KR20230081362A - 블랭킹 금형, 및 이를 포함하는 블랭킹 프레스 장치 - Google Patents

블랭킹 금형, 및 이를 포함하는 블랭킹 프레스 장치 Download PDF

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KR20230081362A
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유용호
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현대제철 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예는, 블랭킹 다이, 상기 블랭킹 다이에 분리 가능하게 결합된 스틸 홀더, 상기 스틸 홀더에 분리 가능하게 결합되며 복수의 서브 트림 스틸들이 길이 방향을 따라 연속적으로 배열된 구조를 가지고 상기 각 서브 트림 스틸의 외측면에 트림 날부를 구비한 트림 스틸, 및 상기 각 서브 트림 스틸의 내측면과 상기 스틸 홀더 사이에 배치된 적어도 하나의 스트로크 블록을 포함하고, 상기 각 서브 트림 스틸은 적어도 하나의 위치변동체결부 및 상기 스트로크 블록을 관통하는 적어도 하나의 고정체결부에 의해 상기 스틸 홀더에 결합되는, 블랭킹 금형 및 이를 포함하는 블랭킹 프레스 장치를 개시한다.

Description

블랭킹 금형, 및 이를 포함하는 블랭킹 프레스 장치{A blanking mold, and a blanking press apparatus including the same}
본 발명의 실시예들은 블랭킹 금형, 및 이를 포함하는 블랭킹 프레스 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차는 수만 개의 부품을 제조하고, 이를 수차례 조립하는 공정을 통하여 제조된다. 특히, 차체는 자동차 제조과정의 첫 단계로, 여러 종류의 프레스 장치를 통하여 제품 패널을 생산한 후, 차체 공정으로 옮겨와 제품 패널의 각 부분이 조립되어 차체를 이루게 된다.
차체의 각 부분을 이루는 제품 패널을 생산하기 위해, 먼저 코일 강판을 제품 패널의 크기에 맞게 적당한 크기로 절단하는 블랭킹(Blanking) 공정을 수행하고, 여러 종류의 프레스 장비를 통하여 일정한 형태로 가압 성형하는 성형 공정을 거친 뒤, 트리밍(Triming), 피어싱(Piercing) 및 플랜징(Flanging) 등의 프레스 공정에서 절단, 홀 가공, 절곡 등의 가공 작업을 거치게 된다.
이때, 제품 패널의 생산 공정 중에서, 코일 강판의 블랭킹 공정은 블랭킹 금형을 포함하는 프레스 장치에서 이루어진다. 이와 관련된 기술로, 특허문헌 1(대한민국 공개특허공보 제10-2003-0005632호(발명의 명칭: 블랭킹 프레스 장치)) 등이 있다.
특허문헌 1: 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0005632호 (2003.01.23)
본 발명의 실시예들은 블랭킹 금형의 트림 스틸이 복수의 서브 트림 스틸들의 배열 구조를 가지며, 각 서브 트림 스틸의 내측면과 스틸 홀더 사이에 스트로크 블록을 배치하여 각 서브 트림 스틸의 수평 방향 위치를 변동시키고 유지되도록 함으로써, 하나의 금형으로 다양한 형상을 갖는 블랭크를 제조할 수 있는 블랭킹 금형 및 블랭킹 프레스 장치를 제공하는 것이다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에서는, 블랭킹 다이, 상기 블랭킹 다이에 분리 가능하게 결합된 스틸 홀더; 상기 스틸 홀더에 분리 가능하게 결합되며 복수의 서브 트림 스틸들이 길이 방향을 따라 연속적으로 배열된 구조를 가지고 상기 각 서브 트림 스틸의 외측면에 트림 날부를 구비한 트림 스틸; 및 상기 각 서브 트림 스틸의 내측면과 상기 스틸 홀더 사이에 배치된 적어도 하나의 스트로크 블록;을 포함하고, 상기 각 서브 트림 스틸은 적어도 하나의 위치변동체결부 및 상기 스트로크 블록을 관통하는 적어도 하나의 고정체결부에 의해 상기 스틸 홀더에 결합되는, 블랭킹 금형을 개시한다.
