KR102429665B1

KR102429665B1 - 최소의 펀치 하중으로 u자 형상의 후크를 제조하는 방법

Info

Publication number: KR102429665B1
Application number: KR1020210099550A
Authority: KR
Inventors: 전효원; 서창희; 오상균; 권태하
Original assignee: (재)대구기계부품연구원
Priority date: 2021-07-29
Filing date: 2021-07-29
Publication date: 2022-08-08

Abstract

최소의 펀치 하중으로 U자 형상의 후크(10)를 제조하는 방법이 개시된다. 개시된 U자 후크(10)의 제조방법은,
단면의 형상이 상부는 개구 되고 하부는 직사각형을 이루는 다이홈(150)(die groove)의 상부에 판상의 소재(20)를 배치한 상태에서, 굽힘용 펀치(200)를 상기 판상의 소재(20) 상부에서 하부로 가압하여 상기 판상형 소재(20)를 U자 형상으로 굽히는 굽힘성형단계(S100); 및
상기 굽힘성형단계(S100)에서 U자 형상으로 굽혀져 다이홈(150)에 삽입된 소재(20)의 상부를 단면의 형상이 중앙부가 양측보다 돌출된 압축증육용 펀치(300)의 중앙부가 상기 U자 형상으로 굽어진 부분으로 삽입되도록 가압하여, 소재(20)가 상기 다이홈(150) 내부를 채우도록 하는 압축증육성형단계(S200);를 포함하며,
상기 굽힘용 펀치(200)의 하단부는 단면의 형상이 상하방향으로 장축을 이루는 타원형상으로 형성되며,
상기 다이홈(150)의 하부 양측 모서리는 라운딩되어 곡면으로 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

최소의 펀치 하중으로 U자 형상의 후크를 제조하는 방법{Manufacturing method of U shaped hook with minimal punching load}

본 발명은 최소의 펀치 하중으로 U자 형상의 후크를 제조하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 판상의 소재를 굽힘성형단계와 압축증육성형단계를 통해 경제적이고도 신속한 제작이 가능하며, 타원형의 선단부 단면을 가진 굽힘용 펀치를 사용하여 U자 후크의 하부 내측 모서리에서 재료 미충진 또는 재료겹침이 발생되지 않도록 하는 한편, 압축증육용 펀치의 돌출된 중앙부의 하단 양측모서리를 45도 각도의 챔퍼링 평면 보다 돌출되도록 형성함으로써 압축증육용 펀치에 부가되는 하중을 줄이는 U자 형상의 후크를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 회전 시트에 사용되는 U자 형상의 후크 제작에 관한 것이다. 본 발명에서 개발하고자 하는 U자 후크는 부가되는 하중으로 인해 하부 내측면 모서리 부위에 높은 응력(stress)을 받게 된다. 이를 반영하여 본 발명에 따른 U자 후크는 하부 내측 모서리를 강도상 보강하기 위해 두껍게 설계되었다.

종래에는 U자 후크를 제조하기 위해 절삭가공 또는 분말소결가공이 사용되었다.

그러나, 절삭가공으로 U자 후크를 제조할 경우에는 가공으로 버려지는 소재가 많을 뿐 아니라, 절삭가공 시간이 증가하여 U자 후크 제조비용이 증가하는 문제가 있었다.

한편, 분말소결가공으로 U자 후크를 제조할 경우에는 고가의 철강소재 분말을 원료로 사용하여 압축성형한 후 고온에서 소결과정을 거치기 때문에 제조비용의 증가 및 제조에 사용되는 에너지가 증가하는 문제가 있었다. 또한 분말소결가공으로 제조된 U자 후크는 강도 및 내구성이 저하되는 단점도 있다.

나아가, U자 후크를 프레스 성형을 통해 제작할 경우에는 성형을 위해 너무 큰 펀치 하중이 필요하게 되면 펀치가 파손되는 문제가 발생할 수 있다.

따라서 하부 내측 모서리가 두껍게 형성된 U자 후크를 제작함에 있어서 경제적이면서도 작업시간을 단축시킴과 동시에, 성형시 부가되는 하중 또한 줄일 수 있는 효과적인 제조방법의 개발이 절실히 요청된다.

