KR101420611B1 - 플로우 포밍 성형기 - Google Patents

Abstract

플로우 포밍 성형기가 개시된다. 본 실시예에 따른 플로우 포밍 성형기는, 맨드릴 구동부에 의해 회전 가능한 맨드릴과, 심압대 구동부에 의해 회전 가능한 심압대와, 상기 맨드릴과 상기 심압대에 회전 가능하게 지지되는 워크 피스의 측면에 접촉 가능하여 상기 워크 피스를 플로우 포밍하는 스피닝 롤러를 포함하는 플로우 포밍 성형기에 있어서, 상기 맨드릴은, 맨드릴 본체; 상기 워크 피스의 작업 완료시 상기 워크 피스를 푸싱하여 상기 맨드릴 본체로부터 이탈하기 위해, 상기 맨드릴 본체에 접근 또는 이격되는 방향으로 이동 가능하도록 상기 맨드릴 본체에 결합되는 푸싱 블록; 및 상기 푸싱 블록에 결합되되, 성형하고자 하는 상기 워크 피스의 형상 변화에 대응하도록 상기 푸싱 블록에 교체 가능하도록 결합되는 링 형상의 코어 블록을 포함하는 특징으로 한다. 본 실시예에 의하면, 푸싱 블록에 교체 가능하도록 코어 블록을 결합하되 코어 블록이 알루미늄 휠의 스포크 배면 형상과 대응하는 형상을 가지며 가장 자리 단부가 맨드릴 본체의 가장 자리 단부에 접촉하도록 결합됨으로써, 알루미늄 휠의 직경이 동일하되 스포크 배면 형상이 변경되는 경우 맨드릴 전체를 교체하지 않고 코어 블록만 교체하여 사용 가능하므로 나머지 부품을 공용화하여 사용할 수 있는 경제적인 이점이 있다.

Description

플로우 포밍 성형기{FLOW FORMING FORMER}

본 발명은, 플로우 포밍 성형기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 알루미늄 휠의 직경이 동일하되 스포크 배면 형상이 변경되는 경우 맨드릴 전체를 교체하지 않고 일부만 교체하여 사용 가능하므로 일부 부품을 공용화하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 맨드릴과 심압대 사이에 알루미늄 휠을 장착한 경우 알루미늄 휠의 중앙 허브 부위가 일측으로 들리는 것을 방지하여 제품 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 플로우 포밍 성형기에 관한 것이다.

일반적으로 알루미늄 휠을 제조하기 위해서는 중력주조, 저압주조, 진공흡입주조, 고압주조(die casting), 용탕주조(squeeze casting) 공법 등이 적용 가능하며, 이중 저압주조 공법이 많이 채택되어 사용되고 있다.

그러나, 저압주조 공법은 알루미늄 휠의 대량생산 및 소형부품 제조에 적합하고 양산성이 매우 우수하나 강도와 인성의 한계가 있어 신뢰성 확보에 취약하여 향후 경량화 부품소재 개발을 위한 공법으로는 매우 불리한 단점이 있다.

이를 해결하기 위한 일 예로, 플로우 포밍 공정을 이용하여 알루미늄 휠을 제조하는 기술이 개발되어 사용되고 있다.

도 1 및 도 2는 종래 플로우 포밍 공정을 이용하여 알루미늄 휠을 제조하기 위한 플로우 포밍 성형기를 나타내는 단면도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래 플로우 포밍 성형기는, 맨드릴 구동부(미도시)에 의해 회전 가능한 맨드릴(10)과, 심압대 구동부(미도시)에 의해 회전 가능한 심압대(20)와, 맨드릴(10)과 심압대(20)에 회전 가능하게 지지되는 알루미늄 휠(30)의 측면에 접촉 가능하여 알루미늄 휠(30)의 림을 플로우 포밍하는 대략 원반 형상의 스피닝 롤러(40)를 포함한다.

