KR101475982B1 - 평평한 재료의 절단을 위한 절단용 자 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 절단 에지(20) 및 이 절단 에지(20)의 반대측에 있는 스틸 밴드(10)의 후방부(30)를 갖는 스틸 밴드(10)를 포함하는 절단용 자(1)에 관한 것이며, 상기 후방부(30)는 절단용 자(1)의 제1 사용 중에 소성 변형될 수 있는 돌출부(32)를 포함하고, 상기 돌출부(32)는 실질적으로 스틸 밴드(10)의 두께(D)의 30 % 내지 70 %의 높이(h)를 갖는 것인 절단용 자에 관한 것이다. 또한, 본 발명은, 절단 에지(20) 및 이 절단 에지(20)의 반대측에 있는 스틸 밴드(10)의 후방부(30)를 갖는 스틸 밴드(10)를 포함하는 절단용 자(1)에 관한 것이며, 상기 후방부는 절단용 자(1)의 제1 사용 중에 소성 변형될 수 있는 돌출부(32)를 포함하고, 상기 돌출부(32)는 스틸 밴드의 횡방향(Q)으로 후방부(30) 쪽으로 리세스(36)를 연삭하거나 밀링 가공함으로써 제조될 뿐만 아니라 절단용 자(1)의 후방부(30)는 이 후방부가 절단용 자(1)의 제1 사용 중에 소성 변형될 수 있도록 표면이 탈탄소 처리되는 것인 절단용 자에 관한 것이다.

Description

평평한 재료의 절단을 위한 절단용 자{CUTTING RULES FOR CUTTING OF FLAT MATERIALS}

본 발명은 평평한 재료, 특히 종이, 판지, 플라스틱 등을 절단하기 위한 절단용 자에 관한 것이다. "절단용 자"라는 표현은 천공용 자 또는 절단 및 홈 형성 겸용 자와 같은 특수한 종류를 또한 지칭한다.

절단용 자는 종래 기술에 공지되어 있으며, 절단 에지, 2개의 평행한 측면 및 상기 절단 에지의 반대측에 있는 후방부를 갖는 스틸 밴드로 이루어진다. 절단용 자는 절단 대상인 물품의 원하는 형상에 대응하여 구부러지며, 원하는 길이로 절단되고, 캐리어 플레이트 내에 삽입된다. 이러한 프로세스에 의해 제조된 절단용 공구는, 예를 들면, 예컨대 판지를 절단하기 위한 플랫 베드 스탬핑을 위해 사용된다. 보통 플랫 베드 스탬핑 머신은 절단용 공구가 장착되는 평탄한 상부 플레이트뿐만 아니라 공작물이 절단용 공구에 대해 압박되도록 하는 평탄한 하부 플레이트를 포함한다. 절단용 공구는, 보통 목재 복합재로 제조되는, 슬롯이 마련된 캐리어 플레이트를 포함하며, 예만곡된 절단용 자가 이들 슬롯에 삽입된다. 캐리어 플레이트에서의 슬롯은 보통, 절단용 자의 후방부가 플랫 베드 스탬핑 머신의 상부 플레이트와 이웃하도록 관통한다.

균일한 절단 결과를 얻기 위해, 절단용 자는 그 높이에 있어서 조정되어야만 한다. 초기에, 시험 절단이 행해지며, 이 영역에서 공작물이 적절하게 절단되는지 그리고 이 영역에서 완전한 절단이 전혀 이루어지지 않았는지를 식별한다. 이 영역에서, 절단용 자에서의 압력을 국지적으로 증가시키기 위해 플랫 베드 스탬핑 머신의 상부 플레이트와 백 플레이트 사이에 종이 또는 특수한 금속 또는 플라스틱 밴드로 된 중간층이 도입된다. 이러한 과정은 레벨링(levelling)이라고 한다.

이러한 레벨링은 넓은 면적에서 이루어질 수 있거나[소위 존 레벨링(zone-levelling)], 절단이 불충분하게 이루어지는 단지 특별한 국부적인 영역에 대해서만 이루어질 수 있다[소위 로컬 레벨링(local levelling)]. 이는, 절단용 자 뒤쪽의 백 플레이트와 플랫 베드 스탬핑 머신의 상부 플레이트의 보호 플레이트 사이에 놓이는 재료층인 레벨링 시트 상에서 이루어진다. 레벨링 시트 상에서, 예를 들어 중간층의 좁은 부분 또는 넓은 부분이 수동으로 특정 위치에 고정된다. 시험 절단은 레벨링의 효과를 평가하기 위해 각각의 샘플 사이에서 행해졌다. 따라서, 레벨링은, 많은 경험을 요구하고 플랫 베드 스탬핑 머신을 생산적으로 사용할 수 없도록 하는 시간 소모적인 반복 프로세스이다.

