KR100439811B1

KR100439811B1 - 듀얼 하이드로포밍 장치

Info

Publication number: KR100439811B1
Application number: KR10-2001-0033014A
Authority: KR
Inventors: 손민성
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-06-12
Filing date: 2001-06-12
Publication date: 2004-07-12
Also published as: KR20020094662A

Abstract

본 발명은 듀얼 하이드로포밍 장치(dual hydroforming system)에 관한 것으로서, 금형이 소정의 두께를 가지도록 구비되고, 하부가 개구되어 상기 금형 상측에 부착되고 내부에 액체가 채워지며 내부의 액압으로 상기 금형에 액압을 가해주는 제2챔버와, 이 제2챔버에 연결되어 있으면서 그 내부로 액체를 유입 또는 배출시켜 주는 제2압력밸브를 포함한 하이드로포밍 수단이 구비되는 듀얼 하이드로포밍 장치를 제공한다.

본 발명에 의하면 기존의 하이드로포밍 장치에서 이용되었던 금형의 대부분을 삭제하게 되므로 금형의 제작비용을 크게 절감할 수 있고, 성형되는 판재의 재질 및 형상에 따라 금형을 용이하게 제작, 변경할 수 있으므로 시작형 금형제작에 비용 및 효율면에서 크게 유리해지는 효과가 있다.

Description

듀얼 하이드로포밍 장치{Dual hydroforming system}

본 발명은 듀얼 하이드로포밍 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 금형이 소정의 두께를 가지도록 구비되고, 하부가 개구되어 상기 금형 상측에 부착되고 내부에 액체가 채워지며 내부의 액압으로 상기 금형에 액압을 가해주는 제2챔버와, 이 제2챔버에 연결되어 있으면서 그 내부로 액체를 유입 또는 배출시켜 주는 제2압력밸브를 포함한 하이드로포밍 수단이 구비되는 듀얼 하이드로포밍 장치에 관한 것이다.

일반적으로 판재를 가공하는 다양한 방법 중에서 액압(液壓)을 이용한 특수 가공법으로서, 하이드로폼법(hydroform method)이 많이 사용되고 있다.

상기 하이드로폼법은 암형을 이용해 그 위에 가공재료를 올려 놓고 반대측에서 고액압을 가해 성형하는 방법이다.

상기 하이드로폼법은 첨부한 도면 3에서 도시한 바와 같은 하이드로포밍 장치를 이용하게 된다.

상기 하이드로포밍 장치는 상부가 개구되고 내부에 액체가 채워지며 내부의 액압으로 판재에 액압을 가해주는 챔버(10)와, 이 챔버(10)의 상부에 장착되는 판재 홀더(20) 및 이 판재 홀더(20)에 놓여진 판재(70)를 고정시켜 주는 블랭크 홀더(30)와, 이 블랭크 홀더(30)에 삽입되고 상기 판재(70)가 압착되면서 성형이 이루어지는 상부 금형(40b)을 포함하여 구성된다.

특히, 상기 챔버(10)에는 내부에 채워진 액체(60)가 외부로 배출되거나, 챔버(10) 내부로 액체(60)가 유입될 수 있도록 하는 압력밸브(12)가 구비되어 있으며, 이 압력밸브(12)를 통해 챔버(10) 내부의 액압을 조절해 주게 된다.

이와 같이 이루어진 하이드로포밍 장치(1)는 판재 홀더(20) 위에 판재(70)를 올려 놓은 다음, 상측의 블랭크 홀더(30)를 이용하여 상기 판재(70)를 고정시키고, 챔버(10) 내부에 액체를 채워가면서 액압을 형성시킨다.

이후, 상기 챔버(10) 내부에 액압을 계속 유입시키고, 판재(70)에 점차 증가하는 액압을 가하면서 이 판재(70)를 상부 금형(40b)에 압착하는 방식으로 원하는 형상의 제품을 성형하게 된다.

