KR101493570B1 - Magnetic interactual pulling type sheet forming apparatus - Google Patents

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서강대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 상호 견인형 판재성형장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 판재성형장치에 있어서, 다이와; 판재를 사이에 두고 상기 다이와 대향되게 마련되는 펀치와; 상기 다이와 펀치 사이에 고정된 제1방향으로 제1자속을 갖는 제1자성부와; 상기 제1방향 및 상기 제1방향의 반대방향인 제2방향으로 전환이 가능한 제2자속을 갖는 제2자성부;를 포함하여, 상기 제2자속의 전환에 따라 상기 제1자속 및 제2자속에 의해 발생되는 제1자기력(F1) 및 제2자기력(F2)이 상호 중첩 및 상쇄되면서 상기 다이 및 펀치가 접근 및 이격을 반복하며 상기 판재를 성형하는 것을 특징으로 한다.
이에 의해, 제1자성부에 의한 제1자기력이 제2자성부에 의한 제2자기력의 전환에 따라 상호 중첩 및 상쇄되면서 펀치와 다이를 상호 견인 및 이격시켜 판재를 수행하므로, 간단한 구성으로 펀치의 왕복운동을 구현할 수 있다. 따라서, 판재성형장치의 제조비용을 절감할 수 있음은 물론, 장치의 유지 및 보수가 용이하다.
또한, 제2자성부를 솔레노이드로 마련함으로써 입력되는 교류전류의 세기 및 주파수 조절을 통해 펀치가압력의 크기 및 가압주기를 용이하게 조절할 수 있으며, 펀치가 별도의 펀치지지부에 의해 물리적으로 지지고정되는 것이 아니므로, 펀치의 왕복운동에 따른 피로하중이 펀치지지부에 누적되어 판재성형장치의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mutually traction type plate material forming apparatus, and more particularly, to a plate material forming apparatus, A punch disposed opposite to the die with a plate therebetween; A first magnetic portion having a first magnetic flux in a first direction fixed between the die and the punch; And a second magnetic portion having a second magnetic flux capable of being switched in a first direction and a second direction opposite to the first direction, wherein the first magnetic flux and the second magnetic flux The first magnetic force F 1 and the second magnetic force F 2 generated by the first and second magnetic forces F 1 and F 2 mutually overlap and cancel each other so that the die and the punch repeatedly approach and separate to form the plate material.
As a result, the first magnetic force by the first magnetic portion is superimposed and canceled in accordance with the switching of the second magnetic force by the second magnetic portion, and the sheet material is trained by pulling and separating the punch and the die. A reciprocating motion can be realized. Therefore, the manufacturing cost of the plate material forming apparatus can be reduced, and the apparatus can be easily maintained and repaired.
Also, by providing the second magnetic portion as a solenoid, the magnitude and the pressing period of the pressure can be easily controlled by adjusting the intensity and the frequency of the input AC current, and the punch is physically supported and fixed by a separate punch supporting portion It is possible to prevent the fatigue load due to the reciprocating motion of the punch from accumulating on the punch support portion and shortening the service life of the plate material forming apparatus.

Description

상호 견인형 판재성형장치{MAGNETIC INTERACTUAL PULLING TYPE SHEET FORMING APPARATUS}[0001] MAGNETIC INTERACTAL PULLING TYPE SHEET FORMING APPARATUS [0002]

본 발명은 판재성형장치에 관한 것으로, 다이와 펀치가 영구자석과 솔레노이드에 의해 발생되어 상호 중첩 및 상쇄되는 자기력에 의해 상호 견인 및 이격됨으로써 판재를 성형할 수 있음은 물론, 별도의 펀치지지부를 포함하지 아니하여 펀치의 반복적인 왕복이동에 따른 피로하중에 의한 금형수명 단축을 방지할 수 있는 상호 견인형 판재성형장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sheet material forming apparatus, in which a die material and a punch are generated by a permanent magnet and a solenoid, and are attracted and spaced apart by magnetic forces superimposed and canceled each other, The present invention relates to a mutual traction type sheet material forming apparatus capable of preventing the shortening of the life of a mold due to a fatigue load caused by repetitive reciprocating movement of a punch.

자동차, 선박, 항공기 등의 동체는 자유곡면을 갖는 금속판재로 구성되어 있다. A moving body such as an automobile, a ship, or an aircraft is made of a metal plate having a free curved surface.

이러한 자유곡면 형태의 금속 판재를 성형하는 방법으로는 일반적으로 암수 한쌍으로 된 금형 사이에 판재를 넣고 금형을 눌러 성형하는 매칭 다이 성형법이 많이 사용되고 있다. As a method of forming such a free-form surface metal plate, a matching die molding method in which a plate material is inserted between a pair of male and female molds and a die is pressed is often used.

그러나, 상기 매칭 다이 성형법은 금형의 제조와 수정이 어렵기 때문에, 제품마다 금형을 새로 제작하여야하며, 반복 사용이 금형의 마모로 인하여 정밀도가 점차 떨어지고, 특히 대형 금형에 경우에는 금형 제작에 막대한 시간과 비용이 소요되는 문제점이 있다. However, since the above-mentioned matching die molding method is difficult to manufacture and modify a mold, it is necessary to newly prepare a mold for each product, and repeated use gradually reduces precision due to wear of the mold. Especially, in case of a large mold, And the cost is increased.

이에 대한 대안으로서, 간단한 성형공구와 금형만을 이용하여 비교적 저렴한 비용으로 다양한 형상의 금속판재를 성형할 수 있는 점진적 성형공정이 관심을 받고 있다. As an alternative to this, an incremental molding process capable of molding metal plate materials of various shapes at a relatively low cost using only a simple molding tool and a mold is attracting attention.

점진적 성형공정은 간단한 성형공구를 이용하여 재료에 국부적인 변형을 발생시키고, 이러한 국부적인 변형을 시편의 전 영역에 걸쳐 점진적으로 발생시켜 가면서 성형하는 공정이다. 따라서, 점진적 성형공정은 간단한 성형공구를 이용하여 원하는 형상을 다양하게 제작할 수 있는 유연적 특성(Flexibility)이 큰 장점이다. The incremental forming process is a process of forming a local deformation in a material by using a simple forming tool and gradually forming such a local deformation over the entire area of the specimen. Therefore, the incremental forming process is advantageous in that it can flexibly form various shapes using a simple forming tool.

