KR102195543B1

KR102195543B1 - 소형 자동차 부품의 성형을 위한 프레스 금형 및 그에 의한 소형 자동차 부품의 제조 방법

Info

Publication number: KR102195543B1
Application number: KR1020170062058A
Authority: KR
Inventors: 유재경; 손진수
Original assignee: 아신유니텍 (주)
Priority date: 2017-05-19
Filing date: 2017-05-19
Publication date: 2020-12-28
Anticipated expiration: 2035-07-23
Also published as: KR20170058355A

Abstract

본 발명은 소형 자동차 부품의 성형을 위한 프레스 금형 및 그에 의한 소형 자동차 부품의 제조 방법에 관한 것이고, 구체적으로 미리 준비된 프레스 금형에 의하여 동일 규격 및 품질을 가지는 자동차 부품의 연속 성형이 가능하도록 하는 소형 자동차 부품의 성형을 위한 프레스 금형 및 그에 의한 소형 자동차 부품의 제조 방법에 관한 것이다. 프레스 금형은 다이 금형(10) 및 펀치 금형(20)으로 이루어지고, 다이 금형(10)은 받침 유닛(121); 받침 유닛(121)에 형성되고 적어도 하나의 성형 홀(112a, 112b)이 형성된 성형 홈(11); 및 성형 홀(112a, 112b)의 아래쪽에 형성된 압력 부재(261, 262);로 이루어지고, 펀치 금형(20)은 적어도 하나의 성형 홀(112a, 112b)에 삽입되어 압력 부재(261, 262)를 가압하는 펀치 부재(211, 212); 펀치 부재(211, 212)의 이동을 유도하는 가이드 유닛(22); 및 가이드 유닛(22)에 대하여 이동 가능하도록 배치되는 가압 유닛(23);으로 이루어진다.

Description

소형 자동차 부품의 성형을 위한 프레스 금형 및 그에 의한 소형 자동차 부품의 제조 방법{A Press Mold for Manufacturing a Small Sized Element of a Car and a Method for Manufacturing a Small Sized Element of a Car Using the Same}

본 발명은 소형 자동차 부품의 성형을 위한 프레스 금형 및 그에 의한 소형 자동차 부품의 제조 방법에 관한 것이고, 구체적으로 미리 준비된 프레스 금형에 의하여 동일 규격 및 품질을 가지는 자동차 부품의 연속 성형이 가능하도록 하는 소형 자동차 부품의 성형을 위한 프레스 금형 및 그에 의한 소형 자동차 부품의 제조 방법에 관한 것이다.

자동차 부품을 비롯한 산업 현장의 다양한 부품이 머시닝 센터의 공작 기계에 의하여 만들어질 수 있다. 예를 들어 입체적 형상을 가지는 플랜지, 실린더 블록, 볼트 또는 너트와 같은 것이 절삭 또는 밀링 공정을 통하여 만들어질 수 있다. 이에 비하여 소재에 따라 플레이트 형상을 가지는 자동차의 외부 몸체는 프레스 가공 또는 단조 가공으로 만들어질 수 있다. 일반적으로 입체적 형상을 가지면서 일정 강도가 요구되는 부품은 절삭, 드릴링 또는 면취와 같은 공정을 통하여 만들어진다. 그러나 최근 소재 산업의 발달에 따라 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄 합금도 스테인리스 스틸 또는 탄소강과 같은 강도를 가질 수 있고, 이와 같은 소재로 종래 공작 기계에 의하여 제조되는 부품이 예를 들어 프레스 또는 단조 공정으로 만들어질 수 있는 기술이 개발되고 있다.

