KR102173558B1 - 자동차의 로어 암용 더블캠 프레스금형 - Google Patents

자동차의 로어 암용 더블캠 프레스금형 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 자동차의 로어 암용 더블캠 프레스금형은, 상부금형에 연결되는 복수의 캠가동부; 하부금형에 마련되어 상기 캠가동부에 가동력을 직진 구동하는 복수의 캠종동부; 및 절곡된 피가공물로 인해 상기 캠종동부의 가동범위가 제한되지 아니하고 상기 캠종동부의 간섭이 방지되도록, 상기 캠종동부에 연결되되 상기 가동력을 상기 하부금형의 평면 상에서 각도 변경시키는 적어도 하나의 더블캠종동부를 포함할 수 있다. 본 발명에 의한 자동차의 로어 암용 더블캠 프레스금형은, 커브드 형상으로 인한 공간제약에도 더블캠종동부의 수평 각도변경으로 캠동작이 가능하여 장치의 가동범위에 제한없이 간섭발생이 최소화되고 별도의 추가적인 후공정없이 단일의 피어싱 공정으로 가능할 수 있어 금형의 개수 및 설비 구조가 간단해지고 제작 비용이 감소되며 택트타임이 감소되어 생산성이 향상될 수 있다.

Description

자동차의 로어 암용 더블캠 프레스금형{DOUBLE CAM PRESS DIE FOR LOWER ARM OF CAR}
본 발명은 자동차의 로어 암용 더블캠 프레스금형에 관한 것으로, 보다 상세하게는 절곡된 가공부재의 형상 및 구조로 인한 공간제약에도 캠장치의 가동범위에 제한없이 간섭발생이 최소화될 수 있는 자동차의 로어 암용 더블캠 프레스금형에 관한 것이다.
일반적으로 프레스 성형 공정은 금형 또는 공구를 취부한 프레스 기계에 의해 재료를 변형 가공하는 작업을 말한다.
프레스 가공은 목적에 따라, 크게 전단 가공, 굽힘 가공 또는 드로잉 가공 등으로 분류될 수 있다. 그 중, 전단 가공에는 단순한 커팅 공정 뿐만 아니라 가공 부분을 버리는 피어싱 공정이 대표적이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 로어 암용 더블캠 프레스금형을 이용하여 가공되는 절곡된 피가공물을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 자동차의 샤시부의 대표적인 부품인 로어 암(이하, 피가공물)의 경우 구조적 강성과 경량화의 필요성으로 인해, 판상 소재가 커브드 형상으로 마련되고 판상 소재를 다중 및 다단 절곡하여 입체적 형상으로 성형된다. 이러한 피가공물의 일측에는 연결부가 마련되어야 하는데, 이러한 연결부에는 일정 곡률의 파이프소재(부싱류 등이 내장되는)의 곡률에 대응되도록, 내측으로 곡률 가공될 수 있다.
그러나, 이와 같은 연결부는 한쌍으로 마련되고 피가공물의 커브드 형상으로 인해 캠장치의 가동범위가 제한되거나 간섭현상으로 피어싱 공정이 수행되기 난해하며 별도의 추가적인 후공정이 부가될 수 밖에 없어 금형의 개수 및 설비 구조가 복잡해지고 제작 비용이 증가되며 택트타임이 증가되어 생산성이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 한쌍의 연결부를 동시에 가공되지 아니하여 피어싱되게 되면 곡률이 일정하지 못해 산포가 발생되어 파이프소재가 결합불량 또는 용접불량을 초래하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 커브드 형상으로 인한 공간제약에도 더블캠종동부의 수평 각도변경으로 캠동작이 가능하여 장치의 가동범위에 제한없이 간섭발생이 최소화되고 별도의 추가적인 후공정없이 단일의 피어싱 공정으로 가능할 수 있어 금형의 개수 및 설비 구조가 간단해지고 제작 비용이 감소되며 택트타임이 감소되어 생산성이 향상될 수 있는 자동차의 로어 암용 더블캠 프레스금형을 제공한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 자동차의 로어 암용 더블캠 프레스금형은, 상부금형에 연결되는 복수의 캠가동부; 하부금형에 마련되어 상기 캠가동부에 가동력을 직진 구동하는 복수의 캠종동부; 및 절곡된 피가공물로 인해 상기 캠종동부의 가동범위가 제한되지 아니하고 상기 캠종동부의 간섭이 방지되도록, 상기 캠종동부에 연결되되 상기 가동력을 상기 하부금형의 평면 상에서 각도 변경시키는 적어도 하나의 더블캠종동부를 포함할 수 있다.
상기 더블캠종동부는, 상기 캠종동부에 연결되는 직진가동블록; 상기 직진가동블록에 의해 상기 가동력이 절곡되는 절곡가동블록; 및 상기 절곡가동블록의 일단에 마련되는 펀치부를 포함할 수 있다.