수동 레벨링은 시간 소모적이며 고비용의 기계 정지를 필요로 하기 때문에, 이러한 노력을 줄이기 위한 방법 및 수단에 대한 요구가 존재한다.

이를 행하기 위해, 다양한 가능한 해법이 제시되었으며, 이들 중 하나에서는 압력차를 동등하게 하기 위해 절단용 공구 뒤쪽에 또는 절단 플레이트 아래에 탄성-소성 변형 가능한 중간층이 도입된다. 예를 들면, 독일 특허 제33 17 777 C1호는, 그 후방측에서 절단용 자가, 스탬핑 단계 동안 전술한 중간 플레이트 내로 관통할 수 있는 경화된 에지를 포함하는 것인 시스템을 제시한다.

또한, 예를 들면, 독일 특허 제199 13 216 C1호에서는, 절단용 자의 높이 조절을 자동적으로 행하기 위해 절단용 자의 사용 중에 압축되는, 단면이 좁아지는 영역을 갖는 절단용 자를 사용하는 것이 제안되었다.

마지막으로, 독일 특허 제31 35 980 C1호에서는, 절단용 자의 자기 조절식 조정이 가능하도록 하는 변형 가능한 후방부를 갖는 절단용 자를 사용하는 것이 제안되었다. 절단용 자의 후방부의 단면에 치형부를 제공하기 위해 또는 측방향 슬롯을 도입하기 위해, 양측의 넓은 면적상의 절단용 자의 후방부에 챔퍼(chamfer)를 마련하는 것이 제시되어 있다.

그러나, 제시된 기하학적 형상은, 이들 형상이 원하는 양에 있어서 원하는 결과를 갖지 못하거나 또는 절단용 자의 불안정성을 초래하는 단점을 가지며, 이는 완전한 높이 레벨링이 이루어지지 못하도록 하며 부정확한 절단 결과를 초래한다. 이를 위해, 전술한 형상을 갖는 절단용 자는 시중에서 받아들여지지 못하였다.

또한, 종래 기술에 따른 절단용 자의 단면은 제작 비용이 매우 고가이며, 이로 인해 이러한 자를 제조하는 것은 매우 고가이다. 또한, 자동 처리, 특히 이러한 자의 단면의 자동적인 만곡은 가능하지 않거나 또는 에지의 벌징(bulging) 없이는 가능하지 않다.

따라서, 본 발명의 과제는, 한편으로는 자동적인 레벨링이 가능하도록 하고 다른 한편으로는 종래 기술의 공지된 절단용 자의 단점을 갖지 않는 절단용 자를 위한 원재료를 제공하는 것이다. 절단용 자는 요즈음 주로 기계에 의해 처리되며, 특히 구부러지기 때문에, 절단용 자의 실시예는 이러한 처리가 손상 없이 가능하다는 점이 보장되어야만 한다.

전술한 과제는, 본 발명의 특허 청구항 1에 따른 절단용 자에 의해 달성된다. 구체적으로, 전술한 과제는, 절단 에지를 갖는 스틸 밴드 및 이 절단 에지의 반대측에 있는 스틸 밴드의 후방부를 포함하는 절단용 자로서, 상기 후방부는 절단용 자의 제1 사용 중에 소성 변형되는 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 실질적으로 스틸 밴드의 두께(D)의 30 % 내지 70 %의 높이(h)를 갖는 것인 절단용 자에 의해 달성된다.

계산 및 시험에 의해, 스틸 밴드에서 돌출부의 높이 대 두께의 특정한 관계를 갖는 돌출부를 원재료의 후방부에 포함하는 원재료는, 한편으로는 절단용 자의 자동적인 높이 레벨링이 가능하도록 하며, 다른 한편으로는 절단용 자의 안정성이 악화되지 않는다는 것을 확인하였다. 이러한 절단용 자를 구비한 공구의 제1 사용 중에, 최대 부하를 받는 돌출부는 국부적인 압축 응력이 발생함에 따라 소성 변형되며, 이때 자동적인 레벨링이 이루어진다. 이상적으로, 공구의 이후 부하 사이클 동안, 동일한 압축 응력이 절단선의 각 섹션 상에서 주어진다.

바람직한 제1 실시예에 있어서, 돌출부는 실질적으로 스틸 밴드의 두께(D)의 40 % 내지 60 %의 높이(h)를 가지며, 더욱 바람직하게는 실질적으로 스틸 밴드의 두께의 50 %의 높이를 갖는다. 안정성 및 변형성에 대한 최적의 결과는, 돌출부가 실질적으로 스틸 밴드의 두께(D)의 절반의 범위에 속하는 높이(h)를 갖는 경우에 달성되었다. 더 높은 돌출부(예컨대 종래 기술에 의해 제시됨)는 다소 탄성 변형되며, 측부에 대해 제어 불가능하게 경사질 수 있거나, 또는 스틸 밴드가 캐리어 플레이트의 슬롯 내에서 경사진다.

