KR200274387Y1 - 피봇 레버식 프레스 기계 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따른 프레스 기계는, 프레스 가공될 소재가 놓이는 다이(die)와; 상기 다이의 상부에 위치하는 프레스 램과; 상기 프레스 램을 구동시키는 구동수단을 구비한 구동부와; 상기 프레스 램을 가이드하는 가이드 부를 구비한 프레임과; 상기 구동부에 구동신호를 보내는 컨트롤부; 를 포함하여 구성된 것으로, 길이방향으로 일측 단부에 가까운 곳에 고정피봇부를 갖는 레버가 제공되되, 상기 레버는 상기 고정피봇부를 통해 프레임에 피봇연결되고, 상기 레버의 상기 피봇부와 가까운 쪽 단부는 상기 프레스 램과 연동하며, 상기 레버의 타측 단부는 상기 구동수단과 연동되어, 상기 구동수단이 상기 레버의 타측단부를 밀어 올리면 지렛대의 원리에 의해 상기 프레스 램에 구동력보다 큰 힘이 전달되는 것을 특징으로 한다. 이렇게 본 고안의 프레스 기계는 적은 구동력으로 큰 힘을 낼 수 있어서, 매우 향상된 에너지 효율을 갖는다.

또한, 본 고안에 따른 프레스 기계는, 구동부가 프레스 램의 상부에 위치하지 않고 측방이나 후방에 위치하여서, 프레스 기계의 전체 높이를 작게 하고, 이에 따라 공간의 활용도가 높아지고, 또한 수리 및 정비 작업을 원활하게 할 수 있다.

Description

피봇 레버식 프레스 기계{A PIVOTED LEVER TYPE PRESS MACHINE}

본 고안은 금속소재 등에 프레스 가공을 하는 프레스 기계에 관한 것으로, 특히 피봇 레버를 통해 프레스 램을 구동시키는 피봇 레버식 펀칭 기계에 관한 것이다.

일반적으로 금속 재료는 비금속 재료에 비해 대단히 큰 소성이 있으므로 소성가공에 널리 이용된다. 소성가공은 단조, 압연, 인발, 압출, 제관, 전조, 프레스 가공 등으로 분류되는데, 프레스 가공은, 블랭킹(blanking), 펀칭과 같은 전단가공과, 벤딩, 비이딩, 커얼링과 같은 굽힘가공과, 압인과 같은 압축 가공, 그리고 드로잉, 벌징과 같은 다양한 성형 가공을 포함한다. 프레스 다량 생산을 가능케 하고, 또한 고속 및 대용량으로 개발되어 현재 중요한 가공법으로 취급되고 있다. 프레스 기계는 상기의 프레스 가공 및 단조 등에 다양하게 사용되고 있는데, 이에 따라 그 종류도 여러 가지 이다.

보통 동력프레스는 기계식 프레스와 액압 프레스로 분류되는데, 기본적인 구조는, 고정된 베드에 대하여 직선운동을 하는 슬라이드(램)와, 슬라이드의 운동을 안내함과 동시에 공구에 생기는 힘의 반력을 기계 자신으로 지지하는 프레임 및, 원동기와 구동장치로 구성되어 있다.

기계식 프레스는, 전동기에 의하여 주어지는 플라이 휠의 회전이 크랭크 축에 전달되고 크랭크에 의해 프레스의 슬라이드(램)가 상하 운동을 하는 방식이다.

액압 프레스는, 보통 유압이나 공압 실린더를 사용하여 프레스 슬라이드를 상하구동 시키는데, 기계식 프레스에 비하여 스트로크가 큰 것으로 만들어지고 있으며, 스트로크 중 어느 위치에서나 정한 압력을 낼 수 있어 과부하가 생기지 않지만, 가공 속도가 낮고, 기계의 보수가 어렵다.

종래의 프레스는 기계식이든 액압식이든, 통상 램의 상부측으로 구동부가 위치한 채로 가공 할 소재의 상부에서 램을 상하로 구동시키는 방식이어서, 프레스의 전체 높이가 높았다.

이로 인해 설치를 위해서는 상당한 높이를 갖는 공간이 필요했고, 특히, 프레스가 대형일 경우, 프레스 상부로의 접근이 용이하지 않아, 수리 및 정비를 하는데 있어서 어려움이 있어 왔다.

