KR100757595B1 - 하이드로포밍용 튜브의 피어싱 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이드로 포밍용 튜브의 피어싱 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 완전 피어싱 공법을 적용하되, 피어싱 펀치를 사다리꼴 형상의 전자석으로 제작함으로써, 불완전 피어싱에 의해 발생할 수 있는 도장 및 드레인 불량을 해결하며, 동시에 펀치의 전자석화로 인해 완전하게 피어싱된 스크랩이 펀치 끝단에 고정되어 완벽하게 튜브에서 제거될 수 있도록 한 하이드로 포밍용 튜브의 피어싱 장치 및 방법에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 상기 튜브에 홀을 피어싱하는 피어싱 펀치를 포함하고, 이 피어싱 펀치는 사다리꼴 형상의 전자석인 것을 특징으로 하는 하이드로 포밍용 튜브의 피어싱 장치를 제공한다.

하이드로포밍, 튜브, 피어싱 펀치, 스크랩

Description

하이드로포밍용 튜브의 피어싱 장치 및 방법{Hole piercing apparatus and method for tube of hydroforming}

도 1은 종래의 하이드로포밍용 튜브의 피어싱 방법의 일실시예를 나타내는 개략도이고,

도 2는 종래의 하이드로포밍용 튜브의 피어싱 방법의 다른 실시예를 나타내는 개략도이고,

도 3은 본 발명에 따른 하이드로포밍용 튜브의 피어싱 장치의 구성을 나타내는 개략도이고,

도 4는 본 발명에 따른 하이드로포밍용 튜브의 피어싱 방법을 나타내는 개략도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 튜브 10a : 홀

11 : 피어싱 펀치 12 : 스크랩

본 발명은 하이드로 포밍용 튜브의 피어싱 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 완전 피어싱 공법을 적용하되, 피어싱 펀치를 사다리꼴 형상의 전자석으로 제작함으로써, 불완전 피어싱에 의해 발생할 수 있는 도장 및 드레인 불량을 해결하며, 동시에 펀치의 전자석화로 인해 완전하게 피어싱된 스크랩이 펀치 끝단에 고정되어 완벽하게 튜브에서 제거될 수 있도록 한 하이드로 포밍용 튜브의 피어싱 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 제품을 성형가공하는 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.

하이드로폼법은 판재 및 튜브의 성형시 이용될 수 있으며, 가공되는 재료의 형태나 성형하고자 하는 형상에 따라 여러가지 형태의 하이드로포밍 장치들을 이용하게 된다.

종래의 하이드로포밍용 튜브의 제조 공정 및 최종 제품의 형상은 판재를 조관롤 등을 이용하여 튜브형상으로 성형한 후 레이저 또는 전기저항 등의 방법으로 용접하여 튜브를 제조한다.

상기 공정은 연속공정으로 진행되고 제조 후 원하는 크기로 절단되어 부품으로 가공된다.

한편, 하이드로포밍 부품 제작에 있어 주변 부품과의 볼트-너트 체결 및 튜 브 내부의 액체(물 등) 배출 등의 목적으로 홀 피어싱(hole piercing)이 수행된다.

기존의 홀 피어싱 공법의 경우 완전 피어싱 및 불완전 피어싱의 두가지 방법이 사용되고 있다.

상기 완전 피어싱은 도 1에 도시한 바와 같이 피어싱된 금속 부분이 튜브(10)에서 완전하게 분리되는 경우로서, 하이드로포밍 공정이 끝난 다음 내부에 잔존하는 금속 스크랩(scrap)(12)을 제거하는 공정이 추가된다.

상기 스크랩(12)을 튜브(10)에서 제거하는 방법으로는 사람 또는 기계를 이용하여 하이드로 포밍된 튜브를 직접 흔들어 스크랩(12)을 제거하는 방법과, 튜브(10) 내부에 강한 공압 또는 유압을 불어넣어 스크랩(12)을 제거하는 방법이 있다.

미설명 부호 100은 펀치이다.

