KR101932305B1 - 블랭크 및 스크랩 취출 오류를 극소화한 프레스 금형 장치 - Google Patents

블랭크 및 스크랩 취출 오류를 극소화한 프레스 금형 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 판형 소재를 정해진 형상으로 따내어 제품화하는 프레스 금형에 관한 것으로서, 프레스에 의해 성형한 블랭크 제품과 잔여 스크랩을 정확하면서도 안정적으로 빼내고 배출시킴으로써 취출 오류를 극소화한 것이다. 본 발명은, 하부 금형(100)이, 하부 블랭킹 펀치(130); 상기 하부 블랭킹 펀치(130)의 반경방향 외주를 둘러싸며 압축 스프링(142)으로 지지되어 프레스 행정에 따라 상하 이동하는 하부 스트리퍼(140); 상단이 상기 하부 블랭킹 펀치(130) 위로 돌출되고 하단이 압축 스프링(162)으로 지지되어 블랭킹 후 복귀 행정 시 압축 스프링(162)의 복원력에 의해 다시 돌출 위치로 상승 복원되어 프레스에 의해 제조된 블랭크(BM)의 하면을 밀어 올려 상기 하부 블랭킹 펀치(130)의 상면으로부터 위쪽으로 띄우는 복수의 블랭크 부상용 핀(160)을 포함하여 이루어지고, 상부 금형(200)이, 상기 하부 블랭킹 펀치(130)와 함께 전단 칼날을 형성하여 판형 소재(LM)를 블랭킹 하는 상부 블랭킹 다이 커터(230); 상기 상부 블랭킹 다이 커터(230)의 반경방향 내주에 상하 이동가능하게 설치되고 압축 스프링(242)에 의해 지지되는 상부 녹아웃 플레이트(240)를 포함하여 이루어지며, 상기 하부 금형(100)의 한쪽 측방에, 상기 복수의 블랭크 부상용 핀(160)에 의해 공중으로 띄운 블랭크(BM)의 측면을 밀어서 반대쪽 밖으로 배출하는 블랭크 배출 기구(300)를 배치한 구조로 이루어진다.

Description

블랭크 및 스크랩 취출 오류를 극소화한 프레스 금형 장치{PRESS MOLD APPARATUS MINIMIZED FAILURE PROBABILITY OF EJECTING BLANK AND SCRAP}
본 발명은 판형 소재를 정해진 형상으로 따내어 제품화하는 프레스 금형에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 프레스에 의해 성형한 블랭크 제품과 잔여 스크랩을 정확하면서도 안정적으로 빼내고 배출시킴으로써 취출 오류를 극소화한 프레스 금형 장치에 관한 것이다.
블랭킹(Blanking) 금형은 판재를 소정의 형상으로 따내어 제품(블랭크, Blank)를 생산하고 외부에 남아있는 부분은 스크랩(Scrap)으로 버리는 금형이다.
피어싱(Piercing) 금형은 블랭킹에 의해 얻어진 블랭크나 전단(Shearing) 성형한 소재에 펀치를 통해 구멍을 천공하는 금형이다.
한편, 블랭킹-피어싱 복합 금형은, 하나의 금형에서 한 번의 공정으로 블랭킹과 피어싱을 동시에 수행하도록 한 금형이다.
블랭킹-피어싱 복합 금형에 있어서는, 프레스 시 블랭킹 다이에 끼인 블랭크(즉, 제품)를 블랭킹 다이로부터 빼내고, 성형 완료된 블랭크를 금형 밖의 수집함에 모으거나 이송 컨베이어로 보내며, 그와 함께 성형 후 남은 소재 스크랩(블랭크를 따낸 자리에 형성되는 블랭크 홀을 가지는 테두리 부분)을 블랭킹 펀치로부터 떼어내며, 피어싱에 의해 따낸 피어싱 스크랩을 배출하는 등의 동작을 수행하는 일련의 취출 기구의 설계에 있어서는, 공정 진행과 연속 작업을 정확하고 원활하게 수행할 수 있으면서도 작업공수와 안전사고를 줄일 수 있도록 최적화할 필요가 있다.
그런데 블랭킹-피어싱 복합 금형에서는 블랭크를 다이 아래로 낙하시켜 배출할 수 없어 다이 위로 들어내야 하기 때문에, 블랭크를 금형 밖으로 보내기 위한 기구의 설계가 매우 까다롭다.
예를 들어, 블랭킹 단독 금형에서는 블랭킹 다이를 하형에 배치하고, 블랭킹 펀치를 상형에 배치하기 때문에, 하부 다이에 프레스 한 블랭크를 다이 아래로 낙하시키기 위한 슈트 홀(chute hole)을 형성하고, 슈트 홀 아래에 수거공간, 수거함, 또는 이송 컨베이어를 설치하는 비교적 평이한 구조로 설계할 수 있다.
이에 비하여, 블랭킹-피어싱 복합 금형에서는 피어싱을 위해 블랭크 부분을 아래에서 받쳐야 하기 때문에 블랭크를 하부 다이 아래로 떨어뜨릴 수가 없다. 따라서, 블랭크를 다이 위로 작업자가 직접 꺼내거나 다이 위에서 별도의 기구를 마련하여 취출하여야 한다.
또한, 블랭킹 단독 금형이라고 하더라도, 작업 조건이나 주변 공정과의 연계를 위해 블랭크를 다이 아래로 낙하시키는 대신에 다이 위에서 측면으로 밀어 보내는 것이 더 효율적일 때가 있으나, 이 경우에도 블랭크를 작업자가 직접 다이 위로 꺼내거나 다이 위에 별도의 기구를 마련하여 취출하여야 한다.
