KR100384165B1

KR100384165B1 - 하이드로 포밍용 다이

Info

Publication number: KR100384165B1
Application number: KR10-2000-0078394A
Authority: KR
Inventors: 이주엽
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-12-19
Filing date: 2000-12-19
Publication date: 2003-05-16
Also published as: KR20020049263A

Abstract

하형 다이 및 상형 다이가 별도로 구성되는 다이 하우징 내에서 이동수단에 의해 이동하면서 결합 및 분리되도록 하는 하이드로 포밍용 다이를 제공할 목적으로,

길이방향으로 하부면에 대하여 그 상부면이 소정의 각도로 경사진 경사면으로 형성되고, 상기 상부면에는 그 길이방향으로 양측 가장자리에 가이드 돌기가 형성되며, 상기 하부면에는 그 길이방향으로 하이드로 포밍 성형시의 상부 성형면이 형성되는 상형 다이와; 상기 상형 다이의 하부에서 리턴수단을 통하여 연결되며, 일측면에는 길이방향을 따라 랙이 구성되며, 상부면에는 상기 상형 다이의 상부 성형면에 대응하여 그 길이방향으로 하부 성형면이 형성되는 하형 다이와; 내측에 상기 상형 다이와 하형 다이가 결합된 상태의 외부형상의 중공부를 형성하는 다이 하우징과; 상기 다이 하우징의 일측에 장착되어 상기 하형 다이의 랙에 작용하여 상형 및 하형 다이를 다이 하우징의 중공부 내측 또는 외측으로 이동시키도록 구성되는 이동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이드로 포밍용 다이를 제공한다.

Description

하이드로 포밍용 다이{DIE FOR HYDRO-FORMING}

본 발명은 하이드로 포밍용 다이에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하형 다이 및 상형 다이가 별도의 다이 하우징 내에서 이동수단에 의해 이동하면서 결합 및 분리되도록 하는 하이드로 포밍용 다이에 관한 것이다.

일반적으로 하이드로 포밍 성형법은 튜브 소재를 상,하형 다이 내에서 액압을 이용하여 확관하여 성형하는 기계 판금의 특수한 가공법 중의 하나이다.

특히, 자동차 산업에서는 프런트 서브 프레임과 같이 멀티 피스 금형의 성형시에 주로 사용되며, 성형의 원가절감에 효과가 크다.

도 4는 이러한 종래 하이드로 포밍 성형에 사용되는 다이 구조의 일례로, 하부 베드(63)에 고정되는 하형 다이(51)와 그 상부에서 프레스 장비(61)에 의해 하부로 진행하여 상기 하형 다이(51)와 함께 튜브 소재(53)를 규제하는 상형 다이(55)로 이루어진다.

이와 같이, 상기 하형 다이(51)와 상형 다이(55)로 이루어지는 다이 구조에 의해 하이드로 포밍 성형을 이루기 위해서는, 상기 하형 다이(51) 상의 성형면에 튜브 소재(53)를 안착시킨 후, 상기 프레스 장비(61)에 의해 상형 다이(55)를 하부로 진행시켜 상기 튜브 소재(53)를 규제하면서 양측으로 액츄얼 실린더를(57,59)을 튜브 소재(53)의 양측 선단을 통하여 끼운 후, 축 방향으로 가압한다.

그 다음, 상기 액츄얼 실린더(57,59)의 내부에 구성된 주 액압관로(65)를 통하여 상기 튜브 소재(53) 내부로 액압을 공급하여 내부에서 상형 다이(55)와 하형 다이(51)에 형성된 성형면을 따라 상기 튜브 소재(53)를 확관시켜, 성형하게 되는 것이다.

