KR101674764B1 - Apparatus and Method for press forming - Google Patents
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Abstract
본 발명은 프레스 성형 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명에 의한 프레스 성형 장치는 프레스기에 장착되고, 상부로 소재가 공급되는 하부금형; 및 프레스기에 장착되고, 하부로 소재가 공급되는 상부금형;을 포함하여 구성되되, 상기 하부금형은, 하부내측다이; 및 중공부에 상기 하부내측다이를 수용하고, 상기 하부내측다이의 외주로부터 일정거리 이격되어, 상기 하부내측다이와 틈새를 형성하게 제공되는 하부외측다이;를 포함하고, 상기 상부금형은, 단이 지게 제공되어 상기 틈새에 삽입되는 삽입부를 구비하고, 상기 삽입부는 상기 소재를 상기 틈새로 통과시켜, 상기 하부금형과 함께 상기 소재에 전단(shear)을 발생시키게 제공되는 다단펀치;를 포함하되, 상기 틈새를 통과한 소재는 스크랩이 된다.The present invention provides a press forming apparatus and method.
The press forming apparatus according to the present invention comprises: a lower mold mounted on a press machine and supplied with a material to an upper portion thereof; And an upper mold mounted on the press machine and supplied with a material to a lower portion thereof, wherein the lower mold includes a lower inner die; And a lower outer die received in the hollow portion to receive the lower inner die and spaced a distance from the outer periphery of the lower inner die to form a gap with the lower inner die, And a punch inserted into the gap to allow the insert to pass through the gap so as to generate shear in the material together with the lower mold, The material that has passed through is scrap.
Description
본 발명은 프레스 성형 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a press forming apparatus and a method.
프레스기와 프레스기에 체결되는 다이세트를 이용하여 소재를 성형하는 기술의 일부인 블랭킹(blanking)과 피어싱(piercing)은 도 1a에 보이는 것처럼, 다이세트를 구성하는 펀치(2)와 다이(3), 그리고 필요에 따라서는 홀더(4)를 이용하여 소재(1)를 가압하는 기술이다.Blanking and piercing, which are part of the technique of forming a blank using a die set coupled to a press and a press, can be performed by
펀치와 다이로 소재를 가압하여 다이 위에 올려진 소재를 제품으로 사용하는 것이 피어싱 작업이고, 펀치에 의해 다이 위에 올려진 소재로부터 분리되어 나간 소재를 제품으로 사용하는 것이 블랭킹 작업이다. 따라서, 통상의 블랭킹 작업과 피어싱 작업은 동일한 다이세트 내에서 실시될 수 있다.It is a piercing operation to press the material with a punch and die and use the material put on the die as a product, and the blanking operation is to use the material separated from the material put on the die by punch. Thus, conventional blanking and piercing operations can be performed within the same die set.
펀치와 다이를 이용하여 소재를 분리하고, 분리된 소재의 에지(edge)부에 가해진 소성 변형량이 제품의 2차 성형성을 평가하는 인자가 된다. 특히, 제품의 에지(edge)부의 성형성은 최종 완성되는 제품의 품질에 영향을 미치므로, 에지(edge)부의 크랙(crack)을 방지하는 것은 매우 중요한 문제이다. The material is separated by using punches and dies, and the amount of plastic deformation applied to the edge portion of the separated material becomes a factor for evaluating the secondary formability of the product. Particularly, since the formability of the edge portion of the product affects the quality of the finished product, it is very important to prevent cracking at the edge portion.
에지(edge)부의 성형성은 펀치의 형상에 따라서 달라질 수도 있다. 도 1a와 같이 밑면이 평평한 펀치(2)로 성형했을 때의 성형해석 결과가 도 1b에 도시되어 있고, 소재(1)는 펀치에 의해 분리되어 떨어지는 영역에서 더 많은 소성변형을 받으며, 피어싱 제품보다 블랭킹 제품에 변형이 집중됨을 알 수 있다.The formability of the edge portion may vary depending on the shape of the punch. Fig. 1B shows the result of the forming analysis when the
반면, 도 2a와 같이 다단부(2a)를 포함하는 펀치(2)에 의해 성형된 소재는 도 2b에 보이는 것처럼 블랭킹 제품에 다단부(2a)에 의한 변형이 집중되어 블랭킹 제품의 에지부의 성형성은 떨어지게 되지만, 반대로 소재(1)에 부가되는 장력으로 인해 상대적으로 낮은 전단변형(소성변형)에서 파단을 발생하여 2차 성형성을 향상 시킬 수 있다.
On the other hand, as shown in FIG. 2B, the material formed by the
본 발명은 프레스 성형 공정 중, 특히 블랭킹 공정에서 변형을 최소화하여 2차 성형시의 성형성 향상을 통하여 최종 제품의 품질을 향상시키는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to improve the quality of a final product by improving moldability during secondary molding by minimizing deformation in a press molding process, particularly in a blanking process.
또한, 다양한 소재에 적용할 수 있는 프레스 성형 장치 및 이를 이용한 프레스 성형 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
Another object of the present invention is to provide a press forming apparatus which can be applied to various materials and a press forming method using the same.
본 발명은 프레스 성형 장치 및 방법을 제공한다.The present invention provides a press forming apparatus and method.
먼저, 본 발명에 의한 프레스 성형 장치는 프레스기에 장착되고, 상부로 소재가 공급되는 하부금형; 및 프레스기에 장착되고, 하부로 소재가 공급되는 상부금형;을 포함하여 구성되되, 상기 하부금형은, 하부내측다이; 및 중공부에 상기 하부내측다이를 수용하고, 상기 하부내측다이의 외주로부터 일정거리 이격되어, 상기 하부내측다이와 틈새를 형성하게 제공되는 하부외측다이;를 포함하고, 상기 상부금형은, 단이 지게 제공되어 상기 틈새에 삽입되는 삽입부를 구비하고, 상기 삽입부는 상기 소재를 상기 틈새로 통과시켜, 상기 하부금형과 함께 상기 소재에 전단(shear)을 발생시키게 제공되는 다단펀치;를 포함하되, 상기 틈새를 통과한 소재는 스크랩이 된다.First, a press forming apparatus according to the present invention comprises a lower mold mounted on a press machine and supplied with a material to an upper portion thereof; And an upper mold mounted on the press machine and supplied with a material to a lower portion thereof, wherein the lower mold includes a lower inner die; And a lower outer die received in the hollow portion to receive the lower inner die and spaced a distance from the outer periphery of the lower inner die to form a gap with the lower inner die, And a punch inserted into the gap to allow the insert to pass through the gap so as to generate shear in the material together with the lower mold, The material that has passed through is scrap.
