KR20150079024A - 프레스 성형 소재의 예열장치 - Google Patents

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Abstract

프레스 성형 소재의 예열장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레스 성형 소재의 예열장치는 프레스 장치의 일측에 설치되는 설치부; 상기 설치부 상에 설치되는 구동유닛; 및 상기 구동유닛과 슬라이드 가능하게 연결되고, 상기 프레스 장치의 상형과 하형 사이에 진입되는 히팅유닛; 을 포함하되, 상기 히팅유닛은 상기 하형 상에 투입되는 소재를 프레스 성형 전 예열하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 소재의 예열장치.

Description

프레스 성형 소재의 예열장치{APPARATUS FOR MATERIAL PREHEATING}
본 발명은 성형 소재의 예열장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마그네슘 합금판재를 온간 상태에서 성형하는 온간 성형 프레스 장치의 일측에 설치되어 프레스 성현 전 소재를 예열하는 프레스 성형 소재의 예열장치에 관한 것이다.
일반적으로 마그네슘 합금판재(Magnesium Alloy Sheet)는 알루미늄보다 금속조직의 밀도가 낮아 경량재질로서 철이나 알루미늄을 대체할 신소재로 주목받고 있다.
최근, 북중미 등에서는 차체 경량화를 목적으로 마그네슘 합금판재를 차체에도 적용하는 추세이며, 이러한 마그네슘 합금판재의 성형을 위한 다양한 프레스 성형기술이 요구되고 있다.
이러한 마그네슘 합금판재는 HCP(Hexagonal Closed Packed Structure) 금속의 결정격자구조를 가지며, 이러한 결정격자구조로 인해서 상온에서는 프레스 성형이 어렵고, 고온영역(200℃ 이상)에서 비저면 슬립계가 활성화되는 특성으로 성형성이 급격히 향상되어 주로 온간 성형 프레스 공법이 적용된다.
상기한 온간 성형 프레스 공법은 냉간 성형과 열간 성형의 중간범위에서 실시되며, 프레스 금형 내부에 히팅장치를 적용하여 고온의 금형에 의해 소재의 항복강도를 낮추고 연신율을 높인 상태로 프레스 성형을 진행하는 공법이다.
그러나 이러한 온간 성형 프레스 공법에 의하면, 소재의 절곡 성형되는 난성형 구간에서는 다소 열원이 부족하여 성형성이 저하되는 단점을 내재하고 있다.
이러한 단점은 생산되는 제품의 불량발생과, 전체적인 생산성의 효율 저하로 이어진다.
본 발명의 실시 예는 프레스 장치에 투입되는 소재의 절곡 성형되는 난성형 구간을 프레스 성형 이전에 금형 상에서 국부 가열하여, 난성형 구간의 성형성을 향상시키도록 된 프레스 성형 소재의 예열장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 프레스 장치의 일측에 설치되는 설치부; 상기 설치부 상에 설치되는 구동유닛; 및 상기 구동유닛과 슬라이드 가능하게 연결되고, 상기 프레스 장치의 상형과 하형 사이에 진입되는 히팅유닛; 을 포함하되, 상기 히팅유닛은 상기 하형 상에 투입되는 소재를 프레스 성형 전 예열하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 소재의 예열장치가 제공될 수 있다.
또한, 상기 구동유닛은 상기 설치부 상에 설치되는 제1 케이스; 상기 케이스 내부에 설치되는 구동모터; 및 상기 구동모터와 연결되는 구동기어; 가 포함될 수 있다.
또한, 상기 구동모터는 스텝모터 또는 서보모터 중, 선택된 어느 하나의 모터로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 히팅유닛은 상기 제1 케이스의 상부에 설치되는 제2 케이스; 상기 제2 케이스 내부에 구비되고, 일측에 적어도 하나 이상으로 이루어지며, 상기 하형과 대응하는 발열부가 설치되는 슬라이더; 및 상기 슬라이더의 밑면에 길이방향을 따라 구비되고, 상기 구동유닛의 구동기어와 치합되는 렉바; 로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 발열부는 상기 슬라이더의 내부에 설치되는 배선을 통하여 전원공급기의 전원을 공급 및 제어하는 제어기와 연결될 수 있다.
또한, 상기 발열부는 적외선 램프로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 발열부는 고주파 가열장치로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 발열부는 상기 하형 상에 투입되는 소재의 절곡 성형되는 난성형 구간을 예열시킬 수 있다.
