KR20120111443A

KR20120111443A - 피어싱 금형장치

Info

Publication number: KR20120111443A
Application number: KR1020110029903A
Authority: KR
Inventors: 박성철; 김영진; 김석진; 김선웅; 최문석; 배충수; 황현태
Original assignee: 주식회사일신테크; 주식회사 엠에스 오토텍
Priority date: 2011-03-31
Filing date: 2011-03-31
Publication date: 2012-10-10
Also published as: KR101255158B1

Abstract

본 발명은 피어싱 금형장치가 개시된다. 본 발명은 제품패널의 소정의 위치에 소정의 형상을 형성하는 피어싱 금형장치에 있어서, 소정의 형상으로 지면에 고정되고 상기 피어싱 금형장치를 수용하는 하우징의 베이스면에 고정되는 지지프레임; 상기 지지프레임의 상부에 설치되어 상기 피어싱 금형장치를 구동하는 구동수단; 상기 구동수단이 소정의 위치에 형성된 관통홀을 관통하여 결합되는 제1상부다이; 상기 제1상부다이의 하부에 하나 이상 장착되는 피어싱펀치; 상기 피어싱펀치가 관통되고 상기 제1상부다이의 하부에 구비되는 하나 이상의 연결로드에 일단이 결합되는 제2상부다이; 상기 제2상부다이를 관통하는 상기 피어싱펀치에 대응되도록 피어싱홀이 형성되어 상기 지지프레임의 하부에 설치되는 하부다이; 및 상기 지지프레임의 측면에 장착되어 상기 제품패널을 고정시키는 고정수단을 포함하되, 상기 제1상부다이와 상기 제2상부다이의 사이에는 상기 연결로드가 관통되도록 탄성력을 갖는 탄성부재가 장착되고, 상기 하부다이는 상기 제품패널을 가열하는 가열수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 피어싱 금형장치를 제공한다.

Description

피어싱 금형장치{PIERCING MOLD EQUIPMENT}

본 발명은 피어싱 금형장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 제품패널의 소정의 위치에 피어싱을 하는 경우에 상기 제품패널의 하부가 밀착되는 하부다이의 소정의 위치에 가열수단을 설치하여 피어싱펀치로 피어싱 작업을 행하는 경우에 상기 제품패널의 파손이나 균열을 방지할 수 있는 피어싱 금형장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에 소요되는 부품은 상온에서 프레스 성형하여 사용하게 된다. 이때, 자동차의 무게를 줄여 경량화를 위하여 냉연 소재를 900도 이상으로 가열하여 프레스 금형에서 열간 성형을 한 후 급속 냉각을 통하여 고강도의 부품을 생산한다.

상술한 열간 프레스 성형 공정은 프레스 경화를 목적으로 입수된 강판을 연속 작업을 위한 기능을 가진 소정의 가열로의 내부에 인입하고, 콘트롤러를 조정하여 원하는 온도로 강판을 가열한 후 인출시킨다. 그 후, 상기 인출된 강판은 프레스를 이용하여 열간 상태에서 프레스를 하고 냉각을 함으로써 경도가 높은 제품을 얻는 수 있다.

이때, 상기 열간 프레스 제품은 소정의 위치에 제품 간의 결합 또는 취부 등을 위하여 다수의 구멍 등이 형성될 수 있다. 이때, 상기 제품은 열간 프레스 공정을 거친 후 재차 치공구를 이용하여 피어싱하는 작업이 이루지게 된다.

그러나, 상술한 바와 같이 열간 프레스 성형 후 냉각을 한 다음 피어싱하는 별도의 공정이 추가로 들어가야 하기 때문에 가공 경화를 일으키는 제품에 대한 피어싱 작업으로 인하여 금형이 손상되거나 피어싱 작업중 제품에 균열이 발생하여 피어싱 작업이 원활히 수행되지 못하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 가공 경화를 일으키는 제품에 대한 피어싱 작업으로 인하여 금형이 손상되거나 피어싱 작업중 제품에 균열이 발생하는 것을 방지하여 원활히 피어싱작업을 수행할 수 있는 피어싱 금형장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 및 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제품패널의 소정의 위치에 소정의 형상을 형성하는 피어싱 금형장치에 있어서, 소정의 형상으로 지면에 고정되고 상기 피어싱 금형장치를 수용하는 하우징의 베이스면에 고정되는 지지프레임; 상기 지지프레임의 상부에 설치되어 상기 피어싱 금형장치를 구동하는 구동수단; 상기 구동수단이 소정의 위치에 형성된 관통홀을 관통하여 결합되는 제1상부다이; 상기 제1상부다이의 하부에 하나 이상 장착되는 피어싱펀치; 상기 피어싱펀치가 관통되고 상기 제1상부다이의 하부에 구비되는 하나 이상의 연결로드에 일단이 결합되는 제2상부다이; 상기 제2상부다이를 관통하는 상기 피어싱펀치에 대응되도록 피어싱홀이 형성되어 상기 지지프레임의 하부에 설치되는 하부다이; 및 상기 지지프레임의 측면에 장착되어 상기 제품패널을 고정시키는 고정수단을 포함하되, 상기 제1상부다이와 상기 제2상부다이의 사이에는 상기 연결로드가 관통되도록 탄성력을 갖는 탄성부재가 장착되고, 상기 하부다이는 상기 제품패널을 가열하는 가열수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 피어싱 금형장치를 제공한다.

