KR100666062B1 - 박판의 프레스 금형 장치 및 프레스 성형 방법 - Google Patents

박판의 프레스 금형 장치 및 프레스 성형 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100666062B1
KR100666062B1 KR1020057014011A KR20057014011A KR100666062B1 KR 100666062 B1 KR100666062 B1 KR 100666062B1 KR 1020057014011 A KR1020057014011 A KR 1020057014011A KR 20057014011 A KR20057014011 A KR 20057014011A KR 100666062 B1 KR100666062 B1 KR 100666062B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
die
press
mold
wrinkle
wrinkle suppression
Prior art date
Application number
KR1020057014011A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050094894A (ko
Inventor
노리유끼 스즈끼
미쯔하루 야마가따
다꾸야 구와야마
Original Assignee
신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 filed Critical 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤
Publication of KR20050094894A publication Critical patent/KR20050094894A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100666062B1 publication Critical patent/KR100666062B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/02—Die-cushions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/16—Additional equipment in association with the tools, e.g. for shearing, for trimming
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/16—Control arrangements for fluid-driven presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/16—Control arrangements for fluid-driven presses
    • B30B15/18—Control arrangements for fluid-driven presses controlling the reciprocating motion of the ram
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/16—Control arrangements for fluid-driven presses
    • B30B15/22—Control arrangements for fluid-driven presses controlling the degree of pressure applied by the ram during the pressing stroke

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Control Of Presses (AREA)

Abstract

박판의 프레스 금형 장치가 펀치(1), 다이스(2) 및 주름 억제 금형(3)과, 다이스 및 주름 억제 금형 사이에 부착되는 마찰력 측정 수단(40)과, 유압 실린더(5)를 갖는다.
펀치, 다이스, 주름 억제 금형, 마찰력 측정 수단, 유압 실린더