상기 더블캠종동부는, 상기 절곡가동블록을 가이드하는 가이드블록을 지지하는 지지프레임; 및 상기 지지프레임과 절곡가동블록 사이에 개재되는 복원스프링을 더 포함할 수 있다.
상기 직진가동블록에는 가압경사면이 마련되고, 상기 가압경사면에 대응되는 상기 절곡가동블록에는 가압대응면이 마련될 수 있다.
상기 펀치부는, 상기 절곡가동블록에 연결되는 펀치홀더; 및 상기 펀치홀더에 연결되며, 상기 피가공물을 피어싱 가공하는 피어싱펀치를 포함할 수 있다.
상기 직진가동블록에 대한 상기 절곡가동블록은 다이 평면 상에서 수직하게 가동되고, 상기 가압경사면과 상기 가압대응면은 45도 테이퍼지게 마련될 수 있다.
상기 피가공물은 자동차의 샤시부의 로어 암(lower arm)일 수 있다.
본 발명에 의한 자동차의 로어 암용 더블캠 프레스금형은, 커브드 형상으로 인한 공간제약에도 더블캠종동부의 수평 각도변경으로 캠동작이 가능하여 장치의 가동범위에 제한없이 간섭발생이 최소화되고 별도의 추가적인 후공정없이 단일의 피어싱 공정으로 가능할 수 있어 금형의 개수 및 설비 구조가 간단해지고 제작 비용이 감소되며 택트타임이 감소되어 생산성이 향상될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 로어 암용 더블캠 프레스금형을 이용하여 가공되는 절곡된 피가공물을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 로어 암용 더블캠 프레스금형의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 로어 암용 더블캠 프레스금형의 상면도이다.
도 5는 도 4에서 더블캠종동부의 동작상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 로어 암용 더블캠 프레스금형에서 더블캠종동부가 구동된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 자동차의 로어 암용 더블캠 프레스금형의 일 실시예를 상세히 설명한다.
설명에 앞서, 본 발명의 실시예에 따른 단일금형 또는 프로그래시브금형에 적용 가능하며, 프레스금형에 사용되는 판상소재는, 냉간압연강판(SPCC, steelplate cold commercia)에 한정하여 설명하나, 판면이 일정한 강판 소재는 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 로어 암용 더블캠 프레스금형의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 로어 암용 더블캠 프레스금형의 상면도이고, 도 5는 도 4에서 더블캠종동부의 동작상태를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 로어 암용 더블캠 프레스금형에서 더블캠종동부가 구동된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 자동차의 로어 암용 더블캠 프레스금형은 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상부금형(미도시)에 연결되는 캠가동부(100); 하부금형(미도시)에 마련되어 상기 캠가동부(100)에 가동력을 직진 구동하는 적어도 하나의 캠종동부(200); 및 절곡된 피가공물(10)로 인해 상기 캠종동부(200)의 가동범위가 제한되지 아니하고 상기 캠종동부(200)의 간섭이 방지되도록, 상기 캠종동부(200)에 연결되되 상기 가동력을 상기 하부금형의 평면 상에서 각도 변경시키는 더블캠종동부(300)를 포함할 수 있다.
캠가동부(100)는 상부금형(미도시)에 결합될 수 있다. 상부금형은 다운 구동되어 피어싱 성형작업이 가능할 수 있다.
이러한 캠가동부(100)는 주로 도 3을 참조하면, 2개가 마련될 수 있으나 캠가동부(100)의 개수나 배치는 이에 한정되지 아니한다.
캠종동부(200)는 하부금형에 마련되어 상기 캠가동부(100)에 가동력을 직진 구동하는 부분이다. 2군데의 피어싱 공정이 수행되도록, 본 실시예의 캠종동부(200)는 2개가 마련될 수 있다.
한편, 피가공물(10)의 커브드 형상으로 인해 캠장치의 가동범위가 제한되거나 간섭현상으로 피어싱 공정이 수행되기 난해하며 별도의 추가적인 후공정이 부가될 수 밖에 없어 금형의 개수 및 설비 구조가 복잡해지는 문제점이 있었다.
이에 본 실시예에서는 더블캠종동부(300)가 마련되며, 도 3 기준으로 오른편의 캠가동부(100) 및 캠종동부(200)에만 더블캠종동부(300)가 마련될 수 있다. 이는, 피가공물(10), 다이의 형상 및 이로 인한 공간제약 상 오른편에 캠장치의 제약이나 간섭현상이 발생되기 때문이다. 반면, 피가공물(10)의 형상이 달라지거나 다이의 구성이 달라지는 경우, 더블캠종동부(300)의 개수나 배치가 변경될 수도 있을 것이다.
