KR20090028468A

KR20090028468A - 절단시 작업편 및 공구를 윤활하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20090028468A
Application number: KR1020080090360A
Authority: KR
Inventors: 울리히 슐라터
Original assignee: 페인툴 인텔렉츄얼 프로퍼티 에이쥐
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2009-03-18
Also published as: CA2639454A1; JP2009066660A; EP2036630B1; MX2008011612A; CN101386047B; US20090103995A1; EP2036630A1; US8186196B2; CA2639454C; KR101488020B1; CN101386047A

Abstract

본 발명은 절단 및 성형, 특히 플랫 스트립으로부터 복잡한 부분의 기하학적 형태의 5㎜이상의 두께를 가지는 작업편의 정밀 블랭킹시 공구 및 작업편을 윤활하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명의 과제는 제공된 윤활 필름의 찢어짐 없이 성형 영역까지 활동면을 윤활하여 도구의 에지 수명이 연장됨과 동시에 고품질의 안정된 제어 공정으로 더 두꺼운 부품의 정밀 블랭킹이 재현되도록 절단 및 성형, 특히 작업편의 정밀 블랭킹시 공구 및 작업편의 윤활을 위한 장치 및 방법을 더욱 발전시키기 위한 것이다.

이러한 과제는 상기 공구가 폐쇄되는 경우, 축적된 윤활 오일로부터 일부가 절단 다이와 전단 펀치의 작용면의 작용 표면 구조에 축적되고 서로 작용면을 지나서 이동하는 협력에 의해 반 정지 윤활 오일 필름으로서 작용면 상에 균일하게 분포되고, 각각의 유효갭들을 통해 축적된 윤활 오일의 그 일부가 성형 영역 내의 전단 펀치와 작업편의 활동면에 제공되는 방식으로 해결된다.

정밀 블랭킹, 절단, 성형, 작업편, 윤활, 전단 펀치, 가압 패드

Description

절단시 작업편 및 공구를 윤활하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR LUBRICATING TOOL AND WORKPIECE AT CUTTING}

본 발명은 절단 및 성형, 특히 플랫 스트립으로부터 복잡한 기하학적 형태의 5㎜이상의 두께를 가지는 작업편의 정밀 블랭킹시 공구 및 작업편을 윤활하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

여기서, 상기 공구의 폐쇄시 충분한 두께의 윤활 오일 필름으로 표면이 젖은 플랫 스트립은 전단 펀치, 전단 펀치용 가압 패드, 가압 패드 상에 위치하는 V형 돌출부 및 이젝터로 이루어지는 상부와, 절단 다이, 이젝터 및 내부형 펀치로 이루어지는 하부의 사이에 고정된다.

그리고, 상기 가압 패드, 전단 펀치, 상부의 이젝터, 절단 다이, 하부의 이젝터 및 내부형 펀치에 의해 윤활 오일이 짜내어져 윤활 오일이 일시적으로 저장되는 윤활 구멍 릴리이프가 형성되는 가압 패드 및 이젝터들의 모따기면으로 강제로 들어가게 된다.

또한, 본 발명은 절단 및 성형, 특히 플랫 스트립으로부터 복잡한 기하학적 형태의 5㎜이상의 두께를 가지는 작업편의 정밀 블랭킹시 공구 및 작업편을 윤활하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 상기 공구의 폐쇄시 충분한 두께의 윤활 오 일 필름으로 표면이 젖은 플랫 스트립은 전단 펀치, 전단 펀치용 가압 패드, 가압 패드 상에 위치한 V형 돌출부 및 이젝터로 이루어지는 상부와, 절단 다이, 이젝터 및 내부형 펀치로 이루어지는 하부 사이에 고정되며, 전단 펀치 및 내부형 펀치뿐만 아니라 전단 펀치와 가압 패드, 절단 다이와 이젝터 사이의 유효갭(effective gap)에는 윤활 오일이 공급된다.

또한, 본 발명은 적어도 하나의 전단 펀치, 전단 펀치용 하나의 가압 패드, 가압 패드 상에 배치된 V형 돌출부, 하나의 이젝터, 하나의 절단 다이, 하나의 이젝터 및 하나의 내부형 펀치를 가지는 상부, 하부의 두 부분으로 이루어지는 공구로 절단 및 성형, 특히 플랫 스트립으로부터 복잡한 기하학적 형태의 5㎜이상의 두께를 가지는 작업편의 정밀 블랭킹시 공구 및 작업편을 윤활하게 하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 충분한 두께의 윤활 오일 필름으로 양측이 젖은 플랫 스트립은 가압 패드와 절단 다이 사이에서 고정되며, 상기 작업편 상측의 윤활 오일은 가압 패드와 이젝터에 형성된 모따기면들 내에 수집되고, 작업편 하측의 윤활 오일은 절단 다이와 윤활 구멍 릴리이프를 형성하는 이젝터에 형성된 모따기면들 내에 수집된다. 여기서, 전단 펀치, 가압 패드, 절단 다이, 이젝터, 전단 펀치 및 내부형 펀치 사이의 유효갭들(effective gaps)에는 윤활 오일이 공급된다.

또한, 본 발명은 적어도 하나의 전단 펀치, 전단 펀치용 하나의 가압 패드, 가압 패드 상에 배치된 V형 돌출부, 하나의 이젝터, 하나의 절단 다이, 하나의 이젝터 및 내부형 펀치를 가지는 상부, 하부의 두 부분으로 이루어지는 공구로 절단 및 성형, 특히 플랫 스트립으로부터 복잡한 부분의 기하학적 형태의 5㎜이상의 두 께를 가지는 작업편의 정밀 블랭킹시 공구 및 작업편을 윤활하게 하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 충분한 두께의 윤활 오일 필름으로 양측이 젖은 플랫 스트립은 가압 패드와 절단 다이 사이에 고정되고, 전단 펀치와 가압 패드, 절단 다이와 이젝터 및 전단 펀치와 내부형 펀치 사이의 유효갭들에는 윤활 오일이 공급된다.

