KR101264352B1

KR101264352B1 - A 3-way hydromechanical forming device and the method using thereof

Info

Publication number: KR101264352B1
Application number: KR1020110090913A
Authority: KR
Inventors: 김대용; 강성훈; 권용남; 김상우; 김지훈; 이광석; 이영선
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2011-09-07
Filing date: 2011-09-07
Publication date: 2013-05-14
Also published as: KR20130027372A

Abstract

본 발명에 따른 3단 유압 성형 장치는 고비강도 소재 특히 Mg 판재와 같은 판재의 성형성 향상을 위해 상부 금형, 하부 금형 및 펀치의 온도를 일정하게 유지하고, 배압 성형을 함으로써 정밀한 성형을 하고자 하는 것으로서, 이를 위해 본 발명에 따른 3단 유압 성형 장치는 상부 금형; 상기 상부 금형을 가압가능하게 하는 금형 피스톤을 포함하는 금형 실린더; 상기 상부 금형의 하단부에 이격되어 설치된 하부 금형; 상기 하부 금형 하단부에 설치된 배압 챔버; 상기 배압 챔버에 제1유체를 공급하는 유압펌프; 상기 배압 챔버의 하단부에 설치되어 배압 챔버내의 배압을 조절하는 배압 피스톤을 포함하는 배압실린더; 및 상기 상부 금형과 하부 금형 사이에 설치되는 판재를 상부 금형에 형성된 중공을 통해 가압시키는 펀치를 포함하는 펀치 실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.The three-stage hydraulic molding apparatus according to the present invention is to maintain a constant temperature of the upper mold, the lower mold and the punch in order to improve the formability of high-strength materials, in particular, such as Mg plate material, and to perform precise molding by back pressure molding To this end, the three-stage hydraulic molding apparatus according to the present invention is the upper mold; A mold cylinder including a mold piston to pressurize the upper mold; A lower mold spaced apart from the lower end of the upper mold; A back pressure chamber installed at a lower end of the lower mold; A hydraulic pump supplying a first fluid to the back pressure chamber; A back pressure cylinder installed at a lower end of the back pressure chamber and including a back pressure piston for adjusting the back pressure in the back pressure chamber; And a punch cylinder including a punch for pressing a plate installed between the upper mold and the lower mold through a hollow formed in the upper mold.

Description

Three-stage hydraulic forming device and three-stage hydraulic forming method using the same

본 발명은 온간 성형과 배압 성형을 동시에 하는 3단 유압 성형 장치 및 이를 이용한 3단 유압 성형 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a three-stage hydraulic molding apparatus which simultaneously performs warm molding and back pressure molding, and a three-stage hydraulic molding method using the same.

일반적으로 온간 프레스 성형장치는 전열히터가 각각 내장된 펀치와 다이를 이용하여 금속판을 프레스 성형하는 것으로, 상기 성형장치의 펀치와 다이 사이에 금속판을 위치시킨 후, 펀치와 다이에 내장된 전열히터의 온도를 작업하고자 하는 일정온도까지 가열시킨 상태에서 상기 금속판을 펀치와 다이를 이용하여 프레스 성형하는 장치이다.In general, a warm press forming apparatus press-forms a metal plate by using a punch and a die in which an electric heater is built, and after placing the metal plate between the punch and the die of the forming apparatus, It is a device for press molding the metal plate using a punch and a die while the temperature is heated to a certain temperature to be worked.

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종래의 온간 프레스 성형장치는 금속판을 프레스 성형함에 있어, 상기 금속판의 성형에 적합한 온도가 되기까지 펀치와 다이에 내장된 전열히터를 가열시키게 된다.The conventional warm press forming apparatus press-heats a metal plate, and heats the electrothermal heater embedded in the punch and the die until the temperature suitable for forming the metal plate is reached.

대한민국 특허출원 제10-2008-0022847호의 "온간 프레스 성형장치"에서는 다이의 절곡위치까지 일정한 온도가열을 위해서 상,하부다이 모서리에 열선을 억지끼움 방식으로 삽입하여 일정온도를 유지시키려는 기술이 있었다.In the "warm press molding apparatus" of Korean Patent Application No. 10-2008-0022847, there has been a technique for maintaining a constant temperature by inserting a hot wire into the upper and lower die corners by inserting a hot wire at the corners of the upper and lower dies for constant temperature heating up to the bending position of the die.

그러나, 상, 하부 다이 이외에도 성형에 영향을 미치는 펀치에는 온도가 상온 상태이므로 정밀한 성형에 있어서는 그 한계가 있었다.However, in addition to the upper and lower dies, the punch affecting the molding has a limit in precise molding since the temperature is in the normal temperature state.

또한, 종래에는 상부 다이와 펀치만을 가압하여 성형하는 2단 유압 성형가 일반적이었고, 이로 인해 고비강도 소재, 특히 Mg 판재의 성형에 있어서 정밀한 성형에 어려움이 있었고, 소재의 성형성을 높이는데 한계가 있었다. In addition, in the related art, two-stage hydraulic molding in which only the upper die and the punch are formed by pressing is common, and thus, there is a difficulty in precise molding in forming a high specific strength material, especially Mg plate, and there is a limit in improving the formability of the material.

