KR101542573B1 - Manufacturing method of the flange for EGR using hydroforming and press method - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing a flange for an exhaust gas recirculation separately formed and combined using hydroforming and a press method and, more specifically, to a method for manufacturing a flange for an exhaust gas recirculation separately formed and combined using hydroforming and a press method, wherein in forming and manufacturing a flange installed on the final part of an exhaust gas heat exchanger, which is one among constituent elements of the exhaust gas recirculation (EGR) of a vehicle, the flange is separately formed, combined and finished by applying an optimal forming method among hydroforming and a press method depending on the characteristics of each process of forming a flange. The method for manufacturing a flange for an exhaust gas recirculation composed of a body (1), a first end cap (20), a second end cap (30) and a gasket (40) comprises: a body forming process (S100); a first end cap combining process (S200); a second end cap combining process (S300); and a gasket combining process (S400).

Description

하이드로포밍과 프레스 공법을 이용하여 개별로 성형 결합되는 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법{Manufacturing method of the flange for EGR using hydroforming and press method}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a flange for an exhaust gas recirculation apparatus,

본 발명은 하이드로포밍과 프레스 공법을 이용하여 개별로 성형 결합되는 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차의 배기가스 재순환 장치(Exhaust Gas Recirculation, EGR)의 구성요소 중 하나로 배기가스를 냉각시켜 재순환되도록 하는 배기가스 열교환기의 최종부에 설치되는 플랜지를 성형 제조함에 있어서 하이드로포밍과 프레스 공법 중 플랜지를 성형하는 각 공정의 특성에 따라 가장 최적의 성형 공법을 적용하여 개별로 성형한 후 결합시켜 플랜지를 완성함으로써 보다 효율적인 공정의 실시를 가능하게 하는 하이드로포밍과 프레스 공법을 이용하여 개별로 성형 결합되는 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a flange for an exhaust gas recirculation apparatus that is separately press-formed by using hydroforming and a pressing method, and more particularly to a method of manufacturing a flange for an exhaust gas recirculation apparatus In the case of forming a flange in the final part of an exhaust gas heat exchanger which recycles one exhaust gas, the most optimal molding method is applied according to the characteristics of the respective processes of hydroforming and press method, To a method for manufacturing a flange for an exhaust gas recirculation apparatus that is separately press-formed by using a hydroforming and press method which enables a more efficient process to be carried out by completing a flange by joining and forming the same.

일반적으로, 자동차의 배기계에는 배기가스 내의 질소산화물(NOx)을 저감하기 위하여 배기가스를 완전히 방출하지 않고 일부를 배기관에서 흡기관으로 재순환시켜주는 배기가스 재순환 장치(Exhaust Gas Recirculation, EGR)가 장착되어 있다. 배기가스 열교환기는 배기가스 재순환 장치의 주요 구성 요소 중 하나로 엔진으로부터 배출되는 고온의 배기가스를 냉각시켜 재순환되도록 하는데 이러한 배기가스 열교환기의 최종부에는 별도의 플랜지가 구비되어 배기가스의 재순환 경로를 제어하도록 구성된다. 본 발명은 이러한 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법에 관한 기술이다.
Generally, an exhaust gas recirculation (EGR) is installed in an exhaust system of an automobile in order to reduce nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas without completely exhausting the exhaust gas and recirculating a part of the exhaust gas from the exhaust pipe to the intake pipe have. The exhaust gas heat exchanger is one of the main components of the exhaust gas recirculation system. The exhaust gas heat exchanger is cooled and recycled at a high temperature discharged from the engine. A separate flange is provided at the final part of the exhaust gas heat exchanger to control the recirculation path of the exhaust gas . The present invention relates to a method for manufacturing such a flange for an exhaust gas recirculation apparatus.

종래의 상기와 같은 용도로 사용되는 배기가스 재순환 장치용 플랜지는 금형을 설계하여 주조 공법에 의한 성형 공정을 거쳐 제품을 완성하는 방식으로 제작되었는데 공개특허공보 제10-2009-0103405호에 공지된 바와 같은 자동차용 EGR 쿨러에 구비되는 플랜지에서도 볼 수 있듯 다이캐스팅 공법을 통해 정밀 주조하는 방식으로 성형 제작되어 왔다. 그러나, 알려진 바와 같이 주조 공법에 의한 성형 공정은 복잡한 형상의 부품일 경우 각 형상에 따른 금형을 세부적으로 분리하여 각각 제작 후 이를 다시 용접 또는 조립하는 공정을 거치게 되어 공정 수 및 공정에 소요되는 인력과 시간이 증대되는 문제점과 아울러, 주조 공법의 특성상 완성품의 균일한 두께나 치수 정밀도 등을 통한 고강도 및 경량화의 실현이 용이하지 않는 등의 문제점이 있다.
The conventional flange for an exhaust gas recirculation device used in the above-described application is manufactured by a method of designing a mold and completing a product through a molding process by a casting process. As disclosed in JP-A-10-2009-0103405 As can be seen from the flanges provided in the same EGR cooler for automobiles, it has been molded and manufactured by a die casting method. However, as is known, in the molding process by the casting method, when the parts are of complicated shape, the molds according to each shape are finely separated, and after the fabrication process, they are welded or assembled again, There is a problem in that it is not easy to realize high strength and light weight through uniform thickness and dimensional accuracy of the finished product due to the characteristics of the casting process.

