KR101471980B1 - 보상 유닛을 갖는 프레스기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금형을 사용하여 재료에 굽힘, 교축, 전단 등의 소성 가공을 실시하는 프레스기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 재료 가공 시 재료를 고정하는 스트리퍼에 가해지는 압력을 보상 유닛을 통해 분산시켜 재료의 성형 불량률을 낮춘 보상 유닛을 갖는 프레스기에 관한 것이다.

Description

보상 유닛을 갖는 프레스기{Press Machine having Compensation Unit}

본 발명은 금형을 사용하여 재료에 굽힘, 교축, 전단 등의 소성 가공을 실시하는 프레스기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 재료 가공 시 재료를 고정하는 스트리퍼에 가해지는 압력을 보상 유닛을 통해 분산시켜 재료의 성형 불량률을 낮춘 보상 유닛을 갖는 프레스기에 관한 것이다.

재료에 힘을 가해서 소성 변형시켜 굽힘, 전단, 단면수축 등의 가공을 하는 기계를 프레스기라고 한다. 프레스기를 이용한 가공은 주로 금속판에 압축력을 가하여 소성 변형시켜 여러 모양을 만들어내는 금가공이 프레스 가공의 대표적인 예이다. 프레스 가공은 시계, 카메라의 정밀부품에서부터 자동차의 차체에 이르기까지 광범위하게 이용된다. 프레스 가공은 재료로서 강판, 동판, 황동판, 알루미늄 판은 물론 플라스틱 또는 섬유 등도 쓰인다. 프레스기를 이용한 가공은 특별히 가열하지 않고 가공할 수 있고, 짧은 시간에 정확한 치수 및 모양으로 가공할 수 있으며, 교환성이 있고 대량생산에 적합하여 많은 기술분야에서 응용되고 있다.

프레스 가공의 종류에는 커터(cutter)로 소정의 모양으로 절단하는 절단가공, 다이(die)와 펀치(punch)로 필요한 모양을 따내는 따내기 가공, 재료를 필요한 모양으로 구부리는 굽힘 가공, 원통 각통 등과 같은 바닥이 있고 이음매가 없는 용기를 만드는 드로잉 가공 등이 있다.

프레스 기계의 종류는 압축력을 발생시키는 구조에 따라 기계식 프레스와 유압식 프레스로 구별된다. 기계식 프레스는 전동기의 동력을 기어 또는 크랭크 등의 기구로 압축력을 발생시켜 가공작업을 하는 것이며, 그 중에서 많이 사용되는 것은 크랭크 프레스이다. 이 프레스는 전동기로 큰 플라이휠을 회전시켜 회전 에너지의 일부를 이용해서 가공작업을 한다. 이 밖에 마찰 프레스 또는 토글 프레스 등 많은 종류가 있다. 액압(液壓) 프레스는 유압을 이용해서 압축동작을 하는 것이다. 이 밖에도 수압식 유압식 기압식(氣壓式)이 있다.

도 1에는 통상의 프레스기의 따내기 가공 공정에 대한 개략도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 프레스기(10)는 다이(1), 스트리퍼(2) 및 펀치(3)를 포함하여 구성된다. 펀치(3)는 재료(S)의 성형을 위해 구비되며, 다이(1)는 재료(S)를 펀치(3) 방향으로 이동시켜 재료(S)를 성형한다. 이때, 스프리퍼(2)는 재료(S)가 펀치(3)를 통해 가공 성형 시 재료(S)가 이동하는 것을 방지하기 위해 다이(1)의 이동 반대 방향을 압력을 가하여 재료(S)를 고정하기 위해 구성된다. 상기와 같은 구성의 프레스기(10)를 작업 공정 순서에 따라 설명하면, 도 1a에 도시된 바와 같이 다이(1)의 상측과 스프리퍼(2) 사이에 재료(S)가 배치되며, 도 1b에 도시된 바와 같이 다이(1)의 상방 회동에 의해 다이(1)와 스트리퍼(2) 사이에 재료(S)가 밀착 고정된다. 또한, 다이(1)는 재료(S)가 밀착 고정된 상태에서도 상방으로 회동하여 재료(S)를 펀치(3) 방향으로 이동시킨다. 이때, 스트리퍼(2)는 하방으로 압력을 가하여 재료(S)를 견고히 고정한다. 다음으로 도 1c에 도시된 바와 같이 다이(1)의 상방 회동에 의해 재료(S)는 펀치(3)에 맞닿아 성형 가공된다.

