KR100224930B1 - 다각형 모양의 폐쇄단면을 가진 관의 제조방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

다각형 모양의 폐쇄단면을 가진 관 제조방법은, 제1다이와 제2다이의 사이에 금속제의 대판을 일정한 길이씩을 보내고, 이것과 동기하여 상기 제1다이 및 상기 제2다이에 의해 상기 대판을 프레스하여, 이송방향에 직교하는 단면에서 보아 다각형 모양의 폐쇄상태를 이루는 관을 연속적으로 제조하는 이송굽힘이다. 이 방법은 상기 제1다이와 상기 제2다이의 입구 근방으로부터 중앙근방까지에 있어서, 상기 금속제 대판을 상기 이송방향으로 연장되어 있는 예정능선을 따라 상기 대판의 폭방향 단부에 가까운 것으로부터 폭방향 중앙부를 향해 서서히 구부림으로써, 상기 대판과 연속하며 각 상기 예정능선에서의 내각이 상기 관의 해당하는 능선의 내각과 동일하고, 또 상기 폭방향 단부가 사실상 서로 동일한면에서 서로 맞닿는 조관을 얻는 조관 생성 단계와,

상기 제1다이와 상기 제2다이의 출구근방에 있어서, 상기 조관을 내측 및 외측에서 교정함으로써, 상기 조관과 연속하는 제품 관을 얻는 교정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다각형 모양의 폐쇄단면을 가진 관의 제조방법 및 장치

본 발명은, 금속제의 대판(strip)에 이송굽힘 가공법을 실시함으로써, 금속 대판의 이송방향에 직교하는 단면에서 보았을 때 다각형이면서 폐쇄상태를 이루는 관을 연속적으로 제조할 수 있는 제조방법 및 그를 위한 장치(型)에 관한 것이다. 이 방법 또는 장치에 의해 얻어지는 관은 범퍼 등의 강화재로 이용할 수 있다.

이송굽힘 가공법은, 제1다이 및 제2다이로서 예를들어 펀치 및 다이를 사용하고, 이들 편치와 다이와의 사이에 금속제의 대판을 일정한 길이씩을 이송하면서 펀치 및 다이에 의해 대판을 프레스시키는 방법이다. 이러한 이송굽힘 가공법은, 대판을 일정한 길이씩을 이송하면서 프레스하는 방법이기 때문에 소형인 펀치 등을 채용할 수 있다. 이러한 이송굽힙 가공법은 여러 종류의 제품을 저가로 소량만 생산하는 것을 가능하게 하는 반면, 대형의 프레스형을 이용하여 소정길이의 대판을 한 번에 성형하는 일반적인 프레스 가공법이나, 다수의 롤을 소정각도로 순차 정렬시켜 대판의 성형을 행하는 롤포밍 가공법은 그러한 목적을 달성할 수 없었다.

종래, 이러한 이송굽힘 가공법울 이용한 방법 또는 장치로서, 프레스 다이형(型)에 의한 긴 채널재의 연속성형법(일본국 특공 소 57-52128호 공보), 에지밴딩 시스템에 의한 원형관의 이송굽힘 성형법(일본국 특공 평 2-61333호 공보), 여러가지 길이의 파이프의 연속성형장치(일본국 실공 평 5-27208호 공보) 및 판 모양의 긴 본체를 위한 성형장치(일본국 특개 평 3-221213호 공보)가 알려져 있다.

그러나, 상기한 어떠한 기술도 대판의 이송방향에 직교하는 단면에서 보았을때 다각형이면서 폐쇄상태를 이루는 관을 연속적으로 제조하는 방법 또는 장치를 개시하고 있지 않으며, 언급하고 있지도 않다.

즉, 상기 특공 평 2-61333호 공보에 기재된 기술 및 상기 실공 평 5-27208호 공보에 기재된 기술에서는, 펀치와 다이의 입구 근방으로부터 출구근방까지에서 대판을 그 폭방향 양단부로부터 폭방향 중앙부로, 목적하는 원관의 곡률과 대략 동일한 곡률로 굽히기(에지밴딩) 때문에, 얻어지는 프레스된 제품은 이송방향에 직교하는 단면에서 보아 폐쇄상태이면서 원형을 이룬다. 이러한 에지밴딩 방식에 의해 다각형 모양의 폐쇄된 단면을 갖는 관을 제조하고자 할 경우, 관의 능선을 구성하는 대판의 예정된 능선이 이송방향과 교차하여 연장되고, 프레스 할 때 마다 각 능선이 이송방향으로 평행이동한다. 그 결과, 대판은 예정능선을 따라 계속 구부러지고 힘을 받으므로 얻어진 관은 금속피로에 의해 취약한 관으로 된다.

다른 한편, 상기 특공 소 57-52128호 공보에 기재된 방법 및 장치와 상기 특개 평 3-221213호 공보에 기재된 기술에서는, 90。 이상의 각도로 서서히 구부러지는 대판의 예정능선이 이송방향으로 연장되어 있기 때문에, 얻어진 프레스된 제품은 이송방향에 직교하는 단면에서 보아 각형을 가지며, 또 금속피로에 의해 취약한 것으로는 되지 않는다. 그러나, 이들 기술에서는 양 단부가 이반된채 대략 평행하게 연장되어 있도록 기판을 굴곡시키고 있는 것에 불과하기 때문에, 얻어진 프레스 된 제품은 폐쇄 단면을 갖지 못한다(즉 개방상태이다).

