KR930004864B1 - 금속시이트의 프레스 성형방법과 장치 - Google Patents

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Description

금속시이트의 프레스 성형방법과 장치

제1도-제10도는 본 발명에 따른 프레스 성형장치의 세가지 실시형태를 부품성형을 위한 연속단계로 도시하여 보인 단면도.

제11도는 본 발명에 따라서 성형된 축부가 평행한 부품의 사시도.

제12도와 제13도는 제11도에서 보인 두 부분 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 외부슬라이드 2 : 중간슬라이드

4 : 탄성지지체 5 : 필터

6 : 도관 7 : 금속시이트 원판

9 : 도관 10 : 주연부

11 : 가동부

본 발명은 금속시이트, 특히 자동차 산업분야에서 사용되는 대형의 것으로 얇은 강철시이트 또는 비교적 협소한 이면각을 갖는 형태의 금속시이트를 프레스성형하기 위한 방법과 장치에 관한 것이다.

특히 자동차의 차체 설계분야에서 자동차 제조업자에 의하여 이용되고 있는 소위 “완제품 분석방법”으로 불리어지는 분석방법에 따른 컴퓨터 계산의 발전으로 부품의 설계에 소요되는 시간을 크게 단축시킴과 동시에 스트레스하에서 부품의 원형이 그대로 유지될 수 있었다. 따라서 스트레스의 정도에 따라 이론적으로는 시이트의 형태와 두께를 최적한 상태로 선택하는 것이 가능하다.

그러나 두께의 하한선은 현재의 프레스 성형기술에 있어서는 인발된 부분에서의 균열 또는 프레스성형된 시이트 수축부분에서 나타나는 주름의 형성등으로 차체 제작용으로서 그 두께가 약 0.55mm인 강철 시이트는 사용될 수 없도록 제한된다.

통상적으로 대형부품의 프레스성형은 기계적이나 수압형의 복동식 프레스에 의한 인발공정으로 수행된다. 이러한 장치는 주로 고정다이와 두개의 독립된 슬라이드, 즉 펀치를 재가한 램 또는 피스턴 플런저로 불리어지는 중간슬라이드, 그리고 시이트원판을 잡아 주기 위한, 즉 반작용에 의하여 펀치의 하측으로 인발될 수 있도록 하기 위한 외부슬라이드로 구성된다. 작동은 다음과 같다. (1) 시이트상에 일정한 압력을 가하여 시이트가 움직이지 않도록 하는 시이트원판 홀더의 신속한 하강이 이루어지고, (2) 펀치가 시이트에 접촉할때까지 펀치의 신속한 하강이 이루어지며, (3) 프레스성형단계, 즉 인발단계에서 펀치의 느린 하강이 이루어지고, (4) 시이트원판 홀더와 함께 상승하는 중간슬라이드의 신속한 상승이 이루어진다.

이러한 종래기술의 방법이 프랑스특허 제756767호에 기술되어 있는 바, 모든 스레스성형공정이 인발에 의하여 이루어지므로 시이트의 두께가 감소된다. 이러한 공지의 방법에 있어서는 다이와 펀치의 견고성과 시이트원판 홀더에 의한 시이트의 고정으로 균일한 변형이 일어나지 않고 어떤부분에서는 신장이 이루어져 최초의 시이트두께보다 두께가 얇아지며 다른 부분에서는 수축이 이루어져 버클링(buckling)에 대한 낮은 저항(이 저항은 두께의 제곱에 비례한다) 때문에 주름이 잡혀 시이트의 두께가 두꺼워지는 원인으로 극히 얇은 시이트(0.55mm 이하의 두께를 갖는 시이트)의 프레스성형은 불가능하다.

더우기 부품의 형상과 공구의 허용공차에 의한 국부적인 스트레스의 변화로 시이트가 균열된다. 주름의 형성문제를 극복하기 위하여 상기 언급된 프랑스 특허에서는 다른 부분에서 펀치에 의하여 가하여진 것보다 불충분한 인발이 가하여지는 부분에서 시이트가 스스로 추가인발되게 하는 수단이 시이트원판 홀더에 착설되도록 하는 것이 제안되었다.

