KR20130015633A - Hot press forming die using local softening of press formed part method of for reducing shearing load - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열간프레스 금형에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열간프레스 성형품의 전단 가공시 전단하중의 저감 및 금형 수명의 향상을 위해 성형품의 전단부분을 국부적으로 연화할 수 있는 구조를 가지는 열간프레스 금형에 관한 것이다.The present invention relates to a hot press die, and more particularly, to a hot press die having a structure capable of locally softening the front end portion of a molded article in order to reduce shear load and improve mold life during shearing of a hot press molded article. It is about.
종래, 자동차용 부품이나 기계 부품을 얻기 위해 금속 판재를 냉간으로 프레스 성형하여 성형품을 제조하는 방법이 행해져 왔다. 그러나, 냉간 프레스 성형 방법에서 성형품은 그 고강도화에 수반하여 연성이 저하되는 특성을 가져 파단(소위, 깨짐)이 발생해 버리므로 복잡한 형상의 프레스 제품을 얻는 것이 곤란하다.Conventionally, the method of manufacturing a molded article by cold-pressing a metal plate material in order to obtain auto parts or mechanical parts has been performed. However, in the cold press molding method, the molded article has a characteristic of ductility deteriorating with its high strength, so that breakage (so-called cracking) occurs, which makes it difficult to obtain a press product having a complicated shape.
또한, 간이한 형상의 프레스 제품이라도, 성형 후의 잔류 응력의 해방에 의해 발생하는 탄성 회복(소위, 스프링 백)이 문제가 되어, 양호한 치수 정밀도를 얻을 수 없는 경우가 있다.In addition, even in a press product having a simple shape, elastic recovery (so-called spring back) caused by the release of residual stress after molding may be a problem, and good dimensional accuracy may not be obtained.
냉간 프레스 성형 방법을 대신하는 고강도인 성형품이나 성형 부품을 얻는 기술로서는, 가열된 금속 판재를 프레스 성형하는 열간프레스 성형 방법이 알려져 있다. 금속 판재는 가열됨으로써 연성이 향상되고 변형 저항이 내려가므로 열간프레스 성형에서는 파단이나 스프링 백의 문제를 경감시킬 수 있는 경우가 많다. As a technique of obtaining a high-strength molded article or molded part that replaces the cold press molding method, a hot press molding method of press molding a heated metal sheet is known. Since the metal sheet is heated, the ductility is improved and the deformation resistance is lowered. Thus, in hot press molding, it is often possible to alleviate the problem of fracture or spring back.
그러나 열간프레스 성형에서는 소정의 켄칭 경도를 확보하기 위해, 성형품(금속판)을 소정 시간 동안 하사점을 유지할 필요가 있으나, 이 유지에 의해 택트 타임이 길어져 생산성이 저하되어 버리는 등의 문제가 있다.In hot press molding, however, in order to secure a predetermined quenching hardness, it is necessary to maintain the bottom dead center of the molded article (metal plate) for a predetermined time, but there is a problem such that the tact time becomes longer and productivity is lowered by this holding.
그래서 가열된 금속판을 프레스 성형할 때, 또는 가열된 금속판을 프레스 성형한 후에 금형으로부터 성형품에 냉매를 접촉시켜 성형품을 냉각함으로써 켄칭을 행하고 있다. 이에 의해, 하사점 유지의 시간을 단축할 수 있어, 성형품의 생산성을 향상시킬 수 있다.Therefore, when press-molding a heated metal plate or press-molding a heated metal plate, a quenching is performed by making a molded article contact with a refrigerant | coolant from a metal mold, and cooling a molded article. Thereby, the time of bottom dead center holding | maintenance can be shortened and productivity of a molded article can be improved.
여기서, 성형품을 냉각하는 기구로서는, 성형품에 접촉하는 금형 내에 냉매를 통과시키는 원통 형상의 공급로(채널)를 형성하고, 이 공급로의 단부인 금형의 표면으로부터 성형품을 향해 냉매를 분출시킨다.
Here, as a mechanism for cooling a molded article, a cylindrical supply passage (channel) for allowing a refrigerant to pass through a mold in contact with the molded article is formed, and the refrigerant is blown toward the molded article from the surface of the die, which is an end of the supply passage.
도 1은 종래 열간프레스 금형의 구조를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional hot press die.
일반적으로 열간프레스 금형은 도시된 바와 같이 다이 홀더(1), 상부의 다이(2) 및 하부의 펀치(3), 그리고 다이(2)에 삽입되는 스프링(4)과 패드(5)로 구성된다. 또 상기 다이(2), 펀치(3), 패드(5)에는 복수개의 냉각채널(6)이 형성되어 있다.In general, a hot press die is composed of a
이러한 구조를 가지는 종래의 열간프레스 금형에서 성형된 성형품을 전단(펀칭, 트리밍, 피어싱, 블랭킹 등) 가공할 경우 성형품의 높은 강도(1500MPa 이상의 인장강도를 가짐)로 인해 전단 금형(펀치 및 다이의 날부)이 조기에 마모되거나 소성 변형 및 파손(치핑, 피로파괴)이 발생한다.Shear molds (punches and dies) due to the high strength (having tensile strength of 1500 MPa or more) when molding (molding, trimming, piercing, blanking, etc.) processing of molded articles molded in conventional hot press dies having such a structure. ) Premature wear or plastic deformation and breakage (chipping, fatigue failure) occurs.