또, 상기 특개 평 3-221213호 공보에 기재된 장치에서는, 먼저 대판의 폭방향 중앙부의 예정능선에서 대판이 구부려지고, 대판의 폭방향 양 단부의 예정능선에 대해서 각 단부를 모방형에 의해 모방되게 함으로써 구부리고 있는 것에 불과하다. 이 때문에, 이러한 장치를 사용해서 얻어지는 프레스 제품의 능선은 목적하는 내각을 가지기 어렵고, 다각형의 정밀도를 확보하기 어렵다.

본 발명은, 전술한 종래의 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 대판의 이송방향에 직교하는 단면에서 보아 다각형이고 폐쇄상태를 이루는 관을 연속적으로 제조하고, 또한 얻어진 관은 금속피로에 의해 취약하지 않으며, 양호한 정밀도를 갖게 하는 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

제1도는 본 발명에 따른 방법의 구현에 사용된 성형장치의 개략 종단면도.

제2도는 상기 성형장치의 단면도로서, 제1도의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도.

제3도는 상기 성형장치의 단면도로서, 제1도의 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도.

제4도는 상기 성형장치의 단면도로서, 제1도의 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 취한 단면도.

제5도는 상기 성형장치의 단면도로서, 제1도의 V-V선을 따라 취한 단면도.

제6도는 본 발명에 따른 방법으로 얻어진 제품관에 대한 사시도.

제7a도는 제6도의 A방향을 따라 취한 단면도.

제7b도는 제6도의 B방향을 따라 취한 단면도.

제7c도는 제6도의 C방향을 따라 취한 단면도.

제8도는 제6도를 부분적으로 확대한 도면.

제9도는 성형력과 곡률과의 관계를 나타내는 그래프.

제10도는 제6도를 부분적으로 확대한 평면도.

제11도는 제6도를 부분적으로 확대한 사시도.

제12도는 오버밴드량과 최대주름깊이의 관계를 나타내는 그래프.

제13도는 제6도를 일부확대한 사시도.

제14도는 오버밴드량과 대판 단부의 개방량과의 관계를 나타내는 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

3, 5, 6 : 제1다이(3 : 다이, 5 : 다이 본체, 6 : 맨드릴)

4, 13, 14 : 제2다이(4 : 펀치, 13, 14 : 교정펀치)

W : 대판(워크) W1 : 관

L5 ∼ L8 : 능선 S : 이송방향

L1∼L4 : 예 정 능선 e1, e2 : 단부

W0 : 조관

본 발명에 따른 다각형 모양의 폐쇄단면을 가진 관 제조방법은, 제1다이와 제2다이의 사이에 금속제의 대판을 일정한 길이씩을 이송하면서 상기 제1다이 및 상기 제 2다이에 의해 상기 대판울 프레스하는 이송굽힘 가공법에 의하여, 이송방향에 직교하는 단면에서 보아 다각형 모양이고 폐쇄상태를 이루는 관을 연속적으로 제조하는 방법이다. 이 방법은 상기 관의 능선을 구성하며 상기 대판에 있어서의 상기 이송방향으로 연장하는 예정능선 중 상기 대판의 폭방향 양 단부에 가까운 것으로부터 폭방향 중앙부의 것까지 서서히 구부림으로써, 상기 대판과 연속하며 각 상기 예정능선에서의 내각이 상기 관의 해당하는 상기 각 능선의 내각과 대략 동일하고, 또 상기 양 단부가 사실상 서로 동일한 면에서 서로 맞닿는 조관을 얻는 조관 생성 단계와 ; 상기 제1다이와 상기 제2 다이의 출구근방에 있어서, 상기 조관을 내측 및 외측에서 교정함으로써, 상기 조관과 연속하는 제품 관을 얻는 교정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 관계되는 제조방법에서는, 조관생성 단계에 의해, 제1다이와 제2다이의 입구 근방으로부터 중앙근방까지, 대판(워크)과 이에 연속하는 조관(rough pipe)을 얻는다. 이 단계에시, 관의 능선을 구성하는 워크의 예정능선이 이송방향으로 연장되어 있기 때문에, 워크는 예정능선에서 서서히 굴곡될 뿐이고, 금속피로에 의한 취약성(brittleness)을 유발시키지 않는다.

