KR100852073B1 - 단일한 테이퍼관을 출발소관으로 하는 액압 벌징 가공 장치및 액압 벌징 가공 방법 - Google Patents

단일한 테이퍼관을 출발소관으로 하는 액압 벌징 가공 장치및 액압 벌징 가공 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100852073B1
KR100852073B1 KR1020077025390A KR20077025390A KR100852073B1 KR 100852073 B1 KR100852073 B1 KR 100852073B1 KR 1020077025390 A KR1020077025390 A KR 1020077025390A KR 20077025390 A KR20077025390 A KR 20077025390A KR 100852073 B1 KR100852073 B1 KR 100852073B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
holding
mold
tube
end side
hydraulic bulging
Prior art date
Application number
KR1020077025390A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070110947A (ko
Inventor
아츠시 도미자와
Original Assignee
수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드
스미토모 고칸 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드, 스미토모 고칸 가부시키가이샤 filed Critical 수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드
Priority to KR1020077025390A priority Critical patent/KR100852073B1/ko
Publication of KR20070110947A publication Critical patent/KR20070110947A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100852073B1 publication Critical patent/KR100852073B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/033—Deforming tubular bodies
    • B21D26/045—Closing or sealing means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/033—Deforming tubular bodies
    • B21D26/043—Means for controlling the axial pusher
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D51/00—Making hollow objects
    • B21D51/16—Making hollow objects characterised by the use of the objects
    • B21D51/26—Making hollow objects characterised by the use of the objects cans or tins; Closing same in a permanent manner

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명의 액압 벌징 가공용 이형 소관은, 축 방향의 한 쪽에서 다른 쪽에 걸쳐 외경이 점차 증가 또는 감소하는 둘레길이를 갖는 동시에, 적어도 한 쪽 단측에, 상기 한 쪽 단측의 관단면을 향해 상기 둘레길이가 증가하는 유지부를 형성하고, 또한, 유지부를 형성하지 않은 단측에 평행부를 형성할 수 있다. 이 이형 소관을 사용한 가공 장치, 가공 방법에서는, 축 방향으로 단면 형상이 크게 변화하는 이형 소관을 사용하는 경우에도, 관단으로부터 축 방향으로의 누름 가공이 가능해진다. 이에 따라, 액압 벌징 가공이 실시된 액압 벌징 가공품에서는, 종래 이상으로 큰 확관율을 얻는 것이 가능해진다.

