KR20080091798A

KR20080091798A - 작은 각 반경 및 대폭 축소된 1단 배열을 가지는 작업편을정밀 블랭킹하기 위한 공구 및 방법

Info

Publication number: KR20080091798A
Application number: KR1020087019253A
Authority: KR
Inventors: 윌리 그림
Original assignee: 페인툴 인텔렉츄얼 프로퍼티 에이쥐
Priority date: 2006-02-03
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2008-10-14
Also published as: EP1815922B1; CA2640211C; CA2640211A1; US10022770B2; US20090010723A1; EP1815922A1; JP2009525184A; DE502006002645D1; CN101378859A; PT1815922E; DK1815922T3; CN101378859B; WO2007090658A1; ATE420741T1; ES2320372T3; SI1815922T1; PL1815922T3

Abstract

개시된 정밀 블랭킹 방법은 정밀 블랭킹 장치의 정밀 블랭킹 공구로 정밀 블랭킹 하는 것에 의하여 절단되는 두께와, 상당히 감소된 에지 감소에 관계하는 작은 각 반경을 가지는 작업편을 제조하고, 상기 작업편이 상부 및 하부 절단 펀치와 함께 상부 및 하부 절단 다이 각각 이루어지는 두 개의 공구부 사이에 고정되고, 상기 상부 및 하부 절단 펀치의 연합된 작용에 의해 상기 절단이 달성되는 방법에 있어서, 상기 작업편은 서로 다른 절단 방향을 따라 연대순으로 연속하는 적어도 두 개의 절단 단계(A,B)에서 1단 배열로 형성되고, 상기 제1 절단 단계(A)는 제1 절단 과정에서 수직 작업 방향을 따라 상기 작업편의 기하학적 형태에 대응하며, 작은 처짐을 가지는 미완성된 제품을 커팅하는 것을 포함하고, 상기 제2 절단 단계(B)는 상기 단계(A)에 반대 작업 방향을 따라 적어도 하나의 추가 과정으로 상기 단계(A)를 따라 제조된 상기 미완성된 제품을 절단하는 단계(B)를 포함하고, 상기 적어도 각 부분에서 상기 부분 단계(A)의 처짐은 다시 줄질되어 마무리되는 것을 특징으로 한다.

정밀 블랭킹, 펀치, 다이, 각 반경, 에지 감소, 1단 배열.

Description

작은 각 반경 및 대폭 축소된 1단 배열을 가지는 작업편을 정밀 블랭킹하기 위한 공구 및 방법 {METHOD AND TOOL FOR THE PRECISION CUTTING OF WORKPIECES WITH SMALL CORNER RADII AND GREATLY REDUCED DRAW-IN IN A ONE-STAGE ARRANGEMENT}

본 발명은 정밀 블랭킹 장치의 정밀 블랭킹 공구를 사용하여 절단되는 두께와 에지 감소(edge reduction)를 크게 줄이는 것에 관계하는 작은 각 반경(corner radious)을 가지는 작업편을 제조하는 방법에 관한 것이다. 작업편은 상부 및 하부 절단 펀치와 함께 상부 및 하부 절단 다이로 각각 구성되는 두 개의 공구부 사이에 고정되고, 상부 및 하부 절단 펀치의 연합된 작용력에 의해 절단이 이루어진다.

또한 본 발명은 두 개의 고정하는 공구의 후반부가 각각 적어도 하나의 절단 다이와 적어도 하나의 절단 펀치로 구성되며, 절단되는 두께 및 절단 스트립(strip), 코일재 시트 또는 그 밖의 여러 가지로부터 에지 감소를 크게 줄이는 것에 관계하는 작은 각 반경을 가지는 작업편을 제조하는 공구에 관한 것이다.