상기 상부 금형(40b)은 블랭크 홀더(30)에 삽입/탈거가 가능한 구조이나 상기한 성형과정동안에는 그 위치가 고정되는 고정형 금형이 되며, 판재(70)에 액압을 가하게 되는 챔버(10) 내부의 액체(70)는 일종의 가동형 다이가 되는 것이다.

이와같이 하여, 성형시 상부 금형(40b)은 판재(70)의 형상을 결정하게 되는데, 일반 프레스 가공시와 같은 금형재를 이용하게 된다.

즉, 상기 하이드로포밍 장치(1)에서 상부 금형(40b)은 일반 프레스 가공시와 동일한 형태로 이용되나, 하부 금형은 챔버(10) 내의 액압을 이용하게 되므로 삭제되는 것이다.

그러나, 종래의 하이드로포밍 장치(1)에서는 액압에 의한 프레스 가공이 하부 금형에만 적용된 것으로서, 상부 금형(40b)이 일반 프레스 가공의 상부 금형과 동일하게 제작되어 이용됨으로써 상부 금형의 제작비가 불필요하게 커지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 금형이 소정의 두께를 가지도록 구비되고, 하부가 개구되어 상기 금형 상측에 부착되고 내부에 액체가 채워지며 내부의 액압으로 상기 금형에 액압을 가해주는 제2챔버와, 이 제2챔버에 연결되어 있으면서 그 내부로 액체를 유입 또는 배출시켜 주는 제2압력밸브를 포함한 하이드로포밍 수단이 구비되는 듀얼 하이드로포밍 장치를 제공한다.

본 발명은 기존의 하이드로포밍 장치에 이용되었던 금형의 제작비용을 크게 절감할 수 있고, 성형되는 판재의 재질 및 형상에 따라 금형을 용이하게 제작, 변경할 수 있는 듀얼 하이드로포밍 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 듀얼 하이드로포밍 장치를 나타내는 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 듀얼 하이드로포밍 장치를 이용하여 판재가 성형된 상태를 나타내는 단면도,

도 3은 종래의 하이드로포밍 장치를 나타내는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 하이드로포밍 장치 10 : 제1챔버(chamber)

12 : 제1압력밸브 20 : 판재 홀더

30 : 블랭크 홀더(blank holder) 40a : 금형

40b : 상부 금형 50 : 하이드로포밍 수단

52 : 제2챔버 54 : 제2압력밸브

60 : 액체

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 하이드로포밍 장치는 상부가 개구되고 내부에 액체(60)가 채워지며 내부의 액압으로 판재(70)에 액압을 가해주는 제1챔버(10)와, 이 제1챔버(10)의 상부에 장착되는 판재 홀더(20)와, 이 판재 홀더(20)의 상부에 놓여진 판재(70)를 고정시켜 주는 블랭크 홀더(30)와, 상기 판재(70)가 압착되면서 성형이 이루어지는 금형(40a)과, 상기 제1챔버(10)에 연결되어 있으면서 이 제1챔버(10) 내부로 액체(60)를 유입 또는 배출시켜 주는 제1압력밸브(12)를 포함하는 하이드로포밍 장치에 있어서,

상기 금형(40a)이 소정의 두께를 가지도록 구비되고, 하부가 개구되어 상기금형(40a) 상측에 부착되고 내부에 액체(60)가 채워지며 내부의 액압으로 상기 금형(40a)에 액압을 가해주는 제2챔버(52)와, 이 제2챔버(52)에 연결되어 있으면서 이 제2챔버(52) 내부로 액체(60)를 유입 또는 배출시켜 주는 제2압력밸브(54)를 포함한 하이드로포밍 수단(50)이 구비되는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 제2압력밸브(54)는 판재(70)가 금형(40a)에 완전 압착된 후, 금형(40a)에 전해지는 제2챔버(52) 내의 액압이 판재(70)에 전해지는 제1챔버(10) 내의 액압과 동일하게 유지되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 금형(40a)은 상기 제2챔버(52)에 탈착 가능하도록 된 것을 특징으로 한다.