본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 오일을 이용한 온간 성형 및 하부 다이에서도 배압 실린더를 이용한 배압 성형을 통해 정밀한 성형을 가능하게 하게 할 뿐만 아니라 성형성을 높일 수 있는 3단 유압 성형 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a three-stage hydraulic molding method that can not only enable precise molding but also formability through back pressure molding using a back pressure cylinder in the warm molding and lower die using oil for solving the problems of the prior art. The purpose is to provide.

또한 본 발명은 Mg 판재의 경우 온간에서 성형이 필수적인데, 다이의 온도를 정밀하고 일정하게 제어하고, 배압을 제어하여 배압 및 온도가 Mg 판재의 성형성에 미치는 결과를 연구하는 실험 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. In addition, the present invention provides a test apparatus and method for forming the Mg plate, which is essential for warm, precisely and uniformly controlling the die temperature, and controlling the back pressure to study the results of the back pressure and temperature on the formability of the Mg plate. Its purpose is to.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 3단 유압 성형 장치는 상부 금형; 상기 상부 금형을 가압가능하게 하는 금형 피스톤을 포함하는 금형 실린더; 상기 상부 금형의 하단부에 이격되어 설치된 하부 금형; 상기 하부 금형 하단부에 설치된 배압 챔버; 상기 배압 챔버에 제1유체를 공급하는 펌프; 상기 배압 챔버의 하단부에 설치되어 배압 챔버내의 배압을 조절하는 배압 피스톤을 포함하는 배압실린더; 및 상기 상부 금형과 하부 금형 사이에 설치되는 판재를 상부 금형에 형성된 중공을 통해 가압시키는 펀치를 포함하는 펀치 실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.The three-stage hydraulic molding apparatus according to the present invention to achieve the object as described above is the upper mold; A mold cylinder including a mold piston to pressurize the upper mold; A lower mold spaced apart from the lower end of the upper mold; A back pressure chamber installed at a lower end of the lower mold; A pump for supplying a first fluid to the back pressure chamber; A back pressure cylinder installed at a lower end of the back pressure chamber and including a back pressure piston for adjusting the back pressure in the back pressure chamber; And a punch cylinder including a punch for pressing a plate installed between the upper mold and the lower mold through a hollow formed in the upper mold.

또한 본 발명에 따르면, 상기 펀치는 제2유체를 공급가능하도록 유입구 및 배출구를 포함하고, 상기 펀치의 내부는 제2유체가 유동가능한 공간이 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the punch comprises an inlet and outlet so as to supply the second fluid, the inside of the punch is characterized in that the space in which the second fluid is flowable.

또한 본 발명에 따르면, 상기 펀치의 내부는 중앙에 격벽이 설치되고, 상기 격벽의 하단부에는 상기 펀치의 내벽과 이격되어 상기 제2유체가 이격된 공간을 통해 유동가능한 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the inside of the punch is a partition wall is installed in the center, it is characterized in that the lower portion of the partition is separated from the inner wall of the punch can flow through the space spaced apart from the second fluid.

또한 본 발명에 따르면, 상기 제1유체와 상기 제2유체의 온도를 제어하는 온도 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, it characterized in that it comprises a temperature control unit for controlling the temperature of the first fluid and the second fluid.

또한 본 발명에 따르면, 상기 온도 제어부는 상기 제1유체와 상기 제2유체의 온도를 각각 제어가능한 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the temperature control unit is characterized in that it is possible to control the temperature of the first fluid and the second fluid, respectively.

또한 본 발명에 따르면, 상기 온도 제어부에서 제어된 상기 제1유체 및 상기 제2유체는 상기 펌프에 의해 순환되는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the first fluid and the second fluid controlled by the temperature control unit is circulated by the pump.

또한 본 발명에 따르면, 상기 하부 금형에는 상기 펀치가 관통가능하게 중공을 포함하고, 상기 하부 금형을 가열시키는 히팅라인이 포함된 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the lower mold is characterized in that the punch includes a hollow so as to penetrate, and a heating line for heating the lower mold.

또한 본 발명에 따르면, 상기 하부 금형과 상기 판재 사이에서의 상기 제1유체의 밀폐를 위해 상기 하부 금형에 밀폐 부재가 설치된 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, a sealing member is installed on the lower mold to seal the first fluid between the lower mold and the plate.

또한 본 발명에 따르면, 상기 배압 챔버의 내부의 상기 제1유체의 압력을 제어하기 위해 상기 배압실린더의 상기 배압 피스톤이 상기 배압 챔버에 이동가능한 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the back pressure piston of the back pressure cylinder is movable to the back pressure chamber to control the pressure of the first fluid in the back pressure chamber.

또한 본 발명에 따르면, 상기 금형 실린더의 금형 피스톤에 로드 셀이 설치되고, 상기 펀치 실린더의 펀치에 로드 셀이 설치되어, 상기 금형 피스톤이 상기 상부 금형에 가하는 압력 및 상기 펀치가 상기 판재에 가하는 압력을 측정가능한 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, a load cell is installed on the mold piston of the mold cylinder, a load cell is installed on the punch of the punch cylinder, the pressure applied by the mold piston to the upper mold and the pressure applied by the punch to the plate. It is characterized in that the measurable.

또한 본 발명에 따르면, 상기 상부 금형의 상단부에는 상부 플레이트가 결합되어 상기 금형 피스톤이 상기 상부 플레이트를 가압하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the upper plate is coupled to the upper end of the upper mold is characterized in that the mold piston presses the upper plate.