또한, IT 기술을 이용한 디지털 공정을 통해 제품 설계공정의 수정이 용이하고, 또한 소재에 국부적인 변형을 부과하는 특징 및 저에너지를 이용하는 성형기술의 특성으로 인하여 적은 공간, 저비용, 저소음 및 저진동을 실현할 수 있다는 장점도 가지고 있다. In addition, it is easy to modify the product design process through the digital process using IT technology, and it is possible to realize small space, low cost, low noise and low vibration due to the characteristic of imposing local deformation on the material and the molding technology using low energy It also has the advantage of being.

그러나, 종래의 점진성형 장치들은 대부분 회전하는 반구형 성형공구를 이용하여 판재고정부에 고정된 판재를 전단 변형에 의해 스트레칭을 시켜 성형을 수행하였으므로 판재의 재질 또는 성형정도나 성형조건에 따라 판재가 찢어지는 문제점이 있었다. However, since the conventional gradual molding apparatuses have been formed by stretching a plate material fixed to a plate stocker by using a rotating hemispherical molding tool by shear deformation, the plate material tears depending on the material of the plate material, .

이를 개선하기 위하여, 본 출원인은 대한민국 특허출원 제10-2012-0006325호 "가진형 판재 점진성형장치"에서 왕복이동하는 펀치에 의해 전단변형이 아닌 굽힙변형에 의한 판재성형을 수행하는 장치를 제안한 바 있다. In order to solve this problem, the applicant of the present invention has proposed a device for performing sheet metal forming by bending deformation instead of shearing deformation by means of a punch reciprocating in a "apparatus for incrementing and shrinking a shaped plate" of Korean Patent Application No. 10-2012-0006325 have.

그러나, 상기의 경우, 펀치가 반복적으로 상하 왕복이동하는 과정에서 펀치를 지지하는 펀치지지부에 반복적인 질량충격이 가해지게 되어, 이로 인해 펀치지지부의 피로하중이 누적되어 펀치 측 금형의 수명이 단축되는 문제점이 있었다. However, in the above case, the repeated punching operation causes the punch support portion supporting the punch to be subjected to repetitive mass impact, resulting in accumulation of the fatigue load of the punch support portion, thereby shortening the life of the punch- There was a problem.

따라서, 본 발명은, 다이와 펀치를 상호 견인 및 이격시켜 굽힘변형에 의해 판재를 수행하기 위한 것으로, 비교적 간단한 구성으로 대형제품에서 중소형 제품에 이르기까지 다양한 자유곡면을 성형할 수 있는 상호 견인형 판재성형장치를 제공하는 데 있다. Therefore, the present invention is to carry out a plate material by bending deformation by pulling and separating a die and a punch from each other, and it is possible to form a mutually traction plate material forming a free curved surface from a large product to a small- Device.

또한, 본 발명은, 반복적인 왕복이동을 하는 펀치를 지지하기 위한 펀치지지부가 불필요하여 반복적인 질량충격에 의한 피로하중의 누적으로 금형 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있는 상호 견인형 판재성형장치를 제공하는 데 있다. It is another object of the present invention to provide a mutual traction type sheet material forming apparatus capable of preventing the shortening of the life of a mold due to accumulation of fatigue load due to repetitive mass impact since a punch supporting portion for supporting a punch having repetitive reciprocating movement is unnecessary, .

상기 목적을 달성하고자, 본 발명에 따른 상호 견인형 판재성형장치는, 다이와; 판재를 상이에 두고 상기 다이와 대향되게 마련되는 펀치와; 상기 다이와 펀치 사이에 고정된 제1방향으로 제1자속을 갖는 제1자성부와; 상기 제1방향 및 상기 제2방향의 반대방향인 제2방향으로 전환이 가능한 제2자속을 갖는 제2자성부;를 포함한다. To achieve the above object, a reciprocating traction type sheet material forming apparatus according to the present invention comprises: a die; A punch disposed opposite to the die with the plate material therebetween; A first magnetic portion having a first magnetic flux in a first direction fixed between the die and the punch; And a second magnetic portion having a second magnetic flux capable of switching to a second direction which is an opposite direction of the first direction and the second direction.

설명에 앞서, 본 명세서에서 '자기력'이란 각 자성부의 자력에 의해 발생되는 물리적 힘(즉, 영구자석에 의해 발생되거나, 또는 솔레노이드에서 전자기 유도에 의해 발생되는 자기적 인력 또는 척력)을 의미하는 것으로, 다이와 펀치를 서로 끌어당기거나 밀어내는 힘을 말한다.Prior to explanation, "magnetic force" in this specification means a physical force generated by the magnetic force of each magnetic portion (that is, a magnetic attraction or a repulsive force generated by a permanent magnet or generated by electromagnetic induction in a solenoid) , The force that pulls or pulls die and punches together.

한편, 본 명세서에서 설명하는 다이 및 펀치의 형상 및 배치구조는 도면에 도시된 바에 한정되지 아니하며, 필요에 따라 다양하게 변형이 가능하다. Meanwhile, the shapes and arrangement structures of the die and the punch described in the present specification are not limited to those shown in the drawings, and can be variously modified as needed.

또한, 본 발명에 따른 판재성형장치는 평평한 판재를 특정 형상으로 굽힘성형하는 것은 물론 성형성 향상을 위한 압축 잔류응력 형성 등 다양한 용도로 제한없이 적용될 수 있다. Further, the sheet material forming apparatus according to the present invention can be applied to various applications such as bending a flat sheet material into a specific shape, forming compression residual stress for improving formability, and the like without limitation.

