KR20100063911A - Apparatus for measuring wear property of hot press forming tool - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열간 프레스 금형의 마모특성을 평가하여 실제 공정에서 최적화된 가공조건을 구비하는 금형의 설계 및 제작이 가능하도록 하기 위한 측정장치에 관한 것이다. The present invention relates to a measuring apparatus for evaluating the wear characteristics of a hot press die to enable the design and manufacture of a mold having optimized processing conditions in an actual process.
일반적으로, 열간 프레스 공법은 냉간 상태를 원소재(판)을 오스테나이트 변태가 가능한 온도로 가열하여 성형을 하게 된다. 이 경우, 예를 들어, 오븐, 챔버, 유도 가열 등과 같은 가열장치를 이용하여 피성형물을 오스테나이트 변태가 가능한 온도 영역으로 일정 시간 가열하고, 다시 이를 공기 중에서 금형으로 이송하여 금형으로 성형하고, 성형된 제품을 금형내에서 냉각하게 된다. In general, the hot press method is to form a cold state by heating the raw material (plate) to a temperature capable of austenite transformation. In this case, for example, by using a heating device such as an oven, a chamber, induction heating, etc., the molded object is heated to a temperature region where austenite transformation is possible for a predetermined time, and then transferred to the mold in air to be molded into a mold, and the molding The finished product is cooled in the mold.
이와 같이, 열간 프레스 공정에 의해 성형을 하는 경우, 금형은 가열된 피성형물과 접촉 및 마찰 등에 의한 마모가 발생할 수 있다. 특히, 피성형물이 고강도 소재의 경우에는 금형의 마모 정도가 더욱 심하게 발생할 수 있고, 이로 인하여 금형의 수명에 따라 제품의 실수율이 결정될 수 있다. As described above, when molding is performed by a hot press process, the mold may be abraded by contact with the heated object and friction. In particular, in the case of a high-strength material to be molded, the degree of wear of the mold may occur more severely, and accordingly, the error rate of the product may be determined according to the life of the mold.
즉, 성형되는 피성형물의 강도, 경도 또는 내구성 등과 같은 물성에 따라서, 적절한 강도와 내구성을 가지는 재질로 금형을 제작하여야 할 필요가 있다. 만일, 강도가 낮은 피성형물의 열간 프레스 성형을 위하여 높은 강도와 내구성을 갖는 재질로 금형을 제작하는 경우, 설비의 비용적인 측면에 있어서 불리하다. 그리고, 강도가 높은 피성형물의 성형을 위하여 낮은 강도와 내구성을 갖는 재질로 금형을 제작하는 경우에는 금형의 수명이 짧아지는 문제가 있다. That is, it is necessary to manufacture a mold from a material having appropriate strength and durability according to physical properties such as strength, hardness or durability of the molded object to be molded. If the mold is made of a material having high strength and durability for hot press molding of a low strength molded object, it is disadvantageous in terms of equipment cost. In addition, when a mold is manufactured from a material having low strength and durability for molding a high-molded object, there is a problem that the life of the mold is shortened.
금형의 마모량을 측정하기 위해서는 실공정에서 다량의 피성형물을 성형하면서 금형의 마모상태를 측정하는 것이 최선의 방법이기는 하나, 적절한 금형의 설계조건을 얻기 위해서는 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라, 측정을 위한 피성형물의 소요량과 다양한 재질의 금형을 제작하여야만 하는 문제가 있다. In order to measure the wear amount of the mold, it is best to measure the wear state of the mold while forming a large amount of the molded object in the actual process, but it takes much time to obtain the proper mold design conditions, There is a problem that the required amount of the molding and the mold of various materials must be manufactured.
한편, 금형의 마모특성에 관한 과/소가 보다 정확하게 판단되지 않는 경우에는 설계 및 제작된 금형의 내구성 또는 강도 등의 불확실성이 커지며, 요구되는 설계 사양보다 과대 또는 과소한 설계가 이루어질 수도 있다. On the other hand, when the over / smallness of the wear characteristic of the mold is not judged more accurately, uncertainty such as durability or strength of the designed and manufactured mold increases, and the design may be excessively or excessively smaller than the required design specification.
따라서, 피성형물의 재질에 따라 적절한 물성(예를 들어, 마모특성 등)을 갖는 금형소재의 사양선택이 보다 정확하게 용이하게 할 수 있는 연구가 필요하다. Therefore, there is a need for a study that can more easily facilitate specification selection of a mold material having appropriate physical properties (eg, wear characteristics, etc.) according to the material of the molding.
본 발명은 종래의 열간 프레스 금형에서 발생하는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다. The present invention is made by recognizing at least one of the needs or problems occurring in the conventional hot press die.
