KR100436006B1

KR100436006B1 - 한 행정에서 다단으로 성형이 가능한 드로잉 금형장치

Info

Publication number: KR100436006B1
Application number: KR10-2001-0017336A
Authority: KR
Inventors: 백홍규; 방효봉
Original assignee: 주식회사 드림텍
Priority date: 2001-04-02
Filing date: 2001-04-02
Publication date: 2004-06-23
Also published as: KR20010067834A

Abstract

본 발명은 프레스의 하강에 의해 성형되도록 하는 드로잉공정에 관한 것으로,

상기 드로잉공정은 소정의 규격으로 된 금속재를 성형하기 용이하도록 원형으로 전단하는 블랭킹단계와; 상기 브랭킹단계에서 따내어진 원형의 금속재의 테두리를 지지하여 상측으로 돌출되도록 정드로잉하는 1차 드로잉단계와; 상기 1차 드로잉단계에서 정드로잉된 금속재의 상부를 상부펀치의 형상대로 역드로잉 하는 2차 드로잉단계와; 상기 2차 드로잉단계에서 역드로잉이 완료된 금속재의 저면에서 다시 역드로잉하는 3차 드로잉단계와; 상기 3차 드로잉이 완료된 금속재 하단의 미려하지 않은 부위를 절단하여 마무리하는 트리밍단계를 포함하여 구성된다.

본 발명에 의하면, 하나의 장비, 한번의 행정에 의해 다단계 가공이 가능하여 생산성은 향상시키되 무인자동화 공장의 실현을 가능하도록 한 효과가 있다.

Description

한 행정에서 다단으로 성형이 가능한 드로잉 금형장치{TOOL EQUIPMENT FORM POSSIBLE PRESS ONE STROKE}

본 발명은 금속재를 성형하도록 하는 드로잉 성형방법과 금형장치에 관한 것으로, 더욱 더 상세하게는 한 행정으로 1차 드로잉되고, 상기 1차드로잉이 완료된 금속재를 역드로잉하는 2차 드로잉과, 상기 2차 드로잉된 금속재를 또 다시 역드로잉하여 3차 드로잉 하고, 최종적으로 트리밍되어 프레스 한 행정에서 다단으로 성형이 가능한 드로잉 성형방법과 그 방법에 사용된 금형장치에 관한 것이다.

일반적으로 다단으로 드로잉되도록 하기 위해서는 대량의 장비와 대량의 공정을 거쳐 생산되도록 하는것이 일반적인 방법이고, 상기 대량의 장비에 작업자가 한사람 상주하며 한 공정 종료시마다 성형품을 다음공정으로 보내는 번거로움이 따르는 문제가 있었다.

또한, 상술한 재래식 방법에 대응하도록 트랜스퍼 프레스(Transfer Press)를 도입하여 생산하였으나, 이 또한, 엄청난 고가의 장비이기 때문에 대기업에서만 운용이 가능하여 일반적인 중소기업에까지 보편화되지 못한 문제가 있었다.

또한, 더블, 즉, 2차로 드로잉하는 장치는 종래에도 사용되고 있었으나, 2차 드로잉 후, 트리밍된 스크랩이 금형의 상형 2차다이와 1차 다이 사이에 끼어 자동으로 생산하는 과정에서 공정상의 하자가 잦아 라인이 끊어지며 보수하는 맨 아워가 과다하게 투입되어 생산성은 떨어지되 제조원가가 과다하게 투입되는 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 당 업계에서는 불가능한 것으로 인식되던 최고 3.5배 드로잉 비(比)의 딥 드로잉이 되도록 하여 종래의 대량의 장비와 대량의 공정을 한번의 프레스 행정으로 가능하도록 하여 설비의 투자비를 최소화하되 생산성은 극대화하도록 하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 하나의 장비와 한번의 행정으로 상기한 딥 드로잉이 가능하도록 하여 중소기업 또는 소규모의 공장에서도 무인 자동화공장의 운영이 가능하도록 하여 산업발전에 이바지하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 4차로 성형이 가능하도록 하여 설비투자는 극소화하되, 생산성은 극대화하도록 하는데 있다.

