KR101979899B1 - 패드 냉각형 열간 프레스 성형장치 - Google Patents

패드 냉각형 열간 프레스 성형장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예는 열간 프레스 성형공정시 열간성형소재의 열간 프레스 성형과 플랜지 형상 성형시 메인 냉각채널과 캠 냉각채널, 그리고 패드 냉각채널을 통해 냉각수를 순환시켜 열간성형제품의 본체 뿐만 아니라 플랜지 형상까지 동시에 열간성형을 구현함으로써 전체적인 열간 프레스 성형공정수를 감소하고 생산성을 향상시킬 수 있는 패드 냉각형 열간 프레스 성형장치를 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 패드 냉각형 열간 프레스 성형장치는 제1 금형과 서로 대향하는 위치에서 열간 프레스 성형이 준비된 열간성형소재를 미리 설정된 제1 방향으로 열간 프레스 성형하는 제2 금형을 포함하고, 열간성형소재를 냉각시키는 메인 냉각채널이 구비된 메인 성형부의 일측에 배치되며, 제1 방향으로 열간 프레스 성형된 열간성형소재의 노출부분을 동시에 미리 설정된 제2 방향으로 열간 프레스 성형하고, 메인 냉각채널과 연결되어 냉각유로를 형성하며 열간성형소재의 노출부분을 냉각시키는 캠 냉각채널이 구비된 캠 성형부, 그리고 캠 성형부의 일측에 결합되어 열간성형소재의 노출부분을 미리 설정된 형상으로 성형하고, 캠 냉각채널과 연결되는 냉각유로를 형성하며 열간성형소재의 노출부분을 냉각시키는 패드 냉각채널이 구비되는 성형 패드부를 포함한다.

Description

패드 냉각형 열간 프레스 성형장치{PAD COOLING TYPE HOT PRESS FORMING APPARATUS}
본 발명은 패드 냉각형 열간 프레스 성형장치에 관한 것이다.
최근 들어, 차체의 경량화 및 충돌 안전성을 개선하기 위해 초고강도 강의 적용이 확대되고 있다. 따라서, 차체에 적용되는 고강도강을 성형하기 위한 열간 프레스 성형(HPF ; Hot Press Forming) 기술의 수요도 증가하고 있다.
열간 프레스 성형공정은 성형소재를 가열한 후 프레스로 이송 및 성형한다. 그리고 성형소재를 냉각함으로써 상변태에 의해 초기 강도를 증가시키는 성형공정이다. 여기서 열간 프레스 성형시 기존 공정에서 가공하기 어려운 수평방향의 플랜지(flange) 형상 또는 라운드 형상(R 형상) 가공에 대한 수요 또한 증가하고 있다. 그런데, 기존의 열간 프레스 성형시 플랜지 형상 또는 라운드 형상 가공은 열간 프레스 성형 후 가열된 성형소재를 별도의 공정에서 2차 가공에 의존하고 있어 별도의 가공 설비를 포함한 부품 제조공정의 상당한 원가상승의 요인이 되고 있다.
본 발명의 실시예는 열간 프레스 성형공정시 열간성형소재의 열간 프레스 성형과 플랜지 형상 성형시 메인 냉각채널과 캠 냉각채널, 그리고 패드 냉각채널을 통해 냉각수를 순환시켜 열간성형제품의 본체 뿐만 아니라 플랜지 형상까지 동시에 열간성형을 구현함으로써 전체적인 열간 프레스 성형공정수를 감소하고 생산성을 향상시킬 수 있는 패드 냉각형 열간 프레스 성형장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 패드 냉각형 열간 프레스 성형장치는 제1 금형과 서로 대향하는 위치에서 열간 프레스 성형이 준비된 열간성형소재를 미리 설정된 제1 방향으로 열간 프레스 성형하는 제2 금형을 포함하고, 열간성형소재를 냉각시키는 메인 냉각채널이 구비된 메인 성형부의 일측에 배치되며, 제1 방향으로 열간 프레스 성형된 열간성형소재의 노출부분을 동시에 미리 설정된 제2 방향으로 열간 프레스 성형하고, 메인 냉각채널과 연결되어 냉각유로를 형성하며 열간성형소재의 노출부분을 냉각시키는 캠 냉각채널이 구비된 캠 성형부, 그리고 캠 성형부의 일측에 결합되어 열간성형소재의 노출부분을 미리 설정된 형상으로 성형하고, 캠 냉각채널과 연결되는 냉각유로를 형성하며 열간성형소재의 노출부분을 냉각시키는 패드 냉각채널이 구비되는 성형 패드부를 포함한다.