본 발명의 일 목적은 금형소재의 마모 상태를 파악하여 피성형물의 물성에 따라 적정한 금형의 사양을 선정할 수 있도록 하는 것이다. One object of the present invention is to grasp the wear state of the mold material to select the appropriate mold specifications according to the physical properties of the molding.
본 발명의 다른 일 목적은 금형소재의 현실적인 마모 특성에 관한 결과를 얻을 수 있도록 하는 것이다. Another object of the present invention is to obtain a result regarding the realistic wear characteristics of the mold material.
본 발명의 또 다른 일 목적은 실제 열간 프레스 공정과 유사한 가열, 공냉 및 금형과의 접촉 조건이 부여될 수 있도록 하여 실질적인 금형소재의 마모 특성을 파악할 수 있도록 하는 것이다. Another object of the present invention is to be able to be given the heating, air cooling and contact conditions with the mold similar to the actual hot press process to determine the wear characteristics of the actual mold material.
본 발명의 또 다른 일 목적은 금형소재의 마모특성을 파악하기 위해 금형소재의 마모를 유발시키는 피성형물 소재인 마모 유발부재와의 중복된 접촉영역이 최소화될 수 있도록 하는 것이다. Another object of the present invention is to minimize the overlapping contact area with the wear-inducing member which is the molding material causing the wear of the mold material in order to determine the wear characteristics of the mold material.
본 발명의 또 다른 일 목적은 금형소재의 마모특성을 파악하기 위해 실제 열간 프레스 공정에 주어지는 열에 관한 이력을 적용할 수 있도록 하는 것이다. Another object of the present invention is to be able to apply the history about the heat given to the actual hot pressing process to determine the wear characteristics of the mold material.
본 발명의 또 다른 일 목적은 보다 정확한 금형소재의 특성을 파악하기 위하여 다량의 금형소재를 짧은 시간 내에 측정 가능하도록 하는 것이다. Still another object of the present invention is to enable a large amount of mold material to be measured in a short time in order to grasp the characteristics of the mold material more accurately.
상기 과제들 중 적어도 하나의 과제를 실현하기 위한 일 실시 형태와 관련된 열간 프레스 금형의 마모특성 측정장치는 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다. An apparatus for measuring wear characteristics of a hot press die according to an embodiment for realizing at least one of the above problems may include the following features.
본 발명은 기본적으로, 실제 열간 프레스 공정에서 발생하는 조건이 부여된 상태에서 금형소재의 마모를 유발시키고, 마모 상태에 따른 특성을 피성형물의 물성에 따라 적정한 금형의 사양을 선정할 수 있도록 구성되는 것을 기초로 한다. The present invention is basically configured to cause the wear of the mold material in the condition given the conditions occurring in the actual hot pressing process, and to configure the proper mold specifications according to the properties of the molding according to the characteristics of the wear state Based on that.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 열간 프레스 금형의 마모특성 측정장치는 피성형물의 물성을 갖는 마모 유발부재를 실제 열간 프레스 성형시 피성형물의 온도로 가열하는 가열부와; 실제 금형으로 제작되는 금형소재가 장착되며, 금형소재의 마모 유발부재에 가압시켜 금형소재의 마모를 유발시키기 가압력 제공부와; 마모 유발부재가 얹혀지는 마모 유발부재 안착부가 구비되며, 마모 유발부재 안착부가 회전하여 가압력 제공부에 의해 금형소재가 마모 유발부재에 접촉된 상태에서 금형소재의 마모를 유발시키도록 구성되는 마모 유발부;를 포함하여 구성될 수도 있다. An apparatus for measuring abrasion characteristics of a hot press die according to an embodiment of the present invention includes a heating unit for heating a wear-inducing member having physical properties of a molding to a temperature of the molding during actual hot press molding; A mold material which is manufactured as an actual mold is mounted, and a pressing force providing unit presses the wear causing member of the mold material to cause wear of the mold material; The wear-inducing member seating portion on which the wear-inducing member is mounted is provided, and the wear-inducing member seating portion is configured to cause wear of the mold material in a state in which the mold material is brought into contact with the wear-inducing member by the pressing force providing unit. It may be configured to include.
