KR20140069782A - Hybrid forming method for sheet metal - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 금속 판재의 성형방법에 관한 것으로, 더 상세하게는, 종래의 딥 드로잉(deep drawing) 성형방법과 정수압 성형방법의 장점만을 취함으로써 종래의 딥 드로잉 성형방법과 정수압 성형방법의 단점을 극복하도록 구성된 것을 특징으로 하는 금속 판재의 복합 성형방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of forming a metal plate, and more particularly, to a method of forming a metal plate by overcoming the disadvantages of the conventional deep drawing forming method and hydrostatic pressure forming method by merely taking advantage of the conventional deep drawing forming method and hydrostatic pressing forming method The present invention also relates to a method of forming a metal plate composite.
종래, 예를 들면, 음료 캔, 주방기구, 각종 용기, 싱크대, 가정용 제품이나 항공기, 자동차 등 수송기기 및 전자제품의 내, 외장부품 등과 같이, 직경에 비해 깊이가 깊은 원통형이나 각통형 제품을 가공하기 위해, 펀치(punch)를 이용하여 평평한 금속 판재를 다이의 공동부로 밀어 넣어 가공하는 이른바 딥 드로잉(deep drawing) 가공 방법이 널리 이용되고 있다.
BACKGROUND OF THE INVENTION Conventionally, for example, a cylindrical or square tubular product having a depth deeper than its diameter, such as a beverage can, a kitchen utensil, various containers, a sink, a domestic appliance or an airplane, A so-called deep drawing processing method of punching a flat metal plate into a cavity of a die by using a punch is widely used.
즉, 도 1을 참조하면, 도 1은 종래의 딥 드로잉을 이용한 성형방법의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
That is, referring to FIG. 1, FIG. 1 is a view schematically showing the overall configuration of a conventional molding method using deep drawing.
도 1에 나타낸 바와 같이, 딥 드로잉 가공법은, 소성 가공의 일종으로, 평판으로부터 이음부 없이 중공 용기를 만들기 위해 사용되는 대표적인 성형법으로서, 다이 표면상의 판재를 원주 방향으로 압축하면서 펀치와 다이 사이에 이동시켜 측벽을 만드는 가공법이다.
As shown in Fig. 1, the deep drawing method is a type of plastic working, which is a typical molding method used for making a hollow container from a flat plate without a joint. The die drawing process moves between a punch and a die while compressing the plate on the die surface in the circumferential direction To make a side wall.
또한, 딥 드로잉 가공은 펀치 밑부분에 접하는 재료가 2축 방향으로 인장되면서 얇게 되어 측벽을 만드는 장출 가공(punch stretching, stretching forming)과는 변형의 양식이 다르다.
Also, in the deep drawing process, the material tangent to the lower portion of the punch is thinned while being stretched in the biaxial direction, and the form of deformation is different from that of punch stretching (stretching forming).
아울러, 이러한 딥 드로잉에 영향을 미치는 요인은, 금속 판재의 성질, 펀치 직경에 대한 블랭크 직경의 비, 판재의 두께, 펀치와 다이 사이의 간극, 펀치와 다이의 모서리 반경, 블랭크 홀더의 지지력, 펀치와 다이 및 소재 사이의 마찰의 윤활, 펀치의 속도 등이 있다.
In addition, factors affecting such deep drawing include the properties of the metal sheet, the ratio of the blank diameter to the punch diameter, the thickness of the sheet material, the gap between the punch and die, the corner radius of the punch and die, Lubrication of the friction between the die and the material, and the speed of the punch.
더욱이, 딥 드로잉 성형방법은, 펀치의 1회 행정으로 성형이 가능하므로 성형 과정이 간단하여 제품의 제조 속도가 빠르며, 또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 변형 영역 내로 소재가 유입되면서 변형이 발생함에 따라 초기 소재 두께 손실이 적다는 장점이 있어 널리 사용되고 있다.
Further, since the deep drawing forming method can be formed by one stroke of the punch, the forming process is simple and the manufacturing speed of the product is fast. Also, as shown in FIG. 1, deformation occurs as the material flows into the deformation area And it is widely used because of its advantage of low initial material thickness loss.
그러나 딥 드로잉 성형방법은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 초기 펀치 이동시 펀치와 다이의 모서리 부분(즉, 도 1의 Punch R 및 Die R)에서만 국부적인 변형이 발생하므로, 예를 들면, 날카로운 코너를 가지는 제품을 성형하는 경우, 파단 발생 확률이 높아지게 되고, 따라서 이를 해결하기 위해서는, 제품보다 큰 코너 반경에서 작은 코너 반경으로 2회 이상 반복하여 성형하는 다단 성형공정이 요구된다.
However, in the deep drawing forming method, as shown in Fig. 1, local deformation occurs only at the edge portions of the punch and the die (i.e., Punch R and Die R in Fig. 1) upon movement of the initial punch. For example, In order to solve this problem, a multistage molding process in which a product is repeatedly molded twice or more at a corner radius larger than the corner radius smaller than the product is required.
아울러, 종래의 딥 드로잉 성형방법은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 코너 반경 부위에 변형이 집중되므로, 다른 부위에 비해 변형 부분의 두께가 급격히 감소될 수 있다는 문제점도 있는 것이었다.
