KR101334621B1 - 차량용 범퍼빔의 성형방법 - Google Patents

Abstract

차량용 범퍼빔의 성형방법이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔의 성형방법은 코일을 풀어주는 언코일 단계, 상기 코일을 평판의 강판패널로 펴주는 스트레이트닝 단계, 상기 강판패널에 여러 용도의 구멍을 성형하는 피어싱 단계, 상기 강판패널을 순차적으로 절곡 성형하여 폐단면으로 형성되는 성형빔으로 롤 성형하는 롤 포밍 단계, 상기 성형빔의 양단을 레이저 용접하는 용접 단계, 상기 성형빔을 곡률 성형하는 벤딩 단계를 포함하는 차량용 범퍼빔의 성형방법에 있어서,
상기 벤딩 단계에서 성형되는 성형빔의 곡률 반경 방향의 내측 단면에 대응하여 상기 롤 포밍 단계의 강판패널의 평면에 대하여 롤 성형 초기에 선행하여 규칙적인 비드부를 성형한 후, 상기 벤딩 단계로 투입하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 범퍼빔의 성형방법{FORMING METHOD OF BUMPER BEAM FOR VEHICLES}

본 발명은 차량용 범퍼빔의 성형방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폐단면으로 형성되는 범퍼빔의 곡률 성형 시, 곡률 반경 방향의 내측 단면에 살몰림에 의한 불균일한 덴트(Dent)의 발생을 방지하는 차량용 범퍼빔의 성형방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 범퍼빔은 롤 포밍 공법을 통하여 성형되는 폐단면 성형빔을 일정곡률로 성형하여 제작된다.

상기 롤 포밍 공법은 코일을 풀어 상부 성형롤과 하부 성형롤을 한 쌍으로 구성하는 롤 포머가 다단으로 일렬 배치되는 롤 포머 유닛을 거치도록 하여 다양한 형상으로 절곡 성형하는 것으로, 그 구체적인 시스템과 공정은 다음과 같다.

도 1은 일반적인 롤 포밍 시스템 및 그 단계별 공정 개념도이다.

도 1을 참조하면, 일반적인 롤 포밍 시스템 및 그 공정은 공급되는 코일(10)을 풀어주는 언코일러(1)가 공정라인 전방에 구성되어 언코일 단계(S1)를 진행한다.

상기 언코일러(1)의 공정방향 후방에는 언코일러(1)로부터 풀려 나온 띠상의 강판을 평판의 강판패널(20)로 펴주는 스트레이트너(2)가 구비되어 스트레이트닝 단계(S2)를 진행한다.

상기 스트레이트너(2)의 공정방향 후방에는 스트레이트너(2)로부터 공급된 강판패널(20)에 여러 용도의 구멍을 성형하는 브레이크 프레스(3)가 구비되어 피어싱 단계(S3)를 진행한다.

상기 브레이크 프레스(3)의 공정방향 후방에는 적어도 10단 이상의 롤 포머(R1~R7; 일부 미도시)들로 구성되는 롤 포밍 유닛(4)이 배치되어 상기 언코일러(1), 스트레이트너(2), 및 브레이크 프레스(3)를 거쳐 공급되는 강판패널(20)을 순차적으로 절곡 성형하여 얻고자 하는 폐단면을 갖는 성형빔(30)의 형상으로 롤 성형하는 롤 포밍 단계(S4)를 진행한다.

상기 롤 포밍 유닛(4)의 공정방향 후방에는 레이저 용접기(5)가 구비되어 레이저 발진기(5a)로부터 출력되는 레이저빔을 상기 성형빔(30)의 용접부에 조사하여 용접 단계(S5)를 진행한다.

그리고 상기 레이저 용접기(5)의 공정방향 후방에는 라운드 벤더(6)가 구비되어 성형하고자하는 곡률 반경을 따라 배치된 다단의 벤딩롤 유닛을 통하여 성형빔(30)을 통과시킴으로써 일정 곡률을 갖는 성형빔(40)으로 성형하는 벤딩 단계(S6)를 진행한다.

도 2는 일반적인 라운드 벤더의 측면 구성도이다.

도 2를 참조하면, 상기 라운드 벤더(6)는 5단의 벤딩롤 유닛을 포함한다.

제1단 벤딩롤 유닛(BR1)은 롤 프레임(6a) 상의 공정방향 전방에 상하로 한 쌍의 벤딩롤로 구성되어 롤 포밍 유닛(4)의 최후단 롤 포머(도 1에서 R7)의 성형롤로부터 용접 단계(S5)를 거쳐 공급되는 성형빔(30)을 안내한다.