그리고, 가열부는 마모 유발부에 안착된 마모 유발부재를 가열하기 위하여, 피성형물의 물성을 갖는 마모 유발부재가 실제 열간 프레스 성형을 위해 가열된 온도로 가열하는 일 가열로와; 마모 유발부재가 금형으로 이송되어 성형되는 상태의 온도를 유지하도록 마모 유발부재를 가열하는 다른 일 가열로를 포함하여 구성될 수도 있다. 이 경우, 두 가열로는 마모 유발부재의 이송을 위해 승하강 가능하게 구성될 수도 있다. In addition, the heating unit includes: a heating furnace for heating the wear-inducing member having the physical properties of the molding to be heated to a temperature for actual hot press molding, in order to heat the wear-inducing member seated on the wear-inducing unit; It may be configured to include another heating furnace for heating the wear-inducing member to maintain the temperature of the state in which the wear-inducing member is transferred to the mold to be molded. In this case, the two heating furnaces may be configured to move up and down for transport of the wear-inducing member.
한편, 마모 유발부는 각각의 가열로에 배치되도록 마모 유발부재 안착부가 각각 구비될 수도 있다. 이 경우, 마모 유발부재 안착부는 회전데크에 장착될 수도 있으며, 회전데크가 동력 제공부에 의해 회전 가능하게 구성하여, 실제 열간 프레 스 성형을 위한 온도로 가열된 마모 유발부재가 가압력 제공부가 배치된 위치로 이송되도록 구성할 수도 있다. On the other hand, the wear-inducing member may be provided with a wear-inducing member seating portion to be arranged in each heating furnace. In this case, the wear-inducing member seating portion may be mounted to the rotating deck, the rotating deck is configured to be rotatable by the power supply, so that the wear-inducing member heated to the temperature for the actual hot press forming is provided with a pressing force providing portion It may also be configured to be transported to a position.
다른 한편, 가압력 제공부는 회전되는 마모 유발부재를 가압하는 금형소재의 위치가 이동될 수 있도록 가압력 제공부를 이동시키는 위치 이동부가 더 구비될 수도 있다. On the other hand, the pressing force providing unit may be further provided with a position moving unit for moving the pressing force providing unit so that the position of the mold material for pressing the wear-inducing member rotated.
이 경우, 위치 이동부는 금형소재가 마모 유발부재의 중앙부 위치에서 단부위치로 이동하도록 구성할 수도 있다. 이와 달리, 위치 이동부는 금형소재가 마모 유발부재의 단부위치에서 중앙부 위치로 이동하면서 마모가 유발될 수 있도록 가압력 제공부를 직선 이동하도록 구성될 수도 있다. In this case, the position moving part may be configured such that the mold material moves from the center position of the wear causing member to the end position. Alternatively, the position moving part may be configured to linearly move the pressing force providing part so that wear may be caused while the mold material moves from the end position of the wear causing member to the center position.
한편, 가압력 제공부는 금형소재가 장착되는 영역에 금형소재의 냉각을 위한 냉각유로가 더 구비될 수도 있다. 다른 한편, 가열부는 질소 투입부가 더 구비될 수도 있다. Meanwhile, the pressing force providing unit may further include a cooling passage for cooling the mold material in a region where the mold material is mounted. On the other hand, the heating unit may be further provided with a nitrogen input unit.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 실제 금형을 구성하게 되는 금형소재에 대한 마모 상태를 파악하여 피성형물의 물성에 따라 적정한 금형의 사양을 선정할 수 있다. As described above, according to the present invention, the wear state of the mold material constituting the actual mold may be grasped to select an appropriate mold specification according to the physical properties of the molding.
또한, 본 발명에 따르면, 실제 열간 프레스 공정과 유사한 가열, 공냉 및 금형과의 접촉 등의 조건이 부가되어 실질적인 금형소재에 대한 마모 특성을 파악할 수 있다. In addition, according to the present invention, conditions such as heating, air cooling, and contact with a mold, which are similar to the actual hot press process, may be added to determine the wear characteristics of the actual mold material.
그리고 또한, 본 발명에 따르면, 금형소재의 마모를 유발시키는 피성형물 소 재인 마모 유발부재와의 중복된 접촉영역이 최소화할 수 있게 되어 금형소재의 마모특성이 보다 정확하게 파악될 수 있다. In addition, according to the present invention, it is possible to minimize the overlapping contact area with the wear-inducing member which is the material to be molded to cause the wear of the mold material can be more accurately grasp the wear characteristics of the mold material.
그리고 또한, 본 발명에 따르면, 실제 열간 프레스 공정에 주어지는 열에 관한 이력의 적용이 가능하게 되어 금형소재의 마모특성이 보다 정확하게 파악될 수 있다. In addition, according to the present invention, it becomes possible to apply the history of the heat given to the actual hot pressing process, so that the wear characteristics of the mold material can be more accurately grasped.
