KR102473320B1 - 스크랩 배출방법 및 이를 구현한 플랜지 절단장치 - Google Patents

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Abstract

고리형 플랜지의 스크랩 배출방법이 개시된다. 상기 스크랩 배출방법은 고리형 플랜지의 스크랩이 펀칭부의 외주면에 결합되어 쌓이게 하는 스크랩 적층과정, 펀칭부의 자루의 외주면에 설치된 스크랩 펀치가 상기 펀칭부의 왕복동작에 따라 함께 왕복하면서 다이부와 협동하여 상기 스크랩의 한 부분을 절개하고 먼저 절단된 상기 스크랩은 뒤에 절단되는 상기 스크랩에 의해 밀려서 상기 다이부에서 멀어지는 방향으로 이동함과 아울러 상기 스크랩의 절개된 부분이 상기 쐐기부의 양 측면을 타고 이동하면서 벌어지도록 하는 벌림 가이드과정을 포함하는 구성을 한다.

Description

스크랩 배출방법 및 이를 구현한 플랜지 절단장치{Scrap discharge method and flange cutting device implementing the same}
본 발명은 스크랩의 배출과 관련된 것으로, 특히 플랜지를 가지는 드로잉 부품에서 절단되는 플랜지의 스크랩을 배출하는데 적합하게 적용될 수 있는 스크랩 배출방법과 상기 스크랩 배출방법이 구현된 플랜지 절단장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차의 엔진, 변속기, 연료탱크나 에어컨, 에어 컴프레서, 냉장고 등에는 원통형의 부품이 많이 사용되는데, 이러한 원통형의 부품은 주로 드로잉(drawing) 방식으로 만든다. 드로잉 방식으로 원통형 부품을 만들 때, 부품의 상단 가장자리를 따라 환형 플랜지가 형성되는데, 플랜지가 필요치 않은 경우, 이는 부품에서 절단하여 제거하여 주어야 한다.
도 1은 환형 플랜지가 형성된 부품의 일례를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 부품에서 환형 플랜지가 절단되어 제거된 상태를 나타낸 부품의 사시도이다.
드로잉은 평판을 이동시키면서 순차로 구멍이 뚫린 다이에 장착하여 펀치로 차례대로 점점 깊게 가압하여 형상과 두께를 변형시켜서 원통형 부품(10)을 만드는 방식이다. 이러한 드로잉에 의해 원통형으로 성형되는 과정 중의 미완성의 부품(10a)에는 도 1에 나타낸 바와 같이 상단 가장자리를 따라 환형 플랜지(12)가 형성된다. 이러한 환형 플랜지(12)는 절단장치를 통해 제거되어 도 2에 나타낸 바와 같은 완성된 부품(10)으로 만들어진다.
통상 절단되어 제거되는 환형 플랜지(12)의 스크랩(scrap)은 자석이나 공기압를 이용하는 별도의 장치를 통해 절단장치에서 분리되어 배출되는데, 이러한 종래기술의 내용은 등록번호 10-0436006호(발명의 명칭: 한 행정에서 다단으로 성형이 가능한 드로잉 금형장치, 발명자 백홍규 외 1)의 등록특허공보에 개시되어 있다.
또한, 절단된 환형 플랜지의 스크랩이 부품의 외주면에 끼워져서 부품과 함께 배출된 후 부품에서 분리되도록 하는 종래기술이 등록번호 10-1892715호(발명의 명칭: 트리밍 공정에서 변형을 방지할 수 있는 드로잉 장치, 발명자: 전제중)의 등록특허공보에 개시되어 있다.
그 외에 절단된 환형 플랜지의 스크랩은 스크랩을 잡을 수 있는 별도의 핑거 장치를 통해 배출되기도 한다.
상기와 같은 종래기술은 모두 스크랩을 배출하기 위한 별도의 배출장치와 플랜지를 절단하는 공정 외의 추가의 별도의 배출공정이 필요하다.