Description

단일한 테이퍼관을 출발소관으로 하는 액압 벌징 가공 장치 및 액압 벌징 가공 방법{HYDRAULIC BULGING DEVICE AND HYDRAULIC BULGING METHOD FOR USING TAPERED PIPE}
본 발명은, 액압 벌징 가공에 사용되는 이형 소관(素管), 및 이 이형 소관을 사용해 액압 벌징 가공하는 액압 벌징 가공 장치, 액압 벌징 가공 방법, 및 액압 벌징 가공이 실시된 액압 벌징 가공품에 관한 것이다.
액압 벌징 가공은, 다른 성형 가공 방법에 비해, 많은 특징을 구비하고 있다. 예를 들면, 길이 방향으로 단면 형상이 다른 복잡한 형상의 부품에 가공할 수 있기 때문에, 종래 방법에서는 용접 접합이 필요하였던 기계 부품을, 일체 성형으로 가공할 수 있다. 또, 당해 가공은, 가공을 부여한 부위의 전체에 걸쳐 가공 경화를 발생시키기 때문에, 연질인 소관을 사용해도 고강도의 제품을 얻을 수 있다.
또한, 가공후의 스프링백이 적고, 제품의 치수 정밀도가 양호하다(형상 동결성이 양호하다). 이 때문에, 제품 치수의 재조정의 공정을 필요로 하지 않고, 공정의 생략을 도모할 수 있다.
액압 벌징 가공은, 상술한 우수한 특징이 평가되어, 최근에는, 특히 자동차 용 부품의 제조 방법으로서 채용되도록 되어 있다.
도 1은, 종래의 스트레이트관을 사용한 액압 벌징 가공을 설명하는 도면으로, (a)는 액압 벌징 가공전의 단면 구성을 도시하고, (b)는 액압 벌징 가공후의 단면 구성을 도시하고 있다.
일반적인 스트레이트관을 사용한 액압 벌징 가공은, 도 1(a)에 도시하는 바와 같이, 상하 한 쌍의 금형(1, 2) 내에 세트된 소관(P1) 내에 주입구멍(3)을 통해 가공액을 주입하여, 가공액의 압력(이하, 「내압」이라고 한다)을 높이는 것에 더해, 시일 공구를 겸한 축 누름 공구(이하, 「시일 공구」라고 한다)(4, 5)에 의해 양 관단(管端)으로부터 축 방향으로 누름 가공을 행하는 것으로, 예를 들면, 도 1(b)에 도시한 바와 같은 단면 형상을 갖는 가공품 P2를 제조하는 것이다.
이 액압 벌징 가공시에는, 시일 공구(4, 5)는 도시하지 않은 유압 실린더에 접속되어 있고, 액압 벌징 가공중에 축 방향 위치 또는 축 누름력이 제어되어 있다.
이러한 액압 벌징 가공에 있어서, 관단에서 축 방향으로 작용시키는 축 누름 가공은, 팽출시의 메탈 플로우를 조장시켜, 확관(擴管) 한계를 향상시키기 때문에, 대단히 중요한 가공이라고 할 수 있다.
즉, 이 액압 벌징 가공에 있어서, 관단으로부터의 축 누름 가공을 실시하지 않고, 단지 소관 양단부의 축 방향 위치를 고정한 상태로 내압을 부하하는 것만으로는, 재료의 팽출에 대응하여 판 두께가 현저하게 감소한다. 이 때문에, 액압 벌징 가공중의 도중에 파단에 이르러, 성형 가능한 범위(확관 한계)가 제한되게 된 다.
또한, 액압 벌징 가공에는, 소관 형상에 기인하는 문제가 있다. 상술한 바와 같이, 당해 가공의 특징의 하나로서, 축 방향으로 단면 형상이 다른 복잡한 가공 형상을 얻을 수 있다고 해도, 얻을 수 있는 가공 형상에 제한이 있다.
예를 들면, 둘레길이 증가율(확관율)={(당해 부위의 가공품의 외주길이/소관 원주길이)-1}×100%로 정의한 경우에, 가공품에 요구되는 형상 특성이나 사용하는 소관 조건(재질, 판 두께)에도 의하지만, 축 누름이 유효한 관단부 영역을 제외하고, 둘레길이 증가율(확관율)은 겨우 25% 정도이다.
즉, 제품의 형상 설계의 자유도를 높여, 보다 복잡한 임의의 단면 형상을 갖는 제품을 얻기 위해서는, 한층 더 연구가 필요해진다.
이 문제에 대응하기 위해서, 스트레이트 소관 대신에, 축 방향의 한 쪽으로부터 다른 쪽에 걸쳐 외경이 점차 증가 또는 감소하는 둘레길이를 갖는 대략 원뿔형의 소관(이하,「테이퍼 소관」이라고 한다)을 사용하는 것이 제안되어 있다.
구체적으로는, 테이퍼 소관을 사용함으로써, 스트레이트 소관에 의한 성형이 곤란한 부품, 예를 들면, 축 방향을 따라 크게 둘레길이가 변화하는 부품에 대해서도, 가공에 따른 둘레길이 증가율을 낮게 억제할 수 있어, 소정의 가공 형상을 형성할 수 있다고 하고 있다(예를 들면, 일본국 특개 2001-321842호 공보, 제1페이지, 도 2 참조).
그러나, 축 방향으로 단면 형상이 변화하는 테이퍼 소관을 사용해 액압 벌징 가공을 행하는 경우에, 상기 도 1에 도시하는 스트레이트 소관용의 시일 공구를 사 용한 경우에는, 테이퍼 소관에 축 누름을 실시하는 것이 곤란하다.
도 2는, 종래의 스트레이트 소관용 축 누름 공구로 테이퍼 소관으로의 축 누름을 행한 경우에 생기는 문제를 설명하는 도면이다. 상기 도면에 도시하는 바와 같이, 대경 단측에서는 테이퍼 소관 TP1로의 축 누름 자체를 할 수 없고, 또, 소경 단측에서는 테이퍼 소관 TP1로의 축 누름을 행할 수 있지만, 축 누름에 따라, 축 누름 공구(4)가 상하의 금형(1, 2)의 내부로 진입함에 따라서, 축 누름 공구(4)측의 테이퍼 소관 TP1의 내외면의 구속이 불충분해져, 시일 누설이 발생하게 된다.
도 3은, 종래의 테이퍼 소관을 사용한 액압 벌징 가공 공정을 설명하는 도면으로, (a)는 출발 재료인 테이퍼 소관을 세트한 가공전의 단면 구성을, (b)는 액압 벌징 가공용의 이형 소관을 성형한 액압 벌징 가공전의 단면 구성을, (c)는 가공 종료시의 단면 구성을 도시하고 있다.
종래의 테이퍼 소관 TP1을 사용한 액압 벌징 가공에서는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 선단부가 테이퍼형인 시일 공구(6, 7)를 사용하지만, 축 누름을 실시할 수 없기 때문에, 내압 부하만으로 액압 벌징 가공을 완료시키는 것이 일반적이다. 또한, 도 3 중의 TP2는 관단부를 성형한 후의 테이퍼 소관, TP3은 액압 벌징 가공후의 제품(액압 벌징 가공품)을 나타낸다.
도 3에 도시하는 액압 벌징 가공 공정에서는, 테이퍼 소관 TP2의 축 누름을 실시할 수 없기 때문에, 전술한 바와 같이, 액압 벌징 가공의 단계에서 파단이 생기지 않을 정도의 한정된 성형 범위에서밖에 가공할 수 없다. 따라서, 액압 벌징 가공에 있어서, 테이퍼 소관을 사용하는 것에 의한 효과가 충분히 발휘되지 않는 것이 실정이다.
이 때문에, 테이퍼 소관을 사용해 액압 벌징 가공을 행하는 경우에, 소관으로의 내압 부하에 더하여, 관단으로부터 축 방향으로의 축 누름을 가능하게 하는 기술 개발이 요망되고 있다.
본 발명은, 상술한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 축 방향으로 단면 형상이 변화하는, 예를 들면, 테이퍼관의 액압 벌징 가공을 행하는 경우에도, 소관으로의 내압 부하에 더하여, 관단으로부터 축 방향으로의 축 누름을 가능하게 하여, 큰 확관율을 얻을 수 있는 액압 벌징 가공용 이형 소관, 및 이것을 사용하는 액압 벌징 가공 장치, 액압 벌징 가공 방법, 및 액압 벌징 가공품을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해서 이루어진 것으로, 다음의
(1)의 액압 벌징 가공용 이형 소관, (2)의 액압 벌징 가공 장치,
(3)의 액압 벌징 가공 방법, 및 (4)의 액압 벌징 가공품을 요지로 하고 있다.
(1) 액압 벌징 가공에 사용되는 이형 소관으로서, 축 방향의 한 쪽으로부터 다른 쪽에 걸쳐 외경이 점차 증가 또는 감소하는 둘레길이를 갖고, 적어도 한 쪽 단측에, 상기 한 쪽 단측의 관단면을 향해 상기 둘레길이가 증가하는 유지부를 형 성한 것을 특징으로 하는 액압 벌징 가공용 이형 소관이다.
단, 대경 단측에 상기 유지부를 형성하는 경우는, 시일성을 확보하기 위해서, 상기 유지부에서의 둘레길이 증가 비율은 소관 본체부의 둘레길이 증가 비율보다도 큰 것으로 한다.
또한, 상기의 액압 벌징 가공용 이형 소관으로 양단에 상기 유지부를 형성하지 않고, 상기 한 쪽 단측에 형성하지만 다른 쪽 단측에 형성하지 않은 경우에, 이 다른 쪽 단측에 평행부를 형성하는 것이 바람직하다. 평행부를 형성하는 단측에서도, 간이한 구조로 축 누름을 가능하게 하기 위해서이다. 또한, 평행부를 형성함으로써, 단부의 시일성을 개선할 수 있다.
(2) 하기의「제1∼제4 가공 장치」로 이루어지는 액압 벌징 가공 장치이다. 전술한 바와 같이,「시일 공구」는 시일 공구를 겸한 축 누름 공구의 의미로 사용하고 있다.
