KR102575895B1

KR102575895B1 - 코너부를 갖는 금속 테두리의 벤딩장치 및 방법

Info

Publication number: KR102575895B1
Application number: KR1020230079648A
Authority: KR
Inventors: 송상현
Original assignee: (주)이라이프
Priority date: 2023-06-21
Filing date: 2023-06-21
Publication date: 2023-09-07

Abstract

본 발명의 코너부를 갖는 금속 테두리 벤딩장치 및 방법으로서, 코너부(c)를 가지는 금속 테두리(P)의 윤곽 형태에 부합되는 둘레부 형상을 가지는 패드(2)와, 이 패드(2)의 둘레부에 밀착 배치되는 하부다이(3)와, 패드(2)보다 금속 띠부재(P1)의 두께(t)만큼 수평방향으로 확장된 윤곽형태의 둘레부를 가지며 상부의 펀치홀더(7)에 승강가능하게 장착되는 상부펀치(6)와, 상기 하부다이(3)에 대응하도록 상부펀치(6)의 둘레부에 밀착 배치되는 스트리퍼(8)를 포함하며, 상기 패드(2)에 접하는 하부다이(3)의 상면 둘레를 따라 저면이 만곡된 곡면홈(21)이 형성되고, 이 곡면홈(21)에 대향하는 스트리퍼(8)의 저면에는 상기 하부다이(3)의 곡면홈(21)에 부합되는 만곡부(26)가 선단부에 형성된 가압링(24)이 하향연장되는 벤딩장치와 이를 이용한 성형방법이다.

Description

코너부를 갖는 금속 테두리의 벤딩장치 및 방법 {Bending apparatus and Method for Metal rim having Corner portion}

본 발명은 코너부를 갖는 금속 테두리의 벤딩장치 및 방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세히는 곡률반경이 작은 코너부를 갖는 테두리의 코너부에 주름이나 크랙이 생기지 않도록 깔금하게 벤딩가공할 수 있는 새로운 구조의 코너부를 갖는 금속 테두리의 벤딩장치 및 방법에 관한 것이다.

와이어나 철망, 메탈라스 등에 의해 제작되는 메탈 와이어 용기나 다른 주방용품 또는 생활용품은 일반적으로 와이어나 메탈라스의 날카로운 단부를 커버하도록 금속재 테두리(rim)를 구비하게 된다. 이러한 금속 테두리는 메탈 와이어나 메탈라스를 감싸도록 띠 형상의 메탈스트립을 폭방향으로 만곡 성형하여 용기의 가장자리 부위를 감싸도록 제작된다.

그런데 금속 용기 등의 테두리의 형태가 원형이나 타원형인 경우에는 별 문제가 되지 않으나 테두리의 형태가 사각형이나 삼각형과 같이 코너부를 갖는 경우에는 이러한 코너부의 곡률반경은 상대적으로 작아서 금속재료에 응력이나 스트레스가 집중되어 재료가 압축되는 코너부의 내경부에 주름이 생기고 재료가 신장되는 외경부에 크랙이 생기는 등의 제품 불량이 발생될 가능성이 높다. 그런데 근래에는 다양한 윤곽 형태를 가진 금속 용기 등의 수요가 증대됨에 따라 이러한 코너부를 가진 금속 테두리를 주름이나 크랙없이 깔끔하게 벤딩가공할 필요가 있음에도 불구하고 만족스러운 방법이 제시되지 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 코너부를 가지는 금속 테두리 부재의 벤딩가공상의 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 본 발명은 간단한 구조와 방법에 의해 곡률반경이 작은 코너부를 갖는 테두리의 코너부에 주름이나 크랙이 생기지 않도록 깔금하게 벤딩가공할 수 있는 새로운 금속 테두리의 벤딩장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 금속 띠부재(P1)를 코너부(c)를 갖는 루프형태의 금속 테두리로 벤딩가공하는 장치에 있어서, 상기 코너부(c)를 가지는 금속 테두리(P)의 윤곽 형태에 부합되는 둘레부 형상을 가지며 탄성부재(9)에 의해 승강가능하게 탄성지지되는 패드(2)와, 이 패드(2)의 둘레부에 밀착 배치되는 하부다이(3)와, 이 하부다이(3)를 지지하는 하부다이홀더(4)로 이루어진 하부금형(1)과; 상기 패드(2)보다 금속 띠부재(P1)의 두께(t)만큼 수평방향으로 확장된 윤곽형태의 둘레부를 가지며 상부의 펀치홀더(7)에 승강가능하게 장착되는 상부펀치(6)와, 상기 하부다이(3)에 대응하도록 상부펀치(6)의 둘레부에 밀착 배치되며 상부펀치(6)와 함께 승강되며 탄성부재(9)에 탄성적으로 지지되는 스트리퍼(8)로 이루어진 상부금형(5)을 포함하며, 상기 패드(2)에 접하는 하부다이(3)의 상면 둘레를 따라 저면이 만곡된 곡면홈(21)이 형성되고, 이 곡면홈(21)에 대향하는 스트리퍼(8)의 저면에는 상기 하부다이(3)의 곡면홈(21)에 부합되는 만곡부(26)가 선단부에 형성된 가압링(24)이 하향연장되고, 이 가압링(24)의 외측에는 금속 때부재가 만곡성형시 생성되는 컬링부를 수용하는 컬링수용홈(28)이 형성된 것을 특징으로 하는 코너부를 갖는 금속 테두리 벤딩장치가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 금속 띠부재(P1)를 코너부(c)를 갖는 루프형태의 금속 테두리(P)로 벤딩하는 방법에 있어서,