또한, 맨드릴(10)은, 맨드릴 구동부(미도시)에 결합되며 맨드릴 구동부의 구동에 의해 회전 가능한 맨드릴 본체(11), 맨드릴 본체(11)에 접근 또는 이격되는 방향으로 이동 가능하도록 맨드릴 본체(11)에 결합되는 푸싱 블록(12)을 포함한다. 여기서, 푸싱 블록(12)은 푸싱 블록 구동부(미도시)에 의해 구동되어 성형 완료된 알루미늄 휠(30)을 푸싱하여 맨드릴(10)로부터 이탈시키게 된다.

이러한 구조에서, 맨드릴 본체(11)의 가장 자리 단부 영역은 알루미늄 휠(30)의 스포크 배면에 부분적으로 접촉하게 된다. 이에 따라, 종래에는 현재 작업중이 아닌 새로운 알루미늄 휠(30), 즉 새로 성형하고자 하는 알루미늄 휠(30)의 디자인 형상이 변경된 경우 스포크 배면 형상이 현재 작업중인 알루미늄 휠과 서로 상이하기 때문에 맨드릴(10) 전체를 새로 교체해야 하는 문제가 발생한다.

덧붙여, 실질적인 플로우 포밍 공정 작업 이전에 알루미늄 휠(30)은 별도의 가열기(미도시)를 통해 플로우 포밍을 위한 설정 온도 이상으로 가열된 후 맨드릴(10)에 장착되며, 맨드릴(10) 또한 토치(미도시)에 의해 일정 온도 이상으로 미리 가열된다. 이와 같은 작업 조건에서, 종래에는 전술한 바와 같이 맨드릴(10)을 새로 교체할 경우 재가열하기까지의 소요 시간 및 가열 에너지원의 사용 비용이 증가하게 되는 경제적인 문제가 발생할 뿐만 아니라 최대한 작업을 연속적으로 하기 힘들게 되는 문제가 발생한다.

한편, 종래에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 성형하고자 하는 대상체인 알루미늄 휠(30)의 일면을 먼저 맨드릴(10)에 장착하고 반대면을 심압대(20)를 이용하여 가압하여 알루미늄 휠(30)을 고정할 때, 심압대(20)의 가압력에 의해 알루미늄 휠(30)의 중앙 허브(32) 부위의 형상이 변형되는 현상이 발생할 수 있다.

구체적으로, 알루미늄 휠(30)이 맨드릴(10)과 심압대(20) 사이에 장착된 상태에서 심압대(20)는 알루미늄 휠(30)의 가장 자리 부위에 접촉하여 가압하며, 심압대(20)는 알루미늄 휠(30)의 디자인 면(즉, 중앙 허브(32) 부위)이 손상되는 것을 방지하기 위해 중앙 허브(32)에 직접적으로 접촉하지 못하게 된다. 이때, 심압대(20)의 가압력에 의한 지렛대 원리를 통해 알루미늄 휠(30)의 중앙 허브(32) 부위가 도면상 상측으로 들리는 현상이 발생하게 된다.

이 경우, 알루미늄 휠(30)의 허브(32) 부위의 치수 변동으로 인해, 맨드릴(10)을 마주보는 알루미늄 휠(30)의 허브(32)의 내면이 미가공되는 등의 제품 불량이 발생하는 문제가 발생하게 된다.

본 발명의 목적은, 알루미늄 휠의 직경이 동일하되 스포크 배면 형상이 변경되는 경우 맨드릴 전체를 교체하지 않고 일부만 교체하여 사용 가능하므로 일부 부품을 공용화하여 사용할 수 있는 플로우 포밍 성형기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 맨드릴과 심압대 사이에 알루미늄 휠을 장착한 경우, 알루미늄 휠의 중앙 허브 부위가 일측으로 들리는 것을 방지하여 제품 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 플로우 포밍 성형기를 제공하는 것이다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

