KR100507472B1 - 복합 플랜지 성형용 프레스 장치 - Google Patents

Abstract

탄성복원성이 뛰어난 소재패널의 플랜지(FLANGE) 성형시, 수직방향 및 경사방향으로의 플랜지 성형작업을 한 대의 프레스 장치 내에서 동시에 이룰 수 있도록;

상기 하형 상에 장착되며, 일측에는 수직 및 경사방향으로 플랜지 성형을 동시에 이루기 위한 하형스틸을 일체로 구비하는 하형패드와; 상기 하형패드와 함께 소재패널을 규제하도록 상형에 슬라이딩 플레이트를 통하여 상하방향으로 슬라이드 가능하게 장착되며, 상단면과 상기 상형 사이에는 쿠션 스프링이 개재되는 상형패드와; 상기 상형패드의 일측방으로 상형의 하부 일측에 장착되며, 상기 상형의 승하강 작동에 연동하여 상기 하형스틸과 함께, 소재패널의 선단부를 수직방향 플랜지 성형 후, 모터 구동력을 이용하여 경사방향으로 연속 플랜지 성형작업을 수행하는 플랜지 성형유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 플랜지 성형용 프레스 장치를 제공한다.

Description

복합 플랜지 성형용 프레스 장치{A PRESS SYSTEM FOR COMPOUND FLANGE PRESSING}

본 발명은 복합 플랜지 성형용 프레스 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 알루미늄 소재패널의 플랜지(FLANGE) 성형시, 수직방향 및 경사방향으로의 플랜지 성형작업을 한 대의 프레스 장치 내에서 동시에 이룰 수 있도록 하는 복합 플랜지 성형용 프레스 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 메이커에서 자동차를 생산하기까지는 2만 내지 3만 여개의 부품을 수차례의 조립공정을 통하여 이루어진다.

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

이와 같이 소재패널을 제품패널로 성형하기 위해서는 여러 종류의 프레스 장비를 통하여 일정한 형태로 가압 성형하는 성형공정 후, 트리밍(TRIMMING)과 피어싱(PIECING) 및 플랜지(FLANGE) 성형 등의 프레스 공정에서 절단, 홀 가공, 절곡 등의 가공작업을 거치게 된다.

상기한 소재패널이 알루미늄 재질로 이루어지는 경우에는 그 재질의 특성상, 도 1에서 도시한 바와 같이, 탄성복원(SPRING BACK; 즉, 굽힘작업을 준 후 장비를 제거하게 되면 성형품의 칫수가 변하는 현상으로 항복강도가 클수록, 탄성계수가 작을수록 그리고 소성변형량이 클수록 그 탄성복원량이 증가한다.) 현상이 현저한 것을 고려하여 프레스 성형작업을 이루고 있다.

특히, 상기한 알루미늄 소재패널(1)에 헤밍(HEMMING)부를 성형하기 위한 플랜지 성형 작업시에는, 도 2와 도 3에서 도시한 바와 같은 2공정의 플랜지 성형작업을 이루게 되는데, 먼저, 상기 도 2에서 도시한 바와 같이, 수직방향으로 플랜지 성형작업을 수행한 후, 경사방향으로 플랜지 성형작업을 한번 더 진행하여 헤밍부를 성형하고 있다.

즉, 상기한 도 2를 통하여 수직방향의 플랜지 성형을 위한 프레스 장치의 구성을 설명하면, 하형(101)의 상부에 하형패드(103)와 하형스틸(105)이 장착되고, 상형(107)의 하부에는 상기 하형패드(103)와 하형스틸(105)에 대응하여 상형패드(109)가 배치되어 쿠션스프링(111)을 통하여 상형(107)에 장착된다.

그리고 상기 상형패드(109)의 측방으로 상형(107)의 하부에는 상기 상형패드(109)와 하형스틸(105)에 의해 패딩된 소재패널(1)의 선단을 플랜지 성형할 수 있도록 플랜지 스틸(113)이 장착되어 상형(107)의 상하작동에 연동하게 된다.

따라서, 상형(107)의 하강작동에 의해 상기 상형패드(109)와 하형스틸(105) 및 하형패드(103)에 의해 규제된 소재패널(1)은 그 선단이 상기 상형(107)의 계속적인 하강작동으로 플랜지 스틸(113)에 의해 수직 하방향으로 절곡되어 수직방향으로의 플랜지 성형을 이루게 된다.