일 실시예에서, 상기 스트로크 블록은 상기 각 서브 트림 스틸의 내측면을 지지하고 상기 각 서브 트림 스틸의 수평 방향 위치는 상기 스트로크 블록의 개수에 의해 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 서브 트림 스틸들은 제1서브 트림 스틸 및 상기 제1서브 트림 스틸과 인접한 제2서브 트림 스틸을 포함하고, 상기 제1서브 트림 스틸과 상기 스틸 홀더 사이에 배치된 스트로크 블록의 개수는 상기 제2서브 트림 스틸과 상기 스틸 홀더 사이에 배치된 스트로크 블록의 개수와 동일할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 서브 트림 스틸들은 제1서브 트림스틸 및 상기 제1서브 트림 스틸과 인접한 제2서브 트림스틸을 포함하고, 상기 제1서브 트림 스틸과 상기 스틸 홀더 사이에 배치된 스트로크 블록의 개수는 상기 제2서브 트림 스틸과 상기 스틸 홀더 사이에 배치된 스트로크 블록의 개수와 상이할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 위치변동체결부 및 상기 고정체결부는 서로 직교하는 방향으로 상기 트림 스틸과 상기 스틸 홀더를 결합할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 위치변동체결부는, 상기 트림 스틸의 상면과 하면을 관통하는 장공형의 슬롯홀; 상기 스틸 홀더에 배치되고 상기 슬롯홀과 중첩하는 수직체결구; 및 상기 슬롯홀에 삽입되고 상기 수직체결구와 체결되어 상기 트림 스틸을 상기 스틸 홀더에 수직 방향으로 결합하는 수직체결부재;를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고정체결부는, 상기 트림 스틸의 외측면과 내측면을 관통하는 고정홀; 상기 스틸 홀더에 배치되고 상기 고정홀과 중첩하는 수평체결구; 및 상기 고정홀에 삽입되고 상기 수평체결구에 체결되어 상기 트림 스틸을 상기 스틸 홀더에 수평 방향으로 결합하는 수평체결부재;를 포함할 수 있다.
일 실시예예서, 상기 스트로크 블록은 양측면을 관통하는 관통홀을 포함하고, 상기 관통홀은 상기 고정홀 및 상기 수평체결구와 중첩하고, 상기 수평체결부재는 상기 관통홀에 삽입될 수 있다.
일 실시예예서, 상기 트림 날부는 상기 각 서브 트림 스틸의 외측면 가장자리에 서로 나란하게 복수로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 프레스 볼스터에 결합된 하부 금형; 및 상기 하부 금형의 상부에 배치되며 프레스 슬라이드에 결합된 상부 금형;을 포함하는 프레스 장치에 있어서, 상기 상부 금형 및 상기 하부 금형 각각은, 블랭킹 다이; 상기 블랭킹 다이에 분리 가능하게 결합된 스틸 홀더; 상기 스틸 홀더에 분리 가능하게 결합되며 복수의 서브 트림 스틸들이 길이 방향을 따라 연속적으로 배열된 구조를 가지고 상기 각 서브 트림 스틸의 외측면에 트림 날부를 구비한 트림 스틸; 및 상기 각 서브 트림 스틸의 내측면과 상기 스틸 홀더 사이에 배치된 적어도 하나의 스트로크 블록;을 포함하고, 상기 각 서브 트림 스틸은 적어도 하나의 위치변동체결부 및 상기 스트로크 블록을 관통하는 적어도 하나의 고정체결부에 의해 상기 스틸 홀더에 결합되는, 블랭킹 프레스 장치를 개시한다.
일 실시예에서, 상기 스트로크 블록은 상기 각 서브 트림 스틸의 내측면을 지지하고 상기 각 서브 트림 스틸의 수평 방향 위치는 상기 스트로크 블록의 개수에 의해 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 서브 트림 스틸들은 제1서브 트림 스틸 및 상기 제1서브 트림 스틸과 인접한 제2서브 트림 스틸을 포함하고, 상기 제1서브 트림 스틸과 상기 스틸 홀더 사이에 배치된 스트로크 블록의 개수는 상기 제2서브 트림 스틸과 상기 스틸 홀더 사이에 배치된 스트로크 블록의 개수와 동일할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수의 서브 트림 스틸들은 제1서브 트림스틸 및 상기 제1서브 트림 스틸과 인접한 제2서브 트림스틸을 포함하고, 상기 제1서브 트림 스틸과 상기 스틸 홀더 사이에 배치된 스트로크 블록의 개수는 상기 제2서브 트림 스틸과 상기 스틸 홀더 사이에 배치된 스트로크 블록의 개수와 상이할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 위치변동체결부 및 상기 고정체결부는 서로 직교하는 방향으로 상기 트림 스틸과 상기 스틸 홀더를 결합할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 위치변동체결부는, 상기 트림 스틸의 상면과 하면을 관통하는 장공형의 슬롯홀; 상기 스틸 홀더에 배치되고 상기 슬롯홀과 중첩하는 수직체결구; 및 상기 슬롯홀에 삽입되고 상기 수직체결구와 체결되어 상기 트림 스틸을 상기 스틸 홀더에 수직 방향으로 결합하는 수직체결부재;를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 고정체결부는, 상기 트림 스틸의 외측면과 내측면을 관통하는 고정홀; 상기 스틸 홀더에 배치되고 상기 고정홀과 중첩하는 수평체결구; 및 상기 고정홀에 삽입되고 상기 수평체결구에 체결되어 상기 트림 스틸을 상기 스틸 홀더에 수평 방향으로 결합하는 수평체결부재;를 포함할 수 있다.
