KR100585514B1

KR100585514B1 - 프레스 금형 조립체

Info

Publication number: KR100585514B1
Application number: KR1020040021463A
Authority: KR
Inventors: 김창수
Original assignee: 김창수
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2006-06-07
Also published as: KR20050096315A

Abstract

개시된 프레스 금형 조립체는, 상부 베이스 플레이트와, 대상재를 천공할 펀치가 설치된 펀치홀더 및 펀치가 관통될 패턴 홀이 형성된 금형부재를 포함하여 된 상부금형과, 이들을 적층하여 착탈 가능하게 체결시키는 상부 체결수단을 구비하는 상부금형유닛과; 하부 베이스 플레이트와, 프레스 작업시 펀치와 형합되는 펀치수용 홀이 형성된 하부금형과, 하부금형 및 하부 베이스 플레이트를 착탈 가능하게 체결시키는 하부 체결수단을 구비하는 하부금형유닛을 포함하며, 상,하부 베이스 플레이트에는 상,하부금형이 각각 복수 개 결합되어서,한 번의 천공 작업으로 대상재에 동일한 패턴 형상이 복수 개 만들어지도록 된 것을 특징으로 한다. 이와같은 구성의 프레스 금형 조립체는, 대상재에 다수의 패턴을 천공하여야 하는 경우 대상재의 피치 이동없이 한 번에 타발하여 피치 이동에 의한 누적 공차를 줄일 수 있어 제품의 불량률을 낮추고, 대상재의 가공시간 및 가공비용 절감의 효과를 제공할 수 있다.

Description

프레스 금형 조립체{A press metallic pattern assembly}

도 1은 금형이 부착된 프레스 장비의 사시도,

도 2a는 종래의 프레스 금형중 상부금형유닛을 나타낸 사시도,

도 2b는 종래의 프레스 금형중 하부금형유닛을 나타낸 사시도.

도 3은 종래의 프레스 금형에 의하여 성형된 대상물의 평면도,

도 4a는 본 발명의 제1실시예에 의한 프레스 금형중 상부금형유닛을 나타낸 사시도,

도 4b는 본 발명의 제1실시예에 의한 프레스 금형중 하부금형유닛을 나타낸 사시도.

도 5는 본 발명의 프레스 금형에 대상재의 면 고정이 되는 모습을 나타낸 평면도,

도 6a는 본 발명의 제2실시예에 의한 프레스 금형중 상부금형유닛을 나타낸 사시도,

도 6b는 본 발명의 제2실시예에 의한 프레스 금형중 하부금형유닛을 나타낸 사시도.

도 7a는 본 발명의 제3실시예에 의한 프레스 금형중 상부금형유닛을 나타낸 사시도,

도 7b는 본 발명의 제3실시예에 의한 프레스 금형중 하부금형유닛을 나타낸 사시도.

도 8은 본 발명에 의하여 성형된 대상물의 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

500...상부금형유닛 510...금형부재

511...패턴 홀 512...가이드 핀 홀

513...피어싱 홀 515...체결 핀 홀

520...펀치 홀더 521...패턴용 펀치

522...피어싱용 펀치 523...포스트

530...체결 핀 540...상부 베이스 플레이트

550...상부금형 600...하부금형유닛

610...하부금형 612...가이드 핀

630...하부 베이스 플레이트

본 발명은 프레스(Press) 금형 조립체에 관한 것으로, 특히 다수의 패턴(Pattern)이 천공되어야 할 유연성 인쇄회로기판(Flexible printed circuit board)용 대상재를 프레스 가공하기에 적합한 탈착 가능한 프레스 금형 조립체에 관한 것이다.

일반적으로 금형은 성형제품의 사용용도 및 성형방법에 따라 프레스 금형, 단조 금형, 플라스틱(Plastic) 금형, 다이 캐스팅(Die casting) 금형 등으로 분류되는데 이 중 프레스 금형은, 위아래의 형 사이에 금속의 얇은 판이나 플라스틱 판 등을 끼우고 정해진 형상으로 압축해서 만들기 위해 사용되는 금속제 형을 말한다.