단, 전술한 바와 같이 이송방향으로 연장하는 예정능선에 의해 워크가 구부려지는 경우, 폭방향 양 단부에 가까운 예정능선만을 따라 굴곡한 워크는, 이송방향에 직교하는 단면에서 보아, 프레스방향과 평행한 선분(segment)에 상당하는 면은 비틀림 변형을 받게 된다. 이 때문에, 만약 그 워크가 여전히 길이방향에 직선상으로 연장된 상태이면, 그들 면에 있어서 프레스방향과 직교하는 중앙선보다 단부측에서는 인장변형을 발생시키고, 그 중앙선에 대한 중앙부측에서는 압축변형이 발생된다. 따라서, 길이방향에 대하여 중앙부측을 곡률 중심으로 하는 휘어짐(camber)을 일으키기 쉽다. 본 발명에 관계되는 제조방법에서는, 워크의 굴곡을 그 폭방향 양 단부에 가까운 예정능선으로부터 차례로 중앙부의 것까지 행하고 있기 때문에, 그들 면은 프레스 방향의 길이가 짧고, 그 내부의 휨을 최소화시킨다. 그러나, 이렇게 하여도 워크의 휨은 프레스된 제품으로서의 관에도 잔류한다. 따라서, 관이 휨을 원하지 않는 경우 또는 휘는 정도가 적은 것을 원하는 경우에는 그러한 워크의 휨을 억제할 필요가 있다. 이러한 목적을 위해, 제 1의 부가적 수단으로서, 그 워크가 역으로 휘도록 경사 또는 굴곡을 부여한 상태에서 연장시키면서 조관을 만드는 공정을 행할 수 있다. 이러한 제1수단에 의하면, 이송방향에 직교하는 단면에서 보아 프레스방향과 평행한 선분에 상당하는 면에서 프레스방향과 직교하는 중앙선보다 단부측에 있어서의 인장변형을 억제 또는 삭감시키고, 그 중앙선 보다 중앙부측에 있어서의 압축변형을 억제 또는 삭감시킬 수 있다. 또한 이 제1수단에 의해 원하는 곡률을 관에 부여할 수도 있다. 또한 성형이 진행되어, 중앙부쪽의 예정능선까지 굴곡된 워크에서는, 상기 굴곡된 단부에서 인장변형이 제거되기 때문에, 그 단부에 주름을 일으키기 쉽다. 상기 제1부가적 수단에 의해 워크에 경사 또는 곡률을 부여핸 상태에서 조관 생성 공정을 행하여도 상기 주름은 생길 수 있다. 이러한 워크의 주름도 그 상태로는 프레스 제품인 관에도 잔류하며, 통상 그와 같은 주름은 별로 바람직하지 않기 때문에 억제할 필요가 있다. 또한, 상기 제1부가적 수단에 의하여 워크에 높은 경사 또는 곡률을 부여한 상태에서 조관 생성 공정을 행하면, 그 워크에는 이송방향으로 큰 스프링백이 발생하게 된다. 이 때문에, 워크가 제1다이 또는／ 및 제2다이에 맞물려, 워크의 이송을 막게 될 우려도 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 제2부가적 수단으로서, 먼저 워크의 중앙부면에 일단 이송방향과 직교하는 방향으로 뻗은 비드형의 돌출부(bead-like projections)를 성형하고, 이 성형이 진행됨에 따라 그 돌출부를 없애면서 조관 생성 공정을 행할 수 있다. 이 제2수단에 의하면, 그 워크의 중앙부면이 신장될 수 있기 때문에, 단부의 인장변형이 억제되고 이에 따라 단부의 주름을 억제 또는 소멸시킬 수 있으며, 또, 워크내의 스프링백을 억제하여, 워크가 제1다이 또는／ 및 제2다이에 맞물리는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 제3부가적 수단으로서, 발생한 단부의 주름을 없앨 수 있도록 폭방향 단부를 푸시할 수도 있다.

이것에 의해 얻어진 조관은, 각 예정능선에서의 내각이 관의 해당하는 각 능선의 내각과 대략 동일하다. 또한, 그 폭방향 양 단부가 실질적으로 같은 면에서 서로 맞닿을 수 있게 된다. 단, 이 조관의 양 단부는, 상기한 바와 같이 순차적인 굴곡 동작에 의해 신장되고 수축되었기 때문에, 잔류응력에 의해 단부 끝이 개방상태가 되기 쉽다.

이러한 문제를 극복하기 위해, 이어지는 교정단계로서, 제1다이와 제2다이의 출구 근방에서 조관의 안쪽 및 바깥쪽으로부터 교정된다. 그 동안, 양 단부에 대해서는 목적하는 관보다 간격이 작아지도록 조관을 일단 크게 굽히고, 그렇게 한 후에 이 굽힘력을 해제하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 단부 끝이 개방상태인 양 단부가 맞닿게 되며, 그 단부의 주름을 없앨 수도 있다. 따라서, 이송방향에 직교하는 단면에서 보아 다각형이고 폐쇄상태를 이루는 관이 조관과 연속적으로 얻어질 수 있다. 이 때, 상기 장치의 폭방향으로 좌측 및 우측에 위치된 제1 및 제2다이의 이동 타이밍을 어긋나게 함으로써 양 단부를 서로 겹치게 할 수도 있다.

따라서, 본 발명에 관계되는 제조방법에서는, 대판의 이송방향에 직교하는 단면에서 보아 다각형모양이고 폐쇄생태를 이루는 관을 연속적으로 제조할 수 있다. 또한, 결과적으로 얻어진 관은 금속피로에 의한 취약함이 없으며, 또한 양호한 정밀도를 갖는다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 특징은 후술되는 설명 및 첨부된 특허청구범위를 첨부된 도면을 참조하여 고찰하면 명백할 것이다.