일 실시예예서, 상기 스트로크 블록은 양측면을 관통하는 관통홀을 포함하고, 상기 관통홀은 상기 고정홀 및 상기 수평체결구와 중첩하고, 상기 수평체결부재는 상기 관통홀에 삽입될 수 있다.
일 실시예예서, 상기 트림 날부는 상기 각 서브 트림 스틸의 외측면 가장자리에 서로 나란하게 복수로 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 복수의 서브 트림 스틸들로 구성된 트림 스틸을 포함하고, 각 서브 트림 스틸과 스틸 홀더 사이에 스트로크 블록을 배치하여 각 서브 트림 스틸의 위치를 변동시킴으로써, 1개의 블랭크 금형으로 다양한 형상을 갖는 블랭크를 생산할 수 있다. 또한, 부품에 필요한 형상으로 블랭크를 제조할 수 있어, 블랭킹 수율이 향상되고 성형성이 개선될 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭킹 프레스 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭킹 프레스 장치의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭킹 금형의 일부를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭킹 금형의 일부를 개략적으로 도시한 것으로, 도 3의 I-I'선에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭킹 금형의 일부를 개략적으로 도시한 것으로, 도 3의 II-II'선에 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭크 금형의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭킹 금형의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭킹 금형에 의해 형성될 수 있는 블랭크를 도시한 평면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
이하의 실시예에서, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예를 들어, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
본 명세서에서 "A 및/또는 B"는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다. 또한, 본 명세서에서 "A 및 B 중 적어도 어느 하나"는 A이거나, B이거나, A와 B인 경우를 나타낸다.
본 명세서에서 x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
이하의 실시예들에서, "평면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 위에서 보았을 때를 의미하며, "단면상"이라 할 때, 이는 대상 부분을 수직으로 자른 단면을 옆에서 보았을 때를 의미한다. 이하의 실시예들에서, "중첩"이라 할 때, 이는 "평면상" 및 "단면상" 중첩을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭킹 프레스 장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 블랭킹 프레스 장치의 상부 금형이 하강하여 블랭크가 형성된 상태를 나타낸 것으로, 도 1의 IX 부분을 확대한 단면도이다. 도 1은 편의상 상부 금형(UD) 및 하부 금형(LD)의 일부 구성을 생략하고 도시하였다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 블랭킹 프레스 장치(1)는 프레스 볼스터(11), 프레스 슬라이드(13), 및 블랭킹 금형을 포함할 수 있다. 블랭킹 금형은 코일 강판(C)을 트림(trim) 하기 위한 한 벌의 상부 금형(UD), 및 하부 금형(LD)을 포함할 수 있다.
프레스 볼스터(11)는 일정한 위치에 고정되는 반면, 프레스 슬라이드(13)는 z축을 기준으로 왕복운동을 할 수 있다. 하부 금형(LD)은 프레스 볼스터(11)의 상측에 장착되며, 하부 금형(LD)의 상부에는 프레스 슬라이드(13)가 상승 또는 하강하도록 설치될 수 있다. 프레스 슬라이드(13)의 하부에는 상부 금형(UD)이 장착될 수 있다.
일 실시예예서, 하부 금형(LD)은 하형 다이(10), 하형 스틸 홀더(30), 및 하형 트림 스틸(50)을 포함할 수 있다. 상부 금형(UD)은 상형 다이(20), 상형 스틸 홀더(40), 상형 트림 스틸(60), 및 패드(PAD, 도 2)를 포함할 수 있다. 또한, 상부 금형(UD) 및/또는 하부 금형(LD)은 스트로크 블록(SB)을 포함할 수 있다.
블랭킹 다이는 상부 금형(UD) 및 하부 금형(LD)에 각각 구비되어 서로 대칭되게 형성될 수 있다. 예컨대, 상부 금형(UD)은 상형 다이(20)를 포함하고, 하부 금형(LD)은 하형 다이(10)를 포함할 수 있다.
스틸 홀더는 각 블랭킹 다이에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 예컨대, 하형 스틸 홀더(30)는 하형 다이(10)의 상측에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 상형 스틸 홀더(40)는 상형 다이(20)의 하측에 분리 가능하게 결합될 수 있다.
