KR20130038781A

KR20130038781A - 스틸 펀치 나이프

Info

Publication number: KR20130038781A
Application number: KR20117022200A
Authority: KR
Inventors: 다니엘 헨릭손; 스벤-잉게 마트손
Original assignee: 산드빅 인터렉츄얼 프로퍼티 에이비
Priority date: 2010-03-23
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2013-04-18
Also published as: EP2550137A4; JP2013522060A; EP2550137A1; WO2011119082A1; ES2499220T3; CN102405127A; SE534677C2; DK2550137T3; EP2550137B1; SE1050274A1; JP5775143B2; US20130125725A1

Abstract

본 발명에 따른 스틸 펀치 나이프는, 종이, 판지, 보드지, 골판지, 플라스틱 시트, 가죽, 고무 등으로부터 임의의 형상의 부품을 펀칭아웃 (punching out) 하기에 적합하고, 일 단부에 절단날 (2) 을 갖고 또한 절단날 (2) 의 반대측에 변형가능한 등부 (3) 를 갖는 나이프 보디 (4) 를 포함한다. 상기 절단날 (2) 은 적어도 등부 (3) 의 일부보다 더 단단하다. 상기 등부 (3) 는 자신들 사이에 경사각을 규정하는 2 개의 경사진 측면을 갖는 V자형 등날 (3b) 을 포함한다. 등날의 기저부에서의 등날 (3b) 의 최대 폭이 나이프 보디 (4) 의 폭보다 더 작아서, 등날 (3b) 이 나이프 보디 (4) 와 만나는 곳에 숄더부 (9) 가 존재한다.

Description

스틸 펀치 나이프{A STEEL PUNCH KNIFE}

본 발명은 종이, 판지, 보드지, 골판지, 플라스틱 시트, 가죽, 고무 등으로부터 임의의 형상의 부품을 펀칭아웃 (punching out) 하기 위한 스틸 펀치 나이프 (steel punch knife) 에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 나이프의 일부의 제어된 변형에 의해 제공되는 자가 레벨링 (self levelling) 기능을 갖는 펀치 나이프에 관한 것이다. 상기 펀치 나이프는 절단날; 하나의 날 및 자신들 사이에 경사각을 규정하는 2 개의 경사진 측면을 갖는 V자형 등부 (back portion); 및 등부로부터 절단날을 분리하는 나이프 보디를 포함하고, 절단날은 등부보다 더 단단하다.

종이, 판지, 보드지, 플라스틱 시트, 가죽, 고무 등으로부터 임의의 형상의 프로파일을 절단하기 위한 다이 절단기 (die cutting machine) 는 잘 알려져 있다. 전형적으로 다이 절단기는 이른바 펀치 나이프를 형성하는 기다란 금속 룰 (rule) 을 포함하고, 펀치 나이프에 의해, 문제의 재료가 펀칭되어 형상을 갖게 된다. 펀치 나이프는 2 개의 대향하는 평행한 측면, 절단날, 및 절단날 반대측의 등부를 갖는 메인 보디를 구비하는 금속 밴드, 전형적으로는 탄소강 밴드이다. 또한, 펀치 나이프는 통상적으로 스틸 룰 또는 다이 커팅 룰로도 불린다. 펀치 나이프는 기다란 길이, 예컨대 1 미터 이상, 심지어 10, 20 또는 30 미터까지의 길이를 가질 수 있다. 펀치 나이프는 펀칭아웃될 대상물의 프로파일에 해당하는 형상, 예컨대 직사각형 형상으로 굽혀진다. 전형적으로, 다이 절단기는 평평한 상측 플레이트, 즉 체이스 (chase) 플레이트와 접촉하는 상측 베드를 포함하며, 체이스 플레이트는 펀치 나이프의 등부와 지지 방식으로 접촉하고 펀칭 작업에 필요한 힘을 펀치 나이프에 전달하도록 배치된다. 다이 절단기는 체이스 플레이트 근처에 위치되는 다이 보드 (die board) 를 또한 포함하며, 다이 보드는 펀치 나이프를 가로 방향에서 단단히 유지하는 고정 기능을 갖는다. 다이 보드에는, 펀치 나이프가 통과하여 돌출하는 슬롯이 제공되며, 다이 보드는 전형적으로 목재로 이루어질 수 있다. 다이 절단기는 평평한 하측 플레이트, 즉 절단 플레이트를 또한 포함하며, 절단 플레이트는 펀칭될 재료를 운반하고, 절단날과 접촉할 때까지 펀치 나이프의 절단날을 향해 이동하도록 배치된다. 완전한 절단을 달성하기 위해, 절단날은 그 길이를 따라 절단 플레이트와 연속적인 접촉을 가져야 한다. 그러나, 이는 달성하기 힘들 수 있고, 절단기의 제조 공차 및 통상적인 마모로 인해 국부적인 높고 낮은 지점이 나타난다. 전형적으로 그러한 결함은 대략 0.1 ㎜ 이고, 완전한 절단이 달성되지 않은 영역을 발생시킨다.