또한, 제2단 벤딩롤 유닛(BR2)은 상기 롤 프레임(6a) 상의 제1단 벤딩롤 유닛(BR1)의 공정방향 후방에 역시 상하로 한 쌍의 벤딩롤로 구성되어 상기 성형빔(30)을 곡률 반경 방향으로 구름 지지한다.

또한, 제3단, 제4단, 제5단 벤딩롤 유닛(BR3, BR4, BR5)은 상기 롤 프레임(6a) 상의 제2단 벤딩롤 유닛(BR2)의 공정방향 후방에 성형하고자 하는 곡률 반경을 따라 차례로 배치되며, 각각은 역시 상하로 한 쌍의 벤딩롤로 구성되어 상기 성형빔(30)을 통과시킴으로써 일정 곡률을 갖는 성형빔(40)으로 성형한다.

그리고 이러한 라운드 벤더(6)의 공정방향 후방에는 컷팅 프레스(7)가 구비되어 상기 성형빔(40)을 제품화하기 위한 완성품의 규격대로 절단하는 컷팅 단계(S7)를 진행한다.

도 3은 일반적인 롤 포밍 시스템 및 공정을 통하여 생산된 차량용 범퍼빔의 일 예에 의한 사시도이다.

도 3을 참조하면, 상기한 롤 포밍 시스템 및 그 공정을 통하여 생산되는 일 예에 의한 차량용 범퍼빔(50)을 도시하고 있으며, 일 예에 의한 범퍼빔(50)은 상하로 폐단면을 갖도록 절곡되고, 양 단부가 레이저 용접되어 일정 곡률로 성형된다.

그러나 상기한 종래의 범퍼빔(50)은, 도 3에서도 도시된 바와 같이, 라운드 벤더(6)를 통한 곡률 성형 시, 곡률 반경 방향의 폭이 넓은 내측 단면을 따라 살몰림에 의해 깊이와 발생위치가 불균일한 다수의 덴트(D; Dent)를 발생시켜 범퍼빔(50)의 충돌강성을 저하시키는 문제점이 있다.

또한, 범퍼빔(50)의 일측에는 홀(H)을 가공하여 토잉훅 파이프(미도시)을 끼운 상태로 CO₂ 용접하는데, 이때, 범퍼빔(50) 상의 불균일한 덴트(D)는 토잉훅 파이프와 범퍼빔(50)의 용접부 사이에 불균일한 단차를 발생시켜 용접불량의 원인이 되는 문제점이 있다.

즉, 상기한 종래 기술로부터 범퍼빔(50)과 토잉훅 파이프(미도시)의 용접품질을 확보하기 위해서는 용접부 전수검사를 통해 추가적인 용접공정을 진행해야 하나, 이는 자동화 공정에서 생산성 저하의 원인이 된다.

본 발명의 실시 예는 롤 포밍 공정을 통하여 폐단면으로 형성되는 범퍼빔의 곡률 성형 시, 롤 포밍 단계에서, 곡률 반경 방향의 내측 단면을 따라 선행하여 규칙적인 비드부를 형성하여 곡률 성형 시, 상기 비드부에서 살몰림 현상을 흡수하도록 유도하여 불균일한 덴트(Dent)의 발생을 방지하는 차량용 범퍼빔의 성형방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 코일을 풀어주는 언코일 단계, 상기 코일을 평판의 강판패널로 펴주는 스트레이트닝 단계, 상기 강판패널에 여러 용도의 구멍을 성형하는 피어싱 단계, 상기 강판패널을 순차적으로 절곡 성형하여 폐단면으로 형성되는 성형빔으로 롤 성형하는 롤 포밍 단계, 상기 성형빔의 양단을 레이저 용접하는 용접 단계, 상기 성형빔을 곡률 성형하는 벤딩 단계를 포함하는 차량용 범퍼빔의 성형방법에 있어서, 상기 벤딩 단계에서 성형되는 성형빔의 곡률 반경 방향의 내측 단면에 대응하여 상기 롤 포밍 단계의 강판패널의 평면에 대하여 롤 성형 초기에 선행하여 규칙적인 비드부를 성형한 후, 상기 벤딩 단계로 투입하는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔의 성형방법을 제공할 수 있다.

또한, 상기 비드부는 상기 곡률 반경 방향의 내측 단면에 대응하는 상기 강판패널의 길이방향을 따라 일정간격으로 형성되는 이웃한 복수개의 홈으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 복수개의 홈은 일정길이를 가질 수 있다.