「제1 가공 장치」는, 후술하는 도 5, 도 6에 도시하는 바와 같이, 적어도 한 쪽 단측에 유지부를 형성하는 이형 소관을 사용해 상기 한 쪽 단측에서 축 누름 가공하는 액압 벌징 가공 장치로서, 한 쪽의 금형 본체와, 이 금형 본체의 상기 한 쪽 단측에 배치되는 한 쌍의 관단 유지 금형과, 이 관단 유지 금형으로 이형 소관의 상기 한 쪽 단측의 단부를 유지하도록, 관단 유지 금형에 선단부가 삽입되는 시일 공구와, 금형 본체로 이형 소관의 상기 다른 쪽 단측의 단부를 유지하도록, 상기 금형 본체에 선단부가 삽입되는 시일 공구와, 금형 본체와 관단 유지 금형의 사이에 설치되어, 적어도 가공액의 주입후는, 상기 관단 유지 금형에 금형 본체의 단 부와 대향하는 트러스트 힘을 부여하는 탄성 부재를 구비하고, 시일 공구 중 어느 하나에 가공액의 주입구멍이 설치되어, 액압 벌징 가공중, 이형 소관의 상기 한 쪽 단측의 단부를 유지하는 시일 공구의 축 방향으로의 이동에 따라, 상기 관단 유지 금형이 상기 탄성 부재의 트러스트 힘에 저항하여 이동하는 것을 특징으로 하고 있다.
「제2 가공 장치」는, 후술하는 도 8, 도 9에 도시하는 바와 같이, 한 쪽 단측에 유지부를 형성하고 다른 쪽 단측에 평행부를 형성하는 이형 소관을 사용해 적어도 상기 한 쪽 단측에서 축 누름 가공하는 액압 벌징 가공 장치로서, 상기「제1 가공 장치」가 채용하는 구성 중, 한 쌍의 금형 본체에는, 이형 소관의 평행부와 대응하는 상기 다른 쪽 단측의 단부 내면에 평행부를 설치하고, 또, 금형 본체에 선단부가 삽입되는 시일 공구에는, 금형 본체의 평행부로 이형 소관의 상기 다른 쪽 단측의 단부를 유지하도록, 상기 이형 소관의 평행부와 대응하는 외면에 평행부를 설치하는 것을 특징으로 하고 있다.
「제2 가공 장치」에서는, 상기의 구성을 채용함으로써, 이형 소관의 다른 쪽 단측에서도 축 누름이 가능해진다. 또, 축 누름을 행하지 않은 경우에도, 다른 쪽 단측의 단부에 평행부를 형성함으로써, 시일성을 향상시킬 수 있다.
「제3 가공 장치」는, 후술하는 도 10에 도시하는 바와 같이, 양단측에 유지부를 형성하는 이형 소관을 사용해 양단측에서 축 누름 가공하는 액압 벌징 가공 장치로서, 금형 본체의 이형 소관의 상기 한 쪽 단측 및 상기 다른 쪽 단측의 양단부에 한 쌍의 관단 유지 금형, 시일 공구, 및 트러스트 힘을 부여하는 탄성 부재를 각각 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.
이것은, 상기「제1 가공 장치」에서는, 금형 본체의 상기 한 쪽 단측에 한 쌍의 관단 유지 금형, 시일 공구, 및 트러스트 힘을 부여하는 탄성 부재를 구비하는 것에 반해서,「제3 가공 장치」에서는 금형 본체의 양단측에 동일한 구성을 구비함으로써 상이하다.
「제4 가공 장치」는, 후술하는 도 11에 도시하는 바와 같이,「제1∼제3 가공 장치」의 실시 양태이고, 한 쌍의 관단 유지 금형에 트러스트 힘을 부여하는 상기 탄성 부재와, 한 쌍의 금형 본체의 사이에, 적어도 1세트의 한 쌍의 중간 유지 금형 및 이 한 쌍의 중간 유지 금형에 트러스트 힘을 부여하는 탄성 부재를 순서대로 배치한 것을 특징으로 하고 있다.
(3) 상기 (1)에 기재한 이형 소관을 상기「제1∼제4 가공 장치」중 어느 하나의 액압 벌징 가공 장치의 금형 내에 세트한 후, 상기 이형 소관에 내압 부하와 축 누름을 조합한 액압 벌징 가공을 실시한 것을 특징으로 하는 액압 벌징 가공 방법이다.
또, 상기「제1∼제4 가공 장치」중 어느 하나의 액압 벌징 가공 장치를 사용해, 상기 (1)에 기재된 이형 소관을 제조한 후, 상기 이형 소관에 내압 부하와 축 누름을 조합한 액압 벌징 가공을 실시한 것을 특징으로 하는 액압 벌징 가공 방법이다.
(4) 상기 (1)에 기재된 이형 소관이 상기「제1∼제4 가공 장치」중 어느 하나의 액압 벌징 가공 장치의 금형 내에 세트되어, 내압 부하와 축 누름을 조합한 액압 벌징 가공으로 성형된 것을 특징으로 하는 액압 벌징 가공품이다.
또한,「단일한 테이퍼관」이 상기「제1∼제4 가공 장치」중 어느 하나의 액압 벌징 가공 장치의 금형 내에 세트되어, 상기 (1)에 기재된 이형 소관을 제조한 후, 내압 부하와 축 누름을 조합한 액압 벌징 가공으로 성형된 것을 특징으로 하는 액압 벌징 가공품이다.
본 발명의 액압 벌징 가공용 이형 소관은, 축 방향의 한 쪽에서 다른 쪽에 걸쳐 외경이 점차 증가 또는 감소하는 둘레길이를 갖는 동시에, 적어도 한 쪽 단측에, 상기 한 쪽 단측의 관단면을 향해서 상기 둘레길이가 증가하는 유지부를 형성하고, 또한, 유지부를 형성하지 않은 단측에 평행부를 형성할 수 있다. 이 이형 소관을 사용한 가공 장치, 가공 방법에서는, 축 방향으로 단면 형상이 크게 변화하는 이형 소관을 사용하는 경우에도, 관단으로부터 축 방향으로의 누름 가공이 가능해진다. 이에 따라, 액압 벌징 가공이 실시된 액압 벌징 가공품에서는, 종래 이상으로 큰 확관율을 얻는 것이 가능해진다.
도 4는, 본 발명의 액압 벌징 가공용 이형 소관의 형상을 도시하는 도면이다. 본 발명의 액압 벌징 가공용 이형 소관 TP2는, 액압 벌징 가공에 사용되는 이형 소관으로서, 상기 (a)∼(f)에 도시하는 바와 같이, 축 방향의 한 쪽에서 다른 쪽에 걸쳐 외경이 점차 증가 또는 감소하는 둘레길이를 갖고, 적어도 한 쪽 단측에, 상기 관단면을 향해 상기 둘레길이가 증가하는 유지부를 형성한 구성이다.
도 4(a) 및 (b)에 나타내는 형상예에서는, 소경 단측 또는 대경 단측에 유지부 TP2a, TP2b가 설치되고, 다른 쪽 단측에는 유지부는 설치되어 있지 않다. 도 4(c) 및 (f)에 나타내는 형상예에서는, 소경 단측 및 대경 단측에 유지부 TP2a, TP2b가 설치되어 있다.
또, 도 4(d) 및 (e)에 나타내는 형상예에서는, 소경 단측 또는 대경 단측의 한 쪽 단측에 유지부 TP2a, TP2b가 설치되고, 다른 쪽 단측에 평행부 TP2c가 설치된다. 이형 소관 TP2에 설치되는 유지부 TP2a, TP2b는, 벌징 가공시에 있어서의 시일성을 확보하는 데에 필요한 길이를 갖는 것이다.
본 발명의 액압 벌징 가공용 이형 소관에서는,「축 방향의 한 쪽에서 다른 쪽에 걸쳐 외경이 점차 증가 또는 감소하는 둘레길이를 갖는다」고 규정하지만, 도 4(a)∼(e)에 도시하는 바와 같은, 테이퍼가 동일한 단순한 테이퍼관 TP2에 한정되는 것이 아니라, 상기 도면 (f)에 도시하는 바와 같이, 축 방향에 있어서 테이퍼가 변화하는 테이퍼관 TP2이어도 된다.
또, 본 발명의 액압 벌징 가공용 이형 소관에 있어서, 외경이 점차 증가하는 비율이 큰 경우로서, 어느 한 단부, 특히 대경 단측에 유지부를 형성하지 않고도 시일성을 확보할 수 있는 경우에는, 유지부를 형성하는 것을 요하지 않는다.
시일성을 유지하는 관점에서는, 소경 단측 및 대경 단측 중 어느 단부에도 유지부를 형성하는 것이 바람직하다. 단, 대경 단측에 유지부를 형성하는 경우는, 충분히 시일성을 확보하기 위해서, 상기 유지부의 둘레길이 증가 비율은 소관 본체부의 둘레길이 증가 비율보다도 큰 것으로 한다.
본 발명의 액압 벌징 가공용 이형 소관에서는, 유지부를 형성하지 않은 단부에 평행부를 형성하는 것이 바람직하다. 도 4(d) 및 (e)에 도시하는 형상예에서는 대경 단측, 또는 소경 단측에 평행부 TP2c를 형성하고 있지만, 이에 따라, 평행부 TP2c를 형성하는 관단으로부터도, 간이한 구조로 축 누름이 가능해진다.
본 발명의 액압 벌징 가공 장치는, 상기의 액압 벌징 가공용 이형 소관을 대상으로 하여 내압 부하와 축 누름을 조합한 액압 벌징 가공을 실시하는 장치 구성이다.
그 때문에, 주요한 장치 구성은, 한 쌍의 금형 본체와, 이들 한 쌍의 금형 본체로 이형 소관의 양단부를 유지하도록, 한 쌍의 금형 본체의 단부에 선단부가 삽입되는 시일 공구를 구비하고, 이들 시일 공구의 적어도 한 쪽을 이동이 가능하도록 구성하는 동시에, 상기 시일 공구 중 어느 하나에 가공액의 주입구멍을 설치하고 있으며, 가공중에는, 이동 가능한 시일 공구의 이동에 따라, 상기 금형 본체와 시일 공구로 구성되는 내부 공간을 변경 가능하게 하는 것이 된다.
그런데, 본 발명의 액압 벌징 가공 장치의 구체적인 구성은, 가공 대상이 되는 액압 벌징 가공용 이형 소관의 형상과 축 누름 조건에 따라 설계된다.
