KR20100107772A - 펀칭 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 펀칭 장치에 관한 것으로, 상부에 소재가 안착되는 제 1 베이스부재 및 상기 제 1 베이스부재의 상부에서 제 1 승하강 가이드부재에 의해 연결되어 상, 하 이동 가능하며, 하부에 펀칭 날부재가 돌출된 제 2 베이스부재, 상기 제 2 베이스부재의 하부에 제 2 승하강 가이드부재에 의해 연결되어 상, 하 이동 가능하고 펀칭 날부재가 관통되어 이동하는 가이드 구멍이 뚫린 펀칭 날 가이드부재를 포함한 것이다.

본 발명은 제 1 베이스부재와 제 2 베이스부재의 사이 간격이 좁아지면서 펀 칭 날 가이드부재가 소재의 상부를 가압하여 클램핑한 상태에서 펀칭 날부재가 가이드 구멍을 통해 직진 이동하여 소재를 펀칭하는 것이다.

Description

펀칭 장치{Punching Apparatus}

본 발명은 펀칭 장치에 관한 것으로 더 상세하게는 펀칭 작업 중 구멍을 뚫는 펀칭 날의 파단을 방지하여 펀칭 날의 수명을 증대시키도록 발명된 것이다.

일반적으로 자동차 부품용 소재는 기존의 일반강과는 달리 다양한 성형성을 필요로 한다.

그리고 자동차 부품용 소재가 요구되는 특성으로는 굽힘성, 스트레칭성, 신장 플랜지성, 트로잉성 등이 있다.

이 중 신장 플랜지성은 자동차용 강판의 부품 성형 시 홀 가공에 주로 요구되는 특성으로 홀 확장 시험을 통해 성능을 평가하고 있다.

상기한 홀 확장 시험을 위해 자동차용 강판의 시편에 구멍을 뚫는 펀칭 작업이 이루어지는데, 통상 100 × 100mm의 정사각형의 시편 정중앙에 10mm 정도의 구멍을 뚫고 있다.

홀 확장 시험은 상기한 바와 같이 시편에 뚫려진 구멍을 확장하면서 자동차용 강판의 신장 플랜지 성능을 확인하는 것이다.

그러나 상기 펀칭 작업에서 사용되는 펀칭 장치는 시편 즉, 소재의 상부에서 막대 형상의 펀칭 날을 수직으로 하강시켜 소재에 구멍을 뚫고 있는데, 소재 두께 및 펀칭 날과 접촉하는 표면이 불규칙하여 펀칭 날의 중심 축이 시편에 수직으로 접촉하여 구멍 가공을 실시하지 못해 펀칭 날이 파단되는 일이 빈번하게 발생하였던 것이다.

따라서, 펀칭 날의 빈번한 교체 작업이 발생하므로 이로 인한 작업 손실과, 비용 증대가 발생하는 문제점이 있었던 것이다.

본 발명의 목적은 펀칭 작업 중 펀칭 날의 파손을 방지하여 펀칭 날의 내구성을 증대시킨 펀칭 장치를 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 과제는 상부에 펀칭되는 소재가 안착되는 소재 안착부가 구비된 제 1 베이스부재와;

상기 제 1 베이스부재의 상부에 이격되게 배치되는 상기 제 2 베이스부재와;

상기 제 2 베이스부재의 하부면에 돌출되게 장착되며, 상기 제 1 베이스부재의 소재 안착부에 안착된 소재에 구멍을 뚫는 펀칭 날부재와;

상기 제 1 베이스부재와 제 2 베이스부재를 상, 하 이동 가능하게 연결하는 제 1 승하강 가이드부재와;

상기 제 2 베이스부재의 하부에 이격되게 배치되며, 상기 펀칭 날부재가 관통되는 가이드 구멍이 뚫려진 펀칭 날 가이드부재와;

상기 펀칭 날 가이드부재를 상, 하 이동을 안내하게 제 2 베이스부재에 연결하는 제 2 승하강 가이드부재를 포함한 펀칭 장치를 제공함으로써 해결되는 것이다.

본 발명은 펀칭 날의 중심축을 펀칭하려는 소재의 표면에 수직으로 접촉시켜 펀칭 작업 시 펀칭 날의 파단을 방지하고, 펀칭 날의 내구성을 증대시키는 효과가 있으며, 펀칭 날 교체로 인한 작업 손실이 방지되는 효과가 있는 것이다.