추가적인 바람직한 실시예에 있어서, 돌출부는 스틸 밴드의 횡방향으로 후방부 내로 리세스를 밀링 처리하거나 연삭함으로써 제조되었다. 이러한 밀링 처리 또는 연삭은 바람직하게는 홈 형성용 또는 절단용 자의 단면 형상의 가공 이후에 행해진다.

본 발명의 다른 양태에 있어서, 전술한 과제는, 절단 에지를 갖는 스틸 밴드 및 이 절단 에지의 반대측에 있는 스틸 밴드의 후방부를 포함하는 절단용 자로서, 상기 후방부는 절단용 자의 제1 사용 중에 소성 변형되는 돌출부를 포함하고, 상기 돌출부는 스틸 밴드의 횡방향으로 후방부 내로 리세스를 밀링 처리하거나 또는 연삭함으로써 생성되는 것인 절단용 자에 의해 달성된다.

놀랍게도, 이러한 절단용 자의 경우 구부러지는 동안 에지는 전혀 증가되지 않으며, 각각 구부러지는 방향에 대해 횡축방향으로 리세스로 인해 후방부가 불룩해지는데, 이는 후방부 영역이 횡축방향으로 연장되는 리세스에 의해 해제(relief)되기 때문인 것으로 확인되었다. 이는, 레벨링과 관련하여, 또한 만곡된 절단용 자가 그 초기 높이로 유지되며 전체적으로 레벨링이 훨씬 덜 필요하기 때문에 장점을 갖는다. 따라서, 스틸 밴드에 대해 횡축방향으로 배치되는 리세스에 의해, 또한 돌출부의 높이는 소성 변형에 의한 자동적인 레벨링을 위해 더 작게 선택될 수 있다.

마찬가지로, 전술한 절단선과 함께, 가장 높은 부하를 받는 돌출부는, 생성된 국부적인 압력 응력에 의해, 상기 절단선을 갖는 공구의 제1 부하 중에 소성 변형되며, 이때 자동적인 레벨링이 이루어진다. 이상적으로, 절단용 자의 각각의 섹션에 대한 공구의 이후 부하 사이클 동안, 동일한 압력 응력이 인가되며, 이때 수동 레벨링은 생략될 수 있거나 또는 수동 레벨링이 이루어지더라도 단지 매우 적은 레벨링만이 이루어지게 된다.

또한, 스틸 배드에 대해 횡축방향으로 연장되는 리세스는 다른 방식으로 배치되는 리세스보다 훨씬 용이하게 그리고 훨씬 정확하게 도입될 수 있다. 본 발명에 따르면, 이들 리세스는 후방부 내로 용이하게 그리고 비용 효과적으로 연삭되거나 밀링 처리될 수 있다. 따라서, 절단선은 단지 1 mm 미만의 매우 작은 두께를 갖고 이에 따라 복잡한 후방부 형상이 기술적으로 그리고 경제적으로 형성될 수 없다는 것에 주목해야만 한다. 또한, 이들 금속 절단 유형의 처리에 의해, 이러한 처리 중에 정확하게 보장되어야만 하는 절단용 자의 원하는 높이에 있어서 아무런 변화도 일어나지 않는 것이 보장된다. 따라서, 본 발명에 따른 자기 레벨링식 절단용 자는 매우 정확하게 형성될 수 있으며, 반면에 매우 비용 효율적이다.

바람직한 실시예에 있어서, 돌출부는 실질적으로 스틸 밴드의 두께(D)의 0.5 % 내지 70 %의 높이(h)를 가지며, 더욱 바람직하게는 실질적으로 스틸 밴드의 두께의 2 % 내지 20 %의 높이를 갖고 가장 바람직하게는 스틸 밴드의 두께의 6 % 내지 10 %의 높이를 갖는다. 놀랍게도, 스틸 밴드에 대해 횡축방향으로 도입되는 리세스에 있어서, 자동적인 레벨링을 위해서는 단지 비교적 낮은 높이를 갖는 리세스만이 요구된다는 것이 확인되었다. 이로 인해 캐리어 플레이트의 슬롯 내에서 절단용 자의 안정성과 관련하여 큰 장점을 갖는 것은 물론이다.

