KR20210019724A

KR20210019724A - 프레임 제조방법 및 그 장치

Info

Publication number: KR20210019724A
Application number: KR1020190098700A
Authority: KR
Inventors: 임민섭
Original assignee: 주식회사 우신세이프티시스템; 임민섭
Priority date: 2019-08-13
Filing date: 2019-08-13
Publication date: 2021-02-23

Abstract

본 발명은 제1 내지 제4 측면이 상자 형상으로 배치되는 상자형 프레임을 제조하는 프레임 제조방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 모재를 연속적으로 공급하는 모재 공급수단과, 프레스 장치에 의해 가공되고 상기 모재를 가공하여 프레임을 제조하는 프레스 금형을 포함하여 구성된다. 프레스 금형은 상형과 하형 및 스트리퍼를 구비한다. 프레스 금형은 모재를 전단가공하여 제1 내지 제4 측면이 일직선으로 배열되고, 제1 측면의 단부에는 결합 돌기가 구비되며, 제4 측면의 단부에는 상기 결합돌기와 대응하는 위치에 결합 부재가 구비되는 1차 가공 모재를 성형하는 전단가공 파트와, 상기 1차 가공 모재의 제4 측면을 제1 목표 각도로 굽힘 가공하여 2차 가공 모재를 성형하는 제1 굽힘가공 파트, 상기 2차 가공 모재에서 제2 측면을 중심으로 제1 및 제3 측면을 제2 목표 각도로 굽힘 가공하여 3차 가공 모재를 성형하는 제2 굽힘가공 파트, 상기 3차 가공 모재에서 제4 측면을 가압하여 상기 결합 부재를 결합 돌기와의 결합 위치에 배치함과 더불어 결합 돌기를 절곡 또는 압착 가공하는 결합가공 파트 및, 상기 결합가공 파트에서 성형된 프레임을 모재로부터 분리하는 파팅가공 파트를 구비한다.

Description

프레임 제조방법 및 그 장치{Frame Manufacturing Method And The Apparatus Thereof}

본 발명은 각종 부품이나 장치의 틀이나 뼈대를 구성하는 프레임을 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 하측면과 좌우측면 및 상측면을 구비하여 전체적으로 상자 또는 박스 형상을 이루는 프레임을 제조하기 위한 프레임 제조방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 부품이나 장치를 구성하는 경우에는 부속물들을 고정하거나 상호 결합하기 위해 프레임을 채용하게 된다. 프레임은 부품이나 장치의 특징에 따라 평판 형상으로 구성되거나, 육면체 또는 원형 등의 입체 형상으로 구성된다. 여기서 입체 형상으로 구성되는 프레임을 하우징이라 칭하기도 한다. 프레임은 통상 모재(base material) 또는 판금이라 칭하는 판 형상의 금속 재료를 이용하여 생성한다. 프레임을 제조하는 경우에는 예컨대 프레스 장비를 이용하여 모재를 절단하거나 성형하는 과정을 통해 모재를 원하는 형태로 가공하게 된다.

다양한 형태의 프레임을 제조하기 위한 장치나 방법들이 제안된 바 있다. 예를 들어 대한민국 등록실용신안공보 실0113930호(명칭: 셔터 도어용 프레임 제조장치), 실용신안공보 실1995-0010203호(명칭: 자동차 발판용 프레임의 제조장치). 등록특허 10-0268954호(명칭: 공간 프레임 장치 및 제조방법) 공개특허 10-2019-0074556호(명칭: 인바프레임 제조방법) 공개특허 10-2015-0025182호(명칭: 실린더프레임 및 실린더프레임 제조방법) 등록특허 10-1992580호(명칭: 자동차 도어 프레임과 타 제품을 동시에 성형하는 금형 및 그 제조방법) 및 등록특허 10-1988933호(명칭: 맨홀 사다리용 기본 프레임 제조장치) 등에는 다양한 형태의 프레임을 제조하기 위한 장치 및 방법에 대해 개시하고 있다.

일반적으로 평판 형상의 프레임은 프레스 장치를 이용하여 모재에 대해 예컨대 재단(shearing), 절단(cutting), 펀칭(punching 또는 perforating), 블랭킹(blanking), 피어싱(piercing), 노칭(notching) 및 트리밍(trimming) 가공 등을 실행함으로써 원하는 형태의 것을 제조할 수 있게 된다. 그러나 입체 형상, 특히 덮개 부분을 포함하는 상자형 프레임은 성형이 어렵고, 제조에 많은 문제점이 발생하게 된다.

도 1은 상자형 프레임의 일례로서, 예컨대 자동차 안전벨트용 프레임의 외관 형상을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도면에서 상자형 프레임은 좌측면(11)과 하측면(12), 우측면(13) 및 상측면(14)을 구비하여 구성된다. 이들 각 측면(11~14)에는 기어나 각종 부속물들을 결합하기 위한 다수의 관통공(15)들이 형성된다. 그리고 필요에 따라 특정 측면으로부터 외측으로 돌출되는 돌기(16)가 형성된다. 이들 각 측면(11~14)들의 형상은 특정되지 않고 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 상측면(14)은 프레임의 내부 공간을 전체적으로 덮도록 구성될 수 있고, 각 측면(11~14)들은 특정 형상으로 만곡되거나 절곡될 수 있다.

상기한 상자형 프레임을 제조하는 경우에는 우선 각 측면(11~14)들을 적절하게 2개 부분으로 나누어서 형성하게 된다. 통상적으로는 좌우측면(11, 13) 및 하측면(12)을 하나의 부분으로서 형성하고, 나머지 하나의 측면, 즉 상측면(14)을 별도로 형성하게 된다. 이들은 통상 본체와 덮개로서 구분되어 지칭되기도 한다. 4개의 측면(11~14) 중 어느 것을 덮개로 할 것인지는 특정되지 않는다. 그리고 최종적으로 몸체 부분과 덮개 부분을 결합하여 상자형 프레임을 완성하게 된다.

도 2는 일반적인 상자형 프레임의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다. 4개의 측면을 갖는 상자형 프레임을 제조하는 경우에는 우선 모재를 준비하고, 프레스 장치 및 금형을 이용하여 모재를 가공함으로써 몸체와 덮개를 각각 성형한다. 몸체에는 바람직하게 3개의 측면, 예컨대 좌우측면(11, 13)과 하측면(12)이 포함된다. 몸체를 성형하는 경우에는 우선 도면에 도시된 바와 같이 모재를 프레임의 전개도에 상응하는 형상으로 성형한 후, 하측면(12)을 기준으로 경계선(10A, 10B)을 따라 좌우측면(11, 13)을 상방향으로 굽힘가공함으로써 몸체를 완성하게 된다. 특히 몸체를 성형하는 경우에는 양 단부에 덮개, 즉 상측면(14)를 결합하기 위한 결합 돌기(17)가 형성되고, 덮개를 구성하는 상측면(14)의 양 단부에는 상기 결합 돌기(17)에 대응하는 위치에 결합공(18)이 형성된다. 그리고 상기 결합 돌기(17)를 결합공(18)에 삽입하면서 몸체의 상측에 덮개(14)를 배치하고, 최종적으로 덮개(14)의 상측으로 돌설되어 있는 결합 돌기(17)를 프레스 장치로 가압함으로써 상자형 프레임을 완성하게 된다.

그러나 상기한 종래의 상자형 프레임 제조방법은 다음과 같은 문제가 있게 된다. 우선, 종래의 방법은 몸체 부분(11~13)과 덮개 부분(14)을 각각 별도의 공정을 통해서 생성하게 되므로, 이들을 각각 성형하기 위해 별개의 금형이 요구되고 생산성이 저하되는 문제가 있게 된다.

또한, 종래의 방법은 몸체(11~13)의 상측에 덮개(14)를 배치하고 이를 프레스 장치를 이용하여 가압하는 공정이 요구된다. 그런데 이러한 공정은 전적으로 작업자의 수작업을 통해서 이루어지게 된다. 따라서 종래의 방법은 다수의 작업자가 추가적으로 요구되고, 별도의 프레스 장치가 요구되며, 전체적으로 작업성 및 생산성이 매우 낮다는 문제가 있게 된다.

또한, 종래의 방법은 프레스 장치로 결합 돌기(17)를 가압할 때 부적절한 가압력에 의해 프레임의 좌우측면(11, 13)에 형성되어 있는 관통공(15)이 변형되거나 그 좌우측면(11, 13) 자체가 왜곡 및 변형되어, 이후 프레임에 부속물을 설치하거나 결합할 때 불량이 발생하는 문제가 있게 된다.

상기 좌우측면(11, 13)이나 그 관통공(15)의 변형을 방지하기 위해 몸체(11~13)와 덮개(14)를 별도의 체결부재를 이용하여 체결하는 방법이 제안된 바 있다. 그러나 이 방법 역시 추가적으로 작업자가 요구되고, 수작업에 의해 생산성이 크게 저하되는 문제가 있게 된다.

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안해서 창출된 것으로서, 상자형 프레임을 하나의 일괄적인 공정을 통해서 제조할 수 있는 프레임 제조방법을 제공함에 주된 목적이 있다.

또한, 본 발명은 프로그레시브 금형(Progressive Die)이나 트랜스퍼 금형(Transfer Die) 등의 연속된 자동화 공정을 통해 상자형 프레임을 제조할 수 있는 프레임 제조장치를 제공함에 다른 목적 있다.

