KR20040018635A - 복수 패널의 홀 버링 동시성형용 포밍 프레스 금형 - Google Patents

복수 패널의 홀 버링 동시성형용 포밍 프레스 금형 Download PDF

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Abstract

주 패널과 보조 패널로 구성되는 복수 패널을 홀 버링 가공과 동시에 가압 성형을 통하여 제품 패널을 가공함으로서 필요한 금형의 수를 줄이고, 가공시간을 단축하며, 패널간의 결합력을 강화 및 결합정도를 확보할 수 있도록,
하단면 성형부를 갖는 하형이 하부의 볼스터에 장착되고, 상기 하형의 외측으로 상기 볼스트에 쿠션핀을 통하여 블랭크 홀더가 장착되며, 상기 하형의 상부에서 상단면 성형부를 갖는 상형이 상부의 슬라이더에 장착되어 하형과의 사이에 투입되는 소재 패널을 가압 성형하는 패널 성형용 포밍 프레스 금형에서,
상기 상형 및 하형 사이에는 2장의 소재 패널이 그 일측에 상호 홀 버링 가공부를 통하여 끼워진 상태로 투입되며,
상기 상형의 상단면 성형부 상에는 상기 투입되는 2장의 소재 패널에 형성되는 홀 버링 가공부에 작동하여 상기 상형 및 하형에 의한 가압 성형과 동시에 그 일측을 홀 버링 가공하는 홀 버링 가공수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 패널의 홀 버링 동시성형용 포밍 프레스 금형을 제공한다.

Description

복수 패널의 홀 버링 동시성형용 포밍 프레스 금형{METALLIC PATTERNS OF A SIMULTANEOUS FORMING PRESS WITH HOLE-BURRING OF MULTI-PANEL}
본 발명은 복수 패널의 홀 버링 동시성형용 포밍 프레스 금형에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주 패널과 이의 강성을 보강하기 위한 보조 패널로 이루어지는 복수 패널을 홀 버링과 동시에 가압 성형함으로서, 필요한 금형의 수를 줄이고, 가공시간을 단축하며, 패널간의 결합력을 강화 및 결합정도를 향상시키는 복수 패널의 홀 버링 동시성형용 포밍 프레스 금형에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이, 프레스(press) 가공이라 함은, 판재의 재료에 힘을 가해 소성 변형시켜 패널(panel)의 형상을 성형하는 가공방법이다. 이러한 프레스 가공은 통상적으로 평판 형태의 블랭크를 프레스 장비에 투입하여 금형(金型; metallic pattern)의 하형 위에 안착시킨 후, 상형이 하압(下壓)하여 하형에 대하여 소재를 변형시킴으로써 가공하는 것이다.
일례로, 자동차 메이커에서 자동차 1차종을 개발, 생산하기까지는 평균 1,000파트 이상의 차체 패널이 개발되며, 한 파트의 패널을 생산하기 위해서는 여러 종류의 프레스 장비를 통하여 일정한 형태로 가압 성형하는 포밍(FORMING) 성형공정 후, 트리밍(TRIMMING)과 피어싱(PIECING), 플랜징(FLANGING), 헤밍(HEMMING) 등의 프레스 공정에서 성형, 절단, 홀 가공, 절곡 등의 평균 4공정의 가공작업을 거쳐 제품 패널을 생산하게 되는데, 상기 포밍 성형공정은 제품 데이터대로 소재를 소성 가공하는 공정으로 제품 패널의 품질을 90%이상 결정하는 주요공정이다.
이와 같이, 포밍 성형을 위한 프레스 장비는, 도 7에서 도시한 바와 같이, 제품 패널의 하단면 형상을 갖는 하형(101)이 하부의 볼스터(103)에 장착되고, 이 하형(101)의 상부에는 제품 패널의 상단면 형상을 갖는 상형(111)이 상부의 프레스 바디인 슬라이드(109)에 장착되어 상기 하형(101)과의 사이에 패널(미도시)을 끼운 상태로, 이를 가압하도록 합형하여 제품 패널을 성형 가공하게 된다.
이러한 포밍 성형공정에 적용되는 일반적인 포밍 프레스의 금형은, 도 8에서 도시한 바와 같이, 제품 패널의 하단면 형상을 갖는 하형(101)이 하부의 볼스터(103)에 장착되고, 이 하형(101)의 외측으로는 상기 볼스트(103)에 쿠션핀(105)을 통하여 블랭크 홀더(107)가 장착된다.
