KR100903320B1 - 프레스용 비드성형유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상형의 다이 페이스면에 구성되는 비드돌기의 길이 방향을 따라 그 내부에 홀딩수단을 장착하여 소재패널을 홀딩함으로써, 성형 시 소재의 유입을 억제할 수 있도록 하는 프레스용 비드성형유닛을 제공한다.

프레스, 블랭크 홀더, 비드성형유닛

Description

프레스용 비드성형유닛{A BEAD FORMING UNIT IN PRESS}

도 1은 일반적인 프레스 장치의 단계별 작동 상태도이다.

도 2는 종래 기술에 따른 비드성형유닛의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프레스용 비드성형유닛의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프레스용 비드성형유닛에 적용되는 홀딩수단의 저면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 프레스용 비드성형유닛의 단계별 작동 상태도이다.

본 발명은 프레스용 비드성형유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상형의 다이 페이스면에 구성되는 비드돌기의 길이 방향을 따라 그 내부에 홀딩수단을 장착하여 소재패널을 홀딩함으로써, 성형 시 소재의 유입을 억제할 수 있도록 하는 프레스용 비드성형유닛에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 메이커에서 자동차를 생산하기까지는 2 내지 3만여 개의 부품을 수 차례의 조립공정을 통하여 이루어진다.

특히, 차체는 자동차 제조과정의 첫 단계로서, 여러 종류의 프레스 장치를 통하여 제품패널을 생산한 후, 차체공장으로 옮겨와서 제품패널의 각 부분이 조립되어 화이트 보디(B.I.W) 상태의 차체를 이루게 되는 것이다.

이와 같이 소재패널을 제품패널로 성형하기 위해서는 드로우 성형공정, 트리밍 및 피어싱 성형공정, 컷팅 및 피어싱 성형공정 그리고 플랜징 및 피어싱 성형공정으로 이루어지는 평균 4공정의 프레스 성형공정을 거치게 되는데, 상기 드로우 성형공정은 제품 데이터대로 소재를 소성 가공하는 공정으로 패널부품의 품질을 90%이상 결정하는 주요공정이다.

이러한 드로우 성형공정에 적용되는 일반적인 프레스 장치는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 제품패널의 하단면 형상을 갖는 하형펀치(101)가 하부의 볼스터(103)에 장착되고, 이 하형펀치(101)의 외측으로는 블랭크 홀더(107)가 상기 볼스터(103)에 쿠션핀(105)을 통하여 장착된다.

그리고 상기 하형펀치(101)의 상부에서 제품패널의 상단면 형상을 갖는 상형(111)이 상부의 슬라이더(109)에 장착되어 상기 하형펀치(101)와의 사이에, 소재패널(113)을 상기 블랭크 홀더(107)에 걸친 상태에서 상부에서 가압하여 제품패널을 성형 가공하게 된다.

즉, 도 1의 (S1)에서와 같이, 먼저 상기 상형(111)과 블랭크 홀더(107)는 상승 작동을 함과 동시에, 이 상형(111)과 상기 하형펀치(101) 사이에는 패널(113)이 투입되어 블랭크 홀더(107)에 패널(113)을 걸쳐두게 된다.

이때, 상기 상형(111)은, 도 1의 (S2)에서와 같이, 하강 작동을 진행하여 상 형(111)의 다이 페이스면(15)과 블랭크 홀더(107)의 다이 페이스면(117)에 의해 패널(113)은 그 가장자리가 홀딩되면서, 도 1의 (S3)에서와 같이, 상기 상형(111)과 블랭크 홀더(107)는 함께, 하강 작동을 하여, 도 1의 (S4)에서와 같이, 제품패널로 가압 성형에 의해 소성 가공된다.

이때, 상기 상형(111)과 블랭크 홀더(107)의 각 다이 페이스면(115)(117)은 소재패널(113)의 성형시 소재의 유입량을 조절하여 소재의 모서리부분의 터짐 혹은 찢어짐을 방지하는 역할을 하는 것으로 완성된 제품패널의 품질에 절대적인 영향을 미치는 부분이다.

특히, 성형 깊이가 작은 장출 성형을 위해서는 소재의 유입량을 최대한 억제해야 한다.

이를 해결하기 위하여 상기 상형(111)과 블랭크 홀더(107)의 각 다이 페이스면(115)(117) 상에는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 비드성형유닛(BU)을 추가하여 소재의 유입량을 억제하게 된다.