여기서, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 실시예로서, 첨부도면을 참조로 하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도면 1은 본 발명에 따른 듀얼 하이드로포밍 장치를 나타내는 단면도이고, 도면 2는 본 발명에 따른 듀얼 하이드로포밍 장치를 이용하여 판재가 성형된 상태를 나타내는 단면도로서, 도면부호 중에서 종래와 동일한 구성에 대해서는 동일 부호를 그대로 사용한다.

이에 도시한 바와 같이, 본 발명의 듀얼 하이드로포밍 장치(1)에서는 종래의 히이드로포밍 장치에서 상부 금형(40a)을 소정의 두께를 가지는 금형재로 변경하고, 이 금형(40a)의 상측에 챔버(52) 및 압력밸브(54)를 포함하는 또 하나의 하이드로포밍 수단(50)을 구비한다.

여기서, 상기 하이드로포밍 수단(50)은 상기 금형(40a)의 상면에 정압을 가하도록 구비되는 장치로서, 이 하이드로포밍 수단(50)과 이에 부착된 상기 금형(40a)이 종래의 상부 금형과 동일한 기능을 수행하도록 된 것이다.

이하, 본 발명의 상세한 설명에 있어서, 듀얼 하이드로포밍 장치(1)에 새로이 구비되는 하이드로포밍 수단(50)의 챔버 및 압력밸브는 기존 포함된 하측의 챔버(10) 및 압력밸브(12)와 구분될 수 있도록 제2챔버(52)와 제2압력밸브(54)로 칭한다.

상기 제2챔버(52)의 내부에는 제2압력밸브(54)를 통하여 액체(60)가 채워지게 되며, 이 액체(60)의 압력으로 상기 금형(40a)에 정압을 가해주게 되는 것이다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 상기 하이드로포밍 수단(50)의 제2챔버(52)는 하부가 개구된 채, 하단부에 상기 금형(40a)이 탈착 가능하게 부착된다.

상기 금형(40a)이 탈착 가능하도록 된 것은 이 금형(40a)이 판재(70)의 형상을 결정하는 접촉부가 되므로, 새로운 형상의 판재(70) 가공시 상기 금형(40a)만 새로이 제작하여 이를 교체할 수 있도록 하기 위함이다.

상기 금형(40a)은 금속, 수지, 복합재 등으로 제작 가능하며, 액압이 가해지는 제2챔버(52)의 저면을 이루게 되므로, 부착시 제2챔버(52)의 액체(60)가 새지 않도록 정밀 가공된다.

또한, 상기 제2챔버(52)의 일측에는 이 제2챔버(52)에 연결되어 있으면서 그 내부에 채워진 액체(60)가 외부로 배출되거나 챔버 내부로 액체(60)가 유입될 수 있도록 하는 제2압력밸브(54)가 구비되고, 이 제2압력밸브(54)를 통해 금형(40a)에 가해지는 제2챔버(52) 내부의 액압을 조절하게 된다.

상기 금형(40a)은 소정의 두께를 가지도록 종래의 금형에 비하여 얇게 제작되므로, 제2챔버(52)의 액압이 상기 금형(40a)에 정압을 가해줌으로 해서 상기 금형(40a)의 변형을 방지하게 된다.

이하, 본 발명을 이용하여 판재(70)를 성형하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

우선, 판재 홀더(20)와 블랭크 홀더(30)사이에 판재(70)를 고정시킨다.

이때, 제2압력밸브(54)를 통하여 제2챔버(52)내에는 액체(60)가 이미 채워진 상태가 된다.

다음으로 제1압력밸브(12)를 통하여 제1챔버(10)내에 액체(60)를 채우게 된다.

상기 제1챔버(10)내에 액체(60)가 채워짐에 따라 판재(70)가 상향의 액압을 받게 되고, 제1챔버(10)내에 액체(60)가 계속해서 채워지게 되면 판재(70)에 가해지는 제1챔버(10)의 액압 증가로 상기 판재(70)는 금형(40a)에 접촉되게 된다.