다이 절단 기술은, 예컨대 깨끗한 절단 판지가 얻어 위해, 다이 보드를 레벨링하는 시간소모적인 정교한 테크닉을 항상 수반한다. 이 테크닉은 "패치업 (patch up)" 으로 불리고, 다수의 시험 펀치 및 결과를 검사하고 스틸 펀치 나이프(들)를 따라 절단 결과의 변화를 보정하는 중간 실습 (intermediate exercises) 으로 구성된다. 보정은 전형적으로 체이스 플레이트와 상측 베드 사이에 위치되는 플라스틱 시트에서 스틸 펀치 나이프의 구획에 관련하여 완전한 절단이 이루어지지 않은 영역에 시트 재료의 얇은 스트립 (예컨대, 테이프) 을 부가함으로써 행해진다. 프로세스는, 시간 소모적인 것 외에, 고도로 숙련되고 훈련받은 조작자를 필요로 한다. 종래 기술에서, 패치업 필요성을 줄이기 위해, 등부가 돌출한 등 구조를 포함하는 펀치 나이프를 도입하는 것이 제안되었다. 절단날이 실질적으로 어떠한 변형 없이 유지되는 반면, 돌출한 등 구조는 작업 동안 약간 변형되도록 설계된다. 이로써, 스틸 펀치 나이프가 자가 레벨링될 수 있게 된다. 돌출한 등 구조가 압력을 받아 변형될 수 있게 하기 위해, 절단날은 돌출한 등 구조보다 더 큰 압력을 견딜 수 있어야 한다. 종래 기술에서, 이는, 돌출한 등 구조를 열처리하여 펀치 나이프의 나머지 부분보다 경도를 낮추는 한편, 절단날을 경화시킴으로써 달성되었다. 또한, 압력이 가해지는 때 등부의 붕괴를 촉진하여 공차 결함을 보정하도록 (그렇지 않으면 "패치업"이 요구됨) 설계된 다수의 등부가 제안되었다 (예컨대, DE102008025606 및 DE3135980). 제안된 해법은 펀치 나이프의 핸들링 및/또는 다이 보드의 제조시 광범위한 변화를 요구한다.

다이 절단기에 설치되기 전에, 펀치 나이프는 다이 보드에 설치된다. 펀치 나이프를 수용하는 다이 보드의 슬롯은 다이 보드를 통해 다이 보드의 두께방향에서 줄곧 연장된다. 펀치 나이프가 다이 보드에 설치되는 때, 다이 보드는 단단하고 평탄한 테이블 (예컨대, 스틸 테이블) 과 같은 적절한 지지 표면에 위치된다. 펀치 나이프 또는 그의 임의의 부분은, 나이프의 등부 (등날 (back edge)) 가 다이 보드가 놓인 지지 표면, 즉 테이블에 선 접촉할 때까지, 다이 보드의 슬롯 내로 가압된다. 설치는 매우 숙련된 기술을 필요로 하고, 나이프는 슬롯 내로 조금씩 부딪혀 들어가므로, 나이프의 등부가 아래에 놓인 테이블 표면과 강제 접촉함에 따라, 증가한 하중의 국부적인 부위가 나이프의 등부에 나타난다. 따라서, 나이프에 큰 압력이 가해지고, 등부의 일부가 영구 변형될 위험이 크다.

본 발명의 목적은, 펀칭 작업시 나이프의 자가 레벨링 능력이 얻어지는 디자인의 스틸 펀치 나이프를 제공하는 것이다. 자가 레벨링 능력은 펀치 나이프의 등부의 제어된 소성 변형으로부터 유래해야 한다. 또한, 디자인은 다이 보드에의 펀치 나이프의 설치와 관련하여 펀치 나이프의 등부가 영구 변형될 위험을 감소시키는 것이어야 한다.

본 발명의 목적은 청구항 1 에 기재된 펀치 나이프에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 스틸 펀치 나이프는 일 단부에 절단날을 갖고 또한 절단날의 반대측에 변형가능한 등부를 갖는 나이프 보디를 포함한다. 절단날은 적어도 등부의 일부보다 더 단단하다. 등부는 자신들 사이에 경사각을 규정하는 2 개의 경사진 측면을 갖는 V자형 등날을 포함한다. 등날의 기저부에서의 등날의 최대 폭이 나이프 보디의 폭보다 더 작아서, 등날이 나이프 보디와 만나는 곳에 숄더부가 존재한다.

