KR101997229B1 - 프레스 성형 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레스 성형장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상부금형 하강에 의한 하부금형에 가해지는 충격을 완충하고 불균일한 가스스프링의 압력에도 성형부의 수평을 유지할 수 있는 프레스 성형 장치에 관한 것이다.
본 발명의 프레스 성형 장치는 충격완충수단에 의해 제2성형부 및 플레이트유닛에 가해지는 충격을 완충할 수 있어 파단과 굴곡 등 제품의 품질을 떨어뜨리는 성형불량율을 낮출 수 있으며, 특히, 회동가스스프링에 의해 메인플레이트와 보조플레이트가 서로 회동되게 지지 및 완충되므로 충격완충효율을 높일 수 있는 이점이 있다. 또한, 본 발명의 프레스 성형장치는 수평유지유닛을 통해 복수의 가스스프링이 플레이트유닛을 지지하는 지지력이 균일하지 않더라도 제2성형부가 수평상태를 유지할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 이는 이점이 있다.

Description

프레스 성형 장치{Device for press forming}

본 발명은 프레스 성형장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상부금형 하강에 의한 하부금형에 가해지는 충격을 완충하고 불균일한 가스스프링의 압력에도 성형부의 수평을 유지할 수 있는 프레스 성형 장치에 관한 것이다.

일반적으로 프레스기는 상부금형과 하부금형 사이에 가공물을 위치시킨 후 가압하여 일정한 모양으로 성형하는 것으로, 이와 같은 프레스 성형은 동일한 모양의 가공물을 대량으로 생산할 수 있다.

이러한 프레스기를 사용하여 성형대상물을 가공하는 과정을 살펴보면, 먼저 프레스기의 슬라이더에는 상부금형을 설치하고 프레스기의 테이블에는 하부금형을 고정 설치한다. 프레스기에 상,하부 금형이 설치되면 상부금형과 하부금형의 사이에는 가공할 성형대상물을 위치시킨 후, 성형대상물을 가압할 수 있도록 상부금형을 하강시켜 하부금형과 결합되도록 하고, 다시 상부금형을 상승시킴으로써 성형대상물이 일정한 형상으로 성형되는 것이다.

이러한, 프레스기에는 상부금형 하강시 하부금형에 충격을 완화하기 위해 복수의 금형용 가스스프링이 설치된다. 변위에 비하여 적은 탄성력 변화가 요구되는 프레스 금형에 있어서, 금형용 가스스프링은 금형제품의 품질과 생상량에 중요한 영향을 주고 있다. 금형용 가스스프링은 일반산업용 가스스프링에 비하여 높은 하중(상부금형에 의한)을 흡수할 수 있어야 하므로 충진된 가스의 압력은 항상 약 150bar의 높은 압력으로 유지되어야 하며, 하중에 의한 피스톤의 많은 왕복운동에도 가스의 누설이 되지 않아야 하는 구조적인 설계가 요구되고 있다.

이러한, 가스 스프링은 상부금형과 하부금형 형합 시 로드에 압력이 가하여짐에 따라 불활성가스가 압축되면서 로드가 하강하게 되고, 성형이 완료된 후 프레스 금형 즉, 상부금형의 상승 또는 하부금형의 하강 시 외력이 제거됨으로써 로드가 복원되게 된다.

하지만, 반복되는 상부금형의 가압력에 의해 가스스프링 내의 초기 압력이 유지되지 못하거나, 가스스프링에 의한 금형이 급격히 상승하거나 하강하는 경우, 성형에 따른 트러블로 금형이 손상되거나 성형대상물의 성형이 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2017-0080965호 : 프레스 금형 장치

