KR102431615B1 - Hydro forming Molding Apparatus for Air Suspension Cylinder Forming - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가열 및 급냉 방식을 이용한 에어 서스펜션 실린더 성형용 하이드로 포밍 성형장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 에어 서스펜션 실린더 소재에 실링과 함께 가열 및 급냉 방식으로 확관하여 에어 서스펜션 실린더 소재를 효율적으로 성형하는 것이 가능한 가열 및 급냉 방식을 이용한 에어 서스펜션 실린더 성형용 하이드로 포밍 성형장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hydroforming molding apparatus for forming an air suspension cylinder using a heating and quenching method, and more particularly, to an air suspension cylinder material for efficiently forming an air suspension cylinder material by expanding it by heating and quenching together with a sealing method. It relates to a hydroforming molding apparatus for forming an air suspension cylinder using a heating and quenching method that can be used.
일반적으로 하이드로 포밍 기술은 스탬핑 기술보다 강도 및 강성이 높은 고품질의 부품을 얻을 수 있는 기술의 하나로 부각되고 있다.In general, hydroforming technology is emerging as one of the technologies that can obtain high-quality parts with higher strength and rigidity than stamping technology.
이러한 하이드로 포밍 기술은 크게 튜브 하이드로 포밍(tube hydro forming)과 판재 하이드로 포밍(tube hydro forming)으로 구분하는데, 그 중에서 튜브 하이드로 포밍의 경우, 롤포밍으로 제조된 강관이나 알루미늄 압출 파이프를 소재로 사용하며, 속이 빈 중공제품을 프리포밍 다이 내부에 위치시켜 최종 형상에 근접하게 성형한 다음, 중공제품의 내부에 액체를 이용한 압력을 가함으로써, 원하는 형상이 복잡한 형상이라도 용이하게 제조할 수 있다.This hydroforming technology is largely divided into tube hydroforming and plate hydroforming. Among them, in the case of tube hydroforming, a steel pipe or aluminum extrusion pipe manufactured by roll forming is used as a material. , by placing a hollow hollow product inside a preforming die to form it close to the final shape, and then applying pressure using a liquid to the inside of the hollow product, even a complex shape with a desired shape can be easily manufactured.
반면, 차량의 서스펜션 시스템은 차체와 휠 사이를 연결하는 장치로서, 차량의 안락한 승차감, 차체의 흔들림 제어로 운전 편의성을 제공함은 물론 차량의 선회, 제동시 차량의 조정 안정성을 확보하는 역활 등을 제공하는 것이다.On the other hand, the vehicle's suspension system is a device that connects the vehicle body and the wheel, providing a comfortable ride and driving convenience by controlling the shaking of the vehicle body, as well as securing the stability of the vehicle during turning and braking. will do
이러한 차량의 서스펜션 시스템은 종래 주로 스프링 방식을 많이 사용하였는데, 이 경우 스프링의 탄성이 부드러우면 승차감이 좋아지고 딱딱하면 조정 안정성이 좋아지기 때문에 승차감과 조정 안정성을 동시에 만족시킬 수 없는 한계와 긍차감과 조정 안정성을 쉽게 조절할 수 없는 한계가 있었다.The suspension system of such a vehicle has mainly used a spring method in the prior art. In this case, if the elasticity of the spring is soft, the riding comfort is improved, and if the spring is hard, the adjustment stability is improved. There was a limitation that the adjustment stability could not be easily adjusted.
이에 따라, 서스펜션 시스템에 공기를 이용하되 공기압을 제어하면서 컨트롤하는 고기능 에어 서스펜션(air suspension)이 제공되어 승차감과 조정 안정성을 동시에 만족시킴은 물론 손쉽게 조절할 수 있도록 하였으나 국내 제품이 아니라 주로 수입 제품에 의존하기 때문에 비용이 고가이고, 에어 서스펜션을 위한 밸브 등의 복잡한 구조가 추가되어 차량의 무게 부담이 늘어나게 된다는 문제가 있었다.Accordingly, a high-function air suspension that uses air to control the air pressure while using air is provided for the suspension system, which satisfies ride comfort and adjustment stability at the same time and makes it easy to adjust. Therefore, the cost is high, and there is a problem that the weight burden of the vehicle is increased by adding a complicated structure such as a valve for the air suspension.
이와 같은 문제를 개선하고자 국내 기술에 의해 차량용 에어 시스펜션을 개발하기에 이르렀고, 특히 에어 서스펜션의 실린더를 경량화하기 위해 알루미늄 소재에 의해 성형 제조하고자 하였다.In order to improve such a problem, domestic technology has led to the development of an air suspension for a vehicle, and in particular, in order to reduce the weight of the cylinder of the air suspension, it is intended to be molded and manufactured using an aluminum material.