스틸 홀더에는 트림 스틸이 분리 가능하게 결합될 수 있다. 예컨대, 하형 스틸 홀더(30)에는 하형 트림 스틸(50)이 분리 가능하게 장착될 수 있다. 또한, 상형 스틸 홀더(40)에는 상형 트림 스틸(60)이 분리 가능하게 결합될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상형 스틸 홀더(40)는 상형 다이(20)와 비교하여 상대적으로 작은 부피를 가질 수 있다. 유사하게, 하형 스틸 홀더(30)는 하형 다이(10)와 비교하여 상대적으로 작은 부피를 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상부 금형(UD) 및 하부 금형(LD)은 각각 상형 스틸 홀더(40) 및 하형 스틸 홀더(30)를 별도로 구비하고 있어, 부피가 큰 상형 다이(20) 및 하형 다이(10)로부터 트림 스틸을 일체로 분리하여 이동시킬 수 있으므로, 트림 스틸의 보수 및 교체가 용이하고, 정교한 보수 작업이 가능할 수 있다.
하형 트림 스틸(50)은 하형 스틸 홀더(30)에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 하형 트림 스틸(50)은 외측면에 복수의 트림 날부들(51, 52)을 포함할 수 있다. 복수의 트림 날부들(51, 52)은 서로 나란한 복수로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 트림 날부들(51, 52)은 외측면 양측 가장자리에 서로 평행하게 배치될 수 있다.
패드(PAD)는 하부 금형(LD)의 상부에 배치되고 상부 금형(UD)과 연결될 수 있다. 패드(PAD)는 하부 금형(LD)의 하형 트림 스틸(50)과 함께 코일 강판(C)을 압착할 수 있다.
상형 트림 스틸(60)은 패드(PAD)의 일측에서 상형 스틸 홀더(40)에 분리 가능하게 장착될 수 있다. 상형 트림 스틸(60)은 외측면에 복수의 트림 날부들(61, 62)을 포함할 수 있다. 복수의 트림 날부들(61, 62)은 서로 나란한 복수로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 트림 날부들(61, 62)은 외측면 양측 가장자리에 서로 평행하게 배치될 수 있다.
트림 스틸의 내측면과 스틸 홀더 사이에는 스트로크 블록(SB)이 배치될 수 있다. 예컨대, 하형 트림 스틸(50)의 내측면과 하형 스틸 홀더(30) 사이에는 스트로크 블록(SB)이 배치될 수 있다. 상형 트림 스틸(60)의 내측면과 상형 스틸 홀더(40) 사이에는 스트로크 블록(SB)이 배치될 수 있다.
구체적으로 후술할 바와 같이, 스트로크 블록(SB)은 트림 스틸의 내측면을 지지하고, 트림 스틸의 수평 방향, 예컨대 x 방향으로 위치를 변동시킬 수 있다. 배치된 스트로크 블록(SB)의 개수에 따라 트림 스틸의 수평 방향, 예컨대 x 방향 또는 -x방향으로의 위치 변동량이 달라질 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상부 금형(UD)이 하강하여 하부 금형(LD)과 맞물림에 따라 코일 강판(C)을 절단할 수 있다. 구체적으로, 상부 금형(UD)이 하강하면, 상형 트림 스틸(60)은 하형 트림 스틸(50)과 함께 패드(PAD)와 하형 트림 스틸(50)에 의해 패딩된 코일 강판(C)의 선단을 절단할 수 있고, 블랭크(B)를 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 블랭킹 프레스 장치(1)는 전술한 구성들에 한정되지 않으며, 다른 구성을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시되지 않았으나, 블랭킹 프레스 장치(1)는 코일 강판(C)의 원활한 투입 및 블랭크(B)의 취출을 위한 롤러 부재를 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭킹 프레스 장치에 포함될 수 있는 블랭킹 금형의 일부를 개략적으로 도시한 평면도이다. 도 4는 도 3의 I-I'선에 따른 단면도이고, 도 5는 도 3의 II-II'선에 따른 단면도이다.
도 3은 하부 금형(LD)의 하형 트림 스틸(50)의 배열 구조와 하형 트림 스틸(50), 하형 스틸 홀더(30), 및 스트로크 블록(SB)의 결합 구조를 도시하고 있다. 상부 금형(UD)도 하부 금형(LD)과 동일한 배열 구조와 결합 구조를 가질 수 있으며, 설명의 편의상, 하부 금형(LD)을 기준으로 설명한다.
하형 트림 스틸(50)은 복수의 하형 서브 트림 스틸(50x)들을 포함하고, 복수의 하형 서브 트림 스틸(50x)들이 길이 방향, 예컨대 y 방향 또는 -y 방향을 따라 연속적으로 배열된 구조를 가질 수 있다. 하형 서브 트림 스틸(50x)들의 외측면의 가장자리에는 복수의 트림 날부들(51, 52)이 형성될 수 있다. 평면상에서, 배열된 복수의 하형 서브 트림 스틸(50x)들의 외측면의 가장자리들은 하형 트림 스틸(50) 작용 시의 절단선(SL)을 구성할 수 있다. 이는 블랭크 금형에 의해 제조되는 블랭크(B, 도 2)의 윤곽선에 해당할 수 있다.
