KR102204663B1 - 롤링타입 밴딩 프레스장치 - Google Patents

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KR102204663B1
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이춘우
이현제
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Abstract

본 발명은 롤링타입 밴딩 프레스장치에 관련되며, 이는 프레스 성형시 하중이 집중되는 절곡부분의 밴딩 구조를 개선하여, 마찰저항 감소로 저출력 구동부에 의한 프레스성형이 가능함과 더불어 피가공물 절곡부분의 스크래치 및 변형이 방지되고, 특히, 피가공물 초기 로딩위치가 프레스과정 중에 정확하게 위치 고정되어 성형 정밀도 및 품질 향상을 도모하기 위해 하부금형(10), 상부금형(20), 음각성형부(100), 양각성형부(200)를 포함하여 주요구성으로 한다.

Description

롤링타입 밴딩 프레스장치 {Rolling type bending press device}
본 발명은 롤링타입 밴딩 프레스장치에 관련되며, 보다 상세하게는 프레스 성형시 하중이 집중되는 절곡부분의 밴딩 구조를 개선하여, 마찰저항 감소로 저출력 구동부에 의한 프레스성형이 가능함과 더불어 피가공물 절곡부분의 스크래치 및 변형이 방지되고, 특히, 피가공물 초기 로딩위치가 프레스과정 중에 정확하게 위치 고정되어 성형 정밀도 및 품질 향상을 도모하는 롤링타입 밴딩 프레스장치에 관한 것이다.
일반적으로, 프레스는 금속의 소성(塑性), 전연성(展軟惺)을 이용하여 순간적인 힘으로 압착하는 원리로서 단조를 기계화한 형식으로 다양한 산업분야에 널리 이용되고 있다.
특히, 평판형태의 소재를 소정의 형상으로 성형하는 프레스 공정은 상부금형과 하부금형으로 이루어진 프레스 금형에 평판형태의 소재를 투입하고, 상부금형의 내부에 설치된 펀치가 소재를 가압하여 성형하고 있지만, 펀치 및 그와 대응하는 하부금형과 마찰되는 부분에 스크래치 발생이 심각하여 표면 마감처리를 위한 후공정을 추가로 거쳐야 하는 실정이다.
이에 종래에 개시된 특허등록 10-1845727호에서, 사각판재로 이루어져, 하부면에 다수의 부품이 설치되고, 상하로 승강되는 롤러가동측 설치판과; 상기 롤러가동측 설치판의 하측에 설치되며, 사각형 판재로 이루어져 다수의 부품 하단을 지지하는 고정측 설치판과; 상기 고정측 설치판의 상부면 중앙에 설치되며, 상부가 원통 형상으로 이루어져, 전후로 길게 형성되고, 상부면에 가공전 소재가 안착되는 성형거치부재와; 상기 성형거치부재의 상부 양측에 각각 회전 가능하게 설치되며, 원통 형상으로 이루어져, 상기 성형거치부재에 안착된 가공전 소재의 상부면을 가압하여 가공후 소재 형상으로 밴딩 성형하는 성형롤러와; 상기 성형롤러의 양단에 각각 고정 설치되며, 상기 성형롤러를 회전 가능하게 지지하고, 상기 성형롤러를 상기 성형거치부재의 원호 형상과 대응되는 방향으로 이동시키는 밴딩성형수단을 포함하며; 상기 밴딩성형수단은, 상기 롤러가동측 설치판의 하부면 중앙 전, 후에 각각 설치되며, 사각형 판재로 이루어져 상기 성형롤러의 양단이 회전 가능하게 고정되는 롤러지지블럭과; 상기 롤러지지블럭의 상측에 고정 설치되며, 내부에 좌우로 관통되는 습동홀이 형성되고, 상기 롤러지지블럭의 상단이 상기 습동홀에 좌우로 습동 가능하게 설치되는 롤러습동레일과; 상기 롤러가동측 설치판의 하부면 양측에 고정 설치되며, 측면에 탄성체고정홈이 형성되는 탄성체지지블럭과; 상기 탄성체고정홈의 내부에 설치되며, 탄성체로 이루어져, 일단은 상기 탄성체지지블럭에 고정되고, 타단은 상기 롤러지지블럭(38)의 측면에 밀착되어 상기 롤러지지블럭을 상기 성형거치부재 측으로 탄성지지하는 탄성부재;를 포함하는 기술이 선 제시된 바 있다.