Further, in the conventional deep-drawing forming method, as shown in Fig. 1, since deformation concentrates on the corner radial portion, there is a problem that the thickness of the deformation portion can be drastically reduced as compared with other portions.
이에 대하여, 상기한 딥 드로잉 성형방법 이외에 판재를 가공하는 다른 방법으로서, 최근에는 정수압 성형 방법이 많이 사용되고 있다.
On the other hand, as an alternative method of processing a plate material in addition to the above-described deep drawing forming method, a hydrostatic pressure forming method is widely used.
즉, 도 2를 참조하면, 도 2는 종래의 정수압 성형방법의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
That is, referring to FIG. 2, FIG. 2 is a view schematically showing the overall configuration of a conventional hydrostatic pressing method.
더 상세하게는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 정수압 성형방법은, 유체에 압력을 가하면 유체는 각 방향으로 동일한 힘으로 압력을 전달한다는 파스칼(Pascal)의 원리에 기초하여, 다이(die) 내에 시편을 장입하고 다이 공극의 반대쪽 소재의 표면의 유체에 압력을 가하여 유체의 압력으로 시편을 성형하는 방법이다.
More specifically, as shown in Fig. 2, an hydrostatic forming method is a method of forming a specimen (not shown) in a die, based on the principle of Pascal that a pressure is applied to a fluid, And applying a pressure to the fluid on the surface of the material opposite to the die cavity to mold the specimen with the pressure of the fluid.
또한, 이러한 정수압을 응용한 성형방법은, 사용되는 유체, 원소재의 형상 및 성형조건에 따라 하이드로포밍(hydroforming), 블로우포밍(blow forming), 하이드로미케니컬포밍(hydro-mechanical forming), 초소성성형(superplastic forming) 등으로 분류될 수 있다.
In addition, the molding method using hydrostatic pressure can be carried out by various methods such as hydroforming, blow forming, hydro-mechanical forming, Superplastic forming, and the like.
아울러, 이러한 정수압 성형법은, 판재의 전 방향에 걸쳐서 압력이 가해지므로, 다른 성형법에 비해 성형된 제품의 두께가 균일하고 정밀도가 뛰어난 장점이 있다.
In addition, the hydrostatic pressure forming method is advantageous in that the molded product has a uniform thickness and accuracy compared to other molding methods because pressure is applied across the plate in all directions.
구체적으로는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 종래의 정수압 성형 방법은, 상부 펀치 없이 하부 다이만을 이용하며, 가스(gas), 오일(oil), 물(water) 등의 유체의 압력을 이용하여 성형하므로, 소재 전체에 균일한 정수압 응력을 부과하여 균일한 변형이 가능하고, 따라서 이러한 균일한 변형으로 인해 제품의 두께가 비교적 균일하며, 드로잉 방법에 비해 펀치 및 다이의 코너 반경에 따른 제약이 적다는 장점이 있다.
Specifically, as shown in Fig. 2, in the conventional hydrostatic forming method, only the lower die is used without the upper punch, and the molding is performed using the pressure of the fluid such as gas, oil, water, Therefore, it is possible to uniformly deform the entire material by applying a uniform hydrostatic stress, so that the uniform thickness of the product is relatively uniform due to such uniform deformation, and the constraint according to the corner radius of the punch and the die is smaller than the drawing method There are advantages.
그러나 상기한 바와 같은 종래의 정수압 성형 방법은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 유체의 압력을 부과하기 위한 별도의 설비가 필요하고, 또한, 드로잉 방법에 비해 생산성이 떨어져 대량 생산에 부적합하다는 단점이 있다.
However, the conventional hydrostatic forming method as described above requires a separate facility for imposing a fluid pressure, as shown in FIG. 2, and is disadvantageous in that it is inferior in productivity to a drawing method and is not suitable for mass production .
아울러, 종래의 정수압 성형 방법은, 유체에 압력을 부과하기 위해 밀폐(sealing) 구조가 되어야 하고, 이를 위해 비교적 큰 홀더 힘(holder force)이 작용함으로 인해 드로잉 방법과 달리 변형 영역 내에 소재의 유입이 없게 되므로, 원래의 소재에 대비하여 두께 감소가 심해진다는 단점도 있는 것이었다.
In addition, the conventional hydrostatic forming method has to be a sealing structure in order to apply pressure to the fluid, and a relatively large holder force acts on the sealing structure. Therefore, unlike the drawing method, There is a disadvantage that the thickness reduction is increased compared to the original material.
따라서 상기한 바와 같은 종래의 성형방법들의 단점을 해결하기 위해서는, 종래의 정수압 성형과 같이 균일한 가공이 가능하도록 하는 동시에, 종래의 딥 드로잉 방법과 같이 높은 생산성을 가지면서도, 변형 부위의 지나친 두께 감소 및 파단을 방지할 수 있도록 함으로써, 기존의 딥 드로잉 성형방법과 정수압 성형방법의 단점들은 버리고 장점들만을 취할 수 있는 새로운 금속 판재의 성형방법을 제공하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 장치나 방법은 제공되지 못하고 있는 실정이다.
