KR101569353B1 - 프레스 성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 판상 부품을 하프 피어싱하여, 제1단계 성형품을 제조하는 단계; 및 상기 제1단계 성형품을 세이빙하여, 제2단계 성형품을 제조하는 단계를 포함하는 프레스 성형방법에 관한 것으로, 제1단계 및 제2단계의 프레스 성형 방법에 의해, 제2단계 성형품인 본 제품을 제조할 수 있으며, 이때의 상기 제2단계 성형품은 정밀 절단면을 갖을 수 있는 프레스 성형 방법을 제공할 수 있다.

Description

프레스 성형방법{A METHOD FOR PRESS FORMING}

본 발명은 프레스 성형방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 판상 부품에 정밀 절단면을 확보할 수 있는 프레스 성형 방법프레스 성형방법에 관한 것이다.

프레스 성형방법은 생산성이 높고, 고정밀도로 재료를 가공할 수 있어서, 자동차 부품, 기계, 전자기기 등의 부품 등의 제조에 널리 이용되고 있는 소성가공법이다.

프레스 성형장치는 그 자체로는 비교적 단순한 동작을 행하는 기계지만 여기에 이용되는 금형의 형상에 따라서 복잡한 가공을 가능하게 한다.

이에 따라, 이러한 프레스 성형장치 및 성형방법을 이용하면 박판 부품의 가공이나 복잡한 형상의 가공이 다른 가공방법에 비하여 비교적 간단하게 수행될 수 있다.

한편, 종래에는 정밀 와셔, 기어, 캠, 래치 등 단면의 평활성을 필요로 하는 판상 부품을 가공할 경우에 정밀 절단면을 얻는 방법으로는 블랭크 제조형의 타발금형과 절단면 다듬빌 용의 세이빙 금형을 제조하여 많이 사용되어 왔으나 이는 금형 2세트 및 2공정이 필요로 하기 때문에 생산성 및 품질이 저하되었다.

즉, 블랭킹에 의한 제품의 절단면의 형상은 눌림면(Roll-over), 전단면(Burnish), 파단면(Rracture) 등으로 이루어져 있으며, 제품의 용도에 따라서는 상기 전단면을 사용면으로 할 경우 파단면은 제품에 악영향을 미치게 되어 사용할 수 없게 되므로, 따라서, 1차 가공된 절단면을 다시 전단 공구로 파단면을 깍아내어 평활화고 깨끗한 절삭면을 얻을 수 있는 세이빙 가공이 필요하므로, 결국, 금형 2세트 및 2공정이 필요로 하기 때문에 생산성 및 품질이 저하되었다.

이때, 블랭킹 공정을 진행한 이후에, 세이빙 가공을 진행한다 하더라도, 상기 세이빙 가공 공정을 계속적으로 진행함에 따라, 세이빙 가공 공정에서의 펀치가 마모되는 경우, 결국은 제품의 절단면에 크랙이 발생하는 등의 문제점이 발생하게 된다.

한편, 이러한 문제점, 즉, 금형 2세트 및 2공정이 필요로 하기 때문에 생산성 및 품질이 저하되는 것을 해결하기 위하여, 한국공개실용신안 제1995-0001345호는 프레스의 타발제품에서 일반적인 범용프레스에 의하여 블랭킹과 세이빙을 동시에 행사는 구성을 제공하여, 따 내어진 소재에 평탄한 전단면을 얻기에 적당하도록 한 프레스 타발금형의 블랭킹 및 세이빙구조를 개시하고 있다.

하지만, 상기 한국공개실용신안 제1995-0001345호는 블랭킹과 세이빙을 동시에 행사할 수 있는 구조를 제공하기는 하나, 프레스 타발 금형이 너무 복잡하여 실제로의 적용이 어려운 문제점이 있다.

또한, 상술한 금형 2세트 및 2공정이 필요로 하기 때문에 생산성 및 품질이 저하되는 것을 해결하기 위하여, 최근 널리 사용되고 있는 방법으로 파인 블랭킹 법이 있다.