이들 난문제는 역시 비교적 두꺼운 시이트로 모가 난 입체상 제품을 생산할때에 부딪치게 되고, 물론 극히 얇은 시이트에 대하여서도 이들 난문제는 증가된다.

또한 “규린방법(Guerrin method)라 불리우는 방법이 알려진 바 있는데, 이 방법은 부품의 정밀제조를 위하여 펀치에 대해 금속시이트 원판이 근접 배치되어야 함을 고려하여 약 90의 높은 셔어경도”(shore hardness)를 갖는 탄성체상에 놓인 금속시이트를 펀치로 성형하는 단계로 구성된다. 그러나 이러한 방법의 주요결점은 에너지 소비량이 크다는 점이다. 실제로 탄성체에 부품의 형상과 같은 압인구조를 형성하는데 요구되는 금속시이트 원판형상에 에너지가 소요되고 또한 성형공정중에 부품의 전표면에서 탄성체에 의하여 발생된 마찰이 부가되어 많은 에너지가 소요되는 것이다.

이는 현재의 프레스에서 이러한 방법으로는 대형 부품의 생산을 불가능하게 한다.

또한 이러한 방법은 주름의 형성을 피할 수 없으며, 무엇보다도 모가난 형상의 부품생산에 있어서 탄성체의 상측부로 접근시 탄성체의 변형에 의한 압력차이가 감소하고, 시이트는 작업이 단동프레스에서 수행되므로 그 주연부가 정상위치에 고정되지 못한다.

끝으로 반구형의 간단한 형상의 부품을 생산하기 위하여 가압유체가 사용되는 성형방법이 알려진 바 있다. 그러나, 이러한 기술은 다이에 대하여 시이트를 꼭 들어맞게할 필요가 있어 복잡한 형상의 부품을 생산하는데 사용될 수가 없다.

높은 탄성한계를 갖는 강철시이트의 기계적인 특성에 최근 현저한 전진이 있었음에도 불구하고 극히 얇은 시이트로 차체부품 또는 다른 부품을 제조하는 것이 불가능하기 때문이다.

따라서, 본 발명의 목적은 극히 얇은 강철시이트(0.5mm 이하)로 모가난 입체형상의 제품을 경제적으로 양산할 수 있도록 금속시이트를 프레스 성형가능한 기술을 제공하는데 있다. 높은 탄성한계(HEL)를 갖는 강철시이트라 함은 E 350MPa(Mega Pascal)인 강철을 의미한다.

이와같은 본 발명은 복동식 프레스에서 일정한 두께를 갖는 시이트를 프레스 성형하기 위한 방법이 제공되는 바, 이 방법은 성형될 시이트를 지지체상에 배치하는 단계, 시이트의 주연부상에 제1외부 슬라이드 또는 원판홀더를 가압하는 단계와, 시이트의 중간부에 제2중간 슬라이드를 가압하는 단계로 구성되며, 시이트의 주연부는 외부슬라이드의 적어도 한 가동부에 의하여 원판홀더의 하측으로 주연부가 미끌어져 내려가도록 하므로서 성형되어 성형될 입체상 부품에 대하여 최초 시이트의 두께가 변화되지 않는 여분의 영역으로 완제품의 일부분을 보상하고, 동시에 중간슬라이드가 이동하여 다이를 구성하는 지지체 중간부와 영역에 대하여 시이트를 가압하므로서 시이트중간부를 모가난 입체상 형상으로 성형함을 특징으로 한다.

수정실시예에 따라서, 탄성적인 가축물질(可縮物質)이 지지체로서 선택될 수 있으며, 성형될 입체형상 부품에 대한 여분영역을 위하여 완제품의 어느 일부분에 일정한 두께가 유지되도록 하는 보상목적으로 시이트에 외부슬라이드를 가압할때에 지지체의 가축물질은 유동하여 얻고자하는 완제품과 동일하게 되도록 시이트의 중간부를 변형하게 하며, 중간슬라이드가 이동하여 지지체의 최종적인 유동으로 시이트중간부가 모가난 입체형상 부품으로 성형된다.