Therefore, in order to solve the disadvantages of the conventional molding methods as described above, it is required to make uniform processing like the hydrostatic molding of the prior art possible, and to have a high productivity as in the conventional deep drawing method, It is desirable to provide a method of molding a new metal sheet material which can eliminate the disadvantages of the conventional deep draw forming method and the hydrostatic pressure forming method and can take only the advantages. However, Devices and methods have not been provided.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 금속 판재의 성형방법들의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 따라서 본 발명의 목적은, 기존의 딥 드로잉 성형방법과 정수압 성형방법의 단점들은 버리고 장점들만을 취하여, 종래의 정수압 성형과 같이 균일한 가공이 가능하도록 하는 동시에, 종래의 딥 드로잉 방법과 같이 높은 생산성을 가지면서도, 변형 부위의 지나친 두께 감소 및 파단을 방지할 수 있도록 함으로써, 균일한 두께로 금속 판재의 대량생산이 가능한 새로운 금속 판재의 복합 성형방법을 제공하고자 하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the disadvantages of the conventional deep drawing forming method and the hydrostatic press forming method by taking advantage of the conventional methods, It is possible to perform uniform processing such as hydrostatic pressure forming and to prevent excessive thickness reduction and breakage of deformed portions while achieving high productivity as in the conventional deep drawing method, And to provide a composite molding method of a new metal plate material capable of achieving the above objects.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 딥 드로잉(deep drawing) 성형방법과 정수압 성형방법의 장점들만을 취하여 균일한 두께로 금속 판재의 대량 성형이 가능하도록 구성되는 금속 판재의 복합 성형방법에 있어서, 다이(die)에 판재를 위치시키고 홀더(holder)로 고정하는 고정단계; 딥 드로잉에 의해 펀치로 펀칭을 행하여 상기 금속 판재를 성형하고, 이때, 곡선 부분이나 각진 부분은 제품의 실제 형상보다 완만한 형태로 상기 금속 판재를 성형하는 1차 성형단계; 및 상기 1차 성형단계에서 성형된 상기 금속 판재의 상기 제품의 실제 형상보다 완만한 형태로 형성된 상기 곡선 부분이나 상기 각진 부분에 정수압 성형에 의해 유체를 통하여 압력을 가함으로써 상기 제품의 실제 치수에 맞도록 상기 금속 판재를 성형하는 2차 성형단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 금속 판재의 복합 성형방법이 제공된다.
In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, there is provided a method of manufacturing a metal sheet material, which is formed by taking advantage of a deep drawing forming method and an hydrostatic pressing forming method, A molding method comprising: a fixing step of positioning a plate material on a die and fixing the plate material with a holder; Punching the metal plate by punching by deep drawing to form the metal plate, wherein the curved portion or the angled portion is formed in a gentle shape than the actual shape of the product; And applying pressure through the fluid by hydrostatic pressure to the curved portion or the angled portion formed in a shape that is gentler than the actual shape of the product of the metal plate material formed in the primary forming step to fit the actual dimensions of the product And a second molding step of molding the metal plate so as to form a metal plate.
여기서, 상기 1차 성형단계는, 상기 펀치의 모서리 부분을 둥글게 형성하여 펀칭을 행함으로써, 상기 펀치의 모서리 부분과 접하게 되는 상기 금속 판재의 곡선 부분이나 각진 부분을 상기 제품의 실제 치수보다 완만하게 성형함으로써, 성형공정 중 파단 발생을 방지하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
Here, the primary forming step may be a step of punching the edge of the punch by rounding the edge of the punch so that the curved portion or the angled portion of the metal plate, which is in contact with the edge portion of the punch, Thereby preventing the occurrence of breakage during the molding process.
또한, 상기 1차 성형단계는, 상기 펀치에 의한 펀칭 과정에서 소재의 유입이 발생하도록 구성됨으로써, 성형 후의 제품의 두께 감소를 방지할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
In addition, the primary molding step may be configured so as to cause the material to flow in the punching process by the punch, thereby preventing the thickness of the molded product from being reduced.
아울러, 상기 방법은, 상기 펀치의 모서리 부위를 관통하도록 유체주입구를 형성하는 단계를 더 포함하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
In addition, the method may further include forming a fluid injection port so as to pass through a corner portion of the punch.
더욱이, 상기 2차 성형단계는, 상기 유체주입구를 통해 유체를 주입하는 것에 의해 상기 금속 판재의 상기 제품의 실제 형상보다 완만한 형태로 형성된 상기 곡선 부분이나 상기 각진 부분에 상기 유체에 의한 압력을 부과하여 제품의 실제 치수에 맞도록 상기 금속 판재를 성형함으로써, 균일한 두께로 상기 금속 판재를 성형할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
Further, in the secondary molding step, the fluid is injected through the fluid injection port to apply pressure by the fluid to the curved portion or the angled portion formed in a shape that is gentler than the actual shape of the product of the metal plate And the metal plate is formed so as to conform to the actual dimensions of the product, so that the metal plate can be formed with a uniform thickness.
또한, 상기 방법은, 상기 1차 성형단계와 상기 2차 성형단계가 연속적으로 수행되도록 구성됨으로써, 공정의 간소화 및 공정시간 단축이 가능하여 상기 실제 제품의 품질과 생산성을 동시에 높일 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
In addition, since the primary molding step and the secondary molding step are continuously performed, the process can be simplified and the process time can be shortened, so that the quality and the productivity of the actual product can be increased at the same time .
