KR101182609B1 - 마그네슘 합금판재용 온간 프레스 성형장치의 열선구조 - Google Patents

마그네슘 합금판재용 온간 프레스 성형장치의 열선구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 마그네슘 합금판재용 온간 프레스 성형장치의 열선구조에 관한 것으로, 상부베드와 하부베드가 구비되며, 상부베드에는 유압실린더가 수직방향으로 설치되되, 상기 유압실린더 끝단에 구비되는 브라켓에 볼트로 상부베이스가 체결되며, 상기 상부베이스에는 단열재와 상부몰드가 차례로 구비되어 볼트 및 너트로 체결되고, 상기 상부몰드 내부에 고주파유도가열선이 매설되어 일측면으로 양단이 돌출되며, 상기 고주파유도가열선 일측에는 온도센서가 매설되는 프레스부와; 상기 하부베드 상부면에 하부베이스와 단열재 및 하부몰드가 차례로 구비되어 볼트로 체결되고, 상기 하부몰드 내부에 고주파유도가열선이 매설되어 일측면으로 양단이 돌출되는 다이부와; 상기 프레스부와 다이부의 상하부몰드 일측면으로 돌출되는 고주파유도가열선 양단이 연결되어, 상기 고주파유도가열선으로 고주파를 인가하는 고주파발생부로 구성된다. 따라서, 본 발명은 마그네슘 합금판재를 성형하기 위한 프레스부와 다이부에 구비되는 상하부몰드를 2단 분리 구조로 형성하여, 몰드의 교체가 용이하며, 분리되는 상하부몰드에는 성형하고자하는 제품의 형상에 따라 고주파유도가열선을 매설하여, 제품의 형상에 관계없이 온도 편차를 줄이는 효과가 있다.
마그네슘 합금판재, 온간 성형장치, 서보 프레스, 고주파유도가열선

Description

마그네슘 합금판재용 온간 프레스 성형장치의 열선구조{Heat ray structure for Magnesium Alloy sheet Warm press}
본 발명은 마그네슘 합금판재용 온간 프레스 성형장치의 열선구조에 관한 것으로, 더욱 세부적으로는 열선을 이용하여 마그네슘 합금판재를 성형하는 마그네슘 합금판재용 온간 프레스 성형장치의 열선구조에 관한 것이다.
일반적으로 마그네슘 합금판재를 성형하기 위해서는 약 280℃이상으로 가열하여야 하는데, 마그네슘 합금판재의 특성상 금형 내 가열방식을 선택해야 하며, 종래의 방식은 금형을 가열하기 위해 금형 내에 카트리지히터를 삽입하여 목표 온도까지 가열하여 마그네슘 합금판재를 성형하는 방식을 사용하고 있다.
그러나, 상기 종래의 온간 프레스 성형장치는 카트리지히터가 펀치와 다이 사이에 위치되는 마그네슘 합금판재의 프레스 성형부위 즉, 카트리지히터가 일정온도까지 가열된 상태에서 펀치와 다이를 이용하여 마그네슘 합금판재를 절곡시키기 위한 절곡부위에 일치되도록 상기 펀치 및 다이에 카트리지히터가 내장되어야 하지만, 상기 카트리지히터는 마그네슘 합금판재의 절곡부위 전체에 걸쳐 구비되어 있지 않고, 펀치 및 다이의 가로방향으로만 내장되거나, 세로방향으로만 내장되어 있 어, 성형하고자하는 형상에 따라 카트리지히터와의 거리차이에 의한 온도편차가 발생되어 2mm이하의 비교적 얇은 마그네슘 합금판재의 성형시 온도편차에 의한 성형품의 휨(평탄도 불량)이 발생하여 제품의 품질이 저하되는 문제점이 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 마그네슘 합금판재를 성형하기 위한 프레스부와 다이부에 구비되는 상하부몰드를 2단 분리 구조로 형성하고, 분리되는 상하부몰드에는 성형하고자하는 제품의 형상에 따라 고주파유도가열선을 매설하여, 제품의 형상에 관계없이 온도 편차를 줄일 수 있으며, 상하부몰드를 2단 분리형 구조를 채택함으로써 제품 형상에 따른 몰드의 교체가 용이한 마그네슘 합금판재용 온간 프레스 성형장치의 열선구조를 제공하는데 목적이 있다.
