KR20160107715A - 단일금형에서 셰이빙가공하는 성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 단일금형에서 셰이빙가공하는 성형방법에 관한 것으로
하부다이(10)의 일측 상부로 다이펀치(11)가 돌출되게 설치하고 상부다이(20)의 홀더(21)가 하강하여 소재(W)를 하프 타발시키는 1차 성형단계와, 하부다이(10)의 타측에 형성된 펀치홀(12)의 상부에 상부다이(20)의 펀치(22)를 설치하고 상기 1차 성형단계에서 이송되어 펀치홀(12) 상에 안치된 소재(W)를 펀치(22)가 하강하여 완전 타발시키는 2차 성형단계를 통하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

단일금형에서 셰이빙가공하는 성형방법 {Shaving molding mothod of processing a single mold}

본 발명은 단일금형에서 셰이빙(Shaving)가공하는 성형방법에 관한 것으로 특히 정밀도가 요구되는 자동차 및 전자부품을 프로그래시브 금형(Progressive Die)으로 타발 시 제품의 외곽,내측 및 홀 등에 형성되는 절단면을 거의 100%에 가까운 평탄하고 균일한 전단면(Burnish)을 단일금형에서 성형할 수 있게 한 성형방법에 관한 것이다.

일반적으로 금형(Die)은 재료의 소성(Plasticity),전연성(Malleability, Ductility),유동성(Fluidity) 등의 성질을 이용하여 재료를 가공성형,제품을 생산하는 도구로서 금속재료를 사용하여 만들어진 형(型)을 말하며 「동일형상,동일규격의 제품을 대량 생산하기 위한 모체가 되는 틀」이라고 하고 종류로는 프레스금형(Press Die),사출금형(Injection Mould),다이캐스팅금형(Diecasting Die),단조금형(Forging Die),고무금형(Rubber Die),유리금형(Glass Die),분말야금금형(Power Metallurgy Die),요업금형(Ceramic Die) 등이 있다.

일반적으로 금형에서 소재를 타발할 경우 제품의 절단면은 도 1 과 같이 처짐[Roll-over:눌림면(1)],전단면[Burnish(2)],파단면[Fracture(3)],버[Burr(4)] 등이 발생하고 전단면이 50% 이상이 될 경우 타발이 양호하다고 할 수 있으나 정밀을 요구하는 부품일 경우에는 전단면을 거의 100%에 가까운 가공을 요구하고 있는 실정이다.

상기한 처짐,전단,파단,버로 구성되는 절단면을 도 2 와 같이 별도의 셰이빙공정을 통하여 처짐(1),전단면(2) 및 챔버(5)의 구성이 100%에 가까운 전단면(2)으로 구성되게 하여 전단면(2) 부위가 타부품과 작동할 때 작동오차범위를 최소화할 수 있게 하는 것이다.

현재 금형의 셰이빙공정을 추가하는 방법으로는,

그 첫 번째 타발 후 그 상단에서 한번 더 타발시키는 방법은 스크랩이 발생하고 작업시 에어를 계속 불어주어야 하며 제품의 불량률이 높은 문제가 있고,

두 번째 하프 타발 후 그 상단에서 완전 타발시키는 방법은 전단면이 100%가 나오지 않고 약간의 파단면이 발생하는 문제가 있으며,

세 번째는 클리어언스를 적게 주어 한번에 타발시키는 방법은 전단면은 90%이상 나오나 다량을 타발 시 펀치의 마모와 다이의 마모로 인하여 지속적인 작업을 수행할 경우 제품의 정밀도가 저하되는 문제점이 있었다.

종래의 셰이빙 가공에 관한 선행기술로는 등록특허 제10-148311호(셰이빙 커터의 세레이션 가공기계)와 등록특허 제10-0172924호(정밀 프레스 금형의 전단면 가공방법)가 제시되었다.

상기 첫 번째 등록특허는 이송베이스 상부 양측에 각기 하우징이 리니어가이드에 의해 슬라이딩 가능하게 설치되고 상기 이송베이스 저면으로 설치되는 볼스크류에 하우징이 좌우로 이동 가능하게 체결되며 상기 볼스크류의 선단부에 서보모터가 서보모터 제어기에 의해 구동 가능하게 연결되는 이송부와,상기 이송부의 양측 하우징 내축에 슬리브가 회전 가능하게 장치되고 연삭숫돌이 체결된 주축이 상기 슬리브에 연동되게 연결하며 상기 슬리브가 스핀들 모터 제어기에 의해 제어되는 스핀들모터에 의해 구동 가능하게 연결되는 회전구동부와,상기 회전구동부의 주축에 체결되는 연삭숫돌에 셰이빙커터가 접촉하도록 셰이빙커터의 중심이 체결되도록 하는 커터축이 커터구동모터에 구동 가능하게 연결되며 연삭숫돌의 일측에 드레싱 제어기에 의해 제어되는 인프로세스 드레싱 전극이 장치되는 커터구동부와,상기한 서보모터 제어기와 드레싱 제어기와 스핀들 모터 제어기를 제어하기 위한 메인 제어부를 포함하여 이루어진 구조이다.