바람직하게, 상기 다단펀치는, 상기 삽입부가 상기 소재에 접촉하는 일면에서 하방으로 일정높이 돌출되는 돌출영역;을 포함하여 단이 지게 구비될 수 있다.Preferably, the multi-step punch includes a protruding region protruding downward from the one surface of the inserting portion contacting the workpiece at a predetermined height.
보다 바람직하게, 상기 다단펀치는, 상기 하부내측다이에 대응되게 제공되는 펀치중공부를 구비하여, 상기 펀치중공부의 외측으로 상기 삽입부가 배치될 수 있다.More preferably, the multi-stage punch includes a punch middle portion provided corresponding to the lower inner die, and the insertion portion may be disposed outside the punch middle portion.
보다 바람직하게, 상기 다단펀치는, 복수개로 구비되는 상기 삽입부의 집합으로 형성될 수 있다.More preferably, the multi-stage punch may be formed of a plurality of the inserts.
보다 바람직하게, 상기 돌출영역은, 상기 삽입부의 외주로부터 상기 삽입부의 중심방향으로 일정거리 이격되게 구비되고, 측면이 경사지게 구비될 수 있다.More preferably, the protruding region is provided at a distance from the outer periphery of the insertion portion in the direction of the center of the insertion portion, and the side portion may be inclined.
보다 바람직하게, 상기 돌출영역은, 0.3mm 이상, 1.0mm이하의 범위의 높이값을 가지고, 상기 삽입부와의 접촉면에서 상기 삽입부의 외주로부터 1mm 이하로 이격되며, 측면이 상기 삽입부와의 접촉면과 135도 이상의 경사를 형성하게 제공될 수 있다.More preferably, the protruding region has a height value in a range of 0.3 mm or more and 1.0 mm or less, and is spaced apart from the outer periphery of the insertion portion by 1 mm or less at a contact surface with the insertion portion, And an inclination of 135 degrees or more.
보다 바람직하게, 상기 상부금형은, 상기 하부내측다이에 대응되게 제공되는 내측블랭크홀더; 및 상기 하부외측다이에 대응되게 제공되는 외측블랭크홀더;를 포함하고, 상기 다단펀치는, 삽입부가 상기 내측블랭크홀더와 상기 외측블랭크홀더 사이로 삽입되어 하강하게 제공될 수 있다.More preferably, the upper mold includes an inner blank holder provided corresponding to the lower inner die; And an outer blank holder provided corresponding to the lower outer die, wherein the multi-stage punch is inserted between the inner blank holder and the outer blank holder so as to be lowered.
보다 바람직하게, 상기 상부금형은, 상기 펀치중공부에서 상기 다단펀치에 연결되고, 상기 삽입부보다 상기 소재에 먼저 접촉하게 제공될 수 있다.More preferably, the upper mold is connected to the multistage punch at the punch middle, and is provided to be in contact with the material before the insert.
보다 바람직하게, 상기 홀딩부재와 상기 다단펀치 사이에는 탄성부재가 구비될 수 있다.More preferably, an elastic member may be provided between the holding member and the multi-stage punch.
보다 바람직하게, 상기 다단펀치는, 삽입부가 경사지게 구비되어 상기 소재에 전단각(shear angle)을 형성할 수 있다.More preferably, the multi-stage punch has an inclined insertion portion to form a shear angle in the material.
보다 바람직하게, 상기 전단각은, 0도 초과 9도 이하의 범위의 값으로 제공될 수 있다.More preferably, the shear angle may be provided at a value in the range of greater than 0 degrees and less than 9 degrees.
한편, 다른 측면으로서의 본 발명은 프레스 성형 방법을 제공한다.On the other hand, the present invention as another aspect provides a press forming method.
본 발명은 프레스기에 장착되는 상부금형과 하부금형에 구비되는 펀치와 다이로 소재를 펀칭하되, 상기 상부금형 또는 상기 하부금형은 상기 소재에서 상기 펀치에 의해 가압 또는 절단되는 영역에 대응되는 틈새를 구비하여 상기 소재를 펀칭하는 방법으로, 상기 소재에서 성형 영역과, 비 성형 영역을 상기 상부금형과 상기 하부금형에 대응되는 위치에 놓는 안착단계; 및 상기 소재에서 상기 성형 영역의 외주로부터 일정 거리를 상기 펀치로 다단 가압 또는 절단하는 성형단계;를 포함하되, 상기 성형 영역은, 상기 비 성형 영역의 외주 바깥과 내측에 형성되고, 상기 상부금형 또는 상기 하부금형의 이동 완료 이후에, 상기 소재에서 상기 펀치에 의해 가압 또는 절단되는 영역은 상기 펀치에 의해 상기 틈새에 삽입 또는 통과되는 프레스 성형 방법을 제공한다.The present invention relates to a punching method for punching a material with punches and dies provided in an upper mold and a lower mold mounted on a press machine, wherein the upper mold or the lower mold has a gap corresponding to a region of the material to be pressed or cut by the punch A placing step of placing a forming region and a non-forming region in the material at positions corresponding to the upper mold and the lower mold; And a molding step of multi-stepping or cutting a predetermined distance from the outer periphery of the molding region with the punch in the material, wherein the molding region is formed on the outer periphery and the inner periphery of the non-molding region, Wherein a region of the work material to be pressed or cut by the punch is inserted or passed through the gap by the punch after completion of movement of the lower mold.
