KR20140118337A - Electric added molding apparatus and forming method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 통전 성형 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 성형 대상 소재인 금속성 블랭크를 가압하여 원하는 제품의 형상으로 성형하되, 성형과정에서 전기를 공급하여 제품의 성형성을 향상시킬 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
도 1은 본 발명에 의해 성형될 수 있는 종래부터의 성형 제품(500)의 형상을 예시한 것으로서, 차체의 필러를 구성하는 부품 등과 같이 경량이면서도 강한 강성을 가질 필요가 있는 제품이다.
FIG. 1 illustrates a shape of a conventional molded
최근 상기한 바와 같이 무게는 상대적으로 적게 나가면서도 보다 강한 강성을 가진 제품을 성형하기 위해 보다 고강도의 블랭크를 사용하여 제품을 성형하는 경향이 증가하고 있으며, 특히 핫스탬핑 등에 의해 생산된 블랭크 등을 사용하여 상대적으로 중량이 적게 나가면서도 보다 강한 강성을 확보할 수 있는 제품의 성형이 시도되고 있다.
As described above, there is an increasing tendency to form a product using a blank having a higher strength in order to form a product having a relatively high rigidity while having a relatively small weight, and in particular, a blank produced by hot stamping or the like is used So that molding of a product capable of securing a stronger rigidity while attaining a relatively small weight is attempted.
그런데, 상기한 바와 같이 고강도의 블랭크를 가압하여 성형하는 경우에는 도 1에 A로 표시된 부분과 같이 상대적으로 큰 연신율을 확보하지 않으면 성형이 완료된 제품에 크랙이 발생하게 되는 경우가 많다는 문제가 있다.
However, in the case of molding a blank having a high strength as described above, there is a problem that a molded product is often cracked unless a relatively large elongation is secured as indicated by A in FIG.
상기의 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.It will be appreciated that those skilled in the art will appreciate that the described embodiments are provided merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention, It will not.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 전도체인 블랭크를 가압하여 성형함에 있어서, 성형 과정 중에 블랭크에 전기를 공급하여 블랭크의 성형성을 향상시킴으로써, 성형이 완료된 제품의 품질을 향상 및 안정화시킬 수 있도록 한 통전 성형 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems as described above, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a blanket which is capable of improving the quality of a finished product by supplying electricity to the blanks during molding, The present invention provides an electrification forming apparatus and method that can improve and stabilize the electrification efficiency.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 통전 성형 장치는According to an aspect of the present invention,
가압 성형에 의해 블랭크를 제품으로 성형시키는 과정 중에 상기 블랭크 내에서 주변 부위보다 상대적으로 더 큰 변형이 발생하는 부위에 국부적으로 접촉 가능하게 서로 이격되어 금형에 고정되어 설치되는 적어도 하나 이상의 전극쌍을 포함하여 구성되고,At least one or more pairs of electrodes are provided fixedly attached to the mold so as to be locally contactable with a portion where a deformation relatively larger than a surrounding portion occurs in the blank during the process of forming the blank into a product by pressure molding Respectively,
상기 각 전극쌍을 이루는 두 전극은 상기 금형의 합형 및 이형 방향을 따라 서로 이격되어 설치되는 것The two electrodes constituting each of the electrode pairs are provided so as to be spaced apart from each other along a mold-gathering and mold-releasing direction
을 특징으로 한다.
.
또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 통전 성형 장치를 이용한 성형 방법은In order to achieve the above object, the present invention provides a molding method using an electrification molding apparatus,
상기 전극쌍에는 상기 금형의 합형이 개시됨에 의해 상기 블랭크의 변형이 시작된 후로부터 상기 전극쌍 사이에 위치한 블랭크의 부위에 크랙이 발생하기 전에 펄스상의 전기를 인가하는 펄스통전이 이루어지는 것The electrode pair is subjected to pulse energization in which pulsed electric power is applied before a crack is generated in a portion of the blank positioned between the pair of electrodes from the start of deformation of the blank due to the commencement of the molding of the mold
을 특징으로 한다..
본 발명은 전도체인 블랭크를 가압하여 성형함에 있어서, 성형 과정 중에 블랭크에 전기를 공급하여 블랭크의 성형성을 향상시킴으로써, 성형이 완료된 제품의 품질을 향상 및 안정화시킬 수 있도록 한다.The present invention improves the quality of a finished product by improving the formability of the blank by supplying electricity to the blank during the molding process by pressing the blank which is a conductor.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 것으로서 블랭크를 성형하여 완성한 제품의 일 예를 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 통전 성형 장치를 도시한 것으로서 도 1의 제품을 성형하는 예를 단면도로 설명한 도면,
도 3은 도 2의 통전 성형 장치의 다른 실시예를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 통전 성형 장치의 전기 공급 회로를 설명한 도면이다.FIG. 1 is a view showing an example of a product to which the present invention can be applied,
FIG. 2 is a view showing a section of an example of molding the product of FIG. 1, showing the electrification-molding apparatus according to the present invention,
Fig. 3 is a view showing another embodiment of the electrification-molding apparatus of Fig. 2,
4 is a view for explaining an electric supply circuit of the electrification-molding apparatus according to the present invention.