Description

박판의 프레스 금형 장치 및 프레스 성형 방법 {PRESS DIE APPARATUS FOR THIN PLATE AND PRESS FORMING METHOD}
본 발명은 박판의 프레스 금형 장치 및 프레스 성형 방법에 관한 것으로, 특히 프레스 가공시에 주름을 억제하여 하중의 분포를 조절할 수 있는 금형 장치 및 성형 방법에 관한 것이다.
주름 억제력을 제어하는 성형 방법에는 다양한 발명이 개시되어 있고, 예를 들어 일본 특허 공개 평7-266100호 공보(특허문헌 1)에는 프레스 소재의 형상이나 기계적 성질, 화학적 성질, 도금 등의 적층 특성, 유량 등의 표면 상황 등의 물리량과, 소정의 프레스 품질을 얻을 수 있는 적정 주름 억제 하중과의 관계를 미리 구해 두고, 그 관계로부터 실제의 물리량에 따라서 적정 주름 억제 하중을 구하고, 그 적정 주름 억제 하중으로 프레스 가공이 행해지도록 에어 실린더의 에어압을 조정하는 방법이 개시되어 있다.
또한, 일본 특허 공개 평9-38728호 공보(특허문헌 2)에는 교축 성형시의 주름 억제력을 성형 초기부터 중기에는 높게 하여 주름 발생과 성장을 억제하는 한편, 성형 후기에는 적절한 값으로 감압함으로써 균열의 발생과 재료의 지나친 유입에 의한 주름의 잔류를 방지하는 방법이 개시되어 있다. 또한, 일본 특허 공개 제 6-190464호 공보(특허문헌 3)에는 균압화용 유압 실린더를 구비한 다이쿠션 장치에 있어서, 유량 조절 밸브의 개방 제어에 의해 유압 실린더 내의 유압을 일시적으로 변화시켜 주름 억제 하중을 제어하는 발명이 개시되어 있다.
특허문헌 1 내지 3에 주름 억제 하중을 제어하는 발명은 개시되어 있어도, 소재 특성의 변동, 금형의 마모, 금형 온도 등등 다수의 변동 요인에 대해 미리 적절한 주름 억제 하중을 구하는 것은 곤란하다. 특히 금형과의 윤활 특성은 항상 변동하고 있어, 매회 상기 특성을 측정하는 것은 생산성을 현저히 저하시킨다.
다이쿠션 장치 등으로 주름 억제 하중을 제어하는 것은, 프레스 장치의 대폭적인 개조가 필요하고, 또한 적절한 주름 억제 하중을 미리 예측하는 것이 곤란하다.
본 발명은 각종 변동 요인에 대한 적절한 주름 억제 하중을 미리 구하는 일 없이, 그 자리에서 주름 억제 하중을 구하여 적절한 하중 설정이 가능한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따르면, 펀치와, 다이스와, 주름 억제 금형과, 상기 펀치를 상기 다이스 내에 삽입하는 펀치 구동 수단과, 상기 주름 억제 금형에 주름 억제 하중을 인가하는 주름 억제 금형 구동 수단을 구비하고, 상기 펀치에 의해 상기 다이스 내에 박판 워크를 압입하여 워크를 가공하는 박판의 프레스 금형 장치에 있어서,
주름 억제 금형 구동 수단을 거쳐서 상기 주름 억제 금형에 인가되는 주름 억제 하중을 조절하는 주름 억제 하중 조절 수단과, 적어도 상기 워크에 작용하는 마찰력을 측정하는 마찰력 측정 수단과, 상기 펀치에 작용하는 프레스 반력을 측정하는 프레스 반력 측정 수단 중 어느 한쪽과, 상기 마찰력 측정 수단 또는 상기 프레스 반력 측정 수단의 측정치가 소정의 값이 되도록 상기 주름 억제 하중 조절 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 박판의 프레스 금형 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기한 금형 장치를 이용하여 펀치에 의해 다이스 내에 박판 워크를 압입하여 워크를 가공하는 박판의 프레스 성형 방법에 있어서, 적어도 상기 워크에 작용하는 마찰력 또는 상기 펀치에 작용하는 프레스 반력의 어느 한쪽을 측정하는 측정 단계와, 상기 측정 단계에서 얻게 된 측정치가 소정의 값이 되도록, 주름 억제 하중 또는 펀치 속도를 조절하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 금형 장치를 이용한 박판의 프레스 성형 방법이 제공된다.
본 발명에 의해, 금형과 워크 사이의 윤활성이나 표면 성상(性狀) 등의 변동 요인에 상관없이 적절한 마찰력을 부여할 수 있고, 소재 특성의 변동이나 환경 변화에 상관없이 항상 양호한 성형품을 얻을 수 있다.
도1은 주름 억제 금형의 표면에 마찰력 측정 수단을 갖는 프레스 금형 장치의 단면도이다.
도2는 주름 억제 금형의 표면 및 다이스 견부에 마찰력 측정 수단을 갖는 프레스 금형 장치의 단면도이다.
도3은 복수의 금형 부재로 이루어지는 주름 억제 금형과 마찰력 측정 수단의 평면도이다.
도4는 도1의 다이스와 주름 억제 금형의 한쪽의 확대 단면도이다.
도5는 주름 억제 금형의 표면 및 다이스 견부에 온도 센서를 갖는 프레스 금형 장치의 단면도이다.
도6은 복수의 금형 부재로 이루어지는 주름 억제 금형과 온도 센서의 평면도이다.
도7은 도5의 다이스와 주름 억제 금형의 한쪽의 확대 단면도이다.
도8은 주름 억제 금형의 표면 및 다이스 견부에 마찰력 측정 수단을 갖고, 또 펀치에 프레스 반력 측정 수단을 갖는 프레스 금형 장치의 단면도이다.
도9는 마찰력을 제어하는 본 발명예의 흐름도이다.
도10은 도9의 흐름도에 나타내는 제어 방법을 적용한 경우의 주름 억제 하중 또는 마찰력과 스트로크의 관계를 나타내는 그래프이다.
도11은 마찰력을 제어하는 다른 본 발명예의 흐름도이다.
도12는 도11의 흐름도에 나타내는 제어 방법을 적용한 경우의 주름 억제 하중 또는 마찰력의 시간 이력을 나타내는 그래프이다.
도13은 온도를 제어하는 본 발명예의 흐름도이다.
도14는 온도를 제어하는 다른 본 발명예의 흐름도이다.
도15는 프레스 반력을 제어하는 본 발명예의 흐름도이다.
도16은 프레스 반력을 제어하는 다른 본 발명예의 흐름도이다.
도17은 유압실을 내장한 주름 억제 하중 조절 수단의 확대 단면도이다.
이하에 도면을 이용하여 상세함을 설명한다.
본 발명의 제1 실시 형태에 의한 프레스 금형 장치의 단면도를 도1에 도시한다. 주름 억제 금형(3)의 표면에 마찰력 측정 수단(4)을 조립한 금형 장치를 부착하고, 검출된 마찰력에 따라서 주름 억제 금형 구동 수단(5)을 거쳐서 주름 억제력을 제어한다. 도4는 도1의 다이스(2)와 주름 억제 금형(3)의 한쪽의 확대도를 나타낸 것이고, 마찰력 측정 수단(4)을 조립한 금형 장치의 단면도이다.
본 실시 형태에 의한 금형 장치는 펀치(1), 펀치(1)에 대향 배치된 다이스(2)를 구비하고, 펀치(1)에 의해 박판으로 이루어지는 워크(6)를 다이스(2) 내로 압입하여 상기 워크(6)를 성형하도록 되어 있다. 또한, 워크(6)의 성형 프로세스 사이에 워크(6)에 주름이 형성되는 것을 방지하기 위해 다이스(2)에 대향시켜 주름 억제 금형(3)이 배치되어 있고, 다이스(2)와 주름 억제 금형(3) 사이에 워크(6)가 협지되도록 되어 있다.
또한, 상기 금형 장치에는 펀치(1) 및 주름 억제 금형(3)을 다이스(2)를 향하게 하여 구동하기 위한 펀치 구동 수단 및 주름 억제 금형 구동 수단으로서 예를 들어 유압 실린더(14, 5)가 설치되어 있다. 유압 실린더(14, 5)는 펀치 속도 조절 수단 및 주름 억제 하중 조절 수단으로서의 유압원, 예를 들어 가변 용량 유압 펌프(13, 12)로부터 유압이 공급되고, 가변 용량 유압 펌프(13, 12)는 제어 장치(11)에 의해 제어된다.
펀치(1)의 상승에 따라서, 주변을 주름 억제 금형(3)과 다이스(2) 사이에 끼 워진 워크(6)는 주변을 마찰력으로 인장하면서 다이스(2)의 공강(空腔) 내에 인입되고, 펀치(1)에 따른 형상으로 성형된다. 이 때에, 장력이 과대하면 재료가 파단되는 경우가 있고, 또한 과소이면 주름의 발생이나, 하부 금형에 따른 형상으로 성형할 수 없는 등의 형상 불량이 발생하게 되는 문제가 있다. 그로 인해, 양호한 제품 형상을 얻기 위해서는 적절한 주름 억제 하중을 설정할 필요가 있다. 한편, 재료에 작용하는 장력은 워크(6)와 펀치(1) 및 다이스(2)와의 사이의 마찰력에 기인하는 것으로, 면압과 마찰력의 관계, 즉 마찰 계수를 변화시키기 위해 윤활유의 특성이나, 펀치 및 다이스의 표면 조도를 바꾸거나, 비드를 부여하는 것 등이 일반적으로 행해진다. 그러나, 마찰 계수는 온도나 면압, 표면 성상 등의 영향으로 시시각각 변화하므로, 그때마다 주름 억제력을 조절할 필요가 있다.