한국공개특허공보 10-1985-0007897호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하고자 제안된 것으로, 하부 내측 모서리가 두껍게 형성된 U자 후크에 대한 경제적이면서도 작업시간을 단축할 수 있는 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 압축증육용 펀치에 부가되는 하중을 줄이는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 압축증육성형단계에서 하부 내측 모서리에서 재료 미충진 또는 재료겹침의 발생을 방지하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 최소의 펀치 하중으로 U자 형상의 후크를 제조하는 방법에 있어서,

단면의 형상이 상부는 개구 되고 하부는 직사각형을 이루는 다이홈(die groove)의 상부에 판상의 소재를 배치한 상태에서, 굽힘용 펀치를 상기 판상의 소재 상부에서 하부로 가압하여 상기 판상형 소재를 U자 형상으로 굽히는 굽힘성형단계; 및

상기 굽힘성형단계에서 U자 형상으로 굽혀져 다이홈에 삽입된 소재의 상부를 단면의 형상이 중앙부가 양측보다 돌출된 압축증육용 펀치의 중앙부가 상기 U자 형상으로 굽어진 부분으로 삽입되도록 가압하여, 소재가 상기 다이홈 내부를 채우도록 하는 압축증육성형단계;를 포함하며,

상기 굽힘용 펀치의 하단부는 단면의 형상이 상하방향으로 장축을 이루는 타원형상으로 형성되며,

상기 다이홈의 하부 양측 모서리는 라운딩되어 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는, 최소의 펀치 하중으로 U자 형상의 후크를 제조하는 방법을 제공한다.

또한 본 발명의 상기 압축증육용 펀치의 돌출된 중앙부는 단면의 형상이 직사각형을 이루되, 상기 돌출된 중앙부의 저면부에 대해 45도 이하의 각도로 제1 평면을 형성하고, 상기 돌출된 중앙부의 양측면부에 대해 45도 이하의 각도로 제2 평면을 형성하여, 상기 제1 평면과 제2 평면에 의해 상기 압축증육용 펀치의 돌출된 중앙부 하단의 양측 모서리가 형성됨으로써 상기 압축증육성형단계를 진행할 때 상기 압축증육용 펀치에 부가되는 하중을 줄이는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 상기 압축증육용 펀치의 상기 제1 평면과 제2 평면이 교차하는 부분은 소정의 반지름으로 라운딩 처리를 하여 압축증육성형단계를 진행할 때 소재의 유동이 원활하게 이뤄지도록 하여 재료 미충진을 방지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 U자 후크의 제조방법은 제조비용을 절감하고 제조시간을 단축하는 효과가 있다.

또한 본 발명은 압축증육용 펀치에 부가되는 하중을 줄이는 효과가 있다.

또한 본 발명은 하부 내측 모서리에서 재료 미충진 또는 재료겹침의 발생을 방지하는 효과가 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 U자 후크의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 U자 후크의 제조방법을 설명하는 도면이다.
도 3은 원형 단면을 가진 굽힘용 펀치의 단면도이다.
도 4는 원형 단면을 가진 굽힘용 펀치를 사용한 U자 후크의 시간에 따른 제조과정 중 1-2시점을 설명하는 도면이다.
도 5는 원형 단면을 가진 굽힘용 펀치를 사용한 U자 후크의 시간에 따른 제조과정 중 3-4시점을 설명하는 도면이다.
도 6는 원형 단면을 가진 굽힘용 펀치를 사용한 U자 후크의 시간에 따른 제조과정 중 5-6시점을 설명하는 도면이다.
도 7은 원형 단면을 가진 굽힘용 펀치를 사용한 U자 후크의 시간에 따른 제조과정 중 7시점을 설명하는 도면이다.
도 8은 원형 단면을 가진 굽힘용 펀치를 사용하여 U자 후크를 제작한 경우 발생되는 챔퍼부 불량의 전형적인 예를 도시한 도면이다.
도 9는 타원형 단면을 가진 굽힘용 펀치의 단면도이다.
도 10은 타원형 단면을 가진 굽힘용 펀치를 사용한 U자 후크의 시간에 따른 제조과정 중 1-2시점을 설명하는 도면이다.
도 11은 타원형 단면을 가진 굽힘용 펀치를 사용한 U자 후크의 시간에 따른 제조과정 중 3-4시점을 설명하는 도면이다.
도 12는 타원형 단면을 가진 굽힘용 펀치를 사용한 U자 후크의 시간에 따른 제조과정 중 5-6시점을 설명하는 도면이다.
도 13은 타원형 단면을 가진 굽힘용 펀치를 사용한 U자 후크의 시간에 따른 제조과정 중 7-8시점을 설명하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 압축증육용 펀치의 형상과 성형결과를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 압축증육용 펀치의 형상과 성형결과를 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 압축증육용 펀치의 형상과 성형결과를 도시한 도면이다.