그리고 상기 하형(101)의 상부에서 제품 패널의 상단면 형상을 갖는 상형(111)이 상부의 슬라이더(109)에 장착되어 상기 하형(101)과의 사이에 투입되는 소재 패널(113)을 상기 블랭크 홀더(107)에 걸친 상태에서 상부에서 가압하여 제품 패널을 성형 가공하게 된다.
즉, 도 8에서와 같이, 먼저 상기 상형(111)과 블랭크 홀더(107)는 상승된 상태로, 이 상형(111)과 상기 하형(101) 사이에 소재 패널(113)이 투입되면, 도 9에서와 같이, 상기 상형(111)은 하강 작동하여 상형(111)의 다이 페이스면(115)과 블랭크 홀더(107)의 다이 페이스면(117)에 의해 소재 패널(113)은 그 외측단이 홀딩된다.
이러한 상태에서, 도 10에서와 같이, 상기 상형(111)과 블랭크 홀더(107)는 함께, 하강 작동을 하여 상형(111)과 블랭크 홀더(107)의 각 다이 페이스면(115,117)에 홀딩된 소재 패널(113)이 성형부 내측으로 조금씩 유입되면서, 제품의 형상을 따라 성형되며, 상형(111)이 하형(101)와 완전하게 매칭되는 순간 제품 패널로 가압 성형된다.
이와 같이, 성형이 완료된 소재 패널(113)은, 도 11에서와 같이, 상형(111)이 상승한 상태에서, 블랭크 홀더(107)에 의해 리프팅되며, 취출용 행거(121)에 의해 상기 프레스 장비로부터 취출되는 것이다.
그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의하면, 하나의 주 패널에 하나의 보강 패널이 결합되는 구조체를 제작하기 위해서는, 주 패널을 제작하기 위한 4개의 금형과, 보강 패널을 제작하기 위한 4*N(여기서 N은 보강 패널의 수이다) 개의 금형 등 총 4N+4 개의 금형을 제작하여야 하였다.
또한, 각각의 패널을 제작한 후, 이들을 접합하여야 하므로, 최종 구조체로서의 제품 패널 제작에 걸리는 시간은 '단위 프레싱 시간 * 패널의 개수 + 접합에 걸리는 시간' 의 많은 시간이 걸리고 있으며, (여기서 상기 '단위 프레싱 시간'은 소재 패널을 프레싱하여 하나의 제품 패널로 제작하는 데 걸리는 시간을 의미한다)뿐만 아니라, 별도로 제작된 각 패널을 결합함에 있어 편차가 발생할 소지가 많았으며, 이 경우에 용접 등의 방법에 의해 접합한다고 하여도, 완전한 결합정도를 확보하기 힘들어 강도 부족의 원인이 되고, 특히 상기 제품 패널이 자동차용 패널인 경우에는 주행시, 이상 차체 소음의 원인이 되는 등의 문제점을 내포하고 있다.
따라서 본 발명은 앞에서 언급한 바와 같은 문제점의 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 주 패널과 보조 패널로 구성되는 복수 패널을 홀 버링 가공과 동시에 가압 성형을 통하여 제품 패널을 가공함으로서 필요한 금형의 수를 줄이고, 가공시간을 단축하며, 패널간의 결합력을 강화 및 결합정도를 확보할 수 있도록 하는 복수 패널의 홀 버링 동시성형용 포밍 프레스 금형을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 복수 패널의 홀 버링 동시성형용 포밍 프레스 금형의 단면 구성도이다.
도 2는 도 1의 A 부분의 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 복수 패널의 홀 버링 동시성형용 포밍 프레스 금형의 제1작동 상태도이다.
도 4는 본 발명에 따른 복수 패널의 홀 버링 동시성형용 포밍 프레스 금형의 제2작동 상태도이다.
도 5는 본 발명에 따른 복수 패널의 홀 버링 동시성형용 포밍 프레스 금형의 제3작동 상태도이다.
도 6은 본 발명에 따른 복수 패널의 홀 버링 동시성형용 포밍 프레스 금형의 제4작동 상태도이다.
도 7은 일반적인 프레스 장비의 일 측면도이다.