정밀 블랭킹은 고 마모로 인하여 윤활 오일 없이는 실시할 수 없다는 것이 공지되었다. 윤활 오일이 없는 정밀 블랭킹 특히, 더 두꺼운 부품들의 경우 몇 개의 공정 이후에 이미 전단 펀치 및 작업편의 재료 사이가 결합된다. 게다가 얇은 부품의 경우 공구를 빠르게 무디게 한다.

“Umformen und Feinschneiden -Handbuch FUR Verfahren, Stahlwerkstoffe, Teilegestaltung”(R.A.Schmidt, Carl-hanser-verlag 2007, Munivh Vienna, p.241-23)로부터 공지된 바와 같이 정밀 블랭킹 공구 내의 전단 펀치, 절단 다이, V형 돌출부, 내부형 펀치의 마모 응력(wear stress)은 심각한 정도에 이르고, 특히 10㎜이상 두께의 작업편의 경우 펀치와 작업편 사이의 냉간 결합(cold bonding)이 심하게 증대한다.

마모와 냉간 결합에 대항하기 위하여 종래 기술은 상부 및 하부측상에 충분한 두께의 오일 필름을 가지는 스트립 또는 작업편을 제공하는 것을 제안한다. 윤활된 스트립은 열려진 공구 내로 투입되어 공구가 폐쇄될 때 공구의 상부와 하부 사이에서 고정된다. 상기 스트립의 상면, 하면의 윤활 오일은 한편으로는, 가압 패 드, 전단 펀치 및 이젝터에 의해 짜내어지고 다른 한편으로는, 절단 다이, 이젝터 및 내부형 펀치에 의해 짜내어지며, 가압 패드 및 이젝터에서의 모따기면들에 의해 형성된 스트립의 상부측과 이젝터에서의 모따기면에 의해 형성된 하부측의 윤활 구멍 릴리이프로 강제로 들어가게 된다.

이러한 모든 수단들에도 불구하고 성형 영역으로 충분한 양의 윤활 오일을 공급해야 하는 문제가 있으며, 그 결과 복잡한 기하학적 형태를 가지는 10㎜ 이상보다 두꺼운 부품의 정밀 블랭킹은 지금까지 성공할 수 없었다.

DE 1 752 239로부터 다공성 경질 금속의 다이 플레이트를 적용하는 것이 또한 공지되었다. 윤활재는 다이 플레이트의 구멍(pores)에 침적된다. 이것은 절단 하는 동안 파손되지 않는 윤활 필름에 도움이 될 것이다. 이러한 공지의 해결법은 윤활유가 성형 영역에 이르는 것을 확보할 수 없다.

이러한 과제는 청구항들 1 및 5의 특징적인 요소를 가지는 상술한 바와 같은 방법과, 청구항들 12 및 13의 특징적인 요소를 가지는 장치에 의해 해결된다.

방법 및 공구의 유리한 관점들은 종속항들로부터 습득될 수 있다.

본 발명을 따른 해결법은 상기 공구가 폐쇄되는 경우, 축적된 윤활 오일로부터 제1 일부가 절단 다이와 전단 펀치의 작용면의 미소 표면 구조에 축적되고 서로 작용면을 지나서 이동하는 협력에 의해 반정지(quasi-stationary) 윤활 오일 필름으로서 작용면 상에 균일하게 분포되고, 각각의 유효갭들을 통해 축적된 윤활 오일의 제2 일부가 성형 영역 내의 전단 펀치와 작업편의 활동면에 제공되는 것을 특징으로 한다.

상기 공구가 폐쇄된 경우, 전단 펀치 또는 내부형 펀치 및 작업편의 활동면의 윤활은 상기 전단 펀치 내에서 신장하는 도관을 통해 제어 가능한 압력을 받는 오일의 추가분이 영구적으로 유효갭에 제공되는 것에 의해 더욱 증대될 수 있고, 상기 이젝터와 상기 내부형 펀치의 일부가 전단 펀치와 절단 다이의 작용면의 미소 표면 구조 내에 축적되고, 서로 작용면을 지나서 이동하는 협력에 의해 반정지(quasi-stationary) 윤활 오일 필름으로서 상기 전단 펀치와 가압 패드, 상기 이젝터와 상기 절단 다이와 상기 이젝터와, 상기 내부형 펀치의 작용면들 상에 균일하게 분포되고, 상기 각각의 유효갭을 통해 윤활 오일의 제2 일부가 상기 성형 영역 내의 전단 펀치와 작업편의 활동면에 제공된다.

작업편의 두께에 따라 정밀 블랭크될 부품의 기하학적 형태 및 재료가 선택되고, 가압 패드와 이젝터에서의 모따기면들의 치수 특정 또는 크기가 선택되거나 윤활 오일을 제공하는 압력이 선택되고, 그 결과 윤활 오일의 충분한 양이 윤활 구멍 릴리이프 또는 토출구로 공급된다. 그것은 즉, 작업편 두께가 증가함에 따라 윤 활 오일 양이 증가해야만 하고 모따기면들 또는 오일 압력이 각각 더욱 큰 값으로 선택되야만 하는 것을 의미한다.