이러한 에어 서스펜션용 실린더는 알루미늄 소재를 후방 압출 방식에 의해 1차 성형한 후 하이드로 포밍 기술이 적용된 성형장치에 의해 확관시켜 포밍하는 2차 성형 과정에 의해 제조하게 된다.This air suspension cylinder is manufactured by a secondary molding process of forming an aluminum material by a rear extrusion method and then expanding it by a molding device to which a hydroforming technology is applied.
통상적인 하이드로 포밍 성형장치의 구조를 도 1 및 도 2를 참조하여 살펴보면, 상/하 금형(1)(2)의 성형부(3)에 후방 압축 방식에 의해 성형된 알루미늄 재질의 실린더 소재(S)를 장착하고 형 결합 후 금형 및 소재 가열 상태에서 유압실린더(5)에 의해 전후 이동하는 가압 펀치(4) 선단의 테이퍼 경사부(4a)에 의해 실린더 소재(S)의 입구(110)를 금형 성형부 입구의 경사면(3a)으로 가압 밀착하는 실링 후 실린더 소재(S) 내부로 질소 가스 충전에 의한 팽창 압으로 실린더 소재를 확관시켜 포밍 성형하고, 금형 개방 후 형성된 실린더를 추출하여 제조하게 되는 것이다.Looking at the structure of a conventional hydroforming molding apparatus with reference to FIGS. 1 and 2, the cylinder material (S) made of aluminum formed by the rear compression method in the
그러나 상기한 종래 하이드로 포밍 성형장치는 가압 펀치가 유압실린더에 의해 테이퍼 경사부호 실린더 소재의 입구를 가압 밀착하는 가압 밀착력을 제어하지 못하면서 실린더 소재의 입구가 너무 낳은 두께로 가압되어 눌려지면서 금형과 가압 펀치에 눌러 붙게 되는 변형으로 오히려 실링 기능도 떨어지고 실린더 소재의 성형 불량은 물론 금형이나 가압 펀치로부터 분리하는 과정도 원활하지 못하게 되는 등의 문제가 있었다. 특히, 가압 펀치의 실링 과정에서 금형과 실린더의 열이 가압 펀치에 전달되어 가압 펀치의 온도가 상승하기 때문에 가압 펀치가 실린더 소재의 입구를 실링할 때 실린더 소재가 더욱 눌러 붙게 되면서 제품의 성형 불량은 물론 작업성이 떨어지며 품질 저하를 초래하게 된다는 문제가 있었다.However, in the conventional hydroforming molding apparatus described above, the pressure punch does not control the pressure adhesion force that pressurizes the inlet of the tapered inclined symbol cylinder material by the hydraulic cylinder, and the inlet of the cylinder material is pressurized to a too good thickness and pressed while the mold and the pressure punch are pressed. There were problems such as poor sealing function and poor molding of the cylinder material as well as the process of separating it from the mold or pressurized punch not smoothly due to the deformation caused by the pressure. In particular, during the sealing process of the pressure punch, heat from the mold and the cylinder is transferred to the pressure punch and the temperature of the pressure punch rises, so when the pressure punch seals the inlet of the cylinder material, the cylinder material is further pressed, resulting in product molding defects. Of course, there was a problem that the workability was lowered and the quality was deteriorated.
또한, 종래에는 실리더 소재를 확관시켜 포밍 성형한 후 상금형을 승강시켜 형 개방할 때, 금형 및 성형된 실린더 제품 자체가 고온이기 때문에 작업자가 에어 호스를 이용하여 성형된 실린더 제품을 수동을 냉각시킨 후 분리해야만 하여 작업성과 함께 생산성 저하를 초래하고, 제품을 전체적으로 고르게 냉각하지 못한 경우 일부분이 추출 과정에서 변형되어 양품생산이 어렵다는 문제가 있었다.In addition, in the prior art, when the upper mold is lifted and molded after forming by expanding the cylinder material, the mold and the molded cylinder product itself are high temperature, so the operator manually cools the molded cylinder product using an air hose. There was a problem in that it was difficult to produce a good product as part of the product was deformed during the extraction process if the product was not cooled evenly as a whole, causing a decrease in productivity as well as workability.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량용 에어 서스펜션 실린더 소재를 가열 상태에서 실링과 함께 고압수에 의한 급냉 방식으로 확관 성형하게 구성하므로 제품의 성형 불량 및 품질 저하 문제를 개선하면서 작업성과 생산성을 높일 수 있는 가열 및 급냉 방식을 이용한 에어 서스펜션 실린더 성형용 하이드로 포밍 성형장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, and since the air suspension cylinder material for a vehicle is formed to be expanded by a rapid cooling method using high-pressure water with sealing in a heated state, it is possible to improve the workability while improving the molding defect and quality deterioration of the product. An object of the present invention is to provide a hydroforming molding apparatus for forming an air suspension cylinder using a heating and rapid cooling method capable of increasing productivity.