한편, 최근 자동차 산업의 주요 쟁점은 안전성 및 연비를 꼽을 수 있는데 이를 위해서는 차체의 고강성 및 경량화의 확보를 위한 설계가 필요하며 그에 따른 신기술의 개발이 요구되고 있는 실정이다. 따라서, 자동차 부품의 제조에 있어 상기와 같은 문제점이 있는 종래의 기술수준에서 탈피하여 고난이도의 기술로만 여겨졌던 하이드로포밍, 레이저 용접 기술 및 경량 알루미늄 부품의 개발과 같은 새로운 방식의 공법들이 자동차 제조에 적용되고 있는 추세이다.
In recent years, a major issue in the automobile industry is safety and fuel efficiency. To achieve this, a design for securing high rigidity and light weight of a vehicle body is required, and development of new technology is required accordingly. Accordingly, new methods such as hydroforming, laser welding, and lightweight aluminum parts, which were considered to be only the most advanced technologies, have been applied to automobile manufacturing .

하이드로포밍 공법은 유체의 액압을 이용하는 성형 기술로써 복잡한 형상의 자동차 부품을 제작하기 위한 공법으로 최근 주목받고 있다. 주로 배관부품과 같은 단순한 형상의 제품 제조에 적용되다가 최근 컴퓨터 기술의 발전으로 복잡한 형상의 부품 제조에 적용되어 한두 차례의 공정만으로 원하는 형상을 만들어내 제품을 완성할 수 있게 되었다. The hydroforming method is a molding technique that utilizes the liquid pressure of a fluid, and has recently attracted attention as a method for manufacturing an automobile part having a complicated shape. It is mainly applied to the manufacture of products with simple shapes such as piping parts. Recently, with the development of computer technology, it has been applied to the manufacture of parts with complex shapes.

따라서, 하이드로포밍 공법을 본 발명의 플랜지 제조방법에 적용할 시 상술한 바와 같은 주조 공법에 비해 성형 공정에 필요한 금형의 개수를 대폭 감소시킬 수 있으며 완성품의 균일한 두께나 치수 정밀도가 현저하게 개선되어 제품의 고강도 및 경량화의 실현이 가능해진다. 아울러, 공정 수 및 공정 시간 역시 대폭 단축할 수 있어 생산성의 향상을 통한 원가절감을 도모하도록 한다.
Therefore, when the hydroforming method is applied to the flange manufacturing method of the present invention, the number of the molds required for the molding process can be greatly reduced compared to the casting method described above, and the uniform thickness and dimensional accuracy of the finished product are remarkably improved The high strength and light weight of the product can be realized. In addition, the number of process steps and process time can be greatly shortened, thereby reducing costs by improving productivity.

일반적인 하이드로포밍 공법은 튜브나 시트 내부에 유체를 주입한 후 실린더로 밀폐시켜 압력매체에 의해 성형 압력을 가하여 원하는 형상으로 가공되도록 하는 원리로 이루어진다. 하이드로포밍 공법은 크게 튜브 하이드로포밍과 시트 하이드로포밍으로 분류할 수 있는데, 튜브 하이드로포밍은 튜브를 일정 형태로 절곡한 후 유체를 주입하고 압력을 가하여 튜브를 확관 성형하여 원하는 형상으로 제조하는 공법이다. 자동차 부품의 제조에서 가장 널리 이용되는 공법으로 배기관, 캠샤프트 등의 성형에 적용되고 있다. 시트 하이드로포밍은 시트와 하형 금형 사이에 유체를 주입하여 압력을 가한 후 시트를 금형으로 가압하여 원하는 형상으로 제조하는 공법으로 루프나 대시패널 등의 성형에 시트 하이드로포밍 공법이 적용되고 있다.
A general hydroforming method is a method in which a fluid is injected into a tube or a sheet, the cylinder is sealed with a pressure medium, and a molding pressure is applied to the tube to form a desired shape. The hydroforming method can be roughly divided into tube hydroforming and sheet hydroforming. The tube hydroforming is a method in which a tube is bent into a certain shape, then a fluid is injected and a pressure is applied to expand the tube to produce a desired shape. The most widely used method in the manufacturing of automobile parts is applied to the forming of exhaust pipes, cam shafts, and the like. Sheet hydroforming is a method in which a fluid is injected between a sheet and a lower die to apply pressure to the sheet, and then the sheet is pressed with a die to produce a desired shape. The sheet hydroforming method is applied to forming a loop or a dash panel.

따라서, 전술한 바와 같은 종래 주조 공법에 의한 성형 방식의 문제점을 해소하고 복잡한 형상을 보다 정밀하게 구현함으로써 경량화를 실현하며 제조공정을 보다 효율적으로 개선하기 위하여 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법에서도 하이드로포밍 공법을 적용할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.
Therefore, in order to solve the problems of the molding method by the conventional casting method as described above, realize a light weight by realizing a complicated shape more precisely, and to improve the manufacturing process more efficiently, also in the method of manufacturing the flange for an exhaust gas recirculation apparatus, It is necessary to develop a technology that can apply the forming method.

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 자동차의 배기가스 재순환 장치의 구성요소 중 하나인 배기가스 열교환기의 최종부에 설치되는 플랜지를 성형 제조함에 있어서 하이드로포밍 공법과 프레스 공법 중 플랜지를 성형하는 각 공정의 특성에 따라 가장 최적의 성형 공법을 적용하여 개별로 성형한 후 용접에 의한 결합을 통해 플랜지를 완성함으로써 종래 주조 공법에 의한 성형 방식의 문제점을 해소하고 복잡한 형상을 보다 정밀하게 구현함으로써 경량화를 실현하며 제조공정을 보다 효율적으로 개선하는 하이드로포밍과 프레스 공법을 이용하여 개별로 성형 결합되는 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법을 제공하는 것이 해결하고자 하는 과제이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the related art, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an exhaust gas heat exchanger, It is possible to solve the problem of the molding method by the conventional casting method by completing the most suitable molding method according to the characteristics of each step of forming the flange, It is an object to provide a method of manufacturing a flange for an exhaust gas recirculation apparatus that is individually press-formed by using a hydroforming and press method which realizes weight reduction by realizing precision and which improves the manufacturing process more efficiently.