이때, 종래의 프레스기는, 재료(S)를 고정하기 위한 스트리퍼(2)에 가해지는 압력이 일정하지 않거나, 특정 부위에 집중될 경우 재료(S)에 가해지는 고정 하중이 일정하지 않기 때문에 펀치(3)를 통해 가공하는 과정에서 재료(S)가 이동하여 성형 불량이 발생될 수 있다.

반대로, 스트리퍼(2)의 특정 부위를 가압하기가 용이하지 않아 재료(S)를 고정시키기 위한 특정 부위 하중의 정밀한 제어가 불가능한 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 복수 개가 이격 배치되는 가압부가 구비된 보상 유닛을 구비하여 상기 보상 유닛을 통해 스트리퍼에 가해지는 압력을 분산시키는 보상 유닛을 갖는 프레스기를 제공함에 있다.

또한, 상기 보상 유닛에 구비된 가압부는 추가 및 제거가 가능하여 특정 부위에 가해지는 스트리퍼의 압력을 정밀하게 제어하는 보상 유닛을 갖는 프레스기를 제공함에 있다.

본 발명의 프레스기는, 재료의 일측에 배치되는 펀치; 상기 재료의 타측에 배치되며 상기 재료를 상기 펀치 측으로 가압하는 다이; 상기 재료의 일측에 배치되며, 상기 펀치가 관통되도록 펀치관통공이 형성되고, 상기 재료를 상기 다이 측으로 가압하여 상기 재료를 상기 다이에 밀착 고정시키는 스트리퍼; 상기 스트리퍼의 일측에 배치되어 상기 스트리퍼를 상기 재료 측으로 가압하는 가압 수단; 및 상기 가압 수단과 상기 스트리퍼 사이에 배치되며, 상기 가압 수단의 압력을 상기 스트리퍼에 전달도록 복수 개가 이격 배치되는 가압부가 구비된 보상 유닛; 을 포함한다.

이때, 상기 가압 수단은, 수압, 유압, 공압 또는 기계식 중 선택되는 어느 하나이다.

또한, 상기 보상 유닛은, 상기 가압 수단을 통해 전달되는 압력을 분배하는 분배부; 및 상기 분배부의 압력을 상기 가압부에 전달하는 복수의 전달부; 을 포함하며, 상기 전달부 및 가압부는, 상기 보상 유닛 상에 열과 행을 이루어 격자형으로 배치된다.

이때, 상기 전달부 및 가압부는, 상기 분배부와 착탈 가능하도록 결합되며, 다른 실시 예로, 상기 보상유닛은, 상기 분배부 상에 구비되며, 상기 가압 수단으로부터 공급되는 압력을 각각의 전달부에 선택적으로 공급하기 위한 압력밸브; 를 더 포함한다.

아울러, 상기 프레스기는, 타측면에 상기 펀치가 고정되며, 일측면이 상기 가압부에 맞닿는 금속상판; 및 일측단이 상기 금속상판에 연결되고, 타측단이 상기 스트리퍼의 일측면에 연결되는, 가압포스트; 를 더 포함한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 보상 유닛을 갖는 프레스기는, 스트리퍼에 가해지는 압력을 복수 개의 가압부를 통해 분산시켜 재료 성형 시 재료를 견고하게 고정하기 때문에 재료의 성형 불량률을 낮출 수 있는 효과가 있다.

또한, 가압부를 특정위치에 추가하거나, 제거가 가능하여 재료 고정을 위한 특정부위 하중을 정밀하게 제어하여 다양한 형상의 재료 성형 시 불량률을 낮출 수 있는 효과가 있다.

