KR101855592B1

KR101855592B1 - 경사 작동형 프레스장치

Info

Publication number: KR101855592B1
Application number: KR1020160133302A
Authority: KR
Inventors: 이기만; 홍화정
Original assignee: 이기만; 홍화정
Priority date: 2016-10-14
Filing date: 2016-10-14
Publication date: 2018-05-04
Also published as: KR20180041321A

Abstract

본 발명은 주로 금속판재에 힘을 가해서 소성변형시켜 굽힘·전단·단면수축 등의 가공을 하는 프레스장치에 관한 것으로, 상부금형이 하강을 하여 성형을 하는 과정에서 상부금형이 일정구간 수직방향으로 하강하여 대부분의 성형을 완료한 후, 최종적인 압력을 가하는 과정과 펀칭이나 컷팅 등을 하는 과정에서는 상부금형이 경사진 방향으로 이동하면서 성형을 마무리하도록 구성함을 특징으로 한다.

Description

경사 작동형 프레스장치{Inclining operation type press}

본 발명은 주로 금속판재에 힘을 가해서 소성변형시켜 굽힘·전단·단면수축 등의 가공을 하는 프레스장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 성형할 형태가 펀칭 구멍을 기준으로 상하 높이가 높고 좁은 간격에 성형할 부위가 많은 경우의 가공에 적합하도록 상부금형 전체가 일정구간 수직하강 후 마지막 일정구간 동안 경사진 방향으로 작동하도록 개선한 것이다.

주지된 바와 같이 프레스장치는 가공하고자 하는 형상과 같은 모양으로 만들어진 상부금형과 하부금형을 비치하고 하부금형의 위에 소재를 안착시킨 다음 상부금형을 하강시켜 압착력으로 소재가 금형의 형상과 같이 성형되도록 하며, 동시에 구멍을 형성하거나 절단을 하기도 한다.

일반적인 프레스장치는 상부금형이 수직방향으로 승강을 반복하면서 가공을 하게 되는데, 수직의 기준은 소재에 가해지는 펀칭 구멍이나 요홈 등이 형성되는 중심선을 수직 기준으로 설정하게 된다.

이러한 과정에서 상기 중심선을 기준으로 하여 성형할 제품의 상단과 하단 간의 거리(높이 차)가 긴 경우에는 프레스장치나 금형을 제조할 시 많은 문제점이 따른다. 즉, 도 5에서 볼 수 있듯이 펀칭의 중심선(CL)을 기준으로 제품의 상단과 하단 간의 간격(L)이 크게 되는데, 이때 상부금형과 하부금형의 단면적(S1, S2)이 커지게 되므로 금형제조를 위한 소재비용이 과도하게 소요되고, 과도한 무게를 갖게 되며, 따라서 성형을 위한 동력도 낭비하게 된다.

또한 상부금형의 승강 거리가 멀 수밖에 없는데, 이로 인하여 프레스장치의 전체적인 높이가 커지게 됨에 따라 제조가 어렵고 비용이 많이 소요되는 것은 물론이고 설치공간에도 제한을 받게 되며, 성형작업을 위한 승강에 시간도 많이 소요되므로 생산성이 저하되는 문제점도 따른다.

또 성형작업(상부금형 하강) 전에 소재를 안착시키는 것도 어려운데 소재를 경사진 형태로 진입을 시켜야 하므로 소재 공급장치와 성형을 위한 고정장치가 복잡하게 구성될 수밖에 없는 것이다.

한편, 아래 선행기술문헌과 같이 종래에도 성형할 제품의 일부분 형상이 상부금형의 승강만으로는 성형하기 어려운 경우에 대비하여 상부금형이 전체적으로 승강하면서 성형을 한 후 상부금형의 일부분이 슬라이드에 의해 경사진 방향으로 작용하도록 설계된 바 있으나, 이는 상부금형의 일부분만을 별도로 분리 구성한 다음 슬라이드 마찰을 이용하여 경사진 방향으로 작동하도록 한 것으로, 이는 본 발명이 추구하는 목적과는 다른 장치라 할 수 있다.