본 발명이 제안하는 가열 및 급냉 방식을 이용한 에어 서스펜션 실린더 성형용 하이드로 포밍 성형장치는 실린더 성형을 위한 형상의 상부 성형부를 형성하는 상부금형과, 상기 상부금형의 하부에 대응하여 형합 가능하게 구비하되 실린더 성형을 위한 형상의 하부 성형부를 형성하는 하부금형과, 상기 상부금형 및 상기 하부금형에 매립 설치하되 상기 상부 성형부 및 상기 하부 성형부의 주변에서 발열하여 실린더 소재에 열을 가하는 가열유닛을 포함하여 구성하는 가열금형부와; 상기 가열금형부의 후방에서 상/하부 성형부를 향해 전후 직선 이동 가능하되 전방에 실린더 소재의 입구를 가압 밀착하여 실링 가능한 테이퍼 압착헤드를 구비하는 가압펀치와, 상기 가압펀치 상에 관통 형성하고 상기 가압펀치의 가압 밀착에 따른 실링 후 실린더 소재의 내부로 고압수를 분사하여 실린더 소재를 확관 가능한 고압수확관유닛을 포함하여 구성하는 급냉성형부;를 포함하여 이루어진다.Hydroforming molding apparatus for air suspension cylinder molding using heating and quenching method proposed by the present invention is provided with an upper mold forming an upper molding part of a shape for cylinder molding, and moldable corresponding to the lower part of the upper mold, but the cylinder A lower mold forming a lower molding part having a shape for molding, and a heating unit embedded in the upper mold and the lower mold to generate heat around the upper mold and the lower mold to apply heat to the cylinder material. a heating mold part; A pressure punch having a tapered compression head capable of moving forward and backward in a straight line from the rear of the heating mold part toward the upper/lower molding part, but capable of sealing the inlet of the cylinder material by pressing and close contact with the front, and penetrating the pressure punch and forming the pressure punch and a rapid cooling forming unit comprising a high-pressure harvesting pipe unit capable of expanding the cylinder material by spraying high-pressure water into the cylinder material after sealing according to the pressure adhesion of the cylinder material.
상기 가열금형부의 가열유닛은, 상기 상/하부 성형부의 길이 방향으로 연장 형성하되 상기 상/하부 성형부의 둘레방향으로 간격을 두고 복수 개를 구비토록 배치 구성하는 가열봉과, 복수 개의 상기 가열봉에 대응하여 온도를 설정 제어하는 온도제어수단을 구성한다.The heating unit of the heating mold part is formed to extend in the longitudinal direction of the upper/lower molding part, but a heating rod configured to be provided with a plurality of spaced apart in the circumferential direction of the upper/lower molding part, and a plurality of the heating rods to configure a temperature control means for setting and controlling the temperature.
상기 급냉성형부의 가압펀치는, 상기 가열금형부 상에 전후 직선 이동을 위하여 상기 테이퍼 압착헤드의 후방에서 직선 경로의 가이드면을 형성하는 가이드부와, 상기 테이퍼 압착헤드의 경사면과 상기 가이드부의 가이드면 간에 단차를 형성하는 단차턱을 구비한다.The press punch of the rapid cooling forming part includes a guide part forming a guide surface of a straight path at the rear of the tapered compression head for linear movement back and forth on the heating mold part, an inclined surface of the tapered compression head and a guide surface of the guide part It has a stepped jaw that forms a step between the two.
상기 급냉성형부의 고압수확관유닛은, 상기 가압펀치에 대응하여 직선 방향으로 연장 형성하고 고압수를 공급 가능하게 형성하는 고압수공급로와, 상기 가압펀치 중 상기 테이퍼 압착헤드에 대응하여 고압수를 강하게 분출시키는 분사노즐을 구성한다.The high-pressure harvesting pipe unit of the rapid cooling forming part extends in a straight direction in response to the pressure punch and forms a high-pressure water supply path for supplying high-pressure water, and high-pressure water in response to the taper compression head among the pressure punches. It constitutes a spray nozzle that ejects strongly.
상기 분사노즐은, 상기 고압수공급로에 연통하여 고압수를 직선방향으로 분사하는 메인분사노즐과, 상기고압수공급로에 연통하되 상기 테이퍼 압착헤드의 경사면에 대응하여 경사방향으로 연장 형성하는 급냉분사노즐을 구비한다.The injection nozzle includes a main injection nozzle that communicates with the high-pressure water supply path and sprays high-pressure water in a straight direction, and a rapid cooling that communicates with the high-pressure water supply path but extends in an oblique direction to correspond to the inclined surface of the taper compression head. A spray nozzle is provided.
