KR102185430B1 - Precision incremental forming method and precision incremental forming apparatus - Google Patents

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KR102185430B1
KR102185430B1 KR1020190150846A KR20190150846A KR102185430B1 KR 102185430 B1 KR102185430 B1 KR 102185430B1 KR 1020190150846 A KR1020190150846 A KR 1020190150846A KR 20190150846 A KR20190150846 A KR 20190150846A KR 102185430 B1 KR102185430 B1 KR 102185430B1
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이창환
정규석
윤형원
최용석
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서울과학기술대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a precision incremental forming method and a precision incremental forming apparatus, the method comprising the steps of: inputting a processed forming shape into a forming apparatus; mounting a processing tool on the forming apparatus; disposing a base member processed by the processing tool in the forming apparatus; processing the base member by the processing tool according to the shape input to the forming apparatus; arranging the surface of the base member; replacing the processing tool with an incremental forming tool in the forming apparatus; disposing an incremental forming member on the base member; processing the incremental forming member by the incremental forming tool according to the shape input to the forming apparatus; and separating the processed incremental forming member from the base member to complete processing. A processing path of the incremental forming tool is the same as a processing path of the processing tool.

Description

정밀 점진 성형 방법 및 정밀 점진 성형 장치{PRECISION INCREMENTAL FORMING METHOD AND PRECISION INCREMENTAL FORMING APPARATUS}Precision gradual forming method and precision gradual forming device {PRECISION INCREMENTAL FORMING METHOD AND PRECISION INCREMENTAL FORMING APPARATUS}

본 발명은 정밀 점진 성형 방법 및 정밀 점진 성형 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a precision progressive molding method and a precision progressive molding apparatus.

최근 들어 다품종 소량생산의 필요성이 대두되고 있다. 프레스 성형법은 다품종 소량생산에 적합하지 않다. 이와 같은 이유로 금형 없이 자유로운 형상을 제작할 수 있는 점진적 성형 공정에 대한 필요성이 증대되고 있다.Recently, the necessity of small-scale production of multiple varieties has emerged. The press molding method is not suitable for small quantity production of multiple products. For this reason, there is an increasing need for a gradual molding process capable of producing a free shape without a mold.

점진 성형은 작은 증분의 변형으로 소재를 변형시켜 다양한 형상을 제작할 수 있는 성형기술이다. 일반적인 CNC가공기를 사용하고 제품의 형상에 따른 금형 제작이 필요 없어 비용적인 측면이나 시간적인 측면을 줄일 수 있다.Progressive molding is a molding technology that can produce various shapes by transforming a material in small incremental deformations. It uses a general CNC machine and does not need to make molds according to the shape of the product, so the cost and time aspects can be reduced.

점진적 성형 공정은 특정한 금형 없이, 일반적인 형상을 제작하기 위해 사용되었다. 하지만 금형이 없는 상태로 소재를 성형하기 때문에, 소재가 완벽하게 원하는 형상으로 성형되기 힘들다. 특히 판재 크기가 큰 경우, 일부분에 정밀한 형상을 성형하기가 매우 어렵다. 그 이유는 소재의 끝 부분이 홀더에 연결되어 있는데, 일부분에 공구에 의한 힘이 가해지는 경우, 전체 형상의 굽힘 변형 역시 같이 발생하기 때문이다. 이를 해결하고자 일부 금형을 사용한 점진적 성형 공정 등이 개발되고 있지만, 금형을 제작해야 하기 때문에 공정이 복잡해지고, 시간이 오래 걸리는 단점이 있다.The gradual shaping process was used to produce a general shape without a specific mold. However, since the material is molded without a mold, it is difficult for the material to be perfectly molded into the desired shape. In particular, when the plate size is large, it is very difficult to form a precise shape on a part. The reason is that the end of the material is connected to the holder, and when a force is applied to the part by the tool, bending deformation of the entire shape also occurs. In order to solve this problem, a gradual molding process using some molds has been developed, but there is a disadvantage that the process becomes complicated and takes a long time because the mold must be manufactured.

대한민국 등록특허 제10-1467344호 (2014.11.25.)Korean Patent Registration No. 10-1467344 (2014.11.25.) 일본 공개특허 제2003-181551호 (2003.07.02.)Japanese Patent Application Publication No. 2003-181551 (2003.07.02.)

본 발명은 점진 성형에서 점진성형부재에 발생하는 처짐을 최소화하여, 정밀한 형상 성형이 가능하게 하는 기술을 제공한다.The present invention provides a technique for minimizing sagging occurring in a progressive molding member in progressive molding, thereby enabling precise shape molding.

본 발명의 한 실시예에 따른 정밀 점진 성형 방법은, 성형 장치에 점진 성형에 따른 성형 프로그램을 입력하는 단계, 상기 성형 장치에 베이스 가공툴을 장착하는 단계, 상기 성형 장치에 상기 베이스 가공툴에 의해 가공되는 베이스부재를 배치하는 단계, 상기 성형 장치에 입력된 형상에 따라 상기 베이스 가공툴이 상기 베이스부재를 가공하는 단계, 가공된 상기 베이스부재의 표면을 정리하는 단계, 상기 성형 장치에서 상기 베이스 가공툴을 점진 성형툴로 교체하는 단계, 상기 베이스부재에 점진성형부재를 배치하는 단계, 상기 성형 장치에 입력된 형상에 따라 상기 점진 성형툴이 상기 점진성형부재를 가공하는 단계 및 가공된 상기 점진성형부재를 상기 베이스부재로부터 분리하여 가공을 완료하는 단계를 포함한다.The precision gradual molding method according to an embodiment of the present invention includes inputting a molding program according to gradual molding to a molding device, mounting a base machining tool to the molding device, and using the base machining tool to the molding device. Arranging the base member to be processed, processing the base member by the base processing tool according to the shape input to the molding apparatus, arranging the surface of the processed base member, processing the base in the molding apparatus Replacing a tool with a progressive molding tool, arranging a progressive molding member on the base member, the progressive molding tool processing the progressive molding member according to a shape input to the molding device, and the processed progressive molding And completing the processing by separating the member from the base member.