상기 파인 블랭킹 가공은 크게 공구, 기계, 피가공제, 윤활유 등으로 구성되고, 일반 블랭킹법에 비하여 양호한 전단면과 정밀한 치수 및 소정의 형상을 가진 제품을 대량으로 생산할 수 있는 이점이 있으며, 또한, 단 1회의 전단공정으로 피가공판 두께 및 전단 윤곽 전체에 걸쳐 유효한 전단면을 얻을 수 있는 가공법에 해당한다.

하지만, 상기 파인 블랭킹 가공의 경우, 파인 블랭킹을 할 수 있는 특수 프레스가 필요하게 되어 시설비가 많이 들던 결점이 있다,

한국공개실용신안 제1995-0001345호

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 간단한 구조의 금형을 통하여, 정밀 절단면을 확보할 수 있는 프레스 성형 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 지적된 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 판상 부품을 하프 피어싱하여, 제1단계 성형품을 제조하는 단계; 및 상기 제1단계 성형품을 세이빙하여, 제2단계 성형품을 제조하는 단계를 포함하는 프레스 성형방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 제1단계 성형품은 하프 피어싱된 판상 부품이고, 상기 하프 피어싱된 판상 부품은 예비부품 영역 및 상기 예비부품 영역으로부터 일부 분리된 스크랩 영역을 포함하는 프레스 성형방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 예비부품 영역은 부품영역과 상기 부품영역의 내측으로 연장되는 더미영역을 포함하고, 상기 스크랩 영역은 플랫영역 및 상기 플랫영역으로부터 절곡된 절곡영역을 포함하는 프레스 성형방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 절곡영역과 상기 더미영역의 사이에는 경계면을 포함하며, 상기 절곡영역은 상기 더미영역으로부터 일부 분리된 상태인 것을 특징으로 하는 프레스 성형방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 제2단계 성형품은 상기 부품영역과 상기 더미영역이 분리되어 제조되는 것을 특징으로 하는 프레스 성형방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 부품영역과 상기 더미영역이 분리되는 것은, 상기 더미영역과 상기 스크랩 영역이 일부 분리된 상태로, 상기 부품영역으로부터 상기 더미영역이 분리되는 것을 특징으로 하는 프레스 성형방법을 제공한다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 제1단계 및 제2단계의 프레스 성형 방법에 의해, 제2단계 성형품인 본 제품을 제조할 수 있으며, 이때의 상기 제2단계 성형품은 정밀 절단면을 갖을 수 있는 프레스 성형 방법을 제공할 수 있다.

도 1a는 예시적인 구조의 프레스 타발금형의 형합상태를 도시한 단면도이고, 도 1b 및 도 1c는 예시적인 구조의 프레스 타발금형의 구동상태도로, 도 1b는 블랭킹을 하는 상태의 단면도이고, 도 1c는 세이빙을 하는 상태의 단면도이며, 도 1d는 종래의 금형에 의해 타발된 제품의 일부 상태도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 판상 부품의 정밀 절단면을 얻기 위한 제1단계 프레스 성형방법을 도시한 개략적인 단면도이고, 도 2c는 본 발명에 따른 판상 부품의 정밀 절단면을 얻기 위한 제1단계 프레스 성형방법에 따른 제1단계 성형품을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 판상 부품의 정밀 절단면을 얻기 위한 제2단계 프레스 성형방법을 도시한 개략적인 단면도이고, 도 3c는 본 발명에 따른 판상 부품의 정밀 절단면을 얻기 위한 제2단계 프레스 성형방법에 따른 제2단계 성형품을 도시한 개략적인 단면도이다.
도 4a 및 도 4b는 하프 피어싱 공정의 제1단계 프레스 성형공정 후의 제품실사진이다.
도 5a 및 도 5b는 세이빙 공정의 제2단계 프레스 성형공정 후의 제품실사진이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소와 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

먼저, 일반적인 공정에 의하여, 단면의 평활성을 필요로 하는 판상 부품을 가공할 경우에 정밀 절단면을 얻는 방법을 소개하기로 한다.

도 1a는 예시적인 구조의 프레스 타발금형의 형합상태를 도시한 단면도이고, 도 1b 및 도 1c는 예시적인 구조의 프레스 타발금형의 구동상태도로, 도 1b는 블랭킹을 하는 상태의 단면도이고, 도 1c는 세이빙을 하는 상태의 단면도이며, 도 1d는 종래의 금형에 의해 타발된 제품의 일부 상태도이다.