캠 성형부는 경사진 형상의 제1 슬라이딩면을 갖고 외력에 따라 제1 방향으로 이동되는 제1 성형캠, 제1 성형캠의 구동시 연동되어 제2 방향으로 이동되도록 제1 슬라이딩면에 대응되는 제2 슬라이딩면을 갖고 성형 패드부와 결합되며, 제1 성형캠의 프레스 구동시 메인 성형부 방향으로 이동되어 성형 패드부로 열간성형소재의 노출부분의 성형력을 전달하는 제2 성형캠, 제1 성형캠의 하부 방향으로 돌출 형성되는 가이드부를 포함하고 제1 성형캠의 제1 방향 이동을 안내하며, 제2 성형캠의 제2 방향 이동을 지지하는 성형캠 지지부, 그리고 성형캠 지지부와 제2 성형캠 사이에 구비되어 제1 성형캠의 원위치 복원 구동시 메인 성형부 방향으로 이동된 제2 성형캠을 초기 위치로 이동되도록 안내하는 리턴 구동부를 포함할 수 있다.
여기서, 캠 냉각채널은 성형캠 지지부에 구비되어 메인 냉각채널과 연결되어 냉각유로를 형성하는 제1 캠 냉각채널, 그리고 제2 성형캠에 구비되어 제1 캠 냉각채널과 연결되어 냉각유로를 형성하는 제2 캠 냉각채널을 포함하며, 제1 캠 냉각채널의 폭은 제2 캠 냉각채널의 폭보다 더 넓게 형성될 수 있다.
한편, 성형캠 지지부와 제2 성형캠의 접합면에서 제1 캠 냉각채널과 제2 캠 냉각채널의 사이에 개재되어 제1 캠 냉각채널로부터 제2 캠 냉각채널로 공급되는 냉각수의 누수를 방지하는 제1 밀봉부를 더 포함하며, 제1 밀봉부는 성형캠 지지부와 제2 성형캠의 접합면에서 제1 캠 냉각채널의 상측에 형성되는 밀봉 안내홈, 그리고 밀봉 안내홈의 내측면에 결합되어 성형캠 지지부와 제2 성형캠의 접합면 사이를 밀봉하여 제1 캠 냉각채널로부터 제2 캠 냉각채널로 공급되는 냉각수의 누수를 방지하는 제1 실링부를 포함하고, 밀봉 안내홈의 폭은 제1 캠 냉각채널의 폭보다 더 넓게 형성될 수 있다.
제2 성형캠과 성형 패드부의 접합면에 개재되어 제2 성형캠으로부터 성형 패드부로 공급되는 냉각수의 누수를 방지하는 제2 밀봉부를 더 포함하며, 제2 밀봉부는 제2 성형캠과 성형 패드부의 접합면에서 제2 캠 냉각채널의 상측과 하측에 각각 형성되는 제1 밀봉 안내홈과 제2 밀봉 안내홈, 제2 성형캠과 성형 패드부의 접합면에서 패드 냉각채널의 상측과 하측에 구비되며, 제1 밀봉 안내홈과 제2 밀봉 안내홈에 대응하는 위치에 각각 형성되는 제3 밀봉 안내홈과 제4 밀봉 안내홈, 그리고 제1 밀봉 안내홈과 제3 밀봉 안내홈의 내측면, 제2 밀봉 안내홈과 제4 밀봉 안내홈의 내측면에 각각 결합되어 제2 성형캠과 성형 패드부의 접합면 사이를 밀봉하여 제2 캠 냉각채널로부터 패드 냉각채널로 공급되는 냉각수의 누수를 방지하는 제2 실링부를 포함할 수 있다.
한편, 성형 패드부는 적어도 열간성형소재와 접하는 부분에 열간 금형강을 포함할 수 있다.