이와 같은 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이드로포밍과 프레스 공법을 이용하여 개별로 성형 결합되는 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법은, 자동차의 배기가스 열교환기의 일측에 결합되는 통로부(a)와 아웃렛파이프가 결합되는 제1결합홀(b) 및 바이패스파이프가 결합되는 제2결합홀(c)을 형성하도록 몸체(10)와, 제1단부캡(20), 제2단부캡(30), 가스켓(40)으로 이루어지는 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법에 있어서,In order to accomplish the above object, the present invention provides a method of manufacturing a flange for an exhaust gas recirculation apparatus which is individually press-formed by using a hydroforming and press method, comprising the steps of: (10), a first end cap (20), a second end (20), and a second end (20) to form a first engagement hole (b) A method for manufacturing a flange for an exhaust gas recirculation apparatus comprising a cap (30) and a gasket (40)

하이드로포밍 장치에 시트를 안착하고 피딩 실린더를 통해 유체를 주입한 후 상기 몸체(10)의 외관에 상응하는 공형으로 형성된 금형으로 가압하여 몸체(10)를 성형하고, 프레스 장치로 상기 제1결합홀(b)의 형상에 상응하는 개구부를 천공하는 몸체성형공정(S100);과, 프레스 장치에 시트를 안착하고 상기 통로부(a) 및 제2결합홀(c)의 형상에 상응하는 금형으로 가압하여 체결단턱(21)이 형성되는 개구부를 천공하고 외곽선을 전단하여 제1단부캡(20)을 성형한 후 상기 성형된 몸체(10)에 적층하여 레이저 용접에 의해 결합하는 제1단부캡결합공정(S200);과, 프레스 장치에 시트를 안착하고 상기 통로부(a) 및 제2결합홀(c)의 형상에 상응하는 금형으로 가압하여 개구부를 천공하고 외곽선을 전단하여 제2단부캡(30)을 성형한 후 상기 몸체(10)에 결합된 제1단부캡(20)에 적층하여 레이저 용접에 의해 결합하는 제2단부캡결합공정(S300);과, 프레스 장치에 시트를 안착하고 상기 제1결합홀(b)의 형상에 상응하는 금형으로 가압하여 개구부를 천공하고 외곽선을 전단하여 가스켓(40)을 성형한 후 상기 몸체(10)에 부착하여 레이저 용접에 의해 결합하는 가스켓결합공정(S400);을 포함하여 구성되고,A fluid is injected through a feeding cylinder, and the fluid is injected into the hydroforming apparatus, and then the fluid is pressurized by a mold having a shape corresponding to the outer surface of the body 10 to form the body 10, (S100) for forming an opening corresponding to the shape of the passage portion (a) and the second engagement hole (c); A first end cap engaging step of forming the first end cap 20 by cutting an opening in which the engaging step 21 is formed and shearing the outline, stacking the first end cap 20 on the molded body 10, (S200), a sheet is seated on the press apparatus and is pressed by a metal mold corresponding to the shape of the passage portion (a) and the second engagement hole (c) to perforate the opening portion, A first end cap 20 coupled to the body 10, (S300) of joining the sheets by laser welding to form a sheet, placing the sheet on a press device, pressing the sheet with a die corresponding to the shape of the first engagement hole (b) to perforate the opening, (S400) of forming a gasket (40) by shearing, attaching the gasket (40) to the body (10), and bonding the gasket by laser welding (S400)

상기 몸체성형공정(S100)은 몸체의 형상을 70~80% 형성하는 예비성형단계(S110)와, 예비 성형된 몸체를 하이드로포밍 장치로부터 탈형하여 열처리를 실시한 후 급냉하는 연성화단계(S120)와, 재차 하이드로포밍 장치를 통해 몸체의 형상을 100% 완성하는 본성형단계(S130)를 거친 후 상기 개구부를 천공하는 개구부천공단계(S140)를 실시하도록 구성된다.The body shaping step S100 includes a preliminary forming step S110 for forming a body shape of 70 to 80%, a softening step S120 for demolding the preformed body from the hydroforming apparatus, (S140) to drill the opening after the main shaping step (S130) which completes the shape of the body 100% through the hydroforming apparatus again.

또한, 상기 몸체성형공정(S100)에서 하이드로포밍 장치의 내압은 2500~3000bar 로 작용되도록 구성되고, 하이드로포밍 장치에 구비된 4개의 피딩 실린더를 몸체에 형성되는 각 모서리부에 대응하도록 위치하여 유체를 주입하되, 각 피딩 실린더의 압력을 차등제어할 수 있도록 구성된다.In addition, in the body forming step (S100), the internal pressure of the hydroforming apparatus is configured to act as 2500-3000 bar, and the four feeding cylinders provided in the hydroforming apparatus are positioned to correspond to the respective corner portions formed in the body, The pressure of each feeding cylinder can be controlled differentially.

아울러, 상기 몸체성형공정(S100)과, 제1단부캡결합공정(S200)과, 제2단부캡결합공정(S300)과, 가스켓결합공정(S400)으로 이루어지는 각 공정의 마지막에는 개별 공정을 거치면서 생성된 버의 제거 및 연마가 이루어지는 디버링단계(S150)를 실시하도록 구성된다.
At the end of each of the steps including the body forming step S100, the first end cap coupling step S200, the second end cap coupling step S300, and the gasket coupling step S400, And a deburring step (S150) in which burrs are removed and polished.

