KR101615943B1

KR101615943B1 - 프레스금형에서 탄성 벤딩다이를 이용한 금속패널의 성형방법

Info

Publication number: KR101615943B1
Application number: KR1020140180539A
Authority: KR
Inventors: 이광용
Original assignee: 이광용
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2016-04-27

Abstract

본 발명은 프레스금형으로 금속패널을 성형,제조함에 있어 제조공정을 단축시키고 금형의 수를 최소화시킬 수 있게 한 프레스금형에서 탄성 벤딩다이를 이용한 금속패널의 성형방법에 관한 것으로 벤딩공정(S10),드로윙,포밍공정(S20),트리밍공정(S30),피어싱공정(S40),버어링공정(S50) 및 벤딩공정(S60)을 6단계로 수행하고 벤딩공정(S10)과 드로윙,포밍공정(S20)에서 한 벌의 금형,트리밍공정(S30),피어싱공정(S40) 및 버어링공정(S50)에서 한 벌의 금형 및 벤딩공정(S60)에서 한 벌의 금형으로 모두 세 벌의 금형으로 성형작업을 수행할 수 있게 한 것을 특징으로 한다.

Description

프레스금형에서 탄성 벤딩다이를 이용한 금속패널의 성형방법{A method for forming a metal panel using a spring bending die in a press die}

본 발명은 프레스금형으로 금속패널을 성형,제조함에 있어 제조공정을 단축시키고 금형의 수를 최소화시킬 수 있게 한 프레스금형에서 탄성 벤딩다이를 이용한 금속패널의 성형방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 2개의 공정[컷팅(Cutting),포밍(Forming)]과 2개의 금형으로 성형되던 드로윙(Drawing)공정을 스프링의 탄발력을 이용한 탄성 벤딩다이가 설치된 금형을 이용하여 2개의 공정을 단일금형에서 딥 포밍을 포함하는 드로윙공정을 수행할 수 있게 한 금속패널의 성형방법에 관한 것이다.

일반적으로 금형은 재료의 소성(Plasticity),전연성(Malleability),유동성(Fluidity) 등의 성질을 이용하여 재료를 가공성형하여 제품을 생산하는 도구로서 금속재료를 사용하여 만들어진 형을 말하며 동일형상과 동일규격의 제품을 대량생산하기 위한 모체가 되는 틀로서 금형의 종류는 프레스금형,사출금형,다이캐스팅금형,단조금형,고무금형,유리금형,분말야금금형,요업금형,주조금형 등이 있다.

상기 프레스금형(Press die)은 직선 왕복운동을 하는 프레스 기계에 금형이라는 특수공구를 설치하여 주로 금속제품을 성형 가공하는 금형으로 가공재료에 압축력을 가하여 소성변형시킴으로써 굽힘,전단,단면수축 등의 가공작업을 수행하는 기계이다.

상기 프레스가공에 이용될 수 있는 가공재료로는 강판,동판,알루미늄판 등의 금속은 물론 플라스틱과 섬유 등도 이용될 수 있고 이러한 프레스가공은 가공재료를 가열하지 않고도 가공할 수 있으며 단시간에 정확한 치수와 모양으로 가공할 수 있어 대량생산에 적합한 것이다.

상기 프레스금형은 기본적으로 프레임과 프레임에 상하이동 가능하게 설치되는 슬라이더,슬라이더를 승강시키는 액츄에이터 및 가공재료에 압축력을 가하는 금형으로 형성되고 가공재료가 안치되는 하부금형,하부금형의 상부에 상하 슬라이드 이동 가능하게 설치되는 상부금형으로 이루어진다.

상기 하부금형은 프레스금형의 금형장착부에 결합되고 상부금형은 슬라이더에 결합되며 이들 상부금형과 하부금형은 필요에 따라 다른 것으로 교체될 수 있다.

