KR102270264B1 - 프로그레시브 금형을 이용한 부싱베인 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프로그레시브 금형을 이용한 부싱베인 제조방법을 개시한다. 구체적으로 측벽과 바닥홀이 형성된 바닥으로 이루어지는 원형용기 형상의 본체부와, 상기 본체부의 바닥 중앙에 상향 돌출되어 바닥과 단이 지고 중앙에 관통된 홀부가 형성되어 링(ring) 또는 도넛(donut) 형상으로 이루어지는 지지돌부와, 상기 지지돌부의 일측에 상기 지지돌부를 가로질러 상기 바닥과 홀부를 연결하는 통로 형상의 채널부 및 상기 측벽의 상단 일측에 일부가 절개된 요홈부를 포함하는 부싱베인을 프로그레시브 금형을 이용하여 제조하는 방법에 있어서, 블랭크의 하부면에 원의 궤적을 따라 오목하게 형성된 구속비드홈을 연속적으로 형성시키는 비딩단계; 상단에 걸림턱이 형성된 제1다이에 상기 블랭크의 구속비드홈이 삽입되어 걸린 상태에서 제1펀치로 드로잉하여 용기형상의 예비본체부를 성형하고 상기 블랭크의 상부면에 걸림홈을 형성시키는 제1드로잉단계; 제1홀펀치로 상기 예비본체부의 중앙에 상기 홀부의 내경보다 작은 내경을 가지는 예비홀부를 피어싱하는 제1피어싱단계; 상기 예비본체부의 바닥을 펀칭하여 중앙에 상기 지지돌부를 성형하고 상기 지지돌부의 일측을 가로질러 예비채널부를 성형하되, 상기 예비채널부는 상기 예비홀부를 향해 상향 경사진 형상이 되도록 성형하는 제1포밍단계; 상기 예비채널부를 재펀칭하여 상기 바닥과 동일한 평면을 가지는 상기 채널부를 성형하되, 상기 예비채널부가 소성변형되면서 상기 예비홀부로 유동하게 하는 제2포밍단계; 상기 예비본체부를 한 번 이상 드로잉하여 깊이와 내경을 증가시킴으로서 상기 본체부를 성형하는 제2드로잉단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

프로그레시브 금형을 이용한 부싱베인 제조방법{Manufacturing method of bushing vane using progressive mold}
본 발명은 부싱베인 제조방법에 관한 것으로서, 상세하게는 프로그레시브 금형을 이용한 부싱베인 제조방법을 제공하는 것이다.
부싱베인은 엔진의 흡배기 팬의 샤프트를 지지하는 캡 형상의 부품이다.
도 1은 부싱베인의 형상을 나타내는 사시도이다.
종래에는 블랭크를 드로잉 가공이 아니라 여러 번의 압착을 통해 두께를 줄이는 단조(forging) 방식으로 제조하였다.
상기 부싱베인은 측벽과 바닥으로 이루어지는 원형용기 형상의 본체부와, 상기 본체부의 바닥 중앙에 상향 돌출되어 바닥과 단이 지고 링(ring) 또는 도넛(donut) 형상으로 이루어지는 지지돌부와, 상기 지지돌부의 중앙에 형성되는 홀부와, 상기 지지돌부의 일측에 상기 지지돌부를 가로질러 상기 바닥과 홀부를 연결하는 통로 형상의 채널부 및 상기 측벽의 상단 일측에 일부가 절개된 요홈부로 구성된다. 그리고 상기 바닥에 바닥홀이 형성된다.
이러한 형상을 가지는 부싱베인을 종래에는 단조(forging)방식으로 제조하였다. 왜냐하면, 단순히 두께가 일정한 용기가 아니라 바닥에 두께가 상이한 지지돌부가 형성되고, 지지돌부를 가로질러 바닥과 동일한 두께를 가지는 채널부가 형성된 복잡한 구조를 가지기 때문에 드로잉 가공으로 한번에 성형할 수 없었다.
그래서, 평판인 블랭크를 여러 번의 반복적인 단조가공을 거쳐 점차적으로 부싱베인 형상으로 완성해가고, 더불어 지지돌부와 채널부도 동일하게 반복적으로 스트라이킹하는 방식으로 성형하였다.
이러다 보니 하나를 생산하는데 엄청난 시간과 비용이 소모되었다. 그래서 생산성이 매우 낮아 대량생산이 불가능했다.
특히, 지지돌부와 채널부를 성형할 때 펀칭시 소성변형이 일어난 소재가 채널부의 양측으로 유동되므로 유동되는 소재가 바닥으로 유입되어 바닥의 표면이 매우 불규칙하거나 불균일하게 되어 불량이 수시로 발생하였다.
