KR101264355B1 - 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치 및 이를 이용한 3단 유압 성형 방법 - Google Patents

가열 챔버형 3단 유압 성형 장치 및 이를 이용한 3단 유압 성형 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101264355B1
KR101264355B1 KR1020110090907A KR20110090907A KR101264355B1 KR 101264355 B1 KR101264355 B1 KR 101264355B1 KR 1020110090907 A KR1020110090907 A KR 1020110090907A KR 20110090907 A KR20110090907 A KR 20110090907A KR 101264355 B1 KR101264355 B1 KR 101264355B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
back pressure
mold
fluid
punch
plate
Prior art date
Application number
KR1020110090907A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130027368A (ko
Inventor
김대용
강성훈
권용남
김상우
김지훈
이광석
이영선
Original Assignee
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Priority to KR1020110090907A priority Critical patent/KR101264355B1/ko
Publication of KR20130027368A publication Critical patent/KR20130027368A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101264355B1 publication Critical patent/KR101264355B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/021—Deforming sheet bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/021—Deforming sheet bodies
    • B21D26/023—Deforming sheet bodies including an additional treatment performed by fluid pressure, e.g. perforating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/021—Deforming sheet bodies
    • B21D26/029—Closing or sealing means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16—Heating or cooling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

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 상부 금형 및 하부 금형을 수용하는 가열 챔버; 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.