특허공개번호 10-2014-0087756은 펀치 다이 및 홀 펀치를 가진 프레스 금형을 준비하는 단계; 프라이머리 피스톤의 가공물이 고정된 콜렛 척을 가진 프레스 가공 장치를 준비하는 단계; 콜렛 척을 전진시켜 펀치 다이에 밀착시키고 가공물의 표면에 경사진 테이퍼 펀칭 장치로 사선 홀을 가공하는 단계; 홀 펀치로 가공물의 표면에 수직이 되는 방향으로 둘레 면을 따라 홀을 가공하는 단계; 및 브러시로 프라이머리 피스톤의 가공물의 외경에 발생된 버를 제거하는 단계를 포함하는 프라이머리 피스톤의 버프리 정밀 가공 방법에 대하여 개시한다.

특허등록번호 10-1342221은 관부의 가장자리에 돌출 환이 형성되고, 관부의 안쪽으로 수평 단이 형성되고, 수평 단에 스핀들 관통 구멍이 형성된 채 원형의 형태를 가지는 제1 몸체를 2.5t의 철판을 사용하여 냉간 프레스 작업을 통해 완성시키는 단계; 상면으로 코일 스프링이 삽입되는 함몰 홈이 일정 간격을 유지한 채 형성되고, 돌출 단의 안쪽으로 스핀들 관통 구멍이 형성되고, 제1 몸체의 관부의 내경과 동일한 직경을 가지는 판체로 된 제2 몸체를 2.5t의 철판을 사용하여 냉간 프레스 작업을 통해 완성시키는 단계; 및 제1 몸체의 관부 안쪽으로 제2 몸체를 삽입시켜 제2 몸체의 저면과 제1 몸체의 수평 단이 상면이 접촉하도록 하면서 스팟 용접 또는 브레이징 또는 프로젝션 용접 공법을 통해 제1 몸체와 제2 몸체가 일체가 되도록 하는 단계를 포함하는 자동차용 자동 변속기의 클러치 피스톤의 제조 방법에 대하여 개시한다.

특허공개번호 10-2012-0070672는 성형 장치의 상부 중앙에 유압 실린더가 장착되어 가압 작동 로드가 직하방으로 작동되도록 설치된 상부 장치대와, 상기 상부 장치대와 대향된 위치에 설치되는 하부 장치대와, 상기 하부 장치대의 플레이트에 고정 설치되는 성형틀체와, 상기 성형 틀체는 받침대의 상부 중앙에 성형 틀이 설치되고 모서리 부분의 수직 안내봉에 끼워져 승강되도록 하는 승간판은 스프링으로 상방향으로 탄성 지지가 되고 가압 작동 로드로 하향 가압 작용이 이루어지도록 하며, 상기 승간판의 저면 중앙에 가압 성형 부재가 설치되어 성형 틀의 성형 공간부로 하향 진입하여 부품 성형이 이루어지도록 하고, 상기 유압 실린더에 공급되는 유압 경로에 공압 부스터를 설치하여 유압 실린더를 제어할 수 있도록 하는 자동차용 부품 성형 전용기에 대하여 개시한다.

상기 선행기술에서 개시된 성형 공정은 예를 들어 플랜지와 같은 자동차 부품의 프레스 공정에 적용되기 어렵다. 플랜지와 같은 소형 자동차 부품의 프레스 가공을 위하여 일정 수준 이상의 품질을 가지면서 연속적으로 제조될 수 있도록 하는 금형이 준비되어야 하고, 금형에 의한 프레스 공정은 간단하게 이루어지도록 할 필요가 있다. 상기 선행기술은 공정 과정이 복잡하고 정해진 품질의 보장이 어렵다는 단점을 가진다.

본 발명은 선행기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.

