KR101432615B1 - Press apparatus for magnesium alloy sheet - Google Patents

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KR101432615B1
KR101432615B1 KR1020120119211A KR20120119211A KR101432615B1 KR 101432615 B1 KR101432615 B1 KR 101432615B1 KR 1020120119211 A KR1020120119211 A KR 1020120119211A KR 20120119211 A KR20120119211 A KR 20120119211A KR 101432615 B1 KR101432615 B1 KR 101432615B1
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윤원호
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윤재정
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아진산업(주)
재단법인 경북하이브리드부품연구원
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Abstract

본 발명은 마그네슘 합금 판재용 프레스 장치에 관한 것으로서, 상면에 마그네슘 합금 판재가 안착되는 안착면이 형성되는 하부다이와, 상기 하부다이의 상부에 상하방향으로 이동가능하게 설치되고, 하방으로 이동되는 경우 상기 안착면에 안착된 상기 마그네슘 합금 판재를 가압하여 성형하는 상부다이와, 상기 하부다이의 일측에 상하방향으로 이동가능하게 설치되고, 상방으로 이동되는 경우 상기 안착면의 저면 일측을 상방으로 가압하는 펀치부와, 상기 상부다이 및 상기 하부다이의 일측 중 상기 제1 영역과 대응되는 위치에 설치되고, 상기 마그네슘 합금 판재를 미리 설정된 온도로 가열하는 제1 예열유닛 및 상기 상부다이와, 상기 하부다이의 일측 중 상기 제2 영역과 대응되는 위치에 설치되어 상기 제1 예열유닛보다 낮은 온도로 상기 마그네슘 합금 판재를 가열하는 제2 예열유닛을 포함하는 예열부 및 상기 펀치부의 상부 및 상기 펀치부와 대응되는 상기 상부다이의 일측에 설치되고, 상기 마그네슘 합금의 일측을 냉각하는 냉각부를 포함하며, 상기 예열부는 상기 마그네슘 합금 판재를 온도구배지도록 가열하되, 상기 마그네슘 합금 판재의 일측 중 절곡부위와 대응되는 영역인 제1 영역으로부터 상기 마그네슘 합금 판재의 일측 중 제1 영역 및 상기 냉각부에 의해 냉각되는 냉각영역을 제외한 영역인 제2 영역방향으로 온도가 낮아지도록 상기 마그네슘 합금 판재를 예열하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 판재용 프레스 장치를 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 마그네슘 합금 판재의 일측 중 절곡부위와 대응되는 영역인 제1 영역으로부터 마그네슘 합금 판재의 일측 중 제1 영역 및 냉각부에 의해 냉각되는 냉각영역을 제외한 영역인 제2 영역방향으로 온도가 낮아지도록 마그네슘 합금 판재를 예열함과 아울러 냉각부에 의해 펀치부와 대응되는 영역이 냉각되도록 함으로써 마그네슘 합금 판재의 가공성을 유지할 수 있으면서도 펀치부의 코너부분과 대응되는 영역과, 제1 영역 및 제2 영역의 경계부분에서의 크랙발생율을 최소화시킬 수 있고, 제2 영역에서 연신율 상승에 따른 변형을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a press apparatus for a magnesium alloy sheet material, which comprises a lower die on which a seating surface on which a magnesium alloy sheet material is seated is formed on an upper surface thereof, and a lower die disposed above the lower die so as to be movable up and down, And an upper die for pressurizing the magnesium alloy sheet material placed on the seating surface to form the magnesium alloy sheet material; and a punch unit for vertically pushing one side of the bottom surface of the seating surface when the upper die is moved upward, A first preheating unit installed at a position corresponding to the first area of one of the upper die and the lower die and heating the magnesium alloy plate material to a preset temperature, And a second preheating unit disposed at a position corresponding to the second region, And a cooling part installed on one side of the upper die corresponding to the punch part and the upper part of the punch part and cooling the one side of the magnesium alloy, Wherein the preheating part heats the magnesium alloy plate material to a temperature gradient so that a first area of one side of the magnesium alloy plate material from a first area corresponding to a bending portion of one side of the magnesium alloy plate material, Wherein the magnesium alloy sheet material is preheated such that the temperature of the magnesium alloy sheet material is lowered in the direction of the second region which is an area excluding the region.
According to the present invention as described above, the first region of the one side of the magnesium alloy sheet material from the first region corresponding to the bending portion of one side of the magnesium alloy sheet material, and the second region excluding the cooling region cooled by the cooling portion, And the region corresponding to the punch portion is cooled by the cooling portion so that the processability of the magnesium alloy plate material can be maintained and the region corresponding to the corner portion of the punch portion, And the cracking rate at the boundary portion of the second region can be minimized and the deformation due to the increase in elongation in the second region can be minimized.

Description

마그네슘 합금 판재용 프레스 장치{Press apparatus for magnesium alloy sheet}[0001] The present invention relates to a press apparatus for a magnesium alloy sheet,

본 발명은 마그네슘 합금 판재용 프레스 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마그네슘 합금 판재의 가공성을 유지할 수 있으면서도 제1 영역과 제2 영역에서의 크랙발생율을 최소화시킬 수 있고, 제2 영역에서 연신율 상승에 따른 변형 또한 최소화시킬 수 있는 마그네슘 합금 판재용 프레스 장치에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a magnesium alloy sheet press apparatus capable of maintaining the processability of a magnesium alloy sheet material and minimizing the crack occurrence rate in the first region and the second region, To a press apparatus for a magnesium alloy sheet material.