윤활 구멍 릴리이프로부터 성형 영역으로 제공된 오일 양은 미소 표면 구조내에 축적될 수 있는 오일 양에 의해 결정되고, 그것은 작용면들의 미소 표면 구조의 기하학적 형태, 모양 및 깊이에 따른다. 성형 영역으로 충분한 윤활유가 주입하기 위해서 미소 표면 구조의 오일 수용 체적은 각각 작업편의 두께, 재료 및 기하학적 형태에 따라 조정된다.

절단 다이 및 이젝터 뿐만 아니라 전단 펀치와 내부형 펀치의 작용면들의 미소 표면 구조는 마무리가 필요 없는 정밀 레이저 빔 가공 또는 그리인딩 또는 밀링에 의해 ㎛범위로 생성된 인덴테이션(indentation) 및/또는 피트 및/또는 관통홀(bore hole)로 이루어진다. 이러한 인덴테이션 및/또는 피트 및/또는 관통홀에는 서로 지나는 작용면들과 마찰 지점에서 야기된 고온의 영향 때문에 그 속에 머무는 윤활 오일로 채워지고, 그 결과 윤활 필름이 발달될 수 있다.

작용면들 즉, 절단 다이와 이젝터의 안내면들뿐만 아니라 전단 펀치와 내부형 펀치의 표면 영역들은 거의 동일한 기하학적 형태, 모양 깊이의 인덴테이션 및/또는 피트 및/또는 관통홀을 가지고, 그 결과 인덴테이션 및/또는 피트 및/또는 관통홀에 축적된 오일은 절단되는 동안 제거되지 않고 확보될 수 있다. 위에 제공된 정밀 블랭킹 오일 양은 성형 영역으로 이송된다.

이러한 성형 영역으로부터 생기는 것에는 첨가제와 함께 정밀 블랭킹 오일이 충분한 양으로 제공되고, 그 결과 전단 펀치와 작업편 사이의 활동면이 냉간 결합 되는 경향이 상당히 줄어들고, 정밀 블랭킹 공구의 마모가 상당히 줄어들 수 있어 공구의 에지 수명을 상당히 연장하는 이점이 있다.

상기 인덴테이션 및/또는 피트 및/또는 관통홀은 상기 인덴테이션 및/또는 피트 및/또는 관통홀의 수평열로 서로 위 또는 아래로 형성되는 규칙적인 형태로 배치되고, 상기 인덴테이션 및/또는 피트 및/또는 관통홀은 서로 이격되게 배치되고, 그 결과 인덴테이션 및/또는 피트 및/또는 관통홀을 가지는 작용면들이 매우 빽빽하고 규칙적으로 커버된다. 이것은 윤활유가 전단 펀치와 내부형 펀치, 절단 다이와 이젝터의 작용면 상에 균일한 반 정지 윤활 오일 필름을 형성하는 이점이 있고, 그것은 게다가 공구의 활동 요소의 마모의 감소를 가져온다.

본 발명은 5㎜ 이상의 스틸 또는 알루미늄 스트립 또는 작업편에 정밀 블랭킹을 경제적으로 적용하는 것을 가능하게 하고, 부품의 생산에서 정확한 재현성 및 높은 공정 안정성에 이르는 것을 가능하게 한다.

다음에서 두 실시 예에 관해서 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 폐쇄된 종래 기술에 따른 정밀 블랭킹 공구의 기본 구조를 나타낸다. 정밀 블랭킹 공구는 상부(1)와 하부(2)를 가진다. 정밀 블랭킹 공구의 상부(1)는 V형 돌출부(3)를 가지는 가압 패드(4), 가압 패드(4)에서 가이드된 전단 펀치(5) 및 이젝터(6)를 포함한다. 하부(2)는 절단 다이(7), 내부형 또는 홀 펀치(8) 및 이젝터(9)로 이루어진다. 12㎜ 두께의 합금 스텐레스 강으로 이루어지고 본 발명의 방 법에 따라 예를 들면, 연결 플랜지와 같은 정밀 블랭크된 부품(11)이 제조될 스트립(10)은 종래 기술의 공구에 나타낸 바와 같이 가압 패드(4) 와 절단 다이(7) 사이에서 고정되고, V형 돌출부(3)은 이미 스트립(10)을 관통하였고, V형 돌출부(3)의 작용력 때문에 재료는 절단하는 동안 계속하여 움직이는 것이 방지된다. 절단 다이(7) 와 내부형 폴(fall, 12)은 정밀 블랭킹 부품 재료 두께의 대략 반을 절단했다.

전단 펀치(5), V형 돌출부(3), 절단 다이(7) 및 내부형 펀치(8)의 마모 스트레스는 상당히 높고, 그 결과 윤활 오일을 가지는 마찰 지점들의 충분한 윤활유가 정밀 블랭킹을 수행하기 위해 필요하다.

도 2는 공구의 개방 상태에서 정밀 블랭킹 공구의 윤활을 확보하기 위한 종래 기술로부터 알려진 것을 개략적으로 나타낸다.

정밀 블랭킹 공구내의 윤활에 대한 기본적인 필수조건은 공구가 개방되는 경우, 윤활 오일(13)과 함께 유입되는 스트립의 균일한 코팅이다. 스트립의 오일 코팅의 실재(existence) 또는 균일한 코팅을 확보하기 위하여 유입되는 스트립에서 코팅 두께와 오일을 체크하는 것이 유용하다. 매우 끈기있는 윤활 오일(13)은 예를 들면, 정밀 블랭킹 공구내의 마찰 지점에서 일어나는 고압, 고온의 습윤재(wetting agents)와 첨가제(additives)를 포함하고, 냉간 결합으로의 경향에 반하여 작용하는 활동면들을 갖는 부동태화층(passivated layer,不動態化層)들을 형성한다.

