KR20230006616A - 열간압연을 이용한 부품 정밀 가공 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열간 압연강판을 이용하여 기계나 금형 등에 사용되는 각종 부품을 가공하는 방법 및 장치에 간한 것으로, 상세하게는 제철소에서 만들어진 열간 압연강판을 구입하여 부품을 가공할 때 정확한 크기의 제품을 제작
할 수 있도록 한 열간 압연 강판을 이용한 부품 정밀 가공 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
본 발명은 제철소에서 생산되는 열간 압연 강판의 원판에서 발생하는 두께의 편차에 상관없이 한벌의 금형에서정밀한 부품을 가공할 수가 있어 두께로 인한 불량 발생을 방지할 수가 있다.
따라서 본 발명은 제작 시간을 단축하여 대품을 단시간에 대량으로 생산할 수가 있으며, 이로 인하여 원자재의낭비를 절감하여 작업능률을 향상시킬 수가 있다.

Description

열간압연을 이용한 부품 정밀 가공 방법 및 그 장치{A precesion processing method of the part by using the hot rolled steel sheet and thereof device}

본 발명은 열간 압연강판을 이용하여 기계나 금형 등에 사용되는 각종 부품을 가공하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 상세하게는 제철소에서 만들어진 열간 압연강판을 구입하여 부품을 가공할 때 정확한 크기의 제품을 제작할 수 있도록 한 열간 압연 강판을 이용한 부품 정밀 가공 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 열간압연강판(SPHC)은 제철소에서 가공되어 생산되는 원판을 그대로 구입하여 사용하게 된다.

그러나 제철소에서 생산되는 열간압연강판은 제철소마다 두께가 다르고 한 곳에서 생산되는 열간압연강판도 원판으로 볼 때 중앙부와 가장자리부의 두께가 정밀 하지 못하다.

따라서 제철소에서 생산된 열간압연강판을 이용하여 부품을 가공할 때 프레스를 이용하여 가공하게 되는바, 정밀한 두께를 맞추기가 어렵고 힘든 문제점이 있다.

이와 같이 종래에 제철소에서 생산되어온 열간압연강판을 이용하여 부품을 가공할 경우 두께가 일정하지 않아불량이 심한 단점이 있고, 이로 인하여 원자재의 낭비와 작업시간을 낭비하게 됨으로써 불필요한 인건비의 지출을 초래하였다.

좀더 상세하게 설명하면 현대에 있어서 산업 발달로 인하여 정밀한 기계를 요하게 된다.

따라서 종래의 열간압연강판을 이용하여 기계 부품을 가공할 때 보통 공차범위가 100/3으로 가공되는 것이많다.

즉 열간압연강판의 두께가 3㎜일 경우 부품의 가공 두께가 +0, -0,03의 범위내에서 가공되어야 한다.

그러나 원자재인 두께가 3㎜ 열간압연강판 원판을 구입하여 부품을 가공할 경우 열간압연강판의 두께가 생산 단계에서 정밀하지 못함으로써 정밀한 부품을 가공하기가 어렵고, 공차를 맞추기 위하여 여러 번에 걸쳐 작업을

하여야 하므로 생산성이 떨어지고 작업능률이 저하되는 문제점이 있다.

따라서 인건비가 고가인 우리나라에서는 불량을 줄이고 제품 단가를 낮추기 위하여 정밀한 부품을 대량생산 함으로써 맞추어야 하나 현재의 기술로는 불량이 심하고, 작업시간이 오래 걸려 생산단가를 낮출 수가 없는 문제점이 있다.

최근에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 가공이 쉬운 열간 프레스 성형용 강판, 이를 이용한 성형 부재및 이들의 제조방법(대한민국 공개특허공보 제10-2011-0124078호)이 안출되었다.

상기의 방법은 열간 성형용 부재를 가열하여 열간 성형용 부재의 내부에 포함되어 있는 각종 불순물을 제거한

다음 가공하는 방법이다.