상기 목적은, 맨드릴 구동부에 의해 회전 가능한 맨드릴과, 심압대 구동부에 의해 회전 가능한 심압대와, 상기 맨드릴과 상기 심압대에 회전 가능하게 지지되는 워크 피스의 측면에 접촉 가능하여 상기 워크 피스를 플로우 포밍하는 스피닝 롤러를 포함하는 플로우 포밍 성형기에 있어서, 상기 맨드릴은, 맨드릴 본체; 상기 워크 피스의 작업 완료시 상기 워크 피스를 푸싱하여 상기 맨드릴 본체로부터 이탈하기 위해, 상기 맨드릴 본체에 접근 또는 이격되는 방향으로 이동 가능하도록 상기 맨드릴 본체에 결합되는 푸싱 블록; 및 상기 푸싱 블록에 결합되되, 성형하고자 하는 상기 워크 피스의 형상 변화에 대응하도록 상기 푸싱 블록에 교체 가능하도록 결합되는 링 형상의 코어 블록을 포함하는 플로우 포밍 성형기에 의해서 달성된다.

여기서, 상기 워크 피스는 알루미늄 휠이며, 상기 코어 블록은, 상기 맨드릴에 안착되는 면인 상기 알루미늄 휠의 스포크 배면 형상과 대응하는 외면 형상을 가지되, 가장 자리 단부가 상기 맨드릴 본체의 가장 자리 단부에 접촉 가능하도록 이루어지며, 상기 알루미늄 휠의 스포크 배면 형상이 변경되는 경우, 상기 코어 블록은 상기 스포크 배면 형상과 대응하는 형상을 갖는 것으로 교체되어 상기 맨드릴 본체에 결합될 수 있다.

상기 워크 피스는 알루미늄 휠이며, 상기 알루미늄 휠이 상기 맨드릴과 상기 심압대 사이에 장착되어 상기 심압대의 가압력에 의해 상기 알루미늄 휠의 중앙 허브 부위의 형상 변형이 발생하는 것을 방지하도록, 상기 맨드릴에는 상기 심압대에 의해 상기 알루미늄 휠의 가장 자리 부근으로 가해지는 압력을 상기 알루미늄 휠의 림 부위로 분산하기 위한 돌출부가 마련될 수 있다.

상기 돌출부의 돌출 길이는 2.0 ~ 3.0mm일 수 있다.

상기 돌출부와 상기 돌출부와 인접하는 상기 맨드릴의 외주면 사이의 사이 각도는 90도 ~ 110도일 수 있다.

본 발명의 실시형태에 따른 플로우 포밍 성형기는 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 푸싱 블록에 교체 가능하도록 코어 블록을 결합하되 코어 블록이 알루미늄 휠의 스포크 배면 형상과 대응하는 형상을 가지며 가장 자리 단부가 맨드릴 본체의 가장 자리 단부에 접촉하도록 결합됨으로써, 알루미늄 휠의 직경이 동일하되 스포크 배면 형상이 변경되는 경우 맨드릴 전체를 교체하지 않고 코어 블록만 교체하여 사용 가능하므로 나머지 부품을 공용화하여 사용할 수 있는 경제적인 이점이 있다.

둘째, 현재 작업 조건에서 스포크 배면 형상이 변경된 다른 디자인의 알루미늄 휠을 변경하여 작업하는 경우, 코어 블록만 교체하면 되므로 종래보다 신속하게 작업을 연속적으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라 맨드릴 본체의 추가적인 가열작업을 최소화하므로 작업 효율이 증대하게 된다.

셋째, 알루미늄 휠의 디자인 변경에 따라 스포크 배면 형상이 변경되더라도 코어 블록만 교체하면 되므로, 코어 블록을 제외한 나머지 맨드릴 금형을 공용화하여 금형 제작비를 감소할 수 있게 된다.