본 발명의 다른 양태에 있어서, 전술한 과제는, 절단 에지를 갖는 스틸 밴드 및 이 절단 에지의 반대측에 있는 스틸 밴드의 후방부를 포함하는 절단용 자로서, 상기 후방부는 절단용 자의 제1 사용 중에 소성 변형될 수 있도록 표면이 탈탄소 처리되는 것인 절단용 자에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 자동적인 레벨링을 위해 요구되는, 절단용 자의 후방부의 소성 변형성은 또한 후방부의 표면 탈탄소 처리에 의해 보장될 수 있다. 이는 후방부의 일반적인 형상에 대해 행해질 수 있으며, 또한 본 발명의 다른 양태에 따른 돌출부 및 리세스를 갖는 후방부의 형상에 대해 행해질 수 있고, 각각의 효과, 특히 후방부의 소성 변형성은 증가될 수 있다.

표면 탈탄소 처리를 위해, 탄소는 확산 프로세스에 의해 후방부의 영역에서 강으로부터 취출되며, 이에 따라 용이하게 소성 변형될 수 있는, 후방부의 영역에서의 연성 제2철 미세구조가 형성된다. 탈탄소 처리와 같은 프로세스 기법 양식은, 절단용 자의 에지 영역이 높은 온도에서 환원하는 가스 대기에 있게 될 때 달성될 수 있다.

후방부 영역에서 탈탄소 처리된 이러한 절단용 자를 이용하여, 후방부 영역은 국지적인 압력 응력을 나타냄으로써 이러한 절단용 자를 구비한 도구의 초기 부하 동안 소성 변형되고, 이때 자동적인 레벨링이 이루어진다. 이상적으로, 이때 절단용 자의 각각의 섹션에서 공구의 이후 부하 사이클 동안, 동일한 압력 응력이 나타나며, 이때 수동 레벨링은 생략될 수 있거나 또는 수동 레벨링은 단지 매우 제한된 수준으로 이루어지게 된다.

바람직한 실시예에 있어서, 절단용 자의 후방부는 5 μm 내지 100 μm의 깊이로 탈탄소 처리된다.

추가적인 바람직한 실시예에 있어서, 후방부는 돌출부의 선단부를 관통하는 단면에서 라운딩 처리된다. 횡방향으로 추가로 라운딩 처리되는 후방부의 이러한 형상에 의해, 공구의 백 플레이트에서 후방부의 선형(line-shaped) 또는 점형(point-shaped) 이웃면이 형성되며, 돌출부의 소성 변형은 더욱 용이해진다. 추가적으로, 캐리어 플레이트의 슬롯 내로 절단용 자를 도입하기가 용이해진다. 마지막으로, 이러한 단면 형상은 작은 만곡 반경에서 소위 후방부 벌징의 효과를 더욱 줄여준다. 작은 반경으로 구부러지는 동안, 보통 절단용 자의 두께 및 만곡 반경에 따라 최대 0.2 mm 범위에서 절단용 자의 전체 높이(H)가 증가하는데, 이는 본 발명에 따라 방지된다.

다른 바람직한 실시예에 있어서, 돌출부의 선단부를 관통하는 단면에서 후방부는 양측에서 챔퍼링되거나 이중 오목 형상이 된다. 또한, 후방부의 이러한 형상은 후방부의 충분한 안정성을 제공하면서 소성 변형의 정확하게 정의된 측정을 용이하게 한다.

추가적인 바람직한 실시예에 있어서, 돌출부의 선단부를 관통하는 단면에서 후방부는 반원형으로 라운딩 처리되며, 이때 라운딩의 반경(r)은 스틸 밴드의 두께(D)의 절반에 상응한다. 이러한 실시예는 후방부 벌징과 관련하여 특히 바람직하며, 동시에 횡방향으로 홈 형성용 및 절단용 자의 후방부의 충분히 높은 안정성이 제공된다. 횡방향으로 라운딩 처리되는 후방부를 이용하여, 홈 형성용 또는 절단용 자 쪽으로 준 중앙 힘(quasi central force)이 나타나며, 횡축방향 힘은 방지된다. 이에 따라, 캐리어 플레이트의 슬롯 내부에서 홈 형성용 또는 절단용 자의 틸팅(tilting)은 효과적으로 예방된다.

추가적인 바람직한 실시예에 있어서, 돌출부의 일 선단부를 관통하는 길이방향 단면에서 돌출부는 오목한 플랭크(flank)를 포함한다. 더욱 바람직하게는, 길이방향 단면에서의 후방부는 원의 세그먼트, 특히 소정 반경의 반원과 같은 형상을 갖는 리세스를 포함한다. 홈 형성용 및 절단용 자의 길이 방향으로 나타나는 돌출부의 오목한, 특히 둥근 플랭크에 의해, 이들 돌출부는 위로부터 도입되는 압력 힘에 대해 진행하는 특성 곡선을 포함한다. 이는, 소성 변형을 보장하기 위해 특히 유리하며, 작은 높이차뿐만 아니라 큰 높이차에서 레벨링되는 돌출부의 탄성 변형을 보장하기 위해 특히 유리하다. 바람직하게는, 리세스의 반경은 스틸 밴드의 두께의 10 % 내지 250 %, 바람직하게는 20 % 내지 150 %, 훨씬 더 바람직하게는 실질적으로 100 %에 상응한다.