선행기술1: 특허공개번호 10-2014-0087756(서영정밀주식회사, 2014년07월09일 공개) 프레스 금형에 의한 프라이머리 피스톤의 버프리 정밀가공 방법 선행기술2: 특허등록번호 10-1342221(서숙희 등, 2013년12월16일 공개) 자동차용 자동변속기의 클러치 피스톤의 제조방법 선행기술3: 특허공개번호 10-2012-0070672(동국정밀주식회사, 2012년07월02일 공개) 자동차용 부품 성형전용기

본 발명의 목적은 적어도 일부가 곡면 형상을 가지면서 적어도 하나의 홀을 가지는 소형 자동차 부품을 하나의 공정으로 제조될 수 있도록 하는 소형 자동차 부품의 성형을 위한 프레스 금형 및 그에 의한 소형 자동차 부품의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 프레스 금형은 다이 금형 및 펀치 금형으로 이루어지고, 다이 금형은 받침 유닛; 받침 유닛에 형성되고 적어도 하나의 성형 홀이 형성된 성형 홈; 및 성형 홀의 아래쪽에 형성된 압력 부재로 이루어지고, 펀치 금형은 적어도 하나의 성형 홀에 삽입되어 압력 부재를 가압하는 펀치 부재; 펀치 부재의 이동을 유도하는 가이드 유닛; 및 가이드 유닛에 대하여 이동 가능하도록 배치되는 가압 유닛으로 이루어진다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 다이 금형은 받침 유닛의 아래쪽 면의 압력을 분산시키는 적어도 하나의 압력 분산 유닛을 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 펀치 부재는 1 직경으로 연장되는 부분 및 1 직경에 비하여 작은 2 직경으로 연장되는 부분으로 이루어지고, 1 직경과 2 직경의 경계 부분은 홀 성형 과정에서 스토퍼의 기능을 가진다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 프레스 금형에 의하여 소형 자동차 부품인 플랜지를 제조하는 방법은 다이 금형을 준비하는 단계; 상기 다이 금형에 알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재의 부품 모재를 배치시키는 단계; 상기 부품 모재를 고정 핀에 의하여 상기 다이 금형의 정해진 위치에 고정시키는 단계; 상기 다이 금형에 대응되는 펀치 부재를 가진 펀치 금형을 준비하는 단계; 프레스 공정 조건을 설정하는 단계; 펀치 금형의 가이드 유닛을 하강시켜 다이 금형과 접촉시키는 단계; 펀치 부재의 위치를 결정하는 단계; 및 가압 유닛의 하강에 의하여 펀치 부재가 하강하면서 상기 부품 모재에 대한 프레스 가공이 이루어지는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 프레스 금형은 예를 들어 플랜지와 같은 소형 자동차 부품이 프레스 가공에 의하여 제조될 수 있도록 한다. 이와 같은 프레스 가공에 의하여 홀 가공, 위쪽 면 마무리 및 아래쪽 면 마무리와 같은 다수 개의 절삭 공정 과정을 통하여 제조되는 소형 자동차 부품이 하나의 공정으로 만들어질 수 있도록 한다. 본 발명에 따른 방법은 알루미늄 또는 알루미늄 합금에 의하여 제조될 수 있는 다양한 소형 자동차 부품이 그에 적합한 금형에서 만들어질 수 있도록 한다. 이에 의하여 작업자의 숙련도에 관계없이 부품 품질이 균일하도록 하면서 대량 생산 공정의 생산 효율이 향상되도록 한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 프레스 금형의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 프레스 금형에서 홀의 형성을 위한 펀치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 프레스 금형의 다른 실시 예를 도시한 것이다.
도 4a는 본 발명에 따른 소형 자동차 부품의 제조 방법의 실시 예를 도시한 것이고, 도 4b는 본 발명에 따른 제조 방법에 의하여 제조된 자동차의 부품에 해당하는 플랜지의 실시 예를 도시한 것이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.

본 발명에 따른 프레스 금형은 다이 금형과 펀치 금형으로 이루어지고, 펀치 금형에 의하여 홀이 가공될 수 있다. 펀치 금형에 가해지는 압력은 유압 펌프에 의하여 작동되는 유압 실린더 또는 모터와 같은 구동 장치에 의하여 발생될 수 있다. 프레스의 작동은 이 분야에서 공지된 다양한 방법에 따라 이루어질 수 있다. 본 발명에 따른 프레스 금형은 자동차 부품에 해당되는 플랜지의 성형에 적용될 수 있고, 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재가 프레스 가공에 의하여 성형되도록 한다. 알루미늄 합금은 예를 들어 Al 6061-0, Al 6061-T4 또는 Al 6061-T6과 같은 것이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.