또한, 상기 발열부는 상기 슬라이더의 밑면에서 하측으로 돌출 형성되는 돌출부에 설치될 수 있다.
또한, 상기 프레스 장치는 금형 내부에 히팅 유닛을 적용하여 고온의 금형에 의해 소재의 항복강도를 낮추고 연신율을 높인 상태로 프레스 성형을 진행하는 온간 프레스 성형장치일 수 있다.
또한, 상기 소재는 마그네슘 합금판재일 수 있다.
본 발명의 실시 예는 프레스 장치의 일측에 설치되어 하형 상에 투입되는 소재의 난성형부를 프레스 가공 이전에 발열부를 통해 국부적으로 가열을 함으로써, 난성형 구간의 성형성 향상과 제품 성형품질을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예는 소재의 난성형 구간의 성형성 향상을 통해, 생산되는 제품의 불량발생을 줄여주고, 전체적인 생산성의 효율 상승을 이룰 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 프레스 성형 소재의 예열장치가 프레스 장치의 일측에 설치된 상태를 보이는 측 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 프레스 성형 소재의 예열장치의 측단면도이다.
도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 프레스 성형 소재의 예열장치의 단계별 작동도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
또한, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시 예에 따른 프레스 성형 소재의 예열장치는 프레스 장치에 투입되는 소재의 절곡 성형되는 난성형 구간을 프레스 성형 이전에 금형 상에서 국부 가열하여, 난성형 구간의 성형성을 향상시키도록 된 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 프레스 성형 소재의 예열장치가 프레스 장치의 일측에 설치된 상태를 보이는 측 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 프레스 성형 소재의 예열장치의 측단면도이며, 도 3은 도 2의 A-A 선에 따른 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 프레스 성형 소재의 예열장치는 프레스 장치(100)의 일측에 설치된다.
이때, 상기 프레스 장치(100)는 여러 형태의 프레스 장치(100)일 수 있으나, 본 발명의 실시 예에서는 금형 내부에 히팅장치(101)를 적용하여 고온의 금형에 의해 소재(103)의 항복강도를 낮추고 연신율을 높인 상태로 프레스 성형을 진행하는 온간 프레스 성형장치(100)로 하여 설명하기로 한다.
상기 온간 프레스 장치(100)의 전체적인 구성을 살펴보면, 제품의 하단면 형상을 갖는 하형(105)이 하부의 볼스터(107)에 장착되고, 상기 하형(1)의 상부에는 제품의 상단면 형상을 갖는 상형(109)이 상부의 슬라이더(111)에 장착된다.
상기 상형(109)의 외측으로는 블랭크 홀더(113)가 배치되어 상기 상형(109)에 쿠션핀(115)을 통하여 설치된다.
즉, 상형(109)은 하형(105)과의 사이에 투입되는 소재(103)를 블랭크 홀더(113)로 먼저 규제한 상태로 상부에서 가압하여 제품으로 성형한다.
이러한 온간 성형 프레스 장치(100)는 당업계에서 널리 알려진 공지기술의 구성이므로 이에 대한 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 프레스 성형 소재의 예열장치(1)는 설치부(3), 구동유닛(5), 및 히팅유닛(7)으로 구성된다.
상기 설치부(3)는 상기 온간 프레스 성형장치(100)의 일측에 설치된다. 이때, 설치부(3)는 프레임 형태로 이루어질 수 있고, 도면상에는 도시하지 않았으나 설치되는 위치가 가변되도록 이동 가능하게 설치될 수 있다.
상기 구동유닛(5)은 상기 설치부(3)의 상부에 설치된다. 이러한 구동유닛(5)은 제1 케이스(9), 구동모터(11), 및 구동기어(13)를 포함한다.
상기 제1 케이스(9)는 상기 설치부(3)의 상단에 고정 설치된다.
상기 구동모터(11)는 상기 설치부(3)의 상단에 설치되는 제1 케이스(9)의 내부에 설치되며, 상기 구동기어(13)가 구동축(15)에 결합된다.
이때, 상기 구동모터(11)는 스텝모터 또는 서보모터 중, 선택된 어느 하나의 모터로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 히팅유닛(7)은 상기 구동유닛(5)과 슬라이드 가능하게 연결되고, 상기 온간 프레스 성형장치(100)의 상형(109)과 하형 (105)사이에 진입된다.