또한, 종래의 프레스는, 램을 상하 구동시켜서, 소재에 프레스 작업을 하는데 있어, 많은 동력을 필요로 하는 구조를 갖고 있었고, 그에 따른 생산비용도 높았다.

본 고안은 상기의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 고안의 목적은, 피봇 레버를 통해 프레스 램을 구동시켜서 작은 동력에도 큰 효율을 내는 프레스 기계를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은, 낮은 높이를 갖고 컴팩트한 구조를 가져서, 작은 공간에 설치되고, 정비가 용이한 프레스 기계를 제공하는 것이다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른, 프레스 기계를 보이는 사시도.

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 펀칭 프레스의 램에 펀치가 조립된 상태를 보이는 확대도.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 펀칭 프레스 기계의 측단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 다이(die) 11 : 배출통로

20 : 프레스 램 21 : 볼트공

30 : 구동부 31 : 유압 실린더

32 : 실린더 단부 33 : 연결핀

40 : 프레임 41 : 배출구

42 : 브라켓 45 : 가이드부

50 : 콘트롤부 60 : 레버

61 : 고정 피봇부 62 : 피봇축

63 : 연결핀 70 : 연결편

80 : 펀치 81 : 펀치 홀더

100 : 펀칭 프레스

본 고안에 따른 피봇 레버식 프레스 기계는, 프레스 가공될 소재가 놓이는 다이(die)와; 상기 다이의 상부에 위치하는 프레스 램과; 상기 프레스 램을 구동시키는 구동수단을 구비한 구동부와; 상기 프레스 램을 가이드하는 가이드 부를 구비한 프레임과; 상기 구동부에 구동신호를 보내는 컨트롤부; 를 포함하여 구성된 것으로, 길이방향으로 일측 단부에 가까운 곳에 고정피봇부를 갖는 레버가 제공되되, 상기 레버는 상기 고정피봇부를 통해 프레임에 피봇연결되고, 상기 레버의 상기 피봇부와 가까운 쪽 단부는 상기 프레스 램과 연동하며, 상기 레버의 타측 단부는 상기 구동수단과 연동되어, 상기 구동수단이 상기 레버의 타측단부를 밀어 올리면 지렛대의 원리에 의해 상기 프레스 램에 구동력보다 큰 힘이 전달되는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 일실시예에 따르면, 본 고안의 구동수단은 유압실린더이고, 이 유압실린더의 본체 끝단은 프레임에 피봇연결되며, 상기 유압 실린더의 실린더 로드의 단부가 상기 레버의 단부에 피봇 연결된다.

또한 본 고안의 일실시예에 따르면, 일측 단부는 상기 프레스 램의 상단과 피봇 연결된 연결편이 제공되는데, 이 연결편의 타측단부는 상기 레버의 고정피봇부에 가까운 단부에 피봇연결된다.

또한 본 고안의 일 실시예에 따르면, 프레스 램의 하부에 펀치가 구비되어, 이 프레스 램의 상하운동에 따라, 소재에 펀칭작업을 수행되어진다.

이하, 본 고안에 따른 프레스 기계의 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면, 도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른, 프레스 기계를 보이는 사시도이다.본 실시예에서는, 본 고안에 따른 프레스 기계는 펀치를 구비한 펀칭 프레스 기계(100)이다.

본 실시예의 펀칭 프레스 기계(100)는 크게, 다이(die)(10), 프레스 램(20), 구동부(30), 프레임(40), 콘트롤부(50)로 구성되어 있다. 프레임(40)의 중간부분에 수평으로 다이(10)가 위치하고 있는데, 펀칭될 소재가 놓이는 다이(10)에는 펀칭된 스크랩이 빠져 나가는 배출통로(11)가 하부로 형성되어 있다. 상기 배출구(11)는 프레힘 하부의 배출구(41)로 연결되어 스크랩이 낙하하여 이 배출구(41)를 통해 빠져 나가게 된다. 다이(10)의 상부에는 프래스 램(20)이 위치한다. 이 프레스 램(20)의 하단부에는 펀치(80)가 조립되어 있다.

도 2는 본 실시예에 따른 펀칭 프레스의 램(20)에 펀치(80)가 조립된 상태를 보이는 확대도로, 펀치(80)는 중공의 원통형 펀치 홀더(81)에 상부로부터 끼워진다.

