KR20190072711A - Clincging device using two step press type - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 2단 압입 구조를 갖는 클린칭 장치 및 그 클린칭 장치를 이용한 접합방법에 대한 것이다. The present invention relates to a clinching apparatus having a two-step press-in structure and a bonding method using the clinching apparatus.
일반적으로, 산업분야에서 두 금속판재를 상호 겹치기 접합하기 위해서는 레이저 발진기로부터 출력되는 레이저빔을 이용한 레이저 용접이나, 스폿 용접기를 이용한 전기저항 용접이 주로 적용된다.2. Description of the Related Art Generally, laser welding using a laser beam output from a laser oscillator or electric resistance welding using a spot welding machine is mainly applied to overlap two metal plates in an industrial field.
레이저빔을 이용하여 강판 소재를 용접하기 위한 일반적인 레이저 용접 시스템은 로봇의 아암 선단에 레이저 헤드가 설치되고, 이 레이저 헤드는 레이저 발진기와 연결된다. 로봇은 로봇 제어기에 의해 거동 제어되어 레이저헤드를 소재의 용접패턴을 따라 이동시키면서 레이저빔이 조사되도록 하여 용접작업을 진행하게 된다.In a typical laser welding system for welding a steel sheet material using a laser beam, a laser head is installed at the tip of the arm of the robot, and the laser head is connected to a laser oscillator. The robot is controlled by the robot controller so that the laser beam is irradiated while moving the laser head along the welding pattern of the workpiece, thereby performing the welding work.
한편, 최근에는 차체의 고강도 및 경량화의 추세에 따라 차체 소재로 금속판재 또는 비철금속판재뿐만 아니라 복합판재를 적용하는 사례가 널리 적용되고 있는 추세이다.Meanwhile, in recent years, there has been a tendency that a metal plate material or a non-ferrous metal plate material as well as a composite plate material is applied to a vehicle body in accordance with the trend of high strength and light weight of a vehicle body.
그러나, 이러한 소재들은 원 소재 자체가 고가이며 본딩이나 기계적인 접합 방식에 국한되어 있고, 특히 이종 소재간 용접은 두 소재의 물성적 특성에 의해 레이저 용접이나 스폿 용접은 불가능하고, 이종 소재의 맞대기 접합은 더욱 불가능한 실정이다.However, these materials are expensive due to the high cost of the raw material itself, and are limited to bonding or mechanical bonding. Particularly, welding between two kinds of materials can not be performed by laser welding or spot welding due to the physical properties of the two materials. Is more impossible.
더 나아가, 종래 기술에서는 본딩이나 기계적인 접합 방식으로 이종 소재를 접합하는 경우, 그 이종 소재의 접합체가 인장 방향(전단 방향)으로 쉽게 분리될 수 있다.Furthermore, in the prior art, when a different material is bonded by bonding or mechanical joining, the joined body of the dissimilar material can be easily separated in the tensile direction (shear direction).
또한, 이종소재에 대한 기계적인 접합방법으로 클린칭 기술이 적용될 수 있다. 도 1은 종래 펀치, 다이, 상부홀더, 하부홀더를 이용한 소모재 없이 클린징장치(1)의 단면도를 도시한 것이다. 도 2는 도 1에서 펀치를 압입하여 이종소재박판에 압입부를 형성시킨 상태의 클린칭장치의 단면도를 도시한 것이다. In addition, the clinching technique can be applied as a mechanical bonding method for dissimilar materials. 1 shows a cross-sectional view of a
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 클린칭 장치(1)는 다이(20), 상부홀더(31), 하부홀더(33), 펀치(10)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다. 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 삽입부(21)가 형성된 다이(20)에 금형홀(34)이 형성된 하부홀더(33)를 위치시키고, 이러한 하부홀더(33) 상에 이종소재박판(4)을 위치시키게 된다. 그리고 상부에 금형홀(32)이 형성된 상부홀더(31)를 위치시킨 후에 펀치를 다이(2)의 삽입부(21)측으로 삽입, 압입하여 이종소재박판 상에 압입부를 형성시켜 접합시키게 된다. 1 and 2, it can be seen that the
즉 이러한 클린칭 방식은 서로 다른 소재를 접합할 때, 두 소재를 찍어 놀러 빠지지 않도록 고정하는 방법에 해당한다. 구멍을 뚫지 않고 그대로 누르기 때문에 볼트 등을 이용한 체결과 대비하여 공정수가 적고 가공 속도가 빠르다는 장점이 있으며 어느 소재나 상관없이 적용할 수 있는 장점이 있다. In other words, such a cleansing method corresponds to a method of sticking two materials together so that they do not fall out when they are joined to each other. Since it does not pierce holes, it has the advantage of fewer steps and faster processing speed compared with fastening using bolts and has the advantage of being applicable to any material.