이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

또한, 본 문서에서 사용된 "제1," "제2," 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, '제1 부분'과 '제2 부분'은 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 부분을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

도 1은 본 발명에 따른 U자 후크(10)의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 U자 후크(10)의 제조방법을 설명하는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 U자 후크(10)는 대략 U자 형상을 이루고 있다. U자 후크(10)의 하부 양측 모서리는 도 1(a)와 같이 직각을 이루고 있을 수도 있고, 도 1(b)와 같이 라운딩 가공되어 곡면으로 형성될 수도 있다.

그리고 U자 후크(10)의 양측 기둥의 높이는 도 1과 같이 다를 수도 있고, 같을 수도 있다.

하부 내측 모서리(101)가 직각을 이루는 일반적인 후크와는 달리, 본 발명에 따른 U자 후크(10)는 하부 내측 모서리(101)가 두껍게 형성되어 강도를 보강하고 있다. 도 1에서는 U자 후크(10)의 하부 내측 모서리(101)에 챔퍼부(chamfer region)가 형성되어 있으나, 하부 내측 모서리(101)의 형상은 이에 국한되지 않고 강도가 보강되도록 두껍게 형성되면 족하다.

이러한 설계상 특이점으로 인해 제작상 어려운 문제가 발생하게 된다. 이에 대해서는 추후에 상세히 설명하도록 한다.

종래에는 U자 후크(10)를 제조하기 위해 절삭가공 또는 분말소결가공을 이용하였다. 이로 인해 가공비용과 가공시간이 증가하는 문제가 발생되었다.

이에, 본 발명에서는 경제적이고 신속한 제작이 가능한 제조방법을 제안하게 되었다.

본 발명에 따른 U자 후크(10)의 제조방법은 굽힘성형단계(S100)와 압축증육성형단계(S200)를 포함한다.

굽힘성형단계(S100)는 판상형 소재(20)를 U자 형상으로 굽히는 단계이고, 압축증육성형단계(S200)는 소재(20)가 다이홈(150)(die groove) 내부를 채우도록 하는 단계이다.

보다 구체적으로 설명하면, 굽힘성형단계(S100)는 단면의 형상이 상부는 개구되고 하부는 라운딩된 모서리를 가진 직사각형을 이루는 다이홈(150)(die groove)의 상부에 판상의 소재(20)를 배치한 상태에서, 굽힘용 펀치(200)를 판상의 소재(20) 상부에서 하부로 가압하는 단계이다.

그리고 압축증육성형단계(S200)는 굽힘성형단계(S100)에서 U자 형상으로 굽혀져 다이홈(150)에 삽입된 소재(20)의 상부를 단면의 형상이 중앙부가 양측보다 돌출된 압축증육용 펀치(300)의 중앙부가 상기 U자 형상으로 굽어진 부분으로 삽입되도록 가압하는 단계이다.

본 발명에 따른 U자 후크(10)의 제조방법을 상세히 설명하게 위해, 시간의 경과에 따른 후크의 변형 상태를 도시한 도면을 참조하여 설명한다.

도 3 내지 도 8은 원형 단면을 가진 굽힘용 펀치(200)를 사용하여 U자 후크(10)를 제작한 경우에 대한 도면이고, 도 9 내지 도 13은 타원형 단면을 가진 굽힘용 펀치(200)를 사용하여 U자 후크(10)를 제작한 경우에 대한 도면이다.

도 3 내지 도 13에 사용된 압축증육용 펀치(300)는 동일하다. 다만 다른 단면 형상의 굽힘용 펀치(200)가 사용된 것이다.

우선, 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 굽힘용 펀치(200)의 하단부의 단면은 원형으로 형성된다.

도 4(a)는 판상의 소재(20)가 다이(100) 상부에 놓여진 상태를 나타낸다. 도 4(b)와 같이 굽힘용 펀치(200)가 소재(20)를 하부로 가압하면 소재(20)는 U자 형상으로 성형된다. 이 때 소재(20)의 하단부는 단면의 형상이 원형을 이룬다.

