KR101424929B1 - 충돌 시편 제작 지그 및 충돌 시편 제작 방법 - Google Patents

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현대제철 주식회사
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Abstract

본 발명은 상부에 시편이 안착되고, 수직방향으로 펀치 홀이 관통 형성되는 몸체부와 상기 시편을 상기 펀치 홀 내부로 가압유입시켜 플랫한 가압면이 형성되도록 성형하는 펀치부와 성형한 상기 시편의 가압면이 상기 펀치 홀의 상부에 위치되도록 상기 시편을 회전시키는 반전 설치부와 상기 반전 설치부를 통해 회전된 상기 시편의 가압면에 대응되는 위치로 가압면이 성형되는 다른 하나의 시편을 이동시키는 시편 이동부 및 상기 시편의 가압면과 상기 다른 하나의 시편의 가압면을 점용접하는 용접부를 포함한다.

Description

충돌 시편 제작 지그 및 충돌 시편 제작 방법{Collision specimen manufacturing jig and method for manufacturing collision specimen}
본 발명은 충돌 시편 제작 지그 및 충돌 시편 제작 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 점용접부에 대한 충돌 성능을 평가할 수 있는 충돌 시편 제작 지그 및 충돌 시편 제작 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 점용접은 금속박판을 접촉시킨 후 압력을 가한 상태에서 대전류를 통전시켜 접촉부의 저항 발열에 의해 접합하는 방법으로써, 자동차 부품 제작 시 널리 사용된다.
여기서, 상기 점용접 부위에 대한 충돌 성능을 평가하기 위해서는 실제 자동차 충돌 시 발생하는 충격량과 속도를 모사할 수 있도록 하는 시편의 제작이 선행되어야 한다.
본 발명과 관련된 선행 문헌으로는 대한민국 등록 특허 제10-0580091호(등록일 : 2006.05.08)가 있으며, 상기 선행문헌에는 마찰교반 점용접장치에 대한 기술이 개시된다.
본 발명의 목적은, 점용접부에 대한 충돌 성능을 평가할 수 있는 충돌 시편 제작 지그 및 충돌 시편 제작 방법을 제공함에 있다.
본 발명에 따른 충돌 시편 제작 지그 및 충돌 시편 제작 방법은 상부에 시편이 안착되고, 수직방향으로 펀치 홀이 관통 형성되는 몸체부와 상기 시편을 상기 펀치 홀 내부로 가압유입시켜 플랫한 가압면이 형성되도록 성형하는 펀치부와 성형한 상기 시편의 가압면이 상기 펀치 홀의 상부에 위치되도록 상기 시편을 회전시키는 반전 설치부와 상기 반전 설치부를 통해 회전된 상기 시편의 가압면에 대응되는 위치로 가압면이 성형되는 다른 하나의 시편을 이동시키는 시편 이동부 및 상기 시편의 가압면과 상기 다른 하나의 시편의 가압면을 점용접하는 용접부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 펀치부는 하강되면서 십(十)자 형상으로 제작된 시편의 교차영역을 가압하고, 이를 통해 상기 시편을 상기 펀치 홀로 가압유입시켜 가압면을 성형하며, 상기 가압면을 중심으로 네 개의 블레이드가 세워지도록 접힘 성형한다.
그리고, 상기 반전 설치부는 회전된 상기 시편의 가압면이 안착되도록 설치되고, 상기 펀치 홀에 삽입 또는 탈거되도록 구비되는 위치 고정 부재를 갖고, 상기 위치 고정부재는 상기 시편이 상기 펀치 홀에 삽입되는 경우 상기 시편의 가압면을 상기 펀치 홀의 상부에 고정시킨다.
또한, 상기 반전 설치부는 상기 몸체부의 하부에 배치되고, 상기 펀치 홀을 통과한 상기 시편이 안착 및 고정되는 안착 홈을 갖는 플레이트와 상기 시편이 반전되도록 상기 플레이트를 회전시키는 회전 모터 및 상기 회전 모터의 회전 구동을 제어하는 제어기를 구비한다.
이때, 상기 플레이트는 상기 안착 홈에 상기 시편이 고정될 수 있도록 전자석으로 형성되고, 상기 제어기는 상기 플레이트로 인가되는 전류의 온/오프를 제어하여, 상기 시편의 반전 시 자력으로 상기 시편을 고정시킨다.