그러나 블랭크를 작업자가 직접 꺼내는 경우에는 작업이 느리고 안전사고의 위험성이 있다.
별도의 기구를 통해 취출 하는 형태로서, 특허문헌 1, 2와 같이 공압 실린더를 이용하는 것이 제시되고 있다. 특허문헌 1, 2에 제시된 것은, 판형 소재를 단순히 길이방향으로 절단한 형태로서 소재의 측방으로는 방해물이 없기 때문에 전단 한 제품을 측방으로 단순히 밀어내는 것이 가능하였다. 그러나, 판형 소재의 중간 부분을 폐곡선 모양으로 따내는 순수한 블랭킹 프레스에서는, 블랭크 주위에 남겨진 소재 스크랩이 존재하기 때문에 소재 스크랩의 방해에 의해 블랭크를 측방으로 밀어낼 수가 없다.
또한, 블랭크와 소재 스크랩을 배출하는 또 다른 형태의 것들(예; 특허문헌 3, 4)도 제시된바 있으나, 아들은 제품을 기울여 떨어뜨리는 구조를 가지는 등, 여전히 순수한 블랭킹 프레스에서는 적용하기 어렵거나, 매우 복잡한 구조가 동반된다.
공개특허공보 공개번호 제10-2003-0005613호 공개특허공보 공개번호 제10-2003-0050439호 공개특허공보 공개번호 제10-2003-0084310호 공개특허공보 공개번호 제10-2004-0011931호
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은, 블랭크-피어싱 복합 금형이나 블랭킹 단독 금형에서 성형한 블랭크를 다이 위에서 외부로 정확하고 신속하며 안정적으로 내보낼 수 있도록 하는 한편, 남겨진 소재 스크랩은 금형으로부터 쉽게 분리할 수 있도록 하는 프레스 금형 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 프레스 후 블랭크가 비뚤어지거나 움직이는 방지하여 취출 오류를 극소화한 프레스 금형 장치를 제공하는 것에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 블랭크 및 스크랩 취출 오류를 극소화한 프레스 금형 장치는, 하부 금형(100)에, 하부 블랭킹 펀치(130)를 배치하여 고정함과 함께, 하부 블랭킹 펀치(130)의 반경방향 외주를 둘러싸며 하부에 압축 스프링(142)이 지지되어 프레스 행정시에는 하향 이동되어 블랭킹을 가능케 하고 복귀 행정시에는 압축 스프링(142)에 의해 상향 복귀되면서 하부 블랭킹 펀치(130) 외주에 끼인 소재 스크랩(BS)을 위로 밀어올리는 하부 스트리퍼(140)를 배치하고; 상부 금형(200)에, 프레스 행정시 상기 하부 블랭킹 펀치(130)의 둘레 모서리와 함께 전단 칼날을 형성하여 판형 소재(LM)를 블랭킹 하는 상부 블랭킹 다이 커터(230)를 배치함과 함께, 상기 상부 블랭킹 다이 커터(230)의 반경방향 내주에는 상부에 압축 스프링(242)이 지지되어 프레스 행정시에는 하부 블랭킹 펀치(130) 상면에 대해 판형 소재(LM)를 눌러 밀착시키고 복귀 행정시에는 상부 블랭킹 다이 커터(230) 안에 끼인 블랭크(BM)를 아래로 밀어내는 상부 녹아웃 플레이트(240)를 배치하고; 상기 하부 블랭킹 펀치(130)에는, 상단이 하부 블랭킹 펀치(130) 위로 돌출되고 하단이 압축 스프링(162)으로 지지되어 판형 소재(LM) 진입 시에는 압축 스프링(162)의 탄성 가압력으로 위로 돌출되어 판형 소재(LM)의 하면을 받치고 있다가 프레스 행정시에는 아래로 눌려 하부 블랭킹 펀치(130) 안으로 들어가며 복귀 행정시에는 압축 스프링(162)의 복원력에 의해 다시 돌출 위치로 상승 복원되어 프레스에 의해 제조된 블랭크(BM)를 하부 블랭킹 펀치(130)의 상면으로부터 위쪽으로 띄워서 지지하는 복수의 블랭크 부상용 핀(160)을 설치하며; 상기 하부 금형(100)의 한쪽 측방에는, 상기 복수의 블랭크 부상용 핀(160)에 의해 공중으로 띄운 블랭크(BM)의 측면을 밀어서 반대쪽 밖으로 배출하는 블랭크 배출 기구(300)를 배치한 구조로 이루어진다.
본 발명에 따른 프레스 금형 장치에 있어서, 상기 블랭크 부상용 핀(160) 전체 또는 블랭크 부상용 핀(160)의 상면부는, 프레스 공정 후 자력에 의해 블랭크(BM)를 임시로 붙잡아 두어 블랭크 배출 기구(300)에 의해 배출되기 전까지 블랭크(BM)의 위치 어긋남을 방지하기 위해 자력을 구비한다.
본 발명에 따른 프레스 금형 장치에 있어서, 상기 블랭크 배출 기구(300)는, 상기 복수의 블랭크 부상용 핀(160)에 의해 공중으로 띄워진 블랭크(BM)의 측면을 향해 설치되는 공압 실린더(310) 및 피스톤(320); 상기 공압 실린더(310)의 피스톤(320)에 장착되어 상기 블랭크(BM)의 측면을 타격하는 밀대(330)를 포함한다.
또한, 상기 밀대(330)의 머리부는, 블랭크 부상용 핀(160)에 의해 공중으로 띄워진 블랭크(BM)의 측면 상부와 측면 하부로 진입하는 상부판(334)과 하부판(332)이 형성됨과 함께, 상부판(334)과 하부판(332)의 후단에 구비되어 블랭크(BM)의 측면에 면 접촉하는 중간판(336)을 가진다.
