KR100924380B1

KR100924380B1 - 스트랩의 딤플 성형방법

Info

Publication number: KR100924380B1
Application number: KR1020090027819A
Authority: KR
Inventors: 이인재
Original assignee: 주식회사진영정기
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2009-10-30

Abstract

본 발명은 스트랩의 딤플 성형방법에 관한 것으로서, 스트랩에 형성된 딤플을 성형하기 위한 성형방법에 있어서, 딤플을 성형하고자 하는 판소재의 양측에 홀을 성형하는 홀 성형단계와; 상기 홀에 삽입되는 펀치의 라운드부에 의해 홀의 내주연부에 챔버부가 성형되게 하는 챔버링 단계와; 양 홀 사이의 판소재를 포밍하여 딤플을 성형하는 포밍단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하여, 버와 크랙의 발생없이 딤플을 성형하여 딤플의 불량률을 최소화하고, 핵연료봉과 접하는 딤플에 의한 핵연료봉의 파손을 미연에 방지할 수 있게 된다.

핵연료봉, 스트랩, 딤플, 스프링, 슬롯, 챔퍼, 모따기

Description

스트랩의 딤플 성형방법{dimple manufacturing method of straps}

본 발명은 스트랩의 딤플 성형방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스트랩의 판소재에 성형되는 딤플의 불량률을 최소화하여 딤플을 성형할 수 있도록 한 스트랩의 딤플 성형방법에 관한 것이다.

일반적으로, 핵연료봉의 지지격자체는 원자로의 핵연료집합체 구성 부품 중의 하나로서, 지지격자체의 각 단위 격자셀을 구성하고, 스프링과 딤플을 갖는 다수개의 스트랩을 용접으로 각각 연결하여 제작된다.

이렇게 제작되는 지지격자체는 정해진 위치에 핵연료봉을 배열시키고, 배열된 핵연료봉을 지지하는 역할을 수행한다.

도 1은 일반적인 스트랩을 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 스트랩이 격자형태로 연결된 모습을 도시한 도면이다.

도 1에서 도시하고 있는 바와 같이, 스트랩(100)에는 핵연료봉(미도시)을 지 지하기 위한 다양한 성형패턴들이 형성되어 있고, 이러한 성형패턴을 갖는 다수의 스트랩(100)이 도 2에서와 같이 슬롯(140)을 통해 서로 격자형태로 연결되어 그 내부로 삽입된 핵연료봉을 지지하게 된다.

이때, 핵연료봉을 지지하는 성형패턴은 판소재(110)의 상하부측에 형성된 한쌍의 딤플(120)과 상하 딤플(120) 사이에 형성된 스프링(130)으로 이루어져서, 한쌍의 딤플(120)과 스프링(130)이 각각 핵연료봉의 외측면에 접하여 지지하게 된다.

이러한 딤플(120)과 스프링(130)은 서로 반대방향으로 돌출 형성되고, 스트랩(100)을 구성하는 스틸재로 이루어진 판소재(110)의 판면에 프레스 성형으로 형성된다.

그런데, 이와 같이 스트랩(100)에 형성되는 딤플(120)은 판소재(110)를 프레스(미도시)의 가압공정만으로 해당 부분의 판면을 가압 절곡시켜 딤플(120)을 성형하는데, 이와 같이 성형되는 딤플(120)은 프레스의 가압력에 의해 판소재(110)로부터 강제로 절개되면서 성형되기 때문에, 딤플(120)에 크랙이 발생될 수 있고, 이러한 크랙의 발생으로 인해 스트랩(100)의 품질이 저하되는 단점이 있었다.

