KR100702360B1 - 고장력 강판소재의 스트래치 포밍작업시 인장 및압축응력에 의한 소재의 균열방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고장력 강판소재의 스트래치 포밍작업시 인장 및 압축 응력에 의한 소재의 균열방지 장치에 관한 것이며 고장력 강판소재를 이용하여 리얼 컴파트먼트 프레임을 스트래치 포밍공법을 적용하여 생산할 때 스트래치 포밍지점의 소재가 성형되면서 다축방향으로 형성되는 인장응력과 압축응력에 대응하여 성형소재를 가압 및 완충하여 균열을 방지할 수 있도록 함에 목적이 있다.

본 발명은 스트래치 포밍지점의 하금형에 복수개의 가스스프링을 수납하고 스프링 위에는 패드를 구비하여서 구성된다.

이와 같은 본 발명은 스트래치 포밍지점의 하금형에 복수개의 가스스프링이 다축방향으로 성형 되는 고장력 강판소재를 가압 및 완충하여 주고, 성형공정이 완료되면 상승이 용이하게 밀어 올리는 기능을 갖게 되므로 포밍되는 소재에 다축방향으로 미치는 인장응력과 압축응력이 대응하여 완충되므로서 균열을 방지할 수 있게 되고, 리얼 컴파트먼트 프레임의 제조를 불량 없이 효율적으로 수행할 수 있게 되는 특징이 있다.

리얼 컴파트먼트 프레임, 균열, 스트래치 포밍공법, 연속금형, 고장력 강판

Description

고장력 강판소재의 스트래치 포밍작업시 인장 및 압축응력에 의한 소재의 균열방지장치{The Stretch forming work hour a creck prevention system of tensile strength or compression stress for hight tensile a steel sheet matter}

도1은 리얼 컴파트먼트 프레임의 사시도

도2는 리얼 컴파트먼트 프레임의 평면도

도3은 리얼 컴파트먼트 프레임의 정면도

도4는 1차 스트래치 포밍상태의 프레임을 보인 사시도

도5는 본 발명의 요부를 발췌한 사시도

도6은 본 발명에서 프레싱 작업 전 상태를 보인 종단면도

도7은 본 발명에서 상금형이 하강된 상태를 보인 종단면도

도8은 본 발명에서 상금형이 하강을 완료한 상태를 보인 종단면도

도9는 본 발명에서 상금형이 상승복귀하는 상태를 보인 종단면도

도10은 금형의 연속 배열상태를 보인 평면도

※도면의 주요부분에 대한 부호 설명

1 : 하금형 2 : 가스스프링

3 : 패드 가 : 스트래치 포밍작업 지점

본 발명은 고장력 강판소재의 스트래치 포밍작업시 인장 및 압축응력에 의한 소재의 균열방지장치에 관한 것이며 열간압연 또는 냉간압연으로 가공된 고장력 강판소재를 스트래치 포밍공법으로 리얼 컴파트먼트 프레임을 제조할 때 불량 없이 효율적으로 제조할 수 있도록 한 것이다.

종래에 자동차 트렁크용 리얼 컴파트먼트 프레임의 제조과정은 하나의 금형에 단계별 작업을 등 간격 배열시킨 연속금형(프로그래시브)을 프레스 장비에 장착하고, 상하의 금형 사이에 롤 상태의 금속판재로 된 소재를 공급하여 공정별 동시작업을 수행하게 된다.

상기의 작업 공정으로 제조되는 리얼 컴파트먼트 프레임의 특성은 도1 내지 도3과 같이 바디(a)에서 헤드(b)지점으로는 수직과 32° 및 90°의 각을 유지하고, 코너(c)지점은 바디(a) 및 헤드(b)와 다축방향의 엇각과 직각을 유지하므로 헤드(b)간 연결 되는 코너지점은 성형 되는 각과 방향이 달라서 스트래치 포밍(Stretch Forming)공법을 적용하여 성형하게 된다.

상기 스트래치 포밍은 상금형이 하금형에 하강하면서 소재를 성형시킬 때 소재는 다축방향 즉 수직방향(ㄱ)과, 수평방향(ㄴ)으로는 압축응력이 발생하면서 균열이 생기게 되므로 소재의 선택시 균열이 적은 일반압연 강판소재로 제조하고 있다.

상기에서 스트래치 포밍(Stretch Forming)이란 공구 혹은 폼블럭(Form Block)상에 판재를 올려놓고 인장력을 가하여 요구하는 형상으로 성형하는 공정을 말한다. 이 공정은 압연판재의 인장교정(Stretch leveling)이 발전한 형태로서 스트래치 포밍은 항공산업에서 곡률반경이 큰 제품의 생산에 주로 이용되고 있다.

