KR100461676B1 - 하이드로 포밍용 프레스 금형 - Google Patents

Abstract

상형다이의 양측단에 성형할 튜브소재의 양단을 각각 가압 고정시키는 가압홀더를 구성하여 튜브소재의 프리 포밍(PREFORMING)과 고성형 확관을 통한 하이드로 포밍을 순차적으로 수행할 수 있도록,

확관 성형할 튜브소재의 성형면을 형성하며, 상기 튜브소재의 상하부에서 이를 가압하는 상형다이 및 하형다이와; 상기 튜브소재의 양단에서 축방향으로 이를 가압하여 축압을 제공함과 동시에, 확관을 위한 수압을 제공하는 양측 수압 실린더를 포함하는 하이드로 포밍용 프레스 금형에서,

상기 상형다이 상의 양측부에 구성되며, 상기 하형다이의 다이 페이스면과 함께 상기 튜브소재의 양단을 각각 가압 고정하는 가압홀더와; 상기 가압홀더와 관로로 연결되어 제어기의 제어신호에 따라 상기 가압홀더에 작동압의 공급을 제어하는 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이드로 포밍용 프레스 금형을 제공한다.

Description

하이드로 포밍용 프레스 금형{A PRESS MOLD FOR HYDRO-FORMING}

본 발명은 하이드로 포밍용 프레스 금형에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 튜브소재의 프리 포밍(PREFORMING)과 고성형 확관을 통한 하이드로 포밍을 순차적으로 수행할 수 있도록 하는 하이드로 포밍용 프레스 금형에 관한 것이다.

일반적으로 하이드로 포밍 성형법은 수압(hydraulic pressure)을 이용하여 튜브소재를 확관 성형하는 하는 것으로, 기계 판금의 특수한 가공법 중의 하나로써, 자동차 산업 등에서 프론트 서브 프레임과 같이 멀티 피스 금형의 성형시에 주로 사용되며, 성형의 원가 절감에 효과가 크다.

특히, 차량용 사이드 멤버류와 같은 대물의 경우에는 하이드로 포밍을 위해서 제품의 형상에 따라 사전에 하이드로 포밍으로 성형되지 않는 부분의 자유도와 신률 등을 고려하여 포밍 프레스로 성형하는 프리 포밍단계를 수행한 후, 하이드로 포밍을 수행하게 되는데, 도 5와 도 6은 종래 하이드로 포밍을 위한 프리 포밍용 프레스 금형의 작동 전,후의 단면 구성도로서, 하부 프레스 장치(미도시)에 고정되는 하형다이(101)와 그 상부에서 프레스 장치(미도시)에 의해 하부로 진행하여 상기 하형다이(101)와 함께 튜브소재(100)를 가압하는 상형다이(103)로 이루어지는 프리 포밍용 프레스 금형을 이용하여 상기 튜브소재(100)를 미리 포밍 성형하게 된다.

이와 같이, 프리 포밍용 프레스 금형에 의하여 프리 포밍 성형된 상기 튜브 소재(100)는, 도 7에 도시된 바와 같은, 하이드로 포밍용 프레스 금형의 하형다이(201)에 안착되며, 도 8에서와 같이 그 상부의 상형다이(203)가 하강한 상태에서, 상기 튜브소재(100)의 양단에 각각 배치되는 수압 실린더(205,207)가 축방향으로 이를 가압하여 축압(axial compress)을 가하게 된다.

이와 같이, 상기 튜브소재(100)는 상기 하형다이(201)와 상형다이(203) 및양측 수압 실린더(205,207)에 의해 고정된 상태에서, 상기 수압 실린더(205,207)의 자체 축압과 함께, 상기 튜브소재(100) 내부로 수압을 공급하여 내부에서 상형다이(203)와 하형다이(201)에 형성된 성형면(209)을 따라 상기 튜브소재(100)를 확관시킴으로써, 하이드로 포밍성형을 이루게 되는 것이다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 대물 튜브소재를 프리 포밍과 함께 하이드로 포밍 성형하는 방법은 별도로 프리 포밍을 위한 포밍 프레스 금형을 제작하여야 하며, 프리 포밍된 튜브소재를 다시 하이드로 포밍용 프레스 금형에 셋팅하여 수압 실린더를 장착하는 과정에서 튜브소재의 양단이 변형되어 이 부분에서 누수되는 등의 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 상형다이의 양측단에 성형할 튜브소재의 양단을 각각 가압 고정시키는 가압홀더를 구성하여 튜브소재의 프리 포밍(PREFORMING)과 고성형 확관을 통한 하이드로 포밍을 순차적으로 수행할 수 있도록 하는 하이드로 포밍용 프레스 금형을 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 하이드로 포밍용 프레스 금형의 단면 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 하이드로 포밍용 프레스 금형의 제1작동 상태도이다.