[실시예]

이하, 본 발명을 구체화한 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다.

이 실시예에서는, 제1도 내지 제5도에 나타내는 성형장치롤 이용하고 있다. 이 성형장치에는 제1도에 나타내는 바와 같이 고정대(1)의 상방에 가동대(2)가 위치되어 있고, 가동대(2)에는 아랫방향인 프레스방향(P)으로 이동가능한 프레스램(도시안됨)이 설치되어 있다. 고정대(1)에는 제1다이로서의 다이(3)가 고정되고, 가동대(2)에는 제2다이의 일부로서의 펀치(4)가 고정되어 있다. 성형장치의 좌단에는 대판(워크)(W)을 수평의 이송방향(S)으로 이송시키는 이송부(도시안됨)가 마련되어 있다. 다이(3)는, 이송부의 출구측인 입구로부터 오른쪽 중앙의 약간 오른쪽 지점까지 연장하는 다이 본체(5)와, 다이 본체(5)의 우단면 상단으로부터 출구까지 돌출하는 맨드릴(6)으로 이루어진다.

다이 본체(5)의 상부의 외면(5a)은, 프레스방향(P)과 이송방향(S)에 의해 규정되는 중심 단면에서 보아, 성형장치 입구주변에서는 수평으로 형성되고 그 후 윗쪽으로 만곡되어 있다. 또, 다이 본체(5)의 외면(5a)은, 이송방향(S)에 직교하는 단면에서 보아도 성형장치의 입구주변에서는 수평으로 형성된다, 또한, 제2도 및 제3도에 나타내는 바와 같이, 그 후 워크(W) 2개의 예정능선(L1, L2)을 평평하게 하는 부위에서 서서히 90。까지 굴곡되어, 제4도에 나타내는 바와 같이 워크(W) 2개의 예정능선(L3, L4)을 따라 평평하게 하는 부위에서 서서히 굴곡되어 있다. 제7a도, 제7b도 및 제7c에 나타내는 바와 같이, 워크(W)의 각 예정능선(L1, L2)은 워크(W)의 폭방향 양 단부(e1, e2)근처에 위치하며, 각 예정능선(L3, L4)은 워크(W)의 폭방향 양 단부(e1, e2)에 다음으로 가까운 위치, 즉 중앙부에 위치하며, 각 예정능선(L1∼L4)은 모두 이송방향(S)으로 연장되어 있다. 제2도 내지 제4도에 나타내는 바와 같이, 다이 본체(5)의 하부는 외면(5a)의 양단의 폭이 좁아짐에 따라 그 폭이 좁아지게 되어 있다. 또한 맨드릴(6)의 외면(6a)은 다이 본체(5)의 외면(5a)에 연속하고, 제5도에 나타내는 바와 같이 워크(W)의 2개의 예정능선(L3, L4)을 평평하게 하는 부위에서 서서히 90。까지 구부려진다.

제1도에서 나타내는 바와 같이, 펀치(4)의 하부외면(4a)도 프레스방향(P)과 이송방향(S)에 의해 규정되는 중심단면에서 보아 입구근처에서는 수평으로 형성되고, 그 후 윗쪽으로 만곡되어 있다. 제3도에 나타내는 바와 같이, 외면(4a)의 상측으로 만곡된 부분에는 2개의 비드형 홈(4b)가 이송방향(S)에 직교하여 오목하게 마련되어 있다. 또, 펀치(4)의 외면(4a)은 이송방향(S)에 직교하는 단면에서 보더라도 입구에서는 수평으로 형성된다. 제2도 및 제3도에 나타내는 바와 같이, 그 후 워크(W) 2개의 예정능선(L1, L2)를 평평하게 하는 부위에서 서서히 90。까지 굴곡되고, 제4도 및 제5도에 나타낸 바와 같이 다시 그 후 워크(W)의 2개의 예정능선(L3, L4)을 평평하게 하는 부위에서 서서히 90。까지 구부려진다. 제5도에 나타내는 바와 같이, 펀치(4)가 맨드릴(6)의 폭과 대면하는 부분은 맨드릴(6)과 워크(W) 두께 2배를 더한 정도의 폭으로 좁혀진다.

또한, 성형장치의 출구측에서는, 고정대(1)의 좌우에 한쌍의 슬라이드대(7, 8)가 고정된다. 슬라이드대(7, 8)에는 슬라이더(11, 12)가 슬라이드 가능하게 제공된다. 슬라이더(11, 12)는 푸시스프링(9, 10)에 의해 서로 떨어지는 방향으로 바이어스된다. 슬라이더(11, 12)에는 펀치(4)의 맨드릴(6)과 대면하는 부분의 하부 및 맨드릴(6)과 함께 조관(W0)을 교정하는 교정펀치(13, 14)가 고정되어 있다.

이들 교정펀치(13,14)가 상기 펀치(4)와 함께 제2다이를 구성하고 있다. 다른 한편, 가동대(2)에는 슬라이드캠(15, 16)이 고정된다. 슬라이드캠(15, 16)은 각각 경사면(15a, 16a)을 갖는다. 이 경사면(15a, 16a)은 서로 마주하며 각각 슬라이더(11,12)의 경사면(11a, 12a)에 정합된다. 경사면(15a, 11a)은 경사면(16a, 12a)보다 위쪽에 위치하고 있고, 이것에 의해 폭방향 좌우의 교정펀치(13, 14)의 이동 타이밍을 어긋나게 할 수 있도록 되어 있다.