아울러, 가압부의 착탈이 용이하여 프레스기의 셋업 시간이 단축되고, 생산성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 통상의 프레스기 작업 공정 순서 개략도
도 2는 본 발명의 프레스기 정면도
도 3은 본 발명의 프레스기 측면도
도 4는 본 발명의 보상 유닛 정면도
도 5는 본 발명의 보상 유닛에 의한 스트리퍼 압력 분포도

이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2에는 본 발명의 일실시 예에 따른 프레스기(1000)의 정면도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 일실시 예에 따른 프레스기(1000)의 측면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 본 발명의 프레스기(1000)는 몸체(110, 120, 130), 다이(200), 스트리퍼(300), 펀치(400), 금속상판(500), 보상유닛(600) 및 가압 수단(700)을 포함하여 이루어진다. 이하 도면의 상측을 일측으로, 도면의 하측을 타측으로 정의하여 설명한다. 도면상에는 스트리퍼(400)가 도면의 상측에 배치되고, 다이(200)가 도면의 하측에 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 스트리퍼(400)가 하측에 배치되고, 다이(200)가 상측에 배치될 수도 있음은 자명하다, 또한, 스트리퍼(400)가 도면의 좌측 또는 우측 중 어느 하나에 배치되며, 다이(200)가 도면의 좌측 또는 우측 중 다른 하나에 배치될 수도 있다.

몸체(110, 120, 130)는 하부프레임(110), 상부프레임(120) 및 가이드포스트(130)를 포함하여 구성된다. 하부프레임(110)은 판상으로 일측에 다이(200)가 구비된다. 하부프레임(110) 상에는 다이(200)를 일측 방향으로 회동시키기 위한 구동 수단이 더 구비된다. 상부프레임(120)은 하부프레임(110)의 일측 방향으로 이격 배치된다. 상부프레임(120)은 판상으로 타측에 가압 수단(700)이 구비될 수 있다. 가이드포스트(130)는 상하 길이방향으로 배치되어 다이(200) 및 스트리퍼(300)의 일측 방향 또는 타측 방향 회동을 안내하도록 구성된다. 가이드포스트(130)는 로드 상으로 하부프레임(110)의 일측면 둘레에 배치될 수 있다. 도면상에는 가이드포스트(130)가 하부프레임(110)의 일측면 모서리부에 각각 4개 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라 가감 될 수 있다.

다이(200)는 두께가 있는 판상으로 이루어진다. 다이(200)는 하부프레임(110)의 일측면 일측에 배치되며, 일측 방향 또는 타측 방향으로 직선 운동하도록 설치된다. 다이(200)는 일측면에 배치되는 재료를 펀치 방향으로 이동시키기 위한 통상의 다이 구성이 적용될 수 있다.

스트리퍼(300)는 다이(200)의 일측면에서 일측 방향으로 이격 배치된다. 스트리퍼(300)는 가압 수단(700)의 압력에 의해 타측 방향으로 압력을 가하도록 구성된다. 스트리퍼(300)에는 펀치(400)가 관통되도록 펀치관통공(미도시)이 펀치 수만큼 형성된다. 스트리퍼(300)와 다이(200) 사이에는 재료 삽입 공간(150)이 형성되며, 재료 삽입 시 다이(200)의 일측 방향 회동에 의해 스트리퍼(300)와 다이(200)가 재료를 사이에 두고 맞닿게 된다. 이때, 스트리퍼(300)는 다이(200)의 일측 방향 회동에 의해 재료 성형 시 재료를 견고히 고정시키도록 재료를 타측 방향으로 가압한다. 스트리퍼(300)는 다이(200)와 맞닿아 재료를 견고히 고정시키기 위한 통상의 구성이 적용될 수 있다.

펀치(400)는 재료를 가공하기 위한 구성으로 다이(200)의 일측 방향에 이격 배치되며, 스트리퍼(300)를 관통하여 형성된다. 펀치(400)는 통상적으로 단수 개 배치되나, 본 발명의 프레스기(1000)의 경우 스트리퍼(300)를 통해 재료에 가해지는 하중의 정밀한 제어가 가능하여 복수 개 배치하였다. 다이(200)의 일측 방향 회동에 의한 재료의 일측 방향 회동 시 펀치(400)의 타단부에 재료가 맞닿아 성형 가공된다.