특별히 아주 얇은 시이트에 관련한 이러한 수정실시예는 어느부분에서나 시이트의 주연부의 동시성형이 가능하나. 시이트중간부의 성형은 선행실시형태에서 기술된 바와 같다. 특히 이 수정실시예에 있어서는 중간슬라이드의 일부가 다이저면부의 기능을 수행하며 유동물질의 지지체는 입체형상 부품의 성형을 위하여 다이저면부에 대해 시이트를 가압하는 펀치의 기능을 수행한다.

이와같이 본 발명은 최초 평면상 금속시이트원판의 면적과 성형된 원판의 면적사이의 동일성의 원리에 기초를 두고 있으며, 이후 설명되는 바와 같이 시이트의 일정한 두께에 대하여 스트레스의 동일성이 유지되도록 원판홀더의 하측에서 성형되는 여분의 주연부에 의하여 증가된 프레스 성형부품의 형상과 동일하게 된다.

본 발명의 다른 중요특성에 따라서, 제1단계에서는 중간슬라이더가 지지체의 유동효과하에서 시이트의 중간부 변형을 제한하는 위치로 이동하고, 감마찰수단이 외부슬라이드의 가동부와 지지체상에 제공되며, 지지체는 예를들어 30 이하, 좋기로는 10 이하의 낮은 셔어경도를 갖는 탄성체이고, 지지체는 성형공정이 끝난후에는 가압상태가 풀리며, 지지체를 구성하는 물질이 냉각된다.

조합된 변경실시예에 따라서, 탄성물질의 외부슬라이드의 적어도 가동부와 일치하고 중간슬라이드에 근접한 적어도 한 영역으로 연장된 지지체의 적어도 한 주연부내에 위치한다.

모가 많이 난 입체형상 부품을 비교적 두꺼운 시이트로 성형하는데 관련한 이러한 조합된 변경실시예에서, 지지체를 구성하는 물질은 70-100 사이의 셔어경도를 갖는다.

이와 같이 비교적 경질의 탄성물질은 에너지소비에 관련하여 이미 언급된 결점을 갖는다. 그러나, 그 영역이 제한되므로서 탄성물질에 압인을 형성하기 위하여 요구되는 에너지 역시 동일비율로 제한되므로 본 발명의 방법이 기술적으로 허용가능하게 된다.

또한 본 발명은 프레스 성형장치를 제공하는 바, 본 발명의 이러한 프레스 성형장치는 성형될 시이트가 놓이는 지지체, 제1외부슬라이드 또는 원판홀더와, 제2중간슬라이드로 구성되고, 여기에서 제1외부슬라이드는 그 형태가 성형될 입체형상의 부품에 대하여 실제로 일정한 두께로 시이트의 여분영역과 동일한 돌출형태의 가동부로 구성되고, 이 가동부는 시이트의 주연부상에 작용하는 동시에 중간슬라이드의 작용에 연관하여 작용한다.

외부슬라이드의 돌출형 가동부는 지지체상에 보상적으로 형성된 부분과 결합하여 외부슬라이드의 독립적인 이동에 따라 이동가능한 부재에 재가되어 있다.

제1변경실시형태에 따라서, 지지체는 외부슬라이드와 중간슬라이드에 해당하는 전체영역을 점유하는 탄성물질로 구성된다.

이 탄성물질의 지지체는 유동성이 좋은, 예를들어 셔어 A 경도가 30 이하이고 좋기로는 10 이상인 탄성체가 좋으나 이러한 경도는 열의 형태로 분산되는, 변형에 요구된 에너지가 최소화하도록 하기 위하여 10 이하가 될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따라서, 지지체와 슬라이드의 가동부는 감마찰특성을 가지며, 제1단계에서 지지체내로 돌출되고 제2단계에서는 성형후 후퇴되어 지지체가 변형될 수 있도록 하는 수단이 제공되고, 지지체의 물질내부를 냉각하기 위한 수단이 제공되며, 지지체물질로부터 완제품을 벗기어내는 수단이 제공된다.

조합된 수정 실시형태에 따라서, 지지체의 탄성물질은 외부슬라이드의 가동부에 해당하고 중간슬라이드의 일부분에 근접한 영역으로 연장된 주연부내에 위치하게 된다.

이 실시형태에 있어서, 지지체 탄성물질의 셔어경도는 70-100 사이이다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도-제4도에서 보인 제1실시형태에서, 제1도의 장치는 성형과정전의 상태를 보인 것으로, 이 장치는 통상의 부동식 프레스로 구성되므로 본 발명에 있어서는 이에 관련된 부분만을 도시하였다.