또한 본 발명에 따르면, 상기 상부 금형의 하단부에는 비드가 형성되어 상기 판재가 상기 펀치의 가압에 의해 상기 하부 금형으로 인입되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, a bead is formed at the lower end of the upper mold, it characterized in that the plate material is prevented from being introduced into the lower mold by pressing the punch.

또한 본 발명에 따르면, 상기 금형 실린더, 상기 배압 실린더, 및 상기 펀치 실린더는 유압펌프에 의해 작동되고, 상기 금형 피스톤, 상기 배압 피스톤, 및 상기 펀치의 가압 정도를 제어하는 서보 밸브를 각각 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, according to the present invention, the mold cylinder, the back pressure cylinder, and the punch cylinder is operated by a hydraulic pump, and each of the mold piston, the back pressure piston, and the servo valve for controlling the degree of pressurization of the punch It features.

본 발명에 따른 3단 유압 성형 방법은 하부 금형의 상단부에 판재를 위치시키는 판재 준비 단계; 상기 하부 금형과 이격되어 상부에 설치된 상부 금형을 가압시켜 상기 판재를 가압시키는 판재 가압 단계; 상기 하부 금형의 하단부에 결합된 배압 챔버에 제1유체를 유동시키는 제1유체 유입단계; 상기 배압 챔버의 하단부에 설치된 배압 피스톤을 포함하는 배압 실린더에 의해 제1유체의 배압을 조절하는 배압 조절단계; 상기 상부 금형에 관통가능하게 설치된 펀치의 내부에 유동되는 제2유체를 유동시키는 제2유체 유입단계; 상기 펀치로 상기 판재의 상부를 가압하고, 상기 배압 챔버의 하단부에 관통되는 상기 배압 피스톤으로 상기 판재의 하부를 가압하는 가압성형단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Three-stage hydraulic molding method according to the present invention comprises a plate preparation step of positioning the plate on the upper end of the lower mold; A plate pressing step of pressing the upper plate by pressing the upper mold spaced apart from the lower mold and installed at the upper portion; A first fluid inflow step of flowing a first fluid into a back pressure chamber coupled to a lower end of the lower mold; A back pressure adjusting step of adjusting a back pressure of the first fluid by a back pressure cylinder including a back pressure piston installed at a lower end of the back pressure chamber; A second fluid inflow step of flowing a second fluid flowing in the punch installed through the upper mold; And pressurizing the upper part of the plate with the punch and pressing the lower part of the plate with the back pressure piston penetrating the lower end of the back pressure chamber.

또한 본 발명에 따르면, 상기 제1유체와 상기 제2유체의 온도를 제어하는 온도 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the invention, it characterized in that it comprises a temperature control step of controlling the temperature of the first fluid and the second fluid.

또한 본 발명에 따르면, 상기 온도 제어단계는 상기 제1유체와 상기 제2유체를 상기 가압 성형단계를 거치는 동안 온도를 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 한다.In addition, according to the present invention, the temperature control step is characterized in that the temperature is kept constant while the first fluid and the second fluid through the pressure forming step.

본 발명의 효과는 오일을 이용한 펀치의 가열 혹은 냉각, 배압 성형 및 배압을 형성하는 오일을 이용한 판재의 하부에 가해지는 온도 및 압력을 정밀하게 제어하여 판재의 정밀 성형을 가능하게 한다.The effect of the present invention enables precise molding of the plate by precisely controlling the temperature and pressure applied to the lower portion of the plate using the oil forming the back pressure or heating or cooling the punch using the oil.

고비강도 소재 특히 Mg 판재와 같은 소재에서의 성형성 향상에 효과적이다.It is effective for improving moldability in high specific strength materials, especially Mg plates.

또한, 온간에서 Mg 판재 소재의 성형성을 나타내는 지표인 LDH,FLD, LDR 등의 온도에 따른 정밀한 데이터를 얻기위해 등온이 유지되어야 하는데 온도 제어기를 통해 공급되는 오일의 온도를 일정하게 유지하여 정교한 기초 실험 데이터를 확보할 수 있으며, 배압의 제어에 따른 실험 데이터도 얻을 수 있다.In addition, isothermal temperature should be maintained to obtain precise data according to the temperature of LDH, FLD, LDR, etc. Experimental data can be obtained, and experimental data can also be obtained under control of back pressure.

도 1은 본 발명에 따른 3단 유압 성형 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 펀치의 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서 온도 제어부를 포함하는 3단 유압 성형 장치의 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 3단 유압 성형 장치의 하부 금형을 도시한다.
도 5에 본 발명에 따른 3단 유압 성형 장치의 배압 챔버와 하부 금형을 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 3단 유압 성형 장치의 하부 금형의 상단부를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 3단 유압 성형 장치에 의한 3단 유압 성형 방법에 관한 순서도이다.1 is a schematic view of a three-stage hydraulic forming apparatus according to the present invention.
2 is a schematic view of a punch according to the present invention.
Figure 3 is a schematic diagram of a three-stage hydraulic forming apparatus including a temperature control as another embodiment according to the present invention.
Figure 4 shows the lower mold of the three-stage hydraulic forming apparatus according to the present invention.
5 shows a back pressure chamber and a lower mold of the three-stage hydraulic forming apparatus according to the present invention.
6 shows an upper end of a lower mold of the three-stage hydraulic forming apparatus according to the present invention.
7 is a flowchart illustrating a three-stage hydraulic molding method by a three-stage hydraulic molding apparatus according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, it should be noted that the same components or parts among the drawings denote the same reference numerals whenever possible. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted so as not to obscure the subject matter of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 3단 유압 성형 장치의 개략도이다.1 is a schematic view of a three-stage hydraulic forming apparatus according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 3단 유압 성형 장치(1)는 상부 금형(100), 금형 실린더(200), 하부 금형(300), 배압 챔버(400), 펌프(500), 배압실린더(600), 펀치실린더(700)를 포함한다.
As shown in FIG. 1, the three-stage hydraulic molding apparatus 1 according to the present invention includes an upper mold 100, a mold cylinder 200, a lower mold 300, a back pressure chamber 400, a pump 500, The back pressure cylinder 600 and the punch cylinder 700 are included.