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안한 것으로서, 상부금형이 하강시 하부금형에 설치된 복수의 가스스프링에 가해지는 충격을 보조완충하며, 복수의 가스스프링간 내부압력이 일정치 않은 경우에도 하부금형의 성형부가 수평을 유지할 수 있는 프레스 성형장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프레스 성형장치는 상하로 이동되어 성형대상물을 가압하는 이동금형부와; 상기 이동금형부의 하부에 위치되어 상기 이동금형부 하강시 상기 성형대상물을 지지하며 상기 이동금형부에 형성된 제1성형부와 형합되어 상기 성형대상물을 성형하는 제2성형부가 형성된 고정금형부;를 구비하고, 상기 고정금형부는 상기 제2성형부를 지지하는 플레이트유닛과, 상기 플레이트유닛을 지지하는 복수의 가스스프링과, 상기 가스스프링이 고정설치되는 베이스부를 구비하며, 상기 플레이트유닛은 상기 제2성형부를 지지하는 메인플레이트와, 상기 메인플레이트의 하부에 상방으로 인입된 수용홈에 수용되며 상기 복수의 가스스프링에 지지되는 보조플레이트와, 상기 메인플레이트와 상기 보조플레이트 사이에 설치되어 상기 이동금형부의 하강에 의한 상기 메인플레이트에 가해지는 충격을 완충하는 충격완충수단을 구비하며, 상기 충격완충수단은 상기 보조플레이트의 가장자리를 지지할 수 있도록 상기 메인플레이트의 상기 수용홈의 상면의 가장자리 측에 설치되어 상기 보조플레이트 방향으로 신축가능한 복수의 보조가스스프링을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 충격완충수단은 상기 이동금형부의 하강에 의한 충격이나 상기 가스스프링의 복원에 의한 충격이 편심되게 전달될 때, 상기 메인플레이트와 상기 보조플레이트가 상호에 대해 회동되면서 충격이 완충 될 수 있도록 상기 보조플레이트의 중심 측에 설치되되 상기 메인플레이트에 대해 회동되어 상기 메인플레이트를 지지하는 회동가스스프링을 더 구비하고, 상기 회동 가스스프링의 로드 단부는 상기 메인플레이트에 대해 회동될 수 있도록 상기 메인플레이트 방향으로 볼록한 곡면으로 형성되며, 상기 메인플레이트는 상기 회동 가스스프링에 대응되는 상기 수용홈의 중심측에 상기 회동 가스스프링의 상기 로드의 단부의 회동을 지지할 수 있도록 상방으로 인입되되 단부로 갈수록 내경이 좁아지는 곡면으로 형성되는 회동지지홈이 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 프레스 성형장치는 반복되는 상기 이동금형부의 가압력으로 상호 상이한 내부압력을 갖게된 상기 가스스프링의 지지에 의해 상기 보조플레이트가 상기 메인플레이트에 대해 회동되면서 기울어질 때, 상기 메인플레이트의 수평을 유지할 수 있는 수평유지유닛;을 더 구비하며, 상기 수평유지유닛은 상기 보조플레이트의 기울어짐을 감지하는 기울기 감지센서와, 상기 보조가스스프링에 기체공급을 위한 기체저장탱크와, 상기 기체저장탱크에서 상기 메인플레이트로 각각 연장되어 상기 메인플레이트의 내측에 상기 보조가스스프링으로 각각 연통된 복수의 유로를 통해 상기 보조가스스프링에 길이 신축 조절을 위한 기체를 각각 공급하는 복수의 기체공급관과, 상기 기체공급관에 설치되어 상기 기체공급관을 개폐하는 개폐밸브와, 상기 기울기 감지센서의 신호를 전달받아 기울어진 측의 상기 보조가스스프링이 상기 메인플레이트의 수평상태가 유지되게 길이 신장하여 상기 메인플레이트를 지지할 수 있도록 기울어진 측의 상기 보조가스스프링에 기체 공급을 제어하는 제어부를 구비한다.

본 발명의 프레스 성형 장치는 충격완충수단에 의해 제2성형부 및 플레이트유닛에 가해지는 충격을 완충할 수 있어 파단과 굴곡 등 제품의 품질을 떨어뜨리는 성형불량율을 낮출 수 있으며, 특히, 회동가스스프링에 의해 메인플레이트와 보조플레이트가 서로 회동되게 지지 및 완충되므로 충격완충효율을 높일 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명의 프레스 성형장치는 수평유지유닛을 통해 복수의 가스스프링이 플레이트유닛을 지지하는 지지력이 균일하지 않더라도 제2성형부가 수평상태를 유지할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 이는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레스 성형장치에 대한 측면도이고,
도 2는 도 1의 상부금형과 하부금형이 형합된 상태를 확대한 일부 측면도이고,
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프레스 성형장치에 대한 일부측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 프레스 성형장치를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 2에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레스 성형장치가 도시되어 있다.

본 발명에 따른 프레스 성형장치(1)는 상하로 이동되어 성형대상물(5)을 가압하는 이동금형부(10)와, 이동금형부(10)의 하부에 위치되어 이동금형부(10) 하강시 성형대상물(5)을 지지하며 이동금형부(10)에 형성된 제1성형부(15)와 형합되어 성형대상물(5)을 성형하는 제2성형부(55)가 형성된 고정금형부(50)를 구비한다.