상기와 같은 프레스금형을 이용한 기존의 금속패널의 성형공정은 도 1 과 같이 컷팅,드로윙공정(S1)-포밍,드로윙공정(S2)-트리밍공정(S3)-피어싱,사이드노칭공정(S4)-버링,플랜닝공정(S5)-노칭,피어싱공정(S6)-벤딩공정(S7)을 통하여 성형된다.

상기 공정을 수행하기 위하여 4벌의 금형을 투입하여 제조되는 것으로 즉,컷팅,드로윙공정(S1)에 한 벌의 금형,포밍,드로윙공정(S2)에 한 벌의 금형,트리밍공정(S3)-피어싱,사이드노칭공정(S4)-버링,플랜닝공정(S5)에 한 벌의 금형 및 노칭,피어싱공정(S6)-벤딩공정(S7)에 한 벌의 금형을 투입하여 금속패널의 성형작업을 수행하였다.

상기한 기존의 방법은 7공정의 수순에 의해 성형하므로 성형시간이 지연되고 또한,4벌의 금형을 사용함으로 설비비용이 증대되는 등의 단점이 있었다.

그리고 드로윙공정(S1)(S2)을 2단계로 나누어 진행하기 때문에 일차 컷팅과 드로윙을 한 후 이차 드로윙과 포밍공정을 수행하는 단계에서 소재의 터짐(파열)현상,찌그러지거나 주름현상 및 뒤틀림 현상 등이 발생하여 제품의 불량률이 증대되고 있는 실정이다.

종래의 프레스금형에서 복합 또는 다공정을 수행하는 선행기술로 실용신안공보 제20-1989-0009037호(프레스금형의 복합성형 가공장치)와 등록특허 제10-0889902호(교체가 용이한 다공정 프레스금형) 등이 제시되었다.

상기 전자의 실용신안은 타발펀치와 비이드펀치가 공정된 상홀더의 하방에 보조판을 결합하여 그 보조판과 상홀더 사이에 접시 스프링을 설치함과 함께 보조판의 하방에는 누름판과 상형다이를 설치하고 하홀더와 하형다이 사이에는 캠드라이버와 캠슬라이더에 의해 진퇴되는 펀치상승조절판을 설치함과 함께 하형다이 내에 버어링펀치를 승강가능하게 설치하여 상형의 하강에 따라 1차적으로 밴딩성형이 된 후 타발펀치와 펀치 그리고 버어링 펀치에 의해 타발가공과 비이딩성형 그리고 버어링가공이 되도록 한 프레스금형의 복합성형 가공장치인 것이다.

상기 후자의 등록특허는 상형다이는 복수의 프레싱 스테이션이 설치되는 베이스와 상기 베이스와 간격을 두고 결합되며 램에 탈착가능하게 고정되는 고정프레임이 구비되고,하형다이는 복수의 프레싱 스테이션이 설치되는 베이스와 상기 베이스와 간격을 두고 테이블에 탈착가능하게 고정되는 고정프레임을 구비하여 구성되며,트랜스퍼는 프레스기의 램과 테이블로부터 이격되고 금형장치 본체에 설치되고,상형다이에는 베이스 상부에서 외곽으로 돌출되는 상부고정대가 설치되고 하형다이에는 베이스 상부에서 외곽으로 돌출되는 하부고정대가 양측으로 설치되며,트랜스퍼는 상기 상부고정대와 하부고정대에 설치되고 트랜스퍼는 패싱수단을 가공흐름방향으로 왕복시키기 위해 금형장치 본체의 일측에 구비되는 로딩조작부 및 패싱수단이 소재를 홀딩 및 홀딩해제하도록 전후방향으로 왕복시키기 위해 금형장치 본체 양측에 설치되는 홀딩조작부로 구성되는 교체가 용이한 다공정 프레스금형이다.

