KR20130029701A - 언더컷부를 갖는 부품 성형용 프레스 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 언더컷부를 갖는 부품 성형용 프레스 금형에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄성체를 이용하여 언더컷부를 갖는 차체 부품의 성형시 드로잉 공정에서 언더컷부를 동시에 성형 가능하도록 하는 프레스 금형에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 상하 이동이 가능하도록 설치되는 상형 다이; 상기 상형 다이에 내장되며, 가압됨에 의해 상기 상형 다이의 개구부로 돌출될 수 있는 탄성체; 상기 상형 다이에 내장되고 상기 탄성체의 하단에 배치되는 가압플레이트; 상기 가압플레이트를 밀어올려 탄성체를 가압하기 위한 가스스프링; 상기 상형 다이의 하강에 따라 블랭크소재를 홀딩하기 위한 블랭크 홀더; 상기 블랭크소재가 놓이게 되는 하형 펀치;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 언더컷부를 갖는 부품 성형용 프레스 금형을 제공한다.

Description

언더컷부를 갖는 부품 성형용 프레스 금형 {Press mold for molding of parts having undercut}

본 발명은 언더컷부를 갖는 부품 성형용 프레스 금형에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄성체를 이용하여 언더컷부를 갖는 차체 부품의 성형시 드로잉 공정에서 언더컷부를 동시에 성형 가능하도록 하는 프레스 금형에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 차체 패널의 성형은 프레스 금형으로 드로잉(drawing) 성형한 후에 트리밍 작업을 실시하여 진행하게 된다.

자동차의 차체 패널 중 도 1과 같은 사이드 아우터 패널의 경우 드로잉 공정과 트리밍(trimming) 공정 그리고 레스트(rest) 및 캠성형(cam forming) 공정 등을 거쳐 성형하게 된다.

특히, 상기 사이드 아우터 패널의 하단부를 형성하고 있는 실 사이드(SILL SIDE) 부위는 측면에 안쪽으로 휘어져 돌출된 언더컷부를 갖는 형상으로 성형되는데, 이렇게 언더컷부를 갖는 차체 부품의 경우 드로잉 공정 후 캠 장치를 이용하여 상기 언더컷부를 별도 공정으로 성형하게 되어 공정 수가 증가하게 되고, 이에 해당 부품의 제조원가가 증가하게 되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 언더컷부를 갖는 차체 부품의 성형시 드로잉 공정에서 상형 다이에 내장된 탄성체를 이용하여 언더컷부를 동시 성형할 수 있는 프레스 금형을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 상하 이동이 가능하도록 설치되는 상형 다이; 상기 상형 다이에 내장되며, 가압됨에 의해 상기 상형 다이의 개구부로 돌출될 수 있는 탄성체; 상기 상형 다이에 내장되고 상기 탄성체의 하단에 배치되는 가압플레이트; 상기 가압플레이트를 밀어올려 탄성체를 가압하기 위한 가스스프링; 상기 상형 다이의 하강에 따라 블랭크소재를 홀딩하기 위한 블랭크 홀더; 상기 블랭크소재가 놓이게 되는 하형 펀치;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 언더컷부를 갖는 부품 성형용 프레스 금형을 제공한다.

바람직하게, 상기 가스스프링은 용기로 공기를 공급하는 공기공급관에 압축가스의 공급을 제어할 수 있는 개폐밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가압플레이트의 하단에는 가스스프링의 로드가 삽입되는 삽입관이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하형 펀치는 드로잉 성형시 완전히 하강된 상형 다이의 개구부에 이웃하게 되는 측면부에 부품의 언더컷부 형상에 상응하는 언더컷 형상부가 함몰 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 프레스 금형은 언더컷부를 갖는 차체 부품의 성형시 드로잉 공정에서 언더컷부를 동시에 성형하게 되어 성형공정 수를 축소할 수 있으며, 이에 부품의 생산원가를 절감할 수 있다.