상부 금형(100)을 상부 금형(100)의 상단부에 연결된 금형 실린더(200)를 이용하여 상부를 상승시킨 상태에서 상부 금형(100)과 하부 금형(300) 사이의 공간이 확보되면, 성형하고자 하는 판재를 하부 금형(300)의 상부에 위치시키고, 상부 금형(100)은 금형 실린더(200)의 내부에서 상하 이동되는 금형 피스톤(210)에 의해 가압시켜 고정하게 된다.
If the space between the upper mold 100 and the lower mold 300 is secured while the upper mold 100 is raised using the mold cylinder 200 connected to the upper end of the upper mold 100, the molding The plate is positioned above the lower mold 300, and the upper mold 100 is fixed by pressing the mold piston 210 which is vertically moved in the mold cylinder 200.

상부 금형(100)과 금형 피스톤(210)간에는 직접 연결될 수도 있고, 상부 금형(100)의 상단부에 상부 플레이트(110)를 고정시키고, 금형 피스톤(210)을 상부 플레이트(110)에 고정하여 금형 피스톤(210)과 상부 금형(100)간의 연결을 상부 플레이트를 이용하여 용이하게 하고, 상부 플레이트(110)의 크기가 상부 금형(100)의 크기보다 크게 함으로써, 상부 플레이트(110)의 양 단의 동일 위치에 금형 피스톤을 복수개 설치하여 균일한 압력을 상부 금형에 가할 수 있도록 한다.The upper mold 100 and the mold piston 210 may be directly connected to each other, the upper plate 110 is fixed to the upper end of the upper mold 100, and the mold piston 210 is fixed to the upper plate 110 to mold the piston. The connection between the 210 and the upper mold 100 is facilitated by using the upper plate, and the size of the upper plate 110 is larger than the size of the upper mold 100, so that both ends of the upper plate 110 are the same. A plurality of mold pistons are installed at the positions so that uniform pressure can be applied to the upper mold.

본 발명에서는 금형 피스톤(210)을 상부 플레이트(110)의 좌우측에 동일하게 1개씩 설치하여 실시하였다.
In the present invention, the mold piston 210 was installed one by one on the left and right sides of the upper plate 110 in the same manner.

상부 금형(100), 하부 금형(300), 상부 플레이트(110)의 중앙에는 펀치(710)가 관통가능하게 중공이 형성되어 있어, 상부 금형(100)과 하부 금형(300) 사이에 위치한 판재를 펀치(710)로 가압하여 성형하게 된다.
In the centers of the upper mold 100, the lower mold 300, and the upper plate 110, a hollow is formed through the punch 710 so that a plate member disposed between the upper mold 100 and the lower mold 300 is formed. Pressing by the punch 710 is molded.

하부 금형(300)의 하단부에는 배압 챔버(400)가 결합되어 있고, 하부 금형(300)과 배압 챔버(400)는 유체가 유동가능하게 관통되어 있다.The back pressure chamber 400 is coupled to the lower end of the lower mold 300, and the lower mold 300 and the back pressure chamber 400 penetrate the fluid so as to flow therethrough.

배압 챔버(400)는 중공의 원통이고, 성형시 배압 챔버(400)의 상단부는 판재가 밀착된 상태에서 펀치(710)가 하방으로 가압되고, 배압 챔버(400)의 하단부는 배압을 형성하기 위해 배압 피스톤(610)이 상방으로 가압하게 된다.The back pressure chamber 400 is a hollow cylinder, the upper end of the back pressure chamber 400 during molding, the punch 710 is pressed downward in the state that the plate is in close contact, the lower end of the back pressure chamber 400 to form the back pressure The back pressure piston 610 is pressed upward.

즉, 배압 챔버(400)는 배압 피스톤(610)과 판재 사이에서 밀폐되어 있고, 밀폐된 내부에는 제1유체가 존재하여 제1유체의 압력에 의해 판재에 배압이 가해지게 되므로, 배압의 조절은 제1유체에 압력을 가하는 배압 피스톤(610)의 가압 정도에 의해 결정된다.That is, the back pressure chamber 400 is sealed between the back pressure piston 610 and the plate, and since the first fluid exists in the sealed interior, the back pressure is applied to the plate by the pressure of the first fluid, so that the back pressure is controlled. It is determined by the degree of pressurization of the back pressure piston 610 to apply pressure to the first fluid.