이와 같이, 수직방향으로 플랜지 성형된 소재패널(1)은 헤밍작업을 수행할 수 있을 정도의 각도를 형성하도록 경사방향으로 플랜지 성형을 한번 더 성형하게 되는데, 이러한 경사방향으로 플랜지 성형을 위한 프레스 장치의 구성을 도 3을 통하여 설명하면, 하형(201)의 상부에 하형패드(203)와 하형스틸(205)이 일체로 장착되고, 상형(207)의 하부에는 상기 하형패드(203)와 하형스틸(205)에 대응하여 상형패드(109)가 배치되어 쿠션스프링(211)을 통하여 상형(207)에 장착된다.

그리고 상기 하형스틸(205)의 측방으로 하형(201) 상에는 경사 가이드면(213)을 형성하여 캠 슬라이더(215)가 경사방향으로 슬라이드 되도록 설치되고, 상기 상형패드(209)의 측방으로 상형(207)에는 상기 캠 슬라이더(215)와 슬라이딩 가능하게 구동 드라이버(217)가 일체로 형성된다.

또한, 상기 캠 슬라이더(215)의 선단에는 상기 하형스틸(205)에 대응하는 캠 스틸(219)이 장착되어 이루어진다.

따라서, 상기한 도 2에서, 수직방향으로 1차 플랜지 성형된 소재패널(1)이 투입되어 상기 상형(207)이 하강작동하면, 상기 상형패드(209)와 하형스틸(205) 및 하형패드(203)에 의해 규제되며, 수직방향으로 1차 플랜지 성형된 상기 소재패널(1)의 선단은 상기 상형(207)의 계속적인 하강작동으로 캠 스틸(219)에 의해 다시 경사방향으로 절곡되어 2차에 걸친 플랜지 성형을 통하여 헤밍작업이 가능할 정도의 경사각을 가지게 되는 것이다.

그러나 상기한 바와 같이, 소재패널 특히, 알루미늄과 같이 탄성복원성이 높은 재질의 소재패널을 헤밍작업이 가능할 정도로 프레스 성형하는 경우, 상기 탄성복원성에 대응하기 위하여 적어도 수직방향 플랜지 성형공정과 경사방향 플랜지 성형공정의 2단계 성형공정이 필요하며, 그에 따른 공정추가로 생산성 저하 및 시설비가 과다하다는 등의 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 앞에서 언급한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 탄성복원성이 뛰어난 소재패널의 플랜지(FLANGE) 성형시, 수직방향 및 경사방향으로의 플랜지 성형작업을 한 대의 프레스 장치 내에서 동시에 이룰 수 있도록 하는 복합 플랜지 성형용 프레스 장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 복합 플랜지 성형용 프레스 장치는 상형 및 하형 내에서 소재패널을 플랜지 성형하는 플랜지 성형용 프레스 장치에서,

상기 하형 상에 장착되며, 일측에는 수직 및 경사방향으로 플랜지 성형을 동시에 이루기 위한 하형스틸을 일체로 구비하는 하형패드와; 상기 하형패드과 함께 소재패널을 규제하도록 상형에 슬라이딩 플레이트를 통하여 상하방향으로 슬라이드 가능하게 장착되며, 상단면과 상기 상형 사이에는 쿠션 스프링이 개재되는 상형패드와; 상기 상형패드의 일측방으로 상형의 하부 일측에 장착되며, 상기 상형의 승하강 작동에 연동하여 상기 하형스틸과 함께, 소재패널의 선단부를 수직방향 플랜지 성형 후, 모터 구동력을 이용하여 경사방향으로 연속 플랜지 성형작업을 수행하는 플랜지 성형유닛을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며,

상기 플랜지 성형유닛은 상기 하형스틸의 선단부에 대응하여 상기 상형의 하부 일측에 하향하여 장착되는 수직스틸과; 일면을 경사 슬라이딩 면으로 형성하여 상기 수직스틸의 배면측 하부에 브라켓을 통하여 장착되는 스틸 가이드 블록과; 상기 스틸 가이드 블록의 경사 슬라이딩 면에 하단면을 통하여 슬라이딩 가능하게 안착되고, 상단면에는 그 길이방향을 따라 랙부가 형성되며, 상기 하형스틸을 향하여 선단부에는 플랜지 성형면을 형성하는 경사스틸과; 상기 수직스틸의 배면측에 장착되며, 그 회전축이 상기 브라켓에 베어링을 통하여 장착되는 구동모터와; 상기 구동모터의 회전축 상에 장착되어 상기 경사스틸의 랙부에 치합되는 피니언기어로 구성되는 것을 특징으로 한다.