본 발명의 목적은 부품에서 절단되는 환형 플랜지 등 닫힌 단면의 고리형 플랜지의 스크랩을 배출하기 위해 핑거 장치나 자석 또는 공기압을 이용하는 장치 등을 별도로 설치할 필요가 없는 스크랩 배출방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 환형 플랜지 등의 고리형 플랜지를 부품에서 절단하는 동작을 반복하는 것에 의해 고리형 플랜지의 스크랩이 자동으로 배출될 수 있도록 해주는 스크랩 배출방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 고리형 플랜지를 부품에서 절단하면서 절단된 고리형 플랜지의 스크랩이 별도의 배출장치나 추가공정 없이 펀칭부의 자루를 경유하여 자동으로 배출될 수 있도록 해주는 스크랩 절단장치를 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 스크랩 배출방법은 펀치 유닛과 상기 펀치 유닛이 장착되는 자루를 구비하여 왕복 가능하게 설치되는 펀칭부와 상기 펀치 유닛이 삽입될 수 있는 삽입공을 가지는 다이부를 통해 고리형 플랜지가 형성된 부품에서 절단되는 상기 고리형 플랜지의 스크랩이 상기 펀칭부의 외주면에 결합되어 쌓이게 하는 스크랩 적층과정; 상기 자루의 외주면에 설치되고 끝이 뾰족한 쐐기부를 가지는 스크랩 펀치가 상기 펀칭부의 왕복동작에 따라 함께 왕복하면서 상기 다이부와 협동하여 상기 펀칭부의 외주면에 결합되어 쌓이는 상기 스크랩의 한 부분을 절개하여 일측이 절개된 스크랩을 만드는 스크랩 절개과정; 및 상기 펀칭부가 왕복하면서 상기 고리형 플랜지를 절단하는 동작을 반복함에 따라 먼저 절단된 상기 고리형 플랜지의 상기 스크랩은 뒤에 절단되는 상기 고리형 플랜지의 상기 스크랩에 의해 상기 펀칭부의 둘레를 따라 밀려서 상기 다이부에서 멀어지는 방향으로 이동함과 아울러 상기 스크랩의 절개된 부분이 상기 쐐기부의 양 측면을 타고 이동하면서 벌어지도록 하는 벌림 가이드과정을 포함하여, 상기 스크랩이 상기 펀칭부의 상기 자루를 경유하여 배출되도록 하는 것을 포함하는 구성을 한다.
상기 벌림 가이드과정 이후에 상기 스크랩의 절개된 부분이 상기 스크랩 펀치의 평행한 양 측면을 타고 이동하도록 하는 평행 가이드과정을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 평행 가이드 과정 이후에 상기 스크랩의 절개된 부분이 상기 자루에 형성된 방향전환 안내부를 따라 상기 자루의 측방으로 방향전환 하도록 하는 방향전환 가이드과정 및 상기 방향전환 가이드과정 이후에 상기 스크랩을 상기 자루에 측방으로 결합된 측방 안내부를 따라 이동하도록 하는 측방 가이드과정을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
때에 따라, 상기 벌림 가이드과정 이후에 상기 스크랩의 절개된 부분이 상기 자루에 형성된 방향전환 안내부를 따라 상기 자루의 측방으로 방향전환 하도록 하는 방향전환 가이드과정 및 상기 방향전환 가이드과정 이후에 상기 스크랩을 상기 자루에 측방으로 결합된 측방 안내부를 따라 이동하도록 하는 측방 가이드과정을 포함할 수 있다.
상기 스크랩 절개과정은 상기 다이부와 상기 스크랩 펀치 사이의 상기 펀칭부의 외주면에 상기 스크랩의 두께의 적어도 일부를 남겨두고 수행되는 것이 좋다.
본 발명에 따른 플랜지 절단장치는 고리형 플랜지가 형성된 부품의 상기 고리형 플랜지를 절단하기 위한 펀치 유닛과 상기 펀치 유닛이 설치되는 자루를 구비하여 왕복 가능하게 설치되는 펀칭부; 상기 펀치 유닛이 삽입될 수 있는 삽입공을 구비하여 상기 펀치 유닛이 상기 삽입공에 삽입됨에 따라 상기 고리형 플랜지가 절단될 수 있도록 해주고 절단되어 상기 펀칭부의 외주면에 층상으로 쌓이는 상기 고리형 플랜지의 스크랩이 밀려서 상기 펀칭부의 외주면을 따라 이동될 수 있게 하는 다이부; 및 상기 자루의 외주면에 설치되고 끝이 뾰족하게 형성된 쐐기부를 구비하여 상기 펀칭부가 왕복하면서 상기 스크랩을 절단하는 동작을 반복함에 따라 상기 다이부와 협동하여 상기 고리형 플랜지의 스크랩의 한 부분을 절개하여 상기 스크랩을 일측이 절개된 스크랩으로 만들고 먼저 절단된 상기 고리형 플랜지의 상기 스크랩이 뒤에 절단되는 상기 고리형 플랜지의 상기 스크랩에 의해 상기 펀칭부의 둘레를 따라 밀려서 상기 다이부에서 멀어지는 방향으로 이동함에 따라 상기 스크랩의 절개된 부분이 상기 쐐기부의 양 측면을 타고 이동하면서 벌어지도록 하는 스크랩 펀치를 포함하여, 상기 스크랩이 상기 펀칭부의 상기 자루를 경유하여 배출되도록 하는 것을 포함하는 구성을 한다.
상기 스크랩 펀치는 상기 쐐기부에 이웃하여 배치되고 평행하게 형성되어 상기 스크랩의 절개된 부분을 일정하게 벌어진 상태로 안내하는 평행 안내부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 자루에는 상기 평행 안내부에 이웃하여 배치되고 상기 스크랩의 절개된 부분이 측방으로 방향전환 하도록 안내하는 방향전환 안내부가 형성되고, 상기 방향전환 안내부에 이웃한 위치의 상기 자루에는 방향전환된 상기 스크랩을 상기 자루에 대해 측방으로 안내하는 측방 안내부가 설치된 것을 포함하는 것이 좋다.