메인 성형부의 메인 냉각채널 이외에도 캠 성형부와 성형 패드부에 별도의 냉각채널을 형성하여 열간금형으로 제조되는 열간성형제품의 본체뿐만 아니라 플랜지 형상까지 동시에 열간성형을 구현함으로써 전체적인 열간 프레스 성형공정수를 감소하고 열간성형제품의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 가열된 열간성형소재와 직접 맞닿는 성형 패드부에 별도의 패드 냉각채널을 구비함으로써 열간성형소재를 더 빠르게 냉각시킬 수 있으며, 열간성형제품의 성형시간 및 냉각성능을 개선하여 열간성형제품의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 패드 냉각형 열간 프레스 성형장치의 일측에 구비된 캠 성형부와 성형 패드부의 배치관계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 캠 성형부와 성형 패드부 사이의 냉각채널 연결관계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 캠 성형부의 하부에서 본 냉각채널 연결관계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 단면선에 따른 제1 캠 냉각채널과 제2 캠 냉각채널의 연결관계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에서 제2 성형캠의 이동에 따른 제1 캠 냉각채널과 제2 캠 냉각채널의 연결관계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제2 성형캠과 성형 패드부의 접합면에 구비된 냉각채널의 밀봉관계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 캠 성형부와 성형 패드부 사이의 냉각채널 연결관계를 개략적으로 도시한 도면이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 패드 냉각형 열간 프레스 성형장치의 일측에 구비된 캠 성형부와 성형 패드부의 배치관계를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 캠 성형부와 성형 패드부 사이의 냉각채널 연결관계를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1과 도 2를 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 패드 냉각형 열간 프레스 성형장치는 메인 성형부(100), 캠 성형부(200), 성형 패드부(300)를 포함한다.
메인 성형부(100)는 제1 금형과 서로 대향하는 위치에서 열간 프레스 성형이 준비된 열간성형소재를 미리 설정된 제1 방향으로 열간 프레스 성형하는 제2 금형을 포함할 수 있다. 메인 성형부(100)는 열간성형소재와 열간성형제품의 형상에 따라 제1 금형과 제2 금형을 형성할 수 있으며, 열간성형소재를 냉각시키는 메인 냉각채널(미도시됨)이 구비될 수 있다. 메인 냉각채널은 제1 금형과 제2 금형을 경유하여 냉각수가 흐르도록 형성할 수 있다. 참고로, 칠러(10)에 연결되는 냉각수 공급라인(12)을 통해 메인 성형부(100)의 메인 냉각채널로 각각 냉각수가 유입되며, 냉각수 배출라인(14)을 통해 배출된 냉각수가 칠러(10)로 유입되는 냉각유로를 형성할 수 있다. 그리고 메인 냉각채널은 캠 냉각채널에 연결될 수 있다. 한편, 캠 냉각채널은 메인 냉각채널과 별도의 냉각라인을 형성할 수도 있다.