아울러, 상기 방법은, 상온에서 수행되거나, 또는, 별도의 가열수단을 구비하여 고온에서 수행되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the method is characterized in that it is carried out at room temperature, or is carried out at a high temperature with a separate heating means.
더욱이, 본 발명에 따르면, 상기에 기재된 금속 판재의 복합 성형방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 금속 판재의 성형물이 제공된다.
Further, according to the present invention, there is provided a molded article of a metal plate, which is produced by the above-described method for composite molding of a metal plate material.
또한, 본 발명에 따르면, 균일한 두께로 금속 판재의 대량 성형이 가능하도록 하기 위하여 상기에 기재된 금속 판재의 복합 성형방법을 실행하도록 구성되는 금속 판재의 복합 성형장치에 있어서, 상기 금속 판재를 위치시키기 위한 다이(die); 상기 다이에 상기 금속 판재를 고정하기 위한 홀더(holder); 상기 금속 판재를 1차 성형하기 위한 펀치(punch); 및 상기 펀치에 의해 1차 성형된 상기 금속 판재를 유체의 압력에 의해 2차 성형하기 위한 유체공급수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 금속 판재의 복합 성형장치가 제공된다.
In addition, according to the present invention, there is provided a composite molding apparatus for a metal plate material configured to perform the above-described composite molding method of a metal plate so as to be capable of mass-forming a metal plate with a uniform thickness, A die; A holder for fixing the metal plate to the die; A punch for primarily shaping the metal plate; And a fluid supply means for secondary-forming the metal plate primary-molded by the punch by pressure of the fluid.
여기서, 상기 펀치는, 모서리 부분을 둥글게 형성하여 상기 펀치의 모서리 부분과 접하게 되는 상기 금속 판재의 곡선 부분이나 각진 부분을 제품의 실제 형상보다 완만한 형태로 성형함으로써, 성형공정 중 파단 발생을 방지하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
Here, the punch is formed by rounding the corner portion and shaping the curved portion or the angled portion of the metal plate, which is in contact with the edge portion of the punch, into a shape that is gentler than the actual shape of the product, .
아울러, 상기 장치는, 상기 펀치에 의한 펀칭 과정에서 소재의 유입이 발생하도록 구성됨으로써, 성형 후의 제품의 두께 감소를 방지할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
In addition, the apparatus is configured to prevent the reduction of the thickness of the molded product by forming the inflow of the material during the punching process by the punch.
더욱이, 상기 펀치는, 상기 펀치의 모서리 부위를 관통하도록 형성된 유체주입구를 포함하여 구성되고, 상기 유체공급수단은, 상기 유체주입구를 통해 유체를 주입하는 것에 의해 상기 금속 판재의 상기 제품의 실제 형상보다 완만한 형태로 성형된 부분에 상기 유체에 의한 압력을 부과하여 상기 제품의 실제 치수에 맞도록 상기 금속 판재를 성형함으로써, 균일한 두께로 상기 금속 판재를 성형할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
Further, the punch may include a fluid inlet formed to penetrate a corner portion of the punch, and the fluid supply means may inject fluid through the fluid inlet so that the fluid is injected into the punch, And the metal sheet material is formed to have a uniform thickness by applying the pressure of the fluid to a portion formed in a gentle shape to form the metal sheet material according to the actual dimensions of the product.
또한, 상기 장치는, 고온에서 성형 작업이 이루어지도록 하기 위한 가열수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
The apparatus further includes a heating means for performing a molding operation at a high temperature.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 기존의 드로잉 성형 및 정수압 성형의 장점만을 취하고 단점을 극복할 수 있는 새로운 금속 판재의 복합 성형방법을 제공할 수 있다.
Industrial Applicability As described above, according to the present invention, it is possible to provide a new method of composite molding of a metal plate, which can take advantage of existing draw forming and hydrostatic forming and overcome the disadvantages.
즉, 본 발명에 따르면, 1차 성형시 드로잉 성형을 통해 날카로운 코너를 제외한 대부분의 형상이 성형되므로, 변형영역 내로 소재유입이 가능하여 정수압 성형의 단점이었던 소재 유입이 없음으로 인한 초기 소재 대비 두께 감소를 개선할 수 있는 금속 판재의 복합 성형방법을 제공할 수 있다.
In other words, according to the present invention, since most of the shapes except for the sharp corners are formed through the drawing molding during the primary molding, the material can be introduced into the deformation region, thereby reducing the thickness of the initial material Can be improved.
또한, 본 발명에 따르면, 1차 성형시 변형 부위의 곡선 부분이나 각진 부분 등을 제품의 실제 형상보다 완만하게 성형함으로써, 드로잉 성형공정의 단점이었던 날카로운 코너를 피하고 파단을 방지할 수 있는 금속 판재의 복합 성형방법을 제공할 수 있다.
Further, according to the present invention, by forming the curved portion or the angled portion of the deformed portion in the primary forming more smoothly than the actual shape of the product, it is possible to prevent the sharp corner, which is a disadvantage of the drawing forming process, A composite molding method can be provided.