도 1a를 참조하면, 예시적인 구조의 프레스 타발금형(10)의 형합상태는 펀치홀더(30)의 스트리퍼(31)에 대해 승하강 운동을 하는 다이홀더(20)로 이루어진 프레스 타발금형(10)에 있어서, 상기 펀치홀더(30)의 상면에는 펀치 받침판(33)을 설치하고, 상기 펀치 받침판(33)의 상면에는 펀치(40)와 리턴판(41)을 수직하게 설치하여 펀치 고정판(32)으로 펀치(40)와 리턴판(41)을 고정하고, 상기 펀치(40)와 리턴판(41)의 상단에는 소재 취출용 스트리퍼(31)를 위치시키되, 상기 소재 취출용 스트리퍼(31)의 저부에는 펀치홀더(30)와 펀치 받침판(33) 및 펀치 고정판(32)을 통하여 삽입되는 쿳션핀(42)이 탄력적으로 받쳐지게 한다.

프레스의 램에 고정하는 샹크(20a)를 구비한 다이홀더(20)는 패드(50)를 구비한 다이(21)와 압축 코일스프링(51)으로 설치할 수 있는 공간을 가진 스페이서(22) 및 평탄면을 가진 다이 고정판(23)으로 구성되어진다.

상기 다이홀더(20)의 구성에 있어, 다이(21)에 패드(50)를 삽입하기 위한 패드공(24)이 뚫리며, 이 패드공(24)은 설치상태의 안정을 위하여 패드의 직경 보다 큰 내경을 갖는 삽입홈(25)을 형성하고, 상기의 삽입홈(25)으로 패드(50)의 직경을 내경(61)으로 갖는 세이빙 다이편(60)을 설치한다.

이때, 상기 세이빙 다이편(60)의 재질은 소재를 세이빙하기에 충분한 강도를 갖는 것으로 선택하여 제작한다.

이러한 구성으로 예시적인 구조의 프레스 타발금형은, 스트리퍼(31)에 소재(W)가 올려진 상태에서 다이홀더(20)가 통상의 구동에 의하여 하강하여 다이(21)로 소재(W)의 표면을 누르게 되고, 계속적인 다이홀더(20)의 하강으로 다이홀더(20)의 다이(21)는 탄력적으로 받혀진 스트리퍼(31)를 누루게 되고, 동시에 다이홀더(20)의 패드(50)는 펀치홀더(30)의 펀치(40)에 의하여 상측방향으로 밀려 나가게 된다.

이러한 다이(21)와 펀치(40)에 의하여 다이(21)와 스트리퍼(31)사이에 놓여진 소재(W)는 도 1b에 도시된 바와 같이 블랭킹상태를 이루게 된다.

상기와 같이 블랭킹된 소재(W)를 자세하게 살펴보면, 도 1d에 도시한 타발된 상태에서 알 수 있는 바와 같이, 펀치(40)와 다이(21)의 순간적인 충격에 의하여 블랭킹되는 소재(W)는 원주연이 처지는 상태(A)를 이루면서 전단면(B)이 이어지고, 전단면의 하단에는 파단면(깨진면)(C)이 형성되며, 최하단에는 소재의 재질적인 특성으로 인해 버어(Burr)(D)가 형성될 수 있다.

이러한 블랭킹 가공 후에도 프레스의 암은 계속적으로 하강하는 동작을 이루어 다이홀더(20)의 다이(21)는 스트리퍼(31)를 하측으로 더욱 누르는 동작과, 이에 관계해서 펀치(40)는 블랭킹된 소재를 세이빙 다이편(60)측으로 밀어낸다.

펀치(40)에 의해 세이빙 다이편(60)의 내경(61)을 소재(W)가 통과하게 되면 충격에 의해 펀치(40)의 직경보다 크게 블랭킹된 소재의 원주연이 세이빙 다이편(60)의 모서리에 의해 깍여져 도 1c와 같은 상태가 됨에 따라 상기 세이빙 구동이 완료된 상태에서는 소재의 원주연은 전단면의 형상을 이루게 된다.

