KR101364916B1 - 차량패널용 철판의 버어링 공정 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량패널용 철판의 버어링공정 및 그 장치에 관한 것으로 특히 플랜지형성공정, 펀칭공정, 플랜지홀 정밀가공공정, 챔퍼공정에서 각각 플랜지형성단위금형, 홀형성단위금형, 정밀가공단위금형, 챔퍼단위금형을 이용하여 순차적으로 차량패널용 철판에 버어리작업을 실시하게 되는 것으로, 차량패널용 철판으로 플랜지를 일체형성할 때 종래에 대두되었던 한계치수를 극복하고 나아가 크랙과 같은 훼손 문제를 예방하면서 보다 양질의 플랜지를 얻어 암나사의 용이한 형성과 그에 따른 부품과 철판과의 볼트결합이 보다 견고하고 정밀하게 이루어질 수 있도록 함을 특징으로 한다.

Description

차량패널용 철판의 버어링 공정 및 그 장치{Burring process and the system of vehicle panel iron plate}

본 발명은 차량패널용 철판의 버어링 공정 및 그 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 차량 패널용 철판으로 플랜지를 일체 가공 성형하여 제조원가절감 및 품질향상 그리고 스펙의 만족과 제조공정의 단순화를 꾀하도록 함에 그 목적을 두고 발명 된 것이다.

일반적으로 차량 패널용 철판으로 플랜지를 붙이는 버어링 공정은 작업하고자 하는 철판으로 기초홀을 형성한 다음 그 기초홀에 너트를 용접부착하는 방법이 주로 이용되었다.

여기서, 상기 플랜지 작업은 통상 철판에 각종 부품의 연결 내지는 철판과 철판을 서로 연결하기 위하여 실시하는 것으로 통상 플랜지 내주연에 나사산을 형성하여 부품과 철판들이 볼트에 의해 결합되도록 한다.

따라서, 이상의 너트 용접방식의 버어링 공정은 용접작업에 의한 시간 및 작업의 효율성과 정밀성이 현저히 떨어짐은 물론 용접에 따른 불량률이 매우 높아 충격과 진동이 심한 차량의 경우 상기 너트로 된 플랜지가 쉽게 떨어지는 등의 문제가 야기 되었고 더욱이 상기 플랜지 버어링 가공을 수작업에 의존하였던 실정이어서 인력의 낭비는 물론 대량생산이 불량가능 하였던 문제를 가지고 있었다.

하여 근래 위 문제점을 일소하기 위하여 포밍금형으로 철판에 플랜지를 일체 구성하는 버어링공정이 안출된 바 있다.

상기 버어링공정은 포밍금형에서 제일 먼저 작업하고자 하는 철판에 펀치로 기초홀을 형성하는 홀 형성공정과;, 기초홀 상,하단에 모따기를 실시하는 챔퍼공정과;, 기초홀에 길이형성지그를 삽설하여 일정길이의 플랜지를 형성하는 플랜지형성공정과;, 상기 공정에서 형성된 플랜지 내주연으로 다수의 암나사를 형성하는 탭공정으로 이루어지는 것으로, 종래의 버어링공정과는 달리 플랜지를 철판에 일체형으로 구성함에 따라 그 제작의 편리성과 정밀성이 뛰어나고 또 불량의 최소화를 꾀할 수 있는 이점이 있다.

그러나, 전기한 버어링공정의 경우에는 철판에 형성하는 기초홀을 철판두께보다 크게 형성해야만 하는데, 그 이유는 차후 챔퍼공정에서 해당 지그가 기초홀에 삽입되면서 모따기를 실시할 때 지그와 철판과의 마찰저항을 최소화하기 위한 것이고 또 플랜지형성공정에서 해당지그가 기초홀에 삽입되어 철판의 물성을 늘려 일정길이의 플랜지를 형성할 때 그 늘어짐의 용의성을 얻기 위함인 것으로, 만약 위 조건의 기초홀 보다 작을 경우 마찰저항에 따른 텝공정의 지그가 쉽게 파손될 우려가 있음과 동시에 플랜지형성공정에서 기초홀이 갈라지는 등의 문제를 야기하게 된다.

