KR102885896B1 - 프레스금형의 조립방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프레스금형본체에 복수개의 단위프레스금형(단위프레스다이 또는 단위프레스펀치)을 조립하는 방법에 관한 것으로서, 특히 열처리한 단위프레스금형 중 하나인 기준 단위프레스금형과 프레스금형본체를 볼트와 기준 핀으로 체결 및 위치 고정한 후, 열처리한 나머지 단위프레스금형을 틈새 없이 밀착한 후 나머지 핀 홀과 핀 홈의 가공과 핀 삽입하여, 단위프레스금형의 매칭면 사이의 틈새(gap) 발생을 방지할 수 있는, 프레스금형의 조립방법에 관한 것이다.

Description

프레스금형의 조립방법{method of assembling press mold}

본 발명은 프레스금형본체에 복수개의 단위프레스금형(단위프레스다이 또는 단위프레스펀치)을 조립하는 방법에 관한 것으로서, 특히 열처리한 단위프레스금형 중 하나인 기준 단위프레스금형과 프레스금형본체를 볼트와 기준 핀으로 체결 및 위치 고정한 후, 열처리한 나머지 단위프레스금형을 틈새 없이 밀착한 후 나머지 핀 홀과 핀 홈의 가공과 핀 삽입하여, 단위프레스금형의 매칭면 사이의 틈새(gap) 발생을 방지할 수 있는, 프레스금형의 조립방법에 관한 것이다.

일반적으로 프레스금형(프레스 하형 또는 프레스 상형)은 소재인 철판을 프레스기계와 금형을 이용하여 성형, 교축(drawing)과 굽힘(bending) 및 절단(cutting), 펀칭(punching)등의 복합적인 과정을 수행함으로써 각종 패널 제품을 성형하게 된다. 즉, 2개 이상의 쌍을 이룬 금형을 사용하여 하형에 소재인 철판을 놓고 상형을 상하 운동시킴에 의해 소재에 강한 프레스 압력을 가함으로써 각종 패널 제품을 성형하여 제작할 수 있다.

이러한 유형의 종래 프레스금형의 조립 방법으로서, 도 4에 도시한 블록차트를 참조하여 설명한다.

도 4를 참조하면, 종래의 프레스금형의 조립방법은 먼저 탭 가공한 프레스금형본체와 볼트 홀 가공한 복수개의 단위프레스금형을 준비한다(S10). 탭과 볼트 홀은 단위프레스금형의 위치에 따라 2개 또는 3개 이상을 가공할 수 있다.

탭 가공한 프레스금형본체에 볼트 홀 가공한 단위프레스금형을 차례로 올려놓고 볼트로 체결하여 조립할 수 있다(S11).

프레스금형본체에 복수의 단위프레스금형이 체결 조립한 상태에서, 복수개의 단위프레스금형과 프레스금형본체에 가공한 핀 홀과 핀 홈에 핀(예컨대 다우웰 핀)을 삽입하여 위치를 고정할 수 있다(S12). 핀 홀과 핀 홈의 가공은 먼저 드릴로 1차 가공하고 리머로 2차 가공할 수 있다. 체결 및 위치 고정한 프레스금형본체와 복수의 단위프레스금형의 조립체는 기계가공반으로 인계될 수 있다.

기계가공반에 인계된 조립체는 프레스 성형에 맞게 NC로 중삭 가공할 수 있다(S13). 중삭 가공 완료 후 사상(폴리싱) 팀으로 인계되어 사상 가공될 수 있다.

중삭 가공 후 복수의 단위프레스금형을 프레스금형본체에서 분해할 수 있다(S14).

분해된 복수의 단위프레스금형은 작업부위에 열처리할 수 있다(S15). 열처리한 후, 프레스금형본체의 상면에 놓이는 밑면을 래핑(연삭) 가공할 수 있다.

이때, 열처리는 열응력에 의한 변형이 생길 수 있다. 이때의 변형은 육안으로 볼 수 없을 정도의 미세한 변형일 수 있다.

열처리 등을 행한 단위프레스금형은 핀 홀을 핀 홈에 맞추고 프레스금형본체의 상면에 놓고, 볼트와 핀으로 체결 및 위치 고정을 할 수 있다(S16).

그러면 미세한 변형을 갖는 복수개의 단위프레스금형의 매칭면 사이마다 도 5와 같은 틈새가 생기고, 이 틈새는 도 6과 같은 틈새 게이지로 측정할 수 있다(S17).