도 1을 참고하면, 제1성형부(15)는 이동금형부(10)의 저면에서 상방으로 인입 형성되어 있으며, 제2성형부(55)는 제1성형부(15)에 형합될 수 있도록 대응되게 후술되는 고정금형부(50)의 플레이트유닛(60)에 대해 돌출 형성되어 있으나, 도시된 바와 다르게 제1성형부가 돌출형성되고 제2성형부가 인입형성되어 상호 형합되게 적용될 수도 있을 것이다.

고정금형부(50)는 제1성형부(15)에 형합되는 제2성형부(55)를 지지하는 플레이트유닛(60)과, 이동금형부 하강시 플레이트유닛(60)을 지지하는 복수의 가스스프링(80)과, 가스스프링이 고정설치된 베이스부(90)를 구비한다.

플레이트유닛(60)은 상부에 제2성형부(55)가 형성된 판상의 메인플레이트(61)와, 메인플레이트(61)의 하부에 위치되는 보조플레이트(66)와, 메인플레이트(61)와 보조플레이트(66)의 사이에 설치되어 성형대상물 가압을 위해 이동금형 하강시 메인플레이트에 전달되는 충격을 완충할 수 있는 충격완충수단을 구비한다.

메인플레이트(61)는 하부에 저면에서 상방으로 일정한 두께로 인입되어 메인플레이트(61)가 수용되는 수용홈(62)이 형성된다. 제2성형부(55)는 메인플레이트(61)에 일체로 형성될 수도 있으며, 도시된 바와 다르게 메인플레이트(61)의 상단에 결합된 형태일 수 도 있다.

보조플레이트(66)는 수용홈(62)의 횡단면상의 형상에 대응되게 형성된 판 형상으로서, 수용홈(62) 내에서 회동 될 수 있도록 수용홈(62)보다 작은 면적을 갖는 것이 바람직하다.

충격완충수단은 보조플레이트(66)의 가장자리를 지지할수 있도록 메인플레이트(61)에 설치되는 보조가스스프링(67)과, 보조플레이트(66)의 중심측에 설치되어 상기 메인플레이트와 보조플레이트(66)가 서로에 대해 회동되게 하여 충격이 완충될 수 있도록 메인플레이트(61)에 대해 회동되어 메인플레이트(61)를 지지하는 회동가스스프링(68)을 구비한다.

복수의 보조가스스프링(67)은 메인플레이트(61)의 수용홈(62)의 상단면의 가장자리 측에 설치되어 보조플레이트(66) 방향 즉, 상하방향으로 신축된다. 복수의 보조가스스프링(67)은 메인플레이트 또는 보조플레이트의 가장자리 측에 동일한 힘의 탄성력을 제공할 수 있도록 회동가스스프링(68)을 중심으로 상호 동일거리에 위치되게 설치되는 것이 바람직하다.

회동가스스프링(68)은 이동금형부(10)의 하강에 의한 제1 및 제성형부 형합에 의해 전달되는 충격이나, 이동금형부(10) 상승시 가스스프링(80)의 복원에 의한 충격이 편심되게 전달될 때, 메인플레이트(61)와 보조플레이트(66)가 상호에 대해 회동되면서 충격이 완충 될 수 있도록 한다.

회동가스스프링(68)의 로드(69)는 단부가 메인플레이트(69)에 대해 회동될 수 있도록 메인플레이트(61) 방향으로 볼록한 곡면으로 형성된다. 그리고, 메인플레이트(61)는 회동가스스프링(68)의 로드(69) 단부의 회동을 지지할 수 있도록 회동 가스스프링(68)에 대응되는 수용홈(62)의 중심측에 상방으로 인입되어 상기 회동 가스스프링(68)의 로드(69)의 단부가 수용되는 회동지지홈(63)이 형성된다.

회동지지홈(63)은 상방으로 볼록한 회동가스스프링의 단부가 회동이 용이하도록 상단부로 갈수록 내경이 좁아지는 호형곡률을 갖는 곡면으로 형성된다.

베이스부(90)에는 복수의 가스스프링 사이에 위치되어 플레이트 유닛의 하강 높이를 제한하는 제한턱부(85)가 설치된다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 프레스 성형 장치(1)는 충격완충수단에 의해 제2성형부(55) 및 플레이트유닛(60)에 가해지는 충격을 완충할 수 있어 파단과 굴곡 등 제품의 품질을 떨어뜨리는 성형불량율을 낮출 수 있으며, 특히, 회동가스스프링(68)에 의해 메인플레이트(61)와 보조플레이트(66)가 서로 회동되게 지지 및 완충되므로 충격완충효율을 높일 수 있는 이점이 있다.

