KR100913494B1 - 금속 선재의 성형방법 및 이를 위한 금형 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디귿(ㄷ) 형태의 금속 선재를 정밀하게 성형하는 방법 및 이를 위한 금형 어셈블리에 관한 것이다. 위 방법은; 롤형태로 권취된 상태의 선재를 인출하는 단계; 상기 단위선재보다 1.5 ~ 10배가 길게끔 절단하는 제1 절단단계; 단위선재의 양단을 절곡하여 바(4)와 레그(6)로 구성된 제1 형상("

")으로 절곡하는 절곡단계; 상기 레그(6)의 양단을 요망하는 길이로 절단하여 완성된 형태의 제2 형상("

")으로 만드는 제2 절단단계; 성형 완료된 단위선재를 배출하는 배출단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

금형, 성형, 커팅, 몰드

Description

금속 선재의 성형방법 및 이를 위한 금형 어셈블리{Method for forming metalic linear member and mold assembly}

도 1은 본 발명의 적용대상인 커넥터핀의 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 커넥터핀 성형방법에 의한 소재의 변형상태를 단계별로 도시한 것이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 금속선재의 성형장치의 블럭도이다.

도 4는 본 발명에 의한 금형 어셈블리의 개략 사시도이다.

도 5는 공정단계별로 표현한 금형 어셈블리의 단면 구성도이다.

도 6은 공정단계별로 표현한 금형 어셈블리의 개략 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

2 ; 커넥터핀 4 ; 바(bar)

6 ; 레그(leg) 30 ; 금형어셈블리

32 ; 상부금형 34 ; 하부금형

36 ; 커팅금형 38,42 ; 제1,2 선재안착홈

46 ; 단턱

본 발명은 금형 어셈블리에 관한 것으로서 보다 상세하게는 디귿 형태의 정밀한 선재를 위한 성형방법 및 이를 위한 금형 어셈블리에 관한 것이다.

본 발명의 금형 어셈블리로써 성형하고자 하는 커넥터핀이 도 1의 사시도에 도시된다. 커넥터핀(2)은 선재의 양단이 절곡되어 바(4, bar)와 레그(6, leg)로 구성되는 디귿(ㄷ)자 형상을 가진다. 커넥터핀(2)의 소재는 스테인레스이며 단면적은 0.02 ~ 0.25㎟ 가 된다. 단면은 4각형 또는 원형이 될 수 있지만 시각적으로 분간할 수 없기 때문에 단면 형상의 특정은 무의미하다.

레그(6)의 길이는 0.5 ~ 1.0 mm(특히 0.7mm)의 범위 내에 있는데, 정밀부품으로 사용되기 때문에 양 레그(6)의 길이는 정확히 같아야 하며 바(4)와의 각도 또한 정확히 직각을 이루도록 성형되어야 한다.

이러한 커넥터핀(2)은 핸드폰의 제조에서 기판과 기판을 연결하는 용도로 사용되며 통상 발주자의 의뢰받아 생산하게 된다. 그러므로 위에서 언급한 각 규격은 특정될 수 없으며 나아가 예시된 범위에 한정되지 않을 수도 있다. 문제는 어떻게 정확한 사이즈로 직각도를 유지하면서 제품을 성형하는가에 있다. 이러한 취지에서 본 명세서상의 '커넥터핀'이라는 명칭도 작위적으로 주어진 것에 불과하다. 명칭에 의해 연상되는 용도와는 전혀 다른 용도로 사용될 수도 있기 때문이다.

아무튼 도 1에 도시된 구조의 커넥터핀을 성형하는 종래의 방법은 커넥터핀 의 전장에 해당하는 길이로 선재를 절단한 후 이를 포밍(forming)하는 것이다. 그러나 이 방법에 의해서는 소재가 너무 작기 때문에 레그의 길이를 정확히 동일하게 맞추기가 어렵다. 그리고 레그와 바와의 연결지점 즉 절곡지점에는 미세하게 흠집이 생기게 마련이었다.