주연부(10)과 펀치를 구성하는 중간슬라이드(2)를 재가한 원판홀더인 외부슬라이드(1)는 상부위치에 있는 반면에 성형될 금속시이트원판(7)은 다이를 구성하는 지지체(4)상에 놓인다. 주연부(10)는 그 모서리에 돌출성형의 가동부(11)를 포함하고 이는 외부슬라이드(1)에 형성된 동일한 공간부로 이동가능한 부재, 즉 필러(pillar)(30)에 의하여 재가되어 있다. 돌출형의 가동부(11)는 예를들어 제11도에서 보인 바와 같이 제조하고자 하는 부품으로 성형될 입체형상부품에 대한 여분영역과 같은 적당한 형상을 갖는다.

예를들어 금속과 같은 경질의 지지체(4)는 다이를 형성하며 필러(30)의 돌출형 가동부(11)에 대한 보상적인 형태의 요입부(32)가 형성된 주연부(31)를 포함한다. 지지체(4)의 중간부(33)는 다이 저면부를 구성하고 그 중간영역에서 완제품의 형상을 갖는다.

외부슬라이드(1)의 주연부(10)는 지지체(4)의 주연부(31)에 대하여 접촉하므로서 금속시이트원판(7)을 고정함은 물론 협동하는 가동부(11)와 요입부(32)에서 여분의 금속시이트가 미끌어져 나갈 수 있도록 하는 테두리(34)가 외측변부에 형성되어 있다.

제1도에서 보인 단계는 금속시이트원판(7)이 놓이는 단계이며, 원판홀더인 외부슬라이드(1)는 필러(30) 및 중간슬라이드(2)와 함께 상승되어 있다.

제2도는 외부슬라이드(1) 및 펀치(2)의 하강으로 외부슬라이드가 금속시이트원판(7)고 접촉한 상태를 보인 것이다. 이러한 단계에서 필러(30)는움직이지 않으며 이들의 초기 돌출위치에 대하여 외부슬라이드내로 후퇴되어 금속시이트원판을 가압하지 않아 어떠한 변형도 일어나지 않도록 하며,단지 그 주연부에서 원판홀더인 외부슬라이드에 의한 제어된 고정작용만을 수행할 뿐이다.

제3도는 부품이 성형되어가는 단계를 보인 것으로, 필러(30)와 중간슬라이드(2)가 동시에 하강하여 가동부(11)와 그 보상적인 요입부(32)의 작용으로 성형될 부품의 어느부분에서 여분영역을 점진적으로 흡수하는 반면에 금속시이트원판이 외부슬라이드의 하측으로 미끌어져 들어가 펀치에 해당하는 중간슬라이드에 대하여 팽팽한 상태가 유지되도록 한다.

제4도에서 보인 단계에서, 중간슬라이드의 작용부분은 다이를 구성하는 중간부(33)의 저면부에 이르르며 또한 필러(30)의 가동부(11)는 그 보상적인 요입부(32)와 함께 금속시이트원판(7)을 고정하므로서 성형될 완제품에 대한 금속시이트원판의 여분영역을 흡수하여 수축에 의한 주름의 형성이나 금속시이트원판의 어느 부분에서나 두께가 감소되는 것을 피할 수 있다.

제5도-제9도에서 보인 장치는 본 발명에 따른 장치와 방법의 제2실시형태를 보인 것으로, 외부슬라이드(1)의 돌출된 가동부(11)와 중간슬라이드(2)의 상대적인 운동이 동시에 이루어지는 것을 보이고 있다.

제5도에서 보인 장치는 성형과정전의 위치를 보인 것으로, 이는 이미 언급된 바와 같은 통상적인 복동식프레스로 구성되며 이전의 실시형태와 동일한 부분에 대하여서는 동일부호로 표시하였다. 외부슬라이드(1)는 다이를 구성하는 주연부(10)를 재가하며, 이는 그 모서리에 단일체로된 적당한 형태의 돌출형 가동부(11)를 가지며(이러한 형태의 가동부 11은 예를들어 제11도에서 보인 바와같은 부품을 제조코자 할때에 이러한 부품의 채적에 대한 여분영역과 동일하다) 그 작용면은 정밀하게 연마되어 성형과정중 여분의 시이트가 이동될 수 있도록 한다. 또한 이러한 작용면은 시이트의 미끄럼운동이 용이하도록 처리될 수도 있다.

