KR100797285B1 - Hot press mold and hot press forming method using the same - Google Patents

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민경두
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Abstract

A hot press mold having a structure capable of minimizing a phenomenon that thickness of a forming object is partially reduced is provided, and a hot press forming method using the hot press mold is provided. In a hot press mold formed in a required shape including a flange and applied to a hot press for forming a forming object, the hot press mold includes: a main forming mold for forming a shape of a part except the flange on the forming object; and a flanging mold(120) which is formed separately from the main forming mold to form the flange on the forming object, wherein the main forming mold and the flanging mold are constructed to be operated sequentially. The main forming mold includes a top mold(100) and a bottom mold(110), and the flanging mold is assembled with one of the top mold and the bottom mold to form the flange.

Description

열간 프레스 금형 및 이를 이용한 열간 프레스 성형 방법{Hot press mold and hot press forming method using the same}Hot press mold and hot press forming method using the same {Hot press mold and hot press forming method using the same}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열간 프레스 금형을 보이는 도면.1 is a view showing a hot press mold according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열간 프레스 금형을 이용한 열간 프레스 성형 방법을 보이는 순서도.Figure 2 is a flow chart showing a hot press forming method using a hot press mold according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열간 프레스 금형을 이용한 열간 프레스 성형 방법 중 주 성형 공정 후의 성형 대상물의 모습을 보이는 사시도.Figure 3 is a perspective view showing the appearance of the molding target after the main molding process of the hot press molding method using a hot press mold according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3에 도시된 성형 대상물에 대한 두께 분포 해석 결과를 보이는 도면.4 is a view showing a thickness distribution analysis result for the molding object shown in FIG.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열간 프레스 금형을 이용한 열간 프레스 성형 방법 중 플랜지 성형 공정 후의 성형 대상물의 모습을 보이는 사시도.5 is a perspective view showing a state of the molding target after the flange forming step of the hot press molding method using a hot press die according to an embodiment of the present invention.

도 6은 도 5에 도시된 성형 대상물에 대한 두께 분포 해석 결과를 보이는 도면.FIG. 6 is a view showing a thickness distribution analysis result for the molding object shown in FIG. 5; FIG.

도 7은 도 5에 도시된 성형 대상물에 대한 성형-열 커플링 해석 결과를 보이는 도면.FIG. 7 is a view showing a molding-heat coupling analysis result for the molding object shown in FIG. 5. FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

S10 : 주 성형 공정 S20 : 플랜지 성형 공정S10: main molding process S20: flange molding process

100 : 상부 금형 110 : 하부 금형100: upper mold 110: lower mold

120 : 플랜징 금형120: flanging mold

본 발명은 열간 프레스 금형 및 이를 이용한 열간 프레스 성형 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hot press die and a hot press forming method using the same.

성형 대상물의 고강도를 얻기 위해 열간 프레스 성형 공법이 이용된다. 자동차의 범퍼 빔에는 이러한 열간 프레스 성형 공법이 적용된다. 상기 범퍼 빔에는 충돌에 대비하여 그 강성을 향상시키기 위해, 플랜지가 형성되는 경우가 많다.In order to obtain the high strength of a molding object, a hot press molding method is used. The hot press molding method is applied to a bumper beam of a vehicle. The bumper beam is often formed with a flange to improve its rigidity against collision.

그러나, 종래의 열간 프레스 성형 공법에 따르면, 플랜지가 형성된 자동차의 범퍼 빔 등 플랜지를 가진 성형 대상물에서 굽힘 및 펴짐이 반복됨에 따라 마찰력이 증대된다. 이러한 마찰력 증대에 따라, 소재가 불균일하게 유입되어 성형 대상물의 두께가 부분적으로 감소하게 되는 단점이 있다.However, according to the conventional hot press molding method, the friction force is increased as the bending and unfolding are repeated in the molding object having the flange, such as the bumper beam of the flanged automobile. As the frictional force is increased, the material is introduced inhomogeneously and the thickness of the molding object is partially reduced.

본 발명은 성형 대상물의 부분적인 두께 감소 현상이 최소화될 수 있는 구조를 가진 열간 프레스 금형 및 이를 이용한 열간 프레스 성형 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a hot press mold having a structure capable of minimizing a partial thickness reduction of the molding object and a hot press molding method using the same.