캠 성형부(200)는 메인 성형부(100)의 일측에 배치되며, 제1 방향으로 열간 프레스 성형된 열간성형소재의 노출부분을 동시에 미리 설정된 제2 방향으로 열간 프레스 성형하고, 메인 냉각채널과 연결되어 냉각유로를 형성하며 열간성형소재의 노출부분을 냉각시키는 캠 냉각채널이 구비될 수 있다. 캠 성형부(200)는 제1 성형캠(210), 제2 성형캠(220), 성형캠 지지부(230), 그리고 리턴 구동부를 포함하는 캠 유니트(Cam unit)로 구현할 수 있다. 캠 성형부(200)는 열간 프레스 성형공정에 전용으로 사용되며, 열간성형의 특성에 맞는 내열성 내마모성을 갖도록 열간금형강을 적용하여 형성할 수 있다. 기존의 캠은 일반적으로 주철을 사용하며, 특이한 경우 구상화주철로 사용한다. 주철은 탄소함량이 높아 내열성에 취약하고 내마모성이 떨어지는 단점이 있다. 주철 재질로 캠을 형성하는 경우 내열성이 떨어지며 반복적인 작동에 의한 재질의 내부 결함을 동반하여 내구성이 떨어지므로 열간 프레스 성형장치에는 적절하지 않다. 그러므로 열간 프레스 성형장치에 사용되는 캠 성형부(200)의 내열성과 내마모성을 극복하기 위해 개량강종을 포함한 열간금형강으로 제작할 수 있다. 캠 성형부(200)는 인장강도 1600MPa 이상의 값을 갖는 소재로 형성할 수 있다. 한편, 내열성과 내마모 특성 뿐만 아니라 캠의 슬라이드성을 유지하기 위해 철계 분말을 포함한 소결 타입과 고체 윤활타입의 웨어 플레이트(wear plate)를 사용하여 캠 작동의 슬라이드성을 유지할 수도 있다. 제1 성형캠(210)은 경사진 형상의 제1 슬라이딩면을 갖고 외력에 따라 제1 방향으로 이동될 수 있다. 제2 성형캠(220)은 제1 성형캠(210)의 구동시 연동되어 제2 방향으로 이동되도록 제1 슬라이딩면에 대응되는 제2 슬라이딩면을 갖고 성형 패드부(300)와 결합되며, 제1 성형캠(210)의 프레스 구동시 메인 성형부 방향으로 이동되어 성형 패드부(300)로 열간성형소재의 노출부분의 성형력을 전달할 수 있다. 성형캠 지지부(230)는 제1 성형캠(210)의 하부 방향으로 돌출 형성되는 가이드부를 포함하고 제1 성형캠(210)의 제1 방향 이동을 안내하며, 제2 성형캠(220)의 제2 방향 이동을 지지할 수 있다. 리턴 구동부(미도시됨)는 성형캠 지지부(230)와 제2 성형캠(220) 사이에 구비되어 제1 성형캠(210)의 원위치 복원 구동시 메인 성형부 방향으로 이동된 제2 성형캠(220)을 초기 위치로 이동되도록 안내할 수 있다. 리턴 구동부는 실린더와 피스톤의 결합방식을 갖는 공압식 액추에이터 또는 유압식 액추에이터 등을 포함하여 구성될 수 있다. 리턴 구동부는 필요에 따라 탄성 기능을 갖고 리턴 동작이 조절되는 스프링을 포함할 수도 있다. 리턴 구동부의 상세 구성은 생략한다.
성형 패드부(300)는 캠 성형부(200)와 메인 성형부(100)의 사이에서 캠 성형부(200)의 일측에 결합되어 열간성형소재의 노출부분을 미리 설정된 형상으로 성형하고, 캠 냉각채널과 연결되는 냉각유로를 형성하며 열간성형소재의 노출부분을 냉각시키는 패드 냉각채널(302)이 구비될 수 있다. 패드 냉각채널(302)은 성형 패드부(300)의 전체 영역을 냉각수가 골고루 순환되도록 형성될 수 있다. 그리고 패드 냉각채널(302)은 컴퓨터 응용해석(CAE ; Computer Aided Engineering) 등의 열해석을 통해 냉각효율이 가장 우수한 위치에 형성할 수 있다. 성형 패드부(300)는 가열된 열간성형소재의 노출부분과 직접 맞닿는 부위이며, 캠 성형동작에 연동되어 열간성형소재를 가압함에 따라 플랜지를 성형할 수 있다. 이러한 성형 패드부(300)에 별도의 패드 냉각채널(302)이 형성됨에 따라 열간성형소재의 성형시 메인 성형공정과 캠 성형공정을 동시에 구현할 수 있다. 성형 패드부(300)의 패드 냉각채널(302)은 캠 성형부(200)의 캠 냉각채널과 연결되며 메인 성형부(100)와 캠 성형부(200), 그리고 성형 패드부(300)에 각각 구비된 냉각채널이 서로 연결되는 관계에서 냉각수가 열간성형소재의 노출부분과 직접 접하는 성형 패드부(300)까지 흐르도록 안내함으로써 열간성형소재의 급냉조건을 유지함으로써 열간성형소재를 더욱 빠르게 냉각시킬 수 있다. 따라서, 열간성형소재의 전체적인 성형시간 및 열간성형제품의 품질을 개선할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 패드 냉각형 열간 프레스 성형장치는 성형 패드부(300)에도 별도의 패드 냉각채널(302)이 구비된다. 성형 패드부(300)에 구비되는 패드 냉각채널(302)은 메인 성형부(100)의 메인 냉각채널, 그리고 캠 성형부(200)의 캠 냉각채널과 구분할 수 있다.