또 본 발명은 소재를 견고하게 클램핑한 상태로 펀칭 작업하므로 펀칭 작업의 정확도와 정밀도를 증대시키는 효과가 있는 것이다.

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 도시한 정면도로서, 본 발명의 제 1 베이스부재와, 제 2 베이스부재와, 펀칭 날부재와, 제 1 승하강 가이드부재, 펀칭 날 가이드부재, 제 2 승하강 가이드부재를 포함한 본 발명의 기본 구조를 나타내고 있다.

도 2는 본 발명의 요부 확대 단면도로서, 본 발명의 펀칭 날부재가 제 2 베이스부재의 하부로 돌출된 날 몸체부와, 상기 날 몸체부에 볼트 체결로 분리 가능하게 결합하는 펀칭 날부를 포함하며, 펀칭 날부의 하단부에 원추부가 돌설된 예를나타내고 있다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 사용 상태도로서, 본 발명을 사용하여 소재에 구멍을 뚫는 과정을 순차적으로 나타내고 있다.

이하, 도 1에서 도시한 바와 같이 본 발명은 펀칭 날이 소재의 상부에서 가압되어 소재에 구멍을 뚫는 펀칭 장치에 있어서, 상부에서 상부에 펀칭되는 소재(1)가 안착되는 소재 안착부(11)가 구비된 제 1 베이스부재(10)와, 상기 제 1 베이스부재(10)의 상부에 이격되게 배치되는 상기 제 2 베이스부재(20)와, 상기 제 2 베이스부재(20)의 하부면에 돌출되게 장착되며, 상기 제 1 베이스부재(10)의 소 재 안착부(11)에 안착된 소재(1)에 구멍을 뚫는 펀칭 날부재(30)와, 상기 제 1 베이스부재(10)와 제 2 베이스부재(20)를 상, 하 이동 가능하게 연결하는 제 1 승하강 가이드부재(40)와, 상기 제 2 베이스부재(20)의 하부에 이격되게 배치되며, 상기 펀칭 날부재(30)가 관통되는 가이드 구멍(51)이 뚫려진 펀칭 날 가이드부재(50)와, 상기 펀칭 날 가이드부재(50)를 상, 하 이동을 안내하게 제 2 베이스부재(20)에 연결하는 제 2 승하강 가이드부재(60)를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 베이스부재(10)는 판 형상으로 형성되며, 상부에 평면의 안착면을 가지는 소재 안착부(11)가 구비된다.

또 상기 제 1 베이스부재(10)의 소재 안착부(11)에는 상기 펀칭 날부재(30)가 구멍을 뚫으면서 소재(1)에서 절단된 칩을 배출하도록 상, 하로 관통된 배출구(12)가 형성된다.

상기 소재 안착부(11)의 상부면과, 상기 펀칭 날 가이드부재(50)의 하부면 중 어느 하나에는 돌기(13)가 형성되고, 다른 하나에는 상기 돌기(13)가 삽입되는 홈(52)이 형성되는 것이 바람직하며, 이하, 소재 안착부(11)의 상부면에 돌기(13)가 형성되고 펀칭 날 가이드부재(50)의 하부면에 홈(52)이 형성되는 것을 예로 하여 설명한다.

상기 펀칭 날 가이드부재(50)는 소재 안착부(11)의 상부면에 안착된 소재(1)의 상부면을 가압하여 클램핑하게 되는데 이때 상기 돌기(13)가 홈(52)에 삽입됨으로써 좌, 우 유동 없이 견고하게 소재(1)를 클램핑할 수 있게 하며, 소재(1)를 정확한 위치에서 클램핑하는 것이다.

그리고 상기 펀칭 날 가이드부재(50)의 몸체 중앙부에는 상기 펀칭 날부재(30)가 관통되는 가이드 구멍(51)이 상, 하로 관통되게 형성된다.

상기 가이드 구멍(51)은 상기 펀칭 날부재(30)의 외경에 대응되는 내경을 가지고 수직 방향으로 뚫려져 상기 펀칭 날부재(30)의 상, 하 이동을 수직 방향으로 안내하는 것이다.

또 상기 제 2 베이스부재(20)는 상기 제 1 베이스부재(10)의 상부에 이격되게 배치되는데, 상기 제 1 승하강 가이드부재(40)로 제 1 베이스부재(10)에 서로 상, 하 이동 가능하게 연결된다.