본 발명에 있어서, 상기 제1자성부와 제2자성부는 각각 제1자기력(F1)과 제2자기력을 발생시키는 바, 제2자속(φ2)의 전환에 따라 상기 제1자기력(F1)과 제2자기력(F2)이 상호 중첩 및 상쇄되면서 상기 다이와 펀치를 상호 접근 및 이격시키면서 판재를 성형한다. In the present invention, the first magnetic part and the second magnetic portions, respectively a first magnetic force (F 1) and the first magnetic force, the conversion of the bars, the second magnetic flux (φ 2) for generating a second magnetic force (F 1 ) And the second magnetic force (F 2 ) are mutually superimposed and canceled to form the plate material while mutually approaching and separating the die and the punch.

제1자성부는 고정된 제1방향의 제1자속을 가지는 바, 상기 제1방향은 펀치를 다이 방향으로 끌어당기는 방향(판재가압방향, 도 1의 화살표방향)으로 마련될 수도 있고, 반대로 펀치를 다이로부터 밀어내는 방향으로 마련될 수도 있다. The first magnetic portion may have a first magnetic flux in a fixed first direction, and the first direction may be provided in a direction in which the punch is pulled toward the die (sheet material pressing direction, arrow direction in FIG. 1) Or may be provided in a direction of pushing out from the die.

그러나, 후자의 경우, 상기 제1방향이 펀치를 다이로부터 밀어내는 방향인 경우에는, 펀치가 다이로부터 이격될 때 제1자기력(F1)과 제2자기력(F2)이 중첩(F1 + F2)되므로, 판재가압이 가능하기 위해서는 제2자기력(F2)이 제1자기력(F1)보다 커야하며, 이 경우 판재가압력은 F2 - F1이 되므로 제2자기력(F2)이 제1자기력(F1)을 이기고 판재를 성형할 정도로 충분히 커야 한다. 따라서, 판재가압력 측면에서는 전자가 후자보다 유리한 측면이 있다. However, in the latter case, when the punch is moved away from the die, the first magnetic force F 1 and the second magnetic force F 2 are superposed (F 1 + F 2), so, in order to enable the plate member pressing the second magnetic force (F 2) a first and greater than the magnetic force (F 1), in this case the plate material is a pressure F 2 - F 1 is because the second magnetic force (F 2) Should be large enough to overcome the first magnetic force (F 1 ) and mold the plate material. Therefore, there is a favorable aspect of the plate material in terms of the pressure side as compared with the latter.

전자의 경우, 제2자성부의 제2자속(φ2)이 제1방향일 때는 제1자기력(F1)과 제2자기력(F2)이 중첩되므로 펀치의 판재가압력이 F1 + F2가 되고, 상쇄시에는 F1 - F2가 되어 펀치의 구속력이 해제된다. 구체적으로는, 제1자기력(F1)과 제2자기력(F2)의 세기가 동일한 경우에는 펀치가 프리로드(Free Load) 상태가 되며, 제2자기력(F2)이 제1자기력(F1)보다 큰 경우에는 펀치가 다이로부터 이격된다. In the former case, when the second magnetic flux? 2 of the second magnetic portion is in the first direction, since the first magnetic force F 1 and the second magnetic force F 2 overlap each other, the pressure of the plate material of the punch is F 1 + F 2 Becomes F 1 - F 2 at the time of offsetting, and the binding force of the punch is released. Specifically, when the first magnetic force F 1 and the second magnetic force F 2 are equal to each other, the punch is in a free load state, and when the second magnetic force F 2 is equal to the first magnetic force F 1 ), the punch is spaced from the die.

제1자기력(F1)과 제2자기력(F2)이 같은 경우, 다이와 펀치가 상하로 구성될 때에는 펀치의 자중에 의해 펀치가 하방으로 이동할 수 있으나, 제2자기력(F2)이 제1자기력(F1)보다 작은 경우에는 펀치를 하방으로 이격시키기 위한 펀치복원부가 추가로 구성할 필요가 있다. 상기 펀치복원부는 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 펀치의 하부 단부에 결합된 코일스프링으로 마련될 수 있다. A first magnetic force (F 1) and a second magnetic force (F 2) If the same, the die and punch, but can be a punch by the punch weight When configuring vertically moved downward, and the second magnetic force (F 2) a first If it is smaller than the magnetic force F 1 , it is necessary to further constitute a punch restoring portion for separating the punch downward. The punch restoring portion may be provided with a coil spring coupled to a lower end of the punch, for example, as shown in FIG.

제1자성부(30)는 다양한 종류로 마련될 수 있으며, 예를 들어, 영구자석 또는 솔레노이드로 마련될 수 있다. 제1자성부는 고정된 자속방향을 유지하여야 하므로, 솔레노이드로 마련되는 경우에는 교류전류가 아닌 직류전류가 입력되어야 한다. 한편, 제2자성부는 제2자속(φ2)의 전환이 가능한한 다양한 종류가 제한없이 마련될 수 있으며, 예를 들어, 솔레노이드로 마련될 수 있다. The first magnetic portion 30 may be provided in various types, for example, a permanent magnet or a solenoid. Since the first magnetic part must maintain the fixed magnetic flux direction, when it is provided with a solenoid, a direct current, not an alternating current, should be input. On the other hand, the second magnetic portion may be provided without limitation as long as the second magnetic flux? 2 can be switched, and may be provided by, for example, a solenoid.

제1자성부가 영구자석으로 마련되고, 제2자성부(40)가 솔레노이드로 마련되는 경우, 각 제1자기력(F1)과 제2자기력(F2)은 다음과 같다. When the first magnetic portion is provided as a permanent magnet and the second magnetic portion 40 is provided as a solenoid, the first magnetic force F 1 and the second magnetic force F 2 are as follows.

Figure 112012104461856-pat00001
,
Figure 112012104461856-pat00002
Figure 112012104461856-pat00001
,
Figure 112012104461856-pat00002

(여기서,μ0 : 공기의 투자율, N: 코일의 감은 수, A1 : 영구자석의 단면적, A2 : 코일의 단면적, i : 코일에 흐르는 전류, ｇ0 : 다이와 펀치 사이의 공극, B : 공극에서의 자속밀도)(Where, μ 0: magnetic permeability of air, N: number of winding of the coil, A 1: cross-sectional area of the permanent magnet, A 2: cross-sectional area of the coil, i: current flowing through the coil, g 0: air gap between the die and punch, B: Flux density in the air gap)

상기 식에서, 영구자석은 상수 또는 고정된 값을 갖게 되므로, 제어부를 통하여 솔레노이드로 입력되는 전류(i)의 값을 제어함으로써 제1자기력(F1)에 대한 제2자기력(F2)의 크기를 용이하게 조절할 수 있다. Since the permanent magnet has a constant value or a fixed value, the magnitude of the second magnetic force F 2 with respect to the first magnetic force F 1 is controlled by controlling the value of the current i inputted to the solenoid through the control unit It can be easily adjusted.