본 발명의 실시 예는 롤 포밍 공정을 통하여 폐단면으로 형성되는 범퍼빔의 곡률 성형 시, 롤 포밍 단계에서, 곡률 반경 방향의 내측 단면을 따라 선행하여 규칙적인 비드부를 형성하여 곡률 성형 시, 상기 비드부에서 살몰림 현상을 흡수하도록 유도함으로써 불균일한 덴트(Dent)의 발생을 방지하는 효과가 있다.

이에 따라, 상기 비드부가 범퍼빔의 강성을 높여 충돌 성능을 향상시키며, 다양한 부품의 용접시에도 용접부를 균일하게 하여 용접품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 롤 포밍 시스템 및 그 단계별 공정 개념도이다.
도 2는 일반적인 라운드 벤더의 측면 구성도이다.
도 3은 일반적인 롤 포밍 시스템 및 공정을 통하여 생산된 차량용 범퍼빔의 일 예에 의한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔의 성형방법에 따른 롤 포밍 단계의 공정 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔의 성형방법에 따라 제작되는 차량용 범퍼빔의 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.

또한, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략한다.

도 1은 일반적인 롤 포밍 시스템 및 그 단계별 공정 개념도이고, 도 2는 일반적인 라운드 벤더의 측면 구성도이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔의 성형방법에 따른 롤 포밍 단계의 공정 개념도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔을 성형하기 위한 성형방법은 롤 포밍 공정을 통하는데, 이러한 롤 포밍 공정은, 도 1에서와 같이, 공정라인 전방에서, 언코일러(1)를 통하여 공급되는 코일(10)을 풀어주는 언코일 단계(S1)를 진행한다.

상기 언코일 단계(S1)에 이어, 언코일러(1)로부터 풀려 나온 띠상의 강판을 스트레이트너(2)를 통하여 평판의 강판패널(20)로 펴주는 스트레이트닝 단계(S2)를 진행한다.

상기 스트레이트닝 단계(S2)에 이어, 스트레이트너(2)로부터 공급된 강판패널(20)에 브레이크 프레스(3)를 통하여 여러 용도의 구멍을 성형하는 피어싱 단계(S3)를 진행한다.

상기 피어싱 단계(S3)에 이어서는 적어도 10단 이상의 롤 포머(R1~R7; 일부 미도시)들로 구성되는 롤 포밍 유닛(4)을 통하여 상기 브레이크 프레스(3)로부터 공급되는 강판패널(20)을 순차적으로 절곡 성형하여 폐단면을 갖는 성형빔(30)의 형상으로 롤 성형하는 롤 포밍 단계(S4)를 진행한다.

또한, 상기 롤 포밍 단계(S4)에 이어, 상기 롤 포밍 유닛(4)으로부터 공급되는 폐단면을 갖는 성형빔(30)의 용접부에 레이저 용접기(5)를 통하여 레이저 발진기(5a)로부터 출력되는 레이저빔을 조사하여 용접 단계(S5)를 진행한다.

그리고 상기 용접 단계(S5)의 공정방향 후방에서는 곡률 반경을 따라 5단의 벤딩롤 유닛(BR1, BR2, BR3, BR4, BR5)이 배치된 라운드 벤더(6)를 통하여 상기 폐단면을 갖는 성형빔(30)을 곡률 성형하는 벤딩 단계(S6)를 진행한다.

도 2를 참조하면, 상기 라운드 벤더(6)는 5단의 벤딩롤 유닛(BR1, BR2, BR3, BR4, BR5)으로 구성된다.

제1단 벤딩롤 유닛(BR1)은 롤 프레임(6a) 상의 공정방향 전방에 상하로 한 쌍의 벤딩롤로 구성되어 롤 포밍 유닛(4)의 최후단 롤 포머(도 1에서 R7)의 성형롤로부터 상기 용접 단계(S5)를 거쳐서 공급되는 성형빔(30)을 안내한다.

또한, 제2단 벤딩롤 유닛(BR2)은 상기 롤 프레임(6a) 상의 제1단 벤딩롤 유닛(BR1)의 공정방향 후방에 역시 상하로 한 쌍의 벤딩롤로 구성되어 상기 성형빔(30)을 곡률 반경 방향으로 구름 지지한다.

또한, 제3단, 제4단, 제5단 벤딩롤 유닛(BR3, BR4, BR5)은 상기 롤 프레임 (6a)상의 제2단 벤딩롤 유닛(BR2)의 공정방향 후방에 성형하고자 하는 곡률 반경을 따라 차례로 배치되며, 각각은 역시 상하로 한 쌍의 벤딩롤로 구성되어 상기 성형빔(30)을 통과시킴으로써 일정 곡률을 갖는 성형빔(40)으로 성형한다.