그러나 상기한 바와 같은 구성을 갖는 하이드로 포밍용 다이에 의하면, 고압의 내압을 견디도록 상형 다이를 지지하기 위하여 별도로 대용량의 프레스 장비를 적용하여 구성하게 되며, 이에 따라 하이드로 포밍 성형을 위한 전체 장비의 무게를 가중시키게 됨과 동시에, 충분한 설치 공간의 확보 및 제작 원가를 상승시키는 등의 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 하형 다이 및 상형 다이가 별도로 구성되는 다이 하우징 내에서 이동수단에 의해 이동하면서 결합 및 분리되도록 하는 하이드로 포밍용 다이를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 하이드로 포밍용 다이의 전체 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 하이드로 포밍용 다이의 분리시 측면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 하이드로 포밍용 다이의 결합시 측면도이다.

도 4는 종래 기술에 따른 하이드로 포밍용 다이의 단면 구성도이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 하이드로 포밍용 다이는 길이방향으로 하부면에 대하여 그 상부면이 소정의 각도로 경사진 경사면으로 형성되고, 상기 상부면에는 그 길이방향으로 양측 가장자리에 가이드 돌기가 형성되며, 상기 하부면에는 그 길이방향으로 하이드로 포밍 성형시의 상부 성형면이 형성되는 상형 다이와; 상기 상형 다이의 하부에서 리턴수단을 통하여 연결되며, 일측면에는 길이방향을 따라 랙이 구성되며, 상부면에는 상기 상형 다이의 상부 성형면에 대응하여 그 길이방향으로 하부 성형면이 형성되는 하형 다이와; 내측에 상기 상형 다이와 하형 다이가 결합된 상태의 외부형상의 중공부를 형성하는 다이 하우징과; 상기 다이 하우징의 일측에 장착되어 상기 하형 다이의 랙에 작용하여 상형 및 하형 다이를 다이 하우징의 중공부 내측 또는 외측으로 이동시키도록 구성되는 이동수단을 포함하는 것을 특징으로 하며,

이때, 상기 리턴수단은 상기 하형 다이의 상부면에 형성되는 하부 성형면에 대하여 양측 전후방에 구성되는 스프링 홀과; 상기 스프링 홀에 삽입되는 코일 스프링과; 상기 스프링 홀에 대응하여 상형 다이의 하부면에 장착되며, 코일 스프링이 개재된 상태로 상기 스프링 홀에 삽입되어 상형 다이에 탄성 복원력을 제공하는 가이드 바아로 이루어지는 것을 특징으로 하며,

상기 이동수단은 상기 다이 하우징의 후부 일측에 장착되는 구동모터와; 상기 하형 다이의 일측면에 형성되는 랙에 길이방향을 따라 치합되어 상기 구동모터의 회전 구동력을 전달하여 상기 상형 다이와 함께, 하형 다이를 상기 다이 하우징의 중공부 내측 또는 외측으로 전후진 이동시키는 스크류 회전축으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 하이드로 포밍용 다이의 전체 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 하이드로 포밍용 다이의 분리시 측면도로서, 본 발명에 따른 하이드로 포밍용 다이는 상형 다이(1)와, 하형 다이(3), 그리고 상기 상형 및 하형 다이(1,3)가 삽입될 수 있도록 중공부(5)를 갖는 다이 하우징(7)으로 이루어진다.

상기 상형 다이(1)는 길이방향으로 하부면에 대하여 그 상부면이 소정의 각도로 경사진 경사면(9)으로 형성되고, 상기 경사면에는 그 길이방향으로 양측 가장자리에 가이드 돌기(11)가 형성된다.

또한, 상기 상형 다이(1)의 하부면에는 그 길이방향으로 하이드로 포밍 성형시의 상부 성형면(13)이 형성된다.

그리고 상기 하형 다이(3)는 상기 상형 다이(1)의 하부에서 리턴수단을 통하여 연결되며, 그 일측면에는 길이방향을 따라 랙(15)이 구성된다.

또한, 상기 하형 다이(3)의 상부면에는 상기 상형 다이(1)의 상부 성형면(13)에 대응하여 그 길이방향으로 하이드로 포밍 성형시의 하부 성형면(17)이 형성된다.

여기서, 상기 리턴수단은 상기 하형 다이(3)의 상부면에 형성되는 하부 성형면(17)에 대하여 양측 전후방에 스프링 홀(19)이 형성되고, 이 스프링 홀(19)에는 코일 스프링(21)이 삽입된다.