그러나, 상기 튜브에서 스크랩을 분리하는 경우 하이드로 포밍 공정중 튜브 내의 유체 등에 의해 스크랩이 고착될 수 있고, 이렇게 고착된 스크랩은 상기 제거 공정에 의해 분리되지 않을 가능성이 높으며, 이렇게 잔류된 금속 스크랩이 부품 조립후 튜브 내부에서 소음을 발생시킬 수 있다.

상기 불완전 피어싱은 도 2에 도시한 바와 같이 피어싱된 금속의 일부분이 튜브(10)에 붙어 있는 경우로서, 이러한 경우와 같이 튜브(10) 내부에 스크랩(12)이 붙어 있게 되면 도장 공정중 스크랩(12) 뒤쪽으로 도장액이 흘러들어가지 못하기 때문에 도장불량을 발생시킬 수 있다.

이에 하이드로 포밍 부품의 사용중 외부에서 들어온 유체(예 빗물 등)는 상 기 스크랩에 의해 드레인되지 못하게 됨에 따라 도장불량과 함께 부품 내면의 부식을 발생시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 완전 피어싱 공법을 적용하되, 피어싱 펀치를 사다리꼴 형상의 전자석으로 제작함으로써, 불완전 피어싱에 의해 발생할 수 있는 도장 및 드레인 불량을 해결하며, 동시에 펀치의 전자석화로 인해 완전하게 피어싱된 스크랩이 펀치 끝단에 고정되어 완벽하게 튜브에서 제거될 수 있도록 한 하이드로 포밍용 튜브의 피어싱 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하이드로포밍용 튜브의 피어싱 장치에 있어서,

상기 튜브에 홀을 피어싱하는 피어싱 펀치를 포함하고, 이 피어싱 펀치의 하단부가 전자석인 것을 특징으로 한다.

바람직한 구현예로서, 상기 피어싱 펀치는 상방향으로 갈수록 단면적이 커지게 형성된 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 튜브의 소정위치에 피어싱 펀치로 홀을 피어싱하는 단계와; 상기 튜브에서 완전하게 피어싱된 스크랩이 빠져나올 수 있는 공 간을 확보할 수 있도록 상기 피어싱 펀치가 상기 튜브 내부방향으로 더욱 전진하는 단계와; 상기 피어싱 펀치가 튜브에서 빠져나오면서 펀치에 부착된 스크랩도 튜브에서 제거되는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 피어싱 펀치는 사다리꼴 형상의 전자석인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 3은 본 발명에 따른 하이드로포밍용 튜브의 피어싱 장치의 구성을 나타내는 개략도이다.

본 발명은 하이드로포밍 부품 제작에 있어서 주변 부품과의 볼트-너트 체결 및 튜브(10) 내부의 액체 배출을 위한 피어싱 장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명은 피어싱 펀치(11)를 사다리꼴화 및 전자석화한 점에 주안점이 있다.

통상 하이드로포밍을 통하여 성형품을 제작하는 방법은, 두께가 일정한 판상의 스틸 강판을 원통형상의 튜브(10)로 제작하여, 이 튜브(10)의 내부에 유체를 채우고 금형에 장입한 후 튜브(10)의 내부에 채워진 유체의 압력을 증가시키면 금형의 형상에 따라 성형되도록 하는 것이다.

본 발명은 피어싱된 금속 부분(이하,스크랩(scrap)이라고 함)(12)이 완전하게 분리되는 완전 피어싱 장치를 제공한다.

상기 튜브(10)에는 주변 부품과의 볼트-너트 체결 및 튜브 내부의 액체(예, 물) 배출(드레인)을 위해 홀(10a)이 형성되는데, 이 홀(10a)을 형성하기 위해 피어싱 펀치(11)가 튜브(10)에 가압되게 된다.

종래의 완전 홀 피어싱 펀치(11)는 튜브(10)에 홀(10a)이 형성됨과 동시에, 펀치(10)에 의해 피어싱된 스크랩(12)이 튜브(10) 내부로 떨어지게 된다. 튜브(10) 내부에 떨어진 스크랩(12)은 하이드로포밍 공정중 튜브(10) 내의 유체 등에 의해 스크랩(12)이 고착되어 튜브(10) 내부에서 제거되지 않은 문제점이 있다.

