KR100858184B1

KR100858184B1 - 1,2차 딥 드로오잉 성형을 위한 소성가공장치

Info

Publication number: KR100858184B1
Application number: KR1020060114946A
Authority: KR
Inventors: 김수득
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-11-21
Filing date: 2006-11-21
Publication date: 2008-09-10
Also published as: KR20080045817A

Abstract

본 발명은 1,2차 딥 드로오잉 성형을 위한 소성가공장치에 관한 것으로서, 소성가공장치는 패널을 소성가공함에 있어 비교적 깊이가 있는 성형부(딥 드로오잉) 부분의 가공부분을 하나의 소성가공장치로서 1차는 상형다이의 기계식 프레싱으로 가공하고, 2차는 유압식으로 필요부분을 드로오잉 시켜줌으로써, 종래의 제품(부품)성형에 비해 2중의 금형설계비용을 절감할 수 있고, 작업생산성을 극대화할 수 있으며, 보다 안정된 타입의 기계식과 유압방식으로서 양질의 부품을 생산할 수 있는 효과가 있다.

딥 드로오잉, 소성, 블랭크, 상형다이, 하형다이

Description

1,2차 딥 드로오잉 성형을 위한 소성가공장치{Plastic working apparatus for deep drawing}

도 1은 종래기술에서 1차 소성가공을 위한 금형을 도시한 종단면도,

도 2는 종래기술에서 2차 소성가공을 위한 금형을 도시한 종단면도,

도 3은 본 발명인 소성가공장치를 도시한 구성도,

도 4 내지 도 10은 본 발명에 따른 소성가공장치를 이용한 1,2차 딥 드로오잉가공을 순차적으로 도시한 작동도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

10: 상형다이 11: 1차 성형부

12: 2차 성형부 21: 펀치

22: 유압실린더 23: 압축스프링

24: 솔레노이드밸브 30: 하형다이

31: 제1펀치부 40: 쿠션핀

50: 블랭크 홀더 60: 컴퓨터

70: 논리연산제어부 80: 다이쿠션제어부

B: 블랭크 S1,S2,S3: 감지센서

본 발명은 1,2차 딥 드로오잉 성형을 위한 소성가공장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 자동차에 적용되는 모든 패널 및 그외 각종 패널을 소성가공하는데 있어, 특히 설계에 따른 성형깊이가 다른 패널의 소성가공을 별로로 나누어 가공하지 않고, 하나의 소성가공장치를 통해 1,2차 딥 드로오잉을 구현할 수 있도록 하여 작업성 및 제품의 생산성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 금속소재의 패널의 면을 소성가공하기 위해서는 금형의 프레스에 의한 소성가공이 대표적이다.

소성가공은 적당한 받침대 위에서 해머 등으로 두들겨서 성형하는 타출법(panel beating), 다이와 펀치를 사용하는 형 드로잉(die drawing), 선반에서 판재를 형으로 눌러 성형하는 스피닝(spinning) 등이 있으며, 현재에는 금형을 이용한 프레스공법에 의해 소성가공이 이루어진다.

상기와 같은 소성가공은 드로오잉 소성가공에 있어 성형되는 깊이에 따라 1차 소성가공과 2차 소성가공을 거쳐 제품화된다.

통상, 1,2차 소성은 기계식에 의한 프레싱으로 성형 깊이(Deep)가 깊으면 길을 수록 크랙(Crack)이 발생되는 사례가 있어 제품의 불량이 많아지게 된다.

상기와 같은 관점에서 1차소성 이후, 별도의 2차 소성은 별도의 금형을 통해서 소성가공이 이루어진다.

그 대표적인 예로, 종래에는 첨부된 도 1에서 도시된 바와 같이, 하나의 가 공하고자 하는 제품(이하, '블랭크'라 총칭함)의 드로오잉 가공을 위해서는 1차 성형부(1-1)가 일면에 마련된 상형 다이(1)와, 상기 1차 성형부의 형상에 따른 펀치부(3-1)가 마련된 하형다이(3)와, 상기 하형다이(3)의 가장자리에 설치되어 블랭크(B)의 가장자리를 잡아주는 블랭크홀더(4)로 구성된다.

