KR102410878B1 - 프레스금형의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 프레스금형 제조방법은 프레스금형다이에 복수개의 단위프레스금형이 결합된 프레스금형을 제조하기 위한 것으로, 프레스금형다이와 상기 단위프레스금형이 각각의 제조단계와 이들을 상호 조립하는 단계로 이루어진다.
프레스금형의 제조방법은 제조공정의 단순화, 가공정밀도, 제작시간을 단축이 가능할 뿐만아니라 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

Description

프레스금형의 제조방법{manufacturing method of press mold}

본 발명은 프레스 금형의 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 금형의 가공에 따른 작업공수를 줄여 생산성의 향상을 도모할 수 있는 프레스금형의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 프레스금형은 소재인 철판을 프레스기계와 금형을 이용하여 성형, 교축(drawing)과 굽힘(bending) 및 절단(cutting), 펀칭(punching)등의 복합적인 과정을 수행함으로써 각종 패널 제품을 성형하게 된다. 즉, 2개 이상의 쌍을 이룬 금형을 사용하여 금형 사이에 소재인 철판을 놓고 금형을 상하 운동시킴에 의해 소재에 강한 프레스 압력을 가함으로써 각종 패널 제품을 성형하여 제작할 수 있다.

그러나 프레스금형은 성형하고자 하는 소재의 재질 제품의 특성에 따라 어려운 성형성 문제에 직면하게 되는데, 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 핫스탬핑 방식(소재를 600℃ 까지 가열한 후 성형하여 소재를 냉각시키면 소재의 인장강도가 150kg 오르게 되는 핫스탬프(HOT STAMP) 방식) 등 다양한 성형방법을 도입하고 있는 실정이다.

대한민국 특허등록 제 10-1403668호에는 핫스탬핑 냉각트림 양산용 프레스 금형의 제조방법이 게시되어 있다. 게시된 핫스탬핑 냉간트림 양산용 프레스 금형은 제조방법은 금형소재의 바닥면 및 일측 테두리면을 열처리 시의 변형량을 고려하여 일정 두께의 가공여유를 두고 연마 가공하는 단계와; 금형소재의 접합부가 있는 사방의 테두리면 중 상기 테두리면을 제외한 나머지 테두리면을 가공하는 단계와; 가이드핀용 기준홀과 그 기준면을 가공하는 단계와; 금형소재의 기준면과 바닥면을 관통하는 볼트공들을 다수 형성하는 단계와; 양쪽 기준홀을 중심으로 초고경도 재질의 스틸몸체 표면을 3차원 형상 가공하여 소정 형태로 형성하고 열처리하는 단계와, 가공조건에 따른 측정값의 수치표에 의거한 보정치 적용하여 가공여유가 있는 바닥면 및 일측 테두리면은 정치수로 연마 가공하고, 테두리면은 정치수의 전단부를 이루도록 와이어 가공하는 단계를 포함한다.

그리고 대한민국 공개특허 제 2011-0073998호에는 열간프레스용 금형제조방법이 게시되어 있으며, 대한민국 특허등록 제 10-1902739호에는 자동차의 바디패널 생산용 프레스 금형제조방법이 게시되어 있다.

한편, 종래 프레스금형을 제조하기 위해서는 금형소재를 다이에 조립한 상태에서 황삭 및 정삭가공을 완료하고, 정삭가공이 완료된 금형을 조립한 상태에서 인부화염열처리를 수행한다. 그리고 열처리가 이루어진 변형량을 사상가공하여 제거한다.

이러한 방법은 열처리가 이루어진 후, 사상작업을 통하여 변형량을 제거하게되므로 상대적으로 많은 작업공소가 소요되며, 가공정밀도를 향상시키는데 한계가 있다.

0001)대한민국 특허등록 제 10-1403668호 0002)대한민국 공개특허 제 2011-0073998호 대한민국 특허등록 제 10-1902739호