상기 더블캠종동부(300)는 상기 캠종동부(200)에 연결되되 상기 가동력을 상기 하부금형의 평면 상에서 각도 변경시키는 부분이다. 이를 위해, 상기 더블캠종동부(300)는 주로 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 캠종동부(200)에 연결되는 직진가동블록(310); 상기 직진가동블록(310)에 의해 상기 가동력이 절곡되는 절곡가동블록(320); 상기 절곡가동블록(320)의 일단에 마련되는 펀치부(330); 상기 절곡가동블록(320)을 가이드하는 가이드블록(410)을 지지하는 지지프레임(400); 및 상기 지지프레임(400)과 절곡가동블록(320) 사이에 개재되는 복원스프링(340)를 포함할 수 있다.
지지프레임(400)은 더블캠종동부(300)를 지지하는 역할을 한다. 지지프레임(400)에는 적어도 한쌍의 피어싱펀치가 양방향에서 진입되어 부분적으로 수용되는 내측가공홀(401)이 마련되어 캠종동부(200) 및 더블캠종동부(300)의 구동에도 간섭현상이 저지될 수 있다.
지지프레임(400) 내측에는 절곡가동블록(320)을 가이드하는 가이드블록(410)이 마련될 수 있다. 한편, 지지프레임(400)을 감싸는 외부하우징이 마련될 수 있다.
직진가동블록(310)은 주로 도 5 및 도 6을 참조하면, 캠종동부(200)에 연결될 수 있다. 직진가동블록(310)은 캠종동부(200)의 동작에 의해 도 5 및 도 6에서 볼때 대략 45도 각도 좌측 하방으로 이송될 수 있다.
이러한 직진가동블록(310)에는 가압경사면(311)이 마련되어 절곡가동블록(320)에 의한 상호작용이 가능할 수 있다.
직진가동블록(310)의 인접하게는 절곡가동블록(320)이 마련될 수 있다. 절곡가동블록(320)은 상기 직진가동블록(310)에 의해 상기 가동력이 절곡되어 동작될 수 있게 한다. 이를 위해 상기 절곡가동블록(320)에는 가압대응면(321)이 마련될 수 있다.
이와 같이, 상기 직진가동블록(310)에 대한 상기 절곡가동블록(320)은 다이(20) 평면 상에서 수직하게 가동되고, 상기 가압경사면(311)과 상기 가압대응면(321)은 45도 테이퍼지게 마련될 수 있다.
절곡가동블록(320)에는 가이드블록(410)이 마련되어 임의 이탈이 저지되면서 직진가동블록(310)에 대하여 대략 수직으로 가동력이 원활하게 전달될 수 있다.
절곡가동블록(320)과 지지프레임(400) 사이에는 복원스프링(340)이 마련될 수 있다. 이러한 복원스프링(340)은 피어싱 공정이 수행된 후 절곡가동블록(320) 및 펀치부(330)를 원위치로 복귀시킬 수 있다.
절곡가동블록(320)의 일단에는 펀치부(330)가 마련될 수 있다. 상기 펀치부(330)는, 상기 절곡가동블록(320)에 연결되는 펀치홀더(332); 및 상기 펀치홀더(332)에 연결되며, 상기 피가공물(10)을 피어싱 가공하는 피어싱펀치(331)를 포함할 수 있다.
상기 직진가동블록(310)에 대한 상기 절곡가동블록(320)은 수직하게 가동되고, 상기 가압경사면(311)과 상기 가압대응면(321)은 45도 테이퍼지게 마련될 수 있다.
이러한 구성의 더블캠종동부(300)에 의해, 커브드 형상으로 인한 공간제약에도 더블캠종동부(300)의 수평 각도변경으로 캠동작이 가능하여 장치의 가동범위에 제한없이 간섭발생이 최소화되고 별도의 추가적인 후공정없이 단일의 피어싱 공정으로 가능할 수 있어 금형의 개수 및 설비 구조가 간단해지고 제작 비용이 감소되며 택트타임이 감소되어 생산성이 향상될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 커브드형상의 피가공물(10)에 대응되는 더블캠 프레스금형의 동작 과정을 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 다이(20, 도 3 참조) 상에 피가공물(10)이 안착 및 정렬될 수 있다. 여기서, 도 1의 피가공물(10)의 연결부는 한쌍으로 마련되고 피가공물(10)의 커브드 형상으로 인해 캠장치의 가동범위가 제한되거나 간섭현상으로 피어싱 공정이 수행되기 난해한 측면이 있다.
다음, 상부금형이 다운 동작된다. 이에 따라 상부금형에 물린 캠가동부(100)가 동작된다.
다음, 도 3 기준 왼편의 캠종동부(200)가 상호작용되어 피어싱펀치(331)가 동작된다.