절단되는 시트의 두께와 재질에 관계하는 작은 각 변경을 가지는 부분들의 정밀 블랭킹의 한정은 충분히 공지되었다. 경험을 기초로 시베리티(severity) 등급 S1(용이), S2(중간) 및 S3(어려움)으로 구별되는 정밀 블랭킹 시베리티가 정의된다 (스위스, 1997년 8월 Verlag Hallwag 154~165 page, Handbuch fur Verfahren, Werkstoffe, Teilegestaltung의 "Umformen und Feinschneiden" 참조). 따라서, 시베리티 등급은 금속 시트의 두께와 절단 경로의 기하학적 형태에 의해 필연적으로 정의된다. 이러한 이유로 절단 경로의 기하학적 형태는 각 반경, 홀 직경, 홈 및 핀폭과 같은 단순 기하학적 기본 영역들로 나누어진다. 금속 시트의 기하학적 면적(dimension)과 두께 사이의 비율로부터 금속 시트 두께가 증가함에 따라 증가하는 정밀 블랭킹의 시베리티 등급이 결정된다. 그것은 면적이 크고 얇은 부분에 관한 정밀 블랭킹이 큰 시트 두께를 가지는 좁은 핀 또는 링에 대한 정밀 블랭킹보다 쉬운 것을 의미한다. 또한 큰 반경을 가지는 둔각의 각부(corners)가 작은 반경을 가지는 예각의 각부보다 더 잘 절단된다.

독일 공개 특허 공보(DE 39 31 320 C1)로부터 예를 들면, 정밀 블랭킹 공구로 펀치 카운터 절단하는 것에 의해 버(burr)가 없는 작업편을 제조하는 방법이 공지되었다. 여기서, 절단 스트립으로부터 절단될 작업편은 상부 및 하부 절단 펀치와 함께 상부 및 하부 절단 다이로 각각 이루어지는 공구부들 사이에 고정되어 상부 및 하부 절단 펀치의 연합된 작용력에 의해 절단되고, 작업편은 절단선을 따라 절단되기 시작하여 반대 방향으로 절단된다.

이러한 종래 기술의 기술은 카운터 절단의 결과로서 양측부들에 대한 의도된 감소를 나타낸다.

정밀 블랭킹 부분의 일반적인 특징은 에지 감소와 버(burr)이다. 특히 각 부분(corner portion)에서 에지 감소가 일어나고, 에지 감소는 각 반경이 작아지고 시트 두께가 증가함에 따라 증가한다. 깊이 감소는 대략 20%일 수 있고, 폭 감소는 시트 두께의 30% 또는 그 이상일 수 있다(DIN 3345, Feinschnedien, 8월, 1980년 참조). 따라서, 이러한 감소는 재료의 두께와 질에 달려 있고, 그 결과 연동 부분들의 날카로운 에지로 된 첨단(tip)의 결여 또는 부분들의 작용 길이의 변화 때문에 그것을 제어하는 것은 제한된 방법으로만 가능하고 종종 부분들의 제한된 기능을 초래한다.

본 발명의 목적은 부분들의 기능을 제한하지 않음과 동시에 경제적 이점을 제공하는 더 큰 시트 두께를 가지는 날카로운 에지로 된 각부(coner)와 작은 각 반경을 가지는 부분에 정밀 블랭킹이 또한 적용될 수 있도록 작업편을 제조하는 방법 및 공구를 개선하기 위한 것이다.

본 발명의 목적은 청구항 1로 특징지어지는 요소를 가지는 상술한 방법과 청구항 5로 특징지어지는 요소를 가지는 공구에 의해 해결된다.

상술한 방법과 공구의 이로운 관점들은 종속항들로부터 얻어질 수 있다.

본 발명을 따르는 해결은 정밀 블랭킹이 예를 들면, 더 큰 두께를 가지는 연동 부분들과 같은 작은 각 반경을 가지고 날카로운 에지 부분들을 가지는 부분에 경제적으로 적용 가능한 것을 특징으로 한다. 본 발명은 각 반경 없이 수렴하는 부분의 기하학적 형태에 대한 다른 절단 사용법의 원리에 기초한다.

따라서 절단되는 부분은 적어도 예를 들면 원형과 치형과 같은 두 개의 기하학적 절단 형태로 이루어지고, 정밀 블랭킹 과정은 1단 배열(one-stage arrangement)로 수행된다. 제1 일부 단계에서, 연동 부분의 이끝원(addendum circle) 구조는 수직 작업 방향을 따라 절단 스트립으로부터 절단된다. 치차들 사이의 블랭크 공간에 대한 절단은 제1 일부 단계에 대하여 반대 작업 방향을 따른다.

본 발명을 따른 방법의 특징은 수렴 공구의 기하학적 형태가 동시에 동일한 방향으로 압력이 가해지는 것이 아니다. 압력은 작업편의 각 영역(corner area)에서 가해져서 상당히 줄어들 수 있으며, 그 결과 더 큰 두께의 복잡한 부분의 기하학적 형태 또한 날카로운 에지와, 상당히 감소된 처짐(rollover) 및 정확한 작용 길이로 정밀 블랭킹되는 것에 의해 제조될 수 있다.