즉, 이러한 종래 클린칭 방식의 경우 추가 접합요소가 불필요하고 경량화가 가능하고, 친환경 가공이 가능하며 공정시간이 짧고 점용접에 비해 동적 강도 향상 등의 장점이 있으나, 접합강도가 기존 점용접과 대비하여 현저히 감소될 수밖에 없는 단점이 있다. That is, in the case of the conventional cleaning method, additional joint elements are unnecessary and lightweight, eco-friendly machining is possible, processing time is short, and dynamic strength is improved as compared with spot welding. However, There is a drawback that it is inevitably reduced.
이러한 단점을 보완하기 위하여 종래 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 다이(20)의 삽입부(21)의 직경을 홀더(31, 33)의 금형홀(32,34)보다 크게 하여 압입부(5)의 하단 외주부에 확장부(36)를 형성하여 접합력을 개선하고 있음을 알 수 있다. The diameter of the
그러나 이러한 종래의 클린칭 방식의 경우, 여전히 접합강도가 점용접의 50 ~ 70% 수준에 불과하고, 형상적으로 집중응력이 발생할 우려가 존재하고, 고강도 소재에 적용하기 어려우며, 소재의 변형 흔적이 남고, 판재간 이격가능성이 존재한다는 문제점이 존재한다. However, in the conventional cleansing method, the bonding strength is still only 50 to 70% of the spot welding, there is a fear that the concentrated stress will form, and it is difficult to apply to the high strength material. There is a possibility that there is a possibility of separation between the plates.
다라서 클린칭의 접합강도를 높이고 집중응력을 해소할 수 있는 개선된 클린칭 기술의 개발이 요구되었다. Therefore, it has been required to develop an improved clinching technique capable of increasing the bonding strength of clinching and eliminating the concentrated stress.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 2단 압입방식을 통해 제2펀치로 한번더 돌기펀치를 찍어 충분한 확장부를 형성시키게 됨으로써 클린칭의 접합강도를 높이고 집중응력을 해소하여 종래 클린칭 결합방식의 단점을 보완하여 자동차 부품 및 가전 조립 등 그 적용분야를 확대할 수 있는 이종소재 박판을 접합하기 위한 2단 압입 구조를 갖는 클린칭 장치 및 그 클린칭 장치를 이용한 접합방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is therefore an object of the present invention to provide a punch which is formed by a double punch, A clamping device having a two-stage press-fitting structure for joining thin plates of different materials capable of expanding the application fields of automobile parts and home appliance assemblies by improving the bonding strength of the quasi- And a bonding method using the clinching apparatus.
또한, 본 발명의 일실시예 따르면, 스폿 용접보다 비용 효율이 우수하고 기존 클린칭 결합방식보다 접합강도가 약 20%정도 상승할 수 있으며, 공정시간이 빠르고 점용접 대비 동적강도가 형상되며, 경량화, 친환경을 실현할 수 있으며 추가적인 접합요소가 필요없고 다양한 소재 조합에 유용하고, 에너지를 절약하면서 공정시 소음이 발생되지 않으며 제품 손상없이 육안으로 접합품질의 확인이 가능한, 2단 압입 구조를 갖는 클린칭 장치 및 그 클린칭 장치를 이용한 접합방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, the cost efficiency is higher than that of spot welding, and the bonding strength can be increased by about 20% as compared with the conventional clinching method, and the processing time is quick, , It is possible to realize environment-friendly, it is useful for various materials combination without additional joining elements, and it is possible to confirm the quality of joining with naked eye without generating noise during process while saving energy. And to provide a bonding method using the device and the clinching apparatus.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. It can be understood.