상기 두 번째 등록특허는 가공소재의 1차 가공시 다이의 가공 직경보다 큰 직경을 갖는 펀치로서 가공 소재를 하프 타발하여 가공소재에 돌출부를 형성시키고 2차 가공시 1차 가공시의 펀치직경보다 큰 직경을 갖는 펀치로서 완전 타발을 하여 가공물을 완성시키도록 된 구조이다.

상기한 첫 번째 등록특허는 기어의 후가공에 필수적인 셰이빙커터의 세레이션을 제작함에 있어 회전형 CBN 연삭숫돌을 사용하여 가공하므로 가공속도를 향상시키고 서보모터를 이용하여 회전공구가 세레이션 깊이 방향으로 이송되게 함과 동시에 연속 드레싱 전극을 이용하여 연속적으로 드레싱을 하므로 가공면의 정도를 높일 수 있는 셰이빙커터의 세레이션 가공기계를 제공하는 것으로 본 발명의 셰이빙가공 방법과는 상이한 기술인 것을 알 수 있습니다.

상기 두 번째 등록특허는 다이의 가공직경보다 큰 직경을 갖는 펀치로 소재를 하프 타발하는 1차가공 후 2차가공은 1차가공 시의 펀치보다 큰 직경의 펀치로 와전타발시키는 방법으로 펀치에 스크랩이 달라붙는 것은 예방할 수 있으나 전단면이 100% 나오지 않으며 약간의 파단면이 발생하는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 목적으로 창출된 것으로 다이와 펀치 사이에 소재를 안치시키고 전단응력을 가하여 가공하는 금형에서 절단면의 정밀도(100%에 가까운 전단면의 형성)를 향상시킬 부위의 하부 다이와 상부 다이에 각각 상,하부 펀치를 설치하여 성형가공하는 단일금형에서 성형작업으로 가공공정의 단순화뿐만 아니라 셰이빙가공이 가능케 하고 생산비를 절감시키며 제품에 형성된 전단면이 평탄,균일하게 다듬질되어 제품의 정밀도를 향상시킬 수 있는 단일금형에서 셰이빙가공이 가능케 한 성형방법을 제공할 수 있게 한 것을 목적으로 한다.

본 발명은 하부다이의 일측 상부로 다이펀치가 돌출되게 설치하고 상부다이의 홀더가 하강하여 소재를 하프 타발시키는 1차 성형단계와, 하부다이의 타측에 형성된 펀치홀의 상부에 상부다이의 펀치를 설치하고 상기 1차 성형단계에서 이송되어 펀치홀 상에 안치된 소재를 펀치가 하강하여 완전 타발시키는 2차 성형단계를 통하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한,상부다이의 펀치는 다이펀치의 단면적보다 크고 핀치홀은 펀치의 하강시 수용할 수 있게 하며 다이펀치는 하부다이에서 소재 두께의 50-60%로 돌출되게 한 것을 특징으로 한다.

그러므로 본 발명은 금형으로 소재를 가공,성형함에 있어 셰이빙가공이 포함되는 단일금형에서 제품을 성형하므로 가공공정을 단순화시키고 가공할 수 있는 재료의 적용범위를 넓으며 생산비용의 절감시키고 두꺼운 소재의 가공이 유효하며 평활한 전단면을 얻을 수 있어 치수정밀도와 직각정밀도가 양호한 제품으로 전단면의 부위가 타부품과 작동할 때 작동오차범위를 최소화할 수 있는 등의 효과가 있는 것이다.

도 1 은 일반적인 소재의 절단면 형성구조도
도 2 는 절단된 소재의 세이빙가공 후의 절단면 형상구조도
도 3 는 본 발명 성형방법의 금형 구조와 공정 수순 및 작동구조도

이하 발명의 요지를 첨부된 도면에 연계시켜 그 구성과 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3 는 본 발명 성형방법의 금형 구조와 공정 수순 및 작동구조도로 금속소재가 순차적으로 공급되면서 1차와 2차의 성형단계를 통하여 절단면을 셰이빙가공하는 공정을 단일금형에서 수행하고 상기 공정을 수행하기 위하여 다이,다이펀치,펀치홀,펀치 등의 구조와 작동방법을 설명하기 위하여 도시하였다.

금속소재(W)의 절단면을 셰이빙가공하는 성형방법에 있어서,

하부다이(10)의 일측 상부로 다이펀치(11)가 돌출되게 설치하고 상부다이(20)의 홀더(21)가 하강하여 소재(W)를 하프 타발시키는 1차 성형단계와;

하부다이(10)의 타측에 형성된 펀치홀(12)의 상부에 상부다이(20)의 펀치(22)를 설치하고 상기 1차 성형단계에서 이송되어 펀치홀(12) 상에 안치된 소재(W)를 펀치(22)가 하강하여 완전 타발시키는 2차 성형단계를 통하여 이루어진다.