소정 길이의 금속 띠부재(P1)를 직선부(a)와 하단만곡부(b)를 가진 단면 J자 형상을 가지면서 하단만곡부(b)가 외측을 향하도록 길이방향을 따라 복수 개소에서 코너부(c)가 절곡되는 반제품 스트립(P2)을 형성하는 1차 성형단계(S1);

상기 코너부(c)가 절곡된 반제품 스트립(P2)의 양단부를 용접하여 루프형태의 테두리 반제품(P3)을 형성하는 단계(S2);

상기 루프 형태의 테두리 반제품(P3)을;

루프형태의 테두리 반제품(P3)이 삽입되는 둘레부를 가지는 패드(2)와 이 패드(2)의 둘레부에 밀착 배치되는 하부다이(3)로 이루어진 하부금형(1)과, 패드(2)보다 금속 띠부재(P1)의 두께(t)만큼 수평방향으로 확장된 윤곽형태의 둘레부를 가지는 상부펀치(6)와 이 상부펀치(6)의 둘레부에 배치되는 스트리퍼(8)로 이루어진 상부금형(5)를 포함하고, 패드(2)에 접하는 하부다이(3)의 상면 둘레를 따라 저면이 만곡된 곡면홈(21)이 형성되고, 이 곡면홈(21)에 대향하는 스트리퍼(8)의 저면에는 상기 하부다이(3)의 곡면홈(21)에 부합되는 만곡부(26)가 선단부에 형성된 가압링(24)이 하향연장되고, 이 가압링(24)의 외측에는 컬링수용홈(28)이 형성된 벤딩장치로 성형하되, 패드(2)의 둘레면과 하부다이(3)의 곡면홈(21)에 테두리 반제품(P3)을 안착시키고 상부펀치(6)를 하강시킴으로써, 테두리 반제품(P3)이 패드(2)와 스트리퍼(8) 사이에서 구속되면서 상부펀치(6)에 의해 하향가압되어 곡면홈(21)를 따라 만곡변형되면서 컬링된 테두리반제품(P3)의 선단부는 컬링수용홈(28)에 수용되도록 하는 2차 성형단계(S4)로 이루어진 것을 특징으로 하는 코너부를 갖는 금속 테두리 벤딩방밥이 제공된다.

본 발명에 따르면, 상대적으로 곡률반경이 작아서 만곡가공시에 내측면에 주름이 생기거나 외측면에 크랙이나 기타 스크래치 등의 불량이 발생될 수 있는 코너부를 만곡된 단면을 갖도록 벤딩가공함에 있어서, 루프형태의 테두리 반제품(P)이 삽입되는 둘레부를 가지는 패드(2)와 이 패드(2)의 둘레부에 밀착 배치되는 하부다이(3)로 이루어진 하부금형(1)과, 패드(2)와 부합되는 둘레부를 가지는 상부펀치(6)와 이 상부펀치(6)의 둘레부에 배치되는 스트리퍼(8)로 이루어진 상부금형(5)를 포함하고, 패드(2)에 접하는 하부다이(3)의 상면 둘레에 저면이 만곡된 곡면홈(21)이 형성되고, 이 곡면홈(21)에 대향하는 스트리퍼(8)의 저면에는 곡면홈(21)에 부합되는 만곡부(26)가 선단부에 형성되어 하향연장되는 가압링(24)과, 이 가압링(24)의 외측에 형성된 컬링수용홈(28)이 형성된 벤딩장치를 이용하여, 단면 J자 형태를 가지며 코너부를 갖는 루프형태의 테두리 반제품을 만곡 또는 컬링가공함으로써, 압축력에 노출되어 소재에 주름이 형성될 수 있는 루프형태의 테두리 반제품(P3)의 코너부(c) 내측면을 미리 J자 단면형태로 1차로 예비성형을 통해 소재를 신장시켜 둠으로 순차적으로 작용하는 신장과 압축이 서로 상쇄되도록 함으로써, 상대적으로 곡률반경이 작은 코너부 내측면에 주름이 발생되지 않게 된다. 아울러, 2차 성형시에 인장력을 받아 소재가 신장되는 테두리 반제품(P3)의 코너부(c) 외측면은 단면 J자형태로의 1차 예비성형단계에서 미리 압축력을 받은 상태가 되므로 최종적으로는 소재에 순차적으로 작용하는 압축과 신장이 서로 상쇄되어 소재에는 크랙이나 스크래치 등이 발생되지 않게 된다.