때에 따라, 상기 자루에는 상기 쐐기부에 이웃하여 배치되고 상기 스크랩의 절개된 부분이 측방으로 방향전환 하도록 안내하는 방향전환 안내부가 형성되고, 상기 방향전환 안내부에 이웃한 위치의 상기 자루에는 방향전환된 상기 스크랩을 상기 자루에 대해 측방으로 안내하는 측방 안내부가 설치된 구성을 할 수 있다.
상기 스크랩 펀치가 상기 다이부와의 사이에 상기 스크랩의 두께의 적어도 일부를 남겨 두고 상기 스크랩을 절개할 수 있도록, 상기 펀칭부의 하사점에서 상기 쐐기부의 하단은 상기 다이부의 상면에 대해 간격을 두고 배치되도록 설치된 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 플랜지 절단장치에 자석이나 공기압을 이용하는 스크랩 배출장치를 별도로 설치하지 않아도 된다.
본 발명에 따르면, 별도의 추가공정 없이 플랜지 절단장치가 단지 고리형 플랜지를 절단하기 위한 필수 동작을 반복하는 것에 의해 부품에서 절단된 고리형 플랜지의 스크랩을 자동으로 배출할 수 있어서, 필요한 장치의 수를 줄일 수 있으면서도 플랜지 절단작업의 능률이 뛰어나다.
본 발명에 따르면, 다이부와 스크랩 펀치 사이에 스크랩의 두께의 적어도 일부 또는 적어도 1개 이상의 스크랩을 남겨두고 스크랩에 대한 절개가 이루어칠 수 있으므로 스크랩 절개에 따른 펀칭부와 다이부 간의 충격을 최소화할 수 있다.
도 1은 환형 플랜지가 형성된 부품의 일례를 나타낸 사시도,
도 2는 도 1의 부품에서 환형 플랜지가 절단되어 제거된 상태를 나타낸 부품의 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 플랜지 절단장치의 펀칭부가 다이부에서 분리된 상태를 나타낸 사시도,
도 4는 다이부에 고리형 플랜지가 형성된 부품이 장착된 상태를 나타낸 사시도,
도 5는 펀칭부 승강기구에 의해 도 4의 펀칭부가 하강하여 고리형 플랜지를 절단한 상태를 나타낸 사시도,
도 6은 고리형 플랜지를 절단하는 상태의 도 5의 펀칭부와 다이부의 종단면도,
도 7은 펀칭부 승강기구에 의해 도 5의 펀칭부가 상승한 상태를 나타낸 사시도,
도 8은 스크랩이 배출되고 있는 상태의 일례를 나타낸 사시도,
도 9는 본 발명의 방법에 따라 고리형 플랜지가 절단되어 배출되는 과정을 설명하기 위한 공정도,
도 10은 스크랩 펀치의 변형 예를 설명하기 위한 도면,
도 11은 스크랩 펀치와 다이부의 간격을 앞 실시 예와 다르게 조정한 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 플랜지 절단장치의 펀칭부가 다이부에서 분리된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 4는 다이부에 고리형 플랜지가 형성된 부품이 장착된 상태를 나타낸 사시도, 도 5는 펀칭부 승강기구에 의해 도 4의 펀칭부가 하강하여 고리형 플랜지를 절단한 상태를 나타낸 사시도, 도 6은 고리형 플랜지를 절단하는 상태의 도 5의 펀칭부와 다이부의 종단면도, 도 7은 펀칭부 승강기구에 의해 도 5의 펀칭부가 상승한 상태를 나타낸 사시도이다.
도 3 내지 도 7을 참고하면, 본 발명에 따른 플랜지 절단장치(100)는 펀칭부(110), 다이부(130) 및 스크랩 펀치(150)를 가진다.
펀칭부(110)는 환형 플랜지와 같은 고리형 플랜지(12a)가 형성된 미완성의 부품(10a)에서 고리형 플랜지(12a)를 절단하여 부품(10)과 분리할 수 있도록 하기 위한 것으로, 고리형 플랜지(12a)를 절단하기 위한 펀치 유닛(111)과 펀치 유닛(111)이 설치되는 자루(121)를 구비하여 구성된다. 고리형 플랜지(12a)의 스크랩(12b)은 펀칭부(110)의 하사점에서 다이부(130)의 삽입공(132) 상부로 돌출되는 펀칭부(110)의 외주면, 즉, 펀치(113) 및/또는 자루(121)의 외주면에 쌓인다. 펀칭부(110)의 하사점에서 펀치(113)가 삽입공(132) 내부로 완전히 삽입되는 경우, 스크랩(12b)은 자루(121)의 외주면에 쌓인다.