Description

가열 챔버형 3단 유압 성형 장치 및 이를 이용한 3단 유압 성형 방법{A heating chamber type 3-way hydromechanical forming device and the method using thereof}
본 발명은 온간 성형과 배압 성형을 동시에 하고 가열 챔버를 이용하여 성형시 항온을 유지하는 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치 및 이를 이용한 3단 유압 성형 방법에 관한 것이다.
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.
삭제
종래의 온간 프레스 성형장치는 금속판을 프레스 성형함에 있어, 상기 금속판의 성형에 적합한 온도가 되기까지 펀치와 다이에 내장된 전열히터를 가열시키게 된다.
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.
그러나, 상, 하부 다이 이외에도 성형에 영향을 미치는 펀치에는 온도가 상온 상태이므로 정밀한 성형에 있어서는 그 한계가 있었다.
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.
본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 오일을 이용한 온간 성형 및 하부 다이에서도 배압 실린더를 이용한 배압 성형을 통해 정밀한 성형을 가능하게 할 뿐만 아니라 성형성을 높일 수 있고 상부 금형과 하부 금형을 감싸는 가열 챔버를 사용함으로써 성형시 항온 상태를 유지시키는 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 Mg 판재의 경우 온간에서 성형이 필수적인데, 가열 챔버를 이용하여 다이의 온도를 정밀하고 일정하게 제어하고, 유지시킬 수 있으므로, 배압을 제어하여 배압 및 온도가 Mg 판재의 성형성에 미치는 결과를 연구하는 실험 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 가열 챔버형 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 상부 금형 및 하부 금형을 수용하는 가열 챔버; 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.
또한 본 발명에 따르면, 상기 가열 챔버의 내벽에 히팅 라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 펀치는 제2유체를 공급가능하도록 유입구 및 배출구를 포함하고, 상기 펀치의 내부는 제2유체가 유동가능한 공간이 형성된 것을 특징으로 한다.
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.
또한 본 발명에 따르면, 상기 제1유체와 상기 제2유체의 온도를 제어하는 온도 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 온도 제어부는 상기 제1유체와 상기 제2유체의 온도를 각각 제어가능한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 온도 제어부에서 제어된 상기 제1유체 및 상기 제2유체는 상기 펌프에 의해 순환되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 하부 금형에는 상기 펀치가 관통가능하게 중공을 포함하고, 상기 하부 금형을 가열시키는 히팅라인이 포함된 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 하부 금형과 상기 판재 사이에서의 상기 제1유체의 밀폐를 위해 상기 하부 금형에 밀폐 부재가 설치된 것을 특징으로 한다.
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.
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.
또한 본 발명에 따르면, 상기 상부 금형의 상단부에는 상부 플레이트가 결합되어 상기 금형 피스톤이 상기 상부 플레이트를 가압하는 것을 특징으로 한다.
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.
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.
본 발명에 따른 가열 챔버형 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 상부 금형과 하부 금형을 수용하는 가열 챔버의 내벽에 설치된 히팅 라인을 가열하는 가열 단계; 및 상기 펀치로 상기 판재의 상부를 가압하고, 상기 배압 챔버의 하단부에 관통되는 상기 배압 피스톤으로 상기 판재의 하부를 가압하는 가압성형단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 제1유체와 상기 제2유체의 온도를 제어하는 온도 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 온도 제어단계는 상기 제1유체와 상기 제2유체를 상기 가압 성형단계를 거치는 동안 온도를 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 한다.
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 하고, 상부 금형과 하부 금형을 가열 챔부 내부에 수용시켜 구성하고, 가열 챔버 내부의 온도를 일정하게 유지하여 성형성을 향상시킬 수 있고, 특정 온도에서의 성형성을 실험할 수 있다.
고비강도 소재 특히 Mg 판재와 같은 소재에서의 성형성 향상에 효과적이다.
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 유지하고, 가열 챔버 내부 온도를 일정하여 유지하여 정교한 기초 실험 데이터를 확보할 수 있으며, 배압의 제어에 따른 실험 데이터도 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 가열 챔버의 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 가열 챔버의 절개도이다.
도 4는 본 발명에 따른 펀치의 개략도이다.
도 5은 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서 온도 제어부를 포함하는 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치의 개략도이다.
도 6는 본 발명에 따른 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치의 하부 금형을 도시한다.
도 7에 본 발명에 따른 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치의 배압 챔버와 하부 금형을 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치의 하부 금형의 상단부를 도시한다.
도 9은 본 발명에 따른 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치에 의한 가열 챔버형 3단 유압 성형 방법에 관한 순서도이다.
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.
도 1은 본 발명에 따른 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치의 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 가열 챔버의 개략도이며, 도 3은 본 발명에 따른 가열 챔버의 절개도이다.
도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치(1)는 상부 금형(100), 금형 실린더(200), 하부 금형(300), 가열 챔버(330), 배압 챔버(400), 펌프(500), 배압실린더(600), 펀치실린더(700)를 포함한다.
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.
도 2에 도시된 바와 같이, 가열 챔버(330)는 상부 금형(100)과 하부 금형(300)을 수용하고 있고, 가열 챔버(330)의 내벽에는 히팅 라인(310)이 부착되어 가열 챔버(330) 내부의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있다.
가열 챔버(330)의 전면에는 도어가 설치되어 가공하고자 하는 판재를 도어를 통해 상부 금형(100)과 하부 금형(300)의 사이에 위치시킬 수 있다.
가열 챔버(330)는 내부의 항온을 유지하기 위해 외부는 단열재로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
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.
본 발명에서는 금형 피스톤(210)을 상부 플레이트(110)의 좌우측에 동일하게 1개씩 설치하여 실시하였다.
도 3에 도시된 바와 같이, 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.
또한, 가열 챔버(330)의 상단부에는 중앙에 펀치(710)가 관통가능하게 중공이 형성되어 있으며, 좌우측에는 금형 피스톤(210)이 관통가능하게 중공이 형성되어 있다.
그리고, 가열 챔버(330) 내부에 하부 금형이 수용되고, 하부 금형(300)의 하단부에는 배압 챔버(400)가 결합되며, 배압 챔버(400)의 외주면은 가열 챔버(330)의 하단부의 중공과 결합되어 설치된다.
하부 금형(300)과 배압 챔버(400)는 유체가 유동가능하게 관통되어 있다.
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.
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.
제1유체는 배압 챔버(400)에 형성된 제1유체 유입구(410)와 제1유체 배출구(420)를 통해 순환가능하고, 제1유체의 순환은 펌프(500)에 의해 이루어진다.
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.
펀치 이외에도 금형 피스톤(210)에도 로드 셀을 설치하여 상부 금형이 판재를 가압하는 정도를 정밀하게 조절하여 판재의 성형성을 향상시킬 수도 있다.
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.
판재가 펀치(710)의 가압에 의해 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.
도 4는 본 발명에 따른 펀치의 개략도이다.
도 4에 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.
펀치(710)의 내부에 형성된 중공에는 도 4와 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.
이렇게 U자형으로 유동하는 제2유체에 의해 펀치는 사용자가 원하는 온도로 조절가능하다.
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.
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.
도 5은 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서 온도 제어부를 포함하는 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치의 개략도이다.
본 발명에 따른 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치(1)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제1유체와 제2유체의 온도를 사용자가 설정한 일정 온도로 유지하기 위한 온도 제어부(800)를 포함할 수 있다.
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.
제1유체와 제2유체의 설정 온도는 성형하고자 하는 판재의 종류에 따라 판재의 성형성을 향상시킬 수 있는 온도로 하면 된다.
제1유체와 제2유체는 오일, 물 등 다양한 유체일 수 있고, 비열이 큰 유체를 사용함으로써, 사용자가 원하는 일정 온도를 유지시키는데 유리하다.
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.
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.
도 6는 본 발명에 따른 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치의 하부 금형을 도시한다.
도 6에 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.
상부 금형(100)에도 하부 금형과 같이 히팅라인을 배열하여 상부 금형(100)을 일정 온도로 가열시키는 것이 바람직하다.
도 7에 본 발명에 따른 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치의 배압 챔버와 하부 금형을 도시한다.
도 7에 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.
도 8은 본 발명에 따른 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치의 하부 금형의 상단부를 도시한다.
도 8에 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.
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.
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.
도 9은 본 발명에 따른 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치에 의한 가열 챔버형 3단 유압 성형 방법에 관한 순서도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가열 챔버형 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.
상부 금형에 관통가능하게 설치된 펀치의 내부에도 제2유체를 유동시키는 제2유체 유입단계(S500)를 형성하고,
상부 금형과 하부 금형을 수용하는 가열 챔버의 내벽에 설치된 히팅 라인을 가열키겨 가열 챔버 내에 수용된 상부 금형과 하부 금형의 온도를 일정하게 유지하는 가열 단계(S600); 및 펀치로 판재의 상부를 가압하고, 배압 챔버의 하단부에 관통되는 배압 피스톤으로 판재의 하부를 가압하여 판재를 성형하는 가압성형단계(S700)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
배압 챔버에 유동되는 제1유체의 온도와 펀치에 유동되는 제2유체의 온도를 제어하는 온도 제어단계(S610)는 가압 성형단계(S700) 이전에 이루어져서 유체의 온도를 정밀하게 조절하여 판재의 재질에 따라 성형성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 가열 챔버형 3단 유압 성형 방법에 있어서, 최초 판재 준비 단계(S100)와 판재 가압 단계(S200)가 이루어지고, 마지막으로 가압성형단계(S700)가 이루어지는 것은 순서가 정해지나, 그 사이의 과정인 제1유체 유입단계(S300), 제1유체의 배압 조절단계(S400), 제2유체 유입단계(S500), 가열 단계(S600), 온도 제어단계(S610) 간에는 순서에 무관하게 조정가능하다.
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.
1: 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치 100: 상부 금형
110: 상부 플레이트 200: 금형 실린더
210: 금형 피스톤 300: 하부 금형
310: 히팅라인 320: 홈
330: 가열 챔버 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 S600: 가열단계
S510: 온도 제어단계 S700: 가압성형단계