그러나, 상기 종래기술은 밴딩 가공시 소재의 겉면에 발생되는 스크래치 및 파손을 방지하려는 것이나, 구조가 복잡하여 금형 제작에 따른 비용 부담이 크고, 밴딩 가공을 위해 사각형 판재를 정위치로 로딩하는 세팅과정이 번거롭고 작업시간이 지연되어 생산성이 크게 저하되며, 특히, 사각형 판재가 절곡방향으로 정밀하게 가이드되지 못하여 밴딩 품질이 저하되는 폐단이 따랐다.
KR 10-1845727 B1 (2018.03.30.)
이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 프레스 성형시 하중이 집중되는 절곡부분의 밴딩 구조를 개선하여, 마찰저항 감소로 저출력 구동부에 의한 프레스성형이 가능함과 더불어 피가공물 절곡부분의 스크래치 및 변형이 방지되고, 특히, 피가공물 초기 로딩위치가 프레스과정 중에 정확하게 위치 고정되어 성형 정밀도 및 품질 향상을 도모하는 롤링타입 밴딩 프레스장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 피가공물(1)이 안착 로딩되고, 피가공물(1)과 대응하는 위치에 음각성형부(100)가 형성되는 하부금형(10); 상기 하부금형(10) 상에 형합되고, 음각성형부(100)와 맞물려 피가공물(1)을 절곡 성형하도록 돌출 형성되는 양각성형부(200)가 구비되는 상부금형(20);을 포함하고, 상기 음각성형부(100)는, 피가공물(1)과 대응하는 소정의 위치에 종방향으로 형성되는 밴딩홈(110)과, 밴딩홈(110)에 승강되도록 삽입되어 피가공물(110) 저면을 지지하는 슬라이드코어(120)와, 밴딩홈(110)에 삽입되어 슬라이드코어(120)를 상방향으로 돌출 이송하는 탄성체(130)와, 밴딩홈(110) 입구 가장자리부에 설치되어 피가공물(110) 절곡부분 저면과 롤링 운동되는 성형롤러부(140)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 피가공물(1)은, 센터판부(1a)와, 센터판부(1a) 가장자리부에 돌출되는 복수의 사이드판부(1b)로 형성되고, 상기 하부금형(10)은 센터판부(1a)와 대응하는 위치에 슬라이드코어(120)가 배치되며, 센터판부(1a)와 사이드판부(1b)가 연결되는 경계부와 대응하는 위치에 성형롤러부(140)가 배치되고, 상기 상부금형(20)의 형합작동에 의해 양각성형부(200)가 피가공물(1)의 센터판부(1a) 상면을 가압한 상태로 하강하면, 사이드판부(1b) 저면이 성형롤러부(140)와 롤링 운동되면서 밴딩되어 센터판부(1a)와 소정의 각도로 절곡 성형되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 성형롤러부(140)는 하부금형(10) 상에서 회전축(142)을 중심으로 회전운동되고, 회전축(140) 일단에 피니언기어(144)가 설치되며, 피니언기어(144)는 아이들기어(145)에 의해 래크기어(146)와 치합되고, 래크기어(146)는 슬라이드코어(120)에 연결되며, 상기 상부금형(20)의 형합작동에 의해 슬라이드코어(120)가 하향 이동되면, 래크기어(146)와 피니언기어(144)에 의해 슬라이드코어(120) 직선 운동이 회전축(142) 회전운동으로 전환되어 성형롤러부(140)가 강제 회전운동되면서 피가공물(1)의 사이드판부(1b)를 밴딩홈(110) 내측으로 강제 이송하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 성형롤러부(140)는 회전축(142)의 중심과 불일치되도록 편심위치에 설치되고, 상기 성형롤러부(140)의 외주면과 회전축(142) 간 거리가 가장 가까운 시작점 회전각도(140a) 지점에서 피가공물(1)의 사이드판부(1b) 밴딩이 시작되고, 상기 성형롤러부(140)의 외주면과 회전축(142) 간 거리가 가장 먼 끝점 회전각도(140b) 지점에서 피가공물(1)의 사이드판부(1b) 밴딩이 완료되도록 구비되며, 상기 성형롤러부(140)의 편심회전으로 인해 피가공물(1)의 사이드판부(1b)가 밴딩되는 중에 성형롤러부(140)에 의한 가압력이 단계적으로 증가되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 프레스 성형시 하중이 집중되는 절곡부분의 밴딩 구조를 개선하여, 마찰저항 감소로 저출력 구동부에 의한 프레스성형이 가능함과 더불어 피가공물 절곡부분의 스크래치 및 변형이 방지되고, 특히, 피가공물 초기 로딩위치가 프레스과정 중에 정확하게 위치 고정되어 성형 정밀도 및 품질 향상을 도모하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 롤링타입 밴딩 프레스장치를 전체적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 롤링타입 밴딩 프레스장치의 하부금형을 나타내는 평면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 롤링타입 밴딩 프레스장치의 작동상태를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 롤링타입 밴딩 프레스장치의 성형롤러부 회전구조를 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 롤링타입 밴딩 프레스장치의 성형롤러부 편심회전구조를 나타내는 구성도.