위와 같은 문제에 대한 본 발명의 목적은, 일정 길이의 금속 선재가 디귿자 형태로 절곡된 구조를 가지는 커넥터핀을 정확한 규격으로 성형하기 위한 성형방법 및 이를 위한 금형 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다. 구체적으로는 정확한 규격으로 요망하는 정밀부품을 신속하게 생산하기 위한 성형방법 및 이를 위한 금형 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

위와 같은 목적은, 단면적이 0.02 ~ 0.25㎟, 길이가 3.0 ~ 10.0mm 의 범위에 있는 금속 재질의 단위선재를 제2 형상("

")으로 성형하기 위한 방법으로서;

롤형태로 권취된 상태의 선재를 인출하는 단계; 상기 단위선재보다 1.5 ~ 10배가 길게끔 절단하는 제1 절단단계; 단위선재의 양단을 절곡하여 바와 레그로 구성된 제1 형상("

")으로 절곡하는 절곡단계; 상기 레그의 양단을 요망하는 길이로 절단하여 완성된 형태의 제2 형상("

")으로 만드는 제2 절단단계; 성형 완료 된 단위선재를 배출하는 배출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 선재의 성형방법에 의해 달성된다.

본 발명의 실시예에 의하면, 상기 제2 절단단계와 상기 배출단계의 사이에 형태를 다잡아 직각도를 포함하여 정확한 규격을 유지할 수 있도록 하는 후성형단계가 더 개입될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 배출단계는 압축공기를 유입하여 그에 의한 공기압에 의해 상기 성형완료된 상기 단위선재를 탈락시키는 방법을 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 성형장치는 롤형태로 권취된 선재를 인출하여 공급하는 소재공급부; 공급되는 소재를 단위길이가 되도록 1차적으로 절단하는 제1 절단부; 바와 레그로 구성된 제1 형상("

")으로 단위소재를 절곡하기 위한 제1 절곡부; 양 레그를 요망하는 길이로 절단하여 제2 형상("

")이 되도록 절단하는 제2 절단부; 및 직각도를 포함한 정확한 규격이 되도록 후성형하기 위한 후성형부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 금속선재의 성형을 위한 금형 어셈블리는;

단면적이 0.02 ~ 0.25㎟, 길이가 3.0 ~ 10.0mm 의 범위에 있는 금속 재질의 단위선재를 제2 형상("

")으로 성형하기 위한 것으로서; 2개의 단위하부금형이 1조가 되어 좌우방향으로 접합 또는 분리가 가능하게끔 설치되며, 상면에는 길이방 향을 따라 중간 지점에 제1 선재안착홈이 마련되며, 측방 하부에는 커터삽입공간이 관통되게 마련되는 하부금형; 상하방향으로 기동 가능하게 설치되는 것으로서, 저면에는 상기 제1 선재안착홈과 대응되는 지점에 제2 선재안착홈이 마련되며, 공급되는 단위선재를 제1 형상("

")으로 절곡하기 위하여 양단에 단턱이 마련되는 상부금형; 단위선재를 제2 형상("

")이 되도록 레그의 잔여길이를 절단하기 위한 것으로서, 상기 하부금형의 커터삽입공간의 양쪽으로 삽입가능하게 설치되는 커팅금형을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세하게 설명한다. 도 2는 본 발명에 의한 커넥터핀 성형방법에 의한 소재의 변형상태를 단계별로 도시한 것이다.

본 발명은 도 1에 도시된 형태의 정밀부품(이하, '커넥터핀(2)'이라 한다)을 성형하는 방법 및 이를 위한 금형 어셈블리에 관한 것이다. 커넥터핀(2)은 명칭 자체가 의미하는 것과 다른 용도로 사용될 수 있다. 그 경우에는 그에 맞는 명칭이 부여되어야 할 것이다. 다만, 언급된 것처럼 커넥터핀(2)은 핸드폰 내부에 기판을 연결하기 위해 사용되는 것이다. 핸드폰과 같은 소형제품에 사용되는 만큼 그의 정밀도(직각도 및 각 규격)는 보장되어야 한다. 그러므로 본 발명의 성형방법 및 장치가 고안된 것이다.

커넥터핀(2)은 단면적이 0.02 ~ 0.25㎟ 정도이며, 바(4, bar)와 2개의 레 그(6, leg)로 구성된다. 커넥터핀(2)의 소재는 스테인레스이가 일반적이지만 여기에 한정되는 것은 아니다.

