KR20110130980A - 국부가열 금형 장치 - Google Patents

국부가열 금형 장치 Download PDF

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KR20110130980A
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Abstract

본 발명은 국부가열 금형 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 고장력강의 금속블랭크를 냉간 프레스 성형시, 금형 장치에서 금속블랭크가 성형 되는 부위가 파단 되는 것을 방지하기 위한 국부가열 금형 장치에 관한 것이다.
상기 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 살펴보면,
판 형태의 금속블랭크를 지지하는 금형지지대와, 상기 금형지지대 상부에 지지 된 상기 금속블랭크 상부에 형성되어 상기 금속블랭크가 고정되도록 하는 홀더와, 상기 금속블랭크를 가압하여 프레스성형 하는 펀치를 포함하고, 상기 금형지지대는, 상기 금속블랭크 하면을 가열하는 제1가열부를 포함하며, 상기 홀더는, 상기 금속블랭크 상면을 가열하는 제2가열부를 포함한다.

Description

국부가열 금형 장치{MOLDING APPARATUS FOR PARTIAL HEATING}
본 발명은 국부가열 금형 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 고장력강의 금속블랭크를 냉간 프레스 성형시, 금형 장치에서 금속블랭크가 성형 되는 부위가 파단 되는 것을 방지하기 위한 국부가열 금형 장치에 관한 것이다.
금속재료를 원하는 형태로 만드는 데에는 여러 가지 방법이 사용되고 있다. 그 중에서도 소성 가공법은 금속에 외력을 가하여 원하는 형태로 소성 변형 시키는 것을 말하며, 소성가공의 주목적은 금속의 기계적 성질을 향상 되도록 하는 것에 있다.
가공법의 예로서 압연, 압출, 인발, 단조, 전단, 굽힘 등으로 열거할 수 있으며, 가공시 제품의 형상에 따라 즉, 가공에 필요한 힘(토크, 에너지)에 의해 변형되는 것을 보고 재료의 변형특성을 알 수 있다.
한편, 고장력강(340MPa 이상)의 금속블랭크를 냉간 프레스 성형시, 금형 장치의 끝나는 지점, 즉, 금속블랭크의 성형이 시작되는 지점에서, 상기 금속블랭크의 드로잉(drawing)이 급속하게 이루어지면서, 상기 금속블랭크의 성형 모드가 변경되어 두께 감소가 일어날 수 있게 된다.
본 발명에 따른 국부가열 금형 장치은, 금속블랭크를 냉간 성형하면서 그 성형성을 향상시킬 수 있는 국부가열 금형 장치을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 국부가열 금형 장치은, 금속블랭크를 냉간 성형하면서도, 불량률을 최소화하고, 생산성을 향상시킬 수 있는 국부가열 금형 장치을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 국부가열 금형 장치은, 작업장에서의 금속블랭크의 냉간 성형시, 작업장의 기온 등의 주변 환경에 의해, 불량률 변수가 발생 되는 것을 최소화할 수 있는 국부가열 금형 장치을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성을 살펴보면,
판 형태의 금속블랭크를 지지하는 금형지지대와, 상기 금형지지대 상부에 지지 된 상기 금속블랭크 상부에 형성되어 상기 금속블랭크가 고정되도록 하는 홀더와, 상기 금속블랭크를 가압하여 프레스성형 하는 펀치를 포함하고, 상기 금형지지대는, 상기 금속블랭크 하면을 가열하는 제1가열부를 포함하며, 상기 홀더는, 상기 금속블랭크 상면을 가열하는 제2가열부를 포함한다.
이어서, 상기 제1가열부는, 상기 금속블랭크가 상기 펀치에 의해 성형 되는 부위에 열을 전달가능하도록 상기 금속블랭크 하면에 인접한 상기 금형지지대의 상부 모서리에 위치된다.
그리고, 상기 제1가열부는, 상기 금속블랭크에 열을 가하는 제1전열코일을 포함한다.
이어서, 상기 제1가열부는, 상기 금속블랭크에 열을 가하는 제1온열유체관을 포함한다.
또한, 상기 제2가열부는, 상기 금속블랭크가 상기 펀치에 의해 성형 되는 부위에 열을 전달가능하도록 상기 금속블랭크 상면에 인접한 상기 홀더의 하부 모서리에 위치된다.
이어서, 상기 제2가열부는, 상기 금속블랭크에 열을 가하는 제2전열코일을 포함한다.
더불어, 상기 제2가열부는, 상기 금속블랭크에 열을 가하는 제2온열유체관을 포함한다.
본 발명에 따른 국부가열 금형 장치은, 금속블랭크의 냉간 성형시 드로잉 발생으로 인한 성형 모드의 변경률을 최소화하여, 금속블랭크의 성형성을 향상시켜, 제품의 품질을 효과적으로 향상시킬 수 있는 그 사용상의 효과가 있다.
본 발명에 따른 국부가열 금형 장치은, 금속블랭크를 냉간 성형하면서도, 금속블랭크의 성형 모드 변경을 최소화하여, 불량률 감소에 따른 비용절감을 이룰 수 있는 경제적 효과가 있다.