도 5(a)는 U자 형상으로 굽혀져 다이홈(150)에 삽입된 소재(20)의 상부를 단면의 형상이 중앙부가 양측보다 돌출된 압축증육용 펀치(300)의 중앙부가 상기 U자 형상으로 굽어진 부분으로 삽입되도록 가압하는 상태를 나타낸다.

도 5(b)는 압축증육용 펀치(300)가 도 5(a) 보다 더욱 하부로 하강하면서 가압하는 상태를 나타낸다. 이 때 압축증육용 펀치(300)의 중앙부는 U자로 변형된 소재(20)에 접촉하지 않고, 압축증육용 펀치(300)의 양측부만이 U자로 변형된 소재(20)의 상부를 가압하게 된다. 이로 인해 U자로 변형된 소재(20)의 하부 양측 코너부가 다이홈(150)의 하부 코너부를 채우게 되나, 압축증육용 펀치(300) 중앙부의 하부는 채우지 않는다.

도 6(a)와 도 6(b)는 압축증육용 펀치(300)의 하중이 증가되어 소재(20)가 다이홈(150)의 하부 양측 코너부와 압축증육용 펀치(300)의 중앙부 하부로 어느 정도 채워지는 양상을 보여준다.

도 6(b)에 도시된 바와 같이, U자로 변형된 소재(20)는 단면의 형상이 대략 ㄷ 자 형상을 이루면서 압축증육용 펀치(300)에 의해 하중이 추가적으로 가해지더라도 다이홈(150)의 하부 양측 모서리부만을 채울 뿐, 압축증육용 펀치(300)의 하부로는 소재(20)가 쉽게 채워지지 않는 양상을 보이게 된다. 이는 압축증육용 펀치(300)가 수직 하방향으로 하중을 받으므로, U자로 변형된 소재(20)의 하부 양측 모서리부, 즉 챔퍼부로 급격하게 방향을 변경하여 재료가 유동하기는 힘들기 때문이다.

도 7은 압축증육성형단계(S200)가 완료된 상태를 나타내는 도면이다. 다이홈(150)에서 압축증육용 펀치(300)의 하부 양측 챔퍼부 근방에는 소재(20)가 채워지지 않은 것을 확인할 수 있다. 이는 원형 단면을 가진 굽힘용 펀치(200)를 사용하여 굽힘성형이 이뤄지면 소재(20)가 대략 ㄷ 자 형상을 이루면서 추가적인 하중이 부가되더라도 다이홈(150)의 하부 양측 코너부로는 원활하게 소재(20)가 채워지나 압축증육용 펀치(300)의 챔퍼부 근방으로는 소재(20)가 채워지지 않기 때문이다.

도 8은 원형 단면을 가진 굽힘용 펀치(200)를 사용하여 U자 후크(10)를 제작한 경우 발생되는 챔퍼부 불량의 전형적인 예를 도시한 도면이다.

즉, 챔퍼부에 소재(20)가 미충진되거나 소재(20)가 겹치게 되어 일종의 크랙을 형성하게 되므로, 강도상 매우 취약한 구조를 이루게 되는 것이다.

도 9 내지 도 13을 참조하여 설명한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 굽힘용 펀치(200)의 하단부는 단면의 형상이 상하방향으로 장축을 이루는 타원형상으로 형성된다.

이와 같이 굽힘용 펀치(200)의 하단부 단면의 형상을 타원 형상으로 형성한 이유는 상기에서 설명한 소재(20) 미충진 또는 소재(20) 겹침의 발생을 방지하기 위함이다.

도 10(a)는 판상의 소재(20)가 다이(100) 상부에 놓여진 상태를 나타낸다. 도 10(b)와 같이 굽힘용 펀치(200)가 소재(20)를 하부로 가압하면 소재(20)는 U자 형상으로 성형된다. 이 때 소재(20)의 하단부는 단면의 형상이 상하방향으로 장축을 이루는 타원형상으로 성형된다.

도 11(a)는 U자 형상으로 굽혀져 다이홈(150)에 삽입된 소재(20)의 상부를 단면의 형상이 중앙부가 양측보다 돌출된 압축증육용 펀치(300)의 중앙부가 상기 U자 형상으로 굽어진 부분으로 삽입되도록 가압하는 상태를 나타낸다.