넷째, 심압대에 의해 알루미늄 휠의 가장 자리 부근으로 가해지는 압력을 알루미늄 휠의 림 부위로 분산하기 위해 맨드릴에 돌출부를 형성함으로써 특히 알루미늄 휠의 중앙 허브 부위의 형상이 변형되는 것을 최소화할 수 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1 및 도 2는 종래 플로우 포밍 공정을 이용하여 알루미늄 휠을 제조하기 위한 플로우 포밍 성형기를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플로우 포밍 성형기를 나타내는 단면도이다.
도 4(a),(b)는 본 발명의 실시예에 따른 플로우 포밍 성형기의 코어 블록을 나타내는 단면도 및 평면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플로우 포밍 성형기를 나타내는 단면도이고, 도 4(a),(b)는 본 발명의 실시예에 따른 플로우 포밍 성형기의 코어 블록을 나타내는 단면도 및 평면도이다.

본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 플로우 포밍 성형기는, 플로우 포밍 작업을 통해 얇고 가벼운 반면 큰 직경의 고강도 워크 피스를 짧은 시간 내에 대량 생산하기 위한 장치로서, 여기서 워크 피스는 일 예로 알루미늄 휠로 적용 가능하며 이하에서는 알루미늄 휠을 기준으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 플로우 포밍 공정을 통해 생산 가능한 제품이라면 모두 적용 가능하다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 플로우 포밍 성형기는, 맨드릴 구동부(미도시)에 의해 회전 가능한 맨드릴(100), 심압대 구동부(미도시)에 의해 회전 가능한 심압대(200), 맨드릴(100)과 심압대(200)에 회전 가능하게 지지되는 알루미늄 휠(300)의 측면에 접촉 가능하여 알루미늄 휠(300)을 플로우 포밍하는 대략 원반 형상의 스피닝 롤러(400)를 포함한다. 여기서, 알루미늄 휠(300)은 맨드릴(100)과 심압대(200)에 의해 양면이 각각 지지된 상태로 회전되며 스피닝 롤러(400)의 가압 및 전후진 이동 동작에 의해 림(310) 부위가 성형된다. 한편, 실질적인 플로우 포밍 공정 작업 이전에 알루미늄 휠(300)은 별도의 가열기(미도시)를 통해 플로우 포밍을 위한 설정 온도 이상으로 가열된 후 맨드릴(100)에 장착되며, 맨드릴(100) 또한 토치(미도시)에 의해 일정 온도 이상으로 미리 가열된다. 이하 설명에 앞서, 상기 알루미늄 휠(300)은 통상적인 주조 공정을 통해 제조된 주물품으로서, 플로우 포밍 공정을 통해 림(310) 부위가 성형된다.

구체적으로, 맨드릴(100)은, 알루미늄 휠(300)의 스포크(spoke)가 성형된 안쪽 면을 지지한 상태로 회전하며, 흔들림이 최소화된 정밀한 회전을 위해 고정밀 고하중의 베어링이 구비된다. 또한, 맨드릴(100)에 대향하여 심압대(200)가 회전 가능하게 마련되며, 심압대(200)는 알루미늄 휠(300)의 스포크가 성형된 바깥 면을 지지함으로써 맨드릴(100), 심압대(200) 및 알루미늄 휠(300)은 모두 일체로 회전 가능하게 된다.

또한, 맨드릴(100) 및 심압대(200)의 일측 방향에는 스피닝 롤러(400)가 배치되며, 이러한 스피닝 롤러(400)는 별도의 공구대(미도시)에 의해 알루미늄 휠(300) 측으로 접근 또는 이격될 수 있다. 또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 스피닝 롤러(400)는 알루미늄 휠(300)의 림(310) 부위 성형을 위해 X축(맨드릴 금형의 지름 방향)과 Z축 방향(맨드릴 금형의 상하 방향)으로 이동 가능하다.