이에 대해, 도1에 도시한 바와 같은 구성에서 워크(6)와 주름 억제 금형(3) 및 다이스(2) 사이의 마찰력을 마찰력 측정 수단(4)으로 직접 측정하고, 측정 결과를 제어 장치(11)로 피드백함으로써 측정된 마찰력이 소정의 값이 되도록 가변 용량 유압 펌프(13, 12)로부터 유압 실린더(14, 5)로 공급되는 유압을 제어한다. 이와 같이 본 실시 형태에서는 펀치 속도와 주름 억제 하중이 조절 가능해지고 있지만, 적어도 펀치 속도와 주름 억제 하중 중 어느 한쪽을 조절함으로써도 마찰 계수의 변동에 상관없이 항상 적절한 장력을 재료에 부여하는 것이 가능해진다.
또, 펀치 구동 수단 및 주름 억제 금형 구동 수단으로서의 유압 실린더(14, 5)는 단순한 일예이며, 유압 실린더 대신에 에어 실린더나 전동 모터를 이용해도 좋다.
본 발명의 제2 실시 형태에 의한 프레스 금형 장치의 단면도를 도2에 도시한다. 또, 도2에 있어서, 도1의 실시 형태와 같은 구성 요소에는 동일한 참조 번호가 부여되어 있어, 중복되는 설명은 생략되어 있다.
본 예에서는, 다이스(2)의 견부에 마찰력 측정 수단(4)을 조립한 금형 장치를 부착하고, 검출된 마찰력에 따라서 주름 억제 금형 구동 수단(5)을 거쳐서 주름 억제력을 제어한다. 도2에서는, 다이스 견부뿐만 아니라, 주름 억제 금형(3)의 표면에도 마찰력 측정 수단(4)이 조립되어 있지만, 다이스 견부에만 마찰력 측정 수단(4)을 설치해도 좋다.
또한, 도3에 도시한 바와 같이, 주름 억제 금형(3)을 복수의 금형 부재(3a)로 형성하면, 금형 부재(3a)의 각각에 대해 마찰력을 마찰력 측정 수단(4)에 의해 측정하는 것이 가능해진다.
또한, 금형 부재(3a)의 각각에 구동 수단으로서 예를 들어 유압 실린더(5)를 배치하여 각각 독립적으로 제어할 수 있도록 해 둠으로써 주름 억제력의 분포도 적절하게 조절할 수 있다.
본 발명의 제3 실시 형태에 의한 주름 억제 금형을 도3에 도시한다. 또, 도3에 있어서, 도1의 실시 형태와 같은 구성 요소에는 동일한 참조 번호가 부여되어 있어, 중복되는 설명은 생략되어 있다.
본 실시 형태에서는, 주름 억제 금형(3)은 복수의 금형 부재(3a)로 형성되어 있고, 상기 복수의 금형 부재(3a)의 각각에 마찰력 측정 수단(4)이 마련되어 있다.
다음에 마찰력을 직접 측정하는 원리에 대해 도4를 이용하여 설명한다. 워 크(6)가 한 쌍의 금형, 즉 다이스(2)와 평판(7)으로 파지되고, 평판(7)은 주름 억제 금형(3)과 도면 중 좌우 방향으로 탄성 변형할 수 있는 상태에서, 예를 들어 볼트 등으로 체결되어 있다. 또한 평판(7)과 주름 억제 금형(3) 사이에는 마찰력 측정 수단으로서 왜곡 측정 소자(4)가 협입되어 있다. 왜곡 측정 소자(4)는 피에조 소자(압전 소자) 또는 왜곡 게이지로 형성할 수 있다. 워크(6)가 화살표의 방향(도면 좌측 방향)으로 미끄럼 이동하면, 왜곡 측정 소자(4)에 전단 왜곡이 발생한다. 여기서 왜곡 측정 소자(4)에 피에조 소자(압전 소자) 또는 왜곡 게이지를 이용하면, 왜곡을 전압으로서 용이하게 취출하여 마찰력을 측정하는 것이 가능하다.
도3에서는 주름 억제 금형(3)의 한면에서만 마찰력을 측정하는 경우를 나타내고 있지만, 예를 들어 워크(6)의 표면과 이면 및 한 쌍의 다이스(2) 및 주름 억제 금형(3)의 표면의 성상이 다른 경우에는 워크(6)의 상하면에서 마찰력을 측정함으로써 측정 정밀도를 더욱 향상시키는 것도 가능하다.
평판(7)의 재료로서는 구조용 탄소강이나 공구강 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시 형태에 의한 프레스 금형 장치에 대해 설명한다. 도5는 마찰력 측정 수단으로서 온도 센서(10)를 갖는 프레스 금형 장치의 단면도이다. 도5에서는 다이스 견부뿐만 아니라 주름 억제 금형(3)의 표면에도 온도 센서(10)가 조립되어 있지만, 주름 억제 금형(3)의 표면, 다이스(2)의 견부 중 적어도 어느 1군데에 온도 센서를 갖는 금형을 부착하고, 검출된 온도에 따라서 유압 실린더(5)를 거쳐서 주름 억제 하중을 조절하는 것, 펀치 속도를 조절하는 것 중 적어도 어느 하나를 제어하면, 마찰 계수의 변동에 상관없이 항상 적절한 장력을 재료 에 부여할 수 있으므로 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
온도 센서로서 열전대를 이용하는 것이 경제적으로 바람직하다.
온도 센서에 대해 도7을 이용하여 설명한다. 도7은 도5의 다이스(2)와 주름 억제 금형(3)의 한쪽을 확대한 것이다. 온도 센서(10)는 평판(7)과 주름 억제 금형(3) 사이에 협입되어 있다. 프레스 성형시, 평판(7) 상의 마찰력이 큰 곳은 가공 발열도 크고, 또한 마찰력이 작은 곳은 가공 발열도 작다. 따라서, 온도 센서(10)에 의해 측정된 온도 변화로부터 마찰력을 추정하는 것이 가능해진다. 즉 평판(7) 상의 온도가 큰 곳은 마찰력이 커 재료의 유입이 방해되므로 재료가 파단되는 경우가 있고, 또한 온도가 작은 곳은 마찰력이 작아 재료의 유입을 억제할 수 없으므로 주름의 발생이나 형상 불량 등의 문제가 발생한다. 따라서, 온도 센서(10)를 이용하여 성형시의 평판(7) 상의 온도를 직접 측정함으로써 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 도6에 도시한 바와 같이 주름 억제 금형(3)을 복수의 금형 부재(3a)로 형성하면, 금형 부재(3a)의 각각 대해 온도를 온도 센서(10)에 의해 측정하는 것이 가능해진다. 또한, 금형 부재(3a)의 각각에 유압 실린더(5)를 설치하여 각각에 독립적으로 제어할 수 있도록 해 둠으로써 주름 억제력의 분포도 적절하게 조절할 수 있다.
도5의 구성은 도2의 마찰력 측정 수단(4)으로서 온도 센서(10)를 이용한 예이지만, 마찰력 측정 수단(4)은 왜곡 측정 소자(4)와 온도 센서(10)를 조합해도 좋다.
또한, 도8을 참조하여 본 발명의 제5 실시 형태에 의한 프레스 반력 측정 수단을 갖는 프레스 금형 장치에 대해 설명한다. 또, 도8에 있어서, 도1의 실시 형태와 같은 구성 요소에는 동일한 참조 번호가 첨부되어 있어, 중복되는 설명은 생략되어 있다.
도8에 도시한 바와 같은 구성으로 워크(6)를 가공할 때에, 펀치에는 상기한 마찰력과 워크(6)의 변형에 필요한 힘의 합력, 즉 프레스 반력이 작용한다. 가공시에, 프레스 반력이 과대하면 재료가 파단되는 경우가 있고, 또한 과소이면 주름의 발생이나 형상 불량 등의 문제가 발생한다. 따라서, 양호한 제품 형상을 얻기 위해서는 적절한 프레스 반력을 설정할 필요가 있다. 그러나, 상기한 마찰력은 온도나 표면 형상에 따라서 시시각각 변화하는 것이므로, 마찰력을 성분으로 하는 프레스 반력도 시시각각 변화한다. 지금까지는 프레스 반력을 적절한 값으로 하기 위해 면압과 마찰력의 관계, 즉 마찰 계수를 변화시키기 위해 윤활유의 특성이나, 펀치 및 다이스의 표면 조도를 바꾸거나, 비드를 부여하는 것 등이 일반적으로 행해져 왔다.
이에 대해, 도8에 도시한 바와 같이 펀치에 작용하는 프레스 반력을 프레스 반력 측정 수단(9)으로 직접 측정하여, 프레스 반력이 소정의 값이 되도록 펀치 구동 수단 및 주름 억제 금형 구동 수단으로서의 유압 실린더(14, 5)를 이용하여 펀치 속도 및 주름 억제력을 조절함으로써 프레스 반력의 변동에 상관없이 항상 적절한 가공을 행할 수 있다.
또한, 이 경우도 도3에 도시한 바와 같이 주름 억제 금형(3)을 복수의 금형 부재(3a)로 형성하고, 또한 주름 억제 금형 구동 수단으로서의 유압 실린더(5)를 금형 부재(3a) 각각에 설치함으로써 금형 부재(3a)의 각각을 독립적으로 제어 가능해지고, 주름 억제력의 분포도 적절하게 조절할 수 있다.