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보다 바람직하게, 상기 펀치는, 상기 소재에 접촉하는 면에, 상기 소재 방향으로 일정 높이 돌출되는 돌기부를 구비하여 단이 지게 제공되고, 상기 돌기부는, 상기 펀치에 의해 가압 또는 절단되는 영역에 접촉하게 제공될 수 있다.More preferably, the punch is provided with a protruding portion protruding at a predetermined height in the material direction on a surface contacting the work, and the protruding portion is brought into contact with a region to be pressed or cut by the punch Can be provided.
보다 바람직하게, 상기 안착단계는, 상기 상부금형 또는 상기 하부금형에 장착되는 블랭크 홀더에 상기 소재의 상기 성형 영역이 대응되게 배치하고, 상기 성형단계는, 상기 성형 영역에 상기 블랭크홀더를 접촉시킬 수 있다.More preferably, the placing step comprises arranging the forming area of the blank material in a corresponding one of the blank holders mounted on the upper mold or the lower mold, and the forming step is a step of bringing the blank holder into contact with the blank holder have.
보다 바람직하게, 상기 성형단계는, 상기 펀치에 상기 돌기부를 구비하되, 상기 돌기부들은 상기 소재의 일면에 대하여 높이차를 갖도록 구비되고, 상기 돌기부들 간에는 상기 소재의 일면을 기준으로 일정 경사가 형성되어, 상기 펀치로 상기 소재를 다단 가압 또는 절단하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 방법.
More preferably, the forming step includes the protrusions on the punch, wherein the protrusions are formed to have a height difference with respect to one surface of the material, and a predetermined inclination is formed between the protrusions on the basis of one surface of the material , And the material is subjected to multi-step pressing or cutting with the punch.
본 발명에 의하면 성형 공정의 효율성을 증대시킬 수 있고, 성형되는 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the efficiency of the molding process can be increased, and the quality of the product to be molded can be improved.
또한, 전단 공정이 완료된 소재의 전단면에서 소성 변형을 최소화할 수 있고, 이에 따라 소재의 2차 성형 여유가 증가되는 효과가 있다.Further, the plastic deformation at the front end face of the material subjected to the shearing process can be minimized, thereby increasing the secondary molding allowance of the material.
아울러, 펀치의 돌기부에 의해 소재에 장력이 부가되면서 전단하중이 감소됨에 따라, 장치의 수명이 연장되는 효과가 있다.In addition, the protrusion of the punch imparts a tensile force to the material to reduce the shear load, thereby extending the service life of the device.
따라서, 제품의 전체적인 불량률을 감소시킬 수 있고, 제조원가의 감축을 실현할 수 있는 효과가 있다.
Therefore, it is possible to reduce the overall defect rate of the product and realize the effect of reducing the manufacturing cost.
도 1a은 종래 기술에 의한 다이세트의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 다이세트에 의해 성형된 소재의 성형해석 결과이다.
도 2a는 또 다른 종래 기술에 의한 다이세트의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2b는 도 2a에 도시된 다이세트에 의해 성형된 소재의 성형해석 결과이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프레스 성형 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 상부금형과 하부금형의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프레스 금형 장치에 의해 성형된 소재의 상태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 다단펀치의 상세도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따른 상부금형과 하부금형의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따른 상부금형의 단면도이다.1A schematically shows a configuration of a die set according to the prior art.
Fig. 1B is a result of molding analysis of a material molded by the die set shown in Fig. 1A.
2A schematically shows a configuration of a die set according to still another prior art.
Fig. 2B is a result of molding analysis of the material molded by the die set shown in Fig. 2A.
3 is a perspective view of a press forming apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of an upper mold and a lower mold according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view illustrating a state of a workpiece formed by a press-molding die apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
6 is a detailed view of a multi-stage punch according to a preferred embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of an upper mold and a lower mold according to another preferred embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view of an upper mold according to another preferred embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 관한 설명의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 동일한 부호로 기재된 요소는 동일한 요소이고, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다. In order to facilitate an understanding of the description of the embodiments of the present invention, elements denoted by the same reference numerals in the accompanying drawings are the same element, and among the constituent elements that perform the same function in each embodiment, Respectively.
또한, 본 발명의 요지를 명확히 하기 위하여 종래의 기술에 의해 익히 알려진 요소와 기술에 대한 설명은 생략하며, 이하에서는, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하도록 한다.Further, in order to clarify the gist of the present invention, a description of elements and techniques well known in the prior art will be omitted, and the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 당업자에 의해 특정 구성요소가 추가, 변경, 삭제된 다른 형태로도 제안될 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명과 동일한 사상의 범위 내에 포함됨을 밝혀 둔다.
It is to be understood, however, that the spirit and scope of the present invention are not limited to the embodiments shown, but may be suggested by those skilled in the art in other forms, additions, or alternatives, .