도 3은 본 발명에 따른 하이드로 포밍용 프레스 금형의 제2작동 상태도이다.

도 4는 본 발명에 따른 하이드로 포밍용 프레스 금형의 제3작동 상태도이다.

도 5는 종래 하이드로 포밍을 위한 프리 포밍용 프레스 금형의 작동 전, 단면 구성도이다.

도 6은 종래 하이드로 포밍을 위한 프리 포밍용 프레스 금형의 작동 후, 단면 구성도이다.

도 7은 종래 하이드로 포밍용 프레스 금형의 단면 구성도이다.

도 8은 종래 하이드로 포밍용 프레스 금형의 작동을 설명하기 위한 단면 구성도이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 확관 성형할 튜브소재의 성형면을 형성하며, 상기 튜브소재의 상하부에서 이를 가압하는 상형다이 및 하형다이와; 상기 튜브소재의 양단에서 축방향으로 이를 가압하여 축압을 제공함과 동시에, 확관을 위한 수압을 제공하는 양측 수압 실린더를 포함하는 하이드로 포밍용프레스 금형에서,

상기 상형다이 상의 양측부에 구성되며, 상기 하형다이의 다이 페이스면과 함께 상기 튜브소재의 양단을 각각 가압 고정하는 가압홀더와; 상기 가압홀더와 관로로 연결되어 제어기의 제어신호에 따라 상기 가압홀더에 작동압의 공급을 제어하는 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하며,

상기 가압홀더는 상기 상형다이 상의 양측 내부에 중공부로 이루어지는 작동압실과; 상기 각 작동압실 내에 설치되는 피스톤과; 상기 상형다이의 각 다이 페이스면에서 상기 각 작동압실까지 관통하여 상기 각 피스톤의 하단에 장착되는 작동로드와; 상기 각 작동로드의 선단에 장착되는 가압패드와; 상기 각 작동압실 내에서, 작동압실의 내부 하단면과 상기 각 피스톤의 하단면 사이에 개재되어 피스톤에 복원력을 제공하는 탄성부재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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

도 1은 본 발명에 따른 하이드로 포밍용 프레스 금형의 단면 구성도로서, 본 발명에 따른 하이드로 포밍용 프레스 금형은 프레스 장치(미도시)의 하부에 장착되는 하형다이(1)와 그 상부에서 프레스 장치(미도시)에 의해 하부로 진행하여 상기 하형다이(1)와 함께 튜브소재(3)를 가압하는 상형다이(5)로 이루어진다.

그리고 상기 튜브소재(3)의 양단에 대응하여 상기 하형다이(1)의 양측부에는 각각 좌,우측 수압 실린더(7,9)가 배치되어 상기 튜브소재(3)의 양단에 각각 축방향으로 이를 가압하여 축압(axial compress)을 가할 수 있도록 이루어진다.

여기서 상기 상형 및 하형다이(5,1)는 각 하부 및 상부 단면상에 확관 성형할 튜브소재(3)의 성형면(11,13)을 형성하여 이루어진다.

이러한 하이드로 포밍용 프레스 금형에서, 상기 상형다이(5) 상의 양측부에는 상기 하형다이(1)의 다이 페이스면(15)과 함께 상기 튜브소재(3)의 양단을 상형다이(5)의 하강 작동 이전에 선행하여 각각 가압 고정하는 가압홀더(21)가 구성되는데, 상기 가압홀더(21)의 구체적인 구성은 상기 상형다이(5) 상의 양측 내부에 중공부로 이루어지는 작동압실(23)이 각각 형성되고, 상기 각 작동압실(23) 내에는 상하방향으로 피스톤(25)이 설치된다.

또한, 상기 피스톤(25)의 하단에는 상기 상형다이(5)의 각 다이 페이스면(17)에서 상기 각 작동압실(23)까지 관통하여 배치되는 작동로드(27)가 그 일단을 통하여 장착되며, 상기 각 작동로드(27)의 선단에는 상기 튜브소재(3)의 양단을 각각 접촉하여 고정하는 가압패드(29)가 장착된다.

또, 상기 각 작동압실(23) 내에서, 작동압실(23)의 내부 하단면과 상기 각 피스톤(25)의 하단면 사이에는 탄성부재인 코일 스프링(31)이 개재되어 피스톤(25)에 복원력을 제공하게 된다.