도8에서는 프레스 반력 측정 수단(9)뿐만 아니라, 주름 억제 금형(3)의 표면 또는 다이스(2)의 견부에도 마찰력 측정 수단(4)이 조립되어 있지만, 주름 억제 금형(3)의 표면 또는 다이스(2) 견부의 마찰력 측정 수단(4) 중 어느 1종류 이상은 필요에 따라서 프레스 반력 측정 수단(9)과 조합하여 사용해도 좋다. 또한 이 마찰력 측정 수단은 온도 센서로 치환하여 사용해도 좋다.
다음에, 도9에 나타내는 흐름도를 이용하여 도1 또는 도2에 도시한 금형 장치의 제어 방법을 설명한다. 본 예에서는 마찰력 측정 수단(4)에 의해 측정된 마찰력이 가공 중 소정 범위가 되도록 주름 억제 하중 또는 펀치 속도 중 적어도 어느 하나를 가공 중에 제어하도록 되어 있다.
스텝 101 : 성형 개시, 이 때 i ＝ 1이다.
스텝 102 : 여기서는 펀치의 스트로크를 ΔSi(㎜)만큼 진행시키는 처리를 행한다. 예를 들어 i ＝ 1일 때, S0 ＝ 0(㎜)이므로 S1 ＝ ΔS1(㎜)이 된다. ΔS1(㎜)에 대해서는 가공 전에 결정해 둔다.
스텝 103 : 여기서는 스트로크가 Si(㎜)에서의 마찰력(Fmi ; N)을 측정하는 처리를 행한다.
스텝 104 : 여기서는 103에서 측정한 마찰력(Fmi ; N)과 마찰력 제어 목표치 (Fci ; N)(가공 전에 미리 설정해 둠)의 대소를 비교한다.
스텝 105 : 스텝 104에서 대소를 비교한 결과, Fmi ＞ Fci이면 도면 중 스텝 105에 식으로 나타내고 있는 바와 같이, 측정치와 목표치의 마찰력의 차(Fmi － Fci)에 따라서 주름 억제 하중(BHFi ＋ 1 ; N)을 작게 하거나, 펀치 스트로크 증분(ΔSi ＋ 1 ; ㎜)을 작게 하는 처리 중 적어도 어느 하나를 행한다.
스텝 106 : 스텝 104에서 대소를 비교한 결과, Fmi ＜ Fci이면 도면 중 스텝 106에 식으로 나타내고 있는 바와 같이, 측정치와 목표치의 마찰력의 차(Fmi － Fci)에 따라서 주름 억제 하중(BHFi ＋ 1 ; N)을 크게 하거나, 펀치 스트로크 증분(ΔSi ＋ 1 ; ㎜)을 크게 하는 처리 중 적어도 어느 하나를 행한다.
스텝 107 : 이상과 같이 하여, 1회의 성형 중에서 피드백 제어를 행하면서 가공을 행하여, 스트로크(S ; ㎜)가 가공 종료시의 스트로크(Smax ; ㎜) 이상이 되면 가공 종료, 그 이하이면 루프는 두번째 전으로 복귀한다. 이 때 i의 값은 하나 증가한다.
구체적인 주름 억제 하중(BHFi ＋ 1 ; N) 또는 펀치 스트로크 증분(ΔSi ＋ 1 ; ㎜)은 비례상수 α, β, γ, δ를 이용한 도면의 관계식으로부터 산출한다. 이 루프를 펀치 스트로크(Si ; ㎜)가 성형 종료시의 펀치 스트로크(Send ; ㎜)에 도달할 때까지 반복한다.
상기한 제어를 일정 시간 간격(Δt ; sec)마다 행하면, 펀치 속도(Vpi ; ㎜/s)는 Δsi/Δt로 구할 수 있으므로, 펀치 속도는 펀치 스트로크 증분에 의해 제어할 수 있다.
도10에 이 제어 방법을 이용하였을 때의 마찰력 실측치(Fm ; N)와 주름 억제 하중(BHF ; N)의 펀치 스트로크 이력이 예를 나타낸다. 마찰력 실측치(Fm)와 마찰력 제어 목표치(Fc ; SI 단위)의 차에 상당하는 값만큼 BHF 제어 목표치는 변화하고, 그에 맞도록 BHF 실측치가 가공 중에 변화해 가는 것을 알 수 있다.
다음에, 도11에 나타내는 흐름도를 참조하여, 도1에 도시한 금형 장치의 제어 방법의 다른 예를 설명한다. 여기서 아래첨자 j는 프레스 가공 공정에 있어서의 성형 횟수를 나타낸다.
스텝 201 : 성형 1회째, j ＝ 1
스텝 202 : j회째 성형시의 시간(t ; sec)에 있어서의 마찰력의 이력[Fmj(t) ; N]을 측정한다.
스텝 203 : j회째 성형시의 시간(t ; sec)을 임의로 분할하여, 기정(旣定)의 마찰력 하한치를 Fcl(t)(N)이라 하였을 때, 각각의 미소 시간(t ; sec)에 있어서, Fmj(t) ＞ Fclj(t)이면, (j ＋ 1)회째 성형시의 그 미소 시간(t)의 범위의 BHFj ＋ 1(t)(N) 또는 펀치 속도 [Vpj ＋ 1(t) ; ㎜/s]에 대해 도면 중에 식으로 나타내고 있 는 바와 같이 측정치와 기정 하한치의 마찰력의 차[Fmj(t) － Fclj(t)]에 따라서 주름 억제 하중(BHFj ＋ 1)을 작게 하거나, 펀치 속도[Vpj ＋ 1(t)]를 느리게 하는 처리 중 적어도 어느 하나를 행한다.
스텝 204 : 기정 마찰력 상한치를 Fcu(t)(N)라 하였을 때, 각각의 미소 시간(t ; sec)에 있어서, Fmj(t) ＜ Fcuj(t)이면, (j ＋ 1)회째 성형시의 그 미소 시간(t)의 범위의 BHFj ＋ 1(t)(N) 또는 펀치 속도[Vpj ＋ 1(t)]에 대해 도면 중에 식으로 나타내고 있는 바와 같이 측정치와 기정 상한치의 마찰력의 차[Fmj(t) － Fcuj(t)]에 따라서 주름 억제 하중(BHFj ＋ 1 ; N)을 크게 하거나, 펀치 속도[Vpj ＋ 1(t) ; ㎜/s]를 빠르게 하는 처리 중 적어도 어느 하나를 행한다.
스텝 205 : 이상과 같이, j회째 성형시의 성형 조건을 기초로 (j ＋ 1)회째 성형시의 성형 조건을 미리 설정하고, j가 전체 성형 횟수(jmax)이면 성형 종료, 아니면 두번째 전으로 복귀한다.
구체적인 주름 억제 하중[BHFj ＋ 1(t) ; N] 또는 펀치 속도[Vpj ＋ 1(t) ; ㎜/s)의 값은 비례 상수 α, β, γ, δ를 이용한 도면의 관계식으로부터 산출한다. 이와 같이 하여 얻게 된 주름 억제 하중[BHFj ＋ 1(t) ; N] 또는 펀치 속도[Vpj ＋ 1(t) ; ㎜/s]를 이용하여 j ＋ 1회째의 성형을 행한다. 이 제어를 성형 횟수(j)가 최대 성형 횟수(jmax)에 도달할 때까지 반복한다.
도12에 이 제어 방법을 이용하였을 때의 마찰력 실측치(Fm ; N)와 주름 억제력(BHF ; N)의 시간 이력의 예를 나타낸다. 마찰력 상한치[Fcuj(t) ; N]보다 마찰력[Fmj(t) ; N]이 크거나, 또는 마찰력 하한치[Fclj(t) ; N]보다 마찰력[Fmj(t) ; N]이 작은 t(sec)의 범위에서 BHF 제어 목표치를 BHFj에서 BHFj ＋ 1로 변화시키고, 그 변화시킨 BHF 제어 목표치 BHFj ＋ 1을 이용하여 j ＋ 1회째의 가공을 행한다.
다음에, 도13에 나타내는 흐름도를 참조하여, 도5에 도시한 금형 장치의 제어 방법의 일예를 설명한다. 본 예에서는, 온도 센서에 의해 측정된 온도가 가공 중 소정 범위가 되도록 주름 억제 하중 또는 펀치 속도 중 적어도 어느 하나를 가공 중에 제어하도록 되어 있다. 여기서 아래첨자 i는 성형 중의 제어 횟수를 나타낸다.
스텝 301 : 성형 개시, 이 때 i ＝ 1이다.
스텝 302 : 여기서는 펀치의 스트로크를 ΔSi(㎜)만큼 진행시키는 처리를 행한다. 예를 들어 i ＝ 1일 때, S0 ＝ 0이므로 S1 ＝ ΔS1(㎜)이 된다. ΔS1(㎜)에 대해서는 가공 전에 결정해 둔다.
스텝 303 : 여기서는 스트로크가 Si(㎜)에서의 온도(Tmi ; ℃)를 측정하는 처리를 행한다.
스텝 304 : 여기서는 3에서 측정한 온도(Tmi ; ℃)와 온도 제어 목표치(Tci ; ℃)(가공 전에 미리 설정해 둠)의 대소를 비교한다.
스텝 305 : 스텝 304에서 대소를 비교한 결과, Tmi ＞ Tci이면 도면 중 스텝 305에 식으로 나타내고 있는 바와 같이 측정치와 목표치의 온도의 차(Tmi － Tci)에 따라서 주름 억제 하중(BHFj ＋ 1 ; N)을 작게 하거나, 펀치 스트로크 증분(ΔSi ＋ 1 ; ㎜)을 작게 하는 처리 중 적어도 어느 하나를 행한다.
스텝 306 : 스텝 304에서 대소를 비교한 결과, Tmi ＜ Tci이면 도면 중 스텝 306에 식으로 나타내고 있는 바와 같이, 측정치와 목표치의 온도의 차(Tmi － Tci)에 따라서 주름 억제 하중(BHFj ＋ 1 ; N)을 크게 하거나, 펀치 스트로크 증분(ΔSi ＋ 1 ; ㎜)을 크게 하는 처리 중 적어도 어느 하나를 행한다.
스텝 307 : 이상과 같이 하여, 1회의 성형 중에서 피드백 제어를 행하면서 가공을 행하고, 스트로크(S ; ㎜)가 가공 종료시의 스트로크(Smax ; ㎜) 이상이 되면 가공 종료, 그 이하이면 루프는 두번째 전으로 복귀한다. 이 때 i의 값은 하나 증가한다.
