KR20040020264A - 바디패널을 가공하기 위한 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바디패널을 가공하기 위한 금형에 관한 것으로, 볼스터(1)에 결합되는 하형펀치(2)와, 이 하형펀치(2)의 측부에 간섭됨이 없이 설치되면서 외력에 의해 상하방향으로 직선왕복 이동하는 블랭크홀더(3)와, 상부프레스(4)에 결합되면서 상기 하형펀치(2)의 상측으로 이격되어 설치되는 상형다이(5)로 구성되는 금형에 있어서, 상기 하형펀치(2)의 윗면을 포함하도록 블랭크홀더(3)상에 안착된 소재(6)를 가공하기 위해 상형다이(5)가 하강작동되고 하형펀치(2)의 윗면이 상형다이(5)의 가공홈(5a)으로 삽입되어 암수결합되었을 때 상기 하형펀치(2)의 윗면과 가공홈(5a)사이에 형성되는 사이틈(C)의 두께(t₁)가 가공된 소재(6)의 두께(t₂)보다 큰 치수를 갖도록 상기 가공홈(5a)이 드로잉공정중 기계가공을 통해 형성되어져, 금형제작시 작업자의 수작업부위가 대폭적으로 감소되게 됨으로써, 작업자의 금형제작 시간과 노력이 대폭적으로 단축되면서 가공비용이 절감되고 아울러 작업의 효율을 극대화시킬 수 있게 되어 전체적인 생산성도 증대되도록 된 것이다.

Description

바디패널을 가공하기 위한 금형{stamping tool for forming body panel}

본 발명은 바디패널을 가공하기 위한 금형에 관한 것으로, 특히 작업자의 수작업공수를 단축시켜 금형를 제작하는데 소요되는 전체적인 제작기간을 단축시키고아울러 제작비용도 절감시킬 수 있도록 된 바디패널을 가공하기 위한 금형에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 차체부품중 프레스에서 가공 생산되는 판넬부품의 경우 1차종 개발시 보통 1000개 내지 1200개 정도의 파트(part)가 개발되며, 이중 1개의 파트를 생산하기 위해서는 평균적으로 「드로잉(drawing)공정 →트림(trim)공정 →컷팅(cutting)공정 →플랜지(flange)공정」 순으로 이루어지는 4공정의 금형을 필요로 하게 된다.

여기서, 드로잉공정은 소재(blank)를 소성가공하여 성형하는 공정으로서 크게 펀치와 다이 및 블랭크홀더로 구성되며, 차체부품의 품질이 대부분 드로잉공정상에서 결정되게 된다.

상기한 드로잉공정의 제작과정은 「금형설계과정 →금형의 틀을 만드는 패턴제작과정 →금형을 만드는 주물제작과정 →절삭, 연삭 및 NC가공등을 통해 금형의 형상을 만드는 기계가공과정 →파트별로 만들어진 금형을 조립하고 소재를 이용해 견본품의 바디패널을 생산하는 사상 및 트라이아웃과정 →품질육성과정」의 순으로 이루어지게 된다.

한편, 도 1 내지 도 4는 일반적인 드로잉공정 과정을 설명하기 위한 금형이며, 이 금형은 볼스터(1)에 결합되는 하형펀치(2)와, 이 하형펀치(2)의 측부에 간섭됨이 없이 설치되면서 외력에 의해 상하방향으로 직선왕복 이동하는 블랭크홀더(3)와, 상부프레스(4)에 결합되면서 상기 하형펀치(2)의 상측으로 이격되어 설치되는 상형다이(5)로 구성된다.

여기서, 상기 상형다이(5)의 밑면은 블랭크홀더(3)와 더불어 소재(6)의 위치를 고정시키는 소재고정부(A)와, 상기 하형펀치(2)와 더불어 소재(6)의 형상을 가공하는 형상가공부(B)로 구분되는데, 상기 소재고정부(A)는 상형다이(5)의 밑면중 테두리부에 존재하게 되며, 상기 형상가공부(B)는 중앙부위에 존재하게 된다.

또한, 상기 형상가공부(B)에는 가공하고자 하는 소재(6)의 형상과 일치하는 가공홈(5a)이 형성되는데, 이 가공홈(5a)은 상형다이(5)의 하강작동에 따라 하형펀치(2)의 상단면과 암수결합되면서 소재(6)를 일정한 형상으로 가공하게 되는 것이다.