하여, 상기 버어링공정은 철판에 형성하는 기초홀의 치수한계를 가지는 문제가 있어 플랜지의 다양한 규격을 추구할 수 없었고, 더욱이 기초홀 공정과 모따기 공정 후, 플랜지 형성공정을 실시하는 것으로 플랜지 길이의 한계치수가 짧아 차후 탭공정시 산 규제 불만족 등의 문제가 지적되었다. 즉 기초홀의 내경을 일측방향으로 늘리면서(철판의 늘리는 공정) 플랜지를 형성하게 되는데 이때 플랜지의 길이를 일정치수 이상 형성할 경우 그 내경이 원하는 규격보다 커지는 문제가 발생하게 되므로 플랜지의 내경 규격에 맞추어 길이형성시 위와 같은 한계치수가 짧아지는 문제를 가지게 된다.

이를 보다 구체적으로 설명하자면 플랜지 형성시 먼저 철판으로부터 기초홀을 형성할 경우 철판의 늘어지는 면적이 제거한 기초홀의 범위면적 만큼 축소되므로 일정 규격(플랜지의 내경 치수)에 맞추어 플랜지를 형성하면 플랜지의 길이는 짧은 한계치수를 가질 수 밖에 없다 그러므로 위와 같은 문제가 발생한다.

단 위 문제에 있어 초기 기초홀의 규격을 일정치수 이하로 작게 형성하면 플랜지의 한계치수를 극복할 수도 있으나 이 경우에는 앞서 설명한 챔퍼 및 플랜지 공정에서의 지그파손과 기초홀의 훼손을 야기하게 되는 문제가 있었다.

본 발명은 이상 설명한 종래의 문제를 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 특히 플랜지형성공정과 홀형성공정과 플랜지 모따기 공정으로 이루어지는 버어링공정을 통해 차량패널용 철판으로 플랜지를 일체 형성토록 함과 동시에 그 정밀성 극대화 그리고 제작의 편리성 및 플랜지의 한계치수 극복을 도모하고자 함에 그 기술적 과제의 주안점을 두고 발명된 것이다.

본 발명에서 과제의 해결수단으로 제시하는 차량패널용 철판의 버어링 공정은 차량패널용 철판(101)의 일정범위를 인장하여 필요길이로 플랜지(a1)를 형성하되, 상기 플랜지(a1) 상부 내측으로 상부플랜지홈(a2)을 얻고 하부 내측으로는 하부플랜지홈(a3)을 얻도록 하는 플랜지형성공정(a)과;,

상기 플랜지(a1)의 상부플랜지홈(a2)과 하부플랜지홈(a3)을 구분하는 격판(a4)을 펀치로 펀칭하여 플랜지홀(b1)을 형성하는 펀칭공정(b)과;,

상기 플랜지(a1) 내측에 형성된 플랜지홀(b1) 상,하단을 모따기하는 챔퍼공정(c)으로 이루어짐을 특징으로 한다.

그리고 상기 공정은 프레스장치의 상,하금형(102)(102')으로,

상호 대응되는 플랜지형성상부금형(11)과 플랜지형성하부다이(12)로 이루어지는 플랜지형성단위금형(1)과;,

상호 대응되는 홀형성펀치(21)와 홀형성다이홀(22)로 이루어진 홀형성단위금형(2)과;,

상호 대응되는 모따기상부펀치(31)와 모따기하부다이(32)로 이루어지는 챔퍼단위금형(3)이 순차적으로 구성된 버어링장치;,로 구현되도록 함을 특징으로 한다.

이상의 본 발명 수단은 차량패널 철판으로 버어링공정시 플랜지의 일체구성을 보다 신속 정밀하게 실시하여 단시간 내에 대량의 작업을 수행할 수 있도록 함과 동시에 그 정밀도를 극대화하여 불량의 최소화를 꾀하고 더욱이 철판으로 플랜지를 형성시 종래와는 달리 기초홀의 시공이 필요 없어 공정의 단순화는 물론 플랜지를 인장 시킬 때 훼손의 우려가 전혀 없고 특히 플랜지의 형성이 종래에 그 길이 및 내,외경의 한계치수를 극복할 수 있는 이점이 있어 보다 다양한 치수의 플랜지를 얻을 수 있는 효과를 가지는 것으로 제품의 원가절감 및 품질향상 그리고 스펙 등을 보다 만족시킬 수 있는 장점을 가지게 된다.