목적을 달성하기 위한 구성으로는 상부베드와 하부베드가 구비되며, 상기 상부베드에는 유압실린더가 수직방향으로 관통설치되는 마그네슘 합금판재용 온간 프레스 성형장치의 상기 유압실린더 끝단에 구비되는 브라켓에 볼트로 상부베이스가 체결되며, 상기 상부베이스에는 단열재와 상부몰드가 차례로 구비되어 볼트 및 너트로 체결되고, 상기 상부몰드 내부에 고주파유도가열선이 매설되어 일측면으로 양단이 돌출되며, 상기 고주파유도가열선 일측에는 온도센서가 매설되는 프레스부와; 상기 하부베드 상부면에 하부베이스와 단열재 및 하부몰드가 차례로 구비되어 볼트로 체결되고, 상기 하부몰드 내부에 고주파유도가열선이 매설되어 일측면으로 양단이 돌출되는 다이부와; 상기 프레스부와 다이부의 상하부몰드 일측면으로 돌출되는 고주파유도가열선 양단이 연결되어, 상기 고주파유도가열선으로 고주파를 인가하는 고주파발생부로 구성된다.
본 발명의 다른 특징으로는 상기 상부몰드는 제1,2상부몰드의 2단 분리 구조로 형성되며, 상기 제1상부몰드 하부면과 제2상부몰드 상부면에는 고주파유도가열선과 온도센서가 1/2씩 삽입되도록 고주파유도가열선과 온도센서에 대응되는 열선삽입홈 및 센서삽입홈이 각각 형성되고, 상기 제2상부몰드 하부면에는 마그네슘 합금판재를 가공하기 위한 형상삽입부가 형성된다.
본 발명의 또 다른 특징으로는 상기 하부몰드는 제1,2하부몰드의 2단 분리 구조로 형성되며, 상기 제1하부몰드 상부면과 제2하부몰드 하부면에는 고주파유도가열선과 온도센서가 1/2씩 삽입되도록 고주파유도가열선과 온도센서에 대응되는 열선삽입홈 및 센서삽입홈이 각각 형성되고, 상기 제2하부몰드 상부면에는 마그네슘 합금판재를 가공하기 위한 형상돌출부가 형성된다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 마그네슘 합금판재를 성형하기 위한 프레스부와 다이부에 구비되는 상하부몰드를 2단 분리 구조로 형성하고, 분리되는 상하부몰드에는 성형하고자하는 제품의 형상에 따라 고주파유도가열선을 매설하여, 제품의 형상에 관계없이 온도 편차를 줄일 수 있으며, 상하부몰드를 2단 분리형 구조를 채택함으로써 제품 형상에 따른 몰드의 교체가 용이한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 마그네슘 합금판재용 온간 프레스 성형장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 마그네슘 합금판재용 온간 프레스 성형장치의 정면도 이고, 도 3은 본 발명에 따른 온간 프레스 성형장치의 상부몰드 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 온간 프레스 성형장치의 상부몰드 분해도이고, 도 5는 본 발명에 따른 온간 프레스 성형장치의 하부몰드 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 온간 프레스 성형장치의 하부몰드 분해도이고, 도 7은 본 발명에 따른 온간 프레스 성형장치의 작동시간에 따른 스트로크 변화를 나타낸 그래프이다.
이하, 도면을 참고로 구성요소를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 마그네슘 합금판재용 온간 프레스 성형장치의 사시도로서, 프레스 성형장치(100)는 상부베드(110)와 하부베드(120) 및 상기 상부베드(110)에 수직방향으로 관통설치되는 유압실린더(130)로 구성되고, 상기 유압실린더(130) 끝단에는 프레스부(200)가 구비되며, 상기 하부베드(120) 상부면에는 다이부(300)가 구비된다.