상기 상부다이(20)의 펀치(22)는 다이펀치(11)의 단면적보다 크고 핀치홀(12)은 펀치(22)의 하강시 수용할 수 있게 하였다.

상기 다이펀치(11)는 하부다이(10)에서 소재(W) 두께의 50-60%로 돌출되게 하였다.

이와 같이 된 본 발명은 금속소재를 성형함에 있어 절단면을 성형할 때 100%에 가까운 전단면의 형성하여 정밀도를 향상시키기 위하여 단일금형에서 1차적으로 다이펀치에 의해 하프 타발하고 2차적으로 상부펀치에 의해 완전 타발시켜 성형가공하는 작업으로 가공공정의 단순화뿐만 아니라 단일금형에서 셰이빙가공도 가능케 하며 생산비를 절감시키고 제품에 형성된 전단면이 평탄,균일하게 다듬질되어 제품의 정밀도를 향상시키며 가공할 수 있는 재료의 적용범위를 넓이고 두꺼운 소재의 가공이 유효하게 하며 전단면의 치수정밀도와 직각정밀도가 양호하여 전단면의 부위가 타부품과 작동할 때 작동오차범위를 최소화할 수 있는 단일금형에서 셰이빙가공할 수 있는 성형방법을 제공하기 위한 것이다.

도 3 에 도시된 바와 같이 본 발명은 1차 성형단계와 2차 성형단계를 통하여 셰이빙가공을 단일금형에서 수행할 수 있게 하였다.

1차 성형단계는 하부다이(10)의 일측에 다이펀치(11)를 돌출되게 설치한다.

즉,소재(W)를 성형하면서 셰이빙 가공해야 할 부위에 다이펀치(11)를 돌출되게 설치하되 다이펀치(11)는 성형할 소재(W) 두께의 50-60%의 두께로 하부다이(10)에서 돌출되게 고정 설치한다.

상기의 다이펀치(11)는 가공자하는 소재(W)의 두께에 따라 교체할 수 있게 설치된다.

상기 하부다이(10)의 다이펀치(11) 상부에 상부다이(20)의 홀더(21)를 설치한다.

상기와 같이 상,하부다이(10)(20)가 구성되면 소재(W)가 하부다이(10)에 인입되어 안치된다.

이때 소재(W)의 셰이빙가공할 부위는 하부다이(10)에 고정,돌출되게 설치된 다이펀치(11)의 상부에 안치되어 하부다이(10)에서 일정간격(소재두께의 50-60% 두께)의 유격이 발생하고 이때 상부다이(20)가 하강하여 홀더(21)로 소재(W)를 하프 타발시켜 1차 성형단계를 종료하고 이송하여 2차 성형단계를 대기한다.

2차 성형단계는 하부다이(10)의 타측에 핀치홀(12)을 형성하고 그 상부에 상부다이(20)의 펀치(22)를 설치한다.

상기 핀치홀(12)은 2차 성형 후 탈리된 소재를 배출하고 성형공정에서 상부다이(20)의 펀치(22)를 수용할 수 있게 형성된다.

또한,상부다이(20)의 펀치(22)는 다이펀치(11)의 단면적보다 크게 형성되어 타발시 셰이빙 성형효과를 향상시킬 수 있는 것이다.

상기 1차 성형단계에서 다이펀치(11)와 홀더(21)에 의해 하프 타발된 소재(W)가 핀치홀(12)의 상부로 이송되면 그 상부에 설치된 펀치(22)가 하강하여 완전 타발시켜 소재(W)의 셰이빙 가공이 요구되는 부위의 절단면을 셰이빙시켜 거의 100%에 가까운 전단면이 형성되게 성형하는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

10: 하부다이
11: 다이펀치
12: 펀치홀
20: 상부다이
21: 홀더
22: 펀치
W: 소재

Claims (3)

1. 금속소재(W)의 절단면을 셰이빙가공하는 성형방법에 있어서,
   하부다이(10)의 일측 상부로 다이펀치(11)가 돌출되게 설치하고 상부다이(20)의 홀더(21)가 하강하여 소재(W)를 하프 타발시키는 1차 성형단계와;
   하부다이(10)의 타측에 형성된 펀치홀(12)의 상부에 상부다이(20)의 펀치(22)를 설치하고 상기 1차 성형단계에서 이송되어 펀치홀(12) 상에 안치된 소재(W)를 펀치(22)가 하강하여 완전 타발시키는 2차 성형단계를 통하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 단일금형에서 셰이빙가공하는 성형방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 상부다이(20)의 펀치(22)는 다이펀치(11)의 단면적보다 크고 핀치홀(12)은 펀치(22)의 하강시 수용할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 단일금형에서 셰이빙가공하는 성형방법.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 다이펀치(11)는 하부다이(10)에서 소재(W) 두께의 50-60%로 돌출되게 하는 것을 특징으로 하는 단일금형에서 셰이빙가공하는 성형방법.

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