또한, 상기 구동수단은 상기 지지프레임의 상부면에 일단이 결합 되는 내부가 비어있는 실린더와, 상기 실린더의 내부에서 상하운동을 하며 상기 제1상부다이의 상부면에 일단이 결합 되는 피스톤로드와, 상기 실린더의 양측면에 설치되어 상기 제1상부다이의 상부면에 일단이 결합 되어 상기 제1상부다이와 상기 제2상부다이를 승하강시키는 가이드로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 피어싱 금형장치를 제공한다.

또한, 상기 가열수단은 전원을 공급하는 전극과 상기 전극에 하부 일단이 연결되는 절연부시와 상기 절연부시의 상부에 하부일면이 결합되어 열을 발생하는 절연 플레이트가 설치되는 가열부와, 상기 가열부의 외곽을 둘러싸며 소정의 간격으로 설치되는 램프핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 피어싱 금형장치를 제공한다.

또한, 상기 고정수단은 베이스면에 고정되어 상기 고정수단을 지지하는 앵글브라켓과, 상기 앵글브라켓의 측면에 결합되어 상기 고정수단을 지지하는 소정의 형상을 갖는 위치고정대와, 상기 위치고정대의 상부에 형성된 소정의 형상과 대칭되는 형상을 가지는 클램프와, 상기 클램프의 일단에 소정의 각도로 회전가능하도록 힌지결합되는 클램프실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 피어싱 금형장치를 제공한다.

또한, 상기 탄성부재는 상기 제1상부다이와 상기 제2상부다이를 결합하는 상기 연결로드가 삽입결합되고, 피어싱 작업을 하는 경우에 상기 제1상부다이와 상기 제2상부다이가 접촉되는 것을 방지하여 완충작용을 하는 것을 특징으로 하는 피어싱 금형장치를 제공한다.

전술한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 가공 경화를 일으키는 제품에 대한 피어싱 작업을 하는 경우에 하부금형의 소정의 위치에 설치된 가열수단을 이용하여 제품패널을 가열한 후에 피어싱작업을 행함으로써 피어싱 작업에 의해 금형이 손상되거나 피어싱 작업중 제품에 균열이 발생하는 것을 방지하여 원활히 피어싱작업을 수행할 수 있는 피어싱 금형장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 피어싱 금형장치의 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 피어싱 금형장치의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 피어싱 금형장치의 가열수단의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 피어싱 금형장치의 고정수단의 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 피어싱 금형장치의 작동상태도.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 피어싱 금형장치를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 피어싱 금형장치의 사시도이며, 도 2는 본 발명에 따른 피어싱 금형장치의 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 피어싱 금형장치의 가열수단의 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 피어싱 금형장치의 고정수단의 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 피어싱 금형장치의 작동상태도이다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 제품패널(40)의 소정의 위치에 소정의 형상을 형성하는 피어싱 금형장치(10)에 있어서, 소정의 형상으로 지면에 고정되고 상기 피어싱 금형장치(10)를 수용하는 하우징(20)의 베이스면(30)에 고정되는 지지프레임(100); 상기 지지프레임(100)의 상부에 설치되어 상기 피어싱 금형장치(10)를 구동하는 구동수단(200); 상기 구동수단(200)이 소정의 위치에 형성된 관통홀을 관통하여 결합되는 제1상부다이(300); 상기 제1상부다이(300)의 하부에 하나 이상 장착되는 피어싱펀치(320); 상기 피어싱펀치(320)가 관통되고 상기 제1상부다이(300)의 하부에 구비되는 하나 이상의 연결로드(340)에 일단이 결합되는 제2상부다이(400); 상기 제2상부다이(400)를 관통하는 상기 피어싱펀치(320)에 대응되도록 피어싱홀(520)이 형성되어 상기 지지프레임(100)의 하부에 설치되는 하부다이(500); 및 상기 지지프레임(100)의 측면에 장착되어 상기 제품패널(40)을 고정시키는 고정수단(600)을 포함하되, 상기 제1상부다이(300)와 상기 제2상부다이(400)의 사이에는 상기 연결로드(340)가 관통되도록 탄성력을 갖는 탄성부재(360)가 장착되고, 상기 하부다이(500)는 상기 제품패널(40)을 가열하는 가열수단(540)을 구비하는 것을 특징으로 하는 피어싱 금형장치(10)를 제공한다.