숄더부는, 다이 보드에의 펀치 나이프의 설치 동안, 등날의 높이보다 약간 더 두꺼운 두께의 변형가능한 중간 플레이트가 펀치 나이프 설치 동안 다이 보드가 기대어지는 지지 표면과 다이 보드 사이에 배치될 수 있고, 등날이 중간 플레이트 내로 절단해 들어가지만, 숄더부가 중간 플레이트에 맞닿아서, 등날의 추가 이동 및 변형을 적어도 어느 정도 방지한다는 점에서 이점을 갖는다.

본 발명에 따른 펀치 나이프에 의해 제공되는 이점 중 하나는, 절차의 모든 부분 (굽힘 및 설치 작업 포함) 동안 전통적인 나이프와 동일한 방식으로 핸들링될 수 있다는 것이다. 설치 절차 동안 변형가능한 중간 플레이트를 도입하는 것 외에, 기존 장비의 어떠한 다른 수정도 필요하지 않다.

또한, 숄더부가 충분히 넓고 등날이 상당히 낮은 높이를 갖는다면, 숄더부는 조작자가 나이프를 핸들링할 때 등날에 베이는 것을 방지한다. 전형적으로 숄더부 및 등날의 치수는, 숄더부의 존재로 인해 등날이 사람 손가락의 통상적인 두께의 피부를 절단하지 않게 하는 치수이다.

바람직한 실시형태에 따르면, 등날이 대칭 단면을 갖고 또한 나이프 보디의 중심 평면과 동일 평면을 이루는 중심 평면을 갖는다. 이로써, 등날의 각 측에 하나의 숄더부가 제공되며, 상기 숄더부는 바람직하게는 동일해서, 펀치 나이프의 단면의 대칭성에 기여한다. 대칭성은 기능 및 제조의 관점에서 유리하다. 특히, 다이 절단기에서 가져야 하는 형상으로 형성될 때 펀치 나이프가 굽혀지는 방향에 관계없이 펀치 나이프가 유사한 거동을 나타내는 것이 유리하다.

바람직하게는, 등날의 측면과 상기 숄더부를 형성하는 표면 사이의 교차부가 날카롭지 않고 약간 둥글다. 이로써, 전형적으로는 펀치 나이프의 설치와 관련하여, 나이프가 굽힘 작용을 거칠 때 이 전이 구역에서 크랙이 덜 발생하게 된다. 바람직하게는, 등날의 측면과 상기 숄더부를 형성하는 표면 사이의 교차부가 5 ~ 50 ㎛ 의 반경을 갖는다.

또한, 숄더부의 표면과 나이프 보디의 측면 사이의 교차부가 둥근 것이 바람직하다. 이러한 특징은, 펀치 나이프가 다이 보드와의 어떠한 절단 상호작용 없이 조립 동안 다이 보드의 슬롯 내로 매끄럽게 들어가는 능력을 향상시키는데 도움이 된다. 바람직하게는, 숄더부의 표면과 나이프 보디의 측면 사이의 교차부가 100 ~ 250 ㎛ 의 반경을 갖는다.

또한, 숄더부가 나이프 보디의 측면과 만나는 영역에서, 나이프 보디가 그의 최대 폭보다 더 작은 폭을 갖고, 나이프 보디의 상기 측면은 나이프 보디의 중심 평면에 대해 경사져 있는 것이 바람직하다. 이로써, 펀치 나이프가 훨씬 덜 걸리게 되고, 따라서 더 용이하게 다이 보드에 설치될 수 있다.

본 발명의 펀치 나이프의 바람직한 실시형태에 따르면, 등날의 경사진 측면들 사이의 경사각이 30°~ 70°이고, 등날의 날이 날카롭고 또한 1 ~ 10 ㎛ 의 반경을 갖는다.

특히, 등날의 경사진 측면들 사이의 제안된 각도와 날카로운 날의 조합에 의하면, 안정적이면서도 용이하게 압축될 수 있는 등부가 얻어진다. 바람직하게는, 등부가 나이프 보디의 중심 평면과 동일 평면을 이루는 중심 평면을 갖는 단일 부분으로서 형성되고, 그러한 디자인은 특히 제조 관점에서 유리하다. 등부의 등날이 나이프의 길이방향으로 연속적인 라인을 따라 연장되어서, 등날과 등날이 기대어지는 지지부 사이에 연속적인 선 접촉이 획득되는 것이 바람직하다.