즉, 적어도 한 쪽 단측에 유지부를 형성하는 이형 소관을 대상으로 하여 상기 한 쪽 단측에서 축 누름 가공하는 경우, 한 쪽 단측에 유지부를 형성하고 다른 쪽 단측에 평행부를 형성하는 이형 소관을 대상으로 하여 양단측에서 축 누름 가공하는 경우, 및 양단측에 유지부를 형성하는 이형 소관을 대상으로 하여 양단측에서 축 누름 가공하는 경우에 따라, 「제1∼제3 가공 장치」로 구분되는 장치 구성이 적용된다.
「제1∼제3 가공 장치」에서는, 내압 부하와 축 누름을 효율적으로 조합하기 위해서, 가공액의 주입후에 관단 유지 금형에 금형 본체의 단부와 대향하는 트러스트 힘을 부여하는 탄성 부재를 설치하도록 하고 있다. 이 구조에 의해, 내압을 부하하면서, 트러스트 힘에 저항하여 시일 공구를 이형 소관의 축 방향으로 이동시켜, 축 누름 가공이 가능한 액압 벌징 가공을 행할 수 있다.
「제4 가공 장치」는, 상기「제1∼제3 가공 장치」에 있어서, 한 쌍의 관단 유지 금형에 트러스트 힘을 부여하는 탄성 부재와, 상기 한 쌍의 금형 본체의 사이에, 적어도 1세트의 한 쌍의 중간 유지 금형 및 이 한 쌍의 중간 유지 금형에 트러스트 힘을 부여하는 탄성 부재를 순서대로 배치한 구성으로 이루어진다.
즉,「제4 가공 장치」에서는, 금형 본체와 관단 유지 금형(및 중간 유지 금형)의 2중 슬라이드 구조로 하여, 금형 본체와 관단 유지 금형의 사이(또는, 관단 유지 금형과 중간 유지 금형 사이 및 중간 유지 금형과 금형 본체의 사이)에 탄성 부재를 설치함으로써, 관단으로부터의 축 방향으로 긴 스트로크에 의한 축 누름 가공이 가능해진다.
또한, 탄성 부재의 탄성 계수를 조정함으로써, 축 누름 속도를 제어하는 것이 가능해져, 난가공성의 이형 소관을 사용하는 경우에도, 종래 이상으로 큰 확관율을 확보할 수 있는 동시에, 보다 복잡한 형상의 액압 벌징 가공품을 얻을 수 있다.
본 발명의 액압 벌징 가공 장치가 채용하는 축 누름 구동 제어 장치는, 시일 공구의 축 누름력을 제어하는 것이어도, 혹은, 축 누름력을 작용시킨 경우의 시일 공구의 변위(이하,「축 누름 변위」라고 한다)를 제어하는 것이어도 된다.
액압 벌징 가공중에는, 관단 유지 금형은 탄성 부재(및 중간 유지 금형과 탄성 부재)에 의해 트러스트 힘이 부여되어, 시일성을 유지하는 압착력 이상의 압력으로 시일 공구와 접촉한다. 이 때문에, 시일 공구와 이형 소관, 및 관단 유지 금형과 이형 소관의 사이에서 누설이 발생하는 일은 없다.
액압 벌징 가공에 사용되는 이형 소관은, 본 발명의 액압 벌징 가공 장치에 세트하기 전에 유지부나 평행부를 미리 가공한 소관이어도, 또, 본 발명의 액압 벌징 가공 장치에 세트한 후에, 액압 벌징 가공을 실시하기 전에 유지부나 평행부를 가공하는 소관이어도 된다.
본 발명의 액압 벌징 가공 장치에 세트한 후에 유지부나 평행부를 가공하는 경우에는, 축 방향의 한 쪽에서 다른 쪽에 걸쳐 외경이 점차 증가 또는 감소하는 둘레길이를 갖는「단일한 테이퍼관」이 이형 소관의 소재로서 사용된다. 이「단일한 테이퍼관」은, 액압 벌징 가공 장치의 금형에 세트되고, 시일 공구의 이동에 따라, 소정의 단부에 유지부, 또는 평행부가 형성된다.
본원 명세서의 기재에 있어서,「단일한 테이퍼관」이란, 본 발명의 이형 소관의 소재로서, 아직 한 쪽 단측 또는 양단에 유지부 또는 평행부가 형성되어 있지 않은 테이퍼관을 의미한다.
이하에, 본 발명의 액압 벌징 가공 장치, 및 그것을 사용한 액압 벌징 가공 방법, 및 얻어지는 액압 벌징 가공품에 대해, 도면에 의거하여 설명한다.
도 5는, 본 발명의 액압 벌징 가공 장치로서「제1 가공 장치」의 구성을 설명하는 도면으로, (a)는 이형 소관을 성형한 액압 벌징 가공전의 단면 구성을 도시하고, (b)는 액압 벌징 가공후의 단면 구성을 도시하고, (c)는 액압 벌징 가공전의 소경 단측(좌측면)의 구성을 도시하고 있다.
「제1 가공 장치」는, 한 쪽 단측에 유지부를 형성하는 이형 소관 TP2를 사용해 상기 한 쪽 단측에서 축 누름 가공하는 액압 벌징 가공 장치로서, 캐비티를 형성한 한 쌍의 금형 본체(11)와, 이 금형 본체(11)의 상기 한 쪽 단측에 배치되는 한 쌍의 관단 유지 금형(12)이 배치되어 있다. 그리고, 금형 본체(11)는 상하의 금형 본체(11a, 11b)에 의해, 또한 관단 유지 금형(12)은 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b)에 의해 각각 구성된다.
도 5에 도시하는 이형 소관 TP2에는, 소경 단측 및 대경 단측에 각각 유지부 TP2a 및 TP2b가 각각 설치되어 있지만, 도 5에 도시하는 구성에서는, 소경 단측에서 축 누름 가공하는 액압 벌징 가공 장치이고, 소경 단측에 설치한 시일 공구(13)를 이동 가능하게 하고 있다.
그 때문에, 소경 단측에 설치한 시일 공구(13)는, 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b)의 사이에 그 선단부를 삽입하도록 구성한다. 또한, 이 시일 공구(13)와 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b)에 이형 소관 TP2의 소경 단측의 유지부 TP2a를 사이에 끼워 유지하여 밀폐한다.
이것에 대해서, 대경 단측에 설치한 시일 공구(14)는, 상하의 금형 본체(11a, 11b)의 대경 단측의 단부와의 사이에, 그 선단부를 삽입하도록 구성한다. 이 시일 공구(14)와 상하의 금형 본체(11a, 11b)에 이형 소관 TP2의 대경 단측의 유지부 TP2b를 사이에 끼워 유지하여 밀폐하고 있다. 또한, 이 시일 공구(14)의 축 중심 위치에 가공액의 주입구멍(14a)을 설치하고 있다.
관단 유지 금형(12)에 트러스트 힘을 부여하는 탄성 부재(15)는, 상하의 금형 본체(11a, 11b)와 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b)의 사이에 배치된다. 이 탄성 부재(15)에는, 예를 들면, 가스 쿠션이나 유압 실린더가 사용되고, 적어도 가공액의 주입후는, 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b)에 금형 본체(11a, 11b)의 단부와 대향하는 트러스트 힘을 부여한다.
도 5(c)에 도시하는 바와 같이, 탄성 부재(15)는 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b)에 각각 한 쌍씩 배치된다. 이러한 탄성 부재(15)가 부여하는 트러스트 힘의 작용에 의해, 관단 유지 금형(12a, 12b)은, 시일성을 유지할 수 있는 압착력 이상으로 시일 공구(13)에 접촉하고 있기 때문에, 벌징 가공중의 시일성을 확보할 수 있다.
「제1 가공 장치」를 사용해 가공하는 경우에는, 액압 벌징 가공전은, 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b)의 선단이 도 5(a)의 A점에 위치하지만, 액압 벌징 가공후는, 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b)의 선단이 상기 (a)의 A'점의 위치가 된다.
이 때문에, 상하의 금형 본체(11a, 11b), 관단 유지 금형(12a, 12b), 시일 공구(13), 및 시일 공구(14)로 형성되는 내부 공간은, 액압 벌징 가공전의 쪽이 액압 벌징 가공후보다도, 축 방향의 거리 A∼A'에 상당하는 것만큼 커지고 있다.
그런데, 이형 소관 TP2의 유지부에 대해서는,「제1 가공 장치」를 사용해 가공해도 된다. 그 경우에는, 액압 벌징 가공을 실시하기 전 가공으로서, 도 5에 도시하는 장치 구성에 의해 벌징 가공용 이형 소관 TP2를 제조할 필요가 있다.
「제1 가공 장치」를 사용해 벌징 가공용 이형 소관 TP2를 제조하는 경우에는, 상하의 금형 본체(11a, 11b), 및 관단 유지 금형(12a, 12b) 내에 이형 소관 TP2의 소재가 되는「단일한 테이퍼관」을 세트한다. 그 후, 전술한 축 누름 변위, 혹은 축 누름력을 제어하면서 상기「단일한 테이퍼관」의 한 쪽 단부, 또는 양단부를 눌러 찌그러뜨림으로써 유지부를 형성한다. 도 5에 도시하는 이형 소관 TP2에서는, 양단부에 유지부 TP2a, TP2b가 형성되어 있다.
이어서, 대경 단측에 설치된 시일 공구(14)와, 관단 유지 금형측(즉, 소경 단측)에 설치된 시일 공구(13)가, 각각 상하의 금형 본체(11a, 11b) 및 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b)과 접촉하여, 시일성을 유지하면서, 상기 이형 소관 TP2의 내부에 주입구멍(14a)을 통해 가공액을 주입한다.