상술한 바와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 의하면, 자동차의 배기가스 재순환 장치의 구성요소 중 하나로 배기가스를 냉각시켜 재순환되도록 하는 배기가스 열교환기의 최종부에 설치되는 플랜지를 성형 제조함에 있어서 최신 기술인 하이드로포밍 공법을 제조 공정에 적용하여 종래 주조 공법에 비해 성형 공정에 필요한 금형의 개수를 대폭 감소시킬 수 있으므로 성형 공정 이전에 금형 제작에 필요한 공정 수 및 공정 시간을 대폭 단축할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention having the above-described structure, in the case of forming and manufacturing a flange provided in a final part of an exhaust gas heat exchanger for cooling and recirculating an exhaust gas as one of constituent elements of an exhaust gas recirculation device of an automobile, Since the forming method is applied to the manufacturing process, the number of the molds required for the molding process can be greatly reduced compared to the conventional casting process, so that the number of processes and the process time required for the mold production prior to the molding process can be drastically shortened.

특히, 하이드로포밍 공법의 이점을 최대한 활용하여 완성품의 균일한 두께나 치수 정밀도를 현저하게 개선할 수 있어 제품의 고강도 및 경량화의 실현이 가능해지는 효과 역시 기대할 수 있다.In particular, by utilizing the advantage of the hydroforming method to the maximum extent, uniform thickness and dimensional accuracy of the finished product can be remarkably improved, and high strength and light weight of the product can be realized.

또한, 하이드로포밍 공법과 프레스 공법 중 플랜지를 성형하는 각 공정의 특성에 따라 가장 최적의 성형 공법을 적용하여 개별로 성형한 후 용접에 의한 결합을 통해 플랜지를 완성함으로써 제조 공정이 보다 효율적으로 이루어져 생산성이 향상되고 원가절감을 도모해주는 효과가 있다.
In addition, according to the characteristics of each step of forming the flange among the hydroforming method and the pressing method, the most optimal molding method is applied, and the flange is formed through the joining by welding, after which the manufacturing process is more efficiently performed, And the cost reduction is effective.

도 1은 본 발명에 따른 하이드로포밍과 프레스 공법을 이용하여 개별로 성형 결합되는 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법을 도시한 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 하이드로포밍과 프레스 공법을 이용하여 개별로 성형 결합되는 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법에서 몸체성형공정을 상세 도시한 흐름도.
도 3 내지 도 4는 본 발명에 따른 하이드로포밍과 프레스 공법을 이용하여 개별로 성형 결합되는 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법에 따라 성형 결합되는 플랜지를 도시한 사시도.1 is a flow chart showing a method of manufacturing a flange for an exhaust gas recirculation apparatus that is separately press-formed using a hydroforming and press method according to the present invention.
2 is a flow chart showing details of a body molding process in a method of manufacturing a flange for an exhaust gas recirculation apparatus which is separately press-formed by using a hydroforming and press method according to the present invention.
FIGS. 3 to 4 are perspective views showing a flange to be molded and coupled according to a method of manufacturing a flange for an exhaust gas recirculation apparatus, which is separately press-formed by using a hydroforming method and a press method according to the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 후술되는 설명은 본 발명의 원리를 예시하기 위한 하나의 실시예로서 제공되는 것이며, 본 발명은 실시예에 한정되지 않고 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있다. 그리고 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following description is given as an example for illustrating the principle of the present invention, and the present invention is not limited to the embodiments but can be implemented in various different forms. And throughout the specification, like reference numerals designate like elements.

본 발명은 자동차의 배기가스 재순환 장치(EGR)의 구성요소 중 하나로 배기가스를 냉각시켜 재순환되도록 하는 배기가스 열교환기의 최종부에 설치되는 플랜지를 성형 제조함에 있어서 하이드로포밍과 프레스 공정 중 플랜지를 구성하는 각 부품의 특성에 따라 가장 적합한 성형 공정을 별도 적용하여 개별로 성형한 후 결합시켜 플랜지를 완성하여 보다 효율적인 공정의 실시를 가능하게 하는 하이드로포밍과 프레스 공법을 이용하여 개별로 성형 결합되는 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법에 관한 것임을 주지한다.
The present invention relates to an exhaust gas recirculation apparatus (EGR) for use in an automotive exhaust gas recirculation system (EGR), which comprises a hydroforming and a flange The hydroforming and the press forming method, which individually form and combine the most suitable forming processes according to the characteristics of the respective components to complete the flanging process to enable a more efficient process, And to a method of manufacturing a flange for a recirculating device.

한편, 본 발명에 의해 제조되는 상기 플랜지는 자동차의 배기가스 열교환기의 일측 단부상에 결합되는 통로부(a)와, 통로부(a)를 거친 배기가스가 재순환되는 통로인 바이패스파이프가 결합되는 제2결합홀(c), 및 외부 배출 통로인 아웃렛파이프가 결합되는 제1결합홀(b)을 형성하도록 몸체(10)와, 제1단부캡(20)과, 제2단부캡(30)과, 가스켓(40)으로 이루어진다. On the other hand, the flange manufactured by the present invention has a passage portion (a) coupled to one end of an exhaust gas heat exchanger of an automobile and a bypass pipe as a passage through which the exhaust gas recirculating through the passage portion (a) A first end cap 20 and a second end cap 30 to form a first coupling hole b in which an outlet pipe as an external discharge passage is engaged And a gasket 40, as shown in Fig.