커넥터핀(2)은 단위선재(2')가 디귿자 형태로 절곡된 형태이다. 단위선재의 전체 길이는 3.0 ~ 10.0mm 의 범위에 있으며, 레그(6)의 길이는 0.5 ~ 0.8mm의 범위 내에 있다. 그러나 이러한 규격은 어디까지나 예시이므로 본 발명의 권리범위를 한정하지는 못한다. 중요한 것은 설계된 규격에 얼만큼 정확하게 부합되게 제품을 생산하는가에 있다.

기다란 권취된 상태에서 풀리면서 공급되는 소재는 단위소재 전체 길이에 대하여 1.2 ~ 10배, 바람직하게는 1.5 ~ 5배가 되도록 절단되어 도 2(a)의 상태가 된다. 즉, 여유분을 갖고 1차적으로 절단되는 것이다.

이 상태에서 도 2(b)의 직선형태가 되도록 절곡된다. 절곡된 상태에서 바의 길이는 완성된 커넥터핀의 그것과 동일하지만 레그(6')의 길이는 2 ~ 10배가 길다.

1차로 절곡된 상태에서 도 2(c)의 상태가 되도록 레그(6')의 일부가 절단된다. 2차로 절단된 상태에서의 레그(6)는 완성된 커넥터핀의 레그(6)와 동일한 길이다.

도 2(d)는 후성형단계(또는 사상단계)를 도시한다. 이 단계는 정확한 직각도를 유지하는 한편 표면을 매끄럽게 다듬는 단계이다. 이렇게 해서 도 1의 완성된 형태의 커넥터핀이 제공된다.

본 발명의 성형방법은, 레그를 미리 절곡시킨후 규정된 길이에 맞게 2차적으로 절단하는 것을 핵심으로 한다. 즉, 종래의 것에 대해 작업공정의 순서를 변형시킨 것이다.

본 발명에 의하면, 도 2(b)의 상태가 되도록 절곡하는 과정에서 소재의 특성상 약간의 불균형이 있더라고 레그의 길이를 정확하게 맞출 수 있는 효과를 제공한다.

본 발명에 의한 금속선재의 성형장치는 도 3의 블럭도에 나타난 바와 같은 구성을 가진다. 소재공급부(10)는 롤형태로 권취된 선재를 인출하여 공급한다. 소재공급부(10)는 통상 모터에 의해 단속적으로 회전되는 공급롤러를 포함한다. 제1 절단부(12)는 공급되는 소재를 단위길이가 되도록 1차적으로 절단한다. 절곡부는(14) 바와 레그로 구성된 제1 형상("

")으로 단위소재를 절곡하기 위한 것이다. 제2 절단부(16)는 양 레그를 요망하는 길이로 절단하여 제2 형상("

")이 되도록 절단한다. 후성형부(18)는 직각도를 포함하여 정확한 규격이 되도록 다잡아주기 위한 것이다. 배출부(20)는 완성된 제품을 외부로 배출하기 위한 것이다.

이하, 위 금형 어셈블리에 사용되는 금형의 구성 및 작용을 도 4 내지 도 5를 통해 설명한다. 도 4는 본 발명에 의한 금형 어셈블리의 개략 사시도이다. 도 5는 공정단계별로 표현한 금형 어셈블리의 단면 구성도이다. 도 6은 공정단계별로 표현한 금형 어셈블리의 개략 사시도이다.

금형 어셈블리(30)는 상부금형(32), 하부금형(34) 및 대칭적으로 작동하는 2개의 커팅금형(36)으로 구성된다. 하부금형(34)은 2개의 단위하부금형(34a,34b)으로 구성된다. 2개의 단위하부금형(34a,34b)이 1조가 되어 좌우방향으로 접합 또는 분리되게끔 설치된다. 하부금형(34)의 상면에는 길이방향을 따라 중간 지점에 제1 선재안착홈(38)이 마련된다. 하부금형(34)의 측방 하부에는 커터삽입공간(40)이 관통되게 마련된다. 커터삽입공간(40)의 양쪽으로 커팅금형(36)이 삽입가능하게 설치된다. 커팅금형의 선단은 칼날(37, cutting edge)가 일체형으로 마련된다.

