KR20070014788A - 한계 드로잉비 시험법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한계드로잉비 시험법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수개의 시편지름을 고정하고 블랭크홀딩력을 조절함으로써, 블랭크홀딩력이 약할 때 나타나는 프레스품 주름의 한계 측정이 가능하고, 블랭크홀딩력이 강할 때 나타나는 파단의 한계를 동시에 측정이 가능하여, 실제 프레스에서 결정된 소재에 대한 작업범위를 예상할 수 있어서 파단 및 주름으로 인한 불량품을 줄일 수 있도록 한 한계드로잉비 시험법에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 컵 드로잉 장치에 의한 한계 드로잉비 시험법에 있어서,

다수개의 시편지름을 고정하고 블랭크홀딩력을 조절함으로써, 상기 블랭크홀딩력이 약할 때 나타나는 주름의 한계를 측정하고, 상기 블랭크홀딩력이 강할 때 나타나는 파단의 한계를 동시에 측정하는 것을 특징으로 하는 한계 드로잉비 시험법를 제공한다.

한계드로잉비, 블랭크홀딩력, 파단 한계, 주름 한계

Description

한계 드로잉비 시험법{Testing method for Limiting Drawing Ratio}

도 1은 컵 드로잉 장치의 구성을 나타내는 장치도.

도 2는 원형의 판재를 드로잉한 후 컵의 모습을 나타내는 사시도.

도 3 (a)는 기존의 한계 드로잉비의 측정법을 나타내는 그래프.

도 3 (b)는 본 발명에 따른 한계 드로잉비의 측정법을 나타내는 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 압력판 12 : 블랭크

14 : 펀치 16 : 다이

18 : 컵 20 : 블랭크 홀더

22 : 스프링 스트리퍼링

본 발명은 한계드로잉비 시험법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다수개의 시편지름을 고정하고 블랭크홀딩력을 조절함으로써, 블랭크홀딩력이 약할 때 나타 나는 프레스품 주름의 한계 측정이 가능하고, 블랭크홀딩력이 강할 때 나타나는 파단의 한계를 동시에 측정이 가능하여, 실제 프레스에서 결정된 소재에 대한 작업범위를 예상할 수 있어서 파단 및 주름으로 인한 불량품을 줄일 수 있도록 한 한계드로잉비 시험법에 관한 것이다.

일반적으로, 딥 드로잉(deep drawing)이란 욕조, 탄피, 자동차 패널등 컵 형상의 제품을 박판으로부터 성형하는 금속가공이다.

즉 적절한 크기의 평판을 다이 위에 올려놓고 펀치로 누르면서 재료를 다이 안으로 끌어들이는 공정이다. 이때, 주름현상(wrinking)을 방지하기 위하여 블랭크를 잡아주는 블랭크 홀더(blank holder)가 필요하다.

한계드로잉비란 상기 공정 중 크랙(crack)이 발생하지 않고 성형이 되는 정도를 나타내는 수치로 통상 이 수치가 높을수록 성형성이 우수하다.

그러나, 블랭크 홀딩력을 고정한 상태에서 측정하기 때문에 파단에 대한 한계드로잉비의 측정은 가능하나, 프레스 불량의 또 다른 원인인 주름에 대한 한계드로잉비는 측정이 불가능한 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 다수개의 시편지름을 고정하고 블랭크홀딩력을 조절함으로써, 블랭크홀딩력이 약할 때 나타나는 프레스품 주름의 한계를 측정하고, 블랭크홀딩력이 강할 때 나타나는 파단의 한계를 동시에 측정하여, 실제 프레스에서 결정된 소재에 대한 작업범위를 예상할 수 있어서 파단 및 주름으로 인한 불량품을 줄일 수 있도록 한 한계드로잉비 시험법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 컵 드로잉 장치에 의한 한계 드로잉비 시험법에 있어서,

다수개의 시편지름을 고정하고 블랭크홀딩력을 조절함으로써, 상기 블랭크홀딩력이 약할 때 나타나는 주름의 한계를 측정하고, 상기 블랭크홀딩력이 강할 때 나타나는 파단의 한계를 동시에 측정하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 구현예로서, 상기 주름한계와 파단한계가 만나는 점을 한계 드로잉비로 정하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1은 컵 드로잉 장치의 구성을 나타내는 장치도이고, 도 2는 원형의 판재를 드로잉한 후 컵의 모습을 나타내는 사시도이다.

판재의 여러 성형모드 중 딥 드로잉(Deep Drawing) 성형모드에서의 성형성 시험으로 가장 간단한 방법이 컵 드로잉(Cup Drawing)이다.

이 모드는 원통을 드로잉하는 경우 예를 들면 압력판(10)으로 블랭크(12)를 누른 상태에서 펀치(14)를 하강시키면 소재는 다이(16)와 펀치(14) 사이에서 원주방향으로 압축응력이 작용하고 반지름 방향으로 인장응력이 작용한다.

보통 이 시험을 통해 한계 드로잉비를 구하여 그 소재의 성형성을 예측하는 데, 이 시험은 일정 블랭크 홀딩력에서의 한계 파단만을 측정 한다.

