KR100520576B1

KR100520576B1 - 피어싱 프레스용 피어스 펀치

Info

Publication number: KR100520576B1
Application number: KR10-2003-0100888A
Authority: KR
Inventors: 이점수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-12-30
Filing date: 2003-12-30
Publication date: 2005-10-11
Also published as: KR20050069052A

Abstract

피어스 펀치의 선단면을 통하여 절단된 스크랩을 밀어 취출용 다이 부시 내에 스크랩이 끼이지 않도록 2단 구조의 키커핀를 구성하여 스크랩의 취출성을 향상시키도록; 상기 피어스 펀치의 내부에 그 길이방향을 따라 공간부를 형성하고, 이 공간부 내부에 후행 키커핀이 탄성부재에 의해 지지된 상태로 설치되어 그 일단이 피어스 펀치의 절단면을 통하여 외부로 돌출되어 절단된 스크랩을 밀어주는 제1키킹(KICKING)수단; 상기 제1키킹수단의 후행 키커핀 내부에 그 길이방향을 따라 공간부를 형성하고, 이 공간부 내부에 선행 키커핀이 상호 자성에 의한 척력이 작용하도록 2개의 자기력 발생부재를 개재하여 설치되며, 그 일단은 상기 후행 키커핀의 선단면 외부로 돌출되어 상기 스크랩을 선행하여 밀어주는 제2키킹수단; 상기 후행 및 선행 키커핀에는 그 길이방향을 따라 각각 일측에 관통된 슬롯을 형성하고, 상기 피어스 펀치의 선단부 일측에는 양측으로 핀 홀을 형성하여 상기 핀 홀을 통하여 후행 및 선행 키커핀의 각 슬롯에 끼워져 선행 키커핀의 이탈을 방지하는 이탈 방지 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 피어싱 프레스용 피어스 펀치를 제공한다.

Description

피어싱 프레스용 피어스 펀치{A PIERCE PUNCH IN PIERCING PRESS}

본 발명은 피어스 펀치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피어싱 프레스 내에 구성되어 홀을 가공한 후, 절단되는 스크랩이 2차에 걸쳐 작동하는 키커핀에 의해 신뢰성 있게 취출되도록 하는 피어싱 프레스용 피어스 펀치에 관한 것이다.

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

도 4는 일반적인 캠형 피어싱 프레스의 구성도로서, 캠형 피어싱 프레스는 차체 패널(101)을 상부에서 가압하는 상형(103)의 하부에서 차체 패널(101)을 받쳐주는 하형(105)가 구성된다.

상기 상형(103)의 하부 일측에는 제품 패널(101)에 직접 접촉하여 성형 후, 차체 패널(101)을 취출하는 상형패드(107)가 장착되고, 상기 하형(105)의 상부에는 차체 패널(101)을 직접 지지하는 고정스틸(109)이 고정 장착된다.

그리고 상기 상형패드(107)와 고정스틸(109)에는 차체 패널(101)의 피어싱 홀 가공부에 대응하는 위치에 가이드 홀(111,113)을 각각 형성하고, 상기 상형패드(107)의 상기 가이드 홀(111) 외측으로 피어싱 펀칭수단(115)을 구성하며, 상기 상형(103)의 하부에는 상기 피어싱 펀칭수단(115)을 가압하여 펀칭 작동시키도록 상기 상형(103)와 연동하는 가압 작동캠(117)이 형성된다.

상기 피어싱 펀칭수단(115)은 상기 상형패드(107)의 가이드 홀(111) 외부면에 스프링 장착홈(119)을 형성하여 여기에 코일 스프링(121)이 장착되며, 상기 스프링 장착홈(119)을 통하여 가이드 홈(111)에는 피어스 펀치(123)가 배치된다.