공개실용신안공보 20-2000-0007870(2000.05.06)

상기 문제점을 감안하여 안출한 본 발명은 펀칭의 중심선을 기준으로 제품의 상단과 하단 간의 간격(거리)이 크게 형성되는 제품을 성형함에 있어서, 금형의 크기와 구성 및 작동을 단순화하여 소재비용과 무게 및 동력을 절감토록 하며, 생산능률도 향상시키도록 함을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하부본체의 상부에 하부금형이 안착되고 상부금형을 설치한 상부 승강대가 하강하면서 상부금형과 하부금형 사이에서 소재를 성형하는 프레스장치에 있어서, 하부금형과 상부의 패드금형은 성형할 제품의 펀치구멍 또는 요홈의 중심선을 경사지게 배치하여 성형하는 과정에서 성형품의 전체 높이를 낮추도록 가공한다.

그리고 승강대의 저면에 슬라이드를 설치하고 슬라이드 저면에 패드금형을 설치하되, 슬라이드는 일측 방향으로 스프링을 압축시키면서 이동이 가능하도록 설치하고, 슬라이드의 일측에는 슬라이드 가이드를 설치하고 하부본체의 일측에는 고정가이드를 설치하되, 슬라이드 가이드와 고정가이드는 성형할 제품의 중심선과 일치되는 각도를 갖도록 구성하고, 패드는 슬라이드 저면에서 중심선 방향으로 수축이 가능하도록 설치되며, 펀치구멍을 형성하기 위한 펀치는 슬라이드와 패드가 압착될 때 역시 중심선 방향으로 돌출하면서 펀치구멍을 형성하도록 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 펀칭의 중심선을 기준으로 제품의 상단과 하단 간의 높이가 높은 제품을 성형할 때 금형의 크기와 구성 및 작동을 단순화할 수 있어서, 소재비용과 무게 및 동력을 절감할 수 있고, 작업 속도 향상에 따라 생산능률도 향상시키게 되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전체 구성도
도 2는 본 발명의 수직하강 작동상태도
도 3은 본 발명의 경사하강 작동상태도
도 4는 도 1의 A-A선 단면도
도 5는 종래 프레스장치의 개략도

이하 본 발명의 바람직한 구성 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 프레스 장치는 기존의 프레스와 같이 하부본체(10)의 상부에 승강작용을 하는 승강대(20)가 설치된다.

특히 본 발명의 프레스 장치는 상부의 패드금형(40)과 하부금형(12)을 가공시 가공할 성형품의 펀치구멍 또는 요홈의 중심선(CL)을 경사지게 배치하여 성형하는 상태의 성형품 전체 높이가 낮아지도록 한다.

상부 승강대(20)의 저면에 슬라이드(30)를 설치한 후, 슬라이드(30)는 승강대(20)의 저면에 걸린 상태에서 승강대(20)가 하강하면 일정구간 수직방향으로 하강한 후, 일측방향으로 이동이 가능하도록 설치되고, 승강대(20)가 상승하면 측방향 복귀작용후 다시 수직방향으로 상승토록하며, 상기 슬라이드(30)의 저면에 소재(1')의 전체를 눌러주는 패드금형(40)이 설치되어 슬라이드(30)의 하강에 의해 하강을 하다가 더 이상 하강하지 못하는 상태에서 슬라이드(30)가 경사진 방향으로 작용을 하면 그에 따라 패드금형(40)이 경사진 방향으로 압착되면서 최종적인 성형과 펀칭 및 컷팅이 이루어지는 것이다.

슬라이드(30)가 설치되는 구성을 자세히 살펴보면, 승강대(20)의 가장자리에 걸림블록(21)을 설치한 다음 슬라이드 금형(30)의 양단 걸림부(31)가 걸림블록(21)에 걸리는 상태로 슬라이드(30)가 설치된다.

또한 승강대(20)의 저면에는 가이드봉(22)을 고정한 후 가이드봉(22)에 압축스프링(23)을 설치하고 슬라이드(30) 상부에는 상기 가이드봉(22)을 수용하는 가이드편(32)을 구성하여 결합되도록 설치하였다. 따라서 이러한 결합구성에 의해 슬라이드(30)가 측방향으로 이동하는 힘을 받게 되면 가이드편(32)이 압축스프링(23)을 압착하면서 슬라이드(30)가 이동하게 되고 압축스프링(23)의 압착력으로 인해 슬라이드(30)를 측방향으로 밀던 힘이 제거되면 압축스프링(23)이 슬라이드(30)를 복귀시키게 된다.

상기 관련 구성에서 미설명된 부호 25는 슬라이드 시 마찰력을 감소시키는 마찰가이드이다.

