KR100940712B1

KR100940712B1 - 프레스 장치 및 이를 이용한 프레스 방법

Info

Publication number: KR100940712B1
Application number: KR1020070139422A
Authority: KR
Inventors: 박재헌; 김상헌; 박성호
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2010-02-08
Also published as: KR20090071194A

Abstract

본 발명은 소재의 파단 및 주름 생성을 방지하기 위한 드로비드를 전자기력을 이용하여 형성할 수 있는 프레스 장치 및 방법이 개시된다.

상기한 프레스 장치는 전자기력이 소재에 가해지도록 관통홀이 형성되되, 상호 협력하여 상기 소재를 프레스하는 금형 및 상기 관통홀에 설치되되, 전자기력을 발생시켜 상기 소재에 드로비드를 형성하는 드로비드 형성수단을 포함한다.

이러한 프레스 장치에 의하면, 드로비드 형성수단을 통해 소재에 드로비드를 형성할 수 있어 프레스 금형 설계시 드로비드면을 설계할 필요가 없게 되어 금형설계시 소요되는 시간을 단축할 수 있다.

프레스, 드로비드, 금형, 드로비드 형성수단

Description

프레스 장치 및 이를 이용한 프레스 방법{apparatus for press-forming and method of thereof}

본 발명은 프레스 장치 및 이를 이용한 프레스 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소재의 파단 및 주름 생성을 방지하기 위해 소재에 드로비드를 형성하는 금형을 구비하는 프레스 장치 및 이를 이용한 프레스 방법에 관한 것이다.

일반적으로 금형은 다양한 제품을 동일한 형태의 품질을 유지하면서 균일하게 생산할 수 있는 형(틀)을 총칭하는 것으로 재료의 소성변형 성질을 이용한 프레스금형, 단조금형, 주조금형, 사출금형, 분말야금금형 등으로 나눌 수 있다.

이중 자동차용 차체 및 샤시 등의 부품은 대부분 프레스 금형으로 제작한다. 프레스 금형 설계는 크게 공법 설계와 금형도 설계로 나뉜다. 공법 설계는 박판소재를 이용하여 성형성, 제품율, 공정결정, 생산성 등을 고려하여 금형도 설계전에 제품의 대량생산이 가능하게 설계하는 단계이다.

공법 설계시에 가장 고려가 되는 사항이 제품의 성형성과 생산성인데, 성형성 측면에서 드로비드 설계가 가장 중요한 요소 중 하나이다. 드로비드 면은 금형의 다이페이스 내에 설치된 돌기로 블랭킹 홀딩력을 높이고 소재의 유입을 조절함 으로써 제품의 파단 및 주름 발생을 억제한다.

그런데 드로비드면을 금형의 다이페이스 부분에 돌기모양으로 설치하다 보니 금형수정이 과다 소요되고 이로 인해 금형 개발에 장기간이 소요된다. 또한 금형 다이페이스 부분에 여러가지 돌기모형을 형성하다 보니 소재에 부가되는 장력이 어느 정도인지 정량적으로 파악하기 어렵고, 경험이 많은 일부 금형기술자에게 의존하여 제작된다.

즉, 현재 대부분의 금형설계 및 제작시 가장 중요한 요소인 드로비드 설계 및 제작은 설계시부터 제품의 크랙 및 주름 방지를 위해 설계에 어려움이 따르고, 전적으로 금형기술자의 경험에 의존하며, 설계 완료 후 금형제작 시에도 많은 시행착오와 사상작업을 거쳐 제작이 완료된다.

또한, 금형제작이 완료된 후에도 드로비드면 변경이 불가능하여 소재의 형상을 변경하는 것이 불가능하다.

본 발명은 소재의 파단 및 주름 생성을 방지하기 위한 드로비드를 전자기력을 이용하여 형성할 수 있는 프레스 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 프레스 장치는 전자기력이 소재에 가해지도록 관통홀이 형성되되, 상호 협력하여 상기 소재를 프레스하는 금형 및 상기 관통홀에 설치되되, 전자기력을 발생시켜 상기 소재에 드로비드를 형성하는 드로비드 형성수단을 포함한다.

상기 드로비드 형성수단은 자력을 형성하는 자력형성바 및 상기 자력형성바에 권취되고 전류가 통전되는 코일을 구비할 수 있다.

상기 소재는 자동차 차체에 사용되는 박판소재일 수 있다.

본 발명에 따른 프레스 방법은 소재를 금형에 장착하는 단계와, 상기 금형에 설치된 드로비드 형성수단에 전류를 통전시키는 단계와, 상기 금형에 장착된 상기 소재에 상기 드로비드 형성수단에 의한 전자기력으로 드로비드를 형성하는 동시에 상기 소재를 프레스하는 단계 및 상기 소재에 결함발생 여부를 검사하는 단계를 포함한다.