스트로크 블록(SB)은 하형 스틸 홀더(30) 및 각 하형 서브 트림 스틸(50x)의 내측면 사이에 삽입 배치되며, 하형 서브 트림 스틸(50x)의 내측면을 지지할 수 있다. 스트로크 블록(SB)은 각 하형 서브 트림 스틸(50x)의 수평 방향, 예컨대 x 방향 또는 -x 방향으로의 위치 변동량을 조절할 수 있다. 바꾸어 말하면, 각 하형 서브 트림 스틸(50x)의 수평 방향, 예컨대 x 방향 또는 -x 방향 위치는 배치된 스트로크 블록(SB)의 개수에 의해 결정될 수 있다.
인접한 두 하형 서브 트림 스틸(50x), 예컨대, 제1하형 서브 트림 스틸(50a) 및 제2하형 서브 트림 스틸(50b)은 각각 하형 스틸 홀더(30)와의 사이에 배치된 스트로크 블록(SB)의 개수가 상이할 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1하형 서브 트림 스틸(50a)과 하형 스틸 홀더(30) 사이에는 1개의 스트로크 블록(SB)이 배치된 반면, 제2하형 서브 트림 스틸(50b)과 하형 스틸 홀더(30) 사이에는 2개의 스트로크 블록(SB)이 배치될 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예에서, 인접한 두 하형 서브 트림 스틸(50x), 예컨대, 제1하형 서브 트림 스틸(50a) 및 제2하형 서브 트림 스틸(50b)은 각각 하형 스틸 홀더(30)와의 사이에 배치된 스트로크 블록(SB)의 개수가 동일할 수 있다.
일 실시예에서, 각 하형 서브 트림 스틸(50x)들과 하형 스틸 홀더(30) 사이에 스트로크 블록(SB)의 개수를 같거나 다르게 배치함에 따라, 각 하형 서브 트림 스틸(50x)의 외측면의 가장자리의 위치가 같거나 달라질 수 있다. 또한, 스트로크 블록(SB)의 개수에 따라 각 하형 서브 트림 스틸(50x) 외측면 가장자리의 위치 변동량도 상이할 수 있다. 이에 따라, 복수의 하형 서브 트림 스틸(50x)의 외측면 가장자리들이 구성하는 하형 트림 스틸(50)의 절단선(SL)의 형태가 변경될 수 있다. 즉, 다양한 형상의 블랭크(B)를 제조할 수 있다.
스트로크 블록(SB)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 양측면을 관통하는 관통홀(PH)을 포함할 수 있다. 관통홀(PH)에는 후술할 바와 같이 하형 서브 트림 스틸(50x)과 하형 스틸 홀더(30)를 결합하는 체결부재가 삽입될 수 있고, 이에 따라 스트로크 블록(SB)은 하형 서브 트림 스틸(50x)과 함께 하형 스틸 홀더(30)에 견고하게 고정될 수 있다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 하형 서브 트림 스틸(50x)은 적어도 하나의 위치변동체결부(70) 및 적어도 하나의 고정체결부(90)에 의해 하형 스틸 홀더(30)에 결합될 수 있다. 구체적으로, 하형 서브 트림 스틸(50x)은 위치변동체결부(70)에 의해 수평 방향, 예컨대, x 방향 또는 -x 방향으로의 위치 변동이 가능하도록 하형 스틸 홀더(30)에 결합될 수 있다. 하형 서브 트림 스틸(50x)은 고정체결부(90)에 의해 위치 변동된 상태로 하형 스틸 홀더(30)에 견고하게 고정될 수 있다.
위치변동체결부(70) 및 고정체결부(90)는 서로 직교하는 방향으로 하형 서브 트림 스틸(50x)과 하형 스틸 홀더(30)를 결합할 수 있다. 하형 서브 트림 스틸(50x)은 위치변동체결부(70)에 의해 하형 스틸 홀더(30)에 수직 방향, 예컨대 -z 방향으로 결합되며, 고정체결부(90)에 의해 하형 스틸 홀더(30)에 수평 방향, 예컨대 -x 방향으로 결합될 수 있다. 하형 서브 트림 스틸(50x)은 위치변동체결부(70) 및 고정체결부(90)에 의해 교차하는 양 방향에서 동시에 체결되어 고정되므로, 프레스 장치를 구동할 때 흔들리지 않고, 작업성이 개선될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 위치변동체결부(70)는 수직체결구(72), 슬롯홀(74), 및 수직체결부재(76)를 포함할 수 있다. 슬롯홀(74)은 하형 서브 트림 스틸(50x)의 상면과 하면을 관통하도록 형성될 수 있다. 슬롯홀(74)은 수평 방향, 예컨대 x 방향 또는 -x 방향 길이가 긴, 장공형일 수 있다. 슬롯홀(74)의 수평 방향 길이는 하형 서브 트림 스틸(50x)의 위치 변동량, 즉 삽입 배치되는 스트로크 블록(SB)의 폭 및 개수를 고려하여 설정될 수 있다.