상부 슬라이드(30)의 일측 하부에는 경사진 슬라이드 가이드(35)를 구성하고, 하부본체(10)의 상면에는 돌출되는 지지대(11)를 구성한 다음, 지지대(11)에 상기 슬라이드 가이드(35)와 같은 각도로 형성되는 고정 가이드(15)를 구성하여 접촉하도록 하는데, 각 슬라이드 가이드(35)와 고정 가이드(15)의 각도는 본 발명의 프레스 장치가 성형할 제품의 특성에 따라 정해진다. 즉, 성형제품(1)에 형성하게 될 펀칭구멍이나 요홈의 중심선을 수직으로 배치하는 것이 아니라 경사진 방향으로 배치하여 전체적인 성형제품(1)의 상하 높이가 낮아지도록 설계한 다음, 기울어진 중심선(CL)과 같은 각도와 방향의 경사를 갖도록 슬라이드 가이드(35) 및 고정 가이드(15)를 설치하는 것이다.

상기 슬라이드(30)의 저면에는 저면이 성형할 제품의 상부면과 같이 가공된 패드금형(40)이 설치되는데, 슬라이드(30)와 패드금형(40) 사이에는 간격을 갖고 성형 스프링(41)이 결합되어 슬라이드(30)가 하강을 하고 이에 따라 패드금형(40)이 하강을 완료한 상태가 되면 성형 스프링(41)을 압착하면서 패드금형(40)에 힘을 가하도록 하였다. 또한 패드금형(40)에는 펀치(42)가 제품의 펀치구멍 또는 요홈의 중심선과 일치하는 각도로 경사지게 설치되어 패드금형(40)이 하강을 완료한 상태에서 슬라이드(30)가 슬라이드 가이드(35)와 고정 가이드(15)에 의해 경사진 방향으로 조금 더 하강하면서 펀치(42)가 경사진 방향으로 패드금형(40)보다 돌출되면서 성형제품(1)에 구멍을 형성한다.

패드금형(40)의 저면에는 성형제품(1)의 상면부 형상이 그대로 가공되어 있으며, 하부금형(12)의 상면에도 성형제품(1)의 저면부 형상이 가공되어 있는데, 상부 패드금형(40)은 하강하지 않은 상태에서 그 아래 수직방향에 하부금형(12)의 형상과 일치되도록 가공되어 있으며, 이러한 상태에서 슬라이드(30)가 수직으로 하강하여 슬라이드 가이드(35)와 고정 가이드(15)가 밀착되는 시점까지 하강하면 패드금형(40)의 저면과 하부금형(12)의 사이에 성형제품(1)이 밀착된 상태가 되도록 구성된다. 미설명된 부호 13은 펀칭된 칩 배출구멍이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 살펴본다.

먼저 하부금형(12)의 상면에 소재(1')를 안착시킨다. 이후 프레스 동력장치가 상부 승강대(20)를 하강시키면 그 아래 설치된 슬라이드(30)와 패드금형(40)이 그대로 수직으로 하강하게 된다.

패드금형(40)이 소재(1')를 누르면서 점차 압착성형을 시작하게 되면서 슬라이드(30)의 슬라이드 가이드(35)가 하부본체(10)의 고정가이드(15)와 접촉하는 시점이 되면 대부분의 성형은 완료된다.

이러한 상태에서 승강대(20)가 더 하강하면 슬라이드(30)에도 하강하는 힘을 받게 되지만, 고정 가이드(15)에 의해 슬라이드 가이드(35)가 경사진 방향으로 미끄러지면서 패드금형(40)은 경사진 중심선 방향으로 압착력을 받게 되는 것이다. 이러한 작용에 의해 성형스프링(41)이 압축되면서 패드금형(40)은 강력한 힘을 받으면서 소재를 최종적인 형상이 되도록 압착력을 가하면서 동시에 펀치가 패드금형(40)으로부터 돌출되면서 소재(1')에 구멍을 형성하게 된다.

상기 과정에서 슬라이드는 수직 방향이 아닌 중심선과 같은 경사진 방향으로 움직이므로 가이드편(32)이 가이드봉(22)을 따라 밀려들어가면서 압축스프링(23)을 압축하게 된다.

