KR101461882B1

KR101461882B1 - 드로우 프레스 장치

Info

Publication number: KR101461882B1
Application number: KR1020120157510A
Authority: KR
Inventors: 이승직; 조종군; 배주한
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-11-14
Also published as: US20140186481A1; US9056420B2; KR20140087370A

Abstract

드로우 프레스 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 드로우 프레스 장치는 하단면 성형부를 갖는 하형이 하부의 볼스터에 장착되고, 상기 하형의 외측으로 볼스터에 쿠션핀을 통하여 블랭크 홀더가 장착되며, 상기 하형의 상부에서 상단면 성형부를 갖는 상형이 상부의 슬라이더에 장착되어 하형과의 사이에 투입되는 소재 패널을 가압 성형하는 드로우 프레스 장치에 있어서, 상기 상형의 양 측부와 상기 블랭크 홀더 사이에 구성되어 투입되는 소재패널의 양 단부를 캠구동에 의해 홀딩한 상태로, 드로우 성형 전에 스트레칭 성형을 선행하여 이루는 스트레칭 성형수단을 포함한다.

Description

드로우 프레스 장치{DRAW PRESS SYSTEM}

본 발명은 스트레칭 프레스 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 소재 패널의 프레스 성형 시, 소재 패널의 양 단부를 홀딩하여 스트레칭 성형 후, 드로우 성형을 이루어 외판의 품질향상 및 강성을 부여할 수 있도록 하는 드로우 프레스 장치에 관한 것이다.

일반적으로 프레스(Press) 가공은 소재 패널에 힘을 가해 소성 변형시켜 일정형상으로 성형하는 가공법으로, 이러한 프레스 가공은 통상적으로 평판 형태의 소재 패널을 프레스 장비에 투입하여 금형(metallic pattern)의 하형 위에 안착시킨 후, 상형이 가압하여 하형에 대하여 소재를 변형시킴으로써 가공하는 것이다.

일례로, 자동차 메이커에서 자동차 1차종을 개발, 생산하기까지는 평균 1,000파트 이상의 차체 패널이 개발되며, 한 파트의 패널을 생산하기 위해서는 여러 종류의 프레스 장비를 통하여 일정한 형태로 가압 성형하는 드로우(DRAW) 성형공정 후, 트리밍(TRIMMING)과 피어싱(PIECING), 플랜징(FLANGING), 헤밍(HEMMING) 등의 프레스 공정에서 성형, 절단, 홀 가공, 절곡 등의 평균 4공정의 가공작업을 거쳐 제품 패널을 생산한다.

여기서, 상기 드로우 성형공정은 제품 데이터대로 소재를 소성 가공하는 공정으로 제품 패널의 품질을 90%이상 결정하는 주요공정이다.

이와 같이, 드로우 성형을 위한 프레스 장치는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 제품 패널의 하단면 형상을 갖는 하형(101)이 하부의 볼스터(103)에 장착되고, 이 하형(101)의 상부에는 제품 패널의 상단면 형상을 갖는 상형(111)이 상부의 슬라이더(109)에 장착되어 상기 하형(101)과의 사이에 소재 패널(미도시)을 투입한 상태로, 이를 가압하여 제품 패널을 성형한다.

이러한 드로우 프레스 장치는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 제품 패널의 하단면 형상을 갖는 하형(101)이 하부의 볼스터(103)에 장착되고, 이 하형(101)의 외측으로는 상기 볼스트(103)에 쿠션핀(105)을 통하여 블랭크 홀더(107)가 장착된다.

그리고 상기 하형(101)의 상부에서 제품 패널의 상단면 형상을 갖는 상형(111)이 상부의 슬라이더(109)에 장착되어 상기 하형(101)과의 사이에 투입되는 소재 패널(113)을 블랭크 홀더(107)에 걸친 상태에서 상부에서 가압하여 제품 패널로 성형한다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 프레스 장치는 도어패널, 우드 아웃터 패널, 트렁크 리드 아웃터 패널, 루프 패널과 같이 비교적 면적이 넓은 패널제품을 성형하는 경우, 강성이 부족하여 부분적으로 굴곡이 발생하는 단점이 있다.