공구가 폐쇄되는 경우 상부 및 하부측 상의 윤활 오일(13)로 코팅된 스트립(10)은 가압 패드(4) 및 절단 다이(7)사이에 고정된다. 가압 패드(4), 전단 펀 치(5) 및 이젝터(6)는 스프립(10)과 절단 다이(7)의 상부측을 가압하고, 이젝터(9), 내부형 펀치(8)는 스트립의 하부측을 가압하고, 그것에 의해 윤활 오일(13)이 표면들로부터 상부(1)의 가압 패드(4)와 이젝터(6)의 모따기면들(15)과 정밀 블랭킹 도구의 하부(2)의 이젝터(9)의 모따기면(16)에 의해 형성되는 윤활 구멍 릴리이프(14)측으로 가압된다. 스트립(10)의 표면으로부터 짜내어진 윤활 오일(13)은 윤활 구멍 릴리이프(14) 내에 모이고, 전단 펀치(5) 및 이젝터(6) 뿐만 아니라 전단 펀치(5) 및 가압 패드(4) 사이의 유효갭들(W)을 따라 스트립(10)의 상부측으로부터 작업편쪽으로 관통하여 보여질 수 있고, 따라서 전단 펀치(5)가 절단 방향 즉 전단 펀치(5)의 볼록면과 가압 패드(4)의 안내면을 따라 이동할 경우 작용면들(17, 18)은 윤활된다. 스트립의 하부측으로부터 공구의 윤활은 이젝터(9)에 배치된 윤활 구멍 릴리이프(14)내 축적된 오일에 의해 실현된다. 이젝터(9)가 이동하는 경우, 윤활 오일은 절단 방향으로 이동되고, 절단 다이(7)와 이젝터(9) 사이에 형성된 유효갭(W)을 통해 작용면들(19, 20), 즉, 한편으로는 이젝터(9)의 볼록면과 절단 다이(7)의 안내면과 다른 한편으로는 이젝터(9)의 내부 볼록면과, 내부형 펀치(8)의 볼록면에 도달한다.

정밀 블랭킹에서 전단 펀치(5)와 정밀 블랭킹부(11) 사이의 냉간 결합으로의 경향이 재료의 두께가 증가함에 따라 증가한다는 것은 잘 알려져 있다. 일반적으로 10㎜ 이상 두께의 작업편에서 정밀 블랭킹은 터무니없는 마감 비용 때문에 더 이상 안정된 공정이 아니고 점점 비경제적으로 된다. 이러한 불리한 조건의 이유는 주위의 사정에서 발견되고, 높은 압력 때문에 윤활 오일은 유효갭들로부터 짜내어지고, 이에 의해 이와 같은 모든 공지의 윤활 수단에도 불구하고 윤활 오일 흐름의 파괴는 부품의 두께가 증가되는 경우 방지될 수 없다.

실시 예 1

본 발명의 실시 예 1을 따른 장치는 일반적으로 도 1에 설명된 장치의 구조와 가깝게 상응한다. 도 3은 본 발명을 따른 전단 펀치(5)와 절단 다이(7)에서의 작용면들(17,18)의 미소 표면 구조(micro-surface structure, 21)를 나타낸다. 전단 펀치(5)의 볼록면(M1)과 절단 다이(7)의 볼록면(M2)은 연마되고, 예를 들면 티타늄 카보나이트라이드(titanium carbonitride)로 코팅된다. 레이저 빔 장치 또는 그라인딩(grinding), 밀링(milling) 등과 같은 다른 적당한 가공 동작에 의해 제조된 다수의 인덴테이션(22)은 볼록면들(M1,M2)을 포함한다.

인덴테이션(22)의 평균 깊이는 대략 0.03 내지 0.05㎜이다. 인덴테이션(22)은 서로 일정 거리를 두고 절단 방향(SR)에 대하여 수직 배열된 수평열로 신장하고 작용면들(17,18)은 이러한 인덴테이션(22)으로 일정하게 커버된다.

이러한 인덴테이션(22)은 다른 기하학적 형태와 모양을 가질 수 있다. 예를 들면 긴 그루브(longish groove), 피트(pits), 슬롯(slots) 또는 완전한 원형의 그루브, 또는 균일한 홀들이 작용면들 내에 배치될 수 있다. 이것이 오직 확보되는 범위내에서 서로의 아래 또는 위에 배치된 인덴테이션(22) 열들은 서로 연결되지 않고, 절단 방향으로 신장한다. 다양한 인덴테이션(22)의 예들이 도 4에 도시된다.

본 발명을 따른 방법의 순서가 도 5a 내지 도 5c에 도시된다. 도 5a에서, 스트립(10)은 가압 패드(4)와 절단 다이(7)사이에 고정된다. 스트립(10)의 상부측으 로부터 짜내어진 윤활 오일(13)은 가압 패드(4)와 이젝터(9)에의 윤활 구멍 릴리이프(14)를 채운다. 전단 펀치(5)와 가압 패드(4)의 작용면(17,18)에 형성된 인덴테이션들(22)에는 윤활 구멍 릴리이프(14)로부터의 윤활 오일(13)이 아직 채워지지 않는다.

전단 펀치(5)가 절단 방향(SR)으로 이동하자마자 인덴테이션(22)은 윤활 구멍 릴리이프(14)를 통과하고, 절단 방향으로 하강하는 동안 전단 펀치(5)의 볼록면의 미소 표면 구조의 모양과 기하학적 형태 때문에 작업편의 상부측의 윤활 구멍 릴리이프로부터 각 윤활 오일 양이 제거된다.