도 2는 본 발명의 마그네슘 합금판재용 온간 프레스 성형장치의 정면도로서, 상기 프레스부(200)는 상기 유압실린더(130) 끝단에 구비되는 브라켓(131)에 볼트(B)로 상부베이스(210)가 체결되며, 상기 상부베이스(210) 하부로는 단열재(220)와 상부몰드(230)가 차례로 구비되어, 상부몰드(230) 하단으로부터 삽입되는 볼트(B)와 상부베이스(210) 상단의 너트(N)에 의해 체결되고, 상기 상부몰드(230) 내부에는 고주파유도가열선(233)과 온도센서(234)가 매설되어 일측면으로 상기 고주파유도가열선(233) 양단이 돌출된다.
또한, 상기 다이부(300)는 상기 하부베드(120) 상부면에 구비되되, 하부베이스(310) 상부로 단열재(320)와 하부몰드(330)가 차례로 구비되어, 하부몰드(330) 상단으로부터 삽입되는 볼트(B)에 의해 하부베드(120)에 체결되고, 상기 하부몰드(330) 내부에는 고주파유도가열선(333)과 온도센서(334)가 매설되어 일측면으로 상기 고주파가열선(333) 양단이 돌출된다.
상기 고주파발생부(400)는 상기 프레스부(200)와 다이부(300)의 상하부몰드(230,330) 일측면으로 돌출되는 고주파유도가열선(233,333) 양단이 연결되어, 마그네슘 합금판재의 온간 프레스 성형시 상기 고주파유도가열선(233,333)으로 고주파를 인가하게 된다.
도 3과 도 4는 상기 프레스부(200)의 상부몰드(230)를 구체적으로 나타낸 사시도와 분해도로서, 상기 상부몰드(230)는 제1,2상부몰드(231,232)의 2단 분리 구조로 형성되며, 상기 제1상부몰드(231) 하부면과 제2상부몰드(232) 상부면에는 고주파유도가열선(233)과 온도센서(234)가 1/2씩 삽입되도록 상기 고주파유도가열선(233) 및 온도센서(234)에 대응되는 열선삽입홈(231a,232a)과 센서삽입홈(231b,232b)이 각각 형성되고, 상기 제2상부몰드(232) 하부면에는 마그네슘 합금판재를 가공하기 위한 형상삽입부(235)가 형성된다.
또한, 도 5와 도 6은 상기 다이부(300)의 하부몰드(330)를 구체적으로 나타낸 사시도와 분해도로서, 상기 하부몰드(330)는 제1,2하부몰드(331,332)의 2단 분리 구조로 형성되며, 상기 제1하부몰드(331) 상부면과 제2하부몰드(332) 하부면에는 고주파유도가열선(333)과 온도센서(334)가 1/2씩 삽입되도록 상기 고주파유도가열선(333) 및 온도센서(334)에 대응되는 열선삽입홈(331a,332a)과 센서삽입홈(331b,332b)이 각각 형성되고, 상기 제2하부몰드(332) 상부면에는 마그네슘 합금 판재를 가공하기 위한 형상돌출부(335)가 형성된다.
상기 유압실린더(130) 끝단에 구비되는 프레스부(200)와, 하부베드(120) 상부면에 구비되는 다이부(300)의 형상삽입부(235)와 형상돌출부(335)는 서로 대응되도록 위치되며, 상기 상하부몰드(230,330)는 성형하고자하는 마그네슘 합금판재의 형상 크기나 형태에 맞는 형상삽입부(235)와 형상돌출부(335)를 각각 제작하여, 원하는 형상에 따라 교체하여 사용할 수 있으며, 매설되는 고주파유도가열선(233,333)과 온도센서(234,334) 및 상기 고주파유도가열선(233,333)과 온도센서(234,334)가 삽입되는 열선삽입홈(231a,232a,331a,332a)과 센서삽입홈(231b,232b,331b,332b) 역시 원하는 형상에 따라 제작하여 교체하여 사용할 수 있고, 상기 상하부몰드(230,330)가 2단 분리 구조로 형성됨으로써, 고주파유도가열선(233,333)의 분리 및 고정이 손쉽게 이루어진다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 마그네슘 합금판재용 온간 프레스 성형장치에 따른 작동방법을 도 7의 온간 프레스 성형장치의 작동시간에 따른 스트로크 변화를 나타낸 그래프를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 성형하고자하는 마그네슘 합금판재에 사용되는 형상을 갖는 형상삽입부(235)와 형상돌출부(335) 및 고주파유도가열선(233)이 구비된 상부몰드(230)와 하부몰드(330)를 선택하여 프레스부(200)와 다이부(300)에 체결하여 세팅한다.