한편, 십십(十)자 형상으로 제작된 시편을 준비하는 시편 준비 단계와 상기 시편을 가압면을 가압하여 성형하는 시편 성형 단계 및 상기 시편의 가압면을 다른 하나의 시편과 맞대응시켜 점용접을 실시 시편 용접 단계를 포함한다.
여기서, 상기 시편 용접 단계에서는 성형된 시편과 십(十)자 형상으로 제작된 다른 하나의 시편을 점용접 한 후, 상기 다른 하나의 시편을 상기 시편과 동일하게 성형한다.
그리고, 상기 시편 용접 단계에서는 성형된 시편을 다수개 구비하여, 상기 다수개 성형된 시편의 가압면을 서로 맞대응시켜 점용접을 실시한다.
본 발명은, 소재 단위의 점용접부에 대한 충돌 성능 실험을 구현할 수 있는 효과를 갖는다.
그에 따라, 본 발명은 상기 점용접부에 대한 정확한 충돌 인성데이터를 확보할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1 은 본 발명에 따른 충돌 시편 제작 지그를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 충돌 시편 제작 지그의 가압면을 보여주는 상면도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 충돌 시편 제작 지그의 성형을 보여주는 단면도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 충돌 시편 제작 지그의 반전을 보여주는 단면도이다.
도 5 는 본 발명에 따른 충돌 시편 제작 지그의 위치 고정 부재를 보여주는 단면도이다.
도 6 은 본 발명에 따른 충돌 시편 제작 지그의 위치 고정 부재의 삽입을 보여주는 단면도이다.
도 7 은 본 발명에 따른 충돌 시편 제작 지그의 용접부를 보여주는 단면도이다.
도 8 은 본 발명에 따른 충돌 시편 제작 지그의 완성된 충돌 시편을 보여주는 단면도이다.
도 9 는 본 발명에 따른 충돌 시편 제작 지그의 시편 제작 순서를 개략적으로 보여주는 공정 순서도이다.
도 10 은 본 발명에 따른 충돌 시편 제작 지그의 실시예를 보여주는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시 예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 충돌 시편 제작 지그를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 먼저 충돌 시편 제작 지그의 구성을 설명한다.
상기 충돌 시편 제작 지그는 몸체부(100), 펀치부(200), 반전 설치부(300) 및 시편 이동부(400)로 구성된다.
상기 몸체부(100)의 상부에는, 십(十)자 형상을 가진 시편(10)의 위치된다.
이때, 상기 시편(10)은 서로 교차되는 지점을 가압면(11)으로 설정한다.
몸체부(100)에는, 상부와 하부의 중심을 수직방향으로 관통하는 펀치 홀(110)이 형성된다.
상기 몸체부(100)와 소정거리 이격된 상부에는 펀치부(200)가 위치된다.
상기 펀치부(200)는, 승강 가능하도록 형성된다.
상기 펀치부(200)는, 승강을 통해 시편(10)을 펀치 홀(110) 내부로 가압 유입시켜 상기 시편(10)에 플랫한 가압면(11)이 형성되도록 성형한다.
몸체부(100)의 하부에는, 반전 설치부(300)가 위치된다.
상기 반전 설치부(300)는, 상기 펀치 홀(110)의 하부에 위치된다.
상기 반전 설치부(300)는, 상기 펀치 홀(110)을 통과하여 성형된 시편(10)을 180 회전시킨다.
상기 반전 설치부(300)는, 플레이트(320), 회전 모터(330) 및 제어기(340)를 포함한다.
상기 플레이트(320)는, 몸체부(100)의 하부에 배치되고, 시편(10)의 가압면(11)이 안착 및 고정되는 안착 홈(321)을 갖는다.
회전 모터(330)는, 상기 안착 홈(321)에 상기 시편(10)이 안착 및 고정된 상태에서 상기 플레이트(320)를 180도 회전시킨다.
제어기(340)는, 상기 회전 모터(330)의 구동을 제어한다.
반전 설치부(300)는, 회전된 시편(10)의 가압면(11)이 안착되도록 플레이트(320)의 하부에 위치되는 위치 고정 부재(310)를 갖는다.
상기 위치 고정 부재(310)는, 펀치 홀(110)에 삽입 또는 탈거되도록 소정의 길이를 가지며 구비된다.