한편, 도 3에는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프레스 성형장치가 도시되어 있다. 앞서 도시한 도면에서와 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일 참조부호로 표기한다.

본 발명에 따른 프레스 성형장치(2)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레스 성형장치(1)의 구성에 수평유지유닛(100)를 더 구비한다.

플레이트 유닛(60)을 지지하는 복수의 가스스프링(80)은 이동금형부(10)의 상하 이동에 따라 수축과 신장이 반복되면서 초기 내부압력을 유지하지 못하고 상호 상이한 압력을 갖게 될 수 있다. 이에 따라, 보조플레이트(66)가 기울어지게 가스스프링(80)에 지지 될 수 있다.

수평유지유닛(100)은 가스스프링(80)에 지지되는 보조플레이트(66)가 메인플레이트(61)에 대해 회동되면서 기울어질 때, 메인플레이트(61)의 수평을 유지할 수 있도록 한다.

수평유지유닛(100)은 기울기 감지센서(110)와, 기체저장탱크(120)와, 복수의 기체공급관(131,135)과, 복수의 개폐밸브(141,145)와, 제어부(150)를 구비한다.

기울기 감지센서(110)는 보조플레이트에 설치되어 수평선상에 대한 보조플레이트의 기울기를 감지하여 제어부에 기울기 값을 전달한다.

기체저장탱크(120)는 보조가스스프링(67)에 기체공급을 위한 질소와 같은 불활성기체를 저장한다.

한편, 메인플레이트(61)는 외주면 양측부에서 내측으로 각각 관통형성되어 보조가스스프링(67)으로 연통되는 제1 및 제2유로(64,65)가 형성된다.

복수의 기체공급관은 기체저장탱크(120)에서 제1 및 제2유로(64,65)에 각각 연결되게 메인플레이트(61)의 양측부로 각각 연장되어 각 보조가스스프링(67)에 길이 신축 조절을 위한 기체를 각각 공급하는 제1 및 제2기체공급관(131,135)으로 구분된다.

복수의 개폐밸브는 제어부(150)의 제어에 의해 구동되어 제1 및 제2기체공급관(131,135)을 각각 개폐하는 것으로서, 제1기체공급관(131)에 설치되는 제1개폐밸브(141)와, 제2기체공급관(135)에 설치되는 제2개폐밸브(145)를 구비한다.

그리고, 제1 및 제2기체공급관(131,135)에는 제어부(150)의 제어에 따라 기체저장탱크(120)에 저장된 기체를 제1 및 제2유로로 공급하기 위한 제1 및 제2펌프(161,165)가 설치된다.

제어부(150)는 기울기 감지센서(120)와, 제1 및 제2개폐밸브(141,145)와, 제1 및 제2펌프(161,165)와 연결되어 기울기감지센서(110)의 신호을 전달받으며, 제1 및 제2개폐밸브(141,145)와, 제1 및 제2펌프(161,165)의 구동을 제어한다.

도 3을 참고하면, 제어부(150)는 기울기 감지센서(110)의 신호를 전달받아 기울어진 측의 보조가스스프링(67')이 반대 측의 보조가스스프링(67")보다 길이 신장하여 메인플레이트(61)의 수평상태가 유지되게 메인플레이트(61)를 지지할 수 있도록, 기울어진 측의 보조가스스프링(67')에 기체가 공급될 수 있도록 제2개폐밸브(145)의 작동시켜 제2기체공급관(145)을 개방하며, 제2펌프(165)의 구동시켜 제2유로(65)를 통해 기울어진 측의 보조가스스프링(67')의 내로 기체를 공급한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 프레스 성형 장치(2)는 회동가스스프링에 의해 메인플레이트와 보조플레이트가 서로 회동되게 지지 및 완충되므로 충격완충효율을 높일 수 있는 이점이 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 프레스 성형장치(2)는 수평유지유닛(100)을 통해 복수의 가스스프링(80)이 플레이트유닛(60)을 지지하는 지지력이 균일하지 않더라도 메인플레이트(61)와 제2성형부(55)가 수평상태를 유지할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 이는 이점이 있다.