도 1은 일반적으로 사용되는 프레스 장비(100)를 나타낸 것이고, 도 2a는 상기 프레스 장비(100)에 설치되어 대상물을 만드는데 사용되는 종래의 프레스 금형 의 상부금형유닛(Upper metallic pattern unit;200)을 나타낸 것이고, 도 2b는 상기 프레스 장비(100)에 설치되어 대상물을 만드는데 사용되는 종래의 프레스 금형의 하부금형유닛(Lower metallic pattern unit;300)을 나타낸 것이다 . 도면을 참조하면, 프레스 금형에는 도 2a에 도시된 상부금형유닛(200)과 도 2b에 도시된 하부금형유닛(300) 한 쌍이 구비되어 있다.

먼저, 상기 상부금형유닛(200)은 도 2a에 도시된 바와 같이, 상부 베이스 플레이트(Base plate;210)와, 대상재(미도시)를 천공할 펀치(231,232) 및 상부금형유닛(200)이 후술할 하부금형유닛(300)과 맞닿았을 경우 위치를 고정시키는 포스트(233)가 설치된 펀치 홀더(Punch holder;230), 그리고 상기 펀치(231,232)와 포스트(233)가 관통될 패턴 홀(Pattern hole;221)과, 피어싱 홀(Piercing hole;223) 및 포스트 홀(224)이 형성된 금형부재(220)를 포함하여 된 상부금형(240)과, 상기 상부 베이스 플레이트(210) 및 상부금형(240)을 적층하여 착탈 가능하게 체결시키는 상부 체결수단(225)을 구비하고 있다. 그리고, 상기 상부금형유닛(200)은 상기 프레스 장비(100)의 수직 이동부(110)에 설치된다. 따라 서, 상기 상부금형유닛(200)이 상기 수직 이동부(110)에 의해 하강되어 상기 하부금형유닛(300)을 향해 프레스하는 경우, 상기 펀치 홀더(230)의 패턴용 펀치(231)와 피어싱용 펀치(232)가 상기 금형부재(220)에 형성된 패턴 홀(221)및 피어싱 홀(223)을 관통하여 돌출되면서 후술할 하부금형(320)의 펀치 수용홀(321,323)에 삽입되며, 이 과정에서 하부금형(320) 위에 놓인 대상재를 소망하는 패턴 및 피어싱에 맞게 천공한다

또한, 상기 하부금형유닛(300)은 도 2b에 도시된 바와 같이 하부 베이스 플레이트(310)와, 프레스 작업시 상기 펀치(231,232)와 형합되는 펀치 수용홀(321,323)이 형성된 하부금형(320)과, 상기 하부금형(320) 및 하부 베이스 플레이트(310)를 착탈 가능하게 체결시키는 하부 체결수단(325)을 구비하고 있다.

이와같은 프레스 금형에서 소망하는 패턴을 형성하기 위하여 프레스 장비(100)의 다이(120)에 설치되어 있는 하부금형유닛(300)의 가이드 핀(Guide pin;322)에 후술할 대상재(400)의 가이드 핀 홀(Guide pin hole;420)을 끼워넣어 위치를 고정시킨다. 그 후, 상기 상부금형유닛(200)이 설치되어 있는 상기 프레스 장비(100)의 수직 이동부(110)를 순간적으로 하강시키면 상기 상부금형유닛(200)의 포스트(Post;233)는 상기 하부금형유닛(300)의 포스트 홀(324)에 끼워지게 되고, 상기 상부금형유닛(200)과 하부금형유닛(300)의 위치는 상기 상,하부금형(240)(320)이 맞닿으면서 고정되게 된다. 이후 상기 펀치 홀더(230)의 펀치(231,232)는 상기 상부금형(240)에 형성된 펀치 홀(221,223)을 관통하여 돌출되면서 상기 하부금형(320)의 펀치 수용홀(321,323)에 삽입된다. 이때, 상기 하부 금형유닛(300) 위에 놓여진 대상재는 상기 펀치(231,232)에 의해 소망하는 패턴 등이 천공된다.

도 3은 도 2a,b의 프레스 금형에 의하여 성형된 대상물을 나타낸 것이다. 도면을 참조하면, 대상재(400)에는 원하는 패턴(410)과 가이드 핀 홀(420) 및 피어싱(430)이 형성되어 있다. 이 중에서 상기 가이드 핀 홀(420)은 프레스 금형으로 압축하기 전에 CNC(Computer numerical control) 드릴로 천공한다.

