KR101304752B1 - Torsion Beam Producing Method - Google Patents

Torsion Beam Producing Method Download PDF

Info

Publication number
KR101304752B1
KR101304752B1 KR1020110144672A KR20110144672A KR101304752B1 KR 101304752 B1 KR101304752 B1 KR 101304752B1 KR 1020110144672 A KR1020110144672 A KR 1020110144672A KR 20110144672 A KR20110144672 A KR 20110144672A KR 101304752 B1 KR101304752 B1 KR 101304752B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tube
torsion beam
bending
thickness
hydroforming
Prior art date
Application number
KR1020110144672A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20130076185A (en
Inventor
정연일
최한호
권혁선
이재호
Original Assignee
주식회사 포스코
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 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020110144672A priority Critical patent/KR101304752B1/en
Publication of KR20130076185A publication Critical patent/KR20130076185A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101304752B1 publication Critical patent/KR101304752B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02Shaping 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
    • B21D26/033Deforming tubular bodies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02Shaping 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
    • B21D26/033Deforming tubular bodies
    • B21D26/045Closing or sealing means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/08Tube expanders
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D41/00Application of procedures in order to alter the diameter of tube ends
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00Making other particular articles
    • B21D53/88Making other particular articles other parts for vehicles, e.g. cowlings, mudguards
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00Bending rods, profiles, or tubes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

본 발명은 본 발명의 목적은 용접부의 내구성을 높이며, 용접 입열량의 증대가 가능한 토션 빔 제조 방법 및 토션 빔을 제공하는 것으로, 튜브를 성형하도록 준비하는 준비 공정; 튜브의 단부의 두께를 증가시키면서 확관시키도록 하이드로 포밍 공법으로 수행되는 확관 공정; 및 상기 가압피딩 후 단부를 잘라내 용접부로 형성하는 마무리 단계를 포함하며, 상기 확관 공정은 상기 튜브의 단부의 두께분포를 균일하게 증가시키도록 상기 튜브를 금형에 안착시킨 후 상기 튜브의 연장방향에 대하여 경사진 가압면을 포함하는 액셜 펀치로 튜브의 단부를 가압피딩하는 토션 빔 성형 방법 및 그에 의해 제조된 토션 빔을 제공한다. The present invention provides a torsion beam manufacturing method and a torsion beam which can increase the heat input of welding and increase the durability of the welded part, the preparation process of preparing to form a tube; An expansion process performed by a hydroforming method to expand the thickness of the end of the tube while increasing the thickness; And a finishing step of cutting the end after the pressurized feeding to form a welded part, wherein the expanding process is performed by mounting the tube in a mold to uniformly increase the thickness distribution of the end of the tube with respect to the extending direction of the tube. A torsion beam shaping method for pressure feeding an end of a tube with an axial punch comprising an inclined pressing surface and a torsion beam produced thereby.

Description

토션 빔 성형 방법{Torsion Beam Producing Method}Torsion Beam Producing Method

본 발명은 차량의 현가장치 등에서 사용하는 토션 빔을 성형하는 방법에 대한 것이다.
The present invention relates to a method of shaping a torsion beam for use in a suspension of a vehicle.

자동차의 현가장치(Suspension)는 주행 시에 발생하는 노면의 충격이 차체나 탑승자에게 전달되지 않도록 해주는 구조장치로서, 노면의 충격을 완화하여 승차감을 향상시키는 한편 주행 시에 노면의 접지력에 대한 조정 안정성을 높일 수 있도록 설계하여야 한다. 그 중 CTBA(Coupled Torsion Beam Axle)는 차량이 선회할 때 차체의 흔들림을 잡아주며, 차량의 균형을 유지할 수 있도록 하기 때문에 승차감을 높여주는 역할을 한다. Suspension of the vehicle is a structural device that prevents the impact of the road surface generated during driving from being transmitted to the vehicle body or the occupant, and improves ride comfort by relieving the impact of the road surface while adjusting the stability of the road's traction while driving. It should be designed to increase the Among them, the CTBA (Coupled Torsion Beam Axle) acts to increase the ride comfort because it keeps the body shaking when the vehicle is turning and maintains the balance of the vehicle.

CTBA모듈에서 토션 빔에 가해지는 하중을 분석해보면, 차량이 도로를 주행할 때 지면에서부터 가해지는 비틀림 하중, 차량이 선회하거나 주행과 정지 시 가해지는 전/후, 좌/우 하중 등으로 나뉘어지기 때문에, 각각의 하중에 대한 강성과 내구특성이 요구된다.When analyzing the load applied to the torsion beam in the CTBA module, it is divided into torsional load applied from the ground when the vehicle is traveling on the road, and the front / rear and left / right loads applied when the vehicle is turning, driving and stopping. Therefore, rigidity and durability for each load are required.

대한민국 공개특허 제2006-0067546호에 개시된 바와 같이, 종래의 자동차의 후륜 현가장치용 CTBA는 도 1과 같이 토션 빔(1) 및 이에 연결된 트레일링 암(2), 트레일링 암(2)에 연결된 스프링 시트(3)를 포함하여 구성된다.As disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2006-0067546, a CTBA for a rear wheel suspension of a conventional vehicle is connected to a torsion beam 1 and a trailing arm 2 and a trailing arm 2 connected thereto as shown in FIG. It is comprised including the spring seat 3.

도 1 에 보이듯이, 토션 빔(1)과 트레일링 암(2) 사이에 보강재(4, 5)를 부가함으로써 차량주행 중 외력에 의한 토션 빔과 트레일링 암 사이의 용접부에 작용하는 하중을 분산시킴으로 써 용접부 파손을 방지하고자 하였다. 또한, 용접부를 강건하게 하기 위해 토션 빔과 트레일링 암 사이를 후열처리를 통해 잔류응력을 완화시켜 줌으로써 내구특성의 향상 시키도록 설계되었다.As shown in FIG. 1, reinforcing materials 4 and 5 are added between the torsion beam 1 and the trailing arm 2 to distribute the load acting on the weld between the torsion beam and the trailing arm due to an external force while driving the vehicle. In order to prevent breakage of the weld. In addition, it is designed to improve durability by relieving residual stress through post-heat treatment between the torsion beam and the trailing arm to strengthen the welded part.

그러나, 기존의 토션 빔과 같이 보강재를 사용할 경우 CTBA의 중량이 증가하여 차량의 연비를 저하시키고, 이산화탄소 배출량을 증가시키는 요인이 된다. 보강재를 제거할 경우 기존의 토션 빔은 스템핑 공법으로 설계가 되었기 때문에 토션 빔과 트레일링 암 사이의 용접부가 취약하여 내구성이 떨어지는 단점이 있으며, 내구성을 높이기 위해 열처리를 할 경우 공정비용이 증가하는 요인이 된다.However, when the reinforcement is used like the conventional torsion beam, the weight of the CTBA is increased, thereby lowering the fuel efficiency of the vehicle and increasing the carbon dioxide emission. When the reinforcement is removed, the conventional torsion beam is designed by the stamping method, so that the weld between the torsion beam and the trailing arm is weak, which causes the durability to be inferior. It becomes a factor.