도 1은 본 발명의 금형장치가 구비된 상태를 도시한 공지의 유압프레스를 도시한 정투상도이고,

도 2 내지 도 10은 본 발명 금형장치의 순차적인 동작에 대해서 설명하기 위해 도시한 단면도로서, 도 2는 하부금형의 상부에 통상의 금속재가 놓여진 초기 상태를 도시한 것으로서, 본 발명 금형장치의 각 구성에 대해서 상세히 설명하기 위해 도시한 단면도이고,

도 3은 금속재를 환형으로 블랭킹하며 1차로 드로잉되기 시작하는 동작을 도시한 단면도이고,

도 4는 1차 드로잉이 완료된 동작에 대해 도시한 단면도이고,

도 5는 2차 드로잉이 시작되는 동작에 대해서 설명하기 위한 단면도이고,

도 6은 2차 드로잉이 완료되며 본 발명의 금형장치 내부에서 1차 트리밍되는 동작에 대해 설명하기 위해 도시한 단면도이고,

도 7은 3차 드로잉이 시작되는 동작에 대해서 설명하기 위해 도시한 단면도이고,

도 8은 3차 드로잉이 완료되고, 최종적으로 2차 트리밍되는 동작에 대해서 설명하기 위한 단면도이고,

도 9는 본 발명의 금형장치가 복귀하며 3차 드로잉이 완료된 모재를 취출하는 초기상태를 도시한 단면도이고,

도 10은 본 발명의 다른 실시예로서, 4차로 드로잉 되는 동작에 대해서 설명하기 위한 단면도이고,

도 11은 본 발명 금형장치의 각 동작에 의해 완성된 모재를 단계별로 도시한 사시도이고,

도 12는 본 발명에 의한 작업순서를 공정별로 도시한 블럭도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10;유압프레스 10a,10b;상, 하부홀더

11;유압실린더 11a,11b;제 1, 2실린더

12;슬라이드 가이드 13,14;제 1, 2다이쿠션

100;금형장치 110;상부금형

111;상부다이 112;상부펀치

120;하부금형 121;브랭킹다이

122;지지구 123;제 1고정구

124;패드 125;제 2고정구

126;트리밍다이 BL;브랭킹단계

D1;1차 드로잉 단계 D2;2차 드로잉 단계

D3;3차 드로잉 단계 MT;중간 트리밍단계

FT;트리밍단계

상기 드로잉공정은 소정의 규격으로 된 금속재를 성형하기 용이하도록 원형으로 전단하는 블랭킹단계와;

상기 브랭킹단계에서 따내어진 원형의 금속재의 테두리를 지지하여 상측으로 돌출되도록 정드로잉하는 1차 드로잉단계와;

상기 1차 드로잉단계에서 정드로잉된 금속재의 상부를 상부펀치의 형상대로 역드로잉 하는 2차 드로잉단계와;

상기 2차 드로잉단계에서 역드로잉이 완료된 금속재의 저면에서 다시 역드로잉하는 3차 드로잉단계와;

상기 3차 드로잉이 완료된 금속재 하단의 미려하지 않은 부위를 절단하여 마무리하는 트리밍단계를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명은 공지의 유압프레스 상부에 구비된 유압실린더에 의해 하강하는 상부홀더와, 상기 상부홀더의 하단에 구비된 하부홀더의 사이에 구비되어 상호 맞물리며 통상의 금속재를 소정의 형상으로 성형되도록 하는 드로잉 금형장치에 관한 것으로,

상기 금형장치는 유압실린더에 의해 하강하는 상부홀더와, 상기 상부홀더의 하부에 장착된 상부다이와, 상기 상부다이의 중심에 구비되어 상기 상부홀더의 하강에 의해 동시에 하강하며 소정의 시차를 두고 성형되도록 하는 상부펀치로 구성된 상부금형과;