그리고 또한, 본 발명에 따르면, 보다 정확한 금형소재의 특성을 파악하기 위한 다량의 금형소재에 대한 측정이 신속하게 이루어질 수 있다. In addition, according to the present invention, the measurement of a large amount of the mold material for grasping the characteristics of the mold material more accurate can be made quickly.
그리고 또한, 본 발명에 따르면, 실질적인 금형소재에 대한 마모특성의 파악이 보다 용이하게 정확하게 이루어질 수 있게 되어 성형하고자 하는 피성형물의 특성에 적합한 금형의 제작이 가능하게 된다. In addition, according to the present invention, it is possible to more accurately and accurately determine the wear characteristics of the actual mold material, it is possible to manufacture a mold suitable for the characteristics of the molding to be molded.
그리고 또한, 본 발명에 따르면, 성형하고자 하는 피성형물의 특성에 적합한 금형의 제작이 가능하게 되어 금형의 수명을 최적화시킬 수 있고, 또한 성형되는 제품의 품질을 향상시킬 수 있다. In addition, according to the present invention, it is possible to manufacture a mold suitable for the characteristics of the molding to be molded to optimize the life of the mold, it is also possible to improve the quality of the molded product.
그리고 또한, 본 발명에 따르면, 피성형물의 특성에 적합한 금형의 제작이 효율적으로 이루어질 수 있게 되어 생산성을 향상시킬 수 있으며, 금형의 설계 및 제작에 따른 비용을 절감시킬 수 있다. In addition, according to the present invention, it is possible to efficiently produce a mold suitable for the characteristics of the molding to improve the productivity, it is possible to reduce the cost according to the design and manufacture of the mold.
상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 열간 프레스 금형의 마모특성 측정장치에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다. In order to help the understanding of the features of the present invention as described above, it will be described in more detail with respect to the wear characteristics measuring apparatus of the hot press die according to the embodiment of the present invention.
이하, 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기에 가장 적합한 실시예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하, 설명되는 실시예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다. 그리고 이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다. Hereinafter, exemplary embodiments will be described based on embodiments best suited for understanding the technical characteristics of the present invention, and the technical features of the present invention are not limited by the illustrated embodiments, It is to be understood that the present invention may be implemented as illustrated embodiments. Accordingly, the present invention may be modified in various ways within the technical scope of the present invention through the embodiments described below, and such modified embodiments fall within the technical scope of the present invention. In addition, in order to help the understanding of the embodiments described below, in the reference numerals described in the accompanying drawings, among the components that will perform the same function in each embodiment, related components are denoted by the same or extension numbers.