한편, 소재를 가공하는 방법으로 등록특허 제1060865호에는 하이드로 포밍 방법이 소개되어 있다. 하이드로 포밍은, 도 2a 및 도 2b에서 도시한 바와 같이, 하이드로 포밍 장치(100)의 하부금형(110b)에 소재 즉, 성형되는 튜브(또는 관재)(130)가 로딩되고, 상부금형(110a)이 프레스로 하강한 상태에서, 튜브 양단에 배치되는 액셜 실린더(120)의 액셜 펀치(122)가 축방향으로 진행된후 실링됨과 동시에, 축압(axial compress)이 가해져, 금형의 합형 및 액셜 펀치의 장착이 완료된다.On the other hand, as a method of processing the material is registered in the Patent No. 1060865, a hydroforming method is introduced. As shown in FIGS. 2A and 2B, the hydroforming is loaded with a material, that is, a tube (or tube) 130 formed on the lower mold 110b of the hydroforming apparatus 100, and the upper mold 110a. In the state where the press is lowered, the axial punch 122 of the axial cylinder 120 disposed at both ends of the tube proceeds in the axial direction and is then sealed, and at the same time, axial compress is applied to mount the mold and the axial punch. Is completed.

이때, 튜브(130)는, 하부금형과 상부금형 및 양측 액셜 펀치(122)에 의해 실링상태로 고정된 상태에서, 액셜 펀치의 축압과 함께, 튜브의 내부로 액압(화살표)이 인가되고, 금형의 제품성형부(면)(f)에서의 튜브가 확관 성형되는 것이다.
At this time, the tube 130 is fixed in a sealed state by the lower mold, the upper mold, and both axial punches 122, along with the accumulator pressure of the axial punch, a hydraulic pressure (arrow) is applied to the inside of the tube, and the mold The tube in the product forming part (face) f of the tube is expanded.

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 토션 빔과 트레일링 암의 연결에 있어서 별도의 용접 보강재를 배제하도록 용접부의 면적을 증대시킨 토션 빔 및 이을 제작하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve the above conventional problems, and to provide a torsion beam and a method for manufacturing the same to increase the area of the weld to exclude the separate welding reinforcement in the connection of the torsion beam and the trailing arm. do.

또, 본 발명은 용접 보강재의 필요성을 배제하여 차량의 경량화를 가능하게 하는 토션 빔을 제공하는 것을 목적으로 한다. Moreover, an object of this invention is to provide the torsion beam which enables weight reduction of a vehicle, eliminating the necessity of a welding reinforcement material.

나아가 본 발명의 목적은 용접부의 내구성을 높이며, 용접 입열량의 증대가 가능한 토션 빔을 제공하는 것을 목적으로 한다.
Furthermore, an object of the present invention is to provide a torsion beam capable of increasing the durability of the welded portion and increasing the heat input of the weld.

본 발명은 위와 같은 목적을 달성하도록 다음과 같은, 토션 빔 성형 방법, 이에 의해 성형된 토션 빔을 제공한다. The present invention provides a torsion beam shaping method, thereby forming a torsion beam, to achieve the above object.

본 발명은 튜브를 성형하도록 준비하는 준비 공정; 튜브의 단부의 두께를 증가시키면서 확관시키도록 하이드로 포밍 공법으로 수행되는 확관 공정; 및 상기 가압피딩 후 단부를 잘라내 용접부로 형성하는 마무리 단계를 포함하며, 상기 확관 공정은 상기 튜브의 단부의 두께분포를 균일하게 증가시키도록 상기 튜브를 금형에 안착시킨 후 상기 튜브의 연장방향에 대하여 경사진 가압면을 포함하는 액셜 펀치로 튜브의 단부를 가압피딩하는 토션 빔 성형 방법을 제공한다.The present invention provides a preparation process for preparing a tube; An expansion process performed by a hydroforming method to expand the thickness of the end of the tube while increasing the thickness; And a finishing step of cutting the end after the pressurized feeding to form a welded part, wherein the expanding process is performed by mounting the tube in a mold to uniformly increase the thickness distribution of the end of the tube with respect to the extending direction of the tube. Provided are a torsion beam forming method for pressurizing an end of a tube with an axial punch comprising an inclined pressing surface.

본 발명은 상기 확관 공정 전에 상기 튜브의 단부를 중앙부에 대하여 벤딩 성형하는 벤딩 공정;을 더 포함하며, 상기 마무리 단계는 상기 확관 공정 후 확장된 토션 빔 단부를 가지도록 벤딩된 부분을 튜브의 연장 방향에 대하여 경사지게 잘라내 상기 용접부로 형성할 수 있다.The present invention further includes a bending process of bending the end portion of the tube with respect to the center portion before the expansion process, wherein the finishing step includes a bent portion having an extended torsion beam end after the expansion process. It can be cut inclined with respect to the welding portion.

또한, 본 발명은 후의 상기 마무리 단계의 용접부에 평행하며 상기 절단면으로부터 연장되는 피딩부를 가지도록 상기 튜브의 단부를 절단하며, 상기 벤딩 공정과 상기 확관 공정 사이에 수행되는 절단 공정을 더 포함할 수 있다.In addition, the present invention may further include a cutting process for cutting the end of the tube to have a feeding portion parallel to the welded portion of the finishing step and extending from the cutting surface, and performed between the bending process and the expanding process. .

이때, 상기 피딩부는 80㎜ 이하의 길이를 가지며, 벤딩 공정은 상기 튜브의 단부를 5~45도 사이로 꺽을 수 있다.At this time, the feeding portion has a length of 80mm or less, the bending process may be bent the end of the tube between 5 ~ 45 degrees.

한편, 본 발명에서 상기 액셜 펀치의 가압면은 튜브의 연장 방향에 대하여 27 ~ 62.5 사이의 각으로 경사질 수 있다.Meanwhile, in the present invention, the pressing surface of the axial punch may be inclined at an angle between 27 and 62.5 with respect to the extending direction of the tube.

또, 상기 액셜 편치의 가압면이 튜브의 연장 방향에 대하여 이루는 각은 상기 용접부가 튜브의 연장 방향에 대하여 이루는 각보다 -3° ~ +30°범위를 만족할 수 있다. In addition, the angle formed by the pressing surface of the axial deviation with respect to the extension direction of the tube may satisfy the range of -3 ° to + 30 ° than the angle formed by the welding portion with respect to the extension direction of the tube.

또한, 본 발명에서 상기 용접부와 상기 액셜 펀치의 경사진 가압면은 평행할 수 있다.In addition, in the present invention, the inclined pressing surface of the welding portion and the axial punch may be parallel.

다르게, 본 발명은 길이 방향의 양 단부에서 트레일링 암과 용접되도록 구성된 용접부; 및 상기 용접부에 연결되며 길이 방향에 따른 단면이 폐곡선으로 형성되는 중앙부를 포함하며, 상기 용접부는 트레일림 암과의 용접성 확보를 위하여 길이 방향에 대하여 경사지게 형성되고, 상기 중앙부의 두께보다 큰 두께를 가지며, 용접부 전체에 걸쳐서 균일한 두께를 가지는 토션 빔을 제공한다.
Alternatively, the present invention includes a weld configured to be welded to the trailing arm at both ends in the longitudinal direction; And a central part connected to the welding part and having a cross section along a longitudinal direction formed in a closed curve, wherein the welding part is formed to be inclined with respect to the longitudinal direction to secure weldability with the trail rim arm, and has a thickness greater than the thickness of the central part. To provide a torsion beam having a uniform thickness throughout the weld.

본 발명은 위와 같은 구성을 통하여, 토션 빔과 트레일링 암의 연결에 있어서 별도의 용접 보강재를 배제하도록 용접부의 면적을 증대시킨 토션 빔 및 이을 제작하는 방법을 제공할 수 있다.The present invention can provide a torsion beam and a method of manufacturing the same to increase the area of the weld to exclude a separate welding reinforcement in the connection of the torsion beam and the trailing arm through the above configuration.