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프레스금형의 가공정밀도를 향상시킬 수 있으며, 금형의 제작에 따른 작업공수를 줄일 수 있어 생산성의 향상을 도모할 수 있는 프레스 금형의 제조방법을 제공함 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 금형의 본체부와 단위프레스금형을 별도로 제작할 수 있으므로 본체부와 단위프레스금형 형상에 따른 가공제약을 줄일 수 있으며, 공정을 단순화할 수 있는 프레스 금형의 제조방법을 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 프레스 금형의 제조방법은
단위프레스금형의 제조를 위한 워크피스에 황삭가공하고 기준이 되는 제1기준면을 가공하는 제1기준면가공단계와, 상기 제1기준면가공단계가 이루어진 워크피스에 고정을 위한 고정지지홀 및 위치세팅을 위한 고정핀홀 형성부위를 마킹하고, 고정지지홀과 고정핀홀를 가공하는 홀가공단계와, 단위프레스금형의 실질적인 형상을 갖도록 가공여유를 두고 윤곽을 가공하는 윤곽가공단계와, 상기 윤곽가공단계에서 윤곽이 이루어진 워크피스를 화염을 이용하여 열처리 하는 열처리 단계와, 상기 열처리가 이루어진 워크피스의 제1기준면을 연마하여 가공하는 제1기준면연마가공단계와, 상기 제1기준면의 연마가공이 이루어진 워크피스를 접합면(45) 및 외곽을 정삭가공하는 정삭가공단계를 포함하여 단위프레스금형을 제조하는 단위프레스금형 제조단계와;
다이워크피스를 준비하는 단계, 다이워크피스의 주물변형량을 확인한 후 다이세팅기준면을 가공하는 다이세팅기준면가공단계와, 다이워크피스의 단위프레스금형의 상기 제1기준면이 밀착되는 고정면과 백업면을 가지는 단위금형장착부를 가공하는 단위금형장착부가공단계와, 상기 다이워크피스의 단위금형장착부에 고정지지홀과 대응되는 부위에 탭과 상기 고정핀홀(42)과 대응되는 핀결합홀을 형성하는 결합홀형성단계를 포함하여 프레스금형다이(20)를 제조하는 프레스금형다이제조단계와;
상기 프레스금형다이의 단위금형장착부의 고정핀홀과 핀결합홀에 결합핀을 삽입하고, 상기 고정지지홀에 고정볼트를 삽입하여 탭홀과 나사결합함으로써 단위프레스금형과 프레스금형다이를 결합하는 조립단계(170);를 포함한 것을 특징으로 한다.

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본 발명에 있어서, 상기 단위프레스금형 결합단계에 있어서, 상기 백업면과 단위프레스금형의 접합면 사이에 단위프레스금형의 위치를 세팅함과 아울러 지지를 위한 백업키를 삽입하는 백업키 삽입단계를 더 구비한다.
상기 단위프레스금형의 정삭가공단계에 있어서, 상기 접합면은 와이어방전가공에 의해 이루어진다.

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본 발명의 프레스 금형의 제조방법은 프레스금형다이와 단위프레스금형들을 별도의 가공 및 제작공정을 수행하여 제작하고, 이들을 결합하여 금형을 완성하게 되므로 표준화가 용이하고, 일정을 단축할 수 있다.

특히, 프레스금형다이와 단위프레스금형을 가공하는 과정에서 워크피스의 세팅 및 가공이 용이하며, 가공에 따른 정밀도를 더욱 높여 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제조방법에 의해 제조하기 위한 프레스 금형의 단면도,
도 2는 단위프레스금형을 발췌하여 도시한 사시도.
도 3는 본 발명에 따른 프레스금형의 제작방법를 나타내 보인 블록도.

본 발명에 따른 프레스 금형의 제조방법에 관한 것으로, 제조를 위한 프레스 금형의 단면도를 도 1에 나타내 보였다.

본 발명에 따른 프레스 금형의 제조방법은 프레스금형다이(20)에 복수개의 단위프레스금형(40)이 결합된 프레스금형(10)을 제조하기 위한 것이다.

이러한 프레스금형의 제조방법은 상기 프레스금형다이(20)와 상기 단위프레스금형(40)이 각각의 제조단계와 이들을 상호 조립하는 단계로 루어진다. 이와 같은 프레스금형의 제조방법은 제조공정의 단순화, 가공정밀도, 제작시간을 단축이 가능할 뿐만아니라 생산성의 향상을 도모할 수 있다.

본 발명의 프레스금형 제조방법의 프레스금형다이제조단계(100)는 주물을 이용하여 제작한 다이워크피스를 준비하는 다이워크피스준비단계(110)를 수행한다. 상기 다이워크피스는 주강품으로 재질은 HK600으로 이루어진다. 다이워크피스가 준비되면, 이 다이워크피스의 외관 및 재질, 주강품의 변형량을 확인 한 후, NC 공작기계에 장착하고, 다이세팅기준면을 가공하는 다이세팅기준면가공단계(120)를 수행한다. 상기 다이세팅기준면가공단계(120)를 수행함에 있어서, 다이세팅기준면과, 키홈, U 홈(U-home)등을 가공하는 1차면삭가공단계를 수행한다. 이러한 1차면삭가공단계는 주물변형량의 가공공차는 8.0/2,000로 설정하고, 다이세팅기준면의 가공 공차는 0.08/2,000 으로 설정함이 바람직하다.

