(80)의 직하방향의 하부프레임(110)에는 기설정된 프로그램이 입력된 콘트롤러(140)에 의하여 작동되는 유압발생장치(150)와 유압호스(151'151')로 연결되어 타발작업시 가공되는 판재(170)를 상하에서 압착고정하는 판재압착고정수단(160)을 구비한 너클프레스를 제공한다.

Description

너클프레스{A KNUCKLE PRESS MACHINE}

일반적인 프레스기계는 구동기구에 따라 크링크 프레스 , 캠프레스, 링크프레스 및 너클프레스(일명: 토글프레스)로 분류되었다.

상기 일반적인 너클프레스의 구동기구는 도 1과 같이 몸체(1)와, 구동모터(3)와 벨트(2)로 연결된 플라이휠(5)에 후단이 핀결합된 커넥팅로드(4)의 선단에 하단과 상단이 각각 핀결합된 상링크(5)와 하링크(7)와, 상기 하링크(7)의 하단에 핀결합된 슬라이더(8)로 구성되었다.

이와같이 구성된 일반적인 너클프레스의 구동기구는 플라이휠(5)이 벨트(2)에 의하여 구동모터(3)의 작동으로 회전되며, 그로인하여 커넥팅로드(4)의 후단은 플라이휠(5)을 따라 공전 및 자전을 하고 그 선단은 전후수평방향으로 왕복운동을 한다.

동시에 상기 플라이휠(5)의 선단에 핀결합된 상링크(5)와 하링크(7)이 사이각(θ)이 좁아졌다 넓어졌다를 반복하면서 상기 하링크(7)의 하단에 핀결합된 슬라이더(8)는 가이드홀(13)을 따라 상하로 일정거리를 왕복운동하였다.

그리고 상기 슬라이더(8)의 하강 끝점을 하사점이라하며 상승 끝점을 상사점이라하며, 상기 슬라이더(8)의 하단면에 결합된 상금형(9)이 하사점에 도달하므로서, 하부프레임(12)의 상부면에 고정된 볼스터(11)의 상부면에 설치한 하금형(10)과 함께 그 사이에 놓인 판재(14)의 일부를 일정형상으로 전단가공하였다.

그러나 도 2에 도시한 바와같이 이와같이 전단가공된 가공품(15)의 전단면"A"는 매끄럽게 전단되지 않아서 후작업으로 가공품(15)의 전단면을 매끄럽게 가공하여야하는 문제점이 있었다.

이와같은 문제점의 원인으로는 첫째로 상기한 상링크(5)의 길이(L1)와 하링크(7)의 길이(L2)가 같으므로 상링크의 하단과 하링크의 상단의 원주속도가 동일하여 , 슬라이더(8)가 하사점으로 이동하는 하강속도와 상사점으로 이동하는 상승속도가 급속하게 이루어져서 타발작업이 급속하게 진행되어 도 2에 도시한 바와같이 가공품(15)의 전단면 하측부에서 전단응력에 의하여 균열이 발생되어 그 부분은 울퉁불퉁하게 되었다.

두번째로는 도 3에 도시한 바와같이 하금형(10)의 상부면 중앙부 다이구멍의 치수는 상금형(9)의 하부면 중앙부 펀치부의 치수보다 미세한 차이인 S만큼 크게 형성되어 있으며, 이를 크리어런스라 하며 이러한 클리어런스에 의하여 가공부위의 주변에서 전단굽힘모우멘트가 작용되면서 상기 판재(14)의 전단면이 매끄럽게 전단되지 않게되었다.

본 발명은 이와같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 상링크의 길이를 하링크이 길이보다 길게 형성하여 슬라이더가 하사점에 근접거리에서 완만하게 하강 및 상승되고록 하고 타발작업시 판재의 가공 부위주변을 상하로 압착고정하여 제품의 전단면이 매끄럽게 전단될 수 있도록 하는 너클프레스를 제공하는 것이다.

이와같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 일반적인 너클프레스에 있어서,

상링크(60)의 길이(L3)는 하링크(70)의 길이(L4)보다 길게 형성하고,

상기 하링크(70)의 하단에 핀결합된 슬라이더(80)와 상기 슬라이더(80)의 직하방향의 하부프레임(110)에는 기설정된 프로그램이 입력된 콘트롤러(140)에 의하여 작동되는 유압발생장치(150)와 유압호스(151'151')로 연결되어 타발작업시 가공되는 판재(170)를 상하에서 압착고정하는 판재압착고정수단(160)을 구비한 너클프레스를 제공한다.