또, 본 발명은 용접 보강재의 필요성을 배제하여 차량의 경량화를 가능하게 하는 토션 빔을 제공할 수 있으며,In addition, the present invention can provide a torsion beam that can reduce the weight of the vehicle by eliminating the need for welding reinforcement,

나아가, 본 발명은 용접부의 내구성을 높이며, 용접 입열량 및 수명의 증대가 가능한 토션 빔을 제공할 수 있다.
Furthermore, the present invention can provide a torsion beam which can increase the durability of the welded portion and can increase the heat input amount and the lifetime of the weld.

도 1 은 종래의 커플드 토션 빔을 도시한 도면이다.
도 2a, b 는 종래의 하이드로 포밍 공법의 개략도이다.
도 3 는 본 발명의 토션 빔이 트레일링 암에 연결된 토션 빔 모듈의 사시도이다.
도 4 은 본 발명의 토션 빔을 제작하는 공정의 개략도이다.
도 5 는 본 발명의 토션 빔의 공정에 따른 토션 빔의 도면으로, (a)에는 벤딩 공정 후 토션 빔이, (b) 에는 프리 포밍 공정 후 토션 빔이, (c) 에는 확관 공정 후 토션 빔이, (d) 마무리 공정 후 완성된 토션 빔이 도시되어 있다.
도 6a 는 확관 공정을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 6b 는 확관 공정 후 토션 빔에서 마무리 공정에서 커팅되는 부분 및 토션 빔 단부의 튜브 두께를 도시한 도면이다.
도 7 은 본 발명의 토션 빔을 제작하는 다른 공정의 개략도이다.
도 8 은 본 발명의 토션 빔의 공정에 따른 토션 빔의 도면으로, (a)에는 벤딩 공정 후 토션 빔이, (b) 에는 프리 포밍 공정 후 토션 빔이, (c)에는 절단 공정 후의 토션 빔이, (d) 에는 확관 공정 후 토션 빔이, (e) 마무리 공정 후 완성된 토션 빔이 도시되어 있다.
도 9 는 본 발명의 확관 공정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10 은 본 발명의 확관 공정에서 튜브의 벤딩부의 연장 방향과 액셜 펀치의 가압면이 이루는 각과, A지점의 두께 변화를 도시한 그래프이다.
도 11 은 DP780 강종의 S/N 곡선을 표시한 그래프이다.
도 12 는 본 발명의 A지점에서의 응력들을 도 11의 S/N 곡선에 대입하였을 때의 결과를 도시한 그래프이다.
도 13 은 본 발명의 토션 빔 제작에 사용되는 하이드로 포밍용 액셜 펀치의 단면도이다.
1 illustrates a conventional coupled torsion beam.
2A and 2B are schematic views of a conventional hydroforming method.
3 is a perspective view of a torsion beam module in which the torsion beam of the present invention is connected to a trailing arm.
4 is a schematic diagram of a process for fabricating a torsion beam of the present invention.
5 is a diagram of a torsion beam according to the torsion beam process of the present invention, (a) torsion beam after the bending process, (b) torsion beam after the preforming process, (c) torsion beam after the expansion process The completed torsion beam after this (d) finishing process is shown.
FIG. 6A is a view schematically showing the expansion process, and FIG. 6B is a view showing the portion of the torsion beam cut in the finishing process and the tube thickness of the torsion beam end after the expansion process.
7 is a schematic diagram of another process for fabricating the torsion beam of the present invention.
8 is a diagram of a torsion beam according to the torsion beam process of the present invention, (a) a torsion beam after the bending process, (b) a torsion beam after the preforming process, (c) a torsion beam after the cutting process This (d) shows the torsion beam after the expansion process, and (e) the torsion beam completed after the finishing process.
9 is a view schematically showing an expansion process of the present invention.
FIG. 10 is a graph showing an angle formed by an extension direction of a bending portion of a tube and a pressing surface of an axial punch, and a thickness change at A point in an expansion process of the present invention.
11 is a graph showing the S / N curve of the DP780 steel grade.
FIG. 12 is a graph showing the results of substituting the S / N curves of FIG. 11 into the stresses at point A of the present invention.
13 is a cross-sectional view of an axial punch for hydroforming used in torsion beam fabrication of the present invention.

이하에서는 참조된 도면을 참고로 하여 본 발명의 구체적 내용에 대하여 설명하도록 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

도 3 에는 본 발명의 토션 빔이 트레일링 암에 연결된 토션 빔 모듈의 사시도가, 도 4 는 본 발명의 토션 빔을 제작하는 공정의 개략도가, 도 5(a)에는 벤딩 공정 후 토션 빔이, 도 5(b) 에는 프리 포밍 공정 후 토션 빔이, 도 5(c) 에는 확관 공정 후 토션 빔이, 도 5(d) 마무리 공정 후 완성된 토션 빔이 도시되어 있다.3 is a perspective view of a torsion beam module in which a torsion beam of the present invention is connected to a trailing arm, FIG. 4 is a schematic diagram of a process of manufacturing the torsion beam of the present invention, and FIG. 5 (a) is a torsion beam after a bending process, FIG. 5 (b) shows the torsion beam after the preforming process, FIG. 5 (c) shows the torsion beam after the expansion process, and the completed torsion beam after the finishing process of FIG. 5 (d).

도 3 에서 보이듯이, 본 발명의 토션 빔 모듈은 토션 빔(10) 및 트레일링 암(30)을 포함하며, 트레일링 암(30)은 토션 빔(10)과 용접되며, 그에 따라서 트레일링 암(30)과 토션 빔(10)은 연결되어 토션 빔 모듈을 형성한다.As shown in FIG. 3, the torsion beam module of the present invention comprises a torsion beam 10 and a trailing arm 30, the trailing arm 30 being welded to the torsion beam 10, and thus the trailing arm. 30 and the torsion beam 10 are connected to form a torsion beam module.

도 3 에서 도시하지는 않았지만, 트레일링 암(30)은 종래의 트레일링 암(30)과 동일하게 스프링 시트(3; 도 1 참고)와 차량의 바퀴가 연결되게 된다. 트레일링 암(30), 스프링 시트(3) 등은 종래의 트레일링 암 및 스프링 시트와 동일하므로, 본 발명에서는 상세한 설명을 생략하도록 한다. Although not shown in FIG. 3, the trailing arm 30 is connected to the wheels of the vehicle and the spring seat 3 (see FIG. 1) in the same manner as the conventional trailing arm 30. Since the trailing arm 30, the spring seat 3, and the like are the same as the conventional trailing arm and the spring seat, detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 토션 빔(10)의 성형 방법이 도 4 에 도시되어 있다. 도 4 에서 보이듯이, 본 발명의 토션 빔(10)은 튜브를 준비하는 준비 공정(S10), 준비된 튜브의 단부(13)를 소정의 각도록 벤딩하는 벤딩 공정(S20), 단부(13)가 벤딩된 튜브를 하이드로 포밍 공정(S40)의 금형에 삽입될 수 있도록 프리 포밍하는 프리 포밍 공정(S30), 프리 포밍되어 금형에 삽입된 튜브의 양 단부를 막은 후 액셜 편치를 튜브 단부에 삽입한 후 튜브 내부에 수압을 가하여 튜브를 금형 형상으로 하이드로 포밍하는 확관 공정(S40), 및 하이드로 포밍으로 확관된 튜브에서 벤딩된 벤딩부를 트레일링 암(30)에 대응되는 형상으로 커팅하는 마무리 공정(S50)을 거치면서 최종적으로 본 발명의 토션 빔(10)이 완성된다.The shaping method of the torsion beam 10 of the present invention is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the torsion beam 10 of the present invention has a preparatory process of preparing a tube (S10), a bending process (S20) of bending the end 13 of the prepared tube to a predetermined angle, and an end portion 13 After pre-forming the bent tube to be inserted into the mold of the hydroforming process (S40) (S30), after blocking both ends of the tube to be pre-formed and inserted into the mold, and then insert the axial bias into the tube end Expansion process (S40) for hydroforming the tube into a mold by applying hydraulic pressure to the inside of the tube, and finishing process (S50) for cutting the bent portion bent from the tube expanded by the hydroforming into a shape corresponding to the trailing arm (30). Finally through the torsion beam 10 of the present invention is completed.

