KR20210004378A

KR20210004378A - 스프링 백을 고려한 벤딩장치

Info

Publication number: KR20210004378A
Application number: KR1020190080712A
Authority: KR
Inventors: 박덕중
Original assignee: 박덕중
Priority date: 2019-07-04
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2021-01-13
Also published as: KR102236457B1

Abstract

본 발명은 스프링 백을 고려한 벤딩장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금속 재질로 이루어지는 판넬을 벤딩시에 각 금속 재질의 굽힘 강도와 스프링 백을 고려하여 실제 성형치보다 더 가공하도록 하여 정확하게 판넬을 가공할 수 있게 하는 스프링 백을 고려한 벤딩장치에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 판넬이 지지되는 제1지지부재가 형성되는 하형과, 상기 하형에 설치되어 상기 판넬을 절곡하는 작동부와, 상기 하형의 상부에 승하강 가능하게 구비되어 상기 작동부를 작동시키는 상형을 포함하여 이루어되, 상기 작동부는 하형을 구성하는 하부 몸체의 상면에 상기 상형에 의해 전후로 이동가능하게 구비되는 제1캠과, 상기 제1캠에 의해 상하 이동가능하게 구비되어 상기 판넬을 상부로 절곡시키는 제2캠과, 상기 하부 몸체의 상면에 고정설치되어 상기 제1캠의 상하 이동을 지지하는 제2지지부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

스프링 백을 고려한 벤딩장치{a bending apparatus considering spring back}

본 발명은 스프링 백을 고려한 벤딩장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금속 재질로 이루어지는 판넬을 벤딩시에 각 금속 재질의 굽힘 강도와 스프링 백을 고려하여 실제 성형치보다 더 가공하도록 하여 정확하게 판넬을 가공할 수 있게 하는 스프링 백을 고려한 벤딩장치에 관한 것이다.

일반적으로 판형의 강판 소재를 원하는 형상의 제품으로 형성하기 위하여 벤딩 금형을 사용하고, 통상적으로 프레스장치에 적용된다. 완제품의 외향과 상응하는 프로파일을 갖는 하형다이 상에 소재를 위치시키고, 상형다이에 의해 일정 압력으로 가압하여 소재를 원하는 각도 및 형상으로 절곡시키게 된다.

그러나, 벤딩 금형은 소재를 성형하는 과정에서 탄성한계 이하의 힘을 가하거나 그 이상의 힘을 가하여도 소재의 탄성을 완전히 제거하기 어렵기 때문에, 재료가 원상태로 회복되는 현상이 나타날 수 있으며, 이러한 현상을 스프링 백(spring back)이라 한다.

첨부한 도 1은 종래 금형을 도시한 구성도이고, 도 2는 종래 금형의 작동 과정(a→e)을 도시한 동작도이며, 도3은 종래 금형에서 판넬 성형 중 스프링 백 현상이 발생하는 과정을 도시한 도면이다.

종래의 벤딩 금형장치는 도 1에 도시된 바와 같이 쿠션(5)이 장착된 블랭크 홀더(4)와 하형펀치(3) 및 상형(1)을 포함하여 구성된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래 벤딩 금형은 고장력강(45㎏급 이상)의 종래 성형공법(드로잉(Drawing) 공법)을 이용하여 판넬(6)을 성형하며, 이를 위하여 먼저 상기 상형(1)이 하강하여 블랭크 홀더(4)와 접촉하면서 판넬(6)을 홀딩한다.

상기 판넬(6)이 홀딩된 상태에서 상형(1)과 블랭크 홀더(4)가 하강하고, 판넬(6)의 유입이 억제되면서 상형다이(2)의 측벽면압이 지속적으로 작용하여 성형이 이루어진다.

이러한 종래 벤딩 금형은 단순 구조의 금형으로서, 강판 소재를 누르거나 캠 등의 장치 없이 단순 벤딩 가공으로 판넬을 간단하게 성형할 수 있는 장점이 있다.

그러나, 벤딩 금형의 판넬 성형과정에서 도 3에 도시된 바와 같이 판넬(6)과 상형다이(2)가 슬라이딩됨으로 인해, 상기 판넬(6)이 상형다이(2)의 측벽면압을 지속적으로 받으며 성형되어, 최종 성형 후 탄성회복에 의해 판넬(6)의 측벽이 둥글게 말리면서 들뜨게 되어 측벽 휨 및 스프링 백 현상이 발생하는 문제가 있다.