시편 이동부(400)는, 성형된 상기 시편(10)의 가압면(11)에 다른 하나의 시편(10')을 점용접시키기 위하여 몸체부(100)의 상부로 이동시킨다.
이때, 상기 점용접은 용접부(500)를 통해 이루어진다.
상기 용접부(500)는, 시편(10)의 가압면(11)과 다른 하나의 시편(10`)의 가압면(11)을 점용접한다.
상기 용접부(500)는, 위치 고정 부재(310)를 하부 전극으로 사용하고, 별도의 상부 전극(미도시) 가압하여, 상기 시편(10)과 상기 다른 하나의 시편(10`)을 점용접한다.
상기 서술한 설명을 바탕으로 충돌 시편 제작 지그의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 몸체부(100)의 상부에는 서로 교차되는 지점을 가압면(11)으로 설정된 시편(10)이 안착된다.
이때, 상기 몸체부(100)에는 수직방향으로 펀치 홀(110)이 관통 형성된다.
상기 몸체부(100)에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 펀치 홀(110)의 중앙에 시편(10)의 가압면(11)이 위치된다.
이때, 펀치부(200)는 상기 펀치 홀(110)로 상기 시편(10)을 가압유입시켜 상기 가압면(11)의 테두리에서 블레이드(12)가 상방을 따라 꺾이도록 상기 시편(10)을 성형한다.
여기서, 상기 펀치부(200)는 상기 가압면(11)의 형상과 동일하게 플랫하게 형성되고, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 펀치 홀(110)의 내부를 따라 수직 하강함으로써, 상기 시편(10)을 가압한다.
한편, 반전 설치부(300)는 펀지 홀(110)의 하부로 이동한다.
상기 반전 설치부(300)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 성형된 시편(10)의 가압면(11)이 플레이트(320)의 안착 홈(321)에 위치되도록 한다.
이후, 상기 반전 설치부(300)는 제어기(340)를 통해 상기 플레이트(320)로 전류가 인가되도록 제어한다.
그에 따라, 상기 플레이트(320)는 자력을 가지게 되어 시편(10)이 고정되도록 한다.
제어기(340)는 상기 시편(10)이 고정된 상태에서 회전 모터(330)의 구동을 제어하여 상기 플레이트(320)를 180도 회전시킨다.
한편, 위치 고정 부재(310)는 플레이트(320)의 하부로 이동한다.
즉, 상기 위치 고정부재(310)는 회전이 실시된 상기 플레이트(320)의 하부로 이동하고, 도 5에 도시된 바와 같이, 승강을 통해 성형된 시편(10)에 삽입된다.
이때, 제어기(340)는 플레이트(320)로 인가되는 전류를 오프(OFF)시켜 상기 플레이트(320)에서 상기 시편(10)이 분리되도록 한다.
성형된 시편(10)이 위치 고정 부재(310)에 안착되면, 상기 위치 고정 부재(310)는 펀치 홀(110)의 하부로 이동한다.
이후, 상기 위치 고정 부재(310)는 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 펀치 홀(110)의 하부에 삽입된다.
여기서, 상기 위치 고정 부재(310)는 상기 펀치 홀(110)에 삽입 및 탈거 될 수 있도록 상기 펀치 홀(110)과 대응되는 형상으로 형성된다.
그리고, 상기 위치 고정 부재(310)의 길이는 시편(10)의 가압면(11)이 상기 펀치 홀(110)의 상부와 일치하도록 소정의 길이를 가지도록 형성된다.
한편, 펀치 홀(110)의 하부에 위치 고정 부재(310)가 삽입되어 시편(10)의 가압면(11)이 상기 펀치 홀(110)의 상부에 일치되도록 위치되면, 시편 이동부(400)는 다른 하나의 시편(10`)을 이동시킨다.
즉, 상기 시편 이동부(400)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 다른 하나의 시편(10`)의 가압면(11)이 시편(10)에 가압면(11)과 맞닿도록 상기 다른 하나의 시편(10`)을 이동시킨다.
다시 말해, 상기 시편 이동부(400)는 위치 고정 부재(310)가 삽입되어 상기 시편(10)의 가압면(11)이 펀치 홀(110)의 상부와 일치되면, 십(十)자 형상으로 제작된 다른 하나의 시편(10`)과 상기 시편(10)이 맞닿도록 상기 다른 하나의 시편(10`)을 이동시킨다.