또한, 본 발명은 프레임을 구성하는 각 측면에서의 왜곡이나 변형을 최대한 방지하여 정밀도가 매우 우수한 프레임을 제조할 수 있는 프레임 제조방법 및 장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 실현하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 프레임 제조방법은 좌우측면과 하측면 및 상측면의 4개 측면을 포함하는 상자형 프레임을 성형하는 프레임 제조방법에 있어서, 모재를 상자형 프레임의 전개도에 상응하는 형상으로 판금하여 1차 가공 모재를 성형하는 제1 가공단계를 구비하고, 상기 1차 가공 모재는 상기 4개의 측면이 직선적으로 배열되고, 일측 단부에 결합돌기가 구비되면서 타측 단부에 상기 결합 돌기와 대응하는 위치에 결합 부재가 구비되며, 상기 1차 가공 모재의 좌측 또는 우측 단부에 위치하는 측면을 인접하는 다른 측면과의 경계선을 기준으로 상측 또는 하측 방향으로 굽힘 가공하여 2차 가공 모재를 성형하는 제2 가공단계와, 상기 2차 가공 모재의 남아 있는 3개 측면에 대해 중앙에 위치하는 측면을 중심으로 인접하는 양 측면을 그 경계선을 기준으로 굽힘 가공하여 3차 가공 모재를 성형하는 제3 가공단계 및, 상기 3차 가공 모재의 결합 부재를 결합 돌기와의 결합 위치에 배치함과 더불어 상기 결합 돌기의 단부를 가압하여 압착 가공하는 제4 가공단계를 포함하여 구성되고, 상기 제3 가공단계는 제2 가공단계와 동일한 방향으로 굽힘가공을 실행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 가공단계는 결합 부재가 구비되는 측면을 굽힘가공하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 내지 제4 가공 단계는 프레스 금형을 이용한 연속적인 금형 가공을 통해 실행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제2 관점에 따른 프레임 제조방법은 프레스 금형에 모재를 연속적으로 공급하면서 제1 내지 제4 측면이 상자 형상으로 배치되는 상자형 프레임을 제조하는 프레임 제조방법에 있어서, 모재를 전단가공하여 제1 내지 제4 측면이 일직선으로 배열되고, 제1 측면의 단부에는 결합 돌기가 구비되며, 제4 측면의 단부에는 상기 결합돌기와 대응하는 위치에 결합 부재가 구비되는 1차 가공 모재를 성형하는 전단가공 단계와, 상기 1차 가공 모재의 제4 측면을 제1 목표 각도로 굽힘 가공하여 2차 가공 모재를 성형하는 제1 굽힘가공 단계, 상기 2차 가공 모재에서 제2 측면을 중심으로 제1 및 제3 측면을 제2 목표 각도로 굽힘 가공하여 3차 가공 모재를 성형하는 제2 굽힘가공 단계, 상기 3차 가공 모재에서 제4 측면을 가압하여 상기 결합 부재를 상기 결합 돌기와의 결합 위치에 배치함과 더불어 결합 돌기를 압착 가공하는 결합가공 단계 및, 상기 결합가공 단계에서 성형된 프레임을 모재로부터 분리하는 파팅가공 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 굽힘가공 단계와 제2 굽힘가공 단계의 사이에는 아이들가공 단계가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 굽힘가공 단계는 제1 및 제3 측면을 제2 목표 각도 보다 작은 각도로 굽힘 가공하는 제3 굽힘가공 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합가공 단계는 제1 및 제3 측면을 제2 목표 각도로 유지하면서 실행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 또는 제3 측면은 관통공을 구비하고, 상기 결합가공 단계는 상기 관통공을 지지하면서 실행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제3 관점에 따른 프레임 제조장치는 제1 내지 제4 측면이 상자 형상으로 배치되는 상자형 프레임을 제조하는 프레임 제조장치에 있어서, 프레스 장치와 연동하여 모재를 연속적으로 공급하는 모재 공급수단과, 프레스 장치에 의해 가동되고 상기 모재를 가공하여 프레임을 제조하는 프레스 금형을 포함하여 구성되고, 상기 프레스 금형은 펀치 홀더와 펀치 받침판 및 펀치 고정판을 포함하는 상형과, 다이 홀더 및 다이를 포함하는 하형 및, 상기 상형에 탄력적으로 지지 및 결합되는 스트리퍼를 구비하며, 상기 프레스 금형은 모재를 전단가공하여 제1 내지 제4 측면이 일직선으로 배열되고, 제1 측면의 단부에는 결합 돌기가 구비되며, 제4 측면의 단부에는 상기 결합돌기와 대응하는 위치에 결합 부재가 구비되는 1차 가공 모재를 성형하는 전단가공 파트와, 상기 1차 가공 모재의 제4 측면을 제1 목표 각도로 굽힘 가공하여 2차 가공 모재를 성형하는 제1 굽힘가공 파트, 상기 2차 가공 모재에서 제2 측면을 중심으로 제1 및 제3 측면을 제2 목표 각도로 굽힘 가공하여 3차 가공 모재를 성형하는 제2 굽힘가공 파트, 상기 3차 가공 모재에서 제4 측면을 가압하여 상기 결합 부재를 결합 돌기와의 결합 위치에 배치함과 더불어 결합 돌기를 압착 가공하는 결합가공 파트 및, 상기 결합가공 파트에서 성형된 프레임을 모재로부터 분리하는 파팅가공 파트를 구비하고, 상기 모재가 프레스 금형의 전단가공 파트, 제1 굽힘가공 파트, 제2 굽힘가공 파트, 결함가공 파트 및 파팅가공 파트를 통해 순차로 이송되면서 프레임이 성형되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 굽힘가공 파트는 모재의 이송 방향을 따라 배치되고, 프레임의 단면 또는 성형 형상에 상응하는 형상을 갖는 성형 로드와, 상기 성형 로드와 결합되고, 상기 성형 로드를 다이의 상측과 이격되게 배치함과 더불어 탄력적으로 지지하는 리프터 및, 상기 성형 로드와 함께 모재의 제1 및 제3 측면을 제2 목표 각도로 굽힘가공하는 제1 굽힘가공 부재를 포함하여 구성되고, 상기 성형 로드는 일측면이 모재의 제1 측면과 제2 측면 사이의 경계선에 대응하고, 타측면이 모재의 제2 측면과 제3 측면 사이의 경계선에 대응하여 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 굽힘가공 부재의 전단에 상기 모재의 제1 및 제3 측면을 목표 각도 보다 작은 제1 각도로 굽힘가공하는 제2 굽힘가공 부재가 추가로 구비되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 성형 로드는 상기 제1 굽힘가공 부재와 대응하는 위치의 양측면에 제1 각도의 경사부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 굽힘가공 파트는 상기 모재의 제4 측면을 상방향으로 굽힘가공하고, 상기 제1 및 제2 굽힘가공 부재는 하형에 설치되는 코어를 구비하며, 상기 코어는 내측 단부가 상기 성형 로드의 양 측면에 정렬되면서 배치되고, 상기 2차 가공 모재는 리프터의 하측면을 통해 성형 로드의 하측으로 이송되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 성형 로드의 하측면에 밀핀부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 성형 로드의 상측면에 단차부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단차부는 모재의 이송 방향을 기준으로 종단에 상측으로 경사부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단차부는 성형 로드의 일측 단부로부터 타측 단부로 가면서 성형 로드의 높이가 감소하는 경사면을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 성형 로드는 상면 일측 단부에 상기 체결 돌기에 상응하는 높이로 단턱부가 추가로 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 성형 로드는 후단부가 전단부에 비해 단면적이 작게 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합가공 파트는 상기 성형 로드의 후단부에 배치되고, 하형에 설치됨과 더불어 상기 성형 로드의 양 측면에 대향되게 배치되는 캠 슬라이드와, 상형에 설치됨과 더불어 상기 캠 슬라이드를 성형 로드의 측면 방향으로 슬라이드 가동하는 캠 드라이브를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 모재의 제1 또는 제3 측면에는 1개 이상의 관통공이 구비되고, 상기 캠 슬라이드의 내측면에는 상기 관통공을 지지하기 위한 지지부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 성형 로드는 상기 스트리퍼에 의해 가압되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스트리퍼는 상기 제1 굽힘가공 파트에 대응하는 위치에 공간부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 굽힘가공 파트는 상기 모재의 제4 측면을 하방향으로 굽힘가공하고, 상기 제1 및 제2 굽힘가공 부재는 상형에 설치되는 벤딩 펀치를 구비하며, 상기 2차 가공 부재는 리프터의 상측면을 통해 성형 로드의 상측으로 이송되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 성형 로드는 상기 제1 및 제2 굽힘가공 부재와 상응하는 외측면에 상기 벤딩 펀치에 대응하는 경사부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 성형 로드의 상측면에 밀핀부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 성형 로드의 하측면에 단차부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단차부는 모재의 이송 방향을 기준으로 종단에 경사부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단차부는 성형 로드의 일측 단부로부터 타측 단부로 가면서 상측 방향으로 상승하는 경사면을 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 성형 로드는 하면 일측 단부에 상기 체결 돌기에 상응하는 높이로 단턱부가 추가로 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결합가공 파트는 상기 성형 로드의 후단부에 배치되고, 하형에 설치됨과 더불어 상기 성형 로드의 양 측면에 대향되게 배치되는 캠 슬라이드와, 상형에 설치됨과 더불어 상기 캠 슬라이드를 성형 로드의 측면 방향으로 슬라이드 가동하는 캠 드라이브 및, 하형에 설치됨과 더불어 상기 제1 측면의 결합 돌기에 대응하는 위치에 설치되는 다이편을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 성형 로드의 하부에 배치되어 제4 측면을 상측으로 가압하는 패드 부재를 추가로 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다이편의 상측에 배치되어 제4 측면을 상측으로 가압하는 밀핀을 추가로 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 밀핀은 2개 이상 구비되고, 상기 결합 돌기가 상기 다이편에 의해 가압될 때 결합 돌기는 밀핀의 사이 공간에 위치하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 성형 로드는 스트리퍼 또는 벤딩 펀치에 의해 가압되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 굽힘가공 파트에 대응하는 성형 로드의 하부에 공간부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파팅가공 파트는 상기 성형 로드의 상측면에 구비되는 노칭 홈과, 상기 노칭 홈에 상응하여 상형에 설치되는 노칭 펀치를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 성형 로드는 양 측면에 가동판 안착부가 구비되고, 상기 가동판 안착부에는 가동판이 폭 방향으로 가동될 수 있도록 안착 설치되며, 상기 가동판 안착부와 가동판의 결합 부위에는 길이 방향을 따라 다수의 가동핀 삽입공이 마련되고, 상기 상형 및 하형에는 상기 가동핀 삽입공에 대응하여 각각 가동핀이 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가동핀은 테이퍼 핀으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 성형 로드의 상측면 또는 하측면에 밀핀부가 추가로 구비되는 것을 특징으로 한다.

도면은 본 발명의 실시 예들을 설명하기 위한 것이다. 도면에서 상호 동일하거나 실질적으로 대응하는 구성 부분에는 전체적으로 동일한 참조 부호가 부가되어 있다. 특히 도면에서 일부 구성은 본 발명의 각 실시 예들을 효과적으로 설명하기 위하여 과장되게 묘사되거나 생략되었다. 본 발명의 당업자는 본 도면들과 이에 대응하는 실시 예의 설명들로부터 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
도 1은 상자형 프레임의 일례로서, 예컨대 자동차 안전벨트용 프레임의 외관 형상을 개략적으로 나타낸 사시도,
도 2는 도 1에 나타낸 상자형 프레임(10)의 제조방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레임 제조공정을 설명하기 위한 도면으로서,
도 3a는 모재를 프레임의 전개도 형태으로 판금한 1차 가공 모재(P1)의 형상을 나타낸 도면,
도 3b는 1차 가공 모재(P1)의 일단부에 위치하는 측면을 상측으로 굽힘 가공한 2차 가공 모재(P2)의 형상을 나타낸 도면,
도 3c는 도 3b의 2차 가공 모재(P2)에서 양단부 측면을 2차 굽힘 가공한 3차 가공 모재(P3)의 형상을 나타낸 도면,
도 3d는 최종적으로 완성된 프레임의 형상을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 프레임 제조방법에 따라 프레임을 제조하기 위한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 프레임 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면,
도 5는 도 4의 프레스 금형(40)에서 각 파트(100~400)를 통해서 생성되는 모재의 형상을 나타낸 도면으로서,.
도 5a는 전단가공 파트(100)에서 모재(P)를 가공하여 모재(P)에 1차 가공 모재((P1)가 형성되어 있는 상태를 나타낸 도면,
도 5b는 제1 굽힘가공 파트(200)에서 1차 가공 모재(P1)를 가공하여 모재(P)에 2차 가공 모재(P2)가 형성되어 있는 상태를 나타낸 도면,
도 5c는 제1 굽힘가공 파트(200)와 제2 굽힘가공 파트(300)의 사이에 아디들 공정 파트가 구비되어, 모재(P)에 2차 가공 모재(P2)가 2회 반복되게 형성되어 있는 상태를 나타낸 도면,
도 5d는 결합가공 파트(400)에서 2차 가공 모재(P2)를 가공하여 모재(P)에 3차 가공 모재(P3)가 형성되어 있는 상태를 나타낸 도면,
도 6은 제1 굽힘가공 파트(200)의 요부 구성을 나타낸 사시도,
도 7은 도 6에서 패드(220)의 설치 구조를 설명하기 위한 도면으로서,
도 7a는 도 6에서 다이(50)로부터 패드(220)를 분리한 상태를 나타낸 요부 분리 사시도,
도 7b는 도 7a에서 A1-A1' 선에 따른 단면도,
도 8은 도 4의 프레스 금형(40)에서 제2 굽힘가공 파트(300)와 결합가공 파트(400)의 요부 구성을 나타낸 구성도,
도 9는 도 8에서 성형 로드(800)의 하부에 배치되는 제1 굽힘가공단(310)의 구조를 설명하기 위한 도면으로서,
도 9a는 제1 굽힘가공단(310)의 요부 구성을 나타낸 사시도,
도 9b는 도 9a에서 선 A3-A3'에 따른 단면도,
도 9c는 성형 로드(800)의 다른 구성 예를 나타낸 단면도로서, 도 9b에 대응하는 도면,
도 10은 도 8에서 성형 로드(800)의 하부에 배치되는 제2 굽힘가공단(320)의 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 도 9b에 대응하는 단면도,
도 11은 리프터(700)와 성형 로드(800)를 하측에서 바라본 경우의 분리 사시도,
도 12는 도 8에서 선 A2-A2'에 따른 단면도,
도 13a는 성형 로드(800)에서 단차부(810)의 역활을 설명하기 위한 도면,
도 13b 및 13c는 도 13a에서 단차부(810)의 다른 구성 예를 나타낸 도면
도 14는 성형 로드(800)에 대응하는 스트리퍼(49)의 구조를 설명하기 위한 도면,
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 성형 로드(900)의 구성을 나타낸 사시도,
도 16은 도 15에 나타낸 성형 로드(900)의 분리 사시도,
도 17은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 프레임 제조장치에서 다이(50)에 설치되는 요부 구성을 나타낸 도면,
도 18은 도 17의 제2 굽힘가공 파트(300)에서 2차 가공 모재(P2)의 좌우측면(11, 13)을 목표 굽힘 각도의 중간 각도로 굽힘가공하는 제1 굽힘가공단의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도,
도 19는 도 17에서 결합가공 파트(400)의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도.
도 20은 상기 결합가공 파트(400)의 다른 구성 예를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 21은 도 20에서 다이편(2000)의 구성을 설명하기 위한 평면도.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 설명한다. 이하에서 설명하는 실시 예는 본 발명의 하나의 바람직한 구현 예를 예시적으로 나타낸 것으로서, 이러한 실시 예의 예시는 본 발명의 권리 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 예를 들어, 이하의 실시 예에서는 본 발명을 안전벨트용 프레임에 적용한 경우를 예로 들어 설명할 것이다. 그러나 본 발명은 안전벨트용 프레임에 제한적으로 적용되지 않는다. 본 발명은 하측면과 좌우측면 및 상측면을 구비하는 상자형 프레임이나 하우징, 또는 몸체와 덮개를 구비하는 프레임이나 하우징에 동일한 방식으로 적용될 수 있다. 또한, 본 발명은 상자형 프레임이나 하우징을 구성하는 각 측면들의 두께와 크기 및 형상에 제한을 받지 않는다. 본 발명은 일반적으로 프레스 공정 또는 프레스 금형을 이용하여 성형할 수 있는 측면들로 구성되는 프레임 제조에 동일한 방식으로 적용할 수 있다.

또한, 이하의 설명에서 프레임(10)을 구성하는 각 측면(11~14)들은 도면상의 위치에 근거해서 좌측면(11), 하측면(12), 우측면(13) 및 상측면(14)으로 지칭될 것이다. 이러한 각 측면에 대한 위치 지정은 실제의 프레임 상의 위치를 의미하는 것이 아니고, 이들의 도면상 도시 위치와 프레임 장치에서의 배치 위치에 대응하여 임의적으로 할당된 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 프레임 제조공정을 설명하기 위한 도면으로서, 이는 프레임 제조를 위한 각 공정을 단계별로 나타낸 도면이다. 또한, 도 3에서 상술한 도 1 및 도 2와 실질적으로 동일한 부분에는 동일한 참조부호가 부가되어 있다.