그리고, 상기와 같은 측벽 휨 및 스프링 백 문제로 인해 다수의 금형보정이 요구되어 금형제작원가가 상승되는 문제가 발생한다.

또한, 상기 스프링 백 현상은 소재의 특성상 완전히 제거하기 어려우며, 이렇게 생산된 일부 제품은 치수의 허용 공차를 넘어서게 되는 경우가 발생되어, 결과적으로 이러한 제품의 조립불량 및 성능저하를 가져오는 문제가 발생하게 된다.

한국등록특허 제10-0952000

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 상형과 하형으로 이루어지는 벤딩 장치에서 판넬을 밴딩하게 되는데, 판넬을 벤딩하는 작동부를 상형의 드라이브에 의해 전후 이동하는 제1캠과 제1캠에 의해 상부로 이동하는 과정에서 판넬을 절곡하는 제2캠으로 이루어지고, 제2캠의 후부를 지지하는 제2지지부재의 상단에 전방으로 경사돌부가 돌출 형성되어 제2캠이 판넬의 절곡후 전방으로 회전하게 됨으로써, 판넬의 절곡 후, 탄성 회복에 의해 발생하는 스프링 백 현상을 고려하여 판넬을 보다 더 절곡시키게 되어 정확하게 판넬을 벤딩할 수 있는 스프링 백을 고려한 벤딩장치를 제공하는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;

판넬이 지지되는 제1지지부재가 형성되는 하형과, 상기 하형에 설치되어 상기 판넬을 절곡하는 작동부와, 상기 하형의 상부에 승하강 가능하게 구비되어 상기 작동부를 작동시키는 상형을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 작동부는 하형을 구성하는 하부 몸체의 상면에 상기 상형에 의해 전후로 이동가능하게 구비되는 제1캠과, 상기 제1캠에 의해 상하 이동가능하게 구비되어 상기 판넬을 상부로 절곡시키는 제2캠과, 상기 하부 몸체의 상면에 고정설치되어 상기 제1캠의 상하 이동을 지지하는 제2지지부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제2지지부재는 상기 제2캠이 후방으로 회전하지 않도록 지지하는 지지부와, 상기 지지부의 하부 양측에 구비되어 하부 몸체에 고정되는 다리부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 다리부의 상단 전면에는 브라켓이 구비되고, 상기 브라켓 사이에는 힌지축이 설치되며, 상기 제2캠에 좌우 관통하도록 상하 방향으로 길게 형성되는 장공에 힌지축이 삽입되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제1캠의 후단 상면에는 상기 상형의 일측에 하방 돌출 형성되는 드라이브의 하단에 형성되는 제1경사면에 대응되도록 제2경사면이 형성되고, 상기 제1캠의 전단 상면에는 제2캠의 하단 후부에 형성되는 제4경사면에 대응되도록 제3경사면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제2지지부재의 전면 상부에는 하방 경사지도록 제5경사면이 형성되는 경사돌부가 돌출 형성되고, 상기 제2캠의 후면 상부에는 상기 제5경사면에 대응되도록 제6경사면이 형성되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제5경사면과 제6경사면은 제2캠이 판넬을 절곡시킨 직후 서로 접하도록 위치하며, 상기 상형이 하부로 이동하는 정도에 따라 상기 힌지축을 기준으로 제2캠의 상부가 전방으로 회전하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 힌지축은 지지부의 하부에 위치하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 상형에 구비되어 판넬의 상면을 가압 고정하는 고정부재의 후면 하부에는 제1예각돌부가 돌출 형성되고, 상기 제2캠의 전면 상부에는 제2예각돌부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제1캠은 상기 다리부의 사이를 통하여 전후로 이동하는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 상형과 하형으로 이루어지는 벤딩 장치에서 판넬을 밴딩하게 되는데, 판넬을 벤딩하는 작동부를 상형의 드라이브에 의해 전후 이동하는 제1캠과 제1캠에 의해 상부로 이동하는 과정에서 판넬을 절곡하는 제2캠으로 이루어지고, 제2캠의 후부를 지지하는 제2지지부재의 상단에 전방으로 경사돌부가 돌출 형성되어 제2캠이 판넬의 절곡후 전방으로 회전하게 됨으로써, 판넬의 절곡 후, 탄성 회복에 의해 발생하는 스프링 백 현상을 고려하여 판넬을 보다 더 절곡시키게 되어 정확하게 판넬을 벤딩할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 벤딩 장치의 구성도이다.
도 2는 종래의 벤딩 장치의 작동과정을 도시한 동작도이다.
도 3은 종래의 벤딩 장치에서 판넬 성형 중 스프링 백 현상이 발생하는 과정을 보여주는 상태도이다.
도 4는 본 발명에 따른 스프링 백을 고려한 벤딩장치의 개념도이다.
도 5는 본 발명에 따른 스프링 백을 고려한 벤딩장치의 작동부의 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 스프링 백을 고려한 벤딩장치의 작동부의 분리 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 스프링 백을 고려한 벤딩장치의 작동부의 작동방향을 보여주는 개념도이다.
도 8은 본 발명에 따른 스프링 백을 고려한 벤딩장치의 판넬을 절곡하는 상태를 보여주는 상태도이다.
도 9는 본 발명에 따른 스프링 백을 고려한 벤딩장치의 판넬을 예각으로 절곡하는 상태를 보여주는 상태도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다.