상기 펀치(80)는 끝단 쪽으로 갈수록 직경이 줄어들도록 형성되어, 펀치(80)의 외주면의 수직방향 프로파일은 펀치(80)의 하단방향을 따라 테이퍼진 형태이다. 펀치 홀더(81)의 내경 역시 이에 대응하도록 테이퍼 지게 형성되어, 펀치(80)가 펀치 홀더(81)에 끼워지면, 펀치 홀더(81)에 의해 지지된다.

본 실시예에서는 또한 펀칭 작업시 소음을 줄이도록 펀치(80)의 단부에 시어 각(shear angle)을 4도 이내로 준 펀치(80)를 사용한다.

프레스 램(20)은 그 하단부에 이 펀치 홀더(81)의 상단부를 수용할 수 있도록 오목부가 형성되어 있고, 이 오목부에 펀치 홀더(81)를 끼워진 채, 프레스램(20)의 측방에 형성된 볼트공(21)을 통해 펀치 홀더(81)가 볼트로 고정된다.

도 3은 본 실시예에 따른 펀칭 프레스 기계의 측단면도로, 여기서 보이는 바와 같이, 프레스 램(20)의 상단부는 연결편(70)의 일측 단부와 피봇 연결되어 있고, 이 연결편(70)의 타측 단부는 프레스 램(20)의 후방으로 위치하는 레버(60)의 일측 단부와 피봇 연결되어 있다.

이로써 프레스 램(20)은 상기 연결편(70)을 통해 레버(60)에 매달리는 방식으로 지지되는데, 프레스 램(20)의 상단부가 레버(60)의 단부측 아랫부분과 접하고 있다.

레버(60)는 길이방향으로 상기 연결편(70)과 가까운 쪽에 고정피봇부(61)를 갖는데, 이 고정 피봇부(61)의 피봇 축(62)을 통해 프레임(40)에 피봇연결되어 있다.

레버(60)의 타측 단부는, 구동수단으로서의 역할을 하는 유압 실린더(31)의 실린더 로드(32) 단부에 연결핀(63)을 통해 피봇연결되어 있다.

상기 유압 실린더(31)의 본체 끝단은, 브라켓(42)에 연결핀(33)을 통해 피봇연결되어서, 이를 통해 프레임(40)과 연결된다.

프레임(40)의 하부에는 모터와 이 모터에 연결된 오일 펌프, 오일 탱크가 위치하여 밸브를 통해 상기 유압실린더(31)에 유압을 공급한다.

프레임(40)의 전면에는, 이 유압 실린더(31)에 구동신호를 보내기 위한 콘트롤 패널(50)이 프레임(40)에 고정되어 있다.

상기와 같이, 본 실시예의 펀칭 프레스 기계에서는, 프레임(40) 내의 구동부(30)가 다이(10)의 상부에 위치하지 않고, 후방 또는 측방에 위치하여, 프레임의 전체 높이가 낮아진 구조를 갖고 있다.

본 실시예에 따른 펀칭 프레스(100)의 작동을 설명하면, 콘트롤 패널(50)을 통해 유압 실린더(31)를 구동시키면, 이 유압 실린더(31)의 실린더 로드(32)가 상부로 밀려 나가면서, 레버(60)의 단부가 레버(60)의 고정 피봇부(61)를 중심으로 회전하게 된다.

상기와 같이 유입 실린더(31)의 실린더 로드(32)가 상부로 밀려 나오면서 레버(60)가 회전하게 되면, 유압 실린더(31)에 피봇 연결된 레버(60)의 단부가 원을 그리면서 회전하므로, 유압 실린더(31)도 본체 끝단의 브라켓(42)을 중심으로 약간 회전하게 된다.

레버(60)가 회전함에 따라, 연결편(70)에 힌지연결된 레버(60)의 단부가 하향으로 운동하게 되고, 이를 통해 프레스 램(20)의 상단부가 하부로 밀리는 힘을 받는다. 프레스 램(20)은 프레임(40)의 가이드부(45)에 의해 안내되어 하방으로 직선 운동하게 되고, 이 프레스 램(20)의 하부에 조립된 펀치(80) 역시 하방으로 힘을 받아 운동하여, 다이(10) 에 놓인 소재를 펀칭 가공하게 된다.