상기 점진 성형툴의 가공경로는 상기 베이스 가공툴의 가공경로와 같을 수 있다.The processing path of the progressive forming tool may be the same as the processing path of the base processing tool.

상기 점진성형부재를 배치하는 단계에서, 상기 점진성형부재의 하면은 상기 베이스부재의 상면과 접하게 배치될 수 있다.In the step of arranging the progressively forming member, the lower surface of the progressively forming member may be disposed in contact with the upper surface of the base member.

상기 베이스부재를 배치하는 단계에서, 상기 베이스부재는 지그의 배치홈에 놓이며, 상기 베이스부재는 상기 배치홈의 둘레에 의해 고정될 수 있다.In the step of arranging the base member, the base member is placed in the placement groove of the jig, and the base member may be fixed by the circumference of the placement groove.

상기 베이스부재에 점진성형부재를 배치하는 단계에서, 상기 점진성형부재는 가공된 상기 베이스부재에 놓이며, 상기 점진성형부재의 가장자리는 상기 베이스부재를 벗어나 상기 지그의 상면에 고정될 수 있다.In the step of arranging the progressively forming member on the base member, the progressively forming member is placed on the processed base member, and an edge of the progressively forming member may be fixed to the upper surface of the jig away from the base member.

본 발명의 한 실시예에 따른 정밀 점진 성형 장치는, 베드, 상기 베드에 배치되어 있고 가공물을 지지하는 지그, 상기 베드에 배치되어 있으며, 3축 방향으로 움직일 수 있고 상기 가공물을 가공하는 가공부, 상기 지그와 이웃하여 상기 가공물을 상기 지그로 공급하는 소재 공급부 및 상기 가공물을 상기 지그에 고정하는 고정수단을 포함한다.A precision gradual molding apparatus according to an embodiment of the present invention includes a bed, a jig disposed on the bed and supporting a workpiece, a processing unit disposed on the bed and movable in a three-axis direction and processing the workpiece, And a material supply unit adjacent to the jig to supply the workpiece to the jig and a fixing means for fixing the workpiece to the jig.

상기 가공물은 베이스부재와 점진성형부재를 포함하며, 상기 점진성형부재는 가공된 상기 베이스부재의 위에 배치되어 가공될 수 있다.The workpiece may include a base member and a progressive molding member, and the progressive molding member may be disposed on and processed on the processed base member.

상기 고정수단은, 상기 베이스부재를 관통하여 상기 지그에 고정된 제1 고정부재, 그리고 상기 베이스부재에 놓인 상기 점진성형부재를 관통하여 상기 제1 고정부재에 고정된 제2 고정부재를 포함할 수 있다.The fixing means may include a first fixing member penetrating the base member and fixed to the jig, and a second fixing member fixed to the first fixing member through the gradual forming member placed on the base member. have.

상기 베이스부재의 상면과 상기 제1 고정부재의 동일 평면에 위치할 수 있다.It may be located on the same plane as the upper surface of the base member and the first fixing member.

본 발명의 실시예에 따르면, 점진성형부재를 지지할 수 있는 베이스부재가 제작되면 베이스부재 위에 점진성형부재를 올리고, 램에서 베이스 가공툴을 분리한 후 점진 성형툴을 장착하여 점진 성형을 진행한다. 이에, 툴 교체만으로 점진 성형 장치를 이용하여 베이스부재 가공 및 점진성형부재 성형이 동시에 가능하기 때문에, 매우 효율적으로 작업을 진행할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the base member capable of supporting the progressive molding member is manufactured, the progressive molding member is mounted on the base member, the base processing tool is removed from the ram, and the progressive molding tool is mounted to perform progressive molding. . Accordingly, since the base member processing and the progressive molding member molding can be simultaneously performed using the progressive molding device only by tool replacement, the work can be carried out very efficiently.

기존 점진적 성형 공정에서는 소재의 잡는 위치와 성형이 발생하는 위치의 차이에 의해 필요하지 않은 변형이 발생한다. 이 부분에 의해 형상 정밀도가 저하된다. 이를 해결하는 기존 방법은 금형을 사용하는 것인데, 금형을 사용하는 경우 점진적 성형 공정의 목적인 무금형 성형공정에 맞지 않다. 따라서 후처리(추가 가공)를 통해 형상 오차를 제거 (또는 보정) 하는 경우 제품의 형상 정밀도를 크게 향상시킬 수 있다.In the existing gradual forming process, unnecessary deformation occurs due to the difference between the holding position of the material and the position at which forming occurs. The shape accuracy is lowered by this part. The existing method to solve this problem is to use a mold, and if a mold is used, it is not suitable for the moldless molding process, which is the purpose of the gradual molding process. Therefore, if shape errors are removed (or corrected) through post-processing (additional processing), the shape precision of the product can be greatly improved.