상기 세팅된 상태에서 하부베이스(310)의 형상돌출부(335)에 마그네슘 합금판재를 탑재시킨 후 고주파발생부(400)에서 고주파를 발생시키게 되면, 고주파유도가열선(233,333)을 통해 인가되는 고주파에 의해 상하부몰드(230,330)가 약 280℃ 까지 승온되며, 상기 상하부몰드(230,330)가 280℃로 승온되면 온도센서(234,334)가 이를 감지하여, 프레스부(200)가 체결되는 유압실린더(130)를 하부로 작동시키게 되면, 프레스부(200)가 도 7의 그래프 제1구간인 250mm/sec의 힘으로 하강되면서 제2상부몰드(232)에 형성되는 형상삽입부(235)가 상기 제2하부몰드(332)에 탑재된 마그네슘 합금판재 상부면으로 밀착된다.
상기 고주파유도가열선(233,333)으로부터 공급되는 열에 의해 제2상부몰드(232)의 형상삽입부(235) 및 제2하부몰드(332)의 형상돌출부(335) 사이에 구비되는 마그네슘 합금판재는 약 3~6초 동안 가열되면서 고주파유도가열선(233,333)으로 공급되는 온도인 약 280℃로 승온되며, 도 7의 그래프 제2구간과 같이 유압실린더(130)를 작동시켜 프레스부(200)를 20mm/sec의 힘으로 누른 상태에서 약 1~2.5초 동안의 대기시간을 갖게 된다.
상기 프레스부(200)의 가압에 의해 제2상부몰드(232)의 형상삽입부(235)와 제2하부몰드(332)의 형상돌출부(335)에 의해 성형하고자하는 형상으로 마그네슘 합금판재를 가공하게 되며, 상기 대기시간인 약 1~2.5초가 지난 후에는 유압실린더(130)에 의해 프레스부(200)가 300mm/sec 힘으로 상승되면서 성형이 완료된다.
상기 마그네슘 합금판재는 조밀육방격자(HCP; hexagonal clode-packed)를 갖는 조직으로 상온에서는 가공이 되지 않고, 벤딩시에는 부러지는 특성을 가지고 있으며, 통상 280℃ 부근에서 벤딩성(성형성)이 좋아지는데, 평상시에는 1개의 슬립면이 형성되지만, 상기 280℃의 온도로 상승하게 되면 8개 이상의 슬립면이 형성되게 된다.
따라서, 본 발명은 마그네슘 합금판재를 성형하기 위한 프레스부(200)와 다이부(300)에 구비되는 상하부몰드(230,330)를 2단 분리 구조로 형성하고, 분리되는 상하부몰드(230,330)에는 성형하고자하는 제품의 형상에 따라 고주파유도가열선(233,333)을 매설하여, 제품의 형상에 관계없이 온도 편차를 줄일 수 있으며, 상하부몰드(230,330)를 2단 분리형 구조를 채택함으로써 제품 형상에 따른 몰드의 교체가 용이하다.
본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 마그네슘 합금판재용 온간 프레스 성형장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 마그네슘 합금판재용 온간 프레스 성형장치의 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 온간 프레스 성형장치의 상부몰드 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 온간 프레스 성형장치의 상부몰드 분해도.
도 5는 본 발명에 따른 온간 프레스 성형장치의 하부몰드 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 온간 프레스 성형장치의 하부몰드 분해도.