도 6은 본 발명의 롤링타입 밴딩 프레스장치로 성형된 제품과 종래의 프레스가공으로 성형된 제품을 비교한 사진.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자들에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 롤링타입 밴딩 프레스장치를 전체적으로 나타내는 구성도이다.
본 발명은 롤링타입 밴딩 프레스장치에 관련되며, 이는 프레스 성형시 하중이 집중되는 절곡부분의 밴딩 구조를 개선하여, 마찰저항 감소로 저출력 구동부에 의한 프레스성형이 가능함과 더불어 피가공물 절곡부분의 스크래치 및 변형이 방지되고, 특히, 피가공물 초기 로딩위치가 프레스과정 중에 정확하게 위치 고정되어 성형 정밀도 및 품질 향상을 도모하기 위해 하부금형(10), 상부금형(20), 음각성형부(100), 양각성형부(200)를 포함하여 주요구성으로 한다.
본 발명에 따른 하부금형(10)은 피가공물(1)이 안착 로딩되고, 피가공물(1)과 대응하는 위치에 음각성형부(100)가 형성된다. 하부금형(10)은 받침대에 지지된 상태로 상면에 피가공물(1)이 로딩되는 음각성형부(100)가 형성되고, 이때 음각성형부(100)는 피가공물(1)의 외형과 동일한 형상으로 형성되어, 피가공물(1)이 음각성형부(100)에 안착되어 정위치에 위치 고정된다.
또한, 본 발명에 따른 상부금형(20)은 상기 하부금형(10) 상에 형합되고, 음각성형부(100)와 맞물려 피가공물(1)을 절곡 성형하도록 돌출 형성되는 양각성형부(200)가 구비된다. 상부금형(20)은 하부금형(10) 상부에 대향하도록 설치되어, 실린더를 포함하는 구동부에 의해 승강 작동되도록 설치된다.
그리고, 상기 양각성형부(200)는 하부금형(10)의 음각성형부(100)와 형합되어 피가공물(1)을 절곡 프레스 가공하는바, 여기서 상기 양각성형부(200)는 피가공물(1)의 센터판부(1a)와 대응하는 형상으로 형성되어, 센터판부(1a) 영역을 국부적으로 가압하도록 구비된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 롤링타입 밴딩 프레스장치의 하부금형을 나타내는 평면도로서, 상기 음각성형부(100)는, 피가공물(1)과 대응하는 소정의 위치에 종방향으로 형성되는 밴딩홈(110)과, 밴딩홈(110)에 승강되도록 삽입되어 피가공물(110) 저면을 지지하는 슬라이드코어(120)와, 밴딩홈(110)에 삽입되어 슬라이드코어(120)를 상방향으로 돌출 이송하는 탄성체(130)와, 밴딩홈(110) 입구 가장자리부에 설치되어 피가공물(110) 절곡부분 저면과 롤링 운동되는 성형롤러부(140)를 포함한다.
이때, 상기 성형롤러부(140)는 회전축(142)에 지지되어 하부금형(10) 상에서 회전가능하게 설치된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 롤링타입 밴딩 프레스장치의 작동상태를 나타내는 구성도로서, 상기 피가공물(1)은, 센터판부(1a)와, 센터판부(1a) 가장자리부에 돌출되는 복수의 사이드판부(1b)로 형성되고, 상기 하부금형(10)은 센터판부(1a)와 대응하는 위치에 슬라이드코어(120)가 배치되며, 센터판부(1a)와 사이드판부(1b)가 연결되는 경계부와 대응하는 위치에 성형롤러부(140)가 배치되고, 상기 상부금형(20)의 형합작동에 의해 양각성형부(200)가 피가공물(1)의 센터판부(1a) 상면을 가압한 상태로 하강하면, 사이드판부(1b) 저면이 성형롤러부(140)와 롤링 운동되면서 밴딩되어 센터판부(1a)와 소정의 각도로 절곡 성형되도록 구비된다.