도 1은 자동차의 사이드 아우터 패널을 도시한 도면
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 언더컷부를 갖는 부품 성형용 프레스 금형을 개략적으로 도시한 구성도
도 3 내지 6은 본 발명에 따른 프레스 금형의 작동과정을 개략적으로 나타낸 도면

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 언더컷부를 갖는 차체 부품의 성형을 위한 프레스 금형에 관한 것으로, 부품의 드로잉 공정에서 언더컷부를 동시에 성형할 수 있도록 하여 성형공정 수를 축소 가능하게 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 프레스 금형은 상하 이동이 가능하도록 설치되는 상형 다이(10), 상기 상형 다이(10)의 다이페이스(11) 안쪽에 내장되는 탄성체(14), 상기 탄성체(14)를 가압하기 위한 가압플레이트(15) 및 가스스프링(30), 상기 상형 다이(10)의 하강에 따라 블랭크소재(B, 미성형된 패널소재임)를 홀딩하기 위한 블랭크 홀더(40), 상기 블랭크소재(B)가 놓이게 되는 하형 펀치(20) 등을 포함하여 구성된다.

상기 상형 다이(10)는 다이페이스(11) 안쪽으로 상기 탄성체(14)를 저장할 공간이 확보되어 있어 이 공간에 탄성체(14)를 내장하게 되며, 상기 다이페이스(11)와 이웃하는 내측면에 탄성체(14)가 빠져나올 수 있는 개구부(12)가 형성되어 있다.

여기서, 상기 다이페이스(11)는 드로잉 공정시 블랭크 홀더(40)에 위치한 블랭크소재(B)에 접촉하게 되는 상형 다이(10)의 하단면을 말한다.

상기 탄성체(14)는 상형 다이(10)의 하단부에 내장되어 있다가 가압플레이트(15)에 의해 가압됨에 의해 상기 개구부(12)로 부분 돌출되어 부품의 언더컷부를 성형하게 된다.

이에 상기 가압플레이트(15)는 가스스프링(30)에 힘을 이용하여 탄성체(14)를 가압할 수 있도록 탄성체(14)의 하단에 배치되어 상형 다이(10)에 내장된다.

가스스프링(30)은 드로잉 공정시(부품 성형시) 상기 가압플레이트(15)를 밀어올려 탄성체(14)를 가압하기 위한 수단으로, 가압플레이트(15)가 내장되어 있는 상형 다이(10)의 아래쪽에 설치된다.

상기 가스스프링(30)은 주지되어 있는 가스스프링으로 구성될 수 있으며, 예를 들어 압축가스가 주입되는 용기(31)와 이 용기(31) 내에서 전후로 이동할 수 있게 설치되는 로드(32)로 구성 가능하고, 또한 상기 용기(31)로 압축가스를 공급하는 공기공급관(33)에 압축가스의 공급을 제어하기 위한 개폐밸브(34)가 설치될 수 있다.

상기 가스스프링(30)은 용기(31) 안에 주입되는 압축가스의 압력에 의해 일측이 용기(31) 밖으로 돌출되게 설치되어 있는 로드(32)를 전후로 이동시킬 수 있다.

이러한 가스스프링(30)은 상형 다이(10)가 하강함에 따라 상기 로드(32)가 가압플레이트(15)와 접촉하게 되고, 상기 상형 다이(10)가 계속해서 하강함에 따라 용기(31) 안에 압축가스의 탄성에 의해 가압플레이트(15)를 밀어올려 탄성체(14)를 가압하게 된다.

이때, 상기 로드(32)와 가압플레이트(15) 간에 안정적인 결합을 위하여, 상기 가압플레이트(15)의 하단에는 상기 로드(32)가 삽입 고정될 수 있는 삽입관(16)이 형성되어 있다.

또한, 상기 가스스프링(30)은 상기 개폐밸브(34)를 이용하여 압축가스의 공급 시기를 조절하여 수축된 상태(로드가 비교적 용기 안쪽으로 이동된 상태)로 정지됨이 가능하다.

한편, 성형대상인 블랭크소재(B)가 놓이게 되는 하형 펀치(20)는, 드로잉 성형시 완전히 하강된 상형 다이(10)의 개구부(12)에 이웃하게 되는 측면부에 부품의 언더컷부 형상에 상응하는 언더컷 형상부(21)가 함몰 형성되어 있다.

