KR100474353B1 - 금속판의 절곡 가공 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 직각으로 절곡하는 부분에 라운딩을 주며, 스프링백 현상에도 불구하고 직각을 유지할 수 있도록 하는 절곡가공방법 및 그 장치에 관한 것으로써, 로울러펀치와 푸싱장치를 이용하여 가공시 소성역을 넓게 하여 소재에 무리를 주지 않고 절곡가공이 가능하도록 하고 있다.

Description

금속판의 절곡 가공 방법 및 장치{metal plate curving method and device}

본 발명은 강판의 절곡가공 방법 및 장치에 관한 것으로써, 특히 직각으로 절곡하는 부분에 라운딩을 주며, 스프링백 현상에도 불구하고 직각을 유지할 수 있도록 하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

비디오, 컴퓨터, 오디오기기 등 가전제품의 대부분은 직각으로 절곡된 칼라강판을 케이스로 사용하고 있다. 이 경우 미관상 또는 인체에 상해를 적게 하기 위하여 각진 부분을 라운딩 처리를 요하게 된다.

이 라운딩 처리를 위하여 종래기술은 도 6와 같이 모서리부가 라운딩된 직각인 다이위에 소재가 되는 강판을 올려 놓고, 펀치를 로울러로 하여 연직하방으로 작동시켜 로울러펀치가 강판을 타고 내려가면서 강판을 절곡시킨다.

따라서, 로울러펀치가 연직하방만으로 작용하게 되어 소재는 직각으로 변형되지만, 변형된 강판이 장치에서 제거가 되면 도 6와 같이 스프링백 현상에 의해 강판은 직각을 유지하지 못하고 둔각을 이루게 된다. 또한, 상기와 같은 방법으로 만든 강판을 이용하여 제품의 케이스로 사용시 볼트 등의 체결기구를 이용해 억지로 직각을 유지시키면 강판에 굽힘응력이 작용하여 강판측면 뿐 아니라 상면도 바깥으로 휘게 된다.

한편, 로울러펀치가 연직하방으로만 작용하게 되어 로울러펀치와 강판이 순간적으로 선접촉한 후 슬립이 일어나 마찰이 발생하며, 이때 강판의 절곡부분만이 심하게 소성변형이 일어나서 절곡부분이 취약해지거나 찢어지게 될 가능성이 있어 불량품이 양산될 소지가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같이 종래기술의 문제점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 강판을 직각으로 절곡하여 성형후에도 직각을 유지하도록 하며 절곡부분의 심한 변형으로 인한 파손을 막을 수 있는 절곡방법 및 장치를 제공함에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 관한 금속판의 절곡가공방법 및 절곡가공장치의 구체적인 실시의 형태에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 및 도 2에는 절곡가공방법을 개략적으로 도시한 개념도가 나타나 있다.

로울러펀치(200)의 최초 위치는 다이(400)의 선단 바로 위에서 소정의 거리만큼 적어도 금속판(500)의 두께만큼 다이(400)쪽으로 수평이동한 상태이다. 상기의 로울러펀치(200)의 상태에서 금속판(500)이 다이(400) 상면에 공급된다.

로울러펀치(200)가 하방으로 이동하면서 금속판(500)과 접촉하면, 로울러펀치(200)는 금속판(500)을 타고 누르며 다이(400)의 선단측으로 이동한다. 이때, 금속판(500)은 전단력을 받아 전위를 일으키며 신장하는 소성변형을 일으킨다.

이 상태에서 금속판(500)은 하방으로 절곡되어, 라운딩 부분이 전단변형 후에 순차적으로 이루어져서 소성변형의 영역이 넓게 되어 금속판(500)의 벤딩부분이 찢어지지 않게 된다.

로울러펀치(200)가 다이(400)의 선단을 지나면, 다이(400)의 선단을 힌지하여 금속판(500)은 90°이상으로 꺾인다. 이후 로울러펀치(200)는 수평방향으로 금속판(500)을 계속 누르며, 금속판(500)을 다이(400)의 측면벽에 밀어붙인다.

로울러펀치(200)는 금속판(500)의 선단까지 밀어붙인 후, 상향하며 역순으로 원위치로 되돌아 간다. 로울러펀치(200)의 복귀 후 금속판(500)은 다이(400)로부터 제거되는데, 이 때 금속판(500)은 스프링백현상으로 다시 열려진다. 이 때, 스프링백으로 회복한 후의 형상이 원하는 각이 되도록 다이(400)의 선단각을 조정하여 소정의 값으로 다이(400)를 성형하여 설치하면 일정한 형상의 제품을 양산할 수 있다.

상기의 과정 중 로울러펀치(200)가 금속판(500)을 수평방향으로 밀어붙이게 하기 위하여 본 발명에서는 부로울러(300)를 사용하였다.

부로울러(300)를 사용하는 이유로는 로울러펀치(200)와 함께 회전하며 힘을 전달함으로써 로울러펀치(200)가 금속판(500)을 균일분포하중으로 누르게 하기 위함이며, 또한 로울러펀치(200)가 굽힘응력을 받아 크라운형상으로 변형되는 것을 방지하기 위함이다.