아울러, 본 발명에 따르면, 날카로운 코너부의 경우는 2차 성형과정에서 정수압 성형으로 균일한 압력을 부과하여 성형하므로, 종래의 딥 드로잉 방법의 단점이었던 금형에 의한 찍힘 및 국부적인 변형을 방지하여 양호한 제품을 생산 가능한 금속 판재의 복합 성형방법을 제공할 수 있다.
In addition, according to the present invention, since sharp corner portions are formed by applying a uniform pressure by hydrostatic molding in the secondary molding process, it is possible to prevent the stamping by the mold and the local deformation which are disadvantages of the conventional deep drawing method, Can be produced.
더욱이, 본 발명에 따르면, 딥 드로잉 성형공정과 정수압 성형공정의 두 가지 성형 공정이 연속 공정에 의해 이루어질 수 있으므로, 별도의 추가 공정이 필요 없어 단시간에 대량생산이 가능한 금속 판재의 복합 성형방법을 제공할 수 있다.
Further, according to the present invention, since the two forming processes of the deep drawing forming process and the hydrostatic pressing forming process can be performed by a continuous process, a composite forming method of a metal plate material capable of mass production in a short time is provided can do.
도 1은 종래의 딥 드로잉을 이용한 성형방법의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 정수압 성형방법의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 금속 판재의 복합 성형방법의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
도 4는 도 3에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 금속 판재의 복합 성형방법의 구체적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 금속 판재의 복합 성형방법의 구체적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 3에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 금속 판재의 복합 성형방법의 구체적인 구성을 나타내는 도면이다. BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a view schematically showing the overall configuration of a conventional molding method using deep drawing. FIG.
2 is a view schematically showing the overall configuration of a conventional hydrostatic pressing method.
3 is a flow chart schematically showing the overall configuration of a method of composite forming a metal plate according to the present invention.
FIG. 4 is a view showing a concrete configuration of a composite molding method of a metal plate according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 3;
FIG. 5 is a view showing a specific configuration of a composite molding method of a metal plate according to an embodiment of the present invention shown in FIG.
FIG. 6 is a view showing a concrete configuration of a composite molding method of a metal plate according to an embodiment of the present invention shown in FIG.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 금속 판재의 복합 성형방법의 구체적인 실시예에 대하여 설명한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a description will be made of a concrete embodiment of a method of composite forming a metal plate according to the present invention.
여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예일 뿐이며, 본 발명은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니라는 사실에 유념해야 한다.
Hereinafter, it is to be noted that the following description is only an embodiment for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to the contents of the embodiments described below.
즉, 본 발명은, 후술하는 바와 같이, 기존의 딥 드로잉 성형방법과 정수압 성형방법의 단점들은 버리고 장점들만을 취함으로써, 균일한 두께로 금속 판재의 대량생산이 가능하도록 하는 새로운 금속 판재의 복합 성형방법에 관한 것이다.
That is, according to the present invention, as described later, the composite molding of a new metal sheet material, which allows mass production of metal sheet materials with uniform thickness, by omitting the disadvantages of the conventional deep draw forming method and hydrostatic pressure forming method, ≪ / RTI >
이를 위해, 본 발명에 따르면, 종래의 정수압 성형과 같이 균일한 가공이 가능하도록 하는 동시에, 종래의 딥 드로잉 방법과 같이 높은 생산성을 가지면서도 변형 부위의 지나친 두께 감소 및 파단을 방지할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 금속 판재의 복합 성형방법이 제공된다.
To this end, according to the present invention, it is possible to perform uniform processing as in hydrostatic pressure forming in the prior art, and to provide a structure that is capable of achieving high productivity as in the conventional deep drawing method, A composite molding method of a metal plate material is provided.
계속해서, 첨부된 도면을 참조하여, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 금속 판재의 복합 성형방법의 구체적인 내용에 대하여 설명한다.
Next, with reference to the accompanying drawings, a concrete description of a method of composite forming a metal plate according to an embodiment of the present invention as described above will be described.
먼저, 도 3을 참조하면, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 금속 판재의 복합 성형방법의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 플로차트이다.
Referring to FIG. 3, FIG. 3 is a flowchart schematically showing the overall configuration of a method of composite forming a metal plate according to an embodiment of the present invention.
도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 금속 판재의 복합 성형방법은, 먼저, 다이(die)에 판재를 위치시키고 홀더(holder)로 고정한 후(단계 S31), 딥 드로잉에 의해 펀칭을 행하여 금속 판재를 1차 성형하며, 이때, 펀치의 모서리 부분과 접하게 되는 금속 판재의 곡선 부분이나 각진 부분과 같은 날카로운 코너 부분은 제품의 실제 형상보다 완만하게 성형하고(단계 S32), 상기 1차 성형 후 정수압 성형에 의해 유체를 통하여 압력을 가함으로써 상기 단계에서 제품의 실제 형상보다 완만하게 성형된 부분을 실제 치수에 맞게 2차 성형하도록(단계 S33) 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.
As shown in FIG. 3, in the method of composite forming a metal plate according to an embodiment of the present invention, a plate material is first placed on a die and fixed with a holder (step S31), and then punching The sharp corner portion such as a curved portion or an angled portion of the metal plate which is in contact with the edge portion of the punch is formed to be gentler than the actual shape of the product (Step S32), and the primary (Step S33). In this step, the molded part is molded so as to have a shape that is gentler than the actual shape of the product in accordance with the actual dimensions, by applying pressure through the fluid by hydrostatic pressing after molding.