이상과 같이 구성된 성형장치를 사용하여, 다이 본체(5) 및 맨드릴(6)과 펀치(4) 및 교정펀치(13, 14)와의 사이에서 금속제의 워크(W)를 일정한 길이만큼씩 연속적으로 이송하면서, 다이 본체(5), 맨드릴(6), 펀치(4) 및 교정펀치(13, 14)에 의해 워크(W)를 프레스한다. 그 결과, 제6도에 나타낸 바와 같은 관(W1)이 연속적으로 제조된다.

즉, 먼저 제1 내지 제3공정으로 이루어지는 조관 생성 공정으로서, 워크(W)와 연속하는 조관(W0)을 다이 본체(5)와 펀치(4)에 의해 얻는다. 이 때, 각 예정능선(L1∼L4)은 모두 이송방향(S)으로 연장되어 있기 때문에, 워크(W)는 각 예정능선(L1∼L4)에서 서서히 굴곡될 뿐이다. 이것은 금속피로에 의한 취약성을 야기시키지 않는다.

제1도 및 제2도에 나타내는 바와 같이, 제1공정에서 워크(W)를 위쪽으로 만곡시킴으로써, 이는 제7b도에 나타내는 바와 같이 이송방향(S)에 직교하는 단면에서 보아 프레스방향(P)과 평행한 선분에 상당하는 플랜지면(제7b도의 Fl, F2)에 있어서, 프레스 방향(P)과 직교하는 중앙선(CL) 보다, 단부(e1, e2)측에 있어서의 인장 왜곡을 억제시키고, 그 중앙선(CL) 보다 중앙부 측에서의 압축왜곡을 억제시킴과 동시에, 원하는 곡률이 관(W1)에 부여된다. 또, 워크(W)의 구부림을 양 단부(el, e2)에 가까운 예정능선(L1, L2)에 대하여 행하고 있기 때문에, 플랜지면(F1, F2)의 프레스방향(P)의 길이가 짧아져, 워크(W)의 역방향의 휨을 최소화시킨다. 또한, 제6도에 나타내는 바와 같이, 이 제1공정의 마지막 단계에서 워크(W)에 절단선(C)을 넣는다.

또한 성형이 진행된 제2공정에서는, 제1도 및 제3도에 나타내는 바와 같이 펀치(4)의 비드형 홈(4b)에 의해 워크(W)의 중앙부의 웹면(F3)에 비드형 돌출부(Wb)를 2개 성형하고, 성형이 진행함에 따라 각 돌출부(Wb)를 분쇄한다. 이것에 의해, 제8도에 나타내는 바와 같이, 워크(W)의 웹면(F3)상에 연신율(δe)이 부여되어, 단부(e1, e2)주변의 인장변형(δb)이 역제되고, 단부(e1, e2)의 주름(제11도 또는 제13도의 부호 r)를 억제한다. 또한, 주름이 발생하더라도 단부(e1, e2)를 슬라이드 코어 등에 의해 푸시하면 주름(r)을 없앨 수 있다.

여기서, 돌출부(Wb)의 높이를 0(㎜), 1.5(㎜), 3.0(㎜)로 한 경우에 있어서, 성형력(ton)과 워크(W)의 만곡을 나타내는 곡률(ρ)(1／㎜)과의 관계를 구하였다. 그 조사 결과를 제9도에 나타내었다. 제9도에 있어서, 돌출부의 높이가 0(㎜)인 경우의 관계는 ●로 표시하고, 돌출부(Wb)의 높이가 1.5(㎜)인 경우의 관계는 ■로 표시하고, 돌출부(Wb)의 높이가 3.0(㎜)인 경우의 관계는 ▲로 표시된다. 11은 성형 다이의 치수를 나타내고, 12는 제품의 실제 치수를 나타낸다. 제9도로부터 웹면(F3)에 돌출부(Wb)를 성형하고 그 후에 이를 없애면 그 워크(W)의 스프링백(Sb)을 억제할 수 있으며, 따라서 워크(W)가 다이 본체(5) 및 맨드릴(6)과 펀치(4) 및 교정펀치(13, 14)에 맞물리는 것을 방지할 수 있음을 알 수 있다.

그리고, 제1도 및 제4도에 나타내는 바와 같이, 제3공정으로서 워크(W)는 예정능선(L3, L4)을 따라 구부려져 얻어진 조관(WO)은, 제6도 및 제7c도에 나타내는 바와 같이, 각 예정능선(L1∼L4)에서의 내각은 제품관(W1)의 해당하는 각 능선(L5∼L8)의 내각과 대략 동일한 90。로 되어 있고, 또한 양 단부(e1, e2)가 실질적으로 동일한 면에서 서로 맞닿을 수 있게 된다. 단, 이 조관(W0)의 양 단부(e1, e2)는 상술한 바와 같이 순차적인 구부럼 동작에 의해 신장과 수축을 받고 있기 때문에, 잔류응력에 의해 단부 끝이 개구 상태로 분리되어버리기 쉽다.