도 8은 도 7의 A-A 선에 따른 종래 기술의 패널 성형용 포밍 프레스 금형의 단면 구성도이다.
도 9은 종래 기술에 따른 패널 성형용 포밍 프레스 금형의 제1작동 상태도이다.
도 10은 종래 기술에 따른 패널 성형용 포밍 프레스 금형의 제2작동 상태도이다.
도 11은 종래 기술에 따른 패널 성형용 포밍 프레스 금형의 제3작동 상태도이다.
상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 복수 패널의 홀 버링 동시성형용 포밍 프레스 금형은 하단면 성형부를 갖는 하형이 하부의 볼스터에 장착되고, 상기 하형의 외측으로 상기 볼스트에 쿠션핀을 통하여 블랭크 홀더가 장착되며, 상기 하형의 상부에서 상단면 성형부를 갖는 상형이 상부의 슬라이더에 장착되어 하형과의 사이에 투입되는 소재 패널을 가압 성형하는 패널 성형용 포밍 프레스 금형에서,
상기 상형 및 하형 사이에는 2장의 소재 패널이 그 일측에 상호 홀 버링 가공부를 통하여 끼워진 상태로 투입되며,
상기 상형의 상단면 성형부 상에는 상기 투입되는 2장의 소재 패널에 형성되는 홀 버링 가공부에 작동하여 상기 상형 및 하형에 의한 가압 성형과 동시에 그 일측을 홀 버링 가공하는 홀 버링 가공수단을 포함하는 것을 특징으로 하며,
상기 홀 버링 가공수단은 상기 상형의 상단면 성형부 상의 일측에 일체로 장착되며, 내부에는 중공부로 이루어지는 스프링 작동실을 갖는 핀 하우징과; 상기 핀 하우징의 스프링 작동실 내에 개재되는 스프링 부재와; 상기 핀 하우징의 스프링 작동실 내에 개재되어 상기 스프링 부재에 의해 하향 탄성력을 제공받는 리테이너 판과; 상기 핀 하우징의 스프링 작동실 내에서, 일단이 상기 리테이너 판의 중앙 하단면에 장착되고, 타단은 콘 형상으로 구성되어 상기 핀 하우징을 하향 관통하여 상기 투입되는 2장의 소재 패널에 형성되는 홀 버링 가공부에 작용하는 홀 버링 핀을 포함하는 것을 특징으로 하며,
상기 스프링 부재는 코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하며,
상기 2장의 소재 패널에 형성되는 홀 버링 가공부는 상기 2장의 소재 패널 중에서, 상부 소재 패널에는 관통홀을 형성하고, 하부 소재 패널에는 상기 상부 소재 패널의 관통홀을 통하여 하부에서 상부로 끼워질 수 있도록 돌출된 버링부를 형성하여 상호 끼워진 부분으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 복수 패널의 홀 버링 동시성형용 포밍 프레스 금형의 단면 구성도이고, 도 2는 도 1의 A 부분의 확대 단면도로서, 먼저, 본 발명에 따른 복수 패널의 홀 버링 동시성형용 포밍 프레스 금형의 전체적인 구성을 살펴보면,제품 패널의 하단면 형상의 하단면 성형부(2)를 갖는 하형(1)이 하부의 볼스터(3)에 장착되고, 이 하형(1)의 외측으로는 상기 볼스트(3)에 쿠션핀(5)을 통하여 블랭크 홀더(7)가 장착된다.
그리고 상기 하형(1)의 상부에서 제품 패널의 상단면 형상의 상단면 성형부(12)를 갖는 상형(11)이 상부의 슬라이더(9)에 장착되어 상기 하형(1)과의 사이에 투입되는 소재 패널(10)을 상기 블랭크 홀더(7)에 걸친 상태에서, 상부에서 가압하여 제품 패널로 성형 가공하게 된다.
여기서, 상기 상형(11)과 하형(1) 사이에는 2장의 소재 패널(10)이 상호 홀 버링 가공부(13)를 통하여 끼워져 연결된 상태로 투입되어 상호 홀 버링 가공과 동시에 가압 포밍 성형이 이루어지도록 한다.
