KR20050027692A

KR20050027692A - 동시성형용 포밍 프레스 금형

Info

Publication number: KR20050027692A
Application number: KR1020030064052A
Authority: KR
Inventors: 김수득
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-09-16
Filing date: 2003-09-16
Publication date: 2005-03-21
Also published as: KR100559389B1

Abstract

재질, 두께, 형상이 다른 이종 패널소재을 하나의 금형내에서 제품성형과 취출을 위한 상호간의 접합을 동시에 이루어 금형 제작 및 가공을 경제적으로 수행할 수 있도록;

하부의 하형 플레이트 상에 장착되는 하형스틸과; 상기 하형스틸의 좌우 양측 내부에 각각 쿠션 스프링을 통하여 하형 플레이트에 장착되는 제1 및 제2하형패드와; 상기 하형스틸의 상부에서 상기 제1 및 제2하형패드에 각각 대응하는 제1 및 제2상형스틸을 하부에 구성하여 상형 플레이트에 장착되는 상형스틸과; 상기 제1 및 제2하형패드 사이의 하형스틸과, 상기 제1 및 제2성형스틸 사이의 상형스틸 사이에 구성되어 각각 다른 패널소재의 오버랩부를 가압하여 상기 접합하는 접합유닛;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 동시성형용 포밍 프레스 금형을 제공한다.

Description

동시성형용 포밍 프레스 금형{METALLIC PATTERNS OF A SIMULTANEOUS FORMING PRESS WITH CLINCHING OF MULTI-PANEL}

본 발명은 동시성형용 포밍 프레스 금형에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 재질, 두께, 형상이 다른 이종 패널소재을 하나의 금형내에서 제품성형과 취출을 위한 상호간의 접합을 동시에 이루어 금형 제작 및 가공을 경제적으로 수행할 수 있도록 하는 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, 특히, 도 5에서 도시한 바와 같이, 재질, 두께, 형상이 다른 이종 패널소재(패널A, 패널B)는 각각 내부에 하형패드(105)를 쿠션 스프링(107)을 통하여 구성한 하형스틸(101)이 하부의 하형 플레이트(103)에 장착되고, 이 하형스틸(101)의 상부에는 제품 패널의 상단면 형상을 갖는 상형스틸(111)이 상부의 상형 플레이트(109)에 장착되어 상기 하형스틸(101)과의 사이에 패널(100a,100b)을 끼운 상태로, 프레스의 슬라이드(미도시)의 작동에 의해 가압하여 제품 패널(200a,200b)을 성형 가공하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의하면, 재질, 두께, 형상이 다른 이종 패널소재은 항상 서로 다른 별도의 금형을 통하여 제작함으로써, 금형 제작 및 가공비가 과도하게 소요되며, 생산 프레스의 이원화로 비경제적인 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 앞에서 언급한 바와 같은 문제점의 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 재질, 두께, 형상이 다른 이종 패널소재을 하나의 금형내에서 제품성형과 취출을 위한 상호간의 접합을 동시에 이루어 금형 제작 및 가공을 경제적으로 수행할 수 있도록 하는 동시성형용 포밍 프레스 금형에 관한 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 동시성형용 포밍 프레스 금형은 하부의 하형 플레이트 상에 장착되는 하형스틸과; 상기 하형스틸의 좌우 양측 내부에 각각 쿠션 스프링을 통하여 하형 플레이트에 장착되는 제1 및 제2하형패드와; 상기 하형스틸의 상부에서 상기 제1 및 제2하형패드에 각각 대응하는 제1 및 제2상형스틸을 하부에 구성하여 상형 플레이트에 장착되는 상형스틸과; 상기 제1 및 제2하형패드 사이의 하형스틸과, 상기 제1 및 제2성형스틸 사이의 상형스틸 사이에 구성되어 각각 다른 패널소재의 오버랩부를 가압하여 상기 접합하는 접합유닛;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동시성형용 포밍 프레스 금형의 단면 구성도로써, 본 발명의 실시예에 따른 동시성형용 포밍 프레스 금형의 구성은 하부의 하형 플레이트(1) 상에 하형스틸(3)이 장착된다.

상기 하형스틸(3)의 좌우 양측 내부에는 각각 공간부(S1,S2)를 형성하고, 상기 각 공간부(S1,S2)를 통하여 하형 플레이트(1) 상에 쿠션 스프링(5)을 통하여 제1하형패드(7)와 제2하형패드(9)가 각각 설치된다.

상기 하형스틸(3)의 상부에는 상기 제1하형패드(7) 및 제2하형패드(9)에 각각 대응하는 제1상형스틸(11) 및 제2상형스틸(13)을 하부에 구성하는 상형스틸(15)이 상부의 상형 플레이트(17)에 장착된다.