본 실시 예에서는 우선 판 형상의 금속 재질, 즉 모재를 금형 가공하여 프레임의 전개도에 상응하는 형상으로 판금하게 된다. 이하, 모재를 프레임의 전개도 형상으로 판금한 결과물을 1차 가공 모재(P1)라 칭한다. 이때 모재의 판금 가공에는 통상적인 금형 가공, 예컨대 재단, 절단, 펀칭, 블랭킹, 피어싱, 노칭 및 트리밍 가공 등이 채용된다.

도 3a는 1차 가공 모재(P1)의 형상을 나타낸 도면이다. 1차 가공 모재(P1)는 프레임의 각 측면(11~14)이 직선적으로 배열된 형상으로 이루어진다. 도면에서는 1차 가공 모재(P1)의 왼쪽으로부터 프레임의 좌측면(11), 하측면(12), 우측면(13) 및 상측면(14)이 순차적으로 형성되는 경우를 예로 들어 나타내었으나, 그 배치 방식은 특정되지 않는다. 예를 들어, 1차 가공 모재(P1)의 가장 왼쪽에 하측면(12)을 배치하고, 이후 순차적으로 우측면(13), 상측면(14) 및 좌측면(11)을 배치하는 것도 가능하다. 또한, 1차 가공 모재(P1)의 일단부에는 결합 돌기(17)가 구비되고, 그 타단부에는 결합 돌기(17)와 대응하는 위치에 결합 부재, 예컨대 결합공(18)이 형성된다.

또한, 이때 결합 돌기(17)와 결합공(18)의 형상과 개수는 특정되지 않는다. 예를 들어, 결합부재로서는 결합 돌기(17)를 결합하기 위한 결합홈이 바람직하게 채용될 수 있다.

1차 가공 모재(P1)를 성형한 후에는 도 3b에 나타낸 바와 같이 1차 가공 모재(P1)의 좌측 또는 우측 단부에 위치하는 하나의 측면, 본 예에서는 상측면(14)을 인접하는 다른 측면, 즉 우측면(13)과의 경계선(10C)을 기준으로 상측 또는 하측 방향으로 1차 굽힘 가공한다. 이하, 1차 가공 모재(P1)의 일단부 측면을 굽힘 가공한 결과물을 2차 가공 모재(P2)라 칭한다. 여기서 우선적으로 굽힘 가공하는 측면은 바람직하게 결합공(18)이 구비되는 측면으로 설정한다. 도 3b는 1차 가공 모재(P1)의 일단부에 위치하는 측면을 상측으로 굽힘 가공한 2차 가공 모재(P2)의 형상을 나타낸 도면이다.

이어, 도 3c에 나타낸 바와 같이 2차 가공 모재(P2)의 남아 있는 3개 측면에 대해 중앙에 위치하는 측면, 즉 하측면(12)을 중심으로 하여 인접하는 측면(11, 13)을 그 경계선(10A, 10B)을 기준으로 상측 또는 하측 방향으로 2차 굽힘 가공한다. 여기서, 좌우 측면(11, 13)을 굽힘 가공하는 방향은 상측면(14)을 굽힘 가공하는 방향과 동일하게 설정된다. 예를 들어, 도 3b에서 상측면(14)을 상방향으로 굽힘 가공하는 경우, 좌우 측면(11, 13)은 이와 동일하게 상방향으로 굽힘 가공한다. 이하, 2차 가공 모재(P2)의 양단부 측면을 굽힘 가공한 결과물을 3차 가공 모재(P3)라 칭한다. 도 3c는 3차 가공 모재(P3)의 형상을 나타낸 도면이다.

그리고 최종적으로 3차 가공 모재(P3)의 일측 단부의 결합 돌기(17)를 타측 단부의 결합공(18)에 삽입하고, 결합 돌기(17)의 결합공(18) 외측으로 돌설되는 부분을 가압하여 절곡 또는 압착함으로써 프레임을 완성하게 된다. 도 3d는 최종적으로 완성된 프레임의 형상을 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명의 프레임 제조방법에 따라 프레임을 제조하기 위한 프레임 제조장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 프레임 제조장치는 모재(P)를 공급하는 공급기(30)와, 모재(P)를 가공하여 프레임을 생성하는 프레스 금형(40)을 구비하여 구성된다. 프레스 금형(40)은 도시되지 않은 프레스 장치에 결합되어 프레스 장치에 의해 구동된다.

모재(P)로서는 바람직하게 철 등의 연성을 갖는 금속 시트가 채용된다. 모재(P)는 권취된 상태로 공급기(30)에 배치된다. 공급기(30)는 프레스 장치의 구동에 동기되어 일정한 시간 간격과 길이 단위, 즉 일정 피치(pitch)로 모재(P)를 프레스 금형(40)측으로 순차 공급하게 된다. 공급기(30)는 일반적인 것이고, 본 발명에서 특별한 구성의 것이 요구되지 않는다.

프레스 금형(40)은 펀치 홀더(41)와 다이 홀더(42)를 구비한다. 펀치 홀더(41)는 프레스 금형(40)의 상형을 구성하고, 다이 홀더(42)는 프레스 금형(40)의 하형을 구성하는 것이다. 펀치 홀더(41)에는 가이드 부시(43)가 결합되고, 다이 홀더(42)에는 가이드 포스트(44)가 결합된다. 그리고 도면에 구체적으로 나타내지 않았으나 가이드 포스트(44)의 상단에는 가이드 포스트(44)를 통한 펀치 홀더(41)의 원활한 승하강을 위하여 예컨대 볼 베어링 부시(Ball-bearing straight bush)가 바람직하게 채용된다. 그리고 가이드 포스트(44)의 외측에는 펀치 홀더(41)를 탄력적으로 지지하기 위한 압축 스프링(45)이 구비된다.

펀치 홀더(41)는 생크(40a)를 통해 이른 바 램(RAM)이라 칭하는 슬라이드(도시되지 않음)에 결합된다. 펀치 홀더(41)의 하측에는 예컨대 볼트 등의 체결부재를 통해 펀치 받침판(46: backing plate)과 펀치 고정판(47: punch plate)이 결합된다. 이들은 펀치 등의 상형 공구(upper tool)를 고정하는 상형 홀더를 구성한다. 본 발명에 채용되는 펀치 등에 대해서는 이후에 보다 구체적으로 설명될 것이다. 그리고 상형에는 예컨대 스트리퍼 볼트(48)를 통해 스트리퍼(49: stripper)가 결합된다. 도면에 구체적으로 나타내지는 않았으나 통상의 것과 마찬가지로 스트리퍼(49)의 상측에는 상형 공구의 승강을 안내하기 위한 스트리퍼 블록이 안착되고, 스트리퍼(49)와 스트리퍼 블록은 스프링을 통해 상형, 예컨대 펀치 홀더(41)에 탄력적으로 지지된다. 스트리퍼(49)는 상형과 함께 하강하면서 하형 공구(lower tool)에 모재(P)를 미리 밀착시켜 주고, 상형이 상승하는 경우에는 스프링에 의해 상형 홀더와 시간차를 두고 상승하면서 모재(P)가 상형과 함께 상승하는 것을 차단하게 된다.

다이 홀더(42)의 상측에는 다이(50)가 설치된다. 다이(50)는 다이 홀더(42)와 함께 하형 공구를 고정하는 하형 홀더를 구성하는 것이다. 다이(50)에는 상형 공구와 함께 모재(P)를 가공하기 위한 예컨대 코어(core), 패드(pad, knockout plate), 캠 슬라이드(cam slide), 컴파운드 펀치(compound punch) 등의 하형 공구가 설치된다. 이들 하형 공구들에 대해서는 이후에 보다 구체적으로 설명될 것이다.

본 프레임 제조장치는 순차 이송방식으로 프레임을 생성하게 된다. 공급기(30)는 프레스 장치와 연동하여 프레스 금형(40)으로 모재(P)를 공급하게 된다. 모재(P)는 공급기(30)에 의해 프레스 금형(40)의 상형과 하형 사이를 통해서 이송된다. 모재(P)는 일정 거리 이송된 후 일정 시간 정지하는 시간 주기를 갖고 이송된다. 이때 모재(P)의 이송 거리는 프레임의 크기, 특히 프레임이 길이에 따라 적절하게 설정될 것이다. 모재(P)가 일정 거리 이송된 후 모재(P)의 이송이 정지되는 시간 동안 프레스 장치에 의해 상형이 하측으로 하강하여 모재(P)를 가공하고, 상형이 상승할 때 다시 모재(P)가 일정 길이만큼 이송된다. 모재(P)의 이송은 공급기(30)에 의해 제어된다. 공급기(30)의 구동과 프레스 장치와의 연동 동작은 주지된 것이고, 본 발명에서 특정한 방식의 것이 요구되지 않는다.

프레스 금형(40)은 전단가공 파트(100)와 제1 굽힘가공 파트(200), 제2 굽힘가공 파트(300), 결합가공 파트(400) 및 파팅가공 파트(500)를 구비하여 구성된다. 이들 파트(100~500)들은 프레스 금형(40)에서 모재(P)가 인입되는 인입부로부터 순차적으로 배치된다. 모재(P)는 공급기(30)로부터 프레스 금형(30)으로 인입된 후 전단가공 파트(100), 제1 굽힘가공 파트(200), 제2 굽힘가공 파트(300), 결합가공 파트(400) 및 파팅가공 파트(500)를 통해 순차로 이송되면서 프레임으로 성형되어간다. 또한, 상기 프레스 금형(50)에는 모재(P)의 안정적인 이송 및 가공을 위해 아이들(idel)가공 파트가 구비될 수 있다.

전단가공 파트(100)에서는 모재(P)에 대해 통상적인 가공, 예컨대 재단, 절단, 타발, 피어싱, 노칭, 트리밍 가공 등을 시행함으로써 예컨대 도 3a에 나타낸 바와 같이 1차 가공 모재(P1), 즉 모재(P)를 프레임의 전개도에 대응하는 형상으로 가공하게 된다.

제1 굽힘가공 파트(200)에서는 1차 가공 모재(P1)의 좌측 또는 우측 단부에 위치하는 하나의 측면을 인접하는 다른 측면과의 경계선(10C)을 기준으로 상측 또는 하측 방향으로 1차 굽힘 가공함으로써 예컨대 도 3b에 나타낸 바와 같은 2차 가공 모재(P2)를 형성하게 된다.

제2 굽힘가공 파트(300)에서는 2차 가공 모재(P2)의 남아 있는 3개 측면에 대해 중앙에 위치하는 측면(12)을 중심으로 하여 인접하는 측면(11, 13)을 그 경계선(10A, 10B)을 기준으로 상측 또는 하측 방향으로 굽힘 가공함으로써 예컨대 도 3c에 나타낸 바와 같은 3차 가공 모재(P3)를 형성하게 된다.

여기서 상기 제1 또는 제2 굽힘가공 파트(200, 300)는 안정적인 굽힘가공을 위하여 바람직하게 복수의 가공단계를 구비할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 또는 제2 굽힘가공 파트(200, 300)에서 모재를 90도 또는 그 이상으로 굽힘가공하는 경우, 일차적으로 모재를 40-70도 정도로 1차 굽힘가공 한 후, 모재를 다시 원하는 목표 각도로 2차 굽힘가공하는 2 단계 가공을 채용할 수 있다.

결합가공 파트(400)에서는 3차 가공 모재(P3)의 일측 단부의 결합 돌기(17)를 결합공(18)에 삽입하고, 결합공(18) 외측으로 돌설되는 결합 돌기(17)의 단부를 가압하여 압착함으로써 프레임을 완성하게 된다. 또한, 여기서 결합 부재로서 결합공(18) 이외에 결합홈 등을 채용하는 경우. 결합가공 파트(300)에서는 결합 부재를 결합 돌기(17)와의 결합 위치로 배치하고 결합 돌기(17)를 압착하게 될 것이다. 도 3c에서 결합 돌기(17)에 결합 부재, 즉 결합공(18)을 배치 및 결합하기 위해, 결합가공 파트(400)에서는 좌측면(11)에 대해 그 단부 방향으로 상측면(14)을 가압하게 된다. 그런데 이때 3차 가공 모재(P3)의 좌우측면(11, 13)이 목표 각도를 유지하고 있지 못하는 경우에는 상측면(14)을 가압할 때 결합 돌기(17)가 결합공(18)에 바르게 삽입되지 못하고 불량이 발생하게 된다. 따라서, 결합가공 파트(400)에는 제2 굽힘가공 파트(300)에서 형성된 3차 가공 모재(P3)의 양 측면의 각도를 목표 각도로 유지 및 지지하기 위한 각도유지 수단이 바람직하게 채용된다.

파팅가공 파트(500)에서는 절단, 노칭 또는 트리밍 등의 통상적인 가공을 통해 완성된 프레임을 모재(P)로부터 분리하게 된다. 그리고 이와 같이 분리된 프레임은 별도의 수납 박스로 자동 수납될 것이다. 또한, 본 발명의 다른 바람직한 실시 예에서 파팅가공은 별도의 파트에서 실행되지 않고, 결합가공 파트(400)에서 프레임의 생성과 더불어 동시에 실행되도록 구현될 수 있다.

이어, 도 5 내지 도 14를 참조하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 프레임 제조장치의 구성과 동작에 대해 설명한다. 또한, 도면에서 상술한 도면과 실질적으로 동일한 부분에는 동일한 참조번호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.

