KR101488328B1

KR101488328B1 - 가공물 성형장치

Info

Publication number: KR101488328B1
Application number: KR20120037729A
Authority: KR
Inventors: 강태인; 김용수
Original assignee: 강태인; 김용수
Priority date: 2012-04-12
Filing date: 2012-04-12
Publication date: 2015-02-02
Also published as: KR20130115448A

Abstract

본 발명은 가공물 성형장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가공물 예컨대, 전기자동차ㆍ하이브리드자동차ㆍ플러그인 하이브리드자동차ㆍ태양전지ㆍ전동공구 등에 적용되는 중대형 리튬이온 2차전지용 터미널 플레이트 또는 마이크로스피커ㆍ리시버ㆍ버저 등과 같은 전자음향변환기용 요크를 단조공법으로 성형하되, 가공물 및 성형장치의 성형가공에 따른 이동경로가 최단거리에서 이루어지도록 하는 가공물 성형장치에 관한 것이다.
본 발명은 부피체로 이루어진 가공물을 여러 번에 걸쳐 가압하면서 사전에 설계된 형상으로 성형하는 가공물 성형장치에 있어서, 가공물(1)을 파지하여 초기가공위치로 공급하는 가공물공급부(110); 공급된 가공물(1)을 고정금형1(120) 측으로 가압하여 1차 성형하는 가압금형1(130); 가압금형1(130)과 이동/가압 동작을 연동하면서, 1차 성형 후 고정금형1(120)에 위치한 가공물(1)을 가압하여 2차 성형하되, 2차 성형된 가공물(1)을 인출하여 고정금형2(140)로 이동시키면서 가압하여 3차 성형하는 가압금형2(150); 가압금형1,2(130)(150)와 이동/가압 동작을 연동하면서, 3차 성형 후 고정금형2(140)에 위치한 가공물(1)을 고정금형2(140) 내측으로 드라이브인(Drive-in)하면서 가압하여, 가공물(1)의 불필요한 외곽테두리 부분(완성품으로 사전에 설계된 규격 이외의 부분)을 트리밍하되, 절단된 자투리 부분을 고정금형2(140) 위치로부터 이격시킨 후 탈리시킴으로써, 고정금형2(140)에 의해 배출되는 완성품(1')과 자동 분리시키는 트리머(160);를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명은 가공물(1) 및 성형장치의 성형가공에 따른 이동경로가 최단거리에서 이루어지도록 함과 동시에 가공물(1)의 이동횟수를 최소화함으로써, 가공물(1)을 사전에 설계된 형상으로 성형함에 있어 생산성 향상 효과를 얻는다. 또한, 본 발명은 트리머(160)가 고정금형(2) 내측으로 드라이브인 하면서 가공물(1) 전체면을 감싼 상태로 트리밍이 이루어지도록 함으로써, 트리밍되는 부분에 Burr(절단 부위의 끝말림) 또는 파단면이 발생되는 것을 방지하는 효과를 얻는다. 또한, 본 발명은 트리밍 후, 절단된 자투리부분은 트리머(160)가 고정금형(2) 위치로부터 이격시킨 후 배출시키고, 규격에 맞게 트리밍된 완성품(1')은 고정금형2(140)가 배출시켜 자동 분리가 이루어지도록 함으로써, 차후 완성품(1')을 선별하는 번거로운 작업이 불필요하게 되며, 이를 통해 공정의 간소화를 유도하고 작업성을 행상시키는 효과를 얻는다.

Description

가공물 성형장치{MOLDING APPARATUS FOR PROCESSED GOODS}

본 발명은 가공물 성형장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가공물 예컨대, 전기자동차ㆍ하이브리드자동차ㆍ플러그인 하이브리드자동차ㆍ태양전지ㆍ전동공구 등에 적용되는 중대형 리튬이온 2차전지용 터미널 플레이트 또는 마이크로스피커ㆍ리시버ㆍ버저 등과 같은 전자음향변환기용 요크를 단조공법으로 성형하되, 가공물 및 성형장치의 성형가공에 따른 이동경로가 최단거리에서 이루어지도록 하는 가공물 성형장치에 관한 것이다.

환경규제가 엄격해짐에 따라 자동차 시장의 미래 경쟁력은 환경자동차 개발에 달려있다. 이미 1990년대부터 달구어지기 시작한 환경자동차에 대한 관심은 하이브리드 자동차(Hybrid car)라는 이름으로 제일 먼저 상용화되어 개발되었다.

더욱이, 최근 고유가 및 환경 문제 등으로 인해 친환경자동차에 대한 관심이 증폭되고 있어, 상기 하이브리드 자동차(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 시장이 매년 60% 이상의 고성장을 이루고 있고, 앞으로도 친환경차의 시장 구매력은 더욱 증가할 것으로 예측된다.

"잡종, 혼혈"이라는 Hybrid의 뜻처럼 하이브리드 자동차는 내연기관과 전기모터를 함께 장착한 복합차량으로서, 전기모터로 시동을 건 이후 일정한 속도가 붙을 때까지의 저속주행은 전기모터가 맡고 가속 시에는 엔진이 가동되고 전기모터가 보조동력으로 작동되어 가속성을 증가시키고, 감속할 때에는 자동차가 가던 힘으로 발전기를 돌려 차량의 운동에너지가 전기에너지로 전환되어 배터리에 저장되게 된다.