따라서 상기 상형(11)의 상단면 성형부(12) 상에는 상기 투입되는 2장의 소재 패널(10)에 형성되는 상기 홀 버링 가공부(13)에 작동하여 상기 상형(11) 및 하형(1)에 의한 가압 포밍 성형과 동시에 그 일측을 홀 버링 가공하는 홀 버링 가공수단(20)을 구성하는데, 상기 홀 버링 가공수단(20)은 상기 상형(11)의 상단면 성형부(12) 상의 일측에 일체로 핀 하우징(21)이 장착되며, 상기 핀 하우징(21)의 내부에는 중공부로 이루어지는 스프링 작동실(23)을 갖는다.
그리고 상기 핀 하우징(21)의 스프링 작동실(23) 내에는 스프링 부재인 코일 스프링(25)이 개재되며, 역시 상기 핀 하우징(21)의 스프링 작동실(23) 내에는 상기 코일 스프링(25)에 의해 하향 탄성력을 제공받는 리테이너 판(27)이 개재된다.
또한, 상기 핀 하우징(21)의 스프링 작동실(23) 내에서, 상기 리테이너판(27)의 중앙 하단면 상에는 홀 버링 핀(29)이 그 일단을 통하여 장착되고, 상기 홀 버링 핀(29)의 타단은 콘 형상으로 구성되어 상기 핀 하우징(21)을 하향 관통하여 상기 투입되는 2장의 소재 패널(10)에 형성되는 홀 버링 가공부(13)에 작용하게 된다.
여기서, 상기 2장의 소재 패널(10)에 형성되는 홀 버링 가공부(13)는, 상기 도 2에서와 같이, 상기 2장의 소재 패널(10) 중에서, 상부 소재 패널(10a)에는 관통홀(31)을 형성하고, 하부 소재 패널(10b)에는 상기 상부 소재 패널(10a)의 관통홀(31)을 통하여 하부에서 상부로 끼워질 수 있도록 돌출된 버링부(33)를 형성하여 상호 끼워진 부분으로 이루어지며, 상기 홀 버링 핀(29)은 그 콘 형상의 선단이 상기 버링부(33)에 끼워지면서 이를 벌리도록 작동하게 되는 것이다.
따라서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 복수 패널의 홀 버링 동시성형용 포밍 프레스 금형의 작동을, 도 3 내지 도 6을 통하여 각 단계별로 살펴보면,
도 3에서와 같이, 먼저, 상기 상형(11)과 블랭크 홀더(7)가 상승된 상태로, 상기 상형(11)과 하형(1) 사이에, 주 패널인 상부 소재 패널(10a)과 보강 패널인 하부 소재 패널(10b)로 구성되는 2장의 소재 패널(10)을 투입한다.
여기서, 상기 하부 소재 패널(10b)은 그 돌출된 버링부(33)가 상기 상부 소재 패널(10a)의 관통홀(31)을 통하여 하부에서 상부로 끼워져 결합된 상태로 투입된다.
이어서, 상기 도 4에서와 같이, 상기 상형(11)은 상부 슬라이드(9)에 의해 하강 작동하여 상형(11)의 다이 페이스면(19)과 블랭크 홀더(7)의 다이페이스면(15)을 통하여 상기 2장의 소재 패널(10) 외측단을 홀딩하게 된다.
이 때, 상기 상형(11)의 일측에 장착되는 상기 홀 버링 핀(29)은 상기 2장의 소재 패널(10) 일측에 형성된 홀 버링 가공부(13)의 버링부(33)에 끼워지면서, 상기 하부 소재 패널(10b)에 형성된 상기 버링부(33)를 외측으로 벌리게 된다.
이러한 상태에서, 상기 상부 슬라이드(9)에 의해 상형(11)이 계속 하강 작동하면, 상기 블랭크 홀더(7)는 하강작동을 시작하게 되며, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 상형(11)과 블랭크 홀더(7)의 각 다이 페이스면(19,15)에 홀딩된 2장의 소재 패널(10)이 상형(11)과 하형(1)의 각 성형부(12, 2) 내측으로 조금씩 유입되면서, 제품의 형상을 따라 성형되며, 상형(11)이 하형(1)과 완전하게 합형되는 순간, 제품 패널로 성형된다.
이와 동시에, 상기 상형(11)은 상기 홀 버링 핀(29)에 의해 벌어진 부분을 상기 상부 소재 패널(10a)의 관통홀(31) 외측으로 완전히 압착하여 홀 버링 가공함으로써, 상기 하부 소재 패널(10b)과 상부 소재 패널(10a)이, 상기 도 5에서와 같이, 상호 분리되지 않도록 접히는 부분(P)이 형성되어 접합이 이루어진다.