본 발명과 관련된 실시예들은 기본적으로, 실제 열간 프레스 공정에서 발생하는 조건이 부여된 상태에서 금형소재의 마모를 유발시키고, 마모 상태에 따른 특성을 피성형물의 물성에 따라 적정한 금형의 사양을 선정할 수 있도록 구성되는 것을 기초로 한다. Embodiments related to the present invention basically cause the wear of the mold material under the conditions given in the actual hot pressing process, and select the proper mold specification according to the properties of the molding according to the characteristics of the wear state It is based on being configured to be.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 열간 프레스 금형의 마모특성 측정장치(100)는 본체(110)의 어느 일 영역에 마모 유발부재(20)를 일정 온도로 가열하는 가열부(120)가 구비되고, 상기 마모 유발부재(20)에 마모를 유발시키기 위하여 측정 대상이 되는 금형소재(10)를 상기 마모 유발부재(20)에 가압시킬 수 있도록 구성되는 가압력 제공부(130), 그리고, 상기 금형소재(10)에 의해 가압되어 금형소재(10)에 마모를 유발시키게 되는 마모 유발부재(20)가 장착되는 마모 유발부(140)를 포함하여 구성될 수도 있다. As shown in Figure 1, the wear
이 경우, 실제 성형되는 피성형물에 적합한 금형의 요구조건을 확인할 수 있도록, 상기 마모 유발부재(20)는 실제 열간 프레스 공정을 통해 성형이 이루어지게 되는 피성형물의 물성(재질)을 갖는 부재로 구비되고, 금형소재(10)는 실제 열간 프레스 공정에 사용되는 금형을 구성하는 물성(재질)을 갖는 부재로 구비될 수 있다. In this case, the wear-inducing
한편, 가열부(120)는 실제 열간 프레스 성형시 가열된 상태로 금형에 배치되는 피성형물의 온도로 피성형물의 물성을 갖는 마모 유발부재(20)를 가열할 수 있도록 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 가열부(120)는 적어도 하나 이상의 가열로(121)를 포함하여 구성될 수도 있으며, 상기 가열로(121)는 가열공간이 구비되는 챔버 형태로 구성될 수도 있다. 그리고, 상기 가열로(121)는 동력 제공부(122)가 구비되는 가열로 장착부(123)에 결합되어 상기 마모 유발부재(20)를 가열하기 위한 위치로 이동 가능하도록 구성될 수도 있다. On the other hand, the heating unit 120 may be configured to heat the wear-inducing
예를 들어, 상기 동력 제공부(122)는 도시된 것과 같이, 로드 단부에 가열로 장착부(123)가 결합되는 실린더로 구성되고, 상기 가열로 장착부(123)에 가열로(121)가 장착되어 실린더의 구동에 의해 승하강 하도록 구성될 수도 있다. 이러한 작동에 의해 상기 마모 유발부재(20)는 가열로(121)의 가열공간 내부에 위치되거나, 외부로 노출되도록 구성할 수도 있다. For example, the power providing unit 122, as shown, is composed of a cylinder coupled to the heating rod mounting portion 123 to the rod end, the
상기와 같이 구성될 수 있는 가열부(120)는 실제 열간 프레스 공정에서 가열된 피성형물의 온도에 대한 이력, 즉 피성형물의 가열온도가 상기 마모 유발부재(20)에 적용될 수 있도록 마모 유발부재(20)를 가열할 수도 있다. The heating unit 120, which may be configured as described above, may include a wear-inducing member such that a history of the temperature of the shaped object heated in the actual hot pressing process, that is, a heating temperature of the shaped object may be applied to the wear-inducing
한편, 상기 마모 유발부(140)는 상기 마모 유발부재(20)가 안착되는 안착부(141)가 구비되고, 상기 안착부(141)가 회전할 수 있도록 동력 전달부재(142a)에 의해 동력 제공부(143)로부터 회전력이 제공될 수 있도록 구성할 수도 있다. 예를 들어, 상기 마모 유발부재(20)는 원판형의 디스크와 같은 구조로 이루어질 수 있고, 상기 안착부(141)는 상기 마모 유발부재(20)가 얹혀질 수 있도록 턴테이블과 같은 구조로 이루어질 수도 있다. On the other hand, the wear-inducing unit 140 is provided with a