그리고 상기 스프링 홀(19)에 대응하여 상형 다이(1)의 하부면에는 가이드 바아(21)가 장착되어 상기 코일 스프링(21)이 개재된 상태로 상기 스프링 홀(21)에 삽입시켜 상형 다이(1)에 탄성 복원력을 제공할 수 있도록 구성된다.

이와 같은 연결 구성을 갖는 상형 및 하형 다이(1,3)의 외측에는 상기한 바와 같이, 다이 하우징(7)이 구비되는데, 이 다이 하우징(7)은 그 내측에 상기 상형 다이(1)와 하형 다이(3)가 결합된 상태의 외부형상을 갖도록 중공부(5)를 형성하여 이루어진다.

이러한 다이 하우징(7)의 일측에는 상기 하형 다이(3)의 랙(15)에 작용하여 상형 및 하형 다이(1,3)를 다이 하우징(7)의 중공부(5) 내측 또는 외측으로 이동시킬 수 있도록 이동수단이 장착되는데, 상기 이동수단은 상기 다이 하우징(7)의 후부 일측에 구동모터(25)가 장착되고, 상기 구동모터(25)의 회전축은 스크류가 형성되는 스크류 회전축(27)으로 구비되어 상기 하형 다이(3)의 일측면에 형성되는 랙(15)에 길이방향을 따라 치합되어 상기 구동모터(25)의 회전 구동력을 전달하여 상기 상형 다이(1)와 함께, 하형 다이(3)를 상기 다이 하우징(7)의 중공부(5) 내측 또는 외측으로 전후진 이동시킬 수 있도록 하고 있다.

그리고 상기 다이 하우징(7)의 중공부(5)는 그 상부 양측에 상기 상형 다이(1)의 경사면(9)에 길이방향으로 양측 가장자리에 형성되는 가이드 돌기(11)에 대응하여 가이드 홈(29)이 각각 형성되어 상형 다이(1)의 전후진시, 상하 작동을가이드 하게 된다.

따라서, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 하이드로 포밍용 다이에 의해 하이드로 포밍 성형을 이루기 위한 작동은, 상기 도 2에서 도시한 바와 같이, 상형 및 하형 다이(1,3)가 다이 하우징(7)의 외측에서 코일 스프링(21)과 가이드 바아(23)의 리턴 작동에 의해 서로 분리된 상태에서, 상기 하형 다이(3)의 하부 성형면(17)에 성형할 튜브 소재를 안착시킨다.

그 다음, 상기 구동모터(25)를 시계방향으로 회전 구동시키면, 상기 스크류 회전축(27)과 하형 다이(3)의 일측면에 구성된 랙(15)의 작동에 의하여, 상기 하형 다이(3)를 다이 하우징(7)의 중공부(5) 내측으로 이동시키게 되고, 이와 연동하여 상기 상형 다이(1)는 상기 코일 스프링(21)과 가이드 바아(23)에 의한 리턴 복원력을 극복하고, 양측 가이드 돌기(11)가 다이 하우징(7)의 중공부(5) 상측에 형성된 가이드 홈(29) 내에서 가이드 되어 그 경사면(9)이 중공부(5)의 상부를 따라 하향 이동되어, 도 3에서와 같이, 상형 다이(1) 전체가 하형 다이(3)와 결합하게 된다.

이와 같이, 상형 및 하형 다이(1,3)가 다이 하우징(7)의 중공부(5) 내측으로 완전히 이동하여 상호 결합된 상태가 되면, 상기 상형 및 하형 다이(1,3)의 양측에서 액츄얼 실린더를(31,33)를 튜브 소재(35)의 양측 선단부을 통하여 끼운 후, 축 방향으로 가압한다.

이러한 성형 준비 과정이 완료되면, 상기 액츄얼 실린더(31,33)의 내부에 구성된 주 액압관로(미도시)를 통하여 상기 튜브 소재(35) 내부로 액압을 공급하여 내부에서 상형 다이(1)와 하형 다이(3)에 형성된 성형면(13,17)을 따라 상기 튜브소재(35)를 확관시켜, 하이드로 포밍 성형을 진행하게 된다.