이때, 상기 시편 이동부(400)는 마그네틱(미도시)으로 형성되어, 자력에 의해 상기 다른 하나의 시편(10`)을 이동시킬 수 있으나, 집게 형상으로 형성되어 가압력에 의해 상기 다른 하나의 시편(10`)을 이동시킬 수도 있다.
상기 시편 이동부(400)를 통해 상기 다른 하나의 시편(10`)이 이동되면, 도 7에 도시된 바와 같이, 시편(10)의 가압면(11)과 상기 다른 하나의 시편(10`) 가압면(11)을 점용접하여 용접 부위(510)를 형성한다.
용접부(500)는, 위치 고정 부재(310)를 하부 전극으로 사용하고, 별도의 상부 전극(미도시) 가압하여, 상기 시편(10)과 상기 다른 하나의 시편(10`)의 각각의 가압면(11)에 대한 점용접을 실시한다.
상기 시편(10)과 다른 하나의 시편(10`)의 가압면(11)에 대한 점용접이 이루어지면, 위치 고정 부재(310)는 펀치 홀(110)에서 탈거된다.
이때, 상기 다른 하나의 시편(10`)의 블레이드(12)에 의해 펀치 홀(110)에 걸림 위치되고, 점용접된 시편(10)은 상기 펀치 홀(110) 상에 위치된다.
여기서, 펀치부(200)는 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 다른 하나의 시편(10`)의 가압면(11)을 가압한다.
즉, 상기 다른 하나의 시편(10`)은 상기 펀치부(200)의 하강에 의해 상기 펀치 홀(110)에 가압유입되어, 상기 다른 하나의 시편(10`)의 가압면(11) 테두리에서 블레이드(12)가 상방을 따라 꺾이도록 성형된다.
최종적으로, 충돌 시편의 형상은 대응되는 크기를 가지며 각각 성형된 시편(10) 마찰면과 상기 다른 하나의 시편(10`)의 마찰면을 서로 맞대응시켜 점용접함으로써, 도 8에 도시된 시편의 형상으로 제작된다.
따라서, 상기 충돌 시편은 용접 부위(510)에 대한 충격량 테스트를 위하여 별도의 장치에 결합되어 당겨질 경우, 양단부에 동일한 그립부를 가지도록 형성되어 상기 용접 부위(510)에 대한 충돌 인성데이터를 효과적으로 확보할 수 있다.
이하, 도 9 는 본 발명에 따른 충돌 시편 제작 지그의 시편 제작 순서를 개략적으로 보여주는 공정 순서도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 따른 충돌 시편 제작 지그의 방법은 다음과 같다.
먼저, 십(十)자 형상으로 제작된 시편을 준비한다.
이후, 상기 시편의 가압면을 펀치부를 통해 가압하고, 펀치 홀로 가압유입시켜 성형한다.
최종적으로, 상기 성형된 시편의 가압면과 십(十)자 형상으로 제작된 다른 하나의 시편을 점용접 한 후, 상기 펀치부를 통해 상기 다른 하나의 시편에 대한 성형을 수행하여 충돌 시편을 제작한다.
상기 단계를 통해 서술된 충돌 시편 제작 지그의 방법은 도 1 내지 도 8을 통해 상세히 전술되었기 때문에 구체적인 설명은 생략한다.
이하, 도 10 은 본 발명에 따른 충돌 시편 제작 지그의 실시예를 보여주는 단면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 충돌 시편은 성형된 다수의 시편(10)을 개별적으로 점용접 함으로써 제작될 수 있다.
즉, 시편 이동부(400)를 통해 상기 다른 하나의 시편(10`)이 이동되면, 도 10에 도시된 바와 같이, 시편(10)의 가압면(11)과 상기 다른 하나의 시편(10`) 가압면(11)을 점용접하여 용접 부위(510)를 형성한다.
이때, 상기 시편(10)과 상기 다른 하나의 시편(10`)의 형상을 동일하게 다수개로 제작하여 구비함으로써, 위치 고정 부재(310)의 탈거됨이 없이 점용접 만으로 상기 시편(10)과 상기 다른 하나의 시편(10`)을 결합시킬 수 있다.
다시 말해, 십(十)자 형상을 갖는 다수개의 시편(10)을 펀치부(200)를 통해 성형하고, 상기 위치 고정 부재(310)에 상기 시편(10)이 고정된 상태에서 성형된 다른 시편(10)을 점용접시켜 용접 부위(510)를 형성할 수 있다.