이처럼 상기 상부금형(20)의 하향 작동력에 의해 양각성형부(200)가 하부금형(10)의 밴딩홈(110)에 형합된 상태로 피가공물(1)을 상부에서 하방향으로 가압하면, 피가공물(1)의 센터판부(1a) 영역은 하향 이동되고, 사이드판부(1b) 영역은 복수의 성형롤러부(140)에 의해 지지된 상태로 롤링방식으로 밴딩 절곡되며, 이때 프레스 성형하중이 집중되는 사이드판부(1b) 저면이 성형롤러부(140)의 회전운동에 의해 마찰저항 감소로 저출력 구동부에 의한 프레스성형이 가능함과 더불어 피가공물 절곡부분의 스크래치 및 변형이 방지되는 이점이 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 롤링타입 밴딩 프레스장치의 성형롤러부 회전구조를 나타내는 구성도로서, 상기 성형롤러부(140)는 하부금형(10) 상에서 회전축(142)을 중심으로 회전운동되고, 회전축(140) 일단에 피니언기어(144)가 설치되며, 피니언기어(144)는 아이들기어(145)에 의해 래크기어(146)와 치합되고, 래크기어(146)는 슬라이드코어(120)에 연결된다.
그리고, 상기 상부금형(20)의 형합작동에 의해 슬라이드코어(120)가 하향 이동되면, 래크기어(146)와 피니언기어(144)에 의해 슬라이드코어(120) 직선 운동이 회전축(142) 회전운동으로 전환되어 성형롤러부(140)가 강제 회전운동되면서 피가공물(1)의 사이드판부(1b)를 밴딩홈(110) 내측으로 강제 이송하도록 구비된다.
이처럼 상기 사이드판부(1b)가 밴딩홈(110) 내부로 밀려들어가면서 위치 이동되는 거리만큼 성형롤러부(140)가 강제 회전됨에 따라 성형롤러부(140)와 사이드판부(1b) 이면 간에 마찰저항이 감소되어 스크래치 발생 등의 가공품질저하 현상이 방지된다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 롤링타입 밴딩 프레스장치의 성형롤러부 편심회전구조를 나타내는 구성도로서, 상기 성형롤러부(140)는 회전축(142)의 중심과 불일치되도록 편심위치에 설치된다.
그리고, 상기 성형롤러부(140)의 외주면과 회전축(142) 간 거리가 가장 가까운 시작점 회전각도(140a) 지점에서 피가공물(1)의 사이드판부(1b) 밴딩이 시작되고, 상기 성형롤러부(140)의 외주면과 회전축(142) 간 거리가 가장 먼 끝점 회전각도(140b) 지점에서 피가공물(1)의 사이드판부(1b) 밴딩이 완료되도록 구비된다.
이에 상기 성형롤러부(140)의 편심회전으로 인해 피가공물(1)의 사이드판부(1b)가 밴딩되는 중에 성형롤러부(140)에 의한 가압력이 단계적으로 증가되도록 구비됨에 따라 피가공물(1)이 프레스가공 초기 단계에 피가공물(1) 측으로 가해지는 절곡하중이 경감되고, 이후 피가공물(1)의 사이드판부(1b)가 소정의 각도로 절곡되어 자리를 잡은 후에 성형롤러부(140)의 편심회전에 의해 끝점 회전각도(140b) 지점이 피가공물(1)의 사이드판부(1b)를 비교적 강하게 가압하도록 구비되므로, 피가공물 초기 로딩위치가 프레스과정 중에 정확하게 위치 고정되어 성형 정밀도 및 품질이 향상된다.
또, 상기 피가공물(1)의 사이드판부(1b)가 소정의 각도로 절곡되어 자리를 잡은 후에 성형롤러부(140)의 편심구조로 인해 성형롤러부(140) 외주면과 양각성형부(200) 간에 간격이 확장된 상태로 유지됨에 따라 피가공물(1)이 밴딩홈(110) 내부로 밀려들어가는 중에 마찰저항이 감소되는 이점이 있다.