인덴테이션은 윤활 구멍 릴리이프(14)내에 축적된 윤활 오일(13)로 채워지고, 그것은 관련된 인덴테이션(22)에 대하여 완전히 검게하여 도 5b에 표시된다. 표면 구조 내에 축적되고 제거된 오일 양은 서로에 의해 통과하는 작용면 상에서 균일하게 분배되어 이동되고, 그것에 의해 반 정지(quasi-stationary)의 윤활 오일 필름이 작용면들(17,18) 상에 생성된다.

전단 펀치(5)의 전진 이동과 동시에 이젝터(9)가 절단 방향(SR)으로 이동한다. 그것을 따라 윤활 구멍 릴리이프(14)가 스트립(10)의 하측으로부터 윤활 오일로 채워지는 절단 다이(7)의 작용면(20) 내의 인덴테이션들(22)은 이젝터(9)를 지나서 윤활 오일이 채워진다. 작용면들(19, 20) 옆을 통과할 경우, 표면 구조 내에 축적된 윤활 오일 양은 반 정지 윤활 오일필름과 같이 작용면들 상에서 균일하게 또한 분포된다.

한편으로는 가압 패드(4)와 전단 펀치(5)의 사이와 또 다른 한편으로 절단 다이(7)와 이젝터(9) 사이의 유효갭들(W)은 전적으로 윤활 오일로 채워지고, 그 결과, 윤활 구멍 릴리이프(14)로부터 그 윤활 오일(13)은 성형 영역의 활동표면에 도달할 수 있다.

완전히 스트립(10)을 절단한 후, 전단 펀치(5)와 이젝터(9)는 절단 방향(SR)의 반대로 이동한다. 이젝터의 작용면(20)은 절단 다이(7)의 작용면(19)의 인덴테이션(22)에 채워진 오일을 통과하고, 그렇게 함으로써 각각 윤활된다(도 5c 참조).각 작용면들(17, 18 또는 19, 20) 내의 인덴테이션(22)은 주로 전단 펀치(5) 또는 가압 패드(4) 또는 절단 다이(7) 또는 이젝터(9)의 각각의 볼록면에 의해 절단 방향 및 반대 방향으로 둘 다 주로 커버된 채 머물고, 그 결과 미소 표면 구조의 인덴테이션(22)에서 축적된 오일은 전단 펀치(5)와 이젝터(9)의 반 정지의 이동에도 불구하고 인덴테이션들(22) 내에 머문다.

작용면들(17 또는 18 및 19 또는 20) 상의 인덴테이션(22)의 기하학적 정규 분포는 작용면들의 윤활 지속성의 효과를 증대시킨다. 윤활 지점에서 일어나는 고온이 염소(chlorine), 인산염(phosphates), 또는 썰포네이트(sulfonates) 같은 첨가제의 변환으로 부동태화층의 창조를 증진시키는 윤활효과는 더욱 증대되고, 그것은 최후의 경우에, 특히 10㎜이상의 두께를 가지는 작업편의 경우에 냉간 결합으로 되는 경향을 감소시킨다.

치수 특정 즉, 가압 패드(4) 및 이젝터(9)에서의 모따기면들(15 또는 16)의 사이즈를 계산하여 윤활 구멍 릴리이프(14)의 용적(capacity)이 각각 변경될 수 있다. 작업편의 두께가 더 클수록 윤활 지점들로 제공되는 더 많은 윤활 오일 양을 필요로 하고, 그 결과 더 큰 모따기면 (15 또는 16)을 선택하여 윤활 구멍 릴리이프(14) 내에 축적된 윤활 오일 양 또한 증대시킬 수 있다.

성형 영역으로 운송되는 윤활 오일 양은 미소 표면 구조의 모양(shape), 기하학적 형태(geometry) 및 깊이에 의해 결정될 수 있고, 그 결과 작업편이 더 두꺼울수록 안정된 공정으로 정밀 블랭크 될 수 있다.

본 발명을 따른 윤활을 위해 필요한 오일 양을 제공하기 위해 코팅의 두께 또는 오일에 의한 스트립상의 윤활 오일 양을 제어하고 스트립이 정밀 블랭킹 공구 내로 들어오기 전에 코팅 두께를 체크하는 것이 적절함이 판명되었다. 이것은 작업편의 두께, 재료 및 기하학적 형태에 의해 좌우되는 작업편 상의 윤활 오일 필름의 두께를 조정하는 것을 용이하게 한다.

실시 예 2

도 6 내지 도 8은 도 1에서 설명된 공구의 구조와 기본 구조적으로 공통점이 있는 본 발명을 따른 장치의 추가 변형 예를 나타낸다. 가압 패드(4)와 이젝터(9)에서의 윤활 구멍 릴리이프(14)에 더하여, 이젝터(9)와 이젝터(6)는 각각 가압 패드(4)와 전단 펀치(5), 전단 펀치(5)와 이젝터(6), 절단 다이(7)와 이젝터(9) 사이의 유효 갭들을 통해 각각의 미소 표면 구조로 추가 오일(13)을 제공하는 도관(23)을 가진다. 도관(23)은 윤활 오일(13)을 가압하여 공급하기 위한 압력 펌프에 연결되는 도시되지 않은 이송 파이프에 연결된다. 가압 패드(4), 이젝터(9 및 6) 내에서 절단 방향(SR)으로 초과하는 도관(23)은 상기 유효갭으로 확대되는 개구(25)와 함께 절단 방향에 수직으로 초과하는 부분(24)을 지나고, 도관(23)을 통해 유효 갭으로 지속적인 압력을 받는 윤활 오일(13)이 제공될 수 있다.