도 5는 도 4의 프레스 금형(40)에서 각 파트(100~400)를 통해서 생성되는 모재의 형상을 나타낸 도면으로서, 도 5a는 전단가공 파트(100)에서 모재(P)를 가공하여 모재(P)에 프레임의 전개도 형상에 대응하는 1차 가공 모재((P1)가 형성되어 있는 상태를 나타낸 도면이고, 도 5b는 제1 굽힘가공 파트(200)에서 1차 가공 모재(P1)의 일단부 측면(14)을 예컨대 상측으로 굽힘가공하여 모재(P)에 2차 가공 모재(P2)가 형성되어 있는 상태를 나타낸 도면, 도 5c는 제1 굽힘가공 파트(200)와 제2 굽힘가공 파트(300)의 사이에 아디들공정 파트가 구비되어, 모재(P)에 2차 가공 모재(P2)가 2회 반복되게 형성되어 있는 상태를 나타낸 도면, 도 5d는 2차 가공 모재(P2)에서 평면 상태로 이어져 있는 3개의 측면(11~13) 중 양측면(11, 13)을 가운데 측면(12)을 기준으로 예컨대 상측으로 굽힘가공하여 모재(P)에 3차 가공 모재(P3)가 형성되어 있는 상태를 나타낸 도면이다. 또한, 도면에서 화살표(A)는 모재(P)가 프레스 금형(40)을 통해 이송되는 방향을 나타낸 것이다.

도 4에서 모재(P)가 프레스 금형(40)으로 이송되면, 우선 제1 전단가공 파트(100)에서 모재(P)를 전단가공하여 도 5a에 나타낸 바와 같이 모재(P)를 1차 가공 모재(P1)의 형상, 즉 프레임의 전개도 형상에 대응하는 형상으로 가공하게 된다. 모재(P)의 전단가공은 상기한 바와 같이 예컨대 재단, 절단, 타발, 피어싱, 노칭, 트리밍 가공 등을 통해 실행된다. 모재(P)를 전단가공할 때에는 상술한 바와 같이 1차 가공 모재(P1)의 상호 대응하는 양측 단부에 결합 돌기(17)와 결합 부재, 즉 결합공(18)을 생성한다. 프레스 금형을 통해 모재(P)를 전단가공하여 모재(P)를 특정한 형상으로 가공하는 것은 일반적인 것이고, 본 발명에서 특별한 공정이 요구되는 것이 아니므로 그 구체적인 설명은 생략한다.

제1 전단가공 파트(100)에서 가공된 1차 가공 모재(P1)는 프레스 금형(40)에서 상형의 상승과 더불어 공급기(30)에 의해 제1 굽힘가공 파트(200)로 이송된다. 도 6은 제1 굽힘가공 파트(200)의 요부 구성을 나타낸 사시도이다. 제1 굽힘가공 파트(200)는 코어(210)와 패드(220)를 구비한다. 이들은 다이(50)에 설치된다. 바람직하게 코어(210)와 패드(220)는 1차 가공 모재(P1)를 안정적으로 지지할 수 있는 크기로 형성되고, 패드(220)의 높이는 코어(210)와 동일하거나 그 이상으로 설정된다. 또한, 도면에 구체적으로 나타내지 않았으나, 상형의 펀치 고정판(47)에는 장방형 또는 정방형의 펀치가 설치된다. 펀치는 상기 코어(210)와 함께 1차 가공 모재(P1)에서의 상측면(14)을 상측 방향으로 굽힘가공하게 된다. 패드(220)는 코어(210)와 인접하게 정렬되면서 펀치의 하강 위치에 설치된다,

도 7은 도 6에서 패드(220)의 설치 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 도 7a는 도 6에서 다이(50)로부터 패드(220)를 분리한 상태를 나타낸 요부 분리 사시도이고, 도 7b는 도 7a에서 A1-A1' 선에 따른 단면 구성을 나타낸 단면도이다. 코어(210)의 내측면은 1차 가공 모재(P1)에서 상측면(14)과 우측면(13) 사이의 경계선(10c)에 정렬되도록 설치된다. 코어(210)의 내측으로는 패드(220)를 안착하기 위한 패드 안착부(230)가 구비된다. 패드 안착부(230)의 일측면은 코어(210)의 내측면과 일체적으로 정렬된다. 패드(220)의 중앙 부분에는 체결공(221)이 마련되고, 패드 안착부(230)에는 상기 체결공(221)에 대응하는 위치에 체결홈(231)이 구비된다. 상기 체결공(221) 및 체결홈(231)에는 체결부재(240)가 체결된다. 체결부재(240)로서는 예컨대 스트리퍼 볼트가 채용되고, 패드(220)는 패드 안착부(230)에서 상하 방향으로 승강될 수 있도록 결합된다.

패드 안착부(230)의 상면에는 다수의 밀핀(250)이 설치된다. 이들 밀핀(250)은 패드(220)를 탄력적으로 지지하는 탄력지지수단으로서 제공된 것이다. 이 탄력지지 수단으로서는 패드(220)를 안정적으로 지지할 수 있는 임의의 구성을 채용할 수 있다. 패드 안착부(230)에서 밀핀(250)의 설치 위치에는 밀핀(250)을 삽입하기 위한 밀핀 삽입공(231)이 마련된다. 이 밀핀 삽입공(231)의 상단부에는 밀핀(250)이 상측으로 이탈되는 것을 방지하기 위한 단턱(231a)이 마련된다. 밀핀 삽입공(231)의 하부에는 이 밀핀 삽입공(231)과 연통되면서 이른 바 무두볼트 등의 멈춤나사(270: set screw)를 체결하기 위한 나사 체결홈(232)이 마련된다. 상기 밀핀 삽입공(231)에는 밀핀(250)과, 이 밀핀(250)을 탄력적으로 지지하기 위한 압축 스프링(260)이 삽입되고, 최종적으로 나사 체결홈(232)에 멈춤나사(270)가 체결된다. 멈춤나사(270)는 밀핀(250)에 대한 압축 스프링(260)의 압축력을 적절하게 조정하기 위한 것이다.

도 5a에 나타낸 1차 가공 모재(P1)가 제1 굽힘가공 파트(200)로 이송되면, 1차 가공 모재(P1)에서 상측으로 굽힘가공되는 상측면(14)은 코어(210)의 상측에 배치되고, 나머지 측면(11~13)들은 패드(220)의 상측에 배치된다. 이후 프레스 금형(40)의 상형이 하강하게 된다. 상형이 하강할 때에는 우선적으로 스트리퍼(49)가 하강하여 코어(210)와 패드(220)의 상측에 1차 가공 모재(P1)를 밀착시켜 주고, 이어 펀치가 하강하면서 코어(210)와 연동하여 상측면(14)을 상측으로 굽힘가공하게 된다. 패드(220)는 1차적으로 그 상측에 배치되는 1차 가공 모재(P1)를 안정적으로 지지하고, 이후 펀치가 하강할 때에는 펀치를 탄력적으로 지지하여 1차 가공 모재(P1)에 대한 펀치의 가압력이 점진적으로 작용되도록 하게 된다. 이는 펀치의 순간적인 가압력에 의해 1차 가공 모재(P1)가 왜곡되는 것을 방지한다. 그리고 패드(220)는 펀지가 상승할 때 2차 가공 모재(P2)를 상측으로 밀어올림으로써 이후 모재(P)가 원활하게 이송될 수 있도록 해주는 녹아웃(knockout) 기능을 제공하게 된다.

도 8은 도 4의 프레스 금형(40)에서 제2 굽힘가공 파트(300)와 결합가공 파트(400)의 요부 구성을 나타낸 구성도이다. 제1 굽힘가공 파트(200)의 후단에는 리프터(700)가 설치된다. 리프터(700)의 양측은 가이드 부시(도시되지 않음)와 가이드 포스트(710)를 통해 다이 홀더(42)에 설치된다. 또한, 가이드 포스트(710)의 상측에는 예컨대 볼 베어링 부시가 채용된다. 그리고 가이드 포스트(710)의 외측으로는 압축 스프링(720)이 설치되어 리프터(700)는 다이 홀더(42)에 탄력적으로 지지된다. 리프터(700)는 하면이 다이(50)의 상면으로부터 일정 거리 이상, 보다 바람직하게는 제1 굽힘가공 파트(200)에서의 코어(210) 또는 패드(220)의 상면 보다 일정 거리 이상 상측에 위치하도록 설치된다. 다이(50)의 상면과 리프터(700)의 하면 사이의 공간을 통해 모재(P), 즉 2차 가공 모재(P2)가 이송된다. 리프터(700)의 일측 하부에는 슬릿(730)이 설치된다. 이 슬릿(730)은 2차 가공 모재(P2)에서 상측으로 굽힘가공된 상측면(14)을 위한 것이다. 슬릿(730)은 도 5a의 1차 가공 모재(P1)에서 우측면(13)과 상측면(14) 사이의 경계선(10c)에 대응하는 위치에 마련된다.

리프터(700)에는 모재(P)의 이송 방향으로 성형 로드(800)가 결합된다. 리프터(700)는 성형 로드(800)를 다이(50)의 상측으로 일정 거리 이상 이격되게 유지함과 더불어, 성형 로드(800)를 탄력적으로 지지하기 위한 것이다. 리프터(800)로서는 특정한 구성의 것이 요구되지 않는다. 리프터(700)는 제1 굽힘가공 파트(200)로부터 성형 로드(800)로 모재(P)가 이송되는 것에 영향을 주지 않으면서 성형 로드(800)를 적절하게 탄력적으로 지지할 수 있는 임의의 구성을 바람직하게 채용할 수 있다.

성형 로드(800)는 금속 재질로 구성된다. 성형 로드(800)는 제2 굽힘가공 파트(300)와 결합가공 파트(400)를 구성하는 하나의 구성 요소로서 제공된다. 성형 로드(800)에는 바람직하게 파일럿 핀(도시되지 않음)을 위한 관통공(801)이 마련된다. 도면에서 성형 로드(800)는 장방형의 블록이 모재(P)의 이송 방향을 따라 배치되는 형상으로 구성되어 있다. 그러나 성형 로드(800)의 형상 및 크기는 특정되지 않는다. 성형 로드(800)는 성형하고자 하는 프레임의 형상 및 크기에 따라 적절하게 구성될 것이다. 예를 들어, 본 실시 예에서 성형 로드(800)의 종단부를 그 길이 방향과 직각 방향으로 절단한 경우의 단면 형상 및 크기는 도 1에 나타낸 프레임(10)의 단면 형상 및 크기에 상응하게 된다.

성형 로드(800)의 하부에는 모재(P)의 이송방향을 따라 성형 로드(800)와 함께 2차 가공 모재(P2)를 굽힘가공하는 제2 굽힘가공 파트(300)와 최종적으로 프레임을 성형 결합하는 결합가공 파트(400)가 배치된다. 또한, 본 실시 예에서 상기 제2 굽힘가공 파트(300)는 보다 안정적인 굽힘가공을 위하여 복수의 가공단(step), 예컨대 2단의 굽힘가공단(310, 320)을 구비한다. 제1 굽힘가공단(310)은 2차 가공 모재(P2)에서 하측면(12)에 대해 좌우측면(11, 13)을 상측으로 예컨대 40~70도 굽힘가공하고, 제2 굽힘가공단(320)은 좌우측면(11, 13)을 최종 굽힘 목표 각도, 예컨대 90도로 굽힘가공하게 된다. 여기서 굽힘가공단의 개수와 각 굽힘가공단에서의 굽힘 설정 각도는 최종 굽힘 목표 각도에 따라 적절하게 설정될 것이다.

도 9는 도 8에서 성형 로드(800)의 하부에 배치되는 제1 굽힘가공단(310)의 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 도 9a는 제1 굽힘가공단(310)의 요부 구성을 나타낸 사시도이고, 도 9b는 도 9a에서 선 A3-A3'에 따른 단면도이다. 도면에서 제1 굽힘가공단(310)은 제1 및 제2 코어(311, 312)와 그 사이의 패드(313)를 구비하여 구성된다. 제1 및 제2 코어(311, 312)는 대향하는 측면에 경사면(3111, 3121)을 구비한다. 이 경사면(3111, 3121)의 경사 각도는 제1 굽힘가공단(310)에서의 굽힘 가공 각도에 대응하여 설정된다. 패드(313)는 상술한 바와 같이 상측에 배치되는 2차 가공 모재(P2)를 안정적으로 지지하고, 2차 가공 모재(P2)에 대한 순간적인 가압력을 완충하며, 2차 가공 모재(P2)에 대한 굽힘 가공이 완료되면 2차 가공 모재(P2)를 상측으로 밀어올림으로써 이후 2차 가공 모재(P2)가 원활하게 이송될 수 있도록 하기 위한 것이다.

상기 패드(313)는 제1 굽힘가공 파트(200)에서의 패드(220)와 실질적으로 동일하게 구성 및 작동된다. 즉, 패드(313)의 하부에는 제1 및 제2 코어(311, 312)의 내측 단부와 정렬하면서 패드 안착부(314)가 마련되고, 패드(313)는 패드 안착부(314)에 탄력적으로 지지된다. 패드(314)에는 패드 안착부(314)와의 결합을 위한 체결공(3131)이 구비되고, 패드(313)는 예컨대 스트리퍼 볼트(도시되지 않음)를 통해 패드 안착부(314)에 승하강이 가능하도록 결합된다. 패드(313)의 하부에는 다수의 밀핀(316)이 설치된다. 패드 안착부(314)에는 밀핀(316)을 설치하기 위한 밀핀 삽입공(315)이 마련되고, 밀핀 삽입공(315)의 하부에는 무두볼트 등의 멈춤나사(319)를 체결하기 위한 나사 체결홈(318)이 마련된다. 그리고 밀핀(316)의 하부에는 압축 스프링(317)이 배치된다.