상기한 전자의 실용신안은 타발펀치,비이드펀치 및 버어링펀치를 설치하여 상형이 하강하면서 먼저 밴딩성형을 한 후 타발가공,비이딩성형 및 버어링가공을 할 수 있게 한 것으로 하나의 금형에서 다양한 가공과 성형을 복합적으로 수행할 수 있게 한 프레스금형으로 하나의 제품에 요구되는 다양한 가공을 충족시킬 수 있는 금형이나 제품의 형상과 모양에 따라 제한되는 문제가 있어 적용범위가 협소한 문제가 있다.

후자의 등록특허는 트랜스퍼가 프레스기의 램에 설치되지 않고 금형장치의 본체에 설치되어 금형장치 본체와 하나의 모듈로 취급되도록 하여 프레스기에 대한 착탈 교체가 용이하게 하여 공정이 다단계로 이루어지는 다양한 제품의 가공을 한대의 프레스기로 범용적으로 수행할 수 있게 한 것으로 홀딩조작부로 패싱수단을 조작하고 트랜스퍼는 로딩조작부에 의해 패싱수단을 가공하는 흐름방향으로 왕복시키는 작동을 수행하는 프레스금형인 것입니다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 목적으로 창출된 것으로 금속패널을 성형,가공하는 프레스금형의 공정 중에서 특히 드로윙공정을 기존 2개의 공정과 2개의 금형으로 성형되던 작업을 스프링의 탄발력을 이용한 탄성 벤딩다이가 설치된 하부금형을 이용하여 2개의 공정을 단일금형에서 딥 포밍을 포함하는 드로윙공정을 수행할 수 있게 하여 성형시간을 단축시키고 설비비용을 최소화 할 수 있게 하였으며 또한 프레스금형의 전체제조공정을 6단계의 공정으로 단축시키고 금형의 수를 세 벌로 최소화시킬 수 있게 한 프레스금형에서 탄성 벤딩다이를 이용한 금속패널의 성형방법을 제공할 수 있게 하였다.

본 발명은 벤딩공정과 드로윙,포밍공정에서 하부금형의 트리밍 라인 상에 스프링의 탄발력으로 승강하는 벤딩다이를 설치하고 이에 대응되는 상부금형의 트리밍 라인 상에 설치된 펀치가 하강하면서 트리밍 라인의 전,후,좌,우를 벤딩시키면서 내측으로 패널의 형상에 맞는 펀치와 금형에 의해 드로윙과 포밍작업을 수행하게 하여 벤딩공정과 드로윙,포밍공정의 성형,가공을 하고 순차적으로 트리밍공정,피어싱공정,버어링공정 및 벤딩공정을 통하여 금속패널을 성형할 수 있게 한 것을 특징으로 한다.

또한 전체공정을 벤딩공정,드로윙,포밍공정,트리밍공정,피어싱공정,버어링공정 및 벤딩공정의 6단계로 수행하고 벤딩공정과 드로윙,포밍공정에서 한 벌의 금형,트리밍공정,피어싱공정 및 버어링공정에서 한 벌의 금형 및 벤딩공정에서 한 벌의 금형으로 모두 세 벌의 금형으로 성형작업을 수행할 수 있게 한 것을 특징으로한다.

그러므로 본 발명은 프레스금형으로 금속패널을 성형,제조함에 있어 제조공정을 6단계로 단축시키고 금형의 수를 세 벌로 최소화시킬 수 있게 하여 성형시간을 단축시키며 설비비용을 최소화시키고 특히 드로윙공정을 스프링의 탄발력을 이용한 탄성 벤딩다이가 설치된 금형을 이용하여 2개의 공정을 단일금형에서 딥 포밍을 포함하는 드로윙공정을 수행할 수 있게 하여 소재의 파열현상,주름현상 및 뒤틀림 현상 등의 발생을 억제시켜 제품의 불량률 최소로 성형품의 품질을 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있는 것이다.