상기 몸체(10)는 플랜지의 기본틀을 이루어 배기가스 열교환기를 통과한 배기가스를 엔진으로 재순환되도록 바이패스파이프로 이송하거나, 외부로 배출되도록 아웃렛파이프로 이송하기 위한 경로의 역할을 한다. 몸체(10)에는 체결단턱(21)이 형성되는 상기 제1단부캡(20)과, 제2단부캡(30)이 구비되어 배기가스 열교환기의 단부에 결합되고 후측에는 가스켓(40)이 구비되어 아웃렛파이프가 결합될 수 있는 구성으로 형성된다.The body 10 serves as a path for transferring the exhaust gas having passed through the exhaust gas heat exchanger to the bypass pipe so as to be recirculated to the engine or for transferring the exhaust gas to the outlet pipe so as to be discharged to the outside. The body 10 is provided with the first end cap 20 and the second end cap 30 on which the fastening step 21 is formed to be coupled to the end of the exhaust gas heat exchanger and the gasket 40 So that the outlet pipe can be engaged.

종래에는 상기 몸체(10)를 비롯한 부품 대부분을 주조의 의한 성형 공정을 통해 제조하였으나, 특히 몸체(10)와 같이 복잡한 형상의 부품일 경우 성형을 위한 금형을 세부적으로 분리하여 제작해야 하므로 사용되는 금형의 개수가 늘어나게 되어 공정 수 및 공정에 소요되는 인력 및 시간이 증대되는 등의 문제점이 있었다. In the past, most of the parts including the body 10 were manufactured through a molding process by casting. In particular, in the case of a component having a complicated shape such as the body 10, The number of process steps and manpower required for the process and time are increased.

따라서, 본 발명에서는 상기한 문제점을 해소하도록 플랜지의 제조공정을 종래와는 차별적으로 구성한바, 이하에서 상세히 설명하고자 한다.
Therefore, in the present invention, the manufacturing process of the flange is differentiated from the conventional one to solve the above-mentioned problem, and the following description will be made in detail.

도 1은 본 발명에 따른 하이드로포밍과 프레스 공법을 이용하여 개별로 성형 결합되는 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법을 도시한 흐름도이고, 도 2는 본 발명에 따른 하이드로포밍과 프레스 공법을 이용하여 개별로 성형 결합되는 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법에서 몸체성형공정(S100)을 상세 도시한 흐름도이며, 도 3 내지 도 4는 본 발명에 따른 하이드로포밍과 프레스 공법을 이용하여 개별로 성형 결합되는 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법에 따라 성형 결합되는 플랜지를 도시한 사시도이다.
FIG. 1 is a flow chart showing a method of manufacturing a flange for an exhaust gas recirculation apparatus that is separately press-formed by using a hydroforming and press method according to the present invention. FIG. 2 is a cross- 3 to 4 are sectional views showing a body molding process (S100) in detail in a manufacturing method of a flange for an exhaust gas recirculation device which is individually press-molded and joined together, FIG. 2 is a perspective view showing a flange that is formed and joined according to a method of manufacturing a flange for an exhaust gas recirculation apparatus.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하이드로포밍과 프레스 공법을 이용하여 개별로 성형 결합되는 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법은 크게 몸체성형공정(S100), 제1단부캡결합공정(S200), 제2단부캡결합공정(S300), 가스켓결합공정(S400)을 포함하여 구성된다.
As shown in FIG. 1, a method of manufacturing a flange for an exhaust gas recirculation apparatus, which is individually press-formed by using a hydroforming method and a press method according to an embodiment of the present invention, includes a body forming step (S100), a first end cap A joining process (S200), a second end cap joining process (S300), and a gasket joining process (S400).

상기 몸체성형공정(S100)은 하이드로포밍 공법을 이용하여 몸체(10)를 성형하는 공정으로써, 하이드로포밍 장치에 몸체(10)의 베이스가 되는 시트를 안착하고 피딩 실린더를 통해 유체를 주입한 후 상기 몸체(10)의 외관에 상응하는 공형으로 형성된 금형으로 가압하여 성형하고, 하이드로포밍 장치로부터 탈형 한 후 프레스 장치로 상기 제1결합홀(b)의 형상에 상응하는 개구부를 천공하는 과정으로 이루어지는 공정이다.
The body forming step S100 is a step of forming the body 10 using the hydroforming method. The body forming step S100 is a step of placing the sheet to be the base of the body 10 in the hydroforming apparatus, injecting a fluid through the feeding cylinder, A step of pressing and shaping by a mold having a cone shape corresponding to an outer appearance of the body 10, demolding the same from the hydroforming apparatus, and then punching an opening corresponding to the shape of the first engaging hole b with a press apparatus to be.

하이드로포밍 공법은 튜브나 시트 내부에 유체를 주입한 후 실린더로 밀폐시키고 압력을 가하여 금형에 따라 원하는 형상으로 가공되도록 하는 원리로 이루어지는 공법으로써 복잡한 형상의 부품을 한 두차례의 공정만으로 원하는 형상으로 제조할 수 있도록 하므로 상기와 같은 형상의 플랜지의 몸체(10)를 성형하는데 최적의 공법이라고 할 수 있다.
The hydroforming method is a method that injects a fluid into a tube or sheet and then closes it with a cylinder and presses it to form a desired shape according to the mold. So that it is an optimal method for molding the flange body 10 having the above-described shape.

상기 몸체성형공정(S100)은 다시 세부적으로 4단계로 나뉘어 실시되는데, 시트를 하이드로포밍 장치에 안착하고 몸체(10)의 형상을 70~80% 형성하는 예비성형단계(S110)와, 예비 성형된 몸체(10)를 하이드로포밍 장치로부터 탈형하여 열처리를 실시한 후 급냉하는 연성화단계(S120)와, 재차 하이드로포밍 장치를 통해 몸체(10)의 형상을 100% 완성하는 본성형단계(S130)를 거친 후 프레스 장치로 상기 제1결합홀(b)의 형상에 상응하는 개구부를 천공하는 개구부천공단계(S140)를 실시하도록 구성된다.The body forming step S100 is further divided into four steps. A preforming step (S110) of placing the sheet on the hydroforming apparatus and forming the body 10 in a shape of 70 to 80% After the body 10 is demolded from the hydroforming apparatus and subjected to a heat treatment and then quenched, the body 10 is subjected to a main shaping step S130 for completely completing the shape of the body 10 through the hydroforming apparatus (S140) to perforate an opening corresponding to the shape of the first engagement hole (b) with a press apparatus.