도 6은 본 발명의 롤링타입 밴딩 프레스장치로 성형된 제품과 종래의 프레스가공으로 성형된 제품을 비교한 사진이다.
도 6 (a)는 종래의 프레스가공에 의해 성형되는 제품을 나타내는 사진으로서, 피가공물(1) 절곡부분으로 하중이 집중되어 표면에 스크래치가 발생된 상태를 도시하고, 반면, 도 6 (b)는 본원의 롤링타입 밴딩 프레스장치를 이용하여 밴딩 프레스 가공된 제품 사진으로서, 성형롤러부(140)에 의해 하중이 분산되어 피가공물(1) 절곡부분 표면이 매끈하게 성형되어 종래 제품 대비 품질이 월등이 개선됨을 알 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정하여 질 것이 아니라 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.
10: 하부금형 20: 상부금형
100: 음각성형부 200: 양각성형부

Claims (4)

  1. 피가공물(1)이 안착 로딩되고, 피가공물(1)과 대응하는 위치에 음각성형부(100)가 형성되는 하부금형(10);
    상기 하부금형(10) 상에 형합되고, 음각성형부(100)와 맞물려 피가공물(1)을 절곡 성형하도록 돌출 형성되는 양각성형부(200)가 구비되는 상부금형(20);을 포함하고,
    상기 음각성형부(100)는, 피가공물(1)과 대응하는 소정의 위치에 종방향으로 형성되는 밴딩홈(110)과, 밴딩홈(110)에 승강되도록 삽입되어 피가공물(110) 저면을 지지하는 슬라이드코어(120)와, 밴딩홈(110)에 삽입되어 슬라이드코어(120)를 상방향으로 돌출 이송하는 탄성체(130)와, 밴딩홈(110) 입구 가장자리부에 설치되어 피가공물(110) 절곡부분 저면과 롤링 운동되는 성형롤러부(140)를 포함하며,
    상기 피가공물(1)은, 센터판부(1a)와, 센터판부(1a) 가장자리부에 돌출되는 복수의 사이드판부(1b)로 형성되고, 상기 하부금형(10)은 센터판부(1a)와 대응하는 위치에 슬라이드코어(120)가 배치되며, 센터판부(1a)와 사이드판부(1b)가 연결되는 경계부와 대응하는 위치에 성형롤러부(140)가 배치되고, 상기 상부금형(20)의 형합작동에 의해 양각성형부(200)가 피가공물(1)의 센터판부(1a) 상면을 가압한 상태로 하강하면, 사이드판부(1b) 저면이 성형롤러부(140)와 롤링 운동되면서 밴딩되어 센터판부(1a)와 소정의 각도로 절곡 성형되도록 구비되고,
    상기 성형롤러부(140)는 하부금형(10) 상에서 회전축(142)을 중심으로 회전운동하되, 상기 회전축(142)의 중심과 불일치되도록 편심위치에 설치되고, 상기 성형롤러부(140)의 외주면과 회전축(142) 간 거리가 가장 가까운 시작점 회전각도(140a) 지점에서 피가공물(1)의 사이드판부(1b) 밴딩이 시작되고, 상기 성형롤러부(140)의 외주면과 회전축(142) 간 거리가 가장 먼 끝점 회전각도(140b) 지점에서 피가공물(1)의 사이드판부(1b) 밴딩이 완료되도록 구비되며, 상기 성형롤러부(140)의 편심회전으로 인해 피가공물(1)의 사이드판부(1b)가 밴딩되는 중에 성형롤러부(140)에 의한 가압력이 단계적으로 증가되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 롤링타입 밴딩 프레스장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 회전축(142) 일단에 피니언기어(144)가 설치되며, 피니언기어(144)는 아이들기어(145)에 의해 래크기어(146)와 치합되고, 래크기어(146)는 슬라이드코어(120)에 연결되며, 상기 상부금형(20)의 형합작동에 의해 슬라이드코어(120)가 하향 이동되면, 래크기어(146)와 피니언기어(144)에 의해 슬라이드코어(120) 직선 운동이 회전축(142) 회전운동으로 전환되어 성형롤러부(140)가 강제 회전운동되면서 피가공물(1)의 사이드판부(1b)를 밴딩홈(110) 내측으로 강제 이송하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 롤링타입 밴딩 프레스장치.
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