도 8에서 제1 굽힘가공 파트(200)에서 가공이 완료된 2차 가공 모재(P2)는 1차적으로 리프터(700)의 하부로 이송된 후, 다시 제2 굽힘가공 파트(300)의 제1 굽힘가공단(310)으로 이송된다. 여기서 리프터(700)는 아이들가공 파트를 구성하는 것이다. 이에 따라 제2 굽힘가공 파트(300)로 이송되는 모재(P)에는 도 5c에 나타낸 바와 같이 2차 가공 모재(P2)가 연속적으로 배치되게 된다. 2차 가공 모재(P2)가 제1 굽힘가공단(310)으로 이송되면, 프레임(10)의 하측면(12)은 패드(313)의 상측에 배치되고, 좌우측면(11, 13)은 각각 제1 및 제2 코어(311, 312)의 상측에 배치된다. 패드(313) 또는 패드 안착부(314)의 폭 방향의 길이는 하측면(12)의 폭 방향의 길이에 대응되게 설정된다. 이에 따라 도 5c에서 프레임(10)의 좌측면(11)과 하측면(12) 사이의 경계선(10A)은 패드 안착부(314)의 일측면에 대응하여 배치되고, 프레임(10)의 하측면(12)과 우측면(13) 사이의 경계선(10B)은 패드 안착부(314)의 타측면에 대응하여 배치된다. 도 9b에 나타낸 바와 같이 제2 굽힘가공 단(310)에서 모재(P2)에 대한 가압은 성형 로드(800)에 의해 이루어진다. 성형 로드(800)가 패드(313)의 상측을 가압하게 되면, 제1 및 제2 코어(311, 312)의 상측에 배치되는 좌우측면(11, 13)이 각각 이들 경사면(3111, 3112)에 대응하는 각도로 굽힘가공되게 된다.

또한, 성형 로드(800)의 다른 바람직한 구성에서, 성형 로드(800)의 하부는 상기 제1 코어 및 제2 코어(311, 312)의 형상, 보다 구체적으로 모재(P)의 목표 굽힘 각도에 상응하는 형상으로 구성된다. 도 9c는 성형 로드(800)의 다른 구성 예를 나타낸 단면도로서, 이는 도 9b에 대응하는 도면이다. 도면에서, 제1 굽힘가공단(310)에 대응하는 성형 로드(800)의 하부에는 제1 및 제2 코어(311, 312)의 각 경사면(3111, 3121)과 대향하는 측면에 각각 경사부(800a, 800b)가 구비된다. 도면에는 이들 경사부(800a, 800b)가 성형 로드(800)의 하부에만 구비되는 것으로 도시되어 있으나, 이들은 상측면(14)의 회동을 방해하지 않는 범위 내에서 최대한 성형 로드(800)의 상측으로 연장되면서 형성될 수 있다. 상기 경사부(800a, 800b)는 성형 로드(800)가 하강할 때 제1 및 제2 코어(311, 312)의 경사면(3111, 3121) 내측을 지지함으로써 모재(P)가 보다 안정적으로 굽힘 가공될 수 있도록 하게 된다.

또한, 도 9a에서, 패드(313)의 양측에는 절개홈(3132)이 구비된다. 이 절개홈(3132)은 도 1 및 도 5c에서 프레임(10)의 돌기(16)에 대응하는 것이다. 도 5c에서 하측면(12)에 대해 좌우측면(11, 13)을 굽힘가공하게 되면, 좌우측면(11, 13)의 굽힘 동작과 연동하여 돌기(16)가 하측 방향으로 회동하게 된다. 상기 절개홈(313)은 돌기(16)가 회동하여 배치될 수 있는 공간을 제공하기 위한 것이다. 이러한 절개홈(313)은 프레임(10)의 형상에 따라 제거되거나 다수개 구비될 수 있다.

도 10은 도 8에서 성형 로드(800)의 하부에 배치되는 제2 굽힘가공단(320)의 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 이는 도 9b에 대응하는 단면도이다. 제2 굽힘가공단(320)은 제1 및 제2 코어(321, 322)의 내측면의 경사 각도가 2차 굽힘 가공에서의 목표 가공 각도로 설정되었다는 점을 제외하고는 실질적으로 제1 굽힘가공단(310)과 동일하다. 즉, 제2 굽힘가공단(320)은 제1 및 제2 코어(321, 322)의 사이에 패드(323)가 설치되고, 패드(323)는 패드 안착부(324)에 탄력적으로 지지된다. 패드 안착부(324)에는 밀핀 삽입공(325)을 통해 다수의 밀핀(326)이 배치되고, 밀핀(326)의 하부에는 압축 스프링(327)이 배치되며, 그 하측으로 나사 체결홈(328)에 멈춤나사(329)가 체결된다. 또한, 도면에 나타내지는 않았으나, 패드(323)의 양 측에는 도 9a의 절개홈(3132)에 대응하는 절개홈이 마련된다.

한편, 본 실시 예에서 제2 굽힘가공 파트(300)는 제1 굽힘가공단(310)과 제2 굽힘가공단(320)으로 구성된다. 따라서 도면에서는 생략되었지만 도 5d에서 2차 가공 모재(P2)와 3차 가공 모재(P3)의 사이에는 제1 굽힘가공단(310)에서의 성형 결과물, 즉 하측면(12)에 대해 좌우측면(11, 13)이 상측으로 예컨대 40~70도 굽힘가공된 형상의 것이 위치하게 될 것이다.

제2 굽힘가공 파트(300)에서 성형 로드(800)의 가압을 통해 2차 가공 모재(P2)의 좌우측면(11, 13)을 굽힘 가공하게 되면, 도 5d에서 3차 가공 모재(P3)의 각 측면, 즉 프레임(10)의 좌우측면(11, 13)과 하측면(12) 및 상측면(14)이 성형 로드(800)의 외표면을 감싸는 형태로 배치된다. 따라서, 바람직하게 성형 로드(800)로부터 3차 가공 모재(P3)를 이탈시켜 모재(P)이 이동성을 보장하기 위한 녹아웃(knockout) 부재가 요구된다.

본 실시 예에서는 녹아웃 부재의 일례로서, 성형 로드(800)의 하측에 밀핀부가 구비된다. 도 11은 성형 로드(800)의 분리 사시도로서, 이는 리프터(700)와 성형 로드(800)를 하측에서 바라본 경우를 나타낸 도면이다. 또한, 도 12는 도 8에서 선 A2-A2'에 따른 단면 구성을 나타낸 단면도이다.

성형 로드(800)의 일단부에는 이를 리프터(700)에 결합하기 위한 결합부(830)가 구비되고, 리프터(700)의 하측면에는 상기 결합부(830)에 대응하여 안착부(740)가 마련된다. 안착부(740)에는 다수의 체결홈(741)이 형성되고, 상기 결합부(830)에는 이들 체결홈(741)과 대응하는 위치에 다수의 체결공(831)이 구비된다. 그리고 이 체결공(831)을 통해 상기 체결홈(741)에는 각각 체결부재(3212)가 체결된다.

성형 로드(800)의 하측면에는 제1 굽힘가공 파트(300)와 대응하는 위치에 밀핀 안착부(840)가 마련되고, 여기에 밀핀 홀더(820)가 안착된다. 밀핀 홀더(820)에는 이를 밀핀 안착부(840)에 체결하기 위한 체결공(821)이 형성되고, 밀핀 안착부(840)에는 이들 체결공(821)과 대응하는 위치에 체결홈(841)이 형성된다. 이들 체결공(821) 및 체결홈(841)에는 각각 체결부재(824)가 체결된다. 또한, 밀핀 홀더(820)와 밀핀 안착부(840)에는 상호 대응하는 위치에 복수의 가이드 홀(822, 802)이 형성되고, 여기에 가이드 핀(850)이 삽입된다. 가이드 핀(850)은 밀핀 홀더(820)와 밀핀 안착부(840)의 위치 정합을 위한 것이다.

밀핀 홀더(820)에는 다수의 밀핀 삽입공(823)이 마련되고, 여기에 밀핀(860)이 삽입된다. 상기 밀핀(860)은 제1 및 제2 굽힘가공단(310, 320)에 대응하여 설치되는데, 본 실시 예에서는 제1 굽힘가공단(310)에 대응하여 2개, 제2 굽힘가공단(320)에 대응하여 4개의 밀핀(860)이 설치되어 있다. 이는 제1 굽힘가공단(310)에 비해 제2 굽힘가공단(320)에서 모재(P)가 성형 로드(800)에 보다 밀착되게 성형되는 것을 고려한 것이다. 밀핀 안착부(840)에는 밀핀 삽입공(823)에 상응하여 밀핀 안착홈(842)과 스프링 삽입공(843)이 구비되고, 성형 로드(800)의 상면에는 스프링 삽입공(843)과 연통하면서 나사 체결홈(803)이 형성된다. 상기 스프링 삽입공(843)에는 밀핀(860)을 하방향으로 탄력 지지하기 위한 압축 스프링(870)이 삽입되고, 나사 체결홈(803)에는 압축 스프링(870)의 압축력을 조정하기 위한 예컨대 무브 볼트 등의 멈춤나사(880)가 체결된다.

상기 밀핀부는 성형 로드(800)가 하측으로 하강하여 2차 가공 모재(P2)를 가압하는 경우에는 제1 및 제2 굽힘가공단(310, 320)의 패드(313, 323)상에 안착된 2차 가공 모재(P2)에 의해 밀핀(860)이 압축 스프링(870)을 압축하면서 상측으로 상승하게 되고, 이후 상형 로드(800)가 상측으로 상승하게 되면 상형 로드(800)의 하측면으로부터 2차 가공 모재(P2)를 하측으로 밀어내어 상형 로드(800)로부터 2차 가공 모재(P2)를 이탈시키게 된다. 이에 따라 모재(P)는 상형 로드(800)를 통해 원할하게 이송될 수 있게 된다.

또한, 도 8에서 상형 로드(800)의 상면 일측에는 제2 굽힘가공 파트(300), 보다 구체적으로 하측의 밀핀부에 대응하여 단차부(810)가 형성된다. 단차부(810)는 바람직하게 그 중심을 기준으로 일측 상면, 본 예에서 우측면(13)이 배치되는 방향에 마련된다. 도 13a는 단차부(810)의 역활을 설명하기 위한 도면이다. 제2 굽힘가공 파트(300)를 통해 프레임(10)의 좌우측면(11, 13)이 상측으로 굽힘가공되면, 도 13에 나타낸 바와 같이 모재(P)가 성형 로드(800)의 외측을 감싸는 형태가 된다. 이 상태에서 성형 로드(800)의 하부에 구비된 밀핀(860)이 하측 방향으로 작동되면, 좌측면(11)과 상측면(14)의 사이에는 모재(P)가 하측 방향으르 유동될 여유 공간이 존재하는 반면에 우측면(13)과 상측면(14)의 사이는 서로 연결되어 여유 공간이 존재하지 않게 된다. 단차부(810)는 도 13에서 빗금친 부분을 제거하여 모재(P)가 하측 방향으로 유동할 수 있는 여유 공간을 제공하기 위한 것이다.

또한, 도 8에서 단차부(810)의 종단에는 상측으로 경사부(811)가 구비된다. 이 경사부(811)는 단차부(810)상의 모재(P)가 성형 로드(800)의 후단으로 원활하게 이송될 수 있도록 하기 위한 것이다.

또한, 상기 단차부(810)로서는 다른 구성의 것도 바람직하게 채용할 수 있다, 도 13b 및 13c는 단차부(810)의 다른 구성 예를 나타낸 도면이다. 도 13b 및 도 13c에서 단차부(810a, 810b)는 성형 로드(800)의 일측 단부, 즉 모재(P)의 좌측면(11)이 배치되는 단부로부터 타측 단부, 즉 모재(P)의 우측면(13)이 배치되는 단부로 가면서 성형 프레임(800)의 높이가 단조적으로 감소하는 경사면으로 구성된다. 특히, 도 13c에 있어서는 성형 로드(800)의 일측 단부, 즉 모재(P)의 좌측면(11)이 배치되는 단부에 좌측면(11)의 결합 돌기(17)에 상응하는 높이의 단턱부(810c)가 구비된다. 상기 단차부(810a, 810b)는 상술한 단차부(810)와 마찬가지로 밀핀부의 작동시에 모재(P)가 하측 방향으로 유동할 수 있는 여유 공간을 제공하기 위한 것이다. 또한, 단턱부(810c)는 좌우측면(11, 13)의 굽힘가공시에 상측면(14)이 성형 로드(800)의 상측으로 회동하면서 상측면(14)의 단부가 순간적으로 좌측면(11)의 결합 돌기(17)를 타격하여 결합 돌기(17)가 왜곡되거나 변형되는 것을 방지하기 위한 것이다.

상기 단차부(810, 810a, 810b)와 단턱부(810c)의 구성과 형상은 특정한 것에 한정되지 않는다. 또한, 상기 단턱부(810c)는 도 13a의 구성에도 동일한 방식으로 적용될 수 있다. 또한, 도 13b 및 도 13c의 구성에 있어서도 도 8의 단차부(810)와 마찬가지로 종단에는 단차부(810a, 810b)상의 모재(P)가 성형 로드(800)의 후단으로 원활하게 이송될 수 있도록 상측으로 경사부(811)가 바람직하게 구비된다.