본 발명의 일 측면에 따른 열간 프레스 금형은 플랜지를 포함한 요구되는 형 상으로 성형 대상물을 성형시키는 열간 프레스에 적용되는 것으로서, 상기 성형 대상물에 플랜지 이외 부분의 형상을 성형시키는 주 성형 금형; 및 상기 주 성형 금형과 별도로 구성되어, 상기 성형 대상물에 플랜지를 성형시키는 플랜징 금형;을 포함한다.The hot press mold according to an aspect of the present invention is applied to a hot press for molding a molding object to a desired shape including a flange, the main molding mold for molding the shape of the portion other than the flange to the molding object; And a flanging mold configured separately from the main molding mold to mold a flange to the molding object.

본 발명의 일 측면에 따른 열간 프레스 금형을 이용한 열간 프레스 성형 방법은 성형 대상물에 플랜지 이외 부분의 형상을 성형시키는 주 성형 금형을 이용하여, 상기 성형 대상물을 성형하는 주 성형 공정; 및 상기 주 성형 공정과 별도로 수행되고, 성형 대상물에 플랜지를 성형시키는 플랜징 금형을 이용하여, 상기 성형 대상물을 성형하는 플랜지 성형 공정;을 포함한다.According to an aspect of the present invention, a hot press molding method using a hot press mold includes a main molding process for molding the molding object by using a main molding mold for molding a shape of a portion other than a flange to a molding object; And a flange molding process performed separately from the main molding process and forming the molding object by using a flanged mold for molding the flange on the molding object.

본 발명에 따른 열간 프레스 금형 및 이를 이용한 열간 프레스 성형 방법에 의하면, 플랜지를 제외한 성형 대상물의 형상을 성형하는 주 성형 금형을 이용한 주 성형 공정이 수행된 후, 상기 금형과 별도의 플랜징 금형을 이용한 플랜지 성형 공정이 수행되어, 플랜지를 포함한 성형 대상물이 성형될 수 있다. 이러한 본원에 따르면, 성형 대상물에서 부분적으로 두께가 감소되는 현상이 최소화될 수 있다.According to the hot press mold according to the present invention and the hot press molding method using the same, after the main molding process using the main molding mold for molding the shape of the molding object excluding the flange is performed, using a flanging mold separate from the mold The flange forming process may be performed to form a molding object including the flange. According to this application, the phenomenon that the thickness is partially reduced in the molding object can be minimized.

또한, 상기 열간 프레스 금형 및 이를 이용한 열간 프레스 성형 방법에 의하면, 플랜지를 제외한 성형 대상물의 형상을 성형하는 주 성형 금형 및 플랜징 금형이 동일한 열간 프레스 금형 내에 배치되어 순차적으로 작용하여, 주 성형 공정이 수행된 후 곧바로 플랜지 성형 공정이 수행될 수 있다. 따라서, 성형 대상물의 부분적인 두께 감소 현상이 최소화되면서도, 그 열간 프레스 성형 공정에 소요되는 시간이 감소될 수 있다.In addition, according to the hot press mold and the hot press molding method using the same, the main molding die and the flanging mold for forming the shape of the object to be formed except the flange are arranged in the same hot press mold to act sequentially, The flange forming process may be performed immediately after it is performed. Therefore, while the partial thickness reduction phenomenon of the molding object is minimized, the time required for the hot press molding process can be reduced.

이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 열간 프레스 금형 및 이를 이용한 성형 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a hot press die and a molding method using the same according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열간 프레스 금형을 보이는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열간 프레스 금형을 이용한 열간 프레스 성형 방법을 보이는 순서도이다.1 is a view showing a hot press mold according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a flow chart showing a hot press molding method using a hot press mold according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 열간 프레스 금형은 상부 금형(100)과, 하부 금형(110)과, 플랜징 금형(120)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the hot press mold according to the present embodiment includes an upper mold 100, a lower mold 110, and a flanging mold 120.

상기 상부 금형(100) 및 상기 하부 금형(110)은 성형 대상물의 형상에 대응되는 형상으로 제조된다. 상기 상부 금형(100) 및 상기 하부 금형(110)은 플랜지(도 5의 4)를 제외한 상기 성형 대상물의 다른 부분들을 성형시킨다. 이러한 점에서 상기 상부 금형(100) 및 상기 하부 금형(110)은 주 성형 금형으로 정의될 수 있다.The upper mold 100 and the lower mold 110 are manufactured in a shape corresponding to the shape of the molding object. The upper mold 100 and the lower mold 110 mold other portions of the molding object except for the flange (4 of FIG. 5). In this regard, the upper mold 100 and the lower mold 110 may be defined as a main molding mold.

여기서는, 예시적으로 상기 성형 대상물이 플랜지(4)를 가진 자동차의 범퍼 빔인 경우로 설명한다.Here, an example will be described in the case where the molding object is a bumper beam of an automobile having a flange 4.