즉, 종래 열간프레스 성형의 금형 구조는 제품의 절단부와 제품으로 이루어지는 부위가 전체적으로 금형에 접촉한 상태로 냉각이 되기 때문에 제품의 전체면이 임계냉각속도로 냉각이 된다. 따라서, 전체면이 1500MPa 이상의 마르텐사이트로 변태되며 후공정인 전단(외주 트리밍, 홀 펀칭, 블랭킹 등 포함) 공정에서 전단 금형의 수명을 크게 저하시킨다.That is, in the mold structure of the conventional hot press molding, the entire surface of the product is cooled at a critical cooling rate because the part of the product and the part made of the product are cooled in a state of being in contact with the mold as a whole. Therefore, the entire surface is transformed into martensite of 1500 MPa or more, and the life of the shear die is greatly reduced in the post process shear (including outer circumference trimming, hole punching, blanking, etc.) process.
따라서, 이러한 전단 금형의 손상 때문에 대량 생산이 불가능하며 부득이하게 시간과 비용이 많이 드는 레이저 절단방식을 택하고 있다. 레이저 절단은 제품의 외곽을 절단하는 트리밍과 내부 홀을 절단하는 피어싱(또는 펀칭)이 있다.Therefore, it is impossible to mass-produce and inevitably take time and costly laser cutting because of the damage of the shear mold. Laser cutting includes trimming to cut the outside of the product and piercing (or punching) to cut the inner holes.
한편, 이러한 문제를 해결하고자 열간 상태에서 전단하는 방법이 있는데, 이를 위해서는 전단부 주위에 별도의 열원을 부가하여(예를 들어, 고주파 유도가열) 소재를 가열한 상태에서 전단해야 하기 때문에 비용적인 측면 또는 환경적인 측면에서 문제가 있었다.On the other hand, in order to solve this problem, there is a method of shearing in a hot state, which requires a separate heat source (for example, high frequency induction heating) around the front end, so that the material must be sheared in a heated state in terms of cost Or there was a problem with the environment.
본 발명의 실시 예들은 성형품의 전단부가 금형과는 이격되지만 공기와 접촉되어 공랭될 수 있는 구조를 가지게 함으로써 성형품의 전단부가 국부적으로 연화되어 전단하중을 감소시킬 수 있는 열간프레스 금형구조를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention are to provide a hot press mold structure in which the front end portion of the molded article is spaced apart from the mold but has a structure that can be air cooled in contact with the air to reduce the shear load by locally softening the front end portion of the molded article. .
또한, 성형품의 전단부로 열전달을 차단하기 위해 절연 인서트를 삽입하여 성형품의 전단부가 국부적으로 연화되어 전단하중을 감소시킬 수 있는 열간프레스 금형구조를 제공하고자 한다.In addition, by inserting an insulating insert to block the heat transfer to the front end of the molded article to provide a hot press mold structure that can soften the front end of the molded part locally to reduce the shear load.
또 금형에 슬릿을 형성시켜 열전달을 차단하고 히터를 삽입하여 성형품의 전단부 냉각 온도를 적절하게 제어함으로써 성형품의 전단부가 국부적으로 연화되어 전단하중을 감소시킬 수 있는 열간프레스 금형구조를 제공하고자 한다.In addition, by forming a slit in the mold to block heat transfer and insert a heater to properly control the cooling temperature of the front end of the molded part to provide a hot press mold structure that can soften the front end of the molded part locally to reduce the shear load.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상부 다이와 하부 다이 및 상기 상부 다이와 하부 다이에 형성되는 냉각채널로 이루어진 열간프레스 금형에 있어서, 상기 상부 다이 및 하부 다이의 양측에는, 성형품의 후가공을 위한 전단부 표면과 이격되면서 외기와 접촉되어 공랭될 수 있도록 내측으로 파여 개방된 형상의 공랭부가 형성되어져, 외부에서 상기 공랭부의 온도를 제어함으로써 상기 전단부의 냉각 온도를 제어할 수 있는 전단하중 저감을 위해 열간프레스 성형품의 국부적 연화가 가능한 열간프레스 금형이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, in the hot press die consisting of a cooling channel formed in the upper die and the lower die and the upper die and the lower die, on both sides of the upper die and the lower die, the front end surface for the post-processing of the molded article and An air-cooled part is formed to be inwardly opened so as to be contacted with air to be spaced apart to be spaced apart, thereby controlling the cooling temperature of the front end part by controlling the temperature of the air cooled part from the outside. A hot press mold capable of local softening can be provided.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상부 다이와 하부 다이 및 상기 상부 다이와 하부 다이에 형성되는 냉각채널로 이루어진 열간프레스 금형에 있어서, 상기 상부 다이 또는 하부 다이의 양측에는, 성형품의 후가공을 위한 전단부 표면과 이격되면서 외기와 접촉되어 공랭될 수 있도록 내측으로 파여 개방된 형상의 공랭부가 형성되어져, 외부에서 상기 공랭부의 온도를 제어함으로써 상기 전단부의 냉각 온도를 제어할 수 있는 전단하중 저감을 위해 열간프레스 성형품의 국부적 연화가 가능한 열간프레스 금형이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, in the hot press mold consisting of the upper die and the lower die and the cooling channel formed in the upper die and the lower die, both sides of the upper die or the lower die, the front end surface for post-processing the molded article and An air-cooled part is formed to be inwardly opened so as to be contacted with air to be spaced apart to be spaced apart, thereby controlling the cooling temperature of the front end part by controlling the temperature of the air cooled part from the outside. A hot press mold capable of local softening can be provided.