즉, 상기 비드성형유닛(BU)은 블랭크 홀더(107)의 다이 페이스면(117) 상에 돌출되어 형성되는 비드돌기(121)와, 상기 비드돌기(121)에 대응하여 상기 상형(111)의 다이 페이스면(115) 상에 음각으로 형성되는 비드홈(123)으로 이루어진다.

그러나 상기와 같은 종래의 프레스용 비드성형유닛(BU)은, 상기 비드돌기(121)와 비드홈(123)의 양측부 및 내측 양측부 라운드 곡률(R)이 작은 경우, 소재 끼임에 의해 그 부분에 국부적인 금형의 도금박리현상이 발생하여 소재패 널(113)의 표면에 굴곡 및 찍힘 등의 불량요소를 발생시키는 문제점이 있다.

또한, 금형의 도금박리현상으로 인한 상기 각 다이 페이스면(115)(117)의 전면 재 가공 및 사상 작업이 필요로 하여 불필요한 작업공수, 비용, 시간 등이 소요되는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 상형의 다이 페이스면에 구성되는 비드돌기의 길이 방향을 따라 그 내부에 홀딩수단을 장착하여 소재패널을 홀딩함으로써, 성형 시 소재의 유입을 억제할 수 있도록 하는 프레스용 비드성형유닛을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프레스용 비드성형유닛은, 제품패널의 하단면 형상을 갖는 하형펀치가 하부의 볼스터에 장착되고, 이 하형펀치의 외측으로 상기 볼스터에 쿠션핀을 통하여 블랭크 홀더가 장착되며, 상기 하형펀치의 상부에서 제품패널의 상단면 형상을 갖는 상형이 상부의 슬라이더에 장착되어 하형펀치와의 사이에 투입되는 소재패널을 가압하여 제품패널로 성형하는 프레스에서, 소재패널의 가장자리를 따라 소재유입을 제어하기 위한 비드를 성형하는 프레스용 비드성형유닛에 있어서,

상기 상형의 다이 페이스면 상에 돌출 형성되고, 길이방향을 따라 그 내부 중앙에 장착홀이 형성되는 비드돌기; 상기 비드돌기에 대응하여 상기 블랭크 홀더의 다이 페이스면 상에 음각으로 형성되며, 상기 장착홀에 대응하는 내부 중앙에는 길이방향을 따라 관통된 펀칭홀이 형성되는 비드홈; 및 상기 비드돌기의 장착홀을 통하여 상기 상형의 내부에 장착되어 상기 펀칭홀에 대하여 작동하는 홀딩수단으로 이루어지며,

상기 홀딩수단은, 상기 상형의 내부에 각 조립볼트를 통하여 장착되는 펀치홀딩블록; 상기 장착홀을 통하여 상기 펀치홀딩블록의 하면에 장착되는 피어싱 펀치; 상기 장착홀의 내부에서 상기 피어싱 펀치의 하부에 끼워져 고정되는 가압패드로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 피어싱 펀치의 선단은 일정구간 상기 장착홀로부터 돌출되어 상기 펀칭홀에 삽입되는 삽입단을 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기 삽입단은 그 외경이 상기 피어싱 펀치의 외경보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 펀칭홀은 그 외경이 상기 피어싱 펀치의 삽입단이 삽입되도록 상기 삽입단의 외경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 피어싱 펀치의 상부 일측에는 상기 가압패드가 지지되도록 리테이너가 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프레스용 비드성형유닛의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 프레스용 비드성형유닛에 적용되는 홀딩수단의 저면도이다.

먼저, 상기한 도 1을 통하여 본 발명이 적용되는 프레스 장치의 구성을 설명한다.

즉, 본 발명의 프레스용 비드성형유닛이 적용되는 프레스 장치는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 제품패널의 하단면 형상을 갖는 하형펀치(101)가 하부의 볼스터(103)에 장착되고, 이 하형펀치(101)의 외측으로는 블랭크 홀더(107)가 상기 볼스터(103)에 쿠션핀(105)을 통하여 장착된다.

그리고 상기 하형펀치(101)의 상부에서 제품패널의 상단면 형상을 갖는 상형(111)이 상부의 슬라이더(109)에 장착되어 상기 하형펀치(101)와의 사이에, 소재패널(113)을 상기 블랭크 홀더(107)에 걸친 상태에서 상부에서 가압하여 제품패널을 성형하도록 이루어진다.