제1유체는 배압 챔버(400)에 형성된 제1유체 유입구(410)와 제1유체 배출구(420)를 통해 순환가능하고, 제1유체의 순환은 펌프(500)에 의해 이루어진다.
The first fluid may be circulated through the first fluid inlet 410 and the first fluid outlet 420 formed in the back pressure chamber 400, and the first fluid is circulated by the pump 500.

도 1에 도시된 바와 같이, 펀치(710)에 로드 셀(740)이 설치되어 펀치(710)가 판재에 가하는 압력을 실시간으로 측정가능하고, 이에 따라 판재의 가압 정도를 정밀하게 조절하여 판재의 성형성을 향상시킬 수 있다. As shown in FIG. 1, the load cell 740 is installed in the punch 710 to measure in real time the pressure applied to the plate by the punch 710, thereby precisely adjusting the degree of pressurization of the plate. The moldability can be improved.

펀치 이외에도 금형 피스톤(210)에도 로드 셀을 설치하여 상부 금형이 판재를 가압하는 정도를 정밀하게 조절하여 판재의 성형성을 향상시킬 수도 있다.
In addition to the punch, the mold piston 210 may also be provided with a load cell to precisely adjust the degree to which the upper mold presses the plate, thereby improving the formability of the plate.

금형 실린더(200), 배압 실린더(600), 및 펀치 실린더(700)는 금형 피스톤(210), 배압 피스톤(610), 및 펀치(710)의 가압을 유압펌프(510)를 이용하여 작동시키고, 가압 정도를 제어하는 서보 밸브(900)를 각각 포함할 수 있다.
The mold cylinder 200, the back pressure cylinder 600, and the punch cylinder 700 operate the pressure of the mold piston 210, the back pressure piston 610, and the punch 710 by using the hydraulic pump 510. Each servo valve 900 may be configured to control the degree of pressurization.

판재가 상기 펀치(710)의 가압에 의해 상기 하부 금형(300)으로 인입되는 것을 방지하기 위해 하부 금형(300)과 상부 금형(100)에 비드를 형성하여 판재를 상부 금형(100)과 하부 금형(300)에 고정을 견고히 한다.
In order to prevent the sheet material from being introduced into the lower mold 300 by the pressing of the punch 710, beads are formed in the lower mold 300 and the upper mold 100 to form the sheet material in the upper mold 100 and the lower mold. Secure to 300.

도 2는 본 발명에 따른 펀치의 개략도이다.2 is a schematic view of a punch according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 펀치(710)는 제2유체가 공급, 배출가능한 제2유체 유입구(720) 및 제2유체 배출구(730)를 포함하고, 제2유체 유입구를 통해 유입된 제2유체는 펀치(710)에 내부에 형성된 중공을 따라 유동하여 펀치(710)를 제2유체의 온도에 따라 가열 또는 냉각시키고, 제2유체 배출구를 통해 배출된다.
As shown in FIG. 2, the punch 710 according to the present invention includes a second fluid inlet 720 and a second fluid outlet 730 capable of supplying and discharging a second fluid, and through the second fluid inlet. The introduced second fluid flows along the hollow formed in the punch 710 to heat or cool the punch 710 according to the temperature of the second fluid, and is discharged through the second fluid outlet.

펀치(710)의 내부에 형성된 중공에는 도 2와 같이, 하나의 격벽(750)이 가운데 설치되어, 제2유체 유입구(720)로 인입된 제2유체가 펀치(710)의 내벽과 격벽(750)을 따라 하방으로 유동하고, 격벽(750)과 펀치(710)의 하단부의 내벽간의 사이를 통해 다시 반대편의 펀치(710)의 내벽과 격벽(750)을 따라 상방으로 유동하여 제2유체 배출구(730)를 통해 배출되게 된다.In the hollow formed inside the punch 710, as shown in FIG. 2, one partition wall 750 is installed in the center, and the second fluid introduced into the second fluid inlet 720 is formed by the inner wall and the partition wall 750 of the punch 710. And flows downward along the inner wall and the partition wall 750 of the punch 710 on the opposite side and between the partition wall 750 and the inner wall of the lower end of the punch 710 to flow upwardly. 730 is discharged.

이렇게 U자형으로 유동하는 제2유체에 의해 펀치는 사용자가 원하는 온도로 조절가능하다. The punch is adjustable to a temperature desired by the user by the second fluid flowing in the U-shape.

펀치의 냉각에 의한 냉간 프레스를 원하는 경우에는 제2유체의 온도를 낮게 설정하여 펀치(710) 내부를 유동하게 설정하면 되고, Mg 판재와 같은 온간 성형이 필요한 판재의 성형에 있어서는 제2유체의 온도를 일정 온도로 상승시켜 펀치(710) 내부를 순환하도록 함으로써 정밀한 성형이 가능해진다.
If cold press by cooling the punch is desired, the temperature of the second fluid may be set low so that the inside of the punch 710 may be set to flow, and the temperature of the second fluid may be used to form a plate that requires warm forming such as an Mg plate. By raising the temperature to a predetermined temperature to circulate inside the punch 710, precise molding is possible.

또 다른 실시예로서 펀치(710)는 중공의 내부에 복수개의 격벽(750)이 설치되어 제2유체가 지그재그로 흐르면서 열전달은 펀치(710)에 최대한 많이 시킬 수 있도록 하는 형상도 가능하다.
In another embodiment, the punch 710 may have a shape in which a plurality of partitions 750 are installed inside the hollow to allow the heat transfer to the punch 710 as much as the second fluid flows in the zigzag.