상기와 같이, 마모 유발부(140)에 구비되어 회전되는 마모 유발부재(20)에 접촉하여 마모가 이루어지는 금형소재(10)는 가압력 제공부(130)에 탈부착 가능하게 장착되어 상기 마모 유발부재(20)의 일 면에 가압되도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 가압 유발부재(20)는 회전되는 마모 유발부재(20)의 일 면에 금형소재(10)가 눌려지도록 가압력을 제공하여 마모를 유발시킬 수 있다. As described above, the
예를 들어, 상기 가압력 제공부(130)는 시소운동을 하는 레버 타입으로 이루어질 수도 있다. 이 경우, 도시된 것과 같이, 일 단부에 금형소재(10)가 탈부착 가능하게 장착되는 장착부(132)가 회전축을 이루게 되는 지지부(131)에 결합되고, 상기 금형소재(10)가 장착된 단부의 맞은편 단부에는 장착부(132)가 지지부(131)를 중심으로 일정 각도로 회전하도록 동력 제공부(133)가 장착될 수도 있다. 상기 동력 제공부(133)는 실린더와 같은 장치로 이루어질 수도 있다. For example, the pressing
한편, 상기 가압력 제공부(130)는 도 3a 및 도 3b에 도시된 것과 같이 장착부(132)의 단부에 홀더(132a)가 더 구비되고, 상기 홀더(132a)에 금형소재(10)가 탈부착 가능하게 장착되도록 구성할 수도 있다. 다른 한편, 상기 가압력 제공 부(130)는 금형소재(10)가 장착된 장착부(132)의 단부영역에 상기 금형소재(10)의 냉각을 위한 냉각유로(134)가 더 구비될 수도 있다. 만일, 홀더(132a)가 더 구비되는 경우, 상기 냉각유로(134)의 냉매 유입부(134a)와 배출부(134b)가 홀더(132a)의 영역으로 연결되도록 구성할 수도 있다. On the other hand, the pressing
상기와 같은 구성에 의해 가압력 제공부(130)는 금형소재(10)가 마찰 유발부재(20)에 접촉시키고자 할 경우, 동력 제공부(133)의 구동에 의해 상기 장착부(132)는 지지부(131)를 중심으로 어느 일 방향(도시상에서는 시계방향)으로 일정 각도로 회전하면서 금형소재(10)가 마모 유발부재(20)를 누르도록 작동할 수 있다. 그리고, 상기 금형소재(10)에 대해 설정된 마모 유발시간(또는 구간)이 종료한 후, 동력 제공부(133)의 구동에 의해 상기 장착부(132)는 지지부(131)를 중심으로 반대 방향(도시상에서는 시계 반대방향)으로 일정 각도로 회전하여 금형소재(10)가 마모 유발부재(20)와 이격되도록 작동할 수 있다. According to the above configuration, the pressing
한편, 도 2에 도시된 것과 같이, 상기 마모 유발부(140)는 회전데크(144)가 더 구비되고, 상기 안착부(141)가 회전데크(144)에 장착되어 위치가 이동될 수 있도록 구성할 수도 있다. 예를 들어, 두 개의 안착부(141)가 구비되고, 이에 상응하는 위치에 가열로(121)가 구비되는 경우, 상기 두 안착부(141)는 회전데크(141)의 회전에 의해 서로 반대편의 가열로(121)가 배치된 위치로 이동되어 각 가열로(121)에 의해 마모 유발부재(20)가 가열되도록 구성할 수도 있다. 상기 회전데크(144)는 도시된 것과 같이 모터 등과 같은 수단으로 구성되는 동력 제공부(145)와 결합되어 회전 가능하도록 구성할 수도 있다. On the other hand, as shown in Figure 2, the wear-inducing unit 140 is further provided with a
이 경우, 상기 가열로(121) 중 어느 일 가열로(121)는 실제 피성형물이 성형을 위하여 가열된 온도가 상기 마모 유발부재(20)에 적용되도록 가열 하도록 구성될 수 있다. 그리고, 다른 일 가열부(121)는 실제 열간 프레스 성형시 금형에 의해 성형되는 동안 피성형물의 온도가 상기 마모 유발부재(20)에 적용되도록 가열(또는 보온)하도록 구성될 수 있다. 한편, 상기 가열부(121)는 실제 공정과 동일하게 마모 유발부재(20)의 산화를 방지하기 위하여 질소 투입부(121a)가 더 구비될 수도 있다. In this case, any one of the
이러한 구성에 의해, 상기 회전데크(144)에 의해 안착부(141)가 회전되어 상기 마모 유발부재(20)가 어느 일 가열로(121)에 의해 실제 성형을 위한 온도로 가열된 후, 실제 성형되는 동안 피성형물에 유지되는 온도로 가열을 하는 다른 일 가열로(121)의 위치로 이동될 수 있다. By this configuration, the mounting
이 경우, 실제 성형되는 동안 피성형물에 유지되는 온도로 가열을 하는 다른 일 가열로(121)에는 상기 금형소재(10)가 장착된 지지부(131)의 일 단부가 마모 유발부재(20)의 상부에 위치되도록 구성될 수 있다. In this case, one end of the
한편, 상기 회전데크(144)의 회전에 의해 성형을 위한 온도로 가열된 마모 유발부재(20)가 금형소재(10)의 위치로 이동되는 동안 실제 피성형물이 성형을 위한 금형의 위치로 이동되면서 공냉이 이루어지는 것과 같은 조건을 부여할 수도 있다. On the other hand, while the wear-inducing
그리고, 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 상기 가압력 제공부(130)는 위치 이동부(150)가 더 구비되어 상기 금형소재(10)가 마모 유발부재(20)와 접촉하는 위 치가 변위될 수 있도록 구성할 수도 있다. 이 경우, 상기 가압력 제공부(130)는 지지부(131)와 동력 제공부(133)가 장착부(130a)에 결합되고, 상기 장착부(130a)에 위치 이동부가 결합되어 가압력 제공부(130)의 위치가 이동하도록 구성할 수도 있다. 1 and 2, the pressing