도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명 통전 성형 장치의 실시예들은, 가압 성형에 의해 블랭크(B)를 제품으로 성형시키는 과정 중에 상기 블랭크(B) 내에서 주변 부위보다 상대적으로 더 큰 변형이 발생하는 부위에 국부적으로 접촉 가능하게 서로 이격되어 금형에 고정되어 설치되는 적어도 하나 이상의 전극쌍(1)을 포함하여 구성되고, 상기 각 전극쌍(1)을 이루는 두 전극(1-1,1-2)은 상기 금형의 합형 및 이형 방향을 따라 서로 이격되어 설치되는 구성이다.
Referring to Figures 2 and 3, embodiments of the present invention are characterized in that during the process of forming the blank (B) into a product by press forming, a relatively larger deformation in the blank (B) And at least one pair of electrodes (1) fixed to the metal mold so as to be locally contactable with a region where the electrode pairs (1) are formed, wherein two electrodes (1-1, 2 are spaced apart from each other along the mold and mold releasing directions.
즉, 평판 상태의 금속성 소재로 이루어진 블랭크(B)를 성형에 의해 도 1에 도시된 바와 같은 제품으로 변형시킴에 있어서, 제품의 구조상 상기한 바와 같은 성형 과정에서 상대적으로 주변 부위보다 더 큰 변형이 필요한 블랭크(B)의 일부분에 상기한 바와 같이 전극쌍(1)을 설치하여, 금형의 합형에 의해 제품이 성형되는 동안 전기를 상기 블랭크(B)로 통전시킴에 의해, 상기 블랭크(B)의 일부분에 국부적인 연신율 향상으로, 블랭크(B)의 성형성 및 성형 작업성을 향상시키고, 궁극적으로 성형이 완료된 제품에 크랙이 발생하지 않도록 하여 성형이 완료된 제품의 품질을 향상 및 안정화시킬 수 있도록 한 것이다.
That is, in deforming the blank B made of a metallic material in a flat state into a product as shown in Fig. 1 by molding, a deformation larger than the peripheral portion in the molding process as described above in the structure of the product By providing the
참고로, 상기 합형 및 이형 방향은 도 2와 도 3에서 상하 방향을 말하는 것으로서, 금형이 성형 공정을 위해 서로 합쳐지는 합형과 제품 취출 및 블랭크(B) 공급을 위한 이형을 반복하는 직선 방향을 의미한다. 또한, 도 1에서 A로 표시된 부위 내에 띠의 형상을 가진 부분은 상기한 바와 같은 전극쌍의 각 전극들이 접촉하게 되는 부위를 표현한 것이다.
2 and 3, the molds are in a straight line direction in which molds are joined together for the molding process and mold release for product take-out and blank (B) supply is repeated do. The portion having the shape of a band in the region indicated by A in Fig. 1 represents a portion where the electrodes of the electrode pair come into contact with each other.
상기한 바와 같이 본 발명에서 상기 전극(1-1,1-2)은 금형에 전체적으로 설치하는 것이 아니라, 국부적으로 제품의 형상에 따라 급격한 변형이 수반되므로 상대적으로 큰 연신율이 필요한 부위에만 상기 전극쌍(1)들을 적어도 하나 이상 복수개 설치하도록 함으로써, 한 제품에서 필요로 하는 다수의 부위에 전극쌍(1)을 설치하여, 전체 구간에 전극(1-1,1-2)을 설치한 경우에 비하여 금형의 제작도 용이하고 내구성 확보에도 유리하며, 특히 사용되는 전기의 양이 축소되어 전원장치의 저 용량화를 꾀할 수 있어서, 제품의 생산단가 저감에 도움이 될 수 있다.
As described above, in the present invention, the electrodes 1-1 and 1-2 are not entirely provided in a metal mold but are locally deformed according to the shape of a product, so that only the electrode pair It is possible to provide at least one or more than one
본 실시예에서, 상기 금형은 하측의 다이(3)와, 상측의 펀치(5) 및 상기 펀치(5)와 함께 상기 다이(3)를 향해 이동하면서 상기 펀치(5) 주변에서 상기 블랭크(B)를 상기 다이(3)와의 사이에 고정하는 패드(7)로 이루어지고, 상기 각 전극쌍(1)을 이루는 두 전극(1-1,1-2)은 상기 펀치(5)와 패드(7)에 각각 설치되는 구조이다.