더 상세하게는, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 도 4 내지 도 6은 도 3에 나타낸 본 발명의 실시예에 따른 금속 판재의 복합 성형방법의 구체적인 구성을 나타내는 도면이다.
More specifically, referring to FIGS. 4 to 6, FIGS. 4 to 6 are views showing a concrete configuration of a composite molding method of a metal plate according to an embodiment of the present invention shown in FIG.
즉, 도 4에 나타낸 바와 같이, 먼저, 다이(41)와 홀더(42) 사이에 금속 판재(43)를 끼우고, 다음으로, 도 5에 나타낸 바와 같이, 딥 드로잉 방법에 의해 펀칭을 행하여 1차 성형을 행하며, 여기서, 상기한 바와 같이, 1차 성형시에는, 날카로운 코너와 같은 각진 부분이나 곡선 부분을 원래 제조해야할 제품의 형상보다 완만하게 성형한다.
4, first, a
더 상세하게는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 펀치(44)와 다이(41)의 각 모서리와 접하게 되는 금속 판재(43)의 곡선 부분이나 각진 부분(즉, Punch R 및 Die R) 등을 원래 형상보다 완만한 형태로 성형하여 여유를 가지도록 한다.
More specifically, as shown in Fig. 5, the curved portion or angled portions (i.e., Punch R and Die R) of the
즉, 도 5에 나타낸 바와 같이, 펀치(44)의 모서리 부분을 기존의 드로잉 공정에서 사용되던 것보다 더욱 완만한 형태로 둥글게 형성하고, 이와 같이 형성된 펀치로 펀칭을 행함으로써, 금속 판재(43)의 각진 부분이나 곡선 부분을 실제 제품보다 완만한 형태로 성형할 수 있다.
5, the edge of the
따라서 상기한 바와 같이, 1차 성형시 금속 판재(43)의 곡선 부분이나 각진 부분 등을(즉, Punch R 및 Die R) 실제 제품 형상보다 완만하게 성형함으로써, 종래의 드로잉 성형의 단점이었던 성형공정 중 파단 발생을 방지할 수 있다.
Therefore, as described above, by forming the curved portion or angled portion of the
또한, 도 5에 나타낸 바와 같이, 펀칭 과정에서 소재의 유입이 발생하므로, 종래의 정수압 성형방법의 단점이었던 성형과정 중 소재 유입이 없어 제품의 두께 감소가 심해지는 단점도 해소할 수 있다.
Further, as shown in Fig. 5, since the material flows in the punching process, the drawback that the thickness of the product is reduced due to no material flow during the molding process, which is a disadvantage of the conventional hydrostatic forming method, can be solved.
다음으로, 상기한 바와 같이 하여 원래 형상보다 완만한 형태로 1차 성형 후, 도 6에 나타낸 바와 같이, 정수압 성형방법에 의해 곡선 부분이나 각진 부분과 같이 날카로운 코너가 요구되는 부분(Punch R 및 Die R)에 유체의 압력을 가하여 실제 치수에 맞도록 2차 성형을 행한다.
Next, as shown in Fig. 6, after the primary molding in a shape that is gentler than the original shape as described above, a portion (Punch R and Die) which requires sharp corners such as a curved portion or an angled portion, R) is subjected to secondary molding so as to match the actual dimensions.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 금속 판재의 복합 성형방법은, 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기한 2차 성형시에 펀치(44)의 모서리 부위를 관통하도록 유체주입구(45)를 형성하고, 이러한 유체주입구(45)를 통하여 유체를 주입하도록 구성된다.
6, the
아울러, 상기한 바와 같은 각각의 단계들은, 상온하에서 수행될 수 있고, 또는, 도시하지는 않았으나, 별도의 가열수단을 구비하여 고온 조건 하에서 상기한 각 단계가 수행되도록 구성될 수도 있다.
In addition, each of the above-described steps may be performed at room temperature, or may be configured to perform each of the steps described above under a high-temperature condition with a separate heating means although not shown.
따라서 상기한 바와 같은 구성에 따르면, 별도의 추가적인 공정이 필요 없이 펀칭에 의한 드로잉 성형공정과 유체의 압력에 의한 정수압 성형공정이 연속적으로 수행될 수 있으므로 그만큼 공정이 간단해지는 동시에 공정시간을 단축할 수 있으며, 그것에 의해 제품의 품질과 생산성을 동시에 높일 수 있다.
Therefore, according to the above-described structure, since the drawing forming process by punching and the hydrostatic forming process by the fluid pressure can be continuously performed without requiring any additional process, the process can be simplified and the process time can be shortened Thereby improving the quality and productivity of the product at the same time.
상기한 바와 같이 하여 본 발명에 따른 금속 판재의 복합 성형방법을 구현할 수 있으며, 그것에 의해, 기존의 드로잉 성형 및 정수압 성형의 장점만을 취하고 단점을 극복할 수 있는 금속 판재의 복합 성형방법을 제공할 수 있다.
As described above, it is possible to provide a composite molding method of a metal plate according to the present invention, thereby providing a composite molding method of a metal plate, which can take advantage of existing draw forming and hydrostatic pressing and overcome the disadvantages have.
