KR200282965Y1 - 슬릿이 형성된 요곡펀치 또는 요곡다이를 구비한 프레스금형 - Google Patents

Abstract

본 고안은 U"자 또는 "ㄷ"자 형 레일을 굽힘가공하는 프레스 금형에 관한 것으로 보다더 상세하게 설명하면 다수개의 슬릿이 형성된 요곡펀치 또는 요곡다이를 구비한 프레스 금형에 관한 것이다.

길이가 긴 판상 워크를 "U"자 또는 "ㄷ"자 형 레일로 굽힘 가공을 하는 경우 발생되는 가운데 스프링백현상을 제거하는 수단을 창안한 것으로 아랫금형(다이스) 또는 윗금형(펀치)에 가로방향으로 다수개의 슬릿을 형성시켜 워크가공시 절곡된 워크에 잔류하는 탄성응력을 완전소성응력화하여 워크의 스프링백현상을 제거함에 있어서 그 보정량을 조절하기 용이한 수단을 갖는 요곡 펀치 또는 요곡다이를 하는데 그 특징이 있다.

Description

슬릿이 형성된 요곡펀치 또는 요곡다이를 구비한 프레스 금형{Curving Punch or Die having Slit}

본 고안은 U"자 또는 "ㄷ"자 형 레일을 굽힘가공하는 프레스 금형에 관한 것으로 더욱 상세하게 설명하면 다수개의 슬릿이 형성된 요곡(凹曲)펀치 또는 요곡(凹曲)다이를 구비한 프레스 금형에 관한 것이다.

종래에는, 예컨대 프레스브레이크와 같은 굽힘가공기에 있어서는, 윗금형과 아랫금형과의 사이에 판형상인 워어크를 고정하고, 가동램에 의하여 윗금형을 하강시키든지 혹은 아랫금형을 상승시켜서, 그들 상하금형 사이로 워어크를 끼워 누름으로써 소망의 굽힘가공을 실시하도록 되어 있었다. 그런데, 이 종류의 프레스브레이크를 사용하여 특히 긴 워어크를 굽힘가공하는 경우, 제8도에 표시되어 있듯이 워어크의 중앙부분의 굽힘이 불완전하게 되는 소위 가운데 스프링백(Spring Back) 현상이 발생한다고 하는 문제가 있었다. 이 가운데 스프링 백 현상의 주원인으로서는, 첫째 워어크가 그 길이 방향에 따라서 판두께 등의 재료특성치가 불균일되어 있는 것, 둘째 가동램의 양단부가 가압되므로 기계자체가 그 가압에 의하여 탄성변형되어 길이방향에따라 불균일한 가압력 분포로 된 것 등이 열거되는데, 이는 워크를 소성가공할 때 절곡되는 방향과 반대의 방향으로 발생하는 잔류응력(도 1 에 힘의 방향"A"로 표시)에 기인하여 궁극적으로 가공된 워크인 레일(R)에 스프링백현상(도 1 에 힘의 방향"B"로 표시)이 발생한다.

이와 같은 가운데 스프링백 현상을 방지하기 위하여, 다음에 표시하듯이 종래부터 가운데 열림 보정기구가 여러 가지로 제안되어 있다.

① 일본특허공개 소49-14753호

쐐기형상키이에 의하여, 굽힘각도가 느슨해지는 위치에 상당하는 윗금형 혹은 아랫금형을 미리 근접시킴으로써 굽힘가공시에 있어서의 가압력의 균일화를 도모하도록 한 발명이며,

② 일본실용공개 평6-54416호

램을 상하구동시키기 위한 구동장치를 3개이상 설치함과 아울러 램의 만곡량(灣曲量)을 검출하는 굽힘검출장치를 설치하고, 이 굽힘검출장치의 검출치를 피이드백하여 중앙부의 구동장치를 제어하도록 한 발명이고,

③ 일본특허공개 평3-53046호

이동에이프런을 승강시키기 위한 유압실린더를 그 이동에이프런의 양측부근에 설치함과 아울러, 에이프런의 굽힘보정용의유압실린더를 고정에이프런 혹은 이동에이프런의 대략 중앙부에 설치하고, 승강용 유압실린더의 압력과 피가공재의 길이등에 의거하여, 굽힘보정용의 유압실린더에 공급되는 압유를 제어하도록 한 발명이다.

그런데, 상기한 ①의 발명에 명시되어 있는 조정방법에서는, 특히 긴 재료의 경우 그 긴 재료의 길이방향에 따라 굽힘각도를 검사하는 것조차 쉬운 것은 아니고, 또 검사결과에 따라서 각 위치에서의 보정량을 산출하여도, 한번으로 보정이 완료되는것은 극히 드물고, 몇번 시험하여 굽힘→검사→조정을 반복하지 않으면 안된다고 하는 문제점이 있었다. 또, 굽힘길이 혹은 판두께가 변화할 때마다, 이와 같은 조정이 필요하게 되므로, 준비하는 시간이 장기화됨과 아울러 조정워어크가 쓸데없는 일이 됨 등에 의하여, 많은 비용이 든다고 하는 문제점도 있었다.

또, 상기한 ②의 발명에 명시되어 있는 조정방법에서는, 램의 굽힘부분만의 보정을 실시하고 있으므로, 실제로 워어크의 굽힘가공에 관여하고 있는 상하양쪽금형 사이의 거리를 정확하게 얻을 수 없고, 워어크의 판두께의 불균일에 대응할 수없다고하는 문제점이 있었다.