따라서, 소재(6)가 이송되어 와서 하형펀치(2)를 포함하도록 도 1에 도시된 바와 같이 블랭크홀더(3)상에 안착되고 나면 상부프레스(4)가 하강작동을 하게 되며, 이에 따라 상부금형(5)의 소재고정부(A)는 도 2에 도시된 바와 같이 소재(6)를 사이에 두고 블랭크홀더(3)를 일정한 압력으로 가압하게 된다.

이때, 상기 소재(6)는 상부금형(5)의 가압력에 의해 유동되는 것이 방지되면서 그 위치가 고정되게 된다.

이상태에서, 상기 상부금형(5)이 계속해서 하강작동을 하게 되면 블랭크홀더(3)는 도 3에 도시된 바와 같이 볼스터(1)의 아래쪽으로 하강을 하게 되고, 이와 동시에 하형펀치(2)의 상단부와 상형다이(5)의 가공홈(5a)이 서로 암수결합되면서 소재(6)를 일정한 형상으로 가공하게 된다.

그리고, 소재(6)의 가공이 완료되고 나면 상형다이(5)는 도 4에 도시된 바와 같이 다시 상승작동을 하게 되고, 이와 동시에 상기 블랭크홀더(3)는 상형다이(5)에 의한 가압력의 해제에 따라 상승작동을 하면서 소재(6)를 함께 상승시키게 된다.

그리고, 블랭크홀더(3)의 상승작동이 완료되고 나면 소재(6)를 취출하여 다음번의 작업에 대비하게 된다.

한편, 상기 상형다이(5)에 형성되는 가공홈(5a)은 드로잉공정중 기계가공을 통해 형성되는데, 상기 가공홈(5a)은 하형펀치(2)가 도 5에 도시된 바와 같이 가공홈(5a)으로 삽입되었을 때 상기 하형펀치(2)와 가공홈(5a)사이에 형성되는 사이틈(C)의 두께(t₁)가 가공되는 소재(6)의 두께(t₂)와 일치할 수 있는 깊이로 형성되게 된다.

이와 같이, 기계가공을 통해 가공홈(5a)이 형성된 상형다이(5)가 상부프레스(4)와 조립되고, 또한 볼스터(1)와 하형펀치(2) 및 블랭크홀더(3)의 조립이 완료된 다음, 드로잉공정중 사상 및 트라이아웃과정을 통해 소재(6)를 가공하여 보면, 상기 소재(6)의 면이 균일하게 가공되지 못하고 도 6에 도시된 바와 같이 울퉁불퉁한 면을 갖는 소재(6)로 가공되는데, 상기와 같이 소재(6)의 면이 균일하게 가공되지 못하는 가장 큰 이유는 각 부품들(1,2,3,4,5)의 조립편차로 인해 상기한 사이틈(C)의 두께가 소재(6)의 두께보다 작은 치수로서 조립되기 때문이다.

이에 따라, 작업자는 상기한 사이틈(C)의 두께(t₁)가 소재(6)의 두께(t₂)와 동일하도록 금형의 조립이 완료된 상태에서 소재(6)의 가공에 영향을 끼치는 하형펀치(2)의 윗면과 상형다이(5)의 가공홈(5a)을 재차 수작업을 통해 가공하게 되는데, 상기와 같은 재가공 작업은 기계가공이 아닌 수작업을 통해 이루어지므로 많은 시간과 노력 및 가공비용이 별도로 소요되므로 한 개의 금형을 완성함에 있어 효율성이 떨어진다는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 하형펀치와 가공홈사이에 형성되는 사이틈의 두께가 가공되는 소재의 두께보다 큰 치수를 갖도록 상형다이의 가공홈을 기계가공중에 더 가공하여, 소재의 가공에 영향을 끼치는 부위중 작업자의 수작업을 통해 재가공하는 부위를 하형펀치의 윗면으로만 국한시킴으로써, 금형제작시 소요되는 시간과 비용등을 절감시켜 효율성을 극대화시킬 수 있도록 된 바디패널을 가공하기 위한 금형을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 금형은, 볼스터에 결합되는 하형펀치와, 이 하형펀치의 측부에 간섭됨이 없이 설치되면서 외력에 의해 상하방향으로 직선왕복 이동하는 블랭크홀더와, 상부프레스에 결합되면서 상기 하형펀치의 상측으로 이격되어 설치되는 상형다이로 구성되는 금형에 있어서, 상기 하형펀치의 윗면을 포함하도록 블랭크홀더상에 안착된 소재를 가공하기 위해 상형다이가 하강작동되고 하형펀치의 윗면이 상형다이의 가공홈으로 삽입되어 암수결합되었을 때 상기 하형펀치의 윗면과 가공홈사이에 형성되는 사이틈의 두께가 가공된 소재의 두께보다 큰 치수를 갖도록 상기 가공홈이 드로잉공정중의 기계가공을 통해 형성되는 것을 특징으로 한다.