틈새가 생긴 복수개의 단위프레스금형은 프레스금형본체에서 다시 분해할 수 있다(S18).

다시 분해된 복수개의 단위프레스금형은 도 7과 같이 용접할 수 있는 장소로 옮겨 매칭면 틈새 부위를 용접으로 메우고, 그 용접 부위를 정리(깎아내거나 사상)작업을 실시할 수 있다(S19).

틈새를 용접 등 추가 가공을 행한 단위프레스금형 전체를 핀 홀과 핀 홈을 기준으로 프레스금형본체 위에 올려놓고, 볼트와 핀으로 체결 및 위치 고정할 수 있다(S20).

재조립된 프레스금형본체와 단위프레스금형은 다시 기계가공반으로 인계하여 NC로 단위프레스금형들을 정삭 가공을 행할 수 있다(S21)

이와 같은 공정을 통해 프레스금형을 조립하면 다음과 같은 문제가 있을 수 있다.

첫째, 단위프레스금형을 열처리하기 전에 위치 결정용 핀 홀과 핀 홈을 미리 가공하기 때문에, 열처리를 하면 단위프레스금형은 열변형이 생기고, 이로 인해 단위프레스금형의 핀 홀을 프레스금형본체의 핀 홈에 맞추더라도 단위프레스금형 간의 매칭면에 틈새가 생길 수밖에 없다.

둘째, 틈새가 생기면 제품 생산 시 제품에 스크래치 등이 생기기 때문에, 이를 수정하기 위해 열처리한 단위프레스금형들을 프레스금형본체에서 다시 분해하는 공정과, 분해된 열처리한 단위프레스금형들을 틈새 게이지를 이용해서 용접 가능하게 재배치하는 공정 등이 추가될 수 있다.

셋째, 틈새를 메우는 용접 공정이 추가되고, 용접 후 용접 부위를 단위프레스금형들의 형상면과 거의 일치시키기 위해 가공/사상 등의 추가 공정이 늘어나 금형 품질을 저하시킬 수 있다.

넷째, 용접 등을 행한 복수의 단위프레스금형을 들어올려 프레스금형본체에 올려놓고 재조립해야 한다.

다섯째, 단위프레스금형들을 열처리하기 전에 먼저 핀 홀을 가공하기 때문에, 열처리에 의한 핀 홀의 변형이 생길 수 있다. 핀은 통상 다우웰 핀(dowel pin)으로서 망치 등으로 때려 박아 위치를 결정하는데, 핀 홀의 변형은 단위프레스금형과 프레스금형본체의 맞춤 조립 시 어긋남 등으로 다우웰 핀의 때려 박기의 불량을 초래할 수 있다. 다웰핀은 전용공구 핀망치로 뽑아낼 수 있다.

이와 같이 종래의 프레스금형 조립방법은 틈새를 수정하기 위한 추가 공정이 많이 늘어날 뿐 아니라 금형의 품질도 저하시킬 수 있다.