구체적인 주름 억제 하중(BHFi ＋ 1 ; N) 또는 펀치 스트로크 증분(ΔSi ＋ 1 ; ㎜)은 비례 상수 α, β, γ, δ를 이용한 도면의 관계식으로부터 산출한다. 이 루프를 펀치 스트로크(Si ; ㎜)가 성형 종료시의 펀치 스트로크(Send ; ㎜)에 도달할 때까지 반복한다.
상기한 제어를 일정 시간 간격(Δt ; sec)마다 행하면, 펀치 속도(Vpi ; ㎜ /s)는 Δsi/Δt로 구할 수 있으므로, 펀치 속도는 펀치 스트로크 증분에 의해 제어할 수 있다.
다음에 도14에 도시하는 흐름도를 참조하여, 도5에 도시한 금형 장치의 제어 방법의 다른 예를 설명한다. 여기서 아래첨자 j는 프레스 가공 공정에 있어서의 성형 횟수를 나타낸다.
스텝 401 : 성형 1회째, j ＝ 1
스텝 402 : j회째 성형시의 시간(t ; sec)에 있어서의 온도의 이력[Tmj(t) ; ℃]을 측정한다.
스텝 403 : j회째 성형시의 시간(t ; sec)을 임의로 분할하여, 기정의 온도 하한치를 Tcl(t)(℃)이라 하였을 때, 각각의 미소 시간(t ; sec)에 있어서, Tmj(t) ＞ Tclj(t)이면, (j ＋ 1)회째 성형시의 그 미소 시간(t)의 범위의 BHFj ＋ 1(t)(N) 또는 펀치 속도[Vpj ＋ 1(t) ; N]에 대해 도면 중에 식으로 나타내고 있는 바와 같이 측정치와 기정 하한치의 온도의 차[Tmj(t) － Tclj(t)]에 따라서 주름 억제 하중(BHFj ＋ 1)을 작게 하거나, 펀치 속도[Vpj ＋ 1(t)]를 느리게 하는 처리 중 적어도 어느 하나를 행한다.
스텝 404 : 기정 온도 상한치를 Tcu(t)라 하였을 때, 각각의 미소 시간(t ; sec)에 있어서, Tmj(t) ＜ Tcuj(t)이면, (j ＋ 1)회째 성형시의 그 미소 시간(t)의 범위의 BHFj ＋ 1(t)(N) 또는 펀치 속도 Vpj ＋ 1(t)(㎜/s)에 대해 도면 중에 식으로 나타내고 있는 바와 같이 측정치와 기정 상한치의 온도의 차[Tmj(t) － Tcuj(t)]에 따라서 주름 억제 하중(BHFj ＋ 1 ; N)을 크게 하거나, 펀치 속도[Vpj ＋ 1(t) ; ㎜/s]를 빠르게 하는 처리 중 적어도 어느 하나를 행한다.
스텝 405 : 이상과 같이, j회째 성형시의 성형 조건을 기초로 (j ＋ 1)회째 성형시의 성형 조건을 미리 설정하고, j가 전체 성형 횟수(jmax)이면 성형 종료, 아니면 두번째 전으로 복귀한다.
구체적인 주름 억제 하중[BHFj ＋ 1(t) ; N] 또는 펀치 속도[Vpj ＋ 1(t) ; ㎜/s]의 값은 비례 상수 α, β, γ, δ를 이용한 도면의 관계식으로부터 산출한다. 전회(前回)의 성형에서 미리 측정한 온도[Tmj(t) ; ℃]가 온도 상한치[Tcuj(t) ; ℃]보다 크거나 또는 온도[Tmj(t) ; ℃]가 온도 하한치[Tclj(t) ; ℃]보다 작은 t(sec)의 범위에서 BHF 제어 목표치를 BHFj(t)(N)에서 BHFj ＋ 1(t)(N), 또한 펀치 속도 제어 목표치를 Vpj(t)(㎜/s)에서 Vpj ＋ 1(t)(㎜/s)로 변화시키고, 그 변화시킨 BHF 제어 목표치[BHFj ＋ 1(t) ; N], 또한 펀치 속도 제어 목표치[Vpj ＋ 1(t) ; ㎜/s]를 이용하여 j ＋ 1회째의 성형을 행한다. 이 제어를 성형 횟수(j)가 최대 성형 횟수(jmax)에 도달할 때까지 반복한다.
또한 도15에 나타내는 흐름도를 참조하여, 도9에 도시한 금형 장치의 제어 방법의 일예를 설명한다. 본 예에서는, 프레스 반력 측정 수단에 의해 측정된 프레스 반력이 가공 중 소정 범위가 되도록 주름 억제 하중 또는 펀치 속도 중 적어도 어느 하나를 가공 중에 제어하도록 되어 있다. 여기서 아래첨자 i는 성형 중의 제어 횟수를 나타낸다.
스텝 501 : 성형 개시, 이 때 i ＝ 1이다.
스텝 502 : 여기서는 펀치의 스트로크를 ΔSi(㎜)만큼 진행시키는 처리를 행한다. 예를 들어 i ＝ 1일 때, S0 ＝ 0(㎜)이므로 S1 ＝ ΔS1(㎜)이 된다. ΔS1(㎜)에 대해서는 가공 전에 결정해 둔다.
스텝 503 : 여기서는 스트로크가 Si(㎜)에서의 펀치 반력(Pmi ; N)을 측정하는 처리를 행한다.
스텝 504 : 여기서는 503에서 측정한 펀치 반력(Pmi ; N)과 펀치 반력 제어 목표치(Pci ; N)(가공 전에 미리 설정해 둠)의 대소를 비교한다.
스텝 505 : 스텝 504에서 대소를 비교한 결과, Pmi ＞ Pci(N)이면 도면 중 스텝 505에 식으로 나타내고 있는 바와 같이 측정치와 목표치의 프레스 반력의 차(Pmi － Pci)에 따라서 주름 억제 하중(BHFj ＋ 1 ; N)을 작게 하거나, 펀치 스트로크 증분(ΔSi ＋ 1 ; ㎜)을 작게 하는 처리 중 적어도 어느 하나를 행한다.
스텝 506 : 스텝 505에서 대소를 비교한 결과, Pmi ＜ Pci(N)이면 도면 중 스텝 506에 식으로 나타내고 있는 바와 같이 측정치와 목표치의 프레스 반력의 차 (Pmi － Pci)에 따라서 주름 억제 하중(BHFj ＋ 1 ; N)을 크게 하거나, 펀치 스트로크 증분(ΔSi ＋ 1 ; ㎜)을 크게 하는 처리 중 적어도 어느 하나를 행한다.
스텝 507 : 이상과 같이 하여, 1회의 성형 중에서 피드백 제어를 행하면서 가공을 행하고, 스트로크(S)가 가공 종료시의 스트로크(Smax ; ㎜) 이상이 되면 가공 종료, 그 이하이면 루프는 두번째 전으로 복귀한다. 이 때 i의 값은 하나 증가한다.
구체적인 주름 억제 하중(BHFi ＋ 1 ; N) 또는 펀치 스트로크 증분(ΔSi ＋ 1 ; ㎜)은 비례 상수 α, β, γ, δ를 이용한 도면의 관계식으로부터 산출한다. 이 루프를 펀치 스트로크 Si(㎜)가 성형 종료시의 펀치 스트로크(Send ; ㎜)에 도달할 때까지 반복한다.
상기한 제어를 일정 시간 간격(Δt ; sec)마다 행하면, 펀치 속도(Vpi ; ㎜/s)는 Δsi/Δt로 구할 수 있으므로, 펀치 속도는 펀치 스트로크 증분에 의해 제어할 수 있다.
또한, 도16에 나타내는 흐름도를 참조하여, 도9에 도시한 금형 장치의 제어 방법의 다른 예를 설명한다. 여기서 아래첨자 j는 프레스 가공 공정에 있어서의 성형 횟수를 나타낸다.
스텝 601 : 성형 1회째, j ＝ 1
스텝 602 : j회째 성형시의 시간(t ; sec)에 있어서의 펀치 반력의 이력 [Pmj(t)]을 측정한다.
스텝 603 : j회째 성형시의 시간(t ; sec)을 임의로 분할하여 기정 프레스 반력의 하한치를 Pc1(t)(N)이라 하였을 때, 각각의 미소 시간(t ; sec)에 있어서, Pmj(t) ＞ Pclj(t)이면, (j ＋ 1)회째 성형시의 그 미소 시간(t)의 범위의 BHFj ＋ 1(t)(N) 또는 펀치 속도 Vpj ＋ 1(t)(㎜/s)에 대해 도면 중에 식으로 나타내고 있는 바와 같이 측정치와 기정 하한치의 프레스 반력의 차[Pmj(t) － Pcl(t)]에 따라서 주름 억제 하중(BHFj ＋ 1)(N)을 작게 하거나, 펀치 속도[Vpj ＋ 1(t) ; ㎜/s]를 느리게 하는 처리 중 적어도 어느 하나를 행한다.
스텝 604 : 기정 프레스 반력의 상한치를 Pcu(t)(N)라 하였을 때, 각각의 미소 시간(t ; sec)에 있어서, Pmj(t) ＜ Pcuj(t)이면, (j ＋ 1)회째 성형시의 그 미소 시간(t)의 범위의 BHFi ＋ 1(t)(N) 또는 펀치 속도[Vpj ＋ 1(t) ; ㎜/s]에 대해 도면 중에 식으로 나타내고 있는 바와 같이 측정치와 기정 상한치의 온도의 차[Tmj(t) － Tcu(t)]에 따라서 주름 억제 하중(BHFj ＋ 1 ; N)을 크게 하거나, 펀치 속도[Vpj ＋ 1(t)]를 빠르게 하는 처리 중 적어도 어느 하나를 행한다.
스텝 605 : 이상과 같이, j회째 성형시의 성형 조건을 기초로 (j ＋ 1)회째 성형시의 성형 조건을 미리 설정하고, j가 전체 성형 횟수 jmax이면 성형 종료, 아니면 두번째 전으로 복귀한다.