도 6을 참고하여 펀칭부(110)에 대해 더 자세히 설명하면, 이 실시 예의 자루(121)는 하단부의 중심부에 자루(121)의 길이방향으로 형성된 펀치 유닛 장착공(123)을 가진다.
이 실시 예의 펀치 유닛(111)은 중공의 펀치(113), 자루(121)와의 사이에 펀치(113)를 개재하여 펀치 유닛 장착공(123)을 통해 자루(121)에 장착되어 펀치(113)를 고정할 수 있도록 해주고 저부에 홈(115a)이 형성된 장착부재(115), 홈(115a)에 결합된 탄성부재(117) 및 탄성부재(117) 하부에 결합되어 부품(10a)을 하방으로 가압하는 하부부재(119)와 이들을 자루(121)에 일체로 고정하기 위한 펀치 결합구(120)를 가진다. 장착부재(115), 탄성부재(117) 및 하부부재(119)의 내부에는 펀치 결합구(120)가 통과될 수 있도록 통공이 형성되어 있다. 즉, 펀치 유닛(111)은 펀치 결합구(120)를 통해 자루(121)에 탈착 가능하다. 이러한 펀치 유닛(111)은 다양하게 변형되어 구성될 수 있다.
위와 같은 펀칭부(110)는 도 5와 도 7에 나타낸 펀칭부 승강기구(170)를 통해 상하로 승강 가능하게 설치된다.
도시된 바와 같이 본 발명의 펀칭부(110)의 자루(121)에는 자루(121)를 경유하여 배출되는 스크랩(12b)의 배출 방향을 전환하기 위한 방향전환 안내부(125)가 형성되어 있다. 이 방향전환 안내부(125)는 뒤에서 설명되는 스크랩(12b)이 자루(121)의 길이 방향으로 이동하다가 측방으로 이동하여 배출될 수 있게 방향전환 할 수 있도록 안내하는 부분으로, 바람직하게, 자루(121)를 가로지르는 방향으로 자루(121)의 양측 외주면을 따라 홈 형태로 형성된다. 홈 형태의 방향전환 안내부(125)는 스크랩(12b)이 방향전환 할 때 스크랩(12b)의 절개된 부분을 안내한다. 이러한 방향전환 안내부(125)는, 바람직하게, 뒤에서 설명되는 스크랩 펀치(150)에 형성되는 평행 안내부(153)에 이웃하여 배치된다.
도시된 바와 같이 자루(121)의 일측 외주면에는 스크랩 펀치(150)가 설치된다. 스크랩 펀치(150)는 끝이 뾰족하게 형성된 쐐기부(151)를 가진다. 이 스크랩 펀치(150)는 펀칭부(110)가 상하로 왕복하면서 고리형 플랜지(12a)을 절단하는 동작을 반복함에 따라 다이부(130)와 협동하여 고리형 플랜지(12a)가 절단되어 이루어진 스크랩(12b)의 한 부분을 절개하여 고리 모양의 스크랩(12b)을 일측이 절개된 스크랩(12b)으로 만든다.
위와 같은 스크랩 펀치(150)와 앞에서 설명한 펀치 유닛(111)은 필요에 따라 교체할 수 있도록, 도 6에 나타낸 바와 같이 볼트 등을 통해 자루(121)에 고정된다.
도 6을 참고하면, 이 실시 예의 스크랩 펀치(150)는 펀칭부(110)의 외주면에 4개의 스크랩(12b)이 쌓인 상태에서 최상층의 1개의 스크랩(12b)을 절개할 수 있도록 설치되어 있다. 이렇게 하기 위해서는 도 5와 도 6에 나타낸 바와 같은 펀칭부(110)의 하사점에서 쐐기부(151)의 하단은 다이부(130)의 상면에 대해 스크랩(12b) 두께의 3배의 간격을 두고 배치되도록 설치된다. 이렇게 하는 경우, 스크랩 펀치(150)의 쐐기부(151)가 다이부(130)의 상면에 직접 접촉하지 않고 또 복수의 층으로 쌓인 스크랩(12b)이 스크랩 펀치(150)와 다이부(130) 간의 충격력을 완충하여 주는 상태에서 스크랩(12b)에 대한 절개가 이루어지므로 다이부(130)와 스크랩 펀치(150)가 손상되지 않는다.
물론, 펀칭부(110)의 하사점에서의 쐐기부(151)의 하단과 다이부(130)의 상면의 간격은 이 실시 예에서와는 다른 간격으로 조정될 수 있고, 반드시 스크랩(12b)의 두께의 정수배로 조정되어야 하는 것도 아니다. 예를 들어, 펀칭부(110)의 하사점에서의 쐐기부(151)의 하단과 다이부(130)의 상면의 간격을 스크랩(12b) 1개의 두께로 되게 하면 펀칭부(110)의 외주면에 2개의 스크랩(12b)이 쌓인 상태에서 상층 1개의 스크랩(12b)을 절개할 수 있고, 스크랩(12b) 4개 반의 두께로 되게 하면 펀칭부(110)의 외주면에 5개의 스크랩(12b)이 쌓인 상태에서 최상층 1개의 스크랩(12b) 두께의 반을 절개할 수 있고, 나머지 반은 그 다음 공정에서 절개된다.