그리고, 배터리에 충전된 전기의 힘으로 모터를 구동시켜 주행하는 전기자동차(전용)도 개발된 상태이다.

상기와 같은 하이브리드 자동차 및 전기자동차에 탑재되는 배터리는 양의 전극과 음의 전극에 발생되는 전기분해를 통해 전기를 얻어 충전하는 전지이다. 즉, 양이온과 음이온을 포함하고 있는 용액에 양극(구리)과 음극(알루미늄)의 2개의 전극이 서로 떨어져 있는 상태로 잠겨 있는 장치인 리튬이온 2차 전지이다.

이때, 변형이 일어나는 물질은 전극일(활물질) 수도 있고, 용액의 성분일 수도 있으며, 용액 속으로 용해될 수도 있다. 전류(즉 전자)는 음극으로 들어가고, 용액 속에 있는 양전하를 띠고 있는 물질은 이 전극으로 이동, 전자와 결합하여 중성인 원소 또는 분자로 된다. 용액에서 음전하를 띠고 있는 성분은 양극으로 이동해 전자를 잃고 중성인 원소나 분자로 바뀐다. 만약 변화되는 물질이 전극이면 일반적으로 전극이 전자를 잃고 용액 속으로 용해되는 반응이 일어난다.

여기서, 상기 양의 전극과 음의 전극은 배터리의 캔(하우징) 개방부를 차단하는 캡 플레이트에 나사부 고정되는 터미널에 레이저 용접되어 캔 내부에 수용된다.

이때, 상기 터미널은 일측 면에 양 전극이 끼워져 고정되는 연결단자가 동일체로 마련되고, 타측 면에는 너트와 결합되어 캔에 고정시키는 한편, 외부의 전선과 연결되는 단부를 제공하는 나사부가 동일체로 마련된다. 이때, 상기 양 전극과 터미널의 연결단자 부분은 레이저 용접을 통해 결합된다.

상기와 같은 배터리 터미널은 별도의 배터리 터미널 플레이트에 조립되어 사용되어지는데, 종래 배터리 터미널 플레이트의 제조방법으로는 부피체로 이루어진 가공물(피가공재료)을 여러 개의 프레스기로 옮겨가면서 다수 번의 프레스 가공을 통해 기본적인 형태로 성형한 후(프레스/단조가공), 불필요한 부분을 잘라내고(트리밍가공), 표면을 가공하여 마무리한다.

그러나, 이러한 종래 배터리 터미널 플레이트 제조방법은 가공물을 여러 개의 프레스기로 옮겨가면서 가공을 하게 되므로, 가공물은 몰론, 성형가공장치의 이동경로가 길어져 생산성이 낮은 문제점이 있다.

또한, 종래 프레스 성형가공의 경우에는 성형가공도중 가공물로부터 금속 제품을 만들 때에 생기는 금속 부스러기나 제품의 폐물인 쇠 부스러기인 스크랩 발생이 높고, 파단면이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 가공물 자체의 부피가 큰 경우, 프레스 과정에서 프레스기 사이로 오버플로우되어 불필요한 자투리 부분이 발생하게 되는 문제점이 있으며, 이를 제거하기 위해 별도의 바렐작업(육각함체에 표면의 불필요한 부분을 절삭하고자 하는 제품 30%와 돌 50% 및 물 20%를 넣고 고속 회전시켜 절삭을 요하는 제품 표면의 불필요한 부분을 제거하도록 하는 작업)을 통한 절삭 단계와, 표면을 세척하여 매끄럽게 정리하는 표면 마무리 단계를 거쳐야 하므로, 제조 과정이 길어져 결과적으로 제조시간 및 제조단가를 상승시키는 문제점이 있다.

또한, 종래 배터리 터미널 플레이트 제조장치 및 방법으로 제조된 배터리 터미널 플레이트는 그 크기가 일정치 않고 표면이 거칠게 되므로, 표면 코팅이 불완전하게 되어, 이를 이용하여 배터리 부품을 접속시키거나 고정할 경우, 제품 특성에 영향을 주어 제품의 질을 떨어뜨리고 불량률을 높이게 되는 원인을 제공하게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 가공물 예컨대, 전기자동차ㆍ하이브리드자동차ㆍ플러그인 하이브리드자동차ㆍ태양전지ㆍ전동공구 등에 적용되는 중대형 리튬이온 2차전지용 터미널 플레이트 또는 마이크로스피커ㆍ리시버ㆍ버저 등과 같은 전자음향변환기용 요크를 단조공법으로 성형하되, 가공물 및 성형장치의 성형가공에 따른 이동경로가 최단거리에서 이루어지도록 하는 가공물 성형장치를 제공하는데 목적을 두고 있다.