중간슬라이드(2)는 다이저면부(2a)를 재가하고, 중간슬라이드(2)가 상승된 상태에서 성형될 금속시이트원판(7)이 콘테이너(3)(보울스터)에 배치된 지지체(4)의 중앙에 놓인다. 이와같은 경우 다이-펀치의 기능은 이 실시형태의 다음설명으로 명백하게 될 것이다. 실제로, 유동가능한 탄성물질로 된 지지체가 이 물질의 변형으로 펀치의 기능을 수행한다.

지지체(4)는 30 이하, 좋기로는 10 이상의 셔어경도를 갖는 탄성체로 구성되며, 이 탄성체가 그 최초형상으로 신속히(좋기로는 1초 이내) 복귀되는 것이 매우 중요한 특징이다. 예를들어 이러한 탄성체로서는 약 15의 셔어경도를 가지며 1초 정도의 매우 짧은 변형시간을 갖는 천연고무발포체가 사용될 수 있다. 또한 유연성이 좋은 다른 통상의 겔 또는 발포체 형태의 것이 사용될 수 있는 바, 예를들어 액체로 채워지는 공극을 갖는 실리콘탄성체 또는 발포체가 사용될 수 있다.

또한 복합형의 지지체가 사용될 수 있는데, 이러한 지지체는 10-20의 셔어경도를 갖는 실리콘탄성체의 상측부와 측면의 전부 또는 일부를 셔어경도 50의 실리콘 또는 유리한 감마찰특성을 갖는 테프론과 같은 경질의 재질로 비교적 얇은 10-15mm 정도의 표피로 피복하여 구성될 수 있다.

수축부재(5)(예를들어 팽창가능한 백 또는 필터)가 지지체(4)로서 작용하는 탄성체내로 돌출되며, 이들의 삽입된 체적은 성형후 탄성체의 회복체적과 거의 같다.

지지체(4)는 금속시이트원판(7)와 탄성체 사이에 개재될 수 있는 예를들어 테프론과 같은 플라스틱 시이트(8)로 피복되는 바, 이와같은 경우 이는 탄성체에 접착 또는 용착될 수 있으며, 성형과정중 금속시이트의 미끄럼운동을 용이하게 하는 근본적인 기능을 가지나 이미 언급된 바와같은 복합형 구조에서 보인 바와 같은 탄성체를 보호하기도 한다.

지지체(4)에는 압축공기와 같은 냉각유체의 순환이 이루어지도록 하는 도관(6)이 구성되어 있다. 특히 압축공기가 사용될 때에는 완제품을 벗기어낼 수 있도록 하는 다른 도관(9)이 구성되기도 한다. 지지체(4)의 냉각을 위하여 개선된 열전도율을 갖는 금속와이어 또는 금속분말충전제가 매입될 수도 있다.

제6도는 부품의 예비성형단계를 보인 것이다. 주연부(10)를 재가한 외부슬라이드(1)가 하강된다. 이 주연부는 금속시이트원판(7)과 접촉하며 이는 탄성지지체(4)의 반작용으로 압축된다. 이러한 주연압축작용의 효과하에 탄성체는 금속시이트원판의 중간부로 유동하여 이 부분을 변형되게 한다.

금속시이트원판의 중간부분이 낮아지는 것은 중간슬라이드(2)에 고정된 다이저면부(2a)에 의하여 제한되어 금속의 비등방성 또는 부품형상의 비대칭성에 의하여 제어되지 않은 불규칙적인 변형을 피할 수 있다. 본 발명의 한 특성에 따라서, 주연부(10)를 재가한 외부슬라이드(1)의 하강은 조절가능한 기계적인 정지구(12)에 의하여 제한되므로서 금속시이트원판의 중간부 변형은 얻고자하는 완제품의 표면과 실제로 동일하게 된다.