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

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 복합 플랜지 성형용 프레스 장치의 구성도이고, 도 5는 도 4의 A부분에 도시된 플랜지 성형유닛의 배면 사시도로써, 본 발명의 구성을 살펴보면, 먼저, 하형(3) 상에는 하형패드(5)가 장착되며, 이 하형패드(5)의 일측에는 수직 및 경사방향으로 플랜지 성형을 동시에 이루기 위한 하형스틸(7)을 일체로 구성한다.

그리고 상기 하형패드(5)과 함께 소재패널(1)을 규제하도록 상형(9)의 하부에는 슬라이딩 플레이트(11)를 통하여 상하방향으로 슬라이드 가능하게 상형패드(13)가 배치되며, 이 상형패드(13)는 그 상단면과 상기 상형(9) 사이에는 쿠션 스프링(15)을 개재하여 장착된다.

상기 상형패드(13)의 일측방으로 상형(9)의 하부 일측에는 상기 상형(9)의 승하강 작동에 연동하여 상기 하형스틸(7)과 함께, 소재패널(1)의 선단부를 수직방향으로 플랜지 성형한 후, 모터 구동력에 의해 경사방향으로 연속하여 플랜지 성형작업을 수행하는 플랜지 성형유닛(20)이 구비된다.

상기 플랜지 성형유닛(20)은, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 하형스틸(7)의 선단부에 대응하여 상기 상형(9)의 하부 일측에 하향하여 수직스틸(21)이 장착되고, 상기 수직스틸(21)의 배면측 하부에는 브라켓(23)을 통하여 스틸 가이드 블록(25)이 장착되는데, 이 스틸 가이드 블록(25)의 일면은 경사 슬라이딩 면(27)으로 형성하여 이루어진다.

또한, 상기 스틸 가이드 블록(25)의 경사 슬라이딩 면(27)에는 경사스틸(29)이 그 하단면을 통하여 슬라이딩 가능하게 안착되고, 이 경사스틸(29)의 상단면에는 그 길이방향을 따라 랙부(31)가 형성된다.

이러한 경사스틸(29)은 상기 하형스틸(7)을 향하여 그 선단부에 플랜지 성형면(33)을 형성하여 이루어진다.

그리고 상기 수직스틸(21)의 배면 일측에는 구동모터(35)가 장착되는데, 이 구동모터(35)의 회전축(37)은 상기 수직스틸(21)의 배면측 상기 브라켓(23)에 베어링(39)을 통하여 회전 가능하게 장착된다.

또, 상기 구동모터(35)의 회전축(37) 상에는 상기 경사스틸(29)의 랙부(31)에 치합되는 피니언기어(41)가 일체로 장착되어 이루어진다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 복합 플랜지 성형용 프레스 장치의 작동은, 먼저, 상기 도 4에서와 같이, 성형할 소재패널(1)을 상기 상형패드(13)와 하형패드(5) 사이에 투입한 후, 도 6에서와 같이, 상형(9)를 하강 작동시킨다.

그러면, 상기 소재패널(1)은 상기 하형스틸(7)과 하형패드(5) 상에서 상형패드(13)에 의해 패딩된 상태가 되며, 그 선단부는 상기 상형패드(13)와 하형스틸(7)에 의해 고정된다.

그 다음, 도 7과 도 8에서와 같이, 상형(9)를 계속 하강 이동시키면, 상기 상형패드(13)와 하형스틸(7)에 의해 고정된 소재패널(1)의 선단부는 상기 상형(9)의 작동에 연동하는 경사스틸(29) 선단부의 플랜지 성형면(33)에 의해 수직방향으로 1차 플랜지 성형이 이루어지게 된다.

이와 같이, 상기 경사스틸(29)에 의해 1차 플랜지 성형된 상기 소재패널(1)은 그 절곡부가 상기 경사스틸(29)의 상측에 구성되는 수직스틸(21)의 선단부에 의해 지지된다.