또한, 전술한 바와 같이 강제로 절개되어 성형된 딤플(120)의 외주연에는 날카로운 버(burr)가 형성될 수 있고, 이 버에 의해 작업자가 다칠 수 있을 뿐만 아니라 핵연료봉의 외측면에 스크래치 또는 이보다 더 큰 치명적인 손상을 입힐 수 있는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 스트랩의 판소재에 홀을 형성하고 홀의 내주연을 챔퍼링 가공한 후 포밍함으로써 버와 크랙의 발생을 방지하여 딤플의 불량을 최소화할 수 있고, 딤플에 의한 핵연료봉의 파손을 미연에 방지할 수 있도록 한 스트랩의 딤플 성형방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적은, 스트랩에 형성된 딤플을 성형하기 위한 성형방법에 있어서,
딤플을 성형하고자 하는 판소재의 양측에 홀을 성형하는 홀 성형단계와; 상기 홀에 삽입되는 펀치의 라운드부에 의해 홀의 내주연부에 챔버부가 성형되게 하는 챔버링 단계와; 양 홀 사이의 판소재를 포밍하여 딤플을 성형하는 포밍단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스트랩의 딤플 성형방법에 의해 달성된다.

상기 포밍단계는, 양 홀 사이의 판소재를 일방향으로 가압하여 다수의 라운드가 성형된 상태로 돌출시키는 1차 포밍단계와; 1차 포밍에 의해 돌출된 딤플이 다수의 평면 구간을 갖도록 정형하는 2차 포밍단계;를 포함하여 구성되거나 또는 상기 포밍단계는, 양 홀 사이의 판소재를 일방향으로 가압하여 다수의 라운드가 성형된 상태로 돌출시키는 1차 포밍단계와; 1차 포밍에 의해 돌출된 딤플의 최외측면을 1차 포밍과는 반대방향으로 가압하여 만곡시키는 2차 포밍단계;를 포함하여 구성될 수 있다.

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본 발명의 스트랩의 딤플 성형방법에 따르면, 딤플을 성형하고자 하는 판소재의 양측에 홀을 형성하고, 홀의 내주연을 챔퍼링 가공한 후, 양 홀 사이의 판소재를 포밍함으로써 버와 크랙의 발생없이 딤플을 성형하여 딤플의 불량률을 최소화하고, 핵연료봉과 접하는 딤플에 의한 핵연료봉의 파손을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

첨부도면 도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 스트랩의 딤플 성형방법을 도시한 도면이다.

여기서, 본 발명을 설명하기에 앞서, 종래와 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.

본 발명의 스트랩의 딤플 성형방법은 도 3에 도시된 바와 같이, 딤플(120)을 성형하고자 하는 판소재(110)의 양측에 홀(121)을 성형하는 홀 성형단계(S1)와, 성형된 홀(121)의 내주연을 판소재(110)의 상하 양편에서 챔퍼링하는 챔퍼링단계(S2)와, 양 홀(121) 사이의 판소재(110)를 포밍하여 딤플(120)을 성형하는 포밍단계(S3)(S4)를 포함한다.

상기 홀 성형단계(S1)에서 성형된 양 홀(121)은 평행한 장공으로서, 판소재(110)의 해당 부분을 컷팅하여 찢거나 또는 타공하여 따낼 수 있으나, 이와 같은 홀(121) 성형은 설계사항에 의해 정해지므로 설계에 따른 방법으로 성형한다. 하지만, 판소재(110)의 해당 부분을 찢는 거보다는 타공하는 방법이 버의 발생에 있어서 더 유리한 장점이 있다. 즉, 타공하는 방법에 의한 홀(121)의 성형 시는 버가 발생되지 않거나 또는 버가 발생되더라도 찢는 방법에 의해 발생되는 버의 크기보다 훨씬 작아, 홀(121)의 챔퍼링이 가능하게 된다. 한편, 본 실시예에서는 이와 같은 타공에 의해 성형된 홀(121)을 도 4에 도시하였다.

그리고, 상기 챔퍼링단계(S2)에서는 도 5a에 도시된 바와 같이, 홀 성형단계(S1)에서 타공된 판소재(110)의 홀(121)에 펀치(P)가 삽입되고, 이때 펀치(P)의 양측편에는 라운드부(r)가 형성되어 있다.