수직체결구(72)는 슬롯홀(74)과 중첩하도록 하형 스틸 홀더(30)에 형성될 수 있다. 각 수직체결구(72)는 각 슬롯홀(74)과 대응될 수 있다. 수직체결구(72)는 홀 형상일 수도 있고, 홈 형상일 수도 있다.
수직체결부재(76)는 슬롯홀(74)에 삽입되고 수직체결구(72)와 체결될 수 있다. 수직체결부재(76)는 하형 서브 트림 스틸(50x)을 수직 방향, 예컨대 -z 방향으로 하형 스틸 홀더(30)에 결합할 수 있다. 수직체결부재(76)는 예컨대, 볼트, 스크류, 및 핀 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 고정체결부(90)는 수평체결구(92), 고정홀(94), 및 수평체결부재(96)를 포함할 수 있다. 고정홀(94)은 하형 서브 트림 스틸(50x)의 외측면과 내측면을 관통하여 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 고정홀(94)은 하형 서브 트림 스틸(50x) 외측면의 중심부에 형성될 수 있다.
수평체결구(92)는 고정홀(94)과 중첩하도록 하형 스틸 홀더(30)에 형성될 수 있다. 각 수평체결구(92)는 각 고정홀(94)과 대응될 수 있다. 수평체결구(92)는 홀 형상일 수도 있고, 홈 형상일 수도 있다. 또한, 스트로크 블록(SB)의 관통홀(PH)은 수평체결부재(96)의 수평체결구(92) 및 고정홀(94)과 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
수평체결부재(96)는 고정홀(94) 및 관통홀(PH)에 삽입되고, 수평체결구(92)와 체결될 수 있다. 수평체결부재(96)는 하형 서브 트림 스틸(50x)을 수평 방향, 예컨대, -x 방향으로 하형 스틸 홀더(30)에 결합할 수 있다. 또한, 수평체결부재(96)는 하형 서브 트림 스틸(50x)과 함께 스트로크 블록(SB)을 하형 스틸 홀더(30)에 결합하여 고정시킬 수 있다. 수평체결부재(96)는 예컨대, 볼트, 스크류, 및 핀 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭킹 금형의 일부를 개략적으로 도시한 단면도로서, 각각 도 4 및 도 5에 도시된 하형 서브 트림 스틸이 상부 금형(UD)의 상형 서브 트림 스틸들(미도시)과 맞물린 상태를 도시한 것이다.
상형 트림 스틸(60)은 하형 트림 스틸(50)과 동일하게, 복수의 상형 서브 트림 스틸(미도시)들이 길이 방향, 예컨대 y 방향 또는 -y 방향을 따라 연속적으로 배열된 구조를 가질 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 각 상형 서브 트림 스틸(미도시)과 각 하형 서브 트림 스틸(50x)의 트림 날부가 잘 맞물릴 수 있도록, 각 상형 서브 트림 스틸(미도시)의 수평 방향(예컨대, x 방향 또는 -x 방향) 위치는 각 하형 서브 트림 스틸(50x, 도 3)의 수평 방향 위치에 따라 설정될 수 있다.
각 상형 서브 트림 스틸(미도시)의 내측면과 상형 스틸 홀더(40) 사이에 배치된 스트로크 블록(SB)의 개수는 각 상형 서브 트림 스틸(미도시)에 맞물리는 하형 서브 트림 스틸(50x, 도 3)과 하형 스틸 홀더(30) 사이에 배치된 스트로크 블록(SB)의 개수를 고려하여 설정할 수 있다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 하형 서브 트림 스틸(50x)과 하형 스틸 홀더(30) 사이에 배치된 스트로크 블록(SB)이 2개이면 상형 서브 트림 스틸과 상형 스틸 홀더(40) 사이에 배치된 스트로크 블록(SB)을 배치하지 않을 수 있고, 도 7에 도시된 바와 같이, 하형 서브 트림 스틸(50x)과 하형 스틸 홀더(30) 사이에 배치된 스트로크 블록(SB)이 1개이면 대응되는 상형 서브 트림 스틸과 상형 스틸 홀더(40) 사이에 스트로크 블록(SB)을 1개 배치할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 규격화된 폭을 가질 수 있는 스트로크 블록(SB)의 개수를 이용하여 서브 트림 스틸의 수평 방향, 예컨대 x 방향 또는 -x 방향 위치를 변동시킴으로써, 서브 트림 스틸의 위치 변동량 조절이 용이할 수 있다.