본 발명의 구성 및 실시예를 첨부한 도 4, 5, 6, 7을 참고로 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명인 너클프레스의 구성을 나타낸 개략도이고, 도 5는 본 발명에서 상사점에 위치한 슬라이더와 링크의 상태를 나타낸 개념도이고, 도 6은 본 발명에서 하사점에 위치한 슬라이더와 링크의 상태를 나타낸 개념도이고, 도 7은 본 발명에서 상링크와 하링크의 원호각을 나타낸 개념도이다.

본 발명의 구성은 도 4에 도시한 바와같이 구동모터(20)와 벨트(30)로 연결된 플라이휠(40)에 커넥팅로드(50)의 후단을 편심되어 핀결합하고, 상기 커넥팅로드(50)의 선단에는 상링크(60)의 하단과 하링크(70)의 상단을 핀결합한다.

그리고 상기 상링크(60)이 상단은 너클프레스의 상측 프레임에 핀결합하고, 하링크(70)의 하단은 슬라이더(80)의 상단에 핀결합한다.

이때 상기 상링크(60)의 길이(L3)는 하링크(70)의 길이(L4)보다 길게 형성하며, 그 길이의 비율은 L3 = L4(1.3~1.5)의 비율로 함이 바람직하다.

그리고 상기 하링크(70)의 하단과 핀결합된 슬라이더(80)의 하부면에는 상금형(100)이 체결된 금형체결용 다이(90)가 볼트로 체결하고, 상기 슬라이더(80)의 직하방향에는 하금형(130)이 체결된 볼스터(120)가 하부프레임(110)의 상부면에 볼트로 체결한다.

이와같은 상태에서 상기 슬라이더(80)와 하부프레임(110)에는 기설정된 프로그램이 입력된 콘트롤러(140)에 의하여 작동되는 유압발생장치(150)와 각각의 유압호스(151,151')로 연결되어 타발작업시 상금형(100)과 하금형(130)에 의하여 가공되는 부위를 제외한 판재(170)를 상하에서 압착고정하는 판재압착고정수단(160)을 형성한다.

상기 판재압착고정수단(160)을 자세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 슬라이더(80)의 하부와 하부프레임(110)의 상부에는 동일 수직축상으로 각각 실린더홈(161,161')를 형성한다.

그리고 상기 슬라이더(80)의 실린더홈(161)에 내재된 피스톤(162)의 하부면에는 일정한 간격을 두고 원주방향으로 다수의 수직핀(163)을 형성하며 상기 하부프레임(110)의 실린더홈(161')에 내재된 피스톤(162')의 상부면에는 상기 수직핀(163)과 대향되게 다수의 수직핀(163')을 형성한다.

상기 상/하측의 수직핀(163,163')은 각각의 피스톤(162,162')이 상/하방향으로 동시 작동시 각각 대향되는 선단면이 접촉되도록 그 길이를 형성한다.

그리고 상기 금형체결용다이(90), 상금형(100), 하금형(130), 볼스터(120)에는 상기 수직핀(163,163')이 각각의 피스톤(162,162')의 작동으로 수직으로 상하이동되도록 수직 가이드홀(164,164')을 형성한다.

상기 각 실린더홈(161,161')으로 외부에서 유압이 유입되도록 슬라이더(80)와 하부프레임(110)에 각각 유로(165,165')를 형성한다.

그리고 상기 각 유로(165,165')의 외측 유입부에 각 유압호스(151,151')의 일단을 체결하여 외부의 유압발생장치(150)와 연계하고, 상기 유압발생장치(150)의 작동은 기설정된 프로그램에 의하여 작동되는 콘트롤러(140)에 의하여 제어되도록 한다.

이때, 상기 유압발생장치(150)와 콘트롤러(140)는 일반적인 장치로서 그 구성 및 작동은 생략한다.

이와같이 구성된 본 발명의 작동을 살펴보면 다음과 같다.

먼저 외부전원은 인가하여 구동모터(20)을 작동하므로써 벨트(30)로 연결된 플라이휠(40)이 회전작동하면, 상기 플라이휠(40)에 후단이 편심되게 핀결합된 커넥팅로드(50)의 선단은 수평방향으로 전후왕복이동을 한다.