상기와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은 부피체로 이루어진 가공물을 여러 번에 걸쳐 가압하면서 사전에 설계된 형상으로 성형하는 가공물 성형장치에 있어서, 가공물(1)을 파지하여 초기가공위치로 공급하는 가공물공급부(110); 공급된 가공물(1)을 고정금형1(120) 측으로 이동시키면서 가압하여 1차 성형하는 가압금형1(130); 가압금형1(130)과 이동/가압 동작을 연동하면서, 1차 성형 후 고정금형1(120)에 위치한 가공물(1)을 가압하여 2차 성형하되, 2차 성형된 가공물(1)을 인출하여 고정금형2(140) 측으로 이동시키면서 가압하여 3차 성형하는 가압금형2(150); 가압금형1,2(130)(150)와 이동/가압 동작을 연동하면서, 3차 성형 후 고정금형2(140)에 위치한 가공물(1)을 고정금형2(140) 내측으로 드라이브인(Drive-in)하면서 가압하여, 가공물(1)의 불필요한 외곽테두리 부분(완성품으로 사전에 설계된 규격 이외의 부분)을 트리밍하되, 절단된 자투리 부분을 고정금형2(140) 위치로부터 이격시킨 후 탈리시킴으로써, 고정금형2(140)에 의해 배출되는 완성품(1')과 자동 분리시키는 트리머(160);를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

상기와 같은 과제해결수단에 의한 본 발명은 가공물(1) 및 성형장치의 성형가공에 따른 이동경로가 최단거리에서 이루어지도록 함과 동시에 가공물(1)의 이동횟수를 최소화함으로써, 가공물(1)을 사전에 설계된 형상으로 성형함에 있어 생산성 향상 효과를 얻는다.

또한, 본 발명은 트리머(160)가 고정금형(2) 내측으로 드라이브인 하면서 가공물(1) 전체면을 감싼 상태로 트리밍이 이루어지도록 함으로써, 트리밍되는 부분에 Burr(절단 부위의 끝말림) 또는 파단면이 발생되는 것을 방지하는 효과를 얻는다.

또한, 본 발명은 트리밍 후, 절단된 자투리부분은 트리머(160)가 고정금형(2) 위치로부터 이격시킨 후 배출시키고, 규격에 맞게 트리밍된 완성품(1')은 고정금형2(140)가 배출시켜 자동 분리가 이루어지도록 함으로써, 차후 완성품(1')을 선별하는 번거로운 작업이 불필요하게 되며, 이를 통해 공정의 간소화를 유도하고 작업성을 향상시키는 효과를 얻는다.

도 1,2는 본 발명의 실시예에 따른 가공물 공급상태를 도시한 단면도.
도 3,4는 본 발명의 실시예에 따른 1차 성형상태를 도시한 단면도.
도 5,6,7은 본 발명의 실시예에 따른 2차 성형상태를 도시한 단면도.
도 8,9,10은 본 발명의 실시예에 따른 3차 성형상태 및 다음 가공물의 공급상태를 도시한 단면도.
도 11,12,13은 본 발명의 실시예에 따른 트리밍상태 및 트리밍 후 자투리 부분과 완성품을 분리 배출시키는 상태를 도시한 단면도.

상기와 같이 제시하는 첨부 도면을 참고로 하여 본 발명의 구성을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 첨부 도면 도 1에 도시된 바와 같이, 부피체로 이루어진 가공물을 여러 번에 걸쳐 가압하면서 사전에 설계된 형상으로 성형하는 가공물 성형장치에 있어서, 가공물(1)을 파지하여 초기가공위치로 공급하는 가공물공급부(110); 공급된 가공물(1)을 고정금형1(120) 측으로 이동시키면서 가압하여 1차 성형하는 가압금형1(130); 가압금형1(130)과 이동/가압 동작을 연동하면서, 1차 성형 후 고정금형1(120)에 위치한 가공물(1)을 가압하여 2차 성형하되, 2차 성형된 가공물(1)을 인출하여 고정금형2(140) 측으로 이동시키면서 가압하여 3차 성형하는 가압금형2(150); 가압금형1,2(130)(150)와 이동/가압 동작을 연동하면서, 3차 성형 후 고정금형2(140)에 위치한 가공물(1)을 고정금형2(140) 내측으로 드라이브인(Drive-in)하면서 가압하여, 가공물(1)의 불필요한 외곽테두리 부분(완성품으로 사전에 설계된 규격 이외의 부분)을 트리밍하되, 절단된 자투리 부분을 고정금형2(140) 위치로부터 이격시킨 후 탈리시킴으로써, 고정금형2(140)에 의해 배출되는 완성품(1')과 자동 분리시키는 트리머(160);를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 본 발명 중 상기 가공물공급부(110)는 연속공급되는 가공물(1)을 파지한 그립(111)이 실린더(113)의 피스톤 동작에 의해 1차 가공위치로 이송시키는 것일 수 있으며, 상기 가압금형1(130)이 고정금형1(120) 방향으로 가공물(1)을 가압하는 시점에도 가공물(1)의 파지 상태를 유지하고, 성형 완료 후 인출되는 가공물(1)을 다시 파지하는 구멍이 형성된 블록형태(도 1의 인출된 좌측 도면)일 수도 있고, 집게 형태로 이루어져 상기 가압금형1(130)이 고정금형1(120) 방향으로 가공물(1)을 가압하는 시점에 파지상태를 해제한 후 원위치로 귀환하는 것일 수 있다.

이때, 상기 가공물(1)은 와이어 형태로 연속 공급되는 것일 수도 있고, 사전에 설정된 사이즈로 절단된 것일 수도 있다.

상기에서, 가공물(1)이 와이어 형태일 경우, 가공물(1)이 그립(111)을 관통한 상태에서 그립(111)이 1차 가공위치로 이송하는 과정에서 지지구(112)와 어긋나면서 자동으로 절단되는 것일 수 있다.