즉, 블랭크홀딩력(Blank Holding Force)을 고정(보통 10 kN)한 다음 드로잉 중 파단이 생기지 않는 최대 시편 지름을 펀치(14)의 지름으로 나누어 구한다.

그러나, 보통 판재 프레스에서의 불량품은 상기 블랭크홀딩력이 강할 때 나타나는 파단 뿐만 아니라 블랭크홀딩력이 약할 때 나타나는 주름도 그 원인이 된다.

따라서, 본 발명은 한계 파단 뿐 아니라 주름이 발생하는 범위를 측정함으로써 실제 Press 과정에서의 작업 범위를 예측 할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

본 발명에 따른 한계 드로잉비의 시험법을 기존 방법과 비교하여 설명하면 다음과 같다.

도 3의 (a)는 기존의 한계 드로잉비의 측정법을 나타내는 그래프이고, 도 3의 (b)는 본 발명에 따른 한계 드로잉비의 측정법을 나타내는 그래프이다.

도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 기존 방법은 블랭크홀딩력을 고정하고 파단이 생기지 않는 시편지름을 펀치(14)의 지름으로 나누어 구한다.

도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 한계 드로잉비의 측정법은 다수개(보통 3~4개 정도)의 시편지름을 고정하고 블랭크홀딩력을 조절하여 파단한계 및 주름한계를 측정한다.

전술한 바와 같이, 컵 드로잉은 일정한 직경의 블랭크(제1시편)(12)를 다이(16) 위에 올려놓고 압력판(10)으로 홀딩한 상태에서 펀치(14)로 누르면서 블랭크(12)를 다이 안으로 끌어들여 컵(18) 모양으로 성형한다.

여기서, 상기 블랭크홀딩력을 조절하여 파단이 생기지 않는 최대 블랭크홀딩력 및 주름이 생기지 않는 최소 블랭크홀딩력을 측정한다.

그 다음, 제1시편보다 상대적으로 직경이 큰 제2시편도 상기와 같은 방법으로 최대 블랭크홀딩력 및 최소 블랭크홀딩력을 측정한다.

또한, 제2시편보다 상대적으로 직경이 큰 제3시편도 상기와 같은 방법으로 최대 블랭크홀딩력 및 최소 블랭크홀딩력을 측정한다.

이와 같이 직경이 각각 다른 제1 내지 제3시편(X좌표값)과 이 제1 내지 제3시편에 따라 측정한 최대 블랭크홀딩력(Y좌표값)의 각 점을 연결하여 파단한계선을 구한다.

또한, 상기 제1 내지 제3시편(X좌표값)과 이 제1 내지 제3시편에 따라 측정한 최소 블랭크홀딩력(Y좌표값)의 각 점을 연결하여 주름한계선을 구한다.

이와 같이 얻은 파단한계선 및 주름한계선에 따라 실제 프레스에서 결정된 소재에 대한 작업범위를 예상할 수 있어서 파단이나 주름으로 인한 불량품을 감소시킬 수 있다.

또한, 기존 방법에서 여러 시편의 지름에서 필요하던 지그의 수를 절감할 수 있고, 고성형성 강판에서 측정이 힘들었던 한계 드로잉비를 주름한계선과 파단한계선이 만나는 점을 한계 드로잉비로 정할 수 있기 때문에 높은 드로잉비를 측정할 수 있다.

실제로 본 발명은 표면제어 고성형성 강판에서 보유 지그로 측정이 불가능했던 한계 드로잉비를 측정한 바 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 한계 드로잉비 시험법에 의하면, 다수개의 시편지름을 고정하고 블랭크홀딩력을 조절함으로써, 블랭크홀딩력이 약할 때 나타나는 프레스품 주름의 한계를 측정하고, 블랭크홀딩력이 강할 때 나타나는 파단의 한계를 동시에 측정하여, 실제 프레스에서 결정된 소재에 대한 작업범위를 예상할 수 있어서 파단 및 주름으로 인한 불량품을 줄일 수 있다.

또한, 기존 방법에서 여러 시편의 지름에서 필요하던 지그의 수를 절감할 수 있고, 고성형성 강판에서 측정이 힘들었던 한계 드로잉비를 주름한계선과 파단한계선이 만나는 점을 한계 드로잉비로 정할 수 있기 때문에 높은 드로잉비를 측정할 수 있다.

Claims (2)

1. 컵 드로잉 장치에 의한 한계 드로잉비 시험법에 있어서,

   다수개의 시편지름을 고정하고 블랭크홀딩력을 조절함으로써, 상기 블랭크홀딩력이 약할 때 나타나는 주름의 한계를 측정하고, 상기 블랭크홀딩력이 강할 때 나타나는 파단의 한계를 동시에 측정하는 것을 특징으로 하는 한계 드로잉비 시험법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 주름한계와 파단한계가 만나는 점을 한계 드로잉비로 정하는 것을 특징으로 하는 한계 드로잉비 시험법.

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