그러나 상기의 열간 성형용 부재 또한 전기한 바와 같이 한번에 가공이 어렵고 공차를 맞추기 위하여 여러 번에걸쳐 작업을 하여야 하였으며, 완성된 제품도 일일이 검사를 하여야 함으로 불필요한 인건비와 작업 시간을 낭비하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 열간 압연강판을 금형에서 펀칭하여 제작할 때 정확한두께로 가공하여 불량을 줄이고 작업시간을 단축할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기의 과제를 해결하기 [0016] 위한 수간을 설명하면 다음과 같다.

열간 압연강판 원판을 부품가공에 필요한 길이로 띠 형상으로 절단하는 원판 절단단계;상기 띠 형상으로 절단된 열간 압연 강판을 금형의 내부에 삽입하여 프레스에 의하여 작동하면서 1차로 부품과

부품 사이에 펀치에 의하여 장홀을 뚫어 가공하는 장홀 가공단계;

상기 장홀 가공단계에 의하여 장홀이 형성된 옆에 제품의 중간부에 형성되는 홀을 설정된 치수보다 작게 뚫어형성하고, 이와 동시에 중간 홀 옆에 장홀이 가공되는 중간 홀 가공단계;

상기 중간 홀 가공단계에 의하여 중간에 홀이 가공되고 양측으로 장홀이 형성된 열간 압연 강판의 장홀과 장홀사이에 형성된 중간 홀의 상부에서 상부금형의 펀치와 하부금형의 받침홈에 의하여 제품을 압착함으로써 열간

압연 강판이 펀치와 하부금형의 받침홈에 의하여 압착되면서 두께가 두꺼운 부분이 양측의 장홀과 중간부의 중간홀 부분으로 밀려 일정하게 성형하는 압착 성형단계;

상기 압착 성형단계에 의하여 일정한 두께로 성형 된 부품에 형상 가공용 금형에 의하여 일정한 형상 및 모양과부품의 중간부에 홀을 가공되는 형상 가공단계;

상기 형상 가공단계에 의하여 형상이 가공된 부품을 중간부에 홀가공용 펀치가 돌출된 외각 절단용 펀치를 이용하여 중간 홀을 설정된 치수로 가공함과 동시에 외각을 절단하는 외각 절단단계;

상기 외각 절단단계에 의하여 절단된 부품이 원판에 끼어 있는 부품을 이젝트 핀에 의하여 인출하는 인출단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 구성을 설명하면 다음과 같다.

한벌로 이루어진 상부 금형(1)과 하부금형(1)에 원판이 들어오는 입구에서 원판이 배출되는 출구 방향으로 각각장홀을 가공하는 장홀펀치(4)와 상기 장홀펀치(4)에 의하여 장홀(3)이 형성되면서 발생하는 칩을 인출하는 인출

공(5)이 형성된 장홀 가공부(6)와;상기 장홀 가공부(6)에 의하여 장홀이 가공된 열간 압연강판의 장홀 옆에 중간 홀을 가공하고자 하는 치수보다

작게 중간 홀 펀치(7)로 뚫어 형성하는 중간 홀 가공부(8)와;

상기 중간 홀 가공부(8)에 의하여 장홀과 장홀 사이의 중간부에 중간 홀이 형성된 열연 압연 강판을 상부 금형(1)에 설치된 압착펀치(9)가 하강하여 하부금형(1)에 형성된 받침홈(10)에 압착되고 이와 동시에 펀치에 의하여

압착되는 힘에 의하여 열연 압연 강판이 양측의 장홀 방향과 중앙부의 중간 홀 방향으로 밀리면서 두께를 일정하게 가공하는 두께 가공부(11)와;