도 9a 내지 9c와 10a 내지 10c에서는 윤활 오일 전달의 세부 묘사를 나타낸다. 도관(23)의 개구(25)가 전단 펀치(5)의 볼록면내의 펀치의 절단 에지 근처의 인덴테이션(22)과 만나는 것이 명백하고, 그 결과 감압된 윤활 오일(13)은 전적으로 인덴테이션(22)을 채울 수 있다. 전단 펀치(5)가 절단 방향(SR)으로 이동하는 경우, 가로상태의 상기 인덴테이션(22) 위는 필수적으로 도관(23)의 개구(25)를 통과하며 또한 윤활 오일(13)로 채워진다. 가압 패드(4)와 전단 펀치(5) 사이의 유효 갭(W)은 전단 펀치(5)가 이동하는 경우 가압 패드(4)와 전단 펀치(5) 사이의 작용면상에 균일하게 분포된 윤활 오일(13)로 균일하게 채워진다.

이젝터(9)내의 도관(23)의 개구(25)를 통해 압력을 받는 윤활 오일(13)은 절단 다이(7)의 인덴테이션(22) 내로 들어간다. 절단 다이(7)와 이젝터(9) 사이의 유효갭(W)은 이젝터(9)가 이동하는 경우 작용면들(19 및 20) 상으로 균일하게 분포되는 윤활 오일로 채워진다. 유효갭(W)을 통해 윤활 오일(13)은 성형 영역, 즉 전단 펀치가 작업편을 절단하는 위치 내의 활동면에 도달한다.

도 1은 종래 기술을 따른 정밀 블랭킹 공구의 기본 구조에 대한 개략도이다.

도 2는 종래 기술을 따른 정밀 블랭킹 공구의 윤활에 대한 개략도이다.

도 3은 본 발명을 따른 장치의 작용면 상의 미소 표면 구조에 대한 사시도이다.

도 4a, 4b 및 4c는 미소 표면 구조의 다른 변형들이다.

도 5a 내지 5c는 본 발명을 따른 유효갭으로 본 발명을 따른 방법을 실행하는 것을 나타내는 개략도이다.

도 6은 본 발명을 따른 윤활 오일의 추가 이송되는 추가 장치의 횡단면도이다.

도 7은 본 발명을 따른 장치의 상부의 확대도이다.

도 8은 본 발명을 따른 장치의 하부의 확대도이다.

도 9a, 9b 및 9c는 도 7의 A, B, C에 대한 상세도이다.

도 10a, 10b 및 10c는 도 8의 D, E 및 F에 대한 상세도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 정밀 블랭킹 공구의 상부

2 : 정밀 블랭킹 공구의 하부

3 : V형 돌기

4 : 가압 패드

5 : 전단 펀치

6 : 이젝터

7 : 절단 다이(다이 플레이트)

8 : 내부형 또는 홀 펀치

9 : 이젝터

10 : 스트립

11 : 정밀 블랭킹부

12: 내부형 폴(fall)

13 : 윤활 오일

14 : 윤활 구멍 릴리이프

15,16 : 모따기면들

17,18 : 4 및 5의 작용면들

19,20 : 6 및 7의 작용면들

21 : 미소 표면 구조

22 : 인덴테이션

23 : 도관

24 : 23의 부분

25 : 23의 개구

M1 : 5의 볼록면

M2 : 7의 볼록면

SR : 절단 방향

W : 유효갭

Claims

플랫 스트립으로부터 5mm이상의 두께를 가지는 작업편의 정밀-블랭킹 작업에서, 폐쇄시 충분한 두께의 윤활 오일 필름으로 표면이 젖은 플랫 스트립은 전단 펀치, 전단 펀치를 위한 가압 패드, 가압 패드 상에 위치하는 V형 돌출부 및 이젝터로 이루어지는 상부와 절단 다이, 이젝터 및 내부형 펀치로 이루어지는 하부의 사이에 고정되고, 가압 패드, 전단 펀치, 이젝터, 절단 다이, 이젝터 및 내부형 펀치에 의해 윤활 오일이 짜내어져 그 내부에 오일이 일시적으로 저장되는 윤활 구멍 릴리이프를 형성하는 가압 패드 및 이젝터들의 모따기면으로 강제로 들어가게 되는 작업편 및 공구를 윤활하기 위한 방법에 있어서,

상기 공구가 폐쇄되는 경우, 축적된 윤활 오일로부터 일부가 절단 다이와 전단 펀치와 절단 다이의 작용면의 미소 표면 구조에 축적되고, 작용면을 서로 지나서 이동하는 협력에 의해 반정지(quasi-stationary) 윤활 오일 필름으로서 작용면 상에 균일하게 분포되고, 각각의 유효갭들을 통해 축적된 윤활 오일의 그 일부가 성형 영역내의 전단 펀치와 작업편의 활동면에 제공되는 것을 특징으로 하는 절단시 작업편 및 공구를 윤활하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 작업편의 두께와 기하학적 형태에 따라 가압 다이와 이젝터에서의 모따기면들을 특정의 치수로 만들어 상기 윤활 구멍 릴리이프에 축적된 상 기 윤활 오일의 일부가 윤활 상태로 조정되는 것을 특징으로 하는 작업시 공구와 작업편을 윤활하는 방법.
제1항에 있어서, 오일과 층두께 제어에 의해 작업편 상의 윤활 오일 필름의 층두께가, 작업편의 두께, 작업편의 재료 및 작업편의 기하학적 형태에 따라 조정되는 것을 특징으로 하는 작업시 공구와 작업편을 윤활하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 성형 영역에 공급된 상기 윤활 오일의 상기 일부는 상기 미소 표면 구조의 모양, 기하학적 형태 및 깊이에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 작업시 공구와 작업편을 윤활하는 방법.
플랫 스트립으로부터 5mm이상의 두께를 가지는 작업편의 정밀-블랭킹 작업에서, 폐쇄시 충분한 두께의 윤활 오일 필름으로 표면이 젖은 플랫 스트립은 전단 펀치, 전단 펀치를 위한 가압 패드, 가압 패드 상에 위치하는 V형 돌출부 및 이젝터로 이루어지는 상부와 절단 다이, 이젝터 및 내부형 펀치로 이루어지는 하부의 사이에 고정되고, 전단 펀치와 내부형 펀치뿐만 아니라 전단 펀치와 가압 패드, 절단 다이와 이젝터 사이의 유효갭들에 윤활 오일이 공급되는 작업시 공구와 작업편 을 윤활하는 방법에 있어서,