또한, 상기 피어스 펀치(123)의 후단은 펀치 플레이트(125)에 장착되며, 이 펀치 플레이트(125)는 상기 코일 스프링(121)에 의해 탄성 지지되어 상기 가압 작동캠(117)의 일측 경사면(129)에 의해 캠 작동하도록 이루어진다.

그리고 상기 펀치 플레이트(125)의 이탈을 방지하도록 상기 상형패드(107)의 일측에는 스톱퍼 브라켓(127)이 장착되어 이루어진다.

또, 상기 가압 작동캠(117)의 타측 경사면(131)에 대응하여 상기 하형(105) 상에는 경사 가이드(133)가 형성된다.

또한, 상기 고정스틸(109)상에 형성되는 가이드 홀(113) 내에는 피어스 스크랩을 취출하기 위한 취출용 다이 부시(135)가 장착되어 상기 피어스 펀치(123)에 의해 절단되는 스크랩(137)이 외부로 배출되도록 구성된다.

따라서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 캠형 피어싱 프레스의 작동은 피어싱 홀을 가공할 차체 패널(101)을 상기 하형(105)에 고정된 고정스틸(109)상면에 안착시키고, 상형(103)를 하강시키면, 상기 상형패드(107)가 차체 패널(101)을 압착 고정하고, 이와 동시에, 상기 상형(103)의 후방에서는 상기 가압 작동캠(117)이 상기 상형(103)과 함께 하향 이동한다.

이에 따라, 상기 가압 작동캠(117)의 타측 경사면(131)이 상기 하형(105)의 경사 가이드(133)에 접촉될 때까지, 상기 가압 작동캠(117)의 일측 경사면(129)에 의해 상기 펀치 플레이트(125)가 코일 스프링(121)의 탄성력을 극복하고 피어스 펀치(123)를 밀도록 한다.

그러면, 상기 피어스 펀치(123)는 상형패드(107)에 형성된 가이드 홀(111)을 통하여 상기 고정스틸(109)상에 취출용 다이 부시(135)을 통과하면서 스크랩(137)을 외부로 배출시키고, 차체 패널(101)에 피어싱 홀의 가공을 완료하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 캠형 피어싱 프레스의 피어스 펀치에 의하면, 상기 피어스 펀치에 의해 차체 패널로부터 절단되는 스크랩이 상기 취출용 다이 부시 내에 끼여 계속 쌓이게 되며, 이에 따라 상기 피어스 펀치의 작동에 무리한 부하를 발생시키며, 심한 경우, 피어스 펀치의 선단을 파손시키는 등의 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 피어스 펀치의 선단면을 통하여 절단된 스크랩을 밀어 취출용 다이 부시 내에 스크랩이 끼이지 않도록 2단 구조의 키커핀를 구성하여 스크랩의 취출성을 향상시키는 피어싱 프레스의 피어스 펀치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 피어싱 프레스용 피어스 펀치는, 캠형 피어싱 프레스의 일측에 장착되어 패널 소재에 대하여 피어싱 홀을 가공하는 피어스 펀치에서,

상기 피어스 펀치의 내부에 그 길이방향을 따라 공간부를 형성하고, 이 공간부 내부에 후행 키커핀이 탄성부재에 의해 지지된 상태로 설치되어 그 일단이 피어스 펀치의 절단면을 통하여 외부로 돌출되어 절단된 스크랩을 밀어주는 제1키킹(KICKING)수단;

상기 제1키킹수단의 후행 키커핀 내부에 그 길이방향을 따라 공간부를 형성하고, 이 공간부 내부에 선행 키커핀이 상호 자성에 의한 척력이 작용하도록 2개의 자기력 발생부재를 개재하여 설치되며, 그 일단은 상기 후행 키커핀의 선단면 외부로 돌출되어 상기 스크랩을 선행하여 밀어주는 제2키킹수단;

상기 후행 및 선행 키커핀에는 그 길이방향을 따라 각각 일측에 관통된 슬롯을 형성하고, 상기 피어스 펀치의 선단부 일측에는 양측으로 핀 홀을 형성하여 상기 핀 홀을 통하여 후행 및 선행 키커핀의 각 슬롯에 끼워져 선행 키커핀의 이탈을 방지하는 이탈 방지 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