본 발명에 따른 프레스 금형 장치에 있어서, 상기 하부 금형(100)의 하부 블랭킹 펀치(130)에는 블랭크(BM)에 구멍을 천공하기 위한 피어싱 홀(150)이 형성되고, 상기 상부 금형(200)에는 상기 피어싱 홀(150)에 대응하여 상부 녹아웃 플레이트(240)를 관통하는 피어싱 펀치(260)가 구비된다.
본 발명에 따른 프레스 금형 장치에 있어서, 상기 하부 블랭킹 펀치(130) 주변의 하부 스트리퍼(140) 상에는, 블랭크 부상용 핀(160) 위로 이송되는 판형 소재(LM)의 양측면을 안내하여 판형 소재(LM)의 좌우방향의 위치를 정해주는 좌우방향 가이드 핀(170)이 돌출 설치된다.
본 발명에 따른 프레스 금형 장치에 있어서, 상기 하부 블랭킹 펀치(130) 주변의 하부 스트리퍼(140) 상에는, 블랭크 부상용 핀(160) 위로 이송되는 판형 소재(LM)의 선단면 또는 블랭크 홀(BH)의 후단면이 접촉하여 판형 소재(LM)의 이송방향의 위치를 정해주는 이송방향 가이드 핀(180)이 돌출 설치된다.
본 발명에 따른 프레스 금형 장치에 있어서, 상기 하부 금형(100)은, 하부 베이스 플레이트(110) 및 상기 하부 베이스 플레이트(110)의 상면에 설치되는 하부 펀치 플레이트(120)를 더 포함하고, 상기 하부 블랭킹 펀치(130)는 상기 하부 펀치 플레이트(120)의 상면에 배치되어 고정되며; 상기 상부 금형(200)은, 상부 베이스 플레이트(210) 및 상기 상부 베이스 플레이트(210)의 하면에 장착되는 상부 홀더 플레이트(220)를 더 포함하고, 상기 상부 블랭킹 다이 커터(230)는 상기 상부 홀더 플레이트(220)의 하면에 고정되도록 구성할 수 있다.
여기서, 상기 하부 금형(100)의 하부 블랭킹 펀치(130)에는 블랭크(BM)에 구멍을 천공하기 위한 피어싱 홀(150)이 형성되고; 상기 상부 금형(200)의 상부 베이스 플레이트(210)와 상부 홀더 플레이트(220) 사이에는 상부 백킹 플레이트(250)가 설치되며; 피어싱 펀치(260)는, 상기 백킹 플레이트(250)에 장착됨과 함께, 상기 상부 홀더 플레이트(220)와 상부 녹아웃 플레이트(240)를 관통하는 구조로 구성할 수 있다.
또한, 하부 블랭킹 펀치(130)와 하부 펀치 플레이트(120)에는 상기 피어싱 홀(150)의 하부로 피어싱 스크랩(PS)을 낙하시키기 위한 슈트 홀(132)(122)이 형성되고; 하부 베이스 플레이트(110)에는 슈트 홀(122) 아래에 피어싱 스크랩(PS)을 받기 위한 수납부(112)가 형성되는 구조를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 프레스 금형 장치에 의하면, 하부 금형에 하부 블랭킹 펀치와 하부 스트리퍼를 배치하고, 상부 금형에 상부 블랭킹 다이 커터와 상부 녹아웃 플레이트를 배치하는 한편, 하부 블랭킹 펀치에 복수의 블랭크 부상용 핀을 배치한 구조에 의해, 프레스에 의해 따내진 블랭크가 부상용 핀에 의해 하부 블랭킹 펀치의 상면으로부터 위쪽으로 띄워져서 지지 된다. 따라서 블랭크 배출 기구에 의해 블랭크의 측면을 타격하여 금형 밖으로 취출 하기가 매우 쉬운 상태가 되고, 그에 따라 블랭크를 금형 옆으로 정확하게 밀어낼 수 있다.
또한, 블랭크 부상용 핀이 자력에 의해 블랭크를 붙잡아 두어 블랭크의 위치가 어긋나지 못하게 함으로써 블랭크 배출 기구에 의해 블랭크를 타격하여 배출시킬 때에 실패 확률이 극소화되고, 그에 따라 정확한 취출이 가능해 진다.
또한, 위와 같은 블랭크 배출 메커니즘을 블랭킹-피어싱 복합 금형에서도 간단한 구조에 의해 구현할 수 있으므로 적용범위가 매우 넓다.
도 1은 본 발명에 따른 프레스 금형 장치를 보인 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 프레스 금형 장치의 정면 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 프레스 금형 장치의 취출 구조를 설명하기 위한 하부 스트리퍼와 블랭킹 펀치의 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 프레스 금형 장치의 취출 구조를 설명하기 위한 하부 스트리퍼와 블랭킹 펀치의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 프레스 금형 장치에서 프레스 후에 블랭크와 소재 스크랩이 놓인 상태를 보인 사시도이다.
첨부도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다.
본 발명의 실시예에서는 블랭킹과 피어싱을 동시에 수행하는 복합 프레스 금형을 도시하고 설명하지만, 블랭크를 취출하는 구조는 블랭킹 단독 금형에서 동일하게 적용할 수 있다(피어싱을 위한 요소들을 제외하기만 하면 된다).
도 1에는 본 발명에 따른 프레스 금형 장치를 보인 사진이 도시되어 있고, 도 2에는 정면 단면도가 도시되어 있으며, 도 3에는 하부 스트리퍼(140)와 블랭킹 펀치(130)의 평면도가 도시되어 있고, 도 4에는 하부 스트리퍼(140)와 블랭킹 펀치(130)의 사시도가 도시되어 있다.