본 발명의 실시 예는 상형과 블랭크 홀더 사이에서 구성되는 캠을 통하여 소재 패널의 양 단부를 홀딩한 상태로, 스트레칭 성형 이후에, 드로우 성형을 진행하여 패널제품에 강성을 부여함과 동시에 외관품질을 개선하는 드로우 프레스 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 하단면 성형부를 갖는 하형이 하부의 볼스터에 장착되고, 상기 하형의 외측으로 볼스터에 쿠션핀을 통하여 블랭크 홀더가 장착되며, 상기 하형의 상부에서 상단면 성형부를 갖는 상형이 상부의 슬라이더에 장착되어 하형과의 사이에 투입되는 소재 패널을 가압 성형하는 드로우 프레스 장치에 있어서, 상기 상형의 양 측부와 상기 블랭크 홀더 사이에 구성되어 투입되는 소재패널의 양 단부를 캠구동에 의해 홀딩한 상태로, 드로우 성형 전에 스트레칭 성형을 선행하여 이루는 스트레칭 성형수단을 포함하는 드로우 프레스 장치가 제공할 수 있다.

또한, 상기 스트레칭 성형수단은 상기 상형의 양 측부 하면을 따라 내외측으로 슬라이드 가능하게 설치되며, 하면에는 홀딩면이 형성되는 상형캠; 상기 블랭크 홀더의 양측 상면에 경사진 안내면을 따라 슬라이드 가능하게 설치되며, 상면이 홀딩면으로 형성되어 상기 상형캠과 함께 소재 패널의 양 단부를 규제하는 하형캠; 상기 상형의 양 측부 상면 외측에 설치되어 상기 상형캠을 내외측으로 구동시키는 실린더; 상기 블랭크 홀더의 양측 상면 외측에 설치되어 상기 하형캠을 내측으로 탄성 지지하는 스프링으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 상형캠은 상기 상형의 양 측부 하면에 웨어 플레이트를 통하여 슬라이드 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 상기 스프링은 가스 스프링으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 하형캠은 상기 하형의 양 측면과의 사이에 스트로크 블록을 개재하여 상기 하형캠의 승하강 방향을 안내할 수 있다.

또한, 상기 상형캠은 외측 단부에 상기 하형캠의 상부 외측을 지지하면서 내측으로 안내하는 안내단을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 상형과 하형의 가장자리 양 측부 캠방식으로 구동하여소재 패널의 양 단부를 홀딩한 상태로, 스트레칭 성형 이후에, 드로우 성형을 진행하여 패널제품에 강성을 부여함과 동시에 외관품질을 개선할 수 있다.

도 1은 일반적인 프레스 장비의 일 측면도이다.
도 2는 종래 기술의 패널 성형용 드로우 프레스 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 드로우 프레스 장치의 구성도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 드로우 프레스 장치의 단계별 작동 상태도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

또한, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 드로우 프레스 장치의 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 드로우 프레스 장치(1)는 제품 패널의 하단면 형상의 하단면 성형부(11)를 갖는 하형(10)이 하부의 볼스터(2)에 장착되고, 이 하형(10)의 외측으로는 상기 볼스터(2)에 쿠션핀(3)을 통하여 블랭크 홀더(4)가 장착된다.

그리고 상기 하형(10)의 상부에서 제품 패널의 상단면 형상의 상단면 성형부(21)를 갖는 상형(20)이 상부의 슬라이더(5)에 장착되어 상기 하형(10)과의 사이에 투입되는 소재 패널(80)을 상부에서 가압하여 제품 패널로 성형 가공시킨다.

