KR100769642B1 - 프로그레시브금형의 소재변형방지장치 - Google Patents

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KR100769642B1
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임승영
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Abstract

본 발명은 프로그레시브금형의 소재변형방지장치에 관한 것이다. 본 발명은 다이리테이너(14)가 구비되는 다이홀더(10)와, 상기 다이홀더(10)의 상방에 구비되고 상기 다이홀더(10)에 대해 상대적으로 승강하며 펀치리테이너(34)가 구비되는 펀치홀더(30)와, 상기 다이리테이너(14)의 표면으로 노출되게 설치되어 가공시에 소재를 지지하는 다이(16)와, 상기 펀치리테이너(34)에 상기 다이(16)와 대응되는 위치에 돌출되게 구비되어 상기 다이(16) 상에 안착된 소재(20)를 타격하는 펀치(40)를 포함하여 구성되고, 상기 다이(16)와 펀치(40)의 서로 대응되는 표면중 적어도 어느 일측에는 엠보싱형성돌기가 다수개 형성된다. 본 발명에 의하면 프로그레시브 금형에서 사용되는 소재의 잔류응력이 확실히 제거되므로, 가공과정에서 소재에 비틀림이나 뒤틀림이 발생하지 않게 되어 제품의 생산성과 제품의 가공정밀도가 높아지는 이점이 있다.
프로그레시브 금형, 소재, 비틀림, 변형

Description

프로그레시브금형의 소재변형방지장치{Material deformation preventing apparatus for progressive mold}
도 1은 본 발명에 의한 프로그레시브 금형의 소재변형방지장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 단면도.
도 2는 본 발명 실시예의 소재변형방지장치가 채용된 프로그레시브 금형에서 가공되는 소재를 보인 평면도.
도 3은 본 발명 실시예를 구성하는 응력제거펀치의 선단면 형상을 보인 평면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 다이홀더 12: 다이백킹플레이트
14: 다이리테이너 16: 다이
20: 소재 22: 캐리어
24: 제품부 26: 엠보싱
30: 펀치홀더 32: 펀치백킹플레이트
34: 펀치리테이너 36: 펀치포켓
38: 펀치가이드 40: 응력제거펀치
42: 지지단 43: 조정스프링
44: 조정면 46: 조정기구
48: 펀치로드 50: 조정경사면
52: 조정대 54: 고정볼트
56: 조정볼트
본 발명은 프로그레시브 금형에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프로그레시브 금형에서 가공되는 소재에 변형이 발생하는 것을 방지하는 프로그레시브 금형의 소재변형방지장치에 관한 것이다.
프로그레시브 금형이란 긴 띠모양의 소재를 정해진 피치만큼 씩 연속적으로 이송시키면서 다수개의 펀치와 다이 사이에서 동시에 소재에 가압하여 원하는 형상의 제품을 만드는 것이다.
이와 같은 프로그레시브 금형에서는 각각의 펀치와 다이 쌍에서 동시에 가압이 이루어지면서 성형이 이루어지므로 소재를 다이위에 정확하게 위치시키지 않으면, 가공 위치가 틀려지면서 펀치와 다이 쌍의 갯수에 해당되는 만큼의 제품에서 불량이 한번에 발생한다. 따라서, 소재를 다이 위에 정확하게 위치시키는 것은 프로그레시브 금형에서 매우 중요한 일이다.
특히, 소재에 가공이 이루어지는 과정에서 소재 자체가 가지는 잔류응력에 의해 변형이 발생할 수 있다. 이와 같은 변형은 소재가 다이 상에 정확한 위치에 안착되지 못하게 하므로 가공정밀도와 제품의 생산성에 많은 영향을 미치게 된다.
즉, 프로그레시브 금형에서 사용되는 소재가 긴 띠모양으로 절단되고 롤형상으로 감겨진 상태로 제공되기 때문에, 소재에 남아 있는 잔류응력에 의해 소재에 가공이 이루어지면서 비틀림 등의 변형이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프로그레시브 금형에서 사용되는 소재에 남아 있는 잔류응력을 제거하고 가공을 수행하도록 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 다이리테이너가 구비되는 다이홀더와, 상기 다이홀더의 상방에 구비되고 상기 다이홀더에 대해 상대적으로 승강하며 펀치리테이너가 구비되는 펀치홀더와, 상기 다이리테이너의 표면으로 노출되게 설치되어 가공시에 소재를 지지하는 다이와, 상기 펀치리테이너에 상기 다이와 대응되는 위치에 돌출되게 구비되어 상기 다이 상에 안착된 소재를 타격하는 펀치를 포함하여 구성되고, 상기 다이와 펀치의 서로 대응되는 표면중 적어도 어느 일측에는 엠보싱형성돌기가 다수개 형성된다.
