KR101091260B1 - 도금 강판의 골링 시험 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도금 강판의 프레스 작업시 발생하는 골링(Galling)을 시험하는 장치에 관한 것으로서, 소정의 도금 강판을 배치시키기 위한 베드와, 상기 베드에 배치되는 도금 강판의 상부에서 X, Y, Z 방향으로 선택적으로 이송되는 이송장치와, 상기 이송장치의 하부에 설치되며, 상기 도금 강판의 상부면과 미끄럼 접촉하기 위한 프레스 가공 금형과 같은 소재로 형성되는 공구와, 상기 공구와 적기적으로 연결되어 상기 도금 강판에 미끄럼 접촉되는 공구의 상태를 센싱하는 다수의 센싱 수단 및 상기 이송 장치의 도금 강판상의 이송 간격 및 거리를 제어함과 동시에 상기 센싱 수단에 의해 센싱된 도금 강판의 골링 발생 및 골링 발생 조건 상태를 분석하기 위한 제어부를 포함하여, 실제 프레스 성형 조건을 반영하여, 양산시 발생하는 골링 발생 및 발생 조건을 예측하고 이를 최소화하기 위한 방지책을 제시할 수 있으며, 소량의 판재를 사용함으로써 소요비용 역시 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.

도금 강판, 골링, 시험장치, 프레스 성형

Description

도금 강판의 골링 시험 장치{APPARATUS FOR TESING GALLING OF COATED STEEL SHEET}

도 1은 본 발명에 따른 시험 장치 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 시험 방법 개략도, 및

도 3은 본 발명에 따른 공구(tool) Jig의 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: z 방향 이송장치 및 Jig 2: x 방향 이송장치

3: y방향 이송장치 4: 소재 장착면

5: 공구(tool) 6: 압력 센서

7: 변위센서 8: 온도센서

9: 냉각장치

본 발명은 도금 강판의 프레스 성형시 발생하는 골링 발생 및 발생 조건을 테스트하는 장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 자동차나 전자 제품의 프레스 제품을 양산할 경우 발생하는 골링을 재현하여 이를 방지할 수 있는 기술을 개발하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 골링 발생 및 발생조건을 테스트할 수 있는 정형화된 장치는 없으며, 발생 메커니즘 또한 명확히 알려져 있지 않다. 그러나 도금 강판의 프레스 성형시 발생하는 골링은 도금 강판의 프레스 성형시 제품의 표면 품질 및 금형의 수명에 막대한 영향을 미친다. 골링은 도금층의 일부가 박리된 후 금형 표면에 냉간 압접되어, 새로운 소재가 프레스 내부로 들어와서 성형될 때 소재 표면에 스크래치를 내거나, 성형동안 소재와의 마찰로 인하여 금형 표면에 압접된 도금층이 박리되면서 금형소재의 일부를 같이 박리시키는 것을 말한다. 이러한 골링은 소재 표면 품질 및 금형 수명에 영향을 주기 때문에 프레스 가공에서 비용 상승의 요인이 되는 문제점으로 대두된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써 본 발명의 목적은 제품을 생산하는 프레스 라인을 이용하지 않고, 실제 프레스 라인에서와 유사한 조건으로 골링의 발생 및 발생 조건을 평가하고 예측할 수 있는 장치를 제공하는 데 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 도금 강판의 골링 시험 장치에 관한 것으로서, 소정의 도금 강판을 배치시키기 위한 베드와, 상기 베드에 배치되는 도금 강판의 상부에서 X, Y, Z 방향으로 선택적으로 이송되는 이송장치와, 상기 이송장치의 하부에 설치되며, 상기 도금 강판의 상부면과 미끄럼 접촉하기 위한 프레스 가공 금형과 같은 소재로 형성되는 공구와, 상기 공구와 적기적으로 연결되어 상기 도금 강판에 미끄럼 접촉되는 공구의 상태를 센싱하는 다수의 센싱 수단 및 상기 이송 장치의 도금 강판상의 이송 간격 및 거리를 제어함과 동시에 상기 센싱 수단에 의해 센싱된 도금 강판의 골링 발생 및 골링 발생 조건 상태를 분석하기 위한 제어부를 포함함을 특징으로 한다.

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 실제 프레스 작업 조건을 모사하여 골링현상의 재현이 가능하다.

일반적으로 실제 프레스 성형시 제품에 형상에 따라 금형과 소재의 상대 미끄럼 속도, 마찰, 가압력 및 발생열들이 다르다. 본 발명은 이러한 인자들을 가변시켜 가며 도금 강판의 골링 발생 발생조건을 효과적으로 평가할 수 있게 한 것이다.