그런데, 이러한 프레스 금형은 하나의 패턴만 천공할 수 있다. 그러나, 대상재 하나에 소망하는 패턴이 하나 이상 천공되어야 하는 경우가 있다. 이 경우, 새로운 금형을 만들어 한 번의 타발로 다수의 패턴을 천공하거나, 또는 사람의 수작업으로 2번 이상의 피치(Pitch) 이동을 하면서 가공하여야 한다. 그런데, 새로운 금형을 제작하기 위해서는 많은 비용이 들고, 또한 피치 이동을 많이 하게 되면 피치 이동에 의한 누적 공차가 발생하여 불량 대상물이 제작될 가능성이 높다. 또한, 가공 수량이 많아질 경우 상대적으로 제작 시간이 많이 걸리게 됨은 당연하다. 그리고, 프레스 금형을 하기 전에 CNC 드릴로 대상재의 가이드 핀 홀을 형성하여야 하는데, 이 CNC 드릴로 작업을 하는 경우 홀 옆에 이물질이 묻을 수 있고, 또한 드릴 과정과 금형과정을 거치므로 시간과 비용이 2배로 드는 문제점이 있다.

한편, 이와같은 타발 작업에 사용되는 종래 프레스 금형의 예는 국내 특허공고 제1992-0005941호와 일본 특허공개 제2003-260525호에도 개시된 바 있다.

국내 특허공고 제1992-0005941호에 개시된 프레스 금형은 도 2a,b에 개시된 바와 같이 상부금형유닛과 하부금형유닛을 구비하고 있으며, 각각에는 서로 대향되 게 펀치와 상기 펀치가 수용되는 홀이 형성되어 있다. 그러나, 이러한 프레스 금형은 성형 각 부에서 천공, 절단, 단조 및 재절단의 성형이 동시에 이루어지는 것을 개시한 것일 뿐이며 상기한 문제점을 해결할 수 있는 구조는 가지고 있지 않다.

또한, 일본 특허공개 제2003-260525호에 개시된 프레스 금형의 경우 대상재의 이동 방향에 따라 동시에 복수의 가공을 하여 불량률 저하 및 가공시간을 줄이는 것을 목적으로 하는데, 이 역시 상기한 문제점을 해결할 수 있는 구조는 제시하지 못하고 있다.

따라서, 상기한 문제점을 해결할 수 있는 새로운 구조의 프레스 금형이 요구되고 있다.

본 발명은 상기의 필요성을 감안하여 창출된 것으로서, 기존의 프레스 금형을 활용하면서 다수의 패턴을 피치 이동 없이 한 번의 작업으로 가공할 수 있도록 개선된 프레스 금형을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 CNC 드릴 과정을 생략하고 프레스 성형 과정에서 대상재의 위치를 일정하게 고정하기 위하여 대상재의 면 고정 가이드 핀을 설치하는 개선된 프레스 금형을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기와 같이 개선된 프레스 금형으로 가공을 함으로써 제품의 불량률을 줄이고, 가공시간을 절감함과 동시에 가공비용을 줄이는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상부 베이스 플레이트와, 대상재를 천공할 펀치가 설치된 펀치 홀더 및 상기 펀치가 관통될 패턴 홀이 형성된 금형부재를 포함하여 된 상부금형과, 상기 상부 베이스 플레이트 및 상부금형을 적층하여 착탈 가능하게 체결시키는 상부 체결수단을 구비하는 상부금형유닛과, 하부 베이스 플레이트와, 프레스 작업시 상기 펀치와 형합되는 펀치수용 홀이 형성된 하부금형과, 상기 하부금형 및 하부 베이스 플레이트를 착탈 가능하게 체결시키는 하부 체결수단을 구비하는 하부금형유닛을 포함하며, 상기 상,하부 베이스 플레이트에는 상기 상,하부금형이 각각 복수 개 결합되어서,한 번의 천공 작업으로 상기 대상재에 동일한 패턴 형상이 복수 개 만들어지도록 된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 4a,b는 본 발명의 제1실시예에 따른 프레스 금형 조립체를 도시한 것이고, 도 5는 가이드 핀에 의해 위치가 고정되는 대상재의 모습을 보인 평면도이다.