때에 따라, 하사점에서의 쐐기부(151)의 하단이 다이부(130)의 상면에 접촉되도록 하여 고리형 플랜지(12a)가 펀치(113)에 의해 절단되는 것과 동시에 이 고리형 플랜지(12a)의 스크랩(12b)의 한 부분이 스크랩 펀치(150)에 의해 절개되도록 할 수도 있다. 하지만, 이렇게 하는 경우 다이부(130)의 표면과 스크랩 펀치(150)가 손상될 수 있어서 바람직하지 않다. 따라서 다이부(130)와 스크랩 펀치(150) 사이의 펀칭부(110)의 외주면에 스크랩(12b)의 두께의 적어도 일부를 남겨두고 스크랩(12b)에 대한 절개과정이 수행되는 것이 좋다. 예를 들어, 다이부(130)와 스크랩 펀치(150) 사이의 간격을 스크랩(12b)의 두께의 반 정도로 하여 처음부터 스크랩 펀치(150)가 스크랩(12b)의 두께의 반 정도를 절개하도록 할 수 있다.
또한, 스크랩 펀치(150)는 먼저 절단된 고리형 플랜지(12a)의 스크랩(12b)이 뒤에 절단되는 고리형 플랜지(12a)의 스크랩(12b)에 의해 펀칭부(110)의 펀치(113) 또는 자루(121)의 둘레를 따라 밀려서 다이부(130)에서 멀어지는 방향으로 이동함에 따라 스크랩(12b)의 절개된 부분이 쐐기부(151)의 양 측면을 타고 이동하면서 벌어지도록 한다.
도 3 내지 도 5와 도 7을 참고하면, 스크랩 펀치(150)는 쐐기부(151)에 이웃하여 배치되고 평행하게 형성된 평행 안내부(153)를 가진다. 이 평행 안내부(153)는 스크랩(12b)의 절개된 부분을 일정하게 벌어진 상태로 안내하는 역할을 한다.
도시된 바와 같이 자루(121)의 일측에는 방향전환 된 스크랩(12b)을 자루에 대해 측방으로 안내하는 측방 안내부(180)가 결합되어 있다. 이 측방 안내부(180)는 방향전환 안내부(125)에 이웃한 위치에서 결합된다.
다이부(130)는 펀칭부(110)의 펀치 유닛(111)과 협력하여 고리형 플랜지(12a)를 절단할 수 있도록 해주는 것으로, 펀치 유닛(111)이 삽입될 수 있는 삽입공(132)을 가진다. 이 삽입공(132)은 펀치 유닛(111)이 다이부(130)에 장착된 부품(10a)에 결합되어 부품(10a)을 삽입공(132) 내부로 가압하면서 고리형 플랜지(12a)를 절단할 수 있도록 해주는 것으로, 절단되어 펀칭부(110)의 펀치(113) 및/또는 자루(121)의 외주면에 층상으로 쌓이는 고리형 플랜지(12a)의 스크랩(12b)이 밀려서 펀칭부(110)의 외주면을 따라 이동될 수 있게 하는 역할도 한다.
위에서 설명한 바와 같은 플랜지 절단장치(100)를 이용하면, 별도의 스크랩 배출장치를 이용한 별도의 스크랩 배출공정 없이, 단지 고리형 플랜지(12a)를 절단하는 동작을 반복하는 것에 의해 부품(10a)에서 절단되어 분리된 고리형 플랜지(12a)의 스크랩(12b)이 자동으로 자루(121)를 경유하여 외부로 배출되도록 할 수 있다.
도 8은 스크랩이 배출되고 있는 상태의 일례를 나타낸 사시도이고, 도 9는 본 발명의 방법에 따라 고리형 플랜지가 절단되어 배출되는 과정을 설명하기 위한 공정도이다. 앞의 도 3 내지 도 7을 함께 참고하면서 설명한다.
먼저, 도 3에 나타낸 바와 같은 고리형 플랜지(12a)가 형성되어 있는 부품(10a)이 별도의 핑거 장치 등을 통해 도 4에 나타낸 바와 같이 다이부(130)에 장착된다(S1). 때에 따라 미완성의 부품(10a)은 수작업을 통해 장착될 수 있음은 물론이다.