도 2에서, 가운데 수직의 중심선의 우측 부분의 그림은 프레스 하기 전의 상태를 기준으로 도시한 도면이고 좌측 부분의 그림은 상부 금형(200)이 내려와 프레스가 행해진 마지막 시점에서의 상태를 기준으로 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 프레스 금형 장치는, 하부 금형(100)에 하부 블랭킹 펀치(130)와 하부 스트리퍼(140)를 배치하고, 상부 금형(200)에 상부 블랭킹 다이 커터(230)와 상부 녹아웃 플레이트(240)를 배치하며, 하부 블랭킹 펀치(130)에는 복수의 블랭크 부상용 핀(160)을 배치하여, 프레스 행정에 의해 제조된 블랭크(BM)를 부상용 핀(160)에 의해 하부 블랭킹 펀치(130)의 상면으로부터 위쪽으로 띄워서 지지함으로써 블랭크 배출 기구(300)에 의해 블랭크(BM)의 측면을 타격하여 금형 밖으로 쉽고 정확하게 밀어낼 수 있도록 한 구조를 가진다.
또한, 본 발명의 프레스 금형 장치에서, 블랭크 부상용 핀(160)은 자력을 가지도록 구성된다. 블랭크 부상용 핀(160)의 자력에 의해 블랭크(BM)를 임시로 붙잡아 둠으로써, 프레스 공정 후에 블랭크(BM)의 위치가 어긋나는 것을 방지하여 블랭크 배출 시의 실패 확률을 극소화한 구조를 가진다.
또한, 본 발명의 프레스 금형 장치는, 위와 같은 블랭크 배출 메커니즘을 블랭킹-피어싱 복합 금형에서도 간단하게 구현할 수 있는 구조를 가진다.
이러한 본 발명의 프레스 금형 장치의 실시예를 좀 더 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 프레스 금형 장치는, 하부 금형(100)과 상부 금형(200) 및 블랭크 배출 기구(300)를 포함한다.
본 명세서에서, '프레스 행정'이란 상부 금형(200)이 하부 금형(100)을 향해 하강하여 하부 금형(100)과 함께 판형 소재(LM)를 블랭킹(타발) 하거나 블랭킹과 피어싱(타공)을 복합적으로 수행하는 공정을 말한다. 또한, '복귀 행정'이란, 프레스 행정 후 상부 금형(200)이 다시 최초의 위치로 상승하는 공정을 말한다. 또한, '배출 행정'이란 블랭킹에 의해 제조된 블랭크(BM)를 금형 외부로 취출하는 행정을 말한다.
하부 금형(100)은, 하부 베이스 플레이트(110), 하부 펀치 플레이트(120), 하부 블랭킹 펀치(130) 및 하부 스트리퍼(140)를 포함한다.
하부 베이스 플레이트(110)는, 금형 설비의 베드에 탑재되며, 하부 펀치 플레이트(120)는 하부 블랭킹 펀치(130)를 하부 금형(100)에 고정하기 위하여 설치된다. 이처럼 하부 블랭킹 펀치(130)를 하부 금형(100)에 배치하는 것에 의해, 블랭크(BM)를 다이 하부로 낙하시켜 배출하지 않고 하부 금형(100)의 위에서 옆으로 밀어낼 수 있는 구조를 구현할 수 있다. 따라서, 블랭킹 단독 금형뿐만 아니라 블랭킹-피어싱 복합 금형에서도 블랭크(BM)를 쉽게 배출할 수 있는 취출 시스템의 구현을 가능케 한다.
하부 스트리퍼(140)는, 하부 블랭킹 펀치(130)의 반경방향 외주를 둘러싸는 형상을 가진다. 이러한 하부 스트리퍼(140)는 하부 펀치 플레이트(120)에 대해 압축 스프링(142)으로 지지 된다.
프레스 행정시, 하부 스트리퍼(140)는 압축 스프링(142)을 압축시키면서 하향 이동되어 블랭킹 공정의 수행을 가능케 한다.
특히, 하부 스트리퍼(140)는, 프레스 후 복귀 행정시에 압축 스프링(142)에 의해 상향 복귀되면서 하부 블랭킹 펀치(130)의 외주에 끼인 소재 스크랩(BS)을 위로 밀어올려 블랭킹 펀치(130)로부터 빼내는 역할을 한다. 소재 스크랩(BS)을 하부 블랭킹 펀치(130)로부터 위쪽으로 빼냄으로써, 후속하는 프레스 공정을 위해 판형 소재(LM)를 앞으로 밀어 이송할 수 있는 상태가 되며, 이송동작 또한 쉽게 이루어지게 한다.
또한, 하부 스트리퍼(140)는, 하부 펀치 플레이트(120)에 스트리퍼 볼트(144)에 의해 체결되고 스트리퍼 볼트(144)의 안내를 받으면서 승강 운동 한다. 만일, 하부 스트리퍼(140)가 하강하면, 그것에 체결된 스트리퍼 볼트(144)도 함께 하강하는데, 스트리퍼 볼트(144)는 하강하면서 하부 베이스 플레이트(110)에 형성된 안내 구멍에 의해 미끄럼 안내된다.
상부 금형(200)은, 상부 베이스 플레이트(210), 상부 홀더 플레이트(220), 상부 블랭킹 다이 커터(230) 및 상부 녹아웃 플레이트(240)를 구비한다.
상부 베이스 플레이트(210)는 금형 설비의 상부 램에 장착된다.
상부 홀더 플레이트(220)는 상부 베이스 플레이트(210)의 하면에 장착되는 것으로, 그것의 하부에 상부 블랭킹 다이 커터(230)가 배치된다.