한국등록특허공보 제10-2410878호

본 발명은 일 실시예를 통하여, 기준 단위프레스금형과 나머지 단위프레스금형을 임의로 나누고 나머지 단위프레스금형을 열처리한 후 나머지 핀 홀과 핀 홈을 가공하여 열변형에 따른 매칭면의 틈새(gap)를 방지하여 용접이나 사상 같은 추가 공수를 없애 양질의 금형 품질을 확보할 수 있는, 프레스금형의 조립방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여, 탭 가공한 프레스금형본체와, 볼트 홀을 가공한 복수의 단위프레스금형을 준비하는 단계(S100); 상기 복수의 단위프레스금형의 볼트 홀을 상기 프레스금형본체의 탭에 맞추고 볼트 체결하는 단계(S110); 상기 체결된 복수의 단위프레스금형 중 어느 하나를 기준으로 한 기준 단위프레스금형과 상기 프레스금형본체에만 기준 핀 홀과 기준 핀 홈을 동시에 가공하고 기준 핀을 삽입하여 위치를 고정하는 단계(S120); 상기 체결된 복수의 단위프레스금형을 프레스 성형에 필요한 형상을 가공하는 단계(S130); 상기 가공한 복수의 단위프레스금형을 볼트를 풀고 상기 프레스금형본체로부터 분해하는 단계(S140); 상기 분해한 복수의 단위프레스금형을 열처리하는 단계(S150); 상기 열처리한 복수의 단위프레스금형 중 상기 기준 단위프레스금형의 기준 핀 홀을 상기 프레스금형본체의 기준 핀 홈에 맞춘 후 볼트와 기준 핀으로 체결 및 위치 고정하는 단계(S160); 상기 체결 및 위치 고정한 기준 단위프레스금형의 매칭면에 상기 나머지 단위프레스금형의 매칭면을 밀착하여 틈새 없음을 확인 후 볼트로 체결하는 단계(S170); 상기 밀착한 나머지 단위프레스금형과 상기 프레스금형본체에 나머지 핀 홀과 핀 홈을 동시에 가공하는 단계(S180); 및 상기 나머지 핀 홀과 핀 홈에 나머지 핀을 삽입하여 위치를 고정하는 단계(S190)를 포함할 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 프레스금형 조립방법은 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 기준 단위프레스금형을 열처리하기 전에 기준 핀 홀을 미리 가공하는 대신 나머지 단위프레스금형을 열처리한 후 나머지 핀 홀을 가공하는 순서대로 공정함으로써, 나머지 단위프레스금형의 열변형에 따른 매칭면 간의 틈새 없이 밀착하고 기준 핀으로 위치를 결정할 수 있다. 이러한 기준 핀 홀과 나머지 핀 홀을 열처리 전후로 나누어서 가공하면 틈새를 방지한다는 효과는, 볼트의 체결 상태에서도 나머지 단위프레스금형을 기준 단위프레스금형 옆으로 밀어 밀착시킬 만큼 볼트의 미세한 유격 형성으로 미세한 이동이 가능하다는 볼트의 특성을 발견하여 달성할 수 있었습니다. 즉 볼트의 특성은 체결력(체결에 의해 상하 또는 좌우로 가해지는 압력)으로 두 개의 부재를 체결하는 것으로서, 체결력이 완전히 가해지지 않은 약간 느슨할 상태이면 볼트 홀과 탭 간의 유격에 의해 미세하게 옆으로 움직일 수 있지만, 체결력이 완전히 가해지면 볼트 홀과 탭 간의 유격이 있더라도 미세하게 옆으로 움직이지 않고 체결 고정된다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 틈새 없이 조립할 수 있기 때문에, 용접이나 추가 가공이 필요 없어 양질의 금형 품을 확보하여 경제성과 생산성을 향상시킬 수 있습니다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 틈새 없이 조립할 수 있기 때문에, 제품 생산 시 틈새로 인한 제품 스크래치를 최대한 감소시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 나머지 단위프레스금형의 나머지 핀 홀을 열처리한 후 가공하기 때문에 나머지 핀 홀의 열변형이 없어 나머지 핀 홀의 기준이 정확하여 핀을 박을 때 나머지 단위프레스금형의 미세한 움직임을 방지할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프레스금형의 조립방법의 공정순서를 도시한 플로차트이다.
도 2는, 프레스금형본체에 단위프레스금형이 조립된 평면도이다.
도 3a 내지 도 3h는, 도 2의 프레스금형의 조립순서를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는, 종래 프레스금형의 조립방법의 공정순서를 도시한 플로차트이다.
도 5는, 종래 단위프레스금형의 매칭면 사이의 틈새를 보여주는 사진이다.
도 6은, 도 5의 틈새를 틈새 게이지로 측정하는 사진이다.
도 7은, 도 5의 틈새를 용접한 사진이다.

이하에서 설명되는 실시예는 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

본 출원에서 사용되는 제1, 제2 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

또한, 본 출원에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 권리범위를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다", "이루어진다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프레스금형의 조립방법의 공정순서로 도시한 플로차트이고, 도 2는, 프레스금형본체에 단위프레스금형이 조립된 평면도이고, 도 3a 내지 도 3h는, 도 2의 프레스금형의 조립순서를 설명하기 위한 단면도이다.

먼저, 도 2를 참조하면 프레스금형본체(10)에 단위프레스금형(30) 12개가 조립된 프레스금형(프레스 하형 또는 프레스 상형)(1)을 도시하고 있다.

이하 본 실시예에서는 단위프레스금형(30)을 도 3a 내지 도 3h와 같이 기준 단위프레스금형(30a)과 나머지 단위프레스금형(30b) 총 2개만 프레스금형본체(10)에 조립되는 것으로 설명한다.