본 발명에 따른 국부가열 금형 장치은, 작업장 기온 등의 주변환경에 의한 불량률을 최소화하여, 그에 따른 부가 설비비용을 절감할 수 있는 다른 경제적 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 국부가열 금형 장치을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 국부가열 금형 장치의 실시 예를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 국부가열 금형 장치의 다른 실시 예를 나타낸 단면도 이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
이하의 상세한 설명에서는, 일 예로 고장력강의 금속블랭크를 냉간 프레스 성형시, 상기 금속블랭크의 성형이 시작되는 부분에서 드로잉(drawing)으로 인한 금속블랭크의 성형모드 변경되는 부분을 최소화하기 위해, 금형 장치의 일부분에 설치되어 상기 금속블랭크에 부분적으로 열을 공급하는 기술분야 전반에 걸쳐 본 발명의 국부가열 금형 장치 [특히, 제1,2가열부(200, 300)]의 기술적 구성을 동일하게 적용할 수 있음은 물론이라 할 것이다.
후술 될 본 발명에 따른 국부가열 금형 장치은, 고장력강(340MPa 이상)의 금속블랭크(30)를 냉간 프레스 성형하는 기능을 수행하게 된다.
이러한 상기 금속블랭크(30)는, 금형지지대(110)에 의해 지지 된다.
이어서, 상기 금형지지대(110) 상부에 지지 된 상기 금속블랭크(30)가 유동 되지 않도록, 상기 금속블랭크(30) 상면에는 홀더(120)가 밀착된다.
또한, 상기 금속블랭크(30)의 일부는 상기 금형지지대(110)와 홀더(120)에 위치되고, 상기 금속블랭크(30)의 다른 일부는 펀치(130)에 의해 가압 되어 성형을 이루게 된다.
이때, 상기 금속블랭크(30)는 냉간 상태이기 때문에, 상기 펀치(130)에 의해 가압 되는, 즉, 금속블랭크(30)의 성형이 시작되는 부분이 두께감소 등으로 인해 파단될 수 있게 된다.
이러한, 상기 금속블랭크(30)의 파단을 방지하기 위하여, 상기 금형지지대(110)에는, 상기 금속블랭크(30) 하면에 열을 제공하는 제1가열부(200)가 형성된다.
그리고, 상기 홀더(200)에는, 상기 금속블랭크(30) 상면에 열을 제공하는 제2가열부(300)가 형성된다.
이러한 상기 제1,2가열부(200, 300)로 인해, 열을 제공받는 상기 금속블랭크(30)의 성형이 시작되는 부분은 성형 모드 변경 없이 원활하게 상기 펀치(130)에 의해 냉간 성형 가능하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 국부가열 금형 장치을 나타낸 단면도이다.
도 1을 살펴보면, 상기 금형지지대(110)에 형성된 상기 제1가열부(200)는, 상기 펀치(130)에 의해 성형 되는 부위에 열을 전달 가능하도록 상기 금속블랭크(30) 하면에 인접한 위치인, 상기 금형지지대(110)의 상부 모서리에 위치된다.
그렇기 때문에, 상기 금속블랭크(30) 하면에 열을 가해 줌으로써, 상기 금속블랭크(30)의 성형성을 향상시키게 되면서, 상기 금속블랭크(30)의 불량률이 감소하게 되는 것이다.
그리고, 상기 홀더(120)에 형성된 상기 제2가열부(200)는, 상기 펀치(130)에 의해 성형 되는 부위에 열을 전달 가능하도록 상기 금속블랭크(30) 상면에 인접한 위치인, 상기 홀더(120)의 하부 모서리에 위치된다.
이에 따라, 상기 금속블랭크(30) 상면에 열을 가해줌으로써, 상기 금속블랭크(30)의 성형성을 향상시키게 되면서, 상기 금속블랭크(30)의 불량률이 더욱 감소 되도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 국부가열 금형 장치의 실시 예를 나타낸 단면도이다.
도 2를 살펴보면, 상기 제1가열부(200)는, 상기 금속블랭크(30)에 열을 가하기 위해, 전원을 인가받아 열을 발생하는 제1전열코일(210)을 사용 가능하다.
또한, 상기 제1전열코일(210)은, 상기 금속블랭크(30)가 상기 펀치(130)에 의해 성형 되는 부위에 열을 전달 가능하도록 상기 금속블랭크(30) 하면에 인접한 상기 금형지지대(110)의 상부 모서리에 위치되는 것이 바람직하다.
이러한 상기 제1전열코일(210)은, 상기 금속블랭크(30)가 상기 금형지지대(110)에 거치 되게 되면, 전원을 온(on) 되도록 하여 상기 제1전열코일(210)에 전원이 공급되도록 함으로써, 상기 제1전열코일(210)은 열을 발생하게 된다.
이렇게 상기 제1전열코일(210)에서 발생 된 열은, 상기 금속블랭크(30)가 상기 펀치(130)에 의해 성형 되기 시작되는 부분에 공급되는 것이 바람직하다.
이를 위해, 상기 제1전열코일(210)은, 상기 금속블랭크(30)가 상기 펀치(130)에 의해 성형 되기 시작되는 부분에 수평방향으로 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 금형지지대(110) 상부에 감지센서(미도시)를 구비하여, 상기 금속블랭크(30)가 상기 금형지지대(110)의 상부를 덮게 되면, 상기 감지센서가 상기 금속블랭크(30)를 감지하여, 상기 제1전열코일(210)에 전원을 공급하도록 제어할 수 있도록 하게 된다.