도 3은 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서 온도 제어부를 포함하는 3단 유압 성형 장치의 개략도이다.Figure 3 is a schematic diagram of a three-stage hydraulic forming apparatus including a temperature control as another embodiment according to the present invention.

본 발명에 따른 3단 유압 성형 장치(1)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제1유체와 제2유체의 온도를 사용자가 설정한 일정 온도로 유지하기 위한 온도 제어부(800)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 3, the three-stage hydraulic molding apparatus 1 according to the present invention may include a temperature controller 800 for maintaining the temperature of the first fluid and the second fluid at a predetermined temperature set by a user. have.

온도 제어부(800)에서는 배압 챔버(400)에 공급되는 제1유체의 온도와 펀치(710)에 공급되는 제2유체의 온도를 각각 제어하여 제1유체는 고온으로 제2유체는 저온으로 공급할 수도 있으며, 제1유체와 제2유체의 온도를 동일하게 하여 공급할 수도 있다.The temperature controller 800 may control the temperature of the first fluid supplied to the back pressure chamber 400 and the temperature of the second fluid supplied to the punch 710 to supply the first fluid at high temperature and the second fluid at low temperature. It is also possible to supply the same temperature of the first fluid and the second fluid.

제1유체와 제2유체의 설정 온도는 성형하고자 하는 판재의 종류에 따라 판재의 성형성을 향상시킬 수 있는 온도로 하면 된다.What is necessary is just to set the temperature of the 1st fluid and the 2nd fluid to the temperature which can improve the moldability of a board material according to the kind of board material to be shape | molded.

제1유체와 제2유체는 오일, 물 등 다양한 유체일 수 있고, 비열이 큰 유체를 사용함으로써, 사용자가 원하는 일정 온도를 유지시키는데 유리하다.The first fluid and the second fluid may be various fluids such as oil and water, and by using a fluid having a large specific heat, it is advantageous to maintain a constant temperature desired by a user.

따라서, 판재가 Mg 판재와 같이 온도에 따라 성형성이 영향을 미치는 경우에 판재의 재료적 특성에 따른 유체의 온도가 성형성에 미치는 영향에 대한 실험 데이터를 확보하는데에도 본 발명은 유리하게 사용될 수 있다.Therefore, the present invention can be advantageously used to obtain experimental data on the effect of the temperature of the fluid on the formability in accordance with the material properties of the plate when the sheet material affects the formability according to the temperature, such as Mg plate .

온도 제어부(800)는 펌프(500)를 포함하여 온도 제어부(800)에서 온도가 제어된 제1유체 및 제2유체를 펌프(500)에 의해 제1유체는 배압 챔버(400)를 순환가능하게 하고, 제2유체는 펀치(710) 내부를 순환가능하게 한다.
The temperature controller 800 includes a pump 500 so that the first fluid and the second fluid whose temperature is controlled in the temperature controller 800 are circulated by the pump 500 so that the first fluid circulates through the back pressure chamber 400. In addition, the second fluid allows the inside of the punch 710 to be circulated.

도 4는 본 발명에 따른 3단 유압 성형 장치의 하부 금형을 도시한다.Figure 4 shows the lower mold of the three-stage hydraulic forming apparatus according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 하부 금형(300)에는 히팅라인(310)이 배열되어 있어 하부 금형(300)을 일정 온도로 가열시켜 Mg 판재와 같은 고비강도 소재의 성형성을 향상시킨다.As shown in FIG. 4, a heating line 310 is arranged in the lower mold 300 to heat the lower mold 300 to a predetermined temperature to improve moldability of a high specific strength material such as Mg plate.

상부 금형(100)에도 하부 금형과 같이 히팅라인을 배열하여 상부 금형(100)을 일정 온도로 가열시키는 것이 바람직하다.
It is preferable to heat the upper mold 100 to a predetermined temperature by arranging a heating line like the lower mold in the upper mold 100.

도 5에 본 발명에 따른 3단 유압 성형 장치의 배압 챔버와 하부 금형을 도시한다.5 shows a back pressure chamber and a lower mold of the three-stage hydraulic forming apparatus according to the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 하부 금형(300)의 하단부와 배압 챔버(400)의 상단부가 결합되고, 배압 챔버(400)의 제1유체 유입구(410)를 통해 제1유체가 유입되고, 제1유체 배출구(420)를 통해 제1유체가 배출되며, 배압 챔버(400) 내부에 제1유체가 충만하여 배압 챔버(400)의 관통된 하단부를 통해 배압 피스톤(610)이 제1유체를 가압하게 된다.
As shown in FIG. 5, the lower end of the lower mold 300 and the upper end of the back pressure chamber 400 are coupled to each other, and a first fluid is introduced through the first fluid inlet 410 of the back pressure chamber 400. The first fluid is discharged through the one fluid outlet 420, and the first fluid is filled in the back pressure chamber 400, and the back pressure piston 610 pressurizes the first fluid through the lower end portion of the back pressure chamber 400. Done.