그런 다음, 펀칭부 승강기구(170)를 통해 펀칭부(110)가 하강함에 따라 펀치(113)가 다이부(130)에 장착된 부품(10a)의 고리형 플랜지(12a)를 절단하는데, 그 과정은 다음과 같다. 펀치 유닛(111)이 부품(10a) 속으로 진입하여 펀치 유닛(111)의 하단이 부품(10a)의 바닥에 닿은 후 펀치 유닛(111)이 계속 하강함에 따라 탄성부재(117)가 압축되면서 부품(10a)을 강하게 눌러준다. 부품(10a)이 다이부(130)에 견고하게 고정된 상태에서 펀치(113)가 삽입공(132) 속으로 진입하면서 고리형 플랜지(12a)를 절단한다.
고리형 플랜지(12a)가 절단된 상태에서 펀치 유닛(111)은 더 하강하면서 부품(10)을 하방으로 가압하여 아래쪽으로 이동시킴과 아울러 펀치 유닛(111)의 탄성부재(117)가 펼쳐지면서 부품(10)을 삽입공(132) 아래쪽으로 밀어서 부품(10)이 삽입공(132)의 아래쪽으로 쉽게 배출될 수 있도록 해준다.
절단된 고리형 플랜지(12a)의 스크랩(12b)은 펀칭부(110)가 하사점까지 하강할 때까지 펀치(113)의 둘레에 결합된 상태에서 다이부(130)의 상면에 의해 위쪽으로 밀려 올라가고, 펀칭부(110)가 상승할 때 함께 상승한다.
도 5와 도 6을 참고하면, 펀칭부(110)가 하사점까지 하강한 상태에서, 스크랩 펀치(150)의 하단은 다이부(130)의 상면과 간격을 두고 배치되어 있다. 이에 따라, 고리형 플랜지(12a)를 최초로 절단하는 과정에서, 스크랩 펀치(150)는 스크랩(12b)의 한 부분을 절개하지 않는다. 펀칭부(110)가 하사점에 있을 때 다이부(130)의 상면과 스크랩 펀치(150)의 하단의 간격에 따라 스크랩 펀치(150)가 스크랩(12b)의 한 부분을 절개하기 시작하는 시기는 달라진다.
이 실시 예에서는, 펀칭부(110)가 하사점에 있을 때, 다이부(130)의 상면과 스크랩 펀치(150)의 하단의 간격이 스크랩(12b)의 두께의 3배인 것을 예시하고 있다. 이 경우, 펀칭부(110)가 고리형 플랜지(12a)를 3번 절단하여 펀칭부(110)의 둘레에 3개의 스크랩(12b)이 쌓인 후 고리형 플랜지(12a)를 4번 째 절단할 때부터 스크랩 펀치(150)가 층상으로 쌓인 최상단의 스크랩(12b)의 한 부분을 절단하여 일측이 개방된 스크랩(12b)으로 만들기 시작한다. 이렇게 하면 스크랩 펀치(150)가 다이부(130) 상면에 닿지 않을 뿐만 아니라 층상으로 쌓인 스크랩(12b)이 스크랩(12b) 절개에 따른 충격을 완충하여 펀칭부(110)와 다이부(130)에 무리가 가지 않도록 한다.
물론, 펀칭부(110)가 하사점에 있을 때, 다이부(130)의 상면과 스크랩 펀치(150)의 하단의 간격을 0으로 하여 처음부터 스크랩 펀치(150)가 스크랩(12b)을 절개하도록 할 수 있지만, 일반적인 경우, 스크랩 펀치(150)가 다이부(130) 상면에 닿아서 스크랩 펀치(150)와 다이부(130)가 쉽게 손상될 수 있어서 바람직하지는 않다. 따라서 펀칭부(110)의 외주면에 적어도 2개 이상의 스크랩(12b)이 쌓인 상태에서 최상층의 1개의 스크랩(12b)에 대해 또는 2개의 스크랩(12b)에 대해 일부씩 절개가 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 하지만, 특수한 경우에는 다이부(130)의 상면과 스크랩 펀치(150)의 하단의 간격을 0으로 하여 처음부터 계속하여 스크랩 펀치(150)가 스크랩(12b)을 절개하도록 하는 것도 가능하다.
때에 따라, 스크랩 펀치(150)의 하단과 대응하는 위치의 다이부(130)에 홈을 형성하여 처음부터 스크랩 펀치(150)가 스크랩(12b)을 절개하도록 할 수도 있다.
스크랩 펀치(150)가 스크랩(12b)의 한 부분을 절개하면, 쐐기부(151)는 스크랩(12b)의 절개된 부분을 벌어지게 한다. 이후, 펀칭부(110)가 상하로 왕복하면서 고리형 플랜지(12a)의 절단동작을 반복함에 따라 펀칭부(110)에 외주면에 쌓이는 스크랩(12b)은 다이부(130)의 상면에 의해 다이부(130)에서 멀어지는 방향으로 점점 밀려 올라가고, 한 부분이 절개된 스크랩(12b)은 펀칭부(110)의 외주면에 결합된 상태에서 쐐기부(151)의 양 측면을 따라 점점 벌어지면서 위쪽으로 안내되는 벌림 가이드과정으로 안내된다.