또한, 본 실시예에서 플랜지(4)는 상기 범퍼 빔의 몸체(도 3의 1)에서 꺾인 부분(도 3의 2)의 말단부에 상기 플랜징 금형(120)에 의해 형성되는 것으로 제시된다.Further, in this embodiment the flange 4 is presented as being formed by the flanging mold 120 at the distal end of the portion (2 in FIG. 3) bent in the body (1 in FIG. 3) of the bumper beam.

상기 플랜징 금형(120)은 상기 상부 금형(100) 및 상기 하부 금형(110)과 독립적으로 작동될 수 있는 금형으로, 상기 상부 금형(100)에 인접되도록 배치될 수 있다. 이러한 플랜징 금형(120)은 상기 하부 금형(110)과 맞추어져서, 상기 성형 대상물에 플랜지(4)를 형성시킨다.The flanging mold 120 is a mold that can operate independently of the upper mold 100 and the lower mold 110, and may be disposed to be adjacent to the upper mold 100. This flanging mold 120 is fitted with the lower mold 110 to form a flange 4 on the molding object.

여기서, 상기 플랜징 금형(120)이 상기 하부 금형(110)과 맞추어지는 것으로 제시되나, 이는 예시적인 것이다. 즉, 상기 플랜징 금형(120)은 상기 상부 금형(100)과 맞추어져서 상기 플랜지(4)를 형성할 수도 있다.Here, the flanging mold 120 is shown to fit with the lower mold 110, but this is exemplary. That is, the flanging mold 120 may be aligned with the upper mold 100 to form the flange 4.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 열간 프레스 금형을 이용한 열간 프레스 성형 방법의 각 공정이 개시된다. 본 실시예에 따른 열간 프레스 성형 방법은 주 성형 공정(S10) 및 플랜지 성형 공정(S20)을 포함한다.2, each process of the hot press molding method using the hot press die which concerns on a present Example is disclosed. The hot press molding method according to the present embodiment includes a main molding step S10 and a flange molding step S20.

상기 주 성형 공정(S10)은 상기 상부 금형(100) 및 상기 하부 금형(110)에 의해 상기 성형 대상물의 플랜지(4)를 제외한 다른 부분들을 성형하는 공정이다. 이러한 주 성형 공정(S10)에 의해, 상기 성형 대상물의 중앙부를 중심으로 요구되는 형상이 성형된다.The main molding step (S10) is a step of molding other portions except for the flange 4 of the molding target by the upper mold 100 and the lower mold 110. By the main molding step (S10), the required shape is formed around the center of the molding object.

상기 플랜지 성형 공정(S20)은 상기 플랜징 금형(120)에 의해 상기 주 성형 공정(S10)을 거친 성형 대상물에 플랜지(4)를 성형하는 공정이다. 이러한 플랜지 성형 공정(S20)에 의해, 상기 성형 대상물에 요구되는 플랜지(4)가 형성될 수 있다.The flange forming step (S20) is a step of forming the flange 4 on the molding object that has undergone the main molding step (S10) by the flanging die 120. By this flange forming step (S20), the flange 4 required for the molding object can be formed.

상기 플랜지 성형 공정(S20)은 상기 주 성형 공정(S10)이 완료된 다음 수행될 수 있다. 따라서, 상기 성형 대상물에서 부분적으로 두께가 감소되는 현상이 최소화될 수 있다.The flange molding process S20 may be performed after the main molding process S10 is completed. Therefore, the phenomenon in which the thickness is partially reduced in the molding object can be minimized.

여기서, 상기 상부 금형(100) 및 하부 금형(110)에 의해 주 성형 공정(S10)이 수행된 후 곧바로 상기 플랜징 금형(120)에 의해 플랜지 성형 공정(S20)이 수행 될 수 있다. 따라서, 상기 주 성형 공정(S10) 및 상기 플랜지 성형 공정(S20)이 도 1에 도시된 동일한 열간 프레스 금형 내에서 순차적으로 이루어질 수 있으므로, 상기 성형 대상물의 부분적인 두께 감소 현상이 최소화되면서도, 그 열간 프레스 성형 공정에 소요되는 시간이 감소될 수 있다.Here, after the main molding process S10 is performed by the upper mold 100 and the lower mold 110, the flange molding process S20 may be performed by the flanging mold 120. Therefore, since the main molding process (S10) and the flange molding process (S20) can be made sequentially in the same hot press mold shown in Figure 1, while the partial thickness reduction phenomenon of the molding object is minimized, the hot The time required for the press molding process can be reduced.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 열간 프레스 금형을 이용한 열간 프레스 성형 방법 중 주 성형 공정 후의 성형 대상물의 모습을 보이는 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 성형 대상물에 대한 두께 분포 해석 결과를 보이는 도면이다.3 is a perspective view showing a state of the molding object after the main molding process in the hot press molding method using the hot press mold according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a thickness distribution analysis result for the molding object shown in FIG. Figure is shown.