도 1은 본 발명에 따라 제조되는 메탈 와이어 주방용품의 예시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 벤딩장치의 분리상태 사시도
도 3은 상기 실시예의 상하부 금형의 분리상태 단면도
도 4는 상기 실시예의 상하부 금형의 형합상태 단면도
도 5는 본 발명에 따른 제조공정을 보여주는 순서도
도 6은 본 발명에 따른 1차 성형용 벤딩블록의 예시도

이하에서 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명에 따라 제조되는 메탈와이어 주방용품의 예시도이고, 도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 벤딩장치의 구성도이고, 도 4는 그 제조공정 순서도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따라 제조되는 주방용품은 만곡가공 또는 컬링가공된 금속 테두리(P)와 와이어나 메시망 또는 메탈라스된 용기형상 망체(M)로 이루어지고, 테두리(P)의 네 모서리부에는 상대적으로 곡률반경이 작은 코너부(c)가 구비된다. 이와 같이 단면이 원형에 가깝도록 만곡 또는 컬링가공된 상태애서 곡률반경이 상대적으로 작아서 과도하게 벤딩가공되는 코너부(c)는 내측면에는 주름이 생기고 외측면에는 크랙이나 스크래치 등이 생길 가능성이 높고, 이는 제품 불량으로 연결된다. 본 발명은 이러한 코너부를 가진 금속 테두리를 주름이나 크랙의 발생없이 단정하고 깔끔하게 벤딩성형하기 위한 장치이다.

도 2 내지 도 4는 본 발명에 따른 벤딩장치의 금형의 분리, 형개방 및 형합상태를 각각 보여주는데, 본 발명의 벤딩장치는 패드(2)와 하부다이(3) 및 하부다이홀더(4)로 이루어진 하부금형(1)과, 상부펀치(6)와 스트리퍼(8) 및 펀치홀더(7)로 이루어진 상부금형(5)을 포함한다. 상기 패드(2)는 금속 테두리(P)의 윤곽 형태에 부합되는 둘레부 형상을 가지며 탄성부재(9)에 의해 승강가능하게 탄성지지된다. 그리고 이 패드(2)의 둘레부에는 하부다이(3)가 배치되어 하부다이홀더(5)에 지지된다. 그런데, 이 하부다이(3)의 상기 패드(2)의 둘레부에 접하는 상면 둘레를 따라 저면이 라운드지게 만곡된 곡면홈(21)이 형성된다.

상부금형(5)은 상기 패드(2)와 동일한 둘레부 형상을 가지며 단지 소재인 금속 띠부재(P1)의 두께 만큼 수평방향으로 확장된 크기를 가지는 상부펀치(6)가 상부의 펀치홀더(7)에 승강가능하게 구비된다. 그리고 하부다이(3)에 대응하도록 상부펀치(6)의 둘레부에 밀착 배치되며 상부펀치(6)와 함께 승강되며 탄성부재(9)에 탄설되어 생크홀더(10)에 지지되는 스트리퍼(8)를 포함한다. 이 생크홀더(10)는 실린더와 같은 승강기구에 의해 승강된다.

한편, 하부다이(3)의 곡면홈(21)에 대향하는 부위의 스트리퍼(8)의 저면에는 가압링(24)과 컬링수용홈(28)이 둘레를 따라 형성된다. 상기 가압링(24)은 하부다이(3)의 곡면홈(21)을 향해 하향연장되며 그 선단부에는 상기 하부다이(3)의 곡면홈(21)에 부합되는 만곡부(26)가 형성된다. 또한 스트리퍼(8)의 가입링(24)의 외측, 즉 펀치(2)의 반대쪽에는 컬링수용홈(28)이 형성된다. 이 컬링수용홈(28)은 J자 형상의 피가공물인 금속 테두리(P)의 상단이 상부펀치(6)에 의해 하향 가압되면서 곡면홈(21)을 따라 만곡 또는 컬링가공되면서, 둥글게 말린 컬링부를 수용한다.