공정 단계에서의 토션 빔(10)이 도 5(a) 내지 5(d)에 도시되어 있으므로, 이를 참고로 하여 본 발명의 공정 단계에 대하여 살펴본다. Since the torsion beam 10 in the process step is shown in FIGS. 5 (a) to 5 (d), the process step of the present invention will be described with reference to this.

도 5(a)에서 보이듯이, 준비 공정(S10)에서 원형의 단면을 가지며, 직선 형상의 튜브는 단부(13)가 벤딩된다. 벤딩 공정(S20)은 벤딩기등 종래에 알려진 벤딩 작업기를 통하여 수행될 수 있으며, 후에 실질적으로 꺽어지는 벤딩부(12)를 중심으로 커팅 공정(S50)이 수행된다. As shown in FIG. 5 (a), the end 13 is bent in a straight tube having a circular cross section in the preparation step S10. The bending process S20 may be performed through a bending machine known in the art such as a bending machine, and a cutting process S50 is performed around the bending portion 12 that is substantially bent.

이렇게 벤딩 공정(S20)을 거쳐서 단부(13)가 꺽어진 튜브는 중앙부(11) 및 단부(13)가 하이드로 포밍 공정(S40)에서 사용되는 금형에 삽입될 수 있도록 프리 포밍 공정(S30)이 수행된다. 프리 포밍 공정(S30)은 확관 공정(S40)으로 수행되는 하이드로 포밍 방법에서 수행될 수 있는 변형이 제한되어 있으므로, 이 범위 내에서 확관 공정(S40)이 수행될 수 있도록 하는 공정으로, 본 발명에서 사용되는 하이드로 포밍 방법이 아닌 일반적인 하이드로 포밍에서도 사용되므로, 구체적 설명을 생략하도록 한다. In this way, the tube 13 having the end 13 bent through the bending step S20 is performed by the preforming process S30 so that the center portion 11 and the end 13 can be inserted into a mold used in the hydroforming process S40. do. Preforming process (S30) is limited to the deformation that can be performed in the hydroforming method performed by the expansion process (S40), so that the expansion process (S40) can be performed within this range, in the present invention Since it is also used in the general hydroforming method, not the hydroforming method used, a detailed description thereof will be omitted.

프리 포밍 공정(S30)에서는 튜브는 전체적으로 눌려지게 되며, 중앙부(11)는 대략 'U'자 형으로 성형되어, 확관 공정(S40)에 사용되는 하이드로 포밍 금형에 삽입 가능하게 성형된다. In the preforming process (S30), the tube is pressed as a whole, the central portion 11 is formed in a substantially 'U' shape, is formed to be inserted into the hydroforming mold used in the expansion process (S40).

프리 포밍 공정(S30)까지 마친 튜브는 하이드로 포밍 방법으로 확관 공정(S40)이 수행된다. 하이드로 포밍 공정(S40)은 일반적 하이드로 포밍 공정과 동일하게 튜브를 금형에 삽입한 후, 튜브의 양 단부(13)를 막으며, 그 후 막힌 양 단부(13) 내부로 액셜 펀치(도 2a의 도면 부호 122 참조)가 삽입된다. Tubes completed up to the pre-forming process (S30) is subjected to expansion process (S40) by a hydroforming method. The hydroforming process (S40) inserts the tube into the mold in the same manner as the general hydroforming process, then blocks both ends 13 of the tube, and then axial punches into the blocked both ends 13 (Fig. 2A). (See numeral 122) is inserted.

액셜 펀치는 고압의 유체로 튜브 내부를 가압하며, 그에 따라서, 튜브를 금형의 형상으로 성형한다. 이때, 액셜 펀치는 튜브의 밀봉을 위하여 튜브를 가압하도록 피딩되는데, 이때의 가압피딩 효과, 즉, 액셜 펀치의 축방향 압력에 의해서, 튜브의 양 단부(13)는 금형 내부에서 가압되며, 그에 따라서 튜브의 단부(130)의 두께가 두꺼워지게 된다.The axial punch pressurizes the inside of the tube with a high pressure fluid, thereby forming the tube into the shape of a mold. At this time, the axial punch is fed to pressurize the tube for the sealing of the tube. At this time, by the pressure feeding effect, that is, the axial pressure of the axial punch, both ends 13 of the tube are pressed in the mold, and accordingly The end 130 of the tube is thickened.

이와 관련하여 도 6a 에는 도 5c 의 하이드로포밍 공정의 가압피딩이 도시되어 있다. 도 6a 에서 보이듯이, 하이드로포밍시 액셜 펀치(122)는 단부에 수직한 면을 가진다. 즉, 벤딩부(12)의 연장선에 대하여 액셜 펀치(122)의 가압면(122a)는 직교한다. In this regard, FIG. 6A shows pressure feeding of the hydroforming process of FIG. 5C. As shown in FIG. 6A, the axial punch 122 in hydroforming has a plane perpendicular to the end. That is, the pressing surface 122a of the axial punch 122 is perpendicular to the extension line of the bending part 12.

도 6b 에는 DP780 강종에 대한 하이드로 포밍 성형을 해석한 결과를 나타내고 있어 확관 공정(S40) 후의 단부에서의 두께가 두꺼워지는 것을 확인할 수 있다. 구체적으로, 도 6b 에서는 하이드로 포밍의 피딩 효과에 의해서 튜브의 단부(13)에서의 두께가 증대된 것을 확인할 수 있으며, 토션 빔(10)의 단부가 되게 하는 커팅 라인(15)에서는 성형 전에 3.4mm 의 두께를 가지는 튜브가 최대 3.8mm 수준의 두께를 가지게 되는 것을 확인할 수 있다. 이는 중앙부(11)에 비하여 단부(13)가 더 두꺼운 두께를 가지는 것으로, 후에 트레일링 암과 용접될 용접부(14)의 두께를 확보하는 결과를 가져온다.6B shows the result of analyzing the hydroforming molding for the DP780 steel grade, and it can be confirmed that the thickness at the end portion after the expansion step (S40) becomes thick. Specifically, in FIG. 6B, it can be seen that the thickness at the end 13 of the tube is increased by the feeding effect of the hydroforming, and in the cutting line 15 to be the end of the torsion beam 10, 3.4 mm before molding. It can be seen that the tube having a thickness of 3.8mm has a maximum thickness. This results in the end 13 having a thicker thickness than the central portion 11, resulting in a thickness of the weld 14 to be welded to the trailing arm later.

한편, 도 5(d)에서 보이듯이, 하이드로 포밍 공정(S40)을 마친 튜브는 벤딩부(12)를 중심으로 용접될 트레일링 암(30)의 형상에 맞도록 커팅된다. 커팅되는 커팅 라인(15)은 도 6b 에 도시되어 있다.On the other hand, as shown in Figure 5 (d), the tube after the hydroforming process (S40) is cut to fit the shape of the trailing arm 30 to be welded around the bending portion 12. The cutting line 15 to be cut is shown in FIG. 6B.

