KR20160068489A - 프레스 장치 - Google Patents

Abstract

프레스 장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치는 중앙에 절곡홈이 형성되는 하형; 상기 하형의 상부에서 상부의 슬라이더에 장착되고, 상기 슬라이더의 작동에 따라 상기 하형을 향하여 선택적으로 하강되는 상형; 상기 상형에 하부에서 상기 상형에 결합되며, 상기 슬라이더의 작동에 따라 상기 하형과의 사이에 투입된 소재패널을 상부에서 가압하여 상기 절곡홈으로 삽입시켜 성형시키는 절곡 금형; 및 상기 절곡 금형에 장착되어 전원공급 여부에 따라 상기 절곡 금형을 선택적으로 가열하는 가열유닛을 포함한다.

Description

프레스 장치{PRESS SYSTEM}

본 발명은 프레스 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연신율이 적은 고강성 소재의 소재패널을 절곡 또는 밴딩 성형 시, 성형이 완료된 제품패널의 스프링 백 현상 및 절곡부의 크랙 발생을 방지하도록 하는 프레스 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 메이커에서 자동차를 생산하기까지는 2 내지 3만여 개의 부품을 수 차례의 조립공정을 통하여 이루어진다.

특히, 차체는 자동차 제조과정의 첫 단계로서, 여러 종류의 프레스 장치를 통하여 제품패널을 생산한 후, 차체공장으로 옮겨와서 제품패널의 각 부분이 조립되어 화이트 보디(B.I.W) 상태의 차체를 이루게 되는 것이다.

이와 같이 소재패널을 제품패널로 성형하기 위해서는 드로우 성형공정, 트리밍 및 피어싱 성형공정, 컷팅 및 피어싱 성형공정 그리고 플랜징 및 피어싱 성형공정으로 이루어지는 평균 4공정의 프레스 성형공정을 거치게 되는데, 상기 드로우 성형공정은 제품 데이터대로 소재를 소성 가공하는 공정으로 패널부품의 품질을 90%이상 결정하는 주요공정이다.

이러한 드로우 성형공정에 적용되는 일반적인 프레스 장치는, 제품패널의 하단면 형상을 갖는 하형이 하부의 볼스터에 장착되고, 이 하형의 외측으로는 블랭크 홀더가 볼스터에 쿠션핀을 통하여 장착된다.

그리고 하형의 상부에서 제품패널의 상단면 형상을 갖는 상형이 상부의 슬 장착되어 하형과의 사이에, 소재패널을 블랭크 홀더에 걸친 상태에서 상부에서 가압하여 제품패널을 성형 가공하게 된다.

이러한 종래의 프레스 장치는 슬라이더의 하강 작동을 통해 상형 또는 하형의 양측과 이에 대응하는 블랭크 홀더에 의해 패널의 플랜지부가 홀딩된 상태에서 제품패널로 가압 성형에 의해 소성 가공된다.

한편, 이와 같은 프레스 장치는 소재패널의 프레스 성형 중, 성형 깊이가 깊거나 소재패널을 절곡시키는 밴딩 성형도 함께 수행하게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 프레스 장치에서 성형 깊이가 깊거나 소재패널을 절곡시키는 밴팅 성형 시, 소재패널이 연신율이 적은 고강성일 경우 성형 완료 후, 스프링 백 현상이 발생되어 성형성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, 밴딩 성형이 완료된 성형패널의 절곡부에서 과도한 성형으로 인해 크랙이 발생되어 성형패널의 상품성이 저하되는 등의 문제점도 내포하고 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 연신율이 적은 고강성 소재의 소재패널을 절곡 또는 밴딩 성형 시, 금형을 가열하여 소재패널과 접촉되는 부분에 대한 국부 가열 성형을 수행함으로써, 성형이 완료된 제품패널의 스프링 백 현상 및 절곡부의 크랙 발생을 방지하도록 하는 프레스 장치를 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치는 중앙에 절곡홈이 형성되는 하형; 상기 하형의 상부에서 상부의 슬라이더에 장착되고, 상기 슬라이더의 작동에 따라 상기 하형을 향하여 선택적으로 하강되는 상형; 상기 상형에 하부에서 상기 상형에 결합되며, 상기 슬라이더의 작동에 따라 상기 하형과의 사이에 투입된 소재패널을 상부에서 가압하여 상기 절곡홈으로 삽입시켜 성형시키는 절곡 금형; 및 상기 절곡 금형에 장착되어 전원공급 여부에 따라 상기 절곡 금형을 선택적으로 가열하는 가열유닛을 포함한다.