한편, 성형 패드부(300)는 적어도 열간성형소재와 접하는 부분에 열간 금형강을 포함할 수 있다. 성형 패드부(300)는 적어도 열간성형소재와 접하는 부분에 열간금형강 또는 열간금형강 개량종을 포함할 수 있다. 성형 패드부(300)에 스틸소재의 열간금형강 또는 열간금형강 개량종을 사용함으로써 내열성과 내마모성을 유지할 수 있다. 따라서, 열간 프레스 성형시 열간성형소재의 노출부분과 접하는 부품의 내열성과 내마모성을 유지함으로써 열간 프레스 성형공정으로 제조되는 열간성형제품의 플랜지 형상 또는 라운드 형상(R 형상) 부분도 고강도강으로 제작할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 패드 냉각형 열간 프레스 성형장치는 제1금형에 열간성형소재가 안착된 상태에서 성형 프레스로 제2 금형을 제1 금형 방향으로 가압하면 캠 성형부(200)의 제1 성형캠(210)이 제1 방향인 하향방향으로 이동된다. 제1 성형캠(210)의 이동에 따라 제2 성형캠(220)이 연동되어 제2 방향인 성형 패드부(300) 방향으로 이동하게 된다. 이때 성형캠 지지부(230)는 고정되며 제2 성형캠(220)이 성형 패드부(300)를 밀어주며, 성형 패드부(300)가 가열된 열간성형소재를 가압함과 동시에 플랜지를 성형할 수 있다. 한편, 캠 성형부(200)에 캠 냉각채널이 형성되고, 성형 패드부(300)에 패드 냉각채널(302)이 형성되어 메인 냉각채널과 캠 냉각채널, 패드 냉각채널(302)을 경유하여 냉각수가 순환될 수 있으므로 메인 성형부(100)의 성형과 캠 성형부(200)와 성형 패드부(300)의 구동으로 열간성형소재의 플랜지 형상 또는 라운드 형상(R 형상) 성형이 동시에 구현될 수 있다. 따라서, 패드 냉각형 열간 프레스 성형장치로 제조되는 열간성형제품의 공정시간 단축으로 생산성을 향상시킬 수 있으며, 열간성형제품의 균일한 급속냉각이 가능하여 기존의 캠 성형부와 차별성을 유지할 수 있다.
도 2를 참조하면, 캠 냉각채널은 제1 캠 냉각채널(232), 그리고 제2 캠 냉각채널(222)을 포함할 수 있다. 제1 캠 냉각채널(232)은 성형캠 지지부(230)에 구비되어 메인 냉각채널과 연결되어 냉각유로를 형성할 수 있다. 제2 캠 냉각채널(222)은 제2 성형캠(220)에 구비되어 제1 캠 냉각채널(232)과 연결되어 냉각유로를 형성할 수 있다. 제2 캠 냉각채널(222)은 입수용 제2 캠 냉각채널(222a)과 출수용 제2 캠 냉각채널(222b)을 포함할 수 있다. 도 2에 도시한 바와 같이 제1 캠 냉각채널(232)의 폭은 제2 캠 냉각채널(222)의 폭보다 더 넓게 형성될 수 있다. 제1 캠 냉각채널(232)은 성형캠 지지부(230)의 내부에 구비됨에 따라 외부로 노출된 냉각호스가 없어 작업시 원활한 진행이 가능하다. 또한, 제1 캠 냉각채널(232)이 성형캠 지지부(230)의 내부에 채널형태로 형성됨에 따라 냉각호스 등 부속품들을 별도로 구비하여 관리할 필요가 없다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 캠 성형부의 하부에서 본 냉각채널 연결관계를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 제1 캠 냉각채널(232)은 입수용 제1 캠 냉각채널(232a)과 출수용 제1 캠 냉각채널(232b)을 포함할 수 있다. 그리고 입수용 제1 캠 냉각채널(232a) 입수용 제2 캠 냉각채널(222a)이 연결되며, 출수용 제1 캠 냉각채널(232b)에 출수용 제2 캠 냉각채널(222b)이 연결될 수 있다. 도 4는 도 3의 단면선에 따른 제1 캠 냉각채널과 제2 캠 냉각채널의 연결관계를 개략적으로 도시한 도면이다. 그리고 도 5는 도 4에서 제2 성형캠의 이동에 따른 제1 캠 냉각채널과 제2 캠 냉각채널의 연결관계를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 성형캠 지지부(230)와 제2 성형캠(220)의 접합면에서 입수용 제1 캠 냉각채널(232a)과 입수용 제2 캠 냉각채널(222a)의 사이에 개재되어 입수용 제1 캠 냉각채널(232a)로부터 입수용 제2 캠 냉각채널(222a)로 공급되는 냉각수의 누수를 방지하는 제1 밀봉부를 더 포함할 수 있다.
