KR101775713B1 - Hot stamping forming method for easy laser trimming process - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 핫스탬핑 성형 방법에 관한 것으로서, 레이저 트리밍에 의한 후가공 공정을 갖는 핫스탬핑 성형 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hot stamping forming method, and more particularly, to a hot stamping forming method having a post-processing by laser trimming.
핫스탬핑(hot stamping)은 약 900℃ 이상의 고온으로 가열된 고경화능 강판을 핫스탬핑 금형으로 가압하면서 동시에 급냉하여 약 1,500MPa급의 고강도의 제품을 성형하는 프레스 가공법 중 하나이다. 프레스 금형에 의해 성형된 성형품에는 주변부에 불필요한 부분이 형성되며, 일반적인 냉간 프레스 성형의 경우, 이 불필요한 부분을 트림 및 피어싱 금형을 이용하여 제거하게 된다. 그러나 핫스탬핑 성형품은 트림 및 피어싱 금형으로 불필요한 부분을 제거하기에는 강도가 너무 높아서 트림 및 피어싱 금형이 아닌 3차원 레이저 장치를 이용하여 불필요한 부분을 제거하게 된다.Hot stamping is one of pressing methods in which a high hardenability steel sheet heated at a high temperature of about 900 DEG C or higher is pressed with a hot stamping mold and rapidly cooled to form a product having a high strength of about 1,500 MPa. An unnecessary portion is formed in the peripheral portion of the molded article formed by the press die, and in the case of ordinary cold press forming, this unnecessary portion is removed by using the trim and the piercing die. However, since the hot stamping molded article has too high a strength to remove an unnecessary portion with a trim and a piercing mold, a three-dimensional laser device, not a trim and a piercing mold, is used to remove unnecessary portions.
레이저 트리밍 공정은 대상 성형품이 지그에 의해 고정된 상태에서 수행되는데, 핫스탬핑의 경우 프레스 가공 중 가공품에 지그 고정용 관통 구멍을 형성할 수 없다. 이는, 냉각 채널 등이 구비되어야 하는 상당히 복잡한 구조를 갖는 프레스 금형 구조로 인하여, 프레스 금형에 지그 고정용 관통 구멍을 형성하는 것이 불가능하다. 왜냐하면, 고정용 관통 구멍을 형성하기 위해서는 핫스탬핑 공정 중에 원형의 일부 부재를 절단해야 하는데, 이때 발생하는 절단 부재(스크랩)를 외부로 취출하는 통로를 형성하기 어렵기 때문이다. 그러므로, 핫스탬핑의 경우 지그 고정을 위해 프레스 공정에서 관통 구멍 대신 홈을 형성하고 이 홈을 이용하여 고정한 상태에서 레이저 트리밍 공정에 사용되고 있으며, 도 1에 도시된 바와 같다. 즉, 지그 고정용 홈(2)이 형성된 가공품(40)은 지그 고정용 홈(2)이 대응하는 지그(30)의 돌기(31)에 안착된 후 레이저 트리밍 공정에 의해 파선을 따라서 절단이 이루어진다. 하지만, 이러한 홈(2) 구조에 의한 지그 고정 방식은 가공품을 지그에 정확하게 고정하기에 한계가 있어서, 가공제품마다 오차가 발생하고 있고 이로 인해 핫스탬핑 성형 불량의 주요 요인으로 지적되고 있다.The laser trimming process is performed in a state where the target molded article is fixed by the jig. In the case of hot stamping, the jig fixing through-hole can not be formed in the workpiece during the press working. This is because it is impossible to form the jig fixing through-hole in the press die due to the press-mold structure having a considerably complicated structure in which a cooling channel or the like must be provided. This is because, in order to form the fixing through-hole, it is necessary to cut a part of the circular part during the hot stamping process, and it is difficult to form a passage for taking out the cutting member (scrap) generated at this time. Therefore, in the case of hot stamping, grooves are formed instead of the through holes in the pressing process for fixing the jig, and they are used in the laser trimming process while being fixed by using the grooves, as shown in FIG. That is, the
본 발명의 목적은 핫스탬핑 성형에서 정밀도가 향상된 레이저 트리밍에 의한 후공정이 가능한 핫스탬핑 성형 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a hot stamping molding method capable of post-processing by laser trimming with improved precision in hot stamping molding.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,According to an aspect of the present invention,
가열된 블랭크를 스탬핑 금형으로 성형 및 냉각하여 중간 가공품을 생산하는 프레스 가공 단계를 포함하며, 상기 프레스 가공 단계에서 스탬핑 금형에 구비되는 커터(113)에 의해 상기 중간 가공품에 다수의 절개선(B2, C2)이 형성되며, 상기 절개선은 단일폐곡선이 아닌 단일곡선 형상인 것을 특징으로 하는 핫스탬핑 성형 방법이 제공된다.And a press forming step of forming an intermediate blank by molding and cooling the heated blank with a stamping die, wherein a plurality of cut-outs (B2, B2) are formed on the intermediate work by a cutter (113) C2) is formed, and the cut-out is a single curved shape rather than a single closed curve.