상기와 같이 1차 면삭가공단계가 이루어진 다이워크피스(die work piece)에 단위금형장착부가공단계(130)를 수행한다. 상기 단위금형장착부가공단계(130)는 2차 면삭가공으로 이루어질 수 있는데, 상기 2차 면삭가공은 다이세팅기준면을 기준으로 하여 단위금형장착부(21)를 이루는 블록좌면을 가공하고, 스킬좌면, 캠좌면 등을 가공한다. 그리고 상기 단위금형장착부(21)에 단위금형의 장착을 위한 핀결합홀, 탭형성을 위한 결합홀형성단계(140)를 수행한다. 상술한 바와 같은 단위금형장착부가공단계(130)와 결합홀형성단계(140)는 후술하는 3차 면삭가공 즉, 단위금형장착부가공단계(130)와 결합홀형성단계(140)를 완성하기 위하여 가공여유량은 +0.5mm를 두고 면삭가공 하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 2차 면삭가공이 이루어지면, 상기 스틸좌면과, 블록좌면, 캠좌면, 기준홀가공, 힐가이드좌면을 정삭가공 한다. 이때에 백업면(22)의 공차는 0~ +0.02를 유지할 수 있도록 함이 바람직하다.

상기와 같이 단위프레스금형다이의 제조와 동시에 단위프레스금형(40)의 제조가 이루어진다. 단위프레스금형(40)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 전면 측에 가공면(44)이 형성되고, 후면 측에 접합면(45)이 형성되며, 하면에는 제1기준면(41)이 형성된 구성을 가진다.

상기 단위프레스금형(40)을 제조하기 위해서는 단위프레스금형을 제조하기 위한 워크피스를 준비하는 워크피스 준비단계를 구비한다. 단위프레스금형을 제조하기 위한 워크피스의 재질은 HK600(KS 규격)를 사용함이 바람직하다.

상기 단위프레스금형(40)의 워크피스가 준비되면, 단위프레스금형의 가공기준이 되는 제1기준면(41)을 가공하는 제1기준면가공단계(210)를 수행한다. 워크피스의 제1기준면(41)의 가공은 밀링머신을 이용하여 가공패턴의 여유량을 확인하면서 가공한다.

상기와 같이 단위프레스 금형을 제조하기 위한 워크피스에 제1기준면(41)의 가공이 완료되면, 이를 기준으로 하여 위치세팅을 위한 고정핀홀(42)의 위치, 단위프레스금형(40)을 고정하기 위한 고정지지홀(43)의 위치를 마킹하고, 마킹위치에 따라 드릴링머신을 이용하여 고정지지홀(43)과 고정핀홀(42)을 가공하는 홀가공단계(220)를 수행한다. 상기 홀가공단계(220)에 있어서, 홀의 가공은 홀이 일측으로 쏠리는 홀쏠림현상에 주의 하며 가공한다. 상기와 고정지지홀(43)과 고정핀홀(42)의 가공이 완료되면, 가공을 위한 제1기준면(41)과 상기 고정지지홀(43) 및 고정핀홀(42)를 기준으로 하여 단위프레스금형(40)의 윤곽을 가공하는 윤곽가공단계(230)를 수행한다. 상기 단위프레스금형을 이루는 워크피스의 윤곽가공단계(230)는 +0.3mm 가공공차를 두고 황삭가공 한다. 그리고 상기 백업면(22)과 대응되는 단위프레스금형(40)의 접합면(45)은 +0.5mm의 가공공차를 두고 가공함이 바람직하다.

상술한 바와 같이 단위프레스금형(40)의 워크피스의 윤곽가공단계(230)가 완료되면, 단위프레스금형의 워크피스를 열처리하는 열처리단계(240)를 수행한다. 상기 열처리단계(240)는 화염을 이용해 열처리함으로써 HRC56 이상이 되도록 함이 바람직하다. 상기 열처리단계(240)는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고. 강도를 유지할 수 있는 다양한 열처리 방법을 사용할 수 있다.

그리고 상기 열처리가 완료된 단위프레스금형(40)의 워크피스의 제1기준면(41)을 정삭하는 제1기준면연마단계(250)를 수행한다. 제1기준면연마단계는 평면연마기를 이용하여 연마함이 바람직하다.