스트리퍼(300)의 일측에는 스트리퍼(300)를 타단 방향으로 가압하기 위한 금속상판(500) 및 가압 수단(700)을 구비한다. 금속상판(500)은 두께가 있는 판상으로, 스트리퍼(300)의 일측 방향에 이격 배치되며, 타측면에 펀치(400)가 고정 설치된다. 금속상판(500)의 일측에는 복수 개의 가압 수단(700)이 구비되며, 가압 수단(700)에서 발생되는 압력은 금속상판(500)을 통해 스트리퍼(300)에 전달된다. 금속상판(500)의 타측면과 스트리퍼(300)의 일측면 사이에는 가압포스트(550)가 복수 개 구비된다. 가압포스트(550)는 상하 길이 방향으로 배치되며, 일측단이 금속상판(500)의 타측면에 연결되고, 타측단이 스트리퍼(300)의 일측면에 연결된다. 가압포스트(550)를 통해 금속상판(500)의 압력이 스트리퍼(300)에 전달된다. 가압포스트(550)는 도면상에 6개가 배치될 수 있으나, 필요에 따라 가감될 수 있다. 다만, 펀치(400)와 공간을 공유하기 때문에 6개 이하로 배치될 수 있다. 가압 수단(700)은 상부프레임(120)과 금속상판(500) 사이에 배치된다. 가압 수단(700)은 복수 개가 격자형으로 배치될 수 있다. 일예로 가압 수단(700)은 2열과 3행을 이루어 6개가 배치될 수 있다. 가압 수단(700) 역시 필요에 따라 가감 설치될 수 있으나, 크기의 제약 때문에 6개 이하로 배치될 수 있다. 가압 수단(700)은 금속상판(500)에 압력을 가하기 위한 압력 발생 장치일 수 있다. 일예로 가압 수단(700)은 수압, 공압 또는 유압을 이용한 유압식 또는, 전동기의 동력을 기어 또는 크랭크 등의 기구로 압축력을 발생시키는 기계식 일 수 있다.

이때, 본 발명의 일실시 예에 따른 프레스기(1000)는 가압 수단(700)에서 발생되는 압력을 금속상판(500)에 고르게 분산 또는 특정부위에 정밀하게 전달하기 위해 보상 유닛(600)을 더 구비한다. 따라서 보상유닛(600)은 금속상판(500)과, 가압 수단(700) 사이에 배치되며, 이하 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4에는 본 발명의 일실시 예에 따른 보상유닛(600)의 정면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 보상유닛(600)은 유닛프레임(610), 유입부(620), 분배부(630), 전달부(640) 및 가압부(650)로 구성된다. 유닛프레임(610)은 보상유닛(600)이 수용되며, 일측면에 가압 수단(700)이 연결되고 타측면에 금속상판(500)이 맞닿도록 구성된다. 유입부(620)는 일측단이 가압 수단(700)에 연통되고, 타측단이 분배부(630)에 연통되어 가압 수단(700)에서 공급되는 압력을 분배부(630)에 전달하도록 구성된다. 분배부(630)는 일측단이 유입부(620)에 연통되고 타측단이 복수 개 각각의 전달부(640)에 연결되어 유입부(620)에서 공급되는 압력을 복수 개의 전달부(640) 각각에 배분한다. 전달부(640)는 가압 수단(700)에서 전달되는 압력이 금속상판(500)의 일측면에 가압부(650)를 통해 고르게 전달되도록 복수 개가 열과 행을 이루어 격자형으로 배치될 수 있다. 가압부(650)는 판상으로 이루어지며, 일측이 전달부(640)에 연결되고, 타측이 금속상판(500)의 일측면에 맞닿도록 구성된다. 따라서 가압부(650)는 전달부(640)의 수만큼 복수 개 구비되고, 열과 행을 이루어 격자형으로 배치될 수 있다. 도면상에는 전달부(640) 및 가압부(650)가 6열 4행으로 24개 배치되는 것으로 도시되어 있으나, 필요에 따라 가감될 수 있다.