상기 절개선(B2)의 양끝단 사이에 상기 절개선(B2)을 경계로 하는 내부와 외부가 연결되는 연결부(B3)가 형성될 수 있다.A connection portion B3 may be formed between the both ends of the cutout B2 so as to connect the inside and outside of the cutout B2 with the cutout B2 as a boundary.
상기 절개선(C2)의 일단은 상기 중간 가공품의 에지와 이어지며, 타단은 상기 중간 가공품의 에지와 이격되어서 위치할 수 있다.One end of the incision (C2) may be connected to the edge of the intermediate workpiece, and the other end may be located apart from the edge of the intermediate workpiece.
상기 핫스탬핑 성형 방법은, 상기 중간 가공품에 대한 레이저 트리밍 공정을 수행하는 레이저 트리밍 단계를 더 포함하며, 상기 레이저 트리밍 단계에서 상기 중간 가공품은 돌출된 다수의 고정 핀을 구비하는 고정 지그에 고정되며, 상기 중간 가공품의 상기 절개선 내부 영역이 접혀서 형성된 구멍에 상기 고정 핀이 삽입될 수 있다.The hot stamping forming method may further include a laser trimming step of performing a laser trimming process on the intermediate workpiece, wherein in the laser trimming step, the intermediate workpiece is fixed to a fixing jig having a plurality of projecting pins, The fixing pin can be inserted into the hole formed by folding the cut-away inner region of the intermediate workpiece.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 핫스탬핑 금형에 의한 프레스 공정에서 중간 가공품에 절개선이 형성되고, 절개선에 의해 접혀진 부분이 구멍을 형성하여 레이저 트리밍 시 고정 지그의 고정 핀에 삽입될 수 있으므로, 핫스탬핑 후가공에 따른 레이저 트리밍의 정밀도가 향상된다.According to the present invention, all of the objects of the present invention described above can be achieved. Specifically, in the pressing process by the hot stamping mold, a cut-out is formed in the intermediate processed product, the folded portion is formed into a hole and can be inserted into the fixing pin of the fixing jig at the time of laser trimming, The accuracy of the laser trimming according to the present invention is improved.
도 1은 종래의 핫스탬핑 성형에서 프레스 가공 후 이용되는 레이저 트리밍을 위한 가공품의 지그 고정 방식을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 핫스탬핑 성형 방법을 설명하는 순서도이다.
도 3은 도 2의 프레스 가공 단계가 핫스탬핑 금형에 의해 수행되는 상태를 개략적으로 도시한 공정도이다.
도 4는 도 3에 도시된 프레스 가공 단계에 의해 가공된 가공품을 도시한 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 가공품이 도 2의 레이저 트리밍 단계를 수행하기 위해 지그에 장착된 상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 프레스 가공 단계에 의해 가공된 가공품을 도시한 평면도이다.Fig. 1 is a view for explaining a jig fixing method of a workpiece for laser trimming used after pressing in a conventional hot stamping molding.