여기서, 유압 실린더(31)의 실린더 로드(32)에 연결된 레버(60)의 단부로부터 고정 피봇부(61)까지의 거리는, 프레스 램(20)에 접촉한 레버(60)의 단부로부터 고정 피봇부(61)까지의 거리보다 훨씬 더 크기 때문에, 유압 실린더(31)의 구동력이 고정 피봇부(61)를 중심으로 발생시키는 회전토오크에 의해, 고정 피봇부(61)까지의 거리가 짧은, 레버(60)의 연결편(70)측 단부는 유압 실린더(31)에 의한 원래의 구동력보다 훨씬 더 큰 힘을 내게 된다.

즉, 지렛대의 원리를 이용하여, 본 실시예에서는 15 마력의 모터를 사용하여 40 Ton 의 구동력을 발생시켜서, 이의 4배인 160 Ton 의 힘으로 프레스 램(20)을 구동시키도록 레버의 길이 비율과 힘의 작용각도를 맞추었다.

역으로, 유압 실린더(31)의 실린더 로드(32)가 실린더 본체 내로 들어가면, 레버(60)는 고정 피봇부(61)를 중심으로 반대로 회전하게 되고, 이에 의해 연결편(70)에 힌지연결된 레버(60)의 단부가 상향으로 운동하게 된다.

이로써 연결편(70)을 통해 레버(60)에 연결된 프레스 램(20)도 상향 운동하여, 다음번의 펀칭 작업을 위한 준비 위치로 위치되어진다.

본 고안에 따른, 피봇 레버식 프레스 기계는 상기 실시예의 펀칭 프레스에만 한정되지 않고, 벤딩, 단조 등 다양한 분야의 프레스 작업에 적용될 수 있다.

본 고안에 따른 프레스 기계는, 프레임에 피봇된 레버를 통해 적은 구동력으로 큰 힘을 낼 수 있어서, 매우 향상된 에너지 효율을 갖고, 또한 이에 따라 동력 및 에너지를 절약할 수 있어, 설비운전비용도 절감시키는 효과를 갖고 있다.

또한 본 고안에 따른 프레스 기계는, 구동부가 프레스 램의 상부에 위치하지 않고 측방이나 후방에 위치하여서, 프레스 기계의 전체 높이를 작게 하고, 이에 따라 공간의 활용도가 높아지고, 또한 수리 및 정비 작업을 원활하게 할 수 있다.

Claims (4)

1. 프레스 가공될 소재가 놓이는 다이(die)와; 상기 다이의 상부에 위치하는 프레스 램과; 상기 프레스 램을 구동시키는 구동수단을 구비한 구동부와; 상기 프레스 램을 가이드하는 가이드 부를 구비한 프레임과; 상기 구동부에 구동신호를 보내는 컨트롤부; 를 포함하여 구성된 프레스 기계에 있어서,

   길이방향으로 일측 단부에 가까운 곳에 고정피봇부를 갖는 레버가 제공되되, 상기 레버는 상기 고정피봇부를 통해 프레임에 피봇연결되고, 상기 레버의 상기 피봇부와 가까운 쪽 단부는 상기 프레스 램과 연동하며, 상기 레버의 타측 단부는 상기 구동수단과 연동되어, 상기 구동수단이 상기 레버의 타측단부를 밀어 올리면 지렛대의 원리에 의해 상기 프레스 램에 구동력보다 큰 힘이 전달되는 것을 특징으로 하는, 피봇 레버식 프레스 기계.
2. 제1항에 있어서, 상기 구동수단은 유압실린더이고, 상기 유압실린더의 본체 끝단은 프레임에 피봇연결되며, 상기 유압 실린더의 실린더 로드의 단부가 상기 레버의 단부에 피봇 연결되는 것을 특징으로 하는, 피봇 레버식 프레스 기계.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 일측 단부는 상기 프레스 램의 상단과 피봇 연결되고 타측단부는 상기 레버의 고정피봇부에 가까운 단부에 피봇연결되는 연결편이 제공되는 것을 특징으로 하는, 피봇 레버식 프레스 기계.
4. 제3항에 있어서, 상기 프레스 램의 하부에 펀치가 구비되어, 상기 프레스 램의 상하운동에 따라, 소재에 펀칭작업을 수행하는 것을 특징으로 하는, 피봇 레버식 프레스 기계.