도면을 참조하면 본 발명에 의한 프레스 금형에는 도 4a에 도시된 상부금형유닛과 도 4b에 도시된 하부금형유닛이 구비되어 있다.

먼저, 상부금형유닛(500)은 도 4a에 도시된 바와 같이 상부 베이스 플레이트(540) 위에 체결 핀(530)에 의하여 결합되는 다수의 상부금형(550)을 구비하고 있다. 상기 상부금형(550)은 대상재(700)를 천공할 펀치(521,522)가 설치된 펀치 홀더(520)와 상기 펀치(521,522)가 관통될 패턴 홀(511) 및 피어싱 홀(513)이 형성된 금형부재(510)가 구비되어 있다. 상기 펀치 홀더(520)는 대상재(700)의 중 앙에 소망하는 패턴을 천공할 패턴용 펀치(521)와, 가장자리에 피어싱을 하기 위한 피어싱용 펀치(522)와, 상기 금형부재(510)를 관통하며 상기 상부금형유닛(500)이 후술할 하부금형유닛(600)에 고정된 대상재(700)를 프레스 하는 경우 상기 상,하부금형(550)(610)이 맞닿으면서 상기 상부금형유닛(500)과 상기 하부금형유닛(600)의 위치를 고정되게 가이드하는 포스트(523)가 구비되어 있다. 또한, 상기 상부금형(550)이 상기 상부 베이스 플레이트(540) 결합되기 위한 체결 핀(530)이 수용될 체결 핀 홀(515) 및 후술할 가이드 핀(612)을 수용하는 가이드 핀 홀(512)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 금형부재(510)는 상기 패턴용 펀치(521)와, 피어싱용 펀치(522)와, 포스트(523) 및 체결 핀(620)이 관통될 패턴 홀(511)과, 피어싱 홀(513)과, 포스트 홀(514) 및 체결 핀 홀(515)이 형성되어 있고, 상기 가이드 핀(612)을 수용하는 가이드 핀 홀(512)이 형성되어 있다.

따라서, 대상재(700)에 다수의 패턴이 천공되어야 하는 경우, 종래에는 하나의 상부금형(240)이 상부 베이스 플레이트(210)에 결합되어 사람의 수작업에 의한 피치 이동으로 다수의 패턴을 천공하였으나, 본 발명의 경우 패턴 수에 맞게 다수의 상부금형(550)을 체결 핀(530)에 의하여 상부 베이스 플레이트(540)에 결합시켜 한 번의 타발로 원하는 패턴이 형성된 대상물을 만들 수 있다.

다음으로, 하부금형유닛(600)은 도 4b에 도시된 바와 같이 하부 베이스 플레이트(630)와 다수의 하부금형(610)이 체결 핀(620)에 의하여 체결되어 있다. 상기 하부금형(610)은 프레스 작업시 상기 패턴용 펀치(521)와, 피어싱용 펀치(522)와, 포스트(523)를 수용하기 위한 패턴 홀(611), 피어싱 홀(613), 포스트 홀(614)이 형 성되어 있고, 하부 베이스 플레이트(630)와 결합되기 위한 체결 핀 홀(615)이 형성되어 있다. 또한, 상기 하부금형(610) 위에 놓일 대상재(700)의 펀칭되는 위치를 고정하기 위한 가이드 핀(612)이 "ㄴ"자 형으로 설치되어 있다.

따라서, 대상재(700)에 다수의 패턴이 천공되기 위하여는 앞에서 설명한 것과 마찬가지로 상기 체결 핀(620)으로 다수의 상기 하부금형(610)을 하부 베이스 플레이트(630)에 결합시키면 된다. 또한, 종래에는 CNC 드릴로 가이드 핀 홀을 프레스 성형과정 이전에 천공했으나, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에서는 상기 하부금형(610)에 대상재(700)의 면 고정 가이드 핀(612)을 설치하여 대상재(700)의 인접하는 두 면을 "ㄴ"자 형으로 상기 가이드 핀(612)에 맞추어 패턴 등이 천공될 위치를 고정시키므로 가이드 핀 홀을 사전에 천공할 필요가 없다.

