KR100435327B1 - 하이드로포밍 실링방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이드로포밍 실링방법에 관한 것으로서, 펀치와 소재 사이에 탄력적으로 변형 및 복원이 가능한 실링부재, 예를 들면 O-링 등을 삽입하여 펀치와 소재 사이의 우수한 실링성을 확보할 수 있도록 함으로써, 우수한 실링성의 확보에 따른 하이드로포밍 공정 불량률을 현저하게 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 하이드로포밍 공정 불량률의 감소와 관련한 생산성 향상 및 원가 절감을 도모할 수 있도록 한 하이드로포밍 실링방법을 제공하고자 한 것이다.

Description

하이드로포밍 실링방법{Sealing method for hydroforming}

본 발명은 하이드로포밍 실링방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래 펀치와 소재 간의 가압력에 의존하여 실링하는 방법을 배제하고, 펀치와 소재 사이에 탄력성이 있는 실링부재를 삽입하여 펀치와 소재 간의 가압력에 의해 실링부재가 변형되는 압착력으로 실링하는 방법을 제공함으로써, 실링성의 개선에 따른 하이드로포밍 공정 불량률을 감소시킬 수 있으며, 더 나아가 불량률의 감소에 따른 생산성의 향상으로 원가를 절감할 수 있도록 한 하이드로포밍 실링방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 프레임은 강도 및 부하에 견딜 수 있도록 박스형 구조를 채택하고 있다.

이와 같은 박스형 구조의 프레임은 기계 프레스 가공에 의해 주로 제작되어 왔으나, 프레임의 형상이 복잡한 경우에는 원하는 소정의 형상을 얻기가 어렵기 때문에 최근에는 복잡한 형상의 성형에 효과적인 하이드로포밍을 많이 선호하고 있는 추세이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 하이드로포밍(hydroforming)은 소정의 박스형 구조를 갖는 프레임을 성형하기 위해 아래와 같은 일련의 단계를 수행한다.

소정의 성형면을 갖는 상부 다이(10)와 하부 다이(11) 사이에 소재(12)를 배치한다.

상부 다이(10)와 하부 다이(11)를 결합시키고 소재(12)의 양쪽 단부는 한쌍의 펀치(13)로 밀봉시킨다.

각각의 프레스(14)를 통해 펀치(13)를 어느 정도 가압하면서 소재(12)의 내측으로 유체를 충전시키고 계속해서 가압한다.

따라서, 상기 소재(12)가 팽창하면서 성형면의 형상과 일치하게 성형된다.

계속해서, 소재(12)로부터 유체를 배출시키고 펀치(13)를 분리한 다음 소재(12)를 꺼낸다.

이와 같은 하이드로포밍에서는 충분한 가압을 할 수 있도록 펀치(13)와 소재(12) 사이의 실링성을 유지하는 기술이 주요한 핵심 기술중의 하나이다.

그러나, 종래에는 2a 및 2b에 도시한 바와 같이 펀치(13)와 소재(12)를 그대로 접하게 하는 방법으로 펀치(13)와 소재(12) 사이의 실링성을 유지하게 되는데, 이러한 방법은 금속과 금속이 맞닿는 관계로 실링성을 유지하기 쉽지 않고, 이로 인해 하이드로포밍 공정 불량률이 높아지게 되는 문제가 있었으며, 또한 종래의 실링방법으로는 높은 압력을 가할 수 없기 때문에 제작할 수 있는 부품의 종류가 한정되는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 펀치와 소재 사이에 탄력적으로 변형 및 복원이 가능한 실링부재, 예를 들면 O-링 등을 삽입하여 펀치와 소재 사이의 우수한 실링성을 확보할 수 있도록 함으로써, 우수한 실링성의 확보에 따른 하이드로포밍 공정 불량률을 현저하게 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 하이드로포밍 공정 불량률의 감소와 관련한 생산성 향상 및 원가 절감을 도모할 수 있도록 한 하이드로포밍 실링방법을 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

도 1은 일반적인 하이드로포밍 장치를 보여주는 개략도

도 2a,2b는 종래 하이드로포밍 실링방법을 보여주는 개략도

도 3은 본 발명의 하이드로포밍 실링방법을 보여주는 개략도

도 4는 본 발명의 하이드로포밍 실링방법에서 실링부재를 이용한 펀치의 실링구조를 보여주는 개략적인 사시도

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 상부 다이 11 : 하부 다이

12 : 소재 13 : 펀치

14 : 프레스 15 : 소재 삽입체

16 : 가이드 벽체 17 : 링 안착부

18 : O-링

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 소정의 성형면을 갖는 상부 다이와 하부 다이 사이에 소재를 배치하고, 상부 다이와 하부 다이를 결합시키는 동시에 소재의 양쪽 단부는 한쌍의 펀치로 밀봉시키며, 각각의 프레스를 통해 펀치의 위치를 유지하면서 소재의 내측으로 유체를 충전시키는 동시에 가압하는 공법인 하이드로포밍에서 상기 펀치와 소재 사이를 실링하는 방법에 있어서, 상기 펀치와 소재 사이에 탄력적으로 변형 및 복원이 가능한 실링부재를 삽입하여 펀치와 소재 간의 가압력에 의해 실링부재가 변형되는 압착력으로 실링하는 방법을 특징으로 한다.