본 발명의 제1목적은, 다수의 이종소재박판을 적층시킨 후, 접합시키기 위한 클린칭 장치에 있어서, 상부 중앙단에 삽입부가 형성된 다이; 상기 다이 상부에 위치되며 중앙단에 상기 삽입부보다 작은 직경을 갖는 금형홀이 형성된 하부홀더; 상기 하부홀더 상부에 위치되며 중앙단에 금형홀이 형성된 상부홀더; 상기 상부홀더와 상기 하부홀더 사이에 위치되는 접합의 대상이 되는 복수의 이종소재박판; 및 상기 이종소재박판이 상기 상부홀더와 하부홀더 사이에 위치된 후, 상기 금형홀과 상기 삽입부 측으로 압입되어 상기 이종소재박판을 접합시키는 펀치;를 포함하고, 상기 펀치는, 상기 금형홀과 상기 삽입부 측으로 압입되어지는 중공관 형태의 제1펀치와, 상기 제1펀치의 하부 외측에 장착되는 다수의 펀치돌기, 상기 제1펀치의 내부에 장착되며 상기 제1펀치의 압입 후, 상기 삽입부 측으로 이동되어 상기 다수의 펀치돌기를 외측으로 이동시키는 제2펀치를 포함하는 것을 특징으로 하는 2단 압입 구조를 갖는 클린칭 장치로서 달성될 수 있다. A first object of the present invention is to provide a clinching apparatus for laminating and joining a plurality of thin plates of different kinds of materials, comprising: a die having an insert portion formed at an upper middle end; A lower holder positioned above the die and having a mold hole having a diameter smaller than that of the insert at the center end; An upper holder positioned above the lower holder and having a mold hole at a middle end thereof; A plurality of different-material thin plates to be bonded between the upper holder and the lower holder; And a punch which is inserted between the upper holder and the lower holder and then press-fitted into the mold hole and the insertion portion to join the different thin plate to each other, A first punch in the form of a hollow tube to be press-fitted into the insertion portion side; a plurality of punch projections mounted on the lower outer side of the first punch; a plurality of punch projections mounted in the first punch, And a second punch which is moved to the outside and moves the plurality of punch projections outward. The present invention can be achieved by a clinching apparatus having a two-step press-in structure.
그리고 제1펀치는 몸체와, 상기 금형홀과 상기 삽입부 측으로 압입, 삽입되어지는 압입단과, 상기 몸체와 상기 압입단 사이에 구비되는 걸림턱과, 상기 압입단 외측에 방사형으로 다수 형성된 돌기 장착단을 구비하고, 상기 펀치돌기 각각은 상기 돌기 장착단에 장착되어지는 것을 특징으로 할 수 있다. The first punch includes a body, a press-in end to be inserted and inserted into the mold hole and the insertion portion, a locking protrusion provided between the body and the press-in end, And each of the punch projections is mounted on the projection mounting end.
또한, 제2펀치는 상기 제1펀치의 중공홀에 장착되어지며 하부면 외측에 하부페이퍼면이 구비되고, 상기 펀치돌기는 외측경사면과, 상기 테이퍼면과 면접촉되는 내측 상부경사면이 구비되어, 제1펀치에 의한 1단 압입 후, 제2펀치를 하부측으로 이동시켜 상기 펀치돌기 각각을 외측으로 이동시켜 상기 이종소재박판의 압입부 하단 외주면에 다수의 확장부를 형성시키는 것을 특징으로 할 수 있다. The second punch is mounted on the hollow hole of the first punch and has a lower paper surface on the outer side of the lower surface. The punch projection has an outer inclined surface and an inner upper inclined surface in surface contact with the tapered surface, The second punch is moved to the lower side after the first punch presses the first punch, and each of the punch projections is moved outward to form a plurality of extension portions on the outer peripheral surface of the lower end of the press-in portion of the dissimilar material thin plate.