액압 벌징 가공중에는, 이형 소관 TP2로 내압을 부하하면서, 관단 유지 금형(12)에 선단부가 삽입되는 시일 공구(13)가 축 방향으로 이동하고, 상기 관단 유지 금형(12)이 상기 탄성부(15)로부터 부여되는 트러스트 힘에 저항하여 이동한다.
이에 따라, 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b)의 선단이, 도 5(a)에 도시하는 가공전의 A점에서, 가공후의 A'점의 위치가 될 때까지 이동하고, 금형 본체(11a, 11b), 관단 유지 금형(12a, 12b) 및 시일 공구(13, 14)로 구성하는 내부 공간이, 도 5(b)에 도시하는 액압 벌징 가공품 PT3의 형상과 일치할 때까지 변경한다.
「제1 가공 장치」에서는, 가공액의 주입후, 탄성 부재(15)의 작용에 의해 시일성이 확보되기 때문에, 상하의 금형 본체(11a, 11b)와 이형 소관 TP2의 사이, 또는 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b)과 이형 소관 TP2의 사이에서 가공액이 누출되는 일이 없다.
도 6은, 본 발명의 액압 벌징 가공 장치로서「제1 가공 장치」의 다른 구성을 설명하는 도면으로, (a)는 이형 소관을 성형한 액압 벌징 가공전의 단면 구성을 도시하고, (b)는 액압 벌징 가공후의 단면 구성을 도시하고 있다.
도 6에 도시하는 「제1 가공 장치」는, 대경 단측에서 축 누름 가공하는 액압 벌징 가공 장치이고, 대경 단측에 설치한 시일 공구(14)를 이동 가능하게 하며, 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b)은 대경 단측에 배치된다. 도 6에 도시하는 관단 유지 금형(12)은, 상기 도 5에 도시하는 바와 같이, 금형 본체(11)의 단면 내부에 수용, 배치되는 구성이 아니라, 금형 본체(11)의 단면에 병설되는 구성이지만, 액압 벌징 가공시에, 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있다.
도 7, 도 8은, 본 발명의 액압 벌징 가공 장치로서「제2 가공 장치」의 구성을 설명하는 도면이다. 이들 중 도 8(a)는, 유지부 및 평행부를 갖는 이형 소관을 성형한 액압 벌징 가공전의 단면 구성을 도시하고, 상기 (b)는, 액압 벌징 가공 종료후의 단면 구성을 도시하고 있다.
「제2 가공 장치」는, 한 쪽 단측에 유지부를 형성하고 다른 쪽 단측에 평행부를 형성하는 이형 소관을 사용해, 양단측에서 축 누름 가공하는 액압 벌징 가공 장치이고, 도 8에 도시하는 장치 구성에서는, 소경 단측에 유지부 TP2a가 설치되 고, 대경 단측에 평행부 TP2c가 설치되어 있다.
이 때문에, 상기 도 5에 도시한「제1 가공 장치」의 구성 중, 한 쌍의 금형 본체(11)의 대경 단측에서 이형 소관 TP2의 평행부 TP2c와 근접하는 단부 내면과, 이 단부 내면에 대응하는 시일 공구(21)의 외면에, 각각 평행부(11c, 21c)가 설치되어 있다.
구체적인 「제2 가공 장치」의 구성으로서, 소경 단측에 설치한 시일 공구(13)를 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b)의 사이에 그 선단부를 삽입하도록 구성한다. 또한, 이 시일 공구(13)와 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b)에 이형 소관 TP2의 소경 단측의 유지부 TP2a를 사이에 끼워 밀폐한다.
이것에 대해, 대경 단측에 설치한 시일 공구(21)는, 상하의 금형 본체(11a, 11b)의 대경 단측의 단부와의 사이에, 그 선단부를 삽입하도록 구성된다. 이 시일 공구(21)와 상하의 금형 본체(11a, 11b)에 이형 소관 TP2의 대경 단측의 평행부 TP2c를 사이에 끼워 밀폐하도록, 금형 본체(11a, 11b)의 단부 내면과, 이 단부 내면에 대응하는 시일 공구(21)의 외면에, 각각 평행부(11c, 21c)가 설치되어 있다.
이 시일 공구(21)의 외면의 평행부(21c)는, 축 누름시에 내면에서 소관을 구속하여, 매끄러운 변형을 가능하게 하는 작용을 발휘한다. 또한, 이 시일 공구(21)의 축 중심 위치에 가공액의 주입구멍(21a)이 설치되어 있다.
그런데,「제1 가공 장치」를 사용해 이형 소관 TP2를 제조해도 되는 것을 전술하였지만, 동일하게「제2 가공 장치」를 사용해 이형 소관 TP2를 제조해도 된다.
도 7은, 출발 재료인 「단일한 테이퍼관」을「제2 가공 장치」의 금형 본체 에 세트한 단면 구성을 도시하는 도면이다. 이형 소관을 제조하는 경우, 도 7에 도시하는 바와 같이, 본 발명의 이형 소관 TP2의 소재인 「단일한 테이퍼관 TP1」을,「제2 가공 장치」인 액압 벌징 가공 장치의 상하의 금형 본체(11a, 11b) 및 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b) 내에 세트한다.
다음에, 시일 공구(13) 및 시일 공구(21)를 축 방향으로 이동시켜, 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b)과 시일 공구(13)에 끼워진 「단일한 테이퍼관 TP1」의 소경 단측의 단부에 유지부 TP2a를 형성하고, 상하의 금형 본체(11a, 11b)와 시일 공구(21)에 끼워진「단일한 테이퍼관 TP1」의 대경 단측의 단부에 평행부 TP2c를 형성한다. 이 전의 가공에 의해, 액압 벌징 가공에 사용되는 이형 소관 TP2가 성형된다.
액압 벌징 가공용의 이형 소관 TP2를 성형한 후에는, 상기 도 8(a)에 도시하는 바와 같이, 당초부터「제2 가공 장치」에 이형 소관 TP2를 채용하는 경우와 동일하게, 가공액의 내압을 상승시키면서, 또한 시일 공구(13, 21)를 축 방향으로 이동시켜, 액압 벌징 가공을 실시해, 최종적으로 도 8(b)에 도시하는 바와 같이, 액압 벌징 가공품 TP3을 얻을 수 있다.
이와 같이,「제2 가공 장치」를 사용해 액압 벌징 가공을 행하는 경우에는, 평행부를 형성한 단부라도, 간이한 구조로 축 누름이 가능해진다. 그 결과, 얻어진 액압 벌징 가공품 TP3은, 종래 이상으로 큰 확관율을 얻을 수 있다.
또한, 평행부를 형성한 단부측에서 축 누름 가공을 행하지 않은 경우에도, 이형 소관 단부에 평행부를 형성함으로써, 액압 벌징 가공중의 시일성을 향상시킬 수 있다. 동일하게, 유지부를 형성한 단부측에서 축 누름 가공을 행하지 않은 경우에도, 액압 벌징 가공중의 시일성을 향상시킬 수 있다.
도 9는, 본 발명의 액압 벌징 가공 장치로서「제2 가공 장치」의 다른 구성을 설명하는 도면으로, 상기 (a)는 이형 소관을 성형한 액압 벌징 가공전의 단면 구성을 도시하고, (b)는 액압 벌징 가공 종료후의 단면 구성을 도시하고 있다.
도 9에 도시하는「제2 가공 장치」는, 대경 단측에 유지부 TP2b가 설치되고, 소경 단측에 평행부 TP2c가 설치되어 있으며, 대경 단측에 설치한 시일 공구(14)를 이동 가능하게 하고, 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b)은 대경 단측에 배치된다.
도 9에 도시하는「제2 가공 장치」에서는, 소경 단측에 평행부 TP2c를 설치하여 축 누름을 행하는 구조로 하고 있지만, 상기 도 8에 도시하는 바와 같이, 대경 단측에 평행부 TP2c를 설치하여 축 누름을 행하는 경우에 비해, 시일 공구(21)의 이동이 매끄럽고, 안정한 축 누름이 가능해진다.
또, 도 9에 도시하는 관단 유지 금형(12)은, 금형 본체(11)의 단면 내부에 수용, 배치되는 구성이 아니라, 금형 본체(11)의 단면에 병설되는 구성이지만, 액압 벌징 가공시에, 동일한 작용 효과를 발휘한다.
도 10은, 본 발명의 액압 벌징 가공 장치로서「제3 가공 장치」의 구성을 설명하는 도면이다. 상기 도면에 도시한 장치 구성에서는, 상하의 금형 본체(11a, 11b)의 양측의 단부에, 각각 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b)을 배치한 것이다.
