KR102599529B1 - 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션 제조방법 - Google Patents

복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내장재를 피고정물에 고정시킬 수 있도록 하는 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션 제조방법로서, 금형에 의하여 모재가 변형되면서 성형되는 최종 가공물의 치수가 생산하고자 하는 제품의 치수와 동일한 치수가 되도록 상기 모재를 절단하여 블랭크를 제작하는 제1단계와; 상기 블랭크를 상기 금형에 안착시켜 가압함으로써 성형이 이루어지도록 하여 복수의 상기 최종 가공물을 형성하도록 드로잉하는 제2단계와; 드로잉이 완료된 상기 최종 가공물의 굽힘 곡률 반경을 보정할 수 있도록 플랜징 작업과 리스트라이킹 작업을 수행하는 제3단계와; 상기 플랜징 작업과 리스트라이킹 작업이 이루어진 상기 최종 가공물의 판면에 요구되는 복수의 절개공을 형성하도록 피어싱 가공하는 제4단계와; 피어싱 가공이 완료된 상기 최종 가공물의 상호 분리를 위한 분리 치수를 결정할 수 있도록 세퍼레이팅 가공하는 제5단계를; 포함한 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션 제조방법를 제공함으로써, 제품의 생산성을 향상시키고 생산되는 부품의 국산화 제조가 가능하도록 할 수 있는 효과가 있다.