구체적인 주름 억제 하중[BHFj ＋ 1(t) ; N] 또는 펀치 속도[Vpj ＋ 1(t) ; ㎜/s]의 값은 비례 상수 α, β, γ, δ를 이용한 도면의 관계식으로부터 산출한다. 전회의 성형에서 미리 측정한 프레스 반력[Pmj(t) ; N]이 프레스 반력 상한치[Pcuj(t) ; ℃]보다 크거나, 또는 프레스 반력[Pmj(t) ; N]이 프레스 반력 하한치[Pclj(t) ; N]보다 작은 t(sec)의 범위에서 BHF 제어 목표치를 BHFj(t)(N)에서 BHFi ＋ 1(t)(N), 또한 펀치 속도 제어 목표치를 Vpj(t)(㎜/s)에서 Vpj ＋ 1(t)(㎜/s)로 변화시키고, 그 변화시킨 BHF 제어 목표치[BHFj ＋ 1(t) ; N], 또는 펀치 속도 제어 목표치[Vpj ＋ 1(t) ; ㎜/s]를 이용하여 j ＋ 1회째의 성형을 행한다. 이 제어를 성형 횟수(j)가 최대 성형 횟수(jmax)에 도달할 때까지 반복한다.
또한, 펀치(1)는 주름 억제 금형(3)과 마찬가지로 분할 구조로 하여, 분할한 펀치마다 유압 실린더로 가압해도 좋지만, 금형 장치가 복잡해져 설비도 고가가 되므로, 펀치(1)는 일체화하여 통상의 외측 실린더로 균일 압하하고, 펀치(1) 표면에 전술한 방법으로 체결(고정) 또한 분할된 주름 억제 금형(3) 내에 도17에 도시한 바와 같이 유압실(8)을 내장하여 개별로 압력을 조절함으로써, 저렴한 가격으로 분할된 주름 억제 금형마다의 주름 억제 하중의 제어가 가능해진다.
(제1 실시예)
상술한 발명을 기초로, 본 발명예로서 도1에 도시하는 금형 장치를 시험 제작하고, 얇은 강판을 이용한 프레스 성형을 행하였다. 마찰력 측정 수단(4)으로서 피에조 소자를 사용하고, 평판(7)은 표면 켄칭한 S45C를 사용하였다.
표1에 이용한 강판의 특성을 나타낸다. 모두 판 두께 1.2 ㎜의 합금화 용융아연 도금 강판으로, 합금화 정도를 바꾼 2종류의 강판을 이용하였다.
소재 항복 응력(㎫) 인장 강도(㎫) 신장(％)
A(합금화 정도 큼) 187 310 48
B(합금화 정도 작음) 175 314 49
성형 시험은 50 ㎜ × 50 ㎜의 각통 디프드로잉 성형을 연속해서 행하고, 그 때의 성형 하중과 성형품의 파단 및 주름 발생의 유무를 조사하였다. 100 ㎜ × 100 ㎜의 사각형 소판(素板)으로부터 도2와 같이 8개의 금형 부재(3a)로 이루어지는 주름 억제 금형을 이용하여 성형 실험을 행하였다.
표2에 연속 100회 성형한 시험 결과를 나타낸다.
비교예로서, 주름 억제 하중 조절 수단이 없는 금형 장치를 사용하여 주름 억제압을 일정하게 한 경우의 결과를 표3에 나타낸다.
마찰력 평가 항목 A B
(본 발명예 1) 0.25(kN/금형) 모든 금형 부재에서 일정 성형 하중 평균치(kN) 65 75
성형 하중 표준편차(kN) 1 2
불량률(균열/주름)(％) 0/0 0/1
(본 발명예 2) 평행부 0.2 각부 0.3 (kN/금형) 성형 하중 평균치(kN) 65 75
성형 하중 표준편차(kN) 1 1
불량률(균열/주름)(％) 0/0 0/0
주름 억제력 평가 항목 A B
(제1 비교예) 20(kN) (일정) 성형 하중 평균치(kN) 65 75
성형 하중 표준편차(kN) 5 10
불량률(균열/주름)(％) 2/4 3/5
(제2 비교예) 40(kN) (일정) 성형 하중 평균치(kN) 68 82
성형 하중 표준편차(kN) 5 12
불량률(균열/주름)(％) 3/2 6/2
모든 금형 부재에 대해 마찰력이 일정(0.25 ; kN/금형)해지도록 성형한 본 발명예 1에서는 주름 억제 하중을 20(kN) 일정[마찰 계수를 0.1로 가정한 경우, 마찰력 합계가 2(kN)]하게 한 제1 비교예 및 주름 억제 하중을 40(kN) 일정[(마찰 계수를 0.1로 가정한 경우, 마찰력 합계가 4(kN)]로 한 제2 비교예에 비해, 성형 하중의 변동이 매우 적어 대개 양호한 성형을 얻을 수 있었다. 단, 합금화 정도가 낮은 소재 B는 성형 횟수가 증대함에 따라 금형에 아연의 응착이 발생하고, 마찰이 불균일해져 각부(角部)에 경미한 주름이 보였다. 그로 인해, 재료의 유입이 큰 평행부의 마찰력을 0.2(kN/금형)로 낮추고, 한쪽 각부의 마찰력을 0.3(kN/금형)으로 올린 설정으로 성형 실험을 행한 본 발명예 2에서는 어느 쪽의 재료라도 성형 횟수에 관계없이 양호한 성형 결과를 얻게 되었다.
(제2 실시예)
상술한 발명을 기초로, 본 발명예로서 도5에 도시하는 금형 장치를 시험 제작하여 박강판을 이용한 프레스 성형을 행하였다. 온도 센서(10)로서 열전대를 사용하고, 평판(7)은 표면 켄칭한 S45C를 사용하였다.
실험에 이용한 강판은 제1 실시예에서 사용한 것과 동일하다
성형 시험은 50 ㎜ × 50 ㎜의 각통 디프드로잉 성형을 연속해서 행하고, 그 때의 성형 하중과 성형품의 파단 및 주름 발생의 유무를 조사하였다. 100 ㎜ × 100 ㎜의 사각형 소판으로부터 도6과 같이 8개의 금형 부재(3a)로 이루어지는 주름 억제 금형을 이용하여 성형 실험을 행하였다.
표4에 연속 100회 성형한 시험 결과를 나타낸다.
비교예로서는, 제1 실시예의 그것과 동일하다.
온도 평가 항목 A B
(본 발명예 3) 180 ℃ 모든 금형 부재에서 일정 성형 하중 평균치(kN) 65 752
성형 하중 표준편차(kN) 1 2
불량률(균열/주름)(％) 0/0 0/2
(본 발명예 4) 평행부 150 ℃ 각부 200 ℃ 성형 하중 평균치(kN) 65 75
성형 하중 표준편차(kN) 1 1
불량률(균열/주름)(％) 0/0 0/0
모든 금형 부재에 대해 온도가 일정(180 ; ℃)해지도록 성형한 본 발명예 3에서는 주름 억제 하중을 20(kN) 일정(마찰 계수를 0.1이라 가정한 경우, 마찰력 합계가 2(kN)]하게 한 제1 비교예 및 주름 억제 하중을 40[kN] 일정[마찰 계수를 0.1이라 가정한 경우, 마찰력 합계가 4(kN)]하게 한 제2 비교예에 비해, 성형 하중의 변동이 매우 적어 대개 양호한 성형을 얻을 수 있었다. 단, 합금화 정도가 낮은 소재 B는 성형 횟수가 증대함에 따라 금형에 아연의 응착이 발생하고, 온도가 불균일해져 각부에 경미한 주름을 볼 수 있었다. 그로 인해, 재료의 유입이 큰 평행부의 온도를 150(℃)으로 낮추고, 한쪽 각부의 마찰력을 200(℃)로 올린 설정으로 성형 실험을 행한 본 발명예 4에서는 어느 한쪽의 재료라도 성형 횟수에 상관없이 양호한 성형 결과를 얻을 수 있었다.
(제3 실시예)
상술한 발명을 기초로, 본 발명예로서 도8에 도시하는 금형 장치를 시험 제작하여 박강판을 이용한 프레스 성형을 행하였다. 프레스 반력 측정 수단(9)으로서 왜곡 게이지를 사용하고, 평판(7)은 표면 켄칭한 S45C를 사용하였다.
실험에 이용한 강판은 제1 실시예에서 사용한 것과 동일하다.
성형 시험은 50 ㎜ × 50 ㎜의 각통 디프드로잉 성형을 연속해서 행하고, 그 때의 성형 하중과 성형품의 파단 및 주름 발생의 유무를 조사하였다. 100 ㎜ × 100 ㎜의 사각형 소판으로부터 도3과 같이 8개의 금형 부재(3a)로 이루어지는 주름 억제 금형을 이용하여 성형 실험을 행하였다.
표5에 연속 100회 성형한 시험 결과를 나타낸다.
비교예로서는, 제1 실시예의 그것과 동일하다.
프레스 반력 평가 항목 A B
(본 발명예 5) 65 kN 전금형 부재에서 일정 성형 하중 평균치(kN) 65 65
성형 하중 표준편차(kN) 1 2
불량률(균열/주름)(％) 0/0 0/4
(본 발명예 6) 가공 초기 20 kN 가공 후기 70 kN 성형 하중 평균치(kN) 68 68
성형 하중 표준편차(kN) 1 1
불량률(균열/주름)(％) 0/0 0/0
프레스 반력이 일정(65 ; kN)해지도록 주름 억제력을 제어하여 성형한 본 발명예 5에서는 주름 억제 하중을 20(kN) 일정[마찰 계수를 0.1로 가정한 경우, 마찰력 합계가 2(kN)]하게 한 제1 비교예 및 주름 억제 하중을 40(kN) 일정[마찰 계수를 0.1로 가정한 경우, 마찰력 합계가 4(kN)]하게 한 제2 비교예에 비해, 성형 하중의 변동이 매우 적어 대개 양호한 성형을 얻게 되었다. 단, 합금화 정도가 낮은 소재 B는 성형 횟수가 증대함에 따라 금형에 아연의 응착이 발생하고, 프레스 반력이 불균일해져 각부에 경미한 주름이 보였다. 그로 인해, 재료의 유입이 큰 가공 초기의 프레스 반력을 20 kN으로 낮추고, 한쪽 가공 후기의 프레스 반력을 70 kN으로 올린 설정으로 성형 실험을 행한 본 발명예 6에서는 어느 쪽의 재료라도 성형 횟수에 상관없이 양호한 성형 결과를 얻을 수 있었다.