상기 제 1 승하강 가이드부재(40)는 상기 제 1 베이스부재(10)의 하부면과, 제 2 베이스부재(20)의 상부면 중 어느 한 면에 돌설되는 제 1 이동 돌기부(41)와;

상기 제 1 베이스부재(10)의 하부면과, 제 2 베이스부재(20)의 상부면 중 다른 한면에 돌설되며 내부에 상기 제 1 이동 돌기부(41)가 이동 가능하게 결합하는 이동로가 형성된 제 1 가이드부(42)를 포함한 것을 일 예로 하며 이 외에도 도시하지는 않았지만 상기 제 1 베이스부재(10)와 제 2 베이스부재(20)의 상, 하 이동을 수직으로 안내하도록 다양하게 변형하여 실시할 수 있음을 밝혀둔다.

그리고 상기 제 1 이동 돌기부(41)의 외주면에는 상기 제 1 가이드부(42) 내의 이동로 내주면에 접촉되는 복수의 단턱부가 상, 하로 이격되게 구비되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 제 1 이동 돌기부(41)는 제 1 가이드부(42)의 이동로 내로 이동 가능하게 결합하며, 단턱부가 이동로의 내주면과 접촉하여 이동로 내에서 수직방향으 로 상, 하 이동함으로써, 제 1 베이스부재(10) 및 제 2 베이스부재(20)의 상, 하 이동을 수직 방향으로 안내한다.

한편, 상기 펀칭 날 가이드부재(50)는 제 1 베이스부재(10)의 하부에 이격되게 배치되는데, 상기 제 2 승하강 가이드부재(60)로 상기 제 1 베이스부재(10)에 상, 하 이동 가능하게 연결된다.

상기 제 2 승하강 가이드부재(60)는 상기 펀칭 날 가이드부재(50)의 상부면과, 제 1 베이스부재(10)의 하부면 중 어느 한 면에 돌설되는 제 2 이동 돌기부(61)와;

상기 펀칭 날 가이드부재(50)의 상부면과, 제 1 베이스부재(10)의 하부면 중 다른 한면에 돌설되며 내부에 상기 제 2 이동 돌기부(61)가 이동 가능하게 결합하는 이동로가 형성된 제 2 가이드부(62)를 포함한 것을 일 예로 하며 이 외에도 도시하지는 않았지만 상기 펀칭 가이드 날부재의 상, 하 이동을 수직으로 안내하도록 다양하게 변형하여 실시할 수 있음을 밝혀둔다.

그리고 상기 제 2 이동 돌기부(61)는 외주면이 상기 제 2 가이드부(62) 내의 이동로 내주면에 접촉되게 결합한다.

즉, 상기 제 2 이동 돌기부(61)는 제 2 가이드부(62)의 이동로 내로 이동 가능하게 결합하며, 외주면이 이동로의 내주면과 접촉하여 이동로 내에서 수직으로 상, 하 이동함으로써, 펀칭 날 가이드부재(50)의 상, 하 이동을 수직 방향으로 안내한다.

한편, 본 발명은 상기 제 1 베이스부재(10)와 제 2 베이스부재(20)의 사이에 개재되어 제 1 베이스부재(10)와 제 2 베이스부재(20) 사이를 탄성적으로 지지하는 제 1 스프링부재(70)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은 상기 제 1 베이스부재(10)와 펀칭 날 가이드부재(50)의 사이에 개재되어 펀칭 날 가이드부재(50)를 탄성적으로 지지하는 제 2 스프링부재(80)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제 1 스프링부재(70)는 제 1 베이스부재(10) 및 제 2 베이스부재(20)의 상, 하 이동 시 발생하는 충격을 흡수하고, 제 1 베이스부재(10) 및 제 2 베이스부재(20) 중 어느 하나가 가압력에 의해 상, 하 이동된 후 가압력이 해제되면 이동된 어느 하나를 원위치로 복귀시키는 역할을 하는 것이다.

또한 제 2 스프링부재(80)는 펀칭 날 가이드부재(50)의 상, 하 이동 시 발생하는 충격을 흡수하고, 펀칭 날 가이드부재(50)를 이동시키는 가압력이 해제되면 이동된 펀칭날 가이드부재를 원위치로 원활히 복귀시키는 역할을 하는 것이다.

상기 제 1 스프링부재(70)는 내부에 상기 제 1 승하강 가이드부재(40)가 배치되고, 상단부가 제 2 베이스부재(20)의 하부면을 지지하고, 하단부가 상기 제 1 베이스부재(10)의 상부면을 지지하는 코일 스프링을 사용하는 것을 일 예로 한다.