상기 펀치리테이너를 관통하여서는 상기 펀치가 설치되는 펀치포켓이 형성되는데, 상기 펀치포켓에는 중앙에 통공이 형성된 펀치가이드가 관통하여 설치된다.
상기 펀치는 상기 펀치가이드의 통공을 관통하여 설치되는데, 상기 펀치와 펀치가이드의 사이에는 조정스프링이 설치되어 상기 펀치가 펀치리테이너의 내부로 수납되는 방향으로 탄성력을 발휘한다.
상기 펀치의 선단면에는 엠보싱형성돌기가 구비되고, 상기 펀치의 후단에는 상기 조정스프링의 일단부가 지지되는 지지단이 형성되며, 상기 펀치의 후단면은 소정의 경사를 가지는 조정면으로 된다.
상기 펀치의 돌출정도를 조정하기 위한 조정기구가 더 구비되는데, 선단이 상기 펀치의 후단면에 형성된 조정면과 연동되는 조정경사면이 형성되어 펀치리테이너를 관통하여 선단이 상기 펀치포켓내에 위치되는 펀치로드와, 상기 펀치로드와 일체로 형성되고 상기 펀치리테이너의 측면과 마주보는 조정대와, 상기 조정대를 관통하여 상기 펀치리테이너에 체결되어 조정대의 위치를 고정하는 고정볼트와, 외면에 형성된 나사부가 상기 조정대에 형성된 통공의 내면에 형성된 나사부와 체결되고 선단이 상기 펀치리테이너에 지지되어 회전됨에 의해 조정대를 펀치리테이너에 대해 상대 이동시키는 조정볼트를 포함하여 구성된다.
상기 펀치는 상기 소재의 캐리어부분을 타격하여 엠보싱을 형성한다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면 프로그레시브 금형에서 사용되는 소재의 잔류응력이 확실히 제거되므로, 가공과정에서 소재에 비틀림이나 뒤틀림이 발생하지 않게 되어 제품의 생산성과 제품의 가공정밀도가 높아지는 이점이 있다.
이하 본 발명에 의한 프로그레시브 금형의 소재변형방지장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1에는 본 발명에 의한 프로그레시브 금형의 소재변형방지장치의 바람직한 실시예의 구성이 단면도로 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명 실시예의 소재변형방 지장치가 채용된 프로그레시브 금형에서 가공되는 소재를 보인 평면도가 도시되어 있으며, 도 3에는 본 발명 실시예를 구성하는 응력제거펀치의 선단면 형상이 평면도로 도시되어 있다.
도면들에 도시된 바에 따르면, 다이홀더(10)상에는 다이백킹플레이트(12)와 다이리테이너(14)가 장착된다. 상기 다이백킹플레이트(12)와 다이리테이너(14)는 상기 다이홀더(10)상에 함께 체결된다. 상기 다이백킹플레이트(12)는 실질적으로 다이리테이너(14)의 일부라고 생각할 수도 있다.
상기 다이리테이너(14)에는 다수개의 다이(16)가 설치된다. 상기 다이(16)는 상기 다이리테이너(14)의 상면으로 노출되게 다수개가 소재(20)의 가공이 이루어지는 위치마다 설치된다. 상기 다이(16)중 하나가 소재(20)의 변형을 방지하기 위한 작업수행을 위해 사용된다. 상기 다이(16)상에는 소재(20)가 안착되어 아래에서 설명될 응력제거펀치(40)에 의해 타격되는 부분을 지지하게 된다.
상기 소재(20)는 긴 띠모양으로 구성된다. 상기 소재(20)에는 순차적으로 가공이 이루어지면서, 점차 제품의 형상이 만들어져 간다. 상기 소재(20)는 가공이 이루어지면서 크게 캐리어(22)와 제품부(24)로 나누어진다. 상기 캐리어(22)는 프로그레시브 금형에서의 가공과정에서 만들어지는 제품 사이를 연결하고 소재(20)를 이송시키기 위한 것이다. 상기 제품부(24)는 실제의 제품으로 만들어지는 부분으로 타발되고 절곡되면서 점차 형상이 만들어지게 된다. 상기 캐리어(22)에는 본 발명 실시예의 소재변형방지장치에 의해 엠보싱(26)이 형성된다.