상부 블랭킹 다이 커터(230)는, 상부 홀더 플레이트(220)의 하면에 고정되며, 프레스 행정시 하부 블랭킹 펀치(130)의 둘레 모서리 부분과 함께 서로 교차하는 전단 칼날을 형성하여 판형 소재(LM)를 블랭크 모양으로 절단한다.
상부 녹아웃 플레이트(240)는, 상부 블랭킹 다이 커터(230)의 반경방향 내주에 상하로 이동가능하게 설치된다. 이러한 상부 녹아웃 플레이트(240)는 상부 베이스 플레이트(210) 또는 상부 홀더 플레이트(220)에 대해 압축 스프링(242)으로 지지되어, 프레스 행정시 하부 블랭킹 펀치(130)의 상면에 판형 소재(LM)를 눌러 밀착시키며, 복귀 행정시에는 상부 블랭킹 다이 커터(230) 안에 끼인 블랭크(BM)를 아래로 밀어내어 빼낸다. 블랭크(BM)를 상부 블랭킹 다이 커터(230)로부터 아래로 빼냄으로써, 블랭크(BM)를 금형 외부로 쉽게 배출할 수 있는 상태가 된다.
블랭크-피어싱 복합 다이를 구현하기 위해, 도 2 내지 도 4에 보인 바와 같이, 하부 금형(100)의 하부 블랭킹 펀치(130)에 블랭크(BM)에 구멍을 천공하기 위한 피어싱 홀(150)을 형성한다.
피어싱 홀(150)은, 하부 블랭킹 펀치(130)에 직접 형성하는 형태도 가능하고, 도면에 도시된 실시예처럼 별도로 제조한 피어싱 다이 인서트(150a 또는 150b)를 삽입하여 형성하는 형태도 가능하다.
이와 함께, 상부 금형(200)의 상부 베이스 플레이트(210)와 상부 홀더 플레이트(220) 사이에는 상부 백킹 플레이트(Backing Plate)(250)가 설치된다. 상부 백킹 플레이트(250)에는 피어싱 홀(150)에 대응하는 피어싱 펀치(260)가 장착된다. 피어싱 펀치(260)는 상부 홀더 플레이트(220)와 상부 녹아웃 플레이트(240)를 관통하여 설치된다. 피어싱 펀치(260)의 하단부는 상부 녹아웃 플레이트(240)보다 아래로 돌출되지 않도록 하여, 상부 녹아웃 플레이트(240)가 판형 소재(LM)를 먼저 누른 다음 피어싱 펀치(260)가 천공을 수행하도록 한다.
여기서, 피어싱 홀(150)과 피어싱 펀치(260)는, 블랭크(BM)에 형성할 구멍의 개수와 크기에 따라 2개 이상의 것을 다양한 지름으로 구성할 수 있다. 예를 들어, 도면에 도시된 실시예처럼, 지름이 작은 2개의 피어싱 홀(150a)/피어싱 펀치(260a)와, 지름이 큰 1개의 피어싱 홀(150b)/피어싱 펀치(260b)로 구성할 수 있다.
또한, 피어싱 펀치(260)에 의해 따내진 피어싱 스크랩(PS)의 배출을 위해, 하부 블랭킹 펀치(130)와 하부 펀치 플레이트(120)에는 피어싱 홀(150)의 하부로 피어싱 스크랩(PS)을 낙하시키기 위한 슈트 홀(132)(122)이 형성된다. 또한, 하부 베이스 플레이트(110)에는 슈트 홀(122) 아래에 피어싱 스크랩(PS)을 받기 위한 수납부(112)가 형성된다.
다음으로, 프레스 행정에 의해 판형 소재(LM)로부터 따낸 블랭크(BM)를 금형 외부로 배출시키기 위한 취출 수단으로서, 하부 블랭킹 펀치(130)에 복수의 블랭크 부상용 핀(160)을 설치하고, 하부 금형(100)의 한쪽 측방에는 블랭크 배출 기구(300)를 설치한다.
복수의 블랭크 부상용 핀(160)은, 하단이 압축 스프링(162)으로 지지되고 상단이 하부 블랭킹 펀치(130) 위로 돌출되는 상태로 설치된다.
이러한 블랭크 부상용 핀(160)은, 평상시 또는 판형 소재(LM) 진입 시에 압축 스프링(162)의 탄성 가압력으로 위로 돌출된 상태로 판형 소재(LM)의 하면을 받치고 있게 된다. 그러다가 프레스 행정시, 블랭크 부상용 핀(160)은 아래로 눌려 하부 블랭킹 펀치(130) 안으로 들어가서 프레스를 가능하게 한다. 이어지는 복귀 행정시, 블랭크 부상용 핀(160)은 압축 스프링(162)의 복원력에 의해 다시 돌출 위치로 상승하여 프레스에 의해 제조된 블랭크(BM)를 하부 블랭킹 펀치(130)의 상면으로부터 위쪽으로 띄워서 지지하게 된다.
이처럼 제조된 블랭크(BM)를 블랭크 부상용 핀(160)에 의해 하부 블랭킹 펀치(130)의 상면으로부터 위쪽으로 띄워서 지지하는 구조에 의해, 간단한 구조를 가지면서 블랭크의 배출도 단순한 동작으로 정확하게 수행할 수 있는 블랭크 배출 기구를 구성할 수 있도록 하는 기술적 토대가 마련된다.
블랭크 배출 기구(300)는, 이처럼 복수의 블랭크 부상용 핀(160)에 의해 하블랭크(BM) 위에 공중으로 띄운 블랭크(BM)의 측면을 밀어서 반대쪽 밖으로 배출하는 형태로 이루어진다.