상기 언더컷 형상부(21)는 드로잉 성형시 개구부(12)로 빠져나오는 탄성체(14)에 의해 블랭크소재(B)가 눌려서 밀릴 수 있는 공간을 제공하며, 또한 탄성체(14)에 의해 눌린 블랭크소재(B)를 지지하여 상기 블랭크소재(B)에 언더컷부가 형성될 수 있도록 보조한다.

블랭크 홀더(40)는 중앙부에 하형 펀치(20)의 상단부를 수용하도록 구성되어 있으며, 상형 다이(10)와 가스스프링(30) 사이에 위치하도록 설치되고, 드로잉 공정시 상형 다이(10)의 하강에 따라 블랭크소재(B)의 아랫면을 받쳐서 블랭크소재(B)를 홀딩해준다.

아울러, 가스스프링(30)이 하방에 배치되어 있는 블랭크 홀더(40)의 일측에는 가스스프링(30)이 관통할 수 있는 관통홀(41)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 블랭크 홀더(40)의 하단에는 블랭크 홀더(40)를 지지하기 위한 쿠션핀(50)이 설치되어 있다.

상기 쿠션핀(50)은 상형 다이(10)의 하강에 따라 압축되고, 다시 상형 다이(10)의 상승에 따라 복원될 수 있도록 구성됨으로써 상형 다이(10)의 승강 동작에 따라 블랭크 홀더(40)를 지지할 수 있도록 구성된다.

즉, 상기 쿠션핀(50)은 외력에 의해 압축 및 복원 가능한 구조로 이루어져 있다.

이하, 도 3 내지 6을 참조하여 본 발명에 따른 프레스 금형의 작동과정을 설명한다.

먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 상형 다이(10)가 상승되어 있는 상태에서 성형하고자 하는 블랭크소재(B)를 하형 펀치(20)에 올려놓은 다음, 상형 다이(10)를 하강시켜 블랭크 홀더(40)와 접촉시켜 블랭크소재(B)를 홀딩하고 드로잉 성형을 준비한다.

다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 상형 다이(10)를 다시 하강시켜 드로잉 성형을 시작하면, 상기 상형 다이(10)의 하강에 따라 가스스프링(30)의 로드(32)가 가압플레이트(15)의 삽입관(16)에 삽입되어 가스스프링(30)과 가압플레이트(15)가 연결 결합된다.

상기 상형 다이(10)는 계속해서 하강하여 드로잉 성형을 진행하게 되며, 이에 가압플레이트(15)가 가스스프링(30)의 탄성력에 의해 탄성체(14)를 가압하게 되고, 상기 탄성체(14)는 일부분이 상형 다이(10)의 개구부(12)를 통해 빠져나와 블랭크소재(B)의 드로잉된 측면을 가압하여 언더컷부의 성형을 시작한다.

드로잉 공정에 따라 상형 다이(10)는 계속해서 하강하게 되고, 이에 탄성체(14)는 더욱 가압되어 개구부(12) 밖으로 일부분이 빠져나오게 되며, 이에 따라 개구부(12) 밖으로 돌출된 탄성체(14) 부분이 블랭크소재(B)의 드로잉된 측면을 눌러서 언더컷부를 성형하게 된다.

이에 상형 다이(10)가 완전히 하강되어 드로잉 성형이 완료되는 시점에서, 블랭크소재(B)의 드로잉된 측면에도 언더컷부의 성형이 완료된다.

드로잉 성형이 완료된 다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 상형 다이(10)와 블랭크 홀더(40)를 상승시켜 성형완료된 블랭크소재(B)를 하형 펀치(20)로부터 탈거하기 시작한다.

상기 상형 다이(10)가 상승됨에 따라 블랭크 홀더(40)가 상승하게 됨은 물론, 가압플레이트(15)에 전달되는 가스스프링(30)의 탄성력이 점차 감소되어 탄성체(14) 역시 원래 형태로 점차 복원되어 상형 다이(10) 안쪽으로 복귀하게 된다.