2 is a flowchart illustrating a hot stamping molding method according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a process drawing schematically showing a state in which the pressing step of Fig. 2 is performed by a hot stamping mold.
4 is a plan view showing the workpiece processed by the pressing step shown in Fig.
Fig. 5 is a perspective view showing a state where the workpiece shown in Fig. 4 is mounted on a jig for performing the laser trimming step of Fig. 2;
Fig. 6 is a plan view showing a workpiece processed by the press-forming step according to another embodiment of the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 핫스탬핑 성형 방법이 순서도로서 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 핫스탬핑 성형 방법은 블랭크를 소정 온도로 가열하는 가열 단계(S10)와, 가열된 블랭크를 스탬핑 금형에서 성형 및 냉각하여 중간 가공품을 얻는 프레스 가공 단계(S20)와, 프레스 가공 단계(S20)를 통해 얻은 중간 가공품에 대한 레이저 트리밍 공정을 수행하는 레이저 트리밍 단계(S30)를 포함한다.FIG. 2 is a flowchart showing a hot stamping forming method according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the hot stamping forming method according to an embodiment of the present invention includes a heating step (S10) of heating a blank to a predetermined temperature, a pressing step of forming and cooling the heated blank in a stamping die to obtain an intermediate workpiece (S20) and a laser trimming step (S30) for performing a laser trimming process on the intermediate work product obtained through the press working step (S20).
가열 단계(S10)에서는 블랭크가 소정 온도로 가열되는데, 본 실시예에서의 가열 단계(S10)는 핫스탬핑 성형에서 통상적으로 사용되는 방식이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 가열 단계(S10)가 완료된 후에는 가열된 블랭크가 핫스탬핑 금형으로 이송되어서 핫스탬핑 금형에 의한 프레스 가공 단계(S20)가 수행된다.In the heating step S10, the blank is heated to a predetermined temperature. Since the heating step S10 in this embodiment is a method commonly used in hot stamping molding, a detailed description thereof will be omitted. After the heating step S10 is completed, the heated blank is transferred to the hot stamping mold and the pressing step S20 by the hot stamping mold is performed.
프레스 가공 단계(S20)에서는 가열 단계(S10)를 통해 가열된 블랭크가 스탬핑 금형에서 성형 및 냉각되어서 중간 가공품이 생산된다. 프레스 가공 단계(S20)를 통해 중간 가공품에는 레이저 트리밍 가공시 지그 고정용 홀을 위한 절개선이 함께 형성된다. 도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 핫스탬핑 금형에 의한 프레스 가공 단계가 수행되는 상태가 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 핫스탬핑 금형(100)은 제1 금형(110)과, 제1 금형(110)에 대향하여 위치하는 제2 금형(120)을 구비한다. 본 실시예에서는 제1 금형(110)이 하부에 위치하고 제2 금형(120)이 상부에 위치하는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 두 금형(110, 120) 중 하나의 금형 또는 둘 모두가 서로 가까워지거나 멀어지도록 이동하면서 블랭크에 대한 프레스 가공이 이루어지는데, 본 발명에서는 고정된 제1 금형(110)에 대해 제2 금형(120)이 이동하여 프레스 가공이 이루어지는 것으로 설명한다.In the press machining step S20, the heated blank through the heating step S10 is formed and cooled in the stamping mold to produce an intermediate work product. Through the press machining step (S20), a cut for the jig fixing hole is formed at the time of laser trimming in the intermediate workpiece. FIG. 3 shows a state in which a pressing step is performed by a hot stamping mold according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the