상기 위치 이동부(150)는 도시된 것과 같이, 상기 장착부(130a)가 본체(110)에 구비되는 이송레일(153)을 따라 활주 가능하게 구비되고, 상기 장착부(130a)에 이송대차(152)가 구비되어 위치 이동부(150)를 구성하는 이송축(151)을 따라 이동하도록 구성할 수도 있다. 이 경우, 상기 이송축(151)은 동력 전달부(154a)를 통해 동력 제공부(154)로부터 동력이 제공되도록 구성될 수도 있다. 상기와 같은 구성 이외에도 단순히 실린더와 같은 동력 제공수단에 의해 위치 이동부(150)가 이동하도록 구성할 수도 있다. As illustrated, the
한편, 상기 위치 이동부(150)는 위치 결정부(155)가 더 구비될 수도 있다. 상기 위치 결정부(155)는 일정 간격으로 배치된 감지부(155a)를 구비하여 금형소재(10)가 이동되어야할 거리를 결정할 수도 있다. 이 경우, 상기 장착부(130a)의 어느 일 위치에는 검출 대상부재(155b)가 더 구비되어 감지부(155a)에 의한 위치의 검출이 더욱 용이하게 이루어지도록 구성할 수도 있다. On the other hand, the
도 3a 및 도 3b에 도시된 것과 같이, 상기 가압력 제공부(130)는 위치 이동부(150)의 구성에 의해, 마모 유발부재(20)가 회전하는 동안 상기 마모 유발부재(20)의 중앙부 위치에서 단부위치로 금형소재(10)가 이동하면서 마모를 유발시킬 수도 있다. 이와 달리, 금형소재(10)가 마모 유발부재(20)의 단부위치에서 중앙부 위치로 이동하면서 마모가 유발되도록 할 수도 있다. As shown in FIGS. 3A and 3B, the pressing
이러한 작동에 의해, 상기 마모 유발부재(20)와 금형소재(10)의 접촉면은 최대한 중복되지 않는 상태로 마모가 유발되도록 할 수도 있다. 예를 들어, 상기 금형소재(10)의 직선방향의 이동과 마모 유발부재(20)의 회전에 의해 금형소재(10)와 마모 유발부재(20) 간의 궤적은 나선궤적과 같은 형태로 형성될 수도 있다. By this operation, the contact surface between the wear-inducing
상기와 같은 구성에 의해, 열간 프레스 금형의 마모특성 측정장치(100)의 최적 상태의 작동을 설명하면, 도 4a 내지 도 4c에 도시된 것과 같이, 어느 일 가열로(121)에서 마모 유발부재(20)를 실제 성형을 위한 온도로 가열을 한다. 예를 들어, 성형을 위해 요구되는 온도가 900℃인 경우, 마모 유발부재(20)는 요구되는 온도로 가열된다(도 4a 및 도 4b 참조). By the above configuration, the operation of the optimum state of the wear
그리고, 상기 가열로(121)는 안착부(141)가 개방되도록 상승한 후, 회전데크(144)의 회전에 의해 마모를 유발시키기 위한 다른 일 가열로(121)의 위치로 이동된다. 이 경우, 상기 마모 유발부재(20)는 외기에 노출되어 실제 성형시 공냉이 이루어지는 상태가 적용될 수 있다. Then, the
상기 가압력 제공부(130)에 의해 금형소재(10)에 의한 가압이 이루어지는 가열로(121)의 위치로 이송된 마모 유발부재(20)는 실제 성형시 유지되는 온도로 가열(보온)이 유지된다(도 4a 및 도 4c 참조). 예를 들어 요구되는 온도가 730℃인 경우, 상기 가열로(121)에 의해 마모 유발부재(20)의 온도가 요구되는 온도로 유지될 수 있고, 이와 같이 온도가 유지되는 동안 상기 마모 유발부재(20)가 회전을 하면서 상기 금형소재(10)가 마모 유발부재(20)에 가압되어 마모를 유발시키게 되다. 이와 동시에 상기 위치 이동부(150)의 작동에 의해 상기 금형소재(10)은 마모 유발부재(20)의 중앙부 위치로부터 단부의 위치로 이동되면서 마모가 이루어지게 된다. The wear-inducing
상기 금형소재(10)를 마모시키는 동안 실제 금형에 부여되는 냉각 조건을 위하여 상기 냉각유로(134)를 통해 냉매가 흐르게 되어 금형소재(10)가 실제 성형시 온도로 유지되면서 마모가 이루어지도록 할 수 있다. During the wear of the
이와 같은 마모과정을 마친 후, 실제 측정되는 대상은 금형소재(10)의 마모 정도이다. 도 5에 도시된 것과 같이, 금형소재(10)의 마모특성을 파악하기 위하여 마모영역(10a)의 직경, 높이, 체적 등과 같은 정보를 측정하여 금형소재(10)의 마모특성을 파악하게 된다. After completing such a wear process, the actual object to be measured is the degree of wear of the mold material (10). As shown in FIG. 5, in order to determine wear characteristics of the
이와 같은 과정을 거쳐, 다양한 강종의 금형소재를 측정하여 피성형물에 적합한 금형소재를 선택할 수 있다. Through this process, it is possible to select a mold material suitable for the molded object by measuring the mold material of various steel grades.