또한, 상기 그립(111)은 상기 실린더의 피스톤 또는 모터에 의해 회전하는 피니언과 피니언과 치합되어 직선 왕복 운동하는 래크기어와 같은 공급구동수단(113)의 선단부에 마련된 고정블록에 힌지 결합된 집게형태의 파지수단일 수도 있으며, 상기 그립(111)의 파지 부위 타측 양단을 작동링크로 밀거나 당겨서 파지/해제동작시키는 그립구동수단(114)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 그립구동수단(114)은 파지/해제시키는 작동간 및 모터에 의해 회전하는 피니언과 피니언에 치합되어 직선운동하는 래크기어로 이루어진 구동체를 포함하여 이루어질 수 있다.

한편, 본 발명 중 상기 고정금형1(120)은 상기 가공물(1)의 1차 성형이 이루어지는 위치를 제공하는 성형틀1(121); 실린더의 피스톤 동작에 의해 상기 성형틀1(121)을 관통하여 가공물(1)을 밀어서 인출시키는 고정측인출핀1(122)이 마련될 수 있다.

또 한편, 본 발명 중 상기 고정금형2(140)는 고정금형1(120) 일측에 간격을 두고 위치하는 고정된 금형으로서, 상기 가공물(1)의 2,3차 성형 및 트리밍이 이루어지는 위치를 제공하는 성형틀2(141); 트리밍시 트리머(160)의 가압에 의해 가공물(1)이 성형틀2(141) 내측으로 드라이브인 되어지도록 내측으로 밀려 들어가고, 트리머(160)의 가압력이 해제되면 스프링의 탄발에 의해 원위치로 귀환하는 성형틀3(142); 실린더의 피스톤 동작에 의해 상기 성형틀3(142)을 관통하여 완성품(1')을 밀어서 인출시키는 고정측인출핀2(143)가 마련될 수 있다.

또 한편, 본 발명 중 상기 가압금형1(130)은 고정금형들과 간격을 두고 평행하게 마련되면서 가압구동수단(171)에서 제공하는 구동력에 의해 직선 왕복 운동하는 가압블록(172)에 고정되는 외측금형1(131); 상기 외측금형1(131)에 인서트되어 스프링의 반발력에 의해 외측금형1(131) 일측으로 부분 돌출된 가압성형틀1(132); 상기 가압블록(172)의 타측에 마련된 실린더(133)의 피스톤 동작에 의해 상기 외측금형1(131)과 가압성형틀1(132)의 중앙을 관통하여 돌출되면서, 가압성형틀1(132)로부터 가공물(1)을 밀어서 인출시키는 가압측인출핀1(134);를 포함하여 구성될 수 있다.

이때, 상기 가압성형틀1(132)은 가공물(1)을 가공이 용이한 반구 형태로 1차 단조 성형시키는 부위를 제공하는 것일 수 있다.

또 한편, 본 발명 중 상기 가압금형2(150)는 가압금형1(130)의 일측 가압블록(172)에 간격을 두고 고정되는 외측금형2(151); 상기 외측금형2(151)의 선단부에 마련되어, 2차 및 3차 단조 성형시키는 부위를 제공하는 가압성형틀2(152); 상기 가압블록(172)의 타측에 마련된 실린더(153)의 피스톤 동작에 의해 상기 외측금형2(151)와 가압성형틀2(152)의 중앙을 관통하여 돌출되면서, 가압성형틀2(152)로부터 가공물(1)을 밀어서 인출시키는 가압측인출핀2(154);를 포함하여 구성될 수 있다.

또 한편, 본 발명 중 상기 트리머(160)는 가압금형2(150)의 일측 가압블록(172)에 간격을 두고 고정되는 본체(161); 상기 본체(161)에 인서트되어 선단부가 부분 돌출된 트림헤드(162); 상기 가압블록(172)의 타측에 마련된 실린더(163)의 피스톤 동작에 의해 상기 트림헤드(162) 표면을 따라 진퇴하면서 트리밍된 자투리 부분을 밀어서 이탈시키는 자투리제거부재(164);을 포함하여 구성될 수 있다.

상기에서 가압금형1(130), 가압금형2(150), 트리머(160)는 가압구동수단(171)에서 제공하는 직선 왕복 운동력에 의해 움직이는 가압블록(172)에 간격을 두고 나란히 고정되고, 상기 가압구동수단(171)은 자신의 직선 왕복 운동 방향과 직각 방향으로 직선 왕복 운동력을 제공하는 이송구동수단(173)에 의해 움직이는 이송블록(174)에 고정된 것일 수 있다.

상기, 가압구동수단(171)과 이송구동수단(173)은 실시예적으로 피스톤 운동하는 실린더일 수 있으나, 이 외에 모터에 의해 회전하는 피니언과 피니언의 회전에 의해 직선 왕복 운동하는 랙크기어일 수도 있으며, 그밖에 직선 왕복 운동하는 구동장치이면 만족한다.

또한, 상기 이송구동수단(173)의 이송 운동 범위는 상기 가압금형1(130)은 고정금형1(120)과 고정금형1(120)의 일측 자유공간 사이에서 왕복, 상기 가압금형2(150)는 고정금형2(140)와 고정금형1(120) 사이에서 왕복, 상기 트리머(160)는 고정금형2(140)의 일측 자유공간과 고정금형2(140) 사이에서 왕복하는 범위일 수 있다.