Claims (16)

  1. 펀치와, 다이스와, 주름 억제 금형과, 상기 펀치를 상기 다이스 내에 삽입하는 펀치 구동 수단과, 상기 주름 억제 금형에 주름 억제 하중을 인가하는 주름 억제 금형 구동 수단을 구비하고, 상기 펀치에 의해 상기 다이스 내에 박판 워크를 압입하여 워크를 가공하는 박판의 프레스 금형 장치에 있어서,
    주름 억제 금형 구동 수단을 거쳐서 상기 주름 억제 금형에 인가되는 주름 억제 하중을 조절하는 주름 억제 하중 조절 수단과,
    적어도 상기 워크에 작용하는 마찰력을 측정하는 마찰력 측정 수단과, 상기 펀치에 작용하는 프레스 반력을 측정하는 프레스 반력 측정 수단 중 어느 한쪽과,
    상기 마찰력 측정 수단 또는 상기 프레스 반력 측정 수단의 측정치가 소정의 값이 되도록 상기 주름 억제 하중 조절 수단을 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 박판의 프레스 금형 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마찰력 측정 수단은 다이스 견부에 배치되어 상기 워크와 상기 다이스 사이의 마찰력을 측정하도록 되어 있는 박판의 프레스 금형 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 마찰력 측정 수단은 상기 주름 억제 금형에 배치되어 상기 워크와 상기 주름 억제 금형 사이의 마찰력을 측정하도록 되어 있는 박판의 프레스 금형 장치.
  4. 제1항에 있어서, 주름 억제 금형은 복수의 금형 부재를 구비하고 있고,
    상기 금형 부재의 각각에 상기 주름 억제 금형 구동 수단이 마련되어 금형 부재 각각을 독립적으로 제어 가능하게 한 박판의 프레스 금형 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 마찰력 측정 수단은 상기 금형 부재의 각각에 대응시켜 다이스 견부에 배치되어 상기 워크와 상기 다이스 사이의 마찰력을 측정하도록 되어 있는 박판의 프레스 금형 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 마찰력 측정 수단은 상기 금형 부재의 각각에 배치되어 상기 워크와 상기 금형 부재의 각각의 사이의 마찰력을 독립적으로 측정하도록 되어 있는 박판의 프레스 금형 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마찰력 측정 수단이 피에조 소자 또는 왜곡 게이지를 구비하는 박판의 프레스 금형 장치.
  8. 제1항에 있어서, 마찰력 측정 수단은 온도 센서를 구비하는 박판의 프레스 금형 장치.
  9. 제8항에 있어서, 온도 센서가 열전대인 것을 특징으로 하는 박판의 프레스 금형 장치.
  10. 제1항에 기재된 금형 장치를 이용하는 것으로, 펀치에 의해 다이스 내에 박판 워크를 압입하여 워크를 가공하는 박판의 프레스 성형 방법에 있어서,
    적어도 상기 워크에 작용하는 마찰력 또는 상기 펀치에 작용하는 프레스 반력 중 어느 한쪽을 측정하는 측정 단계와,
    상기 측정 단계에서 얻게 된 측정치가 소정의 값이 되도록 주름 억제 하중 또는 펀치 속도를 조절하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 박판의 프레스 성형 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 측정치를 이용하여, 전회(前回)의 성형 프로세스에 있어서 측정한 마찰력 또는 프레스 반력과, 주름 억제 하중 또는 펀치 속도 중 어느 하나의 관계를 구하는 단계를 더 구비하고,
    상기 구해진 관계를 기초로 하여 상기 마찰력 또는 프레스 반력 측정치가 소정 범위가 되도록 주름 억제 하중과 펀치 속도 중 어느 한쪽을 조절하도록 주름 억제 하중과 펀치 속도 중 어느 한쪽을 조절하도록 한 박판의 프레스 성형 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 마찰력 측정 수단은 다이스 견부에 배치되어 있는 박판의 프레스 성형 방법.
  13. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 마찰력 측정 수단은 상기 주름 억제 금형에 배치되어 있는 박판의 프레스 성형 방법.
  14. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 마찰력 측정 수단은 다이스 견부에 배치된 온도 센서를 구비하고 있고,
    상기 방법은 상기 온도 센서에 의해 측정된 온도 변화에 의해 상기 워크와 상기 다이스 사이의 마찰력을 추정하도록 한 박판의 프레스 성형 방법.
  15. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 마찰력 측정 수단은 상기 주름 억제 금형에 배치된 온도 센서를 구비하고 있고,
    상기 방법은 상기 온도 센서에 의해 측정된 온도 변화에 의해 상기 워크와 상기 다이스 사이의 마찰력을 추정하도록 한 박판의 프레스 성형 방법.
  16. 제10항 또는 제11항에 있어서, 주름 억제 금형은 복수의 금형 부재를 구비하고 있고, 상기 금형 부재의 각각에 상기 주름 억제 금형 구동 수단이 마련되고, 금형 부재 각각을 독립적으로 제어 가능하게 한 박판의 프레스 성형 방법.
KR1020057014011A 2003-01-31 2004-01-30 박판의 프레스 금형 장치 및 프레스 성형 방법 KR100666062B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2003-00023216 2003-01-31
JP2003023216 2003-01-31
JPJP-P-2003-00325492 2003-09-18
JP2003325492A JP4629965B2 (ja) 2003-01-31 2003-09-18 薄板のプレス金型装置及びプレス成形方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050094894A KR20050094894A (ko) 2005-09-28
KR100666062B1 true KR100666062B1 (ko) 2007-01-10