이와 동시에, 도3의 오른편의 캠종동부(200)가 상호작용되어 더블캠종동부(300)를 동작시킨다.
보다 상세 설명하면, 직진가동블록(310)은 캠종동부(200)의 동작에 의해 도 5 및 도 6에서 볼때 대략 45도 각도 좌측 하방으로 이송되게 되고, 상기 직진가동블록(310)에 대한 상기 절곡가동블록(320)은 대략 수직하게 가동될 수 있다. 이는, 상기 가압경사면(311)과 상기 가압대응면(321)은 45도 테이퍼지게 마련되어 있기 때문에 가능할 수 있다.
이러한 작용관계로, 커브드 형상으로 인한 공간제약에도 더블캠종동부(300)의 수평 각도변경이 가능할 수 있어 캠동작이 가능할 수 있다. 이른바, 1회의 캠가동부(100)의 동작으로, 캠종동부(200)와 더블캠종동부(300)의 2회의 캠동작이 가능할 수 있는 것이다.
다음, 절곡가동블록(320)이 이동되면 펀치부(330)가 피어싱 공정을 수행한다. 즉, 피어싱펀치(331)가 내측가공홀로 진입되면서 피가공물(10)을 피어싱 성형을 수행한다. 이러한 피어싱 공정은 좌측과 우측의 피어싱 펀치가 동시에 작용되어 공차 발생을 최소화할 수 있다.
마지막으로, 상부금형이 업 동작되면 순차적으로, 캠가동부(100), 캠종동부(200)가 원위치로 복귀하며 이에 따라 피어싱펀치(331)를 포함한 펀치부(330)도 디폴트 위치로 복귀할 수 있다.
이러한 단계를 통해, 커브드 형상으로 인한 공간제약에도 더블캠종동부(300)의 수평 각도변경으로 캠동작이 가능하여 장치의 가동범위에 제한없이 간섭발생이 최소화되고 별도의 추가적인 후공정없이 단일의 피어싱 공정으로 가능할 수 있어 금형의 개수 및 설비 구조가 간단해지고 제작 비용이 감소되며 택트타임이 감소되어 생산성이 향상될 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
10 : 피가공물 20 : 다이
100 : 캠가동부 200 : 캠종동부
300 : 더블캠종동부 310 : 직진가동블록
311 : 가압경사면 320 : 절곡가동블록
321 : 가압대응면 330 : 펀치부
331 : 피어싱펀치 332 : 펀치홀더
400 : 지지프레임 401 : 내측가공홀
410 : 가이드블록

Claims (7)

  1. 상부금형에 연결되는 복수의 캠가동부;
    하부금형에 마련되어 상기 캠가동부에 가동력을 직진 구동하는 복수의 캠종동부; 및
    절곡된 피가공물로 인해 상기 캠종동부의 가동범위가 제한되지 아니하고 상기 캠종동부의 간섭이 방지되도록, 상기 캠종동부에 연결되되 상기 가동력을 상기 하부금형의 평면 상에서 각도 변경시키되 2군데의 피어싱 공정이 동시 수행되도록 상기 캠종동부와 상호작용되는 적어도 하나의 더블캠종동부를 포함하며,
    상기 더블캠종동부는,
    상기 캠종동부에 연결되는 직진가동블록;
    상기 직진가동블록에 의해 상기 가동력이 절곡되는 절곡가동블록; 및
    상기 절곡가동블록의 일단에 마련되는 펀치부를 포함하며,
    상기 더블캠종동부는,
    상기 절곡가동블록을 가이드하는 가이드블록을 지지하는 지지프레임; 및
    상기 지지프레임과 절곡가동블록 사이에 개재되는 복원스프링을 더 포함하며,
    상기 직진가동블록에는 가압경사면이 마련되고,
    상기 가압경사면에 대응되는 상기 절곡가동블록에는 가압대응면이 마련되며,
    상기 펀치부는,
    상기 절곡가동블록에 연결되는 펀치홀더; 및
    상기 펀치홀더에 연결되며, 상기 피가공물을 피어싱 가공하는 피어싱펀치를 포함하며,
    상기 지지프레임에는 적어도 한쌍의 피어싱펀치가 양방향에서 진입되어 부분적으로 수용 시 간섭현상이 저지되는 내측가공홀이 마련되며,
    상기 직진가동블록에 대한 상기 절곡가동블록은 다이 평면 상에서 수직하게 가동되고,
    상기 지지프레임에는 상기 수직으로 가동력이 원활히 전달되는 가이드블록이 마련되며,
    상기 가압경사면과 상기 가압대응면은 45도 테이퍼지게 마련되는 것을 특징으로 하는 자동차의 로어 암용 더블캠 프레스금형.
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