먼저, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 프레스 성형 장치는 도 3에 보이는 것처럼, 프레스기(미도시)에 장착되고, 상부로 소재(1)가 공급되는 하부금형(20)과, 프레스기에 장착되고, 하부로 소재가 공급되는 상부금형(10)을 포함하여 구성된다.3, the press forming apparatus according to the preferred embodiment of the present invention includes a
여기서, 상기 하부금형(20)은 하부내측다이(21) 및 중공부에 상기 하부내측다이를 수용하고, 상기 하부내측다이(21)의 외주로부터 일정거리 이격되어, 상기 하부내측다이와 틈새(23)를 형성하게 제공되는 하부외측다이(22)를 포함한다.The
그리고, 상기 상부금형(10)은 단이 지게 제공되어 상기 하부내측다이(21)와 하부외측다이(22)에 의해 형성되는 틈새(23)에 삽입되는 삽입부(11a)를 구비하고, 상기 삽입부에 의해 상기 소재(1)를 상기 틈새(23)로 통과시키도록 제공되는 다단펀치(11)를 포함한다.The
다단펀치(11)는 펀치중공부(11c)를 포함하며, 상기 펀치중공부(11c)는 상기 펀치중공부(11c)를 사방에서 둘러싸도록 일정 높이 돌출되게 구비되는 삽입부(11a)에 의해 형성될 수 있다.The
다만, 다단펀치(11)는 단일부재에 펀치중공부(11c)를 가공하여 형성될 수도 있고, 복수개의 삽입부(11a)를 결합하여 펀치중공부(11c)를 형성하게 할 수도 있다. However, the
이때, 삽입부(11a)는 도 3에 보이는 것처럼, 펀치중공부(11c)의 사방을 둘러싸게 구비할 수도 있고, 가공되는 소재(1)의 특성 또는 제품의 특성에 따라 삽입부(11a)의 개수를 변경하여 적용할 수도 있다. 3, the
삽입부(11a)가 구비되는 형태에 따라 상기 펀치중공부(11c)는 폐쇄형으로 구비될 수도 있고, 오픈형으로 구비될 수 있으며, 이는 본 발명에 의해 한정되는 것이 아니며 당업자에 의해 적절히 선택될 수 있는 사항이다.According to the form in which the
한편, 다단펀치(11)와 소재(1)의 사이에는 소재(1)의 성형시 주름발생을 억제하고, 성형성을 향상시키기 위하여 내측블랭크홀더(12)와 외측블랭크홀더(13)가 구비된다. An inner
이때, 내측블랭크홀더(12)는 하부금형(20)의 하부내측다이(21)에 대응되는 위치에 구비되고, 외측블랭크홀더(13)는 하부외측다이(22)에 대응되는 위치에 배치된다. At this time, the inner
그리하여, 도 4에 보이는 것처럼, 다단펀치(11)의 삽입부(11a)가 내측블랭크홀더(12)와 외측블랭크홀더(13)에 의해 형성되는 홀더 틈새(14)와, 하부내측다이(21)와 하부외측다이(22)에 의해 형성되는 틈새(23)를 일 직선으로 통과할 수 있도록 해야 한다.4, the
바람직하게, 선술한 펀치중공부(11c)의 크기는 하부내측다이(21)가 수용되는 하부외측다이(22)의 중공부(22a)의 크기와 동일하게 구비될 수 있다.Preferably, the size of the
다만, 하부내측다이(21)와 하부외측다이(22)에 의해 형성되는 틈새(23)를 가리거나 침범하지 않는 범위 내에서 내측블랭크홀더(12)와 외측블랭크홀더(13)의 크기는 당업자에 의해 적절히 변경 적용 가능한 사항이다.However, the sizes of the inner
그러나, 블랭킹 성형 공정에서는 상부금형(10)의 하강 이후, 하부내측다이(21)의 상면에 남아 있는 소재가 제품이 되므로, 내측블랭크홀더(12)의 크기를 하부내측다이(21)의 크기와 동일하게 구비하면 제품의 품질 향상 효과가 있다. 이러한 점을 고려하여, 상부금형(10)의 하강 이후, 하부금형(20) 상에 남게 되는 소재(1)의 형태를 고려하여 내,외측블랭크홀더(12,13)를 설계할 수 있다.However, since the remaining material on the upper surface of the lower
이와 같이 다단펀치(11)의 하부에 내,외측블랭크홀더(12,13)를 구비하면, 다단펀치(11)의 삽입부(11a)의 높이는 내,외측블랭크홀더(12,13)의 높이와, 소재의 두께와, 하부내측다이(21)와 하부외측다이(22)의 높이를 모두 합한 값보다 큰 값을 가져야 한다.When the inner and outer
한편, 도 6에는 다단펀치(11)가 도시되어 있다. 이를 참조하면, 다단펀치(11)의 상기 삽입부(11a)에는 돌출영역(11b)이 제공되는 것을 알 수 있다. 돌출영역(11b)은 삽입부(11a)가 소재에 접촉하는 면에 제공된다. 6 shows a
그리고 상기 삽입부(11a)의 외주로부터 이격거리(18)를 가지는데, 상기 이격거리(18)는 삽입부의 중심방향으로 형성될 수 있다. 또한, 측면(17)이 경사지게 구비될 수 있다.And a
여기서, 상기 돌출영역은, 0.3mm 이상, 1.0mm이하의 범위의 높이값을 가질 수 있고, 이격거리(18)는 1mm 이하의 값, 측면(17)이 상기 삽입부와의 접촉면과 형성하는 경사(θ1)는 135°이상의 값을 가질 수 있다.The protruding area may have a height value in a range of 0.3 mm or more and 1.0 mm or less. The
이렇게 구성되는 다단펀치(11)의 돌출영역(11b)에 의하면, 도 4에 보이는 소재(1)에서 하부내측다이(21)의 상면에 존재하는 소재보다 틈새(23)에 존재하는 소재로 소성변형이 집중되어 일어나게 된다. 그러면 변형에 의한 가공경화 역시 틈새(23)에 존재하는 소재에 집중되게 된다.According to the
따라서, 상부금형(10)의 하강 이후에는 도 5에 보이는 것과 같은 상태로 될 수 있다. 즉, 최초의 소재(1)는 하부외측다이(22)의 상면에 남아 있는 피어싱소재(1b)와, 하부내측다이(21)의 상면에 남아 있는 블랭킹소재(1a)와, 다단펀치(11)의 삽입부(11a)에 의해 분리되어 나가는 스크랩(1c)으로 구분되게 된다. Therefore, after the
이때, 선술한 원리에 의하여 가공경화는 스크랩(1c)의 변형영역(1d)에 집중되어 일어나게 되며, 변형영역(1d)은 스크랩(1c)과 함께 제거되게 된다. 따라서, 피어싱 공정과 블랭킹 공정을 한번에 실시할 수 있는 효과와, 소성변형되는 영역을 변형영역(1d)에 집중시키고, 스크랩(1c)의 배출과 함께 이를 제거할 수 있는 효과가 있다.