도 4는 본 발명에 따른 스프링 백을 고려한 벤딩장치의 개념도이고, 도 5는 본 발명에 따른 스프링 백을 고려한 벤딩장치의 작동부의 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 스프링 백을 고려한 벤딩장치의 작동부의 분리 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 스프링 백을 고려한 벤딩장치의 작동부의 작동방향을 보여주는 개념도이고, 도 8은 본 발명에 따른 스프링 백을 고려한 벤딩장치의 판넬을 절곡하는 상태를 보여주는 상태도이고, 도 9는 본 발명에 따른 스프링 백을 고려한 벤딩장치의 판넬을 예각으로 절곡하는 상태를 보여주는 상태도이다.

본 발명은 스프링 백을 고려한 벤딩장치에 관한 것으로 도 4 내지 도 9에 도시된 바와 같이 그 구성은 하부에 고정 설치되는 하형(200)과 상기 하형(200)의 상부에 위치하는 상형(100)으로 이루어진다.

여기서, 상기 하형(200)은 하부를 형성하는 평판 형상의 하부 몸체(210)와 상기 하부 몸체(210)의 상면에 구비되는 벤딩 가공하기 위한 소재인 판넬(400)이 지지되는 제1지지부재(220)와 상기 판넬(400)을 절곡하기 위한 작동부(300)로 이루어지며, 별도의 구동수단에 의해 작동하는 상기 상형(100)은 상부를 형성하는 평판 형상의 상부 몸체(110)와 상부 몸체(110)의 하면에 형성되는 고정부재(120)와 드라이브(130)로 이루어진다.

그래서, 상기 상형(100)이 승하강함에 따라 상기 제1지지부재(220)의 상부에 놓여진 판넬(400)을 상기 고정부재(120)가 상부를 가압고정하고, 상기 드라이브(130)가 작동부(300)를 작동시켜 제1지지부재(220)와 고정부재(120)에 의해 고정된 판넬(400)을 절곡시키게 된다.

이때, 상기 상부 몸체(110)와 고정부재(120) 사이에는 완충부재(122)가 구비되어 고정부재(120)가 판넬(400)의 상부와 접할 때, 발생하는 충격을 줄여주게 된다.

그리고, 상기 작동부(300)는 상기 하형(200)을 구성하는 하부 몸체(210)의 상면에 전후로 이동가능하게 구비되는 제1캠(310)과 상기 제1캠(310)에 의해 상하 이동가능하게 구비되는 제2캠(340)과 상기 하부 몸체(210)의 상면에 고정설치되어 상기 제1캠(310)의 상하 이동을 지지하는 제2지지부재(320)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 도면에 도시되지는 않았지만 상기 하부 몸체(210)의 상면에는 레일 등이 구비되어 상기 제1캠(310)이 전후로 이동하능하게 설치되며, 상기 제1캠(310)의 상면 후단에는 하방 경사지도록 제2경사면(312)이 형성되고, 상기 상부 몸체(110)의 하면 후부에 하방으로 돌출 형성되는 드라이브(130)의 하면 전부에는 상기 제2경사면(312)에 대응되도록 제1경사면(132)이 형성된다.

그래서, 상기 상형(100)이 하부로 이동하게 되면, 상기 드라이브(130)의 제1경사면(132)이 제1캠(310)의 제2경사면(312)을 하부로 가압하게 됨으로써, 제1캠(310)은 전방으로 이동하게 된다.