또한, 프레스의 램이 상사점 위치에 이르면 이후에는 하사점 위치로 이동하게 되어 원주연이 평탄한 전단면을 갖는 소재는 세이핑 다이편(60)으로부터 분리된다.

이상과 같은 예시적인 구조의 프레스 타발금형은 블랭킹되는 다이의 패드위치에 세이빙 다이편을 형성하는 것에 의하여 절단되는 소재의 원주연이 깎이는 상태가 순차적으로 이루어지는 것이어서, 일 행정이 완료된 상태에서 소재에는 평탄한 전단면이 형성됨에 따라 가공 공정수가 단축되는 공수의 절감효과를 나타낼 수 있다.

즉, 단면의 평활성을 필요로 하는 판상 부품을 가공할 경우에 정밀 절단면을 얻는 방법에 있어서의 종래의 문제점, 즉, 금형 2세트 및 2공정이 필요로 하기 때문에 생산성 및 품질이 저하되는 것을 해결하기 위하여, 프레스의 타발제품에서 일반적인 범용프레스에 의하여 블랭킹과 세이빙을 동시에 행사는 구성을 제공하여, 따 내어진 소재에 평탄한 전단면을 얻기에 적당하도록 한 프레스 타발금형의 블랭킹 및 세이빙구조를 개시하고 있다.

하지만, 상기 예시적인 구조의 프레스 타발금형에 의한 방법은 블랭킹과 세이빙을 동시에 행사할 수 있는 구조를 제공하기는 하나, 프레스 타발 금형이 너무 복잡하여 실제로의 적용이 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 출원인은 실제로의 적용이 가능하고, 정밀 절단면을 얻는 방법을 제공하고자 한다.

이하에서는 본 발명에 따른 단면의 평활성을 필요로 하는 판상 부품을 가공할 경우에 정밀 절단면을 얻는 방법을 설명하기로 한다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 판상 부품의 정밀 절단면을 얻기 위한 제1단계 프레스 성형방법을 도시한 개략적인 단면도이고, 도 2c는 본 발명에 따른 판상 부품의 정밀 절단면을 얻기 위한 제1단계 프레스 성형방법에 따른 제1단계 성형품을 도시한 개략적인 단면도이다.

본 발명에 따른 판상 부품의 정밀 절단면을 얻기 위한 제1단계 프레스 성형방법은 하프 피어싱 프레스 장치(100)를 통해 구현될 수 있다.

먼저, 도 2a를 참조하면, 본 발명에 따른 하프 피어싱 프레스 장치(100)는 판상 부품(110)을 지지하기 위한 다이홀더(130) 및 상기 다이홀더(130)의 상부에 위치하고, 상하운동에 의하여 상기 판상 부품(110)을 프레스 하기 위한 펀칭홀더(120)를 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 다이홀더(130)는 상기 판상 부품(110)이 배치된 상태에서 이를 지지하게 되며, 또한, 상기 다이홀더(130)의 상에 위치하는 다이부(133) 및 상기 다이부(133)의 둘레를 따라 위치하는 쿠션다이부(131a, 131b)를 포함한다.

이때, 도 2a에서는 단면형상을 도시하는 이유로, 상기 쿠션다이부(131a, 131b)가 비연속적으로 이루어진 것으로 도시하고 있으나, 이와는 달리, 상기 쿠션다이부(131a, 131b)는 링의 형태로 상기 다이부(133)의 둘레를 따라 배치될 수 있다.

한편, 상기 다이부(133)의 경우, 가공하고자 하는 판상 부품의 형태에 따라 상이할 수 있으나, 원형 형태로 구성되어, 상기 원형 형태의 다이부(133)의 둘레를 따라, 상기 링 형태의 쿠션다이부(131a, 131b)가 배치될 수 있다.

이때, 상기 쿠션다이부(131a, 131b)는 하부에는 탄성부(132a, 132b)가 배치되어, 프레스 공정에서 상기 쿠션다이부(131a, 131b)가 완충역할을 할 수 있는 역할을 한다.

한편, 도 2a에서는 설명의 편의를 위하여, 상기 쿠션다이부(131a, 131b)가 상기 판상 부품(110)과 이격되어 있는 것으로 도시하고 있으나, 이와는 달리, 상기 쿠션다이부(131a, 131b)는 상기 판상 부품(110)과 접하도록 구성될 수 있다.