이러한 히팅유닛(7)은 제2 케이스(17), 슬라이더(19), 및 렉바(21)를 포함한다.
상기 제2 케이스(17)는 상기 제1 케이스(9)의 상부에 설치되고, 상기 슬라이더(19)가 결합되는 슬라이드 홈이(23) 길이방향을 따라 관통 형성된다.
상기 슬라이더(19)는 상기 제2 케이스(9)의 슬라이드 홈(23)에 결합되고, 일측에 적어도 하나 이상으로 이루어져, 상기 하형(105)과 대응하는 발열부(25)가 설치된다.
이러한 발열부(25)는 상기 슬라이더(19)의 일측 밑면에서 하측으로 돌출 형성되는 돌출부(27)를 통해 설치된다.
상기 렉바(21)는 상기 슬라이더(19)의 밑면에서 상기 발열부(25)가 설치되는 부분을 피하면서 길이방향을 따라 구비되고, 상기 구동유닛(5)의 구동기어(13)와 치합된다.
이에 의해서, 상기 히팅유닛(7)의 슬라이더(19)는 상기 구동유닛(5)과 연결되어 수평 즉, 상기 온간 프레스 성형장치(100)의 상형(109)과 하형(105) 사이로 슬라이드 되면서 진입과 후퇴될 수 있고, 진입된 상기 발열부(25)는 상기 하형(105)의 상측에서 상호 대응한다.
이때, 상기 슬라이더(19)는 후퇴 시, 상기 발열부(25)가 설치되는 돌출부(27)가 제2 케이스(17)와 접하면서 제2 케이스(17)에 형성되는 슬라이드 홈(23)으로 삽입되는 것이 방지될 수 있다.
한편, 상기 발열부(25)는 별도의 전원공급기(미도시)의 전원을 공급 및 제어하는 제어기(29)와 상기 슬라이더(19)의 내부에 설치되는 배선(31)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 발열부(25)는 적외선 램프 또는 고주파 가열장치로 이루어질 수 있으며, 상기 하형 상에 투입되는 소재(103)의 난성형 구간(33)을 프레스 성형 이전에 예열시킬 수 있고, 이때, 상기 소재(103)는 마그네슘 합금판재일 수 있다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 프레스 성형 소재의 예열장치에 따른 작동을 도 4 내지 도 7을 참조하여 설명한다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 프레스 성형 소재의 예열장치의 단계별 작동도이다.
도 4를 참조하면, 먼저, 상기 상형(109)과 블랭크 홀더(113)는 상승된 상태이며, 상형(109)과 하형(105) 사이에 마그네슘 합금판재가 소재(103)로 투입된다.
이러한 상태에서, 도 5를 참조하면, 상기 히팅유닛(7)의 슬라이더(19)가 구동유닛(5)의 작동에 따라 상기 하형(105)의 상측으로 진입된다.
이때, 상기 슬라이더(19)에 설치된 발열부(25)가 제어기(29)의 제어에 따라, 발열되고, 발열되는 열에 의해 상기 소재(103)는 국부적 즉, 절곡 성형되는 난성형 구간(33)이 집중적으로 가열된다.
이후, 설정된 온도로 난성형 구간(33)의 가열작업 끝나면, 상기 슬라이더(19)는 구동유닛(5)의 작동에 따라 초기상태 즉, 상기 도 4의 상태로 복귀된다.
이러한 상태에서, 도 6을 참조하면, 상기 상형(109)과 블랭크 홀더(113)가 슬라이더(111)에 의해 하강 작동하여 하형(105)과 블랭크 홀더(113)가 소재(103)의 가장자리를 규제한 상태로, 상형(109)이 소재(103)의 상면에 접촉된 상태가 된다.
이어서, 상기 상형(109)과 하형(105)이 국부적으로 가열되면서 소재(103)의 성형부를 온간 성형이 가능한 온도까지 가열시킨다.
이후, 도 7을 참조하면, 상기 소재(103)의 성형부가 온간 성형이 가능한 온도까지 가열된 후, 상기 상형(109)이 하형(105)에 합형되면서, 소재(103)를 온간 상태로 성형한다.
이때, 프레스 성형되는 상기 소재(103)는 난성형 구간(33)이 상기 히팅유닛(7)을 통해 예열된 상태에서 프레스 성형됨에 따라, 난성형 구간(33)의 성형성이 향상될 수 있고, 성형되는 제품의 성형품질이 향상될 수 있다.
이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 온간 프레스 성형장치 101: 히팅장치
103: 소재 105: 하형
107: 볼스터 109: 상형
111: 슬라이더 113: 블랭크 홀더
115: 쿠션핀 1: 프레스 성형 소재의 예열장치
3: 설치부 5: 구동유닛
7: 히팅유닛 9: 제1 케이스
11: 구동모터 13: 구동기어
15: 구동축 17: 제2 케이스
19: 슬라이더 21: 렉바
23: 슬라이드 홈이 25: 발열부
27: 돌출부 29: 제어기
31: 배선 33: 난성형 구간