일 실시형태에 따르면, 상기 경사진 측면들 사이의 경사각이 40°이상, 바람직하게는 50°이상이다. 이로써, 압력이 가해지는 때 임의의 측면에서의 원하지 않는 강하 (fall out) 에 대한 등날의 안정성이 더욱 향상된다.

바람직하게는, 상기 경사진 측면들 사이의 경사각이 60°이하이다. 이로써, 더욱 향상된 압축성 (compressibility) 이 획득된다.

일 실시형태에 따르면, 등날의 날의 반경이 5 ㎛ 이하이다. 더 작은 반경이 등날의 초기 압축성을 더욱 향상시킨다.

바람직하게는, 등날은 320 HV 이하, 바람직하게는 300 HV 이하, 더 바람직하게는 약 280 HV 의 경도를 갖는다. 이로써, 충분한 압축성이 제공된다. 제조 동안 행해지는 열처리, 바람직하게는 어닐링 프로세스의 결과, 등날은 나이프 보디보다 더 무르다.

일 실시형태에 따르면, 등날은 250 HV 이상의 경도를 갖는다. 이러한 하한은 나이프 재료로서 선택되는 재료, 즉 탄소강, 바람직하게는 그레이드 CK55 (DIN 표준) 의 탄소강에 관련되고, 재료의 연화는 어닐링에 의해 가능하다.

바람직하게는, 절단날은 500 HV 이상, 바람직하게는 600 HV 또는 심지어 640 HV 이상의 경도를 갖는다. 더 낮은 경도의 경우, 절단날이 변형되기 더 쉽고, 이는 절단날의 변형이 절단날의 절단 성능에 부정적인 영향을 미치므로 회피되어야 한다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 절단날은 740 HV 이하, 바람직하게는 700 HV 이하의 경도를 갖는다. 경도가 너무 높으면, 절단날의 취성이 커져서, 펀치 나이프의 최종 형상으로의 성형 동안 굽힙 작업을 거칠 때 크랙이 발생하기 쉽다.

본 발명의 다른 특징 이점은 이하의 상세한 설명 및 종속 청구항에 기재된다.

도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다.

도 1 은, 본 발명에 따른 펀치 나이프의 부분 단면도이다.
도 2 는, 다이 보드에 설치된 본 발명에 따른 펀치 나이프의 부분 단면도이다.
도 3 은, 본 발명에 따른 펀치 나이프의 부분 단면도로서, 펀치 나이프와 함께 다이 보드를 절단기에 설치한 후의 상태를 보여준다.
도 4 는, 본 발명에 따른 펀치 나이프가 제공된 다이 절단기의 부분 단면도이다.

도 1 은 본 발명에 따른 펀치 나이프 (1) 의 단면도이다. 단면도는 나이프의 길이방향 프로파일을 보여주고 있다. 펀치 나이프는 종이, 보드지, 판지, 골판지, 플라스틱 시트, 가죽, 고무 등과 같은 재료의 시트를 임의의 형상으로 (보통은 최종 형상으로) 절단할 목적으로 이용된다. 판지의 펀칭에 이용되기에는 스틸 펀치 나이프 (1) 가 특히 적합하다. 그렇지만, 디자인의 작은 변형 (이러한 변형은 당업자에게 명백하다) 만으로도 다른 재료를 펀칭할 수 있다. 펀치 나이프 (1) 가 배치된 다이 절단기는 전형적으로, 펀치 나이프 (1) 가 펀칭될 재료를 향해 선형 운동을 하게 되는 스탬핑 타입이다. 이하에서, 그러한 다이 절단기와 관련하여 본 발명에 따른 스틸 펀치 나이프를 설명한다. 대안적으로, 본 발명에 따른 스틸 펀치 나이프는, 펀치 나이프 (1) 가 롤에 의해 운반되며 펀칭될 재료에 대해 롤링하도록 배치되는 회전식 다이 절단기에서 이용될 수 있다.

펀치 나이프 (1) 는 그레이드 CK55 (DIN 표준) 또는 임의의 대응하는 그레이드의 강 (바람직하게는 탄소강) 으로 이루어진다.

본 발명에 따른 펀치 나이프는 절단날 (2), 등부 (3a), 및 절단날 (2) 과 등부 (3a) 사이에 위치되는 중간 나이프 보디 (4) 를 포함한다. 나이프 (1) 는 하나의 균질 강 시트로부터 형성되고, 절단날 (2) 및 등부 (3a) 는 기계가공 작업에 의해 형성된다. 나이프 보디 (4) 는 평행한 2 개의 대향 측면을 갖는다. 나이프 (1) 는 꽤 긴 길이를 가지며, 나이프의 형상은 룰 (rule) 의 형상을 연상시킨다. 펀치 나이프 (1) 를 이용한 펀칭에 의해 형성되는 임의의 제품의 외형 (contour) 에 해당하는 최종 형상으로 굽혀질 수 있다.