즉, 상기 다이홀더(130)는 상기 판상 부품(110)이 배치된 상태에서 이를 지지하게 되는데, 이때, 상기 판상 부품(110)을 지지하는 것은, 도 2a에 도시된 바와 같이, 상기 다이부(133)와 상기 판상 부품(110)이 접합에 의해 지지될 수 있으며, 또한, 상기 쿠션다이부(131a, 131b)는 상기 판상 부품(110)과 접하도록 구성됨으로써, 상기 판상 부품(110)을 지지할 수 있다.

계속해서, 도 2a를 참조하면, 상기 펀칭홀더(120)는 상하운동에 의하여 상기 판상 부품(110)을 프레스 하게 되며, 또한, 상기 펀칭홀더(120) 상에 위치하는 펀칭패드부(122) 및 상기 펀칭패드부(122)의 둘레를 따라 위치하는 펀칭부(121a, 121b)를 포함한다.

이때, 도 2a에서는 단면형상을 도시하는 이유로, 상기 펀칭부(121a, 121b)가 비연속적으로 이루어진 것으로 도시하고 있으나, 이와는 달리, 상기 펀칭부(121a, 121b)는 링의 형태로 상기 펀칭패드부(122)의 둘레를 따라 배치될 수 있다.

한편, 상기 펀칭패드부(122)의 경우, 가공하고자 하는 판상 부품의 형태에 따라 상이할 수 있으나, 원형 형태로 구성되어, 상기 원형 형태의 펀칭패드부(122)의 둘레를 따라, 상기 링 형태의 펀칭부(121a, 121b)가 배치될 수 있다.

상기 펀칭패드부(122)의 하부에는 탄성부(123)가 배치되어, 프레스 공정에서 상기 펀칭부(121a, 121b)가 완충역할을 할 수 있는 역할을 한다.

이때, 상기 펀칭부(121a, 121b)는 상기 다이부(133)과 수직선상을 기준으로 일정 간격 이격되어 위치하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 다이부(133)의 외측끝단을 기준으로 가상의 제1수직선을 형성하고, 상기 펀칭부(121a, 121b)의 내측끝단을 기준으로 가상의 제2수직선을 형성한다고 가정시, 상기 제1수직선과 상기 제2수직선이 일정 간격 이격되도록, 상기 펀칭부(121a, 121b)를 배치할 수 있다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.

다음으로, 도 2b를 참조하면, 상술한 본 발명에 따른 하프 피어싱 프레스 장치(110)를 통해, 판상 부품의 정밀 절단면을 얻기 위한 제1단계 프레스 성형을 진행하며, 이하에서는 본 단계를 상기 판상 부품(110)을 하프 피어싱하여, 제1단계 성형품을 제조하는 단계로 정의하기로 한다.

즉, 상기 판상 부품(110)을 하프 피어싱하는 단계는 상기 펀칭홀더(120)를 하강시켜, 상기 판상 부품(110)의 일정 영역을 하프 피어싱하여, 제1단계 성형품을 제조하는 단계에 해당한다.

보다 구체적으로, 상기 펀칭홀더(120)를 하강시키면, 상기 펀칭패드부(122)는 상기 판상 부품(110)에 접하면서 상기 탄성부(123)에 의해 완충작용을 하게 되며, 상기 펀칭부(121a, 121b)는 계속적으로 하강하여, 상기 펀칭부(121a, 121b)와 대응되는 영역의 상기 판상 부품(110)을 하프 피어싱시키게 된다.

한편, 상기 펀칭부(121a, 121b)가 계속적으로 하강함에 있어서, 상기 쿠션다이부(131a, 131b)는 상기 펀칭부에 접하면서 상기 탄성부(132a, 132b)에 의해 완충작용을 하게 된다.

상기 판상 부품(110)이 하프 피어싱된 상태는 도 2c에서 도시된 바와 같다.

도 2c를 참조하면, 하프 피어싱된 판상 부품(110)은 예비부품 영역(110a, 110b) 및 상기 예비부품 영역(110a, 110b)으로부터 일부 분리된 스크랩 영역(112)을 포함한다.