도 1은 본 발명의 공정을 나타낸 예시도,
도 2는 본 발명의 공정을 구현하기 위한 장치예시도,
도 3은 본 발명의 플랜지형성공정 및 그 장치예시도,
도 4는 본 발명의 펀칭공정 및 그 장치예시도,
도 5는 본 발명의 플랜지홀 정밀가공공정 및 그 장치예시도,
도 6은 본 발명의 챔퍼공정 및 그 장치예시도,
도 7은 차량패널용 철판의 일예를 나타낸 예시도,
도 8은 도 7의 측단면도.

본 발명을 첨부된 도면과 그에 따른 실시 예를 통해 보다 구체적으로 살펴보면 하기와 같다.

도 7은 본 발명에 의해 작업되는 차량 패널 중 일예를 도시한 철판에 관한 것으로, 상기 철판(101)으로 플랜지를 구성하기 위한 플랜지형성공정(a)과;, 펀칭공정(b)과;, 챔퍼공정(c)이 순차적으로 이루어지는 차량패널용 철판의 버어링공정은 ,

프레스장치의 상,하금형(102)(102')에 일정간격을 두고 순차적으로 배치되는 상호 대응되는 플랜지형성상부금형(11)과 플랜지형성하부다이(12)로 이루어지는 플랜지형성단위금형(1)과;, 상호 대응되는 홀형성펀치(21)와 홀형성다이홀(22)로 이루어진 홀형성단위금형(2)과;, 상호 대응되는 모따기상부펀치(31)와 모따기하부다이(32)로 이루어지는 챔퍼단위금형(3)으로 구성된 버어링장치를 통해 구현하게 된다.

즉, 도 1에 도시된 차량패널용 철판의 버이링공정의 플랜지형성공정(a)은, 상금형에 설치된 상태에서 철판(101)을 인장 시켜 일정길이의 플랜지(a1)를 형성함과 동시에 플랜지(a1) 상부 내측에 상부플랜지홈(a2)을 형성시키는 인장핀(13)이 돌출구성된 플랜지형성상부금형(11)과;, 하금형(102')에 설치되어 플랜지(a1) 하부내측에 하부플랜지홈(a3)을 형성하는 인장돌부(14)가 돌출형성된 플랜지형성하부다이(12)로 이루어진 플랜지형성단위금형(1)을 통해 철판(101)을 인장하여 일정길이의 플랜지(a1)를 얻고 그와 동시에 플랜지(a1) 상,하부내측에 각각 상부플랜지홈(a2)과 하부플랜지홈(a3)을 각각 형성토록 한다.

이때 상기 플랜지(a1)에 형성되는 상,하부플랜지홈(a2)(a3)은 하기에 설명할 펀칭공정(b)에서 플랜지홀(b1)의 형성이 보다 용이하게 작업 될 수 있도록 하기 위함이고, 특히 플랜지(a1)형성시 그 길이의 한계치수를 안정적으로 극복할 수 있도록 하기 위함이다.

보다 구체적으로는 상기 철판(101)으로부터 플랜지(a1)를 형성할 때 본 발명은 종래와 달리 기초홀을 형성하지 않고 바로 철판(101) 표면을 인장시켜 플랜지(a1)를 일정길이 형성하는 것으로 철판(101)의 인장면적을 최대한 확보하여 종래에 대두되었던 플랜지(a1)의 형성길이 한계치수를 극복함과 동시에 그 정밀성과 안전성을 최대한 확보할 수 있도록 하였다.

즉, 종래에는 철판으로부터 플랜지를 형성시 먼저 기초홀을 일정규격으로 형성한 다음 그 부위를 금형을 통해 하부 방향으로 인장하여 플랜지를 형성하게 되었는데, 이 경우 상기 기초홀 형성으로 인해 그 부위의 인장면적이 축소되어 인장범위(플랜지 형성길이)가 한계치수를 가지게 된다.