대한민국 등록특허 10-1128314(2012.3.13.)"금속판의 프레스 성형방법 및 그것에 의해 제조된 차량용 골격부품" 대한민국 등록특허 10-0473635(2005.2.17.)"바닥과 플랜지의 두께가 서로 다른 용기의 제조방법" 대한민국 공개특허 10-2013-0128104(2013.11.26.)"스터드 용접식 앙카조립체의 원통형 소켓 제조방법" 대한민국 등록특허 10-1528122(2015.6.4.)"딥드로잉에 의한 원통형 압력용기 제조장치" 대한민국 등록특허 10-1852742(2018.4.20.)"쇼바씰의 플랜지 두께 보정방법 및 그 장치"
이에 본 발명자는 상기한 종래의 문제점을 해결하고자 개발한 것으로서, 본 발명의 목적은 프로그레시브 금형을 사용하여 연속적인 프레스 가공을 통해 부싱베인을 제조할 때, 블랭크에 구속비드홈과 걸림홈을 형성하여 펀칭의 부하를 낮출 수 있는 부싱베인 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 지지돌부에 통로 형상의 채널부를 성형하기 위해 상향 경사진 예비채널부를 먼저 포밍한 후 다시 가압하여 불량이 없는 채널부를 성형할 수 있는 부싱베인 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 트리밍을 용이하게 수행하도록 트리밍라인이 형성하는 부싱베인 제조방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프로그레시브 금형을 이용한 부싱베인 제조방법은, 측벽과 바닥홀이 형성된 바닥으로 이루어지는 원형용기 형상의 본체부와, 상기 본체부의 바닥 중앙에 상향 돌출되어 바닥과 단이 지고 중앙에 관통된 홀부가 형성되어 링(ring) 또는 도넛(donut) 형상으로 이루어지는 지지돌부와, 상기 지지돌부의 일측에 상기 지지돌부를 가로질러 상기 바닥과 홀부를 연결하는 통로 형상의 채널부 및 상기 측벽의 상단 일측에 일부가 절개된 요홈부를 포함하는 부싱베인을 프로그레시브 금형을 이용하여 제조하는 방법에 있어서, 블랭크의 하부면에 원의 궤적을 따라 오목하게 형성된 구속비드홈을 연속적으로 형성시키는 비딩단계; 상단에 걸림턱이 형성된 제1다이에 상기 블랭크의 구속비드홈이 삽입되어 걸린 상태에서 제1펀치로 드로잉하여 용기형상의 예비본체부를 성형하고 상기 블랭크의 상부면에 걸림홈을 형성시키는 제1드로잉단계; 제1홀펀치로 상기 예비본체부의 중앙에 상기 홀부의 내경보다 작은 내경을 가지는 예비홀부를 피어싱하는 제1피어싱단계; 상기 예비본체부의 바닥을 펀칭하여 중앙에 상기 지지돌부를 성형하고 상기 지지돌부의 일측을 가로질러 예비채널부를 성형하되, 상기 예비채널부는 상기 예비홀부를 향해 상향 경사진 형상이 되도록 성형하는 제1포밍단계; 상기 예비채널부를 재펀칭하여 상기 바닥과 동일한 평면을 가지는 상기 채널부를 성형하되, 상기 예비채널부가 소성변형되면서 상기 예비홀부로 유동하게 하는 제2포밍단계; 상기 예비본체부를 한 번 이상 드로잉하여 깊이와 내경을 증가시킴으로서 상기 본체부를 성형하는 제2드로잉단계;를 포함하여 이루어질 수 있다.
이때, 상기 제2드로잉단계에서, 상기 본체부의 상단 테두리 두께를 감소시켜 트리밍라인을 형성시킬 수 있다.
그리고 상기 제2드로잉단계 다음에, 제2홀펀치로 상기 본체부의 중앙에 상기 홀부를 피어싱하면서 상기 예비홀부로 유동된 버도 함께 절단하는 제2피어싱단계;가 수행되고, 상기 제2피어싱단계 다음에는, 제3홀펀치로 상기 본체부의 바닥 일측에 바닥홀을 피어싱하는 제3피어싱단계;가 수행되며, 상기 제3피어싱단계 다음에는, 상기 본체부에 상기 요홈부를 노칭하는 노칭단계;가 수행되고, 상기 노칭단계 다음에 상기 트리밍라인을 따라 펀칭하여 상기 본체부를 분리하는 트리밍단계;가 수행될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 의하면, 아래와 같은 효과가 있다.