즉, 예비성형단계(S110)를 거친 몸체(10)를 연성화단계(S120)를 통해 연성화하여 본성형단계(S130)에서 보다 정밀한 성형이 이루어질 수 있도록 함으로써 결과물의 완성도를 최대한 높일 수 있도록 한다.
That is, the body 10 having undergone the preliminary molding step S110 is softened through the ducting step S120 so that more precise molding can be performed in the present molding step S130, thereby maximizing the completeness of the finished product.

아울러, 하이드로포밍 장치의 내부에는 유체를 압출하는 4개의 피딩 실린더를 장착하되 상기 몸체(10)에 형성되는 각 모서리부에 대응하도록 위치하여 일반적으로 모서리부의 성형과정에서 흔히 볼 수 있는 주름이 발생하는 문제를 최소화하도록 성형 조건에 따라 피딩 실린더의 압력을 차등제어할 수 있도록 한다. 하이드로포밍 장치의 내압은 수회에 걸친 실험 결과 2500~300bar 로 작용되도록 하는 것이 바람직하였다.
In addition, four feeding cylinders for extruding fluids are mounted in the hydroforming apparatus, and are positioned so as to correspond to the respective corners formed in the body 10, and wrinkles, which are generally seen in the molding process of the corners, are generated The pressure of the feeding cylinder can be controlled differentially according to the molding conditions so as to minimize the problem. The internal pressure of the hydroforming apparatus was preferably set to be in the range of 2500 to 300 bar as a result of several experiments.

상기 제1단부캡결합공정(S200)은 프레스 장치에 상기 제1단부캡(20) 형성을 위한 시트를 안착하고 플랜지의 통로부(a) 및 제2결합홀(c)의 형상에 상응하도록 미리 제작 설치된 금형으로 가압하여 체결단턱(21)이 형성되는 개구부를 천공하고 외곽선을 전단하여 제1단부캡(20)을 성형한 후 상기 성형된 몸체(10)에 적층하여 레이저 용접에 의해 결합하는 공정이다. 제1단부캡(20)은 후술되는 제2단부캡(30), 가스켓(40)과 마찬가지로 그 형상이 판상형으로 형성되므로 프레스 장치를 이용하여 성형과 개구부의 천공 및 전단을 동시에 실시할 수 있는 프레스 공법이 최적의 공법이라고 할 수 있다. 특히, 개구부의 내주연을 따라 하방 형성되는 체결단턱(21) 역시 상·하 금형에 의해 한 번에 동시에 형성될 수 있다.The first end cap engaging step S200 is a step of placing a sheet for forming the first end cap 20 on a press device and attaching the sheet for forming the first end cap 20 to the pressing device in advance in accordance with the shape of the passage portion a and the second engaging hole c A step of forming the first end cap 20 by shearing an outline and then laminating the first end cap 20 on the molded body 10 and joining the first end cap 20 by laser welding to be. Since the first end cap 20 is formed in a plate-like shape in the same manner as the second end cap 30 and the gasket 40 to be described later, a press capable of simultaneously performing perforation and shearing of the molding and the opening by using a press apparatus The construction method is the optimal construction method. Particularly, the fastening step 21 formed downward along the inner periphery of the opening can also be formed at one time by the upper and lower molds.

아울러, 일반적인 레이저 용접은 레이저 빔의 출력을 응용한 용접 공법으로써 타 용접 방식에 비해 에너지 밀도가 높고 고융점 금속의 용접이 가능하며 열 영향 범위가 좁아 접점에서 좁고 깊게 융합할 수 있어 용접물의 열 변형이 작고 작업성이 뛰어난 등의 이점이 있으므로 정밀 부품 등의 용접에 적합한 방식이다.
In addition, general laser welding is a welding method applying the output of laser beam. It has higher energy density and welding of high melting point metal compared to other welding methods. It can narrow and deep fuse at contact point because heat effect range is narrow. Is small and excellent in workability. Therefore, it is a method suitable for welding of precision parts and the like.

상기 제2단부캡결합공정(S300) 역시 프레스 장치에 시트를 안착하고 상기 통로부(a) 및 제2결합홀(c)의 형상에 상응하는 금형으로 가압하여 개구부를 천공하고 외곽선을 전단하여 제2단부캡(30)을 성형한 후 상기 몸체(10)에 결합된 제1단부캡(20)에 적층하여 레이저 용접에 의해 결합하는 공정이다. 제1단부캡(20)과는 달리 체결단턱(21)이 형성되지 않으므로 천공과 전단만으로 제2단부캡(30)을 형성할 수 있다.
In the second end cap attaching step S300, the sheet is seated on the press device and the opening portion is pierced by a die corresponding to the shape of the passage portion (a) and the second engagement hole (c) The two end caps 30 are formed and then laminated on the first end cap 20 coupled to the body 10 and joined by laser welding. Unlike the first end cap 20, since the fastening step 21 is not formed, the second end cap 30 can be formed only by perforation and shearing.