상기 상부홀더의 하단에 구비된 하부홀더의 상부에 구비되고, 상기 상부다이의 하단에 형성된 브랭킹부와 교차하며 금속재를 원형으로 전단하도록 하는 브랭킹다이와, 상기 브랭킹다이의 내측에 구비되어 상기 유압프레스의 하측에 구비된 제 2다이쿠션에 의해 승하강하도록 하며 1차 드로잉되도록 하는 지지구와, 상기 지지구의 내측에 구비되어 1차 드로잉되도록 하고, 외주연에 형성된 외부단턱에 의해 상기 지지구의 하강 높이를 제한하는 제 1고정구와, 상기 제 1고정구의 내측에 구비되고, 제 2다이쿠션에 의해 승하강하도록 하며 상기 제 1고정구 내측에 형성된 내부단턱에 의해 상승하는 높이가 제한되고 2차 드로잉되도록 하는 패드와, 상기 패드의 내측에 구비되어 상기 상부펀치에 의해 3차 드로잉되도록 하되 하부에는 드로잉이 완료된 금속재의 하단을 전단하도록 하는 트리밍 다이가 구비된 제 2고정구로 이루어진 하부금형을 포함하여 구성된다.

이하, 첨부한 예시도를 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 금형장치가 구비된 상태를 도시한 공지의 유압프레스를 도시한 정투상도이고, 도 2 내지 도 10은 본 발명 금형장치의 순차적인 동작에 대해서 설명하기 위해 도시한 단면도로서, 도 2는 하부금형의 상부에 통상의 금속재가 놓여진 초기 상태를 도시한 것으로서, 본 발명 금형장치의 각 구성에 대해서 상세히 설명하기 위해 도시한 단면도이고, 도 3은 금속재을 환형으로 블랭킹하며 1차로 드로잉되기 시작하는 동작을 도시한 단면도이고, 도 4는 1차 드로잉이 완료된 동작에 대해 도시한 단면도이고, 도 5는 2차 드로잉이 시작되는 동작에 대해서 설명하기 위한 단면도이고, 도 6은 2차 드로잉이 완료되며 본 발명의 금형장치 내부에서1차 트리밍되는 동작에 대해 설명하기 위해 도시한 단면도이고, 도 7은 3차 드로잉이 시작되는 동작에 대해서 설명하기 위해 도시한 단면도이고, 도 8은 3차 드로잉이 완료되고, 최종적으로 2차 트리밍이 완료되는 동작에 대해서 설명하기 위한 단면도이고, 도 9는 본 발명의 금형장치가 복귀하며 3차 드로잉이 완료된 모재를 취출하는 초기상태를 도시한 단면도이고, 도 10은 본 발명의 다른 실시예로서, 4차 드로잉이 되는 동작에 대해서 설명하기 위한 단면도이고, 도 11은 본 발명 금형장치의 각 동작에 의해 완성된 모재를 단계별로 도시한 사시도이고, 도 12는 본 발명에 의한 작업순서를 공정별로 도시한 블럭도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 금형장치(100)는 공지의 유압 프레스(10)에 구비되고, 상기 유압프레스(10)의 상부에 구비된 유압실린더(11)의 하강하는 동작에 의해 상부홀더(10a)가 하강하게 되는데, 상기 상부홀더(10a)에 본 발명의 상부금형(110)이 장착되어 상기 유압실린더(11)의 하강에 의해 상기 상부금형(110)도 하강하게 된다.