첫째, 블랭크에 구속비드홈과 걸림홈을 형성시켜 블랭크의 가장자리가 걸린 상태로 펀칭을 수행하므로 별도의 펀치홀더도 필요없이 드로잉작업이 매우 용이하다. 즉, 펀치와 다이에 큰 부하가 걸리지 않는다.
둘째, 내측을 향해 상향 경사진 예비채널부를 먼저 성형한 후 채널부를 성형하므로 가압된 소재가 중앙의 예비홀부로 모두 유동되기 때문에 채널부와 바닥의 표면이 균일하고 깨끗한 성형면을 만들 수 있다. 즉, 불량이 거의 없다.
셋재, 트리밍라인을 형성시켜 트리밍 가공이 용이하다.
도 1은 부싱베인의 형상을 나타내는 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 부싱베인 제조방법을 나타내는 순서도
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 비딩단계를 나타내는 상태도
도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 제1드로잉단계를 나타내는 상태도
도 5는 도 2에 도시된 본 발명의 제1피어싱단계를 나타내는 상태도
도 6은 도 2에 도시된 본 발명의 제1포밍단계를 나타내는 상태도
도 7은 도 2에 도시된 본 발명의 제2포밍단계를 나타내는 상태도
도 8은 도 2에 도시된 본 발명의 제2드로잉단계를 나타내는 상태도
도 9는 도 2에 도시된 본 발명의 제2피어싱단계를 나타내는 상태도
도 10은 도 2에 도시된 본 발명의 제3피어싱단계를 나타내는 상태도
도 11은 도 2에 도시된 본 발명의 노칭단계를 나타내는 상태도
도 12는 도 2에 도시된 본 발명의 트리밍단계를 나타내는 상태도
이하, 본 발명에 따른 일 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
참고로, 도면을 참조한 설명은 본 발명을 더 쉽게 이해하기 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단될 경우, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 부싱베인 제조방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명은 프로그레시브 금형을 이용하여 일정한 두께를 가지는 스트립 형상의 평판을 간헐적으로 이송하면서 한 단계씩 가공을 수행하여 부싱베인(10)을 대량으로 제조방법에 관한 것으로서, 크게 비딩단계(S100), 제1드로잉단계(S200), 제1피어싱단계(S300), 제1포밍단계(S400), 제2포밍단계(S500), 제2드로잉단계(S600), 제2피어싱단계(S700), 제3피어싱단계(S800), 노칭단계(S900), 트리밍단계(S1000)로 구성될 수 있다.
프로그레시브 금형은 각 단계를 진행하기 위해 하나의 프레스에서 각각의 개별금형이나 각각의 개별금형을 하나로 연결하여 한 번의 프레스 작업으로 각각의 개별금형 내에서 각 공정이 이루어진다.
먼저, 제1단계는 블랭크(blank)의 하부면에 구속비드홈(hd)을 형성시키는 비딩단계(S100)이다. 도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 비딩단계를 나타내는 상태도이다.
상기 구속비드홈(hd)은 블랭크(B)의 하부면에 원의 궤적을 따라 연속적으로 형성되는데, 단면이 도시된 바와 같이 대략 부채꼴일 수 있다.
다시 말해서, 블랭크(B)의 두께 방향으로 수직인 수직면과 상기 수직면에서 내측으로 원호형상으로 이루어지는 원호면으로 구성된 단면으로 이루어질 수 있다.
상기 구속비드홈(hd)을 형성하기 위해 펀치(110)와 다이(120)가 사용될 수 있다.
이때, 상기 다이(120)의 상부면에는 상기 구속비드홈(hd)에 대응되는 단면을 가지는 비드돌기(121)가 원형으로 돌출, 구비된다.
따라서, 블랭크(B)의 하측에 상기 다이(120)가 고정되고, 블랭크(B)의 상측에 상기 펀치(110)가 하강하면서 프레싱하면 상기 비드돌기(121)에 의해 상기 구속비드홈(hd)이 성형된다.
제2단계는 상기 비딩단계(S100)를 거친 블랭크(B)를 드로잉 가공하여 예비본체부(11') 형상으로 성형하는 제1드로잉단계(S200)이다. 도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 제1드로잉단계를 나타내는 상태도이다.
이를 위해, 도시된 바와 같이 상기 제1펀치(210)와 제1다이(220) 및 제1패드(230)를 사용할 수 있다.
상기 제1다이(220)는 블랭크(B)의 하부면을 성형하기 위한 것으로 상부 내부면이 곡면형상으로 이루어지고 상단 테두리에 상기 구속비드홈(hd)에 맞춤 삽입되는 걸림턱(221)이 형성된다.