예로 철판으로 실행되는 인장은 철판의 물성을 늘리는 작업을 말하는 것으로 통상 철판의 작업부위에 기초홀이 있음과 없음의 차이에서 동일 치수의 플랜지 내외,경을 제작한다고 가정하면, 기초홀이 있을 경우 기초홀 만큼의 인장 면적이 축소(인장시 늘어나는 철판부위)되어 플랜지의 형성길이는 그 만큼 기초홀이 없는 경우에 비해 짧아질 수 밖에 없다. 따라서 종래에 이러한 문제로 인해 플랜지 내의 길이가 한정되어 탭공정시 산의 규제 불만족이 발생하였고 또 심할 경우 클랙과 같은 훼손의 문제를 야기하였던 실정이었다.

그러나 본 발명은 철판으로부터 플랜지 형성시, 플랜지형성상부금형으로 상부플랜지홈의 길이만큼 플랜지를 기본적으로 얻은 다음 플랜지형성하부다이의 인장돌부로 플랜지 하단에 하부플랜지홈을 형성하면서 다시 플랜지하단의 길이를 일부 연장시켜 추가적으로 길이를 증가하는 것으로 철판의 인장면적을 상부플랜지홈 부위와 하부플랜지홈 부위로 분산시켜 철판의 인장율을 높이므로 플랜지의 길이 증가를 가능토록 하였다.

그리고 상기의 플랜지형성공정(a)이 완료되면 펀칭공정(b)에서는,

상금형(102)에 설치되어 플랜지(a1) 내측의 격벽(a4)을 제거하는 홀형성펀치(21)와;, 하금형(102')에 형성되어 플랜지(a1)를 받쳐주는 플랜지걸림공(23)과 홀형성펀치(21)를 수용하는 펀치삽입공(24)이 다단을 이루어진 홀형성다이홀(22)로 이루어진 홀형성단위금형(2)을 통해 상기 플랜지(a1)의 상부플랜지홈(a2)과 하부플랜지홈(a3)을 구분하는 격판(a4)을 홀형성펀치(21)로 펀칭작업하여 차후 암나사(103)를 형성할 수 있는 플랜지홀(b1)을 형성한다.

그리고 상기의 펀칭공정(b)을 통해 플랜지(a1) 내측으로 플랜지홀(b1)이 형성되면,

상,하금형(102)(102')에 상호 동일 형상으로 대칭구성되는 모따기상부펀치(31)와 모따기하부다이(32)로 이루어진 모따기단위금형(3)을 통해 플랜지홀(b1)의 상,하단 내측에 각각 소정의 각도로 모따기를 실시하여 내주연으로 탭을 이용한 암나사(103) 형성시 탭(미 도시)의 진입과 그 작업이 보다 용이하게 이루어질 수 있도록 하고 또한 플랜지(a11)의 사용시 볼트의 삽입과 결합이 보다 견고히 이루어질 수 있도록 한다.

여기서, 상기 다수 공정을 통해 형성되는 철판(101)의 플랜지(a1)는 그 내측 플랜지홀(b1)로 암나사(103) 형성하게 되는데, 이는 플랜지(a1) 사용상 필수조건이므로 그에 따른 상세설명은 생략한다. 또 상기 철판의 이송수단은 통상의 프레스장치에서 사용되는 이송수단을 이용하는 것으로 상세설명을 생략한다.

아울러, 본 발명에서는 상기 플랜지홀(b1)을 형성하는 펀칭공정(b)과,

플랜지(a1) 상,하단 내측에 모따기를 실시하는 챔퍼공정(c) 사이에 필요에 따라 플랜지홀 정밀가공공정(d)을 포함하게 되는데, 이때 플랜지홀정밀가공공정(d)은,

상금형(102)으로 플랜지 내경 치수조절금형(41)이 설치되고 하금형(102')으로는 치수조절금형(41)을 수용하는 치수조절다이홀(42)이 설치된 정밀가공단위금형(4)을 홀형성단위금형(2)과 챔퍼단위금형(3)사이에 배치하여 펀칭공정(b)에서 형성된 플랜지홀(b1)을 보다 정밀하게 이중 가공한다.