「제3 가공 장치」는, 양단측에 유지부를 형성하는 이형 소관을 사용해, 양단측에서 축 누름 가공하는 액압 벌징 가공 장치이다. 이 때문에, 한 쌍의 금형 본체(11a, 11b)의 양단부에 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b)이 배치되고, 이러한 관단 유지 금형(12a, 12b)에 이형 소관의 양단부의 유지부 TP2a, TP2b를 유지하도록, 관단 유지 금형(12a, 12b)에 선단부가 삽입되는 시일 공구(13, 14)가 설치되어 있다.
그리고,「제3 가공 장치」를 사용해 액압 벌징 가공을 행하는 경우에는, 금형 본체(11)의 양측에서 축 누름 가공을 행하는 것을 제외하고, 「제1 가공 장치」를 사용해 액압 벌징 가공을 행하는 경우와 동일하다.
도 11은, 본 발명의 액압 벌징 가공 장치로서「제4 가공 장치」의 구성을 설명하는 도면이고, 상기「제1 및 제2 가공 장치」의 실시 양태에 상당하는 장치 구성을 도시하고 있다.
도 11에 도시하는「제4 가공 장치」는, 상기 도 5에 도시한「제1 가공 장치」에 있어서의 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b)에 트러스트 힘을 부여하는 탄성 부재(15)와, 상기 상하의 금형 본체(11a, 11b)의 사이에, 1세트의 상하의 중간 유지 금형(16a, 16b), 및, 이 상하의 중간 유지 금형(16a, 16b)에 트러스트 힘을 부여하는 탄성 부재(15)를 순서대로 배치한 구성이다.
「제4 가공 장치」를 사용해 액압 벌징 가공을 행하는 경우, 가공전에는, 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b)의 선단이 도 11에 도시하는 A점에 위치하고, 상하의 중간 유지 금형(16a, 16b)의 선단이 상기 도면에 도시하는 B점에 위치한다.
액압 벌징 가공의 후에는, 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b)의 선단이 도 11에 도시하는 A'점에 위치하고, 동일하게, 상하의 중간 유지 금형(16a, 16b)의 선단 이 상기 도면에 도시하는 B'점에 위치한다.
그 때문에, 상하의 금형 본체(11a, 11b), 관단 유지 금형(12a, 12b), 중간 유지 금형(16a, 16b), 관단 유지 금형측 시일 공구(13), 금형 본체측 시일 공구(14)로 형성되는 내부 공간은, 액압 벌징 가공전의 쪽이 액압 벌징 가공후보다도, 축 방향의 A∼A' 및 B∼B'의 거리에 상당하는 것만큼 커지고 있다.
「제4 가공 장치」를 사용해 액압 벌징 가공을 행하는 경우에는, 미리 제조된 이형 소관 TP2를 채용해도 되고, 혹은 액압 벌징 가공을 행하기 전에「제4 가공 장치」를 사용해 이형 소관 TP2를 제조한 다음 액압 벌징 가공을 행해도 된다.
「제4 가공 장치」를 사용해 액압 벌징 가공에 사용되는 이형 소관 TP2를 제조하기 위해서는, 상하의 금형 본체(11a, 11b), 관단 유지 금형(12a, 12b) 및 중간 유지 금형(16a, 16b) 내에 이형 소관 TP2의 소재가 되는「단일한 테이퍼관」을 세트한다.
그 후, 전술한 축 누름 변위, 혹은 축 누름력을 제어하면서 「단일한 테이퍼관」의 양단부에 시일 공구(13, 14)로 눌러 찌그러뜨리는 가공을 실시해, 양단에 유지부 TP2a, TP2b를 형성한 이형 소관 TP2를 얻는다. 이 이형 소관 TP2의 유지부 TP2a, TP2b를 시일한 후에, 상기 이형 소관 TP2의 내에 주입구멍(14a)을 통해 가공액을 주입한다.
액압 벌징 가공중에는, 이형 소관 TP2로 내압을 부하하면서, 시일 공구(13)가 축 방향으로의 이동에 따라, 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b) 및 상하의 중간 유지 금형(16a, 16b)이 트러스트 힘에 저항하여 이동한다.
그에 따라, 상하의 관단 유지 금형(12a, 12b) 및 상하의 중간 유지 금형(16a, 16b)의 선단이, 액압 벌징 가공품 PT3의 형상과 일치하는 도 11에 도시하는 A' 및 B'점에 위치할 때까지 이동하여, 이형 소관 TP2에 내압 부하와 축 누름 가공이 실시된다.
상기 도 5∼도 11에 도시한 장치 구성은, 본 발명의 액압 벌징 가공 장치의 구체적인 형태를 예시한 것이고, 본 발명의 액압 벌징 가공 장치는, 이러한 형상에 한정되는 것이 아니다. 또, 금형 본체의 형상도 비교적 간단한 형상으로 하고 있지만, 당연히, 통상의 자동차 부품으로 대표되는 3차원이 복잡한 형상이어도 적용할 수 있다.
또, 상술한 설명에서는, 이형 소관 TP2의 소재로서「단일한 테이퍼관」을 사용하는 경우에 대해 설명하였지만, 본 발명에서는 이것에 한정되는 것이 아니라, 굽힘 가공이나 프리폼 가공을 실시해 만곡하게 가공된, 또는, 눌러 찌그러뜨리는 가공으로 편평하게 가공된 테이퍼관을 이형 소관 TP2의 소재로 할 수도 있다.
또, 상기 도 11에 도시한 장치 구성에서는, 상하의 중간 유지 금형(16a, 16b)이 이형 소관 TP2와 접하는 것을 도시하였지만, 상하의 중간 유지 금형(16a, 16b)은 반드시 이형 소관 TP2와 접할 필요는 없고, 임의의 모선 형상을 갖는 것이어도 된다.
또, 상기 도 5∼도 11에 도시한 장치 구성에서는, 시일 공구(13, 14, 21)의 선단 형상을 단순한 원뿔 사다리꼴형으로서 나타내었지만, 반드시 이 형상에 한정되는 것이 아니라, 원뿔대면에 단차를 갖는 형상이나, O링에 의한 내면 시일이나 단면 시일을 병용한 형상도 채용할 수 있다.
본 발명의 액압 벌징 가공용 이형 소관은, 축 방향의 한 쪽에서 다른 쪽에 걸쳐 외경이 점차 증가 또는 감소하는 둘레길이를 갖는 동시에, 적어도 한 쪽 단측에, 상기 한 쪽 단측의 관단면을 향해서 상기 둘레길이가 증가하는 유지부를 형성하고, 또한, 유지부를 형성하지 않은 단측에 평행부를 형성할 수 있다. 이 이형 소관을 사용한 가공 장치, 가공 방법에서는, 축 방향으로 단면 형상이 크게 변화하는 이형 소관을 사용하는 경우에도, 관단으로부터 축 방향으로의 누름 가공이 가능해진다. 이에 따라, 액압 벌징 가공이 실시된 액압 벌징 가공품에서는, 종래 이상으로 큰 확관율을 얻는 것이 가능해지고, 자동차용으로서, 더욱 널리 산업 기계용으로서 적용할 수 있다.
도 1은, 종래의 스트레이트관을 사용한 액압 벌징 가공을 설명하는 도면으로, (a)는 액압 벌징 가공전의 단면 구성을 도시하고, (b)는 액압 벌징 가공후의 단면 구성을 도시하고 있다.
도 2는, 종래의 스트레이트 소관용 축 누름 공구로 테이퍼 소관으로의 축 누름을 행한 경우에 생기는 문제를 설명하는 도면이다.
도 3은, 종래의 테이퍼 소관을 사용한 액압 벌징 가공 공정을 설명하는 도면으로, (a)는 출발 재료인 테이퍼 소관을 세트한 가공전의 단면 구성을 도시하고, (b)는 액압 벌징 가공용의 이형 소관을 성형한 액압 벌징 가공전의 단면 구성을 도시하고, (c)는 액압 벌징 가공 종료시의 단면 구성을 도시하고 있다.
도 4는, 본 발명의 액압 벌징 가공용 이형 소관의 형상을 도시하는 도면이다.
도 5는, 본 발명의 액압 벌징 가공 장치로서「제1 가공 장치」의 구성을 설명하는 도면으로, (a)는 이형 소관을 성형한 액압 벌징 가공전의 단면 구성을 도시하고, (b)는 액압 벌징 가공후의 단면 구성을 도시하고, (c)는 액압 벌징 가공전의 소경 단측(좌측면)의 구성을 도시하고 있다.
도 6은, 본 발명의 액압 벌징 가공 장치로서「제1 가공 장치」의 다른 구성을 설명하는 도면으로, (a)는 이형 소관을 성형한 액압 벌징 가공전의 단면 구성을 도시하고, (b)는 액압 벌징 가공후의 단면 구성을 도시하고 있다.
도 7은, 출발 재료인「단일한 테이퍼관」을 금형 본체로 세트한 상태의 단면 구성을 도시하는 도면이다.
도 8은, 본 발명의 액압 벌징 가공 장치로서「제2 가공 장치」의 구성을 설명하는 도면으로, (a)는 유지부 및 평행부를 갖는 이형 소관을 성형한 액압 벌징 가공전의 단면 구성을 도시하고, (b)는 액압 벌징 가공 종료후의 단면 구성을 도시하고 있다.
도 9는, 본 발명의 액압 벌징 가공 장치로서「제2 가공 장치」의 다른 구성을 설명하는 도면으로, (a)는 이형 소관을 성형한 액압 벌징 가공전의 단면 구성을 도시하고, (b)는 액압 벌징 가공 종료후의 단면 구성을 도시하고 있다.
도 10은, 본 발명의 액압 벌징 가공 장치로서「제3 가공 장치」의 구성을 설명하는 도면이다.
도 11은, 본 발명의 액압 벌징 가공 장치로서「제4 가공 장치」의 구성을 설명하는 도면이다.