또한, 상기 상형(20)의 양 측부와 상기 블랭크 홀더(4) 사이에는 투입되는 소재 패널(80)의 양 단부를 캠구동에 의해 홀딩한 상태로, 드로우 성형 전에 스트레칭 성형을 선행하는 스트레칭 성형수단(30)이 구성된다.

상기 스트레칭 성형수단(30)은 상형캠(31), 하형캠(41), 실린더(61), 및 스프링(71)으로 구성된다.

상기 상형캠(31)은 상기 상형(20)의 양 측부 하면을 따라 내외측으로 웨어 플레이트(32)를 통하여 슬라이드 가능하게 설치된다.

또한, 상기 상형캠(31)은 하면에 홀딩면(33)이 형성되고, 외측 단부에는 상기 하형캠(41)의 상부 외측을 지지하면서 내측으로 안내하는 안내단(34)이 형성된다.

상기 하형캠(41)은 상기 블랭크 홀더(4)의 양측 상면에 경사진 안내면(42)을 따라 슬라이드 가능하게 설치되며, 상면이 홀딩면(43)으로 형성되어 상기 상형캠(31)과 함께 소재 패널(80)의 양 단부를 규제한다.

또한, 상기 하형캠(41)은 상기 하형(10)의 양 측면과의 사이에 스트로크 블록(51,52)이 개재되어 상기 하형캠(41)의 승하강 방향을 안내한다.

그리고 상기 스트로크 블록(51,52)은 2개가 한 쌍으로 이루어지며, 상기 하형캠(41)에 장착되는 외측 스트로크 블록(51)과 상기 하형(10)에 장착되는 내측 스트로크 블록(52)으로 구성되고, 상기 내측 스트로크 블록(52)의 상측과, 이에 대응하는 외측 스트로크 블록(51)의 하측에 각각 대응하는 캠면(53,54)이 형성된다.

상기 실린더(61)는 상기 상형(20)의 양 측부 상면 외측에 설치되어 상기 상형캠(31)을 내외측으로 구동시킨다.

상기 스프링(71)은 상기 블랭크 홀더(4)의 양측 상면 외측에 설치되어 상기 하형캠(41)을 내측으로 탄성 지지한다.

여기서, 상기 스프링(71)은 가스 스프링(71)으로 구성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 드로우 프레스 장치의 작동을 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명한다.

도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 드로우 프레스 장치의 단계별 작동 상태도이다.

먼저 도 4를 참조하면, 상기 상형(20)과 블랭크 홀더(4)는 상승된 상태로, 상형(20)과 하형(10)의 사이에 소재 패널(80)이 투입되면, 도 5에서와 같이 상기 상형(20)이 하강 작동하여 상형캠(31)의 홀딩면(33)과 하형캠(41)의 홀딩면(43) 사이에서 소재 패널(80)의 외측단이 홀딩된다.

여기서, 상기 소재 패널(80)은 상형캠(31)과 하형캠(41)에 의해 외측단이 홀딩되면서, 스텝비드(81)를 동시에 형성하여 스트레칭 성형 시, 견고한 지지력을 유지함과 동시에, 드로우 성형시 소재유입을 억제할 수 있도록 한다.(도 5참조)

이때, 상기 상형캠(31)에 형성된 안내단(34)은 상기 하형캠(41)의 상부 외측을 지지하면서 하형캠(41)을 내측으로 지지한다.

이러한 상태에서, 도 6에서와 같이 상기 상형(20)과 블랭크 홀더(4)가 함께 하강 작동을 계속함에 따라, 상기 외측 스트로크 블록(51)의 캠면(54)이 내측 스트로크 블록(52)의 캠면(53)에 캠 작동하여 상기 하형캠(41)이 외측으로 밀리면서 소재 패널(80)의 양 단부를 각각 외측으로 당겨 스트레칭 시킨다.