상하방향으로 기동 가능하게 설치되는 상부금형(32)의 저면에는 상기 제1 선재안착홈(38)과 대응되는 지점에 제2 선재안착홈(42)이 마련된다. 공급된 선재를 1차적으로 절곡하기 위하여 상부금형(32)의 양단에 단턱(46)이 마련된다. 이 단턱(46)은 합형시 하부금형(34)의 외부에 끼워짐으로써 선재를 도 2(b)의 형태가 되도록 절곡한다.

이하, 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5(a)와 같이 하부금형(34)의 제1 선재안착홈(38)에 단위길이로 절단된 선재가 안착된다. 상부금형의 단턱(46)에 의해 선재는 제1 형상("

")으로 절곡된다. 이 상태에서 커팅금형(36)이 삽입되어 도 5(c)의 상태가 되면 레그의 잔여분은 절단되어 하방으로 탈락되게 된다. 이 과정에서 상부금형(32)과 하부금형(34)은 선재를 고정시키고 있기 때문에 선재는 정확하 게 절단되게 된다.

도 5(d)는 해체과정으로서 커팅금형(36)이 후퇴되어 상부금형(32)으로부터 멀어지게 되고 상부금형(32)은 상방향으로 들어올려진다. 이후에 또는 이와 동시에 단위하부금형(34a,34b)은 좌우방향으로 갈라진다(도 6 참조). 이로써 성형 완료된 단위소재 내지 커넥터핀은 하방으로 자연낙하하게 된다. 본 발명의 실시예에 의하면 이 과정에서 압축공기를 유입하여 커넥터핀을 쉽게 분리해낼 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면 2차 절단후 직각도를 유지하거나 또는 표면을 다시금 매끈하게 다듬기 위한 후성형단계가 포함되는데, 이는 커팅금형의 칼날 자체에 의해, 절단후 이형시까지의 시간을 지체함에 의해 가능하게 된다. 즉, 후성형을 위해 별도의 구성요소는 필요로 하지 않는다.

본 발명의 성형방법은 도시 및 설명된 형상 이외의 소형 정밀부품을 생산하는데 적용될 수 있다. 그러므로 커넥터핀의 형상 및 그 명칭은 명세서 또는 도면상에 표현된 것에 한정되지 아니한다.

위와 같은 구성에 의하면, 일정 길이의 금속 선재가 디귿(ㄷ)자 형태로 절곡된 구조를 가지는 커넥터핀을 정확한 규격으로 성형하기 위한 유용한 성형방법 및 이를 위한 금형 어셈블리가 제공된다. 또한, 성형 된 커넥터핀을 금형으로부터 용이하게 분리 및 탈락시킬 수 있는 구조의 금형 어셈블리가 제공된다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 단면적이 0.02 ~ 0.25㎟, 길이가 3.0 ~ 10.0mm 의 범위에 있는 금속 재질의 단위선재를 제2 형상("

   

   ")으로 성형하기 위한 것으로서;

   2개의 단위하부금형(34a,34b)이 1조가 되어 좌우방향으로 접합 또는 분리가 가능하게끔 설치되며, 상면에는 길이방향을 따라 중간 지점에 제1 선재안착홈(38)이 마련되며, 측방 하부에는 커터삽입공간(40)이 관통되게 마련되는 하부금형(34);

   상하방향으로 기동 가능하게 설치되는 것으로서, 저면에는 상기 제1 선재안착홈(38)과 대응되는 지점에 제2 선재안착홈(42)이 마련되며, 공급되는 단위선재를 제1 형상("

   

   ")으로 절곡하기 위하여 양단에 단턱(46)이 마련되는 상부금형(32); 단위선재를 제2 형상("

   

   ")이 되도록 레그의 잔여길이를 절단하기 위한 것으로서, 상기 하부금형(34)의 커터삽입공간(40)의 양쪽으로 삽입가능하게 설치되는 커팅금형(36)을 포함하는 것을 특징으로 하는 금속선재의 성형을 위한 금형 어셈블리.

Images