그리고 상기 제1펀치(210)는 블랭크(B)의 상부면을 성형하기 위한 것으로 하부면은 평평하나 테두리는 둥글게 라운딩된 형상으로 이루어진다. 또 상기 제1펀치(210)의 외측 테두리는 직각으로 이루어져 블랭크(B)의 상단 테두리에 걸림홈(hu)을 형성한다.
또한, 상기 제1다이(220)의 중앙에는 제1패드(230)가 탄성지지되면서 설치된다.
따라서, 상기 제1펀치(210)가 펀칭하면 상기 걸림턱(221)에 상기 구속비드홈(hd)이 걸리고 상기 제1펀치(210)의 하단 테두리에 상기 걸림홈(hu)이 걸린 상태로 블랭크(B)가 인장되므로 큰 부하나 슬립없이 블랭크는 간단하게 예비본체부(11')로 드로잉 가공될 수 있다. 그래서 종전과 같이 블랭크(B)의 테두리를 고정하는 펀치홀더가 필요없다.
이때, 상기 측벽(11a)은 인장되면서 두께가 얇아지는 반면 상기 바닥(11b)은 두께변화가 거의 없다. 그리고 측벽(11a)과 바닥이 만나는 지점은 상대적으로 큰 곡률반경을 가지도록 둥글게 성형된다.
드로잉이 끝나면 상기 제1패드(230)의 상승으로 블랭크(B)는 쉽게 상기 제1다이(220)로부터 분리될 수 있다.
다음으로 제3단계는 후술하는 상기 지지돌부(12) 및 채널부(14) 성형시 발생하는 버(16)를 수용할 수 있는 예비홀부(13')을 피어싱하는 제1피어싱단계(S300)이다. 도 5는 도 2에 도시된 본 발명의 제1피어싱단계를 나타내는 상태도이다.
이를 위해, 도시된 바와 같이 상기 제2펀치(310)와 제2다이(320), 제2패드(330) 및 제1홀펀치(340)를 사용할 수 있다.
이때, 상기 제2펀치(310)와 제2다이(320) 및 제2패드(330)는 상기 제1펀치, 제1다이 및 제1패드와 동일한 구조와 형상을 가지면서 상기 예비본체부(11')를 고정한다.
그리고 상기 제1홀펀치(340)는 상기 제2펀치(310)를 상하로 관통하여 구비되어 상기 바닥(11b)의 중앙을 펀칭함으로써 피어싱 가공한다.
제4단계는 상기 지지돌부(12)를 성형하여 상기 바닥(11b)의 두께가 이중으로 형성되게 하고 동시에 상기 채널부(14)를 용이하게 성형하기 위한 예비채널부(14')를 미리 성형하는 제1포밍단계(S400)이다. 도 6은 도 2에 도시된 본 발명의 제1포밍단계를 나타내는 상태도이다.
이를 위해, 도시된 바와 같이 제3펀치(410), 제3다이(420), 제3패드(430)를 사용할 수 있다.
상기 제3펀치(410)는 상기 제1펀치(210)보다 길게 형성되고, 하부면 중앙에 원형으로 오목한 함몰부(411)가 형성된다.
그리고 상기 제3펀치(410)의 하단 가장자리에는 상기 바닥(11b)을 가압 성형하는 단턱부(412)가 형성된다.
이때, 상기 단턱부(412)에서 함몰부(411)의 바닥까지 깊이가 상기 지지돌부(12)의 높이에 해당하게 된다.
또 상기 함몰부(411)의 내부 가장자리 일측에 경사블럭(413)이 돌출 형성된다. 상기 경사블럭(413)은 상기 함몰부(411)의 가장자리로부터 중심을 향해 상향 경사지게 형성된다.
또한, 상기 제3다이(420)는 상기 측벽(11a)을 지지하도록 구비되고, 상기 예비본체부(11')는 상기 제3패드(430)에 의해서 지지된다.
따라서, 상기 제3펀치(410)가 상기 예비본체부(11')를 펀칭하는 순간, 상기 바닥(11b)의 중앙은 상기 함몰부(411) 내부에 수용되면서 링 또는 도넛형상의 지지돌부(12)를 형성하지만, 그 외의 바닥 부분은 상기 단턱부(412)에 의해 가압되므로 인장되면서 두께가 얇아진다. 그리고 상기 경사블럭(413)에 의해 상기 지지돌부(12)의 일측에 예비채널부(14')가 형성된다.
이와 같이 상기 채널부(14)를 성형하기 전에 상기 예비채널부(14')를 먼저 성형하는 이유는 이후 상기 채널부(14)를 성형하기 위해 펀칭할 때 가압되어 소성변형된 소재가 상기 예비홀부(13') 방향으로 이동하도록 유도하기 위함이다.