도 6은 본 발명에 따른 3단 유압 성형 장치의 하부 금형의 상단부를 도시한다.Figure 6 shows the upper end of the lower mold of the three-stage hydraulic forming apparatus according to the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 하부 금형(300)의 상단부에는 판재와 하부 금형(300)간의 밀착을 통해 제1유체가 누출되지 않도록 밀폐시키기 위한 O링과 같은 밀폐부재가 설치될 수 있는 홈(320)을 포함한다.As shown in FIG. 6, the upper end of the lower mold 300 may include a groove in which a sealing member such as an O-ring may be installed to seal the first fluid so that the first fluid does not leak through close contact between the plate and the lower mold 300. 320).

홈(320)에 O링이 설치되어 판재와 하부 금형(300)간의 밀착이 이루어지고, 이로 인해 배압 챔버(400)의 내부에 충만한 제1유체를 배압 실린더(600)에 의해 배압 피스톤(610)이 상승하면서 가압하더라도 제1유체의 누출이 없이 판재의 하부가 제1유체의 배압에 의해 성형이 정밀하게 이루어진다.
The O-ring is installed in the groove 320 so that the plate and the lower mold 300 come into close contact with each other, so that the first fluid filled in the back pressure chamber 400 is filled by the back pressure cylinder 600 by the back pressure piston 610. Even if pressurized while rising, the lower part of the plate is precisely formed by the back pressure of the first fluid without leakage of the first fluid.

즉, 배압 챔버(400)는 중공의 원통형상이고, 그 내부의 제1유체의 압력은 배압 피스톤(610)의 상승 정도에 의해 결정되고, 배압 챔버(400)에 압력 센서를 부착하여 제1유체의 압력을 정밀하게 제어가능하다.
That is, the back pressure chamber 400 is a hollow cylindrical shape, the pressure of the first fluid therein is determined by the degree of rise of the back pressure piston 610, the pressure sensor is attached to the back pressure chamber 400 to the The pressure can be precisely controlled.

도 7은 본 발명에 따른 3단 유압 성형 장치에 의한 3단 유압 성형 방법에 관한 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a three-stage hydraulic molding method by a three-stage hydraulic molding apparatus according to the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 3단 유압 성형 방법은 하부 금형의 상단부에 판재를 위치시키는 판재 준비 단계(S100)를 거쳐 성형할 판재를 준비하고, 하부 금형과 이격되어 상부에 설치된 상부 금형을 가압시켜 판재를 가압시키는 판재 가압 단계(S200)를 거쳐 판재를 상부 금형과 하부 금형의 사이에 위치시킨 후, 하부 금형의 하단부에 결합된 배압 챔버에 제1유체를 유동시키는 제1유체 유입단계(S300)를 통해 배압 챔버내에 제1유체를 충만시키고, 배압 챔버의 하단부에 설치된 배압 피스톤을 포함하는 배압 실린더에 의해 배압 피스톤을 배압 챔버에서 상승 혹은 하강 시킴으로써 판재에 가해지는 배압을 조절하는 제1유체의 배압 조절단계(S400)을 거친다.As shown in FIG. 7, the three-stage hydraulic molding method according to the present invention prepares a plate to be molded through a plate preparation step (S100) of placing a plate on the upper end of the lower mold, and is spaced apart from the lower mold and installed on the upper portion. The first fluid for flowing the first fluid to the back pressure chamber coupled to the lower end of the lower mold after placing the plate between the upper mold and the lower mold through the plate pressing step (S200) for pressing the upper mold by pressing the upper mold. Filling the first fluid in the back pressure chamber through the inflow step (S300), and adjusts the back pressure applied to the plate by raising or lowering the back pressure piston in the back pressure chamber by a back pressure cylinder including a back pressure piston installed at the lower end of the back pressure chamber. The first fluid is subjected to the back pressure adjusting step (S400).

상부 금형에 관통가능하게 설치된 펀치의 내부에도 제2유체를 유동시키는 제2유체 유입단계(S500)를 형성하고, 펀치로 판재의 상부를 가압하고, 배압 챔버의 하단부에 관통되는 배압 피스톤으로 판재의 하부를 가압하여 판재를 성형하는 가압성형단계(S600)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
The second fluid inflow step (S500) is also formed inside the punch installed through the upper mold so as to flow the second fluid, presses the upper part of the plate with a punch, and the back pressure piston penetrates the lower end of the back pressure chamber. It characterized in that it comprises a pressing molding step (S600) for pressing the lower portion to form a plate.

배압 챔버에 유동되는 제1유체의 온도와 펀치에 유동되는 제2유체의 온도를 제어하는 온도 제어단계(S510)는 가압 성형단계(S600) 이전에 이루어져서 유체의 온도를 정밀하게 조절하여 판재의 재질에 따라 성형성을 향상시킬 수 있다.
Temperature control step (S510) for controlling the temperature of the first fluid flowing in the back pressure chamber and the second fluid flowing in the punch is made before the pressure forming step (S600) to precisely control the temperature of the fluid to the material of the plate According to this, moldability can be improved.

본 발명에 따른 3단 유압 성형 방법에 있어서, 최초 판재 준비 단계(S100)와 판재 가압 단계(S200)가 이루어지고, 마지막으로 가압성형단계(S600)가 이루어지는 것은 순서가 정해지나, 그 사이의 과정인 제1유체 유입단계(S300), 제1유체의 배압 조절단계(S400), 제2유체 유입단계(S500), 온도 제어단계(S510) 간에는 순서에 무관하게 조정가능하다.
In the three-stage hydraulic molding method according to the present invention, the first plate preparation step (S100) and the plate pressing step (S200) is made, and finally the press forming step (S600) is made in the order, but the process between The first fluid inflow step (S300), the first fluid back pressure control step (S400), the second fluid inflow step (S500), the temperature control step (S510) can be adjusted irrespective of the order.