또한 본 발명을 통해 후처리 공정의 성형 경로를 쉽게 결정할 수 있다. 제품이 성형 중인 상태에서 제품의 외곽 형상을 데이터로 입력 받아, 이에 대응하는 후처리 보정 경로(형상 오차 보정 경로)를 제작 가능하다.In addition, through the present invention, it is possible to easily determine the molding path of the post-treatment process. While the product is being molded, the outer shape of the product is input as data, and a post-processing correction path (shape error correction path) corresponding thereto can be produced.

본 발명을 통해 점진적 성형 공정의 문제점인 성형 형상 오차를 해결할 수 있고, 후처리 공정의 가공 경로를 쉽게 결정할 수 있다. 결과적으로 점진적 성형 공정의 적용성을 크게 확장시킬 수 있다.Through the present invention, it is possible to solve the forming shape error, which is a problem of the gradual forming process, and it is possible to easily determine the processing path of the post-processing process. As a result, the applicability of the gradual molding process can be greatly expanded.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 정밀 점진 성형 장치를 나타낸 개략도.
도 2는 도 1의 정밀 점진 성형 장치의 지그를 나타낸 개략도.
도 3은 도 2의 지그와 고정수단의 다른 실시예를 나타낸 개략도.
도 4는 도 2의 베이스부재의 가공 상태를 나타낸 사진.
도 5는 도 2의 점진성형부재의 가공 상태를 나타낸 사진.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 정밀 점진 성형 방법을 나타낸 블록도.
도 7은 성형된 점진 성형물을 나타낸 사진.1 is a schematic diagram showing a precision progressive molding apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic diagram showing a jig of the precision progressive molding apparatus of Figure 1;
Figure 3 is a schematic view showing another embodiment of the jig and fixing means of Figure 2;
Figure 4 is a photograph showing the processing state of the base member of Figure 2;
Figure 5 is a photograph showing the processing state of the progressive molding member of Figure 2;
6 is a block diagram showing a precision progressive molding method according to an embodiment of the present invention.
7 is a photograph showing the molded progressive molding.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. The same reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

그러면 본 발명의 한 실시예에 따른 정밀 점진 성형 장치에 대하여 도 1 내지 도 5를 참고하여 설명한다.Then, a precision progressive molding apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 정밀 점진 성형 장치를 나타낸 개략도이고, 도 2는 도 1의 정밀 점진 성형 장치의 지그를 나타낸 개략도이며, 도 3은 도 2의 지그와 고정수단의 다른 실시예를 나타낸 개략도이고, 도 4는 도 2의 베이스부재의 가공 상태를 나타낸 사진이며, 도 5는 도 2의 점진성형부재의 가공 상태를 나타낸 사진이다.1 is a schematic diagram showing a precision progressive molding apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing a jig of the precision progressive molding apparatus of FIG. 1, and FIG. 3 is another embodiment of the jig and fixing means of FIG. It is a schematic diagram showing an example, FIG. 4 is a photograph showing the processing state of the base member of FIG. 2, and FIG. 5 is a photograph showing the processing state of the progressive molding member of FIG. 2.

먼저, 도 1 내지 도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 정밀 점진 성형 장치(1)는 베드(10), 지그(20), 가공부(30), 소재 공급부(40) 및 고정수단(50)을 포함하며 점진 성형에서 발생하는 점진 성형부재의 처짐을 최소화하여, 정밀한 형상 성형이 가능하도록 한다.First, referring to FIGS. 1 to 5, the precision progressive molding apparatus 1 according to this embodiment includes a bed 10, a jig 20, a processing part 30, a material supply part 40, and a fixing means 50. ) And minimizes the sagging of the progressive molding member that occurs in the progressive molding, so that precise shape molding is possible.

베드(10)는 기설정된 폭과 넓이를 가지며, 정밀 점진 성형 장치(1)의 외형을 형성한다. 베드(10)의 하면에는 수평높이조절부재(도시하지 않음)가 배치되어 있다.The bed 10 has a preset width and width, and forms the outer shape of the precision progressive molding apparatus 1. A horizontal height adjustment member (not shown) is disposed on the lower surface of the bed 10.

지그(20)는 베드(10)의 일측 상면에 배치되어 있다. 지그(20)는 복수의 블록이 기설정된 중심을 기준으로 원주 방향을 따라 배열되어 하나의 공간을 형성한다. 즉, 지그(20)에는 배치홈(도시하지 않음)이 형성되며 블록들은 베드(10)에 고정되어 있다. 배치홈에는 베이스부재(200)가 놓이며, 베이스부재(200)는 배치홈을 이루는 블록들에 의해 고정된다. 배치홈에 놓인 베이스부재(200)와 지그(20)의 상면은 동일 평면상에 위치한다.The jig 20 is disposed on the upper surface of one side of the bed 10. The jig 20 forms one space by arranging a plurality of blocks along a circumferential direction based on a predetermined center. That is, an arrangement groove (not shown) is formed in the jig 20 and the blocks are fixed to the bed 10. The base member 200 is placed in the placement groove, and the base member 200 is fixed by blocks forming the placement groove. The top surfaces of the base member 200 and the jig 20 placed in the placement groove are located on the same plane.