최근에 들어 세계적인 유가의 급등과 함께 대체에너지의 개발이 활발하게 추진되고 있을 뿐 아니라 세계 각 국은 환경오염을 억제하기 위해 선진국을 중심으로 자동차 배기가스 규제 강화 및 연비향상의 개발에 치중하고 있다.In recent years, along with the surge in oil prices worldwide, the development of alternative energy has been actively promoted. In addition, countries around the world are focusing on development of automobile exhaust gas regulation and fuel efficiency improvement in developed countries, in order to suppress environmental pollution.

이 중 자동차 업계는 연비향상을 위해 엔진·구동계의 효율향상, 주행저항감소 및 경량화 기술에 대한 중요성이 급속히 증대되고 있는 반면에 최근에는 승객 충돌보호장치등 편의장치의 증가로 인해 자동차 중량은 지속적으로 상승하고 있는 추세이다.In the automobile industry, in order to improve the fuel efficiency, the efficiency of the engine and driving system is improved, the driving resistance is reduced and the weight reduction technology is rapidly increasing. Recently, however, due to the increase of the convenience devices such as the passenger collision protection device, This is a trend.

이에 따라 고 연비 에너지 효율 향상 자동차 개발을 위해 차체 중량을 혁신적으로 절감할 수 있는 초경량 차체기술의 개발이 시급히 필요한데, 최근 차체 경량화 방안으로 현재 연구되고 있는 경량소재로는 알루미늄 합금, 마그네슘 합금, 초고장력강 등의 금속재료와 플라스틱 및 섬유강화 플라스틱등이 있다.As a result, it is urgently necessary to develop ultra-lightweight body technology that can reduce the weight of the vehicle body for the development of automobiles with high fuel efficiency energy efficiency. Recently, lightweight materials that are currently being studied for vehicle weight reduction include aluminum alloys, magnesium alloys, And plastic and fiber-reinforced plastics.

이 중에서 플라스틱 소재는 재활용성 문제로 인해 환경오염을 야기한다는 이유로 금속재료의 개발이 이루어지고 있는데, 그 중에서 저 비중의 특성을 갖고, 알루미늄 소재 대비 66%의 밀도를 보이며, 치수안정성(Dimensional Stability)이 우수하고, 진동 특성이 높은 마그네슘 합금이 가격과 기술적인 측면에서 경쟁력을 갖추어 가고 있다.Of these, plastic materials have been developed for reasons of environmental pollution due to recyclability problems. Among them, low specific gravity, 66% density compared to aluminum, dimensional stability, And magnesium alloy with high vibration characteristics are getting competitive in terms of price and technology.

일반적으로 차체의 가공방법으로는 금형 사이에 소재를 넣고 금형으로 소재를 가압함으로써 금형의 형상대로 소재를 가공하는 다이 성형법(die forming)이 주로 사용되고 있는데, 상기한 마그네슘 합금은 상온에서 매우 낮은 연신율을 나타내는 바 상온에서는 가공성이 낮아 주로 온간(225℃이상)에서 가공이 이루어지고 있다.Generally, as a working method of the body, a die forming method in which a material is inserted between the molds and a material is pressurized by a mold to process the material according to the shape of the mold is mainly used, and the magnesium alloy has a very low elongation at room temperature The workability is low at room temperature and processing is mainly performed at warm (above 225 ° C).

이러한 온간성형은 크게 예열방가열로에서 소재를 예열하는 방법 또는 프레스 금형의 일측에 히터를 장착하여 금형으로부터 전달되는 열에 의해 소재를 예열하는 방법 중 어느 하나의 방법으로 소재를 225℃이상으로 예열한 후 프레스 금형으로 소재를 가공하게 된다.
Such warm molding is largely performed by pre-heating the material at a temperature of 225 DEG C or more by any one of a method of preheating the material in the preheating furnace or a method of preheating the material by heat transmitted from the mold by attaching a heater to one side of the press mold The material is processed by a press die.

도1은 종래의 온간 프레스 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a conventional warm press apparatus.

도1에서 보는 바와 같이 종래의 온간 프레스 장치(100)는 상면에 소재가 안착되는 안착면이 형성된 하부다이(110)와, 하부다이(110)의 상부에 상하방향으로 이동가능하게 설치되는 상부다이(120)와, 상부다이(120)와 하부다이(110)의 일측에 설치되어 하부다이(110)에 안착된 소재를 가열하는 예열부(130) 및 하부다이(110)의 일측에 상하방향으로 이동가능하게 설치되고 상부다이(120)가 하방으로 이동되는 경우 하부다이(110)의 상면에 안착된 소재의 저면을 상방으로 가압하는 펀치부(140)로 구성된다.1, the conventional warm press apparatus 100 includes a lower die 110 having a seating surface on which a workpiece is placed, and a lower die 110 mounted on the upper die 110 to be movable up and down. A preheating unit 130 installed at one side of the upper die 120 and the lower die 110 to heat the material placed on the lower die 110 and a lower die 110, And a punching unit 140 which is movably installed and presses the bottom surface of the workpiece placed on the upper surface of the lower die 110 upward when the upper die 120 is moved downward.

이와 같은 종래의 온간 프레스 장치(100)는 하부다이(110)의 상면에 소재가 안착되면 예열부(130)에 의해 안착된 소재가 가열되고, 소재가 가열된 상태에서 상부다이(120)가 하방으로 이동되어 소재의 상면을 가압함과 아울러 펀치부(140)가 소재의 저면 일측을 상방으로 가압함으로써 소재를 프레스 가공하게 된다.When the material is placed on the upper surface of the lower die 110, the material placed by the preheating unit 130 is heated. When the material is heated, the upper die 120 moves downward So that the upper surface of the workpiece is pressed and the punching portion 140 presses one side of the bottom surface of the workpiece to press the workpiece.