한편, 제2자기력(F2)은 공극(ｇ0)의 제곱에 반비례하므로, 펀치가 다이로 끌어당겨져 공극의 크기가 감소될수록 제2자기력(F2)은 더 커지게 된다. 따라서, 펀치는 판재에 인접할수록 더 큰 힘으로 당겨지게 된다. On the other hand, since the second magnetic force F 2 is inversely proportional to the square of the gap g 0 , the second magnetic force F 2 becomes larger as the punch is pulled by the die to reduce the size of the gap. Thus, the closer the punch is to the sheet material, the more force is pulled.

물론, 상기의 경우에 있어서, 제1자기력(F1)은 영구자석의 교체를 통하여 자유롭게 변경할 수 있으며, 제2자기력(F2)은 다른 권선수를 갖는 솔레노이드의 교체를 통하여 용이하게 변경할 수 있다. Of course, in the above case, the first magnetic force F 1 can be freely changed through replacement of the permanent magnet, and the second magnetic force F 2 can be easily changed through replacement of the solenoid having another winding .

제1자성부 및 제2자성부는 각각 다양한 위치에 마련될 수 있다. 예를 들어, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1자성부 및 제2자성부가 모두 다이 측에 마련될 수도 있고(제1실시예), 도 3에 도시된 바와 같이 제1자성부는 다이 측에 마련되고 제2자성부는 펀치 측에(제2실시예) 마련될 수 있다. The first magnetic portion and the second magnetic portion may be provided at various positions, respectively. For example, as shown in Figs. 1 and 2, both the first magnetic portion and the second magnetic portion may be provided on the die side (first embodiment), and as shown in Fig. 3, the first magnetic portion And the second magnetic portion may be provided on the die side (second embodiment) on the punch side.

또는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1자성부는 다이 측에 마련되고 제2자성부는 다이 및 펀치 양측에 모두 마련될 수도 있다(제3실시예). 이 경우에는, 2개의 제2자성부는 모두 동일한 위상을 갖는 교류전류가 입력되어야 한다. Alternatively, as shown in Fig. 4, the first magnetic portion may be provided on the die side and the second magnetic portion may be provided on both sides of the die and the punch (third embodiment). In this case, both of the two second magnetic portions must be inputted with an alternating current having the same phase.

상기 제1실시예의 경우에는, 영구자석 및 솔레노이드가 고정된 다이 측에 마련되므로, 반복적인 왕복이동에 따른 제1자성부 및 제2자성부의 오작동 및 고장발생 가능성을 감소시킬 수 있다는 장점이 있으며, 제3실시예의 경우에는 제2자기력(F2)의 크기를 증가시킬 수 있는 한편 2개의 솔레노이드를 선택적으로 구동할 수 있다는 장점이 있다. In the case of the first embodiment, since the permanent magnet and the solenoid are provided on the fixed die side, there is an advantage that the malfunction and the possibility of the failure of the first magnetic portion and the second magnetic portion due to repetitive reciprocating movement can be reduced, In the case of the third embodiment, the magnitude of the second magnetic force F 2 can be increased while the two solenoids can be selectively driven.

전술한 구성에 의한 판재성형에 있어서, 펀치가 판재를 가압하는 가압력 및 가압주기는 용이하게 조절이 가능하다. In forming the plate by the above-described configuration, the pressing force and the pressing period for pressing the plate by the punch can be easily adjusted.

즉, 펀치 가압력(F1 + F2)의 경우, 영구자석에 의한 제1자기력은 고정된 값을 가지므로, 솔레노이드로 입력되는 교류전류의 세기를 변경함으로써 조절이 가능하다. 마찬가지로, 펀치 가압주기는 솔레노이드로 입력되는 교류전류의 주파수를 변경함으로써 조절이 가능하다. That is, in the case of the punch pressing force (F 1 + F 2 ), since the first magnetic force by the permanent magnet has a fixed value, it can be adjusted by changing the intensity of the AC current input to the solenoid. Similarly, the punch pressure cycle can be adjusted by changing the frequency of the alternating current input to the solenoid.

전술한 구조를 갖는 본 발명에 따른 상호 견인형 판재성형장치에 의하면, 제1자성부에 의한 제1자기력이 제2자성부에 의한 제2자기력의 전환에 따라 상호 중첩 및 상쇄되면서 펀치와 다이를 상호 견인 및 이격시켜 판재를 수행하므로, 간단한 구성으로 펀치의 왕복운동을 구현할 수 있다. 따라서, 판재성형장치의 제조비용을 절감할 수 있음은 물론, 장치의 유지 및 보수가 용이하다. According to the mutual traction type plate material forming apparatus of the present invention having the above-described structure, the first magnetic force by the first magnetic portion overlaps and cancels each other in accordance with the switching of the second magnetic force by the second magnetic portion, Since the plate member is trained and spaced apart from each other, the reciprocating movement of the punch can be realized with a simple structure. Therefore, the manufacturing cost of the plate material forming apparatus can be reduced, and the apparatus can be easily maintained and repaired.

또한, 제2자성부를 솔레노이드로 마련함으로써 입력되는 교류전류의 세기 및 주파수 조절을 통해 펀치가압력의 크기 및 가압주기를 용이하게 조절할 수 있다. Also, by providing the second magnetic portion as a solenoid, the magnitude and the pressure period of the pressure can be easily controlled by adjusting the intensity and frequency of the input AC current.