본 발명에서 이러한 커팅은 벤딩부(12)를 중심으로 트레일링 암(30)의 형상에 맞도록 이루어지는데, 그에 따라서 벤딩된 각에 비례하여 트레일링 암(30)과의 용접되는 면적이 증대될 수 있다. 즉, 트레일링 암(30)이 동일할 때, 벤딩되는 각(θ)이 클수록 트레일링 암(30)과 맞닿는 용접부의 면적이 대략적으로 (1/cosθ)의 관계로 증대될 수 있다.In the present invention, the cutting is made to fit the shape of the trailing arm 30 around the bending portion 12, so that the area welded with the trailing arm 30 in proportion to the bent angle is increased. Can be. That is, when the trailing arms 30 are the same, the bending angle θ may increase, so that the area of the welded portion that abuts on the trailing arms 30 may increase in a relationship of approximately (1 / cosθ).

이때 벤딩되는 각(θ)은 5~45°사이인 것이 유리한데, 5°미만인 경우에는 벤딩에 따른 용접부 면적의 증대가 적어 효과가 발현되지 않으며, 45°초과인 경우에는 하이드로 포밍의 수행이 곤란하기 때문이다. At this time, the bending angle θ is advantageously between 5 and 45 °, but less than 5 ° does not increase the weld area according to the bending, the effect is not expressed, if the angle exceeds 45 ° hydroforming is difficult to perform Because.

본 발명의 토션 빔(10)은 도 5(d)에 도시된 바와 같이, 튜브 부재로 성형되기 때문에, 중앙부(11)에서 길이방향에 따른 단면이 폐곡선을 형성하며, 트레일링 암과 용접될 용접부(14)의 증대를 위하여 벤딩부(12)를 중심으로 용접부(14)가 형성되므로, 용접부(14)는 꺽어진 형상을 가진다. Since the torsion beam 10 of the present invention is shaped as a tube member, as shown in Fig. 5 (d), the cross section along the longitudinal direction at the central portion 11 forms a closed curve, and the welded portion to be welded with the trailing arm. Since the weld part 14 is formed centering on the bending part 12 for the increase of 14, the weld part 14 has a bent shape.

또한, 상기 용접부(14)는 상기 중앙부(11)보다 큰 두께를 가져서 트레일링 암(30)과 용접되는 용접부의 면적이 증대될 수 있다. In addition, the welding part 14 may have a thickness larger than that of the central part 11, so that an area of the welding part welded to the trailing arm 30 may be increased.

또한, 본 발명에 의한 토션 빔(10)은 종래의 토션 빔(1)과 동등 수준의 롤 강성(Roll stiffness), 롤 내구(Roll durability), 변형특성을 유지하면서, 토션 빔(10)의 가장 가혹한 조건인 고속대입력 하중 조건 하에서의 내구특성을 향상시킬 수 있다. 이는 하이드로 포밍의 피딩 효과에 의해 토션 빔의 양 끝단의 두께를 증가시키고, 확관에 의해 토션 빔과 트레일링 암의 용접면적을 넓힘으로써 용접부의 내구성이 향상되기 때문이다.
In addition, the torsion beam 10 according to the present invention is the most equivalent of the torsion beam 10 while maintaining roll stiffness, roll durability, and deformation characteristics equivalent to those of the conventional torsion beam 1. Durability can be improved under high speed and high input load conditions. This is because the thickness of both ends of the torsion beam is increased by the feeding effect of the hydroforming, and the durability of the weld is improved by increasing the welding area of the torsion beam and the trailing arm by expansion.

다만, 도 6a 및 도 6b 에서 확인할 수 있듯이, 커팅 라인(15)은 단면적 확장을 위하여 벤딩부(12)의 연장선에 대하여 벤딩되는 각과 같은 혹은 다른 소정의 각(α)으로 경사지게 절단될 수 있으며, 그에 따라서 튜브의 단면(16), 즉 엑셜 펀치(122)의 가압면(122a)과 평행하지 않다. 따라서, 커팅 라인(15)에서 튜브의 단면(16)까지의 거리가 일정하지 않다. 6A and 6B, the cutting line 15 may be inclinedly cut at an angle equal to or different from an angle bent with respect to the extension line of the bending part 12 to expand the cross-sectional area. Accordingly, it is not parallel to the end face 16 of the tube, that is, the pressing surface 122a of the axial punch 122. Thus, the distance from the cutting line 15 to the end face 16 of the tube is not constant.

이와 같은 경우에 엑셜 펀치(122)의 가압 피딩에 의한 두께 상승의 효과는 엑셜 펀치(122)에 가까울수록 증대되는데, 커팅 라인(15)이 가압면(122a)과 평행하지 않아서, 엑셜 펀치(122)에서 커팅 라인(15)까지의 거리가 달라지며, 그에 따라서 증대되는 두께 역시 달라진다. 이는 도 6b 에서 엑셜 펀치(122)로부터 거리가 먼지점(A)와 가장 가까운 지점(B)의 두께를 보면 확인할 수 있다. In this case, the effect of the thickness increase by the pressure feeding of the axial punch 122 increases as the axial punch 122 gets closer, but the cutting line 15 is not parallel to the pressing surface 122a, so that the axial punch 122 ), The distance from the cutting line 15 is different, and thus the thickness is increased. This can be confirmed by looking at the thickness of the point B where the distance from the axial punch 122 is closest to the dust point A in FIG. 6B.

이와 같이 커팅 라인(15)에 따른 용접부(14)는 두께분포가 불균일할 뿐만 아니라 상대적으로 한 지점(A)의 두께가 얇아서 내구성이 취약하게 될 수 있다.
In this way, the welded portion 14 along the cutting line 15 may not only have a nonuniform thickness distribution but also have a relatively low thickness at one point A, thereby making the durability weak.

도 7 내지 12의 실시예는 이러한 용접부(14)에서의 두께를 균일하게 하는 하이드로 포밍 토션 빔의 제조 방법 및 그에 의한 하이드로 포밍 토션 빔이 도시되어 있다. 7 to 12 show a method of manufacturing a hydroforming torsion beam to make the thickness uniform in such a weld 14 and a hydroforming torsion beam thereby.

본 발명의 토션 빔(10)의 다른 성형 방법이 도 7 에 도시되어 있다. 도 7 에서 보이듯이, 본 발명의 토션 빔(10)은 튜브를 준비하는 준비 공정(S10), 준비된 튜브의 단부(13)를 소정의 각도록 벤딩하는 벤딩 공정(S20), 단부(13)가 벤딩된 튜브를 후의 용접부(14)에 평행한 피딩부(17)를 가지도록 절단하는 절단 공정(S25), 절단 공정 후 튜브를 하이드로 포밍 공정(S40)의 금형에 삽입될 수 있도록 프리 포밍하는 프리 포밍 공정(S30), 프리 포밍되어 금형에 삽입된 튜브의 양 단부를 막은 후 액셜 편치를 튜브 단부에 삽입한 후 튜브 내부에 수압을 가하여 튜브를 금형 형상으로 하이드로 포밍하는 확관 공정(S40), 및 하이드로 포밍으로 확관된 튜브에서 벤딩된 벤딩부를 트레일링 암(30)에 대응되는 형상으로 커팅하는 마무리 공정(S50)을 거치면서 최종적으로 본 발명의 토션 빔(10)이 완성된다.Another shaping method of the torsion beam 10 of the present invention is shown in FIG. As shown in FIG. 7, the torsion beam 10 of the present invention has a preparatory process of preparing a tube (S10), a bending process (S20) of bending the end 13 of the prepared tube to a predetermined angle, and an end portion 13 A cutting step (S25) for cutting the bent tube to have a feeding part 17 parallel to the subsequent welding part 14, and a pre-forming that the tube is inserted into the mold of the hydroforming step (S40) after the cutting step. Forming process (S30), the expansion step (S40) of blocking the both ends of the tube formed in the pre-formed and inserted into the mold, and then inserting the axial shift into the tube end to apply a hydraulic pressure to the tube to hydro-form the tube into a mold shape, and The torsion beam 10 of the present invention is finally completed through the finishing process S50 of cutting the bending portion bent from the tube expanded by the hydroforming to a shape corresponding to the trailing arm 30.