그리고 다이의 삽입부의 직경은 상기 금형홀의 직경보다 큰 것을 특징으로 할 수 있다. And the diameter of the insert portion of the die is larger than the diameter of the mold hole.
본 발명의 제2목적은 앞서 언급한 제 1목적에 따른 2단 압입 구조를 갖는 클린칭 장치를 이용하여 이종소재박판을 접합시키기 위한 방법에 있어서, 삽입부를 갖는 다이 상에 금형홀을 갖는 하부홀더를 위치시키고, 상기 하부홀더 상에 이종소재박판을 위치시키는 단계; 상기 이종소재박판 상부로 금형홀을 갖는 상부홀더를 위치시키는 단계; 및 펀치를 상기 상부홀더와 상기 하부홀더의 금형홀, 상기 다이의 삽입부 측으로 압입하여 이종소재박판에 압입부를 형성시켜 접합시키는 단계;를 포함하고, 상기 접합시키는 단계는, 상기 펀치의 제1펀치를 상기 제1펀치의 하부면이 상기 다이의 삽입부 하단까지 위치되도록 압입하는 1단 압입 단계; 및 제2펀치를 하부측으로 이동시켜 펀치돌기 각각을 외측으로 이동시켜 상기 이종소재박판의 압입부 하단 외주면에 다수의 확장부를 형성시키는 2단 압입단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2단 압입 구조를 갖는 클린칭 장치를 이용한 이종소재박판 접합방법으로서 달성될 수 있다. A second object of the present invention is to provide a method for joining a thin plate made of different materials using a clinching apparatus having a two-stage press-in structure according to the first object, comprising the steps of: Positioning a disparate thin foil on the lower holder; Positioning an upper holder having a mold hole above the dispenser thin plate; And a step of press-fitting the punch into the mold hole of the upper holder and the lower holder and the insertion portion of the die to form a press-fit portion in the thin plate of dissimilar material to join the first punch and the punch, A step of press-fitting the lower surface of the first punch so that the lower surface of the first punch is positioned to the lower end of the insertion portion of the die; And a two-step press-in step of moving the second punch to the lower side to move each of the punch projections outward to form a plurality of expanding parts on the outer peripheral surface of the lower end of the press-in part of the dissimilar material thin plate Can be achieved as a method of joining a thin plate of different materials using a clinching apparatus.
본 발명의 일실시예에 따른 2단 압입 구조를 갖는 클린칭 장치 및 그 클린칭 장치를 이용한 접합방법에 따르면, 2단 압입방식을 통해 제2펀치로 한번 더 돌기펀치를 찍어 충분한 확장부를 형성시키게 됨으로써 클린칭의 접합강도를 높이고 집중응력을 해소하여 종래 클린칭 결합방식의 단점을 보완하여 자동차 부품 및 가전 조립 등 그 적용분야를 확대할 수 있는 효과를 갖는다. According to the clinching apparatus having a two-stage press-in structure and the joining method using the clinching apparatus according to an embodiment of the present invention, a protruding punch is once again pulled out with a second punch through a two-step press- Thereby enhancing the bonding strength of the clinching and eliminating the concentrated stress, thereby making it possible to expand the application fields of automobile parts and home appliance assembly by supplementing the disadvantages of the conventional clinching method.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 2단 압입 구조를 갖는 클린칭 장치 및 그 클린칭 장치를 이용한 접합방법에 따르면, 스폿 용접보다 비용 효율이 우수하고 기존 클린칭 결합방식보다 접합강도가 약 20%정도 상승할 수 있으며, 공정시간이 빠르고 점용접 대비 동적강도가 형상되며, 경량화, 친환경을 실현할 수 있으며 추가적인 접합요소가 필요없고 다양한 소재 조합에 유용하고, 에너지를 절약하면서 공정시 소음이 발생되지 않으며 제품 손상없이 육안으로 접합품질의 확인이 가능한 장점이 있다. Further, according to the clinching apparatus having a two-stage press-in structure and the bonding method using the clinching apparatus according to an embodiment of the present invention, the cost efficiency is higher than that of spot welding, and the bonding strength is about 20 %, And the process time is fast and the dynamic strength is compared with that of spot welding. Light weight, environment friendliness can be realized, additional joining elements are not needed and it is useful for various material combinations, And the quality of the bonding can be confirmed with naked eyes without damaging the product.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It should be understood, however, that the effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art to which the present invention belongs It will be possible.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 종래 펀치, 다이, 상부홀더, 하부홀더를 이용한 소모재 없이 클린징장치의 단면도,
도 2는 도 1에서 펀치를 압입하여 이종소재박판에 압입부를 형성시킨 상태의 클린칭장치의 단면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 펀치의 투시 사시도,
도 4는 도 3에서 제2펀치가 하부측으로 이동된 상태의 투시 사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 클린칭 장치에서 1단 압입전 상태의 단면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 1단 압입 후의 단면도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 2단 압입 후의 단면도를 도시한 것이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, It should not be construed as limited.