그리고 도 5에 도시한 바와같이 상기 커넥팅로드(50)의 선단에 핀결합된 상링크(60)와 하링크(70)의 앞뒤 사이각(θ₂)은 커졌다 작아졌다를 반복한다.

즉, 상기 사이각(θ₂)은 도 6과 같이 그 각이 최대일 경우에는 180⁰로 상링크(60)와 하링크(70)가 수직으로 일직선상에 위치하며, 또한 상기 사이각이 최소일 경우에는 도 5와같이 커넥팅로드(50)의 선단이 최대한 수평방향으로 전진한 상태 및 최대한 후퇴한 상태가된다.

상기 사이각(θ₂)이 최대각인 경우에는 슬라이더(80)가 최대한 하강한 상태이며 이를 하사점이라하며, 상기 사이각이 최소인 경우에는 슬라이더(80)가 최대한 상승한 상태로서 이를 상사점이라한다.

상기 하사점과 상사점의 거리를 슬라이더(80)의 수직왕복거리인 행정이라 한다.

그리고 상기 하사점에서 상금형과 하금형이 접촉된다.

따라서, 상기 슬라이더(80)가 하사점으로 수직이동되므로서 판재(170)의 타발작업이 이루어지게되된다.

상기 판재(170)의 타발작업에 따른 본 발명의 작동상황을 자세히 살펴보면 다음과같다.

먼저, 상기 슬라이더(80)가 하사점이 근접되면 기설정된 콘트롤러(140)의 제어신호에 의하여 유압발생장치(150)가 작동되어 고압의 유압을 각 유압호스(151,151')와 유로(165,165')를 통하여 슬라이더(80)와 하부프레임(110)의 각 실린더홈(161,161')으로 전달하여 각 피스톤(162,162')을 상하방향으로 수직이동되도록한다.

따라서, 각 피스톤(162,162')에 부착된 다수의 수직핀(163,163')이 볼스터(120) 및 하금형(130)과 금형체결용 다이(90)및 상금형(100)에 형성된 수직 가이드홀(164,164')를 관통하여 상금형(100)과 하금형(130) 사이에 위치한 판재(170)의 상하면을 상하로 압착고정한다.

이때, 상기 수직핀(163,163')은 판재(170)와 하금형(130)의 사이가 매우 미세한 간극을 갖도록 판재(170)를 압착고정하도록 함이 바람직하다.

이후, 슬라이더(80)가 하사점까지 하강하므로서 상금형(100)과 하금형(130)에 의하여 그사이에 있는 판재(170)의 일부를 일정한 모양으로 전단가공하며, 상기 다수의 수직핀(163,163')이 판재(170)의 가공부위 주변을 압착고정하므로 타발작업시 전단면 주변에서 전단굽힘모우먼트의 발생이 최소화된다.

그리고 도 7에 도시한 바와같이 커넥팅로드(50)의 선단이 수평방향으로 최대한 전진된 상태와 후퇴한 상태에서 상링크(60)의 상단 핀결합부와 하링크(70)와 슬라이더(80)의 핀결합부를 기준으로, 상링크(60)의 원호각(θ₃)이 하링크(70)의 원호각(θ₄)보다 적으며, 동시에 상기 상링크(60) 하단과 하링크(70) 상단은 커넥팅로드(50)에 의하여 동일한 거리를 왕복운동하므로, 상대적으로 상링크(60)의 하단부 각가속도ω₃ 및 원주속도Ⅴ₃보다 하링크(70)의 상단부 각가속도ω₄ 및 원주속도Ⅴ₄가 빠르게 나타나며 그로인하여 슬라이더(80)의 상하왕복속도는 하링크(70)의 원주속도Ⅴ₄에 비례하게된다.

또한, 상기 하링크(70)의 원호각(θ₄)은 슬라이더가 하강 및 상승됨에 따라 가변된다.

따라서 일반적으로 같은 일을 하는 부분의 속도가 크면 얻어지는 힘은 작고, 반대로 속도가 작으면 얻어지는 힘은 큰것으로서 이러한 링크기구는 링크의 길이를 적당히 선택하므로서 속도와 힘을 조절하는 것으로서 상기 슬라이더(80)의 수직왕복속도는 상사점에 근접되면서 점점 빠르게되며, 하사점에 근접되면서 점점 느리게된다.