또한, 펀치가 별도의 펀치지지부에 의해 물리적으로 지지고정되는 것이 아니므로, 펀치의 왕복운동에 따른 피로하중이 펀치지지부에 누적되어 판재성형장치의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다. In addition, since the punch is not physically supported and fixed by the separate punch support portion, the fatigue load due to the reciprocating motion of the punch can be accumulated in the punch support portion, and the life of the plate material forming apparatus can be prevented from being shortened.

한편, 본 발명에 따른 상호 견인형 판재성형장치는, 판재의 피딩(Feeding)을 위하여 다이 측에 이송유닛을 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the reciprocating traction type sheet material forming apparatus according to the present invention may further include a transfer unit on the die side for feeding the sheet material.

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 상호 견인형 판재성형장치의 작동도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 상호 견인형 판재성형장치의 작동도,
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 상호 견인형 판재성형장치의 작동도,
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 상호 견인형 판재성형장치의 구성블록도이다. FIG. 1 and FIG. 2 are operation diagrams of a reciprocating traction type sheet material forming apparatus according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 3 is an operation diagram of a reciprocating traction type plate material forming apparatus according to a second embodiment of the present invention,
4 is an operation diagram of a reciprocating traction type plate material forming apparatus according to a third embodiment of the present invention,
Fig. 5 is a block diagram of the configuration of a reciprocating traction type plate material forming apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명을 각 실시예별로 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

제1실시예 (도 1 및 도 2)
In the first embodiment (Figs. 1 and 2)

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 상호 견인형 판재성형장치(1)는, 하부 단부에 성형면을 갖는 다이(10)와, 다이(10)에 대응하여 하방에 마련된 펀치(20)와, 다이(10) 일측에 마련된 제1자성부(30) 및 제2자성부(40)를 포함한다. 1 and 2, a reciprocating traction type sheet material forming apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention comprises a die 10 having a forming surface at a lower end thereof, And a first magnetic portion 30 and a second magnetic portion 40 provided on one side of the die 10. The punch 20 is provided in the die 10,

다이(10)는 다이지지부(15)에 지지되며, 펀치(20)는 하방의 펀치가이드(25) 사이에 마련된다. 그러나, 펀치가이드(25)는 다이지지부(15)와 달리 펀치(20)를 물리적으로 지지하는 구성은 아니다. (즉, 펀치가이드(25)는 왕복이동을 수행하지 않음). 따라서, 펀치(20)가 상하로 반복적인 왕복운동을 수행하더라도 펀치가이드(25)에는 질량충격이 가해지지 않으므로, 피로하중 누적에 따른 금형 수명의 단축을 방지할 수 있다. The die 10 is supported by the die support 15 and the punch 20 is provided between the punch guides 25 below. However, the punch guide 25 does not physically support the punch 20, unlike the die support 15. (I.e., the punch guide 25 does not perform a reciprocating movement). Therefore, even if the punch 20 performs the reciprocating motion repeatedly up and down, no mass impact is applied to the punch guide 25, so that it is possible to prevent shortening of the life of the mold due to accumulation of fatigue load.

한편, 본 실시예에서 다이지지부(15) 및 펀치가이드(25)의 형상을 서로 마주보는 'ㄷ' 형상으로 마련될 수 있다. 이는, 제1자성부(30) 및 제2자성부(40)의 자속은 다이(10)와 펀치(20)가 마주보는 방향(도 1에서 중앙 화살표 방향)으로만 발생하는 것이 아니고 외부(외곽 부분)에서도 동시에 발생하는데, 다이지지부(15)와 펀치가이드(25)의 양 단부 사이의 공극(g1)은 자속의 흐름을 방해하는 역할을 한다. 따라서, 도 1과 같이, 다이지지부(15) 및 펀치가이드(25)를 'ㄷ'자 형상으로 마주보게 하는 경우, 상기 공극(g1)을 최대한 줄여 자속의 흐름이 보다 원활히 할 수 있다. Meanwhile, in the present embodiment, the die support portion 15 and the punch guide 25 may be provided in the shape of 'C' facing each other. This is because the magnetic fluxes of the first magnetic portion 30 and the second magnetic portion 40 do not occur only in the direction in which the die 10 and the punch 20 face each other (in the direction of the center arrow in FIG. 1) air gap (g 1) between both ends of the section to occur at the same time in), the die support 15 and the punch guide (25) acts to interrupt the flow of magnetic flux. 1, when the die support 15 and the punch guide 25 are opposed to each other in a 'C' shape, the gap g 1 can be reduced as much as possible and the magnetic flux can be smoothly flowed.

본 실시예에서 제1자성부(30)는 영구자석으로 마련되며, 제2자성부(40)는 솔레노이드로 마련된다. 또한, 영구자석과 솔레노이드는 모두 다이(10) 일측에 마련된다. In this embodiment, the first magnetic portion 30 is provided as a permanent magnet, and the second magnetic portion 40 is provided as a solenoid. In addition, both the permanent magnet and the solenoid are provided on one side of the die 10.

영구자석과 솔레노이드가 모두 다이(10) 측에 마련되는 경우, 펀치(20)의 자중을 증가시키지 않으므로 펀치(20) 이동을 위하여 자기력을 추가로 증가시키지 않아도 되는 장점이 있다. 또한, 영구자석 및 솔레노이드가 펀치(20)에 마련되어 함께 반복적인 왕복이동을 수행함에 따른 고장 및 오작동을 방지할 수 있다는 장점이 있다. When the permanent magnet and the solenoid are both provided on the die 10 side, there is an advantage that the magnetic force of the punch 20 is not increased, and therefore the magnetic force is not required to be further increased for the movement of the punch 20. In addition, the permanent magnet and the solenoid are provided in the punch 20, so that failure and malfunction due to repetitive reciprocating movement can be prevented.