상기 상형은 하면 중앙에 길이방향을 조립홈이 형성될 수 있다.

상기 절곡 금형은 상부에 상기 상형에 형성되는 상기 조립홈에 끼워지는 끼움단이 일체로 형성될 수 있다.

상기 가열유닛은 상기 절곡 금형의 하단부에 형성되는 삽입홀에 삽입되며, 전원공급기로부터 전원공급 여부에 따라 발열되는 카트리지 히터로 이루어질 수 있다.

상기 가열유닛은 상기 절곡 금형의 하단부에 형성되는 삽입홀에 삽입되며, 전원공급기로부터 전원공급 여부에 따라 발열되는 고주파 가열기로 이루어질 수 있다.

상기 절곡 금형은 하단부에 길이방향을 따라 상기 가열유닛이 삽입되는 삽입홀이 일체로 형성될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치에 의하면, 연신율이 적은 고강성 소재의 소재패널을 절곡 또는 밴딩 성형 시, 금형을 가열하여 소재패널과 접촉되는 부분에 대한 국부 가열 성형을 수행함으로써, 성형이 완료된 제품패널의 스프링 백 현상 및 절곡부의 크랙 발생을 방지하는 효과가 있다.

또한, 소재패널의 성형 시, 국부 가열 성형을 통하여 소재패널의 성형성을 향상시키는 동시에, 성형이 완료된 제품패널의 성형성 및 품질을 향상시키는 효과도 있다.

또한, 성형이 완료된 제품패널의 스프링 백 및 크랙 발생을 미연에 방지함으로써, 제품패널의 불량률을 줄이는 동시에, 불량 발생 제품패널의 보수작업을 실시를 최소화할 수 있어 생산성을 향상시키고, 생산비용을 절감하는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치에 적용되는 상형과 절곡 금형의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치의 단계별 작동 상태도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 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.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 “...유닛”, “...수단”, “...부”, “...부재” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치에 적용되는 상형과 절곡 금형의 분해 사시도이다.

본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치(100)는, 도 1과 도 2에서 도시한 바와 같이, 하형(110), 상형(120), 절곡 금형(130), 및 가열유닛(140)을 포함하여 구성된다.

먼저, 상기 하형(110)은 미도시된 하부의 볼스터 또는 다이홀더에 장착되고, 중앙에 길이방향을 따라 투입된 소재패널(P)이 삽입되어 절곡 성형되는 절곡홈(111)이 형성된다.

본 실시예에서, 상기 상형(120)은 상기 하형(110)의 상부에서 상부의 슬라이더(101)에 장착되고, 상기 슬라이더(101)의 작동에 따라 상기 하형(110)을 향하여 선택적으로 하강된다.

여기서, 상기 상형(120)은 하면 중앙에 길이방향을 조립홈(121)이 형성될 수 있다.

상기 절곡 금형(130)은 상기 상형(120)에 하부에서 상기 상형(120)의 조립홈(121)에 결합된다.

이러한 절곡 금형(130)은 상기 슬라이더(101)의 작동에 따라 상기 하형(110)과의 사이에 투입된 소재패널(P)을 상부에서 가압하여 상기 절곡홈(111)으로 삽입시켜 제품패널로 성형하게 된다.

여기서, 상기 절곡 금형(131)은 상부에 상기 상형(120)에 형성되는 상기 조립홈(121)에 끼워지는 끼움단(131)이 일체로 형성될 수 있다.

이에 따라, 상기 절곡 금형(130)은 상기 끼움단(131)이 조립홈(121)으로 삽입됨으로써, 상기 상형(120)에 조립된다.