또 상기 제 2 스프링은 내부에 상기 제 2 승하강 가이드부재(60)가 배치되고, 상단부가 상기 제 1 베이스부재(10)의 하부면을 지지하고, 하단부가 상기 펀칭 날 가이드부재(50)의 하부면을 지지하는 코일 스프링을 사용하는 것을 일 예로 한다.

한편, 상기 제 2 베이스부재(20)의 하부면에 돌설되는 펀칭 날부재(30)는 원 형 기둥 형상의 몸체를 가져 원 형상의 구멍을 뚫는 것을 일 예로 하며, 이외에도 뚫는 구멍의 형상에 따라 형상을 다양하게 변형하여 실시할 수 있음을 밝혀둔다.

상기 펀칭 날부재(30)는 도 2에서 도시한 와 같이 하단부에 소재(1)의 표면과 접촉하는 원추부(30a)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 원추부(30a)는 단부가 뾰족하게 형성되며 원추 각(α)이 120°~ 150°로 설정되는 것이 바람직하다.

상기 펀칭 날부재(30)는 하강 이동하여 소재(1)의 표면을 가압하여 날의 전단력으로 구멍을 뚫게 되는데, 단부에 구비된 원추부(30a)의 뾰족한 단부부터 소재(1)의 표면에 닿게 되어 가압력을 한 점에 집중되며 점차적으로 하중이 분산되면서 구멍을 뚫게 되는 것이다.

따라서, 펀칭 날부재(30)가 소재(1)의 불규칙한 표면에 접촉되면서 중심 축이 틀어져 파손되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

또한, 상기 펀칭 날부재(30)는 상기 제 2 베이스부재(20)의 하부로 돌출된 날 몸체부(31)와, 상기 날 몸체부(31)의 하단부에 분리 가능하게 결합하며 소재(1)에 구멍을 뚫는 펀칭 날부(32)를 포함하는 것이 바람직하다.

또 상기 펀칭 날부(32)의 하단부에는 원추부(30a)가 돌설되며, 상기 원추부(30a)는 상기에서 설명한 바 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.

상기 펀칭 날부(32)는 상단에 상기 날 몸체부(31)에 체결되는 볼트부가 돌출되어 볼트 체결로 날 몸체부(31)에 분리 가능하게 결합하는 것을 일 예로 하며, 분리 가능한 다른 결합 구조로 다양하게 변형 실시할 수 있다.

상기 펀칭 날부재(30)는 소재(1)에 구멍을 뚫는 펀칭 날부(32)만 교체하여 정비할 수 있으므로, 반복된 펀칭 작업으로 인한 날의 손상 및 원추부(30a)의 마모 시 펀칭 날부(32)만 교체하여 재사용할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명은 도 3 내지 도 5에서 도시한 바와 같이 피스톤 로드(91)가 세워지게 장착되며, 피스톤 로드(91)의 상부에 상기 제 1 베이스부재(10)가 안착되는 하부 받침부(92)가 구비된 유압 실린더(90)와;

상기 하부 받침부(92)의 상부에 이격되게 배치되어 고정 설치되는 상부 받침부재(100)를 더 포함한다.

상기 상부 받침부재(100)는 상부면에 상기 유압 실린더(90)가 장착되는 작업대(110)의 상부로 세워져 설치되는 지지대(120)에 설치되어 고정되는 것이다.

그리고 본 발명을 사용하여 소재(1) 즉, 자동차용 강판의 시편에 구멍을 뚫는 펀칭 작업을 실시하는 과정을 설명하면 하기와 같다.

일단, 상기 하부 받침부(92)에 제 1 베이스부재(10)를 안착시켜 상부 받침부재(100)와 하부 받침부(92) 사이에 제 1 베이스부재(10) 및 제 2 베이스부재(20)를 위치시킨다.

그 다음 유압 실린더(90)를 작동시켜 피스톤 로드(91)를 승강시키는데, 피스톤 로드(91)의 승강 작동으로 상기 제 2 베이스부재(20)의 상부면이 상부 받침부재(100)의 하부면에 밀착되면서 상기 제 2 베이스부재(20)가 승강하게 되는 것이다.