상기 두께 가공부(11)에 의하여 두께가 일정하게 가공된 열간 압연강판을 상부금형(2)에 설치된 형상 가공용과동시에 절단하는 절단펀치(12)와 제품의 중간부에 홀을 설정된 치수로 가공하여 형성하는 홀가공용 펀치(13)가

설치되고, 하부금형(1)에 형성된 받침홈(10)에 압착하여 형상 모양을 성형함과 동시에 부품의 중간부에 형성되는 중간 홀을 원 치수로 가공함과 동시에 제품의 외각을 절단하는 절단 및 형상 가공부(14)와;

상기 절단 및 형상 가공부(14)에 의하여 절단되어 원판의 상측에 끼어 있는 제품을 하부금형(1)의 이젝트 핀(15)에 의하여 원판에서 분리하는 분리부(16)가 포함된 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 된 본 발명은 제철소에서 생산되는 열간 압연 강판의 원판에서 발생하는 두께의 편차에 상관없이한벌의 금형에서 정밀한 부품을 가공할 수가 있어 두께로 인한 불량 발생을 방지할 수가 있다.

따라서 본 발명은 제작 시간을 단축하여 대품을 단시간에 대량으로 생산할 수가 있으며, 이로 인하여 원자재의낭비를 절감하여 작업능률을 향상시킬 수가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에서 미설명 부호 100원 열간 압연강판, 110은 열간 압연 강판에 가공되어 형성된 장홀, 120은 장홀과장홀 사이의 중간부에 형성되는 중간 홀, 130은 제품을 보인 것이다.

도 1 및 도 2에서와 같이 원판으로 구입하여 들어온 열간 압연강판을 부품가공에 필요한 길이로 띠 형상으로 절단한다.

상기와 같이 띠 형상으로 절단된 열간 압연 강판을 프레스에 설치된 상/하부 금형(2)(1) 사이의 내부에 삽입하

여 프레스를 작동시키면 띠 형상의 원판이 일정한 속도로 공급되고 이와 동시에 공급된 원판은 상/하부 금형의입구 측에 설치된 장홀 가공부(6)에서 장홀펀치(4)에 의하여 장홀이 가공된다.

본 발명에 따르면 장홀이 가공되면서 발생하는 칩은 하부금형(1)에 형성된 인출공(5)을 통하여 인출된다.

한편, 장홀은 띠 형상의 원판이 공급되는 속도와 금형이 상하로 작동되는 속도에의하여 일정한 간격으로 계속가공된다.

또한, 본 발명에서 원판은 금형이 설치된 프레스가 작동되면서 일정한 속도로 공급되며, 각 공정은 한벌의 금형

에 의하여 동시에 작업 된다.

상기와 같이 장홀이 가공된 원판은 옆에 있는 중간 홀 가공부(8)로 이동되고, 중간홀 가공부(8)에 이동된 원판에 중간 홀 펀치(7)에 의하여 설정된 치수보다 작은 중간 홀을 가공하고, 이와 동시에 장홀 가공부(6)에서는 중

간 홀 옆에 장홀을 가공하여 중간 홀이 장홀과 장홀 사이에 위치하게 한다.

본 발명에 따르면 중간 홀 가공부(8)에 의하여 중간 홀이 가공되면 원판은 다시 옆의 두께 가공부(11)로 이동하여 상부 금형에 설치된 압착 펀치(9)가 하강하면서 장홀과 장홀 사이에 형성된 중간 홀의 상부를 압착하게된다.

즉 상부 금형(1)에 설치된 압착펀치(9)가 원판을 압착하게 되면 원판은 하부금형(1)에 형성된 받침홈(10)이 받

치고 있어 중간 홀 부분의 원판이 압착되면서 양측의 장홀 부분과 중간부에 형성된 중간 홀 부분으로 밀려나면서 압착되는 부분의 두께를 일정하게 맞추게 된다.