상기 공구가 폐쇄된 경우, 상기 전단 펀치, 상기 이젝터, 내부형 펀치내에서 연장되는 도관을 통해 제어 가능한 압력을 받는 정밀 블랭킹 오일의 추가분이 유효갭에 제공되고, 그것의 일부는 전단 펀치와 절단 다이의 작용면의 미소 표면 구조 내에 축적되고, 서로 작용면을 지나서 이동하는 협력에 의해 반정지(quasi-stationary) 윤활 오일 필름으로서 전단 펀치와 가압 패드, 상기 이젝터와 상기 절단 다이, 상기 이젝터와 상기 내부형 펀치의 작용면들 상에 균일하게 분포되고, 상기 각각의 유효갭을 통해 윤활 오일의 일부가 상기 성형 영역내의 전단 펀치와 작업편의 활동면에 제공되는 것을 특징으로 하는 작업시 공구와 작업편을 윤활하는 방법.
제5항에 있어서, 상기 추가로 제공된 윤활 오일의 추가분은 펌프에 의해 생성된 압력에 의해 작업편의 두께에 따라 제어되는 것을 특징으로 하는 작업시 공구와 작업편을 윤활하는 방법.
제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 절단 다이 뿐만 아니라 상기 전단 펀치와 상기 내부형 펀치의 작용면들의 미소 표면 구조는 레이저 빔, 그라인딩(griinding) 또는 밀링(milling) 가공에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 작업시 공구와 작업 편을 윤활하는 방법.
제7항에 있어서, 상기 절단 다이의 안내면뿐만 아니라 상기 전단 펀치 및 상기 내부형 펀치들의 볼록면은 작용면으로서 사용되는 것을 특징으로 하는 작업시 공구와 적업편을 윤활하는 방법.
제1항에 있어서,

a) 상기 전단 펀치가 절단 방향으로 하강하는 동안 상기 전단 펀치의 상기 볼록면의 표면 구조의 기하학적 형태 및 형상으로 인해 상기 작업편의 상부측 상의 상기 윤활 구멍 릴리이프로부터 윤활 오일의 일부가 전단 및 제거되는 단계,

b) 상기 단계 a)에 따라 상기 전단 펀치의 상기 볼록면의 상기 미소 표면 구조로부터 전단된 오일의 일부를 전달하고, 상기 전달된 일부 오일을 반정지 오일 필름으로서 절단 또는 성형 영역까지 분포시키는 단계,

c) 상기 이젝터의 볼록면의 표면구조로 인해 상기 작업편의 하부측상의 상기 윤활 구멍 릴리이프로부터 윤활 오일의 일부를 전단 및 제거하는 단계, 및

d) 상기 이젝터의 볼록면이 상기 절단 방향의 반대로 상기 절단 다이의 안내면을 통과할 때, 상기 전단된 윤활 오일의 일부를 이젝터의 볼록면의 표면구조로부터 전달하고, 상기 전달된 오일의 일부를 상기 절단 다이의 안내면의 표면 구조 상에 분포시키는 단계

가 연속적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 작업시 공구와 작업편을 윤활하는 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스트립은 스틸(steel) 또는 알루미늄(aluminum)으로 제조된 스트립이 사용되는 것을 특징으로 하는 작업시 공구와 작업편을 윤활하는 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 윤활 오일은 인산염(phosphates)과 썰포네이트(sulfonate) 또는 염소(chlorine) 고 점성 윤활 오일의 혼합물이 사용되는 것을 특징으로 하는 작업시 공구와 작업편을 윤활하는 방법.
청구항 1에 따르는 스트립으로부터 5㎜이상의 두께를 가지는 작업편의 정밀 블랭킹시 공구와 작업편을 윤활하기 위한 장치로서, 하나의 공구는 적어도 하나의 전단 펀치(5), 전단 펀치(5)를 위한 하나의 가압 패드(4), 상기 가압 패드(4) 상에 배치된 V형 돌출부(3), 하나의 이젝터(6), 하나의 절단 다이(7), 하나의 이젝터(9) 및 하나의 내부형 펀치(8)를 가지는 두 부분으로 이루어지며, 충분한 두께의 윤활 오일 필름으로 양면이 젖은 플랫 스트립은 가압 패드(4)와 절단 다이(7) 사이에 고정되고, 상기 작업편의 상,하부측상의 상기 윤활 오일이 윤활 구멍 릴리이프(14)를 형성하는 상기 가압 패드(4)와 상기 이젝터(6), 및 상기 절단 다이(7)와 이젝터(9)에 배치된 모따기면들(15,16) 내로 모이고, 상기 전단 펀치와 상기 가압 패드, 상기 절단 다이와 상기 이젝터, 및 상기 전단 펀치와 상기 내부형 펀치 사이의 유효갭들(W)은 상기 윤활 오일을 공급하도록 제공되는 작업시 공구 및 작업편을 윤활하는 장치에 있어서,