펀치홀더(30)의 하면에는 펀치백킹플레이트(32)와 펀치리테이너(34)가 설치 된다. 상기 펀치홀더(30)는 별도의 장치에 의해 승강된다. 상기 펀치백킹플레이트(32)와 펀치리테이너(34)는 상기 펀치홀더(30)에 함께 장착된다. 실제로 상기 펀치백킹플레이트(32)는 상기 펀치리테이너(34)의 일부라고 볼 수 있다.
상기 펀치리테이너(34)에는 펀치포켓(36)이 형성된다. 상기 펀치포켓(36)은 상기 펀치리테이너(34)를 관통하여 형성된다. 상기 펀치리테이너(34)에는 펀치가이드(38)가 설치된다. 상기 펀치가이드(38)는 상기 펀치포켓(36)을 관통하여 설치되는 것이다. 상기 펀치가이드(38)의 중앙을 관통하여서는 통공(38')이 형성된다. 상기 통공(38')에는 아래에서 설명될 응력제거펀치(40)가 설치된다. 상기 펀치가이드(38)는 상기 펀치리테이너(34)에 고정와셔(39)와 체결볼트(39')에 의해 형성된다. 즉, 상기 고정와셔(39)의 일측이 상기 펀치가이드(38)의 외면에 형성된 홈에 걸어지고, 상기 고정와셔(39)는 상기 체결볼트(39')에 의해 펀치리테이너(34)에 고정된다.
응력제거펀치(40)는 상기 펀치포켓(36) 내에 상기 펀치가이드(38)의 통공(38')을 관통하여 설치된다. 상기 응력제거펀치(40)는 그 선단이 상기 펀치리테이너(34)의 외부로 돌출되어 상기 다이리테이너(14)를 향해 소정 거리만큼 연장된다. 상기 응력제거펀치(40)는 대략 사각기둥형상으로, 그 후단에 지지단(42)이 돌출되어 형성된다. 상기 지지단(42)에는 조정스프링(43)의 일단이 지지된다. 상기 조정스프링(43)의 타단은 상기 펀치가이드(38)의 일측에 지지된다.
상기 응력제거펀치(40)의 선단 표면에는 엠보싱형성돌기(41)가 다수개 형성된다. 상기 엠보싱형성돌기(41)는 그 구성이 도 3에 잘 도시되어 있다. 상기 엠보 싱형성돌기(41)는 일정한 간격을 가지고 배치된다. 참고로, 상기 엠버싱형성돌기(41)는 응력제거펀치(40)가 아닌 상기 다이(16)상에 형성될 수도 있고, 엠버싱형성돌기(41)와 다이(16) 모두에 서로 간섭되지 않는 위치에 형성될 수도 있다.
상기 응력제거펀치(40)의 후단에는 조정면(44)이 경사지게 형성된다. 상기 조정면(44)은 상기 응력제거펀치(40)가 상기 다이리테이너(14)를 향해 돌출되는 정도를 조정할 수 있도록 한다.
상기 응력제거펀치(40)가 다이리테이너(14)를 향해 돌출되는 정도의 조정을 위한 조정기구(46)가 상기 펀치리테이너(34)에 구비된다. 상기 조정기구(46)에는 펀치로드(48)가 구비된다. 상기 펀치로드(48)는 상기 펀치리테이너(34)를 횡으로 관통하여 상기 펀치포켓(36) 내부로 삽입된다. 상기 펀치포켓(36)의 내부에 삽입된 펀치로드(48)의 선단에는 상기 응력제거펀치(40)의 조정면(44)과 대응되는 조정경사면(50)이 형성된다. 상기 조정경사며(50)과 조정면(44)이 서로 연동됨에 의해 상기 응력제거펀치(40)의 돌출정도가 조정된다.
상기 펀치로드(48)의 후단에는 조정대(52)가 직교하게 일체로 구비된다. 상기 조정대(52)에는 상기 펀치로드(48)를 전후진 시키기 위한 구성이 설치된다. 상기 조정대(52)를 관통하여서는 고정볼트(54)와 조정볼트(56)가 설치된다. 상기 고정볼트(54)는 상기 펀치로드(48)의 위치를 고정시키는 역할을 하는 것이고, 상기 조정볼트(56)는 상기 펀치로드(48)의 위치를 조정하는 역할을 하는 것이다.