상기 예비채널부(14')는 도시된 바와 같이 상기 경사블럭(413)과 대응되는 형상으로 이루어진다. 즉, 상기 바닥(11b)으로부터 상기 예비홀부(13')을 향해 상향 경사지게 성형된다.
이러한 경우에도 상기 구속비드홈(hd)에 상기 걸림턱(421)이 걸린 상태로 포밍이 이루어지므로 상기 측벽(11a)은 인장되어 두께가 좀 더 얇아지면서 바닥이 더 낮아진다.
따라서, 상기 바닥(11b)과 지지돌부(12)의 두께가 서로 다른 이중 구조로 성형이 이루어진다.
참고로 상기 제1포밍단계(S400)는 두번에 나누어 수행될 수 있다. 즉, 상기 경사블럭(413)을 상대적으로 경사가 급한 제1경사블럭에 의해 제1예비채널부를 성형한 후, 상대적으로 경사가 완만한 제2경사블럭에 의해 제2예비채널부를 연속적으로 포밍함으로써 이후 제2포밍단계에서 균일한 표면을 가지는 상기 채널부(14)를 성형할 수 있다.
제5단계는 상기 예비채널부(14')를 상기 예비채널부(14')를 가압하여 상기 채널부(14)를 성형하는 제2포밍단계이다. 도 7은 도 2에 도시된 본 발명의 제2포밍단계를 나타내는 상태도이다.
이를 위해, 도시된 바와 같이 제4펀치(510), 제4다이(520), 제4패드(530)를 사용할 수 있다.
이때, 상기 제4펀치(510)의 하부면에도 상기 함몰부(511)가 형성되고, 하단 가장자리에 단턱부(512)가 형성되며, 상기 함몰부(511)의 내부 가장자리 일측에는 상기 예비채널부(14')를 가압하여 상기 채널부(14)를 성형할 수 있도록 상기 채널부(14)와 대응되는 형상을 가진 가압블럭(513)이 형성된다.
상기 가압블럭(513)은 상기 채널부(14)와 동일한 높이, 폭, 길이를 가지는 장방형일 수 있다.
이때, 상기 가압블럭(513)의 하부면과 상기 단턱부(412)의 하부면이 동일한 평면을 가지므로 상기 채널부(14)의 바닥면과 상기 예비본체부(11')의 바닥(11b)은 동일한 평면을 이룬다.
중요한 것은, 상기 가압블럭(513)이 상기 예비채널부(14')를 가압하면 상기 예비채널부(14')가 경사진 상태이므로 내측에 위치하는 높은 부분부터 상기 가압블럭(513)에 의해 가압되는데, 높은 부분의 소재가 소성변형되면서 상기 예비홀부(13') 방향으로 유동하게 된다.
따라서, 상기 가압블럭(513)이 완전히 하강했을 때 상기 예비채널부(14') 전체는 예비홀부(13') 측으로 밀려나는 반면 상기 바닥(11b) 측으로는 거의 유동하지 않기 때문에 최종적으로 성형된 상기 채널부(14)는 상기 바닥(11b)과의 경계부분에 주름이나 불균일한 면들이 전혀 발생하지 않고 매끈하게 성형되어 불량이 없어진다.
또한, 상기 제4다이(520)는 상기 측벽(11a)을 지지하도록 구비되고, 상기 예비본체부(11')는 상기 제4패드(530)에 의해서 지지된다.
참고로 소성변형되면서 상기 예비홀부로 밀려난 소재는 버(burr)가 되어 제거하기 매우 용이하게 된다.
제6단계는 본격적으로 상기 예비본체부(11')를 드로잉 가공하여 상기 본체부(11)를 성형하는 제2드로잉단계(S600)이다. 도 8은 도 2에 도시된 본 발명의 제2드로잉단계를 나타내는 상태도이다.
상기 제2드로잉단계(S600)는 상기 예비본체부(11')를 재드로잉하여 상기 본체부(11)를 성형하기 위한 것으로서, 도 8a 내지 도 8d에 도시된 바와 같은 네 번의 드로잉을 거쳐 가공이 수행될 수 있다.
먼저, 도 8a와 같은 단계를 수행하기 위해 제5펀치(611), 제5다이(612), 제5패드(613)를 사용할 수 있다.
상기 제5펀치(611)는 둥글게 라운딩된 형상을 이루나, 상기 제4펀치(510)의 하단 테두리보다 곡률반경이 작은 형상을 가진다. 즉, 좀 더 각이 진 형상을 가진다. 그리고 상기 제5펀치(611)는 상기 제4펀치(510)의 길이보다 좀더 길게 형성된다.