이때, 절단 공정(S25)은 초기의 튜브의 형상이 벤딩을 고려하여 설계된 경우에는 불필요할 수 있다. 즉, 벤딩 공정(S20) 후의 형상에서 커팅 라인(15)과 단부(16)가 대략 평행하다면, 절단 공정(S25)는 빠질 수 있다.
At this time, the cutting process (S25) may be unnecessary when the initial tube shape is designed in consideration of bending. That is, if the cutting line 15 and the end 16 are substantially parallel in the shape after the bending process S20, the cutting process S25 may be omitted.

공정 단계에서의 토션 빔(10)이 도 8(a) 내지 8(e)에 도시되어 있으므로, 이를 참고로 하여 본 발명의 공정 단계에 대하여 살펴본다. Since the torsion beam 10 in the process step is shown in FIGS. 8 (a) to 8 (e), the process step of the present invention will be described with reference to this.

도 8(a)~(e)에서 보이듯이, 준비 공정(S10)에서 원형의 단면을 가지며, 직선 형상의 튜브는 단부(13)가 벤딩된다. 벤딩 공정(S20)은 벤딩기등 종래에 알려진 벤딩 작업기를 통하여 수행될 수 있으며, 후에 실질적으로 꺽어지는 벤딩부(12)를 중심으로 절단 공정(S25) 및 마무리 공정(S50)이 수행된다. As shown in FIGS. 8A to 8E, the end 13 is bent in a straight tube having a circular cross section in the preparation step S10. The bending process S20 may be performed through a bending machine known in the art such as a bending machine, and a cutting process S25 and a finishing process S50 are performed around the bending portion 12 that is substantially bent.

이렇게 벤딩 공정(S20)을 거쳐서 단부(13)가 꺽어진 튜브는 최종 용접부(14)를 형상에 평행하게 피딩부(17)를 가지도록 커팅 라인(15)으로부터 소정 거리(l)를 두고 절단된다(S25). 즉, 단부(13)에서 용접부(14)에 평행한 피딩부(17)를 남기고 나머지 부분을 절단한다. In this way, the tube 13 having the end 13 bent through the bending process S20 is cut at a predetermined distance l from the cutting line 15 so as to have the feeding part 17 parallel to the shape of the final welding part 14. (S25). That is, the remaining part is cut off at the end 13 leaving the feeding part 17 parallel to the welding part 14.

그 후에, 중앙부(11) 및 단부(13)가 하이드로 포밍 공정(S40)에서 사용되는 금형에 삽입될 수 있도록 프리 포밍 공정(S30)이 수행된다. 프리 포밍 공정(S30)은 확관 공정(S40)으로 수행되는 하이드로 포밍 방법에서 수행될 수 있는 변형이 제한되어 있으므로, 이 범위 내에서 확관 공정(S40)이 수행된다.Thereafter, the preforming process S30 is performed so that the center portion 11 and the end portion 13 can be inserted into the mold used in the hydroforming process S40. Since the preforming process S30 is limited in the deformation that can be performed in the hydroforming method performed by the expanding process S40, the expanding process S40 is performed within this range.

프리 포밍 공정(S30)에서는 튜브는 전체적으로 눌려지게 되며, 중앙부(11)는 대략 'U'자 형으로 성형되어, 확관 공정(S40)에 사용되는 하이드로 포밍 금형에 삽입 가능하게 성형된다. In the preforming process (S30), the tube is pressed as a whole, the central portion 11 is formed in a substantially 'U' shape, is formed to be inserted into the hydroforming mold used in the expansion process (S40).

프리 포밍 공정(S30)까지 마친 튜브는 하이드로 포밍 방법으로 확관 공정(S40)이 수행된다. 하이드로 포밍 공정(S40)은 일반적 하이드로 포밍 공정과 동일하게 튜브를 금형에 삽입한 후, 튜브의 양 단부(13)를 막으며, 그 후 막힌 양 단부(13) 내부로 액셜 펀치가 삽입된다.
Tubes completed up to the pre-forming process (S30) is subjected to expansion process (S40) by a hydroforming method. The hydroforming process S40 inserts a tube into a mold in the same manner as a general hydroforming process, and then closes both ends 13 of the tube, and then an axial punch is inserted into the blocked both ends 13.

도 9 에는 본 발명의 액셜 펀치(122)로 성형하는 하이드로 포밍 공정이 도시되어 있다. 도 9 에서 보이듯이, 튜브의 단부(13)는 커팅 라인(15)에 평행한 피딩부(17)를 남기고 절단되며, 액셜 펀치(122)의 가압면(122a)은 튜브의 연장 방향에 대하여 각(φ)을 가지고 경사지게 구성되며, 단면(16)은 커팅 라인(15)과 대략 평행하게 튜브의 연장 방향에 대하여 각(α)을 가지고 경사지게 구성된다. 9 shows a hydroforming process for shaping with an axial punch 122 of the present invention. As shown in FIG. 9, the end 13 of the tube is cut leaving a feeding portion 17 parallel to the cutting line 15, the pressing surface 122a of the axial punch 122 being angled relative to the extension direction of the tube. It is configured to be inclined with φ, and the end face 16 is configured to be inclined with an angle α with respect to the extending direction of the tube approximately parallel to the cutting line 15.

따라서, 용접부(14)는 상기 액셜 펀치(122)로부터 동일한 거리만큼 피딩되며, 그에 따라서 균등하게 두께가 두꺼워져 하이드로 포밍이 종료된 후에 용접부(14)는 동일한 두께를 가질 수 있다. Thus, the weld 14 is fed the same distance from the axial punch 122, and thus the thickness is equally thick, so that the weld 14 may have the same thickness after the hydroforming is finished.

이때, 피딩부(17)는 커팅 라인(15), 즉 용접부(14)로부터 80㎜ 이하의 거리(l; 도 8(b) 참고)를 가지도록 구성되는 것이 바람직하다. 앞에서 언급한 바와 같이, 액셜 펀치(122)에 의한 가압 피딩의 효과는 거리에 따라서 달라지므로 80㎜보다 큰 경우에는 두께 증대가 미미하여, 용접부(14) 강화효과가 발현될 수 없기 때문이다.
At this time, the feeding unit 17 is preferably configured to have a distance l of 80 mm or less from the cutting line 15, that is, the welding unit 14 (see FIG. 8B). As mentioned above, since the effect of the pressure feeding by the axial punch 122 varies depending on the distance, when larger than 80 mm, the increase in thickness is insignificant, and the welding portion 14 reinforcement effect cannot be expressed.

도 10 에는 본 발명의 확관 공정에서 튜브의 벤딩부(12)의 연장 방향과 액셜 펀치(122)의 가압면(122a)이 이루는 각(φ)과, A지점의 두께 변화를 도시한 그래프가 도시되어 있다. 여기서 A 지점은 가장 내측 지점으로 도 6b 에서 두께가 가장 얇은 지점인 A 지점과 동일하다. FIG. 10 is a graph showing an angle φ formed between the extension direction of the bending portion 12 of the tube and the pressing surface 122a of the axial punch 122 in the expansion process of the present invention, and the thickness change at the A point. It is. Here point A is the innermost point and is the same as point A, the thinnest point in FIG. 6B.