또 스트래칭(Stretching)에 의해서 판두께 방향으로 위치에 따른 변형률 분포가 상대적으로 균일하게 되기 때문에 탄성 복원량이 크게 줄어드는 것이 특징이다.

스트래치 포밍은 판면의 인장응력에 의해서 가공하게 되므로 재료가 연한 경우가 아니면 큰 변형률을 얻을 수 없는 결점이 있다.

위와 같이 일반 압연강판 소재로 제조된 리얼 컴파트먼트 프레임을 제품화하여 차체에 부착 사용하게 되면 차량주행으로 인한 진동과 반복적인 사용으로 인하여 리얼 컴파트먼트 프레임에 변형이 발생 되어 자동차의 트렁크가 닫히고 열리는 기능에 장애가 되고 장구히 사용되지 못하는 결점이 지적되고 있다.

상기와 같은 결점들을 해소하는 수단으로 일반압연 강판 보다 인장강도가 높고 연신율이 낮은 열간압연이나 냉간압연으로 가공된 고장력 강판을 이용하게 될 경우 리얼 컴파트먼트 프레임의 변형을 해소할 수 있게 되며, 소재를 위와 같은 고장력 강판소재로 변경할 경우 단계별 성형 범위를 작게 하고, 공정수를 늘려서 성형제조가 이루어지게 시도하고는 있으나 소재의 특성상 늘어나지 못하는 금속 고유의 성질로 인하여 인장과 압축응력이 발생 되는 리얼 컴파트먼트 프레임(H)의 코너(c)지점에 균열이 심하게 발생 되고, 원주방향(ㄷ)에는 소재를 고정하는 가압력 및 완충력의 부족으로 주름의 발생으로 제품의 불량이 높아 고장력 강판을 이용하 여 스트래치 포밍작업으로 리얼 컴파트먼트 프레임의 생산되지 못하고 있는 실정이다.

재질의 명칭	재질 표기명	인장강도 N / ㎟ ( kgf / ㎟)	항복강도 N / ㎟ ( kgf / ㎟)	연신율 (%)
냉간압연 고장력 강판	SPFC 540	529(55) 이상	245(25) 이상	22 이상
열간압연 고장력강판	SPFH 540	540(55) 이상	355(36) 이상	22 이상
냉간압연 강판	SPCC	270 이상	-	38 이상
열간압연 강판	SPHC	270 이상	-	29 이상

이에 본 발명은 종래의 제반 결점을 해소하고 열간압연 또는 냉간압연으로 가공된 고장력 강판 소재를 이용하여 자동차 트렁크용 리얼 컴파트먼트 프레임을 스트래치 포밍공법에 적용하여 생산할 수 있도록 상금형이 하금형으로 하강하여 수직방향(ㄱ)과, 수평방향(ㄴ)의 인장응력과 원주방향(ㄷ)의 압축응력이 발생할 때 성형소재를 가압 및 완충하여 주름발생을 해소하고 균열을 방지하는 장치를 제공함에 목적이 있다.

본 발명에서 도5는 요부를 발췌한 사시도

도6은 프레싱 작업 전 상태를 보인 종단면도

도7은 상금형이 하강된 상태를 보인 종단면도

도8은 상금형이 하강을 완료한 상태를 보인 종단면도

도9는 상금형이 상승복귀하는 상태를 보인 종단면도를 보인 것이다.

본 발명은 도10과 같이 리얼 컴파트먼트 프레임의 성형범위를 다수의 단위 공정으로 분할하여 등간격으로 배열시킨 하나의 연속금형에 롤 상태의 금속판재를 공급하여 스트래치 포밍공법으로 리얼 컴파트먼트 프레임(H)을 구성하는 바디(a)에서 헤드(b)지점으로는 수직과 32° 및 90°의 각을 유지하고, 스트래치 성형이 이루어지는 코너(c)는 바디(a)에서 헤드(b)와 다축방향의 엇각과 직각을 유지되게 가공하는 스트래치 포밍지점 (가)에 성형소재를 가압 및 완충할 수 있도록 도5와 같이 하금형(1)에 복수개의 가스스프링(2)을 수납하고, 동 가스스프링(2) 위에는 성형 되는 소재를 보호하는 패드(3)를 구비하여서 된 구성이다.

도면 중 미설명된 부호 10은 고장력 강판소재, 20은 소재 가이드홀더, 20a는 소재 가이드홈, 30은 상금형을 표시한 것이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 구체적인 실시예는 다음과 같다.