1 is a cross-sectional view of a cleansing device without a consumable material using a conventional punch, die, upper holder,
Fig. 2 is a cross-sectional view of a clinching apparatus in which a press-in portion is formed in a thin plate of a dissimilar material by press-
3 is a perspective view of a punch according to an embodiment of the present invention,
FIG. 4 is a perspective oblique view of the state in which the second punch is moved to the lower side in FIG. 3,
5 is a cross-sectional view of a clinching apparatus according to an embodiment of the present invention,
6 is a cross-sectional view after the first stage of press-fitting according to the embodiment of the present invention,
7 shows a cross-sectional view after a two-step indentation according to an embodiment of the present invention.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more readily apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In this specification, when an element is referred to as being on another element, it may be directly formed on another element, or a third element may be interposed therebetween. Also in the figures, the thickness of the components is exaggerated for an effective description of the technical content.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional views and / or plan views that are ideal illustrations of the present invention. In the drawings, the thicknesses of the films and regions are exaggerated for an effective description of the technical content. Thus, the shape of the illustrations may be modified by manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific forms shown, but also include changes in the shapes that are produced according to the manufacturing process. For example, the area shown at right angles may be rounded or may have a shape with a certain curvature. Thus, the regions illustrated in the figures have attributes, and the shapes of the regions illustrated in the figures are intended to illustrate specific forms of regions of the elements and are not intended to limit the scope of the invention. Although the terms first, second, etc. have been used in various embodiments of the present disclosure to describe various components, these components should not be limited by these terms. These terms have only been used to distinguish one component from another. The embodiments described and exemplified herein also include their complementary embodiments.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.In describing the specific embodiments below, various specific details have been set forth in order to explain the invention in greater detail and to assist in understanding it. However, it will be appreciated by those skilled in the art that the present invention may be understood by those skilled in the art without departing from such specific details. In some instances, it should be noted that portions of the invention that are not commonly known in the description of the invention and are not significantly related to the invention do not describe confusing reasons to explain the present invention.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 2단 압입 구조를 갖는 클린칭 장치(100)의 구성, 기능 및 그 클린칭 장치(100)를 이용한 접합방법에 대해 설명하도록 한다. Hereinafter, the structure and function of a