그러나, 종래의 온간 프레스 장치(100)는 예열부에 의해 마그네슘 합금 판재 전 가공영역이 동일한 온도로 균일가열되어 비가공영역 또한 불필요하게 연신률이 높아지면서 비가공영역에서 변형율이 크게 상승하는 문제점이 발생되었다.However, in the conventional warm press apparatus 100, since the magnesium alloy sheet pre-machining region is uniformly heated by the preheating portion at the same temperature, the non-machining region also unnecessarily increases the elongation rate, .

이에 비가공영역에서의 변형을 방지하기 위해 마그네슘 합금 판재의 예열온도를 낮추는 경우 상온에 비해 마그네슘 합금 판재의 연신률이 크게 향상되지 않은 상태에서 마그네슘 합금 판재의 일측을 무리하게 가압함으로써 가공영역 또는 가열영역과 비가공영역의 경계부분에서 크랙이 발생되고, 이에 따라 가공불량률이 크게 증대되는 문제점이 발생되었다.
Accordingly, when the preheating temperature of the magnesium alloy sheet material is lowered in order to prevent deformation in the non-machining area, one side of the magnesium alloy sheet material is forcibly pressurized while the elongation percentage of the magnesium alloy sheet material is not significantly improved as compared with the normal temperature, Cracks are generated at the boundary between the non-machined regions and the non-machined regions, thereby causing a problem that the machining defect rate is greatly increased.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 마그네슘 합금 판재의 일측 중 절곡부위와 대응되는 영역인 제1 영역으로부터 마그네슘 합금 판재의 일측 중 제1 영역 및 냉각부에 의해 냉각되는 냉각영역을 제외한 영역인 제2 영역방향으로 온도가 낮아지도록 마그네슘 합금 판재를 예열함과 아울러 냉각부에 의해 펀치부와 대응되는 영역이 냉각되도록 함으로써 마그네슘 합금 판재의 가공성을 유지할 수 있으면서도 펀치부의 코너부분과 대응되는 영역과, 제1 영역 및 제2 영역의 경계부분에서의 크랙발생율을 최소화시킬 수 있고, 제2 영역에서 연신율 상승에 따른 변형을 최소화시킬 수 있는 마그네슘 합금 판재용 프레스 장치를 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a magnesium alloy plate, which comprises the steps of: forming a first region of one side of a magnesium alloy sheet material from a first region corresponding to a bending portion of one side of the magnesium alloy sheet material; The magnesium alloy sheet material is preheated so that the temperature is lowered in the direction of the second region which is the region excluding the cooling region cooled by the cooling region and the region corresponding to the punching portion is cooled by the cooling portion so that the workability of the magnesium alloy sheet material can be maintained, It is possible to minimize a crack occurrence rate at a region corresponding to a corner portion of the first region and a boundary region between the first region and the second region and to minimize deformation due to an increase in elongation in the second region, .

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 상온에서 연신률이 낮은 마그네슘 합금 판재를 프레스 가공하기 위한 마그네슘 합금 판재용 프레스 장치에 있어서, 상면에 마그네슘 합금 판재가 안착되는 안착면이 형성되는 하부다이와, 상기 하부다이의 상부에 상하방향으로 이동가능하게 설치되고, 하방으로 이동되는 경우 상기 안착면에 안착된 상기 마그네슘 합금 판재를 가압하여 성형하는 상부다이와, 상기 하부다이의 일측에 상하방향으로 이동가능하게 설치되고, 상방으로 이동되는 경우 상기 안착면의 저면 일측을 상방으로 가압하는 펀치부와, 상기 상부다이와, 상기 하부다이의 일측에 설치되고, 상기 안착면에 안착된 상기 마그네슘 합금 판재를 미리 설정된 온도로 가열하는 예열부와, 상기 펀치부의 상부 및 상기 펀치부와 대응되는 상기 상부다이의 일측에 설치되고, 상기 마그네슘 합금의 일측을 냉각하는 냉각부를 포함하되, 상기 예열부는 상기 상부다이 및 상기 하부다이의 일측 중 상기 마그네슘 합금 판재의 일측 중 절곡부위와 대응되는 영역인 제1 영역과 대응되는 위치에 설치되고, 상기 마그네슘 합금 판재를 미리 설정된 온도로 가열하는 제1 예열유닛 및 상기 상부다이와, 상기 하부다이의 일측 중 상기 제1 영역 및 상기 냉각부에 의해 냉각되는 냉각영역을 제외한 영역인 제2 영역과 대응되는 위치에 설치되어 상기 제1 예열유닛보다 낮은 온도로 상기 마그네슘 합금 판재를 가열하는 제2 예열유닛을 포함하고, 상기 마그네슘 합금 판재를 온도구배지도록 가열하되, 상기 제1 영역으로부터 상기 제2 영역방향으로 온도가 낮아지도록 상기 마그네슘 합금 판재를 예열하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 판재용 프레스 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a press apparatus for a magnesium alloy sheet material for press working a magnesium alloy sheet material having a low elongation at room temperature, wherein a seating surface on which a magnesium alloy sheet material is seated is formed An upper die mounted on an upper portion of the lower die so as to be movable in a vertical direction and pressing the magnesium alloy sheet material seated on the seating surface when the lower die is moved downward, A punch portion which is provided movably to the upper surface of the lower die and presses one side of the bottom surface of the seating surface upward when the upper surface is moved upward; A preheating section for heating the punch section and the punch section to a predetermined temperature, And a cooling part installed at one side of the corresponding upper die for cooling one side of the magnesium alloy, wherein the preheating part is formed in a region corresponding to a bent part of one side of the magnesium alloy sheet material among the one side of the upper die and the lower die, A first preheating unit installed at a position corresponding to the first area and heating the magnesium alloy plate to a predetermined temperature, and a second preheating unit disposed at a position corresponding to the first area and being cooled by the first area and the cooling unit, And a second preheating unit installed at a position corresponding to a second area that is an area excluding the cooling area and heating the magnesium alloy plate material at a temperature lower than that of the first preheating unit, wherein the magnesium alloy plate material is heated to temperature gradient , The magnesium alloy sheet material is heated so as to lower the temperature from the first region toward the second region It provides a press apparatus for a magnesium alloy plate, characterized in that.