부로울러(300)는 회전축이 로울러펀치(200)의 회전축과 동일 평행면 상에서 나란하게 위치하여야 한다. 부로울러(300)와 로울러펀치(200)의 위치를 올바로 하여 설치하여 형상오차가 발생하지 않아야 로울러펀치(200)의 변형을 막을 수 있으며 제품의 형상도 원하는 치수대로 제작될 수 있다.

상기와 같은 발명에 대해 실시예인 장치의 구성은 다음과 같다.

도 3 내지 도 5는 실시예의 사시도이다. 구동원을 가지는 프레스기의 상부베이스(100)에 로울러펀치(200)와 푸싱장치와 드라이브캠(110)이 붙어 있고, 하부베이스에는 2개의 다이(400)가 마련된다.

상부베이스(100)는 구동원의 행정에 맞추어 수직왕복운동을 한다. 따라서, 상부베이스(100)와 일체로 되어 있는 로울러펀치(200)와 푸싱장치 및 드라이브캠(110)은 상부베이스(100)과 함께 상하운동을 한다.

로울러펀치(200)는 양측 말부에 저널을 형성하여 베어링에 설치되어 있다. 베어링부(210)의 상부는 소정의 구간만큼 수평이동이 가능하도록 슬라이딩부(도시생략)를 마련한 상부베이스(100)의 하부면에 부착되어 있다.

푸싱장치는 상기 베어링부의 외측으로 상부베이스(100)의 하면에 고정된 빔 상이고 다수의 구멍을 갖는 펜스(330)와, 상기 펜스의 구멍에 삽입되어 조절볼트(350)에 의해 한 쪽이 지지되어 조절이 가능한 복원력을 발생시키는 스프링(340)과, 로울러펀치(200)와 선접촉하여 함께 구름운동을 하며 로울러펀치(200)에 균일분포로 수평력을 가하는 부로울러(300)와, 상부베이스(100)와 수평으로 슬라이딩이 가능하게 결합되어 스프링(340)의 복원력을 받아 부로울러(300)와 일체로 운동하며 부로울러(300)의 베어링부가 마련된 푸싱플레이트(310)를 포함한다.

도 3와 도 4에서는 스프링(340)이 아직 펜스(330)에 삽입되지 않은 상태로 도시되어 있고, 도 5는 스프링(340)이 펜스(330)에 조절볼트(350)에 의해 삽입되어 있다.

상기의 조절볼트(350)는 디스크 상의 볼트로서 외주면에 수나사가 형성되어 있고, 한쪽면은 평평하고 다른면은 볼트를 풀거나 조일 수 있도록 렌치홈을 마련하고 있는 무두볼트를 사용한다. 무두볼트는 유량조절이나 스프링의 변형량 조정등 기계 분야의 물리량의 조절에 이용된다.

상부베이스(100)의 하부에 고정된 가이드(320)는 푸싱플레이트(310)의 수평운동을 안내한다.

드라이브캠(110)은 하단이 V형의 쐐기를 마련되고 상부베이스(100) 하면에 하방으로 형성되어, 접촉면을 중심으로 대칭되게 형성되어 있는 2개의 다이(400)의 접촉면 사이에 삽입되어 다이(400) 사이의 간격을 드라이브캠(110)의 폭만큼 벌려주는 역할을 한다.

드라이브캠(110)은 작업시 금속판(500)과 접촉하지 않도록 금속판(500)의 폭보다 바깥쪽으로 설치된다. 2개의 다이(400) 접촉면에는 드라이브캠(110)의 삽입을 위해 모따기 또는 V홈이 형성되어 있다.

드라이브캠(110)을 이용하여 다이(400)를 벌려주는 이유는, 제품하단에 걸림턱에 의해 성형 후 제품의 분리시 다이의 선단에 제품이 걸려 변형이 발생하는 것을 막기 위해, 성형시에는 원하는 다이폭을 유지시켜주고 성형후에는 다이를 오므려 제품의 분리를 용이하게 하기 위함이다.

금속판(500)이 로울러펀치(200)에 의해 변형시 금속판(500)이 다소 밀려 금속판(500)이 중앙부분이 상측으로 다소 뜨는 것을 방지하고, 금속판(500)을 다소 신장시켜 소성변형을 용이하게 하기 위함이다.

다이(400)는 2개로 구성되어 있으며, 같은 형상이 대향되게 하부베이스(600)에 설치되어 있으며, 소정의 간격의 좌우슬라이딩 이동이 가능하다.

다이(400)의 형상은 상변이 긴 사다리꼴로 접촉면쪽에서는 수직으로 형성되며, 반대쪽 선단은 소정의 각도로 기울어져 형성되어 있다. 기울어진 각도는 스프링백을 고려하여 원하는 제품의 각도보다 약간 더 크게 기울여야 한다.

본 실시예의 작동순서는 다음과 같다.