적어도 상기 전단 펀치(5)와 상기 절단 다이(7)는 그들의 작용면들(17,18 또는 19,20) 상에서 상기 유효갭(W)들을 통해 상기 성형 영역까지 반정지층 두께로 상기 윤활 오일을 고르게 분포시키고 수용하도록 절단 방향(SR)과 수직되게 작용면 전체에 고르게 분포되고 정렬된 미소 표면 구조(21)를 가지는 것을 특징으로 하는 작업시 공구 및 작업편을 윤활하는 장치.
청구항 2에 따르는 스트립으로부터 5㎜이상의 두께를 가지는 작업편의 정밀 블랭킹시 공구와 작업편을 윤활하기 위한 장치로서, 하나의 공구는 적어도 하나의 전단 펀치(5), 전단 펀치(5)를 위한 하나의 가압 패드(4), 상기 가압 패드(4) 상에 배치된 V형 돌출부(3), 하나의 이젝터(6), 하나의 절단 다이(7), 하나의 이젝터(9) 및 하나의 내부형 펀치(8)를 가지는 두 부분으로 이루어지며, 충분한 두께의 윤활 오일 필름으로 양면이 젖은 플랫 스트립은 가압 패드(4)와 절단 다이(7) 사이에 고 정되고, 상기 전단 펀치와 상기 가압 패드, 상기 절단 다이와 상기 이젝터 및 상기 전단 펀치와 상기 내부형 펀치 사이의 유효갭들(W)은 윤활 오일을 공급하도록 마련되는 작업시 공구 및 작업편을 윤활하는 장치에 있어서,

상기 가압 패드(4), 상기 이젝터(9), 상기 이젝터(6) 내에는 상기 유효갭들(W)로 상기 윤활 오일의 추가 제어 공급을 위하여 토출 개구(25)를 가지는 도관(23)이 배치되고, 적어도 상기 전단 펀치(5)와 상기 절단 다이(7)는 그들의 작용면들(17,18) 상에 상기 유효갭(W)들을 통해 상기 성형 영역까지 반정지층 두께로 상기 윤활 오일을 고르게 분포시키고 수용하도록 절단 방향(SR)과 수직되게 작용면 전체에 고르게 분포되고 정렬된 미소 표면 구조(21)를 가지는 것을 특징으로 하는 작업시 공구 및 작업편을 윤활하는 장치.
제12항 또는 제 13항에 있어서, 상기 이젝터(9)는 그 작용면(19, 20) 상에서 미소 표면 구조(21)를 가지는 것을 특징으로 하는 작업시 공구 및 작업편을 윤활하는 장치.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전단 펀치(5) 및 상기 이젝터(9)의 볼록면은 작용면(17,18)으로서 제공되는 것을 특징으로 하는 작업시 공구 및 작업편을 윤활하는 장치.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 가압 패드(4)와 상기 절단 다이(7)의 안내면은 작용면들(19,20)로서 제공되는 것을 특징으로 하는 작업시 공구 및 작업편을 윤활하는 장치.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 전단 펀치, 상기 이젝터, 상기 가압 패드 및 상기 절단 다이의 작용면들은 연마 및/또는 코팅되는 것을 특징으로 하는 작업시 공구 및 작업편을 윤활하는 장치.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 미소 표면 구조(21)는 서로 연결되지 않는 그루브형 인덴테이션(22) 및/또는 긴 피트(longish pits) 및/또는 관통홀(bore holes)들로 형성되고, 그것은 적어도 작용면들의 일부를 커버하는 것을 특징으로 하는 작업시 공구 및 작업편을 윤활하는 장치.
제18항에 있어서, 상기 인덴테이션 및/또는 피트/ 및/또는 관통홀들의 표면은 연마 및/또는 코팅되는 것을 특징으로 하는 작업시 공구 및 작업편을 윤활하는 장치.
제18항에 있어서, 상기 인덴테이션 및/또는 피트 및/또는 관통홀은 상기 인덴테이션 및/또는 피트 및/또는 관통홀의 수평열이 서로 위 또는 아래로 형성되는 규칙적인 형태로 배치되고, 상기 인덴테이션 및/또는 피트 및/또는 관통홀은 서로 엇갈리게 배치되는 것을 특징으로 하는 작업시 공구 및 작업편을 윤활하는 장치.
제18항에 있어서, 서로 다른 열의 상기 인덴테이션 및/또는 긴 피트들은 서로 중복되게 배치되는 것을 특징으로 하는 작업시 공구 및 작업편을 윤활하는 장치.
제18항에 있어서, 인덴테이션 및/또는 피트 및/또는 관통홀은 0.03 내지 0.05㎜의 깊이를 가지는 것을 특징으로 하는 작업시 공구 및 작업편을 윤활하는 장치.
제12항에 있어서, 상기 가압 패드 및 상기 이젝터에서의 모따기면들의 크기 는 상기 작업편의 두께에 따라 치수가 정해지는 것을 특징으로 하는 작업시 공구 및 작업편을 윤활하는 장치.
제13항에 있어서, 상기 도관은 압력을 받는 윤활 오일 저장소에 연결되는 것을 특징으로 하는 작업시 공구 및 작업편을 윤활하는 장치.