따라서, 펀치(P)의 라운드부(r)가 홀(121)의 내주연부를 이루는 판소재(110)를 눌러 가압함으로써 도 5b에서와 같이 홀(121)의 내주연부에 챔퍼링 즉 모따기된 챔퍼부(122)가 형성되고, 이와 같은 챔퍼링 작업은 판소재(110)의 상,하 양편에서 각각 이루어진다.

이와 같은 챔퍼링 작업에 의해서 홀(121)의 내주연부에 버가 완전히 제거된 챔퍼부(122)를 형성함으로써 딤플(120)의 성형 시 버에 의한 작업자의 부상이나 핵연료봉의 파손을 미연에 방지할 수 있게 된다.

여기서, 미설명부호 "D"는 판소재가 장착되는 다이를 도시한 것이다.

또한, 상기 포밍단계는 도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이, 1,2차 포밍단계(S3)(S4)(S4')로 이루어진다.

상기 1차 포밍단계(S3)는, 홀(121)의 내주연부에 챔퍼링 작업을 완료한 후에 양 홀(121) 사이의 판소재(110)를 일방향으로 가압하여 도 6a와 같이 돌출시킨다. 이때, 돌출되는 딤플(120)에는 다수의 라운드(125)가 돌출과 동시에 성형된다. 이와 같은 라운드(125)의 성형은 포밍 시 평면 구간(124)보다 라운드 부위(125)에서 두께 감소가 일어나기 때문에, 1차 포밍 시 딤플(120)에 다수의 라운드(125)를 성형하면서 포밍하여 두께 감소를 돌출되는 딤플(120) 전체로 분산시킬 수 있게 된다. 따라서, 딤플(120)의 최종 성형 시 딤플(120)의 평면 구간(124)이나 라운드 부위(125)에 관계없이 딤플(120)의 전 두께가 고르게 형성됨으로써 포밍 시의 크랙발생을 방지할 수 있게 된다.

상기 2차 포밍단계(S4)는, 1차 포밍에 의해 돌출된 딤플(120)이 다수의 평면 구간(124)을 갖도록 라운드 부위(125)를 펴 정형한다. 따라서, 이와 같이 정형된 딤플(120)은 도 6b에서와 같이 돌출된 최외측과 그 양편에 각각 수평한 평면 구간(124)이 형성되고, 최외측의 평면 구간(124)이 핵연료봉의 외측면에 접하여 지지한다.

또한, 최종 성형되는 딤플(120)이 도 6c에서와 같은 형상을 갖는 경우에는, 상기 2차 포밍단계(S4')는, 1차 포밍에 의해 돌출된 딤플(120)의 최외측면을 1차 포밍과는 반대방향으로 가압하여 만곡된 만곡부(123)를 성형한다. 이때, 상기 만곡부(123)는 핵연료봉의 외측면을 감쌀 수 있는 직경을 갖도록 형성됨이 바람직하고, 만곡부(123)는 도 6c에서와 같이 원통형의 금형으로 가압하여 형성할 수 있다.

따라서, 포밍작업을 2차에 걸쳐 함으로써, 포밍되는 딤플(120)의 두께 감소를 분산시켜 최종 성형된 딤플(120)이 고른 두께를 갖도록 형성됨으로써, 포밍 시 크랙의 발생을 방지할 수 있게 된다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 스트랩의 딤플 성형방법은, 먼저 설계상의 작 업조건에 따라 딤플(120)을 성형하고자 하는 판소재(110)의 양측에 장공의 홀(121)을 천공한다(S1).

이후, 천공된 홀(121)에 라운드부(r)를 갖는 펀치(P)를 삽입하여 펀치(P)의 라운드부(r)가 홀(121)의 내주연부를 이루는 판소재(110)를 가압하여 챔퍼부(122)를 성형하고, 이와 같은 챔퍼링 작업은 판소재(110)의 상하 양측면에서 각각 이루어진다(S2).