이와 같이 되는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 첨부 도면 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 가공물공급부(110)의 지지구(112)와 그립(111) 사이로 가공물(1)이 공급되어, 스토퍼에 의해 정지(감지 센서가 마련됨)되면, 공급구동수단(113) 예컨대, 실린더가 그립(111)을 밀어서 1차 성형위치로 이동시킨다. 즉, 상기 그립(111)과 지지구(112)가 어긋나게 되면, 그립(111)에 파지된 가공물(1)이 절단(지지구(112)와의 경계 부분이 절단)되면서 이동하게 된다. 이와 같이 그립(111)이 이동하여, 가공물(1)이 고정금형1(120)의 성형 위치에 도달하면, 센서 감지에 의해 공급구동수단(113)이 정지한다.

이와 동시에, 첨부 도면 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 가압구동수단(171)이 동작하여 가압블록(172)을 고정금형 방향으로 이동시키고 원위치로 귀환하게 되는데, 이때 가압금형1(130)과 가압금형2(150) 및 트리머(160) 전체 역시 고정금형 방향으로 프레싱 동작 후 원위치로 귀환하게 되며, 이때, 고정금형1(120)과 가압금형1(130) 사이에 위치한 가공물(1)이 고정금형1(120)과 가압금형1(130)에 마련된 소정의 공간 내에서 단조 성형이 이루어진다.

이때, 상기 가압금형1(130)이 원위치로 이동하는 과정에서 상기 가압금형1(130)에 포함된 상기 실린더(133)에 의해 가압측인출핀1(134)이 가압성형틀1(132) 선단부로 돌출되면서 고정금형1(120)로 가공물(1)을 밀어서 고정시킨다.

상기에서, 가압금형1(130)의 선단부는 반구 형상으로 이루어지고, 고정금형1(120)은 원통형 또는 다각형의 핀 형태로 이루어져 그 형태에 의해 성형 가공된다.

다음으로, 첨부 도면 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 이송구동수단(173)이 동작하여, 상기 가압금형2(150)를 고정금형2(140)와 대응되는 위치에서 고정금형1(120)과 대응되는 위치로 1스텝 이동시킨 후 정지(센서 감지에 의해서 또는 스텝 모터의 설정된 카운트값에 의해서 정지)시킨다.

상기와 같이 가압금형2(150)가 고정금형1(120)과 대응되는 위치로 이동하여 정지하게 되면, 첨부 도면 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 가압구동수단(171)이 동작하여 가압블록(172)을 고정금형 방향으로 이동시키고 원위치로 귀환하게 되는데, 이때 가압금형1(130)과 가압금형2(150) 및 트리머(160) 전체 역시 고정금형 방향으로 프레싱 동작 후 원위치로 귀환하게 되며, 이때, 1차 성형 이후 상기 고정금형1(120)에 잔류한 가공물(1)의 반구 형상으로 성형된 헤드 부분이 가압금형2(150)와 고정금형1(120) 사이에 마련된 공간으로 퍼지면서 평면상태로 단조 성형이 이루어진다. 이때, 상기 가압금형2(150)의 선단부 중앙부분은 내측으로 홈이 형성되어 있어, 그 사이로 가공물(1)이 침투하여 성형이 이루어진다.

이때, 상기 가압금형2(150)가 원위치로 이동하는 과정에서 상기 고정금형1(120)에 마련되어 실린더에 의해 피스톤 동작하는 고정측인출핀1(122)이 고정금형1(120) 선단부로 돌출되면서 가압금형2(150)로 가공물(1)을 밀어서 끼워진 상태를 유지시킨다.

이러한 상태에서, 첨부 도면 도 8에 도시된 바와 같이, 이동구동수단(173)이 동작하여, 상기 가압금형2(150)를 고정금형1(120)과 대응되는 위치에서 고정금형2(140)와 대응되는 위치로 1스텝 이동시킨 후 정지(센서 감지에 의해서 또는 스텝 모터의 설정된 카운트값에 의해서 정지)시킨다. 그리되면, 가공물(1)은 가압금형2(150)에 끼워진 상태로 고정금형2(140)와 대응되는 위치로 이동한다.

상기와 같이 가압금형2(150)가 고정금형2(140)와 대응되는 위치로 이동하여 정지하게 되면, 전술한 가공물공급부(110)가 전술한 바와 같은 동작하에 다음의 가공물(1)을 고정금형1(120)의 1차 단조 성형 위치로 공급한다.

다음으로, 첨부 도면 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 가압구동수단(171)이 동작하여 가압블록(172)을 고정금형 방향으로 이동시키고 원위치로 귀환하게 되는데, 이때 가압금형1(130)과 가압금형2(150) 및 트리머(160) 전체 역시 고정금형 방향으로 프레싱 동작 후 원위치로 귀환한다.

이때, 상기 고정금형1(120)과 가압금형1(130) 사이에 위치한 가공물(1)이 고정금형1(120)과 가압금형1(130)에 마련된 소정의 공간 내에서 단조 성형이 이루어지고, 이와 동시에, 상기 가압금형2(150)가 자신이 파지한 2차 단조 성형된 가공물(1)을 고정금형2(140) 방향으로 가압하면서 3차 단조 성형을 진행한다.