이때, 상기 예비부품 영역(110a, 110b)은 부품영역(110a)과 상기 부품영역(110a)의 내측으로 연장되는 더미영역(110b)를 포함할 수 있고, 상기 스크랩 영역(112)은 플랫영역(112b) 및 상기 플랫영역(112b)으로부터 절곡된 절곡영역(112a)를 포함할 수 있으며, 상기 절곡영역(112a)과 상기 더미영역(110b)의 사이에는 경계면(111a, 111b)을 포함하고 있어, 상기 절곡영역(112a)은 상기 더미영역(110b)으로부터 일부 분리된 상태에 해당한다.

즉, 본 발명에서는 상기 판상 부품(110)을 하프 피어싱하여, 예비부품 영역(110a, 110b) 및 상기 예비부품 영역(110a, 110b)으로부터 일부 분리된 스크랩 영역(112)을 포함하도록 제조하며, 또한, 상기 스크랩 영역(112)은 절곡영역(112a)을 포함할 수 있도록 제조한다.

한편, 상술한 바와 같이, 상기 다이부(133)의 외측끝단을 기준으로 가상의 제1수직선을 형성하고, 상기 펀칭부(121a, 121b)의 내측끝단을 기준으로 가상의 제2수직선을 형성한다고 가정시, 상기 제1수직선과 상기 제2수직선이 일정 간격 이격되도록, 상기 펀칭부(121a, 121b)를 배치할 수 있다.

이는 도 2c에 도시된 절곡영역(112a)을 형성하기 위한 것으로, 즉, 상기 펀칭부(121a, 121b)와 상기 다이부(133)가 이격된 일정 간격에 의해 상기 절곡영역(112a)을 형성할 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 판상 부품의 정밀 절단면을 얻기 위한 제2단계 프레스 성형방법을 도시한 개략적인 단면도이고, 도 3c는 본 발명에 따른 판상 부품의 정밀 절단면을 얻기 위한 제2단계 프레스 성형방법에 따른 제2단계 성형품을 도시한 개략적인 단면도이다.

본 발명에 따른 판상 부품의 정밀 절단면을 얻기 위한 제2단계 프레스 성형방법은 쉐이빙 프레스 장치(200)를 통해 구현될 수 있다. 한편, 후술하는 쉐이빙 프레스 장치(200)는 후술할 바를 제외하고는 상술한 하프 피어싱 프레스 장치를 참조할 수 있다.

먼저, 도 3a를 참조하면, 본 발명에 따른 세이빙 프레스 장치(200)는 상술한 제1단계에 의해 가공된 판상 부품(110)을 지지하기 위한 다이홀더(230) 및 상기 다이홀더(230)의 상부에 위치하고, 상하운동에 의하여 상기 판상 부품(110)을 프레스 하기 위한 펀칭홀더(220)를 포함한다.

보다 구체적으로, 상기 다이홀더(230)는 상기 판상 부품(110)이 배치된 상태에서 이를 지지하게 되며, 또한, 상기 다이홀더(230)의 상에 위치하는 다이부(233) 및 상기 다이부(233)의 둘레를 따라 위치하는 쿠션다이부(231a, 231b)를 포함한다.

이때, 세이빙 프레스 장치에서의 상기 다이부(233)는 상술한 하프 피어싱 프레스 장치에서의 다이부와는 달리, 상기 하프 피어싱 프레스 장치에서 성형된 제1단계 성형품을 용이하게 지지하기 위하여, 플랫부(233a)와 경사부(233b)를 포함하고 있다.

즉, 상기 도 2c에서 도시된 바와 같이, 제1단계 성형품의 스크랩 영역(112)은 플랫영역(112b) 및 상기 플랫영역(112b)으로부터 절곡된 절곡영역(112a)를 포함할 수 있는데, 상기 플랫영역(112b)과 상기 절곡영역(112a)의 형상을 반영하여 상기 다이부(233)를 구성할 수 있다.