상술한 바와 같이 모재(P)가 아이들가공 파트, 즉 리프터(700)를 통해 제2 굽힘가공 파트(300)로 이송된 후, 제1 굽힘가공단(310)과 제2 굽힘가공단(320)을 통해 순차적으로 제2 굽힘가공이 실행된다. 제2 굽힘가공은 성형 로드(800)가 그 하부에 배치되는 2차 가공 모재(P2)를 가압하는 동작을 통해 실행된다. 성형 로드(800)는 프레스 금형(40)의 스트리퍼(49)에 의해 가압된다. 도 14는 성형 로드(800)에 대응하는 스트리퍼(49)의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 스트리퍼(49)는 프레스 금형(40)의 상형이 하강할 때 리프터(700)와 성형 로드(800)를 전체적으로 가압하게 된다. 스트리퍼(49)에서 제2 굽힘가공 파트(300)에 대응하는 부분에는 하측에 공간부(491)가 구비된다. 이 공간부(491)는 2차 굽힘가공에 의해 2차 가공 모재(P2)의 좌우측면(11, 13)이 상측으로 굽힘 가공될 때, 상측면(14)이 성형 로드(800)의 상측으로 회동할 수 있도록 여유 공간을 제공하기 위한 것이다.

도 8에서, 제2 굽힘가공 파트(300)에서 가공된 도 5d의 3차 가공 모재(P3)는 성형 로드(800)를 따라 결합가공 파트(400)로 이송된다. 바람직하게 성형 로드(800)는 단차부(810)를 기준으로 후단부가 전단부에 비해 폭 방향의 길이나 높이가 작게 설정된다. 즉, 후단부가 전단부에 비해 단면적이 작게 설정된다. 이는 3차 가공 모재(P3)가 성형 로드(800)를 통해 보다 원활하게 이송될 수 있도록 하기 위한 것이다.

결합가공 파트(400)에서, 다이(50)에는 성형 로드(800)의 양측면에 대해 캠 슬라이드(410, 420)가 구비된다. 이는 프레스 금형(40)의 상형에 구비되는 캠 드라이브(191, 도 19 참조)에 의해 슬라이드 가동된다. 캠 슬라이드(410, 420)는 프레스 금형(40)의 상형이 하강할 때 캠 드라이브에 의해 성형 로드(800)의 측면 방향으로 슬라이드 가동되어, 3차 가공 모재(P3)의 좌우측면(11, 13)을 성형 로드(800)의 양 측면에 밀착시키게 된다. 이는 도 5d에서 결합 돌기(17)와 결합공(18)의 안정적인 결합을 보장하기 위한 것이다. 결합 돌기(17)에 결합공(18)이 결합되면, 결합공(18)의 상측으로 결합 돌기(17)가 돌출되게 된다. 이 돌출 부분은 도 14에서 스트리퍼(49)가 성형 로드(800)를 가압할 때 스트리퍼(49)의 하면에 의해 가압되어 절곡 또는 압착된다. 이에 따라 3차 가공 모재(P3)의 좌측면(11)에 상측면(14)이 결합되어 프레임으로서 성형된다.

또한, 본 발명의 하나의 바람직한 구현 예에서 상기 캠 슬라이드(410, 420)의 내측면, 즉 성형 로드(800)와 대향하는 측면에는 도 3d에서 프레임(10)의 좌우측면(11, 13)에 구비되는 관통공(15)에 상응하는 크기와 형상을 갖는 지지부가 돌출되게 구비된다. 이 지지부는 결합 돌기(17)의 압착을 위해 상측면(14)을 가압할 때 관통공(15)이나 좌우측면(11, 13)의 왜곡을 보다 확실하게 방지하는 효과를 제공하게 된다.

결합가공 파트(400)에서 성형된 프레임은 이후 모재(P)의 이송에 따라 파팅가공 파트(500)로 이송된다. 파팅가공 파트(500)에서는 도 5a에서의 경계선(10D, 10E)을 따라 예컨대 절단, 노칭 또는 트리밍 등의 통상적인 가공을 실행함으로써 모재(P)로부터 프레임을 분리하여 프레임 가공을 완료하게 된다.

상술한 실시 예에 있어서는 공급기(30)로부터 프레스 장치로 모재(P)를 연속적으로 공급하면서, 프레스 금형(40)에서 순차 가공방식을 통해 프레임을 자동으로 제조하게 된다. 따라서 상기 실시 예에 의하면 프레임 제조를 위한 인력을 최소화하면서 단시간에 다량의 프레임을 제조할 수 있게 된다.

도 15는 성형 로드(900)의 다른 구성 예를 나타낸 사시도이고, 도 16은 그 분리 사시도이다. 또한, 본 실시 예에서 상술한 성형 로드(800)와 실질적으로 동일한 부분에는 동일한 참조번호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다. 상술한 실시 예에서는 성형 로드(800)에 녹아웃 부재로서, 밀핀부와 단차부(810)가 구비된다. 이에 대해, 본 실시 예에서는 성형 로드(900)의 폭 방향의 길이를 가변할 수 있도록 구성하고, 모재(P)의 이송시에 성형 로드(900)의 폭을 축소시킴으로써 성형 로드(900)를 통해 모재(P)가 원활하게 이송될 수 있도록 한 것이다.

도면에서, 성형 로드(900)는 제2 굽힘가공 파트(300)와 결합가공 파트(400)에 대응하여 전체적으로 폭 방향의 길이가 축소되면서 그 양측면에 가동판 안착부(910a, 910b)가 마련된다. 가동판 안착부(910a, 910b)에는 가동판(920a, 920b)이 폭방향으로 가동될 수 있도록 결합된다. 그리고 가동판 안착부(910a, 910b)와 가동판(920a, 920b)의 결합 부위에는 길이 방향을 따라 다수의 가동핀 삽입공(930)이 마련되고, 이들과 대응하여 프레스 금형(40)의 상형 및 하형에는 각각 제1 및 제2 가동핀(900a, 900b)이 설치된다. 제1 가동핀(900a)은 프레스 금형(40)의 상형, 예컨대 펀치 고정판(47)에 설치되고, 제2 가동핀(900b)은 다이(50)의 상측에 설치된다. 제1 및 제2 가동핀(900a, 900b)은 테이퍼 핀(tapered pin)으로 구성된다. 제1 및 제2 가동핀(900a, 900b)과 가동핀 삽입공(930)은 상형이 하강하여 스트리퍼(49)가 성형 로드(900)를 가압할 때 가동판(920a, 920b)이 적절하게 안정적으로 가동되도록 배치된다.

가동판(920a, 920b)의 두께는 제조하고자 하는 프레임(10)의 폭 방향의 길이에 따라 적절하게 설정된다. 즉, 가동판(920a, 920b)의 두께는 가동판(920a, 920b)이 제1 및 제2 가동핀(900a, 900b)에 의해 가동판 안착부(910a, 910b)의 외측 방향으로 최대한 이격되었을 때 전체적인 성형 로드(900)의 폭 방향의 길이가 프레임(10)의 그것과 동일하게 되도록 설정된다,

또한, 본 성형 로드(900)의 바람직한 구현 예에서, 상술한 도 9c의 경사부(800a, 800b)와 마찬가지로 가동판(900a, 900b)의 외측면에는 모재(P)의 목표 굽힘 각도에 대응하는 각도로 경사진 경사부가 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 바람직한 구현 예에서 상기 성형 로드(900)의 상면 또는 하면에는 가동판(920a, 920b) 사이의 중앙 부분에 도 8 및 도 11과 동일한 방식으로 밀핀부가 구비될 수 있다.

도 16에서, 성형 로드(900)의 가동판 안착부(910a, 910b)의 양측면에는 수직방향으로 각각 다수의 제1 반원형 홈(911)이 형성되고, 이와 대응하는 가동판(920a, 920b)의 내측면에는 수직방향으로 제2 반원형 홈(921)이 형성된다. 제1 및 제2 반원형 홈(911, 921)은 가동핀 삽입공(930)을 구성하는 것이다. 또한, 가동판 안착부(910a, 910b)의 양측면에는 일정한 간격을 두고 다수의 가이드 핀(912)이 설치되고, 가동판(920a, 920b)의 내측면에는 상기 가이드 핀(912)과 대응하는 위치에 다수의 가이드 홈(922)이 형성된다. 이들은 가동판 안착부(910a, 910b)에서 가동판(920a, 920b)이 안정적으로 가동될 수 있도록 하기 위한 것이다. 또한, 가동판 안착부(910a, 910b)의 내측벽에는 일정한 간격을 두고 다수의 관통공(913)이 형성되고, 여기에 인장 스프링(930)이 삽입 설치된다. 그리고 가동판(920a, 920b)의 내측면에는 상기 관통공(913)과 대응하는 위치에 인장 스프링(930)의 단부를 삽입하기 위한 삽입홈(923)이 마련되고, 이 삽입홈(923)과 연통하면서 내측벽에 수직방향으로 결합핀 삽입공(924)이 형성된다. 결합핀 삽입공(924)에는 상기 인장 스프링(930)의 단부를 가동판(920a, 920b)에 고정하여 결합하기 위한 결합핀(940)이 삽입된다.

상술한 바와 같이 모재(P)의 이송은 프레스 금형(40)의 상형이 상승할 때 이루어진다. 본 실시 예의 성형 로드(900)는 프레스 금형(40)의 상형이 상승하여 제1 및 제2 가동핀(900a, 900b)이 가동핀 삽입공(930)으로부터 이탈되면 인장 스프링(930)에 의해 가동판(920a, 920b)이 가동판 안착부(910a, 910b)의 내측면에 밀착되게 배치된다. 즉, 성형 로드(900)의 폭 방향의 길이가 최소한으로 축소된다, 따라서 이 상태에서 모재(P)는 성형 로드(900)를 따라 원활하게 이송될 수 있게 된다. 한편, 모재(P)의 가공을 위해 프레스 금형(40)의 상형이 하강하게 되면, 우선적으로 제1 및 제2 가동핀(900a, 900b)이 가동핀 삽입공(930)으로 삽입되면서 가동판(920a, 920b)이 가동판 안착부(910a, 910b)로부터 수형방향으로 이격되기 시작하고, 이후 가동판(920a, 920b)이 가동판 안착부(910a, 910b)로부터 최대한 이격된 상태에서 스트리퍼(49)에 의해 성형 로드(900)가 가압되어 모재(P)에 대한 굽힘가공 및 결합가공이 이루어지게 된다.

상술한 실시 예에 있어서는 모재(P)를 상측 방향으로 순차 굽힘가공하여 프레임(10)을 제조하는 것에 대하여 설명하였다. 그러나 본 발명은 모재(P)를 하측 방향으로 순차 굽힘가공하여 프레임(10)을 제조하는 방법에도 동일한 방식으로 적용할 수 있다.

이하, 도 17 내지 도 19를 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 프레임 제조장치의 구성과 동작에 대해 설명한다. 또한, 도면에서 상술한 실시 예와 실질적으로 동일한 부분에는 동일한 참조번호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 본 실시 예에서는 도 5a에서의 상측면(14)은 1차적으로 하측 방향으로 굽힘가공되고, 이어 좌우측면(11, 13)이 하측 방향으로 굽힘가공될 때 다시 하측 방향으로 배치되게 된다. 즉, 상측면(14)은 프레스 금형(40)에서의 위치상 프레임(10)의 하측면을 구성하게 된다. 따라서, 앞에서 언급함 기준에 의하면 상측면(14)은 본 실시 예에서 하측면으로서 지칭되는 것이 타당할 것이다. 그러나 본 실시 예에서는 상술한 실시 예와의 혼동을 피하기 위해 프레임(10)을 구성하는 각 측면(11~14)을 제1 실시 예와 동일한 명칭으로서 지칭하기로 한다.

도 17은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 프레임 제조장치에서 다이(50)에 설치되는 요부 구성을 나타낸 도면으로서, 이는 제1 실시 예의 도 8에 대응하는 도면이다. 도면에서, 다이(50)에는 제1 실시 예와 마찬가지로 제1 굽힘가공 파트(200)와 제2 굽힘가공 파트(300), 결합가공 파트(400) 및 파팅가공 파트(500)가 구비된다. 또한, 제1 굽힘가공 파트(200)와 제2 굽힘가공 파트(300)의 사이에는 모재(P)의 안정적인 이송을 위해 아이들가공 파트가 구비된다. 또한, 도면에 나타내지는 않았으나, 제1 굽힘가공 파트(200)의 전단에는 상기 실시 예와 마찬가지로 전단가공 파트(100)가 구비될 것이다.

제1 굽힘가공 파트(200)에서는 모재(P)가 하측 방향으로 굽힘 가공된다. 도면에 구체적으로 나타내지 않았으나, 다이(50)의 상측에는 1차 가공 모재(P1)에서 좌우측면(11, 13)과 하측면(12)을 지지하기 위한 코어가 설치된다. 그리고 프레스 금형(40)의 상형에는 펀치 고정판(47)에 상측면(14)을 하방향으로 굽힘가공하기 위한 벤딩 펀치(도시되지 않음)가 설치된다, 제1 굽힘가공 파트(200)에서 1차 가공 모재(P1)를 가공하기 위해 프레스 금형(40)의 상형이 하강하게 되면, 우선 스트리퍼(49)가 하강하여 코어의 상측에 1차 가공 모재(P1)를 안정적으로 가압하고, 이후 벤딩 펀치가 하강하여 상측면(14)을 하측 방향으로 가압함으로써 상측면(14)을 하측 방향으로 굽힘가공하게 된다. 프레스 가공을 통한 모재(P)의 굽힘 가공은 일반적인 것이고, 본 실시 예에서 특별한 구성의 것이 요구되지 않으므로 그 구체적인 도면 도시 및 설명은 생략한다.