이상에서 본 발명에 따른 프레스 성형장치는 도면에 도시된 일 예를 참조로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호의 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

1,5 : 프레스 성형장치 5 : 성형대상물
10 : 이동금형부 15 : 제1성형부
50 : 고정금형부 55 : 제2성형부
60 : 플레이트 유닛 61 : 메인플레이트
63 : 인입홈 64 : 제1유로
65 : 제2유로 66 : 보조플레이트
67 : 보조가스스프링 68 : 회동가스스프링
80 : 가스스프링 90 : 베이스부
100 : 수평유지유닛 110 : 기울기 감지센서
120 : 기체저장탱크 131 : 제1기체공급관
135 : 제2기체공급관 141 : 제1개폐밸브
145 : 제2개폐밸브 150 : 제어부
161 : 제1펌프 165 : 제2펌프

Claims (3)

1. 상하로 이동되어 성형대상물을 가압하는 이동금형부와;
   상기 이동금형부의 하부에 위치되어 상기 이동금형부 하강시 상기 성형대상물을 지지하며 상기 이동금형부에 형성된 제1성형부와 형합되어 상기 성형대상물을 성형하는 제2성형부가 형성된 고정금형부;를 구비하고,
   상기 고정금형부는
   상기 제2성형부를 지지하는 플레이트유닛과, 상기 플레이트유닛을 지지하는 복수의 가스스프링과, 상기 가스스프링이 고정설치되는 베이스부를 구비하며,
   상기 플레이트유닛은
   상기 제2성형부를 지지하는 메인플레이트와, 상기 메인플레이트의 하부에 상방으로 인입된 수용홈에 수용되며 상기 복수의 가스스프링에 지지되는 보조플레이트와, 상기 메인플레이트와 상기 보조플레이트 사이에 설치되어 상기 이동금형부의 하강에 의한 상기 메인플레이트에 가해지는 충격을 완충하는 충격완충수단을 구비하며,
   상기 충격완충수단은
   상기 보조플레이트의 가장자리를 지지할 수 있도록 상기 메인플레이트의 상기 수용홈의 상면의 가장자리 측에 설치되어 상기 보조플레이트 방향으로 신축가능한 복수의 보조가스스프링과,
   상기 이동금형부의 하강에 의한 충격이나 상기 가스스프링의 복원에 의한 충격이 편심되게 전달될 때, 상기 메인플레이트와 상기 보조플레이트가 상호에 대해 회동되면서 충격이 완충 될 수 있도록 상기 보조플레이트의 중심 측에 설치되되 상기 메인플레이트에 대해 회동되어 상기 메인플레이트를 지지하는 회동가스스프링을 구비하고,
   상기 회동 가스스프링의 로드 단부는 상기 메인플레이트에 대해 회동 될 수 있도록 상기 메인플레이트 방향으로 볼록한 곡면으로 형성되며,
   상기 메인플레이트는
   상기 회동 가스스프링에 대응되는 상기 수용홈의 중심측에 상기 회동 가스스프링의 상기 로드의 단부의 회동을 지지할 수 있도록 상방으로 인입되되 단부로 갈수록 내경이 좁아지는 곡면으로 형성되는 회동지지홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 프레스 성형장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   반복되는 상기 이동금형부의 가압력으로 상호 상이한 내부압력을 갖게된 상기 가스스프링의 지지에 의해 상기 보조플레이트가 상기 메인플레이트에 대해 회동되면서 기울어질 때, 상기 메인플레이트의 수평을 유지할 수 있는 수평유지유닛;을 더 구비하며,
   상기 수평유지유닛은
   상기 보조플레이트의 기울어짐을 감지하는 기울기 감지센서와,
   상기 보조가스스프링에 기체공급을 위한 기체저장탱크와,
   상기 기체저장탱크에서 상기 메인플레이트로 각각 연장되어 상기 메인플레이트의 내측에 상기 보조가스스프링으로 각각 연통된 복수의 유로를 통해 상기 보조가스스프링에 길이 신축 조절을 위한 기체를 각각 공급하는 복수의 기체공급관과,
   상기 기체공급관에 설치되어 상기 기체공급관을 개폐하는 개폐밸브와,
   상기 기울기 감지센서의 신호를 전달받아 기울어진 측의 상기 보조가스스프링이 상기 메인플레이트의 수평상태가 유지되게 길이 신장하여 상기 메인플레이트를 지지할 수 있도록 기울어진 측의 상기 보조가스스프링에 기체 공급을 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형장치.

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