상기 지지프레임(100)은 베이스면(30)에 볼트로 고정되고 상하부와 일측면이 밀폐된 "ㄷ"형상을 가진다. 또한, 상기 지지프레임(100)은 상부의 소정의 관통홀에 볼부시(120)가 장착되고, 상기 볼부시(120)와 실린더(220)의 하부가 결합된다.

상기 구동수단(200)은 상기 지지프레임(100)의 상부면에 일단이 결합 되는 내부가 비어있는 실린더(220)와, 상기 실린더(220)의 내부에서 상하운동을 하며 상기 제1상부다이(300)의 상부면에 일단이 결합 되는 피스톤로드(240)와, 상기 실린더(220)의 양측면에 설치되어 상기 제1상부다이(300)의 상부면에 일단이 결합 되어 상기 제1상부다이(300)와 상기 제2상부다이(400)를 승하강시키는 가이드로드(260)를 포함하는 것을 특징으로 하는 피어싱 금형장치(10)를 제공한다.

상기 실린더(220)는 상부의 일단이 전원을 공급하는 전선과 연결되고 하부의 일단이 볼부시(120)와 결합 된다.

상기 피스톤로드(240)는 상기 실린더(220)의 내부에서 상하운동을 하며 제1상부다이(300)의 상면에 일단이 결합 된다.

상기 가이드로드(260)는 상기 실린더(220)의 양측면에 설치되어 상기 제1상부다이(300)의 상부면에 일단이 결합 되며, 상기 제1상부다이(300)와 상기 제2상부다이(400)를 상기 피스톤로드(240)와 함께 일정한 위치에 승하강운동을 할 수 있도록 안내한다.

상기 제1상부다이(300)는 상기 구동수단(200)이 소정의 위치에 형성된 관통홀을 관통하여 결합 되고, 평면이 사각형의 형상을 가진다. 또한, 상기 제1상부다이(300)는 하부에 하나 이상의 연결로드(340)가 장착되고 상기 구동수단(200)인 상기 피스톤로드(240)와 상기 가이드로드(260)에 의해 상하로 승하강한다.

상기 피어싱펀치(320)는 상기 제1상부다이(300)의 하부에 상기 연결로드(340)와 소정의 간격을 두고 하나 이상 장착된다. 한편, 상기 피어싱펀치(320)는 하부다이(500)의 소정의 위치에 형성된 피어싱홀(520)에 대응되는 위치에 장착되는 것이 바람직하다.

상기 제2상부다이(400)는 상기 제1상부다이(300)와 대응되는 형상을 갖고, 상기 제1상부다이(300)에 장착된 연결로드(340)의 일단에 승하강할 수 있는 구조로 결합된다.

또한, 상기 제2상부다이(400)는 상기 제1상부다이(300)의 하부에 장착된 피어싱펀치(320)가 관통되어 승하강할 수 있는 구조를 갖는다.

한편, 상기 연결로드(340)는 상기 제1상부다이(300)와 상기 제2상부다이(400)를 결합하며, 상하로 승하강운동할 수 있는 구조를 갖는다. 또한, 상기 연결로드(340)는 하나 이상으로 구성되며, 상기 제1상부다이(300)의 하부에 설치되고, 상기 연결로드(340)는 피어싱 작업을 하는 경우에 상기 제1상부다이(300)와 상기 제2상부다이(400)가 부딪히는 것을 방지하는 탄성부재(360)가 장착되는 것이 바람직하다.

상기 하부다이(500)는 상기 지지프레임(100)의 하부에 고정되고, 상기 하부다이(500)의 상부 소정의 위치에 상기 제2상부다이(400)를 관통하는 상기 피어싱펀치(320)에 대응되도록 피어싱홀(520)이 형성되어 있다.

