KR100489958B1 - 다열 프로그레시브 드로잉 금형의 자동성형공정 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자제품 등의 소형부품(수 밀리미터)에 사용되는 연질박판의 높이 정밀도 유지와 높이 단차를 극소화하고 발생되는 버어(burr)를 원천적으로 방지하고자 포징(forging)공정을 통해 경사진 라운딩 단면을 얻을 수 있는 다열 프로그레시브 드로잉 금형의 자동성형공정 및 장치에 관한 것이다.

본 발명의 다열 프로그레시브 드로잉 금형의 자동성형공정은 전자제품 등의 소형부품에 사용되는 연질박판의 다열 프로그레시브 드로잉 금형의 자동성형공정에 있어서, 연질박판을 일정한 두께와 성형면적으로 제조하는 제 1공정; 펀치(1)와 닿는 상기 연질박판의 일면은 중단부분에 이형상(Y)을 갖는 펀치(1)로 일정 두께까지 잘라냄과 동시에, 다이(3)와 닿는 상기 연질박판의 타면은 경사진 라운딩 단면을 갖도록 프레스하는 제 2공정; 및 상기 프레스된 연질박판을 고정하고 상기 일정 두께까지 잘린 연질박판 일면의 플랜지 부분을 훑어내고 다듬는 제 3공정을 포함하여 이루어짐에 기술적 특징이 있다.

또한, 본 발명의 다열 프로그레시브 드로잉 금형의 자동성형장치는 연질박판을 파지하는 다이; 및 연질박판의 플랜지를 쉽게 각종 이형상의 경사단면으로 성형하기 위해 중단부분에 테두리(Y)를 갖는 펀치로 이루어짐에 기술적 특징이 있다.

따라서, 본 발명의 다열 프로그레시브 드로잉 금형의 자동성형공정은, 종래 기술에서는 트리밍공정을 필수적으로 이용하여 제품의 경사단면을 형성한 것과는 달리, 트리밍공정을 생략하고 간단한 작업 공정을 통해 제품의 경사단면을 형성한다. 또한, 어떤 형상의 드로잉 제품이라도 크기, 재질, 수량, 납기 등에 따라 1열 또는 다열취출이 가능하고 전자제품에 쓰이는 합성수지재의 소형 부품과 위아래의 방향성없이 손쉽게 결합할 수 있어 고품질 대량생산을 할 수 있다.

Description

다열 프로그레시브 드로잉 금형의 자동성형공정 및 장치{Automatic forming process for cavity progressive drawing mold and device thereof}

본 발명은 다열 프로그레시브 드로잉 금형의 자동성형공정 및 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 전자제품 등의 소형부품(수 밀리미터)에 사용되는 연질박판의 높이 정밀도 유지와 높이 단차를 극소화하고 발생되는 버어(burr)를 원천적으로 방지하고자 포징(forging)공정을 통해 경사진 라운딩 단면을 얻을 수 있고 전자제품에 쓰이는 합성수지재의 소형 부품과 위아래의 방향성없이 손쉽게 결합할 수 있는 다열 프로그레시브 드로잉 금형의 자동성형공정 및 장치에 관한 것이다.

종래에는, 금속제품의 절단면에 경사단면을 형성시킬 수 있는 프로그레시브 금형에 있어, 펀치에 의한 프레스 공정을 한 후, 불필요한 플랜지(flange) 부분을 잘라내는 트리밍 공정을 통해서 제품(2)을 가공하였다.

도 1은 종래의 성형공정의 예로서, 제 4공정에서 트리밍 공정을 가하여 제품(2)을 생산하는 것을 볼 수 있다. 이러한 트리밍 공정을 도 2에서 도시한 바와 같이, 펀치(1)에 의한 프레스 공정을 통해 주로 이루어진다.