상기 상부금형(110)의 하측에는 하부금형(120)이 구비되어 상기 상부금형(110)의 하강동작에 의해 맞물리며 각 단계별로 제품의 성형이 이루어지게 되는데, 상기 하부금형(120)의 하부에는 공지의 다이쿠션(Die Cusion)에 의해 상부에서 하강하는 압력에 대응하는 압력으로 맞물리며 후술할 드로잉(Drawing)과 트리밍(Trimming)동작이 순차적으로 이루어지며 성형이 완료된다.(이하, 도시한 바와 같이 중앙에 구비된 유압실린더와 다이쿠션을 제 1유압실린더(11a), 제 1다이쿠션(13)으로 칭하고, 양측으로 구비된 유압실린더와 다이쿠션을 제2실린더(11b), 제 2다이쿠션(14)으로 칭한다.)

본 발명의 금형장치(100)가 구비된 유압프레스(10)는 상부홀더(10a)와 하부홀더(10b)의 각 양측으로 정확한 하강동작을 위해 슬라이드 가이드(12)를 구비하고 있다.

한편, 상기 유압프레스(10)의 중앙에 구비된 제 1실린더(11a)와 제 1다이쿠션(13)의 외곽으로 제 2실린더(11b)와 제 2다이쿠션(14)이 각 3개가 등각도로 구비되는 것이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 금형장치(100)는 상술한 제 2실린더(11a)와 연결된 상부홀더(10a)의 하측으로 원형의 상부금형(110)이 장착되어 있다.

상기 상부금형(110)은 상부다이(111)와 상부펀치(112)로 대별되는데, 상기 상부다이(111)의 하단 외주연은 후술할 브랭킹다이(121)와 교차하며 금속재(SP)을 전단, 즉, 브랭킹(Blanking)하도록 하는 브랭킹부(111a)가 형성되고, 소정의 깊이를 구비한 내주연으로는 1차로 정드로잉되도록 드로잉 중공부(111b)가 형성되었다.

상기 드로잉 중공부(111b)의 상부 중앙에는 상기 제 1실린더(11a)에 의해 상기 상부다이(111)와 일정시차를 두고 동작하는 상부펀치(112)가 구비되는데, 상기 상부펀치(112)는 외주연으로 후술할 2차 드로잉(D2)이 이루어지도록 하는 것이고, 중공부(112b)의 내주연으로는 3차 드로잉(D3)이 이루어지도록 하는 것이다.

또한, 상기 중공부(112b)의 하단 내주연에는 3차 드로잉(D3)되며 최종적으로 인장되며 거칠어진 하단을 트리밍(Trimming)하도록 트리밍 라운드(112a)가 형성되어 후술하는 제 2고정구(125)의 하측에 구비된 트리밍다이(126)와 접촉하며 전단(剪斷)되도록 하는 구조이다.

또한, 상기 상부금형(110)과 마찬가지로 원형으로 형성된 하부금형(120)이 하부에 구비되는데, 상기 하부금형(120)의 외곽에는 상술한 상부다이(111)의 브랭킹부(111a)와 내주연이 교차하며 금속재(SP)를 브랭킹(Blanking)되도록 브랭킹다이(121)가 구비되고, 상기 브랭킹다이(121)의 내측으로는 상술한 상부다이(111)의 하단과 맞물리며 상기 브랭킹되어 원형으로 형성된 금속재(SP)를 지지하며 1차 드로잉(D1)되도록 하는 지지구(122)가 구비된다.

상기 지지구(122)의 하부에는 제 2다이쿠션(14)이 등각도로 3개가 구비되어 상술한 상부다이(111)의 압력과 대등한 압력으로 하강하게 되며 제 1차 드로잉(D1)이 이루어지게 되는 것이다.

또한, 상기 지지구(122)의 내측으로 제 1고정구(123)가 구비된다.

상기 제 1고정구(123)는 하부홀더(10b)에 고정되는 것으로써, 외주연으로 외부단턱(123a)이 형성되어 제 2다이쿠션(14)에 의해 하강하는 상기 지지구(122)의 하강동작을 제한하도록 하는 것이고, 내주연으로는 내부단턱(123b)을 형성하여 후술할 패드(124)의 상향하는 동작을 제한하도록 하는 것이다.