또한, 상기 하부다이(500)는 상기 제품패널(40)을 가열하는 가열수단(540)을 상기 피어싱홀(520)로부터 소정의 간격을 두고 구비한다.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 가열수단(540)은 전원을 공급하는 전극(542)과, 상기 전극(542)에 하부 일단이 연결되는 절연부시(544)와, 상기 절연부시(544)의 상부에 하부일면이 결합 되어 열을 발생하는 절연 플레이트가 설치되는 가열부(546)와, 상기 가열부(546)의 외곽을 둘러싸며 소정의 간격으로 설치되는 램프핀(548)을 포함한다.

상기 전극(542)은 하나 상기 하부다이(500)의 내부에 장착되어 상기 가열수단(540)에 전원을 공급한다.

상기 가열부(546)는 상기 전극(542)에 일단이 연결되어 열을 발생하는 절연부시(544)와, 상기 절연부시(544)에서 발생하는 열을 외부의 제품패널(40)에 전달하여 상기 제품패널(40)을 가열하는 절연플레이트가 설치된다.

상기 램프핀(548)은 상기 가열부(546)와 소정의 간격을 두고 상기 가열부(546)의 외부를 둘러싸는 구조로 장착된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 고정수단(600)은 베이스면(30)에 고정되어 상기 고정수단(600)을 지지하는 앵글브라켓(620)과, 상기 앵글브라켓(620)의 측면에 결합 되어 상기 고정수단(600)을 지지하는 소정의 형상을 갖는 위치고정대(640)와, 상기 위치고정대(640)의 상부에 형성된 소정의 형상과 대칭되는 형상을 가지는 클램프(660)와, 상기 클램프(660)의 일단에 소정의 각도로 회전가능하도록 힌지 결합 되는 클램프실린더(680)를 포함한다.

상기 앵글브라켓(620)은 베이스면(30)에 볼트로 고정되고, 상기 앵글브라켓(620)의 측면에 위치하며, 상부에 재품패널(40)을 압착하여 고정시킬 수 있는 소정의 형상을 갖는 위치고정대(640)와 일체로 상기 고정수단(600)을 지지한다.

상기 클램프(660)는 일단이 상기 위치고정대(640)의 상부에 형성된 소정의 형상과 대칭되는 형상을 가지며, 상기 클램프(660)의 타단은 소정의 각도로 회전하며 제품패널(40)을 압착 또는 해체할 수 있도록 힌지구조를 갖는다.

상기 클램프실린더(680)는 상부 일단이 상기 클램프(660)의 타단과 힌지결합되고, 상기 클램프실린더(680)의 상하 승하강 운동에 따라 상기 클램프(660)가 회동되어 상기 클램프(660)가 제품패널(40)을 압착 또는 해체할 수 있는 구조를 갖는다.

한편, 상기 고정수단(600)은 상부 일측에 장착된 센서에 의해 제품패널(40)의 투입 여부를 인식하게 되고, 상기 제품패널(40)이 투입되는 경우에 상기 클램프(660)를 회동하게 된다.

도 5를 참조하여 본 발명에 따른 피어싱 금형장치(10)의 작동상태에 대해 자세히 살펴보기로 한다.

일반적으로, 길이가 긴 제품패널(40)에 하나 이상의 피어싱 작업을 하는 경우에 하나 이상의 피어싱펀치(320)를 장착한 여러 대의 피어싱 금형장치(10)를 필요로 한다.

상기 제품패널(40)의 피어싱 하려는 위치에 피어싱펀치(320)가 위치하도록 상기 제품패널(40)을 투입하면, 고정수단(600)의 클램프실린더(680)가 센서에 의해 작동하게 되고, 클램프(660)가 회동하여 상기 제품패널(40)을 고정하게 된다. 상기 제품패널(40)이 고정된 후 피어싱 금형장치(10)를 작동시키면, 하부다이(500)의 가열수단(540)에 의해 상기 제품패널(40)이 가열되며, 상부의 실린더(220) 내부의 피스톤로드(240)와 상기 실린더(220) 양측면에 장착된 가이드로드(260)가 아래로 하강하게 되고, 상기 피스톤로드(240)와 상기 가이드로드(260)가 하강하게 됨에 따라 제1상부다이(300)와 제2상부다이(400)가 일체로 하강하게 되어 하부다이(500)의 상부면에 투입된 상기 제품패널(40)을 압착하여 피어싱하게 된다.