도면에 도시된 실시예에 따른 블랭크 배출 기구(300)는, 복수의 블랭크 부상용 핀(160)에 의해 공중으로 띄워진 블랭크(BM)의 측면을 향해 설치되는 공압 실린더(310)와, 그것의 피스톤(320)을 구비하며, 피스톤(320)의 단부에는 블랭크(BM)의 측면을 타격하기 위한 밀대(330)가 장착된다.
밀대(330)는, 도 2 및 도 4에서 잘 알 수 있는 바와 같이, 그것의 머리부가 상부판(334), 하부판(332) 및 중간판(336)으로 이루어진다. 따라서, 피스톤(320)이 블랭크(BM)를 향해 전진하면, 상부판(334)과 하부판(332)은 각각 블랭크(BM)의 측면 상부와 측면 하부로 진입하며, 후단의 중간판(336)은 블랭크(BM)의 측면에 면 접촉으로 타격하여 반대측으로 축출한다.
앞에서 언급한 것처럼, 블랭크 부상용 핀(160) 전체 또는 블랭크 부상용 핀(160)의 상면부는 자석으로 구성하여 프레스 공정 후 자력에 의해 블랭크(BM)를 임시로 붙잡아 두도록 구성하는 것이 특별히 좋다.
블랭크 부상용 핀(160)이, 그것의 상면에 놓인 블랭크(BM)를 자력에 의해 소정의 인력(引力)으로 붙잡아 둠으로써, 상기의 블랭크 배출 기구(300)에 의해 배출되기 전까지 블랭크(BM)가 항상 정위치에 머물러 있도록 함으로써(정위치로부터 어긋나지 않도록 함으로써) 배출 행정을 실패 없이 확실하고 정확하게 수행할 수 있다.
블랭크 부상용 핀(160)의 상면부만을 자석으로 구성하는 것은, 블랭크 부상용 핀(160)의 상면부만을 자화시키거나, 블랭크 부상용 핀(160)의 상면부에 별도의 자석을 붙이는 방법을 이용할 수 있다. 또는, 블랭크 부상용 핀(160)을 전자석으로 구성하여 필요시마다 전류를 인가하여 자화시키는 것도 가능하다. 즉, 블랭킹 직후 상부 금형(200)이 상승하는 시점에서 스위치를 온(ON) 동작시켜 블랭크 부상용 핀(160)에 전자력을 부여하여 블랭크(BM)를 임시로 붙잡아 두고 있다가, 배출 기구(300)가 작동하는 시점이나 배출 완료 후에 오프(OFF) 시켜 전자력을 소멸시킬 수 있다. 또는 부상용 핀(160)의 동작에 방해를 주지 않는 전자력의 크기와 방향을 가지도록 하면 항상 전자력이 부여된 상태를 지속시킬 수도 있다.
다음으로, 판형 소재(LM)를 금형에 진입시킬 때, 즉, 판형 소재(LM)를 프레스 위치에 세팅할 때, 판형 소재(LM)를 프레스 위치로 정확하게 안내하고 위치를 정해주는 안내장치로서, 하부 블랭킹 펀치(130) 주변의 하부 스트리퍼(140) 상에는 블랭크 부상용 핀(160) 위로 이송되는 판형 소재(LM)의 양측면을 안내하여 판형 소재(LM)의 좌우방향의 위치를 정해주는 좌우방향 가이드 핀(170)이 돌출 설치된다.
또한, 좌우방향 가이드 핀(170)에 더하여, 하부 블랭킹 펀치(130) 주변의 하부 스트리퍼(140) 상에는, 블랭크 부상용 핀(160) 위로 이송되는 판형 소재(LM)의 선단면 또는 블랭크 홀(BH)의 후단면이 접촉하여 판형 소재(LM)의 이송방향의 위치를 정해주는 이송방향 가이드 핀(180)이 돌출 설치된다.
한편, 도 1 및 도 2를 참조하면, 하부 베이스 플레이트(110)와 상부 베이스 플레이트(210)에는 프레스 행정시 상부 금형(200)의 위치를 맞추거나 안내하기 위한 가이드(102)나 가이드(146)를 구비할 수 있다. 상기 가이드(102)(146)는 통상적인 프레스 금형에서 채용되는 가이드 구조와 동일하다.
위와 같이 이루어진 본 발명의 프레스 금형 장치를 사용하여 성형하는 작업 과정을 설명한다.
프레스에 임하여, 작업자는 도 1 및 도 2에 도시된 금형을 정면으로 바라보는 위치, 즉, 도 4 및 도 5에서 판형 소재(LM)의 이송방향을 가리키는 굵은 화살표시 위치에서 금형을 바라보며 선다.
판형 소재(LM)를 진입시켜 프레스 위치에 세팅하기 전에, 복수의 블랭크 부상용 핀(160)은 압축 스프링(162)의 복원력에 의해 상승하여 하부 블랭킹 펀치(130) 위로 돌출되어 있고, 블랭크 배출 기구(300)의 피스톤(320)은 공압 실린더(310) 안으로 들어가 있어서 밀대(330)는 금형으로부터 멀리 떨어져 있다.
작업자가 판형 소재(LM)를 들고, 좌우방향 가이드 핀(170, 170) 사이로 밀어넣으면, 판형 소재(LM)는 그것의 선단부가 이송방향 가이드 핀(180)에 접촉할 때까지 진입함과 함께, 블랭크 부상용 핀(160) 위에 올려지게 된다.
이어서, 상부 금형(200)이 하강하여 프레스 행정이 시작된다. 상부 금형(200)이 하강하면서, 그것의 상부 블랭킹 다이 커터(230)와 상부 녹아웃 플레이트(240)는 판형 소재(LM)를 아래로 누른다.