그리고, 상기 예열부는 상기 마그네슘 합금 판재의 온도가 225 ~ 350℃로 유지되도록 하는 것이 바람직하다.Preferably, the preheating unit maintains the temperature of the magnesium alloy sheet at 225 to 350 ° C.

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상기와 같은 본 발명에 따르면, 마그네슘 합금 판재의 일측 중 절곡부위와 대응되는 영역인 제1 영역으로부터 마그네슘 합금 판재의 일측 중 제1 영역 및 냉각부에 의해 냉각되는 냉각영역을 제외한 영역인 제2 영역방향으로 온도가 낮아지도록 마그네슘 합금 판재를 예열함과 아울러 냉각부에 의해 펀치부와 대응되는 영역이 냉각되도록 함으로써 마그네슘 합금 판재의 가공성을 유지할 수 있으면서도 펀치부의 코너부분과 대응되는 영역과, 제1 영역 및 제2 영역의 경계부분에서의 크랙발생율을 최소화시킬 수 있고, 제2 영역에서 연신율 상승에 따른 변형을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
According to the present invention as described above, the first region of the one side of the magnesium alloy sheet material from the first region corresponding to the bending portion of one side of the magnesium alloy sheet material, and the second region excluding the cooling region cooled by the cooling portion, And the region corresponding to the punch portion is cooled by the cooling portion so that the processability of the magnesium alloy plate material can be maintained and the region corresponding to the corner portion of the punch portion, And the cracking rate at the boundary portion of the second region can be minimized and the deformation due to the increase in elongation in the second region can be minimized.

도1은 종래의 온간 프레스 장치를 개략적으로 도시한 도면,
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 마그네슘 합금 판재의 프레스 장치를 개략적으로 도시한 도면,
도3은 도2에 표시된 'A'의 확대도,
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 상부다이가 하강하는 상태를 도시한 도면,
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 펀치부가 상승하는 상태를 도시한 도면,1 is a schematic view of a conventional warm press apparatus,
2 is a schematic view of a press apparatus for a magnesium alloy sheet material according to an embodiment of the present invention,
3 is an enlarged view of 'A' shown in FIG. 2,
4 is a view illustrating a state in which the upper die is lowered according to an embodiment of the present invention;
5 is a view showing a state in which the punch portion is lifted according to an embodiment of the present invention,

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 마그네슘 합금 판재용 프레스 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도3은 도2에 표시된 'A'의 확대도이다.FIG. 2 is a schematic view of a press apparatus for a magnesium alloy sheet material according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an enlarged view of 'A' shown in FIG.

도2 및 도3에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 마그네슘 합금 판재용 프레스 장치(1)는 하부다이(10)와, 상부다이(20)와, 펀치부(30)와, 예열부(40) 및 냉각부(50)를 포함하여 구성된다.2 and 3, a press apparatus 1 for a magnesium alloy sheet according to an embodiment of the present invention includes a lower die 10, an upper die 20, a punch 30, (40) and a cooling unit (50).

하부다이(10)는 대략 플레이트 형상으로 형성되어 설치대상영역에 설치되는 제1 다이부(11)와, 제1 다이부(11)의 상부에 설치되는 하부금형(12)을 포함하여 구성되며, 하부금형(12)의 상면에 마그네슘 합금 판재의 안착영역을 제공함과 아울러 상부다이(20)와 함께 마그네슘 합금 판재를 가압하여 마그네슘 합금 판재를 미리 설정된 형상으로 프레스 가공하는 역할을 한다.The lower die 10 includes a first die 11 formed in a substantially plate shape and provided in an area to be installed and a lower mold 12 provided at an upper portion of the first die 11, And provides a seating area of the magnesium alloy sheet material on the upper surface of the lower mold 12 and presses the magnesium alloy sheet material together with the upper die 20 to press the magnesium alloy sheet material into a preset shape.

여기서 하부금형(12)은 상면 중 미리 설정된 가공물의 절곡부위, 즉 가공물의 가공부위와 대응되는 위치에 후술하는 펀치부(30)가 설치되는 설치홈(12a)이 형성된다.Here, the lower mold 12 is provided with an installation groove 12a in which a punch portion 30 to be described later is installed at a bending portion of a predetermined workpiece in the upper surface, that is, a position corresponding to a machining portion of the workpiece.

상부다이(20)는 하부다이(10)의 상부에 상하방향으로 이동가능하게 설치되는 제2 다이부(21)와, 제2 다이부(21)의 하부에 설치되는 상부금형(22)을 포함하여 구성되며, 제2 다이부(21)가 하방으로 이동되는 경우 상부금형(22)이 하부금형(12)의 상면에 안착된 마그네슘 합금 판재를 가압함으로써 하부다이(10)와 함께 마그네슘 합금 판재를 미리 설정된 형상으로 프레스 가공하는 역할을 한다.The upper die 20 includes a second die 21 mounted on the upper portion of the lower die 10 so as to be vertically movable and an upper die 22 provided below the second die 21 When the second die 21 is moved downward, the upper mold 22 presses the magnesium alloy sheet material placed on the upper surface of the lower mold 12 to form a magnesium alloy sheet together with the lower die 10 And plays a role of pressing a predetermined shape.

이와 같은 하부다이(10)와, 상부다이(20)는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 공지된 것임이 자명한 것으로서, 구체적인 구성설명은 생략하도록 한다.It is to be understood that the lower die 10 and the upper die 20 are well known to those skilled in the art, and a detailed description thereof will be omitted.