상기 제 1고정구(123)의 내측으로 제 1다이쿠션(13)에 의해 하강하며 2차로 드로잉이 이루어지도록 하는 패드(124)가 구비되는데, 상기 패드(124) 역시 하부 외주연에 단턱(124a)이 형성되어 상기한 제 1고정구(123)의 내부단턱(123b)에 의해 상승높이가 제한되도록 하는 것이다.

또한, 상기 패드(124)의 중심에는 제 2고정구(125)가 구비되어 상술한 상부펀치(112)의 중공부(112b)에 금속재(SP)를 강제로 삽입하여 제 2고정구(125)의 형상대로 3차 드로잉(D3)이 이루어지도록 하는 것이고, 상기 제 2고정구(125)의 하단에는 트리밍다이(126)가 구비되어 상술한 중공부(112b)의 하단에 형성된 트리밍 라운드(112a)와 최종적으로 트리밍 되도록 하는 것이다.

상술한 상, 하부금형(110)(120)이 각각 구비된 상, 하부홀더(10a)(10b)의 양측으로 슬라이드 가이드(12)가 구비되어 상기 상부금형(110)이 하강할 때, 하부금형(120)과 정확하게 맞물리도록 하였다.

이에 도시한 바와 같이, 상술한 각 구성에 의해 상기 하부금형(120)의 상부에 놓인 금속재(SP)가 성형되기전 상태로 놓이며 동작하기전의 초기상태가 되는 것이다.

도 3과 도 4에 도시한 바와 같이, 상술한 상부홀더(10a)는 하강을 시작하고,상기 상부다이(111)의 하단 외주연에 형성된 브랭킹부(111a)와 브랭킹 다이(121)가 교차하며 대략 4각형으로 형성된 금속재(SP)을 후술하는 드로잉동작이 용이하도록 원형으로 브랭킹(Blanking)되는 브랭킹단계(BL)는 완료된다.

이때, 상기한 바와 같이 브랭킹되어 원형으로 형성된 금속재(SP)는 상기 상부다이(111)의 하부와 지지구(122) 사이에 지지되어 맞물린 상태로 하강하고, 상기 지지구(122)의 내측에 구비된 제 1고정구(123)에 구비된 부위를 기준으로 금속재 특유의 연신율에 의해 인장을 하며 상기 상부다이(111)의 중공부(111b)로 삽입된다.

상기 상부다이(111)와 지지구(122)의 사이에 맞물린 금속재(SP)는 이탈하며 도 3에 도시한 바와 같이 상기 중공부(111b)에 완전히 삽입되고, 도 11의 나)에 도시한 바와 같은 형상으로 1차로 드로잉이 완료되는 것이고, 상기 1차 드로잉(D1)의 완료와 상기 지지구(122)의 하측이 상기 제 2고정구(123)의 외부단턱(123a)에 걸리며 더이상 하강할 수 없게 되는 싯점은 동일하다.

이때, 상술한 금속재(SP)의 브랭킹된 스크랩(SP1)은 도 11 가)에 도시한 바와 같이 네모서리가 분리되며 자연스럽게 본 발명의 금형장치(100)에서 분리되는 것이다.

또한, 도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 상술한 1차 드로잉(D1)이 완료됨과 동시에 상부펀치(112)가 하강하며 2차 드로잉(D2)이 시작되는데, 상기 2차 드로잉(D2)은 1차 드로잉(D1)의 반대로 성형되는 역(逆)드로잉으로서, 이번에는 상기 상부펀치(112)와 패드(124)가 상기 금속재(SP)를 사이에 두고 맞물리며 하강하는 것이다.

일반적으로 금속은 일측으로 하중이 가해지며 금속의 조직이 변태(變態)를 일으켜 일측으로는 조직이 조밀해지고, 반대편으로는 연신율에 의해 늘어나게 되며 조직이 조밀해진 쪽으로 이동하는 것이다.