단, 본 발명의 실시예에 따른 피어스 펀치의 구성을, 도 4에 도시된 캠형 피어싱 프레스의 구성과 함께 설명한다

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 피어스 펀치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 피어스 펀치의 단면도로써, 본 발명의 실시예에 따른 피어싱 프레스용 피어스 펀치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 캠형 피어싱 프레스의 일측에 장착되어 패널소재(101)에 대하여 피어싱 홀을 가공하는 것으로, 그 구성은 피어스 펀치(123)의 몸체 내부에 제1키킹수단, 제2키킹수단, 및 이탈 방지 수단을 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 제1키킹수단의 구성은 피어스 펀치(123)의 몸체 내부에 그 길이방향을 따라 공간부(1)를 형성하고, 상기 피어스 펀치(123)의 공간부(1) 내부에는 후행 키커핀(3)이 탄성부재(5, 코일 스프링)에 의해 지지된 상태로 설치되어 그 일단이 피어스 펀치(123)의 절단면(7)을 통하여 외부로 돌출되어 절단된 스크랩(137)을 밀어주도록 구성된다.

즉, 상기 피어스 펀치(123)의 공간부(1) 내에 슬라이딩 가능하게 후행 키커핀(3)이 장착되고, 이 후행 키커핀(3)의 상단에는 상기 공간부(1) 하부의 턱부분에 걸리는 스톱퍼(9)가 일체로 형성된다. 또한, 후행 키커핀(3)의 내부에도 공간부(11)를 형성하고, 그 외주면 일측에는 양측으로 슬롯(13)이 형성된다.

그리고 상기 탄성부재(5)는 코일 스프링으로 이루어지며, 이 탄성부재(5)는 상기 피어스 펀치(123)의 공간부(1) 내부에 삽입되어 일단이 상기 스톱퍼(9)의 상단면에 지지되고, 그 타단은 상기 피어스 펀치(123)의 상단에 공간부(1)를 폐쇄하도록 체결되는 체결볼트(15)의 내단면에 지지된다.

여기서, 상기 후행 키커핀(3)은 그 재질이 자성을 띠지 않도록 비 자화체 혹은 비 자화금속으로 이루어지는데, 강화 플라스틱 혹은 자체 탄성을 갖는 강화 고무재질의 비 자화체나, 구리재질과 같은 비 자화금속으로 이루어진다.

한편, 상기 제2키킹수단의 구성은 상기 후행 키커핀(3) 내부에 그 길이방향을 따라 형성되는 공간부(11)를 통하여 선행 키커핀(19)이 상호 자성에 의한 척력이 작용하도록 2개의 자기력 발생부재(21)를 개재하여 설치되며, 그 일단은 상기 후행 키커핀(3)의 선단면 외부로 돌출되어 상기 스크랩(137)을 선행하여 밀어주도록 구성된다.

즉, 상기 선행 키커핀(19)은 상기 후행 키커핀(3)의 공간부(11) 내부에 슬라이딩 가능하게 설치된다.

선행 키커핀(19)은 그 길이방향을 따라 외주면 일측에 관통된 슬롯(17)이 형성되며, 그 선단부는 경사면(23)으로 형성된다.

상기 2개의 자기력 발생부재(21)는 제1자성체(25)와 제2자성체(27)로 이루어지는데, 상기 제1자성체(25)는 후행 키커핀(3)의 공간부(11) 내단면에 고정 장착되고, 상기 제2자성체(27)는 후행 키커핀(3)의 공간부(11) 내부에서, 상기 제1자성체(25)에 대응하여 선행 키커핀(19)의 상단에 장착된다.