상기와 같이 성형을 완료한 후, 승강대(20)가 상승하는 작용을 시작하면 압축스프링(23)의 복원력으로 가이드편(32)을 밀어주게 되고, 이에 따라서 슬라이드(30)는 경사방향으로 복귀를 시작한다. 이때 슬라이드 가이드(35)와 고정가이드(15)는 하강과는 반대로 가이드 되면서 경사진 방향으로 안내를 한다. 이러한 작용에는 성형스프링(41)의 복귀력이 작용하여 슬라이드의 측방향 이동을 돕게 되며, 슬라이드(30)와 패드금형(40)은 처음의 간격을 다시 확보하게 된다.

상기 경사방향으로 복귀(슬라이드의 측방향 이동)를 완료한 이후부터는 슬라이드(30)가 수직방향으로 상승을 하게 되며, 그 하단의 패드금형(40) 역시 수직방향으로 딸려 올라가면서 작업 전의 위치로 복귀하게 된다.

이후 성형된 성형품(1)을 제거한 후 다시 새로운 소재(1')를 얹고 작업을 반복하게 된다.

1: 성형품
1': 소재
10: 하부본체
11: 지지대
12: 하부금형
15: 고정가이드
20: 승강대
21: 걸림 블록
22: 가이드봉
23: 압축스프링
30: 슬라이드
31: 걸림부
32: 가이드편
35: 슬라이드 가이드
40: 패드금형
41: 성형 스프링
42: 펀치

Claims

하부 본체의 상부에 하부 금형이 안착되고 상부 금형을 설치한 승강대가 하강하면서 상부 금형과 하부금형 사이에서 소재를 성형하는 프레스장치에 있어서,
승강대의 저면에는 승강대가 하강하면 일정구간 수직방향으로 하강한 후 측방향으로 이동가능하고, 승강대가 상승하면 측방향 복귀작용 후 다시 수직방향으로 상승하며, 저면에 패드금형을 설치하기 위한 슬라이드를 설치하고,
하부금형과 상부의 패드금형은 성형할 제품의 펀치구멍 또는 요홈의 중심선을 경사지게 배치하여 성형하는 과정에서 성형품의 전체 높이를 낮추도록 가공하고,
슬라이드 저면에는 저면이 성형할 제품의 전체 상부면과 같이 가공된 패드금형을 설치하되, 패드금형은 성형할 제품의 펀치구멍 또는 요홈의 중심선과 일치하는 각도로 이동이 가능하도록 슬라이드와 간격을 갖고 설치되면서 성형 스프링으로 지지되도록 하며, 펀치와 성형 스프링을 성형할 제품의 펀치구멍 또는 요홈의 중심선과 일치하는 각도로 설치하며,
슬라이드의 일측에는 슬라이드 가이드를 설치하고 하부 본체의 일측에는 고정가이드를 설치하되, 슬라이드 가이드와 고정가이드는 성형할 제품의 중심선과 일치되는 각도를 갖도록 구성하고,
승강대가 하강시키면 그 아래 설치된 슬라이드와 패드금형이 수직으로 하강하여 패드금형이 소재를 누르면서 점차 압착성형을 시작하게 되면서 슬라이드의 슬라이드 가이드가 하부본체의 고정가이드와 접촉하는 시점이 되면 패드금형과 하부금형이 소재를 사이에 두고 밀착되고, 승강대가 더 하강하면 슬라이드가 하강과 동시에 측 방향으로 이동하면서 패드금형 전체가 경사진 중심선 방향으로 작용하면서 소재를 최종적인 형상이 되도록 압착력을 가함과 동시에 펀치가 패드금형으로부터 돌출되면서 소재에 구멍 또는 요홈을 형성하게 되도록 구성함을 특징으로 하는 경사 작동형 프레스장치.
제1항에 있어서,
슬라이드(30)는 승강대(20)의 가장자리에 걸림블록(21)을 설치한 다음 슬라이드 금형(30)의 양단 걸림부(31)가 걸림블록(21)에 걸리는 상태로 설치되고,
승강대(20)의 저면에는 가이드봉(22)을 고정한 후 가이드봉(22)에 압축스프링(23)을 설치하고 슬라이드(30) 상부에는 상기 가이드봉(22)을 수용하는 가이드편(32)을 구성하여 결합되도록 설치하여 슬라이드(30)가 측방향으로 이동하는 힘을 받게 되면 가이드편(32)이 압축스프링(23)을 압착하면서 슬라이드(30)가 이동하게 되고 압축스프링(23)의 압착력으로 인해 슬라이드(30)를 측방향으로 밀던 힘이 제거되면 압축스프링(23)이 슬라이드(30)를 복귀시키도록 구성함을 특징으로 하는 경사 작동형 프레스장치.