또한, 첨부된 도 2에서와 같이, 1차 소성가공된 블랭크(B)에 2차 소성가공을 위해 2차 성형부(1-2)가 일면에 마련된 상형 다이(1)와, 상기 2차 성형부(1-2)의 형상에 따른 펀치부(3-2)가 마련된 하형다이(3)와, 상기 하형다이(3)의 가장자리에 설치되어 블랭크(B)의 가장자리를 잡아주는 블랭크홀더(4)로 구성된다.

상기와 같이 종래에는 각각의 금형장치를 통해 딥 드로오잉을 실시하기 때문에 작업성이 현저히 떨어짐은 물론, 각각의 금형설계가 이루어지는 관계로 고액의 설비비용이 투자되어야 하는 비경제적인 면이 있고, 향후 제품의 불량이 많은 단점이 있었다.

보통 블랭크를 소성가공으로 얻어진 제품은 특히 소성 부분에서 표면 강도 및 내구성이 결정되기 때문에 상기와 같이 각 분업으로 이루어지는 제품에는 불량률이 많이 따르고, 운영상의 비용이 상승되는 요인이 되었다.

본 발명은 상기와 같이 제반되는 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자동차에 적용되는 모든 패널 및 그외 각종 패널을 가공함에 있어, 특히 설계에 따른 성형깊이가 다른 패널의 소성가공을 별로로 나누어 가공하지 않고, 하나의 소성가공장치를 통해 1,2차 딥 드로오잉 소성가공을 구현할 수 있도록 하여 작업성 및 제품의 생산성을 대폭 향상시킬 수 있는 소성가공장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 일면에 1차 및 2차 성형부가 일체로 마련된 상형다이와; 상부에 1차 성형부에 대응되는 제1펀치부와, 제1펀치부 중 비소성부분에 한하는 부분으로부터 내입 설치되어 상형다이의 2차 성형부에 대응되는 형상을 가공하기 위한 2차 펀칭수단이 구비된 하형다이와; 상기 하형다이의 가장자리에 설치되는 쿠션핀과; 상기 쿠션핀 상부에 안착 설치되어 하형다이의 제1펀치부상에 로딩되는 블랭크의 가장자리를 홀딩하는 블랭크 홀더와; 상기 상형다이의 저면과 블랭크홀더의 상면에 설치되어 하형다이로부터 상형다이의 간격을 감지하는 제1감지센서와, 상기 하형다이의 양측 상부 및 블랭크 홀더의 저면에 설치되어 블랭크홀더의 하강을 감지하는 제2감지센서와, 상기 하형다이로부터 2차 펀칭수단의 동작을 감지하는 제3감지센서와 전기적으로 연결 설치되는 컴퓨터와; 상기 컴퓨터를 통한 2차 펀칭수단의 동작을 제어하는 논리연산제어부(PLC)와; 상기 컴퓨터를 통한 쿠션핀의 승하강을 감지하여 높이를 조정하는 다이쿠션제어부;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 1,2차 딥 드로오잉을 위한 소성가공장치가 제공된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 3은 본 발명인 소성가공장치를 도시한 구성도이고, 도 4 내지 도 10은 본 발명에 따른 소성가공장치를 이용한 1,2차 딥 드로오잉가공을 순차적으로 도시한 작동도이다.