바람직하게는, 돌출부의 선단부를 관통하는 길이방향 단면에서 돌출부는 하나의 점으로 테이퍼진 선단부를 포함한다. 극단적인 경우에 있어서, 예컨대 플랜지의 반경 및 서로에 대한 돌출부의 거리는 돌출부의 뾰족한 선단부가 형성되도록 선택된다. 이에 따라, 제1 부하 이전에, 공구의 보호 플레이트와 돌출부 사이의 점형 접촉이 이루어지며, 이는 부하 인가 후에 2차원 접촉이 된다.

바람직하게는, 돌출부의 선단부를 관통하는 길이방향 단면에서 돌출부는 뭉뚝하게 테이퍼진 선단부를 포함한다. 이때, 예컨대 플랭크의 반경 및 돌출부들의 거리는, 돌출부의 뭉뚝하게 테이퍼진 선단부가 형성되도록 선택된다. 이에 따라, 제1 부하 인가 이전에, 공구의 보호 플레이트와 돌출부 사이의 선형 접촉이 형성되며, 이는 부하 인가 이후에 2차원 접촉이 된다.

바람직한 실시예에 있어서, 뭉뚝하게 테이퍼진 선단부는 스틸 밴드의 두께(D)의 1 % 내지 50 %, 바람직하게는 5 % 내지 30 %, 더욱 바람직하게는 20 %의 길이(l)를 갖는다.

바람직하게는, 그 소성 변형성을 높이기 위해 후방부는 템퍼링 처리되었고/처리되었거나 소프트 어닐링 처리되었고/처리되었거나 표면이 탈탄소 처리되었다. 템퍼링 처리에 의해, 또는 유사하게 부분적인 소프트 어닐링에 의해, 또는 표면 탈탄소 처리에 의해, 후방부의 소성 변형성은 높아지며, 이에 따라 절단 에지는 자동적인 레벨링 동안에 더욱 낮은 압축력으로 인해 유지된다.

전술한 문제는 또한 스탬핑 머신, 특히 플랫 베드 스탬핑 머신 또는 회전형 스탬핑 머신에서 전술한 절단용 자들 중 하나를 사용하는 것에 의해 해결된다.

본 발명에 따르면, 한편으로는 자동적인 레벨링이 가능하도록 하고 다른 한편으로는 종래 기술의 공지된 절단용 자의 단점을 갖지 않는 절단용 자를 위한 원재료가 제공될 수 있다.

이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면과 관련하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 절단용 자의 확대 단면도이다.
도 2는 도 3의 라인 A-A를 따라 횡방향(Q)으로 절단된 상태로 본 발명에 따른 절단용 자의 상부를 도시하는, 도 1의 상세도이다.
도 3은 도 2의 라인 B-B를 따라 길이 방향(L)으로 절단된 상태로 본 발명에 따른 절단용 또는 홈 형성용 자의 일 실시예를 도시한 측부의 상세도이다.
도 4는 도 2의 라인 B-B를 따라 길이 방향(L)으로 절단된 상태로 본 발명에 따른 절단용 또는 홈 형성용 자의 추가적인 실시예를 도시한 상세도이다.
도 5는 양측에서 후방부의 경사진 형상을 갖는, 횡방향(Q)으로 절단된 상태인 본 발명에 따른 절단용 자의 상부의 상세도이다.
도 6은 후방부의 이중 오목 형상을 갖는, 횡방향(Q)으로 절단된 상태에서의 본 발명에 따른 절단용 자의 상부의 상세도이다.
도 7은 본 발명에 따른 절단용 자의 추가적인 실시예의 측면도(좌측) 및 횡방향으로의 절개도(우측)를 조합한 도면이다.
도 8 및 도 9는, 본 발명에 따른 절단용 자의 길이 방향으로 절단된 후방부 부분의 미시적인 상세도이다.

이하에서는, 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 절단용 자(1)의 제1 실시예를 도시한 것이다. 절단용 자(1)는 대략 8 내지 100 mm 범위의 높이(H), 0.45 mm(1.3 pt) 내지 2.13 mm(6 pt) 범위의 두께(D), 임의의 길이 및 절단 에지(20)를 갖는 평평한 스틸 밴드(10)를 주요 구성으로 한다. 절단용 자의 특수한 기하학적 형상 - 전술한 바와 같음 - 은 다른 에지 형상(20)를 가지며, 이는 또한 본 발명의 대상이다.