또한, 상기 제1캠(310)의 상면 전부에는 하방 경사지도록 제3경사면(314)이 형성되고, 상기 제2캠(340)은 제1캠(310)의 전부에 위치하는데, 상기 제2캠(340)의 하면 후부에는 상기 제3경사면(314)에 대응되도록 제4경사면(344)이 형성된다.

여기서, 상기 드라이브(130)의 하부 이동에 의해 제1캠(310)이 전방으로 이동하게 되면, 제3경사면(314)이 제4경사면(344)을 전방으로 가압하게 됨으로써, 제2캠(340)은 상부로 이동하게 된다.

이때, 상기 작동부(300)의 전부에 위치하는 제1지지부재(220)의 상부에 놓여저 상형(100)의 고정부재(120)에 의해 고정된 판넬(400)의 후방으로 돌출된 부분을 상기 제2캠(340)의 상면이 상부로 가압하여 절곡시키게 된다.

한편, 상기 제2지지부재(320)는 상기 제2캠(340)의 후부에 위치하여 제2캠(340)이 후방으로 회전하지 않도록 지지하는 지지부(322)와 상기 지지부(322)의 하부 양측에 하방으로 돌출되도록 형성되어 하부 몸체(210)의 상면에 고정되는 한 쌍의 다리부(324)로 이루어진다.

여기서, 상기 한 쌍의 다리부(324)의 상단 전면에는 각각 브라켓(332)이 전방으로 돌출되도록 형성되는데, 상기 한 쌍의 브라켓(332)의 사이에는 힌지축(330)이 설치된다.

이때, 상기 제2캠(340)은 좌우 관통되도록 장공(342)이 형성되는데, 상기 장공(342)은 상하 방향으로 길게 형성되며 상기 힌지축(330)이 삽입되어 제2캠(340)의 후면이 지지부(322)의 전면과 접하도록 설치된다.

그리고, 상기 제1캠(310)은 지지부(322)의 하부 양측에 형성되는 한 쌍의 다리부(324) 사이를 통하여 전후로 이동하게 된다.

따라서, 상기 드라이브(130)가 하방으로 이동하여 상기 제1캠(310)이 전방으로 이동하게 되면, 상기 제3경사면(314)이 제4경사면(344)을 전방으로 가압하게 되고, 상기 제2지지부재(320)의 지지부(322)가 제2캠(340)의 후부를 지지하고, 제1지지부재(220)가 제2캠(340)의 전방을 지지하게 됨으로써, 제2캠(340)은 전후로 흔들리지 않고 상부로 이동하여 판넬(400)을 절곡시키게 된다.

한편, 상기 제2지지부재(320)의 전면 상부에는 경사돌부(326)가 전방으로 돌출형성되는데, 상기 경사돌부(326)의 전면은 하방으로 경사지도록 제5경사면(328)이 형성된다.

여기서, 상기 제2지지부재(320)의 전면에 상하 이동가능하도록 구비되는 제2캠(340)의 후면 상부에는 상기 제5경사면(328)에 대응되도록 제6경사면(346)이 형성된다.

이때, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제5경사면(328)과 제6경사면(349)은 제2캠(340)이 판넬(400)을 절곡시킨 직후 서로 접하도록 위치하게 되며, 이 상태에서 상형(100)을 더 하부로 이동시키게 되면 도 9에 도시된 바와 같이, 제5경사면(328)과 제6경사면(349)의 작용에 의해 상기 제2캠(340)은 상기 힌지축(330)을 기준으로 제2캠(340)의 전부가 전방으로 회전하게 된다.

따라서, 상기 제2캠(340)의 상단이 전방으로 이동하기 때문에 상기 판넬(400)은 더욱 절곡되어 예각을 이루게 됨으로써, 상기 상형(100)이 상부로 이동하여 제1캠(310)이 후방으로 원위치될 경우, 판넬(400)을 가압하는 힘이 사라져 스프링 백 현상에 의해 절곡된 부분이 어느 정도 복귀되어 원래 벤딩 성형하려고 하던 형상을 유지하게 된다.

물론, 벤딩 가공하기 위한 판넬(400)의 재질에 따라 굽힘강도와 스프링 백의 정도가 차이가 나므로, 판넬(400)의 재질에 따라 상기 상형(100)을 하부로 이동시키는 정도를 적절하게 조절하도록 하여 원하는 벤딩 정도를 제어할 수 있게 된다.