한편, 상기 제2열가열부(300)는, 상기 금속블랭크(30)에 열을 가하기 위해, 전원을 인가받아 열을 발생하는 제2전열코일(310)을 사용 가능하다.
또한, 상기 제2전열코일(310)은 상기 금속블랭크(30)가 상기 펀치(130)에 의해 성형 되는 부위에 열을 전달 가능하도록 상기 금속블랭크(30) 상면에 인접한 상기 홀더(120)의 하부 모서리에 위치되는 것이 바람직하다.
마찬가지로, 상기 제2전열코일(310)은, 상기 홀더(120)가 상기 금속블랭크(30) 상부에 밀착되게 되면, 전원을 온(on) 되도록 하여 상기 제2전열코일(310)에 전원이 공급되도록 함으로써, 상기 제2전열코일(310)은 열을 발생하게 된다.
또한, 상기 제2전열코일(310)에서 발생 된 열은, 상기 금속블랭크(30)가 상기 펀치(130)에 의해 성형 되기 시작되는 부분에 공급되는 것이 바람직하다.
이를 위해, 상기 제2전열코일(310)은, 상기 금속블랭크(30)가 상기 펀치(130)에 의해 성형 되기 시작되는 부분에 수평방향으로 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 홀더(120) 하부에 감지센서(미도시)를 구비하여, 상기 홀더(120)가 상기 금속블랭크(30)에 밀착될 시, 상기 감지센서가 상기 금속블랭크(30)를 감지하여, 상기 제2전열코일(310)에 전원을 공급하도록 제어할 수 있도록 하게 된다.
이어서, 상기 제1,2전열코일(210, 310)은, 전열봉(미도시)에 코일을 감아 전원을 흐르게 함으로써, 열이 발생 되도록 하는 것은 공지의 기술이기 때문에, 여기에서는 상기 제1,2전열코일(210, 310)의 전열봉과 코일에 대한 설명은 생략하기로 한다.
여기서, 상기 제1,2가열부(200, 300)에서 상기 금속블랭크(30)에 제공되는 열의 온도는, 사용자의 용도에 따라 조절 가능하도록 별도의 온도제어장치(미도시)를 구비할 수 있는 것이 당연하다.
따라서, 상기 온도제어장치는 다양한 금속의 성형성을 고려하여, 금속에 따라 금속의 성형 되는 부분에 열을 가할 수 있게 되는 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 국부가열 금형 장치의 다른 실시 예를 나타낸 단면도 이다.
도 3을 살펴보면, 상기 제1가열부(200)는, 상기 금속블랭크(30)에 열을 가하기 위해, 액체 또는 기체에 열을 가해 원통 형태의 관에서, 가열된 물 또는 스팀이 순환됨으로 인해, 상기 금속블랭크(30)에 원활하게 열을 공급하는 제1온열유체관(220)을 사용가능하다.
이어서, 상기 제1온열유체관(220)은, 상기 금속블랭크(30)가 상기 펀치(130)에 의해 성형 되는 부위에 열을 전달 가능하도록 상기 금속블랭크(30) 하면에 인접한 상기 금형지지대(110)의 상부 모서리에 위치되는 것이 바람직하다.
이러한 상기 제1온열유체관(220)은, 외부에서 상기 제1온열유체관(220) 내부로 고온의 물이나 기체의 스팀이 유동 되도록, 물을 가열하여 순환되도록 하는 것이 바람직하다.
마찬가지로, 상기 제2가열부(300)는, 상기 금속블랭크(30)에 열을 가하기 위해, 액체 또는 기체에 열을 가해 원통 형태의 관에서, 가열된 물 또는 스팀이 순환됨으로 인해, 상기 금속블랭크(30)에 원활하게 열을 공급하는 제2온열유체관(320)을 사용가능하다.
그리고, 상기 제2온열유체관(320)은, 상기 금속블랭크(30)가 상기 펀치(130)에 의해 성형 되는 부위에 열을 전달 가능하도록 상기 금속블랭크(30) 상면에 인접한 상기 홀더(110)의 하부 모서리에 위치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제2온열유체관(320)은, 외부에서 상기 제2온열유체관(320) 내부로 고온의 물이나 기체의 스팀이 유동 되도록, 물을 가열하여 순환되도록 하는 것이 바람직하다.
결과적으로, 상기 제1,2온열유체관(220, 320)은, 상기 금속블랭크(30)의 국부에 고열을 원활하게 제공가능하게 하여, 상기 금속블랭크(30)의 성형성을 높이고, 제품의 불량률을 최소화하게 된다.
또한, 상기 제1,2온열유체관(220, 320)은, 외부에서 상기 제1,2온열유체관(220, 320)의 가열을 제어하여, 상기 금속블랭크(30)의 성형 준비시에만 상기 제1,2온열유체관(220, 320) 내의 물이나 기체가 가열되도록 하기 때문에, 에너지가 낭비되는 것을 방지하게 된다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시 예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가 적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
30 : 금속블랭크 110 : 금형지지대
120 : 홀더 130 : 펀치
200 : 제1가열부 210 : 제1전열코일
220 : 제1온열유체관
300 : 제2가열부 310 : 제2전열코일
320 : 제2온열유체관