이 때, 상기 제1자성체(25)와 이에 대응하는 제2자성체(27)는 상호간에 자성에 의한 척력이 작용하도록 서로 동일 자극을 대응시켜 배치하는 것이 중요하다.

이러한 제1자성체(25) 및 제2자성체(27)는 영구자석으로 이루어지며, 그 재질은 자화성이 우수한 니켈 또는 코발트 합금강으로 이루어지는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 선행 키커핀(19)도 후행 키커핀(3)과 마찬가지로 그 재질이 자성을 띠지 않도록 비 자화체 혹은 비 자화금속으로 이루어지는데, 강화 플라스틱 혹은 자체 탄성을 갖는 강화 고무재질의 비 자화체나, 구리재질과 같은 비 자화금속으로 이루어진다.

그리고 상기 이탈 방지 수단의 구성은 상기 후행 및 선행 키커핀(3)(19)에 그 길이방향을 따라 각각 형성된 슬롯(13)(17)과 상기 피어스 펀치(123)의 선단부 일측에 양측으로 형성되는 핀 홀(29)을 통하여 선행 키커핀(19)의 이탈을 방지하게 되는데, 그 구성은 양단부에 나사산을 형성하는 이탈 방지 핀(31)을 상기 피어스 펀치(123)의 선단부 일측에 형성되는 핀 홀(29)을 통하여 그 내부의 상기 후행 및 선행 키커핀(3)(19)의 슬롯(13)(17)을 끼운 후, 그 양단이 상기 피어스 펀치(123)의 외부에서 너트(33)로 체결하여 구성된다.

따라서 상기와 같은 구성은 갖는 피어스 펀치의 작동을 설명하기에 앞서, 본 발명의 실시예에 따른 피어스 펀치(123)가 적용되는 캠형 피어싱 프레스의 구체적인 구성은 상기 도 4의 일반적인 캠형 피어싱 프레스의 구성도를 통하여 이미 설명한 바와 같이, 패널소재(101)의 상부에 구성되어 가압 작동캠(117)을 포함하는 상형(103)과, 이의 하부에서 패널소재(101)을 받쳐주는 하형(105), 그리고 상기 상형(103)의 하부 일측에 장착되어 패널소재(101)을 직접 접촉 가압하는 상형패드(107) 및 상기 하형(105)의 상부에 고정 설치되어 패널소재(101)을 직접 지지하는 고정스틸(109)로 구성되며, 본 발명의 피어스 펀치(123)는 상기 패널소재(101)에 피어싱 홀을 가공하도록 상기 상형패드(107) 상에 장착되어 상기 가압 작동캠(117)과 캠 작동하도록 이루어진다.

이러한 피어싱 프레스의 작동을 통하여 상기 피어스 펀치(123)의 키킹 작동을 살펴보면, 먼저, 피어싱 홀을 가공할 패널소재(101)를 상기 하형(105)에 고정된 고정스틸(109) 상면에 안착시키고, 상형(103)를 하강시키면, 상기 상형패드(107)가 패널소재(101)을 압착 고정하고, 이와 동시에, 상기 상형(103)의 후방에서는 상기 가압 작동캠(117)이 상기 상형(103)과 함께 하향 이동한다.

그러면, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 피어스 펀치(123)는 제품패널 (101)에 그 선단의 절단면(1)이 닿게 되는데, 이와 동시에 상기 선행 키커핀(19)은 후행 키커핀(3)의 공간부(11) 내측으로 밀려들어가게 되며, 상기 후행 키커핀(3)은 피어스 펀치(123)의 공간부(1) 내부로 밀려들어가게 된다.(S1)

이 때, 상기 선행 키커핀(19)은 상기 제1자성체(25)와 제2자성체(27) 사이의 자성에 의한 척력이 작용하여 후행 키커핀(3)의 외측으로 밀려나오려는 힘이 작용되며, 상기 후행 키커핀(3)은 상기 피어스 펀치(123)의 공간부(1)내에 구성되는 탄성부재(5)의 탄성력에 의해 피어스 펀치(123)의 절단면(7) 외측으로 밀려나오려는 힘이 작용된다.