이때, 상기 공랭부의 내측 단부는 상기 전단부로부터 일정 거리 이격되도록 곡면 형상의 옵셋부가 형성될 수 있다.In this case, the inner end of the air cooling portion may be formed in the curved offset portion so as to be spaced apart from the front end by a predetermined distance.
그리고 상기 공랭부의 일측에는 상기 전단부의 냉각 온도를 제어할 수 있는 쿨링제어수단이 더 구비될 수 있다.And one side of the air cooling unit may be further provided with a cooling control means for controlling the cooling temperature of the front end portion.
또 상기 공랭부에는 상기 전단부로의 열전달을 차단하는 절연 인서트가 삽입될 수 있으며, 상기 절연 인서트의 재질은 세라믹일 수 있다.In addition, the air-cooling portion may be inserted into an insulating insert to block heat transfer to the front end portion, the insulating insert may be made of a ceramic material.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 상부 다이와 하부 다이 및 상기 상부 다이와 하부 다이에 형성되는 냉각채널로 이루어진 열간프레스 금형에 있어서, 상기 상부 다이 및 하부 다이의 양측에는, 내부로 차단 슬릿이 대향 되게 형성되어 외측으로 열전달이 차단되고, 상기 차단 슬릿의 외측에는 히터가 삽입되어 성형품의 후가공을 위한 전단부의 냉각 온도를 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 전단하중 저감을 위해 열간프레스 성형품의 국부적 연화가 가능한 열간프레스 금형이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, in the hot press die consisting of a cooling channel formed in the upper die and the lower die and the upper die and the lower die, on both sides of the upper die and the lower die, the blocking slits are formed to face the inside Heat transfer to the outside, and the heater is inserted into the outer side of the blocking slit to control the cooling temperature of the front end portion for the post-processing of the molded product, it is possible to locally soften the hot press molded product for shear load reduction Press molds can be provided.
여기서, 상기 차단 슬릿의 입구는 일정한 곡률의 라운딩부가 형성될 수 있다.Here, the inlet of the blocking slit may be formed with a rounded portion of a constant curvature.
본 발명의 실시 예들은 성형품의 전단부가 금형과는 이격되어 열전달이 차단되는 동시에 공기와 접촉되어 공랭될 수 있는 구조를 가지게 함으로써 성형품의 전단부가 국부적으로 연화되어 전단하중을 감소시킬 수 있어서 전단 가공에 사용되는 공구나 금형의 수명을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 쿨링제어수단과 같이 외부로부터 성형품의 재질이나 두께와 같은 조건에 맞게 냉각온도를 적절하게 제어함으로써 최적의 전단하중을 결정할 수 있다.Embodiments of the present invention have a structure in which the front end portion of the molded part is spaced apart from the mold to block heat transfer and air cooled in contact with the air, thereby softening the front end portion of the molded part locally to reduce the shear load in the shear processing In addition to improving the life of the tool or the mold used, the optimum shear load can be determined by appropriately controlling the cooling temperature according to conditions such as the material and thickness of the molded product from the outside, such as cooling control means.
또한, 절연 인서트를 삽입하거나 금형에 슬릿을 형성시켜 열전달을 차단하고 히터를 삽입하여 성형품의 전단부 냉각 온도를 적절하게 제어함으로써 전단부가 국부적으로 연화되어 전단하중을 감소시켜 공구나 금형의 수명을 향상시킬 수 있는 장점이 크다.In addition, by inserting an insulation insert or forming a slit in the mold to block heat transfer and inserting a heater to properly control the cooling temperature of the front end of the molded part, the front end softens locally to reduce the shear load, thereby improving the life of the tool or the mold. There is a big advantage.