그리고 도 3에서 도시한 바와 같이 펀칭 날 가이드부재(50)의 하부면이 소재(1)의 표면에 밀착되어 소재(1)를 클램핑하게 되고, 펀칭 날 가이드부재(50)가 소재(1)를 가압하여 클램핑 한 상태에서 제 2 베이스부재(20)가 계속 승강하면서 도 4에서 도시한 바와 같이 펀칭 날부재(30)가 펀칭 날 가이드부재(50)의 가이드 구멍(51)을 관통하여 수직으로 하강하게 되는 것이다.

수직으로 하강되는 펀칭 날부재(30)는 소재(1)의 표면과 원추부(30a)로 최초 접촉한 후 점차적으로 하강하여 소재(1) 즉, 자동차용 강판의 시편에 구멍을 뚫게 되는 것이다

상기한 바와 같이 소재(1)에 구멍을 뚫은 후 유압 실린더(90)의 피스톤 로드(91)를 하강시키면 도 5에서 도시한 바와 같이 구멍을 뚫는 펀칭 작업 시 제 1 베이스부재(10)와 제 2 베이스부재(20) 사이에서 압축된 제 1 스프링부재(70) 및 제 1 베이스부재(10)와 펀칭 날 가이드부재(50) 사이에서 압축된 제 2 스프링부재(80)의 복원력으로 제 1 베이스부재(10)와 제 2 베이스부재(20) 사이 간격 및 제 1 베이스부재(10)와 펀칭 날 가이드부재(50)의 사이 간격이 벌어지면서 원위치로 복귀되는 것이다.

상기한 과정을 반복하여 소재(1)에 구멍을 뚫는 펀칭 작업을 반복 수행하게 되는 것이다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

도 1은 본 발명을 도시한 정면도

도 2는 본 발명의 요부 확대 단면도

도 3 내지 도 5는 본 발명의 사용 상태도

*도면 중 주요 부호에 대한 설명*

10 : 제 1 베이스부재 11 : 소재 안착부

20 : 제 2 베이스부재 30 : 펀칭 날부재

40 : 제 1 승하강 가이드부재 50 : 펀칭 날 가이드부재

51 : 가이드 구멍 60 :제 2 승하강 가이드부재

70 : 제 1 스프링부재 80 : 제 2 스프링부재

Claims (7)

1. 상부에 펀칭되는 소재가 안착되는 소재 안착부가 구비된 제 1 베이스부재와;

   상기 제 1 베이스부재의 상부에 이격되게 배치되는 상기 제 2 베이스부재와;

   상기 제 2 베이스부재의 하부면에 돌출되게 장착되며, 상기 제 1 베이스부재의 소재 안착부에 안착된 소재에 구멍을 뚫는 펀칭 날부재와;

   상기 제 1 베이스부재와 제 2 베이스부재를 상, 하 이동 가능하게 연결하는 제 1 승하강 가이드부재와;

   상기 제 2 베이스부재의 하부에 이격되게 배치되며, 상기 펀칭 날부재가 관통되는 가이드 구멍이 뚫려진 펀칭 날 가이드부재와;

   상기 펀칭 날 가이드부재를 상, 하 이동을 안내하게 제 2 베이스부재에 연결하는 제 2 승하강 가이드부재를 포함한 것을 특징으로 하는 펀칭 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 소재 안착부의 상부면과, 상기 펀칭 날 가이드부재의 하부면 중 어느 하나에는 돌기가 형성되고, 다른 하나에는 상기 돌기가 삽입되는 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 펀칭 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 1 베이스부재와 제 2 베이스부재의 사이에 개재되어 제 1 베이스부 재와 제 2 베이스부재 사이를 탄성적으로 지지하는 제 1 스프링부재를 더 포함한 것을 특징으로 하는 펀칭 장치.
4. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,

   상기 제 1 베이스부재와 상기 펀칭 날 가이드부재의 사이에 개재되어 펀칭 날 가이드부재를 탄성적으로 지지하는 제 2 스프링부재를 더 포함한 것을 특징으로 하는 펀칭 장치.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 펀칭 날부재는 상기 제 2 베이스부재의 하부로 돌출된 날 몸체부와;

   상기 날 몸체부의 하단부에 분리 가능하게 결합하며 소재에 구멍을 뚫는 펀칭 날부를 포함한 것을 특징으로 하는 펀칭 장치.
6. 청구항 1 또는 청구항 5에 있어서,

   상기 펀칭 날부재는 하단부에 소재의 표면과 접촉하는 원추부가 구비된 것을 특징으로 하는 펀칭 장치.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 원추부는 단부가 뾰족하게 형성되며 원추 각이 120°~ 150°인 것을 특징으로 하는 펀칭 장치.

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