또한, 도면에 구체적으로 나타내지 않았으나 제1 굽힘가공 파트(200)에는 모재(P)의 이송을 원할하게 하기 위하여 코어의 전후 위치에 예컨대 밀핀이나 패드 등의 녹아웃 부재가 구비될 수 있다,

리프터(1700)는 아이들가공 파트를 구성한다. 제1 굽힘가공 파트(200)에서 이송되는 2차 가공 모재(P2)는 1차적으로 리프터(1700)의 상측에 배치되고, 이후 다음 가공 단계에서 제2 굽힘가공 파트(300)로 이송된다. 리프터(1700)는 제1 실시 예와 마찬가지로 가이드 부시(도시되지 않음)와 가이드 포스트(1710)를 통해 다이 홀더(42)에 설치되고, 가이드 포스트(1710)에는 압축 스프링(1720)이 설치되어, 리프터(1700)는 다이 홀더(42)에 탄력적으로 지지된다. 리프터(1700)는 제1 굽힘가공 파트(200)의 코어의 높이와 상응하는 높이로 설치된다. 리프터(1700)의 일측 상면에는 1차 가공 모재(P1)의 상측면(14)에 대응하는 위치, 즉 우측면(13)과 상측면(14) 사이의 경계선(10C)에 상응하는 위치에 슬릿(1730)이 구비된다,

제1 실시 예와 마찬가지로 리프터(1700)에는 성형 로드가 결합된다. 성형 로드로서는 도 8의 성형 로드(800)나 도 15의 성형 로드(900)를 바람직하게 채용할 수 있다. 다만, 본 실시 예에서 성형 로드(800 또는 900)에 구비되는 녹아웃 부재의 위치는 가공 특성상 변경될 수 있다. 성형 로드(800 또는 900)는 프레스 금형(40)의 상형에 구비되는 펀치와 함께 제2 굽힘가공 파트(300)를 구성한다. 리프터(1700) 상에 배치되는 2차 가공 모재(P2)는 다음 가공 단계에서 제2 굽힘가공 파트(300), 즉 성형 로드(800 또는 900)의 상측으로 이송된다. 제2 굽힘가공 파트(300)는 제1 실시 예와 마찬가지로 바람직하게 복수의 굽힘가공단, 예컨대 제1 굽힘가공단과 제2 굽힘가공단을 구비한다. 그리고 제2 굽힘가공 파트(300)와 대응하여 다이(50)의 상측에는 공간부(51)가 마련된다. 이 공간부(51)는 성형 로드(800 또는 900)를 이용하여 제2 굽힘가공을 실행할 때 2차 가공 모재(P2)의 상측면(14)이 성형 로드(800 또는 900)의 하면 방향으로 회동할 수 있는 여유 공간을 제공하기 위한 것이다. 또한, 본 실시 예에서는 도 14에서 스트리퍼(49)에 구비되는 공간부(491)는 제거될 것이다.

도 18은 도 17에서 제2 굽힘가공 파트(300)에서 2차 가공 모재(P2)의 좌우측면(11, 13)을 목표 굽힘 각도의 중간 각도로 굽힘가공하는 제1 굽힘가공단의 구성을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도면에서 프레스 금형(40)의 펀치 고정판(47)에는 성형 로드(800 또는 900)의 양측 모서리 부분에 대응하여 벤딩 펀치(180)가 구비된다. 벤딩 펀치(180)의 하부에는 제1 굽힘가공단에서의 굽힘가공 각도에 상응하는 경사면(181)이 구비된다. 또한. 스트리퍼(49)와 스트리퍼 블록(도시되지 않음)에는 상기 벤딩 펀치(180)의 하강을 안내하기 위한 펀치 안내공(492)이 구비된다.

또한, 바람직한 구현 예에서 성형 로드(800 또는 900)의 양 측면에는 벤딩 펀치(180)에 대응하여 모재(P)를 안정적으로 지지하기 위한 경사부가 구비될 수 있다. 이때 경사부는 도 9c와 역방향으로 형성될 것이다.

도 17 및 도 18에서 제1 굽힘가공 파트(200)로부터 이송되는 2차 가공 모재(P2)는 리프터(1700)의 상면을 통해 성형 로드(800 또는 900)의 상측으로 이송된다. 상술한 바와 같이 도 8에서 성형 로드(800)는 폭 방향의 길이가 하측면(12)의 그것에 상응하도록 설정되고, 도 15에서 성형 로드(900)는 가동판(920a, 920b)이 가동판 안착부(910a, 910b)로부터 최대한 이격된 상태에서 성형 로드(900)의 폭 방향의 길이가 하측면(12)의 그것에 상응하도록 설정된다. 이에 따라 2차 가공 모재(P2)에서 좌측면(11)과 하측면(12) 사이의 경계선(10A)과 하측면(12)과 우측면(13) 사이의 경계선(10B)은 각각 성형 로드(800)의 양측면과 정렬되면서 배치된다. 이 상태에서 프레스 금형(40)의 상형이 하강하면, 우선 스트리퍼(49)가 하강하여 성형 로드(800 또는 900)의 상면에 2차 가공 모재(P2)를 안정적으로 밀착시키게 된다. 그리고 이후 벤딩 펀치(180)가 하강하여 2차 가공 모재(P2)의 좌우측면(11, 13)을 하방향으로 가압하게 된다. 상술한 바와 같이 성형 로드(800 또는 900)는 리프터(1700)와 함게 다이 홀더(42)에 탄력적으로 지지된다. 따라서 성형 로드(800 또는 900)는 벤딩 펀치(180)가 상측을 가압하게 되면 그 가압력을 일부 흡수하면서 하방향으로 하강하게 된다. 즉, 성형 로드(800 또는 900)는 도 9 및 도 10에서 패드(313, 323)에 상응하는 역할을 수행하게 된다.

본 실시 예에서 성형 로드로서 도 8의 성형 로드(800)를 채용하는 경우 밀핀부는 성형 로드의 상측에 배치되고, 이것과 대응하여 단차부(810)는 성형 로드(800)의 하면에 마련된다. 밀핀부는 프레스 금형(40)의 상형이 상측으로 상승하면 성형 로드(800)의 상면에 배치되는 모재(P)를 상측으로 밀어올림으로써 성형 로드(800)를 통한 모재(P)의 이송력을 제고하게 된다.

도 18의 제1 굽힘가공단에서 가공된 모재(P)는 제2 굽힘가공단으로 이송된다. 제2 굽힘가공단은 상술한 제1 굽힘가공단과 실질적으로 동일한 구성으로 이루어진다. 다만, 제2 굽힘가공단에는 벤딩 펀치로서 모재(P)를 목표 굽힘 각도로 가공하기 위한 펀치가 채용될 것이다. 그리고 그 밖의 구성 및 동작은 제1 굽힘가공단과 실질적으로 동일하므로 구체적인 설명은 생략한다.

도 19는 결합가공 파트(400)의 구성의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도면에서 다이(50)의 성형 로드(800 또는 900)에 대응하는 부분에는 패드 안착부(1910)가 마련되고, 여기에 패드(1930)가 승하강이 가능하도록 설치된다. 그리고 패드(1930)의 하측에는 다수의 밀핀(1940)이 설치된다. 여기서 패드(1930)와 밀핀(1940)의 설치 구조는 상술한 구성의 것과 실질적으로 동일하다.

한편, 패드(1930)의 일측으로 모재(P)의 좌측면(11)에 대응하는 위치에는 컴파운드 펀치 또는 다이편(1920)이 설치된다. 이 다이편(1920)은 좌측면(11)에 형성되어 있는 결합 돌기(17)를 압착가공하기 위한 것이다. 그리고 상기 실시 예와 마찬가지로 성형 로드(800 또는 900)의 양측으로 캠 슬라이드(410, 420)가 설치되고, 상형의 펀치 고정판(47)에는 상기 캠 슬라이드(410, 420)에 상응하여 캠 드라이브(191)가 설치된다.

상기 구성에서는 성형 로드(800 또는 900)의 외측에 3차 가공 모재(P3)가 배치된 상태에서 프레스 금형(40)의 상형이 하강하게 되면, 성형 로드(800 또는 900)는 스트리퍼(49) 또는 제2 굽힘가공 파트(300)에서의 벤딩 펀치(181, 도 18)에 의해 하측 방향으로 가압된다. 그리고 이와 더불어 캠 드라이브(191)가 하강하면서 캠 슬라이드(410)가 성형 로드(800 또는 900)의 측면 방향으로 슬라이드 이동되어 3차 가공 모재(P3)의 좌우측면(11, 13)을 성형 로드(800 또는 900)의 양 측면에 각각 밀착시키게 된다.

이어, 성형 로드(800 또는 900)가 하측 방향으로 더욱 하강하게 되면, 패드(1930)에 의해 3차 가공 모재(P3)의 상측면(14)이 상측으로 가압되어 3차 가공 모재(P3)의 결합돌기(17)에 결합공(18)이 끼워지게 되고, 이후 성형 로드(800 또는 900)가 보다 하측으로 하강하게 되면 다이편(1920)의 상측으로 상기 결합돌기(17)가 가압되어 절곡 또는 압착됨으로써 프레임이 성형되게 된다.

도 20은 상기 결합가공 파트(400)의 다른 구성 예를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 21은 도 20에서 다이편(2000)의 구성을 설명하기 위한 평면도이다. 도면에서 모재(P)의 좌측면(11)에 대응하는 다이(50)에는 다이편 안착부(2010)가 마련되고, 여기에 다이편(2000)이 설치된다. 이 다이편(2000)은 좌측면(11)에 형성되어 있는 결합 돌기(17)를 압착가공하기 위한 것이다. 다이편(2000)의 상측에는 다수의 밀핀(2100)이 구비된다. 다이편(2000)에 대한 밀핀(2100)의 설치 구조는 상술한 도 9b 및 도 10과 실질적으로 동일하다. 밀핀(2100)은 바람직하게 결합 돌기(17)의 위치에 대응하여 설치되고, 보다 바람직하게 밀핀(2100)은 결합 돌기(17)의 양측에 각각 대응하여 배치된다. 즉, 밀핀(2100)은 성형 로드(800 또는 900)가 하강했을 때 그 사이 공간에 결합 돌기(17)의 단부가 위치되도록 적절하게 배치된다. 이는 결합 돌기(17)에 대응하는 위치의 상측면(14)을 성형 로드(800 또는 900)에 보다 확실하게 밀착 고정하고, 특히 상측면(14)의 단부를 안정적으로 고정함으로써 좌측면(11)과 상측면(14)의 확실한 결합을 보장하기 위한 것이다. 밀핀(2100)의 설치 위치와 개수는 특정되지 않고, 결합 돌기(17)의 수효와 결합 위치, 또한 결합 돌기(17)와 결합 부재와의 결합 방식에 따라 적절하게 설정될 것이다.

본 구성에서는 성형 로드(800 또는 900)가 하측 방향으로 하강하게 되면, 밀핀(2100)에 의해 3차 가공 모재(P3)의 상측면(14)이 상측으로 가압되어 3차 가공 모재(P3)의 결합 돌기(17)에 결합공(18)이 끼워지게 되고, 이후 성형 로드(800 또는 900)가 보다 하측으로 하강하게 되면 다이편(2000)의 상측으로 상기 결합돌기(17)가 가압되어 절곡 또는 압착됨으로써 프레임이 성형되게 된다.

한편, 본 실시 예에 있어서는 상기한 결합가공과 더불어 모재(P)로부터 프레임을 분리하는 파팅가공이 동시에 실행된다. 즉, 결합가공 파트(400)와 파팅가공 파트(500)가 함께 제공된다. 도 17에서 성형 로드(800 또는 900)의 상측에는 도 5에서의 분할선(10E, 10D)에 대응하여 예컨대 노칭 홈(1750)이 형성되고, 이것에 대응하여 상형의 펀치 고정판(47)에는 노칭 펀치(도시되지 않음)가 구비된다. 노칭 펀치는 상형이 하강하여 결합가공이 실행될 때 하측으로 하강하여 분할선(10E, 10D) 부위를 노칭함으로써 완성된 프레임을 모재(P)로부터 분리하게 된다.

이상으로 본 발명에 따른 실시 예를 설명하였다. 상술한 본 발명에 의하면, 프레임을 몸체 부분과 덮개 부분으로 분리하여 성형하지 않고 일체적이면서 단계적으로 성형하게 된다. 따라서 본 프레임 제조방법 및 장치는 별도의 작업자가 불필요하고, 일련의 연속적인 금형 가공을 통해 단기간에 많은 양의 프레임을 제조할 수 있게 되므로 프레임의 생산성 제고는 물론 그 제조 비용을 대폭 절감할 수 있게 된다.

또한, 본 발명에 있어서는 프레임(10)의 좌측면(11)에 대해 상측면(14)을 결합할 때 3차 가공 모재(P3)가 성형 로드(800 또는 900)에 의해 내측 방향에서 지지되므로 프레임(10)의 왜곡이 방지되고, 또한 프레임(10)의 성형시에 캠 슬라이드(410, 420)에 의해 프레임(10)의 관통공(15)이 안정적으로 지지되므로 프레임(10)과 관통공(15)이 왜곡되거나 변형되는 것을 확실하게 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다. 예를 들어 상술한 실시 예는 본 발명을 프로그래시브 금형을 통해 구현하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나 본 발명은 트랜스퍼 금형을 통해서도 동일한 방식으로 구현할 수 있다.