상기 가스켓결합공정(S400)은 프레스 장치에 시트를 안착하고 상기 제1결합홀(b)의 형상에 상응하는 금형으로 가압하여 개구부를 천공하고 외곽선을 전단하여 가스켓(40)을 성형한 후 상기 몸체(10)에 부착하여 레이저 용접에 의해 결합하는 공정이다. 일반적인 가스켓(40)은 플랜지 접합부 등에서 파이프와의 기밀을 유지해주는 박판 형상의 배관재료를 말하는데 본 발명의 플랜지에 구비되는 가스켓(40)은 아웃렛파이프와 플랜지 사이의 접합면을 형성하게 된다. 따라서, 가스켓(40) 역시 프레스 공법을 이용하여 성형하는 것이 최적의 공법이라고 할 수 있다.
In the gasket coupling step S400, the seat is seated on the press device, the opening is pierced by a die corresponding to the shape of the first engagement hole b, the outline is sheared to form the gasket 40, (10) and joining them by laser welding. A general gasket 40 refers to a thin plate-like piping material that maintains airtightness with a pipe at a flange joint or the like. The gasket 40 provided in the flange of the present invention forms a joint surface between the outlet pipe and the flange. Therefore, molding the gasket 40 using the press method is also an optimum method.

한편, 상기 몸체성형공정(S100)과, 제1단부캡결합공정(S200)과, 제2단부캡결합공정(S300)과, 가스켓결합공정(S400)으로 이루어지는 각 공정의 마지막에는 개별 공정을 거치면서 생성된 버(Burr)의 제거 및 연마가 이루어지는 디버링단계(S150)를 실시하는 것이 바람직하다. 버는 금속 등의 성형이나 전단 가공시에 필연적으로 발생하게 되는 긁힌 형상의 흠집으로써 용접을 실시하기 전 또는 후에 버를 제거해주지 않을 경우 불량이 발생하기 쉬우므로 반드시 실시해주어야 하는 공정이다. 디버링단계(S150)는 통상의 디버링툴을 이용하여 실시할 수 있다.
Meanwhile, at the end of each of the steps including the body molding step (S100), the first end cap coupling step (S200), the second end cap coupling step (S300), and the gasket coupling step (S400) And a deburring step (S150) in which removal and polishing of burrs are performed. The bur is a scratched scratch which is inevitably generated at the time of forming or shearing of a metal or the like, and it is a process that must be performed because defects tend to occur when the burr is not removed before or after the welding. The deburring step S150 may be performed using a normal deburring tool.

이하, 본 발명의 하이드로포밍과 프레스 공법을 이용하여 개별로 성형 결합되는 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법에 따른 실시예와, 종래 주조 공법에 따른 비교예를 실시하여 각 항목에 따라 비교한 결과를 표 1에 나타내었다.
Hereinafter, examples of the method for producing a flange for an exhaust gas recirculation device, which are individually press-formed by using the hydroforming and press method of the present invention, and comparative examples according to the conventional casting method, Are shown in Table 1.

실시예Example 비교예Comparative Example 공정 소요시간(cycle time)Process time (cycle time) 1분 내외Within 1 minute 수분 이상More than water 치수 정밀도Dimensional accuracy 높음height 보통usually 두께 균일도Thickness uniformity 양호Good 보통usually 중량weight 경량Lightweight 고중량Heavy weight 강도burglar 고강도High strength 보통usually 주름 발생Wrinkle 개선됨Improved 보통usually

앞서 기술하였듯 본 발명에 따른 하이드로포밍과 프레스 공법을 이용하여 개별로 성형 결합되는 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법을 통해 플랜지를 성형하는 각 공정의 특성에 따라 하이드로포밍과 프레스 공법 중 가장 최적의 성형 공법을 적용하여 개별로 성형하는 공정을 실시하고 레이저 용접에 의해 결합시켜 플랜지를 완성함으로써 공정 소요시간의 단축과 함께 치수 정밀도와 두께 균일도의 개선으로 경량화 및 고강도를 실현하고 제품의 완성도를 높여주는 결과를 확인할 수 있다.
As described above, according to the manufacturing method of the flange for the exhaust gas recirculation device, which is separately press-formed by the hydroforming and press method according to the present invention, the hydroforming and the pressing method And the welding is performed by laser welding to complete the flange. By reducing the process time and improving the dimensional accuracy and uniformity of the thickness, it is possible to achieve weight reduction and high strength, and to improve the completeness of the product You can check the results.

이상에서 설명한 본 발명은, 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 명확히 하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It should be clarified. Therefore, it is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

S100: 몸체성형공정 S110: 예비성형단계
S120: 연성화단계 S130: 본성형단계
S140: 개구부천공단계 S150: 디버링단계
S200: 제1단부캡결합공정 S300: 제2단부캡결합공정
S400: 가스켓결합공정
1: 배기가스 재순환 장치용 플랜지
10: 몸체 20: 제1단부캡
21: 체결단턱 30: 제2단부캡
40: 가스켓 a: 통로부
b: 제1결합홀 c: 제2결합홀S100: Body molding step S110: Preforming step
S120: ducting step S130: main shaping step
S140: Perforation of opening S150: Deburring step
S200: First end cap coupling step S300: Second end cap coupling step
S400: gasket bonding process
1: Flange for exhaust gas recirculation
10: body 20: first end cap
21: fastening step 30: second end cap
40: gasket a: passage portion
b: first coupling hole c: second coupling hole

Claims (5)