한편, 상기 힌지축(330)은 제2지지부(320)를 형성하는 지지부(322)의 하부에 위치하게 되고, 상기 제2캠(340)의 좌우 폭은 한 쌍의 다리부(324)의 거리보다 짧게 형성됨으로써, 제5경사면(328)과 제6경사면(349)에 의해 제2캠(340)이 회전할 때, 안정적으로 회전할 수 있게 된다.

또한, 상기 상형(100)에 구비되어 판넬(400)의 상면을 가압 고정하는 고정부재(120)의 후면 하부에는 쐐기 형상의 제1예각돌부(124)가 후방으로 돌출 형성되며, 상기 제2캠(340)의 전면 상부에는 쐐기 형상의 제2예각돌부(348)가 전방으로 돌출되도록 형성된다.

따라서, 제5경사면(328)과 제6경사면(349)에 의해 제2캠(340)이 회전할 때, 제1예각돌부(124)의 상부에 공간부가 형성됨으로써, 상기 제2예각 돌부(348)가 용이하게 전방으로 이동하여 판넬(400)을 예각으로 절곡시킬 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.

100 : 상형 110 : 상부 몸체
120 : 고정부재 130 : 드라이브
200 : 하형 210 : 하부 몸체
220 : 제1지지부재 300 : 작동부
310 : 제1캠 320 : 제2지지부재
330 : 힌지축 340 : 제2캠
400 : 판넬

Claims

판넬이 지지되는 제1지지부재가 형성되는 하형과,
상기 하형에 설치되어 상기 판넬을 절곡하는 작동부와,
상기 하형의 상부에 승하강 가능하게 구비되어 상기 작동부를 작동시키는 상형을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스프링 백을 고려한 벤딩장치.
제1항에 있어서,
상기 작동부는 하형을 구성하는 하부 몸체의 상면에 상기 상형에 의해 전후로 이동가능하게 구비되는 제1캠과,
상기 제1캠에 의해 상하 이동가능하게 구비되어 상기 판넬을 상부로 절곡시키는 제2캠과,
상기 하부 몸체의 상면에 고정설치되어 상기 제1캠의 상하 이동을 지지하는 제2지지부재를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스프링 백을 고려한 벤딩장치.
제2항에 있어서,
상기 제2지지부재는 상기 제2캠이 후방으로 회전하지 않도록 지지하는 지지부와,
상기 지지부의 하부 양측에 구비되어 하부 몸체에 고정되는 다리부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스프링 백을 고려한 벤딩장치.
제3항에 있어서,
상기 다리부의 상단 전면에는 브라켓이 구비되고,
상기 브라켓 사이에는 힌지축이 설치되며,
상기 제2캠에 좌우 관통하도록 상하 방향으로 길게 형성되는 장공에 힌지축이 삽입되는 것을 특징으로 하는 스프링 백을 고려한 벤딩장치.
제4항에 있어서,
상기 제1캠의 후단 상면에는 상기 상형의 일측에 하방 돌출 형성되는 드라이브의 하단에 형성되는 제1경사면에 대응되도록 제2경사면이 형성되고,
상기 제1캠의 전단 상면에는 제2캠의 하단 후부에 형성되는 제4경사면에 대응되도록 제3경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 스프링 백을 고려한 벤딩장치.
제4항에 있어서,
상기 제2지지부재의 전면 상부에는 하방 경사지도록 제5경사면이 형성되는 경사돌부가 돌출 형성되고,
상기 제2캠의 후면 상부에는 상기 제5경사면에 대응되도록 제6경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 스프링 백을 고려한 벤딩장치.
제6항에 있어서,
상기 제5경사면과 제6경사면은 제2캠이 판넬을 절곡시킨 직후 서로 접하도록 위치하며,
상기 상형이 하부로 이동하는 정도에 따라 상기 힌지축을 기준으로 제2캠의 상부가 전방으로 회전하는 것을 특징으로 하는 스프링 백을 고려한 벤딩장치.
제7항에 있어서,
상기 힌지축은 지지부의 하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 스프링 백을 고려한 벤딩장치.
제7항에 있어서,
상기 상형에 구비되어 판넬의 상면을 가압 고정하는 고정부재의 후면 하부에는 제1예각돌부가 돌출 형성되고,
상기 제2캠의 전면 상부에는 제2예각돌부가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 스프링 백을 고려한 벤딩장치.
제3항에 있어서,
상기 제1캠은 상기 다리부의 사이를 통하여 전후로 이동하는 것을 특징으로 하는 스프링 백을 고려한 벤딩장치.