도 1 및 도 3a을 참조하면, 본 실시예에 따른 프레스금형의 조립방법은 탭(11) 가공한 프레스금형본체(10)와, 볼트 홀(31)을 가공한 복수의 단위프레스금형(30)을 준비하는 단계(S100)를 포함할 수 있다. 물론 탭(11)과 볼트 홀(31)을 가공하기 전에, 단위프레스금형(30)의 바닥면(32)과 매칭면(33)을 도면 기준에 맞게 가공할 수 있다.

도 1 및 도 3b를 참조하면, 본 실시예에 따른 프레스금형의 조립방법은, 복수의 단위프레스금형(30)의 볼트 홀(31)을 프레스금형본체(1)의 탭(11)에 맞추고 볼트(B)로 체결하여 가조립하는 단계(S110)를 포함할 수 있다. 가조립된 상태에서 단위프레스금형(30)의 매칭면(33)은 밀착될 수 있다. 볼트(B)는 렌치볼트로서 본 실시예에서는 3개가 체결될 수 있다. 참고로, 도 3a의 도면 부호 35는 아이볼트가 체결되는 탭(35)으로서, 무거운 프레스금형을 옮길 때 아이볼트에 고리(hook) 등을 걸 수 있다.

도 1 및 도 3c를 참조하면, 본 실시예에 따른 프레스금형의 조립방법은, 체결 가조립된 복수의 단위프레스금형(30) 중 어느 하나를 기준으로 한 기준 단위프레스금형(30a)과 프레스금형본체(10)에만 기준 핀 홀(33a)과 기준 핀 홈(13a)을 동시에 가공하고, 도 3d와 같이 기준 핀 홀(33a)과 기준 핀 홈(13a)에 기준 핀(P1)을 삽입하여 위치를 고정하는 단계(S120)를 포함할 수 있다. 나머지 단위프레스금형(30b)과 이에 해당하는 프레스금형본체(10)에는 핀 홀과 핀 홈을 가공하지 않는다. 기준 핀 홀(33a)과 기준 핀 홈(13a)은, 1차 드릴 가공하고 나서 2차 리머 가공을 할 수 있다.

도 1 및 도 3d을 참조하면, 본 실시예에 따른 프레스금형의 조립방법은, 볼트(B)와 기준 핀(P1)이 체결 및 위치 고정된 프레스금형(1)은 기계가공반으로 인계되고, NC에서 프레스 성형에 필요한 형상으로 가공하는 단계(S130)를 포함할 수 있다. NC 가공은 중삭 가공이고, 중삭 가공이 완료되면 사상팀으로 인계될 수 있다.

도 1 및 도 3e를 참조하면, 본 실시예에 따른 프레스금형의 조립방법은, 사상팀으로 인계된 프레스금형(1)에서 볼트(B)와 기준 핀(P1)을 풀고 기준 단위프레스금형(30a)과 나머지 단위프레스금형(30b)을 프레스금형본체(10)로부터 분해하는 단계(S140)를 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 프레스금형의 조립방법은, 분해한 기준 단위프레스금형(30a)과 나머지 단위프레스금형(30b)을 열처리하는 단계(S150)를 포함할 수 있다. 열처리는 기준 단위프레스금형(30a)과 나머지 단위프레스금형(30b)의 작업 부위에 행할 수 있다. 열처리 된 기준 단위프레스금형(30a')과 나머지 단위프레스금형(30b')은 바닥면(32)을 래핑(연삭) 가공할 수 있다.

도 1 및 도 3f을 참조하면, 본 실시예에 따른 프레스금형의 조립방법은, 열처리한 기준 단위프레스금형(30a')과 나머지 단위프레스금형(30b') 중 먼저 열처리한 기준 단위프레스금형(30a')의 기준 핀 홀(33a)을 프레스금형본체(10)의 기준 핀 홈(13a)에 맞춘 후 볼트(B)와 기준 핀(P1)으로 체결 및 위치 고정하는 단계(S160)를 포함할 수 있다.

도 1 및 도 3g을 참조하면, 본 실시예에 따른 프레스금형의 조립방법은, 체결 및 위치 고정된 열처리한 기준 단위프레스금형(30a')의 매칭면(33)에 열처리한 나머지 단위프레스금형(30b')의 매칭면(33)을 밀착하여 틈새 없음을 확인 후 볼트로 체결하는 단계(S170)를 포함할 수 있다. 열처리한 기준 단위프레스금형(30a')의 매칭면(33)에 열처리한 나머지 단위프레스금형(30b')의 매칭면(33)을 옆으로 밀착할 때 볼트(B)의 유격으로 미세한 이동이 가능하여 틈새를 방지할 수 있다.