예를 들어, 도 6에 도시된 것과 같이, 재질이 "A"인 금형소재의 마모정도가 1인 경우, 재질이 "B"인 금형소재는 마모정도가 약 0.57이고, 재질이 "C" 내지 "E"인 금형소재는 마모 정도가 약 0.2 내지 1.2 정도인 것을 알 수 있다. 이와 같이, 다양한 강종의 금형소재에 대한 마모특성을 측정하여 데이터화 할 수 있고, 이러한 데이터를 이용하여 성형하고자 하는 피성형물의 물성에 적합한 강종의 금형소재를 선택하여 금형을 제작할 수 있다. For example, as shown in Figure 6, when the wear degree of the material "A" of the mold material is 1, the mold material of the material "B" is about 0.57, the material is "C" to It can be seen that the mold material of "E" has a wear degree of about 0.2 to 1.2. As described above, the wear characteristics of various steel materials may be measured and data may be measured, and the mold materials may be manufactured by selecting the steel materials suitable for the physical properties of the molding to be molded using such data.
본 발명에 따른 열간 프레스 금형의 마모특성 측정장치는 상기와 같이 설명된 열간 프레스 금형의 마모특성 측정장치의 실시예들로 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 이루어질 수도 있다. The wear characteristic measuring apparatus of the hot press mold according to the present invention is not limited to the embodiments of the wear characteristic measuring apparatus of the hot press mold described above, but the above embodiments may be modified so that various modifications can be made. All or part of the embodiments may be optionally combined.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열간 프레스 금형의 마모특성 측정장치의 구조를 개략적으로 나타내는 정단면도이다. 1 is a front sectional view schematically showing a structure of an apparatus for measuring wear characteristics of a hot press die according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 열간 프레스 금형의 마모특성 측정장치의 구조를 개략적으로 나타내는 평단면도이다. FIG. 2 is a plan sectional view schematically illustrating a structure of an apparatus for measuring wear characteristics of a hot press die illustrated in FIG. 1.
도 3a는 금형소재를 마모 유발부재에 가압하여 마모를 유발시키기 위한 초기 상태를 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다.Figure 3a is a partial cross-sectional view schematically showing an initial state to induce wear by pressing the mold material to the wear-inducing member.
도 3b는 금형소재를 마모 유발부재에 가압하여 마모를 유발시키기 위한 말기기 상태를 개략적으로 나타내는 부분 단면도이다. Figure 3b is a partial cross-sectional view schematically showing a rolling state for inducing wear by pressing the mold material to the wear-inducing member.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 열간 프레스 금형의 마모특성 측정장치를 통해 금형소재를 마모시킬 때, 적용되는 온도이력의 예를 나타내는 그래프이다. 4A is a graph showing an example of a temperature history applied when the mold material is worn through the wear characteristic measuring apparatus of the hot press die according to an embodiment of the present invention.
도 4b는 도 4a에 도시된 온도 이력 중 성형을 위해 시간에 따라 피성형물이 가열되는 온도 조건과의 관계를 나타내는 그래프이다. FIG. 4B is a graph showing the relationship between the temperature condition in which the object is heated over time for molding in the temperature history shown in FIG. 4A.
도 4c는 도 4a에 도시된 온도 이력 중 성형을 위해 피성형물이 성형되는 동안 시간에 따른 피성형물의 온도에 관한 조건과의 관계를 나타내는 그래프이다. FIG. 4C is a graph showing the relationship with the conditions regarding the temperature of the shaped part over time while the shaped part is molded for molding among the temperature history shown in FIG. 4A.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 열간 프레스 금형의 마모특성 측정장치에 의해 마모된 금형소재의 상태를 나타내는 도면이다. 5 is a view showing a state of the mold material worn by the wear characteristic measuring apparatus of the hot press die according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 열간 프레스 금형의 마모특성 측정장치를 통해 측정된 금형소재들의 마모정도를 비교 평가한 마모 특성 결과를 나타내는 그래프이다. 6 is a graph showing a wear characteristic result of comparing and evaluating the wear of the mold materials measured by the wear characteristic measuring apparatus of the hot press die according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 설명** Description of the main parts of the drawings *
10 ... 금형소재 20 ... 마모 유발부재10 ...
100 ... 마모특성 측정장치 110 ... 본체100 ... wear-measuring
120 ... 가열부 121 ... 가열로120 ...
121a ... 질소 투입부 122,133,143,145,154 ... 동력 제공부121a ... nitrogen input 122,133,143,145,154 ... power supply
123,130a, 132 ... 장착부 130 ...가압력 제공부123,130a, 132 ... Mounting
132a ... 홀더 134 ... 냉각유로132a ...
140 ... 마모 유발부 141 ... 안착부140 ... Wear causing
142a,154a ... 동력 전달부 144 ... 회전데크142a, 154a ...
150 ... 위치 이동부 151 ... 이송축150 ...
152 ... 이송대차 153 ... 이송레일152 ...
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