상기 드로비드 형성수단은 자력을 형성하는 자력형성바와, 상기 자력형성바에 권취되고 전류가 통전되는 코일을 구비하되, 상기 코일에 전류를 통전시켜 전자기력을 발생시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 드로비드 형성수단을 통해 소재에 드로비드를 형성할 수 있어 프레스 금형 설계시 드로비드면을 설계할 필요가 없게 되어 금형설계시 소요되는 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

또한, 드로비드 형성수단을 통해 다양한 크기의 전자기력을 소재에 부가할 수 있어 다양한 드로비드를 형성할 수 있는 효과가 있다.

또한, 드로비드 형성수단을 통해 전류의 세기를 변화시켜 다양한 드로비드를 형성하면서 소재를 프레스 할 수 있어 용이하게 드로비드 설계를 할 수 있다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 프레스 장치를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 프레스 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 프레스 장치를 나타내는 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 프레스 장치(100)는 장치몸체(120), 상부 금형(142)와 하부 금형(144)으로 이루어진 금형(140), 및 드로비드 형성수단(160)을 포함한다.

장치몸체(120)는 프레스 장치(100)의 외형을 형성하고, 상부 금형(142)이 설치되어 승강되는 승강프레임(122)과 하부 금형(144)이 설치되는 고정대(124)를 구비한다.

금형(140)은 상부 금형(142)과 하부 금형(144)을 구비한다.

상부 금형(142)은 승강되는 승강프레임(122)에 설치되어 소재(10)를 가압한 다. 또한, 상부 금형(142)에는 드로비드 형성수단(160)이 설치되며 드로비드 형성수단(160)로부터 발생된 전자기력이 소재(10)에 가해질 수 있도록 통로역할을 하는 관통홀(142a)이 형성된다.

하부 금형(144)은 장치몸체(120)의 고정대(124)에 설치되고 하부 금형(144)의 상면에 소재(10)가 장착된다. 또한, 하부 금형(144)에도 드로비드 형성수단(160)이 설치되며 드로비드 형성수단(160)으로부터 발생된 전자기력이 소재(10)에 가해질 수 있도록 통로역할을 하는 관통홀(144a)이 형성된다.

상부 금형(142)과 하부 금형(144) 사이에 게재되는 소재(10)는 상부 금형(142)과 하부 금형(144)에 의하여 원하는 형상을 가지도록 소성변형된다. 즉, 하부 금형(144)이 상부 금형(142)에 형성된 형상홈(142b)에 삽입되어 소재(10)를 원하는 형상으로 형성시킨다.

도면에는 상부 금형(142)에 형상홈(142b)가 형성되고 하부 금형(144)이 돌출부를 가지는 경우를 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 하부 금형(144)에 형상홈이 형성될 수 있다.

드로비드 형성수단(160)은 상부 마그네틱부재(162)와 하부 마그네틱부재(164)를 구비한다.

상부 마그네틱부재(162)는 상부 금형(142)에 형성된 관통홀(142a)에 설치되는데, 상부 마그네틱부재(162)는 자력을 형성하는 자력형성바(162a)와 자력형성바(162a)에 권취되어 전류가 통전되는 코일(162b)로 이루어진다.

또한, 하부 마그네틱부재(164)는 하부 금형(144)에 형성된 관통홀(144a)에 설치되고, 자력을 형성하는 자력형성바(164a)와 자력형성바(164a)에 권취되어 전류가 통전되는 코일(164b)로 이루어진다.

상기한 자력형성바(162a,164b)는 자석일 수 있다.

한편, 상부 마그네틱부재(162)와 하부 마그네틱부재(164)에 전류가 통전되면 전자기력을 발생시키는데, 이때 발생된 전자기력(F)은 관통홀(142a,144a)을 통해 금형(140) 사이에 게재된 소재(10)에 가해진다.

즉, 도면에 도시한 경우를 살펴보면, 하부 마그네틱부재(164)로부터 상부 마그네틱부재(162)로 전자기력(F)이 발생되며, 하부 마그네틱부재(164)로부터 발생된 전자기력(F)은 관통홀(144a)를 통해 소재(10)에 전달된다.

이에 따라 소재(10)는 전자기력(F)에 의하여 상부 금형(142)에 형성된 관통홀(142a)의 내부로 유입된다. 다시 말해 소재(10)에는 전자기력(F)에 의하여 드로비드(11)가 형성된다.

다시 말해, 관통홀(142a,144a)에 설치된 드로비드 형성수단(160), 즉 상부 마그네틱부재(162)와 하부 마그네틱부재(164)에 전류가 통전되면, 전자기력(F)이 발생되는데, 전자기력(F)은 하부 마그네틱부재(164)로부터 상부 마그네틱부재(162)로 발생되어 관통홀(144a)을 따라 상부 마그네틱부재(162)로 향하게 된다.

그런데, 관통홀(142a,144a) 사이에는 소재(10)가 게재되어 있어 전자기력(F)은 소재(10)를 상부 금형(142)에 형성된 관통홀(142a)로 유입시키고, 결국 소재(10)에는 드로비드(11)가 형성된다.

한편, 드로비드 형성수단(160)에 흐르는 전류의 세기를 조절함으로써 전자기 력(F)의 크기를 변화시킬 수 있고, 전자기력(F)의 크기에 따라 드로비드(11)의 형상을 조절할 수 있다. 즉, 전자기력(F)의 크기를 조절하여 소재(10)가 관통홀(142a)로 유입되는 정도를 조절할 수 있다.