도 1 내지 도 4는 바디패널을 가공하기 위한 드로잉공정 과정을 설명하기 위한 종단면도,

도 5는 종래의 금형을 설명하기 위한 종단면도,

도 6은 종래의 금형을 이용해 가공된 바디패널을 설명하기 위한 종단면도,

도 7은 본 발명에 따른 금형을 설명하기 위한 종단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 - 볼스터 2 - 하형펀치

3 - 블랭크홀더 4 - 상부프레스

5 - 상형다이 5a - 가공홈

6 - 소재

C - 하형펀치의 윗면과 가공홈사이에 형성되는 사이틈

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 7은 본 발명에 따른 금형을 설명하기 위한 종단면도로서, 종래구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.

본 발명에 따라 바디패널을 가공하기 위해 드로잉공정의 제작과정상에서 사용되는 금형은 도 1과 도 7에 도시된 바와 같이 크게 볼스터(1)에 결합되는 하형펀치(2)와, 이 하형펀치(2)의 측부에 간섭됨이 없이 설치되면서 외력에 의해 상하방향으로 직선왕복 이동하는 블랭크홀더(3)와, 상부프레스(4)에 결합되면서 상기 하형펀치(2)의 상측으로 이격되어 설치되는 상형다이(5)로 구성된다.

여기서, 상기 상형다이(5)의 밑면은 블랭크홀더(3)와 더불어 소재(6)의 위치를 고정시키는 소재고정부(A)와, 상기 하형펀치(2)와 더불어 소재(6)의 형상을 가공하는 형상가공부(B)로 구분되는데, 상기 소재고정부(A)는 상형다이(5)의 밑면중 테두리부에 존재하게 되며, 상기 형상가공부(B)는 중앙부위에 존재하게 된다.

또한, 상기 형상가공부(B)에는 가공하고자 하는 소재(6)의 형상과 일치하는 가공홈(5a)이 형성되는데, 이 가공홈(5a)은 상형다이(5)의 하강작동에 따라 하형펀치(2)의 윗면과 암수결합되면서 소재(6)를 일정한 형상으로 가공하게 된다.

한편, 상기 하형펀치(2)의 윗면을 포함하도록 블랭크홀더(3)상에 안착된 소재(6)를 가공하기 위해 상형다이(5)가 하강작동되고 하형펀치(2)의 윗면이 상형다이(5)의 가공홈(5a)으로 삽입되어 암수결합되었을 때 상기 하형펀치(2)의 윗면과 가공홈(5a)사이에 형성되는 사이틈(C)의 두께(t₁)가 가공된 소재(6)의 두께(t₂)보다큰 치수를 갖도록 상기 가공홈(5a)이 드로잉공정중의 기계가공을 통해 형성되게 된다.

즉, 상기 하형펀치(2)의 윗면과 가공홈(5a)사이에 형성되는 사이틈(C)의 두께(t₁)가 가공된 소재(6)의 두께(t₂)보다 0.2㎜정도 더 큰 치수로 형성되게 된다.

여기서, 상기에 전술한 드로잉(drawing)공정이란 소재(6)를 소성가공하여 성형하는 공정으로서, 차체부품의 품질을 결정하는 공정을 일컫는다.

즉, 차량용 차체부품중 프레스에서 가공 생산되는 판넬부품의 경우 1차종 개발시 보통 1000개 내지 1200개 정도의 파트(part)가 개발되며, 이중 1개의 파트를 생산하기 위해서는 평균적으로 「드로잉(drawing)공정 →트림(trim)공정 →컷팅(cutting)공정 →플랜지(flange)공정」 순으로 이루어지는 4공정의 금형을 필요로 하게 된다.

그리고, 상기한 드로잉공정의 제작과정은 「금형설계과정 →금형의 틀을 만드는 패턴제작과정 →금형을 만드는 주물제작과정 →절삭, 연삭 및 NC가공등을 통해 금형의 형상을 만드는 기계가공과정 →파트별로 만들어진 금형을 조립하고 소재를 이용해 견본품의 바디패널을 생산하는 사상 및 트라이아웃과정 →품질육성과정」의 순으로 이루어지게 된다.