도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예에서, 맨드릴(100)은, 맨드릴 구동부(미도시)에 결합되며 맨드릴 구동부의 구동에 의해 회전 가능한 맨드릴 본체(110), 맨드릴 본체(110)에 접근 또는 이격되는 방향으로 이동 가능하도록 맨드릴 본체(110)에 결합되는 푸싱 블록(120), 및 푸싱 블록(120)에 결합되되 성형하고자 하는 알루미늄 휠(300)의 형상 변화(구체적으로, 스포크 배면 형상의 변화)에 대응하도록 푸싱 블록(120)에 교체 가능하도록 결합되는 링 형상의 코어 블록(130)을 포함한다. 여기서, '알루미늄 휠(300)의 스포크 배면 형상의 변화에 대응한다'는 의미는 예를 들어 동일한 16인치의 직경을 갖는 복수의 알루미늄 휠이라 할지라도 서로 다른 스포크 배면 형상을 가지도록 디자인될 수 있으며, 이때 다양한 스포크 배면 형상을 갖는 알루미늄 휠의 성형을 위해 코어 블록(130)을 적절하게 교체하여 사용한다는 의미로 해석 가능하다. 즉, 본 실시예는, 성형하고자 하는 알루미늄 휠(300)의 스포크 배면 형상 변화에 대응하도록 복수의 코어 블록(130)이 마련되며, 이러한 복수의 코어 블록(130)은 다양한 스포크 배면 형상에 대응하도록 각각 다른 외면 형상을 갖고 있다. 여기서, 알루미늄 휠(300)이 맨드릴(100)에 장착된 경우, 코어 블록(130)의 상기 외면은 알루미늄 휠(300)의 스포크 배면에 접촉 가능하게 된다.

본 실시예에서, 푸싱 블록(120)은 도시되지 않은 푸싱 블록 구동부(미도시)에 의해 전후진 동작 가능하며, 알루미늄 휠(300)의 플로우 포밍 작업이 완료되면 알루미늄 휠(300)을 푸싱하여 맨드릴(100)로부터 이탈시키게 된다. 반대로, 푸싱 블록(120)은 후속 플로우 포밍 작업을 위해 푸싱 블록 구동부(미도시)에 의해 맨드릴 본체(110) 측으로 이동 가능하다.

도 4(a),(b)에 도시한 바와 같이, 코어 블록(130)은 링 형상으로 이루어지며 푸싱 블록(120)에 스크루 마운팅 작업 등을 통해 고정된다. 코어 블록(130) 및 푸싱 블록(120)이 맨드릴 본체(110)에 결합된 초기 세팅 상태에서, 코어 블록(130)의 가장 자리 단부는 맨드릴 본체(110)의 가장 자리 단부, 도면상 상측 가장자리 단부에 접촉 가능하도록 이루어진다. 부연하자면, 코어 블록(130)은 맨드릴 본체(110)의 상측 가장자리 영역을 상측에서 덮을 수 있는 형태로 마련된다. 따라서, 맨드릴 본체(110)는 알루미늄 휠(300)의 스포크 배면에 접촉하지 않게 되며, 이와 달리 코어 블록(130)은 알루미늄 휠(300)의 스포크 배면에 접촉 가능하게 된다.

정리하자면, 본 실시예는, 코어 블록(130)이 링 형상으로 이루어져 푸싱 블록(120)에 교체 가능하도록 결합됨과 더불어 푸싱 블록(120)에 결합된 상태에서 맨드릴 본체(110)의 가장자리 단부에 접촉 가능하도록 마련됨으로써, 현재 성형중인 알루미늄 휠(300)과는 다른 스포크 배면 형상을 갖는 알루미늄 휠(300)을 성형하고자 하는 경우 맨드릴(100) 전체를 교체하지 않고 코어 블록(130)만 교체하여 작업 가능하게 된다.

부연하자면, 전술한 바와 같이 현재 장착된 알루미늄 휠(300)과는 스포크 배면 형상이 다른 알루미늄 휠(300)을 플로우 포밍하고자 할 경우, 작업자는 푸싱 블록(120)에 현재 장착된 코어 블록(130)의 결합상태를 해제한 후 변경하고자 하는 알루미늄 휠(300)의 스포크 배면에 대응하는 표면 형상을 갖는 코어 블록(130)을 재장착하여 사용 가능하다.