이러한 구성을 갖는 프레스 장치에서, 본 발명의 프레스용 비드성형유닛(BU)은 상기 소재패널(113)을 가압하여 제품패널로 성형하는 과정에서 소재패널(113)의 가장자리를 따라 소재유입을 제어하기 위한 비드를 성형하게 되는데, 그 구성은, 도 3에서 도시한 바와 같이, 먼저, 상기 상형(111)의 다이 페이스면(115) 상에는 비드돌기(1)가 돌출 형성된다.

상기 비드돌기(1)는 길이방향을 따라 그 내부 중앙에 장착홀(3)이 형성된다.

여기서, 상기 비드돌기(1)는 양측면이 일정 경사면으로 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 비드돌기(1)에 대응하여 상기 블랭크 홀더(107)의 다이 페이스면(117) 상에는 음각으로 비드홈(5)이 형성된다.

상기 비드홈(5)은 상기 장착홀(3)에 대응하는 내부 중앙에 길이방향을 따라 관통된 펀칭홀(7)이 형성된다.

여기서, 상기 비드홈(5)은 그 내부 양측면이 일정 경사면으로 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 비드돌기(1)의 장착홀(3)을 통하여 상기 상형(111)의 내부에는 홀딩수단(10)이 장착되어 상기 펀칭홀(7)에 대하여 작동한다.

여기서, 상기 홀딩수단(10)은, 도 3과 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 상형(111)의 비드돌기(1)에 형성되는 장착홀(3)에 대응하여 그 내부에 조립볼트(11)를 통하여 펀치홀딩블록(13)이 장착된다.

그리고 상기 장착홀(3)을 통하여 상기 펀치홀딩블록(13)의 하면에는 피어싱 펀치(15)가 장착된다.

상기 피어싱 펀치(15)의 선단은 일정구간 상기 장착홀(3)로부터 돌출되어 상기 펀칭홀(7)에 삽입되는 삽입단(17)으로 형성된다.

여기서, 상기 삽입단(17)은 그 외경이 상기 피어싱 펀치(15)의 외경보다 작게 형성되는 것이 바람직하고, 상기 펀칭홀(7)은 그 외경이 상기 피어싱 펀치(15)의 삽입단(17)이 삽입되도록 상기 삽입단(17)의 외경보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 장착홀(3)의 내부에서 상기 피어싱 펀치(15)에는 상기 장착홀(3)로부터 돌출된 상태로 가압패드(19)가 끼워져 고정된다.

상기 가압패드(19)는 원통형상으로 형성되고, 그 외경이 상기 장착홀(3)의 외경보다 작게 형성되며, 그 재질은 우레탄 소재로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 피어싱 펀치(15)의 상부 일측에는 상기 가압패드(19)의 상단이 지지되어 상기 피어싱 펀치(15)의 상부로 밀리지 않도록 리테이너(21)가 일체로 형성된다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 프레스용 비드성형유닛(BU)은, 도 5의 (S1)에서 도시한 바와 같이, 상기 소재패널(113)이 상기 상형(111)과 하형펀치(101) 사이에 투입되어 상기 블랭크 홀더(107) 상에 걸쳐진 상태로, 상기 상형(111)이 하강하게 된다.

그러면 상기 소재패널(113)의 가장자리는, 도 5의 (S2)에서 도시한 바와 같이, 먼저, 상기 비드돌기(1)에서 돌출된 상기 홀딩수단(10)의 가압패드(19)가 상기 소재패널(113)을 먼저 가압하여 상기 비드홈(5)에 밀착시키게 된다.

이때, 상기 피어싱 펀치(15)의 리테이너(21)에 의해 상단부가 지지된 가압패드(19)는 계속되는 상형(111)의 하강작동에 의해 압축되는데, 그러면 상기 가압패드(19)가 상기 장착홀(3) 내부에서 팽창되면서 상기 피어싱 펀치(15)의 삽입단(17)이 상기 가압패드(19)로부터 돌출되어 상기 소재패널(113)을 펀칭홀(7) 측으로 가압하게 되며, 이어서, 도 5의 (S3)에서 도시한 바와 같이, 상기 피어싱 펀치(15)의 삽입단(17)이 상기 소재패널(113)을 관통하여 상기 비드홈(5)의 펀칭홀(7)에 삽입된다.