상기 판재(70)가 상기 금형(40a)에 접촉되기 전에는 제2챔버(52)내에 외부로부터 새로이 액압이 유입되지 않도록 한다.

상기 판재(70)가 상기 금형(40a)에 접촉된 후, 제2챔버(52)내에는 외부로부터 새로이 액압이 유입되도록 하되, 이러한 제2챔버(52)내의 액압 조절은 제2압력밸브(54)에 의하여 조절된다.

상기 제2압력밸브(54)는 제1챔버(10)내의 액압을 조절하게 되는 제1압력밸브(12)와 유기적으로 작동하게 된다.

즉, 제1챔버(10)의 액압에 의하여 판재(70)가 금형(40a)에 접촉되면서 상기 금형(40a)이 변형되지 않도록 상기 제2챔버(52)내의 액압은 증가되는 제1챔버(10)의 액압에 상응하여 조절된다.

상기 제1챔버(10)내에 계속해서 액체(60)가 채워지게 되고, 판재(70)에 가해지는 제1챔버(10)의 액압이 증가함에 따라, 상기 판재(70)는 금형(40a)에 압착되면서 성형이 이루어지게 된다.

바람직하게는, 판재가 금형(40a)에 완전 압착된 후, 이 금형(40a)에 전해지는 제2챔버(52) 내의 액압과, 판재(70)를 통하여 금형(40a)에 전해지는 제1챔버(10) 내의 액압이 동일하게 유지되도록 한다.

이때, 제2챔버(52)내에 새로이 액압이 유입되도록 하는 것은 기존의 제1챔버(10)내에 액압이 유입되도록 하는 것과 동일한 방법으로 이루어지게 된다.

또한, 상기 제2압력밸브(54)는 제1압력밸브(12)와 동일하게, 제2챔버(52)내의 액압이 소정치 이상이 되면 내부의 액체(60)를 배출할 수 있도록 되어 있다.

이상에서 상술한 바와 같이, 금형이 소정의 두께를 가지도록 구비되고, 하부가 개구되어 상기 금형 상측에 부착되고 내부에 액체가 채워지며 내부의 액압으로 상기 금형에 액압을 가해주는 제2챔버와, 이 제2챔버에 연결되어 있으면서 그 내부로 액체를 유입 또는 배출시켜 주는 제2압력밸브를 포함한 하이드로포밍 수단이 구비되는 듀얼 하이드로포밍 장치를 제공한다.

Claims

상부가 개구되고 내부에 액체(60)가 채워지며 내부의 액압으로 판재(70)에 액압을 가해주는 제1챔버(10)와, 이 제1챔버(10)의 상부에 장착되는 판재 홀더(20)와, 이 판재 홀더(20)의 상부에 놓여진 판재(70)를 고정시켜 주는 블랭크 홀더(30)와, 상기 판재(70)가 압착되면서 성형이 이루어지는 금형(40a)과, 상기 제1챔버(10)에 연결되어 있으면서 이 제1챔버(10) 내부로 액체(60)를 유입 또는 배출시켜 주는 제1압력밸브(12)를 포함하는 하이드로포밍 장치에 있어서,

상기 금형(40a)이 소정의 두께를 가지도록 구비되고, 하부가 개구되어 상기 금형(40a) 상측에 부착되고 내부에 액체(60)가 채워지며 내부의 액압으로 상기 금형(40a)에 액압을 가해주는 제2챔버(52)와, 이 제2챔버(52)에 연결되어 있으면서 이 제2챔버(52) 내부로 액체(60)를 유입 또는 배출시켜 주는 제2압력밸브(54)를 포함한 하이드로포밍 수단(50)이 구비되는 것을 특징으로 하는 듀얼 하이드로포밍 장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 금형(40a)은 상기 제2챔버(52)에 탈착 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 듀얼 하이드로포밍 장치.