이때, 다시 반대방향으로 하중을 기하게 되면 상술한 바와 같은 동작에 의해 연신에 의해 늘어났던 조직은 다시 조밀해지는 과정에서 금속의 경도는 떨어지되 연신율이 증가하여 가공이 용이한 상태로 되는 것이다.

본 발명에서는 상기한 바와 같은 금속의 특성을 이용하여 상술한 2, 3차 드로잉(D2)(D3)을 가능하게 하는 것이다.

한편, 상기 제 1지지구(122)와 상부다이(111)의 사이에서 이탈한 금속재(SP)는 상기 상부펀치(112)의 하강압력에 의해 제 2고정구(123)의 내주연으로 빨려들어 가며 2차 드로잉(D2)이 시작된다.

이때 소정의 깊이만큼 하강하던 상부펀치(112)는 도 6의 일측에 도시한 바와 같은 트리밍 단턱(112c)이 제 1고정구(123)의 내주연에 형성된 라운드(R)와 교차하며 금속재(SP)의 단부를 중간 트리밍(MT)하게 된다.

상기 중간 트리밍(MT)은 제 1, 2차 드로잉(D1)(D2)되는 과정에서 연신율에 의해 늘어난 금속재(SP)의 길이를 조절하여 전단하는 것으로써, 중간 트리밍(MT)되는 스크랩(SP2)의 길이는 인장되는 금속재(SP)의 조건에 따라 달라질 수 있으나, 그것은 상기 상부펀치(112)와 패드(124)의 하강하는 길이를 기준으로 하는 것이므로 중요하지 않으며, 도 11의 다)와 라)에 도시한 바와 같은 금속재의 성형이 완료되는 것이다.

도 7에 도시한 바와 같이, 계속하강하는 상부펀치(112)에 의해 상기 금속재(SP)는 하부 중심에 구비된 제 2고정구(125)의 상부에 의해 상기 상부펀치(112)의 내부에 형성된 중공부(112b)로 다시 역 드로잉되며 빨려들어가 3차 드로잉(D3)이 시작되는데, 상기한 중공부(112b)로 빨려들어 가는 금속재(SP)는 상기 상부펀치(112)의 하측과 패드(124)의 상측 사이에 구비되며 드로잉되기 적절한 압력으로 성형되며 점진적으로 빨려들어 가게 되는 것이다.

또한, 도 8과 도 9에 도시한 바와 같이, 얻고자 하는 제품의 성형이 끝나는싯점에서 상부펀치(112)의 내측 모서리에 형성된 트리밍 라운드(112a)와 상기 제 2고정구(125)의 하측에 구비된 트리밍다이(126)와의 적정한 공차(Clearence)에 의해 최종적으로 트리밍(FT)이 완료되며 상부펀치(112)는 상승하게 된다.

이때 상승하는 상부펀치(112)에 의해 압축되며 하강하였던 제 1다이쿠션(13)은 상기 상부펀치(112)가 상승함과 동시에 상승하며 상부에 구비된 패드(124)도 상승하며 최종적으로 성형이 완료된 금속재(SP)를 밀어 올려 상기 하부금형(120)의 상부로 취출하게 된다.

또한, 상기 상부펀치(112)의 상승과 소정의 시차를 두고 상부다이(111)와 지지구(122)도 동반상승하게 되고, 상기 최종적으로 트리밍(FT)되며 발생한 스크랩(SP3)도 상기 패드(124)의 상부에 존재하며 상기 성형이 완료된 금속재(SP)와 함께 하부금형(120)의 상부로 취출되는 것이고, 도시하지 않은 로보트 시스템(Robot System)에 의해 상기 성형이 완료된 금속재(SP)는 별도의 파렛트(Pallet)에 담겨지게 되는 것이고, 상기 스크랩(SP3)은 자석 또는 에어압에 의해 본 발명의 금형장치(100)에서 분리되며 1행정이 완료되는 것이다.

도 11의 마)와 바)에 순차적으로 도시한 것이 상기 금속재(SP)의 성형에 대해 사시도이다.