Claims (8)

  1. 「단일한 테이퍼관」을 이용하여,
    축 방향의 한 쪽에서 다른 쪽에 걸쳐 외경이 점차 증가 또는 감소하는 둘레길이를 갖고, 적어도 한 쪽 단측에, 상기 한 쪽 단측의 관단면을 향해 상기 둘레길이가 증가하는 유지부를 형성하되, 대경 단측에 상기 유지부를 형성하는 경우에는, 상기 유지부의 둘레길이 증가 비율은 소관 본체부의 둘레길이 증가 비율보다도 크게 한 이형소관을 가공하고, 상기 유지부를 형성한 상기 한 쪽 단측에서 축 누름 가공하는 액압 벌징 가공 장치로서,
    한 쌍의 금형 본체와,
    이 금형 본체의 상기 한 쪽 단측에 배치되는 한 쌍의 관단 유지 금형과,
    이 관단 유지 금형으로 상기 이형 소관의 상기 한 쪽 단측의 단부를 유지하도록, 상기 관단 유지 금형에 선단부가 삽입되는 시일 공구와,
    상기 금형 본체로 상기 이형 소관의 상기 다른 쪽 단측의 단부를 유지하도록, 상기 금형 본체에 선단부가 삽입되는 시일 공구와,
    상기 금형 본체와 상기 관단 유지 금형의 사이에 설치되어, 적어도 가공액의 주입후에는, 상기 관단 유지 금형에 금형 본체의 단부와 대향하는 축방향의 트러스트 힘을 부여하는 탄성 부재를 구비하고,
    상기 시일 공구 중 어느 하나에 가공액의 주입구멍이 설치되어,
    액압 벌징 가공중, 상기 이형 소관의 상기 한 쪽 단측의 단부를 유지하는 시일 공구의 축 방향으로의 이동에 따라, 상기 관단 유지 금형이 상기 탄성 부재의 트러스트 힘에 저항하여 이동하는 것을 특징으로 하는 액압 벌징 가공 장치.
  2. 「단일한 테이퍼관」을 이용하여,
    축 방향의 한 쪽에서 다른 쪽에 걸쳐 외경이 점차 증가 또는 감소하는 둘레길이를 갖고, 한 쪽 단측에 상기 한 쪽 단측의 관단면을 향해 상기 둘레길이가 증가하는 유지부를 형성하고, 다른 쪽 단측에 평행부를 형성한 이형소관을 가공하고, 적어도 상기 한 쪽 단측에서 축 누름 가공하는 액압 벌징 가공 장치로서,
    한 쌍의 금형 본체와,
    이 금형 본체의 상기 한 쪽 단측에 배치되는 한 쌍의 관단 유지 금형과,
    이 관단 유지 금형으로 상기 이형 소관의 상기 한 쪽 단측의 단부를 유지하도록, 상기 관단 유지 금형에 선단부가 삽입되는 시일 공구와,
    상기 금형 본체의 상기 이형 소관의 평행부와 대응하는 상기 다른 쪽 단측의 단부 내면에 평행부를 설치하고, 이 금형 본체의 평행부로 상기 이형 소관의 상기 다른 쪽 단측의 단부를 유지하도록, 상기 이형 소관의 평행부와 대응하는 외면에 평행부를 설치하고, 상기 금형 본체에 선단부가 삽입되는 시일 공구와,
    상기 금형 본체와 상기 관단 유지 금형의 사이에 설치되어, 적어도 가공액의 주입후는, 상기 관단 유지 금형에 금형 본체의 단부와 대향하는 축방향의 트러스트 힘을 부여하는 탄성 부재를 구비하고,
    상기 시일 공구 중 어느 하나에 가공액의 주입구멍이 설치되어,
    액압 벌징 가공중, 적어도 상기 이형 소관의 상기 한 쪽 단측의 단부를 유지하는 시일 공구가 축 방향으로 이동하여, 상기 이형 소관의 상기 한 쪽 단측의 단부를 유지하는 시일 공구의 이동에 따라, 상기 관단 유지 금형이 상기 탄성 부재의 트러스트 힘에 저항하여 이동하는 것을 특징으로 하는 액압 벌징 가공 장치.
  3. 「단일한 테이퍼관」을 이용하여,
    축 방향의 한 쪽에서 다른 쪽에 걸쳐 외경이 점차 증가 또는 감소하는 둘레길이를 갖고, 한 쪽 단측 및 다른 쪽 단측에 유지부를 형성하되, 대경 단측에 상기 유지부를 형성하는 경우에는, 상기 유지부의 둘레길이 증가 비율은 소관 본체부의 둘레길이 증가 비율보다도 크게 한 이형소관을 가공하고, 상기 유지부를 형성한 상기 한쪽 단측에서 축 누름 가공하는 액압 벌징 가공 장치로서,
    한 쌍의 금형 본체와,
    이 금형 본체의 상기 한 쪽 단측 및 상기 다른 쪽 단측의 양단부에 각각 배치되는 한 쌍의 관단 유지 금형과,
    이러한 관단 유지 금형으로 상기 이형 소관의 상기 한 쪽 단측 및 상기 다른 쪽 단측을 유지하도록 양단부에 배치되고, 각각의 상기 관단 유지 금형에 선단부가 삽입되는 시일 공구와,
    상기 금형 본체와 양단부에 배치되는 상기 관단 유지 금형의 사이에 설치되어, 적어도 가공액의 주입후에는, 각각의 상기 관단 유지 금형에 금형 본체의 단부와 대향하는 축방향의 트러스트 힘을 부여하는 탄성 부재를 구비하고,
    상기 시일 공구 중 어느 하나에 가공액의 주입구멍이 설치되어,
    액압 벌징 가공중, 양단부에 배치되는 상기 시일 공구의 축 방향으로의 이동에 따라, 상기 관단 유지 금형이 상기 탄성 부재의 트러스트 힘에 저항하여 이동하는 것을 특징으로 하는 액압 벌징 가공 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 한 쌍의 관단 유지 금형에 트러스트 힘을 부여하는 상기 탄성 부재와, 상기 한 쌍의 금형 본체와의 사이에, 적어도 1세트의 한 쌍의 중간 유지 금형 및 이들 한 쌍의 중간 유지 금형에 트러스트 힘을 부여하는 탄성 부재를 순서대로 배치한 것을 특징으로 하는 액압 벌징 가공 장치.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 한 쌍의 관단 유지 금형에 트러스트 힘을 부여하는 상기 탄성 부재와, 상기 한 쌍의 금형 본체와의 사이에, 적어도 1세트의 한 쌍의 중간 유지 금형 및 이들 한 쌍의 중간 유지 금형에 트러스트 힘을 부여하는 탄성 부재를 순서대로 배치한 것을 특징으로 하는 액압 벌징 가공 장치.
  6. 청구항 3에 있어서, 상기 한 쌍의 관단 유지 금형에 트러스트 힘을 부여하는 상기 탄성 부재와, 상기 한 쌍의 금형 본체와의 사이에, 적어도 1세트의 한 쌍의 중간 유지 금형 및 이들 한 쌍의 중간 유지 금형에 트러스트 힘을 부여하는 탄성 부재를 순서대로 배치한 것을 특징으로 하는 액압 벌징 가공 장치.
  7. 「단일한 테이퍼관」을 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 액압 벌징 가공 장치의 금형 내에 세트한 후,
    축 방향의 한 쪽에서 다른 쪽에 걸쳐 외경이 점차 증가 또는 감소하는 둘레길이를 갖고, 적어도 한 쪽 단측에, 상기 한 쪽 단측의 관단면을 향해 상기 둘레길이가 증가하는 유지부를 형성하되, 대경 단측에 상기 유지부를 형성하는 경우에는, 상기 유지부의 둘레길이 증가 비율은 소관 본체부의 둘레길이 증가 비율보다도 크게 한 이형소관을 가공하고, 상기 이형소관에 내압 부하와 축 누름을 조합한 액압 벌징 가공을 실시하는 것을 특징으로 하는 액압 벌징 가공방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 액압 벌징 가공 장치를 사용해, 「단일한 테이퍼관」을 출발(出發)소재로 하여, 축 방향의 한 쪽에서 다른 쪽에 걸쳐 외경이 점차 증가 또는 감소하는 둘레길이를 갖고, 적어도 한 쪽 단측에, 상기 한 쪽 단측의 관단면을 향해 상기 둘레길이가 증가하는 유지부를 형성하되, 대경 단측에 상기 유지부를 형성하는 경우에는, 상기 유지부의 둘레길이 증가 비율은 소관 본체부의 둘레길이 증가 비율보다도 크게 한 이형소관을 제조한 후, 상기 이형 소관에 내압 부하와 축 누름을 조합한 액압 벌징 가공을 실시하는 것을 특징으로 하는 액압 벌징 가공 방법.
KR1020077025390A 2007-11-01 2004-01-21 단일한 테이퍼관을 출발소관으로 하는 액압 벌징 가공 장치및 액압 벌징 가공 방법 KR100852073B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020077025390A KR100852073B1 (ko) 2007-11-01 2004-01-21 단일한 테이퍼관을 출발소관으로 하는 액압 벌징 가공 장치및 액압 벌징 가공 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020077025390A KR100852073B1 (ko) 2007-11-01 2004-01-21 단일한 테이퍼관을 출발소관으로 하는 액압 벌징 가공 장치및 액압 벌징 가공 방법