또한, 상기한 ③의 발명에 명시되어 있는 조정방법에서는, 굽힘에 필요로 하는 가압력과 에이프런(램)의 굽힘과의 관계가 비례관계에 있는 것을 전제로 하고, 연산에 의하여 얻어지는 제어신호에 의하여 보정용의 유압실린더로 공급되는 압유를 제어하도록 하고 있으므로, 또한 워어크의 판두께의 불균일에 정밀도 높게 가운데 열림의 보정을 실시할 수 없다고 하는 문제점이 있다.

상술한 바와 같이 길이가 긴 판상 워크를 "U"자 또는 "ㄷ"자 형 레일로 굽힘 가공을 하는 경우 발생되는 스프링백현상을 제거하는 수단을 제공하기 위한 것으로 아랫금형(다이) 또는 윗금형(펀치)에 가로방향으로 다수개의 슬릿을 형성시켜 워크가공시 절곡된 워크에 잔류하는 탄성응력을 완전소성응력화하여 워크의 열림현상을 제거함에 있어서 그 보정량을 조절하기 용이한 수단을 갖는 요곡 펀치 또는 요곡다이를 하는데 그 특징이 있다.

도 1 은 U"자 또는 "ㄷ"자 형 레일의 불완전한 상태로 가공된 것의 사시도

도 2 은 본 고안에 따른 형틀에 슬릿이 형성된 프레스 금형의 요곡펀치(100)를 사시도

****도면의 주요부호에 대한 설명****

100 : 요곡펀치 110 : 펀치바디

120 : 펀치홀더 130 : 스페이서

s : 슬릿 R : 레일

도 2 은 본 고안에 따른 형틀에 슬릿이 형성된 프레스 금형의 요곡펀치(100)를 사시도로 도시하고 있다.

본 고안에 따른 슬릿이 형성된 프레스 금형의 요곡펀치(100)는 도 2 에 도시된 바와 같이 슬릿이 형성된 펀치바디(110)와 펀치홀더(120)으로 구성된다.

상기 펀치바디(110)는 상부면에 다수개의 슬릿(s)이 형성되어 아래로 볼록한 휘게하는 탄성변형이 가능한 구조로 되어 있다. 상기와 같이 펀치등에 형성된 슬릿의 골은 단면으로 관찰 할 때 슬릿의 폭길이 보다 장경으로 라운딩되어야 하는데 그 이유는 펀치바디(110)가 슬릿에 의하여 아래로 볼록하게 탄성변형시 슬릿의 골에 응력이 집중되므로 응력이 집중되는 면적이 적으면 소성변형(영구변형)이 일어날 가능성이 높아지므로 응력이 집중되는 면적을 보다 넓게 하여 재료의 항복이 일어나지 않도록 하기 위함이다.

상기 펀치바디(110)는 펀치홀더(120)에 볼트(b)로 고정되는데 펀치바디(110)와 펀치홀더(120) 사이에는 다수개의 스페이서(130)를 삽입하여 조립고정한다.

이와 같은 구성으로 조립된 본 고안에 따른 요곡펀치(100)가 하부금형 즉 다이(도시생략)에 놓여있는 긴 판상 워크를 펀칭하여 "U"자 또는 "ㄷ"자 형 레일(R)로 굽힘 가공을 하게 되면 펀치바디(110)가 슬릿에 의하여 확보된 여유공간에 기인하여 길이방향으로 중앙이 아래로 볼록하게 휘어져(도 2 의 힘의 방향 "A"참조) 절곡가공을 하게 된다.

이와 같이 본 고안에 따른 요곡펀치(100)가 길이 방향으로 저면이 볼록하게 휘어져 워크를 오목하게 가공하여 레일(R)을 가공하게 되면 워크의 가로 방향으로 절곡되는 소성변형시 워크의 길이방향으로 재료의 사이즈 효과에 기인한 재료내에 잔류하는 탄성변형을 효과적으로 제거하므로 가공된 레일(R)에 스프링백현상이 일어나지 않는다.

그리고 워크를 오목하게 가공하는 정도는 요곡펀치에 형성되는 슬릿의 개수,위치, 슬릿의 크기등에 의존한다.

그런데 도 1 에 도시된 요곡펀치에 형성된 슬릿(s)은 또다른 실시예로서 프레스 금형의 다이에 형성시킬 수 있다.(도시 생략)

즉 다수개의 슬릿을 프레스 금형의 펀치(PUNCH) 또는 다이(DIE)에 형성시키어 워크(WORK)를 절곡 가공함에 있어서 워크에 잔류하는 응력을 제거하도록 한다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따른 슬릿이 형성된 요곡펀치 또는 요곡다이를 구비한 프레스 금형에 의하여 굽힘 가공을 하게 되면 재료의 사이즈 효과에 의해 발생하는 스프링백현상이 없는 매우 정교한 굽힘가공을 할 수 있어 그만큼 우수한 U"자 또는 "ㄷ"자 형 워크를 얻을 수 있는 것이다.

Claims (2)

1. "U"자 또는 "ㄷ"자 형 레일을 굽힘가공하는 프레스 금형에 있어서, 다이 또는 펀치의 조립고정되는 부분 측에 다수개의 슬릿을 형성시키어 워크를 절곡가공할 때 가공되는 워크쪽으로 중앙이 불룩하게 휘어지도록 한 슬릿이 형성된 요곡펀치 또는 요곡다이를 구비한 프레스 금형
2. 제 1 항에 있어서, 펀치 또는 다이에 형성된 슬릿의 골은 단면으로 관찰 할 때 슬릿의 폭 보다 더 긴 직경으로 라운딩된 프레스 금형