즉, 본 발명에 따르면, 1차 성형시 드로잉 성형을 통해 곡선 부분이나 각진 부분과 같이 날카로운 코너를 제외한 대부분의 형상이 성형되므로, 변형영역 내로 소재유입이 가능하여 정수압 성형의 단점이었던 소재 유입이 없음으로 인한 초기 소재 대비 두께 감소를 개선할 수 있다.
In other words, according to the present invention, since most shapes except for the sharp corners such as the curved portion and the angled portion are formed through the drawing-forming in the primary forming, the material can flow into the deformation region, It is possible to improve the thickness reduction compared to the initial material.
또한, 본 발명에 따르면, 상기한 바와 같이 1차 성형시 변형 부위 중 곡선 부분이나 각진 부분과 같이 날카로운 코너 부분을 실제 형상보다 완만하게 성형함으로써, 드로잉 성형공정의 단점이었던 날카로운 코너를 피하고 파단을 방지할 수 있다.
Further, according to the present invention, as described above, sharp corner portions such as a curved portion or an angled portion of the deformed portion during the primary molding are formed more gently than the actual shape, thereby avoiding sharp corners which are disadvantages of the drawing forming process and preventing breakage can do.
아울러, 본 발명에 따르면, 1차 성형단계에서 실제 형상보다 완만하게 성형된 곡선 부분이나 각진 부분과 같이 날카로운 코너 부분을 2차 성형과정에서 정수압 성형으로 균일한 압력을 부과하여 성형하므로, 종래의 딥 드로잉 방법의 단점이었던 금형에 의한 찍힘 및 국부적인 변형을 방지하여 양호한 제품을 생산 가능하다.
In addition, according to the present invention, the curved portion or the sharp corner portion, which is formed more gently than the actual shape in the primary molding step, is formed by applying a uniform pressure by hydrostatic molding in the secondary molding process, It is possible to produce a good product by preventing the drawing by the mold and the local deformation which is a disadvantage of the drawing method.
더욱이, 본 발명에 따르면, 딥 드로잉 성형공정과 정수압 성형공정의 두 가지 성형 공정이 연속 공정에 의해 이루어질 수 있으므로, 별도의 추가 공정이 필요 없어 단시간에 대량생산이 가능하게 된다.
Further, according to the present invention, since the two molding processes of the deep drawing forming process and the hydrostatic pressing forming process can be performed by a continuous process, a separate process is not required, and mass production is possible in a short time.
이상, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시예를 통하여 본 발명에 따른 금속 판재의 복합 성형방법의 상세한 내용에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니며, 따라서 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It will be understood by those skilled in the art that various changes, substitutions, and alterations can be made herein without departing from the scope of the present invention as set forth in the following claims.
41. 다이 42. 홀더
43. 금속 판재 44. 펀치
45. 유체주입구 41.
43.
45. Fluid inlet
Claims (13)
다이(die)에 판재를 위치시키고 홀더(holder)로 고정하는 고정단계;
딥 드로잉에 의해 펀치로 펀칭을 행하여 상기 금속 판재를 성형하고, 이때, 곡선 부분이나 각진 부분은 제품의 실제 형상보다 완만한 형태로 상기 금속 판재를 성형하는 1차 성형단계; 및
상기 1차 성형단계에서 성형된 상기 금속 판재의 상기 제품의 실제 형상보다 완만한 형태로 형성된 상기 곡선 부분이나 상기 각진 부분에 정수압 성형에 의해 유체를 통하여 압력을 가함으로써 상기 제품의 실제 치수에 맞도록 상기 금속 판재를 성형하는 2차 성형단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 금속 판재의 복합 성형방법.
1. A method of forming a metal sheet material, which is configured to allow a large amount of metal sheet material to be formed with uniform thickness by taking advantage of the deep drawing forming method and the hydrostatic pressing forming method,
A fixing step of placing a plate material on a die and fixing the plate material with a holder;
Punching the metal plate by punching by deep drawing to form the metal plate, wherein the curved portion or the angled portion is formed in a gentle shape than the actual shape of the product; And
The pressure is applied to the curved portion or the angled portion, which is formed in a gentler shape than the actual shape of the product of the metal sheet material formed in the primary forming step, by hydrostatic pressure, to meet the actual dimensions of the product And a secondary molding step of molding the metal plate.
상기 1차 성형단계는, 상기 펀치의 모서리 부분을 둥글게 형성하여 펀칭을 행함으로써, 상기 펀치의 모서리 부분과 접하게 되는 상기 금속 판재의 곡선 부분이나 각진 부분을 상기 제품의 실제 치수보다 완만하게 성형함으로써, 성형공정 중 파단 발생을 방지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 금속 판재의 복합 성형방법.
The method according to claim 1,
The primary shaping step forms the curved portion or the angled portion of the metal plate which is in contact with the edge portion of the punch to be gentler than the actual dimensions of the product by punching the corner portion of the punch, Wherein the metal plate is configured to prevent the occurrence of fracture during the forming process.
상기 1차 성형단계는, 상기 펀치에 의한 펀칭 과정에서 소재의 유입이 발생하도록 구성됨으로써, 성형 후의 제품의 두께 감소를 방지할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 금속 판재의 복합 성형방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the primary shaping step is configured to cause a material to flow in a punching process by the punch to thereby prevent a thickness reduction of the formed product.