베이스부재는 아크릴(acrylic), 폴리카보네이트(polycarbonate), 목재, ABS수지(acrylonitrile-butadiene-styrene resin), 폴리메틸 메타크릴레이트(polymethyl methacrylate; PMMA), SHORE A 경도 70 이상의 폴리머(Polymer) 등을 포함할 수 있다. 베이스부재를 설계 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있는 것으로 이들로 한정하는 것은 아니다.The base member is made of acrylic, polycarbonate, wood, ABS resin (acrylonitrile-butadiene-styrene resin), polymethyl methacrylate (PMMA), and a polymer with a SHORE A hardness of 70 or higher. Can include. The base member may be variously changed according to design conditions, but is not limited thereto.

도면 도 2에서 지그(20)가 사각 형태로 배열된 것으로 도시하였으나, 지그(20)의 배열 형상은 정밀 점진 성형 장치(1) 또는 베이스부재(200)와 점진성형부재(300)의 형상에 따라 다양하게 변경될 수 있다.Figure 2 shows that the jig 20 is arranged in a square shape, but the arrangement shape of the jig 20 is according to the shape of the precision progressive molding device 1 or the base member 200 and the progressive molding member 300 It can be changed in various ways.

한편, 공간에 배치된 베이스부재(200)의 상면은 지그(20)의 상면으로부터 돌출되지 않는다. 그리고 블록들의 상면에는 체결홈이 형성되어 있다.Meanwhile, the upper surface of the base member 200 disposed in the space does not protrude from the upper surface of the jig 20. In addition, fastening grooves are formed on the upper surfaces of the blocks.

여기서, 지그(20)에 놓여 가공된 베이스부재(200)는 지그(20)에서 분리되지 않는다. 베이스부재(200)가 지그(20)에 위치한 상태에서 점진성형부재(300)가 베이스부재(200)에 놓여 고정된다. 이때 점진성형부재(300)의 가장자리는 베이스부재(200)를 벗어나 블록들의 상면에 놓여 있다. 점진성형부재(300)는 철금속 또는 비철금속일 수 있다. 철금속은 선철, 순철, 탄소강, 합금강, 주철 등을 포함할 수 있으며, 비철금속은 구리 합금, 알루미늄, 니켈합금, 금, 은, 백금 등을 포함할 수 있다. 점진성형부재의 재질을 이들로 한정하지 않으며, 재질은 설계 조건에 따라 다양하게 변경될 수 있다.Here, the base member 200 processed by being placed on the jig 20 is not separated from the jig 20. While the base member 200 is positioned on the jig 20, the progressive molding member 300 is placed on the base member 200 and fixed. At this time, the edge of the progressive molding member 300 is placed on the upper surfaces of the blocks outside the base member 200. The progressive molding member 300 may be a ferrous metal or a nonferrous metal. The ferrous metal may include pig iron, pure iron, carbon steel, alloy steel, cast iron, and the like, and the non-ferrous metal may include copper alloy, aluminum, nickel alloy, gold, silver, platinum, and the like. The material of the progressive molding member is not limited to these, and the material may be variously changed according to design conditions.

점진성형부재(300)를 지그(20)에 고정하기 위해 점진성형부재(300)의 가장자리를 따라 고정 플레이트(21)가 놓인다. 고정 플레이트(21)는 점진성형부재(300)의 가장자리를 사이에 두고 블록과 마주한다. 블록의 체결홈과 일치하는 점진성형부재(300)의 가장자리와 고정 플레이트(21)에는 관통홀들이 형성되어 있다.A fixing plate 21 is placed along the edge of the progressive molding member 300 to fix the progressive molding member 300 to the jig 20. The fixing plate 21 faces the block with the edge of the progressive molding member 300 therebetween. Through holes are formed in the edge of the progressive molding member 300 and the fixing plate 21 that coincide with the fastening groove of the block.

베이스부재(200)에 점진성형부재(300)가 놓이고, 고정 플레이트(21)가 놓인 상태에서 볼트를 포함하는 고정수단(50)이 관통홀을 관통하여 체결홈에 체결되면서 점진성형부재(300)는 지그(20)에 고정된다.The progressive molding member 300 is placed on the base member 200, and while the fixing plate 21 is placed, the fixing means 50 including a bolt penetrates the through hole and is fastened to the fastening groove. ) Is fixed to the jig 20.

가공부(30)는 베드(10)에 배치되어 베드(10)에서 X축 방향을 따라 움직일 수 있는 칼럼(31), 칼럼(31)에 배치되어 칼럼(31)에서 Y축 방향을 따라 움직일 수 있는 새들(32) 및 새들(32)에 배치되어 새들(32)에서 Z축 방향을 따라 움직일 수 있는 램(33)을 포함한다. 램(33)에는 베이스부재를 가공하는 베이스 가공툴 또는 점진성형부재를 가공하는 점진 성형툴이 선택적으로 장착될 수 있다. 베이스 가공툴은 평엔드밀 또는 볼엔드밀을 포함한다. 베이스 가공툴의 종류는 베이스부재의 재질 및 가공 형상에 따라 다양하게 변경될 수 있다.The processing unit 30 is disposed on the bed 10 and is arranged in a column 31 that can move along the X-axis direction in the bed 10, and can be moved in the column 31 along the Y-axis direction. It includes a saddle 32 and a ram 33 that is disposed on the saddle 32 and is movable along the Z-axis direction in the saddle 32. The ram 33 may be optionally equipped with a base processing tool for processing the base member or a progressive forming tool for processing the progressive forming member. The base machining tool includes a flat end mill or a ball end mill. The type of the base processing tool can be variously changed according to the material and processing shape of the base member.