제7도는 부품이 최종적으로 성형되는 단계를 보인 것이다. 다이저면부(2a)를 갖는 중간슬라이드(2)는 그 하측 위치로 하강하고 선행과정에서 예비성형된 금속시이트원판(7)의 중간부가 최종적으로 성형된다.

금속시이트원판의 상부에 대한 다이저면부(2a)에 접촉하는 결과에 따른 압축스트레스는 금속시이트원판의 대향측에서 작용하는 탄성지지체(4)의 작용으로 다이저면부(2a)에 의하여 보상되는 금속시이트원판의 표면을 통해 가하여지는 신장스트레스로 변환되고 모든 부위에서 이 시이트가 변형될 수 있도록 한다.

따라서 이러한 압축 및 신장스트레스는 상호 소거되고(탄성체의 가축성을 떠나서) 두께의 최소변경으로 부품이 최종적으로 성형된다. 이러한 최소의 두께변경은 극히 얇은 시이트를 성형하는 경우 요구되는 것이다.

제8도는 탄성지지체(4)가 수축부재(5)의 수축에 의하여 압축상태에서 풀린 상태를보인 것이다. 이러한 작동의 목적은 탄성체의 반작용으로 성형된 부품의 변형을 피하기 위한 것이다.

제9도는 성형된 부품(7')이 다이를 구성하는 두 슬라이드(1)(2)의 상승과 동시에 분리되는 상태를 보인 것이다. 특히 대량생산시에 탄성지지체(4)의 열을 식히기 위하여 압축공기가 도관(6)을 통하여 공급된다. 또한 지지체(4)으 냉각은 선행감축단계(제8도)에서 수행될 수도 있다. 또한 압축공기가 부품(7')의 분리를 위하여 도관(9)으로 공급될 수도 있다.

제10도에서 보인 조합된 변경 실시형태에 따라서, 제1실시형태에서 보인 바와같은 형태의 외부슬라이드(1)는 이에 형성된 안내로에서 이동가능한 부재에 재가된 돌출형 가동부(11)가 구비되어 있다.

이들 가동부(11)의 대향측에는 공간부(40)가 형성되어 있으며, 이 공간부(40)에는 비교적 경질의 탄성체(41)가 채워져 있다. 이 공간부는 돌출형 가동부(11)의 보상적인 압인형태로 구성될 수 있으며, 이들 가동부는 금속시이트원판(7)를 통하여 작용하며 성형될 입체형상에 대하여 금속시이트원판의 여분영역과 같은 형상의 모서리를 지지하게 될 것이다.

금속시이트원판의 중간부가 펀치를 구성하는 중간슬라이드(2)의 효과하에 성형될때에 가동부재인 필러(30)는 펀치의 운동에 대하여 동시에 하강하여 제1실시형태에서 언급된 바와같은 동일한 효과가 이루어진다.

제11도는 본 발명에 따라 성형된 부품을 보인 것으로, 이 금속시이트원판의 부품은 표면적 1.5㎡의 장방형이고 두께가 40/100mm이며 HEL E＝60Kg/㎟의 금속시이트로 구성되어 있다. 12-12선 및 13-13선의 단면은 시이트의 여분영역을 보인 것으로, 모서리(13)의 성형시 주연부(10)의 돌출형 가동부(11)와 같은 방법으로 부품의 모서리 기부(13a)를 향하여 변형된다. 따라서 부품성형의 다음공정에서 불필요한 변부(15)가 제거되고 최종형태가 갖추어질 수 있다.

실제로, 제11도에서 보인 바와같은 장방형의 측면을 갖는 부품은 평면상의 시이트(제14도)에서 각 모서리의 사각부분(50)을 절단하고 접어서(제15도) 제조될 수 있다.

그러나, 이러한 부품을 프레스성형으로 제작하기 위하여서는 이 사각부분(50)이 잉여부분으로 존재하게 된다. 따라서, 본 발명의 목적은 어느 특별한 부분이 두꺼워지거나 얇아져 주름이 형성되거나, 특히 모가심한 입체형상 부품의 성형시 극히 얇은 시이트드에서 균열이 일어나는 것을 방지하는데 있다.

지금까지 언급된 프레스성형의 입체형상부품에서 모서리를 성형하는 기술로 이러한 문제점은 해결된다.