상기 방법은, 상기 펀치의 모서리 부위를 관통하도록 유체주입구를 형성하는 단계를 더 포함하도록 구성된 것을 특징으로 하는 금속 판재의 복합 성형방법.
The method of claim 3,
Wherein the method further comprises the step of forming a fluid injection port so as to pass through a corner portion of the punch.
상기 2차 성형단계는, 상기 유체주입구를 통해 유체를 주입하는 것에 의해 상기 금속 판재의 상기 제품의 실제 형상보다 완만한 형태로 형성된 상기 곡선 부분이나 상기 각진 부분에 상기 유체에 의한 압력을 부과하여 제품의 실제 치수에 맞도록 상기 금속 판재를 성형함으로써, 균일한 두께로 상기 금속 판재를 성형할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 금속 판재의 복합 성형방법.
5. The method of claim 4,
The secondary molding step may include injecting a fluid through the fluid injection port to apply a pressure of the fluid to the curved portion or the angled portion formed in a shape that is gentler than the actual shape of the product of the metal plate, Wherein the metal sheet material is formed so as to conform to the actual dimensions of the metal sheet material so that the metal sheet material can be formed with a uniform thickness.
상기 방법은, 상기 1차 성형단계와 상기 2차 성형단계가 연속적으로 수행되도록 구성됨으로써, 공정의 간소화 및 공정시간 단축이 가능하여 상기 실제 제품의 품질과 생산성을 동시에 높일 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 금속 판재의 복합 성형방법.
6. The method of claim 5,
The method is configured such that the primary molding step and the secondary molding step are continuously performed to simplify the process and shorten the process time so that the quality and productivity of the actual product can be increased at the same time METHOD OF COMPOSITE FORMING METAL SHEET.
상기 방법은, 상온에서 수행되거나, 또는, 별도의 가열수단을 구비하여 고온에서 수행되는 것을 특징으로 하는 금속 판재의 복합 성형방법.
The method according to claim 6,
Wherein the method is carried out at room temperature or is carried out at a high temperature with a separate heating means.
A molded product of a metal plate, which is produced by the composite molding method for a metal plate according to any one of claims 1 to 7.
상기 금속 판재를 위치시키기 위한 다이(die);
상기 다이에 상기 금속 판재를 고정하기 위한 홀더(holder);
상기 금속 판재를 1차 성형하기 위한 펀치(punch); 및
상기 펀치에 의해 1차 성형된 상기 금속 판재를 유체의 압력에 의해 2차 성형하기 위한 유체공급수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 금속 판재의 복합 성형장치.
A composite molding apparatus for a metal plate material configured to carry out a composite molding method of a metal plate according to any one of claims 1 to 7 in order to enable mass molding of a metal plate with a uniform thickness,
A die for positioning the metal plate;
A holder for fixing the metal plate to the die;
A punch for primarily shaping the metal plate; And
And a fluid supply means for secondary-forming the metal plate primary-molded by the punch with a fluid pressure.
상기 펀치는, 모서리 부분을 둥글게 형성하여 상기 펀치의 모서리 부분과 접하게 되는 상기 금속 판재의 곡선 부분이나 각진 부분을 제품의 실제 형상보다 완만한 형태로 성형함으로써, 성형공정 중 파단 발생을 방지하도록 구성된 것을 특징으로 하는 금속 판재의 복합 성형장치.
10. The method of claim 9,
The punch is configured to prevent the occurrence of fracture during the molding process by forming rounded corner portions and shaping curved or angled portions of the metal plate material that are in contact with the corner portions of the punches to be more gentle than the actual shape of the product A composite molding device for a metal plate material characterized by:
상기 장치는,
상기 펀치에 의한 펀칭 과정에서 소재의 유입이 발생하도록 구성됨으로써, 성형 후의 제품의 두께 감소를 방지할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 금속 판재의 복합 성형장치.
11. The method of claim 10,
The apparatus comprises:
Wherein a material is introduced during punching by the punch so as to prevent a reduction in the thickness of the molded product.
상기 펀치는, 상기 펀치의 모서리 부위를 관통하도록 형성된 유체주입구를 포함하여 구성되고,
상기 유체공급수단은, 상기 유체주입구를 통해 유체를 주입하는 것에 의해 상기 금속 판재의 상기 제품의 실제 형상보다 완만한 형태로 성형된 부분에 상기 유체에 의한 압력을 부과하여 상기 제품의 실제 치수에 맞도록 상기 금속 판재를 성형함으로써, 균일한 두께로 상기 금속 판재를 성형할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 금속 판재의 복합 성형장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the punch includes a fluid inlet formed to penetrate a corner portion of the punch,
Wherein the fluid supply means applies pressure by the fluid to a portion molded in a gentle shape than the actual shape of the product of the metal plate by injecting fluid through the fluid inlet so as to match the actual dimensions of the product Wherein the metal sheet material is formed to have a uniform thickness by molding the metal sheet material.
상기 장치는, 고온에서 성형 작업이 이루어지도록 하기 위한 가열수단을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 금속 판재의 복합 성형장치.
13. The method of claim 12,
Wherein the apparatus further comprises a heating means for causing a molding operation to be performed at a high temperature.
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