이를 위하여 가스스프링(30)은 개폐밸브(34)를 닫아서 (가스스프링의 복원을 위한) 용기(31)로의 압축가스의 공급을 일시 중단하게 되며, 이에 의해 세팅된 지연시간 동안 가스스프링(30)을 로드(32)가 수축된 상태로 정지시킬 수 있다. 즉, 가스스프링(30)은 설정된 지연시간이 경과한 후에 원상태로 복원된다.

상형 다이(10)와 블랭크 홀더(40)는 계속 상승하여 성형된 블랭크소재(B)의 탈거작업을 진행하고 가스스프링(30)은 계속 로드(32)가 수축된 정지 상태를 유지하며, 상기 상형 다이(10)와 블랭크 홀더(40)가 계속해서 상승하여 성형된 블랭크소재(B)를 하형 펀치(20)로부터 완전히 탈거 완료하는 시점에서 개폐밸브(34)를 오픈시켜 가스스프링(30)의 로드(32)를 원상태로 복귀시키게 된다.

다음, 도 6에 도시된 바와 같이, 상형 다이(10)를 완전히 상승 복귀시켜 하형 펀치(20)로부터 탈거된 블랭크소재(B)를 취출할 준비를 완료하고, 성형된 블랭크소재(B)를 취출하여 프레스 금형을 초기 상태로 하고 다음 성형작업을 준비한다.

이때 블랭크 홀더(40)는 쿠션핀(50)에 의해 상승 복귀가 완료된 상태이므로 상형 다이(10)만 상승하게 된다.

상기와 같은 본 발명의 프레스 금형은 탄성체를 이용함으로써 드로잉 성형과 동시에 부품의 측면 언더컷부를 성형할 수 있으며, 이에 공정 수를 축소하고 제조원가를 절감할 수 있게 된다.

또한, 캠 장치를 사용하지 않고 부품의 언더컷부를 성형함에 의해 제조원가를 절감하고, 캠 장치로 인한 고장을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 프레스 금형은 탄성체를 이용하여 제품의 형상 변경에 대한 대응이 용이하므로, 제품 변경에 따른 금형 수정 작업을 줄일 수 있다.

예컨대, 본 발명의 프레스 금형을 이용하여 차체 실 사이드(SILL SIDE)의 언더컷부를 드로잉 공정에서 병행하여 성형할 수 있으며, 이에 차체 사이드 아우터 패널의 성형공정 단축에 기여할 수 있다.

10 : 상형 다이
11 : 다이페이스
12 : 개구부
14 : 탄성체
15 : 가압플레이트
16 : 삽입관
20 : 하형 펀치
21 : 언더컷 형상부
30 : 가스스프링
31 : 용기
32 : 로드
33 : 공그공급관
34 : 개폐밸브
40 : 블랭크 홀더
50 : 쿠션핀

Claims (4)

1. 상하 이동이 가능하도록 설치되는 상형 다이(10);
   상기 상형 다이(10)에 내장되며, 가압됨에 의해 상기 상형 다이(10)의 개구부로 돌출될 수 있는 탄성체(14);
   상기 상형 다이(10)에 내장되고 상기 탄성체(14)의 하단에 배치되는 가압플레이트(15);
   상기 가압플레이트(15)를 밀어올려 탄성체(14)를 가압하기 위한 가스스프링(30);
   상기 상형 다이(10)의 하강에 따라 블랭크소재를 홀딩하기 위한 블랭크 홀더(40);
   상기 블랭크소재가 놓이게 되는 하형 펀치(20);
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 언더컷부를 갖는 부품 성형용 프레스 금형.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 가스스프링은 용기로 공기를 공급하는 공기공급관에 압축가스의 공급을 제어할 수 있는 개폐밸브가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 언더컷부를 갖는 부품 성형용 프레스 금형.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 가압플레이트의 하단에는 가스스프링의 로드가 삽입되는 삽입관이 형성된 것을 특징으로 하는 언더컷부를 갖는 부품 성형용 프레스 금형.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 하형 펀치는 드로잉 성형시 완전히 하강된 상형 다이(10)의 개구부(12)에 이웃하게 되는 측면부에 부품의 언더컷부 형상에 상응하는 언더컷 형상부(21)가 함몰 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 언더컷부를 갖는 부품 성형용 프레스 금형.

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