이하, 본 발명의 평가 장치 및 이를 이용한 방법을 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 장치는 도금 강판을 올려놓는 베드(4)와 각 방향으로 시편을 이동하는 이송장치들(1, 2, 3)과 공구 지그로 이루어져 있다. 상기 이송 장치는 도 1에 도시한 바와 같이 Z방향의 이송장치(1)와, X방향의 이송장치(2) 및 Y방향의 이송장치(3)로 구성된다. 따라서, 상기 이송장치는 프레스 가공 금형과 같은 소재로 제작된 공구가 고정된 지그를 기기의 소정의 제어부에 의해서 도 1의 X, Y, Z방향으로 이송시키면서, 베드상의 도금강판상에 상기 공구를 미끄럼 접촉시켜 상기 강판의 상태를 시험하게 된다.

상기 골링 시험기의 원리는 도 2에 나타낸 것과 같이 프레스 가공의 금형과 같은 소재로 제작된 공구를 도금 강판면을 일정한 속도와 압력을 가하여 소재 면을 접촉하여 미끄러져 간다. 한 번 접촉된 면은 다시 공구와 접촉되지 않고, 새로운 소재면이 지속적으로 접촉하게 된다. 예를 들어, 도 2에 도시한 바와 같이, 공구(5)가 도금 강판의 상부면을 따라 이동하되, 한번 이동한 후에는 다음 라인에 미끄럼 접촉이 발생하도록 하는 것이다. 예를 들어, 도 1의 공구가 설치된 지그는 베드(4)상의 도금강판상에 공구를 접촉시킨 상태에서 X방향의 이송장치(2)에 의해 일단에서 타단까지 공구와 도금 강판을 미끄럼 접촉시킨다. 그후, 상기 지그가 X방향의 이송장치(2)에 의해 완전히 타단으로 이송된 상태에서 Z방향의 이송장치(1)에 의해 도금 강판과 공구가 이격되도록 이송시킨후, Y방향의 이송장치(3)에 의해 일정 간격으로 상기 지그를 이송 시킨후, 다시, Z방향의 이송장치(1)에 의해 상기 공구와 도금 강판면을 접촉시키게 되는 것이다. 그후, X방향의 이송장치(2)에 의해 새로운 도금 강판면에 공구를 미끄럼 접촉시켜 유동시키게 되는 것이다.

만일, 골링(galling)이 발생하게 되면 소재면에 스크래치가 발생하고 공구에 작용하는 횡압력이 상승하게 된다. 이때 실시간으로 측정된 공구에 작용하는 횡압력(6), 온도(8), 상대미끄럼 속도(7)로부터 골링 발생 시점 및 발생 조건을 확인 할 수 있게 된다.

도 3은 이때의 지그에 결합된 공구와 도금 강판면간의 상태를 센싱하기 위한 각종 센싱 수단을 구비하고 있다. 도시된 부호, 6은 압력센서이며, 7은 변위센서, 8은 온도센서, 9는 냉각장치를 도시하고 있는 것이다.

한편, 상기 제어부로부터 센싱된 온도, 횡하중과 같은 각종 계측정보를 피드백 받아 골링 발생 시점 및 발생 조건을 자동적으로 기록하는 기록 장치를 더 포함할 수 있다.

분명히, 청구항들의 범위내에 있으면서 이러한 실시예들을 변형할 수 있는 많은 방식들이 있다. 다시 말하면, 이하 청구항들의 범위를 벗어남 없이 본 발명을 실시할 수 있는 많은 다른 방식들이 있을 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 골링 시험장치는 실제 프레스 성형 조건을 반영하여, 양산시 발생하는 골링 발생 및 발생 조건을 예측하고 이를 최소화하기 위한 방지책을 제시할 수 있으며, 소량의 판재를 사용함으로써 소요비용 역시 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 소정의 도금 강판을 배치시키기 위한 베드;

   상기 도금 강판의 상부면과 미끄럼 접촉하기 위한 프레스 가공 금형과 같은 소재로 형성되는 공구;

   상기 공구를 고정시키며, 상기 도금 강판의 상부에서 중복되지 않도록 미끄럼 접촉시키기 위하여 전, 후, 좌, 우, 상, 하 방향의 3축 방향(X, Y, Z 방향)으로 선택적으로 이송시키는 이송장치;

   상기 공구와 전기적으로 연결되어 상기 도금 강판에 미끄럼 접촉되는 상기 공구의 상태를 센싱하는 다수의 센싱 수단; 및

   상기 이송 장치의 도금 강판상의 이송 간격 및 거리를 제어함과 동시에 상기 센싱 수단에 의해 센싱된 도금 강판의 골링 발생 및 골링 발생 조건 상태를 분석하기 위한 제어부를 포함함을 특징으로 하는 도금 강판의 골링 시험 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제어부로부터 센싱된 온도, 횡하중과 같은 각종 계측정보를 피드백 받아 골링 발생 시점 및 발생 조건을 자동적으로 기록하는 기록 장치를 더 포함함을 특징으로 하는 골링 시험 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 이송장치는 공구를 상기 3축 방향인 X, Y, Z방향으로 동시에 이송시키거나 개별적으로 이송시킴을 특징으로 하는 골링 시험 장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 센싱 수단은 압력 센서, 변위 센서, 온도 센서, 냉각 장치를 포함함을 특징으로 하는 골링 시험장치.

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