이러한 소재패널(1)의 1차 플랜지 성형에 이어, 상기 구동모터(35)가 구동신호에 의해 작동하게 되는데, 상기 구동모터(35)의 작동으로, 도 9와 도 10에서 도시한 바와 같이, 그 회전축(37)상의 피니언기어(41)가 회전하여 랙부(31)를 통하여 경사스틸(29)을 하형스틸(7)에 향하여 전진시키게 된다.

이에 따라, 상기 수직방향으로 1차 플랜지 성형된 소재패널(1)의 선단부는 상기 경사스틸(29)의 전진작동에 따라 상기 하형스틸(7)의 경사면(43)을 향하여 절곡되어 헤딩작업을 이룰 수 있을 정도의 경사각으로 2차 플랜지 성형이 이루어지게 된다.

따라서 상기한 복합 플랜지 성형용 프레스 장치는 그 플랜지 성형유닛(20)에 의하면, 소재패널(1)의 선단부를 헤밍작업을 이루기 위한 소정의 각도까지 2차에 걸친 수직 및 경사방향으로의 플랜지 성형을 한 대의 프레스 장치 내에서 이룰 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 복합 플랜지 성형용 프레스 장치에 의하면, 특히 탄성복원성이 뛰어난 소재패널의 플랜지(FLANGE) 성형시, 수직방향 및 경사방향으로의 플랜지 성형작업을 한 대의 프레스 장치 내에서 동시에 이룰 수 있게되어 2공정의 플랜지 성형작업을 하나의 공정에서 실시할 수 있게 되며, 이에 따른 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 공정 축소로 인하여 시설비를 최소화할 수 있는 효과도 있는 것이다.

도 1은 프레스 성형 소재인 알루미늄 패널의 스프링 백 작용을 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 종래 기술에 따른 수직방향 플랜지 성형용 프레스의 구성도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 경사방향 플랜지 성형용 프레스의 구성도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 복합 플랜지 성형용 프레스 장치의 구성도이다.

도 5는 도 4의 A부분에 도시된 플랜지 성형유닛의 배면 사시도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 복합 플랜지 성형용 프레스 장치의 제1작동 상태도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 복합 플랜지 성형용 프레스 장치의 제2작동 상태도이다.

도 8은 도 7에서의 플랜지 성형유닛의 배면 사시도이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 복합 플랜지 성형용 프레스 장치의 제3작동 상태도이다.

도 10은 도 9에서의 플랜지 성형유닛의 배면 사시도이다.

Claims (2)

1. 상형 및 하형 내에서 소재패널을 플랜지 성형하는 플랜지 성형용 프레스 장치에 있어서,

   상기 하형 상에 장착되며, 일측에는 수직 및 경사방향으로 플랜지 성형을 동시에 이루기 위한 하형스틸을 일체로 구비하는 하형패드와;

   상기 하형패드과 함께 소재패널을 규제하도록 상형에 슬라이딩 플레이트를 통하여 상하방향으로 슬라이드 가능하게 장착되며, 상단면과 상기 상형 사이에는 쿠션 스프링이 개재되는 상형패드와;

   상기 상형패드의 일측방으로 상형의 하부 일측에 장착되며, 상기 상형의 승하강 작동에 연동하여 상기 하형스틸과 함께, 소재패널의 선단부를 수직방향 플랜지 성형 후, 모터 구동력을 이용하여 경사방향으로 연속 플랜지 성형작업을 수행하도록, 상기 하형스틸의 선단부에 대응하여 상기 상형의 하부 일측에 하향하여 장착되는 수직스틸과; 일면을 경사 슬라이딩 면으로 형성하여 상기 수직스틸의 배면측 하부에 브라켓을 통하여 장착되는 스틸 가이드 블록과; 상기 스틸 가이드 블록의 경사 슬라이딩 면에 하단면을 통하여 슬라이딩 가능하게 안착되고, 상단면에는 그 길이방향을 따라 랙부가 형성되며, 상기 하형스틸을 향하여 선단부에는 플랜지 성형면을 형성하는 경사스틸과; 상기 수직스틸의 배면측에 장착되며, 그 회전축이 상기 브라켓에 베어링을 통하여 장착되는 구동모터와; 상기 구동모터의 회전축 상에 장착되어 상기 경사스틸의 랙부에 치합되는 피니언기어로 구성되는 플랜지 성형유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 플랜지 성형용 프레스 장치.
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