아래에서 본 발명은 자동차 부품에 해당하는 플랜지를 실시 예를 제시하여 설명이 되지만 본 발명에 따른 금형은 절삭 공정에 의하여 제조되는 다양한 소형 자동차 부품에 적용될 수 있고, 프레스 가공이 가능한 다양한 소재에 본 발명에 따른 금형이 적용될 수 있고, 본 발명은 소재 또는 부품의 종류에 의하여 제한되지 않는다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 프레스 금형의 실시 예를 도시한 것이다.

본 발명에 따른 소형 자동차 부품을 위한 프레스 금형은 다이 금형(10) 및 펀치 금형(20)으로 이루어진다. 그리고 다이 금형(10)은 받침 유닛(121); 받침 유닛(121)에 형성되고 적어도 하나의 성형 홀(112a, 112b)이 형성된 성형 홈(11); 및 성형 홀(112a, 112b)의 아래쪽에 형성된 압력 부재(261, 262)로 이루어지고, 펀치 금형(20)은 적어도 하나의 성형 홀(112a, 112b)에 삽입되어 압력 부재(261, 262)를 가압하는 펀치 부재(211, 212); 펀치 부재(211, 212)의 이동을 유도하는 가이드 유닛(22); 및 가이드 유닛(22)에 대하여 이동 가능하도록 배치되는 가압 유닛(23)으로 이루어진다.

다이 금형(10)은 부품 모재를 고정시켜 펀치 금형(20)에 의하여 부품 모재가 정해진 형상으로 만들어지도록 한다. 부품 모재는 예를 들어 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 같은 것이 될 수 있지만 이에 제한되지 않고 프레스 가공이 가능한 임의의 금속 또는 합금 소재가 될 수 있다. 부품 모재는 가공될 부품의 형상에 적합한 형상이 될 수 있고, 다이 금형(10)에 배치되기 위하여 미리 준비될 수 있다.

도 1의 (가) 및 (나)를 참조하면, 다이 금형(10)은 플레이트 형상을 가지면서 중앙 부분에 부품 모재가 배치되는 성형 홈(11)이 형성된 받침 유닛(121); 받침 유닛(121)의 아래쪽에 배치되어 받침 유닛(121)은 안정적으로 유지하는 플레이트 형상의 1,2 고정 유닛(122, 123); 1,2 고정 유닛(122, 123)의 아래쪽에 배치되는 균형 유닛(15); 균형 유닛(15)과 고정 부재(13)에 의하여 연결되는 베이스 유닛(14)으로 이루어질 수 있다.

성형 홈(11)은 성형되는 부품의 형상에 적합한 형상으로 만들어질 수 있고, 홀을 가지는 부품의 경우 성형 홀(112a, 112b)이 형성될 수 있다. 성형 홈(11)은 부품의 전체 단면적에 해당되는 배치 부위(111)를 가질 수 있고, 배치 부위(111)는 부품 모재의 둘레 면의 적어도 일부에 접촉되는 내부 둘레 벽을 가진 홈 형상이 될 수 있다. 성형되는 부품의 형상에 따라 성형 홈(11)에 압축 절단 부위(113)가 형성될 수 있다. 예를 들어 서로 다른 도관을 결합시켜 정해진 다른 장치에 고정시키는 소형 자동차 부품에 해당하는 플랜지를 위한 프레스 금형이 준비될 수 있다. 예를 들어 플랜지를 위한 다이 금형(10)은 두 개의 서로 다른 직경을 가지는 성형 홀(112a, 112b) 및 한쪽 측면에 개방 홈이 형성된 압축 절단 부위(113)를 가진 성형 홈(11)을 포함할 수 있다.