도 3은 프레스 공정 중에 볼 수 있는 제품(2)의 상세한 단면을 도시한 것이다. 프레스 공정을 마친 제품(2)의 상세한 단면을 도시하면 도 4와 같다. 이러한 일련의 공정을 통한 제품(2)은 단차(4)와 버어(5)와 높이단차(T₁)가 발생하게 되고, 다른 부품과의 결합시 발생된 버어(5)를 통해 손상을 주게 되며, 발생된 단차(4)때문에 제품의 높이와 크기가 일정치 않아 불량률이 높아 진다.

상기와 같은 문제점을 극복하기 위한 방법으로서, 대한민국 공개특허 제2002-0005076호에 나타난 방법을 보면, 트리밍 공정 후 크랙을 형성하여 파단이 일어나도록 하는 방법을 제시하고 있다. 도 5는 파단이 일어나도록 하는 방법을 도시하고 있고, 도 6은 상기 방법에 의한 공정이다.

이러한 공정에 의한 방법은 강도가 강한 강질의 금속 또는 두께가 두꺼운 금속분야에서는 이용할 수 있지만, 전자제품 등의 소형부품(수 밀리미터)으로 사용되는 연질박판의 다열 프로그레시브 드로잉 금형을 성형하고자 할 때에는, 파단이 예상할 수 없는 방향으로 형성될 수 있기 때문에 불량률이 발생할 여지가 다분하다.

또한 외측 테두리부분의 경사 라운드가 일정치 않은 이러한 종래의 불량율은 전자제품에 쓰이는 합성수지재의 소형 부품 등과 밀착 결합시 에러발생을 초래하게 되어 자동생산라인의 생산율을 현저히 떨어뜨린다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 제반 단점과 문제점을 해결하기 위한 것으로, 불량률이 발생하기 쉬운 트리밍 공정을 거치지 않고 제품의 형상에 맞는 각종 이형상의 펀치(1)를 이용한 프레스 공정을 통해, 공정을 단순화 시키며 제품의 높이 정밀도 유지와 높이 단차(4)를 극소화하고 발생되는 버어(5)(burr)를 원천적으로 방지하며 경사진 라운딩 단면을 얻을 수 있고 자동생산라인에서 타제품과의 밀착 결합시 손상을 주지 않고 에러의 발생이 거의 없어 고속 대량 생산이 가능한 다열 프로그레시브 드로잉 금형의 자동성형공정 및 장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 전자제품 등의 소형부품에 사용되는 연질박판의 다열 프로그레시브 드로잉 금형의 자동성형공정에 있어서, 연질박판을 일정한 두께와 성형면적으로 제조하는 제 1공정; 펀치(1)와 닿는 상기 연질박판의 일면은 중단부분에 이형상(Y)을 갖는 펀치(1)로 일정 두께까지 잘라냄과 동시에, 다이(3)와 닿는 상기 연질박판의 타면은 경사진 라운딩 단면을 갖도록 프레스하는 제 2공정; 및 상기 프레스된 연질박판을 고정하고 상기 일정 두께까지 잘린 연질박판 일면의 플랜지 부분을 훑어내고 다듬는 제 3공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 다열 프로그레시브 드로잉 금형의 자동성형공정에 의해 달성된다.

본 발명의 다열 프로그레시브 드로잉 금형의 자동성형공정 및 장치는 전자제품 등의 소형부품에 사용되는 연질박판을 성형하기 위한 것으로서, 강도가 강한 강질의 금속 또는 두께가 두꺼우며 수 센티미터 내지 수 미터 내외의 중대형 금속의 성형보다는, 강도가 연한 연질의 금속이면서 얇고 수 밀리미터 내외의 소형부품에 해당하는 금속분야의 성형에 적합하다.

본 발명의 상기 목적과 기술적 구성 및 그에 따른 작용효과에 관한 자세한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 이하 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.