본 발명에 따른 가열 및 급냉 방식을 이용한 에어 서스펜션 실린더 성형용 하이드로 포밍 성형장치에 의하면 성형부 주변에서 실린더 소재의 가열상태를 유지하면서 가압펀치에 의한 가압 밀착으로 실링함과 동시에 고압수로 인한 급냉 및 확관 성형하게 구성하므로, 우수한 작업성 및 생산성을 도모하면서 제품의 성형 불량을 방지하여 양품 생산을 도모함은 물론 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.According to the hydroforming molding apparatus for air suspension cylinder molding using the heating and quenching method according to the present invention, while maintaining the heating state of the cylinder material around the molding part, sealing by pressurization by a pressure punch, and rapid cooling and cooling due to high pressure water Since it is configured to expand the tube, excellent workability and productivity are promoted, and mold defects of the product are prevented, thereby promoting the production of good products, as well as improving the quality of the product.
도 1은 종래 하이드로 포밍 성형장치를 나타내는 단면 구성도.
도 2는 도 1에 의한 성형 공정도.
도 3은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 단면 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예에서 가열금형부를 나타내는 측단면도.
도 5는 본 발명에 따른 일실시예에서 가열금형부의 다른 실시예를 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 일실시예에서 급냉성형부를 나타내는 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 일실시예에서 가압펀치를 나타내는 사시도1 is a cross-sectional configuration diagram showing a conventional hydroforming molding apparatus.
Figure 2 is a molding process diagram according to Figure 1;
3 is a cross-sectional configuration diagram showing an embodiment according to the present invention.
4 is a side cross-sectional view showing a heating mold part in an embodiment according to the present invention.
5 is a cross-sectional view showing another embodiment of the heating mold part in one embodiment according to the present invention.
6 is a cross-sectional view showing a rapid cooling forming part in an embodiment according to the present invention.
7 is a perspective view showing a pressure punch in an embodiment according to the present invention;
본 발명은 실린더 성형을 위한 형상의 상부 성형부를 형성하는 상부금형과, 상기 상부금형의 하부에 대응하여 형합 가능하게 구비하되 실린더 성형을 위한 형상의 하부 성형부를 형성하는 하부금형과, 상기 상부금형 및 상기 하부금형에 매립 설치하되 상기 상부 성형부 및 상기 하부 성형부의 주변에서 발열하여 실린더 소재에 열을 가하는 가열유닛을 포함하여 구성하는 가열금형부와; 상기 가열금형부의 후방에서 상/하부 성형부를 향해 전후 직선 이동 가능하되 전방에 실린더 소재의 입구를 가압 밀착하여 실링 가능한 테이퍼 압착헤드를 구비하는 가압펀치와, 상기 가압펀치 상에 관통 형성하고 상기 가압펀치의 가압 밀착에 따른 실링 후 실린더 소재의 내부로 고압수를 분사하여 실린더 소재를 확관 가능한 고압수확관유닛을 포함하여 구성하는 급냉성형부;를 포함하는 가열 및 급냉 방식을 이용한 에어 서스펜션 실린더 성형용 하이드로 포밍 성형장치를 기술구성의 특징으로 한다.The present invention provides an upper mold for forming an upper molding part of a shape for cylinder molding, a lower mold for forming a lower molding part having a shape for cylinder molding, the upper mold and a heating mold part embedded in the lower mold and configured to include a heating unit for applying heat to the cylinder material by generating heat around the upper mold part and the lower mold part; A pressure punch having a tapered compression head capable of moving forward and backward in a straight line from the rear of the heating mold part toward the upper/lower molding part, but capable of sealing the inlet of the cylinder material by pressing and close contact with the front, and penetrating the pressure punch and forming the pressure punch Hydro for air suspension cylinder molding using heating and rapid cooling method including; It is characterized by the technical configuration of the forming molding device.