베이스 가공툴은 램(33)에 의해 회전하면서 베이스부재를 기설정된 깊이로 기설정된 형상으로 깎아 가공홈(210)을 형성한다. 베이스 가공툴이 램(33)에서 분리되면 점진 성형툴이 장착되며, 점진 성형툴은 가공된 베이스부재(200)에 놓인 점진성형부재(300)를 가압한다. 이때 점진 성형툴의 이동 경로는 베이스 가공툴의 이동 경로와 같다. 점진 성형툴은 베이스부재(200)에 형성된 가공홈(210)과 일치하고 있는 점진성형부재부분을 가공홈(210)의 바닥 방향으로 가압한다. 가공홈(210)의 바닥은 점진 성형툴에 의해 가압되고 있는 점진성형부재의 성형 부분을 지지하게 되면서 점진성형부재는 정밀하게 성형된다.The base processing tool is rotated by the ram 33 to form a processing groove 210 by cutting the base member into a predetermined shape to a predetermined depth. When the base processing tool is separated from the ram 33, a progressive forming tool is mounted, and the progressive forming tool presses the progressive forming member 300 placed on the processed base member 200. At this time, the moving path of the progressive molding tool is the same as that of the base processing tool. The progressive molding tool presses a portion of the progressive molding member that coincides with the machining groove 210 formed in the base member 200 toward the bottom of the machining groove 210. While the bottom of the processing groove 210 supports the molding portion of the progressive molding member being pressed by the progressive molding tool, the progressive molding member is precisely molded.

그리고 칼럼(31)에는 제어부(60)가 배치되어 있으며, 제어부(60)는 칼럼(31), 새들(32), 램(33) 및 새들(32)에 장착된 툴 등의 움직임을 제어하며, 점진성형에 따른 프로그램이 입력될 수 있다. 제어부(60)는 베드(10)에 장착될 수도 있다. 제어부(60)의 위치는 정밀 점진 성형 장치의 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있다.In addition, a control unit 60 is disposed in the column 31, and the control unit 60 controls the movement of the column 31, the saddle 32, the ram 33, and the tools mounted on the saddle 32, A program according to progressive molding can be input. The control unit 60 may be mounted on the bed 10. The position of the control unit 60 may be variously changed according to the design of the precision progressive molding apparatus.

이와 같은 가공부(30)의 세부적인 구성은 공지된 구성의 3축 가공 장치와 동일하므로, 자세한 설명은 생략한다.Since the detailed configuration of the processing unit 30 is the same as that of the known configuration of the 3-axis processing device, detailed descriptions will be omitted.

소재 공급부(40)는 베드(10)의 타측 상면에 배치되어 점진성형부재가 놓일 수 있다. 소재 공급부(40)는 컨베이어를 포함한다. 컨베이어는 벨트 또는 롤러로 이루어질 수 있다. 소재 공급부(40)는 지그(20)에서 점진성형부재가 반출되면 성형하기 위한 새로운 점진성형부재를 지그(20)로 옮길 수 있다. 소재 공급부(40) 또한 제어부(60)와 연결될 수 있다.The material supply unit 40 is disposed on the upper surface of the other side of the bed 10 so that the progressive molding member may be placed. The material supply unit 40 includes a conveyor. The conveyor can consist of belts or rollers. The material supply unit 40 may move a new progressive molding member for molding to the jig 20 when the progressive molding member is carried out from the jig 20. The material supply unit 40 may also be connected to the control unit 60.

고정수단(50)은 볼트를 포함한다. 고정수단(50)은 지그(20)에 놓인 베이스부재를 관통하여 지그(20)에 체결되면서 베이스부재를 지그(20)에 고정한다. 한편, 고정수단(50)은 베이스부재에 점진성형부재가 위치한 상태에서 점진성형부재와 베이스부재를 관통하면서 지그(20)에 체결되어 베이스부재와 점진성형부재를 지그(20)에 고정한다.The fixing means 50 includes a bolt. The fixing means 50 penetrates the base member placed on the jig 20 and is fastened to the jig 20 while fixing the base member to the jig 20. On the other hand, the fixing means 50 is fastened to the jig 20 while penetrating the progressively forming member and the base member while the progressively forming member is located on the base member to fix the base member and the progressively forming member to the jig 20.

고정수단(50)을 볼트로 한정하지 않은다. 고정수단은 흡착수단으로 이루어질 수 있다. 이에 베이스부재, 점진성형부재는 흡착수단에 의해 지그에 흡착 고정될 수 있다. 베이스부재와 점진성형부재의 고정 수단은 정밀 점진 성형 장치의 설계에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 또한 공압 등의 압력 장치를 사용하여 재료를 고정할 수 있다. 이 경우, 상하로 이동 가능한 홀더가 공압으로 이동 가능하며, 공압이 가해지는 경우 홀더가 하단부로 이동하여 재료에 힘을 가하여 고정한다. 압력 장치는 액추에이터(actuator)를 포함할 수 있다.The fixing means 50 is not limited to bolts. The fixing means may be made of an adsorption means. Accordingly, the base member and the progressive molding member may be suction-fixed to the jig by the suction means. The fixing means of the base member and the progressive molding member can be variously changed according to the design of the precision progressive molding device. In addition, a pressure device such as pneumatic can be used to fix the material. In this case, the holder that can move up and down can be moved by pneumatic pressure, and when pneumatic pressure is applied, the holder moves to the lower end and is fixed by applying force to the material. The pressure device may comprise an actuator.