또한, 상술한 바와 같은 다단계의 드로잉 방법은 당 업계의 제조기술로서 얼마든지 용이하게 변형하여 실시가 가능하다. 예를 들면, 도 10에 도시한 바와 같이, 3차 드로잉(D3)이 완료된 금속재(SP)의 상부에 상부펀치(112)의 내부에 제 3실린더(11c)를 구비하여 4차로 성형이 가능하도록 하는 것이다.

도시한 바에 의하면, 상부펀치(112)의 내부에 상기 금속재(SP) 상부를 천공하여 버어(Burr)가공하는 것에 대해서만 도시하였으나, 상술한 바와 같이, 상기 제 2고정구(125)의 상부에 요홈(125a)을 형성하고, 상기 제 3실린더(11c)의 하단에는 상기 요홈(125a)에 맞도록 하는 펀치(P)를 구비하여 상술한 바와 같은 4차 가공이가능하도록 하는 것이다.

상기 4차 가공은 도시한 바와 같은 버어(Burr)성형이 될 수도 있고, 도시하지는 않았으나 상술한 바와 같은 방법의 정드로잉 또는 역드로잉이 가능하다.

상술한 바와 같이 본 발명의 금형장치(100)에 의해 금속재(SP)를 1차 내지 4차 까지의 드로잉성형이 가능함으로써, 당 업계에서는 거의 불가능하다고 판단하여 다수의 장비와 다수의 공정에 의해 성형하였던 3.5배의 드로잉비(比)의 실현이 가능하여 다만 하나의 유압프레스(10)에 의해 상술한 바와 같은 동작을 반복적으로 시행함으로써, 무인화 자동화기계를 통해 생산성을 향상시키도록 하는 것이다.

도 12에 도시한 것은 상술한 본 발명의 금형장치(100)에 의해 1행정의 작업공정을 개략적인 블럭도로 도시한 것으로, 상술한 전반적인 공정에 대해 종합적으로 설명하기 위한 것이다.

도시한 바에 의하면, 마그네틱 피더(미도시)에 의해 소정의 규격을 구비한 금속재(SP)가 하부금형(120)의 상부에 얹혀짐과 동시에 상부에 구비된 상부금형(110)의 상부다이(111)와 상부펀치(112)가 소정의 시차를 두고 동시에 하강하며 상기 상부다이(111)와 하부금형(120)의 브랭킹다이(121)가 적절한 공차로 상기 금속재(SP)를 사이에 두고 교차하며 브랭킹됨과 동시에 상기 상부다이(111)는상기 금속재(SP)를 사이에 두고 지지구(122)와 맞물려 계속하강하며 제 1고정구(123)의 형상대로 1차 드로잉(D1)이 완료된다.

또한, 상기 상부다이(111)와 소정의 시차를 두고 하강하는 상부펀치(112)는 1차 드로잉(D1)이 완료됨과 동시에 상기 금속재(SP)의 상부를 압축하며 제 1고정구(123)의 내주연으로 삽입되며 2차 드로잉(D2)으로 역드로잉되는 것이다.

상기 상부펀치(112)의 외주연에 형성된 트리밍 단턱(112c)에 의해 연신율에 의해 늘어난 금속재를 전단으로 끊어 내는 중간 트리밍(MT)작업이 완료됨과 동시에 지속적으로 하강하는 상부펀치(112)의 중공부(112b)로 하부금형(120)의 제 2고정구(125)와 함께 금속판(SP)이 삽입되며 다시 역드로잉되는 3차드로잉(D3)이 이루어지게 된다.

또한, 상기 하강하던 상부펀치(112)의 하단내주연에 형성된 트리밍 라운드(112a)와 트리밍 다이(126)이 접촉하며 최종적으로 트리밍(FT)이 완료되면 상부다이(111)와 상부다이(112)로 이루어진 상부금형(110)이 상승 복귀함과 동시에 제 1, 2다이쿠션(13)(14)의 상부에 구비된 패드(124)와 지지구(122)도 상승하게 되며 성형이 완료된 금속재(SP)를 취출하도록 하는 것이다.