본 발명은, 일면에 1차 성형부(11) 및 2차 성형부(12)가 일체로 마련된 상형다이(10)와; 상부에 1차 성형부(11)에 대응되는 제1펀치부(31)와, 제1펀치부(31) 중 비소성부분에 한하는 부분으로부터 내입 설치되어 상형다이(10)의 2차 성형부(12)에 대응되는 형상을 가공하기 위한 2차 펀칭수단이 구비된 하형다이(30)와; 상기 하형다이(30)의 가장자리에 설치되는 쿠션핀(40)과; 상기 쿠션핀(40) 상부에 안착 설치되어 하형다이(30)의 제1펀치부(31)상에 로딩되는 블랭크(B)의 가장자리를 홀딩하는 블랭크 홀더(50)와; 상기 상형다이(10)의 저면과 블랭크 홀더(50)의 상면에 설치되어 하형다이(30)로부터 상형다이(10)의 간격을 감지하는 제1감지센서(S1)와, 상기 하형다이(30)의 양측 상부 및 블랭크 홀더(50)의 저면에 설치되어 블랭크 홀더(50)의 하강을 감지하는 제2감지센서(S3)와, 상기 하형다이(30)로부터 2차 펀칭수단의 동작을 감지하는 제3감지센서(S3)와 전기적으로 연결 설치되는 컴퓨터(60)와; 상기 컴퓨터(60)를 통한 2차 펀칭수단의 동작을 제어하는 논리연산제어부(PLC)(70)와; 상기 컴퓨터(60)를 통한 쿠션핀(40)의 승하강을 감지하여 높이를 조정하는 다이쿠션제어부(80);를 포함하여 구성된다

상기 2차 펀칭수단은 상형다이의 2차 성형부에 대응되는 형상의 제2펀치부가 마련된 펀치(21)와, 상기 펀치 양측에 설치되어 펀치(21)를 유압력으로 승강시키는 유압실린더(22)와, 상기 펀치(21)에 탄성을 부여하는 압축스프링(23)과, 상기 논리연산제어부(70)측과 연결 설치되어 유압실린더(22)로부터 유압을 전자변으로서 제어하는 솔레노이드 밸브(24)로 구성된다.

이상에서와 같이 구조로 된 본 발명인 후드래치에 대한 작용 및 효과를 설명 하면 다음과 같다.

먼저, 소성가공장치인 하형다이(30)의 상면인 제1펀치부(31)상에 가공하고자 하는 블랭크(B)를 로딩한 상태에서 작업이 이루어진다.

로딩된 블랭크(B)는 상기 제1펀치부(31)의 상면에 위치하면서 나머지 가장자리부분은 상형다이(10)의 저면과 블랭크 홀더(50)로부터는 비접촉 된 상태에서 상형다이(10)를 기계식으로 프레싱하여 블랭크(B)의 해당부위를 1차 소성가공한다.

상기와 같은 예는 첨부된 도 4 내지 도 6에서 도시된 바와 같이 상형다이(10)의 1차 성형부(11)와 대응되는 하형다이(30)의 제1펀치부(31)가 접하면서 해당하는 모양으로 성형하게 된다. 상기 하형다이(30)로부터 상형다이(10)의 가압시 상형다이(10)와 블랭크 홀더(50)측에 대응되게 설치된 제1감지센서(S1)를 통해 하형다이로부터 가압되는 정도를 컴퓨터(60)에서 제어되고, 상기 쿠션핀(40)은 이와 전기적으로 연결된 다이쿠션제어부(80)를 통해 그 높이를 확인한다.

이때의 상기 블랭크 홀더(50)로부터는 블랭크(B)의 가장자리를 홀딩하는 상태가 되며, 블랭크 홀더(50)는 그 하부측의 쿠션핀(40)을 가압하면서 하강하는 상태가 되고, 하형다이(30)와 블랭크 홀더(50)의 저면 상에 위치한 제2감지센서(S2)로서 상기 블랭크 홀더(50)의 가압 정도를 컴퓨터로 통해서 인지하고, 또한 상형다이(10)의 가압되는 깊이를 제어할 수 있게 된다.

상기와 같이 1차 소성가공된 블랭크(B)는 일명 기계식 성형에 의한 가공으로서, 상기 하형다이(30)의 제1펀치부(31)에 대하여 상형다이(10)에 의해 면접되어 하강된 블랭크 홀더(50)는 블랭크(B)의 가장자리를 절곡하는 형태로 소성이 이루어 진다.

한편, 상기와 같이 1차 소성가공된 이후 하형다이(30)로부터는 컴퓨터(60)와 연결 설치된 논리연산제어부(70)를 통해 2차 펀칭수단을 구동시켜 설계상의 형상대로 2차 소성가공을 실시한다(첨부된 도 7 내지 도 9 참조).