이때, 상기 쿠션다이부(231a, 231b)는 하부에는 탄성부(232a, 232b)가 배치되어, 프레스 공정에서 상기 쿠션다이부(231a, 131b)가 완충역할을 할 수 있는 역할을 하며, 이는 상술한 바와 같으므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

한편, 도 2a에서는 설명의 편의를 위하여, 상기 쿠션다이부(231a, 231b)가 상기 판상 부품(110)과 이격되어 있는 것으로 도시하고 있으나, 이와는 달리, 상기 쿠션다이부(231a, 231b)는 상기 판상 부품(110)과 접하도록 구성될 수 있다.

계속해서, 도 3a를 참조하면, 상기 펀칭홀더(220)는 상하운동에 의하여 상기 판상 부품(110)을 프레스 하게 되며, 또한, 상기 펀칭홀더(220) 상에 위치하는 펀칭패드부(222) 및 상기 펀칭패드부(222)의 둘레를 따라 위치하는 펀칭부(221a, 221b)를 포함한다.

상기 펀칭패드부(222)의 하부에는 탄성부(223)가 배치되어, 프레스 공정에서 상기 펀칭부(221a, 221b)가 완충역할을 할 수 있는 역할을 한다. 이는 상술한 바와 같으므로, 이하 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이때, 상기 펀칭부(221a, 221b)는 상기 다이부(233)과 수직선상을 기준으로 일정 간격 이격되어 위치하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 다이부(233)의 외측끝단을 기준으로 가상의 제1수직선을 형성하고, 상기 펀칭부(221a, 221b)의 내측끝단을 기준으로 가상의 제2수직선을 형성한다고 가정시, 상기 제1수직선과 상기 제2수직선이 일정 간격 이격되도록, 상기 펀칭부(221a, 221b)를 배치할 수 있다.

이때, 상기 일정 간격은 상술한 제1단계 성형품의 예비부품 영역에서의 더미영역(110b)의 간격인 것이 바람직하며, 이에 대해서는 후술하기로 한다.

다음으로, 도 3b를 참조하면, 상술한 본 발명에 따른 세이빙 프레스 장치(200)를 통해, 판상 부품의 정밀 절단면을 얻기 위한 제2단계 프레스 성형을 진행하며, 이하에서는 본 단계를 제1단계 성형품을 세이빙하여, 제2단계 성형품인 본제품을 제조하는 단계로 정의하기로 한다.

보다 구체적으로, 상기 펀칭홀더(220)를 하강시키면, 상기 펀칭패드부(222)는 상기 판상 부품(110)에 접하면서 상기 탄성부(223)에 의해 완충작용을 하게 되며, 상기 펀칭부(221a, 221b)는 계속적으로 하강하여, 상기 펀칭부(221a, 221b)와 대응되는 영역의 상기 판상 부품(110)을 세이빙하게 된다.

한편, 상기 펀칭부(221a, 221b)가 계속적으로 하강함에 있어서, 상기 쿠션다이부(231a, 231b)는 상기 펀칭부에 접하면서 상기 탄성부(232a, 232b)에 의해 완충작용을 하게 된다.

상기 판상 부품(110)이 세이빙된 상태는 도 3c에서 도시된 바와 같다.

도 3c를 참조하면, 쉐이빙 프레스 장치(200)를 통한 제2단계 프레스 성형에 의하여, 상술한 부품영역(110a)과 더미영역(110b)을 분리하여, 제2단계 성형품인 본 제품을 제조한다.

이때, 제2단계 성형품, 즉, 본 제품을 제외한 나머지 영역을 보면, 상기 더미영역(110b)과 상기 스크랩 영역(112)이 일부 분리된 상태로, 상기 본 제품과 본 제품을 제외한 나머지 영역으로 분리하게 된다.

한편, 상술한 바와 같이, 상기 다이부(233)의 외측끝단을 기준으로 가상의 제1수직선을 형성하고, 상기 펀칭부(221a, 221b)의 내측끝단을 기준으로 가상의 제2수직선을 형성한다고 가정시, 상기 제1수직선과 상기 제2수직선이 일정 간격 이격되도록, 상기 펀칭부(221a, 221b)를 배치할 수 있으며, 이때, 상기 일정 간격은 상술한 제1단계 성형품의 예비부품 영역에서의 더미영역(110b)의 간격인 것이 바람직하다.