제1 부분 단계에서 특별하게 선택된 절단 형태 때문에 제2 부분 단계에서 처짐이 줄질되는 것이 고안된다.

본 발명의 방법과 공구는 오직 1단 배열을 요구하고, 다단 공정의 적용을 최소화하는 것을 가능하게 한다. 그것에 의해 정밀 블랭킹 처리는 또한 더 큰 두께와 복잡한 구조를 가지는 부분에서 더욱 효과적이게 된다.

첨부된 도면들을 참조하여, 다음에서 더 자세하게 설명한다.

도 1 및 2는 독일 공개 특허 공보(DE 39 31 320 C1)를 따른 정밀 블랭크부의 횡단면을 부분적으로 도시한 것이다.

도 3은 본 발명을 따른 방법의 제1 부분 단계의 수행 동안 본 발명을 따른 공구를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명 방법의 제2 부분 단계의 수행 동안 본 발명을 따른 방법을 개략적으로 도시한 또 다른 도면이다.

도 5는 본 발명의 방법을 따라 제조된 연동부의 절단부분의 기하학적 단면을 나타내는 확대 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 연동부, 작업편

2: 스트립재

3 : 정밀 블랭킹 공구

4: 종래기술을 따른 정밀 블랭킹에 의해 제조된 부분의 단면

5 : 종래 기술을 따른 정밀 블랭킹에 의해 제조된 부분의 단면

6 : 에지 감소

7: 전단면

8 : 버

9 : 양측의 처짐

10 : 메인 펀치

11 : 블랭크 홀더

12 : 절단 다이

13 : 블랭크(미완성된 제품)

14 : 15의 이끝원

15 : 이

16 : 13의 처짐

17 : 13의 측면

18 : 펀치(이사이의 블랭클 절단용)

19 : 이의 기하학적 형태

20 : 다이 플레이트

21 : 불필요한 부분

d : 2의 두께

A : 부분 단계

B : 부분 단계

본 발명을 따른 방법으로 작업편(1)이 제조될 것이다. 이 경우, 더 큰 두께(d), 예를 들면 6,5mm의 연동부가 정밀 블랭킹에 의해 절단 스트립(2)으로부터 절단된다. 정밀 블랭킹 공구(3)의 설계 원리는 종래 기술에 알려진 것에 상당한다. 따라서, 다음에서 자세한 설명은 생략하고 공구의 특징부들만 강조될 것이다.

도 1 및 2는 독일 공개 특허 공보(DE 39 31 320 C1)를 따른 종래 기술로부터 알려진 정밀 블랭크부(4)와 카운터 정밀 블랭크부(5)의 절단 형태를 각각 나타낸다. 정밀 블랭크부(4)는 에지 감소(6), 전단면(7:burnish) 및 버(8:burr)를 가지고 버(8)는 에지 감소(6)의 반대측에서 나타난다. 카운터 정밀 블랭크부(5)의 절단 형태로부터 카운터 정밀 블랭킹을 하는 동안 양측에서 에지 감소(9)가 일어나는 것을 알 수 있다. 이러한 이유로 예를 들면, 연동부와 같은 날카로운 에지를 가지는 부 분들이 필요로 하는 정확한 수치로 제조될 수 없다.

1단 정밀 블랭킹 공구(3)는 도 3, 4 및 5에 도시된 바와 같이 다단의 메인 펀치(10)를 가진다. 절단될 스트립재(2)는 블랭크 홀더(11)와 블랭킹 다이(12) 사이에 고정된다. 스트립재(2)는 6,5mm의 두께(d)를 갖는다. 메인 펀치(10)의 형태는 각각 제조될 연동부(1)와 대응하고, 제1 부분 단계(A)에서 수직 작업 방향을 따라 다음의 이들(15:teeth)과 대응하는 이끝원(14: addendum circle)을 가지는 블랭크(13: 미완성된 제품)를 스트립재(2)로부터 절단한다. 블랭크(13)의 이끝원(14)에서 처짐(16)은 무시해도 좋을 만큼 작고, 작용하는 메인 펀치(10)와 마주하는 블랭크(13)의 일측(17)에 있다.