1, 2 고정 유닛(122, 123)은 동일하거나 서로 다른 두께를 가지는 플레이트 형상이 될 수 있고, 받침 유닛(121)과 동일한 접촉면을 가지도록 만들어질 수 있다. 1, 2 고정 유닛(122, 123)은 받침 유닛(121)을 안정적으로 고정하면서 부품 모재가 성형 과정에서 정해진 위치에 고정되도록 한다. 다이 금형(10)이 다수 개의 플레이트 적층 구조로 이루어지는 것에 의하여 부품 모재가 안정적으로 고정될 수 있고, 프레스 과정에서 압력이 단계적으로 작용되도록 한다. 1, 2 고정 유닛(122, 123)과 균형 유닛(15)의 사이에 분산 유닛(124)이 설치될 수 있다. 분산 유닛(124)은 펀치 부재(211, 212)에서 가해지는 압력을 분산시키는 기능을 가지면서 성형 홀(112a, 112b)에서 발생되어 균형 유닛(15)으로 전달되는 진동을 완화시키는 기능을 가질 수 있다. 분산 유닛(124)은 선택적으로 설치될 수 있다.

균형 유닛(15)은 받침 유닛(121) 또는 1, 2 고정 유닛(122, 123)에 비하여 상대적으로 큰 두께 및 접촉 면적을 가지는 플레이트 형상으로 만들어질 수 있다. 균형 유닛(15)은 적절한 평탄 수준을 가지도록 만들어질 수 있고, 충격 또는 진동의 흡수가 가능한 소재 또는 형상으로 만들어질 수 있다. 프레스 과정에서 균형 유닛(15)으로 가해지는 압력은 고정 부재(13)을 통하여 베이스 유닛(14)으로 전달될 수 있다. 베이스 유닛(14)은 균형 유닛(15)과 유사한 구조로 만들어질 수 있다. 추가로 다이 금형(10)에 가압 유도 부재(161, 162)가 형성되어 펀치 금형(20)의 상하 이동이 유도될 수 있다. 가압 유도 부재(161, 162)에 대하여 아래에서 다시 설명된다.

위에서 설명된 1, 2 고정 유닛(122, 123) 및 분산 유닛(124)은 프레스 과정에서 발생되는 압력 또는 진동을 완화시키거나 분산시키는 압력 분산 유닛의 기능을 가질 수 있다. 압력 분산 유닛은 다층으로 이루어질 수 있고, 서로 겹치는 층의 개수는 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

펀치 금형(20)은 가공 홀(112a, 112b)로 삽입되면서 부품 모재에 홀을 형성하는 적어도 하나의 펀치 부재(211, 212); 프레스 과정에서 펀치 부재(211, 212)의 이동을 유도하면서 받침 유닛(121)과 접촉하는 가이드 유닛(22); 및 가이드 유닛(22)가 분리 및 접촉이 가능하도록 배치되어 펀치 부재(211, 212)를 가이드 유닛(22)의 앞쪽으로 이동시키는 가압 유닛(23); 및 가압 유닛(23)에 압력을 전달하는 펀치 균형 유닛(24)으로 이루어질 수 있다.

펀치 부재(211, 212)는 부품에 성형되어야 할 가공 홀에 대응되도록 형성될 수 있고, 서로 다른 직경을 가지면서 연장될 수 있다. 구체적으로 펀치 부재(211, 212)는 1 직경으로 연장되는 부분 및 1 직경에 비하여 작은 2 직경으로 연장되는 부분으로 이루어지고, 1 직경과 2 직경의 경계 부분은 홀 성형 과정에서 스토퍼의 기능을 가질 수 있다. 그리고 2 직경에 해당되는 부분에 의하여 부품 모재에 홀이 성형될 수 있다.