특히 금속상판(500)의 특정 부위에 압력을 가하기 위해 전달부(640) 및 가압부(650)는 추가 및 제거가 가능하도록 구성된다. 이를 위해 전달부(640) 및 가압부(650)는 분배부(630)와 착탈 가능하도록 결합될 수 있다.

다른 실시 예로 분배부(630) 상에는 각각의 전달부(640)에 압력을 선택적으로 공급하기 위한 압력밸브(미도시)가 구비될 수 있다.

상기와 같은 보상유닛(600)의 구성을 통해 가압 수단(700)에서 발생되는 압력을 금속상판(500)에 고르게 분산시켜 전달하여 스트리퍼(300)가 재료를 보다 견고히 고정시킬 수 있도록 한다. 또한, 가압 수단(700)에서 발생되는 압력을 금속상판(500)의 특정부위에 전달하여 스트리퍼(300)가 재료의 특정부위를 정밀하게 고정시킬 수 있도록 한다.

도 5에는 보상유닛을 통해 금속상판(500)에 전달되는 압력의 분포도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 보상유닛의 가압부를 통해 전달되는 직접하중(P1)과 간접하중(P2)이 금속상판(500)에 고르게 분산되어 전달되며, 이에 따라 스트리퍼가 재료를 보다 견고히 고정시킬 수 있도록 한다.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

1000 : 프레스기
110 : 하부프레임 120 : 상부프레임
130 : 가이드포스트
200 : 다이
300 : 스트리퍼
400 : 펀치
500 : 금속상판 550 : 가압포스트
600 : 보상유닛 610 : 보상프레임
620 : 유입부 630 : 분배부
640 : 전달부 650 : 가압부
700 : 가압 수단
P1 : 직접하중 P2 : 간접하중

Claims (7)

1. 재료의 일측에 배치되는 펀치;
   상기 재료의 타측에 배치되며 상기 재료를 상기 펀치 측으로 가압하는 다이;
   상기 재료의 일측에 배치되며, 상기 펀치가 관통되도록 펀치 관통공이 형성되고, 상기 재료를 상기 다이 측으로 가압하여 상기 재료를 상기 다이에 밀착 고정시키는 스트리퍼;
   상기 스트리퍼의 일측에 배치되어 상기 스트리퍼를 상기 재료 측으로 가압하는 가압 수단; 및
   상기 가압 수단과 상기 스트리퍼 사이에 배치되며, 상기 가압수단의 압력이 상기 스트리퍼에 전달되도록 복수 개가 이격 배치되는 가압부, 상기 가압 수단을 통해 전달되는 압력을 분배하는 분배부, 및 상기 분배부의 압력을 상기 가압부에 전달하는 복수의 전달부를 포함하는 보상 유닛
   을 포함하는, 보상 유닛을 갖는 프레스기.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 가압 수단은,
   수압, 유압, 공압 또는 기계식 중 선택되는 어느 하나 인, 보상 유닛을 갖는 프레스기.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 전달부 및 가압부는, 상기 보상 유닛 상에 열과 행을 이루어 격자형으로 배치되는, 보상 유닛을 갖는 프레스기.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 전달부 및 가압부는, 상기 분배부와 착탈 가능하도록 결합되는, 보상 유닛을 갖는 프레스기.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 보상유닛은,
   상기 분배부 상에 구비되며, 상기 가압 수단으로부터 공급되는 압력을 각각의 전달부에 선택적으로 공급하기 위한 압력밸브; 를 더 포함하는, 보상 유닛을 갖는 프레스기.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 프레스기는,
   타측면에 상기 펀치가 고정되며, 일측면이 상기 가압부에 맞닿는 금속상판; 및
   일측단이 상기 금속상판에 연결되고, 타측단이 상기 스트리퍼의 일측면에 연결되는, 가압포스트;
   를 더 포함하는, 보상 유닛을 갖는 프레스기.

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