여기서, 상기 제1하형패드(7) 및 제2하형패드(9)와 이에 각각 대응하는 제1성형스틸(11) 및 제2성형스틸(13)의 각 선단면 상에는 제품패널의 성형면(F)이 형성된다.

그리고 상기 제1하형패드(7) 및 제2하형패드(9) 사이의 하형스틸(3)과, 이에 대응하는 상기 제1성형스틸(11) 및 제2성형스틸(13) 사이의 상형스틸(15) 사이에는 상기 하형스틸(3)의 제1하형패드(7)와 제2하형패드(9) 상에 각각 로딩되는 서로 다른 패널소재(A,B) 의 오버랩부(OL)를 가압하여 상기 접합하도록 접합유닛이 구성되는데, 상기 접합유닛의 구체적인 구성은 상기 제1하형패드(7) 및 제2하형패드(9) 사이의 하형스틸(3) 상에 공간부가 형성되고, 상기 공간부 내부에는 좌우 양측에 가이더(21)를 따라 상호 이동 가능하게 좌우측 클린칭 슬라이더(23,25)가 설치된다.

상기 좌우측 클린칭 슬라이더(23,25)는 각 상단에 상호 접촉시 클린칭 홈(CH)을 형성하도록 구성되며, 상기 좌우측 클린칭 슬라이더(23,25)와 이에 대응하는 상기 공간부의 양측 내벽면 사이에는 슬라이더 스프링(27)이 각각 설치되어 좌우측 클린칭 슬라이더(23,25)가 상호 접촉되도록 탄성력을 제공하게 된다.

여기서, 상기 클린칭 홈(CH)은 그 형상이 원형으로 이루어진다.

또한, 상기 제1성형스틸(11) 및 제2성형스틸(13) 사이의 상형스틸(15)에도 공간부(S3)를 형성하고, 상기 공간부(S3) 내에서 상기 좌우측 클린칭 슬라이더(23,25)의 클린칭 홈(CH)에 대응하여 작동하도록 상기 상형 플레이트(17)에 클린칭 펀치(29)가 그 상단을 통하여 장착된다.

그리고 상기 상형스틸(15)의 공간부(S3) 내에는 상기 클린칭 펀치(29)의 양측으로 각각 쿠션 스프링(31)을 통하여 상기 상형 플레이트(17)에 하향하여 좌우측 상형패드(33,35)가 장착되는데, 상기 좌우측 상형패드(33,35)는 상기 하형스틸(3)과 함께, 패널소재(A,B)를 규제하도록 작동하게 된다.

따라서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 동시성형용 포밍 프레스 금형의 작동을, 도 2와 도 3을 통하여 각 단계별로 살펴보면, 먼저, 상기 도 1에서와 같이, 상기 하형스틸(3)의 제1하형패드(7)와 제2하형패드(9) 상에 각각 패널A(A)와 패널B(B)를 로딩한다.

이 때, 상기 패널A(A)와 패널B(B)는 그 일측단이 상기 좌우측 클린칭 슬라이더(23,25) 상에서 서로 오버랩부(OL)를 갖도록 겹쳐서 로딩한다.

이러한 상태로, 도 2에서와 같이, 프레스 슬라이더(미도시)의 구동에 의해 상형스틸(15)이 하강하여 하형스틸(3)과 합형되면, 상기 패널A(A)는 상기 제1하형패드(7)와 제1성형스틸(11)에 의해 소정의 형상으로 성형되며, 상기 패널B(B)는 상기 제2하형패드(9)와 제2성형스틸(13)에 의해 소정의 형상으로 성형된다.

이 때, 상기 패널A(A)와 패널B(B)의 오버랩부(OL)는 그 양측이 상기 좌우측 상형패드(33,35)와 하형스틸(3)에 의해 먼저 규제된 상태로 상기 좌우측 클린칭 슬라이더(23,25)의 클린칭 홈(CH)에 대하여 클린칭 펀치(29)에 의해 가압되어 상호 클린칭에 의해 접합된다.

여기서, 상기 좌우측 클린칭 슬라이더(23,25)가 그 클린칭 홈(CH) 내부에서 클린칭 펀치(29)에 의해 클린칭 성형된 오버랩부(OL)가 잘 밀려들어가도록 초기 성형시에 서로 조금 벌어졌다가 클린칭 성형 완료시에 다시 접촉된다.