또한, 상기 가압금형2(150)가 원위치로 이동하는 과정에서 상기 가압금형2(150)에 포함된 상기 실린더(153)에 의해 가압측인출핀2(154)가 가압성형틀2(152) 선단부로 돌출되면서 고정금형2(140)로 가공물(1)을 밀어서 고정시킨다.

이때, 상기 고정금형2(140)를 구성하는 성형틀3(142)의 내경은 고정금형1(120)으르 구성하는 성형틀1(121)의 내경보다 0.01mm 작게 형성되어, 인서트되는 가공물(1)이 유동하지 않도록 한다.

다음으로, 첨부 도면 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 이송구동수단(173)이 동작하여, 상기 가압금형2(150)를 고정금형2(140)와 대응되는 위치에서 고정금형1(120)과 대응되는 위치로, 또한, 트리머(160)를 고정금형2(140)의 일측 자유공간에서 고정금형2(140) 위치로 1스텝 이동시킨 후 정지(센서 감지에 의해서 또는 스텝 모터의 설정된 카운트값에 의해서 정지)시킨다.

상기와 같이 가압금형2(150)가 고정금형1(120)과 대응되는 위치로 이동하여 정지하게 되면, 첨부 도면 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 가압구동수단(171)이 동작하여 가압블록(172)을 고정금형 방향으로 이동시키고 원위치로 귀환하게 되는데, 이때 가압금형1(130)과 가압금형2(150) 및 트리머(160) 전체 역시 고정금형 방향으로 프레싱 동작 후 원위치로 귀환하게 되며, 이때, 1차 성형 이후 상기 고정금형1(120)에 잔류한 가공물(1)의 반구 형상으로 성형된 헤드 부분이 가압금형2(150)와 고정금형1(120) 사이에 마련된 공간으로 퍼지면서 평면상태로 단조 성형이 이루어진다. 이때, 상기 가압금형2(150)의 선단부 중앙부분은 내측으로 홈이 형성되어 있어, 그 사이로 가공물(1)이 침투하여 성형이 이루어진다.

이와 동시에, 3차 성형 이후 상기 고정금형2(140)에 잔류한 가공물(1)의 평면 형태로 성형된 헤드 부분이 트리머(160)의 트림헤드(162)에 의해 펀칭되면서, 사전에 설정된 규격으로 트리밍된다.

이때, 상기 트림헤드(162)에 의해 펀칭되는 가공물(1)의 측면 부분은 고정금형2(140)에 마련된 성형틀2(141)의 내경과 접한 상태로 지지를 받게 되고, 가공물(1)의 펀칭력이 가해지는 타측 면은 상기 고정금형2(140)에 마련된 성형틀3(142)의 지지를 받게 되므로, 펀칭을 통해 트리밍 시 가공물(1)의 테두리 부분에 Burr(절단 부위의 끝말림) 또는 파단면이 발생되지 않는다.

상기와 같이 하여, 트리밍이 완료되고 가압구동수단(171)에 의해 가압블록(172)이 원위치로 이동하면, 가압금형1(130)과 가압금형2(150) 및 트리머(160)가 원위치로 귀환하게 되는데, 이때, 상기 트리머(160)의 트림헤드(162) 선단부 외주면에는 트리밍되고 남은 자투리 부분이 잔류하게 되고, 고정수단2(140)에는 트리밍되어진 완성품(1')이 잔류하게 된다.

이러한 상태에서 트리머(160)를 구성하는 상기 실린더(163)가 자투리제거부재(164)를 밀어서 트림헤드(162)에 잔류하는 자투리 부분을 탈리시키고, 상기 고정금형2(140)에 잔류하는 완성품(1')은 고정금형2(140)를 구성하는 고정측인출핀2(143)가 밀어서 탈리시킨다.

이와 같이 되면, 완성품(1')과 자투리 부분을 분리 배출시킬 수 있어 차후 분리 작업을 수행하지 않아도 된다.

상기와 같은 본 발명의 다른 실시예를 살펴보면, 첨부 도면 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 가공물공급부(110)와 고정금형1(120) 사이에 고정금형3(180)을 마련하고, 상기 고정금형3(180) 방향으로 실린더(193)의 피스톤 동작에 의해 가압/인출핀(192)이 직선 왕복 운동하면서 공급된 가공물(1)을 가압하여 가공물(1) 양단을 평평하게 다듬는 가압금형3(190)을 가압금형1(130) 일측에 마련하여 구성될 수도 있다.

상기와 같이 가공물(1)의 양단을 다듬는 동안 그립(111)은 펼쳐진 상태로 유지하고, 고정금형3(180)에 마련된 고정측인출핀3(181)이 별도 마련된 실린더에 의해 인출되면, 그립(111)이 가공물(1)을 파지하여 고정금형1(120)의 성형 위치로 이송시킨 후 다음 가공물(1)을 파지하기 위해 귀환하며, 이후 전술한 성형 동작은 반복적으로 수행한다.