다음의 부분 단계{B(도 4 참조)}에서 스트립재(2)의 두께(d)에 대응하는 작업 거리를 따라 부분 단계(A)의 반대 방향으로 연동부(1)를 최종 절단하기 위한 펀치(18: 이들 사이의 블랭크를 절단하기 위한 펀치)들이 다이 플레이트(20)로 후진하는 블랭크(13)로부터 치형부(19)를 절단하고, 그것에 의해 불필요한 부분(21: waste portions 21)이 또한 제거된다.

부분 단계(A)로부터 발생된 각부의 처짐(16)은 다시 줄질되어 마무리된다.

정밀 블랭킹 공구(3)의 절단 펀치는 예를 들면 블랭크(13)의 제1 절단 형태로 절단하기 위한 복수의 메인 펀치(10)로서 설계된다. 블랭크(13)의 직경은 제조될 연동부(1)의 이(15)의 이끝원의 직경에 대응한다. 메인 펀치(10)의 작업 방향은 수직으로 뻗는다. 메인 펀치(10)는 연동부(1)를 얻기 위해 미완성된 제품을 최종 절단하기 위한 적어도 하나의 펀치(18: 이들(teeth) 사이의 블랭크를 절단하기 위 한 펀치)에 배치된다. 펀치(18)는 메인 펀치(10)에 대하여 반대 방향으로 동작하고, 제1 절단 기하학적 형태에 관하여 동일한 방향으로 압력 하중이 작용하지 않게 적용될 수 있도록 배치된다.

연동부(1)를 제조하는 경우 메인 펀치(10)의 절단 형태는 이끝원 형태이다.

그러나, 만일 다른 복합 형태를 가지는 다른 부분이 정밀 블랭크 되면, 메인 펀치(10)의 절단 형태는 또한 규칙적 또는 불규칙한 곡선의 복합 형태로 이루어지는 기하학적 형태일 수 있다.

편리한 최종 절단을 위해 펀치(18)는 규칙적 또는 불규칙한 곡선 형태의 기하학적 형태를 가진다.

그것에 의하여 메인 펀치(10)와 펀치(18)의 기하학적 절단 형태는 변할 수 있고, 그 결과, 복잡한 부분이 단순 기하학적 형태로 각각 구성될 수 있다.

정밀 블랭킹 공구(3)는 1단 구조를 가진다. 정밀 블랭킹 공구(3)는 부분 단계들 A 및 B와 같이 상술한 대조적이고 직접적으로 접하는 절단 동작을 용이하게 한다.

따라서, 이들(19:teeth) 사이의 블랭크를 절단하기 위한 펀치(18)와 메인 펀치(10)의 수렴 공구 기하 형태(converging tool geometries)는 동시에 압력하중에 영향을 받지 않으며, 또한, 동일한 방향으로 영향을 받지 않는다. 그 결과 연동부의 첨단부에서의 부분 압축 인장을 줄이는 또 다른 필수의 각 반경이 강하될 수 있다.

도 5는 본 발명의 방법을 따라 제조된 연동부의 예를 나타낸다.

본 발명에 의하면, 복잡한 작업편 또는 날카로운 에지와 상당히 감소된 처짐을 가지는 더 큰 두께의 부분들을 정밀 블랭킹에 의해 경제적이고 효과적인 방법으로 생산하는 것이 가능하다.

Claims

정밀 블랭킹 장치의 정밀 블랭킹 공구로 정밀 블랭킹 하는 것에 의하여 절단되는 두께와, 상당히 감소된 에지 감소에 관계하는 작은 각 반경(corner radii)을 가지는 작업편을 제조하고, 상기 작업편이 상부 및 하부 절단 펀치와 함께 상부 및 하부 절단 다이 각각 이루어지는 두 개의 공구부 사이에 고정되고, 상기 상부 및 하부 절단 펀치의 연합된 작용에 의해 상기 절단이 달성되는 방법에 있어서,

상기 작업편은 서로 다른 절단 방향을 따라 연대순으로 연속하는 적어도 두 개의 절단 단계(A,B)에서 1단 배열로 형성되고,

상기 제1 절단 단계(A)는 제1 절단 과정에서 수직 작업 방향을 따라 상기 작업편의 기하학적 형태에 대응하며, 작은 처짐을 가지는 미완성된 제품을 커팅하는 것을 포함하고,