다음으로 본 발명에 따른 가열 및 급냉 방식을 이용한 에어 서스펜션 실린더 성형용 하이드로 포밍 성형장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Next, a preferred embodiment of the hydroforming molding apparatus for forming an air suspension cylinder using a heating and quenching method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
먼저 본 발명에 따른 가열 및 급냉 방식을 이용한 에어 서스펜션 실린더 성형용 하이드로 포밍 성형장치의 일실시예는 도 3에 나타낸 바와 같이, 가열금형부(100)와, 급냉성형부(200)를 포함하여 이루어진다.First, as shown in FIG. 3 , an embodiment of a hydroforming molding apparatus for forming an air suspension cylinder using a heating and quenching method according to the present invention includes a
상기 가열금형부(100)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 급냉성형부(200)에 의하여 알루미늄 실린더 소재(S)의 성형이 이뤄질 수 있게 성형 작업영역을 조성하는 금형 구조로서, 상부금형(110) 및 하부금형(120)을 구비토록 구성한다.As shown in FIG. 3 , the
상기 상부금형(110)은 상기 하부금형(120)에 상측에 대응하여 수직 방향으로 유동 가능한 구성으로서, 상기 하부금형(120)에 대응하여 실린더 성형을 위한 음각 형태의 형상을 갖는 상부 성형부(111)를 형성한다.The
상기 하부금형(120)은 상기 상부금형(110)의 하부에 대응하여 형합 가능한 구조를 이루고, 실린더 성형을 위한 음각 형태의 형상을 갖는 하부 성형부(121)를 형성한다. 즉, 상기 상부 성형부(111) 및 상기 하부 성형부(121) 내 실린더 소재(S)를 고정 상태로 위치하며 실린더 소재(S)의 포밍 성형을 위한 제품 형상의 성형 틀을 조성한다.The
상기 상부 성형부(111) 및 상기 하부 성형부(121)의 입구에는 상기 급냉성형부(200)의 실링 작업을 위한 경사면을 형성한다. 즉, 상기 급냉성형부(200)로부터 실린더 소재(S)를 가압 접촉할 때 실린더 소재(S)의 실링부분을 접촉 지지하게 형성한다.At the inlets of the
상기 가열금형부(100)에는 실린더 소재(S)에 설정온도로 열을 가할 수 있게 가열유닛(130)을 구성한다.A
상기 가열유닛(130)은 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 상부금형(110) 및 상기 하부금형(120)에 매립 설치하되, 상기 상부 성형부(111) 및 상기 하부 성형부(121)에 인접한 주변에서 발열 가능하게 구성한다.As shown in FIGS. 3 and 4, the
상기 가열유닛(130)은 상기 상부금형(110) 및 상기 하부금형(120)에 매립 설치하여 발열 가능하게 형성하는 복수 개의 가열봉(131)과, 복수 개의 상기 가열봉(131)에 대응하여 온도를 설정 제어하는 온도제어수단(133)을 구성한다.The
상기 가열봉(131)은 상기 상부 성형부(111) 및 상기 하부 성형부(121)에 각각 길이 방향으로 연장 형성하되, 상기 상부 성형부(111) 및 상기 하부 성형부(121)의 둘레방향으로 일정한 간격을 두고 복수 개를 구비토록 배치 구성한다.The
상기 온도제어수단(133)은 상기 가열봉(131)의 발열 온도를 탄력적으로 설정 제어한다. 즉, 포밍 성형 대상인 실린더 소재(S)의 성형 두께나 유형에 따라 온도를 탄력적으로 설정 제어하여 최적의 포밍 성형 환경을 조성하는 것이 가능하다.The temperature control means 133 flexibly sets and controls the heating temperature of the
또한, 상기 가열금형부(100)에는 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 상부 성형부(111) 및 상기 하부 성형부(121)를 향하여 상기 가열봉(131)의 열을 집중 전달하는 열전부재(140)를 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.In addition, as shown in FIG. 5 , the
상기 열전부재(140)는 상기 상부 성형부(111) 및 상기 하부 성형부(121)에 상기 가열봉(131)보다 인접하게 위치하게 구성한다.The
상기 열전부재(140)는 상기 상부 성형부(111) 및 상기 하부 성형부(121)의 전체 구간에서 상기 급냉성형부(200)와의 직접적인 미접촉 구간에만 한정하여 부분적으로 구비토록 구성한다. 즉, 실린더 소재(S)의 실링 부위를 제외한 상기 급냉성형부(200)의 고압수에 의해 확관되는 성형 영역에만 대응하여 상기 열전부재(140)를 구비토록 구성하므로, 실린더 소재(S)의 실링 부분에 과도한 변형을 방지하면서 고압수의 압력에 의한 원활한 확관을 도모하는 것이 가능하다.The
상기에서 열전부재(140)로 사용 가능한 소재로는 일반 주철보다 열전도가 우수한 텅스텐 구리 합금 등을 적용하여 구성한다.As a material usable as the
상기 급냉성형부(200)는 실린더 소재(S)의 입구를 실링함과 동시에 확관시키는 기능을 수행한다.The rapid
상기 급냉성형부(200)는 도 3 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 실린더 소재(S)의 입구를 가압 밀착하여 실링 가능하게 구비하는 가압펀치(210)와, 실린더 소재(S)의 내부로 고압수를 분사하여 실린더 소재(S)를 포밍 성형토록 확관 가능한 고압수확관유닛(220)을 구성한다.As shown in FIGS. 3 and 6 , the rapid
상기 가압펀치(210)는 상기 가열금형부(100)의 후방에서 상하 형 결합한 상기 상부금형(110)과 상기 하부금형(120)의 상/하부 성형부(111)(121)를 향해 전후 직선 이동 가능한 구동 구조를 이룬다. 즉, 상기 가압펀치(210)는 유압실린더(217)를 구비하여 전후 직선 이동 가능하게 구성한다.The