판형 소재(LM)를 아래로 누름에 따라 판형 소재(LM)를 받치고 있는 블랭크 부상용 핀(160)은 압축 스프링(162)을 누르면서 하부 블랭킹 펀치(130) 안으로 들어간다.
판형 소재(LM)가 하부 블랭킹 펀치(130)의 상면과 하부 스트리퍼(140)의 상면에 접촉할 때까지 하강하면 블랭킹과 피어싱이 시작된다.
상부 블랭킹 다이 커터(230)가 계속하여 하강하면서 하부 스트리퍼(140)를 누르게 되고, 하부 스트리퍼(140)를 받치고 있던 압축 스프링(142)이 압축된다.
이어서, 상부 블랭킹 다이 커터(230)는 하부 블랭킹 펀치(130)와 교차하면서 판형 소재(LM)의 절단이 이루어지고, 그에 따라 블랭크(BM)가 형성된다.
이때, 상부 블랭킹 다이 커터(230)의 하강과 함께 상부 녹아웃 플레이트(240)가 하부 블랭킹 펀치(130)에 멈춰진 상태에서 상부 금형(200)의 하강이 이어짐에 따라 상부 녹아웃 플레이트(240)를 지지하는 압축 스프링(242)이 압축되고, 피어싱 펀치(160)가 상부 녹아웃 플레이트(240)로부터 돌출되면서 판형 소재(LM)에 천공을 행한다. 상부 녹아웃 플레이트(240)가 판형 소재(LM)를 계속하여 누름에 따라 블랭킹이 안정적으로 이루어지게 된다.
블랭킹과 피어싱 행정 마지막에는, 도 2의 우측 그림과 같이, 판형 소재(LM)로부터 따내진 블랭크(BM)는 하부 블랭킹 펀치(130) 위에 그대로 올려져 있게 되고, 판형 소재(LM)의 남은 부분, 즉, 블랭크(BM) 주변의 소재 스크랩(BS)은 상부 블랭킹 다이 커터(230)에 의해 하부 스트리퍼(140) 상면에 눌려진 상태를 유지한다.
또한, 피어싱 펀치(160)에 의해 따진 피어싱 스크랩(PS)은 하부 블랭킹 펀치(130)와 하부 펀치 플레이트(120)에 형성된 슈트 홀(132)(122)을 통해 낙하하여 하부 베이스 플레이트(110)의 수납부(112)에 들어간다.
블랭킹과 피어싱이 완료되면, 상부 금형(100)은 다시 상승한다. 즉, 상부 블랭킹 다이 커터(230), 상부 녹아웃 플레이트(240) 및 피어싱 펀치(260)가 함께 상승한다.
상부 금형(100)의 상승에 따라, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 압축 스프링(162)의 복원력에 의해 블랭크 부상용 핀(160)이 상승 돌출하여 블랭크(BM)를 하부 블랭킹 펀치(130) 위로 띄워 놓는다. 그에 따라 블랭크(BM)는 제거하기 용이한 상태가 된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 블랭크(BM)에는 피어싱 홀(PH)이 천공된 상태가 된다. 이 경우, 블랭크 부상용 핀(160)이 자력을 가지고 있어서 블랭크(BM)가 블랭크 부상용 핀(160)에 구속되므로 상부 금형(200)이 복귀하는 과정과 블랭크(BM)를 부상시키는 과정에서 블랭크(BM)는 움직임 없이 항상 정해진 위치를 유지하게 된다.
또한, 상부 금형(100)의 상승에 따라 압축 스프링(142)의 복원력에 의해 하부 스트리퍼(140)도 상승 복원하게 된다. 하부 스트리퍼(140)의 상승에 의해, 하부 스트리퍼(140) 위에 얹힌 소재 스크랩(BS)이 상승하여 하부 블랭킹 펀치(130) 위로 벗어난다. 소재 스크랩(BS)이 하부 블랭킹 펀치(130)로부터 이탈됨으로써 다음의 프레스 공정을 위한 판형 소재(LM)의 이송을 쉽게 할 수 있게 된다.
이어서, 블랭크 배출 기구(300)의 공압 실린더(310)에 압축 공기가 공급되면 피스톤(320)이 전진하여, 피스톤(320)의 선단에 장착된 밀대(330)가 블랭크(BM)의 측면을 타격하면, 블랭크(BM)는 반대쪽으로 튕겨져 나가 프레스 금형을 벗어나게 되며, 금형을 벗어난 이후에는 프레스 금형의 측방에 놓은 수집함에 수집되거나 컨베이어에 올라탄다.
이어서, 판형 소재(BM)를 잡고 들어올려 블랭킹 홀(BH) 안에 이송방향 가이드 핀(180)을 끼우고 더 밀면, 판형 소재(BM)에 형성된 블랭크 홀(BH)의 후단면이 이송방향 가이드 핀(180)이 걸려 멈추게 된다. 이러한 동작과 함께, 판형 소재(LM)를 아래로 내려놓으면, 판형 소재(BM)는 다시 블랭크 부상용 핀(160) 위에 올려져서 다음의 프레스 공정을 위해 금형에 세팅된다.
이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였다. 그러나 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능할 것이다.