도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 열간 프레스 금형을 이용한 열간 프레스 성형 방법 중 주 성형 공정(S10) 후의 성형 대상물의 모습이 도시된다.3 and 4 together, the state of the molding target after the main molding step (S10) of the hot press molding method using the hot press mold according to the present embodiment is shown.

상기 성형 대상물은 플랜지(4)를 제외한 몸체(1) 및 상기 몸체(1)로부터 꺾인 부분(2)이 요구되는 형상으로 성형된 상태이고, 이러한 상태에서 도 4에 도시된 바와 같이, 성형 대상물에서 부분적인 두께 감소 현상이 최소화된 형상을 이룸을 알 수 있다. 특히, 상기 성형 대상물의 모서리 부분(3)에서의 두께 감소 현상이 감소됨을 알 수 있다.The molding object is a state in which the body 1 except for the flange 4 and the part 2 bent from the body 1 are molded into a required shape, and as shown in FIG. 4 in this state, It can be seen that the partial thickness reduction is minimized. In particular, it can be seen that the thickness reduction phenomenon in the corner portion 3 of the molding object is reduced.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열간 프레스 금형을 이용한 열간 프레스 성형 방법 중 플랜지 성형 공정 후의 성형 대상물의 모습을 보이는 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 성형 대상물에 대한 두께 분포 해석 결과를 보이는 도면이고, 도 7은 도 5에 도시된 성형 대상물에 대한 성형-열 커플링 해석 결과를 보이는 도면이다.FIG. 5 is a perspective view illustrating a molding object after a flange forming process in a hot press molding method using a hot press mold according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a thickness distribution analysis result for the molding object shown in FIG. 5. 7 is a view showing a molding-thermal coupling analysis result for the molding object shown in FIG.

도 5 내지 도 7을 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 열간 프레스 금형을 이용한 열간 프레스 성형 방법 중 플랜지 성형 공정(S20) 후의 성형 대상물의 모습이 도시된다.5 to 7 together, the shape of the object to be formed after the flange forming step (S20) of the hot press molding method using the hot press mold according to the present embodiment is shown.

상기 주 성형 공정(S10)을 거치면서 플랜지(4)를 제외한 요구되는 형상으로 성형된 성형 대상물에 후속되는 플랜지 성형 공정(S20)에 의해 플랜지(4)가 성형된 상태이다. 상기 플랜지(4)는 몸체(1) 및 꺾인 부분(2)이 형성된 성형 대상물에서 상기 꺾인 부분(2)의 말단부에 상기 플랜징 금형(120)에 의해 형성된다.The flange 4 is in a state in which the flange 4 is molded by the flange molding step S20 which is followed by the molding object formed in the required shape except the flange 4 while the main molding step S10 is performed. The flange 4 is formed by the flanging die 120 at the distal end of the bent portion 2 in the molding object in which the body 1 and the bent portion 2 are formed.

이러한 상태에서 도 6에 도시된 바와 같이, 플랜지(4)가 성형된 이후에도 성형 대상물에서 부분적인 두께 감소 현상이 최소화된 형상을 이룸을 알 수 있다.In this state, as shown in FIG. 6, it can be seen that even after the flange 4 is molded, a partial thickness reduction phenomenon is minimized in the molding object.

특히, 일반적인 열간 프레스 성형 공정에 의하면, 상기 성형 대상물의 모서리 부분(3) 등에서 두께 감소 현상이 빈번하게 발생될 수 있는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 열간 프레스 금형 및 이를 이용한 열간 프레스 성형 방법에 의하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 이러한 모서리 부분 등에서 두께 감소 현상이 현저히 감소됨을 알 수 있다.In particular, according to a general hot press molding process, a thickness reduction phenomenon may occur frequently in the corner portion 3, etc. of the molding object, in the hot press mold and the hot press molding method using the same according to an embodiment of the present invention. According to FIG. 6, it can be seen that the thickness reduction phenomenon is significantly reduced at such corners.