한편, 도 3을 참고하면, 고정수단(50)은 제1 고정부재(51), 그리고 제2 고정부재(52)를 포함한다. 제1 고정부재(51)와 제2 고정부재(52)는 각각 나사를 포함한다.Meanwhile, referring to FIG. 3, the fixing means 50 includes a first fixing member 51 and a second fixing member 52. The first fixing member 51 and the second fixing member 52 each include a screw.

제1 고정부재(51)는 지그(20)에 놓인 베이스부재(200)를 관통하여 지그(20)에 체결된다. 이때 제1 고정부재(51)의 머리는 베이스부재(200)의 상면으로부터 돌출되지 않는다. 이에 제1 고정부재(51)의 상면은 베이스부재(200)의 상면과 같은 평면에 위치한다. 제1 고정부재(51)에는 상면에서 내부 방향으로 체결홈(511)이 형성되어 있다.The first fixing member 51 passes through the base member 200 placed on the jig 20 and is fastened to the jig 20. At this time, the head of the first fixing member 51 does not protrude from the upper surface of the base member 200. Accordingly, the upper surface of the first fixing member 51 is located on the same plane as the upper surface of the base member 200. A fastening groove 511 is formed in the first fixing member 51 in an inward direction from the upper surface.

제2 고정부재(52)는 베이스부재(200)에 점진성형부재(300)가 놓인 상태에서 점진성형부재(300)를 관통하여 체결홈(511)에 체결된다. 이에 베이스부재(200)의 가공을 완료한 후 바로 점진성형부재(300)를 베이스부재(200)에 놓고 제2 고정부재(52)로 고정하게 된다. 이에 베이스부재(200)의 위치가 변경되지 않으므로 점진 성형툴의 이동 경로와 가공홈(210)의 위치는 동일하게 된다. 이에 점진성형부재(300)를 더욱 정밀하게 성형할 수 있다.The second fixing member 52 passes through the progressive molding member 300 and is fastened to the fastening groove 511 while the progressive molding member 300 is placed on the base member 200. Accordingly, immediately after processing of the base member 200 is completed, the progressive molding member 300 is placed on the base member 200 and fixed with the second fixing member 52. Accordingly, since the position of the base member 200 is not changed, the moving path of the progressive molding tool and the position of the processing groove 210 are the same. Accordingly, the progressive molding member 300 can be more precisely molded.

다음으로 도 6을 더 참고하여 정밀 점진 성형 방법에 대해 설명한다.Next, a detailed progressive molding method will be described with reference to FIG. 6.

도 6을 더 참고하면, 정밀 점진 성형 방법은, 성형 장치의 제어부를 통해 점진 성형에 따른 성형 프로그램을 입력하는 단계(S10), 성형 장치(1)의 램(33)에 베이스 가공툴을 장착하는 단계(S20), 성형 장치(1)의 지그(20)에 고정수단(50)으로 케이스 가공툴(400)에 의해 가공되는 베이스부재를 배치하는 단계(S30), 성형 장치(1)에 프로그램을 통해 입력된 형상에 따라 가공부(30)가 X, Y, Z축 방향으로 움직이면서 케이스 가공툴(400)이 베이스부재(200)를 가공하는 단계(S40)(도면 도 4 참조), 베이스부재가 가공되면서 발생한 칩 따위의 이물질을 베이스부재에서 제거하여 베이스부재의 표면을 정리하는 단계(S50), 성형 장치(1)의 램(33)에서 케이스 가공툴(400)을 분리하고, 점진 성형툴(500)을 램(33)에 장착하는 단계(S60), 베이스부재에 점진성형부재를 배치하는 단계(S70), 성형 장치(1)에 프로그램(성형 장치에 입력되어 있는 프로그램)을 통해 입력된 형상에 따라 가공부(30)가 X, Y, Z축 방향으로 움직이면서 램(33)에 장착된 점진 성형툴이 점진성형부재를 성형하는 단계(S80)(도면 도 5 참조) 및 가공된 점진성형부재를 베이스부재로부터 분리하여 가공을 완료하는 단계(S90)(도면 도 6 참조)를 포함한다.6, the precision gradual molding method includes the step of inputting a molding program according to the gradual molding through the control unit of the molding device (S10), and mounting the base processing tool to the ram 33 of the molding device 1 Step (S20), a step (S30) of arranging the base member processed by the case processing tool 400 with the fixing means 50 to the jig 20 of the molding apparatus 1 (S30), a program in the molding apparatus 1 Step of processing the base member 200 by the case processing tool 400 while the processing unit 30 moves in the X, Y, and Z axis directions according to the shape input through (S40) (refer to FIG. 4), the base member is Step (S50) of cleaning the surface of the base member by removing foreign substances such as chips generated during processing from the base member (S50), separating the case processing tool 400 from the ram 33 of the forming apparatus 1, and a progressive forming tool ( 500) to the ram 33 (S60), the step of arranging the progressive molding member on the base member (S70), the shape input through the program (program input to the molding device) to the molding device (1) According to the step of forming the progressive molding member by the progressive molding tool mounted on the ram 33 while the processing unit 30 moves in the X, Y, and Z axis directions (S80) (see Fig. 5) and the processed progressive molding member It includes a step (S90) of separating from the base member to complete the processing (see Fig. 6).