도면에는 하부 마그네틱부재(164)로부터 상부 마그네틱부재(162)를 향하도록 전자기력(F)이 발생되는 경우를 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 상부 마그네틱부재(162)로부터 하부 마그네틱부재(164)로 전자기력이 발생될 수 있다.

한편, 드로비드(11)가 형성되는 소재(10)는 자동차의 차체에 사용되는 박판소재일 수 있다.

상기한 바와 같이, 드로비드 형성수단(160)을 통해 소재(10)에 드로비드(11)를 형성할 수 있어 프레스 금형 설계시 드로비드면을 설계할 필요가 없게 되어 금형설계시 소요되는 시간을 단축할 수 있다.

또한, 드로비드 형성수단(160)을 통해 다양한 크기의 전자기력(F)을 소재(10)에 부가할 수 있어 다양한 드로비드(11)를 형성할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 프레스 방법을 나타내는 흐름도이다.

이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 프레스 방법을 설명하기로 한다.

도 2를 예로 들어 설명하면, 먼저 소재(10)를 하부 금형(144)의 상면에 장착시킨다(S120).

이후 금형(140), 즉 상부 금형(142)과 하부 금형(144)의 관통홀(142a,144a)에 설치된 드로비드 형성수단(160)에 전류를 통전한다(S140). 즉, 상부 마그네틱부 재(162)와 하부 마그네틱부재(164)에 구비된 코일(162b,164b)에 전류를 통전한다.

이후, 장치몸체(120)의 프레스(122)가 하강하여 하부 금형(144)의 상면에 장착된 소재(10)를 가압하여 프레스하는 동시에 드로비드 형성수단(160)에 의해 발생된 전자기력(F)에 의해 드로비드(11)를 형성한다(S160).

그런 다음 드로비드(11)가 형성되며 프레스 된 소재(10), 즉 제품에 파단 및 주름의 발생여부를 검사한다(S180).

만약, 소재(10)에 파단 및 주름이 발생되지 않으면 동일한 전류세기로 소재(10)를 프레스하고, 소재(10)에 파단 및 주름, 즉 결함이 발생되면 소재(10)를 하부 금형(144)의 상면에 장착시킨 후(S120) 전류의 세기를 변화시켜 드로비드 형성수단(160)에 전류를 통전한다(S140).

그런 다음 장치몸체(120)의 프레스(122)가 하강하여 하부 금형(144)의 상면에 장착된 소재(10)를 가압하여 프레스하는 동시에 드로비드 형성수단(160)에 의해 발생된 변화된 전자기력(F)을 통해 드로비드(11)를 형성한다(S160).

이후, 제품에 파단 및 주름, 즉 결함의 발생여부를 검사한다(S180).

제품에 결함이 발생된 경우에는 전류의 세기를 변화시켜 소재를 프레스하고, 제품에 결함이 발생되지 않은 경우 동일한 전류세기로 소재를 프레스 한다.

상기한 바와 같이, 상기한 바와 같이, 드로비드 형성수단(160)을 통해 소재(10)에 드로비드(11)를 형성할 수 있어 프레스 금형 설계시 드로비드면을 설계할 필요가 없게 되어 금형설계시 소요되는 시간을 단축할 수 있다.

또한, 드로비드 형성수단(160)을 통해 전류의 세기를 변화시켜 다양한 드로 비드(11)를 형성하며 소재(10)를 프레스 할 수 있어 용이하게 드로비드(11) 설계를 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 프레스 장치를 나타내는 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 프레스 장치를 나타내는 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 프레스 방법을 나타내는 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 프레스 장치

120 : 장치몸체

140 : 금형

160 : 드로비드 형성수단

Claims

전자기력이 소재에 가해지도록 관통홀이 형성되되, 상호 협력하여 상기 소재를 프레스하는 금형; 및

상기 관통홀에 설치되되, 전자기력을 발생시켜 상기 소재에 드로비드를 형성하는 드로비드 형성수단;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
제 1항에 있어서, 상기 드로비드 형성수단은

자력을 형성하는 자력형성바; 및

상기 자력형성바에 권취되고 전류가 통전되는 코일;

을 구비하는 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
제 1항에 있어서, 상기 소재는

자동차 차체에 사용되는 박판소재인 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
소재를 금형에 장착하는 단계;

상기 금형에 설치된 드로비드 형성수단에 전류를 통전시키는 단계;

상기 금형에 장착된 상기 소재에 상기 드로비드 형성수단에 의한 전자기력으로 드로비드를 형성하는 동시에 상기 소재를 프레스하는 단계; 및

상기 소재에 결함발생 여부를 검사하는 단계;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 방법.
제 4항에 있어서, 상기 드로비드 형성수단은

자력을 형성하는 자력형성바와, 상기 자력형성바에 권취되고 전류가 통전되는 코일을 구비하되, 상기 코일에 전류를 통전시켜 전자기력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 프레스 방법.
제 4항에 있어서, 상기 소재는

자동차 차체에 사용되는 박판소재인 것을 특징으로 하는 프레스 방법.