도 1은 종래 열간프레스 금형의 구조를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 전단하중 저감을 위해 열간프레스 성형품의 국부적 연화가 가능한 열간프레스 금형의 제 1 실시 예를 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 전단하중 저감을 위해 열간프레스 성형품의 국부적 연화가 가능한 열간프레스 금형의 제 2 실시 예를 나타내는 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 전단하중 저감을 위해 열간프레스 성형품의 국부적 연화가 가능한 열간프레스 금형의 제 3 실시 예를 나타내는 단면도.
도 5는 본 발명에 따른 전단하중 저감을 위해 열간프레스 성형품의 국부적 연화가 가능한 열간프레스 금형의 제 4 실시 예를 나타내는 단면도.
도 6은 종래 열간프레스 금형과 본 발명의 열간프레스 금형 간의 전단하중 비교 그래프.
도 7은 본 발명의 제 1 실시 예 및 제 2 실시 예의 경우 금형의 온도 분포도.
도 8은 본 발명의 제 3 실시 예의 경우 금형의 온도 분포도.
도 9는 본 발명의 제 4 실시 예의 경우 금형의 온도 분포도.1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional hot press die.
Figure 2 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the hot press die capable of local softening of the hot press molded article for reducing the shear load according to the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the hot press die capable of local softening of the hot press molded article for reducing the shear load according to the present invention.
Figure 4 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the hot press die capable of local softening of the hot press molded article for reducing the shear load according to the present invention.
Figure 5 is a cross-sectional view showing a fourth embodiment of the hot press die capable of local softening of the hot press molded article for reducing the shear load according to the present invention.
6 is a graph of shear load comparison between a conventional hot press die and the hot press die of the present invention.
7 is a temperature distribution diagram of a mold in the first and second embodiments of the present invention.
8 is a temperature distribution diagram of a mold in the third embodiment of the present invention.
9 is a temperature distribution diagram of a mold in the fourth embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세하게 설명하고자 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에 나타난 바는 본 발명의 전반적인 이해를 위해 제시된 것이므로 본 발명의 기술적 범위가 그것들에 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 구성 및 기능에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. The following description and the accompanying drawings are presented for the overall understanding of the present invention, and thus the technical scope of the present invention is not limited thereto. And a detailed description of known configurations and functions that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
본 발명은 열간프레스 금형의 구조에 관한 것으로서, 기본적으로 상부 다이(10)와 하부 다이(20)로 이루어지고, 상기 상부 다이(10)와 하부 다이(20)에는 다수개의 냉각채널(30)이 형성된 구조를 가진다. The present invention relates to a structure of a hot press die, which basically consists of an
그리고 상기 상부 다이(10)에 스프링(12)과 패드(14)가 더 구비된 구조를 가질 수도 있다.In addition, the
또 상기 상부 다이(10)와 하부 다이(20) 사이에는 금속판과 같은 성형품(P)이 열간프레스 가공되도록 설치되며, 성형품(P)의 양측 단부는 성형 가공이 끝난 후, 후가공 다시 말해, 전단(펀칭, 트리밍, 피어싱, 블랭킹 등)가공이 필요하다.In addition, between the
여기서, 성형품(P)의 양측 단부에서 전단가공이 수행되는 위치를 전단부(S)라고 하며, 본 발명은 상기 전단부(S)를 서냉시킴으로써 국부적으로 연화할 수 있는 열간프레스 금형의 구조에 기술적 특징이 있다.Here, the position where the shear processing is performed at both ends of the molded product (P) is called the shear portion (S), the present invention is described in the structure of the hot press mold that can be locally softened by slow cooling the shear portion (S) There is a characteristic.
이하에서 본 발명의 다양한 실시 예를 설명하기로 한다.
Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described.
<제 1 실시 예><First Embodiment>
도 2는 본 발명에 따른 전단하중 저감을 위해 열간프레스 성형품의 국부적 연화가 가능한 열간프레스 금형의 제 1 실시 예를 나타내는 단면도이다.2 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a hot press die capable of local softening of a hot press molded article for reducing shear load according to the present invention.
도시된 바를 참조하면, 본 발명의 상부 다이(10)와 하부 다이(20)의 양측에 공랭이 가능한 공랭부(40)가 형성된다.Referring to FIG. 5, an air cooled
상기 공랭부(40)는 상기 상부 다이(10)와 하부 다이가 서로 밀착되지 않고 이격되고 동시에 상기 상부 다이(10)와 하부 다이(20)의 표면이 성형품(P)과 접촉되지 않고 이격되도록 내측으로 파여진 형상을 가진다. The
즉, 외측으로 개방된 형상을 가져 성형품(P)의 양단이 드러날 수 있으므로 외기와 접촉함으로써 공랭될 수 있는 구조이다.That is, since both ends of the molded article P may be exposed by having an open shape to the outside, the structure may be air cooled by contacting the outside air.