나이프 보디 (4) 의 높이 (H) (펀치 나이프 (1) 의 대부분을 형성함) 는 20 ~ 40 ㎜ 이고, 나이프 보디의 두께 (t) 는 0.4 ~ 1.5 ㎜ 이다. 펀칭될 재료의 종류가 무엇인지에 기초하여, 적절한 치수가 선택된다. 나이프 보디의 경도는, 특정 강을 선택하고 또 특정 열처리를 행하는지에 따라, 300 ~ 420 HV 이다.

펀칭 작업시 나이프 (1) 의 자가 레벨링을 제공하기 위해, 절단날 (2) 은 그 형상을 유지하는 반면, 나이프의 등부 (3a) 는 소성 변형되도록 설계된다. 이는 절단날 (2) 과 등부 (3a) 각각의 경도와 기하학적 특징의 조합을 통해 달성된다. 등부 (3a) 는 나이프 보디 (4) 의 상단부로부터 돌출하는 지느러미 또는 리지의 형상을 갖는 등날 (3b) 을 포함한다. 등날은 나이프의 길이방향으로 연속적으로 연장되고, 아직 변형되지 않은 상태일 때 그 전체 길이에 걸쳐 동일한 높이를 갖는다. 따라서, 등부 (3a) 의 날과 지지 요소 (5) 사이에는, 이들이 조립된 때에, 연속적인 선 접촉이 존재한다. 등부 (3a) 는 대칭 단면 (나이프의 길이방향에서 보았을 때, 도 1 에 해당함) 을 갖는다. 등날 (3b) 을 포함하는 등부 (3a) 의 중심 평면은 나이프 보디 (4) 의 중심 평면과 동일 평면을 이룬다. 등날 (3b) 은, 서로에 대해 각도 α 로 경사져 있으면서 등날의 단부에서 만나는 2 개의 대향 측면을 갖고, 이로써 1 ~ 10 ㎛, 바람직하게는 5 ㎛ 미만의 반경 (r₁) 을 갖는 날카로운 날을 형성한다. 등날 (3b) 에 충분한 안정성을 제공하기 위해, 등날 (3b) 의 두 측면 사이의 경사각 (α) 은 30°초과, 바람직하게는 40°초과, 또는 심지어 50°초과이다. 등날 (3b) 의 충분한 변형능 (deformability) 을 제공하기 위해, 상기 각도 α 는 70°미만, 바람직하게는 60°미만이다. 등날 (3b) 의 측면은 도시된 것처럼 직선형이거나, 곡률 (오목 또는 볼록) 을 갖거나, 또는 더 복잡한 형상을 가질 수 있다. 비직선형 측면을 갖는 대안에서, 두 측면 사이의 각도 α 는, 등날 (3b) 이 나이프 보디 (4) 의 상측면과 만나는 등날 (3b) 의 각 측면에 있는 각각의 지점과 등날의 팁을 지나는 가상의 선들 사이의 각도로 이해되어야 한다.

펀치 나이프 (1) 의 등날 (3b) 은, 나이프의 다른 부분보다 더 용이하게 변형되도록, 나이프의 나머지 부분보다 더 무르다. 이는 제조 프로세스 동안 국부적인 열처리, 바람직하게는 어닐링에 의해 달성된다. 등부의 경도는 250 ~ 320 HV, 바람직하게는 300 HV 미만이거나, 또는 펀치 나이프의 나이프 보디 (4) 의 경도의 약 66 % 인 것이 바람직하다. 일 실시형태에 따르면, 경도는 등날 (3b) 의 정상부 (top) 로부터 등날의 기저부 (base) 를 향해 나이프 보디 (4) 의 경도의 약 66 % 로부터 76 % 까지 증가하게 된다.