At this time, the work hardening is concentrated on the deformation area 1d of the scrap 1c and the deformation area 1d is removed together with the scrap 1c. Therefore, there is an effect that the piercing process and the blanking process can be performed at one time, and the region to be plastically deformed is concentrated in the deformation region 1d, and the scrap 1c can be removed together with the discharge.
선술한 구성 외에도 다단펀치(11)의 형태는 도 7에 보이는 것처럼 변형되어 제공될 수도 있다. 펀치중공부(11c)에 내측블랭크홀더(12) 대신 홀딩부재(15)를 구비하는 것이다. 홀딩부재(15)는 상기 펀치중공부에서 상기 다단펀치에 연결되고, 삽입부(11a)보다 상기 소재에 먼저 접촉하게 제공된다.The configuration of the
이때, 상부금형(10)이 하강을 시작함과 동시에 다단펀치(11)와 홀딩부재(15)는 함께 하강을 시작하므로, 홀딩부재(15)가 먼저 소재(1)에 접촉하게 하기 위해서는 다단펀치(11)의 돌출영역(11b)과 홀딩부재(15)의 하면은 상호 단차를 가지도록 구비되어야 한다.At this time, since the
그러면, 다단펀치(11)에 의해 소재(1)에 전단면이 형성되기 이전에 홀딩부재(15)에 의해 소재(1)가 먼저 가압되므로, 소재의 표면 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.Then, the
바람직하게, 반복되는 프레스기의 하강에 의한 충격으로부터 상부금형(10)을 보호하기 위하여 홀딩부재(15)와 다단펀치(11) 사이에는 탄성부재(16)가 구비될 수 있다. 탄성부재(16)는 통상의 스프링으로 사용될 수 있으나, 이는 작업환경 및 작업자에 의해 적절히 변경되어 적용될 수 있는 사항이다. 이렇게 하면, 장치의 손상을 방지할 수 있고 장치의 수명이 증가하는 것은 자명한 사항이다.The
또 다른 한편, 상기 다단펀치(11)는 도 7에 보이는 것처럼 삽입부(11a)가 경사지게 구비될 수 있다. 즉, 일측에 배치된 삽입부(11a)의 돌출영역과 타측에 배치된 삽입부(11a)의 돌출영역이 서로 단차를 갖게 구비되는 것이다. 이는, 삽입부(11a)의 높이를 서로 다르게 구비함으로써 실시 가능하다.On the other hand, the
다단펀치(11)는 위와 같이 경사지게 구비되어 소재(1)에 전단각(θ2, shear angle)을 형성한다. 전단각을 설치하면 전단하중을 감소시키고, 진동 및 소음을 감소시킬 수 있다. The
따라서, 프레스기와 상부금형(10)에 가해지는 충격과 하중 또한 감소시킬 수 있는 효과가 있으므로 장치의 수명을 연장할 수 있을 뿐만 아니라, 전단각에 의해 도 5에 보이는 피어싱 소재(1b)의 전단면에서 소성변형을 최소화할 수 있다. 따라서, 소성변형에 따른 가공경화가 적어지고, 이에 따라 소재의 2차 성형 여유가 늘어나게 되는 효과가 있다.Accordingly, since the impact and the load applied to the press machine and the
바람직하게, 상기 전단각은 0도 초과 9도 이하의 범위의 값을 가질 수 있으나, 소재(1)의 두께 및 재질에 의해 적절히 변경 적용될 수 있고, 이는 본 발명에 의해 한정되는 것이 아니다.
Preferably, the shear angle may range from greater than 0 degree to less than 9 degrees, but may be suitably varied depending on the thickness and material of the
한편, 다른 측면으로서의 본 발명은 소재의 에지부의 품질을 향상시킬 수 있는 프레스 성형 방법을 제공한다.On the other hand, the present invention as another aspect provides a press molding method capable of improving the quality of an edge portion of a work.
즉, 프레스기에 장착되는 상부금형과 하부금형에 구비되는 펀치와 다이로 소재를 펀칭하는 방법으로, 상기 소재에서 성형 영역과, 상기 성형 영역의 외주 밖에 존재하는 비 성형 영역을 상기 상부금형과 상기 하부금형에 대응되는 위치에 놓는 안착단계; 및 상기 소재에서 상기 성형 영역의 외주로부터 일정 거리를 상기 펀치로 다단 가압 또는 절단하는 성형단계;를 포함하는 프레스 성형 방법을 제공한다.That is, a method of punching a material with punches and dies provided in an upper mold and a lower mold mounted on a press machine, wherein a forming region in the material and a non-forming region existing outside the outer periphery of the forming region, A placing step of placing the mold at a position corresponding to the mold; And a molding step of multi-pressing or cutting the material in the punch with a predetermined distance from the outer periphery of the molding area.
특히, 상기 상부금형 또는 상기 하부금형은, 상기 소재에서 상기 펀치에 의해 가압 또는 절단되는 영역에 대응되는 틈새를 구비하게 제공되고, 상기 상부금형 또는 상기 하부금형의 이동 완료 이후에, 상기 소재에서 상기 펀치에 의해 가압 또는 절단되는 영역은 상기 펀치에 의해 상기 틈새에 삽입 또는 통과되게 구비할 수 있다.In particular, the upper mold or the lower mold may be provided with a gap corresponding to a region where the material is pressed or cut by the punch, and after completion of movement of the upper mold or the lower mold, The region to be pressed or cut by the punch may be inserted or passed through the gap by the punch.