이와 같이, 하이드로 포밍 성형이 완료된 후, 상기 상형 및 하형 다이(1,3)를 다시 분리하기 위해서는, 먼저, 상기 액츄얼 실린더(31,33)를 분리하고, 상기 구동모터(25)를 반시계 방향으로 회전 구동시키면, 이에 따라 상기 스크류 회전축(27)과 하형 다이(3)의 일측면에 형성된 랙(15)이 작동하여 하형 다이(3)를 다이 하우징(7)의 외측으로 이동시킨다.

그러면, 상기 하형 다이(3)의 이동과 연동하여 상기 상형 다이(1)는 코일 스프링(21)과 가이드 바아(23)의 탄성 복원력에 의해 상승하게 되면서, 도 2에서와 같이, 상기 다이 하우징(7)의 외측으로 하형 다이(3)와 함께 이동하면서 분리된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 하이드로 포밍용 다이에 의하면, 하형 다이 및 상형 다이가 별도로 구성되는 다이 하우징 내에서 이동수단에 의해 이동하면서 결합 및 분리되도록 구성하여 고압의 내압을 견디도록 상형 다이를 지지하기 위한 별도의 프레스 장비를 제거할 수 있게 되며, 이에 따라 하이드로 포밍 성형을 위한 전체 장비의 무게를 줄일 수 있으며, 설치 공간을 축소시킬 수 있고, 제작 원가를 낮출 수 있는 효과가 있다.

Claims

하이드로 포밍용 다이에 있어서,

길이방향으로 하부면에 대하여 그 상부면이 소정의 각도로 경사진 경사면으로 형성되고, 상기 상부면에는 그 길이방향으로 양측 가장자리에 가이드 돌기가 형성되며, 상기 하부면에는 그 길이방향으로 하이드로 포밍 성형시의 상부 성형면이 형성되는 상형 다이와;

상기 상형 다이의 하부에서 리턴수단을 통하여 연결되며, 일측면에는 길이방향을 따라 랙이 구성되며, 상부면에는 상기 상형 다이의 상부 성형면에 대응하여 그 길이방향으로 하부 성형면이 형성되는 하형 다이와;

내측에 상기 상형 다이와 하형 다이가 결합된 상태의 외부형상의 중공부를 형성하는 다이 하우징과;

상기 다이 하우징의 일측에 장착되어 상기 하형 다이의 랙에 작용하여 상형 및 하형 다이를 다이 하우징의 중공부 내측 또는 외측으로 이동시키도록 구성되는 이동수단과;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이드로 포밍용 다이.
청구항 1에 있어서, 상기 리턴수단은

상기 하형 다이의 상부면에 형성되는 하부 성형면에 대하여 양측 전후방에 구성되는 스프링 홀과;

상기 스프링 홀에 삽입되는 코일 스프링과;

상기 스프링 홀에 대응하여 상형 다이의 하부면에 장착되며, 코일 스프링이 개재된 상태로 상기 스프링 홀에 삽입되어 상형 다이에 탄성 복원력을 제공하는 가이드 바아로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이드로 포밍용 다이.
청구항 1에 있어서, 상기 이동수단은

상기 다이 하우징의 후부 일측에 장착되는 구동모터와;

상기 하형 다이의 일측면에 형성되는 랙에 길이방향을 따라 치합되어 상기 구동모터의 회전 구동력을 전달하여 상기 상형 다이와 함께, 하형 다이를 상기 다이 하우징의 중공부 내측 또는 외측으로 전후진 이동시키는 스크류 회전축으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이드로 포밍용 다이.
청구항 1에 있어서, 상기 다이 하우징의 중공부는

상기 상형 다이의 경사면에 길이방향으로 양측 가장자리에 형성되는 가이드 돌기에 대응하여 그 상부 양측에 가이드 홈이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이드로 포밍용 다이.