30: 공급기, 40: 프레스 금형,
40a: 생크, 41: 펀치 홀더,
42: 다이 홀더, 43: 가이드 부시,
44: 가이드 포스트, 45: 압축 스프링,
46: 펀치 받침판, 47: 펀치 고정판,
48: 스트리퍼 볼트, 89: 스트리퍼,
40: 다이, 100: 전단가공 파트.
200: 제1 굽힘가공 파트, 300: 제2 굽힘가공 파트,
400: 결합가공 파트, 500: 파팅가공 파트,
P: 모재.

Claims

좌우측면과 하측면 및 상측면의 4개 측면을 포함하는 상자형 프레임을 성형하는 프레임 제조방법에 있어서,
모재를 상자형 프레임의 전개도에 상응하는 형상으로 판금하여 1차 가공 모재를 성형하는 제1 가공단계를 구비하고,
상기 1차 가공 모재는 상기 4개의 측면이 직선적으로 배열되고, 일측 단부에 결합돌기가 구비되면서 타측 단부에 상기 결합 돌기와 대응하는 위치에 결합 부재가 구비되며,
상기 1차 가공 모재의 좌측 또는 우측 단부에 위치하는 측면을 인접하는 다른 측면과의 경계선을 기준으로 상측 또는 하측 방향으로 굽힘 가공하여 2차 가공 모재를 성형하는 제2 가공단계와,
상기 2차 가공 모재의 남아 있는 3개 측면에 대해 중앙에 위치하는 측면을 중심으로 인접하는 양 측면을 그 경계선을 기준으로 굽힘 가공하여 3차 가공 모재를 성형하는 제3 가공단계 및,
상기 3차 가공 모재의 결합 부재를 결합 돌기와의 결합 위치에 배치함과 더불어 상기 결합 돌기의 단부를 가압하여 압착 가공하는 제4 가공단계를 포함하여 구성되고,
상기 제3 가공단계는 제2 가공단계와 동일한 방향으로 굽힘가공을 실행하는 것을 특징으로 하는 프레임 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 제2 가공단계는 결합 부재가 구비되는 측면을 굽힘가공하는 것을 특징으로 하는 프레임 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 제1 내지 제4 가공 단계는 프레스 금형을 이용한 연속적인 금형 가공을 통해 실행되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조방법.
프레스 금형에 모재를 연속적으로 공급하면서 제1 내지 제4 측면이 상자 형상으로 배치되는 상자형 프레임을 제조하는 프레임 제조방법에 있어서,
모재를 전단가공하여 제1 내지 제4 측면이 일직선으로 배열되고, 제1 측면의 단부에는 결합 돌기가 구비되며, 제4 측면의 단부에는 상기 결합돌기와 대응하는 위치에 결합 부재가 구비되는 1차 가공 모재를 성형하는 전단가공 단계와,
상기 1차 가공 모재의 제4 측면을 제1 목표 각도로 굽힘 가공하여 2차 가공 모재를 성형하는 제1 굽힘가공 단계,
상기 2차 가공 모재에서 제2 측면을 중심으로 제1 및 제3 측면을 제2 목표 각도로 굽힘 가공하여 3차 가공 모재를 성형하는 제2 굽힘가공 단계,
상기 3차 가공 모재에서 제4 측면을 가압하여 상기 결합 부재를 상기 결합 돌기와의 결합 위치에 배치함과 더불어 결합 돌기를 압착 가공하는 결합가공 단계 및,
상기 결합가공 단계에서 성형된 프레임을 모재로부터 분리하는 파팅가공 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조방법.
제4항에 있어서,
상기 제1 굽힘가공 단계와 제2 굽힘가공 단계의 사이에는 아이들가공 단계가 구비되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조방법.
제4항에 있어서,
상기 제2 굽힘가공 단계는 제1 및 제3 측면을 제2 목표 각도 보다 작은 각도로 굽힘 가공하는 제3 굽힘가공 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 프레임 제조방법.
제4항에 있어서,
상기 결합가공 단계는 제1 및 제3 측면을 제2 목표 각도로 유지하면서 실행되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조방법.
제4항에 있어서,
상기 제1 또는 제3 측면은 관통공을 구비하고, 상기 결합가공 단계는 상기 관통공을 지지하면서 실행되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조방법.
제1 내지 제4 측면이 상자 형상으로 배치되는 상자형 프레임을 제조하는 프레임 제조장치에 있어서,
프레스 장치와 연동하여 모재를 연속적으로 공급하는 모재 공급수단과,
프레스 장치에 의해 가동되고, 상기 모재를 가공하여 프레임을 제조하는 프레스 금형을 포함하여 구성되고,
상기 프레스 금형은 펀치 홀더와 펀치 받침판 및 펀치 고정판을 포함하는 상형과, 다이 홀더 및 다이를 포함하는 하형 및, 상기 상형에 탄력적으로 지지 및 결합되는 스트리퍼를 구비하며,
상기 프레스 금형은 모재를 전단가공하여 제1 내지 제4 측면이 일직선으로 배열되고, 제1 측면의 단부에는 결합 돌기가 구비되며, 제4 측면의 단부에는 상기 결합돌기와 대응하는 위치에 결합 부재가 구비되는 1차 가공 모재를 성형하는 전단가공 파트와,
상기 1차 가공 모재의 제4 측면을 제1 목표 각도로 굽힘 가공하여 2차 가공 모재를 성형하는 제1 굽힘가공 파트,
상기 2차 가공 모재에서 제2 측면을 중심으로 제1 및 제3 측면을 제2 목표 각도로 굽힘 가공하여 3차 가공 모재를 성형하는 제2 굽힘가공 파트,
상기 3차 가공 모재에서 제4 측면을 가압하여 상기 결합 부재를 결합 돌기와의 결합 위치에 배치함과 더불어 결합 돌기를 압착 가공하는 결합가공 파트 및,
상기 결합가공 파트에서 성형된 프레임을 모재로부터 분리하는 파팅가공 파트를 구비하고,
상기 모재가 프레스 금형의 전단가공 파트, 제1 굽힘가공 파트, 제2 굽힘가공 파트, 결함가공 파트 및 파팅가공 파트를 통해 순차로 이송되면서 프레임이 성형되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제9항에 있어서,
상기 제2 굽힘가공 파트는 모재의 이송 방향을 따라 배치되고, 프레임의 단면 또는 성형 형상에 상응하는 형상을 갖는 성형 로드와,
상기 성형 로드와 결합되고, 상기 성형 로드를 다이의 상측과 이격되게 배치함과 더불어 탄력적으로 지지하는 리프터 및,
상기 성형 로드와 함께 모재의 제1 및 제3 측면을 제2 목표 각도로 굽힘가공하는 제1 굽힘가공 부재를 포함하여 구성되고,
상기 성형 로드는 일측면이 모재의 제1 측면과 제2 측면 사이의 경계선에 대응하고, 타측면이 모재의 제2 측면과 제3 측면 사이의 경계선에 대응하여 배치되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제10항에 있어서,
상기 제1 굽힘가공 부재의 전단에 상기 모재의 제1 및 제3 측면을 목표 각도 보다 작은 제1 각도로 굽힘가공하는 제2 굽힘가공 부재가 추가로 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제11항에 있어서,
상기 성형 로드는 상기 제1 굽힘가공 부재와 대응하는 위치의 양측면에 제1 각도의 경사부가 구비되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 제1 굽힘가공 파트는 상기 모재의 제4 측면을 상방향으로 굽힘가공하고,
상기 제1 및 제2 굽힘가공 부재는 하형에 설치되는 코어를 구비하며,
상기 코어는 내측 단부가 상기 성형 로드의 양 측면에 정렬되면서 배치되고,
상기 2차 가공 부재는 리프터의 하측면을 통해 성형 로드의 하측으로 이송되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제13항에 있어서,
상기 성형 로드의 하측면에 밀핀부가 구비되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제13항에 있어서,
상기 성형 로드의 상측면에 단차부가 구비되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제15항에 있어서,
상기 단차부는 모재의 이송 방향을 기준으로 종단에 상측으로 경사부가 구비되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제15항에 있어서,
상기 단차부는 성형 로드의 일측 단부로부터 타측 단부로 가면서 성형 로드의 높이가 감소하는 경사면을 구비하는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제15항에 있어서,
상기 성형 로드는 상면 일측 단부에 상기 체결 돌기에 상응하는 높이로 단턱부가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제13항에 있어서,
상기 다이에는 상기 코어에 대응하는 성형 로드의 하부에 패드가 구비되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제13항에 있어서,
상기 성형 로드의 하부에는 상기 2차 가공 모재의 제4 측면을 위한 슬릿이 구비되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치,
제13항에 있어서,
상기 성형 로드는 후단부가 전단부에 비해 단면적이 작게 설정되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제13항에 있어서,
상기 결합가공 파트는 상기 성형 로드의 후단부에 배치되고,
하형에 설치됨과 더불어 상기 성형 로드의 양 측면에 대향되게 배치되는 캠 슬라이드와,
상형에 설치됨과 더불어 상기 캠 슬라이드를 성형 로드의 측면 방향으로 슬라이드 가동하는 캠 드라이브를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제22항에 있어서,
상기 모재의 제1 또는 제3 측면에는 1개 이상의 관통공이 구비되고,
상기 캠 슬라이드의 내측면에는 상기 관통공을 지지하기 위한 지지부가 구비되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제13항에 있어서,
상기 성형 로드는 상기 스트리퍼에 의해 가압되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제24항에 있어서,
상기 스트리퍼는 상기 제1 굽힘가공 파트에 대응하는 위치에 공간부가 구비되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제10항 또는 제11항에 있어서,
상기 제1 굽힘가공 파트는 상기 모재의 제4 측면을 하방향으로 굽힘가공하고,
상기 제1 및 제2 굽힘가공 부재는 상형에 설치되는 벤딩 펀치를 구비하며,
상기 2차 가공 모재는 리프터의 상측면을 통해 성형 로드의 상측으로 이송되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제26항에 있어서,
상기 성형 로드는 상기 제1 및 제2 굽힘가공 부재와 상응하는 외측면에 상기 벤딩 펀치에 대응하는 경사부가 구비되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제26항에 있어서,
상기 성형 로드의 상측면에 밀핀부가 구비되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제26항에 있어서,
상기 성형 로드의 하측면에 단차부가 구비되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제29항에 있어서,
상기 단차부는 모재의 이송 방향을 기준으로 종단에 경사부가 구비되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제29항에 있어서,
상기 단차부는 성형 로드의 일측 단부로부터 타측 단부로 가면서 상측 방향으로 상승하는 경사면을 구비하는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제26항에 있어서,
상기 성형 로드는 하면 일측 단부에 상기 체결 돌기에 상응하는 높이로 단턱부가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제26항에 있어서,
상기 성형 로드는 후단부가 전단부에 비해 단면적이 작게 설정되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제26항에 있어서,
상기 결합가공 파트는 상기 성형 로드의 후단부에 배치되고,
하형에 설치됨과 더불어 상기 성형 로드의 양 측면에 대향되게 배치되는 캠 슬라이드와,
상형에 설치됨과 더불어 상기 캠 슬라이드를 성형 로드의 측면 방향으로 슬라이드 가동하는 캠 드라이브 및,
하형에 설치됨과 더불어 상기 제1 측면의 결합 돌기에 대응하는 위치에 설치되는 다이편을 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제34항에 있어서,
상기 성형 로드의 하부에 배치되어 제4 측면을 상측으로 가압하는 패드 부재를 추가로 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제34항에 있어서,
상기 다이편의 상측에 배치되어 제4 측면을 상측으로 가압하는 밀핀을 추가로 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제36항에 있어서,
상기 밀핀은 2개 이상 구비되고, 상기 결합 돌기가 상기 다이편에 의해 가압될 때 결합 돌기는 밀핀의 사이 공간에 위치하는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제34항에 있어서,
상기 모재의 제1 또는 제3 측면에는 1개 이상의 관통공이 구비되고,
상기 캠 슬라이드의 내측면에는 상기 관통공을 지지하기 위한 지지부가 구비되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제26항에 있어서,
상기 성형 로드는 스트리퍼 또는 벤딩 펀치에 의해 가압되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제26항에 있어서,
상기 제1 굽힘가공 파트에 대응하는 성형 로드의 하부에 공간부가 구비되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제26항에 있어서,
상기 파팅가공 파트는 상기 성형 로드의 상측면에 구비되는 노칭 홈과,
상기 노칭 홈에 상응하여 상형에 설치되는 노칭 펀치를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치,
제10항에 있어서,
상기 성형 로드는 양 측면에 가동판 안착부가 구비되고,
상기 가동판 안착부에는 가동판이 폭 방향으로 가동될 수 있도록 안착 설치되며,
상기 가동판 안착부와 가동판의 결합 부위에는 길이 방향을 따라 다수의 가동핀 삽입공이 마련되고,
상기 상형 및 하형에는 상기 가동핀 삽입공에 대응하여 각각 가동핀이 설치되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제42항에 있어서,
상기 가동핀은 테이퍼 핀으로 구성되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.
제42항에 있어서,
상기 성형 로드의 상측면 또는 하측면에 밀핀부가 추가로 구비되는 것을 특징으로 하는 프레임 제조장치.