본 발명의 실시예에 따른 클린칭장치(100)는 통상의 클린칭장치(1)와 같이, 다이(20), 홀더, 펀치(10)를 포함하여 구성된다. 다이(20)는 상부 중앙단에 삽입부(21)가 형성되게 되며, 이러한 다이(20) 상부에 하부홀더(33)가 위치되며 하부홀더의 중앙단에는 삽입부(21)보다 작은 직경을 갖는 금형홀(34)이 형성되어 진다. A clinching
그리고 하부홀더 상부 측에 상부홀더(31)가 위치되며 이러한 상부홀더(31)의 중앙단에도 금형홀(32)이 형성되게 된다. 이러한 상부홀더(31)와 하부홀더(33) 사이에 위치되는 접합의 대상이 되는 이종소재박판(4)이 위치되게 된다. 이종소재박판(4)은 제1소재박판(2, 예를 들어, 스틸)과 제2소재박판(3, 예를 들면, 알루미늄)이 적층된 형태로 상부홀더(31)와 하부홀더(33) 사이에 배치되게 된다. The
그리고 이종소재박판(4)이 상부홀더(31)와 하부홀더 사이에 위치된 후, 금형홀(32,34))과 삽입부(21) 측으로 펀치(10)가 압입되어 이종소재박판(4)을 접합시키게 된다. The
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 펀치(10)의 투시 사시도를 도시한 것이다. 그리고, 도 4는 도 3에서 제2펀치(17)가 하부측으로 이동된 상태의 투시 사시도를 도시한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 펀치(10)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1펀치(11)와 제2펀치(17)와 펀치돌기(40)를 포함하여 구성되어 2단 압입 구조를 실현할 수 있게 됨을 알 수 있다. 3 is a perspective view of a
본 발명의 실시예에 따른 펀치(10)는, 금형홀(32,34)과 삽입부(21) 측으로 압입되어지는 중공관 형태의 제1펀치(11)와, 제1펀치(11)의 하부 외측에 장착되는 다수의 펀치돌기(40)와, 제1펀치(11)의 내부에 장착되며 제1펀치(11)의 압입 후, 다이(20)의 삽입부(21) 측으로 이동되어 다수의 펀치돌기(40)를 외측으로 이동시키는 제2펀치(17)를 포함하여 구성될 수 있다. The
구체적으로 제1펀치(11)는 중공관 형태의 몸체(12)와, 홀더(31, 33)의 금형홀(32,44)과 삽입부(21) 측으로 압입, 삽입되어지는 압입단(15)과, 몸체(12)와 상기 압입단(15) 사이에 구비되는 걸림턱(14)을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 압입단(15) 외측에 방사형으로 돌기 장착단(16)이 다수 형성되게 된다. 펀치돌기(40) 각각은 이러한 돌기 장착단(16)에 장착되어지게 된다. Specifically, the
또한, 제2펀치(17)는 제1펀치(11)의 중공홀(13)에 장착되어지며 하부면 외측에 하부페이퍼면이 형성되게 된다. 그리고 펀치돌기(40) 각각은 외측경사면(41)과, 제2펀치(17)의 테이퍼면(18)과 면접촉되는 내측 상부경사면(42)이 구비되어, 제1펀치(11)에 의한 1단 압입 후, 제2펀치(17)를 하부측으로 슬라이딩 이동시켜 펀치돌기(40) 각각을 외측으로 이동시켜 이종소재박판(4)의 압입부(5) 하단 외주부에 다수의 확장부(6)를 형성시킬 수 있게 된다. The
이하에서는 앞서 언급한 2단 압입 구조를 갖는 클린칭 장치(100)를 이용하여 이종소재박판(4)을 접합시키기 위한 방법에 대해 설명하도록 한다. 삽입부(21)를 갖는 다이(20) 상에 금형홀(34)을 갖는 하부홀더(33)를 위치시키고, 상기 하부홀더(33) 상에 이종소재박판(4)을 위치시키게 된다. 그리고 이종소재박판(4) 상부로 금형홀(32)을 갖는 상부홀더(31)를 위치시키게 된다. 도 5는 본 발명의 실시예에 클린칭 장치(100)에서 1단 압입전 상태의 단면도를 도시한 것이다. Hereinafter, a method for joining the different-material
그리고 펀치(10)를 상부홀더(31)와 상기 하부홀더(33)의 금형홀(32,34), 상기 다이(20)의 삽입부(21) 측으로 압입하여 이종소재박판(4)에 압입부(5)를 형성시켜 접합시키게 된다. 구체적으로 펀치(10)의 제1펀치(11)를 제1펀치(11)의 하부면이 다이(20)의 삽입부(21) 하단까지 위치되도록 압입하는 1단 압입 단계를 실행하게 된다. The
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 1단 압입 후의 단면도를 도시한 것이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 펀치(10)는 다이(20)의 삽입부(21) 하부면까지 이동되게 되어 이종소재박판(4)에 압입부(5)가 형성되게 됨을 알 수 있다. 6 shows a cross-sectional view after the first stage of press-fitting according to the embodiment of the present invention. 7, the
그리고 제2펀치(17)를 하부측으로 이동시켜 펀치돌기(40) 각각을 외측으로 이동시켜 이종소재박판(4)의 압입부(5) 하단 외주면에 다수의 확장부(6)를 형성시키는 2단 압입단계를 진행하게 된다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 2단 압입 후의 단면도를 도시한 것이다. And the
도 7에 도시된 바와 같이, 1단 압입 후에, 제2펀치(17)를 하부측으로 이동시켜 각각의 펀치돌기(40)가 제2펀치(17)의 테이퍼면(18)에 슬라이딩되면서 외측으로 각각 이동되게 된다. 펀치돌기(40)가 외측으로 이동되면서 이종소재박판(4)의 압입부(5) 하부측에 확장부(6)를 형성시켜 잡합강도를 향상시키게 된다. 7, the
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.It should be noted that the above-described apparatus and method are not limited to the configurations and methods of the embodiments described above, but the embodiments may be modified so that all or some of the embodiments are selectively combined .