이상에서 본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변경, 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
While the invention has been shown and described in connection with specific embodiments thereof, it is conventional in the art that various changes, modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the appended claims. Anyone who knows the knowledge of is easy to know.

1: 3단 유압 성형 장치 100: 상부 금형
110: 상부 플레이트 200: 금형 실린더
210: 금형 피스톤 300: 하부 금형
310: 히팅라인 320: 홈
400: 배압 챔버 410: 제1유체 유입구
420: 제1유체 배출구 500: 펌프
510: 유압펌프 600: 배압실린더
610: 배압 피스톤 700: 펀치실린더
710: 펀치 720: 제2유체 유입구
730: 제2유체 배출구 740: 로드 셀
750: 격벽 800: 온도 제어부
900: 서보 밸브
S100: 판재 준비 단계 S200: 판재 가압 단계
S300: 제1유체 유입단계 S400: 배압 조절단계
S500: 제2유체 유입단계 S510: 온도 제어단계
S600: 가압성형단계1: 3-stage hydraulic forming apparatus 100: upper mold
110: upper plate 200: mold cylinder
210: mold piston 300: lower mold
310: heating line 320: home
400: back pressure chamber 410: first fluid inlet
420: first fluid outlet 500: pump
510: hydraulic pump 600: back pressure cylinder
610: back pressure piston 700: punch cylinder
710: punch 720: second fluid inlet
730: second fluid outlet 740: load cell
750: partition 800: temperature control unit
900: servo valve
S100: Plate Preparation Step S200: Plate Pressing Step
S300: first fluid inlet step S400: back pressure control step
S500: second fluid inflow step S510: temperature control step
S600: press molding step

Claims

Upper mold;
A mold cylinder including a mold piston to pressurize the upper mold;
A lower mold spaced apart from the lower end of the upper mold;
A back pressure chamber installed at a lower end of the lower mold;
A pump for supplying a first fluid to the back pressure chamber;
A back pressure cylinder installed at a lower end of the back pressure chamber to adjust the back pressure in the back pressure chamber, the back pressure cylinder including a back pressure piston movable to the back pressure chamber to control the pressure of the first fluid in the back pressure chamber; And
And a punch cylinder including a punch for pressing a plate installed between the upper mold and the lower mold through a hollow formed in the upper mold.

The method of claim 1,
The punch includes an inlet and an outlet for supplying a second fluid,
The inside of the punch is a three-stage hydraulic molding apparatus, characterized in that the space in which the second fluid flows.

The method of claim 2,
The inside of the punch is a partition wall is installed in the center, the lower end of the partition wall spaced apart from the inner wall of the punch, the three-stage hydraulic forming apparatus, characterized in that the flow through the space spaced apart from the second fluid.

The method of claim 3,
And a temperature controller for controlling the temperature of the first fluid and the second fluid.

5. The method of claim 4,
The temperature control unit is a three-stage hydraulic molding apparatus, characterized in that for controlling the temperature of the first fluid and the second fluid, respectively.

The method of claim 5,
And the first fluid and the second fluid controlled by the temperature control part are circulated by the pump.

The method according to claim 6,
The lower mold includes a hollow to penetrate the punch,
Three-stage hydraulic forming apparatus characterized in that it comprises a heating line for heating the lower mold.

The method of claim 7, wherein
And a sealing member is installed in the lower mold to seal the first fluid between the lower mold and the plate.

delete

The method of claim 1,
The load cell is installed in the mold piston of the mold cylinder,
The load cell is installed in the punch of the punch cylinder,
And a pressure applied by the mold piston to the upper mold and a pressure applied by the punch to the plate.

The method of claim 10,
An upper plate is coupled to an upper end of the upper mold so that the mold piston presses the upper plate.

The method of claim 11,
A bead is formed at the lower end of the upper mold to prevent the sheet material from being drawn into the lower mold by pressing the punch.

The method of claim 12,
The mold cylinder, the back pressure cylinder, and the punch cylinder are operated by a hydraulic pump, and the three stage hydraulic pressure comprises a servo valve for controlling the pressurization degree of the mold piston, the back pressure piston, and the punch, respectively. Forming device.

Plate preparation step of placing the plate on the upper end of the lower mold;
A plate pressing step of pressing the upper plate by pressing the upper mold spaced apart from the lower mold and installed at the upper portion;
A first fluid inflow step of flowing a first fluid into a back pressure chamber coupled to a lower end of the lower mold;
A back pressure adjusting step of adjusting a back pressure of the first fluid by a back pressure cylinder installed at a lower end of the back pressure chamber and including a back pressure piston movable to the back pressure chamber to control the pressure of the first fluid in the back pressure chamber; ;
A second fluid inflow step of flowing a second fluid flowing in the punch installed through the upper mold;
And pressing the upper part of the plate by the punch, and pressing the lower part of the plate by the back pressure piston penetrating through the lower end of the back pressure chamber.

15. The method of claim 14,
And a temperature control step of controlling the temperature of the first fluid and the second fluid.

16. The method of claim 15,
The temperature control step is a three-stage hydraulic molding method, characterized in that for maintaining the temperature constant while the first fluid and the second fluid through the pressure forming step.