본 발명은 상기 스크랩(12)이 튜브(10) 내부로 떨어지지 않고 밖으로 빼낼 수 있도록 펀치(11)의 재질을 전자석으로 하여 스크랩(12)을 피어싱 펀치(11)의 저면에 고정하게 된다.

이때, 피어싱 펀치(11)는 전체가 전자석일 수 있지만, 피어싱 펀치(11) 전체가 전자석으로 되면 전자석이 고가이므로 제조단가가 증가하게 되고, 피어싱 작업시 자석에 의한 튜브(금속재)와의 인력에 의해 작업성이 떨어지게 되므로, 피어싱 펀치(11)의 하단부에 스크랩(12)이 떨어지지 않을 정도로 전자석이 부착되는 것이 바람직하다.

물론, 상기 전자석의 전원은 외부에서 공급된다.

또한, 상기 피어싱 펀치(11)는 홀(10a)을 형성하는 피어싱 역할뿐만 아니라 튜브(10)에서 스크랩(12)을 밖으로 제거하는 역할을 한다.

종래의 펀치와 같이 일직선 형태로 직경이 일정한 경우에는 튜브(10)를 피어싱한 후 튜브(10)에서 분리된 스크랩(12)이 홀(10a) 아래에서 걸려 잘 빠져나오지 않게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명에 따른 피어싱 펀치(10)는 저면에서 상방향으로 갈수록 단면적이 넓게 형성된다. 즉 사다리꼴로 형성된다.

이와 같은 구성에 의한 본 발명에 따른 하이드로포밍 튜브의 피어싱방법을 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 하이드로포밍용 튜브의 피어싱 방법을 나타내는 개략도이다.

상기 사다리꼴 형상의 펀치(11)로 튜브(10)를 가압하게 되면, 펀치(11)의 저면형상으로 튜브(10)에서 스크랩(12)이 분리되어 홀(10a)을 형성한 다음, 펀치(11)를 튜브(10) 내부로 더욱 전진시키면 홀(10a)의 직경이 더욱 넓어져 스크랩(12)이 튜브(10) 내부에서 빠져나올 수 있는 공간을 확보할 수 있다.

따라서, 피어싱 펀치(11)가 튜브(10)의 홀(10a)에서 빠져나옴과 동시에 펀치(11) 하단에 부착된 스크랩(12)을 용이하게 제거할 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 하이드로포밍용 튜브의 피어싱 장치 및 방법에 의하면, 피어싱 펀치를 사다리꼴 형상 및 전자석화 함으로써, 튜브에서 완전히 피어싱된 스크랩을 용이하게 제거할 수 있다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 튜브에 홀을 피어싱하는 피어싱 펀치를 포함하되, 상기 피어싱 펀치의 하단부는 피어싱된 스크랩이 붙을 수 있는 전자석으로 되어 있는 하이드로포밍용 튜브의 피어싱 장치에 있어서,

   상기 피어싱 펀치는 상방향으로 갈수록 단면적이 커지게 형성된 것을 특징으로 하는 하이드로포밍용 튜브의 피어싱 장치.
3. 삭제
4. 튜브의 소정위치에 피어싱 펀치로 홀을 피어싱하는 단계와;

   상기 튜브에서 완전하게 피어싱된 스크랩이 빠져나올 수 있는 공간을 확보할 수 있도록 상기 피어싱 펀치가 상기 튜브 내부방향으로 더욱 전진하는 단계와;

   상기 피어싱 펀치가 튜브에서 빠져나오면서 펀치에 부착된 스크랩도 튜브에서 제거되는 단계;

   를 포함하여 이루어지는 하이드로포밍용 튜브의 피어싱 방법에 있어서,

   상기 피어싱 펀치는 사다리꼴 형상의 전자석인 것을 특징으로 하는 하이드로포밍용 튜브의 피어싱 방법.

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