쐐기부(151)를 거친 스크랩(12b)의 절개된 부분은 스크랩 펀치(150)의 평행 안내부(153)의 양 측면을 타고 이동하는 평행 가이드과정, 자루(121)에 형성된 방향전환 안내부(125)의 양 측면을 타고 이동하는 방향전환 가이드과정을 거친다.
그런 다음, 스크랩(12b)은 자루(121)에 설치된 측방 안내부(180)를 타고 이동하여 외부로 배출된다. 도 8에서, 스크랩(12b)의 배출경로를 따라 일점쇄선으로 나타낸 것은 스크랩(12b)들이 연속되게 배치되어 있음을 의미한다.
본 발명에 따르면, 위와 같은 고리형 플랜지(12a)의 절단과정, 스크랩(12b)에 대한 스크랩 절개과정, 벌림 가이드과정, 평행 가이드과정, 방향전환 가이드과정 및 측방 가이드과정이 펀칭부(110)가 하강하는 한 동작에 의해 한꺼번에 이루어진다(S2).
펀칭부(110)가 하사점까지 하강하였다가 상승함에 따라 스크랩(12b)은 펀칭부(110)와 함께 상승하고, 고리형 플랜지(12a)가 제거된 부품(10)은 다이부(130)의 내측 턱부 등에 걸려 펀치 유닛(111)에서 이탈된 후 삽입공(132)을 통해 다이부(130)의 하부로 배출된다(S3). 물론, 고리형 플랜지(12a)가 제거된 부품(10)은 펀칭부(110)가 하강 시 탄성부재(117)가 펼쳐질 때 펀치 유닛(111)에서 이탈된 후 삽입공(132)을 통해 다이부(130)의 하부로 배출될 수 있다.
이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따르면, 고리형 플랜지(12a)의 절단에 반드시 필요한 펀칭부(110)의 하강 동작과 상승 동작을 반복하는 것만으로 고리형 플랜지(12a)의 스크랩(12b)을 펀칭부(110)의 자루(121)를 경유하여 외부로 배출시킬 수 있다.
도 10은 스크랩 펀치의 변형 예를 설명하기 위한 도면이다.
때에 따라, 스크랩 펀치(150)는 앞에서 설명한 평행 안내부 없이 하단부터 상단까지 경사지게 하여 쐐기부(151)로만 이루어지도록 구성될 수 있다. 이 경우, 앞에서 설명한 평행 가이드과정 없이 벌림 가이드과정 이후에 바로 방향전환 가이드과정이 진행될 수 있다.
나머지는 앞에서 설명한 것과 같다.
도 11은 스크랩 펀치와 다이부의 간격을 앞 실시 예와 다르게 조정한 상태를 나타낸 도면이다.
때에 따라, 펀칭부(110)의 하사점에서 다이부(130)의 상면과 스크랩 펀치(150) 하단부의 간격을 스크랩(12b) 두께의 1배 정도로 하여 스크랩(12b)이 2층으로 쌓인 상태에서 2층의 1개의 스크랩(12b)에 대해 스크랩 절개과정이 이루어지도록 할 수 있다.
도 3 내지 도 6과 도 11을 함께 참고하면 펀칭부(110)의 하사점에서의 스크랩 펀치(150)와 다이부(130)의 간격을 조정하여 스크랩(12b)에 대한 절개가 이루어지기 시작하는 층수를 5층 이상으로 또는 3층 이하로 조정할 수 있음을 알 수 있다.
이상의 설명에서 펀칭부(110)와 다이부(130)는 상하로 배치되어 펀칭부(110)가 상하로 승강하며 왕복하는 동작을 반복하면서 고리형 플랜지(12a)를 절단하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 펀칭부(110)와 다이부(130)는 좌우로 배치되어 펀칭부(110)가 좌우로 왕복운동 하도록 구성 할 수 있다. 또, 때에 따라 위에서 설명된 펀칭부(110)와 다이부(130)는 상하로 뒤집힌 상태로 설치될 수 있다. 경우에 따라, 다이부(130)가 왕복운동 하도록 하는 것도 가능하다. 위 사항들을 감안하면, 부품(10a)이 펀치 유닛(111)에 먼저 장착된 상태로 다이부(130)와 상호 작용하여 고리형 플랜지(12a)에 대한 절단작업이 이루어질 수 있음도 알 수 있다.
본 발명은 고리형 플랜지가 형성된 부품에서 고리형 플랜지를 절단해야할 필요가 있는 작업에 이용될 가능성이 있고, 특히 드로잉에 의해 원통형 용기 형태의 부품을 만드는데 적합하게 이용될 가능성이 있다.