따라서, 드로잉공정 제작과정중 기계가공과정을 통해 형성되는 상형다이(5)의 가공홈(5a)이 본 발명에 따라 종래의 가공홈(5a)보다 0.2㎜정도 더 큰 치수로서 가공되고, 또한 본 발명에 따른 크기로 가공홈(5a)이 형성된 상형다이(5)가 상부프레스(4)와 조립되며, 그리고 볼스터(1)와 하형펀치(2) 및 블랭크홀더(3)의 조립이 완료된 다음, 드로잉공정 제작과정중 사상 및 트라이아웃과정을 통해 소재(6)를 가공하여 보면, 소재(6)의 가공에 영향을 미치는 하형펀치(2)의 윗면과 상형다이(5)의 가공홈(5a)중 상기 하형펀치(2)의 윗면만이 소재(6)와 직접적으로 접촉을 하게 된다.

이로 인해, 사상 및 트라이아웃과정을 통해 가공된 소재(6)의 면을 살펴보게 되면, 상기 소재(6)의 양면중 상형다이(5)의 가공홈(5a)과 대향되는 일면은 소재(6)의 가공시 상형다이(5)와 접촉되지 않게 됨으로써 균일한 면을 유지하게 되고, 그 반대면은 상기 하형펀치(2)의 윗면과 직접적으로 접촉을 하게 됨으로써 각 부품들(1,2,3,4,5)의 조립편차로 인해 균일한 면을 유지하지 못하고 울퉁불퉁한 면으로써 가공됨을 알 수 있게 된다.

이에 따라, 작업자는 소재(6)의 가공시 소재(6)와 직접적으로 접촉을 하게 되는 하형펀치(2)의 윗면만을 재차 수작업을 통해 가공하게 되고, 상기한 수작업의 가공이 종료되면 비로서 한 개의 금형생산이 완료된다.

전술한 바와 같이, 드로잉공정 제작과정중 기계가공과정을 통해 상형다이(5)의 가공홈(5a)을 가공할 때 종래의 가공홈(5a)보다 0.2㎜정도 더 큰 치수로서 가공하게 되면, 한 개의 금형을 생산하기 위해 작업자가 재차 수작업을 하던 부위가 종래의 금형과 비교하여 볼 때 하형펀치(2)의 윗면과 상형다이(5)의 가공홈(5a)에서 상기 하형펀치(2)의 윗면만으로 한정되게 되며, 이로 인해 금형제작시 소요되는 시간과 노력이 대폭적으로 단축되고 아울러 불필요한 가공비용이 낭비되는 것도 대폭적으로 감축시킬 수 있는 잇점을 기대할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 따른 금형의 제작법은 작업자의 효율을 극대화시킬 수 있게 되어 전체적인 생산성도 증대시킬 수 있는 잇점도 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 금형제작시 작업자의 수작업부위가 대폭적으로 감소되게 됨으로써, 작업자의 금형제작 시간과 노력이 대폭적으로 단축되면서 가공비용이 절감되고 아울러 작업의 효율을 극대화시킬 수 있게 되어 전체적인 생산성도 증대되는 효과가 있게 된다.

Claims (2)

1. 볼스터(1)에 결합되는 하형펀치(2)와, 이 하형펀치(2)의 측부에 간섭됨이 없이 설치되면서 외력에 의해 상하방향으로 직선왕복 이동하는 블랭크홀더(3)와, 상부프레스(4)에 결합되면서 상기 하형펀치(2)의 상측으로 이격되어 설치되는 상형다이(5)로 구성되는 금형에 있어서,

   상기 하형펀치(2)의 윗면을 포함하도록 블랭크홀더(3)상에 안착된 소재(6)를 가공하기 위해 상형다이(5)가 하강작동되고 하형펀치(2)의 윗면이 상형다이(5)의 가공홈(5a)으로 삽입되어 암수결합되었을 때 상기 하형펀치(2)의 윗면과 가공홈(5a)사이에 형성되는 사이틈(C)의 두께(t₁)가 가공된 소재(6)의 두께(t₂)보다 큰 치수를 갖도록 상기 가공홈(5a)이 드로잉공정중 기계가공을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 바디패널을 가공하기 위한 금형.
2. 제 1항에 있어서, 상기 하형펀치(2)의 윗면과 가공홈(5a)사이에 형성되는 사이틈(C)의 두께(t₁)가 가공된 소재(6)의 두께(t₂)보다 0.2㎜정도 더 큰 치수로 형성되는 것을 특징으로 하는 바디패널을 가공하기 위한 금형.