베이스부재에 점진성형부재를 배치하는 단계(S70)에서, 점진성형부재(300)의 하면이 베이스부재(200)의 상면과 접하게 배치하여, 베이스부재(200)와 점진성형부재(300)의 사이에 틈이 발생하지 않도록 한다.In the step (S70) of arranging the progressive molding member on the base member, the lower surface of the progressive molding member 300 is disposed in contact with the upper surface of the base member 200, so that between the base member 200 and the progressive molding member 300 Make sure there are no gaps in the area.

본 실시예에 따른 점진 성형 장치는 베이스부재의 가공과 점진 성형부재의 성형을 할 수 있다. 즉, 베이스부재를 가공한 후 베이스 가공툴에서 점진 성형툴로 교체한 후 베이스부재의 위에 점진 성형부재를 배치하여 점진 성형부재를 바로 성형할 수 있다. 점진 성형부재는 베이스부재가 가공된 후 소재 공급부를 통해 가공된 베이스부재 위로 바로 공급된다. 점진 성형부재는 베이스부재의 위에 틈새 없이 밀착된 상태로 고정된다. 이후 교체된 점진 성형툴을 이용하여 점진 성형부재를 성형한다.The progressive molding apparatus according to the present embodiment can process the base member and form the progressive molding member. That is, after processing the base member, after replacing the base processing tool with the progressive molding tool, the progressive molding member can be directly formed by placing the progressive molding member on the base member. After the base member is processed, the progressive molding member is supplied directly onto the processed base member through the material supply unit. The progressive molding member is fixed in close contact with the base member without a gap. After that, the progressive molding member is formed using the replaced progressive molding tool.

한편, 성형하고자 하는 형상이 결정되면, 이를 CAM 프로그램(성형 프로그램)을 통해 툴(베이스 가공툴, 점진 성형툴)의 이동 경로를 결정한다. 이때 툴 이동 경로 결정에서 가장 중요한 부분은 툴의 반지름이다. 이 때, 점진성형부재의 두께를 필수로 고려해야 한다. 베이스부재의 가공홈(210)은 점진성형부재의 두께만큼 목적형상에서 오프셋 하여 제작된다.On the other hand, when the shape to be molded is determined, the moving path of the tool (base machining tool, progressive molding tool) is determined through the CAM program (molding program). At this time, the most important part in determining the tool movement path is the radius of the tool. In this case, the thickness of the progressive forming member must be considered. The processing groove 210 of the base member is manufactured by offsetting from the target shape by the thickness of the progressive molding member.

이에 따라 본 실시예에 따르면, 먼저 성형하고자 하는 형상의 툴 이동(가공) 경로를 결정한다. 모델링 프로그램을 통해 형상을 모델링 하고, CAM 프로그램을 통해 툴 경로를 결정한다. 그리고 점진 성형 장치에서, 평엔드밀 또는 라운드 엔드밀을 사용하여 베이스부재를 가공한다. 이 때, 베이스부재는 아크릴 외에 다른 플라스틱 재료, PC 재료 등을 사용할 수 있다. 점진성형부재의 두께를 고려하여, 베이스부재에 형성된 가공홈 형상은 점진성형부재에 형성되는 형상보다 점진성형부재의 두께만큼 오프셋 하여 가공한다.Accordingly, according to this embodiment, first, a tool movement (processing) path of a shape to be formed is determined. The shape is modeled through the modeling program, and the tool path is determined through the CAM program. And in the incremental molding apparatus, the base member is processed using a flat end mill or a round end mill. In this case, as the base member, other plastic materials, PC materials, etc. may be used in addition to acrylic. In consideration of the thickness of the progressive molding member, the shape of the processing groove formed in the base member is processed by offsetting the shape formed in the progressive molding member by the thickness of the progressive molding member.

점진성형부재를 지지할 수 있는 베이스부재가 제작되면 베이스부재 위에 점진성형부재를 올리고, 램에서 베이스 가공툴을 분리한 후 점진 성형툴을 장착하여 점진 성형을 진행한다.When a base member capable of supporting the progressive molding member is fabricated, the progressive molding member is mounted on the base member, the base processing tool is removed from the ram, and the progressive molding tool is mounted to perform progressive molding.

이에, 툴 교체만으로 점진 성형 장치를 이용하여 베이스부재 가공 및 점진성형부재 성형이 동시에 가능하기 때문에, 매우 효율적으로 작업을 진행할 수 있다.Accordingly, since the base member processing and the progressive molding member molding can be simultaneously performed using the progressive molding device only by tool replacement, the work can be carried out very efficiently.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also present. It belongs to the scope of rights of

1: 정밀 점진 성형 장치 10: 베드
20: 지그 21: 고정 플레이트
30: 가공부 31: 칼럼
32: 새들 33: 램
40: 소재 공급부 50: 고정수단
51: 제1 고정부재 511: 체결홈
52: 제2 고정부재 60: 제어부
200: 베이스부재 210: 가공홈
300: 점진성형부재 400: 베이스 가공툴
500: 점진 성형툴1: precision progressive molding device 10: bed
20: jig 21: fixing plate
30: processing unit 31: column
32: saddle 33: ram
40: material supply unit 50: fixing means
51: first fixing member 511: fastening groove
52: second fixing member 60: control unit
200: base member 210: machining groove
300: progressive molding member 400: base processing tool
500: progressive molding tool

Claims (5)