그리고 본 발명의 동작에 따른 다른 실시예로, 첨부 도면 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 가공물공급부(110)의 그립(111)이 가공물(1)을 파지한 상태에서 상기 고정금형1(120)의 성형위치로 이송시키면, 상기 가압금형1(130)이 가압구동수단(171)에 의해 고정금형1(120) 방향으로 밀착되고, 이러한 상태에서 상기 가압측인출핀1(134)이 가압금형1(130)에 마련된 실린더(133)의 피스톤 동작에 의해 상기 외측금형1(131)과 가압성형틀1(132)의 중앙을 관통하여 돌출되면서, 가공물(1)이 상기 고정금형1(120)의 성형틀1(121) 내측으로 밀리면서 가압되어, 가공물(1) 양측 단부가 평평하게 다듬질 된다.

이후, 첨부 도면 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 가압구동수단(171)에 의해 고정금형1(120)과 가압금형1(130)이 멀어지면, 고정금형1(120)에 별도 마련된 실린더의 밀음 동작에 의해 가공물(1)의 일부가 성형틀1(121) 외부로 노출된다.

이때, 다시 첨부 도면 도 19에 도시된 바와 같이, 상기 가압금형1(130)이 가압구동수단(171)에 의해 고정금형1(120) 방향으로 가압동작하면, 고정금형1(120)의 성형틀1(121) 외부로 노출된 가공물(1)이 상기 가압성형틀1(132)에 의해 반구 형상으로 단조 성형된다.

이와 같이 동작하면, 상기 고정금형1(120)과 가압금형1(130)이 한 위치에서 가공물(1)의 양단을 사전에 평평하게 다듬질 가공하고, 1차 성형을 할 수 있어, 성형장치 및 가공물(1)의 위치 이동 없이 다수의 가공 동작이 이루어져 생산성을 향상시킬 수 있다.

이와 같이 되는 본 발명의 효과를 종합적으로 설명하자면, 가공물(1) 및 성형장치의 성형가공에 따른 이동경로가 최단거리에서 이루어지도록 함과 동시에 가공물(1)의 이동횟수를 최소화함으로써, 가공물(1)을 사전에 설계된 형상으로 성형함에 있어 생산성을 향상시킨다.

또한, 본 발명은 트리머(160)가 고정금형(2) 내측으로 드라이브인 하면서 가공물(1) 전체면을 감싼 상태로 트리밍이 이루어지도록 함으로써, 트리밍되는 부분에 Burr(절단 부위의 끝말림) 또는 파단면이 발생되는 것을 방지한다.

또한, 본 발명은 트리밍 후, 절단된 자투리부분은 트리머(160)가 고정금형(2) 위치로부터 이격시킨 후 배출시키고, 규격에 맞게 트리밍된 완성품(1')은 고정금형2(140)가 배출시켜 자동 분리가 이루어지도록 함으로써, 차후 완성품(1')을 선별하는 번거로운 작업이 요구되지 않으며, 이를 통해 공정의 간소화를 유도하고 작업성을 향상시킨다.

또한, 본 발명은 상기 고정금형1(120)과 가압금형1(130)이 한 위치에서 가공물(1)의 양단을 사전에 평평하게 다듬질 가공하고, 1차 성형을 할 수 있어, 성형장치 및 가공물(1)의 위치 이동 없이 다수의 가공 동작이 이루어져 생산성을 향상시킨다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다.

오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

100 : 가공물 성형장치 110 : 가공물공급부
111 : 그립 112 : 지지구
113 : 공급구동수단 114 : 그립구동수단
120 : 고정금형1 121 : 성형틀1
122 : 고정측인출핀1 130 : 가압금형1
131 : 외측금형1 132 : 가압금형틀1
133 : 실린더 134 : 가압측인출핀1
140 : 고정금형2 141,142 : 성형틀2,3
143 : 고정측인출핀2 150 : 가압금형2
151 : 외측금형2 152 : 가압금형틀2
153 : 실린더 154 : 가압측인출핀2
160 : 트리머 161 : 본체
162 : 트림헤드 163 : 실린더
164 : 자투리제거부재 171 : 가압구동수단
172 : 가압블록 173 : 이송구동수단
174 : 이송블록 180 : 고정금형3
181 : 고정측인출핀3 190 : 가압금형3
191 : 외측금형3 192 : 가압/인출핀
1 : 가공물 1': 완성품