1:종래 클린칭 장치
2:제1소재박판
3:제2소재박판
4:이종소재박판
5:압입부
6:확장부
10:펀치
11:제1펀치
12:몸체
13:중공홀
14:걸림턱
15:압입단
16:돌기 장착단
17:제2펀치
18:테이퍼면
20:다이
21:삽입부
31:상부홀더
32:상부홀더 금형홀
33:하부홀더
34:하부홀더 금형홀
40:펀치돌기
41:외측경사면
42:내측상부경사면
100:2단 압입 구조를 갖는 클린칭 장치1: Conventional clinching device
2: first material thin plate
3: second material thin plate
4: Sheets of heterogeneous material
5:
6: Extension part
10: punch
11: 1st punch
12: Body
13: hollow hole
14:
15:
16:
17: second punch
18: Taper face
20: die
21:
31: Upper holder
32: upper holder mold hole
33: Lower holder
34: Lower holder mold hole
40: punch projection
41: outer inclined surface
42: inner upper inclined surface
100: Cloning device with double indentation structure
Claims (5)
상부 중앙단에 삽입부가 형성된 다이;
상기 다이 상부에 위치되며 중앙단에 상기 삽입부보다 작은 직경을 갖는 금형홀이 형성된 하부홀더;
상기 하부홀더 상부에 위치되며 중앙단에 금형홀이 형성된 상부홀더;
상기 상부홀더와 상기 하부홀더 사이에 위치되는 접합의 대상이 되는 복수의 이종소재박판; 및
상기 이종소재박판이 상기 상부홀더와 하부홀더 사이에 위치된 후, 상기 금형홀과 상기 삽입부 측으로 압입되어 상기 이종소재박판을 접합시키는 펀치;를 포함하고,
상기 펀치는,
상기 금형홀과 상기 삽입부 측으로 압입되어지는 중공관 형태의 제1펀치와, 상기 제1펀치의 하부 외측에 장착되는 다수의 펀치돌기, 상기 제1펀치의 내부에 장착되며 상기 제1펀치의 압입 후, 상기 삽입부 측으로 이동되어 상기 다수의 펀치돌기를 외측으로 이동시키는 제2펀치를 포함하는 것을 특징으로 하는 2단 압입 구조를 갖는 클린칭 장치.
CLAIMS 1. A clinching apparatus for laminating a plurality of thin plates of different kinds and then joining,
A die having an insertion portion formed at an upper middle end thereof;
A lower holder positioned above the die and having a mold hole having a diameter smaller than that of the insert at the center end;
An upper holder positioned above the lower holder and having a mold hole at a middle end thereof;
A plurality of different-material thin plates to be bonded between the upper holder and the lower holder; And
And a punch which is inserted between the upper holder and the lower holder and then press-fitted into the mold hole and the insertion portion to join the thin plate of different material,
The punch includes:
A first punch in the form of a hollow tube to be press-fitted into the mold hole and the insertion portion side; a plurality of punch projections mounted on a lower outer side of the first punch; And a second punch which is moved toward the insertion portion to move the plurality of punch projections outward.