절단 에지(20)의 반대측에, 각각의 절단용 자(1)에 대한 스틸 밴드(10)의 후방부(30)가 존재하며, 이 후방부는 바람직한 실시예에서는 라운딩 처리되어 있다. 도시된 실시예에 있어서, 후방부(30)는 반원형으로 라운딩 처리되어 있으며, 스틸 밴드(10)의 두께(D)의 실질적으로 절반에 대응하는 라운딩 반경(r)을 갖는다.

도 2에는, 후방부(30)의 영역을 관통하는 단면이 상세하게 도시되어 있다. 이때, 후방부 영역(30)의 단면에서 특히 반원형 라운딩이 특별히 상세하게 도시되어 있다. 후방부 영역(30)의 라운딩은 절단 에지 영역(20)의 패시트(facets)와 유사하게 스틸 밴드(10)의 연삭 또는 스크래핑(scraping)에 의해 형성된다.

도 3은 스틸 밴드의 후방부 영역을 측면도로 도시한 것이다. 후방부는, 후방부 내로 연삭된 리세스(36)에 형성된 돌출부(32)를 포함한다는 것에 주목할 수 있다. 도 3의 바람직한 실시예에서, 길이방향 단면에서의 후방부는, 반경이 R₁인 반원형 리세스(36)를 포함한다. 일 실시예에서 반경(R₁)은 스틸 밴드(10)의 두께(D)의 절반의 범위일 수 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 다른 실시예에 있어서, 후방부(30)는 그 단면에 있어서 양측에서 테이퍼져 있거나 또는 이중 오목 형상이다.

리세스(36)들 사이의 거리는, 돌출부(32)의 뭉뚝한 테이퍼진 선단부(34)가 형성되고 이에 따라 길이가 l이 되도록 선택되었다. 바람직하게는, 길이(l)는 스틸 밴드(10)의 두께(D)의 1 % 내지 20 %이며, 일 실시예에서 이 길이는 0.05 내지 0.15 mm, 바람직하게는 0.08 mm 내지 0.13 mm, 특히 바람직하게는 0.11 mm이다.

도 3에 도시된 실시예에 있어서, 높이(h)는 대략 0.35 mm이며, 이에 따라 0.71 mm인 스틸 밴드(10)의 두께(D)의 대략 50 %이다.

도 4에는, 절단용 자를 위한 원재료(1)의 후방부 영역의 다른 바람직한 실시예가 도시되어 있다. 이 실시예에서는, 도 3의 리세스(36)의 반경(R₁)보다 큰 반경(R₂)이 선택되었다. 이에 따라, 돌출부(32)의 뾰족한 테이퍼진 선단부(34)가 형성되며, 돌출부(32)의 높이(h)는 더 작아진다. 반경(R₂)은 바람직하게는 스틸 밴드(10)의 두께(D)의 범위 내에 있을 수 있다. 바람직하게는, 반경(R₂)은 스틸 밴드(10)의 두께(D)의 50 % 내지 150 %, 더욱 바람직하게는 실질적으로 100 %에 해당한다.

본 발명에 따른 홈 형성용 또는 절단용 자로서 원재료(1)의 제1 사용 중에, 스틸 밴드(10)의 후방부 영역(30)이 변형된다. 홈 형성용 또는 절단용 자의 고부하 영역에서, 스틸 밴드(10)는 초기에 탄성 변형되고, 탄성 한계를 초과하면 또한 소성 변형되며, 특히 압축 하중이 가장 큰 영역에서 우선 소성 변형된다. 본 발명에 따른 원재료(1)에 있어서, 최대 부하 영역은 돌출부(32)의 선단부(34)이다. 돌출부(32)는 이에 따라 초기에는 탄성 스프링으로서 작용한다. 이러한 국부적인 영역에서 탄성 한계를 초과하는 동안, 돌출부는 소성 변형되고, 즉 돌출부는 소성 방식으로 압축되며, 이에 따라 자동적인 레벨링을 제공한다. 높이의 이러한 소성 변화는 변형 후의 높이 h_V로 도 3에 도시되어 있다. 돌출부(34)가 압축되는 동안, 뭉뚝한 선단부의 길이는 또한 l에서 l_V로 증가한다.

이는 도 4의 실시예에 따른 홈 형성용 및 절단용 자에 대해서도 동일하게 적용된다. 제1 사용 중에, 돌출부(32)는 그 선단부에서 소성 변형되며, 이에 따라 돌출부는 더욱 평평해지고 변형 후에 높이는 h_V 가 되며 길이가 l_V인 뭉뚝한 테이퍼진 선단부를 갖는다.