Family

ID=32828918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057014011A KR100666062B1 (ko) 2003-01-31 2004-01-30 박판의 프레스 금형 장치 및 프레스 성형 방법

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP4629965B2 (ko)
KR (1) KR100666062B1 (ko)
WO (1) WO2004067200A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101299306B1 (ko) * 2011-10-28 2013-08-26 현대제철 주식회사 마그네틱 포밍 성형장치

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4833531B2 (ja) * 2003-11-11 2011-12-07 新日本製鐵株式会社 プレス成形加工装置、プレス成形加工方法、コンピュータプログラム及び記録媒体
JP2006075884A (ja) 2004-09-10 2006-03-23 Nippon Steel Corp プレス成形加工システム、プレス成形加工方法、及びコンピュータプログラム
CN101370603B (zh) * 2006-01-13 2011-12-28 新日本制铁株式会社 冲压成形装置及冲压成形方法
KR100811937B1 (ko) 2006-06-30 2008-03-10 현대자동차주식회사 성형한계도 시험장치
JP4823886B2 (ja) * 2006-12-18 2011-11-24 新日本製鐵株式会社 薄板のブランキングプレス用金型およびブランク加工方法
CN101209466B (zh) * 2006-12-31 2011-05-25 比亚迪股份有限公司 适用于弯曲管件成型的翻边方法及适用该方法的凹模
JP4734266B2 (ja) * 2007-02-05 2011-07-27 新日本製鐵株式会社 プレス成形金型装置およびプレス成形方法
TW200914163A (en) 2007-05-09 2009-04-01 Nippon Steel Corp Thin plate press molding device and thin plate press molding method
MX2011003594A (es) 2008-10-07 2011-04-27 Nippon Steel Corp Metodo y aparato para juzgar la fractura del producto estampado de metal, programa y medio de registro legible por computadora.
JP4870200B2 (ja) * 2009-08-26 2012-02-08 新日本製鐵株式会社 プレス成形加工システム、プレス成形加工方法、及びコンピュータプログラム
EP3023168B1 (en) * 2013-07-19 2021-03-03 JFE Steel Corporation Press forming method
JP5713092B2 (ja) * 2013-12-06 2015-05-07 新日鐵住金株式会社 合金化溶融亜鉛めっき鋼板からなる絞り成形品の製造方法および製造装置
JP6767063B2 (ja) * 2017-03-17 2020-10-14 株式会社ヒロテック 絞り成形装置
JP6925210B2 (ja) * 2017-09-14 2021-08-25 ユニバーサル製缶株式会社 圧力測定センサ、圧力測定方法
JP7263087B2 (ja) * 2019-04-05 2023-04-24 株式会社トヨタプロダクションエンジニアリング 摩耗量検出装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01266923A (ja) * 1988-04-16 1989-10-24 Kenichi Manabe 適応制御深絞り法
JPH05161925A (ja) * 1991-12-13 1993-06-29 Sumitomo Metal Ind Ltd プレス成形方法
JP2722936B2 (ja) * 1992-04-07 1998-03-09 トヨタ自動車株式会社 プレス機械のしわ押え荷重自動変更装置
JP2722937B2 (ja) * 1992-04-07 1998-03-09 トヨタ自動車株式会社 プレス機械のしわ押え荷重測定装置
JP3231536B2 (ja) * 1993-02-25 2001-11-26 トヨタ自動車株式会社 プレス機械の異常診断方法
JPH07266100A (ja) * 1994-03-31 1995-10-17 Toyota Motor Corp プレス加工条件設定方法および装置
JP2812201B2 (ja) * 1994-07-15 1998-10-22 トヨタ自動車株式会社 プレス装置
JPH08150427A (ja) * 1994-11-28 1996-06-11 Res Dev Corp Of Japan 四角筒絞り成形方法
JP2002086219A (ja) * 2000-09-12 2002-03-26 Toyota Motor Corp ブランクホルダー圧制御装置および制御方法とプレス成形機

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101299306B1 (ko) * 2011-10-28 2013-08-26 현대제철 주식회사 마그네틱 포밍 성형장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP4629965B2 (ja) 2011-02-09
WO2004067200A1 (ja) 2004-08-12
KR20050094894A (ko) 2005-09-28
JP2004249365A (ja) 2004-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100666062B1 (ko) 박판의 프레스 금형 장치 및 프레스 성형 방법
RU2395360C2 (ru) Способ штамповки (варианты) и устройство для штамповки (варианты)
EP2025425B1 (en) Press-forming method, press-forming device, computer program product and computer readable recording medium
Obermeyer et al. A review of recent advances in the application of blank-holder force towards improving the forming limits of sheet metal parts
KR100390017B1 (ko) 프레스브레이크의절곡가공방법및그방법에서사용하는프레스브레이크
US11701700B2 (en) Variable pulsating, gap control, auto-learning press cushion device
JP4943284B2 (ja) 薄板のプレス成形加工装置
Siegert et al. Tendencies in presses and dies for sheet metal forming processes
Lo et al. Closed-loop control of the blank holding force in sheet metal forming with a new embedded-type displacement sensor
Wang et al. Determination of optimal blank holder force trajectories for segmented binders of step rectangle box using PID closed-loop FEM simulation
CN100496792C (zh) 薄板冲压模具装置及冲压成型方法
Xu et al. Drawbeads in sheet metal stamping-a review
Siegert et al. Pulsating blankholder forces in the deep-draw processes
JPH0929358A (ja) 高精度形状制御プレス金型
Yang¹ et al. Tokyo Metropolitan University, Tokyo 191-0065, Japan 2
Abass Supporting plate edge radius and internal hole diameter relation effect on the springback in incremental forming, part B
Schweinshaupt et al. Fine blanking of pre-hardened high manganese steel to investigate the sheared surface hardening and part quality
Lazarescu et al. Effect of the blank-holding load on the drawing force in the deep-drawing process of cylindrical and square cups
Böhm et al. Study on Scrap Reduction in Cold Forging During Ramp-Up Phases Through Actuator Control
KR100520570B1 (ko) 프레스용 소재유입 제어장치
Gopinath et al. Design and value engineering of a high temperature high pressure multifunctional compression moulding unit to manufacture zero defect parts
Chang et al. Study on characteristics of the warm deep drawability and simulation for the galvannealed steel sheet
KR20190076748A (ko) 물성 변화 계측 장치
Mishra et al. Influence of Variable Blank Holding Force on the Drawing Behavior of Steel Sheets
MXPA06005001A (en) Press forming device, press forming method, computer program, and recording medium

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121227

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131218

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141230

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151217

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161221

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171219

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181219

Year of fee payment: 13