상기 가압펀치(210)는 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 가열금형부(100)에 대응한 전방 선단에 실린더 소재(S)의 입구에 직접적으로 접해 가압 밀착하는 테이퍼 압착헤드(211)를 구비하고, 상기 테이퍼 압착헤드(211)의 후방에서 직선 경로의 가이드면을 형성하는 가이드부(213)를 구비토록 구성한다.As shown in FIGS. 6 and 7, the
상기 테이퍼 압착헤드(211)는 실린더 소재(S)의 실링 접촉을 위한 경사면을 형성한다.The tapered
상기 가압펀치(210)에는 상기 테이퍼 압착헤드(211) 및 상기 가이드부(213)의 경계에 단차턱(215)을 형성한다.In the
상기 단차턱(215)은 상기 테이퍼 압착헤드(211)의 경사면과 상기 가이드부(213)의 가이드면 간에 단차를 형성하므로, 상기 단차턱(215)에 의해 실린더 소재 입구를 상기 상/하부 성형부(111)(121) 입구의 경사면으로 가압 밀착하는 두께를 줄이면서 실링하게 된다. 즉, 상기 단차턱(215)은 적어도 실린더 소재(S)의 두께보다 작은 깊이로 형성하되, 실린더 소재(S)의 두께를 감안하여 상기 단차턱(215)의 깊이에 따라 실린더 소재(S)의 입구를 가압하는 두께를 조절하는 것이 가능하다.Since the stepped
상기 가압펀치(210)에서 상기 테이퍼 압착헤드(211)는 상기 가이드부(213)와 일체형으로 구성하는 것도 가능하고, 상기 가이드부(213)로부터 분리 가능하여 수시로 교체 가능한 구조를 갖는 분리형으로 상기 테이퍼 압착헤드(211)를 구성하는 것도 가능하다.In the
상기 고압수확관유닛(220)은 상기 가압펀치(210)의 가압 밀착에 따른 실링 후 실린더 소재(S)의 내부로 고압수를 분사하여 실린더 소재(S)를 확관시키는 구조로 구성한다.The high-pressure
상기 고압수확관유닛(220)은 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 가압펀치(210) 상에 관통 형성하여 실린더 소재(S)를 향한 고압수를 분사 가능한 구조로서, 고압수공급로(221) 및 분사노즐(223)을 구성한다.As shown in FIG. 6 , the high-pressure
상기 고압수공급로(221)는 상기 가압펀치(210)에 대응하여 직선 방향으로 연장 형성하고 고압수를 공급 가능하게 형성한다. 즉, 상기 고압수공급로(221)는 상기 분사노즐(223)로의 고압수 공급을 도모함과 동시에 상기 가압펀치(210)를 자체적으로 냉각시킨다.The high-pressure
상기 분사노즐(223)은 상기 가압펀치(210) 중 상기 테이퍼 압착헤드(211)에 대응하여 구비토록 형성하며, 상기 상/하부 성형부(111)(121) 내 위치한 실린더 소재(S)의 내부를 향하여 고압수를 강하게 분출시킨다.The
상기 분사노즐(223)은 상기 고압수공급로(221)에 연통하여 고압수를 직선방향으로 분사하는 메인분사노즐(223a)과, 상기고압수공급로(221)에 연통하되 상기 테이퍼 압착헤드(211)의 경사면에 대응하여 경사방향으로 연장 형성하는 급냉분사노즐(223b)을 구성한다.The
상기 급냉분사노즐(223b)은 상기 메인분사노즐(223a)과 더불어 실린더 소재(S) 내 강한 압력의 고압수를 분출시킴과 동시에 상기 가압펀치(210) 중 실린더 소재(S)의 실링 면과 접하는 상기 테이퍼 압착헤드(211)의 경사면을 따라 흐르면서 상기 테이퍼 압착헤드(211)를 빠르게 냉각시킨다.The rapid
상기와 같은 본 발명의 작동관계를 간단히 살펴보면, 가열금형부(100)의 상부금형(110)과 하부금형(120)에 대응하여 상부 성형부(111) 및 하부 성형부(121)에 실린더 소재(S)를 위치한 후 상기 상부금형(110)과 상기 하부금형(120)을 형 결합시키되 가열유닛(130)의 발열로 실린더 소재(S)에 열을 가하고, 급냉성형부(200)의 가압펀치(210)를 전진시켜 실린더 소재(S)의 입구를 가압 밀착하는 실링 작동을 진행하되 가압펀치(210)의 테이퍼 압착헤드(211)가 실린더 소재(S)의 입구를 상기 상부 성형부(111) 및 상기 하부 성형부(121)의 경사면으로 가압 밀착하면서 실링 하며, 상기 급냉성형부(200)에서는 상기 가압펀치(210)에 의한 실링과 동시에 고압수확관유닛(220)에서 실린더 소재 내 고압수를 분사하여 실린더 소재(S)의 실링 부위는 물론 실린더 소재(S)를 전체적으로 급냉하며 실린더 소재(S)에 외측을 향한 팽창 압력을 가하므로 상부 성형부(111) 및 하부 성형부(121)의 형상에 맞춤 확관되면서 포밍 성형하게 된다.Briefly looking at the operating relationship of the present invention as described above, the cylinder material ( After positioning S), the
즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 가열 및 급냉 방식을 이용한 에어 서스펜션 실린더 성형용 하이드로 포밍 성형장치에 의하면, 성형부 주변에서 실린더 소재의 가열상태를 유지하면서 가압펀치에 의한 가압 밀착으로 실링함과 동시에 고압수로 인한 급냉 및 확관 성형하게 구성하므로, 우수한 작업성 및 생산성을 도모하면서 제품의 성형 불량을 방지하여 양품 생산을 도모함은 물론 제품의 품질을 향상시키는 것이 가능하다.That is, according to the hydroforming molding apparatus for forming an air suspension cylinder using the heating and quenching method according to the present invention configured as described above, while maintaining the heating state of the cylinder material around the forming part, sealing by pressurization by a pressure punch and At the same time, it is composed of rapid cooling and pipe expansion by high-pressure water, so it is possible to improve the quality of the product as well as promote the production of good products by preventing the molding defect of the product while promoting excellent workability and productivity.