한편, 전술한 내용에서 언급한 바와 같이, 실질적인 알루미늄 휠(300)의 플로우 포밍 작업 전에는 맨드릴(100)을 일정 온도 이상으로 가열한 후, 알루미늄 휠(300)과 접촉한 상태에서 열전도에 의해 알루미늄 휠(300)의 소성 변형이 용이하게 이루어지도록 하게 된다.

본 실시예는, 알루미늄 휠(300)의 스포크 배면 형상 변화에 따라 코어 블록(130)만 교체하면 되므로, 맨드릴 본체(110)의 교체 작업이 필요없게 될 뿐만 아니라 맨드릴 본체(110)의 재가열 시간을 최대한 절약하여 연료 낭비 및 작업시간이 증대하는 것을 최대한 방지하여 효율적으로 연속적인 플로우 포밍 작업이 이루어지도록 할 수 있다.

한편, 본 실시예에서, 제조하고자 하는 알루미늄 휠(300)의 직경이 16 ~ 17인치인 경우, 림(310) 부위를 성형하고자 알루미늄 휠(300)의 길이 방향을 따라 이동하는 스피닝 롤러(400)의 이동 속도는 900 ~ 1000mm/min인 것이 바람직하다. 여기서, 스피닝 롤러(400)의 이동 속도가 900mm/min 미만이거나 1000mm/min 초과인 경우 알루미늄 휠(300)의 림(310) 부위를 정상적으로 성형하기 힘든 문제가 발생한다. 예를 들면, 상대적으로 작은 알루미늄 휠(300)의 외경으로 인해 림(310) 부위의 두께를 설정된 두께로 형성하기 어렵거나 림(310)의 일부분이 찢어지는 현상이 발생할 수도 있다.

또한, 제조하고자 하는 알루미늄 휠(300)의 직경이 18 ~ 20인치인 경우, 림(310) 부위를 성형하고자 알루미늄 휠(300)의 길이 방향을 따라 이동하는 스피닝 롤러(400)의 이동 속도는 700 ~ 800mm/min인 것이 바람직하다. 여기서, 스피닝 롤러(400)의 이동 속도가 700mm/min 미만이거나 800mm/min 초과인 경우 알루미늄 휠(300)의 림(310) 부위를 정상적으로 성형하기 힘든 문제가 발생한다. 예를 들면, 상대적으로 큰 알루미늄 휠(300)의 외경으로 인해 림(310) 부위의 두께를 설정된 두께로 형성하기 어렵거나 림(310)의 일부분이 찢어지는 현상이 발생할 수도 있다.

한편, 전술한 바와 같이 성형하고자 하는 대상체인 알루미늄 휠(300)의 일면을 먼저 맨드릴(100)에 장착하고 반대면을 심압대(200)를 이용하여 가압하여 알루미늄 휠(300)을 고정할 때, 심압대(200)의 가압력에 의해 알루미늄 휠(300)의 중앙 허브(320) 부위의 형상이 변형되는 현상이 발생할 수 있다.

즉, 종래기술에서 언급한 바와 같이 지렛대 원리에 의해 알루미늄 휠(300)의 중앙 허브(320) 부위가 심압대(200) 측으로 들려서 형상이 변형되는 것을 최소화하도록, 도 3에 도시한 바와 같이, 맨드릴(100)에는 심압대(200)에 의해 알루미늄 휠(300)의 가장 자리 부근으로 가해지는 압력을 알루미늄 휠(300)의 림(310) 부위로 분산하기 위한 돌출부(113)가 돌출되게 마련된다.

이러한 돌출부(113)는 심압대(200)에 보다 가까운 맨드릴(100)의 상측 부분(도면상 상측 부분)에 형성되어 맨드릴(100)의 해당 부위의 단면적을 일정 이상 증대시키게 된다. 여기서 돌출부(113)의 돌출 길이(H1)는 2.0 ~ 3.0mm인 것이 바람직하다.