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067014396A Division KR100831130B1 (ko) 2006-07-18 2004-01-21 액압 벌징 가공용 이형 소관, 및 이것을 사용하는 액압벌징 가공 장치, 액압 벌징 가공 방법, 및 액압 벌징가공품

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070110947A KR20070110947A (ko) 2007-11-20
KR100852073B1 true KR100852073B1 (ko) 2008-08-13

Family

ID=39089971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077025390A KR100852073B1 (ko) 2007-11-01 2004-01-21 단일한 테이퍼관을 출발소관으로 하는 액압 벌징 가공 장치및 액압 벌징 가공 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100852073B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55154616A (en) * 1979-05-18 1980-12-02 Mitsubishi Electric Corp Excitation control circuit of series transformer in automatic voltage regulator
JPS57165134A (en) * 1981-04-03 1982-10-12 Hitachi Ltd Hydraulic bulge working device
JP2000045767A (ja) * 1998-07-27 2000-02-15 Calsonic Corp バルジ成形型とバルジ成形方法
JP2001321842A (ja) * 2000-05-10 2001-11-20 Mitsubishi Motors Corp ハイドロフォーム成形品、同成形品のハイドロフォーム成形方法およびハイドロフォーム成形品を用いた車体部材

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55154616A (en) * 1979-05-18 1980-12-02 Mitsubishi Electric Corp Excitation control circuit of series transformer in automatic voltage regulator
JPS57165134A (en) * 1981-04-03 1982-10-12 Hitachi Ltd Hydraulic bulge working device
JP2000045767A (ja) * 1998-07-27 2000-02-15 Calsonic Corp バルジ成形型とバルジ成形方法
JP2001321842A (ja) * 2000-05-10 2001-11-20 Mitsubishi Motors Corp ハイドロフォーム成形品、同成形品のハイドロフォーム成形方法およびハイドロフォーム成形品を用いた車体部材

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070110947A (ko) 2007-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7484393B2 (en) Profile mother pipe for hydraulic bulging, hydraulic bulging apparatus using the same, hydraulic bulging method, and hydraulic bulged product
JP4478200B2 (ja) ハイドロフォーム加工方法及びハイドロフォーム加工部品
US6397881B1 (en) Method for improving fatigue strength due to repeated pressure at branch hole part in member for high pressure fluid, branch hole part of member for high pressure fluid formed by the method, and member for high pressure fluid with built-in slider having the branch hole
JP5136998B2 (ja) 液圧バルジ方法および液圧バルジ製品
KR102084465B1 (ko) 중공 관재의 제조 방법
KR100634917B1 (ko) 액압 벌지 가공용 이형 소관 및 이를 이용하는 액압 벌지가공 장치, 액압 벌지 가공 방법 및 액압 벌지 가공품
KR101216844B1 (ko) 하이드로 포밍 가공 방법
KR20180110042A (ko) 자동차용 부품의 제조 방법 및 자동차용 부품
US6209372B1 (en) Internal hydroformed reinforcements
JP4459834B2 (ja) ハイドロフォーミング装置及び方法
KR100831130B1 (ko) 액압 벌징 가공용 이형 소관, 및 이것을 사용하는 액압벌징 가공 장치, 액압 벌징 가공 방법, 및 액압 벌징가공품
KR100852073B1 (ko) 단일한 테이퍼관을 출발소관으로 하는 액압 벌징 가공 장치및 액압 벌징 가공 방법
US8006533B2 (en) Flanged housing member, forming method and forming device
JP4060722B2 (ja) 液圧バルジ金型及び液圧バルジ加工装置、異形管の液圧バルジ加工方法
JP2007075844A (ja) 液圧バルジ加工製品およびその液圧バルジ成形方法
CN101259502B (zh) 液压胀形加工装置以及液压胀形加工方法
JP4060723B2 (ja) 液圧バルジ加工装置及び液圧バルジ加工方法
JP5186301B2 (ja) ブリーダ製造装置、及び製造方法
CN109496169B (zh) 内部高压成型模具以及用于通过内部高压成型来成型工件的方法
US8037731B2 (en) Forging method and forging apparatus
JPH06190492A (ja) Ｈ形状断面を有する部材の成形方法
JP2002192253A (ja) 突起付き中空軸とその製造方法
Haomin et al. Design of hydroforming process for an automobile subframe by FEM and experiment
KR20050029090A (ko) 필로우 볼 제조방법 및 장치와 그 필로우 볼
JP2006068776A (ja) 機械的径方向膨出手段を用いたバルジ加工装置およびそれを用いたバルジ加工方法

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120724

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130719

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140721

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150716

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160721

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170720

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180717

Year of fee payment: 11