In this embodiment, the mold is moved toward the
즉, 본 발명에서는 상기 한 전극쌍(1)을 이루는 두 전극(1-1,1-2)을 각각 펀치(5)와 패드(7)에 설치함으로써, 두 전극(1-1,1-2) 사이의 절연이 구조적으로 용이하게 확보되도록 하였으며, 이와 같은 전극 배치 구조는 특히 제품의 성형시 블랭크(B)가 늘어나는 방향의 양쪽 단부에 상기 두 전극(1-1,1-2)이 위치하게 되는 것이므로, 전기의 통전에 의해 상기 블랭크(B)의 국부적인 연신율 향상 부위가 상기 두 전극(1-1,1-2) 사이에 순간적으로 형성되어, 성형시 보다 용이한 성형성이 확보되게 하는 것이다.
That is, in the present invention, the two electrodes 1-1 and 1-2 constituting the
한편, 상기 펀치(5)에 설치되는 전극(1-1,1-2)은 도시된 바와 같이 상기 펀치(5)의 코너부에서 코너의 일부를 이루면서 설치되어, 성형시 항상 상기 블랭크(B)와 접촉한 상태를 유지하도록 하는 것이 바람직할 것이며, 상기 패드(7)에 설치되는 전극(1-1,1-2)도 패드(7)가 상기 블랭크(B)에 접촉하는 동안은 지속적으로 상기 블랭크(B)에 접촉된 상태를 유지할 수 있는 위치 및 형상을 구비하는 것이 바람직할 것이다.
The electrodes 1-1 and 1-2 provided in the
도 3의 실시예에서는, 상기 전극쌍(1)을 이루는 각 전극(1-1,1-2)은 내부에 냉각유체가 유동하도록 형성된 냉각채널(9)을 구비한 특징이 있다.
In the embodiment of FIG. 3, each of the electrodes 1-1 and 1-2 forming the
즉, 상기 전극(1-1,1-2)은 상기 금형이 반복적으로 블랭크(B)를 제품으로 성형함에 따라 열이 축적되어 금형 자체 또는 제품에 변형을 초래할 수 있으므로, 적절한 냉각 작용이 필요한 바, 상기한 바와 같이 전극(1-1,1-2) 자체의 내부에 냉각채널(9)을 구비하고, 냉각유체를 별도의 장치에 의해 유동시킴에 의해 상기 전극(1-1,1-2)의 효과적인 냉각을 도모하도록 하는 것이다.
That is, since the electrodes (1-1 and 1-2) repeatedly form the blank (B) into the product, heat may accumulate and cause deformation of the mold itself or the product, , The
상기 전극(1-1,1-2)의 냉각채널(9)에는 상기 냉각유체가 상기 전극(1-1,1-2)에 직접 접촉하지 못하도록 내측은 상기 냉각유체를 감싸서 통로를 형성하고 외측은 상기 전극(1-1,1-2)에 밀착된 절연체(11)가 더 구비된 구성으로 할 수 있는 바, 이는 상기 냉각유체가 전기 전도성을 갖는 경우에 다른 장치들과의 전기적 절연 문제 등을 해결할 수 있도록 한다.
The inside of the
한편, 도 4를 참조하면, 상기 각 전극쌍(1)을 이루는 두 전극(1-1,1-2) 사이에는 상기 두 전극(1-1,1-2)에 대하여 병렬로 저항(13)이 설치되는 구조이다.
4, a
이는 성형 작업시 상기 전극(1-1,1-2)들과 블랭크(B)의 접촉이 원활하지 않은 경우에 대비하여 전류의 우회회로를 제공하는 것으로서, 상기 우회회로는 상기 전극쌍(1)과 전원장치(15) 사이에 저항(13)이 병렬로 설치되어 상기 블랭크(B)와 전극의 접촉 불량 및 단선 등으로 인하여 스파크가 발생하는 것을 방지하도록 한다.
This is to provide a bypass circuit for current in case the contact between the electrodes (1-1, 1-2) and the blank (B) is not smooth during the molding operation, A
한편, 도 5는 상기한 바와 같은 통전 성형 장치를 사용하여 블랭크(B)를 제품으로 성형하는 방법의 개략적인 순서도로서, 상기 전극쌍(1)에는 상기 금형의 합형이 개시됨에 의해 상기 블랭크(B)의 변형이 시작된 후로부터 상기 전극쌍(1) 사이에 위치한 블랭크(B)의 부위에 크랙이 발생하기 전에 펄스상의 전기를 인가하는 펄스통전이 이루어지는 과정(S100)이 포함된 특징이 있다.
On the other hand, FIG. 5 is a schematic flowchart of a method of forming a blank (B) into a product by using the above-described energization forming apparatus. In the
이때, 상기 전극쌍(1)에 가해지는 펄스통전은 하나의 금형에 설치된 다수의 전극쌍(1)마다, 해당 전극쌍(1)이 위치한 블랭크(B) 부위의 성형성에 따라 통전시간을 달리함으로써, 해당 부위에 필요한 최적의 전류만을 통전시켜서 전기에너지를 저감시킴은 물론 제품의 성형성을 최적화시킬 수 있도록 하는 것이다.