상기 제1펀치는 몸체와, 상기 금형홀과 상기 삽입부 측으로 압입, 삽입되어지는 압입단과, 상기 몸체와 상기 압입단 사이에 구비되는 걸림턱과, 상기 압입단 외측에 방사형으로 다수 형성된 돌기 장착단을 구비하고,
상기 펀치돌기 각각은 상기 돌기 장착단에 장착되어지는 것을 특징으로 하는 2단 압입 구조를 갖는 클린칭 장치.
The method according to claim 1,
The first punch includes a body, a press-in end to be inserted and inserted into the mold hole and the insertion portion, a stop protrusion provided between the body and the press-in end, and a plurality of protruding attachment portions formed radially outwardly of the press- And,
And each of the punch projections is mounted on the projection mounting end.
상기 제2펀치는 상기 제1펀치의 중공홀에 장착되어지며 하부면 외측에 하부페이퍼면이 구비되고, 상기 펀치돌기는 외측경사면과, 상기 테이퍼면과 면접촉되는 내측 상부경사면이 구비되어, 제1펀치에 의한 1단 압입 후, 제2펀치를 하부측으로 이동시켜 상기 펀치돌기 각각을 외측으로 이동시켜 상기 이종소재박판의 압입부 하단 외주면에 다수의 확장부를 형성시키는 것을 특징으로 하는 2단 압입 구조를 갖는 클린칭 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the second punch is mounted on the hollow hole of the first punch and has a lower paper surface on the outer side of the lower surface, the punch projection has an outer inclined surface and an inner upper inclined surface in surface contact with the tapered surface, Wherein the second punch is moved to the lower side after the first punching by one punch to move each of the punch projections outward to form a plurality of extension portions on the outer peripheral surface of the lower end of the press- Lt; / RTI >
상기 다이의 삽입부의 직경은 상기 금형홀의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 2단 압입 구조를 갖는 클린칭 장치.
The method of claim 3,
Wherein the diameter of the insert portion of the die is larger than the diameter of the mold hole.
삽입부를 갖는 다이 상에 금형홀을 갖는 하부홀더를 위치시키고, 상기 하부홀더 상에 이종소재박판을 위치시키는 단계;
상기 이종소재박판 상부로 금형홀을 갖는 상부홀더를 위치시키는 단계; 및
펀치를 상기 상부홀더와 상기 하부홀더의 금형홀, 상기 다이의 삽입부 측으로 압입하여 이종소재박판에 압입부를 형성시켜 접합시키는 단계;를 포함하고
상기 접합시키는 단계는,
상기 펀치의 제1펀치를 상기 제1펀치의 하부면이 상기 다이의 삽입부 하단까지 위치되도록 압입하는 1단 압입 단계; 및 제2펀치를 하부측으로 이동시켜 펀치돌기 각각을 외측으로 이동시켜 상기 이종소재박판의 압입부 하단 외주면에 다수의 확장부를 형성시키는 2단 압입단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 2단 압입 구조를 갖는 클린칭 장치를 이용한 이종소재박판 접합방법.A method for joining a thin sheet of dissimilar materials using a clinching apparatus having a two-stage press-fit structure according to any one of claims 1 to 4,
Placing a lower holder having a mold hole on a die having an insert, and positioning a dispenser thin plate on the lower holder;
Positioning an upper holder having a mold hole above the dispenser thin plate; And
And punching the punch into a mold hole of the upper holder and the lower holder and an insertion portion side of the die to form a press-fit portion in the different-material thin plate,
The bonding step may include:
The first punch of the punch is press-fitted so that the lower surface of the first punch is positioned to the lower end of the insertion portion of the die; And a two-step press-in step of moving the second punch to the lower side to move each of the punch projections outward to form a plurality of expanding parts on the outer peripheral surface of the lower end of the press-in part of the dissimilar material thin plate A method of joining thin plates of heterogeneous materials using a clinching device.
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