도10과 같이 리얼 컴파트먼트 프레임을 제조하는 연속 금형에서 스트래치 포밍작업이 이루어지는 지점 (가)에 도5와 같이 하금형에 복수개의 가스스프링(2)과 가스스프링(2) 위에 패드(3)를 구비하는 본 발명의 균열방지장치를 구비하고, 상기 연속금형을 프레스장비에 장착시키고 연속금형을 구성하는 하금형(1) 상부에 설치한 소재 가이드홀더(20)의 소재 가이드홈(20a)에 롤 상태의 고장력 강판소재(10)를 위치시켜서 일정속도로 공급하게 되면 통상과 같이 리얼 컴파트먼트 프레임의 가공작업을 수행하게 되고 다수개의 단위 작업 공정을 거치면 리얼 컴파트먼트 프레임 의 제조가 이루어지게 된다.

상기에서 고장력 강판소재(10)는 도10의 (가)지점에 이르게 되면 도6과 같이 하금형(1)과 상금형(30) 사이에 위치 되고, 도7과 같이 상금형(30)이 하강하면서 고장력 강판소재(10)를 잡고 있는 가이드홀더(20)도 함께 하금형(1)으로 하강하게 된다.

또 고장력 강판소재(10)의 스트래치 포밍 가공지점 저부에는 하금형(1)의 패드(3)가 위치되고, 패드(3)는 가스스프링(2)에서 탄력으로 지지하는 상태에서 상금형(30)이 하강을 계속하여 고장력 강판(10)을 가압하면 가스스프링(2)과 패드(3)는 성형 되는 고장력 강판소재(10)과 함께 하강하고 강판소재(10)는 가압 및 완충되면서 다축의 엇각과 다각의 형상으로 포밍이 이루어지게 된다.

또 도8과 같이 상금형(30)이 하강을 완료하게 되면 패드(3)와 가스스프링(2)은 가공되는 고장력 강판소재(10)를 가압 및 완충하면서 하강하여 압축력을 유지하였다가 도9와 같이 상금형(30)이 상승복구로 전환되면 하금형(1) 소재 가이드홀더(20)은 포밍작업 된 고장력 강판소재(10)와 함께 상승을 준비하게 되고, 스트래칭 포밍 가공지점에 위치하는 고장력 강판소재(10)를 패드(3)와 가스스프링(2)이 밀어 올리게 된다.

이와 같이 리얼 컴파트먼트 프레임을 제조하는 연속금형에서 스트래치 포밍 작업시 포밍지점에 발생 되는 인장 및 압축응력이 성형지점의 소재에 발생 될 때 이를 가압 및 완충할 수 있는 균열방지장치를 하금형에 구성하므로서 열간압연 또는 냉간압연으로 가공된 고장력 강판 소재를 리얼 컴파트먼트 프레임을 스트래칭 포밍작업시 균열이 해소되어 불량 없이 제조가 가능하게 되는 것이다.

위와 같은 본 발명에서 스트래칭 포밍지점의 하금형에 설치하는 가스스프링(2) 대용으로 완충과 탄성기능을 갖는 부재나 코일스프링을 대용할 수 있다.

따라서 이상과 같은 본 발명은 고장력 강판소재를 이용하여 스트래칭 포밍공법으로 리얼 컴파트먼트 프레임을 제조할 때 스트래치 포밍지점의 하금형에 복수개의 가스스프링과 동 가스스프링 위의 패드를 구성하여 스트래칭 포밍되는 고장력 강판소재를 가압 및 완충하여 주고 가공공정을 거친 소재를 하금형에서 밀어 올려주는 균열방지 기능을 부여하므로서 리얼 컴파트먼트 프레임의 다축방향의 응력이 발생 되는 성형지점의 균열을 해소할 수 있게 되고, 고장력 강판을 연속 금형에서 스트래칭 포밍작업에 의한 리얼 컴파트먼트 프레임을 균열 없이 효율적으로 생산할 수 있는 특징이 있다.

Claims (1)

1. 리얼 컴파트먼트 프레임의 성형범위를 다수의 단위공정으로 분할하여 등간격으로 배열시킨 하나의 연속금형에 롤 상태의 금속판재를 공급하여 스트래칭 포밍공법으로 리얼 컴파트먼트 프레임을 성형 제조하는 통상의 수단에 있어서 리얼 컴파트먼트 프레임(H)을 구성하는 바디(a)에서 헤드(b)지점으로는 수직과 32° 및 90°의 각을 유지하고, 스트래칭 성형이 이루어지는 코너(c)는 바디(a) 및 헤드(b)와 다축방향의 엇각과 직각을 유지되게 가공하는 연속금형의 스트래치 포밍지점 (가)에 포밍되는 소재를 가압 및 완충하여 주름을 방지할 수 있도록 하금형(1)에 복수개의 가스스프링(2)을 수납하고, 동 가스스프링(2) 위에는 패드(3)를 구비하여서 구성됨을 특징으로 한 고장력 강판소재의 스트래칭 포밍작업시 인장 및 압축응력에 의한 소재의 균열방지장치

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