또한, 상기 펀치는, 상기 소재에 접촉하는 면에, 상기 소재 방향으로 일정 높이 돌출되는 돌기부를 구비하여 단이 지게 제공되고, 상기 돌기부는, 상기 펀치에 의해 가압 또는 절단되는 영역에 접촉하게 제공될 수 있다. 즉, 상기 펀치가 하강할 때, 상기 펀치에 구비된 상기 돌기부가 상기 소재에 먼저 접촉하도록 제공된다.The punch may be provided with a protruding portion protruding at a predetermined height in the direction of the material on a surface contacting the material, and the protruding portion may be provided in contact with a region to be pressed or cut by the punch . That is, when the punch descends, the protrusions provided on the punch come in contact with the workpiece first.
그리고, 상기 안착단계는, 상기 상부금형 또는 상기 하부금형에 장착되는 블랭크 홀더에 상기 소재의 상기 성형 영역이 대응되게 배치하고, 상기 성형단계는, 상기 성형 영역에 상기 블랭크 홀더를 접촉시킬 수 있는데, 블랭크 홀더가 성형 영역에 존재하는 소재를 잡아줌으로써, 주름이나 크랙을 방지할 수 있고, 성형 후 에지부의 품질 또한 더욱 상승시키는 효과를 가져오게 된다.
The forming step may include placing the forming area of the workpiece in a corresponding position on the blank holder mounted on the upper mold or the lower mold and bringing the blank holder into contact with the forming area, It is possible to prevent wrinkles and cracks by holding the blank holder in the material present in the forming region, and the quality of the edge portion after molding is further increased.
이하에서는, 선술한 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 프레스 성형 방법 이외에, 본 발명의 또 다른 변형된 실시예에 의한 프레스 성형 방법을 설명하도록 한다. 다만, 이는 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 한 변형된 실시예로서, 당업자에 의해 적절히 변경될 수 있으며, 본 발명의 실시예를 한정하고자 하는 의도가 아님을 밝혀둔다.
Hereinafter, a press forming method according to still another modified embodiment of the present invention will be described in addition to the press forming method according to the preferred embodiment of the present invention. It is to be understood, however, that modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims.
제1실시예First Embodiment
먼저, 프레스기에 장착되는 상부금형과 하부금형으로 소재를 가압하고, 전단을 발생시켜 상기 소재를 블랭킹 성형하는 방법으로, 상기 소재 중에서 블랭킹 성형품으로 설정된 영역 이외의 영역에 존재하는 스크랩(scrap) 영역을 상기 상부금형 또는 상기 하부금형에 접촉시켜서 상기 소재를 가압하되, 상기 상부금형 또는 상기 하부금형의 이동 완료 이후에, 상기 스크랩 영역은 펀치에 의해 상기 소재로부터 분리되고, 상기 블랭킹 성형품으로 설정된 영역은 상기 상부금형과 상기 하부금형 사이에 위치하게 되는 프레스 성형 방법을 제공한다.
First, a method is used in which a material is pressed by an upper mold and a lower mold mounted on a press machine, and a blank is formed by generating a front end. In this method, a scrap area existing in an area other than the area set as the blanking molded article Wherein the scraping area is separated from the work by punching after the completion of the movement of the upper mold or the lower mold, And is located between the upper mold and the lower mold.
제2실시예Second Embodiment
또한, 프레스기에 장착되는 상부금형과 하부금형으로 소재를 가압하고, 전단을 발생시켜 상기 소재를 피어싱 성형하는 방법으로, 상기 소재 중에서 피어싱 성형품으로 설정된 영역 내측에 존재하는 스크랩(scrap) 영역에 상기 상부금형 또는 상기 하부금형에 설치된 펀치를 접촉시키고, 상기 스크랩 영역 중에서, 상기 피어싱펀치에 접촉된 영역 이외의 영역에서 블랭킹 성형품을 성형하는 프레스 성형 방법을 제공한다.
The present invention also provides a method of piercing a workpiece by pressing a workpiece with an upper mold and a lower mold mounted on a press machine to generate a shear, wherein a scrap area existing inside the area set as the pierced molded article is pierced, The method comprising: bringing a mold or a punch installed in the lower mold into contact with each other to form a blanking molded article in an area other than a region in contact with the piercing punch in the scrap area.
제3실시예Third Embodiment
또한, 프레스기에 장착되는 상부금형과 하부금형으로 소재를 가압하고, 전단을 발생시켜 상기 소재에서 블랭킹 성형 및 피어싱 성형을 동시에 완료하는 방법으로, 상기 소재 중에서 피어싱 성형품으로 설정된 영역 내측의 영역을 블랭킹 성형품 영역으로 하고, 상기 피어싱 성형품 영역과 상기 블랭킹 성형품 영역 사이의 영역을 스크랩(scrap) 영역으로 하고, 펀치로 상기 스크랩 영역을 가압하여, 상기 스크랩 영역은, 상기 상부금형 또는 상기 하부금형의 이동 완료 이후에 상기 소재로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 방법을 제공한다.
In addition, a method of pressurizing a material with an upper mold and a lower mold mounted on a press machine to generate a front end so as to finish blanking molding and piercing molding at the same time, wherein an area inside the area set as a piercing molded article is referred to as a blanking molded article Wherein the area between the pierced molded article area and the blanking molded article area is a scrap area and the scraped area is punched by the punching tool so that the scraped area is formed after the completion of the movement of the upper mold or the lower mold Is separated from the material.
이때, 선술한 제1,2,3실시예에 따른 프레스 성형 방법은 상기 상부금형 또는 상기 하부금형에 상기 소재의 상기 스크랩 영역에 대응되는 틈새를 구비하고, 상기 상부금형 또는 상기 하부금형의 이동 완료 이후에, 상기 스크랩 영역은 상기 펀치에 의해 상기 틈새에 삽입 또는 통과되게 제공될 수 있다.The press molding method according to the first, second, and third embodiments may further include a step of providing a gap corresponding to the scrap region of the material on the upper mold or the lower mold, and moving the upper mold or the lower mold Thereafter, the scrap region may be provided to be inserted or passed through the gap by the punch.