이러한 상태에서, 상기 피어스 펀치(123)가 계속 진행하면, 상기 패널소재(101)의 피어싱 홀 가공부를 절단하여 스크랩(137)을 발생시키며, 동시에 상기 선행 키커핀(19)의 자성에 의한 척력과 후행 키커핀(3)의 탄성부재(5)의 탄성력이 거의 동시에 복원되면서 상기 스크랩(137)을 2차에 걸쳐 키킹시키게 된다.(S2)

이 때, 상기 선행 키커핀(19)은 그 선단부가 경사면(23)으로 형성되어 상기 스크랩(137)에 대하여 그 중심에서 벗어난 일측에 점접촉되어 스크랩(137)을 비스듬히 경사지게 하여 취출용 다이 부시(135)을 통과하도록 밀어주게 된다.(S3)

이와 같이, 다이 부시(135) 내부에서, 상기 선행 키커핀(19)이 후행 키커핀(3)과 함께 스크랩(137)을 2차에 걸쳐 키킹 작동하면서, 스크랩(137)이 경사지게 틀어줌으로 취출이 용이하게 이루어진다.

따라서 상기 스크랩(137)은 하형(105)의 하부로 배출되고, 제품패널(101)의 피어싱 홀의 가공을 완료하게 되는 것이다.

그리고 상기 캠형 피어싱 프레스의 리턴 작동은 상기 피어싱 홀 가공 작동의 역순으로 이루어지며, 그 구체적인 작동의 설명은 생략한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 피어싱 프레스용 피어스 펀치에 의하면, 피어스 펀치에 의해 절단된 스크랩을 2차에 걸쳐 키킹 작동함과 동시에 비스듬히 경사지게 하여 밀어냄으로 상기 다이 부시 내에 스크랩이 끼이지 않도록 하여 스크랩의 취출성을 향상시키며, 이에 따라 상기 피어스 펀치의 작동에 무리한 부하를 발생시키지 않게 되며, 피어스 펀치의 선단을 보존할 수 있는 등, 그 수명을 연장시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 피어스 펀치의 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 피어스 펀치의 단면도이다.

도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 피어스 펀치의 단계별 작동 상태도이다.

도 4는 본 발명이 적용되는 일반적인 캠형 피어싱 프레스의 구성 단면도이다.

Claims

캠형 피어싱 프레스의 일측에 장착되어 패널소재에 대하여 피어싱 홀을 가공하는 피어스 펀치에 있어서,

상기 피어스 펀치의 내부에 그 길이방향을 따라 공간부를 형성하고, 이 공간부 내부에 후행 키커핀이 탄성부재에 의해 지지된 상태로 설치되어 그 일단이 피어스 펀치의 절단면을 통하여 외부로 돌출되어 절단된 스크랩을 밀어주는 제1키킹(KICKING)수단;

상기 제1키킹수단의 후행 키커핀 내부에 그 길이방향을 따라 공간부를 형성하고, 이 공간부 내부에 선행 키커핀이 상호 자성에 의한 척력이 작용하도록 2개의 자기력 발생부재를 개재하여 설치되며, 그 일단은 상기 후행 키커핀의 선단면 외부로 돌출되어 상기 스크랩을 선행하여 밀어주는 제2키킹수단;

상기 후행 및 선행 키커핀에는 그 길이방향을 따라 각각 일측에 관통된 슬롯을 형성하고, 상기 피어스 펀치의 선단부 일측에는 양측으로 핀 홀을 형성하여 상기 핀 홀을 통하여 후행 및 선행 키커핀의 각 슬롯에 끼워져 선행 키커핀의 이탈을 방지하는 이탈 방지 수단;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 피어싱 프레스용 피어스 펀치.
제1항에 있어서, 상기 제1키킹수단은