또 상기 제5다이(612)는 상기 측벽(11a)을 지지하도록 구비되고, 상기 예비본체부(11')는 상기 제5패드(613)에 의해서 지지된다.
따라서, 상기 제5펀치(611)의 펀칭으로 상기 예비본체부(11')의 측벽은 인장되면서 사기 예비본체부(11')의 깊이가 좀 더 길어질 수 있다. 동시에 상기 측벽(11a)은 더 얇아지고 상기 바닥(11b)과 측벽(11a)이 만나는 모서리의 곡률반경이 더 작아진다. 즉, 더 각이 진 형상으로 성형된다.
다음으로 도 8b와 같은 단계를 수행하기 위해 제6펀치(621), 제6다이(622), 제6패드(623)를 사용할 수 있다.
상기 제6펀치(621)는 둥글게 라운딩된 형상을 이루나, 상기 제5펀치(611)의 하단 테두리보다 곡률반경이 더 작은 형상을 가진다. 즉, 좀 더 각이 진 형상을 가진다. 그리고 상기 제6펀치(621)는 상기 제5펀치(611)의 길이보다 좀더 길게 형성된다.
또 상기 제6다이(622)는 상기 측벽(11a)을 지지하도록 구비되고, 상기 제6패드(623)에 의해서 상기 예비본체부(11')가 지지된다. 이때, 상기 제6다이(622)의 상단에는 상향 돌출되고 내측에 경사면(624a)이 형성된 제1트리밍돌기(624)가 형성된다.
따라서, 상기 제6펀치(621)의 펀칭으로 상기 예비본체부(11')의 측벽(11a)은 다시 인장되면서 상기 예비본체부(11')의 깊이가 더 연장된다. 동시에 상기 측벽(11a)은 더 얇아지고 상기 바닥(11b)과 측벽(11a)이 만나는 모서리의 곡률반경도 더 작아진다. 즉, 더 각이 진 형상으로 성형된다.
또한, 상기 제1트리밍돌기(624)에 의해 상기 예비본체부(11')의 상단 테두리의 두께는 더 얇아진다. 즉, 트리밍을 용이하게 하기 위해 두께를 줄이는 가공이 수행된다.
다음으로 도 8c와 같은 단계를 수행하기 위해 제7펀치(631), 제7다이(632), 제7패드(633)를 사용할 수 있다.
상기 제7펀치(631)의 하단 테두리는 상기 제6펀치(621)의 하단 테두리보다 곡률반경이 더 작게 형성된다.
그리고 상기 제7다이(632)는 상기 측벽(11a)을 지지하도록 구비되고, 상기 제7패드(633)에 의해서 상기 예비본체부(11')가 지지된다. 이때, 상기 제7다이(632)의 상단에는 상향 돌출되고 내측에는 상기 경사면이 없이 직각으로 형성된 제2트리밍돌기(634)가 형성된다.
따라서, 상기 제7펀치(631)의 펀칭으로 상기 측벽(11a)의 두께는 동일하나 상기 바닥(11b)과 측벽(11a)이 만나는 모서리의 곡률반경만 더 작아진다. 즉, 모서리의 각이 거의 90°인 형상으로 성형된다.
또한, 상기 제2트리밍돌기(634)에 의해 상기 예비본체부(11')의 상단 테두리의 두께는 더 얇아진다. 즉, 상기 제2트리밍돌기(634)에 의해 테두리에 트리밍을 위한 홈이 연속적으로 형성될 수 있다.
다음으로 도 8d와 같은 단계를 수행하기 위해 제8펀치(641), 제8다이(642), 제8패드(643)를 사용할 수 있다.
상기 제8펀치(641)와 제8패드(643)는 상기 제7펀치(631)와 동일한 형상이다.
그리고 상기 제8다이(642)는 상기 측벽을 지지하도록 구비되되 상단에는 상향 돌출된 제3트리밍첨부(644)가 형성된다.
따라서, 상기 제8펀치(641)가 펀칭하면, 상기 제3트리밍첨부(644)가 상기 예비본체부(11')의 상단 테두리를 가압함으로써 트리밍을 위한 최소의 두께를 가지는 트리밍라인(L)이 형성된다.
제7단계는 상기 예비홀부(13')에 연장된 버(16)를 제거하면서 상기 홀부(13)를 피어싱하는 제2피어싱단계(S700)이다. 도 9는 도 2에 도시된 본 발명의 제2피어싱단계를 나타내는 상태도이다.
이를 위해, 도시된 바와 같이 상기 제9펀치(710)와 제9다이(720), 제9패드(730) 및 제2홀펀치(740)를 사용할 수 있다.