상기 고정볼트(54)는 상기 조정대(52)를 관통하여 상기 펀치리테이너(34)에 선단이 체결된다. 상기 고정볼트(54)가 관통하는 상기 조정대(52)의 통공에는 나사 부가 형성되지 않아도 상관없다. 상기 조정볼트(56)는 상기 조정대(52)를 관통하여 펀치리테이너(34)에 선단이 지지된다. 상기 조정볼트(56)가 관통하는 상기 조정대(52)의 통공에는 나사부가 반드시 형성되어야 한다. 이는 상기 조정볼트(56)가 회전함에 따라 상기 조정대(52), 보다 정확하게는 상기 펀치로드(48)의 이동이 발생하도록 하기 위함이다.
상기 구조에서는 상기 조정볼트(56)의 선단이 상기 펀치리테이너(34)의 측면에 지지되어 있는 상태에서 조정볼트(56)가 회전되므로, 조정볼트(56)는 이동할 수 없고 대신에 상기 조정볼트(56)와 나사결합되어 있는 상기 조정대(52), 즉 펀치로드(48)가 이동되는 것이다.
한편, 도면으로 도시되지는 않았지만, 상기 조정볼트(56)의 설치위치를 고정하기 위해 상기 조정대(52)에 체결되어 조정볼트(56)의 외면에 선단이 밀착되는 세트스크류(도시되지 않음)를 사용할 수도 있다.
이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 프로그레시브 금형의 소재변형방지장치의 작용을 상세하게 설명한다.
상기 소재(20)는 도 2에 잘 도시된 바와 같이 띠모양으로 상기 다이리테이너(14)의 상부를 따라 길이방향으로 이송된다. 상기 소재(20)가 이송되어 각각의 가공위치게 다이(16) 상에 안착되면, 상기 펀치홀더(30)가 하강하여 응력제거펀치(40)가 상기 다이(16)상에 안착된 소재(20)의 특정 부위를 타격한다.
본 발명에서는 상기 소재(20)의 캐리어(22)부분을 응력제거펀치(40)가 타격하여 엠보싱(26)을 형성한다. 상기와 같이 엠보싱(26)을 형성함에 의해 상기 캐리 어(22)부분에는 잔류응력이 제거된다. 즉, 상기 캐리어(22)의 표면 전체에 걸쳐 엠보싱(26)을 형성하면, 캐리어(22) 부분에 잔류하고 있던 잔류응력이 제거되면서 캐리어(22) 부분의 비틀림이 방지된다.
따라서, 이후의 공정에서 상기 제품부(24)를 형성함에 있어서, 상기 캐리어(22)의 변형이 방지되면서, 캐리어(22)에 의해 이송되는 소재(20)가 정확한 위치에 있을 수 있게 된다. 다시 말해, 상기 제품부(24)가 다이상에 정확하게 위치될 수 있어 제품부(24)에의 가공이 정확한 위치에 이루어지게 된다.
한편, 상기 응력제거펀치(40)가 상기 펀치리테이너(34)에서 돌출되는 정도가 조정될 수 있다. 이와 같은 조정은 상기 펀치리테이너(34)에 의해 형성되는 엠보싱(26)의 크기를 달리할 수 있다. 이는 캐리어(22)에 남아 있는 잔류응력의 크기나 소재(20)의 두께 등 다양한 조건에 따라 응력제거펀치(40)의 돌출정도를 조정하도록 하기 위함이다.
예를 들어, 상기 고정볼트(54)를 상기 펀치리테이너(34)에서 푼 상태에서, 상기 조정볼트(56)를 회전시킨다. 즉, 상기 조정볼트(56)를 회전시키면, 상기 조정볼트(56)의 선단이 상기 펀치리테이너(34)에 지지되어 있으므로, 회전방향에 따라 상기 조정대(52)가 도면 상 좌측방향이나 우측방향으로 이동된다. 이와 같은 이동에 의해 상기 펀치로드(48)가 함께 좌측방향이나 우측방향으로 이동된다.
만약, 상기 응력제거펀치(40)가 상대적으로 더 돌출되도록 하기 위해서는 상기 펀치로드(48)가 도면상의 좌측방향으로 이동되도록 한다. 이와 같이 되면, 상기 응력제거펀치(40)는 상기 조정면(44)과 조정경사면(50) 사이의 연동에 의해 상기 조정스프링(42)을 압축시키면서 하강하여 선단이 상기 펀치리테이너(34)에 대해 더 돌출된다.