실제로, 프레스성형다이는 그 모서리에 돌출형 가동부(11)의 형상이 성형되며, 이는 예를들어 상기 언급된 사각부분(50)(장방형 측면을 갖는 부품의 성형)과 같은 잉여 부분과 같은 여분영역을 갖는 점진적인 요입부 형상으로 얻고자하는 부품의 각 모서리의 기부에서 중공부의 형태로 구성될 것이다.

부품의 성형에 의하여 발생되는 여분의 시이트부분에 의한 압축스트레스는 공구의 형상에 의하여 발생된 동일한 신장스트레스에 의하여 보상된다(여분의 부분이 흡수된다).

따라서 본 발명에 따른 방법은 그 초기 두께가 작다하더라도 금속시이트원판 두께는 최대감소를 제한하고 스트레스의 집중을 피할 수 있으며 주름없이 모서리의 성형을 가능하게 한다.

또한 본 발명에 따른 장치는 기존의 복동식스트레스에 적용할 수 있다.

특히 본 발명은 자동차의 차체, 항공기체등을 극히 얇은 강철시이트로 생산하는데 적합하다. 그러나, 본 발명은 여러종류의 두꺼운 금속시이트를 예비성형하는데 응용할 수도 있다.

또한 탄성체상에서 프레스성형하는 실시형태의 경우에 있어서, 탄성체와 접촉하는 시이트 측면의 표면상태가 완벽히 보존될 수 있으므로 프레스성형시 페인트, 접착제 또는 다른 유기코팅등과 같은 표면코팅필름에 손상을 주지않고 사전코팅된 시이트를 프레스성형할 수 있다.

Claims (26)