만약, 돌출부(113)의 돌출 길이(H1)가 2.0 mm 미만인 경우, 전술한 바와 같은 힘의 분산이 약하게 발생하여 알루미늄 휠(300)의 중앙 허브(320) 부위의 형상 변형이 발생할 수 있게 된다. 또한 돌출부(113)의 돌출 길이(H1)가 3.0 mm를 초과하는 경우, 알루미늄 휠(300)의 내주면 부위의 급격한 두께 변화로 인해 안정성에 있어서 문제가 발생할 수 있게 된다.

한편, 도 3에 도시한 바와 같이, 돌출부(113)와 돌출부(113)와 인접하는 맨드릴(100)의 외주면 사이의 사이 각도(α)는, 90도 ~ 110도인 것이 바람직하다. 만약, 이러한 사이 각도(α)가 90도 미만인 경우, 제품 상태인 알루미늄 휠(300)의 내주면에 노치(notch)가 발생하여 추후 크랙이 발생할 수 있게 된다.

또한, 이러한 사이 각도(α)가 110도 초과인 경우, 구조상 전술한 바와 같이 심압대(200)로부터 가해지는 가압력을 림 부위로 적절하게 분산시키는 것이 어렵게 된다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

100: 맨드릴 110: 맨드릴 본체
120: 푸싱 블록 130: 코어 블록
200: 심압대 300: 알루미늄 휠
310: 림 320: 허브
400: 스피닝 롤러

Claims (5)

1. 맨드릴 구동부에 의해 회전 가능한 맨드릴과, 심압대 구동부에 의해 회전 가능한 심압대와, 상기 맨드릴과 상기 심압대에 회전 가능하게 지지되는 워크 피스의 측면에 접촉 가능하여 상기 워크 피스를 플로우 포밍하는 스피닝 롤러를 포함하는 플로우 포밍 성형기에 있어서,
   상기 맨드릴은,
   맨드릴 본체;
   상기 워크 피스의 작업 완료시 상기 워크 피스를 푸싱하여 상기 맨드릴 본체로부터 이탈하기 위해, 상기 맨드릴 본체에 접근 또는 이격되는 방향으로 이동 가능하도록 상기 맨드릴 본체에 결합되는 푸싱 블록; 및
   상기 푸싱 블록에 결합되되, 성형하고자 하는 상기 워크 피스의 형상 변화에 대응하도록 상기 푸싱 블록에 교체 가능하도록 결합되는 링 형상의 코어 블록을 포함하며,
   상기 워크 피스는 알루미늄 휠이며,
   상기 알루미늄 휠이 상기 맨드릴과 상기 심압대 사이에 장착되어 상기 심압대의 가압력에 의해 상기 알루미늄 휠의 중앙 허브 부위의 형상 변형이 발생하는 것을 방지하도록,
   상기 맨드릴에는 상기 심압대에 의해 상기 알루미늄 휠의 가장 자리 부근으로 가해지는 압력을 상기 알루미늄 휠의 림 부위로 분산하기 위한 돌출부가 마련되고,
   상기 돌출부의 돌출 길이는 2.0 ~ 3.0mm인 플로우 포밍 성형기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 워크 피스는 알루미늄 휠이며,
   상기 코어 블록은, 상기 맨드릴에 안착되는 면인 상기 알루미늄 휠의 스포크 배면 형상과 대응하는 외면 형상을 가지되, 가장 자리 단부가 상기 맨드릴 본체의 가장 자리 단부에 접촉 가능하도록 이루어지며,
   상기 알루미늄 휠의 스포크 배면 형상이 변경되는 경우, 상기 코어 블록은 상기 스포크 배면 형상과 대응하는 형상을 갖는 것으로 교체되어 상기 맨드릴 본체에 결합 가능한 플로우 포밍 성형기.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 돌출부와 상기 돌출부와 인접하는 상기 맨드릴의 외주면 사이의 사이 각도는 90도 ~ 110도인 플로우 포밍 성형기.

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