2차 펀칭수단의 펀치(21)는 하형다이(30)로부터 내부에 내입되어 있는 준비상태에서 논리연산제어부(70)에 의해 구동되는 것이며, 이는 솔레노이드밸브(24)의 전자변을 통해 유압력을 유압실린더(22)에 공급하여 펀치(21)를 하형다이(30)의 상부로 상승시켜준다.

상기와 같은 상태에서 펀치의 상승은 상형다이(10)의 2차 성형부(12)에 대응되면서 블랭크(B)를 가압하여 해당하는 부분을 소성가공시켜 준다.

이때 펀치(21)는 압축스프링(23)을 가압하는 형태가 되고, 제3감지센서(S3)를 통한 펀치의 상승 정도는 컴퓨터(60)를 통해 유압실린더(24)에 가해지는 상승 정도를 조정/제어하게 된다.

상기와 같이 블랭크(B)의 2차적인 소성 부분이 이루어진 상태에서 하형다이(30)로부터는 펀치(21)의 하강되어 복귀가 이루어지고, 이와 반대로 상형다이(10)의 후진 복귀동작으로 하형다이(30)상의 1,2차 소성된 블랭크(B)를 언로딩시킴으로 하나의 블랭크 소성 공정을 완성하게 된다(첨부된 도 10참조).

이상에서와 같이 본 발명에 따른 소성가공장치는 패널을 소성가공함에 있어 비교적 깊이가 있는 성형부(딥 드로오잉) 부분의 가공부분을 하나의 소성가공장치 로서 1차는 상형다이의 기계식 프레싱으로 가공하고, 2차는 유압식으로 필요부분을 드로오잉 시켜줌으로써, 종래의 제품(부품)성형에 비해 2중의 금형설계비용을 절감할 수 있고, 작업생산성을 극대화할 수 있으며, 보다 안정된 타입의 기계식과 유압방식으로서 양질의 부품을 생산할 수 있는 효과가 있다.

Claims

일면에 1차 성형부(11) 및 2차 성형부(12)가 일체로 마련된 상형다이(10);

상부에 1차 성형부(11)에 대응되는 제1펀치부(31)와, 제1펀치부(31) 중 비소성부분에 한하는 부분으로부터 내입 설치되어 상형다이(10)의 2차 성형부(12)에 대응되는 형상을 가공하기 위한 2차 펀칭수단이 구비된 하형다이(30);

상기 하형다이(30)의 가장자리에 설치되는 쿠션핀(40);

상기 쿠션핀(40) 상부에 안착 설치되어 하형다이(30)의 제1펀치부(31)상에 로딩되는 블랭크(B)의 가장자리를 홀딩하는 블랭크 홀더(50);

상기 상형다이(10)의 저면과 블랭크 홀더(50)의 상면에 설치되어 하형다이(30)로부터 상형다이(10)의 간격을 감지하는 제1감지센서(S1)와, 상기 하형다이(30)의 양측 상부 및 블랭크 홀더(50)의 저면에 설치되어 블랭크 홀더(50)의 하강을 감지하는 제2감지센서(S3)와, 상기 하형다이(30)로부터 2차 펀칭수단의 동작을 감지하는 제3감지센서(S3)와 전기적으로 연결 설치되는 컴퓨터(60);

상기 컴퓨터(60)를 통한 2차 펀칭수단의 동작을 제어하는 논리연산제어부(PLC)(70); 및

상기 컴퓨터(60)를 통한 쿠션핀(40)의 승하강을 감지하여 높이를 조정하는 다이쿠션제어부(80)를 포함하며,

상기 2차 펀칭수단은 상형다이의 2차 성형부에 대응되는 형상의 제2펀치부가 마련된 펀치(21)와, 상기 펀치 양측에 설치되어 펀치(21)를 유압력으로 승강시키는 유압실린더(22)와, 상기 펀치(21)에 탄성을 부여하는 압축스프링(23)과, 상기 논리연산제어부(70)측과 연결 설치되어 유압실린더(22)로부터 유압을 전자변으로서 제어하는 솔레노이드 밸브(24)로 구성된 것을 특징으로 하는 1,2차 딥 드로오잉 성형을 위한 소성가공장치.
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