그리고, 상기 펀치는, 상기 소재에 접촉하는 면에, 상기 소재 방향으로 일정 높이 돌출되는 돌출영역을 구비하여 단이 지게 제공되고, 상기 돌출영역이 상기 스크랩 영역에 접촉하게 제공될 수 있다.The punch may be provided with a protruding region protruding at a predetermined height in the material direction on the surface contacting the material, and the protruding region may be provided in contact with the scrap region.
또한, 상기 소재에서 상기 블랭킹 성형품으로 설정된 영역에 블랭크 홀더를 접촉시켜서 블랭킹 성형품의 상부금형 및 하부금형 접촉면의 품질을 향상시킬 수도 있다.In addition, the quality of the upper mold and the lower mold contact surface of the blanking molded article may be improved by bringing the blank holder into contact with the area set as the blanking molded article in the blank.
또한, 상기 펀치는, 상기 돌출영역을 복수개 구비하고, 상기 돌출영역들은 상기 소재의 일면에 대하여 높이차를 갖도록 제공되되, 상기 돌출영역들 간에는 일정 경사가 형성되게 구비될 수도 있다.The punch may be provided with a plurality of protruding regions, and the protruding regions may be provided to have a height difference with respect to one surface of the material, and a predetermined inclination may be formed between the protruding regions.
그러면 상기 상부금형(10) 또는 상기 하부금형의 이동 완료 이후에, 다단펀치(11)에 의해 틈새(23)를 통과한 소재가 스크랩(1c)이 되고, 상기 하부내측다이(21)의 상면에 남아있는 소재가 블랭킹된 소재(1a)가 된다. 또한, 하부외측다이(22)의 상면에 남아있는 소재는 피어싱된 소재(1b)가 될 수도 있다. 이렇게 하면, 상부금형(10)의 한번의 하강으로 피어싱 공정과 블랭킹 공정을 동시에 수행할 수 있어 공정의 효율성이 증대될 수 있다.After the completion of the movement of the
뿐만 아니라, 단지 피어싱 공정 또는 블랭킹 공정을 단독으로 수행하되, 소재(1)의 에지부 성형성을 향상시키고자 하는 목적으로 본 발명에 의한 프레스 성형 장치 및 방법을 사용할 수도 있다.In addition, the press forming apparatus and method according to the present invention can also be used for the purpose of performing the piercing process or the blanking process alone but improving the edge formability of the material (1).
예를 들어, 도 5에서처럼 하부내측다이(21)를 구비하더라도, 상부금형(10)의 하강 이후에 하부내측다이(21)의 상면에 놓인 소재(1a)를 스크랩으로 분리 배출할 수도 있다는 것이다.For example, even if the lower
다만, 이러한 경우, 피어싱된 소재(1b)의 전단면, 즉, 에지부의 성형성을 향상시키고 강도를 확보할 수 있다는 효과가 있으며, 이는 반대로 블랭킹 공정의 경우도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.
However, in this case, the moldability of the front end face of the pierced work 1b, that is, the edge portion can be improved and the strength can be ensured. On the contrary, the blanking process can be similarly applied.
따라서, 종래에는 소재는 강도가 강할수록 소성변형이 증가되는 특성에 의하여 초고강도강의 성형이 어렵고, 성형성을 향상시키는 것 또한 어려웠으나, 본 발명에 의하면 변형영역을 스크랩으로 배출할 수 있도록 소재의 영역을 적절히 조절할 수 있어 인장강도 780MPa 이상에 이르는 자동차용 강재에 있어서도 높은 성형성을 얻을 수 있으며, 초고강도강의 버링성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Therefore, conventionally, it has been difficult to form ultra-high strength steel due to the increase of plastic deformation as the strength of the material increases, and it is also difficult to improve the formability. However, according to the present invention, It is possible to adjust the area appropriately and to obtain high moldability even in a steel material for automobiles having a tensile strength of 780 MPa or more and to improve the burring property of ultra high strength steel.
이상에서 설명한 사항은 본 발명의 일 실시예에 관하여 설명한 것이며, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
1 : 소재 10 : 상부금형
20 : 하부금형1: Material 10: Upper mold
20: Lower mold
Claims (16)
프레스기에 장착되고, 하부로 소재가 공급되는 상부금형;을 포함하여 구성되되,
상기 하부금형은,
하부내측다이; 및
중공부에 상기 하부내측다이를 수용하고, 상기 하부내측다이의 외주로부터 일정거리 이격되어, 상기 하부내측다이와 틈새를 형성하게 제공되는 하부외측다이;를 포함하고,
상기 상부금형은,
단이 지게 제공되어 상기 틈새에 삽입되는 삽입부를 구비하고, 상기 삽입부는 상기 소재를 상기 틈새로 통과시켜, 상기 하부금형과 함께 상기 소재에 전단(shear)을 발생시키게 제공되는 다단펀치;를 포함하되,
상기 틈새를 통과한 소재는 스크랩이 되는 프레스 성형 장치.
A lower mold mounted on the press machine and supplied with material to the upper portion; And
And an upper mold mounted on the press machine and supplied with a material to a lower portion thereof,
The lower mold,
A lower inner die; And
And a lower outer die received in the hollow portion to receive the lower inner die and spaced a distance from the outer periphery of the lower inner die to form a gap with the lower inner die,
The upper mold includes:
And a plurality of inserts inserted into the gap to allow the material to pass through the gap and to provide a shear to the material together with the lower mold. ,
And the material passing through the gap is scrap.
상기 다단펀치는,
상기 삽입부가 상기 소재에 접촉하는 일면에서 하방으로 일정높이 돌출되는 돌출영역;을 포함하여 단이 지게 구비되는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 장치.
The method according to claim 1,
The multi-
And a protruding region protruding downward from the one surface of the inserting portion contacting the material at a predetermined height.
상기 다단펀치는,
상기 하부내측다이에 대응되게 제공되는 펀치중공부를 구비하여, 상기 펀치중공부의 외측으로 상기 삽입부가 배치되는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 장치.
3. The method of claim 2,
The multi-
And the insert portion is disposed outside the punch middle portion so as to correspond to the lower inner die.