펀치 부재(211, 212)의 한쪽 끝은 가압 유닛(23)에 고정되고, 펀치 부재(211, 212)는 가이드 유닛(22)에 대하여 이동 가능하도록 배치될 수 있다. 그리고 가이드 유닛(22)과 가압 유닛(23)은 상대적인 이동이 가능하도록 결합될 수 있다. 이와 같은 구조에서 부품 모재에 성형을 위하여 도 1a의 (나)에 도시된 것처럼, 상부에 위치하는 펀치 금형(20)에서 가이드 유닛(22)과 가압 유닛(23)은 분리되어 위치될 수 있다. 이후 부품 모재의 성형을 위하여 도 1b의 (가)에 도시된 것처럼, 가이드 유닛(22)이 받침 유닛(122)과 접촉될 수 있다. 그리고 다이 금형(10)과 펀치 금형(20)의 위치가 결정되면, 펀치 균형 유닛(24)에 압력이 가해지고 이에 따라 도 1b의 (나)에 도시된 것처럼, 펀치 균형 유닛(24)과 가압 유닛(23)이 아래쪽으로 이동되면서 가이드 유닛(22)과 접촉되고 이에 따라 펀치 부재(211, 212)가 아래쪽으로 이동되어 부품 모재에 가공 홀을 형성하면서 펀치 부재(211, 212)의 끝 부분이 성형 홀로 삽입될 수 있다. 그리고 압축 절단 부위(113)에 압력이 가해지면서 부품 모재가 정해진 형상으로 만들어질 수 있다.

이와 같이 가이드 유닛(22)과 가압 유닛(23)을 서로 분리 가능한 구조로 배치하고, 가이드 유닛(22)이 먼저 받침 유닛(122)과 접촉되어 부품 모재를 정해진 위치에 견고하게 고정시키고, 이후 가압 유닛(23)에 의하여 가공 홀을 성형하는 것에 의하여 성형 부품의 오차가 감소되도록 한다.

다이 금형(10) 또는 펀치 금형(20)은 다양한 구조로 만들어질 수 있고, 펀치 부재(211, 212) 및 펀치 부재(211, 212)가 삽입되는 성형 홀(112a, 112b)은 펀치 부재(211, 212)에 의하여 가공 홀이 성형되기에 적합한 구조로 만들어질 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 프레스 금형에서 홀의 형성을 위한 펀치의 실시 예를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 펀치 부재(211, 212)는 한 쌍이 될 수 있고, 서로 다른 직경을 가질 수 있다. 각각의 펀치 부재(211, 212)에 홀 가공 부위(211a, 212a)가 형성될 수 있고, 홀 가공 부위(211a, 212a)는 각각 가공 홀의 직경에 대응되는 형상을 가질 수 있고, 펀치 부재(211, 212)의 다른 부분에 비하여 작은 직경을 가지도록 만들어질 수 있다.

다이 금형에 펀치 부재(211, 212)에 의하여 가해지는 압력이 전달되는 압력 부재(261, 262)가 배치될 수 있다. 압력 부재(261, 262)는 원기둥 형상으로 만들어질 수 있고, 각각의 펀치 부재(211, 212)와 서로 마주보도록 성형 홈에 형성된 배치 부위(111)에 압력 부재(261, 262)의 위쪽 부분이 삽입될 수 있다. 부품 모재(M)가 성형 홈의 배치 부위(111)에 배치되면, 고정 핀(251, 252)에 의하여 고정되어 이동이 제한될 수 있다. 고정 핀(251, 252)은 부품 모재(M)의 이동을 제한하면서 프레스 과정에서 부품 모재(M)의 일정 부분이 밀려나서 변형이 되는 것을 방지하는 기능을 가질 수 있다. 압력 부재(261, 262)는 배치 부위(111)에 형성된 고정 홀(271, 272)에 의하여 위치가 정해질 수 있다. 펀치 부재(211, 212)에 의하여 부품 모재(M)에 가공 홀이 성형되는 과정에서 가공 홀 부위에 집중되는 압력은 압력 부재(261, 262)로 전달될 수 있고, 이로 인하여 다이 금형 또는 펀치 금형이 안정적으로 고정되면서 이와 동시에 부품 모재(M)가 배치 부위(111)의 정해진 위치에 고정될 수 있다. 펀치 부재(211, 212) 또는 압력 부재(261, 262)는 상대적으로 경도가 높은 소재로 만들어질 수 있다. 필요에 따라 배치 부위(111)의 고정 홀(271, 272)의 내부 면 또는 펀치 부재(211, 212)의 외부 둘레 면은 초경합금과 같은 소재에 의하여 코팅이 되어 변형이 방지되도록 할 수 있다.