이를 위해, 상기 상부 다이(10) 및 하부 다이(20)에 외측으로 개방되도록 파인 형상을 가지는 홈 가공을 하여 상하부 오픈형 공랭부(40a)일 수 있다.To this end, the
이러한 상기 공랭부(40)의 구조로 인해 성형품(P)의 전단부(S)는 상기 냉각채널(30)로부터 냉각열이 전달되지 않고 공기에 의해 서냉되기 때문에 국부적으로 연화될 수 있다. 따라서, 전단하중을 감소시킬 수 있게 된다.Due to the structure of the air-cooled
또한 이러한 구조는 상기 공랭부(40) 및 전단부(S)가 외부로 드러나므로 별도의 쿨랭제어수단()을 구비하여 강제로 공랭시킴으로써 성형품(P)의 재질이나 두께에 따라 냉각온도, 냉각속도 등을 제어할 수 있다. 이때, 상기 쿨링제어수단(80)은 열풍 혹은 냉풍을 불어줄 수 있는 송풍기이거나 분사장치일 수 있고, 상기 전단부(S)에 접촉시킬 수 있는 가열기일 수 있다.In addition, since the
그리고 바람직한 것은 상기 공랭부(40)의 내측 끝단은 도시된 바와 같이 상기 전단부(S)로부터 일정 거리 내측으로 이격되도록 위치하는 것이 좋을 것이다. 특히, 곡면 형상을 이루는 옵셋부(42)가 형성되게 하여 상기 냉각채널(30)로 인한 냉각열이 상기 전단부(S)에 바로 전달되지 않게 하는 것이 바람직하다.And it is preferable that the inner end of the air-cooled
상기 옵셋부(42)는 상기 전단부(S)로부터 적정 거리로 결정될 수 있는데, 이것은 성형품(P)의 재질이나 두께 등의 물성에 따라 선택할 수 있다.The offset
예를 들어, 상기 옵셋부(42)는 상기 전단부(S)에서 약 2 ~ 6mm 정도일 수 있다.
For example, the offset
<제 2 실시 예>≪
도 3은 본 발명에 따른 전단하중 저감을 위해 열간프레스 성형품의 국부적 연화가 가능한 열간프레스 금형의 제 2 실시 예를 나타내는 단면도이며, 여기서, (a)는 상부 오픈형 공랭부를 나타내고 (b)는 하부 오픈형 공랭부를 나타낸다.Figure 3 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the hot press die capable of local softening of the hot press molded article for reducing the shear load according to the present invention, where (a) is the upper open air-cooled portion (b) is the lower open type The air cooled part is shown.
도시된 바를 참조하면, 본 발명의 상부 다이(10) 또는 하부 다이(20) 중 어느 하나의 양측에 공랭부(40)가 형성된다.Referring to FIG. 5, an
(a)를 참조하면, 상기 공랭부(40)는 상기 상부 다이(10)의 표면이 성형품(P)과 접촉되지 않고 이격되도록 내측으로 파여진 형상의 상부 오픈형 공랭부(40b)일 수 있다.Referring to (a), the air cooled
즉, 상기 상부 다이(10)의 양측이 외측으로 개방된 형상을 가져 성형품(P)의 양측 전단부(S)가 드러날 수 있으므로 외기와 접촉하여 공랭될 수 있는 구조이다.That is, since both sides of the
이러한 상기 상부 오픈형 공랭부(40b)의 구조로 인해 상기 전단부(S)는 상기 상부 다이(10)에 형성된 냉각채널(30)로부터 냉각열이 전달되지 않고 공기에 의해 서냉되기 때문에 국부적으로 연화될 수 있다. 따라서, 전단하중을 감소시킬 수 있게 된다.Due to the structure of the upper open air-cooling
또 다르게 (b)와 같이, 상기 공랭부(40)는 상기 하부 다이(20)의 표면이 성형품(P)과 접촉되지 않고 이격되도록 내측으로 파여진 형상의 하부 오픈형 공랭부(40c)일 수 있다.Alternatively, as shown in (b), the air cooled
즉, 상기 하부 다이(20)의 양측이 외측으로 개방된 형상을 가져 성형품(P)의 양측 전단부(S)가 드러날 수 있으므로 외기와 접촉하여 공랭될 수 있는 구조이다.That is, since both sides of the
이러한 상기 하부 오픈형 공랭부(40c)의 구조로 인해 상기 전단부(S)는 상기 하부 다이(20)에 형성된 냉각채널(30)로부터 냉각열이 전달되지 않고 공기에 의해 서냉되기 때문에 국부적으로 연화될 수 있다.Due to the structure of the lower open air-cooling
그리고 이러한 구조는 제 1 실시 예와 같이 별도의 쿨랭제어수단()을 구비하여 강제로 공랭시킴으로써 냉각온도, 냉각속도 등을 제어할 수 있다. 마찬가지로, 상기 쿨링제어수단(80)은 열풍 혹은 냉풍을 불어줄 수 있는 송풍기이거나 분사장치일 수 있고, 상기 전단부(S)에 접촉시킬 수 있는 가열기일 수 있다.In this structure, as in the first embodiment, a separate cool cooling control means () may be forced to air-cool to control the cooling temperature, the cooling speed, and the like. Similarly, the cooling control means 80 may be a blower that can blow hot or cold air or an injector, or a heater that can contact the front end portion (S).