이때, 상기 실린더(61)는 상형캠(31)을 상형(20)의 내측으로 밀면서 소재 패널(80)을 가압하고, 상기 하형캠(41)을 지지하는 스프링(71)은 상기 외측 스트로크 블록(51)과 내측 스트로크 블록(52)의 접촉력을 유지해 준다.

이에 따라, 스트레칭된 상기 소재 패널(80)은 계속해서 하강하는 상형(20)과 이에 대응하는 하형(10)의 합형으로 드로우 성형이 이루어진다.

따라서, 상기 드로우 프레스 장치(1)는 상형(20)과 블랭크 홀더(4) 사이에 구성되는 상형캠(31)과 하형캠(41)을 통하여 소재 패널(80)의 양 단부를 홀딩한 상태로, 스트레칭 성형 이후에, 드로우 성형을 진행하여 소재 패널(80)에 강성을 부여할 수 있고, 동시에 단면에 굴곡이 없는 외관품질을 확보할 수 있다.

이와 같이, 성형이 완료된 소재 패널(80)은 도 7에서와 같이 상형(20)이 상승한 상태에서, 블랭크 홀더(4)에 의해 리프팅되어 취출용 행거(미도시)에 의해 취출된다.

이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

1: 드로우 프레스 장치 2: 볼스터
3: 쿠션핀 4: 블랭크 홀더
5: 슬라이더 10: 하형
11: 하단면 성형부 20: 상형
21: 상단면 성형부 30: 스트레칭 성형수단
31: 상형캠 32: 웨어 플레이트
33: 홀딩면 34: 안내단
41: 하형캠 42: 안내면
43: 홀딩면 51: 외측 스트로크 블록
52: 내측 스트로크 블록 53,54: 캠면
61: 실린더 71: 스프링
80: 소재 패널 81: 스텝비드

Claims

하단면 성형부를 갖는 하형이 하부의 볼스터에 장착되고, 상기 하형의 외측으로 볼스터에 쿠션핀을 통하여 블랭크 홀더가 장착되며, 상기 하형의 상부에서 상단면 성형부를 갖는 상형이 상부의 슬라이더에 장착되어 하형과의 사이에 투입되는 소재 패널을 가압 성형하는 드로우 프레스 장치에 있어서,
상기 상형의 양 측부와 상기 블랭크 홀더 사이에 구성되어 투입되는 소재 패널의 양 단부를 캠구동에 의해 홀딩한 상태로, 드로우 성형 전에 스트레칭 성형을 선행하여 이루는 스트레칭 성형수단; 을 포함하며,
상기 스트레칭 성형수단은
상기 상형의 양 측부 하면을 따라 내외측으로 슬라이드 가능하게 설치되며, 하면에는 홀딩면이 형성되는 상형캠;
상기 블랭크 홀더의 양측 상면에 경사진 안내면을 따라 슬라이드 가능하게 설치되며, 상면이 홀딩면으로 형성되어 상기 상형캠과 함께 소재 패널의 양 단부를 규제하는 하형캠;
상기 상형의 양 측부 상면 외측에 설치되어 상기 상형캠을 내외측으로 구동시키는 실린더; 및
상기 블랭크 홀더의 양측 상면 외측에 설치되어 상기 하형캠을 내측으로 탄성 지지하는 스프링;
으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 드로우 프레스 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 상형캠은
상기 상형의 양 측부 하면에 웨어 플레이트를 통하여 슬라이드 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 드로우 프레스 장치.
제1항에 있어서,
상기 스프링은
가스 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 드로우 프레스 장치.
제1항에 있어서,
상기 하형캠은
상기 하형의 양 측면과의 사이에 스트로크 블록을 개재하여 상기 하형캠의 승하강 방향을 안내하는 것을 특징으로 하는 드로우 프레스 장치.
제1항에 있어서,
상기 상형캠은
외측 단부에 상기 하형캠의 상부 외측을 지지하면서 내측으로 안내하는 안내단을 포함하는 것을 특징으로 하는 드로우 프레스 장치.