반대로, 응력제거펀치(40)가 상대적으로 덜 돌출되도록 하기 위해서는, 상기 펀치로드(48)가 도면상의 우측방향으로 이동되도록 한다. 이와 같이 되면, 상기 응력제거펀치(40)는 상기 조정면(44)과 조정경사면(50) 사이의 연동에 의해 상기 조정스프링(42)의 복원력에 의해 상승하여 선단이 상기 펀치리ㅌ이너(34)에 대해 덜 돌출되게 된다.
본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.
위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 프로그레시브 금형의 소재변형방지장치에서는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에서는 프로그레시브 금형에서 사용되는 소재에 남아 있는 잔류응력을 제거하기 위해 다이홀더측과 펀치홀더측에 각각 소재의 캐리어부분에 엠보싱을 형성할 수 있는 펀치와 다이를 설치한다. 상기 펀치와 다이중 적어도 일측 표면에 엠보싱형성돌기를 형성하여 소재의 캐리어에 엠보싱을 형성하여 캐리어 부분의 잔류응력을 제거한다. 이와 같이 되면, 프로그레시브 금형에서 사용되는 소재의 잔류응력이 확실히 제거되므로, 가공과정에서 소재에 비틀림이나 뒤틀림이 발생하지 않 게 되어 제품의 생산성과 제품의 가공정밀도가 높아지는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (6)

  1. 다이리테이너가 구비되는 다이홀더와,
    상기 다이홀더의 상방에 구비되고 상기 다이홀더에 대해 상대적으로 승강하며 펀치리테이너가 구비되는 펀치홀더와,
    상기 다이리테이너의 표면으로 노출되게 설치되어 가공시에 소재를 지지하는 다이와,
    상기 펀치리테이너에 상기 다이와 대응되는 위치에 돌출되게 구비되어 상기 다이 상에 안착된 소재를 타격하는 펀치를 포함하여 구성되고,
    상기 다이와 펀치의 서로 대응되는 표면중 적어도 어느 일측에는 엠보싱형성돌기가 다수개 형성됨을 특징으로 하는 프로그레시브 금형의 소재변형방지장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 펀치리테이너를 관통하여서는 상기 펀치가 설치되는 펀치포켓이 형성되는데, 상기 펀치포켓에는 중앙에 통공이 형성된 펀치가이드가 관통하여 설치됨을 특징으로 하는 프로그레시브 금형의 소재변형방지장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 펀치는 상기 펀치가이드의 통공을 관통하여 설치되는데, 상기 펀치와 펀치가이드의 사이에는 조정스프링이 설치되어 상기 펀치가 펀 치리테이너의 내부로 수납되는 방향으로 탄성력을 발휘함을 특징으로 하는 프로그레시브 금형의 소재변형방지장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 펀치의 선단면에는 엠보싱형성돌기가 구비되고, 상기 펀치의 후단에는 상기 조정스프링의 일단부가 지지되는 지지단이 형성되며, 상기 펀치의 후단면은 소정의 경사를 가지는 조정면으로 됨을 특징으로 하는 프로그레시브 금형의 소재변형방지장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 펀치의 돌출정도를 조정하기 위한 조정기구가 더 구비되는데,
    선단이 상기 펀치의 후단면에 형성된 조정면과 연동되는 조정경사면이 형성되어 펀치리테이너를 관통하여 선단이 상기 펀치포켓내에 위치되는 펀치로드와,
    상기 펀치로드와 일체로 형성되고 상기 펀치리테이너의 측면과 마주보는 조정대와,
    상기 조정대를 관통하여 상기 펀치리테이너에 체결되어 조정대의 위치를 고정하는 고정볼트와,
    외면에 형성된 나사부가 상기 조정대에 형성된 통공의 내면에 형성된 나사부와 체결되고 선단이 상기 펀치리테이너에 지지되어 회전됨에 의해 조정대를 펀치리 테이너에 대해 상대 이동시키는 조정볼트를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 프로그레시브 금형의 소재변형방지장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 펀치는 상기 소재의 캐리어부분을 타격하여 엠보싱을 형성함을 특징으로 하는 프로그레시브 금형의 소재변형방지장치.
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