At this time, pulse energization applied to the
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
1; 전극쌍
1-1,1-2; 전극
3; 다이
5; 펀치
7; 패드
9; 냉각채널
11; 절연체
13; 저항
15; 전원장치
B; 블랭크One; Electrode pair
1-1, 1-2; electrode
3; die
5; punch
7; pad
9; Cooling channel
11; Insulator
13; resistance
15; Power supply
B; Blank
Claims (8)
상기 각 전극쌍을 이루는 두 전극은 상기 금형의 합형 및 이형 방향을 따라 서로 이격되어 설치되는 것
을 특징으로 하는 통전 성형 장치.At least one or more pairs of electrodes are provided fixedly attached to the mold so as to be locally contactable with a portion where a deformation relatively larger than a surrounding portion occurs in the blank during the process of forming the blank into a product by pressure molding Respectively,
The two electrodes constituting each of the electrode pairs are provided so as to be spaced apart from each other along a mold-gathering and mold-releasing direction
And an electric conduction molding device.
상기 금형은 다이와, 펀치 및 상기 펀치와 함께 상기 다이를 향해 이동하면서 상기 펀치 주변에서 상기 블랭크를 상기 다이와의 사이에 고정하는 패드로 이루어지고;
상기 각 전극쌍을 이루는 두 전극은 상기 펀치와 패드에 각각 설치되는 것
을 특징으로 하는 통전 성형 장치.The method according to claim 1,
The die comprising a die, a punch and a pad for holding the blank between the die and the die around the punch while moving towards the die together with the punch;
And two electrodes constituting each of the electrode pairs are provided on the punch and the pad, respectively
And an electric conduction molding device.
상기 펀치에 설치되는 전극은 상기 펀치의 코너부에서 코너의 일부를 이루면서 설치되어, 성형시 항상 상기 블랭크와 접촉한 상태를 유지하도록 된 것
을 특징으로 하는 통전 성형 장치.The method of claim 2,
Wherein the electrode provided on the punch is provided while forming a part of a corner at the corner of the punch so as to maintain a state in which the punch contacts the blank at all times during molding
And an electric conduction molding device.
상기 각 전극쌍을 이루는 두 전극 사이에는 상기 두 전극에 대하여 병렬로 저항이 설치되는 것
을 특징으로 하는 통전 성형 장치.The method of claim 2,
And a resistor is provided in parallel between the two electrodes between the two electrodes forming each pair of electrodes
And an electric conduction molding device.
상기 전극쌍을 이루는 각 전극은 내부에 냉각유체가 유동하도록 형성된 냉각채널을 구비한 것
을 특징으로 하는 통전 성형 장치.The method of claim 4,
Each of the electrodes forming the electrode pair includes a cooling channel formed so that a cooling fluid flows therein
And an electric conduction molding device.
상기 전극의 냉각채널에는 상기 냉각유체가 상기 전극에 직접 접촉하지 못하도록 내측은 상기 냉각유체를 감싸서 통로를 형성하고 외측은 상기 전극에 밀착된 절연체가 더 구비된 것
을 특징으로 하는 통전 성형 장치.The method of claim 5,
The cooling channel of the electrode may include an insulator formed on the inner side so as to surround the cooling fluid so as to prevent the cooling fluid from directly contacting the electrode,
And an electric conduction molding device.
상기 전극쌍에는 상기 금형의 합형이 개시됨에 의해 상기 블랭크의 변형이 시작된 후로부터 상기 전극쌍 사이에 위치한 블랭크의 부위에 크랙이 발생하기 전에 펄스상의 전기를 인가하는 펄스통전이 이루어지는 것
을 특징으로 하는 통전 성형 장치를 이용한 성형 방법.A method of forming a blank into a product using the electrification forming apparatus of claim 1,
The electrode pair is subjected to pulse energization in which pulsed electric power is applied before a crack is generated in a portion of the blank positioned between the pair of electrodes from the start of deformation of the blank due to the commencement of the molding of the mold
And a molding step for molding the molding material.
상기 전극쌍에 가해지는 펄스통전은 하나의 금형에 설치된 다수의 전극쌍마다, 해당 전극쌍이 위치한 블랭크 부위의 성형성에 따라 통전시간을 달리하는 것
을 특징으로 하는 통전 성형 장치를 이용한 성형 방법.The method of claim 7,
The pulse energization applied to the electrode pair is different for each of a plurality of electrode pairs provided in one metal, by varying the energizing time according to the formability of the blank portion where the electrode pair is located
And a molding step for molding the molding material.
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