KR101795880B1

KR101795880B1 - 소재의 파단을 방지하기 위한 가압 모듈을 구비한 드로잉 성형 장치

Info

Publication number: KR101795880B1
Application number: KR1020150182538A
Authority: KR
Inventors: 김태효
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2017-11-09
Also published as: KR20170074250A

Abstract

소재의 파단을 방지하기 위한 가압 모듈을 구비한 드로잉 성형 장치는, 상부 금형과, 상부 금형과 맞물려 소재를 고정시키는 하부 금형과, 상부 금형 및 하부 금형에 의해 고정된 소재를 가압하여 성형하는 펀치와, 상부 금형에 구비되어 성형되는 소재를 펀치 측으로 가압하는 가압 모듈을 포함할 수 있다.

Description

소재의 파단을 방지하기 위한 가압 모듈을 구비한 드로잉 성형 장치{DRAWING FORMING APPARATUS FOR PREVENTING FRACTURE OF MATERIAL EQUIPPED WITH PRESSURE MODULE}

본 출원은, 소재의 파단을 방지하기 위한 드로잉 성형 장치에 관한 것이다.

프레스를 이용한 원하는 형상으로 소재를 가공하는 박판 성형은 가장 일반적인 부품제조 기술로서 널리 사용되고 있다.

이러한 프레스 가공의 일종으로 사용되는 드로잉 성형 장치는, 재료의 전성(展性)을 이용하여 편평한 판재를 사용하여 통 모양의 제품을 생산하는 프레스 가공의 일종으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부 금형(10)과, 상부 금형(10)과 맞물려 소재(S)를 고정시키는 하부 금형(20)과, 상부 금형(10) 및 하부 금형(20)에 의해 고정된 소재(S)를 가압하여 성형하는 펀치(30)로 이루어진다.

드로잉 성형시에는 상부 금형(10)과 하부 금형(20)에 의해 소재가 고정된 상태에서 펀치(30)를 위로 가압(F1 참조)하게 되면, 소재(S)는 일정한 높이를 가지는 컵 모양의 제품이 만들어진다.

펀치(30)에 의해 소재(S)가 위로 가압함에 따라, 소재(S)의 코너부(40)는 소재(S)의 유입으로 인해 넥킹이 발생되어 두께가 두꺼워지며, 이는 제품(S)의 상부(50)에 파단을 발생시키는 문제점이 있다.

파단 방지와 관련된 선행 기술로, 한국공개특허 제2011-0083178호(‘드로잉 금형’, 공개일: 2011년 07월 20일)가 있다.

1. 한국공개특허 제2011-0083178호(‘드로잉 금형’, 공개일: 2011년 07월 20일)

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 드로잉 성형시 발생되는 소재의 파단을 방지하기 위한 가압 모듈을 구비한 드로잉 성형 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상부 금형; 상기 상부 금형과 맞물려 소재를 고정시키는 하부 금형; 상기 상부 금형 및 상기 하부 금형에 의해 고정된 소재를 가압하여 성형하는 펀치; 및 상기 상부 금형에 구비되어 상기 소재를 상기 펀치 측으로 가압하는 가압 모듈을 포함하는 드로잉 성형 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 가압 모듈은, 상기 소재와 접하는 윤활 패드; 및 상기 윤활 패드를 상기 펀치 측으로 가압하는 가압부를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 가압부는, 스프링 및 실린더 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 가압부가 실린더인 경우, 상기 소재를 가압하는 힘은, 시간에 따라 비례하여 증가할 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 가압 모듈은, 상기 소재가 대향하는 상기 상부 금형의 면에 형성된 수용부에 수용될 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 상기 가압 모듈에 의해 가압되는 소재가 접하는 상기 펀치의 면에는, 상기 소재와의 마찰력을 증가시키기 위한 마찰 패드가 더 구비될 수 있다.

본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 드로잉 성형시 성형되는 소재를 펀치 측으로 가압함으로써, 소재에 작용하는 응력을 분산시켜 드로잉 성형시 발생되는 소재의 파단을 방지할 수 있다.

도 1은 드로잉 성형시 발생되는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 내지 도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 드로잉 성형 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2에 적용되는 드로잉 성형 장치로, 가압 모듈을 구비한 드로잉 성형 장치를 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

도 2 내지 도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 드로잉 성형 과정을 설명하기 위한 도면이다.

우선, 도 2에 도시된 바와 같이, 드로잉 성형 장치는 상부 금형(10)과, 상부 금형(10)과 맞물려 소재(S)를 고정시키는 하부 금형(20)과, 상부 금형(10) 및 하부 금형(20)에 의해 고정된 소재(S)를 가압하여 성형하는 펀치(30)로 이루어진다.

상술한 도 2에 도시된 드로잉 성형 장치를 이용한 성형 과정은, 도 3에 도시된 바와 같이, 소재(S)를 상부 금형(10)과 하부 금형(20) 사이에 위치시킨 후(도 3의 (a) 참조) 일정한 힘으로 소재(S)를 고정시킨다.

이후, 펀치(30)를 상부로 올려 소재(S)를 가압하게 되며(도 3의 (b) 참조), 가압력을 점차 증가시키게 되면 일정한 높이를 가진 컵 모양의 제품이 성형될 수 있다(도 3의 (c)).

한편, 도 4는 도 2에 적용되는 드로잉 성형 장치로, 가압 모듈을 구비한 드로잉 성형 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 드로잉 성형 장치는 상부 금형(10)에 구비되어 성형되는 소재(S)를 펀치(30) 측으로 가압하는 가압 모듈(400)을 더 구비할 수 있다. 가압 모듈(400)은 성형되는 소재(S)가 대향하는 상부 금형(10)의 면에 형성된 수용부(11)에 수용될 수 있다.