이 때, 상기 홀 버링 핀(29)은 상기 버링부(33)에 끼인 상태로 상기 핀 하우징(21)의 스프링 작동실(23) 내에 구성되는 스프링의 탄성력을 극복하고, 상기 하형(1)의 하단면 성형부(2)와 간섭되지 않도록 후퇴하게 된다.
이와 같이, 홀 버링 가공과 동시에 제품 패널이 가압 성형된 후, 상기 상부 슬라이드(9)가 상승 작동하면, 도 6에서와 같이, 상형(11)과 블랭크 홀더(7)가 동시에 상승하게 되고, 계속해서 상부 슬라이드(9)가 상승 완료되면, 상기 상형(11)과 하형(1) 사이로 행거(30)가 투입되어 상기 제품 패널을 취출하게 된다.
따라서 상기한 바와 같이, 주 패널과 보강 패널을 동일 프레스 금형 내에서, 홀 버링 가공과 동시에 소정의 형상으로 가압 성형을 하게 됨으로, 그 접합력의 강화 및 그 결합정도를 확보할 수 있는 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 복수 패널의 홀 버링 동시성형용 포밍 프레스 금형에 의하면, 주 패널과 보조 패널 등으로 구성되는 복수 패널을 홀 버링 가공수단을 통하여, 동일 프레스 금형 내에서 홀 버링 가공과 동시에 소정의 형상으로 가압 포밍성형을 동시에 이룸으로써, 필요한 금형의 수를 줄일 수 있으며, 이에 따른 가공 공정을 축소하여 가공시간을 단축하는 효과가 있다.
또한, 복수의 패널을 동시에 가압 성형함으로서, 그 결합정도를 확보함과 동시에, 패널 상호간의 홀 버링 가공 및 압착성형으로 인한 결합력을 동시에 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 하단면 성형부를 갖는 하형이 하부의 볼스터에 장착되고, 상기 하형의 외측으로 상기 볼스트에 쿠션핀을 통하여 블랭크 홀더가 장착되며, 상기 하형의 상부에서 상단면 성형부를 갖는 상형이 상부의 슬라이더에 장착되어 하형과의 사이에 투입되는 소재 패널을 가압 성형하는 패널 성형용 포밍 프레스 금형에 있어서,
    상기 상형 및 하형 사이에는 2장의 소재 패널이 그 일측에 상호 홀 버링 가공부를 통하여 끼워진 상태로 투입되며,
    상기 상형의 상단면 성형부 상에는 상기 투입되는 2장의 소재 패널에 형성되는 홀 버링 가공부에 작동하여 상기 상형 및 하형에 의한 가압 성형과 동시에 그 일측을 홀 버링 가공하는 홀 버링 가공수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 패널의 홀 버링 동시성형용 포밍 프레스 금형.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 홀 버링 가공수단은
    상기 상형의 상단면 성형부 상의 일측에 일체로 장착되며, 내부에는 중공부로 이루어지는 스프링 작동실을 갖는 핀 하우징과;
    상기 핀 하우징의 스프링 작동실 내에 개재되는 스프링 부재와;
    상기 핀 하우징의 스프링 작동실 내에 개재되어 상기 스프링 부재에 의해 하향 탄성력을 제공받는 리테이너 판과;
    상기 핀 하우징의 스프링 작동실 내에서, 일단이 상기 리테이너 판의 중앙하단면에 장착되고, 타단은 콘 형상으로 구성되어 상기 핀 하우징을 하향 관통하여 상기 투입되는 2장의 소재 패널에 형성되는 홀 버링 가공부에 작용하는 홀 버링 핀과;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 패널의 홀 버링 동시성형용 포밍 프레스 금형.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 스프링 부재는
    코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복수 패널의 홀 버링 동시성형용 포밍 프레스 금형.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 2장의 소재 패널에 형성되는 홀 버링 가공부는
    상기 2장의 소재 패널 중에서, 상부 소재 패널에는 관통홀을 형성하고, 하부 소재 패널에는 상기 상부 소재 패널의 관통홀을 통하여 하부에서 상부로 끼워질 수 있도록 돌출된 버링부를 형성하여 상호 끼워진 부분으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 복수 패널의 홀 버링 동시성형용 포밍 프레스 금형.
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