도 1 및 도 3g을 참조하면, 본 실시예에 따른 프레스금형의 조립방법은, 밀착 체결된 열처리한 나머지 단위프레스금형(30b')과 프레스금형본체(10)에 나머지 핀 홀(33b)과 핀 홈(13b)을 동시에 가공하는 단계(S180)를 포함할 수 있다.

단계(S170)와 단계(S180)는 본 실시예의 핵심 공정으로서, 나머지 단위프레스금형(30b)의 열처리를 먼저하고, 나머지 핀 홀(33b)과 나머지 핀 홈(13b)의 가공을 나중에 하기 때문에, 틈새 없이 나머지 핀 홀(33b)과 나머지 핀 홈(13b)의 위치는 정확히 맞을 수밖에 없다. 나머지 핀 홀(33b)과 나머지 핀 홈(13b)도 1차 드릴 가공하고 나서 2차 리머 가공을 할 수 있다.

도 1 및 도 3h을 참조하면, 본 실시예에 따른 프레스금형의 조립방법은, 열처리한 나머지 핀 홀(33b)과 핀 홈(13b)에 나머지 핀(P2)을 삽입하여 위치를 고정하는 단계(S190)를 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 프레스금형의 조립방법은, 나머지 핀(P2)의 위치 고정된 프레스금형은 기계가공반으로 인계되고, 최종 프레스 성형에 필요한 형상의 정삭 가공을 NC에서 행하는 단계(S200)를 포함할 수 있다.

위와 같은 프레스금형의 조립방법은 2개의 단위프레스금형(30) 중 한 개를 기준 단위프레스금형(30a)으로 설정하여 설명하였지만, 도 2와 같이 12개의 단위프레스금형(30)인 경우 마주보는 위치에 각각 1개의 기준 단위프레스금형(30b)으로 설정할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

1: 프레스금형 10: 프레스금형본체
11: 탭 13a: 기준 핀 홈
13b: 나머지 핀 홈 30: 단위프레스금형
30a: 열처리 전 기준 단위프레스금형
30b: 열처리 전 나머지 단위프레스금형
30a': 열처리 된 기준 단위프레스금형
30b': 열처리 된 나머지 단위프레스금형
31: 볼트 홀 32: 바닥면
33: 매칭면 33a: 기준 핀 홀
B: 볼트 P1: 기준 핀
P2: 나머지 핀

Claims (1)

1. 탭 가공한 프레스금형본체와, 볼트 홀을 가공한 복수의 단위프레스금형을 준비하는 단계(S100);
   상기 복수의 단위프레스금형의 볼트 홀을 상기 프레스금형본체의 탭에 맞추고 볼트 체결하는 단계(S110);
   상기 체결된 복수의 단위프레스금형 중 어느 하나를 기준으로 한 기준 단위프레스금형과 상기 프레스금형본체에만 기준 핀 홀과 기준 핀 홈을 동시에 가공하고 기준 핀을 삽입하여 위치를 고정하는 단계(S120);
   상기 체결된 복수의 단위프레스금형을 프레스 성형에 필요한 형상을 가공하는 단계(S130);
   상기 가공한 복수의 단위프레스금형을 볼트를 풀고 상기 프레스금형본체로부터 분해하는 단계(S140);
   상기 분해한 복수의 단위프레스금형을 열처리하는 단계(S150);
   상기 열처리한 복수의 단위프레스금형 중 상기 기준 단위프레스금형의 기준 핀 홀을 상기 프레스금형본체의 기준 핀 홈에 맞춘 후 볼트와 기준 핀으로 체결 및 위치 고정하는 단계(S160);
   상기 체결 및 위치 고정한 기준 단위프레스금형의 매칭면에 상기 나머지 단위프레스금형의 매칭면을 밀착하여 틈새 없음을 확인 후 볼트로 체결하는 단계(S170);
   상기 밀착한 나머지 단위프레스금형과 상기 프레스금형본체에 나머지 핀 홀과 핀 홈을 동시에 가공하는 단계(S180); 및
   상기 나머지 핀 홀과 핀 홈에 나머지 핀을 삽입하여 위치를 고정하는 단계(S190)를 포함하는,
   프레스금형의 조립방법.