제1 밀봉부는 밀봉 안내홈(240), 제1 실링부를 포함할 수 있다. 밀봉 안내홈(240)은 성형캠 지지부(230)와 제2 성형캠(220)의 접합면에서 입수용 제1 캠 냉각채널(232a)의 상측에 형성된다. 밀봉 안내홈(240)의 폭은 입수용 제1 캠 냉각채널(232a)의 폭보다 더 넓게 형성될 수 있다. 밀봉 안내홈(240)은 제2 성형캠(220)의 이동에 따라 입수용 제2 캠 냉각채널(222a)이 입수용 제1 캠 냉각채널(232a)의 폭 영역에서 이동되는 거리를 고려하여 형성할 수 있다. 따라서, 제2 성형캠(220)이 해당되는 성형동작에 따라 성형 패드부(300) 방향으로 이동되더라도 입수용 제1 캠 냉각채널(232a)로부터 입수용 제2 캠 냉각채널(222a)로 공급되는 냉각수의 흐름은 유지될 수 있다.
제1 실링부는 밀봉 안내홈(240)의 내측면에 결합되어 성형캠 지지부(230)와 제2 성형캠(220)의 접합면 사이를 밀봉하여 입수용 제1 캠 냉각채널(232a)로부터 입수용 제2 캠 냉각채널(222a)로 공급되는 냉각수의 누수를 방지할 수 있다. 제1 실링부는 탄성기능을 갖는 오링을 포함할 수 있다. 제1 실링부는 밀봉 안내홈(240)의 높이보다 더 두꺼운 높이를 갖고 결합될 수 있으며, 밀봉 안내홈(240)과 제2 성형캠(220)의 접합면 사이에서 압착되어 결합됨에 따라 성형캠 지지부(230)와 제2 성형캠(220)의 접합면 사이를 더욱 긴밀하게 밀봉하므로써 입수용 제1 캠 냉각채널(232a)로부터 입수용 제2 캠 냉각채널(222a)로 공급되는 냉각수의 누수를 확실하게 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 제2 성형캠과 성형 패드부의 접합면에 구비된 냉각채널의 밀봉관계를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 제2 성형캠(220)과 성형 패드부(300)의 접합면에 개재되어 제2 성형캠(220)으로부터 성형 패드부(300)로 공급되는 냉각수의 누수를 방지하는 제2 밀봉부를 더 포함할 수 있다.
제2 밀봉부는 제1 밀봉 안내홈(224)과 제2 밀봉 안내홈(226), 제3 밀봉 안내홈(304)과 제4 밀봉 안내홈(306), 그리고 제2 실링부(250)를 포함할 수 있다. 제1 밀봉 안내홈(224)과 제2 밀봉 안내홈(226)은 제2 성형캠(220)과 성형 패드부(300)의 접합면에서 제2 캠 냉각채널(222a)의 상측과 하측에 각각 형성될 수 있다. 제1 밀봉 안내홈(224)과 제2 밀봉 안내홈(226)의 형상은 동일하게 형성할 수 있다. 제3 밀봉 안내홈(304)과 제4 밀봉 안내홈(306)은 제2 성형캠(220)과 성형 패드부(300)의 접합면에서 패드 냉각채널(302a)의 상측과 하측에 구비되며, 제1 밀봉 안내홈(224)과 제2 밀봉 안내홈(226)에 대응하는 위치에 각각 형성될 수 있다. 제3 밀봉 안내홈(304)과 제4 밀봉 안내홈(306)의 형상은 동일하게 형성할 수 있다. 제2 실링부(250)는 제1 밀봉 안내홈(224)과 제3 밀봉 안내홈(304)의 내측면에 결합되는 상부 제2 실링부(252), 제2 밀봉 안내홈(226)과 제4 밀봉 안내홈(306)의 내측면에 결합되는 하부 제2 실링부(254)를 포함한다. 제2 실링부(250)는 제2 성형캠(220)과 성형 패드부(300)의 접합면 사이를 밀봉하여 제2 캠 냉각채널(222a)로부터 패드 냉각채널(302a)로 공급되는 냉각수의 누수를 방지할 수 있다. 제2 실링부(250)는 탄성기능을 갖는 오링을 포함할 수 있다. 제2 실링부(250)는 제1 밀봉 안내홈(224)과 제3 밀봉 안내홈(304)의 높이의 합보다 더 두꺼운 높이를 갖고 결합될 수 있다. 따라서, 제1 밀봉 안내홈(224)과 제3 밀봉 안내홈(304)의 사이에 결합된 제2 실링부(250)는 제1 밀봉 안내홈(224)과 제3 밀봉 안내홈(304) 사이에서 압착되어 결합됨에 따라 적어도 제2 성형캠(220)과 성형 패드부(300)의 접합면 사이에 연결되는 제2 캠 냉각채널(222a)과 패드 냉각채널(302a)을 더욱 긴밀하게 밀봉하므로써 제2 캠 냉각채널(222a)로부터 패드 냉각채널(302a)로 공급되는 냉각수의 누수를 확실하게 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 캠 성형부와 성형 패드부 사이의 냉각채널 연결관계를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 캠 냉각채널은 전술한 제1 캠 냉각채널의 자리에 냉각호스(260)를 포함할 수 있다. 