도 10 에서 보이듯이, 액셜 펀치(122)의 가압면(122a)과 튜브의 벤딩부(12)의 각(φ)이 62.5°를 넘어서면, A 지점의 두께에 변화가 없다. 하지만, 62.5°를 시작으로 두께가 증대되기 시작했다. 액셜 펀치(122)의 가압면(122a)과 튜브의 벤딩부(12)의 각(φ)이 27° 미만이 되면서 A 지점에 좌굴이 발생하였으며, 그에 따라서 그보다 작은 각(φ)은 실험데이터를 얻지 못하였다.As shown in FIG. 10, when the angle (phi) of the pressing surface 122a of the axial punch 122 and the bending part 12 of a tube exceeds 62.5 degrees, there is no change in the thickness of A point. However, the thickness began to increase, starting with 62.5 °. As the angle φ of the pressing surface 122a of the axial punch 122 and the bending portion 12 of the tube were less than 27 °, buckling occurred at the point A. Accordingly, the smaller angle φ was obtained from the experimental data. I didn't get it.

한편, 아래의 표 1 에는 각 두께에서의 응력이 표시되어 있다.On the other hand, Table 1 below shows the stress at each thickness.

순번turn 펀치각도(°)Punch Angle (°) 두께(t)Thickness (t) 응력(MPa)Stress (MPa) 1One 62.562.5 3.383.38 267.14267.14 22 48.748.7 3.463.46 261.61261.61 33 4242 4.304.30 214.70214.70 44 3737 5.075.07 181.19181.19 55 2727 5.495.49 187.40187.40

위의 표 1 에서 확인할 수 있듯이, 펀치각도, 즉 액셜 펀치(122)의 가압면(122a)과 튜브의 연장 방향과의 각(φ)이 변화함에 따라서, A 지점의 두께가 변화하며, 그에 따라서, A 지점에 걸리는 응력이 변환하는 것을 확인할 수 있다. As can be seen in Table 1 above, as the punch angle, that is, the angle φ between the pressing surface 122a of the axial punch 122 and the extending direction of the tube, the thickness of the point A changes, and accordingly , It can be confirmed that the stress at the A point is converted.

이때 튜브의 연장 방향의 벤딩각(θ)은 대략 27.5°인데, 액션 펀치(122)의 가압면(122a)과 튜브의 연장 방향과의 각(φ)은 벤딩각(θ)에 영향을 받으며, 액셜 편치(122)의 가압면(122a)이 튜브의 연장 방향에 대하여 이루는 각(φ)은 벤딩각(θ)보다 -0.5° ~ +35°범위를 만족하는 것이 바람직하다.
At this time, the bending angle θ of the extending direction of the tube is approximately 27.5 °, and the angle φ between the pressing surface 122a of the action punch 122 and the extending direction of the tube is affected by the bending angle θ, It is preferable that the angle φ formed by the pressing surface 122a of the axial deviation 122 with respect to the extending direction of the tube satisfies the range of -0.5 ° to + 35 ° from the bending angle θ.

한편, 도 11 에는 DP780 강종의 S/N 곡선이 도시되어 있으며, 도 12 에는 도 11 의 S/N 그래프에 표 1 의 응력 값을 대입한 그래프가 도시되어 있다. 11 shows an S / N curve of the DP780 steel grade, and FIG. 12 shows a graph in which the stress values of Table 1 are substituted for the S / N graph of FIG. 11.

도 12 에서 보이듯이, 용접부(14)의 내구 수명은 용접부(14)의 두께에 따라서 기하급수적으로 증대된다는 것을 알 수 있다. 이는, 액셜 펀치(122)의 가압면(122a)과 튜브의 연장 방향과의 각(φ)이 변화함에 따라서 응력이 변하며, 그 응력이 변함에 따라서 용접부(14)의 내구 수명이 변화된다는 것이며, 그 증대 폭은 기하급수적이라는 것을 의미한다.
As shown in FIG. 12, it can be seen that the endurance life of the weld 14 increases exponentially with the thickness of the weld 14. This means that the stress changes as the angle φ between the pressing surface 122a of the axial punch 122 and the extension direction of the tube changes, and the endurance life of the weld 14 changes as the stress changes. The increase means exponential.

따라서, 본 발명에 도시된 바와 같이, 튜브의 연장 방향에 대하여 경사진 가압면(122a)을 가지는 액셜 펀치(122)를 사용하는 경우에 용접부(14)의 내구 수명을 현저하게 상승시킬 수 있다.
Therefore, as shown in the present invention, when the axial punch 122 having the pressing surface 122a inclined with respect to the extending direction of the tube can be used, the endurance life of the weld portion 14 can be significantly increased.

도 13 에는 본 발명의 토션 빔 제작에 사용되는 하이드로 포밍용 액셜 펀치의 단면도가 도시되어 있다. 하이드로 포밍 장치의 하부금형(110b; 도 2a 참고)에 소재 즉, 성형되는 튜브(또는 관재)(10)가 로딩되고, 상부금형(110a; 도 2a 참고)이 프레스로 하강한 상태에서, 튜브 양단에 배치되는 액셜 실린더(120; 도 2a 참고)의 액셜 펀치(122)가 축방향으로 진행된후 실링됨과 동시에, 축압(axial compress)이 가해져, 금형의 합형 및 액셜 펀치의 장착이 완료된다. Figure 13 shows a cross-sectional view of an axial punch for hydroforming used in torsion beam fabrication of the present invention. The lower mold 110b (see FIG. 2A) of the hydroforming apparatus is loaded with a material, that is, a tube (or tube) 10 to be formed, and the upper mold 110a (see FIG. 2A) is lowered by a press, and both ends of the tube are pressed. The axial punch 122 of the axial cylinder 120 (refer to FIG. 2A) disposed in the axial direction is sealed and at the same time, axial compress is applied to complete the molding of the mold and the mounting of the axial punch.

도 13 에서 보이듯이, 본 발명에서 사용되는 액셜 펀치(122)는 모재인 토션 빔(10)의 연장 방향에 대하여 경사각(φ)으로 경사진 가압면(122a)을 가지며, 이렇게 경사진 가압면(122a)으로 토션 빔(10)을 가압피딩하며, 이러한 하이드로 포밍 장치에 의해서 성형된 토션 빔의 용접부(14)는 전체에 걸쳐서 균일한 두께를 가질 수 있다.
As shown in FIG. 13, the axial punch 122 used in the present invention has a pressing surface 122a that is inclined at an inclination angle φ with respect to the extending direction of the torsion beam 10, which is a base material, and thus the pressing surface inclined ( The torsion beam 10 is pressure-feeded with 122a), and the welded portion 14 of the torsion beam formed by such a hydroforming apparatus may have a uniform thickness throughout.