상기 피어스 펀치의 공간부 내에 슬라이딩 가능하게 장착되고, 상단에는 상기 공간부 하부의 턱부분에 걸리는 스톱퍼가 일체로 형성되며, 그 내부에도 공간부를 형성하고, 그 외주면 일측에는 양측으로 슬롯이 형성되는 후행 키커핀;

상기 피어스 펀치의 공간부 내부에 삽입되어 일단이 상기 스톱퍼의 상단면에 지지되고, 타단은 상기 피어스 펀치의 상단에 공간부를 폐쇄하도록 체결되는 체결볼트의 내단면에 지지되는 탄성부재;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피어싱 프레스용 피어스 펀치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 후행 키커핀은

그 재질이 자성을 띠지 않도록 비 자화체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피어싱 프레스용 피어스 펀치.
제3항에 있어서, 상기 후행 키커핀은

강화 플라스틱 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피어싱 프레스용 피어스 펀치.
제3항에 있어서, 상기 후행 키커핀은

자체 탄성을 갖는 강화 고무재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피어싱 프레스용 피어스 펀치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 후행 키커핀은

그 재질이 자성을 띠지 않는 비 자화금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피어싱 프레스용 피어스 펀치.
제6항에 있어서, 상기 후행 키커핀은

구리재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피어싱 프레스용 피어스 펀치.
청구항 1에 있어서, 상기 제2키킹수단은

상기 후행 키커핀의 공간부 내부에 슬라이딩 가능하게 설치되고, 그 길이방향을 따라 외주면 일측에는 슬롯이 형성되며, 그 선단부는 경사면으로 형성되는 선행 키커핀;

상기 후행 키커핀의 공간부 내단면에 고정되는 제1자성체; 및

상기 제1자성체에 대하여 동일한 자극이 상호 대응하도록 배치되어 상기 선행 키커핀의 상단에 장착되는 제2자성체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 피어싱 프레스용 피어스 펀치.
제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 선행 키커핀은

그 재질이 자성을 띠지 않도록 비 자화체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피어싱 프레스용 피어스 펀치.
제9항에 있어서, 상기 선행 키커핀은

강화 플라스틱 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피어싱 프레스용 피어스 펀치.
제9항에 있어서, 상기 선행 키커핀은

자체 탄성을 갖는 강화 고무재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피어싱 프레스용 피어스 펀치.
제1항 또는 제8항에 있어서, 상기 선행 키커핀은

그 재질이 자성을 띠지 않는 비 자화금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피어싱 프레스용 피어스 펀치.
제12항에 있어서, 상기 선행 키커핀은

구리재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피어싱 프레스용 피어스 펀치.
제1항에 있어서, 상기 2개의 자기력 발생부재는

상기 후행 키커핀의 공간부 내단면에 고정되는 제1자성체와; 상기 후행 키커핀의 공간부 내부에서, 상기 제1자성체에 대응하여 선행 키커핀의 상단에 장착되는 제2자성체로 이루어지되, 상기 제1자성체와 이에 대응하는 제2자성체는 상호간에 자성에 의한 척력이 작용하도록 서로 동일 자극을 대응시켜 배치되는 것을 특징으로 하는 피어싱 프레스용 피어스 펀치.
제14항에 있어서, 상기 제1자성체 및 제2자성체는

영구자석으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피어싱 프레스용 피어스 펀치.
제15항에 있어서, 상기 제1자성체 및 제2자성체는

그 재질이 니켈 또는 코발트 합금강으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피어싱 프레스용 피어스 펀치.
청구항 1에 있어서, 상기 이탈 방지 수단은

상기 피어스 펀치의 선단부 일측에 형성되는 핀 홀을 통하여 그 내부의 상기 후행 및 선행 키커핀의 슬롯을 끼워 양단이 상기 피어스 펀치의 외부에서 너트로 체결되는 이탈 방지 핀으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 피어싱 프레스용 피어스 펀치.