홈 형성용 및 절단용 자의 길이 방향으로 바람직한 오목 플랜지(38)에 의해 그리고 돌출부(32)의 - 횡방향으로 - 각각 볼록한 반원형 플랭크(39)에 의해, 진행하는 힘 경로 특성 곡선이 형성되며, 이에 의해 넓은 범위에 걸쳐 레벨링이 가능해지고, 그럼에도 불구하고 완벽한 절단 또는 홈 형성 결과를 보장하기 위해 요구되는 안정성을 제공한다.

이는, 특히, 홈 형성용 또는 절단용 자가 구부러지거나 접혀야만 하는 경우 만곡부의 반경 영역에 있어서 참이다. 특히 이러한 영역에서는 후방부 벌징의 효과가 더 적게 나타나며, 이는 상기 영역에서의 압력 증가를 초래한다.

연삭된 또는 밀링 처리된 리세스에 의해, 스탬핑 머신의 백 플레이트와 후방부(30) 사이의 접촉면은 더욱 작아지며, 이때 후방부의 공통 형상에 비해 접촉 응력은 크게 증가한다. 이에 따라, 제1 사용 중에 - 최대 부하를 받는 - 선단부(34)에서 이러한 높은 접촉 응력이 발생하는 것이 보장되며, 이는 스틸 밴드(10)의 소성 변형 없이 그리고 특히 절단 에지 혹은 홈 형성 에지(20)의 소성 변형 없이 이 영역에서 소성 변형을 유발한다. 이에 따라, 스틸 밴드(10)의 높이(H)는 감소되며, 이에 대응하여 절단용 자의 자동적인 레벨링이 이루어진다.

게다가, 단면에서의 후방부의 라운딩에 의해, 홈 형성용 또는 절단용 자는 레이저로 제조되는 캐리어 플레이트에서의 슬롯 내로 쉽게 도입될 수 있다.

다른 후방부 형상도 또한 구상 가능하며, 이러한 형상은 그 단면에서 소성 저항의 진행을 더욱 증가시키는 똑바른 외형 또는 오목한 외형이 형성된 영역을 가질 수 있다.

도 7은 돌출부의 높이(h)가 도 3의 실시예에서의 높이보다 낮은, 절단용 자(1)의 후방부(30)의 추가적인 바람직한 실시예를 도시한 것이다. 특히, 이러한 실시예는 그 단면에서 반경 r로 라운딩 처리된 후방부를 도시하는데, 이 반경(r)은 절단용 자(1)의 두께(D)의 절반에 해당한다.

도 7의 우측 부분에서의 점선(33)은, 리세스(36) 및 돌출부(32)가 단지 후방부(30)의 라운딩 처리된 영역의 상부에 위치할 뿐이라는 것을 나타낸다.

이러한 실시예에서는, 2개의 샘플이 형성되었으며, 이는 스탬핑 머신에서 사용되는 동안 충분한 자기 레벨링 효과를 나타내었다. 절단용 자의 치수는 다음과 같았다.

	샘플 I	샘플 Ⅱ
D	0.71 mm	0.71 mm
r	0.35 mm	0.35 mm
t	45 ㎛	75 ㎛
b	345 ㎛	485 ㎛
l	145 ㎛	5 ㎛

도 8에는 도 7의 라인 C-C를 따르는 샘플 I의 미시적인 단면도가 도시되어 있다. 도 9에는 도 7의 라인 C-C를 따르는 샘플 Ⅱ의 미시적인 단면도가 도시되어 있다. 횡방향(Q)으로의 미시적인 스크래치에 의해, 리세스(36)는 얇은 연삭 플레이트(연삭 플레이트의 두께는 대략 0.5 mm임)에 의해 연삭되어 있다는 것을 알 수 있다.

후방부(30)의 소성 변형성을 증가시키기 위해, 후방부는 원재료(1)의 경화 단계 이후에 템퍼링 처리되거나 또는 심지어 부분적으로 소프트 어닐링 처리된다.

전술한 실시예에 대한 대안으로 또는 전술한 실시예에 추가적으로, 자동적인 레벨링은 또한 그 후방부가 5 μm 내지 100 μm의 깊이로 표면이 탈탄소 처리된 것인 절단용 자에 의해 이루어질 수 있다. 표면이 탈탄소 처리된 후방부 영역의 제2철 재료는 비교적 연성이며, 쉽게 소성 변형되고, 이는 다시 전술한 절단용 자의 제1 사용 중에 자동적인 레벨링을 초래한다. 가능한 최대 레벨링은 표면 탈탄소 처리의 깊이를 통해 조정될 수 있으며, 이에 따라 절단용 자는 다양한 용도의 경우에 적합하게 될 수 있다.

물론, 소성 변형성을 더욱 증가시키기 위해 후방부에 돌출부 및 리세스를 갖춘 후방부 영역에서 전술한 절단용 자를 추가로 표면 탈탄소 처리하는 것도 또한 가능하다.