냉각호스(260)는 입수용 냉각호스(262)와 출수용 냉각호스(264)를 포함할 수 있다. 그리고 전술한 제2 캠 냉각채널(222)을 포함할 수 있다. 냉각호스(260)는 성형캠 지지부(230a)에 위치되어 메인 냉각채널과 연결되어 냉각유로를 형성할 수 있다. 제2 캠 냉각채널(222)은 제2 성형캠(220)에 구비되어 냉각호스(260)와 연결되어 냉각유로를 형성할 수 있다. 도 7에 도시한 바와 같이 입수용 냉각호스(262)는 입수용 제2 캠 냉각채널(222a)과 연결되며, 출수용 냉각호스(264)는 출수용 제2 캠 냉각채널(222b)과 연결될 수 있다. 냉각호스(260)가 위치되는 성형캠 지지부(230a)는 냉각호스(260)가 용이하게 제2 캠 냉각채널(222)과 결합되도록 공간을 형성할 수 있다. 따라서, 제2 성형캠(220)이 해당되는 성형동작에 따라 성형 패드부(300) 방향으로 이동되더라도 냉각호스(260)로부터 제2 캠 냉각채널(222)로 공급되어 배출되는 냉각수의 흐름은 유지될 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 여기에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 다양하게 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이것도 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
100 ; 메인 성형부 200 ; 캠 성형부
210 ; 제1 성형캠 220 ; 제2 성형캠
222 ; 제2 캠 냉각채널 222a ; 입수용 제2 캠 냉각채널
222b ; 출수용 제2 캠 냉각채널 230 ; 성형캠 지지부
232 ; 제1 캠 냉각채널 232a ; 입수용 제1 캠 냉각채널
232b ; 출수용 제1 캠 냉각채널 224 ; 제1 밀봉 안내홈
226 ; 제2 밀봉 안내홈 240 ; 밀봉 안내홈
242 ; 제1 실링부 250 ; 제2 실링부
300 ; 성형 패드부 302 ; 패드 냉각채널
304 ; 제3 밀봉 안내홈 306 ; 제4 밀봉 안내홈

Claims (6)

  1. 제1 금형과 서로 대향하는 위치에서 열간 프레스 성형이 준비된 열간성형소재를 미리 설정된 제1 방향으로 열간 프레스 성형하는 제2 금형을 포함하고, 상기 열간성형소재를 냉각시키는 메인 냉각채널이 구비된 메인 성형부의 일측에 배치되며, 상기 제1 방향으로 열간 프레스 성형된 상기 열간성형소재의 노출부분을 동시에 미리 설정된 제2 방향으로 열간 프레스 성형하고, 상기 메인 냉각채널과 연결되어 냉각유로를 형성하며 상기 열간성형소재의 노출부분을 냉각시키는 캠 냉각채널이 구비된 캠 성형부, 그리고
    상기 캠 성형부의 일측에 결합되어 상기 열간성형소재의 노출부분을 미리 설정된 형상으로 성형하고, 상기 캠 냉각채널과 연결되는 냉각유로를 형성하며 상기 열간성형소재의 노출부분을 냉각시키는 패드 냉각채널이 구비되는 성형 패드부
    를 포함하며,
    상기 캠 성형부는
    경사진 형상의 제1 슬라이딩면을 갖고 외력에 따라 상기 제1 방향으로 이동되는 제1 성형캠,
    상기 제1 성형캠의 구동시 연동되어 상기 제2 방향으로 이동되도록 상기 제1 슬라이딩면에 대응되는 제2 슬라이딩면을 갖고 상기 성형 패드부와 결합되며, 상기 제1 성형캠의 프레스 구동시 상기 메인 성형부 방향으로 이동되어 상기 성형 패드부로 상기 열간성형소재의 노출부분의 성형력을 전달하는 제2 성형캠, 그리고
    상기 제1 성형캠의 하부 방향으로 돌출 형성되는 가이드부를 포함하고 상기 제1 성형캠의 상기 제1 방향 이동을 안내하며, 상기 제2 성형캠의 상기 제2 방향 이동을 지지하는 성형캠 지지부를 포함하고,
    상기 캠 냉각채널은
    상기 성형캠 지지부에 구비되어 상기 메인 냉각채널과 연결되어 냉각유로를 형성하는 제1 캠 냉각채널, 그리고
    상기 제2 성형캠에 구비되어 상기 제1 캠 냉각채널과 연결되어 냉각유로를 형성하는 제2 캠 냉각채널을 포함하는 패드 냉각형 열간 프레스 성형장치.