펀치 부재(211, 212) 또는 압력 부재(261, 262)는 높은 경도를 가진 다양한 소재에 의하여 다양한 구조로 만들어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

도 3은 본 발명에 따른 프레스 금형의 다른 실시 예를 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 부품 모재가 고정되는 배치 부위(111)는 플랜지 형상이 되고, 배치 부위(111)에 서로 다른 직경을 가진 성형 홀(112a, 112b)이 형성될 수 있다. 균형 유닛(14)에 한 쌍의 가압 유도 부재(161, 162)가 배치될 수 있고, 각각의 가압 유도 부재(161, 162)는 펀치 다이에 형성된 유도 홀(31a, 32a)에 삽입될 수 있다. 각각의 가압 유도 부재(161, 162)는 둘레 면에 미끄럼 방지 돌기가 형성되어 상하 이동이 가능한 유도 실린더(31, 32) 및 유도 실린더의 아래쪽에 배치되어 가압 과정에서 완충 기능을 하는 스프링과 같은 탄성 유닛(311,321)을 포함할 수 있다.

펀치 부재(211, 212)의 끝 부분의 단면은 오목 렌즈 형상 또는 펀치 균형 유닛(24)의 방향으로 오목한 반원 형상이 될 수 있고, 중앙 부분에 유동 홀(211b, 212b)이 형성될 수 있다. 오목 렌즈 형상은 가공 홀의 성형 과정에서 부품 모재의 가공 홀 성형 부위의 소재가 측면으로 밀려나는 것을 방지하고, 유동 홀(211b, 212b)은 공기가 외부로 배출되도록 한다. 추가로 가이드 유닛(22)의 접촉면에 성형되는 부품의 형상에 대응되는 부품 형상 홈(21a)이 형성될 수 있다.

가압 유도 부재(161, 162) 또는 펀치 부재(211, 212)는 다양한 형상으로 만들어질 수 있고, 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

도 4a는 본 발명에 따른 소형 자동차 부품의 제조 방법의 실시 예를 도시한 것이고, 도 4b는 본 발명에 따른 제조 방법에 의하여 제조된 자동차의 부품에 해당하는 플랜지의 실시 예를 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 예를 들어 플랜지와 같은 소형 자동차 부품은 부품의 형상을 가진 다이 금형을 준비하는 단계(P41); 상기 다이 금형에 알루미늄 또는 알루미늄 합금 소재의 부품 모재를 배치시키는 단계(P42); 부품 모재를 고정 핀에 의하여 다이 금형의 정해진 위치에 고정시키는 단계(P44); 상기 다이 금형에 대응되는 펀치 부재를 가진 펀치 금형을 준비하는 단계(P44); 프레스 공정 조건을 설정하는 단계(P45); 펀치 금형의 가이드 유닛을 하강시켜 다이 금형과 접촉시키는 단계(P46); 펀치 부재의 위치를 결정하는 단계(P47); 및 가압 유닛의 하강에 의하여 펀치 부재가 하강하면서 부품 모재에 대한 프레스 가공이 이루어지는 단계(P48)을 포함한다.

본 발명에 따른 제조 방법을 위하여 위에서 설명된 다이 금형 및 펀치 금형이 적용될 수 있다. 소재의 종류에 따라 프레스 공정을 위한 공정 조건이 결정될 수 있다(P45). 예를 들어 펀치 부재에 의하여 가해지는 압력 또는 부품 소재의 온도와 같은 것이 결정될 수 있다. 다양한 공정 조건이 본 발명에 따른 제조 방법에 적용될 수 있다.