먼저, 도 7은 본 발명에 따른 성형 공정의 일실시예이다. 제 1공정은 연질박판을 일정한 두께와 성형면적으로 제조하는 공정이다. 제 2공정은 제조된 연질박판을 다이(3)에 올려놓고 펀치(1)로 프레스를 가하는 공정이다.

상기 펀치(1)는 도 14에 도시된 바와 같은 다양한 경사면을 가진 제품을 생산할 수 있도록, 양 옆의 날이 다양하게 설정될 수 있다. 펀치(1)의 Y부분에 의해 양 옆의 날이 다양하게 설정될 수 있으며 이러한 Y부분은 펀치(1)와 일체형 또는 결합형으로 구성된다.

제 2-1공정은 펀치(1)의 X부분에 의해 프레스된 공정이고, 제 2-2공정은 펀치(1)의 Y부분에 의해 프레스된 공정이다. 상기 Y부분에 의해 프레스된 제 2-2공정을 상세히 도시하면 도 8과 같다.

도 8을 보면, 제품(2)이 잘려진 부분(H)과 잘려지지 않은 부분(H₁)이 있는 바, 펀치(1)의 Y부분에 의해 잘려지지 않은 부분의 높이(H₁)는 잘려진 부분(H)의 높이에 비해 작으며, 0.1mm 두께의 연질박판을 성형할 때 그 높이(H₁)는 연질박판 두께의 0.03mm 가량으로 연질박판 두께의 1/3정도가 적당하다. 도 8에서 볼 수 있는 B는 펀치(1)가 제품(2)을 프레스하는 범위를 나타낸 것이고, A는 펀치(1)와 다이(3) 사이의 틈새를 나타낸 것이다. 도 9는 펀치(1)에 의해 프레스 된 제품(2)의 상세단면도이다.

제 3공정은 제 2공정에서 잘려지지 않은 부분의 높이(H₁)를 훑어내는 공정이다. H₁을 훑어내는 과정에 앞서, 펀치(1)에 의해 프레스되는 방향으로 좀더 쳐올리는(또는 쳐내리는) 푸쉬백공정을 가한다. 푸쉬백공정이 가해진 제품은 프레스되는 반대방향으로 훑어올리는 과정에서 발생할 수 있는 버어를 원천적으로 해소할 수 있다. H₁에 해당하는 플랜지 부분을 훑어내는 방향은 펀치(1)가 프레스하는 방향의 역방향이다. 푸쉬백공정 후 매우 작은 두께(H₁)가 매달려 있는 것이므로 작은 힘으로도 떨궈질 수 있어, 간단한 작업으로 H₁에 해당하는 플랜지 부분을 훑어낼 수 있다. H₁에 해당하는 플랜지 부분을 훑어내고 오차를 줄이기 위해 핀으로 제품(2)을 고정한다. H₁이 떨궈지면 미세한 버어(5)(burr)가 발생할 수 있지만, 훑어내는 과정에서 역방향으로 작업이 진행되기 때문에 H₁이 떨궈진 후 계속되는 작업도구의 역방향 진행으로 인해 자연스럽게 버어(5)(burr)를 해소한다.

따라서, 본 발명의 다열 프로그레시브 드로잉 금형의 성형 공정에서 생산되는 제품(2)의 오차범위는 0.01mm 내외로 설정된다.

제 3-1공정은 바닥면이 관통된 원통 또는 각통 형상의 다양한 제품(2)을 생산할 때 추가적으로 곁들일 수 있는 공정으로서, 바닥면을 피어싱작업으로 뚫는 공정이다. 제 3-1공정이 추가되지 않는 경우는 바닥면이 관통되지 않는 원통 또는 각통 형상의 다양한 제품(2)을 생산할 때이다.

도 10은 도 7에서 설명된 공정과 유사한 다른 실시예이다. 도 10에서의 공정이 도 7과 다른 차이점은 펀치(1)로 프레스하는 방향이 반대이며, H₁에 해당하는 플랜지 부분을 훑어내는 방향도 반대인 점이다. 도 11은 펀치(1)의 Y부분에 의해 프레스된 제 2-2공정을 상세히 도시한 것이며, 도 12는 펀치(1)에 의해 프레스 된 제품(2)의 상세단면도이다.