Claims

부피체로 이루어진 가공물을 여러 번에 걸쳐 가압하면서 사전에 설계된 형상으로 성형하는 가공물 성형장치(100)에 있어서,
가공물(1)을 파지하여 초기가공위치로 공급하는 가공물공급부(110);
공급된 가공물(1)을 고정금형1(120) 측으로 가압하여 1차 성형하는 가압금형1(130);
가압금형1(130)과 이동/가압 동작을 연동하면서, 1차 성형 후 고정금형1(120)에 위치한 가공물(1)을 가압하여 2차 성형하되, 2차 성형된 가공물(1)을 인출하여 고정금형2(140) 측으로 이동시키면서 가압하여 3차 성형하는 가압금형2(150);
가압금형1,2(130)(150)와 이동/가압 동작을 연동하면서, 3차 성형 후 고정금형2(140)에 위치한 가공물(1)을 고정금형2(140) 내측으로 드라이브인하면서 가압하여, 가공물(1)의 불필요한 외곽테두리 부분을 트리밍함으로써, 완성품(1')은 고정금형2(140)의 밀음 동작에 의해 배출되고, 절단 분리된 자투리(1") 부분은 상기 고정금형2(140) 측에서 원위치로 귀환하는 과정에서 트리머 자체의 밀음 동작에 의해 완성품(1')과 다른 위치에서 자동 분리시키는 트리머(160);를 포함하되,
상기, 트리머(160)는 가압금형2(150)의 일측 가압블록(172)에 간격을 두고 고정되는 본체(161); 상기 본체(161)에 인서트되어 선단부가 부분 돌출된 트림헤드(162); 상기 가압블록(172)의 타측에 마련된 실린더(163)의 피스톤 동작에 의해 상기 트림헤드(162) 표면을 따라 진퇴하면서 트리밍된 자투리(1") 부분을 밀어서 이탈시키는 자투리제거부재(164);
를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가공물 성형장치.
제1항에 있어서, 상기 고정금형1(120)은
상기 가공물(1)의 1차 성형이 이루어지는 위치를 제공하는 성형틀1(121);
실린더의 피스톤 동작에 의해 상기 성형틀1(121)을 관통하여 가공물(1)을 밀어서 인출시키는 고정측인출핀1(122);
을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가공물 성형장치.
제1항에 있어서, 상기 고정금형2(140)는
고정금형1(120) 일측에 간격을 두고 위치하는 고정된 금형으로서, 상기 가공물(1)의 2,3차 성형 및 트리밍이 이루어지는 위치를 제공하는 성형틀2(141);
트리밍시 트리머(160)의 가압에 의해 가공물(1)이 성형틀2(141) 내측으로 드라이브인 되어지도록 내측으로 밀려 들어가고, 트리머(160)의 가압력이 해제되면 스프링의 탄발에 의해 원위치로 귀환하는 성형틀3(142);
실린더의 피스톤 동작에 의해 상기 성형틀3(142)을 관통하여 완성품(1')을 밀어서 인출시키는 고정측인출핀2(143);
을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가공물 성형장치.
제1항에 있어서, 상기 가압금형1(130)은
고정금형들과 간격을 두고 평행하게 마련된 가압블록(172)에 고정되는 외측금형1(131);
상기 외측금형1(131)에 인서트되어 스프링의 반발력에 의해 외측금형1(131) 일측으로 부분 돌출된 가압성형틀1(132);
상기 가압블록(172)의 타측에 마련된 실린더(133)의 피스톤 동작에 의해 상기 외측금형1(131)과 가압성형틀1(132)의 중앙을 관통하여 돌출되면서, 가압성형틀1(132)로부터 가공물(1)을 밀어서 인출시키는 가압측인출핀1(134);
를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가공물 성형장치.
제4항에 있어서,
상기 가압성형틀1(132)은 가공물(1)을 가공이 용이한 반구 형태로 1차 단조 성형시키는 부위를 제공하는 것을 특징으로 하는 가공물 성형장치.
제1항에 있어서, 상기 가압금형2(150)는
가압금형1(130)의 일측 가압블록(172)에 간격을 두고 고정되는 외측금형2(151);
상기 외측금형2(151)의 선단부에 마련되어, 2차 및 3차 단조 성형시키는 부위를 제공하는 가압성형틀2(152);
상기 가압블록(172)의 타측에 마련된 실린더(153)의 피스톤 동작에 의해 상기 외측금형2(151)와 가압성형틀2(152)의 중앙을 관통하여 돌출되면서, 가압성형틀2(152)로부터 가공물(1)을 밀어서 인출시키는 가압측인출핀2(154);
를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 가공물 성형장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 가압금형1(130), 가압금형2(150), 트리머(160)는 가압구동수단(171)에서 제공하는 직선 왕복 운동력에 의해 움직이는 가압블록(172)에 간격을 두고 나란히 고정되고, 상기 가압구동수단(171)은 자신의 직선 왕복 운동 방향과 직각 방향으로 직선 왕복 운동력을 제공하는 이송구동수단(173)에 의해 움직이는 이송블록(174)에 고정됨을 특징으로 하는 가공물 성형장치.
제8항에 있어서, 상기, 가압구동수단(171)과 이송구동수단(173)은
피스톤 운동하는 실린더 또는 모터에 의해 회전하는 피니언과 피니언의 회전에 의해 직선 왕복 운동하는 랙크기어 중 어느 하나임을 특징으로 하는 가공물 성형장치.
제8항에 있어서, 상기 이송구동수단(173)의 이송 운동 범위는
상기 가압금형1(130)은 고정금형1(120)과 고정금형1(120)의 일측 자유공간 사이에서 왕복, 상기 가압금형2(150)는 고정금형2(140)와 고정금형1(120) 사이에서 왕복, 상기 트리머(160)는 고정금형2(140)의 일측 자유공간과 고정금형2(140) 사이에서 왕복하는 범위임을 특징으로 하는 가공물 성형장치.
제1항에 있어서,
상기 가공물공급부(110)와 고정금형1(120) 사이에 고정금형3(180)을 마련하고, 상기 고정금형3(180) 방향으로 실린더(193)의 피스톤 동작에 의해 가압/인출핀(192)이 직선 왕복 운동하면서, 가공물(1)을 가압하여 가공물(1) 양단을 평평하게 다듬는 가압금형3(190)을 가압금형1(130) 일측에 마련하여 구성됨을 특징으로 하는 가공물 성형장치.