펀치부(30)는 상단부가 가공대상물의 가공부위 형상과 대응되는 형상으로 형성되고, 하부금형(12)의 설치공에 상하방향으로 이동가능하게 설치되며, 상부금형(22)이 하방으로 이동하여 하부금형(12)의 상면에 안착된 마그네슘 합금 판재를 가압하는 경우 상방으로 이동하여 마그네슘 합금 판재가 상부금형(22)의 형상에 따라 프레스 가공되도록 함과 아울러 마그네슘 합금 판재의 가공부위를 가압하여 가공률이 보다 향상될 수 있도록 하는 역할을 한다.The upper portion of the punch portion 30 is formed in a shape corresponding to the shape of the machining portion of the object to be machined and is provided to be vertically movable on the mounting hole of the lower mold 12. The upper mold 22 is moved downward When the magnesium alloy sheet material placed on the upper surface of the lower mold 12 is pressed, the magnesium alloy sheet material is moved upward to press the magnesium alloy sheet material according to the shape of the upper mold 22, and the processing portion of the magnesium alloy sheet material is pressed And to improve the rate.

이와 같은 펀치부는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 상용적으로 공급되는 것을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것임이 자명한 것으로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.It is obvious that such a punch unit is known to those who have ordinary skill in the art by purchasing a commercially available punch unit, and a detailed description thereof will be omitted.

예열부(40)는 상부다이 및 하부다이의 일측 중 마그네슘 합금 판재의 절곡부위와 대응되는 영역인 제1 영역과 대응되는 위치에 설치되는 제1 예열유닛(41) 및 상부다이(20)와 하부다이(10)의 일측 중 제1 영역 및 냉각부에 의해 냉각되는 냉각영역을 제외한 영역인 제2 영역과 대응되는 위치에 설치되는 제2 예열유닛(42)을 포함하여 구성되며, 상부금형(22) 및 하부금형(12)을 통해 하부금형(12)의 상면에 안착된 마그네슘 합금 판재에 열을 전달하여 마그네슘 합금 판재를 예열함과 아울러 마그네슘 합금 판재의 예열온도가 제1 영역으로부터 제2 영역방향으로 온도구배지도록 함으로써 온도편차에 따른 크랙발생을 미연에 방지하는 역할을 하는 것으로서, 일반적인 열선이 사용될 수 있다.The preheating unit 40 includes a first preheating unit 41 installed at a position corresponding to a first area corresponding to a bent portion of the magnesium alloy plate material on one side of the upper die and the lower die, And a second preheating unit (42) provided at a position corresponding to a first region of the one side of the die (10) and a second region which is a region excluding a cooling region cooled by the cooling section, wherein the upper mold And the lower mold 12 to preheat the magnesium alloy sheet material by transferring heat to the magnesium alloy sheet material placed on the upper surface of the lower mold 12. The preheating temperature of the magnesium alloy sheet material is changed from the first area to the second area direction So as to prevent the occurrence of a crack due to a temperature variation, and a general heat ray can be used.

이에, 제2 예열유닛(42)은 제1 예열유닛(41)보다 낮은 가열온도로 마그네슘 합금 판재를 가열하여 마그네슘 합금 판재의 예열온도가 온도구배지도록 하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable that the second preheating unit 42 heats the magnesium alloy sheet material at a heating temperature lower than that of the first preheating unit 41 so that the preheating temperature of the magnesium alloy sheet material becomes temperature gradient.

이와 같이 예열부(40)가 마그네슘 합금 판재를 가열하는 경우 마그네슘 합금 판재의 예열온도가 온도구배지도록 하는 이유는 마그네슘 합금 판재의 가공부위, 즉 제1 영역의 연신률이 향상되도록 함과 아울러 제2 영역에서는 가공에 필요한 최소한의 연신률만 갖도록 함으로써 마그네슘 합금 판재 가공부위의 가공성이 유지되도록 함 아울러 제1 영역 또는 제1 영역과 제2 영역의 경계부분에서 크랙발생률을 최소화시키기 위함이다.The reason why the preheating temperature of the magnesium alloy sheet material is temperature gradient when the preheating part 40 heats the magnesium alloy sheet material is that the elongation of the processing area of the magnesium alloy sheet material, that is, the first area is improved, , The processability of the magnesium alloy sheet material processing region is maintained by minimizing the cracking rate at the boundary region between the first region or the first region and the second region.

그리고, 상기한 예열부(40)는 하부금형(12)에 안착된 마그네슘 합금 판재를 가열하는 경우 마그네슘 합금 판재의 특성에 따라 미리 설정된 온도까지 가열한 후 그 설정온도를 유지하도록 하는 것이 바람직하다.When the magnesium alloy sheet material placed on the lower mold 12 is heated, the preheating unit 40 preferably heats the magnesium alloy sheet material to a predetermined temperature according to the characteristics of the magnesium alloy sheet material, and then maintains the preset temperature.

마그네슘 합금의 경우 상온에서는 연신률이 낮은 특성을 갖는 바 상온에서는 가공이 낮아 프레스 가공전 예열을 하게 되는데, 예열부(40)에서는 마그네슘 합금을 225 ~ 300℃로 가열한 후 그 온도가 유지되도록 한다.The magnesium alloy has a low elongation at room temperature. In the preheating part 40, the magnesium alloy is heated to 225 to 300 ° C and then maintained at a temperature of 225 to 300 ° C.