도 7은 본 발명에 따른 온간 프레스 성형장치의 작동시간에 따른 스트로크 변화를 나타낸 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
100 : 프레스 성형장치 110 : 상부베드
120 : 하부베드 130 : 유압실린더
131 : 브라켓 200 : 프레스부
210 : 상부베이스 220 : 단열재
230 : 상부몰드 231 : 제1상부몰드
232 : 제2상부몰드 233 : 고주파유도가열선
234 : 온도센서 235 : 형상삽입부
300 : 다이부 310 : 하부베이스
320 : 단열재 330 : 하부몰드
331 : 제1하부몰드 332 : 제2하부몰드
333 : 고주파유도가열선 334 : 온도센서
335 : 형상돌출부 400 : 고주파발생부

Claims (3)

  1. 삭제
  2. 상부베드(110)와 하부베드(120)가 구비되며, 상기 상부베드에 수직방향으로 관통설치되는 유압실린더 끝단에 구비되는 브라켓에 볼트로 상부베이스가 체결되며, 상기 상부베이스(210)에는 단열재(220)와 상부몰드(230)가 차례로 구비되어 볼트(B) 및 너트(N)로 체결되고, 상기 상부몰드(230) 내부에 고주파유도가열선(233)이 매설되어 일측면으로 양단이 돌출되며, 상기 고주파유도가열선(233) 일측에는 온도센서(234)가 매설되는 프레스부(200)와; 상기 하부베드(120) 상부면에 하부베이스(310)와 단열재(320) 및 하부몰드(330)가 차례로 구비되어 볼트(B)로 체결되고, 상기 하부몰드(330) 내부에 고주파유도가열선(333)이 매설되어 일측면으로 양단이 돌출되며, 상기 고주파유도가열선(333) 일측에는 온도센서(334)가 매설되는 다이부(300)와; 상기 프레스부(200)와 다이부(300)의 상하부몰드(230,330) 일측면으로 돌출되는 고주파유도가열선(233,333) 양단이 연결되어, 상기 고주파유도가열선(233,333)으로 고주파를 인가하는 고주파발생부(400)로 구성되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금판재용 온간 프레스 성형장치의 열선구조에 있어서,
    상기 상부몰드(230)는 제1,2상부몰드(231,232)의 2단 분리 구조로 형성되며, 상기 제1상부몰드(231) 하부면과 제2상부몰드(232) 상부면에는 고주파유도가열선(233)과 온도센서(234)가 1/2씩 삽입되도록 고주파유도가열선(233)과 온도센서(234)에 대응되는 열선삽입홈(231a,232a) 및 센서삽입홈(231b,232b)이 각각 형성되고, 상기 제2상부몰드(232) 하부면에는 마그네슘 합금판재를 가공하기 위한 형상삽입부(235)가 형성되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금판재용 온간 프레스 성형장치의 열선구조.
  3. 상부베드(110)와 하부베드(120)가 구비되며, 상기 상부베드에 수직방향으로 관통설치되는 유압실린더 끝단에 구비되는 브라켓에 볼트로 상부베이스가 체결되며, 상기 상부베이스(210)에는 단열재(220)와 상부몰드(230)가 차례로 구비되어 볼트(B) 및 너트(N)로 체결되고, 상기 상부몰드(230) 내부에 고주파유도가열선(233)이 매설되어 일측면으로 양단이 돌출되며, 상기 고주파유도가열선(233) 일측에는 온도센서(234)가 매설되는 프레스부(200)와; 상기 하부베드(120) 상부면에 하부베이스(310)와 단열재(320) 및 하부몰드(330)가 차례로 구비되어 볼트(B)로 체결되고, 상기 하부몰드(330) 내부에 고주파유도가열선(333)이 매설되어 일측면으로 양단이 돌출되며, 상기 고주파유도가열선(333) 일측에는 온도센서(334)가 매설되는 다이부(300)와; 상기 프레스부(200)와 다이부(300)의 상하부몰드(230,330) 일측면으로 돌출되는 고주파유도가열선(233,333) 양단이 연결되어, 상기 고주파유도가열선(233,333)으로 고주파를 인가하는 고주파발생부(400)로 구성되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금판재용 온간 프레스 성형장치의 열선구조에 있어서,
    상기 하부몰드(330)는 제1,2하부몰드(331,332)의 2단 분리 구조로 형성되며, 상기 제1하부몰드(331) 상부면과 제2하부몰드(332) 하부면에는 고주파유도가열선(333)과 온도센서(334)가 1/2씩 삽입되도록 고주파유도가열선(333)과 온도센서(334)에 대응되는 열선삽입홈(331a,332a) 및 센서삽입홈(331b,332b)이 각각 형성되고, 상기 제2하부몰드(332) 상부면에는 마그네슘 합금판재를 가공하기 위한 형상돌출부(335)가 형성되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금판재용 온간 프레스 성형장치의 열선구조.
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