Claims (17)

  1. 상부 금형;
    상기 상부 금형을 가압가능하게 하는 금형 피스톤을 포함하는 금형 실린더;
    상기 상부 금형의 하단부에 이격되어 설치된 하부 금형;
    상기 상부 금형 및 하부 금형을 수용하는 가열 챔버;
    상기 하부 금형 하단부에 설치된 배압 챔버;
    상기 배압 챔버에 제1유체를 공급하는 펌프;
    상기 배압 챔버의 하단부에 설치되어 배압 챔버내의 배압을 조절하며, 상기 배압 챔버의 내부의 상기 제1유체의 압력을 제어하기 위해 상기 배압 챔버에 이동가능한 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 하는 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가열 챔버의 내벽에 히팅 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 펀치는 제2유체를 공급가능하도록 유입구 및 배출구를 포함하고,
    상기 펀치의 내부는 제2유체가 유동가능한 공간이 형성된 것을 특징으로 하는 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 펀치의 내부는 중앙에 격벽이 설치되고, 상기 격벽의 하단부에는 상기 펀치의 내벽과 이격되어 상기 제2유체가 이격된 공간을 통해 유동가능한 것을 특징으로 하는 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1유체와 상기 제2유체의 온도를 제어하는 온도 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 온도 제어부는 상기 제1유체와 상기 제2유체의 온도를 각각 제어가능한 것을 특징으로 하는 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 온도 제어부에서 제어된 상기 제1유체 및 상기 제2유체는 상기 펌프에 의해 순환되는 것을 특징으로 하는 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하부 금형에는 상기 펀치가 관통가능하게 중공을 포함하고,
    상기 하부 금형을 가열시키는 히팅라인이 포함된 것을 특징으로 하는 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하부 금형과 상기 판재 사이에서의 상기 제1유체의 밀폐를 위해 상기 하부 금형에 밀폐 부재가 설치된 것을 특징으로 하는 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    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 하는 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 상부 금형의 상단부에는 상부 플레이트가 결합되어 상기 금형 피스톤이 상기 상부 플레이트를 가압하는 것을 특징으로 하는 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 상부 금형의 하단부에는 비드가 형성되어 상기 판재가 상기 펀치의 가압에 의해 상기 하부 금형으로 인입되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    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 하는 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치.
  15. 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 설치되며, 상기 배압 챔버 내부의 상기 제1유체의 압력을 제어하기 위해 상기 배압 챔버에 이동가능한 배압 피스톤을 포함하는 배압 실린더에 의해 제1유체의 배압을 조절하는 배압 조절단계;
    상기 상부 금형에 관통가능하게 설치된 펀치의 내부에 유동되는 제2유체를 유동시키는 제2유체 유입단계;
    상기 상부 금형과 하부 금형을 수용하는 가열 챔버의 내벽에 설치된 히팅 라인을 가열하는 가열 단계; 및
    상기 펀치로 상기 판재의 상부를 가압하고, 상기 배압 챔버의 하단부에 관통되는 상기 배압 피스톤으로 상기 판재의 하부를 가압하는 가압성형단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 챔버형 3단 유압 성형 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1유체와 상기 제2유체의 온도를 제어하는 온도 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가열 챔버형 3단 유압 성형 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 온도 제어단계는 상기 제1유체와 상기 제2유체를 상기 가압 성형단계를 거치는 동안 온도를 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는 가열 챔버형 3단 유압 성형 방법.