따라서, 상기 소재패널(113)의 비드성형면이 상기 피어싱 펀치(15)에 의해 피어싱 되어 제품패널에 소재의 유입을 억제하는 효과를 나타내며, 이로 인해 성형 깊이가 작게 설정된 장출 성형 제품도 그 강성 저하를 방지할 수 있게 된다.

또한, 성형 완료 후에는 상기 상형이 상승하면서, 상기 가압패드(19)의 복원력에 의해서 상기 비드돌기(1)와 비드홈(5)에 소재 끼임을 방지하며, 그 부분에서의 국부적인 금형의 도금박리현상을 최소화시키게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 프레스용 비드성형유닛에 의하면, 상형의 다이 페이스면에 구성되는 비드돌기의 길이 방향을 따라 그 내부에 홀딩수단을 장착하여 비드홈과 함께 소재패널을 추가적으로 홀딩함으로써, 성형 시 소재의 유입을 억제하는 록비드(Lock Bead)의 기능을 가지며, 결과적으로는 성형 깊이가 작은 제품패널의 강성을 충분히 확보할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 홀딩수단의 가압패드로 인해 소재패널이 비드돌기와 비드홈에 소재 끼임을 방지하여 그 부분에 국부적인 금형의 도금박리현상을 최소화하는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 제품패널의 하단면 형상을 갖는 하형펀치가 하부의 볼스터에 장착되고, 이 하형펀치의 외측으로 상기 볼스터에 쿠션핀을 통하여 블랭크 홀더가 장착되며, 상기 하형펀치의 상부에서 제품패널의 상단면 형상을 갖는 상형이 상부의 슬라이더에 장착되어 하형펀치와의 사이에 투입되는 소재패널을 가압하여 제품패널로 성형하는 프레스에서, 소재패널의 가장자리를 따라 소재유입을 제어하기 위한 비드를 성형하는 프레스용 비드성형유닛에 있어서,

   상기 상형의 다이 페이스면 상에 돌출 형성되고, 길이방향을 따라 그 내부 중앙에 장착홀이 형성되는 비드돌기;

   상기 비드돌기에 대응하여 상기 블랭크 홀더의 다이 페이스면 상에 음각으로 형성되며, 상기 장착홀에 대응하는 내부 중앙에는 길이방향을 따라 관통된 펀칭홀이 형성되는 비드홈; 및

   상기 비드돌기의 장착홀을 통하여 상기 상형의 내부에 장착되어 상기 펀칭홀에 대하여 작동하는 홀딩수단으로 이루어지며,

   상기 홀딩수단은, 상기 상형의 내부에 각 조립볼트를 통하여 장착되는 펀치홀딩블록;

   상기 장착홀을 통하여 상기 펀치홀딩블록의 하면에 장착되는 피어싱 펀치; 및

   상기 장착홀의 내부에서 상기 피어싱 펀치의 하부에 끼워져 고정되는 가압패드로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프레스용 비드성형유닛.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 피어싱 펀치의 선단은 일정구간 상기 장착홀로부터 돌출되어 상기 펀칭홀에 삽입되는 삽입단을 형성하는 것을 특징으로 하는 프레스용 비드성형유닛.
4. 제3항에 있어서,

   상기 삽입단은 그 외경이 상기 피어싱 펀치의 외경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 프레스용 비드성형유닛.
5. 제3항에 있어서,

   상기 펀칭홀은 그 외경이 상기 피어싱 펀치의 삽입단이 삽입되도록 상기 삽입단의 외경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 프레스용 비드성형유닛.
6. 제1항에 있어서,

   상기 피어싱 펀치의 상부 일측에는 상기 가압패드가 지지되도록 리테이너가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 프레스용 비드성형유닛.
7. 제1항에 있어서,

   상기 가압패드는 원통형상으로 형성되고, 그 외경이 상기 장착홀의 외경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 프레스용 비드성형유닛.
8. 제1항에 있어서,

   상기 가압패드는 그 재질이 우레탄 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프레스용 비드성형유닛.
9. 제1항에 있어서,

   상기 비드돌기는 그 양측면이 일정 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프레스용 비드성형유닛.
10. 제1항에 있어서,

    상기 비드홈은 그 내부 양측면이 일정 경사면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 프레스용 비드성형유닛.

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