상술한 가압 모듈(400)은, 성형되는 소재(S)와 접하는 윤활 패드(410)와, 윤활 패드(410)를 펀치(30) 측으로 가압하는 가압부(420)로 구성될 수 있다.

구체적으로, 윤활 패드(410)는 성형되는 소재(S)와 접촉하는 부위로, 소재(S)와의 마찰을 최소화하고 소재(S)에 압력만을 부여하기 위한 것이며, 마찰 계수가 낮은 소재로 만들어질 수 있다. 또는 본 발명의 실시 형태에 의하면, 소재(S)와의 마찰을 최소화하기 위해 윤활 패드(410)의 표면에는 구름 베어링과 같은 추가 구성요소가 더 구비될 수도 있다.

한편, 가압부(420)는, 윤활 패드(410)를 펀치(30) 측으로 가압하기 위한 것으로, 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같은 탄성력을 가진 스프링이 사용될 수 있다.

즉, 스프링의 탄성력에 의해 스프링에 연결된 윤활 패드(410)는 소재(S)를 펀치(30) 측으로 가압할 수 있다. 비록 도 4에서는 가압부(420)로 스프링만을 도시하고 있으나, 이는 발명의 이해를 돕기 위한 것으로, 유압 실린더나 공압 실린더와 같은 실린더로 구성될 수도 있음에 유의하여야 한다.

드로잉 성형이 진행되면서 코너부(도 1의 40 참조)로 유입되는 소재(S)의 양은 증가하며, 이에 따라 소재(S)의 코너부(도 1의 40 참조)의 두께도 점차 두꺼워진다는 것을 고려하면, 가압부(420)를 실린더로 구성할 경우에는, 실린더에 의해 소재(S)를 가압하는 힘은 시간에 따라 비례하여 증가하는 형태일 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 가압 모듈(400)에 의해 가압되는 소재(S)가 접하는 펀치(30)의 면에는 소재(S)와의 마찰력을 증가시키기 위한 마찰 패드(430)가 더 구비될 수 있다.

마찰 패드(430)는, 마찰력이 큰 소재, 조도가 거친 소재일 수 있으며, 예를 들면 우레탄과 같은 재질이 사용될 수 있다.

이하, 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 소재의 파단을 방지하기 위한 가압 모듈을 구비한 드로잉 성형 장치의 동작 원리를 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 드로잉 성형이 진행되면서 펀치(30)는 상부 방향(Fp)으로 소재(S)를 가압하게 되며 이로 인해 펀치(30)의 측면의 소재(S)를 기준으로 보면 소재(S)는 상부 방향의 인장력(F1)을 받게 된다. 반면, 소재(S)는 상하부 금형(10, 20)에 의해 고정된 상태이므로, 소재(S)는 인장력(F1)과는 반대 방향의 힘(F2)을 받게 된다.

한편, 펀치(30)가 의해 소재(S)가 위로 가압함에 따라 코너부(40)로 유입되는 소재(S)의 양이 증가하게 되므로 코너부(40)의 두께가 두꺼워지며, 이는 소재(S)의 상부(50)에 파단을 발생시킬 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 드로잉 성형이 진행되는 동안, 가압 모듈(400)을 이용하여 성형되는 소재(S)를 펀치(30) 측으로 가압할 수 있다.

이 경우 소재(S)는 펀치(30)의 측면에 접하게 되며, 펀치(30) 측면과 소재(S)간의 마찰력(F3)은 소재(S)의 상부(도 1의 50 참조)에만 작용하는 응력을 소재(S)의 나머지 부분에 분산시킴으로써, 상단부(도 1의 50 참조)에서 발생될 수 있는 파단을 방지할 있는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 드로잉 성형시 성형되는 소재를 펀치 측으로 가압함으로써, 소재에 작용하는 응력을 분산시켜 드로잉 성형시 발생되는 소재의 파단을 방지할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.

10: 상부 금형
11: 수용부
20: 하부 금형
30: 펀치
400: 가압 모듈
410: 윤활 패드
420: 가압부

Claims

상부 금형;
상기 상부 금형과 맞물려 소재를 고정시키는 하부 금형;
상기 상부 금형 및 상기 하부 금형에 의해 고정된 소재를 가압하여 성형하는 펀치;
상기 상부 금형에 구비되어 상기 소재를 상기 펀치 측으로 가압하는 가압 모듈; 및
상기 가압 모듈에 의해 가압되는 소재가 접하는 상기 펀치의 면에 구비되어 상기 소재와의 마찰력을 증가시키는 마찰 패드;
를 포함하며,
상기 마찰 패드는 상기 펀치의 면에서 상기 펀치의 높이 방향을 따라서 연장되도록 배치되고,
상기 가압 모듈은,
상기 소재와 접하는 윤활 패드; 및
상기 윤활 패드를 상기 펀치 측으로 가압하는 가압부를 포함하며,
상기 윤활 패드의 표면에는 구름 베어링이 구비되는 것을 특징으로 하는 드로잉 성형 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 가압부는,
스프링 및 실린더 중 적어도 하나를 포함하는 드로잉 성형 장치.
제3항에 있어서,
상기 가압부가 실린더인 경우,
상기 소재를 가압하는 힘은, 시간에 따라 비례하여 증가하는 드로잉 성형 장치.
제1항에 있어서,
상기 가압 모듈은,
상기 소재가 대향하는 상기 상부 금형의 면에 형성된 수용부에 수용되는 드로잉 성형 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 마찰 패드는,
우레탄 패드를 포함하는 드로잉 성형 장치.