하형 서브 트림 스틸(50x)은 절단할 코일 강판(C)의 두께에 따라 대응되는 상형 서브 트림 스틸과의 간격을 조절할 필요가 있으며, 동작 전에 상형 서브 트림 스틸과 잘 맞물릴 수 있도록 위치를 정밀하게 맞추는 사상 작업을 수행한다.
본 발명의 실시예에서는, 규격화된 폭을 가질 수 있는 스트로크 블록(SB)을 이용하여 위치 변동량을 조절 및 유지하므로, 하형 서브 트림 스틸(50x)과 상형 서브 트림 스틸 간의 간격(clearance) 유지 및 조절이 용이할 수 있다. 본 실시예에 따른 블랭킹 금형은 코일 강판(C)의 두께에 구애 받지 않고 사용될 수 있으며, 금형 사상 작업에 필요한 공수가 절감될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 블랭킹 금형에 의해 생산된 블랭크 형상을 예시적으로 도시한 평면도이다.
도 8을 참조하면, 하나의 블랭킹 금형으로 다양한 윤곽선(CT)을 갖는 블랭크(B)들을 제조할 수 있다. 도 8에서는, 5개의 상이한 윤곽선(CT)을 갖는 블랭크(B)들을 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 도시된 5개의 블랭크(B)와 상이한 윤곽선(CT)을 갖는 여러가지 블랭크(B)들을 제조할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 블랭크의 윤곽선(CT)을 조절하여 부품 형상과 유사한 형상의 블랭크(B)를 제조할 수 있다. 이 경우 단순한 사각 형상의 블랭크를 형성한 경우와 비교하여, 블랭킹 수율이 향상될 수 있고, 부품 제조시 성형성이 개선될 수 있다. 또한, 블랭크 형상을 제어함으로써, 후속 공정, 예컨대 핫스탬핑 공정에서 불필요한 소재 투입을 줄일 수 있다.
이와 같은 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1 : 블랭킹 프레스 장치
11: 프레스 슬라이드
13: 프레스 볼스터
UD: 상부 금형
LD: 하부 금형
10: 하형 다이
20: 상형 다이
30: 하형 스틸 홀더
40: 상형 스틸 홀더
50: 하형 트림 스틸
60: 상형 트림 스틸
50x, 50a, 50b: 하형 서브 트림 스틸
SB: 스트로크 블록

Claims (18)

  1. 블랭킹 다이;
    상기 블랭킹 다이에 분리 가능하게 결합된 스틸 홀더;
    상기 스틸 홀더에 분리 가능하게 결합되며 복수의 서브 트림 스틸들이 길이 방향을 따라 연속적으로 배열된 구조를 가지고 상기 각 서브 트림 스틸의 외측면에 트림 날부를 구비한 트림 스틸; 및
    상기 각 서브 트림 스틸의 내측면과 상기 스틸 홀더 사이에 배치된 적어도 하나의 스트로크 블록;을 포함하고,
    상기 각 서브 트림 스틸은 적어도 하나의 위치변동체결부 및 상기 스트로크 블록을 관통하는 적어도 하나의 고정체결부에 의해 상기 스틸 홀더에 결합되는, 블랭킹 금형.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스트로크 블록은 상기 각 서브 트림 스틸의 내측면을 지지하고
    상기 각 서브 트림 스틸의 수평 방향 위치는 상기 스트로크 블록의 개수에 의해 결정되는, 블랭킹 금형.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 서브 트림 스틸들은 제1서브 트림 스틸 및 상기 제1서브 트림 스틸과 인접한 제2서브 트림 스틸을 포함하고,
    상기 제1서브 트림 스틸과 상기 스틸 홀더 사이에 배치된 스트로크 블록의 개수는 상기 제2서브 트림 스틸과 상기 스틸 홀더 사이에 배치된 스트로크 블록의 개수와 동일한, 블랭킹 금형.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 서브 트림 스틸들은 제1서브 트림 스틸 및 상기 제1서브 트림 스틸과 인접한 제2서브 트림 스틸을 포함하고,
    상기 제1서브 트림 스틸과 상기 스틸 홀더 사이에 배치된 스트로크 블록의 개수는 상기 제2서브 트림 스틸과 상기 스틸 홀더 사이에 배치된 스트로크 블록의 개수와 상이한, 블랭킹 금형.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 위치변동체결부 및 상기 고정체결부는 서로 직교하는 방향으로 상기 트림 스틸과 상기 스틸 홀더를 결합하는, 블랭킹 금형.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 위치변동체결부는,
    상기 트림 스틸의 상면과 하면을 관통하는 장공형의 슬롯홀;
    상기 스틸 홀더에 배치되고 상기 슬롯홀과 중첩하는 수직체결구; 및
    상기 슬롯홀에 삽입되고 상기 수직체결구와 체결되어 상기 트림 스틸을 상기 스틸 홀더에 수직 방향으로 결합하는 수직체결부재;를 포함하는, 블랭킹 금형.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고정체결부는,
    상기 트림 스틸의 외측면과 내측면을 관통하는 고정홀;
    상기 스틸 홀더에 배치되고 상기 고정홀과 중첩하는 수평체결구; 및
    상기 고정홀에 삽입되고 상기 수평체결구에 체결되어 상기 트림 스틸을 상기 스틸 홀더에 수평 방향으로 결합하는 수평체결부재;를 포함하는, 블랭킹 금형.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 스트로크 블록은 양측면을 관통하는 관통홀을 포함하고,
    상기 관통홀은 상기 고정홀 및 상기 수평체결구와 중첩하고,
    상기 수평체결부재는 상기 관통홀에 삽입되는, 블랭킹 금형.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 트림 날부는 상기 각 서브 트림 스틸의 외측면 가장자리에 서로 나란하게 복수로 배치된, 블랭킹 금형.