그리고, 다수의 상,하부금형(550)(610)을 상,하부 베이스 플레이트(540)(630)에 결합시키는 경우 종래의 상,하부금형(240)(320)을 이용할 수도 있다. 이때에는 하부금형(320)에 설치되어 있던 가이드 핀(322)은 본 발명에 따른 "ㄴ"자 형 가이드 핀(612)으로 대체되므로 제거된다.

한편, 본 실시예에서는 상,하부금형(550)(610)을 각각 상,하부 베이스 플레이트(540)(630)에 고정시키는 체결수단으로써 체결 핀(530)(620)을 예시하였으나, 이 외에도 도 6a,b와 도 7a,b에 보인 바와 같이 상,하부금형(550)(610)과 상,하부 베이스 플레이트(540)(630)의 몸통 또는 상,하부금형(550)(610)의 모서리부에 날개(524)(616)를 만들어 그 곳을 관통하여 체결되는 볼트를 이용할 수도 있다.

도 8은 본 발명에 따른 프레스 금형에 의해 성형된 대상물의 평면도를 나타 낸 것이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 프레스 금형에 의하여 성형된 대상물(800)은 종래의 프레스 금형에 의하여 성형한 대상물(400)을 나타내는 도 3과 비교했을 때 패턴 주위에 있던 가이드 핀 홀이 없다. 이는 종래에 대상재(400)의 위치를 고정하기 위하여 프레스 가공 이전에 CNC 드릴로 천공했던 가이드 핀 홀(420)을, 본 발명에서는 기존 금형의 패턴 주위에 있던 가이드 핀을 제거하고 새롭게 결합된 프레스 금형의 가장자리에 대상재의 면 고정을 위하여 "ㄴ"자 형으로 가이드 핀을 착탈 가능하게 설치함으로써 대상재의 위치를 적절히 고정시킬 수 있으므로 도 8에서는 가이드 핀 홀이 제거되었다.

상술한 바와 같이 기존의 프레스 금형에 그 금형과 형태와 모양이 같고, 다만 가이드 핀만 다른 프레스 금형을 결합하는 것을 포함하여 구성된 본 발명의 프레스 금형 조립체는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 대상재에 소망하는 패턴을 다수 천공하여야 하는 경우 사람의 수작업에 의한 피치 이동 없이 한 번의 타발로 다수의 패턴을 천공할 수 있다.

둘째, 대상재에 가이드 핀 홀을 형성하기 위한 CNC 드릴 과정을 생략하고 프레스 성형 과정에서 하부금형유닛 위에 놓여지는 대상재의 위치를 일정하게 고정시키는 면 고정 가이드 핀을 설치하여 가공과정 단축 및 종래 대상재의 가이드 핀 홀 주위에 이물질이 생기는 것을 방지할 수 있다.

세째, 상기와 같은 효과가 발생함으로써 결과적으로 제품의 불량률과,가공시 간 및 가공비용을 줄일 수 있다.

본 발명은 상기에 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며 다음에 기재되는 청구의 범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims

상부 베이스 플레이트와, 대상재를 천공할 펀치가 설치된 펀치 홀더 및 상기 펀치가 관통될 패턴 홀이 형성된 금형부재를 포함하여 된 상부금형과, 상기 상부 베이스 플레이트 및 상부금형을 적층하여 착탈 가능하게 체결시키는 상부 체결수단을 구비하는 상부금형유닛과; 하부 베이스 플레이트와, 프레스 작업시 상기 펀치와 형합되는 펀치수용 홀이 형성된 하부금형과, 상기 하부금형 및 하부 베이스 플레이트를 착탈 가능하게 체결시키는 하부 체결수단을 구비하는 하부금형유닛;을 포함하는 프레스 금형 조립체에 있어서,

상기 상,하부 베이스 플레이트의 상기 상, 하부 금형은 동일한 상,하부금형이 각각 복수 개 결합되어 형성되어, 한 번의 천공 작업으로 상기 대상재에 동일한 패턴 형상이 복수 개 만들어지도록 되며,

상기 하부금형의 소정위치에는 면 고정 가이드핀이 형성되는 것을 특징으로 하는 프레스 금형 조립체.