전술한 문제를 해결하기 위해서, 이어지는 교정공정에서는 성형장치의 출구 근방에서 교정펀치(13, 14)가 맨드릴(6)과 대면하는 펀치(4)의 하부 및 맨드릴(6)과 함께 조관(W0)을 내측 및 외측에서 교정한다. 그 동안, 각 교정펀치(13, 14)에 의해, 제7c도 및 제10도에 나타내는 바와 같이 조관(W0)을 먼저 크게 굽혀 조관(W0)의 프레스방향(P)과 평행한 면(F4, F5)의 간격이 목적하는 제품관(W1)보다 간격이 작아지도록 한다. 그렇게 한 다음에 이 굽힘력을 해제한다. 또, 제5도에 나타내는 바와 같이 슬라이드캠(15, 16)의 하강시 교정펀치(14)보다 교정펀치(13)가 먼저 이동하도록 되어 있다. 따라서, 제7C도에 나타내는 바와 같이 길이가 긴 단부(e1)가 먼저 맨드릴(6)에 접촉하고, 그런 다음에 길이가 짧은 단부(e2)가 맨드릴(6)에 접촉한다. 이렇게 하여, 개방상태의 양 단부(e1, e2)는 서로 겹쳐져서 단부(e1, e2)의 주름이 제거된다.

제10도에 나타내는 바와 같이 교정펀치(13, 14)가 조관(W0)을 일단 크게 굽히양(오버밴드량)(Q)(㎜)과, 제11도에 나타내는 바와 같이 단부(e1, e2)의 주름(r)의 최대깊이(d)(㎜)와의 관계를 구하였다. 조사결과는 제12도의 그래프로 표시하였다. 제12도에 보인바와 같이, 오버밴드량 0.5(㎜)정도 이상으로 조관(W0)을 먼저 크게 굽히고, 그런 다음에 이 굽힘력을 해제하면, 주름(r)의 발생을 막을 수 있다.

또, 마찬가지로 오버밴드량(Q)(㎜)과, 제12도에 도시된 바와 같은 단부 개방량(b)(b=X-X0)(㎜)과의 관계를 구하였다. 조사결과는 제14도의 그래프로 표시하였다. 제14도에 도시된 바와 같이, 오버밴드량 1.0(㎜)정도 이상으로 조관(W0)을 먼저 크게 굽히고, 그런 다음에 이 굽힘력을 해제하면 단부의 개방을 막을 수 있다.

이렇게 하여 제6도에 나타내는 바와 같이, 이송방향에 직교하는 단면에서 보아 4각형이면서 폐쇄상태를 이루는 관(W1)을 조관(W0)과 인속하여 얻는다. 그 후, 절단선(C)을 따라 관(W1)을 절단하여, 예를 들어 범퍼의 강화재로 이용될 수 있는 제품관이 얻어진다.

본 발명의 제조방법에 의하면, 워크(W)의 이송방향(S)에 직교하는 단면에서 보아 4각형이면서 폐쇄상태를 이루는 관(W1)을 연속적으로 제조할 수 있다. 또한, 그렇게 얻어진 관(W1)은 금속 피로에 의한 취약성을 갖지 않으며, 또한 양호한 정밀도를 갖는다. 그리고, 이러한 작용 및 효과는 실시예의 장치에 의해 실현된다.

본 발명이 비록 현시점에서 가장 실제적이며 바람직한 실시예라 판단되는 것에 관련하여 설명되기는 하였으나, 본 발명이 전술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구의 범위의 사상내에서 속하는 다양한 변화 및 등가물을 포함한다.

Claims (12)