상기 제2 절단 단계(B)는 상기 단계(A)에 반대 작업 방향을 따라 적어도 하나의 추가 과정으로 상기 단계(A)를 따라 제조된 상기 미완성된 제품을 절단하는 단계(B)를 포함하고,

상기 부분 단계(A)의 처짐은 적어도 각부(corner area)에서 다시 줄질(file) 되어 마무리되는 것을 특징으로 하는 작업편 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 부분 단계 (A) 및 (B)를 위한 상기 수렴 공구(절단 펀치)의 기하학적 형태는 동시에 그리고 동일한 방향으로 압력이 가해지지 않는 것을 특징으로 하는 작업편 제조 방법.
제1항 및 제2항에 있어서,

상기 부분 단계(A) 및 (B)를 위한 공구의 기하학적 형태는 압력 하중이 상기 작업편의 각부에서 감소되도록 분할된 것을 특징으로 하는 작업편 제조 방법.
제1항 내지 제3항에 있어서,

상기 각부에서 상기 부분 단계(A)에서의 처짐이 줄질되고, 상기 작업편이 작용 길이를 느슨하게 하지 않도록 상기 부분 단계(A)의 절단 형태가 상기 부분 단계(B)의 절단 기하학적 형태에 대하여 조정되는 것을 특징으로 하는 작업편 제조 방법.
두 개의 고정하는 공구의 후반부가 적어도 하나의 절단 다이와 적어도 하나의 절단 펀치로 각각 구성되며, 절단 스크립, 코일재 시트 또는 그 밖의 여러 가지로부터 상당히 감소된 에지 감소와, 절단되는 두께에 관계하는 작은 각 반경을 가 지는 작업편의 정밀 블랭킹을 위한 공구에 있어서,

상기 절단 펀치는 미완성된 제품(13)의 제1 절단 기하 형태로 절단하도록 지정된 복합 부분 메인 펀치(10)로서 설계되고,

상기 메인 펀치(10)는 상기 메인 펀치에 대하여 수직 작업 방향을 따라 동작하여 상기 미완성된 제품을 최종 절단하는 적어도 하나의 펀치(18)가 배치되고,

상기 펀치(18)는 동일한 방향으로 압력 하중을 가하지 않고 상기 미완성된 제품에 적용될 수 있도록 상기 제1 절단 형태에 관계하여 배치된 것을 특징으로 하는 작업편을 정밀 블랭킹 하기 위한 공구.
제5항에 있어서,

상기 메인 펀치의 절단 기하 형태는 이끝원(addendum circle), 규칙적 또는 불규칙한 곡선으로 된 형태, 직선 또는 직선 라인이 조합된 형태인 것을 특징으로 하는 작업편을 정밀 블랭킹 하기 위한 공구.
제5항에 있어서,

상기 최종 절단을 위한 펀치(18)의 절단 기하 형태는 규칙적 또는 불규칙한 곡선 형태, 직선 또는 조합된 직선 형태인 것을 특징으로 하는 작업편을 정밀 블랭킹 하기 위한 공구.
제5항 내지 제7항에 있어서,

상기 메인 펀치(10)와 상기 최종 절단을 하는 펀치(18)는 동시에 동일한 방향으로 압력에 노출되지 않는 것을 특징으로 하는 작업편을 블랭킹하기 위한 공구.
제7항에 있어서,

상기 메인 펀치(10)와 상기 최종 절단을 하는 펀치(18)의 기하학적 형태는 정밀 블랭킹된 상기 작업편의 각부에서 압력 하중이 대폭 감소하도록 조정되는 것을 특징으로 하는 작업편을 블랭킹 하기 위한 공구.
제7항에 있어서,

상기 메인 펀치(10)와 상기 최종 절단을 하는 펀칭(18)의 기하학적 형태는 상기 작업편의 각부에서의 처짐이 다시 줄질되고, 상기 작업편이 작용 길이를 느슨하게 하지 않도록 조정되는 것을 특징으로 하는 작업편을 블랭킹 하기 위한 공구.
제1항에 있어서,

1단으로 셋업되는 것을 특징으로 하는 작업편을 블랭킹 하기 위한 공구.
제11항에 있어서,

상기 1단 셋업은 대조적이고 직접적으로 서로 접하는 절단 동작들(A,B)을 용이하게 하는 것을 특징으로 하는 작업편을 블랭킹 하기 위한 공구.