여기서, 마그네슘 합금은 열처리 온도를 225℃ 미만으로 하는 경우 상온에서 실시한 것과 비교하여 볼 때 소재의 성형성 즐가 효과가 크지 않고, 열처리 온도를 300℃를 초과하는 경우에는 오히려 소재의 성형성이 감소되어 불필요한 에너지를 낭비하게 되므로 225 ~ 300℃로 가열한 후 그 온도가 유지되도록 하는 것이 바람직하다.Here, when the heat treatment temperature is lower than 225 캜, the magnesium alloy has a less effective effect on the molding ability of the material as compared with the case where the heat treatment is performed at room temperature, and when the heat treatment temperature exceeds 300 캜, It is preferable that the temperature is maintained after heating to 225 to 300 캜 so that unnecessary energy is wasted.

한편, 본 발명의 일실시예에서는 예열부(40)가 제1 예열유닛(41) 및 제2 예열유닛(42)만으로 이루어져 마그네슘 합금 판재가 두 단계로 온도구배지는 것으로 설명하고 있으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 마그네슘 합금 판재의 특성에 따라 복수의 예열유닛을 구비하여 마그네슘 합금 판재가 복수의 단계로 온도구배지도록 형성할 수 있음은 물론이다.In an embodiment of the present invention, the preheating unit 40 includes only the first preheating unit 41 and the second preheating unit 42, and the magnesium alloy plate is temperature-graded in two stages. However, It is needless to say that the present invention is not limited thereto and a plurality of preheating units may be provided in accordance with the characteristics of the magnesium alloy plate so that the magnesium alloy plate may be formed to have a temperature gradient in a plurality of steps.

냉각부(50)는 펀치부(30)의 상부 일측과, 펀치부(30)와 대응되는 상부다이(20)의 일측에 설치되어 펀치부(30)와 대응되는 마그네슘 합금 판재의 일측을 냉각하는 역할을 한다.The cooling section 50 is provided on one side of the upper portion of the punch section 30 and on one side of the upper die 20 corresponding to the punch section 30 to cool one side of the magnesium alloy sheet material corresponding to the punch section 30 It plays a role.

이러한 냉각부(50)는 마그네슘 합금 판재를 가공하는 경우 펀치부(30)의 상단 모서리 부분, 즉 펀치부(30)에 의해 가압되어 절곡성형되는 마그네슘 합금 판재의 일측의 온도가 예열부에 의해 상승되지 않고 10 ~ 40℃, 즉 상온으로 유지되도록 하여 펀치부(30)에 의해 가압되는 마그네슘 합금 판재 일측의 파단저항이 높은값으로 유지되도록 함으로써 펀치부(30)의 가압에 따른 마그네슘 합금 판재의 크랙발생을 미연에 방지할 수 있도록 함과 아울러 온도가 상승함에 따라 변형률이 상승하는 것을 방지하기 위함이다.
The cooling portion 50 is formed in a manner such that when the magnesium alloy sheet material is processed, the temperature of one side of the magnesium alloy sheet material which is pressed by the punch portion 30, that is, the upper edge portion of the punch portion 30, So that the breaking resistance of one side of the magnesium alloy sheet material pressed by the punching section 30 is maintained at a high value so that cracks of the magnesium alloy sheet material due to the pressing of the punching section 30 So as to prevent the occurrence of the deformation, and to prevent the deformation rate from rising as the temperature rises.

도3은 본 발명의 일실시예에 따른 상부다이가 하강하는 상태를 도시한 도면이고, 도4는 본 발명의 일실시예에 따른 펀치부가 상승하는 상태를 도시한 도면이며, 도5는 본 발명의 일실시예에 따른 펀치부가 진동하면서 정밀가공하는 상태를 도시한 도면이다.FIG. 3 is a view showing a state in which the upper die is lowered according to an embodiment of the present invention, FIG. 4 is a view showing a state in which the punch unit according to the embodiment of the present invention is lifted, FIG. In which the punch portion according to one embodiment of the present invention is subjected to vibration and precision machining.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 마그네슘 합금 판재용 프레스 장치(1)를 이용하여 마그네슘 합금 판재(M)를 프레스 가공하는 방법을 도3 내지 도5를 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.A method of press-molding a magnesium alloy sheet material M using the magnesium alloy sheet press apparatus 1 according to an embodiment of the present invention having such a structure will be described in detail with reference to Figs. 3 to 5 .

먼저, 가공하고자 하는 마그네슘 합금 판재(M)를 프레스 가공위치, 즉 하부금형(12)의 상면에 안착되도록 이송한다.First, the magnesium alloy sheet material M to be processed is fed so as to be seated on the press working position, that is, the upper surface of the lower mold 12.

하부금형(12)의 상면에 마그네슘 합금 판재(M)가 안착되면, 예열부(40)가 작동하면서 하부금형(12)의 상면에 안착된 마그네슘 합금 판재(M)를 225 ~ 300℃로 가열한 후 그 온도가 유지되도록 한다.When the magnesium alloy sheet material M is placed on the upper surface of the lower mold 12, the magnesium alloy sheet material M placed on the upper surface of the lower mold 12 is heated to 225 to 300 캜 while the preheating unit 40 is operated So that the temperature is maintained.

이때, 마그네슘 합금 판재(M)의 제1 영역과 대응되는 위치에 설치된 제1 예열유닛(41)은 마그네슘 합금 판재(M)의 절곡부위를 250 ~ 300℃로 가열하고, 마그네슘 합금 판재(M)의 제2 영역과 대응되는 위치에 설치된 제2 예열유닛(42)은 마그네슘 합금 판재(M)의 제2 영역을 225 ~ 250℃로 가열하여 마그네슘 합금 판재(M)의 예열온도가 온도구배지도록 한다.
마그네슘 합금 판재(M)가 예열되면 상부금형(22)이 하강하여 마그네슘 합금 판재(M)의 상면을 가압함과 아울러 펀치부가 상방으로 이동되면서 마그네슘 합금의 저면 일측을 가압함으로써 마그네슘 합금 판재를 미리 설정된 형상으로 프레스 가공하게 된다.The first preheating unit 41 installed at a position corresponding to the first area of the magnesium alloy plate M may be formed by heating the bent portion of the magnesium alloy plate M to 250 to 300 캜 and heating the magnesium alloy plate M, The second preheating unit 42 installed at a position corresponding to the second area of the magnesium alloy plate M is heated to 225 to 250 DEG C so that the preheating temperature of the magnesium alloy plate M is temperature- .
When the magnesium alloy sheet material M is preheated, the upper mold 22 is lowered to press the upper surface of the magnesium alloy sheet material M and the punching portion is moved upward to press one side of the bottom surface of the magnesium alloy sheet, And press-formed into a shape.