도 1에 도시된 실시예에 따르면, 금속 띠부재(P1)의 폭방향 일단부를 J자 형상으로 만곡가공하는 1차 예비성형 단계(S1)에서 한 하단만곡부(b)의 외측면은 벤딩에 의해 인장력을 받아 소재가 신장되는데, 이는 루프형태의 금속 테두리(P3)를 폭방향을 따라 만곡 또는 컬링가공하는 2차 성형시에 코너부(c) 내측에 해당하여 큰 압축력에 노출되므로, 순차적으로 인장력과 압축력에 노출되어 그 외력이 서로 상쇄되므로, 소재의 압축으로 인한 주름이나 인장으로 인한 균열 또는 스크래치 등의 문제점이 해소되어, 깔끔하고 단정한 코너부를 가진 메탈 와이어 제품이 제공된다. 이와 유사하게 금속 띠부재(P1)의 J형상 단면의 하단만곡부(b)의 내측면은 1차 형성시에는 압축력을 받지만 2차 폭방을 따라 만곡 또는 컬링가공시에는 인장력에 노출되어 순차적으로 가해지는 압축과 인장에 의해 소재의 변형이 서로 상쇄되어 소재의 표면이 깔끔하고 단정하게 이루어진다.

도 5는 본 발명에 따른 제조방법을 설명하는 공정도이다. 이를 참조하여 설명하면, 먼저 소정 길이의 금속재 스트립(P1)을 폭방향 일단부를 만곡가공하여 직선부(a)와 하단만곡부(b)를 가진 단면 J자 형상의 반제품 스트립(P2)으로 성형하고 복수의 개소에 만곡된 코너부(c)를 절곡하여 1차로 예비성형한다(S1) 이러한 1차 예비성형은 도 6에 도시된 바와 같이, 금속재 띠부재(P1)를 소정 길이로 절단하고 둘레면에 J 형상의 윤곽부가 형성되고 네 모서리에 코너부가 형성된 벤딩블럭(32)과 둘레부에 배치된 포밍롤(34) 사이를 통과시키면서 상부 직선부(a)와 하단만곡부(b)가 구비된 J형상 단면의 성형과 동시에 코너부를 절곡하여 예비성형한다. 그러나 도시된 장치는 예시적인 것이므로 이와는 달리 스트립을 연속적으로 공급하면서 J형상 단면으로 만곡성형한 후에, 별도의 공정으로 코너부를 절곡성형할 수도 있을 것이다.

이어서, 코너부(c)가 절곡성형된 반제품 스트립(P2)의 양단부를 용접하여 루프 형태의 테두리 반제품(P3)을 형성한다(S2).

다음에 도 2 내지 도 4에 도시된 본 발명에 따른 벤딩장치의 하부금형(1)의 패드(2)의 둘레면과 하부다이(3)의 곡면홈(21)에 테두리 반제품(P3)을 안착시키고 상부펀치(6)를 하강시킴으로써, 스트리퍼(8)의 가입링(24)과 패드(2) 사이에서 테두리 반제품(P)의 위치를 구속하면서 상부펀치(2)가 테두리 반제품(P3)의 직선부(a) 상단을 가압하여 테두리 반제품(P3)을 만곡 또는 컬링가공하고, 소재가 말리면서 컬링가공된 부분은 컬링수용홈(28)에 수용되도록 한다(S3).

이러한 방법에 따르면, 테두리 반제품(P3)을 단면 J자 형상으로 1차로 예비성형함으로써, 예비성형을 통해 인장력을 받아 금속 소재가 사전에 신장된 외측면은 소재의 폭방향을 따라 만곡 또는 컬링가공하는 2차 성형가공시에 압축력에 노출되므로, 예비성형시에 소재의 외측면에 작용했던 인장력이 이후에 가해지는 압축력과 서로 상쇄되고, 반대로 예비성형을 통해 압축력에 노출되었던 내측면은 벤딩가공시에는 코너부의 외측면에 해당하여 인장력에 노출되므로, 순차적으로 압축력와 인장력에 노출되어 가해진 외력이 서로 상쇄되므로, 곡률반경이 상대적으로 작아서 강한 스트레스를 받은 금속 테두리의 코너부를 주름이나 크랙 또는 스크래지가 없도록 깔끔하고 미려하게 벤딩 가공할 수 있다.