이러한 절단용 자는 스탬핑 머신에서 사용될 수 있으며, 구체적으로 플랫 베드 스탬핑 머신에서 또는 회전형 스탬핑 머신에서 사용될 수 있다. 후방부(30)의 돌출부(32)의 특정 구조 및 치수에 따라, 스탬핑 공구를 위한 절단용 자(1)가 마련되며, 이는 우선 실제로 사용 가능하고 시간 및 비용 소모적인 수동 레벨링에 대한 노력을 현저하게 절감해준다.

바람직하게는, 원재료(1)는 공구강으로 이루어지며, 단일 면 패시트(CF)를 갖는 중앙 절단 에지를 포함한다. 다른 절단 에지 형상 및 패시트 형상도 또한 가능하다. 보통의 절단 에지 각도는 30 도 내지 60 도의 범위이다. 패시트는 스크래핑 처리되거나 또는 연삭되며, 절단 에지는 일반적인 방식으로 경화된 CF 또는 HF이었다.

D : 두께
h : 높이
Q : 횡축방향
R₁, R₂ : 반경
1 : 절단용 자
10 : 스틸 밴드
20 : 절단 에지
30 : 후방부
32 : 돌출부
34 : 선단부
36 : 리세스
38 : 플랭크

Claims (15)

1. 절단용 자(1)로서,
   절단 에지(20)를 갖는 스틸 밴드(10) 및
   절단 에지(20)의 반대측에 있는, 스틸 밴드의 후방부(30)
   를 포함하며, 상기 후방부(30)는 돌출부(32)를 포함하고, 이 돌출부는 절단용 자(1)의 제1 사용 중에 소성 변형될 수 있으며, 상기 돌출부(32)는 스틸 밴드(10)의 횡방향(Q)으로 배치되고, 상기 돌출부(32)는 실질적으로 스틸 밴드(10)의 두께(D)의 2 % 내지 20 %인 높이(h)를 가지며, 상기 돌출부(32)는 스틸 밴드(10)의 횡방향(Q)으로 후방부(30) 내로 리세스(36)를 형성함으로써 마련되어, 각각 돌출부(32)의 선단부(34)가 형성되도록 하는 것인 절단용 자.
2. 제1항에 있어서, 상기 돌출부(32)는 실질적으로 스틸 밴드(10)의 두께(D)의 6 % 내지 10 %의 높이(h)를 갖는 것인 절단용 자.
3. 제1항에 있어서, 상기 후방부(30)는 절단용 자(1)의 제1 사용 중에 소성 변형될 수 있도록 표면이 탈탄소 처리되는 것인 절단용 자.
4. 제3항에 있어서, 상기 후방부(30)는 최대 5 μm 내지 100 μm의 깊이로 표면이 탈탄소 처리되는 것인 절단용 자.
5. 제1항에 있어서, 상기 후방부(30)는 돌출부(32)의 선단부(34)를 관통하는 단면에서 라운딩 처리되거나, 또는 상기 후방부(30)는 돌출부(32)의 선단부(34)를 관통하는 단면에 있어서 양측에서 챔퍼링되거나 또는 이중 오목 형상인 것인 절단용 자.
6. 제1항에 있어서, 상기 후방부(30)는 돌출부(32)의 선단부(34)를 관통하는 단면에서 반원형으로 라운딩 처리되며, 라운딩 반경(r)은 실질적으로 스틸 밴드(10)의 두께(D)의 절반에 해당하는 것인 절단용 자.
7. 제1항에 있어서, 상기 돌출부(32)는 돌출부(32)의 선단부(34)를 관통하는 길이방향 단면에서 오목한 플랭크(flank)(38)를 포함하는 것인 절단용 자.
8. 제1항에 있어서, 길이방향 단면에서 원의 일부와 유사하게 리세스(36)가 형성되는 것인 절단용 자.
9. 제8항에 있어서, 상기 리세스(36)의 반경(R₂)은 스틸 밴드(10)의 두께(D)의 10 % 내지 250 %에 해당하는 것인 절단용 자.
10. 제1항에 있어서, 상기 돌출부(32)는 돌출부(32)의 선단부(34)를 관통하는 길이방향 단면에서 뾰족한 테이퍼진 선단부(34) 또는 스틸 밴드(10)의 두께(D)의 1 % 내지 50 %의 길이(l)를 갖는 뭉뚝한 테이퍼진 선단부(34)를 포함하는 것인 절단용 자.
11. 제1항에 있어서, 상기 후방부(30)는, 소성 변형성을 증가시키기 위해 템퍼링 처리되거나 소프트 어닐링 처리되거나 표면이 탈탄소 처리되는 것인 절단용 자.
12. 제1항에 있어서, 상기 절단용 자(1)는 스탬핑 머신에서 사용되는 것인 절단용 자.
    
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