이와같은 하사점 및 그 근접거리에서 슬라이더(80)의 이동속도 일반적인 너클프레스의 슬라이더의 이동속도보다 완만하게되고 수직핀(163,163')에 의한 판재(170)의 압착고정에 의하여 타발작업시 가공품의 전단면이 매끄럽게 형성된다.

특히, 냉간가공에서는 슬라이더(80)의 전단속도가 전단면에서 완만하게 진행되므로서 전단면의 상태가 매끄럽게 나타난다.

그리고 상기 유압발생장치(150)에서 발생되는 유압은 슬라이더(80)의 타발력 이하이며, 슬라이더(80)의 하강에 의하여 판재(170)가 타발될 때 콘르롤러(140)에 의하여 그 작동이 정지된다.

이상에서 살펴본 바와같이 본 발명은 가공소재의 가공부위를 압착고정하고 동시에 빠른 속도로 전단작업이 이루어지도록하여 가공물의 전단면이 매끄럽게 형성하여 제품의 완성도를 향상하는 효과가 있으며, 정밀프레스가공에 적합한 매우 유용한 발명이다.

도 1은 일반적인 너클프레스를 나타낸 개략도.

도 2는 일반적인 너클프레스로 가공한 가공품의 전단면을 나타낸 단면도.

도 3은 일반적인 너클프레스에 의한 판재의 타발작업상태를 나타낸 개략도.

도 4는 본 발명인 너클프레스의 구성을 나타낸 개략도.

도 5는 본 발명에서 상사점에 위치한 슬라이더와 링크의 상태를 나타낸 개념 도.

도 6은 본 발명에서 하사점에 위치한 슬라이더와 링크의 상태를 나타낸 개념 도.

도 7은 본 발명에서 상링크와 하링크의 원호각을 나타낸 개념도.

***** 도면의 중요부분에 대한 부호의 상세한 설명 *****

60 : 상링크 70 : 하링크

80 : 슬라이더 160 : 판재압착고정수단

161,161' :실린더홈 162,162' : 피스톤

163,163' : 수직핀 164,164' :수직 가이드홀

165,165' : 유로

Claims

구동모터와 벨트로 연결된 플라이휠에 후단이 핀결합된 커넥팅로드의 선단에 하단과 상단이 각각 핀결합된 상링크와 하링크와, 상기 하링크 하단에 핀결합된 슬라이더로 구성된 너클프레스에 있어서,

상링크(60)의 길이(L3)는 하링크(70)의 길이(L4)보다 길게 형성하고,

상기 하링크(70)의 하단에 핀결합된 슬라이더(80)와 상기 슬라이더(80)의 직하방향의 하부프레임(110)에는 기설정된 프로그램이 입력된 콘트롤러(140)에 의하여 작동되는 유압발생장치(150)와 유압호스(151'151')로 연결되어 타발작업시 가공되는 판재(170)를 상하에서 압착고정하는 판재압착고정수단(160)을 구비한 것을 특징으로 하는 너클프레스.
제 1 항에 있어서,

상기 판재압착고정수단(160)은 슬라이더(80)의 하부와 하부프레임(110)의 상부에 동일 수직축상으로 각각 실린더홈(161,161')를 형성하고,

상기 슬라이더(80)의 실린더홈(161)에 내재된 피스톤(162)의 하부면에는 일정한 간격을 두고 원주방향으로 다수의 수직핀(163)을 형성하며 상기 하부프레임(110)의 실린더홈(161')에 내재된 피스톤(162')의 상부면에는 상기 수직핀(163)과 대향되게 다수의 수직핀(163')을 형성하고,

상기 수직핀(163,163')이 각각의 피스톤(162,162')의 작동으로 수직으로 상하이동되도록 슬라이더(80)의 하부면에 체결하는 금형체결용다이(90) 및 상금형(100)과 하부프레임(110)의 상부면에 체결하는 하금형(130), 볼스터(120)에는 수직 가이드홀(164,164')을 형성하고,

상기 실린더홈(161,161')으로 외부에서 유압이 유입되도록 슬라이더(80)와 하부프레임(110)에 각각 유로(165,165')를 형성한 것을 특징으로하는 너클프레스.
제 1 항에 있어서,

상기 상링크(60)와 하링크(70)의 길이 비율은 L3 : L4 = 1.3~1.5 : 1의 비율로 형성한 것을 특징으로 하는 너클프레스.