이때, 상기 제9펀치(710)와 제9다이(720) 및 제9패드(730)는 상기 제8펀치, 제8다이 및 제8패드와 동일한 구조와 형상을 가지면서 상기 본체부(11)를 고정한다.
그리고 상기 제2홀펀치(740)는 상기 제9펀치(710)를 상하로 관통하면서 승강 가능하게 설치되어 상기 예비홀부(13')을 펀칭함으로써 피어싱 가공한다.
상기 홀부(13)의 내경은 상기 예비홀부(13')의 내경보다 크므로 버(16)는 완전히 제거된다.
제8단계는 상기 바닥(11b)에 바닥홀(11c)을 피어싱하는 제3피어싱단계(S800)이다. 도 10은 도 2에 도시된 본 발명의 제3피어싱단계를 나타내는 상태도이다.
상기 제3피어싱단계(S800)는 상기 제2피어싱단계(S700)에서 가공된 상기 본체부(11)의 바닥 일측에 바닥홀(11c)을 성형하는 단계이다.
이를 위해, 상기 제9펀치, 제9다이, 제9패드와 동일한 제10펀치(810), 제10다이(820), 제10패드(830)를 사용할 수 있고, 상기 제10펀치(810)의 가장자리를 상하로 관통하면서 승강 가능하게 설치되는 제3홀펀치(840)가 구비된다.
따라서, 상기 제3홀펀치(840)가 상기 바닥을 펀칭함으로써 상기 바닥홀(11c)을 피어싱한다. 이때, 상기 제10펀치(810), 제10다이(820) 및 제10패드(830)가 상기 본체부(11)를 고정한다.
제9단계는 상기 본체부(11)의 상단 테두리에 형성된 상기 요홈부(15)를 성형하는 노칭단계(S900)이다. 도 11은 도 2에 도시된 본 발명의 노칭단계를 나타내는 상태도이다.
상기 노칭단계(S900)는 캠과 같은 노칭장비를 사용하여 2회에 걸쳐 수행된다.
즉, 노칭면(15a)이 상기 본체부(11)의 반경방향과 동일하게 성형되어야 하므로 1차적으로 상기 요홈부(15)의 좌측 절반을 노칭하고, 2차적으로 우측 절반을 노칭함으로써 상기 요홈부(15)가 완성된다.
제10단계는 트리밍단계(S1000)이다. 도 12는 도 2에 도시된 본 발명의 트리밍단계를 나타내는 상태도이다.
상기 트리밍단계(S1000)는 앞서 상기 제2드로잉단계(S600)에서 상기 제2트리밍돌기(634)와 제3트리밍첨부(644)에 의해 형성된 트리밍라인(L)을 따라 트리밍을 수행하여 부싱베인(10)을 완성하는 단계이다.
이를 위해, 제11다이(1020)와 제11펀치(1010)가 사용될 수 있다. 상기 제11다이(1020)에 고정된 상기 본체부(11)를 상기 제11펀치(1010)가 하강하면서 상기 트리밍라인(L)을 따라 절단함으로써 완료된다.
이상에서 도면을 참조하여 본 발명의 대표적인 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10 : 부싱베인
11 : 본체부 11' : 예비본체부
11a : 측벽 11b : 바닥
11c : 바닥홀 12 : 지지돌부
13 : 홀부 13' : 예비홀부
14 : 채널부 14' : 예비채널부
15 : 요홈부 15a : 노칭면
16 : 버(burr)
S100 : 비딩단계
110 : 펀치 120 : 다이
121 : 비드돌기
S200 : 제1드로잉단계
210 : 제1펀치 220 : 제1다이
221 : 걸림턱 230 : 제1패드
S300 : 제1피어싱단계
310 : 제2펀치 320 : 제2다이
321 : 걸림턱 330 : 제2패드
340 : 제1홀펀치
S400 : 제1포밍단계
410 : 제3펀치 411 : 함몰부
412 : 단턱부 413 : 경사블럭
420 : 제3다이 421 : 걸림턱
430 : 제3패드
S500 : 제2포밍단계
510 : 제4펀치 511 : 함몰부
512 : 단턱부 513 : 가압블럭
520 : 제4다이 521 : 걸림턱
530 : 제4패드
S600 : 제2드로잉단계
611 : 제5펀치 612 : 제5다이
613 : 제5패드 621 : 제6펀치
622 : 제6다이 623 : 제6패드
624 : 제1트리밍돌기 624a : 경사면
631 : 제7펀치 632 : 제7다이
633 : 제7패드 634 : 제2트리밍돌기
641 : 제8펀치 642 : 제8다이
643 : 제8패드 644 : 제3트리밍첨부
S700 : 제2피어싱단계
710 : 제9펀치 720 : 제9다이