  10. 프레스 볼스터에 결합된 하부 금형; 및
    상기 하부 금형의 상부에 배치되며 프레스 슬라이드에 결합된 상부 금형;을 포함하는 프레스 장치에 있어서,
    상기 상부 금형 및 상기 하부 금형 각각은,
    블랭킹 다이;
    상기 블랭킹 다이에 분리 가능하게 결합된 스틸 홀더;
    상기 스틸 홀더에 분리 가능하게 결합되며 복수의 서브 트림 스틸들이 길이 방향을 따라 연속적으로 배열된 구조를 가지고 상기 각 서브 트림 스틸의 외측면에 트림 날부를 구비한 트림 스틸; 및
    상기 각 서브 트림 스틸의 내측면과 상기 스틸 홀더 사이에 배치된 적어도 하나의 스트로크 블록;을 포함하고,
    상기 각 서브 트림 스틸은 적어도 하나의 위치변동체결부 및 상기 스트로크 블록을 관통하는 적어도 하나의 고정체결부에 의해 상기 스틸 홀더에 결합되는, 블랭킹 프레스 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 스트로크 블록은 상기 각 서브 트림 스틸의 내측면을 지지하고
    상기 각 서브 트림 스틸의 수평 방향 위치는 상기 스트로크 블록의 개수에 의해 결정되는, 블랭킹 프레스 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 서브 트림 스틸들은 제1서브 트림 스틸 및 상기 제1서브 트림 스틸과 인접한 제2서브 트림 스틸을 포함하고,
    상기 제1서브 트림 스틸과 상기 스틸 홀더 사이에 배치된 스트로크 블록의 개수는 상기 제2서브 트림 스틸과 상기 스틸 홀더 사이에 배치된 스트로크 블록의 개수와 동일한, 블랭킹 프레스 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 서브 트림 스틸들은 제1서브 트림 스틸 및 상기 제1서브 트림 스틸과 인접한 제2서브 트림 스틸을 포함하고,
    상기 제1서브 트림 스틸과 상기 스틸 홀더 사이에 배치된 스트로크 블록의 개수는 상기 제2서브 트림 스틸과 상기 스틸 홀더 사이에 배치된 스트로크 블록의 개수와 상이한, 블랭킹 프레스 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 위치변동체결부 및 상기 고정체결부는 서로 직교하는 방향으로 상기 트림 스틸과 상기 스틸 홀더를 결합하는, 블랭킹 프레스 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 위치변동체결부는,
    상기 트림 스틸의 상면과 하면을 관통하는 장공형의 슬롯홀;
    상기 스틸 홀더에 배치되고 상기 슬롯홀과 중첩하는 수직체결구; 및
    상기 슬롯홀에 삽입되고 상기 수직체결구와 체결되어 상기 트림 스틸을 상기 스틸 홀더에 수직 방향으로 결합하는 수직체결부재;를 포함하는, 블랭킹 프레스 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 고정체결부는,
    상기 트림 스틸의 외측면과 내측면을 관통하는 고정홀;
    상기 스틸 홀더에 배치되고 상기 고정홀과 중첩하는 수평체결구; 및
    상기 고정홀에 삽입되고 상기 수평체결구에 체결되어 상기 트림 스틸을 상기 스틸 홀더에 수평 방향으로 결합하는 수평체결부재;를 포함하는, 블랭킹 프레스 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 스트로크 블록은 양측면을 관통하는 관통홀을 포함하고,
    상기 관통홀은 상기 고정홀 및 상기 수평체결구와 중첩하고,
    상기 수평체결부재는 상기 관통홀에 삽입되는, 블랭킹 프레스 장치.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 트림 날부는 상기 각 서브 트림 스틸의 외측면 가장자리에 서로 나란하게 복수로 배치된, 블랭킹 프레스 장치.

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