등날 (3b) 의 최대 폭, 즉 기저부에서의 폭은 나이프 보디 (4) 의 폭보다 더 작다. 따라서, 등날 (3b) 의 기저부에서 등날이 나이프 보디 (4) 와 만나는 곳에 숄더부 (9) 가 존재한다. 등날 (3b) 의 각 측에 숄더부 (9) 가 존재하고, 숄더부 (9) 들은 상응하는 크기 및 형상을 가져서, 펀치 나이프의 대칭 단면에 기여한다. 따라서, 이하에서는 단 하나의 숄더부 (9) 만 설명한다. 등날 (3b) 의 측면과 상기 숄더부를 형성하는 표면 사이의 교차부는 전형적으로 날카롭지 않고, 약간 둥글어서, 도면에 r₂ 로 나타낸 5 ~ 50 ㎛ 의 반경을 갖는다. 이는 나이프가 굽힘 작용을 거칠 때 이 전이 구역에서 크랙이 덜 발생한다는 기술적 효과가 있다. 또한, 숄더부 표면과 나이프 보디 (4) 의 측면 사이의 교차부도 약간 둥글고, 100 ~ 250 ㎛ 의 반경 r₃ 를 갖는다. 또한, 이러한 특징은, 조립 동안 펀치 나이프 (1) 가 다이 보드와의 어떠한 절단 상호작용 없이 다이 보드 (7) 의 슬롯 내로 매끄럽게 들어가는 능력을 향상시키는데 도움이 된다. 숄더부 (9) 는 등부 (3a) 의 지지 구획을 형성한다. 지지 구획은, 굽힘 및/또는 설치 작업에서 연속적인 기준 (reference) 을 제공하고 또한 하중을 지탱하는데 이용되며, 그렇지 않으면 하중이 등날 (3b) 에 가해져 비교적 압축가능한 핀이 손상된다. 그리고, 펀치 나이프가 다루기 덜 위험해진다. 숄더부 (9) 가 나이프 보디 (4) 의 측면 (10) 과 만나는 영역에서, 나이프 보디 (4) 는 보디의 최대 폭보다 더 작은 폭을 갖고, 나이프 보디 (4) 의 상기 측면 (10) 은 나이프 보디 (4) 의 중심 평면에 대해 각도 γ 로 경사져 있다. 경사진 측면 (10) 은, 펀치 나이프의 중심 평면에 평행한 직선형 측면 (11) 으로 넘어가기 전에 약 0.4 ~ 2 ㎜ 연장된다. 경사로 인해, 다이 보드에서의 설치 (mounting) 및 제거 (dismounting) 가 더 용이해진다.

등날 (3b) 의 높이 (h) 는 40 ~ 200 ㎛, 바람직하게는 100 ~ 150 ㎛ 이다. 특정 용도를 위해 선택되는 높이 (h) 는 펀칭될 재료의 종류가 무엇인지 그리고 등부 변형의 특별한 필요에 크게 의존할 것이다. 특별한 적용을 위해 요구되는 자가 레벨링 효과를 달성하기 위해 더 큰 변형이 예상된다면, 상응하게 더 큰 높이가 제공되어야 한다.

절단날 (2) 은, 자가 레벨링 절차 동안 단지 등부 (3a) 만이 변형되는 동안, 절단날의 형상의 유지를 촉진하는 경도 및 기하학적 형상을 갖는다. 따라서, 절단날 (2) 은 등부 (3a) 보다 훨씬 더 단단하다. 절단날 (2) 의 경도는 500 HV 초과, 바람직하게는 600 ~ 740 HV, 바람직하게는 640 ~ 700 HV 이고, 절단날 (2) 의 국부 경화에 기인한다. 따라서, 절단날은 나이프 보디 (4) 보다 더 단단하다. 그렇지만, 절단날이 너무 단단하면 취성이 생겨서, 나이프가 굽힘 작용을 거치는 때 크랙이 발생할 수 있다. 그러므로, 규정된 상한을 초과하는 경도는 회피되어야 한다. 절단날 (2) 및 등부 (3a) 의 선택된 경도의 결과로서, 등부 (3a) 의 경도는 절단날 (2) 의 경도의 35 % ~ 55 % 이다.