또한, 상기 절곡 금형(131)은 하단부에 길이방향을 따라 상기 가열유닛(140)이 삽입되는 삽입홀(133)이 일체로 형성될 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 절곡 금형(130)은 상기 슬라이더(101)의 작동에 의해 상형(120)과 함께 하강되어 상기 소재패널(P)을 가압하여 상기 절곡홈(111)으로 삽입해 성형할 경우, 성형이 완료된 제품패널의 절곡부 내측 곡률 반경에 따라 하단부의 형상이 각기 다르게 각각 제작되며, 성형될 제품패널에 맞게 선택되어 상기 상형(120)에 조립된다.

그리고 상기 가열유닛(140)은 상기 절곡 금형(130)의 하단부에 장착되어 전원공급기(150)로부터 전원공급 여부에 따라 소재패널(P)에 접촉되는 상기 절곡 금형(130)의 하단부를 선택적으로 가열하게 된다.

여기서, 상기 가열유닛(140)은 상기 절곡 금형(130)의 하단부에 형성되는 삽입홀(133)에 삽입되며, 전원공급기(150)로부터 전원공급 여부에 따라 발열되는 카트리지 히터, 또는 고주파 가열기로 이루어질 수 있다.

이러한 가열유닛(140)은 상기 삽입홀(133)의 형상에 대응하여 단면의 형상이 원형인 봉으로 형성될 수 있으며, 상기 삽입홀(133)의 형상이 다각형일 경우에는 단면의 형상이 다각형으로 형성될 수 있다.

이와 같이 구성되는 가열유닛(140)은 상기 하형(110)의 상부에 소재패널(P)이 투입되면, 전원공급기(150)로부터 전원이 공급되어 발열됨으로써, 상기 소재패널(P)과 접촉되는 절곡 금형(130)의 하단부를 가열하게 된다.

이에 따라 상기 절곡 금형(130)은 상기 가열유닛(140)의 작동에 따라 가열된 상태로, 상기 슬라이더(101)의 작동에 의해 상형(120)과 함께 소재패널(P)로 하강되어 소재패널(P)의 상면에 접촉된 상태에서 소재패널(P)을 가압하여 절곡홈(111)으로 삽입시키게 된다.

그러면, 상기 소재패널(P)은 절곡 금형(130)의 하단부에 접촉된 상태로, 가압되어 절곡홈(111)으로 삽입되며, 가열된 절곡 금형(130)에 의해 절곡부가 국부적으로 가열된 상태에서 제품패널로 성형된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치(100)의 작동 및 작용을 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치의 단계별 작동 상태도이다.

먼저, 절곡 금형(130)은 제품패널의 절곡부 내측 곡률 반경에 따라 선택되어 상형(120)의 조립홈(121)에 끼움단(131)을 통하여 조립된다.

이러한 상태에서, 소재패널(P)은, 도 3의 (S1)과 같이, 상기 하형(110)과 절곡 금형(130)의 사이에 투입되어 상기 절곡홈(111)의 상부에 안착된다.

이 때, 상기 전원공급기(150)는 작동이 ON 되어 상기 가열유닛(140)에 전원을 공급하게 되고, 상기 가열유닛(140)은 공급된 전원에 의해 발열되어 상기 절곡 금형(130)의 하단부를 가열하게 된다.

그러면, 상기 절곡 금형(130)은 하단부가 가열되며, 도 3의 (S2)와 같이, 상기 슬라이더(101)의 작동에 의해 상형(120)과 함께 하강되어 소재패널(P)의 상면에서 절곡부와 접촉된다.

이에 따라, 상기 소재패널(P)은 절곡 성형될 절곡부가 가열된 절곡 금형(130)에 의해 국부적으로 가열되며, 이러한 상태에서, 절곡 금형(130)은, 도 3의 (S3)과 같이, 슬라이더(101)의 작동에 의해 소재패널(P)의 절곡부를 가압하면서 소재패널(P)을 하형(110)의 절곡홈(111)으로 삽입시키게 된다.