상기 하부금형(120)의 상부로 취출된 금속재(SP)는 로보트 시스템에 의해 탈형되며 1행정의 공정이 완료되는 것이다.

또한, 도시하지는 않았으나, 상기 3차 드로잉(D3) 다음으로 4차 가공(E4)으로 버어(Burr) 또는 드로잉가공이 가능하다.

본 발명은 상술한 특정 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며 청구범위에서청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

본 발명에 의하면, 당 업계에서는 불가능한 것으로 인식되던 최고 3.5배 드로잉 비(比)의 딥 드로잉이 되도록 하여 종래의 대량의 장비와 대량의 공정을 한번의 프레스 행정으로 가능하도록 하여 설비의 투자비를 최소화하되 생산성은 극대화한 효과가 있다.

또한, 하나의 장비와 한번의 행정으로 상기한 딥 드로잉이 가능하도록 하여 소규모의 공장에서도 무인 자동화공장의 운영이 가능하도록 하여 산업발전에 이바지한 효과가 있다.

또한, 최고 4차 까지의 성형이 가능하도록 하여 설비투자는 극소화하되, 생산성은 극대화하도록 한 효과가 있다.

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공지의 유압프레스 상부에 구비된 유압실린더에 의해 하강하는 상부홀더와, 상기 상부홀더의 하단에 구비된 하부홀더의 사이에 구비되어 상호 맞물리며 통상의 금속재를 소정의 형상으로 성형되도록 하는 드로잉 금형장치에 있어서,

상기 금형장치는 유압실린더에 의해 하강하는 상부홀더와, 상기 상부홀더의 하부에 장착된 상부다이와, 상기 상부다이의 중심에 구비되어 상기 상부홀더의 하강에 의해 동시에 하강하며 소정의 시차를 두고 성형되도록 하는 상부펀치로 구성된 상부금형과;

상기 상부홀더의 하단에 구비된 하부홀더의 상부에 구비되고, 상기 상부다이의 하단에 형성된 브랭킹부와 교차하며 금속재를 원형으로 전단하도록 하는 브랭킹다이와, 상기 브랭킹다이의 내측에 구비되어 상기 유압프레스의 하측에 구비된 제 2다이쿠션에 의해 승하강하도록 하며 1차 드로잉되도록 하는 지지구와, 상기 지지구의 내측에 구비되어 1차 드로잉되도록 하고, 외주연에 형성된 외부단턱에 의해 상기 지지구의 하강 높이를 제한하는 제 1고정구와, 상기 제 1고정구의 내측에 구비되고, 제 1다이쿠션에 의해 승하강하도록 하며 상기 제 1고정구 내측에 형성된 내부단턱에 의해 상승하는 높이가 제한되고 2차 드로잉되도록 하는 패드와, 상기 패드의 내측에 구비되어 상기 상부펀치에 의해 3차 드로잉되도록 하되 하부에는 드로잉이 완료된 금속재의 하단을 전단하도록 하는 트리밍 다이가 구비된 제 2고정구로 이루어진 하부금형을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 한 행정에서 다단으로 성형이 가능한 드로잉 금형장치.
제 3항에 있어서,

상기 상부펀치는 2차 드로잉 되는 과정에서 연신율에 의해 늘어난 금속재의 길이를 조절하여 제 1고정구의 내측에 형성된 라운드부와 접촉하며 전단되도록 하는 트리밍단턱을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 한 행정에서 다단으로 성형이 가능한 드로잉 금형장치.
제 3항에 있어서,

상기 상부펀치의 내부에는 제 3실린더를 구비하여 3차 드로잉이 완료된 금속재의 상부에 4차로 버어 또는 드로잉가공이 추가로 가능한 것을 특징으로 하는 한 행정에서 다단으로 성형이 가능한 드로잉 금형장치.
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