도 1 는 종래 프레스금형의 금속패널 성형공정 수순도
도 2 는 본 발명의 프레스금형의 금속패널 성형공정 수순도
도 3 은 본 발명 드로윙공정의 상부금형 구조도
도 4 는 본 발명 드로윙공정의 하부금형 구조도

이하 발명의 요지를 첨부된 도면에 연계시켜 그 구성과 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 발명의 프레스금형의 금속패널 성형공정 수순도로 프레스금형으로 금속패널을 성형하기 위한 공정순서를 도시하였고,도 3 은 본 발명 드로윙공정의 상부금형 구조도로 트리밍 라인 상에 펀치가 형성된 구조를 도시하였으며,도 4 는 본 발명 드로윙공정의 하부금형 구조도로 스프링의 탄발력으로 승강하는 탄성 벤딩다이가 형성된 구조를 도시하였다.

프레스금형으로 벤딩공정(S10)과 드로윙,포밍공정(S20)에서 하부금형(L)의 트리밍 라인 상에 스프링의 탄발력으로 승강하는 벤딩다이(B)(B')를 설치하고 이에 대응되는 상부금형(U)의 트리밍 라인 상에 설치된 펀치(P)(P')가 하강하면서 트리밍 라인의 전,후,좌,우를 벤딩시키면서 내측으로 패널의 형상에 맞는 펀치와 금형에 의해 드로윙과 포밍작업을 수행하게 하고 벤딩공정(S10)과 드로윙,포밍공정(S20)의 성형,가공을 하고 순차적으로 트리밍공정(S30),피어싱공정(S40),버어링공정(S50) 및 벤딩공정(S60)을 통하여 금속패널을 성형함에 있어서,

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상기 벤딩공정(S10),드로윙,포밍공정(S20),트리밍공정(S30),피어싱공정(S40),버어링공정(S50) 및 벤딩공정(S60)을 6단계로 수행하고 벤딩공정(S10)과 드로윙,포밍공정(S20)에서 한 벌의 금형,트리밍공정(S30),피어싱공정(S40) 및 버어링공정(S50)에서 한 벌의 금형 및 벤딩공정(S60)에서 한 벌의 금형으로 모두 세 벌의 금형으로 성형작업을 수행할 수 있게 하였다.

이와 같이 된 본 발명은 드로윙공정에서 컷팅과 포밍의 2개의 금형으로 2개의 공정으로 성형되던 것을 스프링의 탄발력을 이용한 탄성 벤딩다이가 설치된 하부금형을 이에 대응되는 상부금형의 펀치를 이용하여 2개의 공정을 단일금형에서 딥 포밍을 포함하는 드로윙공정을 수행하게 하여 성형시간의 단축과 설비비용을 절감시킬 수 있는 금속패널의 성형방법을 제공하기 위한 것이다.

도 2 에 도시된 바와 같이 본 발명은 벤딩공정(S10),드로윙,포밍공정(S20),트리밍공정(S30),피어싱공정(S40),버어링공정(S50) 및 벤딩공정(S60)을 통하여 금속패널을 성형하는 것이다.

상기한 본 발명은 6단계의 공정으로 구성되고 세 벌의 금형에 의해 성형,가공을 수행한다.

즉,벤딩공정(S10)과 드로윙,포밍공정(S20)에서 한 벌의 금형으로 일차적으로 벤딩하면서 드로윙과 포밍가공을 수행하고 트리밍공정(S30),피어싱공정(S40) 및 버어링공정(S50)에서 한 벌의 금형으로 트리밍 절단,피어싱 천공,버어링 가공작업을 수행하며 벤딩공정(S60)에서 한 벌의 금형으로 제품의 최종 벤딩작업을 통하여 제품을 완성하는데 모두 세 벌의 금형으로 작업할 수 있게 하였다.

상기 본 발명의 벤딩공정(S10)과 드로윙,포밍공정(S20)에서 2개의 공정을 단일금형에서 성형작업을 완료할 수 있게 하였다.

도 4 와 같이 하부금형(L)의 트리밍 라인에 스프링의 탄발력으로 승강되는 탄성 벤딩다이(B)(B')를 전,후,좌,우에 각각 설치하고 도 3 과 같이 상기 하부금형(L)에 대응되게 상부금형(U)의 트리밍 라인 상에 펀치(P)(P')를 전,후,좌,우에 각각 설치한다.