730 : 제9패드 740 : 제2홀펀치
S800 : 제3피어싱단계
810 : 제10펀치 820 : 제10다이
830 : 제10패드 840 : 제3홀펀치
S900 : 노칭단계
S1000 : 트리밍단계
1010 : 제11펀치 1020 : 제11다이
B : 블랭크 hd : 구속비드홈
hu : 걸림홈 L : 트리밍라인

Claims (6)

  1. 측벽과 바닥홀이 형성된 바닥으로 이루어지는 원형용기 형상의 본체부와, 상기 본체부의 바닥 중앙에 상향 돌출되어 바닥과 단이 지고 중앙에 관통된 홀부가 형성되어 링(ring) 또는 도넛(donut) 형상으로 이루어지는 지지돌부와, 상기 지지돌부의 일측에 상기 지지돌부를 가로질러 상기 바닥과 홀부를 연결하는 통로 형상의 채널부 및 상기 측벽의 상단 일측에 일부가 절개된 요홈부를 포함하는 부싱베인을 프로그레시브 금형을 이용하여 제조하는 방법에 있어서,
    블랭크의 하부면에 원의 궤적을 따라 오목하게 형성된 구속비드홈을 연속적으로 형성시키는 비딩단계;
    상단에 걸림턱이 형성된 제1다이에 상기 블랭크의 구속비드홈이 삽입되어 걸린 상태에서 제1펀치로 드로잉하여 용기형상의 예비본체부를 성형하고 상기 블랭크의 상부면에 걸림홈을 형성시키는 제1드로잉단계;
    제1홀펀치로 상기 예비본체부의 중앙에 상기 홀부의 내경보다 작은 내경을 가지는 예비홀부를 피어싱하는 제1피어싱단계;
    하부면 중앙에 원형의 오목한 함몰부가 형성되고, 하단 가장자리를 따라 단턱부가 형성되며, 상기 함몰부의 가장자리 일측에 중심을 향해 상향 경사지게 경사블럭이 돌출 형성되는 제3펀치를 사용하여 상기 예비본체부의 바닥을 펀칭하면, 상기 함몰부와 단턱부에 의해 중앙에 상기 지지돌부를 성형하고, 상기 경사블럭에 의해 상기 지지돌부의 일측을 가로질러 예비채널부를 성형하되, 상기 예비채널부는 상기 예비홀부를 향해 상향 경사진 형상이 되도록 성형하는 제1포밍단계;
    하부면 중앙에 원형의 오목한 함몰부가 형성되고, 하단 가장자리를 따라 단턱부가 형성되며, 상기 함몰부의 가장자리 일측에 장방형의 가압블럭이 돌출 형성되는 제4펀치를 사용하여 상기 예비채널부를 재펀칭하면, 상기 가압블럭에 의해 상기 예비본체부의 바닥과 동일한 평면을 가지는 상기 채널부를 성형하되, 상기 예비채널부가 소성변형되면서 상기 예비홀부로 유동하게 하는 제2포밍단계;
    상기 예비본체부를 한 번 이상 드로잉하여 깊이와 내경을 증가시킴으로서 상기 본체부를 성형하는 제2드로잉단계;를 포함하여 이루어지는 프로그레시브 금형을 이용한 부싱베인 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2드로잉단계에서,
    상기 본체부의 상단 테두리 두께를 감소시켜 트리밍라인을 형성시키는 것을 특징으로 하는 프로그레시브 금형을 이용한 부싱베인 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제2드로잉단계 다음에는,
    제2홀펀치로 상기 본체부의 중앙에 상기 홀부를 피어싱하면서 상기 예비홀부로 유동된 버도 함께 절단하는 제2피어싱단계;가 수행되는 것을 특징으로 하는 프로그레시브 금형을 이용한 부싱베인 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2피어싱단계 다음에는,
    제3홀펀치로 상기 본체부의 바닥 일측에 바닥홀을 피어싱하는 제3피어싱단계;가 수행되는 것을 특징으로 하는 프로그레시브 금형을 이용한 부싱베인 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제3피어싱단계 다음에는,
    상기 본체부에 상기 요홈부를 노칭하는 노칭단계;가 수행되는 것을 특징으로 하는 프로그레시브 금형을 이용한 부싱베인 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 노칭단계 다음에,
    상기 트리밍라인을 따라 펀칭하여 상기 본체부를 분리하는 트리밍단계;가 수행되는 것을 특징으로 하는 프로그레시브 금형을 이용한 부싱베인 제조방법.
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