100 : 하부 금형
110 : 하부 베이스 플레이트
112 : 수납부
120 : 하부 펀치 플레이트
122, 132 : 슈트 홀
130 : 하부 블랭킹 펀치
140 : 하부 스트리퍼
142, 162, 242 : 압축 스프링
150 : 피어싱 홀
160 : 블랭크 부상용 핀
170 : 좌우방향 가이드 핀
180 : 이송방향 가이드 핀
200 : 상부 금형
210 : 상부 베이스 플레이트
220 : 상부 홀더 플레이트
230 : 상부 블랭킹 다이 커터
240 : 상부 녹아웃 플레이트
250 : 상부 백킹 플레이트
260 : 피어싱 펀치
300 : 블랭크 배출 기구
310 : 공압 실린더
320 : 피스톤
330 : 밀대
332 : 하부판
334 : 상부판
336 : 중간판

Claims (10)

  1. 프레스 금형에 있어서,
    하부 금형(100)은, 하부 베이스 플레이트(110) 상면의 하부 펀치 플레이트(120); 상기 하부 펀치 플레이트(120)의 상면에 배치되는 하부 블랭킹 펀치(130); 상기 하부 블랭킹 펀치(130)의 반경방향 외주를 둘러싸며 압축 스프링(142)으로 지지되어 프레스 행정에 따라 상하 이동하는 하부 스트리퍼(140); 및 상단이 상기 하부 블랭킹 펀치(130) 위로 돌출되고 하단이 압축 스프링(162)으로 지지되어 블랭킹 후 복귀 행정 시 압축 스프링(162)의 복원력에 의해 다시 돌출 위치로 상승 복원되어 프레스에 의해 제조된 블랭크(BM)의 하면을 밀어 올려 상기 하부 블랭킹 펀치(130)의 상면으로부터 위쪽으로 띄우는 복수의 블랭크 부상용 핀(160)을 포함하고,
    상부 금형(200)은, 상기 하부 블랭킹 펀치(130)와 함께 전단 칼날을 형성하여 판형 소재(LM)를 블랭킹 하는 상부 블랭킹 다이 커터(230); 및 상기 상부 블랭킹 다이 커터(230)의 반경방향 내주에 상하 이동가능하게 설치되고 압축 스프링(242)에 의해 지지되는 상부 녹아웃 플레이트(240)를 포함하며,
    상기 하부 금형(100)의 한쪽 측방에 배치되어, 상기 복수의 블랭크 부상용 핀(160)에 의해 공중으로 띄운 블랭크(BM)의 측면을 밀어서 반대쪽 밖으로 배출하는 블랭크 배출 기구(300)를 더 포함하고,
    상기 하부 블랭킹 펀치(130)에는 블랭크(BM)에 구멍을 천공하기 위한 피어싱 홀(150)이 형성되고, 상기 피어싱 홀(150)에 대응하여 상기 상부 금형(200)의 상기 상부 녹아웃 플레이트(240)를 관통하는 피어싱 펀치(260)가 구비되며,
    상기 하부 블랭킹 펀치(130)와 하부 펀치 플레이트(120)에는 상기 피어싱 홀(150)의 하부로 피어싱 스크랩(PS)을 낙하시키기 위한 슈트 홀(132)(122)이 형성됨과 함께, 상기 하부 베이스 플레이트(110)에는 상기 슈트 홀(122) 아래에서 피어싱 스크랩(PS)을 받기 위한 수납부(112)가 형성되는 것을 특징으로 하는 프레스 금형 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 블랭크 부상용 핀(160)은, 위에 얹힌 블랭크(BM)를 임시로 붙잡아 두기 위해 자력을 가지는 것을 특징으로 하는 프레스 금형 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 블랭크 배출 기구(300)는,
    상기 복수의 블랭크 부상용 핀(160)에 의해 공중으로 띄워진 블랭크(BM)의 측면을 향해 설치되는 공압 실린더(310) 및 피스톤(320);
    상기 공압 실린더(310)의 피스톤(320)에 장착되어 상기 블랭크(BM)의 측면을 타격하는 밀대(330)를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 금형 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 밀대(330)의 머리부는, 블랭크 부상용 핀(160)에 의해 공중으로 띄워진 블랭크(BM)의 측면 상부와 측면 하부로 진입하는 상부판(334)과 하부판(332)이 형성됨과 함께, 상부판(334)과 하부판(332)의 후단에 구비되어 블랭크(BM)의 측면에 면 접촉하는 중간판(336)을 가지는 것을 특징으로 하는 프레스 금형 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하부 블랭킹 펀치(130) 주변의 하부 스트리퍼(140) 상에는, 블랭크 부상용 핀(160) 위로 이송되는 판형 소재(LM)의 양측면을 안내하여 판형 소재(LM)의 좌우방향의 위치를 정해주는 좌우방향 가이드 핀(170)이 돌출 설치되는 것을 특징으로 하는 프레스 금형 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하부 블랭킹 펀치(130) 주변의 하부 스트리퍼(140) 상에는, 블랭크 부상용 핀(160) 위로 이송되는 판형 소재(LM)의 선단면 또는 블랭크 홀(BH)의 후단면이 접촉하여 판형 소재(LM)의 이송방향의 위치를 정해주는 이송방향 가이드 핀(180)이 돌출 설치되는 것을 특징으로 하는 프레스 금형 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 상부 금형(200)은,
    상부 베이스 플레이트(210); 및
    상기 상부 베이스 플레이트(210)의 하면에 장착되는 상부 홀더 플레이트(220)를 더 포함하고,
    상기 상부 블랭킹 다이 커터(230)는 상기 상부 홀더 플레이트(220)의 하면에 고정되는 것을 특징으로 하는 프레스 금형 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 상부 금형(200)의 상부 베이스 플레이트(210)와 상부 홀더 플레이트(220) 사이에는 상부 백킹 플레이트(250)가 설치되며,
    피어싱 펀치(260)는, 상기 백킹 플레이트(250)에 장착됨과 함께, 상기 상부 홀더 플레이트(220)와 상부 녹아웃 플레이트(240)를 관통하는 것을 특징으로 하는 프레스 금형 장치.
  10. 삭제
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