상기 다단펀치는,
복수개로 구비되는 상기 삽입부의 집합으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 장치.
3. The method of claim 2,
The multi-
And the plurality of insertion portions are formed as a set of the insertion portions.
상기 돌출영역은,
상기 삽입부의 외주로부터 상기 삽입부의 중심방향으로 일정거리 이격되게 구비되고,
측면이 경사지게 구비되는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 장치.
5. The method according to any one of claims 2 to 4,
The protruding region
The insertion portion being spaced apart from the outer periphery of the insertion portion by a predetermined distance in the center direction of the insertion portion,
And the side face is inclined.
상기 돌출영역은,
0.3mm 이상, 1.0mm이하의 범위의 높이값을 가지고,
상기 삽입부와의 접촉면에서 상기 삽입부의 외주로부터 1mm 이하로 이격되며,
측면이 상기 삽입부와의 접촉면과 135도 이상의 경사를 형성하게 제공되는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 장치.
6. The method of claim 5,
The protruding region
A height value in the range of 0.3 mm or more and 1.0 mm or less,
Wherein the insertion portion is spaced apart from the outer periphery of the insertion portion by 1 mm or less at a contact surface with the insertion portion,
And the side surface is provided to form an inclination of 135 degrees or more with the contact surface with the insertion portion.
상기 상부금형은,
상기 하부내측다이에 대응되게 제공되는 내측블랭크홀더; 및
상기 하부외측다이에 대응되게 제공되는 외측블랭크홀더;를 포함하고,
상기 다단펀치는,
상기 삽입부가 상기 내측블랭크홀더와 상기 외측블랭크홀더 사이로 삽입되어 하강하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 장치.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The upper mold includes:
An inner blank holder provided corresponding to the lower inner die; And
And an outer blank holder provided corresponding to the lower outer die,
The multi-
Wherein the insertion portion is inserted between the inner blank holder and the outer blank holder and is lowered.
상기 상부금형은,
상기 펀치중공부에서 상기 다단펀치에 연결되고, 상기 삽입부보다 상기 소재에 먼저 접촉하게 제공되는 홀딩부재;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 장치.
The method of claim 3,
The upper mold includes:
A holding member connected to the multi-stage punch in the punch middle portion and provided to contact the material first than the insertion portion;
Further comprising: a pressurizing unit that pressurizes the pressurized gas.
상기 홀딩부재와 상기 다단펀치 사이에는 탄성부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 장치.
9. The method of claim 8,
And an elastic member is provided between the holding member and the multi-step punch.
상기 다단펀치는,
삽입부가 경사지게 구비되어 상기 소재에 전단각(shear angle)을 형성하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 장치.
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The multi-
Wherein the insertion portion is inclined so as to form a shear angle in the material.
상기 전단각은,
0도 초과 9도 이하의 범위의 값인 것을 특징으로 하는 프레스 성형 장치.
11. The method of claim 10,
The shear angle
Is in the range of more than 0 degrees and less than 9 degrees.
상기 소재에서 성형 영역과, 비 성형 영역을 상기 상부금형과 상기 하부금형에 대응되는 위치에 놓는 안착단계; 및
상기 소재에서 상기 성형 영역의 외주로부터 일정 거리를 상기 펀치로 다단 가압 또는 절단하는 성형단계;를 포함하되,
상기 성형 영역은, 상기 비 성형 영역의 외주 바깥과 내측에 형성되고,
상기 상부금형 또는 상기 하부금형의 이동 완료 이후에, 상기 소재에서 상기 펀치에 의해 가압 또는 절단되는 영역은 상기 펀치에 의해 상기 틈새에 삽입 또는 통과되는 프레스 성형 방법.
The upper mold or the lower mold is provided with a gap corresponding to a region where the upper mold or the lower mold is pressed or cut by the punch, As a method of punching,
A placing step of placing a forming region and a non-forming region in the material at positions corresponding to the upper mold and the lower mold; And
And a molding step of multi-stepping or cutting a predetermined distance from the outer periphery of the forming area with the punch in the material,
Wherein the molding region is formed on the outer periphery and the inner periphery of the non-molding region,
Wherein a region of the work to be pressed or cut by the punch is inserted or passed through the gap by the punch after completion of movement of the upper mold or the lower mold.
상기 펀치는,
상기 소재에 접촉하는 면에, 상기 소재 방향으로 일정 높이 돌출되는 돌기부를 구비하여 단이 지게 제공되고,
상기 돌기부는,
상기 펀치에 의해 가압 또는 절단되는 영역에 접촉하게 제공되는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 방법.
14. The method of claim 13,
The punch includes:
A protruding portion protruding at a predetermined height in the direction of the material is provided on the surface contacting the material,
The protruding portion
And is provided to come into contact with a region to be pressed or cut by the punch.
상기 안착단계는,
상기 상부금형 또는 상기 하부금형에 장착되는 블랭크 홀더에 상기 소재의 상기 성형 영역이 대응되게 배치하고,
상기 성형단계는,
상기 성형 영역에 상기 블랭크 홀더를 접촉시키는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 방법.
The method according to claim 13 or 14,
The seating step comprises:
The forming region of the blank is correspondingly disposed on the blank holder mounted on the upper mold or the lower mold,
The forming step comprises:
And the blank holder is brought into contact with the forming region.
상기 성형단계는,
상기 펀치에 상기 돌기부를 구비하되, 상기 돌기부들은 상기 소재의 일면에 대하여 높이차를 갖도록 구비되고, 상기 돌기부들 간에는 상기 소재의 일면을 기준으로 일정 경사가 형성되어, 상기 펀치로 상기 소재를 다단 가압 또는 절단하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 방법.15. The method of claim 14,
The forming step comprises:
Wherein the protrusions are provided on the punches such that the protrusions have a height difference with respect to one surface of the workpiece, and a predetermined inclination is formed between the protrusions on the basis of one surface of the workpiece, Or cut.
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Legal Events
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AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
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