그리고 상기한 벤딩 단계(S6)에 이어서는 컷팅 프레스(7)를 통하여 상기 성형빔(40)을 제품화하기 위한 완성품의 규격대로 절단하는 컷팅 단계(S7)를 진행한다.

이러한 단계별 롤 포밍 공정 중에, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔의 성형방법은, 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 벤딩 단계(S6)에서 성형되는 성형빔(40)의 곡률 반경 방향의 내측 단면(F)에 대응하여 상기 롤 포밍 단계(S4)의 강판패널(20)의 평면에 대하여 롤 성형 초기에 선행하여 규칙적인 비드부(B)를 성형하고, 이후에 용접단계(S5)를 거쳐 상기 벤딩 단계(S6)로 투입되도록 한다.

상기 비드부(B)는 상기 곡률 반경 방향의 내측 단면(F)에 대응하는 상기 강판패널(20)의 길이방향을 따라 일정간격으로 형성되는 이웃한 2개 또는 3개씩의 홈(G)으로 형성된다.

즉, 상기 비드부(B)를 형성하는 2개 또는 3개씩의 홈(G)은 일정길이로 형성되며, 상기 롤 포밍 공정의 롤 포밍 단계(S4)의 초기에 롤 포밍 유닛(4)의 롤 포머에서 하부 성형롤(41)에 형성된 비드홈(41a)에 대하여 상부 성형롤(43)에 형성된 비드 돌기(43a)를 상기 강판패널(20)에 가압하여 비드 돌기(43a)의 모양대로 비드부(B)를 성형한다.

도 5를 참조하면, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔의 성형방법에 의해 제작되는 차량용 범퍼빔(100)은 롤 포밍 단계(S4)에서 다단의 롤 포머(R1~R7; 일부 미도시)를 통하여 적어도 하나 이상의 폐단면을 갖도록 패널을 순차적으로 절곡 성형하는 과정 중에, 이후, 벤딩 단계(S6)에서 곡률 성형 시, 곡률 반경 방향의 내측 단면(F)이 될 위치에 미리 선행하여 비드부(B)를 성형하여 롤 포밍 단계(S4)를 마무리하여 제작된다.

그러면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔(100)은 벤딩 단계(S6)에서 곡률 성형 시, 곡률 반경 방향의 내측 단면(F)에 발생되는 살몰림에 의한 응력이 비드부(B)에서 흡수되어 불규칙한 덴트(D)가 발생되지 않는다.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 범퍼빔(100)은 비드부(B)의 보강 특성으로 전방 충돌에 대한 충돌강성을 향상시키며, 규칙적인 비드부(B)의 형성으로 토잉 훅 파이프(미도시)등과 같은 상관부품과의 용접 시, 용접부의 용접선을 일정하게 할 수 있어 용접품질을 향상시킨다.

이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

1: 언코일러 2: 스트레이트너
3: 브레이크 프레스 4: 롤 포밍 유닛
5: 레이저 용접기 6: 라운드 벤더
7: 컷팅 프레스
BR1, BR2, BR3, BR4, BR5: 벤딩롤 유닛
D: 덴트 100: 범퍼빔
B: 비드부 G: 홈

Claims (3)

1. 코일을 풀어주는 언코일 단계, 상기 코일을 평판의 강판패널로 펴주는 스트레이트닝 단계, 상기 강판패널에 여러 용도의 구멍을 성형하는 피어싱 단계, 상기 강판패널을 순차적으로 절곡 성형하여 폐단면으로 형성되는 성형빔으로 롤 성형하는 롤 포밍 단계, 상기 성형빔의 양단을 레이저 용접하는 용접 단계, 상기 성형빔을 곡률 성형하는 벤딩 단계를 포함하는 차량용 범퍼빔의 성형방법에 있어서,
   상기 벤딩 단계에서 성형되는 성형빔의 곡률 반경 방향의 내측 단면에 대응하여 상기 롤 포밍 단계의 강판패널의 평면에 대하여 롤 성형 초기에 선행하여 규칙적인 비드부를 성형한 후, 상기 벤딩 단계로 투입하되,
   상기 비드부는 상기 곡률 반경 방향의 내측 단면에 대응하는 상기 강판패널의 길이방향을 따라 일정간격으로 일정길이를 가지며 형성되는 이웃한 복수개의 홈으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 범퍼빔의 성형방법.
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