숄더부 (9) 의 하중 지탱 기능을 도 2 에 나타내었다. 절단기에서의 다이 보드 (7) 와 펀치 나이프 (1) 의 조립 전에, 펀치 나이프 (1) 가 고정물 (fixture) (7), 즉 다이 보드에 설치된다. 바람직하게는, 다이 보드 (7) 는 플레이트 형상을 갖고, 체이스 플레이트 (5) 에 인접하게 그리고 체이스 플레이트에 접촉하도록 위치된다. 바람직하게는, 다이 보드는, 물론 다른 재료도 이용될 수 있지만, 목재로 이루어진다. 펀치 나이프 (1) 를 수용하는 슬롯은, 다이 보드 (7) 에 의해 펀치 나이프를 단단히 유지할 수 있도록, 일반적으로 펀치 나이프 (1) 의 두께 (t) 에 상응하는 폭을 갖는다. 고정물 (7) 의 두께는, 펀치 나이프를 단단히 지지할 수 있도록, 펀치 나이프 (1) 의 높이 (H) 에 대해 무시 못할 정도이다. 고정물 (7) 내에 본 발명에 따른 펀치 나이프 (1) 를 설치하는 동안, 등날 (3b) 의 높이보다 약간 더 큰 두께를 갖는 중간 플레이트 (13) 가, 펀치 나이프 설치 동안 다이 보드 (7) 가 기대어지는 지지 표면 (12) 과 다이 보드 사이에 위치된다. 중간 플레이트는 판지 또는 폴리머, 예컨대 나일론과 같은 재료로 이루어진다. 펀치 나이프 (1) 가 다이 보드 (7) 의 슬롯 내로 부딪혀 들어감에 따라, 등날 (3b) 이 중간 플레이트 (13) 내로 절단해 들어갈 수 있지만, 숄더부 (9) 가 중간 플레이트에 맞닿게 되어, 등날 (3b) 의 추가 이동 및 변형을 방지한다. 중간 플레이트 (13) 내로 잘라 들어갈 수 있는 등날 (3b) 과 단단한 지지를 제공하는 숄더부 (9) 의 조합은, 등날 (3b) 이 프로세스 중 손상되는 것을 방지한다. 전형적으로, 다이 보드에 다수의 펀치 나이프가 설치되고, 예컨대 T자형 교차부 및 조인트를 형성한다. 교차부 및 조인트에서, 나이프는 서로 정밀하게 상응하도록 기계가공된다. 인접한 두 펀치 나이프의 절단날이 정확히 동일한 레벨에 있는 것이 매우 중요하다. 중간 플레이트 (13) 내로 절단해 들어가는 등날 (3b) 과 중간 플레이트에 맞닿는 숄더부 (9) 의 조합에 의해, 다이 보드의 모든 펀치 나이프가 레벨링되는 것이 보장된다. 이는, 변형가능한 등부를 제공하지만 제어된 설치가 용이하지 않은 종래 기술의 펀치 나이프와 대조적이다. 중간 플레이트 (13) 는 단지 다이 보드 (7) 에의 펀치 나이프 (1) 의 설치 동안에만 이용되고, 다이 보드 (7) 가 다이 절단기에 설치되기 전에 제거된다.

도 3 은, 펀치 나이프 (1) 가 다이 절단기에 조립되어 있는 다이 보드 (7) 를 보여주는데, 펀치 작업 전 상태를 보여준다. 실제 셋업은 여기서 도시된 것 (본 발명에 따른 펀치 나이프의 기능을 이해하는데 필요한 부분만 포함하고 있음) 보다 더 많은 부분을 포함한다는 것에 유의해야 한다. 지지 요소 (5), 통상적으로 체이스 플레이트라고 부르는 플레이트가 다이 보드 (7) 위에 제공되어 있다. 조립 동안, 다이 보드 (7) 내 펀치 나이프 (1) 의 약간의 이동이 발생한다. 위에서 설명한 설치 작업 동안 펀치 나이프가 신중하게 레벨링되고 운동이 균일하고 (등날 (3b) 의 높이 (h) 에 상응하게) 작을 때, 이 운동은 교차부 및 조인트의 정밀도 (precision) 를 떨어뜨리지 않을 것이다.

도 4 는, 펀칭 작업 중의 본 발명에 따른 펀치 나이프를 보여준다. 또한, 다이 절단기는 절단 플레이트 (6) 를 포함하는데, 절단 플레이트는 펀칭될 재료 (8) 를 운반하고 지지 요소 (5) 및 펀치 나이프 (1) 에 의해 형성된 부품에 대해 이동가능하게 배치되어 있다. 절단 플레이트 (6) 는, 펀칭될 재료 (8) (바람직하게는 시트로 형성된 재료) 가 운반되는 평평한 표면을 갖는 것이 바람직하다. 펀칭 작업 동안, 절단 플레이트 상에서 운반되는 재료 (8) 가 절단날 (2) 에 의해 펀칭되도록 그리고 절단날이 절단 플레이트 (6) 의 표면과 연속적인 선 접촉을 할 때까지, 절단 플레이트 (6) 가 나이프 (1) 의 절단날 (2) 을 향해 이동된다. 이동가능한 부분이 나이프 (1), 또는 절단 플레이트 (6), 또는 나이프와 절단 플레이트인 것은 선택적이다. 설치된 펀치 나이프 (1) 와 함께 고정물 (7) 을 절단기에 조립한 후, 제조 펀칭이 시작되기 전에 1회 또는 수회의 초기 펀칭 작업이 요구되며, 이는 종래 펀치 나이프가 사용되는 때 요구되는 패치업 절차에 해당한다. 초기 펀칭 동안, 도 4 에 나타낸 것처럼 본 발명의 디자인을 갖는 펀치 나이프 (1) 에 의해, 등날 (3b) 의 제어된 소성 변형이 달성된다. 본 프로세스는 대안적으로는 초기 펀칭 동안 고정물 (7) 에 고정된 펀치 나이프 (1) 로서 묘사될 수 있고, 높은 정도의 자가 레베링이 달성된다. 절단기의 광범위한 마모를 보상하기 위해, 약간의 패치업이 여전히 필요할 수 있다. 그러나, 그러한 경우에도, 패치업의 양은 현저히 감소된다.