  2. 제1항에서,
    상기 캠 성형부는
    상기 성형캠 지지부와 상기 제2 성형캠 사이에 구비되어 상기 제1 성형캠의 원위치 복원 구동시 상기 메인 성형부 방향으로 이동된 상기 제2 성형캠을 초기 위치로 이동되도록 안내하는 리턴 구동부를 더 포함하는 패드 냉각형 열간 프레스 성형장치.
  3. 제1항에서,
    상기 제1 캠 냉각채널의 폭은 상기 제2 캠 냉각채널의 폭보다 더 넓게 형성되는 패드 냉각형 열간 프레스 성형장치.
  4. 제3항에서,
    상기 성형캠 지지부와 상기 제2 성형캠의 접합면에서 상기 제1 캠 냉각채널과 상기 제2 캠 냉각채널의 사이에 개재되어 상기 제1 캠 냉각채널로부터 상기 제2 캠 냉각채널로 공급되는 냉각수의 누수를 방지하는 제1 밀봉부를 더 포함하며,
    상기 제1 밀봉부는
    상기 성형캠 지지부와 상기 제2 성형캠의 접합면에서 상기 제1 캠 냉각채널의 상측에 형성되는 밀봉 안내홈, 그리고
    상기 밀봉 안내홈의 내측면에 결합되어 상기 성형캠 지지부와 상기 제2 성형캠의 접합면 사이를 밀봉하여 상기 제1 캠 냉각채널로부터 상기 제2 캠 냉각채널로 공급되는 냉각수의 누수를 방지하는 제1 실링부를 포함하고,
    상기 밀봉 안내홈의 폭은 상기 제1 캠 냉각채널의 폭보다 더 넓게 형성되는 패드 냉각형 열간 프레스 성형장치.
  5. 제4항에서,
    상기 제2 성형캠과 상기 성형 패드부의 접합면에 개재되어 상기 제2 성형캠으로부터 상기 성형 패드부로 공급되는 냉각수의 누수를 방지하는 제2 밀봉부를 더 포함하며,
    상기 제2 밀봉부는
    상기 제2 성형캠과 상기 성형 패드부의 접합면에서 상기 제2 캠 냉각채널의 상측과 하측에 각각 형성되는 제1 밀봉 안내홈과 제2 밀봉 안내홈,
    상기 제2 성형캠과 상기 성형 패드부의 접합면에서 상기 패드 냉각채널의 상측과 하측에 구비되며, 상기 제1 밀봉 안내홈과 제2 밀봉 안내홈에 대응하는 위치에 각각 형성되는 제3 밀봉 안내홈과 제4 밀봉 안내홈, 그리고
    상기 제1 밀봉 안내홈과 상기 제3 밀봉 안내홈의 내측면, 상기 제2 밀봉 안내홈과 상기 제4 밀봉 안내홈의 내측면에 각각 결합되어 상기 제2 성형캠과 상기 성형 패드부의 접합면 사이를 밀봉하여 상기 제2 캠 냉각채널로부터 상기 패드 냉각채널로 공급되는 냉각수의 누수를 방지하는 제2 실링부를 포함하는 패드 냉각형 열간 프레스 성형장치.
  6. 제1항에서,
    상기 성형 패드부는 적어도 상기 열간성형소재와 접하는 부분에 열간 금형강을 포함하는 패드 냉각형 열간 프레스 성형장치.
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