Claims (7)

  1. 판 형태의 금속블랭크를 지지하는 금형지지대와;
    상기 금형지지대 상부에 지지 된 상기 금속블랭크 상부에 형성되어 상기 금속블랭크가 고정되도록 하는 홀더와;
    상기 금속블랭크를 가압하여 프레스성형 하는 펀치를 포함하고,
    상기 금형지지대는, 상기 금속블랭크 하면을 가열하는 제1가열부를 포함하며,
    상기 홀더는, 상기 금속블랭크 상면을 가열하는 제2가열부를 포함하는 국부가열 금형 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1가열부는,
    상기 금속블랭크가 상기 펀치에 의해 성형 되는 부위에 열을 전달가능하도록 상기 금속블랭크 하면에 인접한 상기 금형지지대의 상부 모서리에 위치되는 것을 특징으로 하는 국부가열 금형 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1가열부는,
    상기 금속블랭크에 열을 가하는 제1전열코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 국부가열 금형 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제1가열부는,
    상기 금속블랭크에 열을 가하는 제1온열유체관을 포함하는 것을 특징으로 하는 국부가열 금형 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제2가열부는,
    상기 금속블랭크가 상기 펀치에 의해 성형 되는 부위에 열을 전달가능하도록 상기 금속블랭크 상면에 인접한 상기 홀더의 하부 모서리에 위치되는 것을 특징으로 하는 국부가열 금형 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제2가열부는,
    상기 금속블랭크에 열을 가하는 제2전열코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 국부가열 금형 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제2가열부는,
    상기 금속블랭크에 열을 가하는 제2온열유체관을 포함하는 것을 특징으로 하는 국부가열 금형 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101482395B1 (ko) * 2013-04-19 2015-01-13 주식회사 포스코 도금 강재의 열간 프레스 성형 장치 및 이를 이용한 성형 방법

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KR101482395B1 (ko) * 2013-04-19 2015-01-13 주식회사 포스코 도금 강재의 열간 프레스 성형 장치 및 이를 이용한 성형 방법

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