성형 장치에 점진 성형에 따른 성형 프로그램을 입력하는 단계,
상기 성형 장치에 베이스 가공툴을 장착하는 단계,
상기 성형 장치에 상기 베이스 가공툴에 의해 가공되는 베이스부재를 배치하는 단계,
상기 성형 장치에 입력된 형상에 따라 상기 베이스 가공툴이 상기 베이스부재를 가공하는 단계,
가공된 상기 베이스부재의 표면을 정리하는 단계,
상기 성형 장치에서 상기 베이스 가공툴을 점진 성형툴로 교체하는 단계,
상기 베이스부재에 점진성형부재를 배치하는 단계,
상기 성형 장치에 입력된 형상에 따라 상기 점진 성형툴이 상기 점진성형부재를 가공하는 단계 및
가공된 상기 점진성형부재를 상기 베이스부재로부터 분리하여 가공을 완료하는 단계
를 포함하며,
상기 베이스 가공툴과 상기 점진 성형툴은 입력된 상기 프로그램에 의해 움직이고, 상기 점진 성형툴의 성형경로는 상기 베이스 가공툴의 가공경로와 같은
정밀 점진 성형 방법.Inputting a molding program according to the progressive molding in the molding apparatus,
Mounting a base processing tool to the molding device,
Arranging a base member processed by the base processing tool in the molding device,
Processing the base member by the base processing tool according to the shape input to the molding device,
Arranging the processed surface of the base member,
Replacing the base processing tool with an incremental forming tool in the forming apparatus,
Arranging a progressive molding member on the base member,
The progressive molding tool processes the progressive molding member according to the shape input to the molding device, and
Separating the processed progressive molding member from the base member to complete processing
Including,
The base processing tool and the incremental forming tool are moved by the input program, and the forming path of the incremental forming tool is the same as the processing path of the base processing tool.
Precision progressive molding method. 제1항에서,
상기 점진성형부재를 배치하는 단계에서,
상기 점진성형부재의 하면은 상기 베이스부재의 상면과 접하게 배치되는 정밀 점진 성형 방법.In claim 1,
In the step of arranging the progressive molding member,
Precision progressive molding method in which the lower surface of the progressive molding member is disposed in contact with the upper surface of the base member. 제1항에서,
상기 베이스부재를 배치하는 단계에서,
상기 베이스부재는 지그의 배치홈에 놓이며, 상기 베이스부재는 상기 배치홈의 둘레에 의해 고정되며,
상기 베이스부재에 점진성형부재를 배치하는 단계에서,
상기 점진성형부재는 가공된 상기 베이스부재에 놓이며, 상기 점진성형부재의 가장자리는 상기 베이스부재를 벗어나 상기 지그의 상면에 고정되는
정밀 점진 성형 방법.In claim 1,
In the step of arranging the base member,
The base member is placed in the placement groove of the jig, the base member is fixed by the circumference of the placement groove,
In the step of arranging the progressive molding member on the base member,
The progressively forming member is placed on the processed base member, and the edge of the progressively forming member is fixed to the upper surface of the jig away from the base member.
Precision progressive molding method. 베드,
상기 베드에 배치되어 있고 가공물을 지지하는 지그,
상기 베드에 배치되어 있으며, 3축 방향으로 움직일 수 있고 상기 가공물을 가공하는 베이스 가공툴 또는 점진 성형툴이 장착될 수 있는 가공부,
상기 지그와 이웃하여 상기 가공물을 상기 지그로 공급하는 소재 공급부 및
상기 가공물을 상기 지그에 고정하는 고정수단
을 포함하며,
상기 베이스 가공툴은 상기 지그에 놓이는 가공물의 베이스부재를 가공한 후 분리되고, 상기 점진 성형툴은 상기 베이스 가공툴 분리 후 상기 가공부에 장착되어 상기 베이스부재에 놓인 점진 성형부재를 성형하는
정밀 점진 성형 장치.Bed,
A jig disposed on the bed and supporting the workpiece,
A processing unit that is disposed on the bed and is movable in the three-axis direction and can be equipped with a base processing tool or a progressive forming tool for processing the workpiece,
A material supply unit adjacent to the jig to supply the workpiece to the jig, and
Fixing means for fixing the workpiece to the jig
Including,
The base processing tool is separated after processing the base member of the workpiece placed on the jig, and the progressive forming tool is mounted on the processing unit after separating the base processing tool to form a progressive forming member placed on the base member.
Precision progressive molding device. 제4항에서,
상기 가공물은 베이스부재와 점진성형부재를 포함하며, 상기 점진성형부재는 가공된 상기 베이스부재의 위에 배치되어 가공되고,
상기 고정수단은,
상기 베이스부재를 관통하여 상기 지그에 고정된 제1 고정부재, 그리고
상기 베이스부재에 놓인 상기 점진성형부재를 관통하여 상기 제1 고정부재에 체결된 제2 고정부재
를 포함하며,
상기 베이스부재의 상면과 상기 제1 고정부재의 동일 평면에 위치하는
정밀 점진 성형 장치.In claim 4,
The processed product includes a base member and a progressive molding member, and the progressive molding member is disposed on and processed on the processed base member,
The fixing means,
A first fixing member fixed to the jig through the base member, and
A second fixing member which is fastened to the first fixing member through the gradual forming member placed on the base member
Including,
Located on the same plane of the upper surface of the base member and the first fixing member
Precision progressive molding device.
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