다이 금형 및 펀치 금형에 의하여 도 4b에 도시된 것과 같은 부품 몸체(41), 부품 몸체(41)를 관통하여 1, 2 가공 홀(421, 422) 및 체결 입구(43)를 가진 소형 자동차 부품에 해당하는 플랜지(40)가 성형될 수 있다. 펀치 부재에 의하여 1,2 가공 홀(421, 422)이 성형되고, 절단 공정에 의하여 체결 입구(43)가 형성될 수 있다. 다이 금형 및 펀치 금형에 의하여 플랜지(40)가 성형되는 것에 의하여 1 가공 홀(421) 가공, 2 가공 홀 가공(422), 윗면 면취 및 아랫면 면취와 같이 4개의 공정으로 이루어지는 제조 공정이 프레스 공정으로 이루어지도록 한다.

본 발명에 따른 방법은 다양한 소형 부품의 제조에 적용될 수 있고, 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10: 다이 금형 20: 펀치 금형
11: 성형 홈 13: 고정 부재
14: 베이스 유닛 15: 균형 유닛
21a: 부품 형상 홈 22: 가이드 유닛
23: 가압 유닛 24: 펀치 균형 유닛
31a, 32a : 유도 홀 31, 32: 유도 실린더
40: 플랜지 43: 체결 입구
121: 받침 유닛 122: 1 고정 유닛
123: 2 고정 유닛 124: 분산 유닛
111: 배치 부위 112a, 112b: 성형 홀
113: 압축 절단 부위 161, 162: 가압 유도 부재
211, 212: 펀치 부재 211a, 212a: 홀 가공 부위
251, 252: 고정 핀 261, 262: 압력 부재
271, 272: 고정 홀 41: 부품 몸체
421, 422: 가공 홀
M: 부품 모재

Claims

다이 금형(10) 및 펀치 금형(20)으로 이루어지는 소형 자동차 부품의 제조를 위한 프레스 금형에 있어서,
다이 금형(10)은
받침 유닛(121);
받침 유닛(121)에 형성되고 2개의 서로 다른 직경을 가지는 성형 홀(112a, 112b)이 형성된 성형 홈(11); 및
상기 성형 홀(112a, 112b)의 아래쪽에 형성된 압력 부재(261, 262);로 이루어지고,
펀치 금형(20)은
상기 성형 홀(112a, 112b)에 삽입되어 상기 압력 부재(261, 262)를 가압하는 펀치 부재(211, 212);
프레스 과정에서 상기 펀치 부재(211, 212)의 이동을 유도하면서 받침 유닛(212)과 접촉하는 가이드 유닛(22); 및
가이드 유닛(22)에 대하여 이동 가능하도록 배치되는 가압 유닛(23);으로 이루어지고,
상기 펀치 부재(211, 212)는 1 직경으로 연장되는 부분 및 1 직경에 비하여 작은 2 직경으로 연장되는 부분으로 이루어지고, 1 직경과 2 직경의 경계 부분은 홀 성형 과정에서 스토퍼의 기능을 가지고, 펀치 부재(211, 212)의 끝 부분의 단면은 오목 렌즈 형상이 되면서 공기를 외부로 배출시키기 위하여 중앙 부분에 유동 홀(211a, 211b)이 형성되고, 상기 성형 홈(11)은 부품 모재의 둘레 면의 적어도 일부에 접촉하는 내부 둘레 벽을 가진 홈 형상의 배치 부위를 포함하고,
다이 금형(10)은 받침 유닛(121)의 아래쪽 면의 압력을 분산시키는 적어도 하나의 압력 분산 유닛(122, 123, 124)을 더 포함하고,
가이드 유닛(22)의 접촉면에 성형되는 부품의 형상에 대응되는 부품 형상 홈(21a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차 소형 부품의 제조를 위한 프레스 금형.
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