즉, 본 발명에서는 제2단계 프레스 성형에 의하여, 상술한 부품영역(110a)과 더미영역(110b)을 분리하기 때문에, 상기 더미영역(110b)의 간격만큼, 상기 펀칭부(221a, 221b)가 상기 다이부(233)로부터 이격되는 것이 바람직하다.

이와 같은 제1단계 및 제2단계의 프레스 성형 방법에 의해, 제2단계 성형품인 본 제품을 제조할 수 있으며, 이때, 상기 제2단계 성형품은 정밀 절단면을 갖게 된다.

이상과 같은 2개의 단계로 구분된 프레스 성형 방법에 의해 정밀 절단면을 갖게되는 것은 다음과 같은 이유인 것으로 판단된다.

상술한 바와 같이, 제1단계의 프레스 성형에서는 예비부품 영역(110a, 110b) 및 상기 예비부품 영역(110a, 110b)으로부터 일부 분리된 스크랩 영역(112)을 포함하는 제1단계 성형품을 제조하게 되고, 이때, 상기 예비부품 영역(110a, 110b)은 부품영역(110a)과 상기 부품영역(110a)의 내측으로 연장되는 더미영역(110b)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1단계의 프레스 성형에 의하여, 상기 더미영역(110b)에 응력이 집중될 수 있다.

따라서, 본 발명에서는 상기 응력이 집중된 더미영역을 제2단계 프레스 성형에서 본 제품과 분리함으로써, 정밀 절단면을 갖을 수 있다.

한편, 제2단계의 프레스 성형인 세이빙 공정에 의하여, 상기 더미영역을 제거할 수 있으며, 상기 더미영역의 경우, 제1단계 프레스 성형에서 상기 스크랩 영역과 일부 분리된 상태로 제조되기 때문에, 세이빙 공정에 의해 상기 더미영역을 충분히 분리할 수 있는 것으로 판단된다.

이상과 같이, 본 발명에서는 하프 피어싱 공정의 제1단계 프레스 성형공정 및 세이빙 공정의 제2단계 프레스 성형공정을 진행함에 의하여, 제2단계 성형품인 본 제품이 정밀 절단면을 갖을 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 하프 피어싱 공정의 제1단계 프레스 성형공정 후의 제품실사진이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 제1단계 성형품(300)은 예비부품 영역(310) 및 상기 예비부품 영역(310)으로부터 일부 분리된 스크랩 영역(320)을 포함할 수 있다.

도 5a 및 도 5b는 세이빙 공정의 제2단계 프레스 성형공정 후의 제품실사진이다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 제2단계 성형품(300)은 부품영역(310')으로 이루어져 있으며, 이때, 상기 부품영역(310')은 상기 도 4a 및 도 4b의 예비부품 영역(310)에서 더미영역이 분리되어 제조된 형태이다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

100 : 하프 피어싱 프레스 장치
110 : 판상 부품 130 : 다이홀더
120 : 펀칭홀더

Claims (6)

1. 판상 부품을 하프 피어싱하여, 제1단계 성형품을 제조하는 단계; 및
   상기 제1단계 성형품을 세이빙하여, 제2단계 성형품을 제조하는 단계를 포함하고,
   상기 제1단계 성형품은 하프 피어싱된 판상 부품이고,
   상기 하프 피어싱된 판상 부품은 예비부품 영역 및 상기 예비부품 영역으로부터 일부 분리된 스크랩 영역을 포함하며,
   상기 예비부품 영역은 부품영역과 상기 부품영역의 내측으로 연장되는 더미영역을 포함하고,
   상기 스크랩 영역은 플랫영역 및 상기 플랫영역으로부터 절곡된 절곡영역을 포함하는 프레스 성형방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 절곡영역과 상기 더미영역의 사이에는 경계면을 포함하며, 상기 절곡영역은 상기 더미영역으로부터 일부 분리된 상태인 것을 특징으로 하는 프레스 성형방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2단계 성형품은 상기 부품영역과 상기 더미영역이 분리되어 제조되는 것을 특징으로 하는 프레스 성형방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 부품영역과 상기 더미영역이 분리되는 것은,
   상기 더미영역과 상기 스크랩 영역이 일부 분리된 상태로, 상기 부품영역으로부터 상기 더미영역이 분리되는 것을 특징으로 하는 프레스 성형방법.
   

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