제1자성부(30, 이하, 본 실시예에서는 '영구자석(30)'이라 함)는 고정된 제1방향으로의 제1자속(φ1)을 갖는다. 상기 제1방향은 전술한 바와 같이, 제1자기력(F1)에 의해 펀치(20)를 다이(10) 측으로 끌어당기는 방향(도 1의 화살표 방향)으로 마련될 수도 있고, 그 반대 방향으로 마련될 수도 있다. (이하, 각 실시예에서 상기 제1방향은 도 1에서 화살표으로 일치하여 설명한다.) The first magnetic portion 30 (hereinafter, referred to as "permanent magnet 30" in this embodiment) has a first magnetic flux φ 1 in a fixed first direction. The first direction may be provided in a direction in which the punch 20 is pulled toward the die 10 side (the direction of the arrow in Fig. 1) by the first magnetic force F 1 as described above, . (Hereinafter, the first direction in each of the embodiments will be described with reference to the arrows in Fig. 1)

제2자성부(40, 이하, 본 실시예에서는 '솔레노이드(40)' 이라 함)는 제1자속(φ1)과 동일한 제1방향 및 그 반대방향으로 전환이 가능하도록 마련된다. 이는, 솔레노이드(40)로 입력되는 교류전류의 위상(도 1 및 도 2참조)에 따라 전환된다. The second magnetic portion 40 (hereinafter, referred to as "solenoid 40" in the present embodiment) is provided so as to be switchable in the same first direction and the opposite direction as the first magnetic flux φ 1 . This is switched according to the phase of the alternating current input to the solenoid 40 (see Figs. 1 and 2).

본 실시예와 같이, 제2자성부(40)가 솔레노이드로 마련되는 경우, 제2자성부(40)에 의해 발생되는 제2자기력(F2)은 다음과 같이 표현될 수 있다. When the second magnetic portion 40 is provided as a solenoid as in this embodiment, the second magnetic force F 2 generated by the second magnetic portion 40 can be expressed as follows.

Figure 112012104461856-pat00003
Figure 112012104461856-pat00003

따라서, 제2자기력(F2)은 솔레노이드(40)의 권선수(N) 또는 입력되는 전류의 세기(i)를 조절함으로써 제어할 수 있다. Thus, the second magnetic force (F 2) may be controlled by adjusting the number of turns (N) or intensity (i) of the current input to the solenoid (40).

이에, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1자속(φ1) 및 제2자속(φ2)이 동일한 방향이 되면, 제1자기력(F1)과 제2자기력(F2)이 중첩이 되어 펀치(20)를 다이(10) 방향으로 끌어당기게 된다. 1, when the first magnetic flux? 1 and the second magnetic flux? 2 are in the same direction, the first magnetic force F 1 and the second magnetic force F 2 overlap each other The punch 20 is pulled in the direction of the die 10.

따라서, 펀치(20)는 상승하면서 판재(미도시)를 가압하여 성형한다. 이 때, 펀치(20)와 다이(10) 사이의 공극(g0)은 줄어들게 되며, 이에 따라 제2자기력(F2)은 더욱 증가하게 된다. 따라서, 펀치(20)가 판재(S)에 가까워질수록 제2자기력(F2)의 증가에 따른 판재가압력이 증가하게 되어 판재성형이 더욱 용이해진다. Therefore, the punch 20 pressurizes the plate material (not shown) while rising. At this time, the gap g 0 between the punch 20 and the die 10 is reduced, so that the second magnetic force F 2 is further increased. Therefore, as the punch 20 approaches the plate material S, the pressure of the plate material increases with the increase of the second magnetic force F 2 , so that the plate material is more easily formed.

한편, 도 2에서와 같이, 솔레노이드(40)로 입력되는 교류전류의 위상이 반대인 경우에는, 제1자기력(F1)과 제2자기력(F2)은 서로 상쇄되며, 펀치(20)는 프리 로드(Free load) 상태가 되어 하방으로 이동한다. 2, the first magnetic force F 1 and the second magnetic force F 2 cancel out each other when the phase of the alternating current inputted to the solenoid 40 is opposite to the phase of the alternating current, It becomes a free load state and moves downward.

여기서, 제1자기력(F1) 및 제2자기력(F2)의 크기 같거나, 제2자기력(F2)이 더 큰 경우에는 제1자기력(F1)이 완전히 상쇄되므로 펀치(20)가 자중에 의해 하방으로 이동될 수 있어 도 1에 도시된 것처럼 펀치복원부(27)가 마련되지 않을 수 있음은 앞서 살펴본 바와 같다. Here, when the magnitude of the first magnetic force F 1 and the magnitude of the second magnetic force F 2 is equal to or larger than the magnitude of the second magnetic force F 2 , the first magnetic force F 1 is completely canceled, The punch restoring unit 27 can be moved downward due to its own weight and thus the punch restoring unit 27 may not be provided as shown in FIG. 1 as described above.

이에, 전술한 구조를 갖는 본 발명의 제1실시예에 따른 상호 견인형 판재성형장치(1)의 작동과정을 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the operation of the reciprocating traction type sheet material forming apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention will be described.

먼저, 이송유닛(17)에 의해 다이지지부(15)를 상부로 이송시킨 상태에서 판재(S)를 다이지지부(15)와 펀치가이드(25) 사이로 삽입시켜 다이(10)와 펀치(20) 사이에 위치시킨다. The sheet material S is inserted between the die support portion 15 and the punch guide 25 in a state in which the die support portion 15 is conveyed upward by the conveying unit 17 so that the sheet 10 is pinched between the die 10 and the punch 20 .

이 경우, 제1자성부(30) 즉 영구자석에 의한 제1자기력(F1)에 의해 판재(S)는 다이(10)측으로 인력을 받게되는 바, 판재(S)의 이송이 용이하지 않는 경우에는 제2자성부(40)의 의해 제1자기력(F1)을 상쇄시켜 판재(S)의 이송이 용이하도록 할 수 있다. In this case, the plate material S is attracted to the die 10 side by the first magnetic force F 1 of the first magnetic portion 30, that is, the permanent magnet, so that the plate material S is not easily transferred The first magnetic force F 1 can be canceled by the second magnetic portion 40 so that the sheet material S can be easily conveyed.

다음, 판재(S)가 성형위치에 위치하는 경우, 별도의 클램프를 이용하여 판재(S)의 위치를 고정할 수도 있고, 제2자성부(40)로의 전류입력을 차단하여 제1자기력(F1)에 의해 판재(S)가 다이(10)에 고정되도록 할 수도 있다. Next, when the plate material S is located at the forming position, the position of the plate material S may be fixed by using a separate clamp, the current input to the second magnetic portion 40 may be blocked, and the first magnetic force F 1 to fix the plate material S to the die 10.