그런 후, 상기 소재패널(P)이 절곡홈(111)으로 완전히 삽입되면, 상기 절곡 금형(130)은 슬라이더(101)의 작동에 의해 일정시간 동안 소재패널(P)을 가압한 상태로 유지하여 절곡부를 갖는 제품패널로 성형하게 된다.

소재패널(P)이 제품패널로 성형이 완료되면, 상기 전원공급기(150)로부터 전원공급이 중단되어 가열유닛(140)의 발열이 중지된다.

이러한 상태에서, 상기 슬라이더(101)는, 도 3의 (S4)와 같이, 상승하여 상형(120)과 함께 절곡 금형(130)을 절곡홈(111)으로부터 상승시켜 초기위치로 복귀시키게 된다.

그런 후, 작업자 또는 로봇은 절곡홈(111)으로부터 절곡 성형이 완료된 제품패널을 취출하게 된다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치(100)는 소재패널(P)의 절곡 성형 시, 절곡이 이루어지는 소재패널(P)의 상면을 가열유닛(140)의 작동에 의해 가열된 절곡 금형(130)으로 국부적으로 가열하면서 성형을 이룸으로써, 성형이 완료된 제품패널에서 스프링 백 현상이 발생되거나, 제품패널의 절곡부에서 크랙이 발생되는 것을 방지하게 된다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 프레스 장치(100)를 적용하면, 연신율이 적은 고강성 소재의 소재패널(P)을 절곡 또는 밴딩 성형 시, 절곡 금형(130)을 가열유닛(140)을 이용해 가열한 상태로, 소재패널(P)과 접촉되는 부분에 대한 국부 가열 성형을 수행함으로써, 성형이 완료된 제품패널의 스프링 백 현상 및 절곡부의 크랙 발생을 방지할 수 있다.

또한, 소재패널(P)의 성형 시, 국부 가열 성형을 통하여 소재패널(P)의 성형성을 향상시키는 동시에, 성형이 완료된 제품패널의 성형성 및 품질을 향상시킬 수 있다.

또한, 성형이 완료된 제품패널의 스프링 백 및 크랙 발생을 미연에 방지함으로써, 제품패널의 불량률을 줄이는 동시에, 불량 발생 제품패널의 보수작업을 실시를 최소화할 수 있어 생산성을 향상시키고, 생산비용을 절감할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100 : 프레스 장치
101 : 슬라이더
110 : 하형
111 : 절곡홈
120 : 상형
121 : 조립홈
130 : 절곡 금형
131 : 끼움단
133 : 삽입홀
140 : 가열유닛
150 : 전원공급기
P : 소재패널

Claims (6)

1. 중앙에 절곡홈이 형성되는 하형;
   상기 하형의 상부에서 상부의 슬라이더에 장착되고, 상기 슬라이더의 작동에 따라 상기 하형을 향하여 선택적으로 하강되는 상형;
   상기 상형에 하부에서 상기 상형에 결합되며, 상기 슬라이더의 작동에 따라 상기 하형과의 사이에 투입된 소재패널을 상부에서 가압하여 상기 절곡홈으로 삽입시켜 성형시키는 절곡 금형; 및
   상기 절곡 금형에 장착되어 전원공급 여부에 따라 상기 절곡 금형을 선택적으로 가열하는 가열유닛;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 상형은
   하면 중앙에 길이방향을 조립홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 절곡 금형은
   상부에 상기 상형에 형성되는 상기 조립홈에 끼워지는 끼움단이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 가열유닛은
   상기 절곡 금형의 하단부에 형성되는 삽입홀에 삽입되며, 전원공급기로부터 전원공급 여부에 따라 발열되는 카트리지 히터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 가열유닛은
   상기 절곡 금형의 하단부에 형성되는 삽입홀에 삽입되며, 전원공급기로부터 전원공급 여부에 따라 발열되는 고주파 가열기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프레스 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 절곡 금형은
   하단부에 길이방향을 따라 상기 가열유닛이 삽입되는 삽입홀이 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 프레스 장치.

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