10: 토션 빔 11: 중앙부
12: 벤딩부 13: 단부
14: 용접부 15: 커팅 라인
16: 단면 17: 피딩부
30: 트레일링 암 122: 액셜 펀치
122a: 가압면
10: torsion beam 11: center portion
12: bending part 13: end
14: welding part 15: cutting line
16: cross section 17: feeding part
30: trailing arm 122: axial punch
122a: pressing surface

Claims (10)

튜브를 성형하도록 준비하는 준비 공정; 및
튜브의 단부의 두께를 증가시키면서 확관시키도록 하이드로 포밍 공법으로 수행되는 확관 공정;을 포함하며,
상기 확관 공정은 상기 튜브의 단부의 두께분포를 균일하게 증가시키도록 상기 튜브를 금형에 안착시킨 후 상기 튜브의 연장방향에 대하여 경사진 가압면을 가지는 액셜 펀치로 튜브의 단부를 가압피딩하며,
상기 확관 공정 전에 상기 튜브의 단부를 중앙부에 대하여 벤딩 성형하는 벤딩 공정;과
상기 확관 공정 후 단부를 잘라내 용접부로 형성하는 마무리 단계를 더 포함하며,
상기 마무리 단계는 상기 확관 공정 후 확장된 토션 빔 단부를 가지도록 벤딩된 부분을 튜브의 연장 방향에 대하여 경사지게 잘라내 상기 용접부로 형성하는 토션 빔 성형 방법.
A preparatory process of preparing to form a tube; And
And an expansion process performed by a hydroforming method to expand the tube while increasing the thickness of the end portion thereof.
In the expanding process, the tube is seated in a mold so as to uniformly increase the thickness distribution of the end of the tube, and then pressure feeds the end of the tube with an axial punch having a pressing surface inclined with respect to the extending direction of the tube.
A bending process of bending the end of the tube with respect to a central portion before the expansion process; and
Further comprising a finishing step of cutting the end after the expansion process to form a welded portion,
The finishing step is a torsion beam forming method of cutting the bent portion to have an extended torsion beam end after the expansion process inclined with respect to the extension direction of the tube to form the weld.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 벤딩 공정과 상기 확관 공정 사이에 수행되며, 상기 마무리 단계의 용접부에 평행하며 상기 용접부로부터 연장되는 피딩부를 가지도록 상기 튜브의 단부를 절단하는 절단 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 토션 빔 성형 방법.
The method of claim 1,
A torsion beam forming method, which is performed between the bending process and the expansion process, and cuts an end portion of the tube so as to have a feeding part parallel to the welding part of the finishing step and extending from the welding part. .
제 3 항에 있어서,
상기 피딩부는 80㎜ 이하의 길이를 가지며, 상기 벤딩 공정은 상기 튜브의 단부를 5~45도 사이로 꺽는 것을 특징으로 하는 토션 빔 성형 방법.
The method of claim 3, wherein
The feeding part has a length of 80 mm or less, and the bending process is to bend the end of the tube between 5 to 45 degrees.
제 1 항에 있어서,
상기 액셜 펀치의 가압면은 튜브의 연장 방향에 대하여 27 ~ 62.5° 사이의 각으로 경사진 것을 특징으로 하는 토션 빔 성형 방법.
The method of claim 1,
And the pressing surface of the axial punch is inclined at an angle between 27 and 62.5 ° with respect to the extending direction of the tube.
제 5 항에 있어서,
상기 액셜 편치의 가압면이 튜브의 연장 방향에 대하여 이루는 각(φ)은 벤딩각(θ)보다 -0.5° ~ +35°범위를 만족하는 것을 특징으로 하는 토션 빔 성형 방법.
The method of claim 5, wherein
Torsion beam forming method characterized in that the angle (φ) formed by the pressing surface of the axial deviation with respect to the extending direction of the tube satisfies the range of -0.5 ° to + 35 ° than the bending angle (θ).
제 5 항에 있어서,
상기 액셜 편치의 가압면은 상기 용접부와 평행한 것을 특징으로 하는 토션 빔 성형 방법.
The method of claim 5, wherein
And a pressing surface of the axial biasing is parallel to the welding portion.
삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020110144672A 2011-12-28 2011-12-28 Torsion Beam Producing Method KR101304752B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110144672A KR101304752B1 (en) 2011-12-28 2011-12-28 Torsion Beam Producing Method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110144672A KR101304752B1 (en) 2011-12-28 2011-12-28 Torsion Beam Producing Method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130076185A KR20130076185A (en) 2013-07-08
KR101304752B1 true KR101304752B1 (en) 2013-09-05

Family

ID=48989843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110144672A KR101304752B1 (en) 2011-12-28 2011-12-28 Torsion Beam Producing Method

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101304752B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111050941B (en) * 2017-10-04 2022-04-01 日本制铁株式会社 Torsion beam manufacturing method and torsion beam manufacturing device
CN114749509A (en) * 2022-04-02 2022-07-15 上海汇众汽车制造有限公司 Unequal-thickness tubular torsion beam and manufacturing method thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100604634B1 (en) * 2004-08-09 2006-07-28 주식회사 성우하이텍 Method for manufacturing member assembly of body
KR100709479B1 (en) * 2005-12-29 2007-04-18 주식회사 포스코 Method for manufacturing y shape exhaust tube of automotive
KR20090058182A (en) * 2007-12-04 2009-06-09 현대하이스코 주식회사 Hydroforming process for applying double centered pipe to cowl cross bar of cars

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100604634B1 (en) * 2004-08-09 2006-07-28 주식회사 성우하이텍 Method for manufacturing member assembly of body
KR100709479B1 (en) * 2005-12-29 2007-04-18 주식회사 포스코 Method for manufacturing y shape exhaust tube of automotive
KR20090058182A (en) * 2007-12-04 2009-06-09 현대하이스코 주식회사 Hydroforming process for applying double centered pipe to cowl cross bar of cars

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130076185A (en) 2013-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100958977B1 (en) Tube type torsion beam for rear wheel suspension of automobile and manufacturing method thereof
EP2772367A1 (en) Non-pneumatic tire with reinforcing member having plate wire structure
JP2014133558A (en) Twist beam with interlock
KR102497745B1 (en) Method for the production of a closed hollow profile for a vehicle axle
KR101152093B1 (en) Method for manufacturing of an automove part in the form of torsion profile
JP6573049B2 (en) Front axle beam and manufacturing method thereof
KR101304752B1 (en) Torsion Beam Producing Method
JP6213705B1 (en) Torsion beam manufacturing method, torsion beam manufacturing apparatus, and torsion beam
CN113165125B (en) Method for manufacturing torsion beam
KR100902837B1 (en) Tube type torsion beam for rear wheel suspension of automobile using different steel materials
KR101910991B1 (en) Lower arm manufacture method using Hot forging­extruding hybrid form
JP6806241B2 (en) Front axle beam and its manufacturing method
KR20170121750A (en) Eye manufacturing method for shock absorber
KR102104377B1 (en) Torsion beam manufacturing method, torsion beam manufacturing apparatus and torsion beam
KR101724026B1 (en) Tubular beam of a torsion beam axle manufacturing method
KR20130050413A (en) Torsion beam, torsion beam module and torsion beam producing method
JP5178135B2 (en) Manufacturing method of vehicle axle housing
WO2019069631A1 (en) Torsion beam manufacturing method and torsion beam manufacturing device
JP2000052733A (en) Torsion beam type rear suspension and manufacture of torsion beam
KR20120043572A (en) Integrated coupled torsion beam axle made by hydroforming and it's manufacturing method
JP6428067B2 (en) Automotive parts
KR20080103224A (en) Manufacturing method of torsion beam for rear suspension system using hydroforming
KR102512336B1 (en) Method of manufacturing a torsion beam for a vehicle suspension and torsion beam for a vehicle suspension
KR102584717B1 (en) Method for manufacturing tubular beam of suspension device for vehicle
KR101869898B1 (en) Manufacturing mold of torsion beam

Legal Events

Date Code Title Description
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: 20160831

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170828

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180829

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190828

Year of fee payment: 7