그리고 바람직한 것은 상기 상부 오픈형 공랭부(40b) 또는 하부 오픈형 공랭부(40c)의 내측 끝단은 도시된 바와 같이 상기 전단부(S)로부터 일정 거리 내측으로 이격되도록 위치하는 것이 좋을 것이다. 또한, 곡면 형상을 이루는 옵셋부(42)가 형성되게 하여 상기 냉각채널(30)로 인한 냉각열()이 상기 전단부(S)에 바로 전달되지 않게 하는 것이 바람직하다.
And it is preferable that the inner end of the upper open air-cooled
<제 3 실시 예>Third Embodiment
도 4는 본 발명에 따른 전단하중 저감을 위해 열간프레스 성형품의 국부적 연화가 가능한 열간프레스 금형의 제 3 실시 예를 나타내는 단면도이다.Figure 4 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the hot press die capable of local softening of the hot press molded article for reducing the shear load according to the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예는 상기 공랭부(40)에 열전달율이 낮은 절연 인서트(50)를 삽입할 수 있다.As shown, another embodiment of the present invention may insert the
즉, 성형품(P)의 전단부(S)의 상,하부에 절연 인서트(50)가 접촉함으로써 상기 상부 다이(10)나 하부 다이(20)로부터 상기 전단부(S)로의 열전달을 최소화할 수 있다.That is, the insulating
이를 위해, 상기 절연 인서트(50)는 상기 상부 다이(10)나 하부 다이(20)의 내부에 매립되도록 설치될 수 있으며, 바람직한 것은 세락믹 재질을 사용할 수 있다.
To this end, the insulating
<제 4 실시 예>Fourth Embodiment
도 5는 본 발명에 따른 전단하중 저감을 위해 열간프레스 성형품의 국부적 연화가 가능한 열간프레스 금형의 제 4 실시 예를 나타내는 단면도.Figure 5 is a cross-sectional view showing a fourth embodiment of the hot press die capable of local softening of the hot press molded article for reducing the shear load according to the present invention.
본 발명은 또 다르게 도 5와 같이 실시할 수 있다.Alternatively, the present invention can be implemented as shown in FIG. 5.
즉, 상기 상부 다이(10)와 하부 다이(20)의 양측에 차단 슬릿(60)을 형성하고 상기 차단 슬릿(60)의 외측에 히터(70)가 삽입, 설치된 구조이다.That is, the blocking slits 60 are formed on both sides of the
상기 차단 슬릿(60)은 상기 상부 다이(10)와 하부 다이(20) 각각의 내부로 형성되되, 가는 틈과 같은 형상으로 이루어져 일측의 열이 상기 차단 슬릿(60)을 통과하지 못하도록 차단하는 기능을 한다.The blocking slit 60 is formed inside each of the
이때, 상기 상부 다이(10) 및 하부 다이(20)에 형성된 각 차단 슬릿(60)은 서로 대향되도록 형성되는 것이 바람직하고, 수직으로 형성되되, 상기 전단부(S)가 위치하는 지점에 형성될 수 있다.At this time, the blocking slits 60 formed in the
그리고 상기 히터(70)는 상기 차단 슬릿(60)의 외측, 다시 말해, 상기 차단 슬릿(60)을 기준으로 상기 냉각채널(30)이 위치한 곳과 반대 방향에 설치된다.In addition, the
여기서, 상기 히터(70)는 상기 상부 다이(10)와 하부 다이(20)에 형성된 냉각채널(30) 중 어느 하나에 삽입하거나 분리할 수 있도록 카트리지 형태일 수 있다.Here, the
따라서, 상기 히터(70)가 상기 전단부(S)를 가열함으로써 서냉시킬 수 있고 상기 히터(70)의 제어에 의해 냉각온도 또는 냉각속도를 제어할 수 있다.Therefore, the
한편, 상기 차단 슬릿(60)의 입구 측에는 일정한 곡률로 둥글게 형성된 라운딩부(62)가 형성되는 것이 바람직하다.On the other hand, the inlet side of the blocking slit 60, it is preferable that the rounded
상기 라운딩부(62)로 인해 상기 상부 다이(10)와 하부 다이(20)의 표면은 상기 전단부(S)와 가까이 접촉하지 않도록 해준다. 즉, 상기 라운딩부(62)는 상기 차단 슬릿(60)이 입구로 갈수록 벌어지는 구조를 가지는 효과를 제공하므로 상기 상부 다이(10) 또는 하부 다이(20)가 성형품(P)의 표면과의 비접촉 면적을 확장해준다. 따라서, 상기 전단부(S)까지 냉각열이 바로 전달되는 것을 지연시키게 되는 것이다.Due to the rounding 62, the surfaces of the
뿐만 아니라, 상기 히터(70)로부터 열이 상기 차단 슬릿(60)으로 역전달되는 것을 최소화하는 역할을 한다.