구동원에 의해 상부베이스(100)가 상사점에 도달한 상태에서, 2개로 구성된 다이(400) 위에 금속판(500)의 중앙부가 2개의 다이(400)의 접합면에 오도록 공급한다.

상부베이스(100)가 하강함에 따라 로울러펀치(200)는 다이(400)의 소정의 간격만큼 안쪽에서 금속판(500)에 접하여 다이(400)의 형상을 따라 구름운동을 하기 시작한다.

로울러펀치(200)가 하향하는 동안 푸싱장치에 의해 계속적으로 다이(400)의 내측으로 로울러펀치(200)를 밀어붙여 금속판(500)을 다이(400)의 측면에 붙인 상태로 로울러펀치(200)가 금속판(500) 위를 구름운동하게 된다.

그동안 상부베이스(100)에 부착된 드라이브캠(110)이 하강하면서 2개의 다이(400)의 접합면에 마련된 홈에 삽입되면서 2개의 다이(400)를 바깥쪽으로 밀어붙이게 되어, 금속판(500)은 드라이브캠(110)의 폭만큼 신장하게 된다.

상부베이스(100)가 하사점에 도달하면, 상부베이스(100)는 다시 위로 올라가는데 이때 로울러펀치(200)는 금속판(500)을 타고 상부베이스(100)가 하사점까지 오는 동안의 로울러펀치(200)의 궤적을 역행하여 금속판(500)위에서 구름운동을 하며 최초의 위치로 이동한다.

상부베이스(100)가 상사점에 도달하면, 성형된 금속판(500)을 제거하고 성형할 새로운 금속판(500)을 공급한다.

상기와 같은 과정을 반복하고 금속판(500)의 공급을 공급장치에 의해 자동화시키면 원하는 각도로 절곡된 금속판(500)을 대량생산하는 것이 가능하다.

본 발명에 의하면 금속판을 직각으로 절곡하여 성형후에도 직각을 유지하도록 하며 절곡부분의 심한 변형으로 인한 파손을 막을 수 있으며, 또한 일정규격의 절곡된 금속판을 대량으로 생산할 수 있는 효과를 가진다.

도 1 은 본 발명의 개념을 도시한 평면도

도 2 는 본 발명의 개념을 도시한 사시도

도 3 은 상부베이스를 아래에서 바라본 사시도

도 4 는 다이가 결합된 상태를 아래에서 바라본 사시도.

도 5 는 본 발명의 전체사시도

도 6 은 종래기술의 개념을 도시한 평면도

* 도면부호의 설명 *

100: 상부베이스 110: 드라이브캠

200: 로울러펀치 210: 베어링부

300: 부로울러 310: 푸싱플레이트

320: 가이드 330: 펜스

340: 스프링 350: 조절볼트

400: 다이 500: 금속판

600: 하부베이스

Claims (3)

1. 프레스로 금속판(500)을 로울러펀치(200)에 의해 소정의 각으로 가공하는 절곡가공방법에 있어서,

   금속판(500)이 다이(400) 위에 공급되는 단계와;

   로울러펀치(200)로 수직방향으로 이동시켜 금속판(500)을 눌러 변형시키는 단계와 동시에, 로울러펀치(200)를 수평방향으로 이동시켜 금속판(500)을 눌러 소정의 각 이상으로 변형시키는 단계; 및

   로울러가 최초위치로 복귀하고 성형된 금속판(500)이 제거되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절곡가공방법.
2. 구동원과,

   상기 구동원과 일체로 수직운동하는 상부베이스(100)와,

   하부베이스(600)에 부착되어 절곡된 부분의 각을 가공하고자 하는 각 이상으로 형성되고, 상부면에 가공할 금속판(500)이 공급되는 다이(400)와,

   상기 상부베이스(100)의 하부에 일체로 형성되어 수직운동을 함과 동시에 소정의 구간을 수평방향으로 병진운동하며 상기 금속판(500)에 외력을 가해 소성변형역을 넓게 하여 성형하는 로울러펀치(200)와,

   상기 상부베이스(100)의 하부에 일체로 설치되고 상기 로울러펀치(200)의 외측에 밀착하여 로울러펀치(200)에 수평방향으로 균일분포의 힘을 부과하는 푸싱장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속판(500)의 절곡가공장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   푸싱장치는

   상기 베어링부의 외측으로 상부베이스(100)의 하면에 고정된 빔 상이고 다수의 구멍을 같는 펜스(330)와;

   상기 펜스(330)의 구멍에 삽입되어 조절볼트(350)에 의해 한 쪽이 지지되어 조절이 가능한 복원력을 발생시키는 스프링(340)과;

   로울러펀치(200)와 선접촉하여 함께 구름운동을 하며 로울러펀치(200)로울러펀치(200)로 수평력을 가하는 부로울러(300)와;

   상부베이스(100)와 슬라이딩이 가능하게 결합되어 스프링(340)의 복원력을 받아 부로울러(300)와 일체로 운동하며, 부로울러(300)의 베어링부가 마련된 푸싱플레이트(310)를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속판(500)의 절곡가공장치.