아울러, 펀치부(30)와 대응되는 영역에 설치된 냉각부(50)는 예열부(40)에 의해 예열된 마그네슘 합금 판재(M) 중 펀치부(30)와 대응되는 영역, 보다 상세하게는 펀치부(30)의 상단 중 펀치부(30)의 외곽영역과 대응되는 영역을 10 ~ 40℃, 즉 상온으로 냉각하여 그 영역의 파단저항을 높은 값으로 유지되도록 함으로써 펀치부(30)의 가압력에 따른 크랙발생을 방지하도록 한다.The cooling section 50 provided in the region corresponding to the punch section 30 is provided with a region corresponding to the punch section 30 of the magnesium alloy sheet material M preheated by the preheating section 40, The area of the upper end of the punch 30 corresponding to the outer area of the punch 30 is cooled to 10 to 40 DEG C, that is, the normal temperature so that the breaking resistance of the area is maintained at a high value, Thereby preventing the occurrence of cracks.

한편, 본 출원인은 딥드로잉 시험을 실시한 후 마그네슘 합금 판재의 절곡부위와 그 외 영역의 경계부분, 즉 제1 영역 및 제2 영역의 경계부분(A)과, 펀치부(30)의 상단 외곽영역과 대응되는 부분(B)의 크랙발생율 및 제2 영역(B)의 변형율을 테스트 함과 아울러 LDR값을 계산하여 시편의 가공성을 테스트 하였다.On the other hand, the applicant of the present invention has found that after the deep drawing test, the boundary portion (A) between the bending portion of the magnesium alloy sheet material and the outer region, that is, the first region and the second region, The cracking rate of the portion B corresponding to the second region B and the strain of the second region B were measured and the LDR value was calculated to test the workability of the specimen.

여기서 딥드로잉 시험에 대해 간단히 설명하면, 이는 판재의 성형성을 평가하는 시험방법 중의 한 방법으로서, 크랙이나 주름이 발생하지 않고 판재가 얼마나 드로잉(drwing)되는지를 평가하는 시험이다.Here, the deep drawing test is a test method for evaluating the formability of the sheet material, and is a test for evaluating how much the sheet material is drawn without causing cracks or wrinkles.

이때 시험의 결과로서 하기 식에 나타낸 바와 같이 크랙 발생없이 컵 모양으로 성형될 수 있는 가장 큰 블랭크의 지름을 드로잉 펀치의 지름으로 나눈 값을 LDR(Limit Drawing Ratio)이라 하며, 이 값이 클수록 드로잉성 및 성형성이 우수함을 나타낸다.As a result of the test, the value obtained by dividing the diameter of the largest blank that can be formed into a cup shape without cracking by the diameter of the drawing punch is referred to as LDR (Limit Drawing Ratio) as shown in the following formula, And excellent moldability.

Figure 112012087297932-pat00001
Figure 112012087297932-pat00001

테스트의 시편으로는 마그네슘 - 알루미늄 합금판재를 사용하였고, 하기 표에 나타낸 바와 같이 시편별로 금형을 각각 200℃,250℃,300℃,400℃의 온도로 가열하였으며, 펀치의 지름은 50nm, 드로잉 속도는 13mm/min으로 유지하였다.As shown in the following table, the die was heated to 200 ° C., 250 ° C., 300 ° C. and 400 ° C. for each specimen, and the diameter of the punch was 50 nm, the drawing speed Was maintained at 13 mm / min.

또한, 시편별로 각각 마그네슘 합금 판재를 전체적으로 균일하게 가열한 일반 예열가공과, 제1 영역, 제2 영역 및 냉각영역에 온도편차를 준 온도구배가공을 실시하였으며, 여기서 온도편차는 20℃로 유지하였다.The specimens were subjected to a general preheating process in which the entire magnesium alloy sheet was uniformly heated and a temperature gradient was applied to the first region, the second region, and the cooling region, wherein the temperature deviation was maintained at 20 ° C .

Figure 112012087297932-pat00002
Figure 112012087297932-pat00002

위 표에서 보는 바와 같이 동일한 조건 하에서 일반 예열가공에 비해 온도구배가공의 경우 A영역 및 B영역에서 크랙발생율이 작게는 2배 크게는 4배이상 저감된 것으로 나타났으며, 제2 영역인 C영역에서의 변형률 또한 온도구배가공의 경우 일반 예열가공에 비해 낮게 나타남을 알 수 있었다.As can be seen from the above table, in the case of temperature grading under the same conditions, the cracking rate in the region A and region B is reduced twice or more by 4 times, The strain rate in the case of temperature grading is lower than that of general preheating.