In addition, it serves to minimize back transfer of heat from the
이하에서는 본 발명에 따른 열간프레스 금형으로 성형작업시 실험한 결과 및 해석결과를 살펴본다.Hereinafter, the experimental results and the analysis results during the molding operation with the hot press mold according to the present invention will be described.
도 6은 종래 열간프레스 금형과 본 발명의 열간프레스 금형 간의 전단하중 비교 그래프, 도 7은 본 발명의 제 1 실시 예 및 제 2 실시 예의 경우 금형의 온도 분포도, 도 8은 본 발명의 제 3 실시 예의 경우 금형의 온도 분포도, 도 9는 본 발명의 제 4 실시 예의 경우 금형의 온도 분포도이다.6 is a comparison graph of shear load between a conventional hot press die and the hot press die of the present invention, FIG. 7 is a temperature distribution diagram of the mold in the first and second embodiments of the present invention, and FIG. 8 is a third embodiment of the present invention. In the case of the example, the temperature distribution diagram of the mold, Figure 9 is a temperature distribution diagram of the mold in the fourth embodiment of the present invention.
도 6은 종래 금형과 본 발명에 따른 금형으로 성형가공을 한 성형품(P)의 전단가공(특히, 트리밍)시 전단하중을 나타내는 그래프로서, 약 30%의 전단하중 감소를 가져옴을 알 수 있다. 여기서, CHS(Conventional hot stamping)는 종래 열간프레스 가공을 나타내고, LSHS(Local softening hot stamping)는 본 발명에 따른 국부적 연화 열간프레스 가공을 나타낸다.Figure 6 is a graph showing the shear load during shearing (particularly trimming) of the conventional mold and the molded product P molded by the mold according to the present invention, it can be seen that the shear load reduction of about 30%. Here, Conventional hot stamping (CHS) denotes a conventional hot press process, and LSHS (Local softening hot stamping) denotes a local softening hot press process according to the present invention.
그리고 도 7에서 (a)는 상하 오픈형 공랭부를 가진 경우이고, (b)는 하부 오픈형 공랭부를 가진 경우의 온도분포이다.And (a) in Figure 7 is the case of having the upper and lower open air cooling portion, (b) is the temperature distribution in the case of having a lower open air cooling portion.
상기 공랭부(40)로 인해 성형품(P)의 전단부(S)는 상대적으로 온도가 높은 것으로 나타나고 있어서 급랭되지 않고 서냉된다는 것을 알 수 있다.It can be seen that due to the
또 도 8에 나타난 바와 같이 절연 인서트(50)를 삽입한 경우 냉각열이 전달되지 않아 상기 전단부(S)의 온도가 상대적으로 높은 것을 알 수 있다.In addition, as shown in FIG. 8, when the
뿐만 아니라 도 9는 차단 슬릿(60)과 히터(70)가 구비된 경우인데, (a)는 차단 슬릿에 라운딩부가 없는 경우이고, (b)는 라운딩부가 있는 경우이다.9 is a case where the blocking slit 60 and the
상술한 바와 같이 상기 차단 슬릿(60)으로 인해 냉각열이 차단된다는 것을 알 수 있고, 상기 히터(70)에 의해 상기 전단부(S)의 냉각이 지연되며, 냉각온도나 냉각속도를 제어 가능하다는 것을 예상할 수 있다.As described above, it can be seen that the cooling heat is blocked due to the blocking slit 60, and the cooling of the front end portion S is delayed by the
또 상기 라운딩부(62)로 인해 성형품(P)의 전단부(S) 내측은 바람직하게 냉각된다는 것을 알 수 있다.
In addition, it can be seen that the inside of the front end portion S of the molded article P is preferably cooled due to the rounding
상기에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기의 특허청구범위에서 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.
10 : 상부 다이 12 : 스프링
14 : 패드
20 : 하부 다이
30 : 냉각채널
40 : 공랭부 40a : 상하부 오픈형 공랭부
40b : 상부 오픈형 공랭부 40C : 하부 오픈형 공랭부
42 : 옵셋부
50 : 절연 인서트
60 : 차단 슬릿 62 : 라운딩부
70 : 히터
80 : 쿨링제어수단
P : 성형품 S : 전단부10: upper die 12: spring
14: Pad
20: lower die
30: cooling channel
40: air cooled
40b: upper open air cooled part 40C: lower open air cooled part
42: offset part
50: insulated insert
60: blocking slit 62: rounding part
70: heater
80: cooling control means
P: Molded Product S: Shear
Claims (8)
상기 상부 다이(10) 및 하부 다이(20)의 양측에는,
성형품(P)의 후가공을 위한 전단부(S)가 표면과 이격되면서 외기와 접촉되어 공랭될 수 있도록 내측으로 파여 개방된 형상의 공랭부(40)가 형성되어져,
외부에서 상기 공랭부의 온도를 제어함으로써 상기 전단부의 냉각 온도를 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 전단하중 저감을 위해 열간프레스 성형품의 국부적 연화가 가능한 열간프레스 금형.In the hot press mold consisting of the upper die 10 and the lower die 20 and the cooling channel 30 formed in the upper die 10 and the lower die 20,
On both sides of the upper die 10 and the lower die 20,
The air-cooling part 40 of the open shape is formed by digging inward so that the front end portion S for the post-processing of the molded product P is spaced apart from the surface and cooled in contact with the outside air.