제1 금형(110)은 제2 금형(120)을 향해 돌출된 성형 돌출부(111)와, 성형 돌출부(111)의 주변에서 제2 금형(120)과 대향하는 주변부(112)에 설치된 다수의 커터(113)를 구비한다. 성형 돌출부(111)는 제2 금형(120)을 향해 돌출되며 성형하고자 하는 제품의 외형에 대응하는 형상을 갖는다. 다수의 커터(113)는 성형 돌출부(111)의 주변에서 제2 금형(120)과 대향하는 주변부(112)에 제2 금형(120) 쪽을 돌출되어서 형성된다. 커터(113)에 의해 블랭크(A)에는 후술하는 절개선이 형성된다.The
제2 금형(120)은 제1 금형(110)의 성형 돌출부(111)에 대응하여 형성되는 성형 홈(121)과, 성형 홈(121)의 주변에서 제1 금형(110)과 대향하는 주변부(122)에 위치하는 다수의 커터 수용 홈(123)을 구비한다. 성형 홈(121)은 프레스 가공시 제1 금형(110)의 성형 돌출부(111)가 수용되는 공간으로서, 성형 돌출부(111)와 마찬가지로 성형하고자 하는 제품의 외형에 대응하는 형상을 갖는다. 다수의 커터 수용 홈(123)은 프레스 가공시 제1 금형(110)의 다수의 커터(113) 각각이 수용될 수 있도록 위치한다. 커터 수용 홈(123)은 커터(113)의 날에 대응하는 형상을 갖는다.The
도 3에 도시된 프레스 가공에 의해 도 4에 도시된 바와 같은 중간 가공품이 생산된다. 도 4에는 도 3에 도시된 프레스 가공에 의해 생산된 중간 가공품이 평면도로서 도시되어 있다. 도 4를 참조하면, 중간 가공품(B)은 제1 금형(110)의 성형 돌출부(111)와 제2 금형(120)의 성형 홈(121)에 의해 제품의 형상으로 성형된 성형부(B1)와, 성형부(B1)의 주변부에 위치하도록 커터(113)에 의해 형성된 다수의 절개선(B2)를 구비한다. 절개선(B2)은 단일폐곡선 형상이 아닌 단일곡선으로서, 절개선(B)의 양끝단 사이에 절개선(B2)을 경계로 하는 내부와 외부가 연결되는 연결부(B3)가 형성된다. 절개선(B2) 내부의 형상 및 크기는 레이저 트리밍 가공시 사용되는 고정 지그의 고정 핀의 단면 형상 및 크기에 대응한다.By the press working shown in Fig. 3, an intermediate workpiece as shown in Fig. 4 is produced. Fig. 4 is a plan view of the intermediate work produced by the press working shown in Fig. 4, the intermediate workpiece B includes a molding part B1 molded in the shape of a product by the
프레스 가공 단계(S20)가 완료된 후에는 중간 가공품(B)에 대한 레이저 트리밍 단계(S30)가 수행된다.After the press working step S20 is completed, the laser trimming step S30 for the intermediate workpiece B is performed.
레이저 트리밍 단계(S30)에서는 중간 가공품(B)에서 성형부(B1)를 제외한 나머지 불필요한 부분이 레이저 가공에 의해 절단되어서 제거된다. 레이저 트리밍을 위하여 중간 가공품(B)은 도 5에 도시된 바와 같이, 고정 지그(200)에 고정된다. 도 5를 참조하면, 고정 지그(200)는 중간 가공품(B)의 고정을 위해 돌출되어서 형성된 다수의 고정핀(210)을 구비한다. 중간 가공품(B)에 형성된 절개선(도 4의 B2)의 내부(B4)가 연결부(도 4의 B3)를 중심으로 접혀 올라가면서 형성되는 구멍에 고정핀(210)이 끼워져서 도 5에 도시된 바와 같이 중간 가공품(B)이 고정 지그(200)에 고정된다. 도 5에 도시된 바와 같이 중간 가공품(B)이 고정 지그(200)에 고정된 상태에서 레이저 트리밍이 통상적인 방식으로 수행되어서, 완성품이 생산된다.In the laser trimming step S30, unnecessary portions except for the forming portion B1 of the intermediate workpiece B are cut off by laser machining and removed. For laser trimming, the intermediate workpiece B is fixed to the
도 6에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 형태로 절개선이 형성된 중간 가공품이 평면도로서 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 중간 가공품(C)은 제1 금형(110)의 성형 돌출부(111)와 제2 금형(120)의 성형 홈(121)에 의해 제품의 형상으로 성형된 성형부(C1)와, 성형부(C1)의 주변부에 위치하도록 커터(113)에 의해 형성된 다수의 절개선(C2)를 구비한다. 절개선(C2)의 일단은 중간 가공품(C)의 에지와 이어지며, 타단은 중간 가공품(C)의 에지와 이격되어 있다. 그에 따라, 절개선(C)의 타단과 중간 가공품(C)의 에지 사이에 연결부(C3)가 형성된다.Fig. 6 is a plan view of an intermediate workpiece in which the incision is formed in a form according to another embodiment of the present invention. 6, the intermediate workpiece C includes a molding part C1 formed into a product shape by the