상기에서는 본 발명에 따른 가열 및 급냉 방식을 이용한 에어 서스펜션 실린더 성형용 하이드로 포밍 성형장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.In the above, a preferred embodiment of a hydroforming molding apparatus for forming an air suspension cylinder using a heating and quenching method according to the present invention has been described, but the present invention is not limited thereto. It is possible to carry out various modifications within the scope, and this also falls within the scope of the present invention.
100 : 가열금형부 110 : 상부금형
111 : 상부 성형부 120 : 하부금형
121 : 하부 성형부 130 : 가열유닛
131 : 가열봉 133 : 온도제어수단
140 : 열전부재 200 : 급냉성형부
210 : 가압펀치 211 : 테이퍼 압착헤드
213 : 가이드부 215 : 단차턱
217 : 유압실린더 220 : 고압수확관유닛
221 : 고압수공급로 223 : 분사노즐
223a : 메인분사노즐 223b : 급냉분사노즐
S : 실린더 소재100: heating mold part 110: upper mold
111: upper molded part 120: lower mold
121: lower molding unit 130: heating unit
131: heating rod 133: temperature control means
140: thermoelectric member 200: quick cooling forming part
210: pressure punch 211: taper compression head
213: guide part 215: stepped jaw
217: hydraulic cylinder 220: high pressure harvesting pipe unit
221: high pressure water supply path 223: injection nozzle
223a:
S: Cylinder material
Claims (5)
상기 가열금형부의 후방에서 상기 상부 성형부 및 하부 성형부를 향해 전후 직선 이동 가능하되 전방에 실린더 소재의 입구를 가압 밀착하여 실링 가능한 테이퍼 압착헤드를 구비하는 가압펀치와, 상기 가압펀치 상에 관통 형성하고 상기 가압펀치의 가압 밀착에 따른 실링 후 실린더 소재의 내부로 고압수를 분사하여 실린더 소재를 확관 가능한 고압수확관유닛을 포함하여 구성하는 급냉성형부;를 포함하여 이루어지는 가열 및 급냉 방식을 이용한 에어 서스펜션 실린더 성형용 하이드로 포밍 성형장치로서,
상기 상부 성형부 및 하부 성형부의 입구에는 상기 급냉성형부의 가압펀치의 테이퍼 압착헤드가 가압 접촉할 때 실링접촉을 지지하기 위한 경사면이 형성되고,
상기 가열금형부의 가열유닛은 상기 상부 성형부 및 하부 성형부의 길이 방향으로 연장 형성하되 상기 상부 성형부 및 하부 성형부의 둘레방향으로 간격을 두고 복수 개를 구비토록 배치 구성하는 가열봉과, 복수 개의 상기 가열봉에 대응하여 온도를 설정 제어하는 온도제어수단을 포함하여 이루어지며,
상기 가열금형부에는 상기 가열봉보다 상기 상부 성형부 및 하부 성형부에 인접하여 배치되어 상기 상부 성형부 및 상기 하부 성형부를 향하여 상기 가열봉의 열을 집중 전달하기 위한 주철보다 열전도가 우수한 텅스텐 구리 합금 소재의 열전부재를 포함하여 이루어지되, 상기 열전부재는 상기 급냉성형부의 고압수에 의해 확관되는 성형 영역에만 대응하는 부분에 배치되어 상기 실린더 소재의 입구를 가압 밀착하여 실링하는 테이퍼 압착헤드에 의하여 상기 실린더 소재의 실링 부분에 과도한 변형을 방지하도록 이루어지고,,
상기 급냉성형부의 가압펀치는, 상기 가열금형부 상에 전후 직선 이동을 위하여 상기 테이퍼 압착헤드의 후방에서 직선 경로의 가이드면을 형성하는 가이드부와, 상기 테이퍼 압착헤드의 경사면과 상기 가이드부의 가이드면 간에 단차를 형성하는 단차턱을 포함하되, 상기 단차턱은 상기 실린더 소재의 두께보다 작은 깊이로 형성하도록 조절가능하게 이루어지며,
상기 가압펀치의 테이퍼 압착헤드는 상기 가이드부로부터 분리 가능하여 수시로 교체 가능한 구조를 갖는 분리형으로 이루어지는 가열 및 급냉 방식을 이용한 에어 서스펜션 실린더 성형용 하이드로 포밍 성형장치.