그리고 상기 상형다이(5)의 일측에는 상기 각 가압홀더(21)와 관로(33)로 연결되어 제어기(35)의 제어신호에 따라 상기 가압홀더(21)에 작동압의 공급을 제어하는 액츄에이터(37)가 구비되는데, 상기 액츄에이터(37)는 유압실린더로 이루어져 상기 제어기(35)의 제어신호에 따라 유압공급관(39)을 개폐 제어하는 솔레노이드 밸브(41)에 의해 구동된다.

따라서 상기한 바와 같은 구성을 갖는 하이드로 포밍용 프레스 금형의 작동을 도 2와 도 3 및 도 4를 통하여 설명하면, 먼저, 상기 도 1에서와 같이, 상기 하형다이(1)의 양측 다이 페이스면(15) 상에 성형할 튜브소재(3)를 안착시킨 상태에서, 제어기(35)의 제어신호에 따라 상기 솔레노이드 밸브(41)를 개방하면, 도 2에서와 같이, 유압이 유압공급관(39)을 통하여 상기 액츄에이터(37)에 공급되어 액츄에이터(37)를 작동시키게 되며, 이에 따라 상기 양측 가압홀더(21)의 작동로드(27)는 코일 스프링(31)의 탄성력을 극복하고, 하강 작동하게 된다.

이와 같이, 상기 가압홀더(21)의 작동에 의해 상기 가압패드(29)는 상기 하형다이(1)의 다이 패이스면(15)과 함께, 상기 튜브소재(3)의 양단을 상형다이(5)의 하강작동 이전에 선행하여 홀딩하게 된다.

이러한 상태에서, 상기 상형다이(5)는 프레스 장치의 작동에 의해 하강 작동하게 되어, 도 3에서와 같이, 상기 하형다이(1)와 함께, 상기 튜브소재(3)를 소정의 형상으로 프리 포밍 성형하게 된다.

이와 같이, 상형다이(5)의 하강 작동에 의한 튜브소재(3)의 프리 포밍 성형이 완료되면, 이어서, 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 좌,우측 수압 실린더(7,9)가 전진하여 상기 튜브소재(3)의 양단에 좌,우측 수압 실린더(7,9)의 플러그(43)가 장착되어 완전하게 시일링되며, 이어 좌,우측 수압 실린더(7,9)를 통하여 상기 튜브소재(3)의 내부에 수압을 공급하여 튜브소재(3)를 확관 성형함으로서 성형효과를 높일 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 상형다이의 양측단에 성형할 튜브소재의 양단을 각각 가압 고정시키는 가압홀더를 구성하여 튜브소재의 프리 포밍(PREFORMING)과 고성형 확관을 통한 하이드로 포밍을 순차적으로 수행함으로서, 종래의 대물 튜브소재를 프리 포밍과 함께 하이드로 포밍 성형함에 따른 별도의 프리 포밍용 프레스 금형을 제작할 필요가 없게 되며, 프리 포밍된 튜브소재를 다시 하이드로 포밍용 프레스 금형에 셋팅하여 수압 실린더를 장착하는 과정에서의 튜브소재의 양단의 변형에 의한 누수현상을 제거할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 확관 성형할 튜브소재의 성형면을 형성하며, 상기 튜브소재의 상하부에서 이를 가압하는 상형다이 및 하형다이와; 상기 튜브소재의 양단에서 축방향으로 이를 가압하여 축압을 제공함과 동시에, 확관을 위한 수압을 제공하는 양측 수압 실린더를 포함하며, 상기 상형다이 상의 양측부에 구성되며, 상기 하형다이의 다이 페이스면과 함께 상기 튜브소재의 양단을 각각 가압 고정하는 가압홀더와; 상기 가압홀더와 관로로 연결되어 제어기의 제어신호에 따라 상기 가압홀더에 작동압의 공급을 제어하는 액츄에이터를 포함하는 하이드로 포밍용 프레스 금형에 있어서,

   상기 가압홀더는 상기 상형다이 상의 양측 내부에 중공부로 이루어지는 작동압실과;

   상기 각 작동압실 내에 설치되는 피스톤과;

   상기 상형다이의 각 다이 페이스면에서 상기 각 작동압실까지 관통하여 상기 각 피스톤의 하단에 장착되는 작동로드와;

   상기 각 작동로드의 선단에 장착되는 가압패드와;

   상기 각 작동압실 내에서, 작동압실의 내부 하단면과 상기 각 피스톤의 하단면 사이에 개재되어 피스톤에 복원력을 제공하는 탄성부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이드로 포밍용 프레스 금형.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 탄성부재는

   코일 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이드로 포밍용 프레스 금형.
4. 삭제