이상 실시예를 통해 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited thereto. It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
100 : 핫스탬핑 금형
110 : 제1 금형
113 : 커터
120 : 제2 금형
123 : 커터 수용 홈
B2, C2 : 절개선100: hot stamping mold
110: first mold
113: Cutter
120: second mold
123: Cutter housing groove
B2, C2: clause improvement
Claims (4)
상기 중간 가공품에 대한 레이저 트리밍 공정을 수행하는 레이저 트리밍 단계를 포함하며,
상기 프레스 가공 단계에서, 상기 중간 가공품에는 제품의 형상으로 성형되는 성형부(B1)와, 상기 핫스탬핑 금형에 구비되는 커터(113)에 의해 상기 성형부의 주변부에 다수의 절개선(B2, C2)이 단일폐곡선이 아닌 단일곡선 형상으로 함께 형성되며,
상기 레이저 트리밍 단계는 돌출된 다수의 고정 핀을 구비하는 고정 지그에 상기 중간 가공품을 고정하는 고정 단계를 구비하며,
상기 고정 단계에서, 막힌 상태인 상기 절개선 내부 영역이 상기 고정 핀에 의해 밀리면서 분리되지 않고 접혀서 형성되는 구멍에 상기 고정 핀이 삽입되는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑 성형 방법.A pressing step of forming an intermediate blank by forming and cooling the heated blank into a hot stamping mold; And
And a laser trimming step of performing a laser trimming process on the intermediate workpiece,
(B 2, C 2) are formed on the periphery of the forming part by a forming part (B 1) molded in the shape of the product and a cutter (113) provided in the hot stamping mold, Are formed together in a single curved shape rather than a single closed curve,
The laser trimming step includes a fixing step of fixing the intermediate workpiece to a fixing jig having a plurality of projecting pins,
Wherein the fixing pin is inserted into a hole formed by folding the cut-away inner region in a closure state without being separated by being pushed by the fixing pin in the fixing step.
상기 절개선(B2)의 양끝단 사이에 상기 절개선(B2)을 경계로 하는 내부와 외부가 연결되는 연결부(B3)가 형성되는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑 성형 방법.The method according to claim 1,
And a connecting portion B3 is formed between both ends of the cutout B2 so that the inside and the outside of the cutout B3 are bounded by the cutout B2.
상기 절개선(C2)의 일단은 상기 중간 가공품의 에지와 이어지며, 타단은 상기 중간 가공품의 에지와 이격되어서 위치하는 것을 특징으로 하는 핫스탬핑 성형 방법.The method according to claim 1,
Wherein one end of the incision (C2) is connected to the edge of the intermediate workpiece, and the other end is located apart from the edge of the intermediate workpiece.
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KR1020160153196A KR101775713B1 (en) | 2016-11-17 | 2016-11-17 | Hot stamping forming method for easy laser trimming process |
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KR100993988B1 (en) * | 2010-01-29 | 2010-11-11 | 현대하이스코 주식회사 | Indirect hot stamping |
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2016
- 2016-11-17 KR KR1020160153196A patent/KR101775713B1/en active IP Right Grant
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KR100993988B1 (en) * | 2010-01-29 | 2010-11-11 | 현대하이스코 주식회사 | Indirect hot stamping |
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