10, 10a: 부품 12a: 고리형 플랜지
12b: 스크랩 100: 플랜지 절단장치
110: 펀칭부 111: 펀치 유닛
113: 펀치 115: 장착부재
115a: 홈 117: 탄성부재
119: 하부부재 120: 펀치 결합구
121: 자루 123: 펀치 장착공
125: 방향전환 안내부 130: 다이부
132: 삽입공 150: 스크랩 펀치
151: 쐐기부 153: 평행 안내부
170: 펀칭부 승강기구 180: 측방 안내부

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  6. 고리형 플랜지가 형성된 부품의 상기 고리형 플랜지를 절단하기 위한 펀치 유닛과 상기 펀치 유닛이 설치되는 자루를 구비하여 왕복 가능하게 설치되는 펀칭부;
    상기 펀치 유닛이 삽입될 수 있는 삽입공을 구비하여 상기 펀치 유닛이 상기 삽입공에 삽입됨에 따라 상기 고리형 플랜지가 절단될 수 있도록 해주고 절단되어 상기 펀칭부의 외주면에 층상으로 쌓이는 상기 고리형 플랜지의 스크랩이 밀려서 상기 펀칭부의 외주면을 따라 이동될 수 있게 하는 다이부; 및
    상기 자루의 외주면에 설치되고 끝이 뾰족하게 형성된 쐐기부를 구비하여 상기 펀칭부가 왕복하면서 상기 고리형 플랜지를 절단하는 동작을 반복함에 따라 상기 다이부와 협동하여 상기 스크랩의 한 부분을 절개하여 상기 스크랩을 일측이 절개된 스크랩으로 만들고 먼저 절단된 상기 고리형 플랜지의 상기 스크랩이 뒤에 절단되는 상기 고리형 플랜지의 상기 스크랩에 의해 상기 펀칭부의 둘레를 따라 밀려서 상기 다이부에서 멀어지는 방향으로 이동함에 따라 상기 스크랩의 절개된 부분이 상기 쐐기부의 양 측면을 타고 이동하면서 벌어지도록 하는 스크랩 펀치를 포함하여,
    상기 스크랩이 상기 펀칭부의 상기 자루를 경유하여 배출되도록 하는 것을 포함하는 플랜지 절단장치에 있어서,
    상기 자루의 하단부의 중심부에 상기 자루의 길이방향으로 펀치 유닛 장착공이 형성되고,
    상기 펀치 유닛은,
    중공의 펀치;
    상기 자루와의 사이에 상기 펀치를 개재하여 상기 펀치 유닛 장착공을 통해 상기 자루에 장착되어 상기 펀치를 고정할 수 있도록 해주고 저부에 홈이 형성된 장착부재:
    상기 홈에 결합된 탄성부재;
    상기 탄성부재의 하부에 결합되어 상기 부품을 하방으로 가압하는 하부부재; 및
    상기 펀치, 상기 장착부재, 상기 탄성부재 및 상기 하부부재를 상기 자루에 일체로 고정하기 위한 펀치 결합구를 포함하되,
    상기 장착부재, 상기 탄성부재 및 상기 하부부재의 내부에는 상기 펀치 결합구가 통과될 수 있도록 해주는 통공이 형성되고,
    상기 펀치 유닛은 상기 펀치 결합구를 통해 상기 자루에 탈착 가능하게 설치되고,
    상기 자루에는 상기 자루를 가로지르는 방향으로 상기 자루의 양측 외주면을 따라 홈 형태로 형성되어 상기 스크랩의 상기 절개된 부분이 측방으로 방향전환 하도록 안내하는 방향전환 안내부가 형성되는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 플랜지 절단장치.
  7. 제6항에서, 상기 스크랩 펀치는 상기 쐐기부에 이웃하여 배치되고 평행하게 형성되어 상기 스크랩의 상기 절개된 부분을 일정하게 벌어진 상태로 안내하는 평행 안내부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플랜지 절단장치.
  8. 제7항에서, 상기 방향전환 안내부는 상기 평행 안내부에 이웃하여 배치되고, 상기 방향전환 안내부에 이웃한 위치의 상기 자루에는 방향전환된 상기 스크랩을 상기 자루에 대해 측방으로 안내하는 측방 안내부가 설치된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 플랜지 절단장치.
  9. 제6항에서, 상기 방향전환 안내부는 상기 쐐기부에 이웃하여 배치되고, 상기 방향전환 안내부에 이웃한 위치의 상기 자루에는 방향전환된 상기 스크랩을 상기 자루에 대해 측방으로 안내하는 측방 안내부가 설치된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 플랜지 절단장치.
  10. 제6항에서, 상기 스크랩 펀치가 상기 다이부와의 사이에 상기 스크랩의 두께의 적어도 일부를 남겨두고 상기 스크랩을 절개할 수 있도록, 상기 펀칭부의 하사점에서 상기 쐐기부의 하단은 상기 다이부의 상면에 대해 간격을 두고 배치되도록 설치된 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 플랜지 절단장치.
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