본 발명의 다열 프로그레시브 드로잉 금형의 자동성형공정 및 장치에서 생산되는 제품(2)은 펀치(1)와 다이(3)를 구비하는 작업대를 하나 또는 다수 설치할 수 있으며, 이러한 일괄적인 생산 시스템을 구축함으로써, 1열 또는 다열취출이 가능하다.

도 13은 상기 도 7 또는 도 10에서 설명한 공정에 의해 만들어진 각종 이형상의 제품(2)을 도시한 것이다. 라운드형 관통 제품도, 경사형라운드 관통 제품도, 모따기형 관통 제품도, 라운드형 드로잉 제품도, 경사형라운드 드로잉 제품도, 모따기형 드로잉 제품도 등을 설명하고 있으며, 이에 대한 제품의 플랜지 부분에 대한 상세단면도를 도 14에 도시하고 있다.

도 15는 본 발명의 공정에 따라 생산되는 제품(2)이 소형부품(6)과의 밀착 결합되는 과정에 대한 사시도이다. 본 발명의 공정에 따른 제품은 위 아래 모두 경사 라운드가 생성되어 타제품과의 밀착 결합시 위 아래를 구별할 필요가 없어, 위 아래의 구별을 한 후 경사 라운드가 있는 쪽을 선택하여 소형부품(6)과 밀착 결합을 시켰던 종래의 생산방법과는 달리, 위 아래 중 어떤 방향에서의 결합이라도 무관한 제품의 밀착 결합시 고속 대량 생산이 가능하다. 즉 방향성없는 결합을 달성하므로 간편한 밀착 결합을 한다. 소형부품(6)은 주로 합성수지제품이 사용된다.

위 아래의 구별이 필요없는 제품, 즉 방향성없는 제품이 제조되는 근거는 상기 설명한 바와 같이, 일정한 두께로 제조된 연질박판의 일면을 제조하고자 하는 형상에 알맞는 펀치(1)로 프레스하는 제 2공정과 연질박판을 핀으로 고정하고 플랜지 부분을 훑어내고 다듬는 제 3공정을 통해 위 아래에 버어(5)가 제거된 경사진 라운딩 단면을 갖는 제품을 얻기 때문이다. 제 2공정을 통해 펀치(1)에 닿는 연질박판의 일면은 약간의 플랜지 부분이 발생하고, 펀치(1)에 닿는 면의 반대면인 다이(3)에 닿는 면은 자연스럽게 경사진 라운딩 단면을 갖게 된다. 그 후 제 3공정을 통해 펀치(1)에 닿는 연질박판의 일면의 플랜지 부분이 제거되면서 위 아래 모두 경사진 라운딩 단면을 갖게 되는 것이다.

도 15의 (a)는 본 발명의 공정에 의한 제품(2) 윗면이 소형 부품(6)과 결합되는 사시도이고, (b)는 본 발명의 공정에 의한 제품(2) 아랫면이 소형 부품(6)과 결합되는 사시도이며, (c)는 본 발명의 공정에 의한 제품(2)과 소형 부품(6)이 결합된 사시도이다.

따라서, 본 발명의 다열 프로그레시브 드로잉 금형의 자동성형공정 및 장치는 종래 기술에서는 트리밍공정을 필수적으로 이용하여 제품의 경사단면을 형성한 것과는 달리, 트리밍공정을 생략하고 간단한 작업 공정을 통해 제품의 경사단면을 형성한다.