또한, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기된 본 실시예에 따른 성형 방법에 의하면, 플랜지(4) 부위의 온도 감소량이 최소화될 수 있으므로, 주 성형 공정(S10)을 거친 후 별도로 플랜징 성형 공정(S20)을 수행하여도, 상기 성형 대상물에 대한 성형 부담을 최소화시킬 수 있다.In addition, as shown in Figure 7, according to the above-described forming method according to the embodiment, since the temperature reduction amount of the flange 4 portion can be minimized, after the main forming step (S10) separately flanging molding process Even when performing (S20), it is possible to minimize the molding burden on the molding object.

본 발명에 따른 열간 프레스 금형 및 이를 이용한 열간 프레스 성형 방법에 의하면, 플랜지를 제외한 성형 대상물의 형상을 성형하는 주 성형 금형을 이용한 주 성형 공정이 수행된 후, 상기 주 성형 금형과 별도의 플랜징 금형을 이용한 플랜지 성형 공정이 수행되어, 플랜지를 포함한 성형 대상물이 성형될 수 있다. 이러한 본원에 따르면, 성형 대상물에서 부분적으로 두께가 감소되는 현상이 최소화될 수 있는 효과가 있다.According to the hot press mold according to the present invention and the hot press molding method using the same, after the main molding process using the main molding mold for molding the shape of the object to be formed except the flange is performed, the flanging mold separate from the main molding mold Flange forming process using a, it is possible to shape the molding object including the flange. According to this application, there is an effect that the phenomenon in which the thickness is partially reduced in the molding object can be minimized.

또한, 상기 열간 프레스 금형 및 이를 이용한 열간 프레스 성형 방법에 의하면, 플랜지를 제외한 성형 대상물의 형상을 성형하는 주 성형 금형 및 플랜징 금형이 동일한 열간 프레스 금형 내에 배치되어 순차적으로 작용하여, 주 성형 공정이 수행된 후 곧바로 플랜지 성형 공정이 수행될 수 있다. 따라서, 성형 대상물의 부분적인 두께 감소 현상이 최소화되면서도, 그 열간 프레스 성형 공정에 소요되는 시간이 감소될 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the hot press mold and the hot press molding method using the same, the main molding die and the flanging mold for forming the shape of the object to be formed except the flange are arranged in the same hot press mold to act sequentially, The flange forming process may be performed immediately after it is performed. Therefore, while the partial thickness reduction phenomenon of the molding object is minimized, there is an effect that the time required for the hot press molding process can be reduced.

상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.While the invention has been shown and described with respect to specific embodiments thereof, those skilled in the art can variously modify the invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. And that it can be changed. Nevertheless, it will be clearly understood that all such modifications and variations are included within the scope of the present invention.

Claims (5)

플랜지를 포함한 요구되는 형상으로 성형 대상물을 성형시키는 열간 프레스에 적용되는 열간 프레스 금형에 있어서,In a hot press die applied to a hot press for molding a molding object to a desired shape including a flange, 상기 성형 대상물에 플랜지 이외 부분의 형상을 성형시키는 주 성형 금형; 및A main molding die for molding a shape of a portion other than a flange to the molding object; And 상기 주 성형 금형과 별도로 구성되어, 상기 성형 대상물에 플랜지를 성형시키는 플랜징 금형을 포함하여 구성되며, It is configured separately from the main molding mold, and comprises a flanging mold for forming a flange on the molding object, 상기 주 성형 금형 및 상기 플랜징 금형은 순차적으로 작동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 열간 프레스 금형.And said main forming mold and said flanging mold are configured to operate sequentially. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 주 성형 금형은 상부 금형 및 하부 금형으로 구성되고, 상기 플랜징 금형은 상기 주 성형 금형의 어느 하나의 금형과 맞추어져서 상기 플랜지를 성형시키는 것을 특징으로 하는 열간 프레스 금형.The main molding die is composed of an upper mold and a lower mold, wherein the flanging mold is matched with any one of the main molding mold to form the flange. 성형 대상물에 플랜지 이외 부분의 형상을 성형시키는 주 성형 금형을 이용하여, 상기 성형 대상물을 성형하는 주 성형 공정; 및A main molding step of molding the molding object by using a main molding mold for molding a shape of a portion other than the flange to a molding object; And 상기 주 성형 공정과 별도로 수행되고, 성형 대상물에 플랜지를 성형시키는 플랜징 금형을 이용하여, 상기 성형 대상물을 성형하는 플랜지 성형 공정;을 포함하는 열간 프레스 성형 방법.And a flange forming step of molding the molding object by using a flanging mold which is performed separately from the main molding process and forms a flange on the molding object. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 주 성형 공정이 수행된 후, 상기 플랜지 성형 공정이 수행되는 것을 특징으로 하는 열간 프레스 성형 방법.And after the main molding step is performed, the flange forming step is performed.
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