판재 성형 준비가 완료되면, 제어부(50)를 통해 솔레노이드(40)에 입력될 교류전류의 세기 및 주파수를 설정한 후에 교류전류를 인가한다. After the sheet material forming preparation is completed, the control unit 50 sets the intensity and the frequency of the alternating current to be input to the solenoid 40, and then applies the alternating current.

이에, 솔레노이드(40)로 입력되는 전류의 위상에 따라 제1자기력(F1)과 제2자기력(F2)이 중첩 및 상쇄되면서 펀치(20)가 상승 및 하강을 반복하며 판재를 성형한다. Accordingly, the first magnetic force F 1 and the second magnetic force F 2 are superimposed or canceled according to the phase of the current input to the solenoid 40, so that the punch 20 repeats rising and falling to form the plate material.

판재(S)의 특정 지점의 성형이 완료된 후에는 이송유닛(17)을 이용하여 다이(10)를 다시 상승시키고 판재(S)를 피딩한다. 여기서, 다이(10) 및 펀치(20)는 그 위치가 고정된 상태로 판재(S)가 단속적으로 이송되며 성형작업을 수행할 수도 있고, 판재(S)는 최초 위치에서 고정된 상태에서 다이(10) 및 펀치(20)가 다음 성형위치로 이송되어 성형작업을 수행할 수도 있다. After the molding of a specific point of the sheet material S is completed, the transfer unit 17 is used to raise the die 10 again and feed the sheet material S. Here, the die 10 and the punch 20 may be intermittently conveyed while the position thereof is fixed, and may perform a molding operation, and the plate S may be fixed to the die 10 and the punch 20 may be transferred to the next forming position to perform the forming operation.

전술한 구조를 갖는 본 발명에 따른 상호 견인형 판재성형장치에 의하면, 제1자성부에 의한 제1자기력이 제2자성부에 의한 제2자기력의 전환에 따라 상호 중첩 및 상쇄되면서 펀치와 다이를 상호 견인 및 이격시켜 판재를 수행하므로, 간단한 구성으로 펀치의 왕복운동을 구현할 수 있다. 따라서, 판재성형장치의 제조비용을 절감할 수 있음은 물론, 장치의 유지 및 보수가 용이하다. According to the mutual traction type plate material forming apparatus of the present invention having the above-described structure, the first magnetic force by the first magnetic portion overlaps and cancels each other in accordance with the switching of the second magnetic force by the second magnetic portion, Since the plate member is trained and spaced apart from each other, the reciprocating movement of the punch can be realized with a simple structure. Therefore, the manufacturing cost of the plate material forming apparatus can be reduced, and the apparatus can be easily maintained and repaired.

또한, 제2자성부를 솔레노이드로 마련함으로써 입력되는 교류전류의 세기 및 주파수 조절을 통해 펀치가압력의 크기 및 가압주기를 용이하게 조절할 수 있다. Also, by providing the second magnetic portion as a solenoid, the magnitude and the pressure period of the pressure can be easily controlled by adjusting the intensity and frequency of the input AC current.

또한, 펀치가 별도의 펀치지지부에 의해 물리적으로 지지고정되는 것이 아니므로, 펀치의 왕복운동에 따른 피로하중이 펀치지지부에 누적되어 판재성형장치의 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.
In addition, since the punch is not physically supported and fixed by the separate punch support portion, the fatigue load due to the reciprocating motion of the punch can be accumulated in the punch support portion, and the life of the plate material forming apparatus can be prevented from being shortened.

제2실시예 (도 3) In the second embodiment (Fig. 3)

이하, 전술한 제1실시예와 중복되는 설명은 생략하고, 본 실시예에서의 차이점을 중점적으로 기술한다. Hereinafter, descriptions overlapping with the first embodiment described above will be omitted, and differences in the present embodiment will be mainly described.

본 발명의 제2실시예에 따른 상호 견인형 판재성형장치(1)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1자성부(30)는 영구자석으로 마련되어 다이(10) 측에 마련되고, 제2자성부(40)는 솔레노이드로 마련되어 펀치가이드(25)에 마련된다. 3, the apparatus 1 for forming a mutually traction-type plate according to the second embodiment of the present invention is characterized in that the first magnetic part 30 is provided as a permanent magnet and provided on the die 10 side, The two magnetic portions 40 are provided in the punch guide 25 by solenoids.

제2자성부(40)는 펀치(20)에 마련되는 것이 아니고, 펀치가이드(25)에 마련되므로, 본 실시예 역시, 펀치(20)의 반복적인 왕복이동에 따른 제2자성부(40)의 고장 및 오작동 여부는 없다.
The second magnetic portion 40 is not provided in the punch 20 but is provided in the punch guide 25 so that the second magnetic portion 40 is formed by the repetitive reciprocating movement of the punch 20, There is no failure or malfunction of the unit.

제3실시예(도 4) The third embodiment (Fig. 4)

본 발명의 제3실시예에 다른 상호 견인형 판재성형장치(1)는, 제1실시예와 제2실시예를 조합한 것으로, 제1자성부(30)는 영구자석으로 마련되어 다이(10) 측에 설치되고, 제2자성부(40)는 솔레노이드(40)로 마련되어 펀치(20) 및 다이(10) 양측에 모두 마련된다. The mutually traction type plate material forming apparatus 1 according to the third embodiment of the present invention is a combination of the first embodiment and the second embodiment. The first magnetic part 30 is made of a permanent magnet, And the second magnetic portion 40 is provided on both sides of the punch 20 and the die 10 by a solenoid 40. [

이 경우, 총 판재가압력은 F = F1 + F2a + F2b가 되므로, 제2자기력(F2)을 통해 판재가압력을 증가시킬 수 있다는 장점이 있다. In this case, since the pressure of the total plate material is F = F 1 + F 2a + F 2b , there is an advantage that the plate material can increase the pressure through the second magnetic force F 2 .