A hot press die capable of local softening of a hot press molded product for reducing shear load, characterized in that the cooling temperature of the front end portion can be controlled by controlling the temperature of the air cooling portion from the outside.
상기 상부 다이(10) 또는 하부 다이(20) 중 어느 하나의 양측에는,
성형품(P)의 후가공을 위한 전단부(S)가 표면과 이격되면서 외기와 접촉되어 공랭될 수 있도록 내측으로 파여 개방된 형상의 공랭부(40)가 형성되어져,
외부에서 상기 공랭부의 온도를 제어함으로써 상기 전단부의 냉각 온도를 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 전단하중 저감을 위해 열간프레스 성형품의 국부적 연화가 가능한 열간프레스 금형.In the hot press mold consisting of the upper die 10 and the lower die 20 and the cooling channel 30 formed in the upper die 10 and the lower die 20,
On both sides of either the upper die 10 or the lower die 20,
The air-cooling part 40 of the open shape is formed by digging inward so that the front end portion S for the post-processing of the molded product P is spaced apart from the surface and cooled in contact with the outside air.
A hot press die capable of local softening of a hot press molded product for reducing shear load, characterized in that the cooling temperature of the front end portion can be controlled by controlling the temperature of the air cooling portion from the outside.
상기 공랭부(40)의 내측 단부는 상기 전단부(S)로부터 일정 거리 이격되도록 곡면 형상의 옵셋부(42)가 형성되는 것을 특징으로 하는 전단하중 저감을 위해 열간프레스 성형품의 국부적 연화가 가능한 열간프레스 금형.3. The method according to claim 1 or 2,
The inner end of the air-cooled portion 40 is a curved offset portion 42 is formed so as to be spaced apart from the front end portion (S), characterized in that the hot pressing capable of local softening of the hot press molded article for reducing the shear load Press mold.
상기 공랭부(40)의 일측에는 상기 전단부(S)의 냉각 온도를 제어할 수 있는 쿨링제어수단(80)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 전단하중 저감을 위해 열간프레스 성형품의 국부적 연화가 가능한 열간프레스 금형.3. The method according to claim 1 or 2,
One side of the air cooling unit 40 is further provided with a cooling control means 80 for controlling the cooling temperature of the front end portion (S) it is possible to locally soften the hot press molded product for reducing the shear load Hot press mold.
상기 공랭부(40)에는 상기 전단부(S)로의 열전달을 차단하는 절연 인서트(50)가 삽입되는 것을 특징으로 하는 전단하중 저감을 위해 열간프레스 성형품의 국부적 연화가 가능한 열간프레스 금형.3. The method according to claim 1 or 2,
Insulating insert (50) is inserted into the air cooling part (40) to block the heat transfer to the front end portion (S) hot pressing die capable of local softening of the hot press molded product for reducing the shear load.
상기 절연 인서트(50)의 재질은 세라믹인 것을 특징으로 하는 전단하중 저감을 위해 열간프레스 성형품의 국부적 연화가 가능한 열간프레스 금형.The method of claim 5, wherein
The insulating insert 50 is made of a ceramic, the hot press die capable of local softening of the hot press molded product for reducing the shear load, characterized in that the ceramic.
상기 상부 다이(10) 및 하부 다이(20)의 양측에는,
내부로 차단 슬릿(60)이 대향 되게 형성되어 외측으로 열전달이 차단되고,
상기 차단 슬릿(60)의 외측에는 히터(70)가 삽입되어 성형품(P)의 후가공을 위한 전단부(S)의 냉각 온도를 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 전단하중 저감을 위해 열간프레스 성형품의 국부적 연화가 가능한 열간프레스 금형.In the hot press mold consisting of the upper die 10 and the lower die 20 and the cooling channel 30 formed in the upper die 10 and the lower die 20,
On both sides of the upper die 10 and the lower die 20,
Blocking slits 60 are formed to face the inside to block heat transfer to the outside,
The heater 70 is inserted into the outer side of the blocking slit 60 to control the cooling temperature of the front end portion S for the post-processing of the molded product P. Hot press mold for local softening.
상기 차단 슬릿(60)의 입구는 일정한 곡률의 라운딩부(62)가 형성된 것을 특징으로 하는 전단하중 저감을 위해 열간프레스 성형품의 국부적 연화가 가능한 열간프레스 금형.The method of claim 7, wherein
The inlet of the blocking slit (60) is a hot press mold capable of local softening of the hot press molded product for shear load reduction, characterized in that the rounded portion 62 of a predetermined curvature is formed.
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