상기와 같이 두께 가공부(11)에서 두께가 일정하게 가공되면 원판은 다시 옆의 형상 가공부(14)로 이동하게 되고, 형상 가공부(14)에서는 상부 금형(1)에 설치된 절단펀치(12)에 의하여 두께가 일정하게 된 제품의 외각을

절단하게 되고, 이와 동시에 절단펀치(12)의 중앙부에 설치된 홀가공용 펀치(13)가 중간 홀 가공용 중간 홀 펀치(7)에 의하여 가공된 중간 홀에 삽입되면서 중간 홀을 넓히게 된다.

본 발명에 따르면 제품은 상기의 과정에서 중간 홀이 넓혀짐과 동시에 절단펀치(12)가 압착하면서 절단하게 되므로 제품의 외각으로 펴지게 되므로 두께의 변화는 없다.

상기와 같이 절단펀치(12)에 의하여 띠 형상의 원판에서 외각이 절단되면 절단펀치(12)에 형성된 홀 가공용 펀치(13)이 상부금형이 원상 복귀하면서 상측으로 이동하게 되고 따라서 제품은 띠 형상의 원판 상측에 위치하게된다.

상기와 같이 제품이 절단되면 제품이 끼워져 있는 원판이 다시 옆으로 이동하여 분리부(16)에 이동된 상태에서상/하부 금형(2)(1)이 프레스에 의하여 작동되면 하부금형(1)에 설치된 이젝트 핀(15)이 상부로 돌출되면서 원

판의 장홀과 장홀 사이에 끼어 있는 제품을 상부금형(2)에 형성된 홈에 삽입되어 원판에서 분리된다.

그리고 상/하부 금형(2)(1)이 원상복귀하게 되면 제품은 자체 하중에 의하여 하단으로 떨어지게 되고, 이와 동시에 원판이 옆으로 이동하게 되므로 하단으로 떨어진 제품은 원판의 상부에 위치하고 있다가 원판과 같이 이동

되면서 인출되는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정

및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (1)

1. 열간 압연강판 원판을 부품가공에 필요한 길이로 띠 형상으로 절단하는 원판 절단단계;
   상기 띠 형상으로 절단된 열간 압연 강판을 금형의 내부에 삽입하여 프레스에 의하여 작동하면서 1차로 부품과부품 사이에 펀치에 의하여 장홀을 뚫어 가공하는 장홀 가공단계;
   상기 장홀 가공단계에 의하여 장홀이 형성된 옆에 제품의 중간부에 형성되는 홀을 설정된 치수보다 작게 뚫어형성하고, 이와 동시에 중간 홀 옆에 장홀이 가공되는 중간 홀 가공단계;
   상기 중간 홀 가공단계에 의하여 중간에 홀이 가공되고 양측으로 장홀이 형성된 열간 압연 강판의 장홀과 장홀사이에 형성된 중간 홀의 상부에서 상부금형의 펀치와 하부금형의 받침홈에 의하여 제품을 압착함으로써 열간
   압연 강판이 펀치와 하부금형의 받침홈에 의하여 압착되면서 두께가 두꺼운 부분이 양측의 장홀과 중간부의 중간 홀 부분으로 밀려 일정하게 성형하는 압착 성형단계;
   상기 압착 성형단계에 의하여 일정한 두께로 성형 된 부품에 형상 가공용 금형에 의하여 일정한 형상 및 모양과부품의 중간부에 홀을 가공되는 형상 가공단계;
   상기 형상 가공단계에 의하여 형상이 가공된 부품을 중간부에 홀가공용 펀치가 돌출된 외각 절단용 펀치를 이용하여 중간 홀을 설정된 치수로 가공함과 동시에 외각을 절단하는 외각 절단단계;
   상기 외각 절단단계에 의하여 절단된 부품이 원판에 끼어 있는 부품을 이젝트 핀에 의하여 인출하는 인출단계;
   로 이루어진 것을 특징으로 하는 열간압연 강판을 이용한 부품 정밀 가공 방법.