한편, 상기 제1상부다이(300)와 상기 제2상부다이(400)가 압착되는 순간 상기 제2상부다이(400)는 연결로드(340)가 하강하게 됨에 따라 상기 제1상부다이(300)와 가까와 진다. 하지만, 연결로드(340)에 장착된 탄성부재(360)에 의해 충격이 완화되어 상기 제1상부다이(300)와 상기 제2상부다이(400)가 부딪히는 것을 방지하게 된다.

또한, 제품패널(40)은 하부다이(500)의 소정의 위치에 설치된 가열부(546)에 의해 가열되고, 피어싱 작업이 이루어지는 경우에 상기 제품패널(40)에 균열이나 파손이 일어나는 것을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 피어싱 금형장치(10)를 사용함으로써 종래의 레이저커팅 공정에 의한 피어싱 작업에 비해 정밀한 피어싱이 가능하고 생산성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 즉, 그러한 변형 예 또는 수정 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

10:피어싱 금형장치 20:하우징
30:베이스면 40:제품패널
100:지지프레임 120:볼부시
200:구동수단 220:실린더
240:피스톤로드 260:가이드로드
300:제1상부다이 320:피어싱펀치
340:연결로드 360:탄성부재
400:제2상부다이 500:하부다이
520:피어싱홀 540:가열수단
542:전극 544:절연부시
546:가열부 548:램프핀
600:고정수단 620:앵글브라켓
640:위치고정대 660:클램프
680:클램프실린더

Claims

제품패널의 소정의 위치에 소정의 형상을 형성하는 피어싱 금형장치에 있어서,
소정의 형상으로 지면에 고정되고 상기 피어싱 금형장치를 수용하는 하우징의 베이스면에 고정되는 지지프레임;
상기 지지프레임의 상부에 설치되어 상기 피어싱 금형장치를 구동하는 구동수단;
상기 구동수단이 소정의 위치에 형성된 관통홀을 관통하여 결합되는 제1상부다이;
상기 제1상부다이의 하부에 하나 이상 장착되는 피어싱펀치;
상기 피어싱펀치가 관통되고 상기 제1상부다이의 하부에 구비되는 하나 이상의 연결로드에 일단이 결합되는 제2상부다이;
상기 제2상부다이를 관통하는 상기 피어싱펀치에 대응되도록 피어싱홀이 형성되어 상기 지지프레임의 하부에 설치되는 하부다이; 및
상기 지지프레임의 측면에 장착되어 상기 제품패널을 고정시키는 고정수단을 포함하되,
상기 제1상부다이와 상기 제2상부다이의 사이에는 상기 연결로드가 관통되도록 탄성력을 갖는 탄성부재가 장착되고, 상기 하부다이는 상기 제품패널을 가열하는 가열수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 피어싱 금형장치.
청구항 1에 있어서, 상기 구동수단은,
상기 지지프레임의 상부면에 일단이 결합 되는 내부가 비어있는 실린더와, 상기 실린더의 내부에서 상하운동을 하며 상기 제1상부다이의 상부면에 일단이 결합 되는 피스톤로드와, 상기 실린더의 양측면에 설치되어 상기 제1상부다이의 상부면에 일단이 결합 되어 상기 제1상부다이와 상기 제2상부다이를 승하강시키는 가이드로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 피어싱 금형장치.
청구항 1에 있어서, 상기 가열수단은,
전원을 공급하는 전극과 상기 전극에 하부 일단이 연결되는 절연부시와 상기 절연부시의 상부에 하부일면이 결합되어 열을 발생하는 절연 플레이트가 설치되는 가열부와, 상기 가열부의 외곽을 둘러싸며 소정의 간격으로 설치되는 램프핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 피어싱 금형장치.
청구항 1에 있어서, 상기 고정수단은,
베이스면에 고정되어 상기 고정수단을 지지하는 앵글브라켓과, 상기 앵글브라켓의 측면에 결합되어 상기 고정수단을 지지하는 소정의 형상을 갖는 위치고정대와, 상기 위치고정대의 상부에 형성된 소정의 형상과 대칭되는 형상을 가지는 클램프와, 상기 클램프의 일단에 소정의 각도로 회전가능하도록 힌지결합되는 클램프실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 피어싱 금형장치.
청구항 1에 있어서, 상기 탄성부재는,
상기 제1상부다이와 상기 제2상부다이를 결합하는 상기 연결로드가 삽입결합되고, 피어싱 작업을 하는 경우에 상기 제1상부다이와 상기 제2상부다이가 접촉되는 것을 방지하여 완충작용을 하는 것을 특징으로 하는 피어싱 금형장치.