1. 복동식 프레스에 일정한 두께를 갖는 금속시이트원판을 프레스 성형하기 위한 방법에 있어서, 이 방법이 성형될 금속시이트원판을 지지체(4)상에 배치하는 단계, 금속시이트원판(7)의 주연부상에 외부슬라이드(1)를 가압하는 단계, 금속시이트원판의 중간부에 중간슬라이드(2)를 가압하는 단계, 성형될 입체상 부품에 대하여 최초 시이트의 두께가 변화되지 않는 여분의 영역으로 완제품의 일부분을 부상하도록 외부슬라이드의 가동부(11)에 의하여 외부슬라이드의 하측으로 주연부가 미끌어져 내려가도록 하므로서 금속시이트원판의 주연부를 성형하는 단계와, 지지체(4)의 중간부(33) 영역에 대하여 금속시이트원판을 가압하므로서 그 중간부를 모가난 입체상 형상으로 성형토록 중간슬라이드(2)를 동시에 이동시키는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 금속시이트의 프레스 성형방법.
2. 청구범위 1항에 있어서, 지지체(4)가 탄성물질이고, 성형될 입체형상부품에 대한 여분영역을 위하여 완제품의 어느 일부분에 일정한 두께가 유지되도록 하는 보상목적으로 금속시이트원판(7)에 외부슬라이드(1)의 가동부(11)를 가압할때에 지지체(4)를 구성하고 있는 물질이 얻고자 하는 완제품과 동일하게 되도록 금속시이트원판(7)의 중간부를 변형되게 하며, 중간슬라이드(2)가 이동하여 지지체(4)의 최종적인 유동으로 금속시이트원판의 중간부가 모가 난 입체형상부품으로 성형됨을 특징으로 하는 방법.
3. 청구범위 2항에 있어서, 제1단계에서 중간슬라이드(2)가 지지체의 유동효과하에 금속시이트원판의 중간부 변형을 제한하는 위치로 이동됨을 특징으로 하는 방법.
4. 청구범위 2항 또는 3항에 있어서, 외부슬라이드(1)의 가동부(11)에 지지체(4)의 감마찰수단이 제공됨을 특징으로 하는 방법.
5. 청구범위 2항에 있어서, 지지체(4)를 구성하는 물질이 낮은 셔어경도를 갖는 탄성체임을 특징으로 하는 방법.
6. 청구범위 5항에 있어서, 탄성체가 30보다 낮은 셔어경도를 가짐을 특징으로 하는 방법.
7. 청구범위 2항에 있어서, 성형과정이 끝난 후 지지체(4)를 구성하는 물질이 감축됨을 특징으로 하는 방법.
8. 청구범위 2항에 있어서, 지지체를 구성하는 물질이 냉각됨을 특징으로 하는 방법.
9. 청구범위 1항에 있어서, 지지체(4)가 주연부에서만 외부슬라이드(1)의 가동부(11)와 동일하고 중간슬라이드(2)에 인접한 적어도 한 영역으로 연장된 탄성체임을 특징으로 하는 방법.
10. 청구범위 9항에 있어서, 탄성물질의 셔어경도가 70-100 사이임을 특징으로 하는 방법.
11. 성형될 금속시이트원판(7)이 놓이는 지지체(4), 외부슬라이드(1)와 중간슬라이드(2)로 구성되는 형태의 프레스 성형장치에 있어서, 외부슬라이드(1)가 돌출된 형태이고 성형될 입체형상에 대하여 금속시이트원판(7)의 일정한 두께의 여분영역과 동일한 현상을 갖는 적어도 하나의 가동부(11)로 구성되고, 이 가동부(11)는 금속시이트원판(7)의 주연부에 중간슬라이드(2)의 작용과 동시에 작용함을 특징으로 하는 금속시이트의 프레스 성형장치.
12. 청구범위 11항에 있어서, 외부슬라이드(1)의 돌출형가동부(11)가 지지체(4)에 형성된 보상적 형상과 결합하고 외부슬라이드(1)와 관계없이 이동 가능하게 된 가동부재에 재가됨을 특징으로 하는 장치.
13. 청구범위 11항에 있어서, 지지체(4)가 외부슬라이드(1)와 중간슬라이드(2)에 해당하는 전영역을 점유하는 물질로 구성됨을 특징으로 하는 장치.
14. 청구범위 13항에 있어서, 지지체(4)를 구성하는 물질이 30보다는 작은 셔어경도를 갖는 탄성체임을 특징으로 하는 장치.
15. 청구범위 11항에 있어서, 탄성지지체의 물질이 외부슬라이드(1)의 가동부(11)에 해당하고 중간슬라이드(2)에 인접한 영역으로 연장된 공간부(40)내에 위치함을 특징으로 하는 장치.
16. 청구범위 15항에 있어서, 지지체(4)를 구성하는 물질이 70-100 사이의 셔어경도를 가짐을 특징으로 하는 장치.
17. 청구범위 11항에 있어서, 지지체(4)와 외부슬라이드의 가동부(11)가 감마찰특성을 가짐을 특징으로 하는 장치.
18. 청구범위 11항에 있어서, 제1단계에서 지지체(4)내로 돌출되고, 제2단계에서는 성형후 후퇴하는 수축부재(5)가 구성됨을 특징으로 하는 장치.
19. 청구범위 11항에 있어서, 지지체(4)내에서 이를 냉각하기 위한 수단으로서 구성되어 있음을 특징으로 하는 장치.
20. 청구범위 11항에 있어서, 지지체(4)로부터 완제품을 분리하기 위한 수단으로서 도관(9)이 구성되어 있음을 특징으로 하는 장치.
21. 청구범위 5항에 있어서, 탄성체가 10 이하의 셔어경도를 가짐을 특징으로 하는 방법.
22. 청구범위 5항에 있어서, 탄성체가 실리콘 탄성체임을 특징으로 하는 방법.
23. 청구범위 2항에 있어서, 지지체(4)가 낮은 셔어경도를 가지며 그 상측부와 측부의 전체 또는 일부에 보다 강하고 경질인 얇은 표피로 피복된 실리콘 탄성체로 구성되는 복합형 지지체임을 특징으로 하는 방법.
24. 청구범위 14항에 있어서, 탄성체가 10 이하의 셔어경도를 가짐을 특징으로 하는 장치.
25. 청구범위 14항에 있어서, 탄성체가 실리콘 탄성체임을 특징으로 하는 장치.
26. 청구범위 14항에 있어서, 지지체(4)가 낮은 셔어경도를 가지며 그 상측부와 측부의 전체 또는 일부에 보다 강하고 경질인 얇은 표피로 피복된 실리콘 탄성체로 구성되는 복합형 지지체임을 특징으로 하는 장치.

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