An upper mold forming an upper molding part having a shape for cylinder molding, a lower mold provided to correspond to the lower part of the upper mold and forming a lower molding part having a shape for cylinder molding, the upper mold and the lower mold a heating mold part embedded in a heating mold unit including a heating unit that heats the cylinder material by generating heat around the upper molding part and the lower molding part;
A pressure punch having a tapered compression head capable of moving forward and backward linearly from the rear of the heating mold part toward the upper molding part and the lower molding part, but sealing the inlet of the cylinder material by pressing and close contact with the front, and penetrating the pressure punch; Air suspension using a heating and rapid cooling method comprising a; a rapid cooling molding unit comprising a high-pressure harvesting pipe unit capable of expanding the cylinder material by spraying high-pressure water into the cylinder material after sealing according to the pressure adhesion of the pressure punch A hydroforming molding device for cylinder molding, comprising:
An inclined surface is formed at the inlet of the upper molding part and the lower molding part to support the sealing contact when the taper pressing head of the pressure punch of the quench molding part is in press contact,
The heating unit of the heating mold part is formed to extend in the longitudinal direction of the upper molded part and the lower molded part, and a heating rod configured to be provided with a plurality of spaced apart in the circumferential direction of the upper molded part and the lower molded part, and a plurality of the heating parts Consists of including a temperature control means for setting and controlling the temperature in response to the rod,
A tungsten copper alloy material having superior heat conduction than cast iron for intensively transferring heat of the heating rod toward the upper and lower molded parts and disposed adjacent to the upper and lower molding parts than the heating rod in the heating mold part of the thermoelectric member, wherein the thermoelectric member is disposed in a portion corresponding to only the molding area expanded by the high-pressure water of the rapid cooling molding part and pressurizes and closes the inlet of the cylinder material to seal the cylinder by a tapered compression head. It is made to prevent excessive deformation of the sealing part of the material,
The press punch of the rapid cooling forming part includes a guide part forming a guide surface of a straight path at the rear of the tapered compression head for linear movement back and forth on the heating mold part, an inclined surface of the tapered compression head and a guide surface of the guide part Including a step step to form a step between the steps, the step step is made adjustable to form a depth smaller than the thickness of the cylinder material,
A hydroforming molding apparatus for air suspension cylinder molding using a heating and quenching method, wherein the taper pressing head of the pressure punch is separable from the guide part and is of a separable type having a structure that can be replaced at any time.
상기 급냉성형부의 고압수확관유닛은, 상기 가압펀치에 대응하여 직선 방향으로 연장 형성하고 고압수를 공급 가능하게 형성하는 고압수공급로와, 상기 가압펀치 중 상기 테이퍼 압착헤드에 대응하여 고압수를 강하게 분출시키는 분사노즐을 포함하여 이루어지는 가열 및 급냉 방식을 이용한 에어 서스펜션 실린더 성형용 하이드로 포밍 성형장치.
The method according to claim 1,
The high-pressure harvesting pipe unit of the rapid cooling forming part extends in a straight direction in response to the pressure punch and forms a high-pressure water supply path for supplying high-pressure water, and high-pressure water in response to the taper compression head among the pressure punches. A hydroforming molding device for air suspension cylinder molding using a heating and rapid cooling method including a strong jetting nozzle.
상기 분사노즐은, 상기 고압수공급로에 연통하여 고압수를 직선방향으로 분사하는 메인분사노즐과, 상기고압수공급로에 연통하되 상기 테이퍼 압착헤드의 경사면에 대응하여 경사방향으로 연장 형성하는 급냉분사노즐을 포함하여 이루어지는 가열 및 급냉 방식을 이용한 에어 서스펜션 실린더 성형용 하이드로 포밍 성형장치.
5. The method according to claim 4,
The injection nozzle includes a main injection nozzle that communicates with the high-pressure water supply path and sprays high-pressure water in a straight direction, and a rapid cooling that communicates with the high-pressure water supply path but extends in an oblique direction to correspond to the inclined surface of the taper compression head. Hydroforming molding device for air suspension cylinder molding using heating and quenching method including injection nozzle.
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KR102567875B1 (en) * | 2022-10-04 | 2023-08-16 | 윤영태 | Hydroforming Molding Device for Air Suspension Cylinder Forming |
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- 2021-10-05 KR KR1020210131428A patent/KR102431615B1/en active IP Right Grant
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