도 11(b)는 압축증육용 펀치(300)가 도 11(a) 보다 더욱 하부로 하강하면서 가압하는 상태를 나타낸다. 이 때 압축증육용 펀치(300)의 중앙부는 U자로 변형된 소재(20)에 접촉하지 않고, 압축증육용 펀치(300)의 양측부만이 U자로 변형된 소재(20)의 상부를 가압하게 된다. 이로 인해 U자로 변형된 소재(20)의 하부 양측 코너부가 다이홈(150)의 하부 코너부를 채우게 되며, 압축증육용 펀치(300) 중앙부 하부도 채워지게 된다. 이는 굽힘성형단계(S100)에서 상하 방향으로 장축을 이루는 타원 형상으로 소재(20)가 길죽하게 형성됨으로 인해, 다이홈(150)의 하부 양측 코너부뿐만 아니라 압축증육용 펀치(300)의 중앙부 하부로도 소재(20)가 채워질 수 있는 것이다. 이러한 점은 도 5(b)와 도 11(b)를 비교해 보면 명확해진다.

결과적으로 압축증육성형단계(S200)에서 U자로 변형된 소재(20)의 바닥부분이 다이홈(150)의 양측 코너부와 압축증육용 펀치(300) 중앙부의 하부로 채워져 챔퍼부의 소재(20) 미충진이나 소재 겹침 현상을 방지할 수 있는 것이다.

도 12(a)와 도 12(b)는 압축증육용 펀치(300)의 하중이 증가되어 소재(20)가 다이홈(150)의 하부 양측 코너부와 압축증육용 펀치(300)의 중앙부 하부로 어느 정도 채워지는 양상을 보여준다.

도 13(b)는 압축증육성형단계(S200)가 완료된 상태를 나타내는 도면이다. 다이홈(150)에서 압축증육용 펀치(300)의 하부 양측 챔퍼부 근방에는 소재(20)가 모두 채워진 것을 확인할 수 있다.

그런데, 압축증육성형단계(S200)를 수행하면서 압축증육용 펀치(300)에 가해지는 펀치하중이 커서 압축증육용 펀치(300)가 빈번하게 파손되는 문제가 발생하였다. 하단부 모서리에 챔퍼부가 형성된 압축증육용 펀치(300)에 가해진 실험시 펀치하중은 5.37톤이었다.

압축증육성형단계(S200)에서 재료 미충진이 발생하지 않도록 하기 위해서는 큰 펀치하중을 가해야 하며, 이로 인해 압축증육용 펀치(300)의 파손이 발생되는 것이다. 물론 이러한 압축증육용 펀치(300)의 파손 문제를 해결하기 위해 압축증육용 펀치(300)의 소재를 고강도 재료로 제작할 수는 있으나, 이는 제조원가 상승을 유발하게 된다.

이에, 본 발명에서는 압축증육용 펀치(300)의 하단부 형상을 변경하여 압축증육성형단계(S200)에서 재료 미충진이 발생하지 않으면서도 펀치하중이 감소되도록 하였다.

도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 압축증육용 펀치(300)의 형상과 성형결과를 도시한 도면이고, 도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 압축증육용 펀치(300)의 형상과 성형결과를 도시한 도면이고, 도 16은 본 발명의 제3 실시예에 따른 압축증육용 펀치(300)의 형상과 성형결과를 도시한 도면이다.

도 14 내지 도 16을 참조하여 설명한다.

도 14에 도시된 제2 실시예에 따른 압축증육용 펀치(300)는 하단부 모서리의 형상이 소정 반경의 원호로 형성되어 있으며, 펀치하중은 5.93톤이었다.

제2 실시예는 하단부 형상이 챔퍼부로 형성된 제1 실시예에 비해 펀치하중이 오히려 증가하였으며, 성형결과에서 재료 미충진이 발생되었다.

도 15에 도시된 제3 실시예에 따른 압축증육용 펀치(300)는 하단부 모서리의 형상이 소정 반경의 원호로 형성하되 원호의 중앙에 돌출부를 형성하였으며, 펀치하중은 4.63톤이었다.

제3 실시예는 제1 실시예에 비해 펀치하중이 상당히 감소하였으나, 성형결과에서 여전히 재료 미충진이 발생하였다.