따라서, 상기 실시예를 통해 상기 위치 고정 부재(310)의 교체 없이 충돌 시편을 제작할 수 있기 때문에, 상기 충돌 시편 제작에 따른 소요 시간을 감소시킬 수 있다.
본 발명은, 소재 단위의 점용접부에 대한 충돌 성능 실험을 구현할 수 있는 효과를 갖는다.
그에 따라, 본 발명은 상기 점용접부에 대한 정확한 충돌 인성데이터를 확보할 수 있는 효과를 갖는다.
이상의 본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해여야 할 것이다.
10 : 시편 10' : 다른하나의 시편
11 : 가압면 12 : 블레이드
100 : 몸체부 110 : 펀치 홀
200 : 펀치부 300 : 반전 설치부
310 : 위치 고정 부재 320 : 플레이트
321 : 안착 홈 330 : 회전 모터
340 : 제어기 400 : 시편 이동부
500 : 용접부 510 : 용접 부위

Claims (8)

  1. 상부에 시편이 안착되고, 수직방향으로 펀치 홀이 관통 형성되는 몸체부;
    상기 시편을 상기 펀치 홀 내부로 가압유입시켜 플랫한 가압면이 형성되도록 성형하는 펀치부;
    성형한 상기 시편의 가압면이 상기 펀치 홀의 상부에 위치되도록 상기 시편을 회전시키는 반전 설치부;
    상기 반전 설치부를 통해 회전된 상기 시편의 가압면에 대응되는 위치로 가압면이 성형되는 다른 하나의 시편을 이동시키는 시편 이동부; 및
    상기 시편의 가압면과 상기 다른 하나의 시편의 가압면을 점용접하는 용접부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 충돌 시편 제작 지그.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 펀치부는,
    하강되면서 십(十)자 형상으로 제작된 시편의 교차영역을 가압하고, 이를 통해 상기 시편을 상기 펀치 홀로 가압유입시켜 가압면을 성형하며, 상기 가압면을 중심으로 네 개의 블레이드가 세워지도록 접힘 성형하는 것을 특징으로 하는 충돌 시편 제작 지그.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반전 설치부는,
    회전된 상기 시편의 가압면이 안착되도록 설치되고, 상기 펀치 홀에 삽입 또는 탈거되도록 구비되는 위치 고정 부재를 갖고,
    상기 위치 고정부재는 상기 시편이 상기 펀치 홀에 삽입되는 경우 상기 시편의 가압면을 상기 펀치 홀의 상부에 고정시키는 것을 특징으로 하는 충돌 시편 제작 지그.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반전 설치부는,
    상기 몸체부의 하부에 배치되고, 상기 펀치 홀을 통과한 상기 시편이 안착 및 고정되는 안착 홈을 갖는 플레이트;
    상기 시편이 반전되도록 상기 플레이트를 회전시키는 회전 모터; 및
    상기 회전 모터의 회전 구동을 제어하는 제어기;를 구비하는 것을 특징으로 하는 충돌 시편 제작 지그.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 플레이트는,
    상기 안착 홈에 상기 시편이 고정될 수 있도록 전자석으로 형성되고,
    상기 제어기는 상기 플레이트로 인가되는 전류의 온/오프를 제어하여, 상기 시편의 반전 시 자력으로 상기 시편을 고정시키는 것을 특징으로 하는 충돌 시편 제작 지그.
  6. 십(十)자 형상으로 제작된 시편을 준비하는 시편 준비 단계;
    상기 시편을 가압면을 가압하여 성형하는 시편 성형 단계; 및
    상기 시편의 가압면을 다른 하나의 시편과 맞대응시켜 점용접을 실시하는 시편 용접 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 충돌 시편 제작 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 시편 용접 단계에서는,
    성형된 시편과 십(十)자 형상으로 제작된 다른 하나의 시편을 점용접 한 후, 상기 다른 하나의 시편을 상기 시편과 동일하게 성형하는 것을 특징으로 하는 충돌 시편 제작 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 시편 용접 단계에서는,
    성형된 시편을 다수개 구비하여, 상기 다수개 성형된 시편의 가압면을 서로 맞대응시켜 점용접을 실시하는 것을 특징으로 하는 충돌 시편 제작 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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