특히, 상기 펀치의 실링부재 안착부위에 링 안착부를 구비하여 실링부재가 바깥으로 나가지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실링부재로는 O-링을 사용하는 것을 특징으로 한다.

이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 소재(12)로부터 복잡한 형상의 박스형 구조를 성형하기 위한 하이드로포밍에서 소재(12)와 펀치(13)간의 실링방법을 개략적으로 보여주고 있다.

하부 다이(11)의 성형면 내에 소재(12)를 배치하고 상부 다이(10)를 하강시킨다.

상기 소재(12)의 양쪽 단부를 한쌍의 펀치(13)로 밀봉시켜 펀치(13)를 통해 연장되어 있는 유체 공급수단이 소재(12)의 내부와 연통되게 한다.

상기 소재(12)의 내부에 유체를 저압으로 공급하는 한편, 상부 다이(10)와 하부 다이(11)를 완전히 형합시켜 각각의 성형면 사이에 튜브형태의 소재(12)가 위치되게 한다.

상기 소재(12)의 내부에 고압을 가하여 소재(12)를 팽창시켜서 성형면의 형상으로 성형한다.

상기 소재(12)의 성형 완료 후 소재(12)의 내부에 있던 유체를 배출시키고, 이와 동시에 양쪽의 각 펀치(13)를 소재(12)의 양족 단부로부터 분리시킨다.

상기 상부 다이(10)와 하부 다이(11)를 이형시킨 후 성형 완료된 소재(12)를 취출하면 복잡한 형상의 박스형 프레임 부재를 완성할 수 있다.

여기서, 상기 펀치(13)와 소재(12) 간의 실링방법에 대해 살펴보면 다음과 같다.

도 4에 도시한 바와 같이, 펀치(13)의 전면 가장자리를 따라, 예를 들면 소재(12)의 내경보다 작은 중앙의 소재 삽입체(15) 둘레를 따라 일정한 높이의 가이드 벽체(16)가 형성되고, 이러한 가이드 벽체(16)가 형성됨에 따라 그 내측으로는 자연스럽게 링 안착부(17)가 조성되며, 상기 링 안착부(17)에는 탄력형의 실링부재, 예를 들면 고무재질의 O-링(18)이 삽입 장착된다.

이때의 O-링(18)은 소재(12)의 외경과 같거나 그보다 다소 큰 균일한 직경을 갖게 하는 것이 바람직하다.

펀치(13)가 실링위치에서 프레스(14)에 의해 어느 정도 가압되는 동시에 소재(12)의 내부에 유체를 통한 고압이 가해지면, 상기 O-링(18)은 링 안착부(17) 내에서 펀치(13)와 소재(12)의 상호 누름작용에 의해 압착되면서 펀치(13)와 소재(12) 간에 접하는 부위를 완벽하게 실링할 수 있게 된다.

이때의 O-링(18)은 고도의 압력이 가해질수록 압착 변형정도가 커지면서 펀치(13)와 소재(12) 사이에 더욱 견고히 결착될 수 있게 되므로, 제품의 종류에 따라 고압의 조건하에서 하이드로포밍을 수행해야만 하는 경우에도 실링성 저하에 대한 우려를 배제할 수 있게 되고, 이에 따라 하이드로포밍을 적용할 수 있는 제품의 폭을 폭넓게 확보할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명은 펀치와 소재 사이에서 압착가능한 탄력성의 실링부재를 적용한 하이드로포밍 실링방법을 제공함으로써, 실링성의 개선에 따른 하이드로포밍 공정 불량률을 감소시켜 생산성의 향상과 원가의 절감을 도모할 수 있는 장점이 있으며, 또한 고압에서도 충분한 실링성을 발휘할 수 있는 실링부재를 채용함으로써, 하이드로포밍의 적용범위를 폭넓게 확보할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 소정의 성형면을 갖는 상부 다이와 하부 다이 사이에 소재를 배치하고, 상부 다이와 하부 다이를 결합시키는 동시에 소재의 양쪽 단부는 한쌍의 펀치로 밀봉시키며, 각각의 프레스를 통해 펀치의 위치를 유지하면서 소재의 내측으로 유체를 충전시키는 동시에 가압하는 공법인 하이드로포밍에서 상기 펀치와 소재 사이를 실링하되, 상기 펀치와 소재 사이에 탄력적으로 변형 및 복원이 가능한 실링부재를 삽입하는 방법을 포함하는 하이드로포밍 실링방법에 있어서,

   상기 펀치의 실링부재 안착부위에 링 안착부를 구비하여 펀치와 소재 간의 가압력에 의한 실링부재의 변형시 실링부재가 바깥으로 나가지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 하이드로포밍 실링방법.
3. 삭제