1. 제1다이와 제2다이의 사이에 금속제 대판을 일정한 길이로 이송하면서 상기 제 1다이 및 제2다이에 의해 상기 대판을 프레스하는 이송굽힘 가공법에 의해, 이송방향에 직교하는 단면에서 보았을때 다각형모양이고 폐쇄상태를 이루는 관을 연속적으로 제조하는 방법으로서, 상기 제1다이와 상기 제2다이의 입구 근방으로부터 중앙근방까지에 있어서, 상기 관의 능선을 구성하며 상기 대판에 있어서의 상기 이송방향으로 연장되는 예정능선중 상기 대판의 폭방향 양 단부에 가까운 것으로부터 차례로 중앙부의 것까지 서서히 구부림으로써, 상기 대판과 연속하며 상기 각 예정능선에서의 내각이 상기 관의 해당하는 각 상기 능선의 내각과 동일하고 또한 상기 양 단부가 서로 동일한 면에서 서로 맞닿을 수 있게 된 조관을 얻는 조관 생성 단계와, 상기 제1다이와 상기 제2다이의 출구근방에 있어서 상기 조관을 내측 및 외측에서 교정함으로써 상기 조관과 연속하는 관을 얻는 교정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 모양의 폐쇄상태 단면을 갖는 관의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 조관 생성 단계는 상기 대판이 역으로 휘도록 경사 또는 곡률을 부여한 상태에서 연장되면서 수행되는 것을 특징으로 하는 다각형 모양의 폐쇄상태 단면을 갖는 관의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 조관 생성 단계는, 대판의 중앙부면에 이송방향과 직교하는 방향으로 연장하는 비드형의 돌출부를 성형하고, 상기 조관 생성 단계가 진행함에 따라 상기돌출부가 점차 제거되면서 수행되는 것을 특징으로 하는 다각형 모양의 폐쇄상태 단면을 갖는 관의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 교정 단계 동안, 양 단부들에 대해서는 목적하는 관보다 간격이 작아지도록 조관을 일단 크게 굽히고, 그런 다음에 이 굽힘력을 해제하는 것을 특징으로 하는 다각형 모양의 폐쇄상태 단면을 갖는 관의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 교정 단계에서, 폭방향 좌우의 제1다이 또는 제2다이의 이동 타이밍을 어긋나게 하는 것을 특징으로 하는 다각형 모양의 폐쇄상태 단면을 갖는 관의 제조방법.
6. 제1다이와 제2다이의 사이에 금속제의 대판을 일정한 길이로 이송하면서 상기 제1다이 및 제2다이에 의해 상기 대판을 프레스하는 이송굽힘 가공법에 의해, 이송방향에 직교하는 단면에서 보아 다각형모양이고 폐쇄상태를 이루는 관을 연속적으로 제조하는 방법으로서, 상기 제1다이와 상기 제2다이의 입구근방으로부터 중앙근방까지에 있어서, 대판이 역으로 휘도록 경사 또는 곡률을 부여한 상태에서 상기 대판을 연장시키면서, 또한 대판의 중앙부면에 일단 이송방향과 직교하는 방향으로 연장하는 비드형의 돌출부를 성형하고, 성형이 진행됨에 따라 상기 돌출부를 점차적으로 제거하면서, 상기 관의 능선을 구성하며 상기 대판의 이송방향으로 연장된 예정능선 중상기 대판의 폭방향 양 단부에 가까운 것으로부터 차례로 중앙부의 것까지 서서히 구부림으로써, 상기 대판과 연속하며 각 상기 예정능선에서의 내각이 상기 관의 해당하는 상기 각 능선의 내각과 동일하고 또한 상기 양 단부가 동일한 면에서 서로 맞닿을 수 있게 된 조관을 얻는 조관 생성 단계와, 상기 제1다이와 상기 제2다이의 출구근방에 있어서, 상기 조관을 내측 및 외측에서 교정함으로써, 상기 조관과 연속하는 제품관을 얻는 교정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 모양의 폐쇄상태 단면을 갖는 관의 제조방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 교정 단계 동안, 양 방향 단부들에 대해서는 목적하는 관보다 간격이 작아지도록 조관을 일단 크게 굽히고, 그런 다음에 이 굽힘력을 해제하는 것을 특징으로 하는 다각형 모양의 폐쇄상태 단면을 갖는 관의 제조방법.
8. 제6항에 있어서, 상기 교정 단계에서, 폭방향 좌우의 제1다이 또는 제2다이의 이동 타이밍을 어긋나게 하는 것을 특징으로 하는 다각형 모양의 폐쇄상태 단면을 갖는 관의 제조방법.
9. 제1다이와 제2다이의 사이에 금속제의 대판을 일정한 길이로 이송하면서 상기 제1다이 및 제2다이에 의해 상기 대판을 프레스하는 이송굽힘 가공법에 의해, 이송방향에 직교하는 단면에서 보아 다각형모양이고 폐쇄상태를 이루는 관을 연속적으로 제조하는 방법으로서, 상기 제1다이와 상기 제2다이의 입구근방으로부터 중앙근방까지에 있어서, 대판이 역으로 휘도록 경사 또는 곡률을 부여한 상태에서 연장시키면서, 상기관의 능선을 구성하며 대판의 이송방향으로 연장하는 예정능선 중 상기 대판의 폭방향 양 단부에 가까운 것으로부터 차례로 중앙부의 것까지 서서히 구부림으로써, 상기 대판과 연속하며 각 상기 예정능선에서의 내각이 상기 관의 해당하는 상기 각 능선의 내각과 동일하고 또한 상기 양 단부가 동일한 면에서 서로 맞닿을 수 있게 된 조관을 얻는 조관 생성 단계와, 상기 제1다이와 상기 제2다이의 출구근방에 있어서, 양 단부에 대해서는 목적하는 관보다 간격이 작아지도록 조관을 일단 크게 굽히고, 그런 후에 이 굽힘력을 해제하면서 상기 조관을 내측 및 외측으로부터 교정함으로씨, 상기 조관과 연속하는 제품관을 얻게 하는 교정 단계롤 포함하는 것을 특징으로 하는 다각형 모양의 폐쇄상태 단면을 갖는 관의 제조방법.