상기와 같이 형성된 상,하부금형(U)(L)으로 벤딩공정(S10)과 드로윙,포밍공정(S20)을 수행하는 방법은 하부금형(L) 상에 금속패널을 성형할 수 있는 소재를 안치시킨다.

이때 상기 소재는 전,후,좌,우 방향에 설치된 탄성 벤딩다이(B)(B')의 내측에서 외측으로 약 3-6mm 정도 걸쳐지게 안치시킨다.

상기 하부금형(L)의 상부에서 상부금형(U)의 트리밍 라인에 설치된 펀치(P)(P')가 하강하여 하부금형(L)의 탄성 벤딩다이(B)(B')를 압착하면 하강하면서에 벤딩다이(B)(B')에 안치된 소재의 끝단을 벤딩시킨다.

이때 소재의 4방향은 모두 벤딩시키면서 내측 즉,펀치(P)(P')의 내측으로 설치된 펀치와 금형으로 드로윙과 포밍작업을 수행하여 요구하는 금속패널을 성형하는 것이다.

상기 단일금형에서 2개의 공정을 수행하면서도 제품의 불량을 최소화 할 수 있는 것은 일차적으로 소재의 4방향에서 소재의 선단(3-6mm정도)을 벤딩시켜 4방향에서 소재를 홀딩 및 지지하는 상태에서 이차적인 드로윙과 포밍작업을 수행하므로 딥-포밍,드로윙 등의 작업에도 소재의 파열현상,주름현상 및 뒤틀림 현상 등의 발생을 억제할 수 있는 것이다.

상기 벤딩공정(S10)과 드로윙,포밍공정(S20)에서 2개의 공정을 단일금형에서 성형작업을 완료 한 후 순차적으로 트리밍공정(S30),피어싱공정(S40),버어링공정(S50) 및 벤딩공정(S60)을 통하여 금속패널을 성형할 수 있는 것이다.

상기 트리밍공정(S30),피어싱공정(S40) 및 버어링공정(S50)에서 하나의 금형으로 트리밍 절단,피어싱 천공,버어링 가공작업을 수행하고 벤딩공정(S60)에서 하나의 금형으로 제품의 최종 벤딩작업을 통하여 제품을 완성할 수 있는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

S10: 벤딩공정 S20: 드로윙,포밍공정 S30: 트리밍공정 S40: 피어싱공정
S50: 버어링공정 S60: 벤딩공정
L: 하부금형 U: 상부금형
B,B': 탄성 벤딩다이 P,P': 펀치

Claims

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프레스금형으로 벤딩공정(S10)과 드로윙,포밍공정(S20)에서 하부금형(L)의 트리밍 라인 상에 스프링의 탄발력으로 승강하는 벤딩다이(B)(B')를 설치하고 이에 대응되는 상부금형(U)의 트리밍 라인 상에 설치된 펀치(P)(P')가 하강하면서 트리밍 라인의 전,후,좌,우를 벤딩시키면서 내측으로 패널의 형상에 맞는 펀치와 금형에 의해 드로윙과 포밍작업을 수행하게 하고 순차적으로 트리밍공정(S30),피어싱공정(S40),버어링공정(S50) 및 벤딩공정(S60)을 통하여 금속패널을 성형함에 있어서,
벤딩공정(S10),드로윙,포밍공정(S20),트리밍공정(S30),피어싱공정(S40),버어링공정(S50) 및 벤딩공정(S60)을 6단계로 수행하고 벤딩공정(S10)과 드로윙,포밍공정(S20)에서 한 벌의 금형,트리밍공정(S30),피어싱공정(S40) 및 버어링공정(S50)에서 한 벌의 금형 및 벤딩공정(S60)에서 한 벌의 금형으로 모두 세 벌의 금형으로 성형작업을 수행할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 프레스금형에서 탄성 벤딩다이를 이용한 금속패널의 성형방법.