또한, 변형률과 크랙발생율이 저감됨에도 불구하고, 표를 살펴보면 온도구배가공과, 일반 예열가공은 가공성에서 큰 차이가 없는 것으로 나타나는 바 본 발명의 일실시예에 따른 마그네슘 합금 판재용 프레스 장치는 마그네슘 합금 판재의 일측 중 절곡부위와 대응되는 영역인 제1 영역으로부터 마그네슘 합금 판재의 일측 중 제1 영역 및 냉각부에 의해 냉각되는 냉각영역을 제외한 영역인 제2 영역방향으로 온도가 낮아지도록 마그네슘 합금 판재를 예열함과 아울러 냉각부에 의해 펀치부와 대응되는 영역이 냉각되도록 함으로써 마그네슘 합금 판재의 가공성을 유지할 수 있으면서도 펀치부의 코너부분과 대응되는 영역과, 제1 영역 및 제2 영역의 경계부분에서의 크랙발생율을 최소화시킬 수 있고, 제2 영역에서 연신율 상승에 따른 변형을 최소화시킬 수 있는 특징이 있다.
In addition, although the strain and the crack occurrence rate are reduced, there is no significant difference in the processability between the temperature gradient processing and the general preheating processing. As a result, the magnesium alloy sheet press apparatus according to the embodiment of the present invention has the magnesium alloy A magnesium alloy sheet material is stacked in such a manner that the temperature is lowered in the direction of a second region, which is a region excluding a first region of one side of the magnesium alloy sheet material and a cooling region cooled by the cooling portion, from a first region corresponding to a bending portion of one side of the plate material The region corresponding to the corner portion of the punch portion and the region corresponding to the corner portion of the punch portion and the crack at the boundary portion between the first region and the second region can be maintained by cooling the region corresponding to the punch portion by the cooling portion, The generation rate can be minimized, and in the second region, when the strain due to the increase in elongation is minimized This may be characterized.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.
Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications and variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the appended claims are intended to cover such modifications or changes as fall within the scope of the invention.

1 : 마그네슘 합금 판재용 프레스 장치 10 : 하부다이
11 : 제1 다이부 12 : 하부금형
12a : 설치홈 20 : 상부다이
21 : 제2 다이부 22 : 상부금형
30 : 예열부 40 : 펀치부
50 : 진동부1: Press apparatus for magnesium alloy sheet material 10: Lower die
11: first die part 12: lower die
12a: mounting groove 20: upper die
21: second die portion 22: upper die
30: preheating part 40: punch part
50:

Claims (3)

상온에서 연신률이 낮은 마그네슘 합금 판재를 프레스 가공하기 위한 마그네슘 합금 판재용 프레스 장치에 있어서,
상면에 마그네슘 합금 판재가 안착되는 안착면이 형성되는 하부다이와;
상기 하부다이의 상부에 상하방향으로 이동가능하게 설치되고, 하방으로 이동되는 경우 상기 안착면에 안착된 상기 마그네슘 합금 판재를 가압하여 성형하는 상부다이와;
상기 하부다이의 일측에 상하방향으로 이동가능하게 설치되고, 상방으로 이동되는 경우 상기 안착면의 저면 일측을 상방으로 가압하는 펀치부와;
상기 상부다이와, 상기 하부다이의 일측에 설치되고, 상기 안착면에 안착된 상기 마그네슘 합금 판재를 미리 설정된 온도로 가열하는 예열부와;
상기 펀치부의 상부 및 상기 펀치부와 대응되는 상기 상부다이의 일측에 설치되고, 상기 마그네슘 합금의 일측을 냉각하는 냉각부를 포함하되,
상기 예열부는
상기 상부다이 및 상기 하부다이의 일측 중 상기 마그네슘 합금 판재의 일측 중 절곡부위와 대응되는 영역인 제1 영역과 대응되는 위치에 설치되고, 상기 마그네슘 합금 판재를 미리 설정된 온도로 가열하는 제1 예열유닛; 및
상기 상부다이와, 상기 하부다이의 일측 중 상기 제1 영역 및 상기 냉각부에 의해 냉각되는 냉각영역을 제외한 영역인 제2 영역과 대응되는 위치에 설치되어 상기 제1 예열유닛보다 낮은 온도로 상기 마그네슘 합금 판재를 가열하는 제2 예열유닛을 포함하고,
상기 마그네슘 합금 판재를 온도구배지도록 가열하되, 상기 제1 영역으로부터 상기 제2 영역방향으로 온도가 낮아지도록 상기 마그네슘 합금 판재를 예열하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 판재용 프레스 장치.
A press apparatus for a magnesium alloy sheet material for press working a magnesium alloy sheet material having a low elongation at room temperature,
A lower die on which a seating surface on which a magnesium alloy sheet material is seated is formed;
An upper die installed on the upper portion of the lower die so as to be movable in a vertical direction and pressing the magnesium alloy sheet material seated on the seating surface when the lower die is moved downward;
A punch unit installed on one side of the lower die so as to be movable up and down and pressing one side of the bottom surface of the seating surface upward when the substrate is moved upward;
A preheating unit installed at one side of the upper die and heating the magnesium alloy sheet material placed on the seating surface to a preset temperature;
And a cooling unit installed on one side of the upper die corresponding to the punch unit and the punch unit and cooling one side of the magnesium alloy,
The pre-
A first preheating unit installed at a position corresponding to a first region of the one side of the upper die and the lower die corresponding to a bending portion of one side of the magnesium alloy sheet material and heating the magnesium alloy sheet material to a preset temperature, ; And
A lower die disposed at a position corresponding to a second region of the one side of the lower die excluding the cooling region cooled by the first region and the cooling section, A second preheating unit for heating the plate material,
Wherein the magnesium alloy sheet material is preheated so as to lower the temperature from the first region toward the second region by heating the magnesium alloy sheet material to a temperature gradient so as to preheat the magnesium alloy sheet material.
제1항에 있어서,
상기 예열부는 상기 마그네슘 합금 판재의 온도가 225 ~ 350℃로 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 합금 판재용 프레스 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the preheating unit maintains the temperature of the magnesium alloy plate at 225 to 350 ° C.
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