제1기준면연마단계(250)가 완료되며, 제1기준면(41)을 이용하여 정삭가공단계(260)를 수행한다. 상기 정삭가공단계(260)는. 상기 NC 머신의 테이블에 의해 연마가 이루어진 제1기준면(41)을 이용하여 단위프레스금형의 워크피스를 장착하고, 윤곽과, 백업면(22)의 대응면, 고정핀홀 등을 정삭가공 한다. 상기 백업면(22)의 대응면은 와이어방전가공 함이 바람직하다.

이와 병행하여 단위프레스금형(40)의 접합면(45)과 백업면(22)에 사이에 설치되어 지지력을 높이기 위한 백업키(key,50)를 가공하여 준비하는 백업키가공단계를 수행한다.

상술한 바와 같이 프레스금형다이(20)와 단위프레스금형(40)의 가공이 완료되면 이들의 가공상태를 검사하는 검사단계(150, 270)를 수행한다. 그리고 상기 프레스금형다이(20)의 단위금형장착부(21)에 단위프레스금형(40)을 장착하는 조립단계(170)를 수행한다.

상기 조립단계(170)에 있어서, 프레스금형다이(20)의 단위금형장착부(21)에 단위프레스금형(40)의 위치를 세팅한 후, 고정볼트(25)과 결합핀(24)을 이용하여 고정한다. 이러한 과정에서 프레스금형다이(20)의 백업면(22)과 단위프레스금형(40)의 접합면(45)의 사이에 상기 백업키(50)를 장착하는 백업키삽입단계를 수행한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 다른 프레스금형의 제조방법은 프레스금형다이(20)와 단위프레스금형(40)을 각각 가공하여 조립하게 되므로 작업성을 향상시킬 수 있다. 특히 단위프레스 금형의 열처리가 화염에 의해 이루어지게 되므로 열처리에 따른 작업성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (3)

1. 단위프레스금형(40)의 제조를 위한 워크피스에 황삭가공하고 기준이 되는 제1기준면을 가공하는 제1기준면가공단계(210)와, 상기 제1기준면가공단계(210)가 이루어진 워크피스에 고정을 위한 고정지지홀(43) 및 위치세팅을 위한 고정핀홀(42) 형성부위를 마킹하고, 고정지지홀(43)과 고정핀홀(42)를 가공하는 홀가공단계(220)와, 단위프레스금형(40)의 실질적인 형상을 갖도록 가공여유를 두고 윤곽을 가공하는 윤곽가공단계(230)와, 상기 윤곽가공단계(230)에서 윤곽이 이루어진 워크피스를 화염을 이용하여 열처리 하는 열처리 단계(240)와,
   상기 열처리가 이루어진 워크피스의 제1기준면(41)을 연마하여 가공하는 제1기준면연마가공단계(250)와, 상기 제1기준면(41)의 연마가 이루어진 워크피스를 접합면(45) 및 외곽을 정삭가공하는 정삭가공단계(260)를 포함하여 단위프레스금형(40)을 제조하는 단위프레스금형 제조단계(200)와;
   다이워크피스를 준비하는 단계(110), 다이워크피스의 주물변형량을 확인한 후 다이세팅기준면을 가공하는 다이세팅기준면가공단계(120)와, 다이워크피스의 단위프레스금형(40)의 상기 제1기준면(41)이 밀착되는 고정면과 백업면(22)을 가지는 단위금형장착부(21)를 가공하는 단위금형장착부가공단계(130)와, 상기 다이워크피스의 단위금형장착부(21)에 고정지지홀(43)과 대응되는 부위에 탭과 상기 고정핀홀(42)과 대응되는 핀결합홀을 형성하는 결합홀형성단계(140)를 포함하여 프레스금형다이(20)를 제조하는 프레스금형다이제조단계(100)와;
   상기 프레스금형다이(20)의 단위금형장착부(21)의 고정핀홀(42)과 핀결합홀에 결합핀(24)을 삽입하고, 상기 고정지지홀(43)에 고정볼트(25)를 삽입하여 탭홀과 나사결합함으로써 단위프레스금형(40)과 프레스금형다이(20)를 결합하는 조립단계(170);를
   포함한 것을 특징으로 하는 프레스금형의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 조립단계에 있어서, 상기 백업면(22)과 단위프레스금형의 접합면(45) 사이에 단위프레스금형의 위치를 세팅함과 아울러 지지를 위한 백업키(50)를 삽입하는 백업키 삽입단계를 더 구비한 것을 특징으로 하는 프레스금형의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 접합면(45)은 와이어방전가공에 의해 이루어진 것을 특징으로 하는 프레스금형의 제조방법.
   
   
   
   
   

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