도시된 실시예에서는 네개의 코너부를 갖는 사각형 금속 테두리를 예시하여 설명하였으나, 이와 달리 삼각형 테두리 또는 부채꼴 테두리 등 다양한 형태의 곡률반경이 상대적으로 작은 코너부를 가진 금속 테두리의 벤딩에 적용될 수 있음은 물론이다.

Claims

금속 띠부재(P1)를 코너부(c)를 갖는 루프형태의 금속 테두리로 벤딩가공하는 장치에 있어서, 상기 코너부(c)를 가지는 금속 테두리(P)의 윤곽 형태에 부합되는 둘레부 형상을 가지며 탄성부재(9)에 의해 승강가능하게 탄성지지되는 패드(2)와, 이 패드(2)의 둘레부에 밀착 배치되는 하부다이(3)와, 이 하부다이(3)를 지지하는 하부다이홀더(4)로 이루어진 하부금형(1)과; 상기 패드(2)보다 금속 띠부재(P1)의 두께(t)만큼 수평방향으로 확장된 윤곽형태의 둘레부를 가지며 상부의 펀치홀더(7)에 승강가능하게 장착되는 상부펀치(6)와, 상기 하부다이(3)에 대응하도록 상부펀치(6)의 둘레부에 밀착 배치되며 상부펀치(6)와 함께 승강되며 탄성부재(9)에 탄성적으로 지지되는 스트리퍼(8)로 이루어진 상부금형(5)을 포함하며, 상기 패드(2)에 접하는 하부다이(3)의 상면 둘레를 따라 저면이 만곡된 곡면홈(21)이 형성되고, 이 곡면홈(21)에 대향하는 스트리퍼(8)의 저면에는 상기 하부다이(3)의 곡면홈(21)에 부합되는 만곡부(26)가 선단부에 형성된 가압링(24)이 하향연장되고, 이 가압링(24)의 외측에는 금속 때부재가 만곡성형시 생성되는 컬링부를 수용하는 컬링수용홈(28)이 형성된 것을 특징으로 하는 코너부를 갖는 금속 테두리 벤딩장치.
금속 띠부재(P1)를 코너부(c)를 갖는 루프형태의 금속 테두리(P)로 벤딩하는 방법에 있어서,
소정 길이의 금속 띠부재(P1)를 직선부(a)와 하단만곡부(b)를 가진 단면 J자 형상을 가지면서 하단만곡부(b)가 외측을 향하도록 길이방향을 따라 복수 개소에서 코너부(c)가 절곡되는 반제품 스트립(P2)을 형성하는 1차 성형단계(S1);
상기 코너부(c)가 절곡된 반제품 스트립(P2)의 양단부를 용접하여 루프형태의 테두리 반제품(P3)을 형성하는 단계(S2);
상기 루프 형태의 테두리 반제품(P3)을;
루프형태의 테두리 반제품(P3)이 삽입되는 둘레부를 가지는 패드(2)와 이 패드(2)의 둘레부에 밀착 배치되는 하부다이(3)로 이루어진 하부금형(1)과, 패드(2)보다 금속 띠부재(P1)의 두께(t)만큼 수평방향으로 확장된 윤곽형태의 둘레부를 가지는 상부펀치(6)와 이 상부펀치(6)의 둘레부에 배치되는 스트리퍼(8)로 이루어진 상부금형(5)를 포함하고, 패드(2)에 접하는 하부다이(3)의 상면 둘레를 따라 저면이 만곡된 곡면홈(21)이 형성되고, 이 곡면홈(21)에 대향하는 스트리퍼(8)의 저면에는 상기 하부다이(3)의 곡면홈(21)에 부합되는 만곡부(26)가 선단부에 형성된 가압링(24)이 하향연장되고, 이 가압링(24)의 외측에는 컬링수용홈(28)이 형성된 벤딩장치로 성형하되, 패드(2)의 둘레면과 하부다이(3)의 곡면홈(21)에 테두리 반제품(P3)을 안착시키고 상부펀치(6)를 하강시킴으로써, 테두리 반제품(P3)이 패드(2)와 스트리퍼(8) 사이에서 구속되면서 상부펀치(6)에 의해 하향가압되어 곡면홈(21)를 따라 만곡변형되면서 컬링된 테두리반제품(P3)의 선단부는 컬링수용홈(28)에 수용되도록 하는 2차 성형단계(S4)로 이루어진 것을 특징으로 하는 코너부를 갖는 금속 테두리 벤딩방법.