이상의 실시 예를 통해 알 수 있듯이 본 발명은 플랜지형성공정, 펀칭공정,플랜지홀 정밀가공공정, 챔퍼공정에서 각각 플랜지형성단위금형, 홀형성단위금형, 정밀가공단위금형, 챔퍼단위금형을 이용하여 순차적으로 차량패널용 철판에 버어리작업을 실시하게 되는 것으로, 차량패널용 철판으로 플랜지를 일체형성할 때 종래에 대두되었던 한계치수를 극복하고 나아가 크랙과 같은 훼손 문제를 예방하면서 보다 양질의 플랜지를 얻어 암나사의 용이한 형성과 그에 따른 부품과 철판과의 볼트결합이 보다 견고하고 정밀하게 이루어질 수 있도록 한 것이다.

따라서, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이다.

a : 플랜지형성공정 a1 : 플랜지
a2 : 상부플랜지홈 a3 : 하부플랜지홈
a4 : 격판 b : 펀칭공정
b1 : 플랜지홀 c : 챔퍼공정
d : 플랜지홀 정밀가공공정 101 : 철판
102 : 상금형 102' : 하금형
1 : 플랜지형성단위금형 11 : 플랜지형성상부금형
12 : 플랜지형성하부다이 13 : 인장핀
14 : 인장돌부 2 : 홀형성단위금형
21 : 홀형성펀치 22 : 홀형성다이홀
23 : 플랜지걸림공 24 : 펀치삽입공
3 : 챔퍼단위금형 31 : 모따기상부펀치
32 : 모따기하부다이 4 : 정밀가공단위금형
41 : 치수조절금형 42 : 치수조절다이홀

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 프레스장치의 상,하금형(102)(102')으로 상호 대응되는 플랜지형성상부금형(11)과 플랜지형성하부다이(12)로 이루어지는 플랜지형성단위금형(1)과, 상호 대응되는 홀형성펀치(21)와 홀형성다이홀(22)로 이루어진 홀형성단위금형(2)과, 상호 대응되는 치수조절금형(41)과 치수조절다이홀(42)로 이루어진 정밀가공단위금형(4)과, 상호 대응되는 모따기상부펀치(31)와 모따기하부다이(32)로 이루어지는 챔퍼단위금형(3)을 순차적으로 구성하되;
   상기 플랜지형성단위금형(1)은 상금형에 설치된 상태에서 철판(101)을 인장 시켜 일정길이의 플랜지(a1)를 형성함과 동시에 플랜지(a1) 상부 내측에 상부플랜지홈(a2)을 형성시키는 인장핀(13)이 돌출구성된 플랜지형성상부금형(11)과;, 하금형(102')에 설치되어 플랜지(a1) 하부내측에 하부플랜지홈(a3)을 형성하는 인장돌부(14)가 돌출형성된 플랜지형성하부다이(12)로 구성하고,
   상기 홀형성단위금형(2)은 상금형(102)에 설치되어 플랜지(a1) 내측의 격벽(a4)을 제거하는 홀형성펀치(21)와;, 하금형(102')에 형성되어 플랜지(a1)를 받쳐주는 플랜지걸림공(23)과 홀형성펀치(21)를 수용하는 펀치삽입공(24)이 다단을 이루어진 홀형성다이홀(22)로 구성하며,
   상기 정밀가공단위금형(4)은 상금형(102)으로 플랜지내경 치수조절금형(41)이 설치되고 하금형(102')으로는 치수조절금형(41)을 수용하는 치수조절다이홀(42)로 구성하여 플랜지홀(b1)을 정밀가공토록 하고,
   상기 챔퍼단위금형(3)은 상,하금형(102)(102')에 상호 동일 형상으로 대칭구성되는 모따기상부펀치(31)와 모따기하부다이(32)로 구성함을 특징으로 하는 차량패널용 철판 버어링장치.
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