한편, 본 실시예에서 2개의 제2자성부(40)가 동일한 전류위상을 갖는 경우에는 앞서 전술한 제1실시예 및 제2실시예와 구동의 측면에서는 동일하게 작동된다. 그러나, 본 실시예의 경우 2개의 제2자성부(40)를 선택적으로 구동할 수 있기 때문에 자기력의 다양한 조합이 가능하여 다양한 목적에의 적용이 가능하다는 장점이 있다. On the other hand, in the present embodiment, when the two second magnetic portions 40 have the same current phase, the same operation is performed in the same manner as in the first and second embodiments described above. However, in this embodiment, since the two second magnetic portions 40 can be selectively driven, various combinations of magnetic forces are possible, which is advantageous for various purposes.

예를 들어, 판재(S)의 피딩시 펀치가이드(25)의 제2자성부(40)는 구동을 하지 않은 상태에서, 다이(10) 측의 제2자성부(40)를 제1자성부(30)에 대응하여 구동함으로써 제1자성부(30)에 의한 판재(S)의 고정 및 해제 기능을 수행할 수 있다. The second magnetic portion 40 of the punch guide 25 is not driven while the second magnetic portion 40 on the die 10 side is in contact with the first magnetic portion 40. Therefore, It is possible to perform the function of fixing and releasing the plate material S by the first magnetic portion 30. [

또는, 판재(S)의 성형 중에는 제2자성부(40) 중 어느 하나는 제1자성부(30)제1자성부(30) 일치하여 고정하고, 나머지 하나의 제2자성부(40)의 자속만을 전환함으로써 판재(S)을 성형할 수도 있다. Alternatively, during the forming of the plate material S, any one of the second magnetic portions 40 is fixed and coincident with the first magnetic portion 30 of the first magnetic portion 30 and the other one of the second magnetic portions 40 The plate material S may be formed by switching only the magnetic flux.

1 : 상호 견인형 판재성형장치
10 : 다이 15 : 다이지지부
20 : 펀치 25 : 펀치가이드
27 : 펀치복원부 30 : 제1자성부
40 : 제2자성부 50 : 제어부 1: Mutual traction type plate material forming device
10: die 15: die support
20: Punch 25: Punch guide
27: punch restoring portion 30: first magnetic portion
40: second magnetic part 50:

Claims (15)

판재성형장치에 있어서,
다이와;
판재를 사이에 두고 상기 다이와 대향되게 마련되는 펀치와;
상기 펀치의 왕복이동을 가이드하는 펀치가이드와;
상기 펀치를 상기 다이를 향해 끌어당기는 제1방향으로 제1자속을 가지며 상기 다이 일측에 설치된 영구자석으로 마련된 제1자성부와;
입력되는 교류전류에 따라 상기 제1방향 및 상기 제1방향의 반대방향인 제2방향으로 제2자속을 전환하는 솔레노이드가 각각 상기 펀치가이드와 상기 다이 일측에 마련된 제2자성부와;
상기 각 솔레노이드로 입력되는 전류의 세기 및 주파수를 개별적으로 구동 및 제어하는 제어부;를 포함하여,
상기 제2자속의 전환에 따라 상기 제1자속 및 제2자속에 의해 발생되는 제1자기력(F1) 및 제2자기력(F2)이 상호 중첩 및 상쇄되면서 상기 다이 및 펀치가 접근 및 이격을 반복하며 상기 판재를 성형하는 상호 견인형 판재성형장치. In the sheet material forming apparatus,
Daiwa;
A punch disposed opposite to the die with a plate therebetween;
A punch guide for guiding the reciprocating movement of the punch;
A first magnet portion having a first magnetic flux in a first direction to pull the punch toward the die, the permanent magnet being provided on the die;
A solenoid for switching the second magnetic flux in a second direction that is opposite to the first direction and the first direction according to an input AC current, the second magnetic portion being provided on the punch guide and the die;
And a controller for individually driving and controlling the intensity and the frequency of the current input to each of the solenoids,
The first magnetic force F 1 and the second magnetic force F 2 generated by the first magnetic flux and the second magnetic flux superimpose and cancel each other in accordance with the switching of the second magnetic flux so that the die and the punch approach and separate Wherein the plate material is repeatedly formed. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제1자속에 의한 제1자기력(F1)은 상기 제2자속에 의한 제2자기력(F2)과 같은 크기(F1 = F2)를 갖는 것을 특징으로 하는 상호 견인형 판재성형장치. The method according to claim 1,
Wherein the first magnetic force (F 1 ) generated by the first magnetic flux has the same magnitude (F 1 = F 2 ) as the second magnetic force (F 2 ) generated by the second magnetic flux. 제1항에 있어서,
상기 제2자기력(F2)는 상기 제1자기력(F1)보다 크게 마련되어(F1 < F2), 상기 제1자속과 상기 제2자속의 상쇄시 상기 펀치가 상기 다이로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 상호 견인형 판재성형장치. The method according to claim 1,
The second magnetic force F 2 is set to be larger than the first magnetic force F 1 (F 1 <F 2 ), and the punch is spaced apart from the die upon the cancellation of the first magnetic flux and the second magnetic flux Wherein the cross-sectional shape of the plate-like sheet material is a cross-sectional shape. 제5항에 있어서,
상기 제1자속과 상기 제2자속의 상쇄시 상기 펀치를 설정된 이격위치로 복귀시키는 펀치복원부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상호 견인형 판재성형장치. 6. The method of claim 5,
Further comprising a punch restoring unit for returning the punch to a predetermined separation position upon the cancellation of the first magnetic flux and the second magnetic flux. 제7항에 있어서,
상기 펀치복원부는 상기 펀치의 일단에 마련되는 코일스프링인 것을 특징으로 하는 상호 견인형 판재성형장치. 8. The method of claim 7,
Wherein the punch restoring portion is a coil spring provided at one end of the punch. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 판재는 상기 영구자석의 제1자기력(F1)에 의해 상기 다이에 고정되는 것을 특징으로 하는 상호 견인형 판재성형장치. The method according to claim 1,
Wherein the plate member is fixed to the die by a first magnetic force (F 1 ) of the permanent magnet. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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