10. 제1다이와 제2다이의 사이에 금속제의 대판을 일정한 길이로 이송하면서 상기 제1다이 및 제2다이에 의해 상기 대판을 프레스하는 이송굽힘 가공법에 의해, 이송방향에 직교하는 단면에서 보아 다각형 모양이고 폐쇄상태를 이루는 관을 연속적으로 제조하는 방법으로서, 상기 제1다이와 상기 제2다이의 입구근방으로부터 중앙근방까지에 있어서, 대판이 역으로 휘도록 경사 또는 곡률을 부여한 상태에서 연장시키면서, 상기관의 능선을 구성하며 상기 대판에 있어서의 상기 이송방향으로 연장하는 예정능선 중 상기 대판의 폭방향 양 단부에 가까운 것으로부터 차례로 중앙부의 것까지 서서히 구부림으로써, 상기 대판과 연속하며 각 상기 예정능선에서의 내각이 상기 관의 해당하는 상기 각 능선의 내각과 동일하고 또한 상기 양 단부가 동일한 면에서 서로 맞닿을 수 있게 된 조관을 얻는 조관 생성 단계와, 상기 제1다이와 상기 제2다이의 출구 근방에 있어서, 상기 조관을 내측 및 외측으로부터 교정함으로써 상기 조관과 연속하는 관을 얻는 교정단계를 포함하며, 상기 폭방향 좌우의 상기 제1 및 제2 다이의 이동 타이밍을 어긋나게 하는것을 특징으로 하는 다각형 모양의 폐쇄상태 단면을 갖는 관의 제조방법.
11. 제1다이와 제2다이의 사이애 금속제의 대판을 일정한 길이로 이송하면서 상기 제1다이 및 상기 제2다이에 의해 상기 대판을 프레스하는 이송굽힘 가공법에 의해, 이송방향에 직교하는 단면에서 보아 다각형이면서 폐쇄상태를 이루는 관을 연속적으로 제조하는 방법으로서, 상기 제1다이와 상기 제2다이의 입구근방으로부터 중앙근방까지에 있어서, 대판이 역으로 휘도록 경사 또는 곡률을 부여한 상태에서 연장시키면서, 또한 대판의 중앙부면에 일단 이송방향과 직교하는 방향으로 연장하는 비드형 돌출부를성형하고, 성형이 진행됨에 따라 상기 돌출부를 점차적으로 제거하면서, 상기 관의 능선을 구성하며 상기 대판에 있어서 상기 이송방향으로 연장하는 예정능선 중 상기 대판의 폭방향 양 단부에 가까운 것으로부터 중앙부의 것까지 서서히 구부림으로써, 상기 대판과 연속하며 각 상기 예정능선에서의 내각이 상기 관의 해당하는 상기 각 능선의 내각과 동일하고 또한 상기 양 단부가 동일한 면에서 서로 맞닿을 수 있게 된 조관을 얻는 조관 생성 단계와, 상기 제1다이와 상기 제2다이의 출구근방에 있어서, 양 단부에 대해서는 목적하는 관보다 간격이 작아지도록 조관을 일단 크게 굽히고, 그런 후에 이 굽힘력을 해제하면서 상기 조관을 내측 및 외측으로부터 교정함으로써, 상기 조관과 연속하는 제품관을 얻게 하는 교정 단계를 포함하며, 폭방향 좌우의 제1다이와 제2다이의 이동 타이밍을 어긋나게 하는 것을 특징으로 하는 다각형 모양의 폐쇄상태 단면을 갖는 관의 제조방법.
12. 금속제의 대판을 다이에 일정한 길이로 이송하면서 상기 다이로 상기 대판을 프레스하는 이송굽힙 가공법에 의해, 이송방향에 직교하는 단면에서 보아 다각형모양이고 폐쇄상태를 이루는 관을 연속적으로 제조하기 위한 장치로서, 상기 장치는 입구근방으로부터 중앙근방까지에 있어서 상기 관의 능선을 구성하며 상기 대판에 있어서의 이송방향으로 연장하는 예정능선 중 상기 대판의 폭방향 양 단부에 가까운 것으로부터 차례로 중앙부의 것까지 서서히 구부림으로써, 상기 대판과 연속하며 각 상기 예정능선에서의 내각이 상기 관의 대응하는 각 상기 능선의 내각과 동일하고 또한 상기 양 단부들이 동일한 면에서 서로 맞닿을 수 있게 된 조관을 얻고, 그 후 출구 근방에서 상기 조관을 내측 및 외측에서 교정함으로써 상기 조관과 연속하는 제품관을 얻는 제1다이 및 제 2다이를 포함하며, 상기 제1다이는, 상기 입구근방으로부터 상기 중앙근방까지 연장하는 다이 본체와, 상기 다이 본체의 외면에 연속되며 출구까지 뻗어 있는 맨드릴을 구비하며, 프레스방향과 이송방향에 의해 구성된 중앙부 단면에서 볼때 상기 다이 본체의 외면은 상기 입구 근방에서는 수평으로 형성되고 그 후 상측으로 만곡되어 있고, 상기 제 2다이는, 상기 제1다이의 다이 본체 및 상기 맨드릴과 대면가능하게 되어있는 펀치와, 상기 맨드릴과 대면하고 폭방향 좌우로 이동가능한 한쌍의 교정펀치를 구비하며, 상기 펀치의 외면도 상기 프레스방향과 상기 이송방향에 의해 구성되는 중심 단면에서 보아 상기 입구에서는 수평으로 형성되고, 그 후 상측으로 만곡되어 있는 것을 특징으로 하는 다각형 모양의 폐쇄 단면을 갖는 관의 제조장치.

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