도 16에 도시된 제4 실시예에 따른 압축증육용 펀치(300)는 돌출된 중앙부의 저면부에 대해 45도 이하의 각도로 제1 평면을 형성하고, 돌출된 중앙부의 양측면부에 대해 45도 이하의 각도로 제2 평면을 형성하여, 상기 제1 평면과 제2 평면에 의해 압축증육용 펀치(300)의 돌출된 중앙부 하단의 양측 모서리가 형성되도록 하였다.

그리고 제1 평면과 제2 평면이 교차하는 부분은 소정의 반지름으로 라운딩 처리를 하여 압축증육성형단계(S200)를 진행할 때 소재의 유동이 원활하게 이뤄지도록 하였다. 이를 통해 재료 미충진 방지에 기여할 수 있다.

또한 제1 평면과 압축증육용 펀치(300)에서 돌출된 중앙부의 저면부가 교차하는 부분과, 그리고 제2 평면과 압축증육용 펀치(300)에서 돌출된 중앙부의 양측면부가 교차하는 부분에도 라운딩 처리를 통해 소재의 유동이 원활하게 하도록 하였다.

실험결과, 펀치하중은 4.24톤이었다.

제4 실시예는 제1 실시예뿐만 아니라 제3 실시예 보다도 펀치하중이 상당히 감소하였으며, 성형결과에서 재료 미충진이 발생되지 않았다.

제4 실시예에서는 압축증육용 펀치(300)의 돌출된 중앙부의 하단 양측모서리를 45도 각도의 챔퍼링 평면 보다 돌출되도록 형성함으로써 용이하게 양측모서리 하부에 재료가 유동가능하도록 하였다. 결과적으로 압축증육성형단계(S200)에 과도하게 큰 펀칭하중이 필요하지 않도록 하였다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

10 : U자 후크
20 : 소재
100 : 다이
101 : 하부 내측 모서리
150 : 다이홈
160 : 제1 평면
170 : 제2 평면
200 : 굽힘용 펀치
300 : 압축증육용 펀치
S100 : 굽힘성형단계
S200 : 압축증육성형단계

Claims

최소의 펀치 하중으로 U자 형상의 후크(10)를 제조하는 방법에 있어서,
단면의 형상이 상부는 개구 되고 하부는 직사각형을 이루는 다이홈(150)(die groove)의 상부에 판상의 소재(20)를 배치한 상태에서, 굽힘용 펀치(200)를 상기 판상의 소재(20) 상부에서 하부로 가압하여 상기 판상의 소재(20)를 U자 형상으로 굽히는 굽힘성형단계(S100); 및
상기 굽힘성형단계(S100)에서 U자 형상으로 굽혀져 다이홈(150)에 삽입된 소재(20)의 상부를 단면의 형상이 중앙부가 양측보다 돌출된 압축증육용 펀치(300)의 중앙부가 상기 U자 형상으로 굽어진 부분으로 삽입되도록 가압하여, 소재(20)가 상기 다이홈(150) 내부를 채우도록 하는 압축증육성형단계(S200);를 포함하며,
상기 굽힘용 펀치(200)의 하단부는 단면의 형상이 상하방향으로 장축을 이루는 타원형상으로 형성되며,
상기 다이홈(150)의 하부 양측 모서리는 라운딩되어 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하고,
상기 압축증육용 펀치(300)의 돌출된 중앙부는 단면의 형상이 직사각형을 이루되, 상기 돌출된 중앙부의 저면부에 대해 45도 이하의 각도로 제1 평면을 형성하고, 상기 돌출된 중앙부의 양측면부에 대해 45도 이하의 각도로 제2 평면을 형성하여, 상기 제1 평면과 제2 평면에 의해 상기 압축증육용 펀치(300)의 돌출된 중앙부 하단의 양측 모서리가 형성됨으로써 상기 압축증육성형단계(S200)를 진행할 때 상기 압축증육용 펀치(300)에 부가되는 하중을 줄이는 것을 특징으로 하는, 최소의 펀치 하중으로 U자 형상의 후크를 제조하는 방법
삭제
제1항에 있어서,
상기 압축증육용 펀치의 상기 제1 평면과 제2 평면이 교차하는 부분은 소정의 반지름으로 라운딩 처리를 하여 압축증육성형단계(S200)를 진행할 때 소재의 유동이 원활하게 이뤄지도록 하여 재료 미충진을 방지하는 것을 특징으로 하는, 최소의 펀치 하중으로 U자 형상의 후크를 제조하는 방법