자동차의 배기가스 열교환기의 일측에 결합되는 통로부(a)와 아웃렛파이프가 결합되는 제1결합홀(b) 및 바이패스파이프가 결합되는 제2결합홀(c)을 형성하도록 몸체(10)와, 제1단부캡(20), 제2단부캡(30), 가스켓(40)으로 이루어지는 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법에 있어서,
하이드로포밍 장치에 시트를 안착하고 피딩 실린더를 통해 유체를 주입한 후 상기 몸체(10)의 외관에 상응하는 공형으로 형성된 금형으로 가압하여 몸체(10)를 성형하고, 프레스 장치로 상기 제1결합홀(b)의 형상에 상응하는 개구부를 천공하는 몸체성형공정(S100);과,
프레스 장치에 시트를 안착하고 상기 통로부(a) 및 제2결합홀(c)의 형상에 상응하는 금형으로 가압하여 체결단턱(21)이 형성되는 개구부를 천공하고 외곽선을 전단하여 제1단부캡(20)을 성형한 후 상기 성형된 몸체(10)에 적층하여 레이저 용접에 의해 결합하는 제1단부캡결합공정(S200);과,
프레스 장치에 시트를 안착하고 상기 통로부(a) 및 제2결합홀(c)의 형상에 상응하는 금형으로 가압하여 개구부를 천공하고 외곽선을 전단하여 제2단부캡(30)을 성형한 후 상기 몸체(10)에 결합된 제1단부캡(20)에 적층하여 레이저 용접에 의해 결합하는 제2단부캡결합공정(S300);과,
프레스 장치에 시트를 안착하고 상기 제1결합홀(b)의 형상에 상응하는 금형으로 가압하여 개구부를 천공하고 외곽선을 전단하여 가스켓(40)을 성형한 후 상기 몸체(10)에 부착하여 레이저 용접에 의해 결합하는 가스켓결합공정(S400);으로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이드로포밍과 프레스 공법을 이용하여 개별로 성형 결합되는 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법.
A body 10 is formed so as to form a first coupling hole b for coupling the outlet pipe to the outlet pipe and a second coupling hole c for coupling the bypass pipe to one side of the exhaust gas heat exchanger of the automobile, , A first end cap (20), a second end cap (30), and a gasket (40), the method comprising the steps of:
A fluid is injected through a feeding cylinder, and the fluid is injected into the hydroforming apparatus, and then the fluid is pressurized by a mold having a shape corresponding to the outer surface of the body 10 to form the body 10, (S100) of forming an opening corresponding to the shape of the body (b)
The sheet is seated on the press apparatus and is pressed by a mold corresponding to the shape of the passage portion (a) and the second engagement hole (c) to open the opening where the fastening step 21 is formed, (S200) joining the molded body (10) by laser welding after forming the molded body (20)
The sheet is seated on the press apparatus and is pressed by a mold corresponding to the shape of the passage portion (a) and the second engagement hole (c) to form the second end cap 30 by shearing the outline, A second end cap attaching step (S300) of laminating and joining by laser welding to the first end cap (20) coupled to the body (10)
The sheet is seated on the press apparatus and is pressed with a metal corresponding to the shape of the first engagement hole b to perforate the opening portion and the outline is sheared to form the gasket 40 and then attached to the body 10, And a gasket coupling step (S400) of joining the gasket and the gasket to each other by using the hydroforming and pressing method.
제1항에 있어서,
상기 몸체성형공정(S100)은 몸체의 형상을 70~80% 형성하는 예비성형단계(S110)와, 예비 성형된 몸체를 하이드로포밍 장치로부터 탈형하여 열처리를 실시한 후 급냉하는 연성화단계(S120)와, 재차 하이드로포밍 장치를 통해 몸체의 형상을 100% 완성하는 본성형단계(S130)를 거친 후 상기 개구부를 천공하는 개구부천공단계(S140)를 실시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하이드로포밍과 프레스 공법을 이용하여 개별로 성형 결합되는 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법.
The method according to claim 1,
The body shaping step S100 includes a preforming step S110 of forming a body shape of 70 to 80%, a ducting step S120 of quenching the preformed body after heat treatment is performed by demolding the preformed body, (S140) of drilling the opening after the main forming step (S130) of completing the shape of the body 100% through the hydroforming apparatus is performed again using the hydroforming and pressing method And the flanges are individually formed and joined to each other.
제1항에 있어서,
상기 몸체성형공정(S100)에서 하이드로포밍 장치의 내압은 2500~3000bar 로 작용되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하이드로포밍과 프레스 공법을 이용하여 개별로 성형 결합되는 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the hydroforming apparatus is configured such that the internal pressure of the hydroforming apparatus is in the range of 2500 to 3000 bar in the body forming step (SlOO). ≪ RTI ID = 0.0 > [10] < / RTI >
제1항에 있어서,
상기 몸체성형공정(S100)에서는 하이드로포밍 장치에 구비된 4개의 피딩 실린더를 몸체에 형성되는 각 모서리부에 대응하도록 위치하여 유체를 주입하되, 각 피딩 실린더의 압력을 차등제어할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하이드로포밍과 프레스 공법을 이용하여 개별로 성형 결합되는 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법.
The method according to claim 1,
In the body shaping step (S100), the four feeding cylinders provided in the hydroforming apparatus are positioned so as to correspond to the respective corners formed on the body, and the fluid is injected, and the pressure of each feeding cylinder can be controlled differentially Wherein the hydroforming is carried out by a press forming method.
제1항에 있어서,
상기 몸체성형공정(S100)과, 제1단부캡결합공정(S200)과, 제2단부캡결합공정(S300)과, 가스켓결합공정(S400)으로 이루어지는 각 공정의 마지막에는 개별 공정을 거치면서 생성된 버의 제거 및 연마가 이루어지는 디버링단계(S150)를 실시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하이드로포밍과 프레스 공법을 이용하여 개별로 성형 결합되는 배기가스 재순환 장치용 플랜지의 제조방법.
The method according to claim 1,
At the end of each of the steps including the body forming step S100, the first end cap coupling step S200, the second end cap coupling step S300, and the gasket coupling step S400, And a deburring step (S150) is performed in which deburring and polishing of the burr are performed. The method of manufacturing a flange for an exhaust gas recirculation apparatus according to any one of claims 1 to 3,
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