본 발명의 성형공법으로 만들어진 제품은 수작업이 다소 필요했던 공정을 줄일 수 있고 제품의 위 아래 방향을 구별할 필요가 없어 자동화 공정을 한층 강화시킨다. 이는 제품의 경사단면이 매끄럽게 형성되는 공정으로 인해 불량율을 낮출 수 있기 때문이다. 즉, 종래기술에 의한 생산 공정은 경사단면의 버어(5)(burr)와 단차를 극복하지 못했던 문제점으로 인해 자동생산라인에서 핸드폰 등에 쓰이는 다른 소형 합성수지재품과의 밀착 결합시 타제품들이 긁히거나 찌그러지는 등의 에러를 발생시키며, 이러한 에러를 제거하기 위해 수작업이 필요했지만 본 발명의 공정에 따른 제품은 경사단면의 버어(5)(burr) 발생을 원천적으로 억제하므로 라운드가 매끄럽게 형성되며, 단차가 거의없어 자동생산라인에서 타제품과의 밀착 결합시 손상을 주지 않고 에러의 발생이 거의 없어 고속 대량 생산이 가능한 장점이 있다.

또한, 어떤 형상의 드로잉 제품이라도 크기, 재질, 수량, 납기 등에 따라 1열 또는 다열취출이 가능하여 고품질 대량생산을 할 수 있다.

도 1은 종래의 성형공정이다.

도 2는 종래의 트리밍 공정이다.

도 3은 종래의 트리밍 공정 중 제품의 상세한 단면을 도시한 것이다.

도 4는 종래의 성형공정에 의한 제품의 상세한 단면이다.

도 5는 종래기술로 파단이 일어나도록 하는 방법을 도시한 것이다.

도 6은 종래기술로 파단에 의해 성형되는 전체 공정이다.

도 7은 본 발명에 따른 성형 공정의 일실시예이다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 제 2공정이다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 제 2공정 중 제품의 상세단면도이다.

도 10은 본 발명에 따른 성형 공정의 다른 실시예이다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 2공정이다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 2공정 중 제품의 상세단면도이다.

도 13은 본 발명의 공정에 의해 만들어진 각종 이형상의 제품을 도시한 것이다.

도 14는 본 발명에 따른 제품의 플랜지 부분에 대한 상세단면도이다.

도 15는 본 발명에 따른 제품과 소형부품이 결합되는 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 펀치 2 : 제품

3 : 다이 4 : 단차

5 : 버어

Claims (3)

1. 전자제품 등의 소형부품에 사용되는 연질박판의 다열 프로그레시브 드로잉 금형의 자동성형공정에 있어서,

   연질박판을 일정한 두께와 성형면적으로 제조하는 제 1공정;

   펀치(1)와 닿는 상기 연질박판의 일면은 중단부분에 이형상(Y)을 갖는 펀치(1)로 일정 두께까지 잘라냄과 동시에, 다이(3)와 닿는 상기 연질박판의 타면은 경사진 라운딩 단면을 갖도록 프레스하는 제 2공정; 및

   상기 프레스된 연질박판을 고정하고 상기 일정 두께까지 잘린 연질박판 일면의 플랜지 부분을 훑어내고 다듬는 제 3공정

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 다열 프로그레시브 드로잉 금형의 자동성형공정.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 2공정 후, 상기 프레스된 연질박판의 바닥부분을 피어싱 작업으로 뚫는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다열 프로그레시브 드로잉 금형의 자동성형공정.
3. 전자제품 등의 소형부품에 사용되는 연질박판의 다열 프로그레시브 드로잉 금형의 자동성형장치에 있어서,

   연질박판을 파지하는 다이(3); 및

   연질박판의 플랜지를 쉽게 각종 이형상의 경사단면으로 성형하기 위해 중단부분에 테두리(Y)를 갖는 펀치(1)를 구비하고

   상기 연질박판 성형제품의 다열취출이 가능하도록 상기 다이(3) 및 펀치(1)로 이루어지는 한 쌍의 장치를 다수로 구비하는 것을 특징으로 하는 다열 프로그레시브 드로잉 금형의 자동성형장치.