Claims

종이, 판지, 보드지, 골판지, 플라스틱 시트, 가죽, 고무 등으로부터 임의의 형상의 부품을 펀칭아웃 (punching out) 하기 위한 스틸 펀치 나이프로서, 일 단부에 절단날 (2) 을 갖고 또한 절단날 (2) 의 반대측에 변형가능한 등부 (3) 를 갖는 나이프 보디 (4) 를 포함하고, 상기 절단날 (2) 은 등부 (3) 보다 더 단단한, 스틸 펀치 나이프에 있어서, 상기 등부 (3) 는 자신들 사이에 경사각을 규정하는 2 개의 경사진 측면을 갖는 V자형 등날 (3b) 을 포함하고, 등날의 기저부에서의 등날 (3b) 의 최대 폭이 나이프 보디 (4) 의 폭보다 더 작아서, 등날 (3b) 이 나이프 보디 (4) 와 만나는 곳인 등날 (3b) 의 기저부에 숄더부 (9) 가 존재하는 것을 특징으로 하는 스틸 펀치 나이프.
제 1 항에 있어서, 상기 등날 (3b) 은 대칭 단면을 갖고 또한 나이프 보디 (4) 의 중심 평면과 동일 평면을 이루는 중심 평면을 갖는 것을 특징으로 하는 스틸 펀치 나이프.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 등날 (3b) 의 측면과 상기 숄더부 (9) 를 형성하는 표면 사이의 교차부가 날카롭지 않고 약간 둥근 것을 특징으로 하는 스틸 펀치 나이프.
제 3 항에 있어서, 등날 (3b) 의 측면과 상기 숄더부 (9) 를 형성하는 표면 사이의 교차부가 5 ~ 50 ㎛ 의 반경 (r₂) 을 갖는 것을 특징으로 하는 스틸 펀치 나이프.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 숄더부 (9) 의 표면과 나이프 보디 (4) 의 측면 사이의 교차부가 둥근 것을 특징으로 하는 스틸 펀치 나이프.
제 5 항에 있어서, 숄더부 (9) 의 표면과 나이프 보디 (4) 의 측면 (10) 사이의 교차부가 100 ~ 250 ㎛ 의 반경 (r₃) 을 갖는 것을 특징으로 하는 스틸 펀치 나이프.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 숄더부 (9) 가 나이프 보디 (4) 의 측면과 만나는 영역에서, 나이프 보디 (4) 가 나이프 보디의 최대 폭보다 더 작은 폭을 갖고, 나이프 보디 (4) 의 상기 측면은 나이프 보디 (4) 의 중심 평면에 대해 경사져 있는 것을 특징으로 하는 스틸 펀치 나이프.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 등날 (3b) 의 경사진 측면들 사이의 경사각 (α) 이 30°~ 70°이고, 등부의 날이 날카롭고 또한 1 ~ 10 ㎛ 의 반경을 갖는 것을 특징으로 하는 스틸 펀치 나이프.
제 8 항에 있어서, 등날 (3b) 의 상기 경사진 측면들 사이의 경사각 (α) 이 40°이상인 것을 특징으로 하는 스틸 펀치 나이프.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 등날 (3b) 의 상기 경사진 측면들 사이의 경사각 (α) 이 60°이하인 것을 특징으로 하는 스틸 펀치 나이프.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 등날 (3b) 의 날의 반경 (r₁) 이 5 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 스틸 펀치 나이프.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 등날 (3b) 은 40 ~ 200 ㎛ 의 높이 (h) 를 갖는 것을 특징으로 하는 스틸 펀치 나이프.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 등날 (3b) 의 경도가 절단날 (2) 의 경도의 35 % ~ 64 % 인 것을 특징으로 하는 스틸 펀치 나이프.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 등날 (3b) 은 320 HV 이하, 바람직하게는 300 HV 이하의 경도를 갖는 것을 특징으로 하는 스틸 펀치 나이프.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 등날 (3b) 은 250 HV 이상의 경도를 갖는 것을 특징으로 하는 스틸 펀치 나이프.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절단날 (2) 은 500 HV 이상, 바람직하게는 640 HV 이상의 경도를 갖는 것을 특징으로 하는 스틸 펀치 나이프.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절단날 (2) 은 740 HV 이하, 바람직하게는 700 HV 이하의 경도를 갖는 것을 특징으로 하는 스틸 펀치 나이프.