그리고, 챔퍼부(122)가 형성된 양 홀(121) 사이의 판소재(110)를 다수의 라운드가 형성된 성형펀치 등을 사용하여 스프링(130)의 돌출방향과 반대방향으로 돌출시키는 한편 돌출된 부위에 도 6a에서와 같은 다수의 라운드(125)를 성형시킨 후(S3), 다수의 평면 구간이 형성된 다른 성형펀치 등을 사용하여 1차 포밍에 의해 돌출된 딤플(120)의 라운드(125)를 펴서 다수의 평면 구간(124)을 성형함으로써 도 6b에서와 같은 딤플(120)의 성형이 완료되고(S4), 성형된 딤플의 평면 구간(124)이 핵연료봉의 외측면에 접하여 지지한다.

또한, 도 6c와 같은 딤플의 다른 실시예의 성형은, 전술한 바와 같은 1차 포밍에 의해 돌출된 외측면을 도 6c에서와 같은 원통형의 금형으로 돌출된 반대방향으로 가압하여 만곡부(123)를 성형함으로써 판소재(110)에 스트랩(100)의 딤플(120) 성형을 완료하게 된다(S4'). 한편, 이와 같이 성형된 딤플(120)의 만곡부(123)는 핵연료봉의 외측면을 감쌀 수 있는 직경으로 형성되어 핵연료봉을 안정적으로 지지할 수 있게 된다.

도 1은 일반적인 스트랩을 도시한 도면이다.

도 2는 도 1의 스트랩이 격자형태로 연결된 모습을 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 스트랩의 딤플 성형방법을 도시한 블록도이다.

도 4는 본 발명의 성형방법 중 홀 성형단계에 의해 홀이 천공된 스트랩의 판소재를 도시한 도면이다.

도 5는 본 발명의 성형방법 중 챔퍼링단계로서, 도 5a는 챔퍼링 과정을 도시한 도면이고, 도 5b는 챔퍼링된 판소재의 단면도이다.

도 6은 본 발명의 성형방법 중 포밍단계로서, 도 6a는 1차 포밍된 딤플을 도시한 도면이고, 도 6b는 2차 포밍된 딤플의 일실시예를 도시한 도면이며, 도 6c는 2차 포밍된 딤플의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

D : 다이 P : 펀치

r : 라운드부

S1 : 홀 성형단계 S2 : 챔퍼링단계

S3 : 1차 포밍단계 S4 : 2차 포밍단계

100 : 스트랩 110 : 판소재

120 : 딤플(Dimple) 121 : 홀

122 : 챔퍼(chamfer)부 123 : 만곡부

124 : 평면 구간 125 : 라운드

130 : 스프링(Spring) 140 : 슬롯(Slot)

Claims

스트랩에 형성된 딤플을 성형하기 위한 성형방법에 있어서,

딤플을 성형하고자 하는 판소재의 양측에 홀을 성형하는 홀 성형단계와;

상기 홀에 삽입되는 펀치의 라운드부에 의해 홀의 내주연부에 챔버부가 성형되게 하는 챔버링 단계와;

양 홀 사이의 판소재를 포밍하여 딤플을 성형하는 포밍단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스트랩의 딤플 성형방법.
제 1 항에 있어서,

상기 포밍단계는, 양 홀 사이의 판소재를 일방향으로 가압하여 다수의 라운드가 성형된 상태로 돌출시키는 1차 포밍단계와;

1차 포밍에 의해 돌출된 딤플이 다수의 평면 구간을 갖도록 정형하는 2차 포밍단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스트랩의 딤플 성형방법.
제 1 항에 있어서,

상기 포밍단계는, 양 홀 사이의 판소재를 일방향으로 가압하여 다수의 라운드가 성형된 상태로 돌출시키는 1차 포밍단계와;

1차 포밍에 의해 돌출된 딤플의 최외측면을 1차 포밍과는 반대방향으로 가압 하여 만곡시키는 2차 포밍단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 스트랩의 딤플 성형방법.
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