KR1020110090907A 2011-09-07 2011-09-07 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치 및 이를 이용한 3단 유압 성형 방법 KR101264355B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110090907A KR101264355B1 (ko) 2011-09-07 2011-09-07 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치 및 이를 이용한 3단 유압 성형 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110090907A KR101264355B1 (ko) 2011-09-07 2011-09-07 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치 및 이를 이용한 3단 유압 성형 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130027368A KR20130027368A (ko) 2013-03-15
KR101264355B1 true KR101264355B1 (ko) 2013-05-14

Family

ID=48178353

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110090907A KR101264355B1 (ko) 2011-09-07 2011-09-07 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치 및 이를 이용한 3단 유압 성형 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101264355B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003164921A (ja) * 2001-11-26 2003-06-10 Daiwa Can Co Ltd 樹脂被覆金属製シームレス缶胴の製造方法
JP2008126246A (ja) * 2006-11-17 2008-06-05 Niigata Prefecture マグネシウム合金板の塑性加工方法
JP2009095857A (ja) * 2007-10-17 2009-05-07 Seimitsu Kogyo Kk ＴｉＡｌ金属間化合物基合金の成型方法、及び、当該成型方法により成型した成型物

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003164921A (ja) * 2001-11-26 2003-06-10 Daiwa Can Co Ltd 樹脂被覆金属製シームレス缶胴の製造方法
JP2008126246A (ja) * 2006-11-17 2008-06-05 Niigata Prefecture マグネシウム合金板の塑性加工方法
JP2009095857A (ja) * 2007-10-17 2009-05-07 Seimitsu Kogyo Kk ＴｉＡｌ金属間化合物基合金の成型方法、及び、当該成型方法により成型した成型物

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130027368A (ko) 2013-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2741895B1 (en) Mould tool temperature control assembly
CN108375507A (zh) 快速变温耦合复杂应力条件下的水工混凝土水力劈裂装置及方法
KR101264352B1 (ko) 3단 유압 성형 장치 및 이를 이용한 3단 유압 성형 방법
KR101264355B1 (ko) 가열 챔버형 3단 유압 성형 장치 및 이를 이용한 3단 유압 성형 방법
RU2714559C2 (ru) Инструмент для изготовления горячештампованных конструктивных компонентов
TWI763167B (zh) 熱成形裝置
US20160031153A1 (en) Seal Device
CN113523230A (zh) 一种热流道系统锌合金压铸模
JPH06297047A (ja) 対向液圧深絞り成形装置
WO2005094495A2 (en) Heating panel
KR20130068487A (ko) 온간 성형 프레스 장치
CN108637074A (zh) 一种镁合金薄板热媒浸没加热液压成形方法及装置
KR20120040394A (ko) 선박용 알루미늄 판재 성형장치
KR101797995B1 (ko) 압출 다이의 예열장치 및 방법
CN207365583U (zh) 一室双温真空干燥箱
CN108621282B (zh) 热压机及自然纤维成型设备
CN205498042U (zh) 一种用于电渗析隔板热压合处理的设备
KR100775808B1 (ko) 온간 액압성형시스템용 유체가열장치
CN108167240A (zh) 一种局部加载液压机的液压系统
JP3718013B2 (ja) プレス装置
CN219942887U (zh) 水冷加热器
CN209426259U (zh) 节能式压板机
RU2429934C1 (ru) Способ изготовления поковок горячей штамповкой на прессах
CN205660984U (zh) 新型超临界模压发泡装置
KR200337726Y1 (ko) 온도 조절 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160308

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170308

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190311

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200309

Year of fee payment: 8