Claims (13)

  1. 프레스 장치의 일측에 설치되는 설치부;
    상기 설치부 상에 설치되는 구동유닛; 및
    상기 구동유닛과 슬라이드 가능하게 연결되고, 상기 프레스 장치의 상형과 하형 사이에 진입되는 히팅유닛;
    을 포함하되,
    상기 히팅유닛은 상기 하형 상에 투입되는 소재를 프레스 성형 전 예열하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 소재의 예열장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동유닛은
    상기 설치부 상에 설치되는 제1 케이스;
    상기 케이스 내부에 설치되는 구동모터; 및
    상기 구동모터와 연결되는 구동기어;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 소재의 예열장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동모터는
    스텝모터 또는 서보모터 중, 선택된 어느 하나의 모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 소재의 예열장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 히팅유닛은
    상기 제1 케이스의 상부에 설치되는 제2 케이스;
    상기 제2 케이스 내부에 구비되고, 일측에 적어도 하나 이상으로 이루어지며, 상기 하형과 대응하는 발열부가 설치되는 슬라이더; 및
    상기 슬라이더의 밑면에 길이방향을 따라 구비되고, 상기 구동유닛의 구동기어와 치합되는 렉바;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 소재의 예열장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 발열부는
    상기 슬라이더의 내부에 설치되는 배선을 통하여 전원공급기의 전원을 공급 및 제어하는 제어기와 연결되는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 소재의 예열장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 발열부는
    적외선 램프로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 소재의 예열장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 발열부는
    고주파 가열장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 소재의 예열장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 발열부는
    상기 하형 상에 투입되는 소재의 절곡 성형되는 난성형 구간을 예열시키는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 소재의 예열장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 발열부는
    상기 슬라이더의 밑면에서 하측으로 돌출 형성되는 돌출부에 설치되는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 소재의 예열장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 프레스 장치는
    금형 내부에 히팅 유닛을 적용하여 고온의 금형에 의해 소재의 항복강도를 낮추고 연신율을 높인 상태로 프레스 성형을 진행하는 온간 프레스 성형장치인 것을 특징으로 하는 프레스 성형 소재의 예열장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 소재는
    마그네슘 합금판재인 것을 특징으로 하는 프레스 성형 소재의 예열장치.
  12. 온간 프레스 성형장치의 일측에 설치되는 설치부;
    상기 설치부 상에 설치되고, 구동모터와 구동기어로 구성되는 구동유닛; 및
    상기 구동유닛의 구동기어와 치합되어 슬라이드 가능하게 연결되고, 상기 온간 프레스 장치의 하형 상측에 진입되며, 상기 하형 상에 투입되는 소재를 성형 전 에 발열부를 통해 예열하는 히팅유닛;
    을 포함하되,
    상기 히팅유닛은 상기 하형 상에 투입되는 소재의 절곡 성형되는 난성형 구간을 예열시키는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 소재의 예열장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 발열부는
    발열되는 적외선 램프 또는 고주파 가열장치 중, 선택된 어느 하나의 발열부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프레스 성형 소재의 예열장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107838309A (zh) * 2017-12-20 2018-03-27 中山市雅乐思商住电器有限公司 一种具有自动上料功能的冲压机及其工作方法

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