이와 같이, 상기 패널A(A)와 패널B(B)는 그 오버랩부(OL)가 클린칭 가공됨과 동시에 상기 제1하형패드(7)와 제1성형스틸(11) 및 상기 제2하형패드(9)와 제2성형스틸(13)에 의해 패널A(A)와 패널B(B)가 각각 소정의 형상으로 성형된 상태로, 도 3에서와 같이, 상기 상형스틸(15)이 다시 상승하면, 하나의 언로더(40)가 투입되어 이를 동시에 취출함으로써, 다음공정으로 로딩이 한 번에 이루어질 수 있도록 한다.

이때도 상기 좌우측 클린칭 슬라이더(23,25)는 그 클린칭 홈(CH) 내부에서 클린칭 성형된 오버랩부(OL)가 잘 빠지도록 서로 조금 벌어졌다가 언로더(40)에 의해 완전히 취출되면 다시 접촉된다.

이러한 동시성형용 포밍 프레스 금형에 의해 성형된 재질, 두께, 형상이 다른 이종 패널소재(A,B)는 여러 단계의 가공과정을 거친 후, 최종적으로 도 4에서 도시한 바와 같이, 클린칭에 의해 접합된 오버랩부(OL)를 절단함으로써, 최종 패널제품A와 패널제품B로 생산된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 동시성형용 포밍 프레스 금형에 의하면, 재질, 두께, 형상이 다른 이종 패널소재을 동일 프레스 금형 내에서 그 오버랩부의 클린칭 가공에 의한 접합과 동시에 각각 소정의 형상으로 가압성형을 동시에 이룸으로써, 필요한 금형의 수를 줄일 수 있으며, 이에 따른 가공 공정을 축소하여 가공시간을 단축하는 효과가 있다.

또한, 공정 진행중에 오버랩부를 상호 접합하여 일체화시킴으로써 로딩 및 언로딩의 과정이 한번에 이루어 질 수 있도록 하는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동시성형용 포밍 프레스 금형의 단면 구성도이다.

도 2 내지 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 동시성형용 포밍 프레스 금형의 단계별 작동 상태도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 동시성형용 포밍 프레스 금형을 이용하여 제작된 패널부품의 가공 상태도이다.

도 5는 종래 기술에 따른 포밍 프레스 금형을 이용한 작업 상태도이다.

Claims

포밍 프레스 금형에 있어서,

하부의 하형 플레이트 상에 장착되는 하형스틸과;

상기 하형스틸의 좌우 양측 내부에 각각 쿠션 스프링을 통하여 하형 플레이트에 장착되는 제1 및 제2하형패드와;

상기 하형스틸의 상부에서 상기 제1 및 제2하형패드에 각각 대응하는 제1 및 제2상형스틸을 하부에 구성하여 상형 플레이트에 장착되는 상형스틸과;

상기 제1 및 제2하형패드 사이의 하형스틸과, 상기 제1 및 제2성형스틸 사이의 상형스틸 사이에 구성되어 각각 다른 패널소재의 오버랩부를 가압하여 상기 접합하는 접합유닛;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 동시성형용 포밍 프레스 금형.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 및 제2하형패드와 이에 각각 대응하는 제1 및 제2성형스틸의 각 선단면 상에는 제품패널의 성형면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 동시성형용 포밍 프레스 금형.
청구항 1에 있어서, 상기 접합유닛은

상기 제1 및 제2하형패드 사이의 하형스틸 상에 공간부를 형성하고, 상기 공간부 내부에는 좌우 양측에 가이더를 따라 상호 이동 가능하게 설치되며, 각 상단에는 상호 접촉시 클린칭 홈을 형성하는 좌우측 클린칭 슬라이더와;

상기 좌우측 클린칭 슬라이더와 이에 대응하는 상기 공간부의 양측 내벽면 사이에 설치되어 좌우측 클린칭 슬라이더가 상호 접촉되도록 탄성력을 제공하는 슬라이더 스프링과;

상기 제1 및 제2성형스틸 사이의 상형스틸에 공간부를 형성하고, 상기 공간부 내에서 상기 좌우측 클린칭 슬라이더의 클린칭 홈에 대응하여 작동하도록 상단이 상기 상형 플레이트에 장착되는 클린칭 펀치와;

상기 상형스틸의 공간부 내에서 상기 클린칭 펀치의 양측으로 각각 쿠션 스프링을 통하여 상기 상형 플레이트에 하향하여 장착되며, 상기 하형스틸과 함께, 패널소재를 규제하는 좌우측 상형패드;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 동시성형용 포밍 프레스 금형.
청구항 3에 있어서, 상기 클린칭 홈은

그 형상이 원형으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 동시성형용 포밍 프레스 금형.