Description

복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션 제조방법{MANUFACTURING METHOD FOR TAILGATE EXTENSION USING DOUBLE DRAWING}
본 발명은 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 블랭크 공정에서 최종 완성치수를 결정함으로써 후공정 작업인 트리밍과 컷팅 공정을 생략할 수 있도록 하고, 한 번의 판금 작업으로 복수의 최종 가공물을 동시에 생산이 가능하도록 하여 생산성을 향상시키고 부품의 국산화 제조가 가능하도록 할 수 있는 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션 제조방법에 관한 것이다.
자동차의 외판차체를 구성하는 테일게이트 익스텐션 부품은 자동차의 테일게이트 이너 부품의 내측에 위치하는 부품으로써 테일게이트 아우터와 함께 조립되어 차체에 뒤쪽에 장착되어 차량 주행시 전, 후면과 양 측면, 노면에서 올라오는 외부 공기저항에 흔들림이 없어야 하고 후방충돌시 외부로부터 충격을 흡수할 수 있도록 안전성과 편의성을 갖추어야 하는 핵심부품이다.
따라서, 테일게이트 아우터와 테일게이트 이너 부품을 지지할 수 있도록 ㅌ테일게이트 인터와 아우터 부품이 함께 장착되기 때문에 내측에 조립되는 마운팅 브라켓 부품과 구멍 위치가 정확해야 하고 형상정밀도와 제품의 변형이 없어야 한다.
또한, 장착면의 조립성과 위치정도가 정밀해야 하며, 연신율이 적은 알루미늄 소재를 사용하여 완성품을 만들기 때문에 프레스가공 후 크랙과 전단면의 거스러미와 버(Burr)가 없어야 하며 치수정밀도의 변화가 없어야 한다.
그런데, 알루미늄 소재의 적용상의 큰 문제점이 있는데, 알루미늄 소재의 기계적 특성인 저연성과 인장강도, 낮은 탄성한계 때문에 성형과정에서 발생되는 과도한 크랙(Crack), 버(Burr), 주름(Wrinkle) 등으로 인해 성형품질 확보는 물론, 재료 소진율(loss)율이 많아서 원가부담의 가중과 함께 생산성이 크게 문제가 되고 있는 실정이다.
즉, 테일게이트 익스텐션 부품을 알루미늄 소재로 제조하기 위해 일반 드로잉 공법을 사용할 경우, 성형압력 차이에서 발생되는 주름과 크랙, 각종 버(Burr) 발생하여 성형에 어려움이 있다.
그리고, 알루미늄 전단 공정에서 발생하는 버(Burr) 문제는 후공정 트리밍과 컷팅 공정에서 이루어지기 때문에 연속 작업시 마다 발생되는 칩(chip)이 펀치와 다이 표면에 달라붙는 융착현상 때문에 작업성이 떨어질 뿐만 아니라 제품 품질에 큰 문제를 일으키고 있다.
도 1은 종래의 일반 드로잉 공법을 이용하여 테일게이트 익스텐션을 제조하는 공정을 도시한 제조공정도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 일반 드로잉 공법을 이용한 테일게이트 익스텐션 제조 공정은 ①Blank - ②Drawing - ③Trim/Cutting - ④Cam/Cutting- ⑤Cam/Cutting - ⑥Flange/Reatrike - ⑦Piercing/C/No - ⑧C/Pi Separating 의 8공정으로 구성되며 3개의 트리밍(Trimming)과 컷팅(Cutting) 공정으로 이루어진다.
상기한 공정은 상술한 바와 같은 문제점들이 발생하게 되며, 이러한 문제들로 인해 차체부품 중 테일게이트 익스텐션과 같은 형상이 복잡한 제품에 대해서 알루미늄 소재를 적용하는데 어려움이 있기 때문에 이를 해소할 수 있는 금형 공법인 블랭크 공정에서 최종 제품치수를 결정한 후 복합드로잉 공정에서 제품을 완성하여 트리밍과 컷팅공정이 필요없는 차별화된 공법기술을 적용하여 알루미늄 소재를 이용한 부품개발시 상기와 같은 제조상의 문제점을 극복할 수 있는 성형공법의 개발에 대한 필요성이 대두되고 있다.
상기와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 블랭크 공정에서 최종 완성치수를 결정함으로써 후공정 작업인 트리밍과 컷팅 공정을 생략할 수 있도록 하고, 한 번의 판금 작업으로 복수의 최종 가공물을 동시에 생산이 가능하도록 하여 생산성을 향상시키고 부품의 국산화 제조가 가능하도록 할 수 있는 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션 제조방법를 제공함에 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션 제조방법은, 금형에 의하여 모재가 변형되면서 성형되는 최종 가공물의 치수가 생산하고자 하는 제품의 치수와 동일한 치수가 되도록 상기 모재를 절단하여 블랭크를 제작하는 제1단계와; 상기 블랭크를 상기 금형에 안착시켜 가압함으로써 성형이 이루어지도록 하여 복수의 상기 최종 가공물을 형성하도록 드로잉하는 제2단계와; 드로잉이 완료된 상기 최종 가공물의 굽힘 곡률 반경을 보정할 수 있도록 플랜징 작업과 리스트라이킹 작업을 수행하는 제3단계와; 상기 플랜징 작업과 리스트라이킹 작업이 이루어진 상기 최종 가공물의 판면에 요구되는 복수의 절개공을 형성하도록 피어싱 가공하는 제4단계와; 피어싱 가공이 완료된 상기 최종 가공물의 상호 분리를 위한 분리 치수를 결정할 수 있도록 세퍼레이팅 가공하는 제5단계를; 포함하여 구성되어 있다.
여기서, 상기 제1단계는 상기 모재의 판면에 일정 간격 이격되어 가로 방향과 세로 방향으로 배치되는 복수의 스크라이빙 라인을 마킹한 후에 상기 제3단계를 진행하면서 보정해야 할 굽힘 곡률 반경의 보정 치수를 가감하여 상기 스크라이빙 라인에 반영함으로써 완성 치수가 결정되도록 할 수 있다.
그리고, 상기 제1단계와 상기 제2단계 사이에는 상기 블랭크를 상기 금형의 정위치에 안착시킨 후에 판금 작업시에 유동을 방지할 수 있도록 상기 블랭크의 판면에 상기 금형에 구비된 복수의 파일럿핀이 삽입되어 상기 블랭크를 고정시킬 수 있는 고정홀을 관통 형성하는 단계를 진행하도록 할 수 있다.
또한, 판금 작업시에 상기 블랭크에 가해지는 압력이 균일하게 분산되도록 상기 금형의 저부면에 설치되어 상기 블랭크를 지지하는 패드는 질소 가스 실린더에 의하여 탄성지지되도록 할 수 있다.
아울러, 상기 제5단계 이후에는 상기 최종 가공물의 판면 전체에 걸쳐서 이상 여부를 판단할 수 있는 판재 성형 분석 및 해석하는 단계가 더 진행되도록 하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 모재는 알루미늄 재질로 형성되고, 상기 최종 가공물은 전기자동차에 사용되는 테일게이트 익스텐션으로 형성될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션 제조방법은 블랭크 공정에서 최종 완성치수를 결정함으로써 후공정 작업인 트리밍과 컷팅 공정을 생략할 수 있도록 하고, 한 번의 판금 작업으로 복수의 최종 가공물을 동시에 생산이 가능하도록 하여 생산성을 향상시키고 부품의 국산화 제조가 가능하도록 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 일반 드로잉 공법을 이용하여 테일게이트 익스텐션을 제조하는 공정을 도시한 제조공정도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션을 제조하는 공정을 도시한 제조공정도.
도 3a와 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션을 제조하는 금형의 상형과 하형의 구조를 도시한 도면.
도 4는 플랜징 작업과 리스트라이킹 작업에 의하여 성형금형 유입량과 두께분포를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션을 제조하는 공정을 순차적으로 기재한 흐름도.
본 개시의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 개시의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션 제조방법를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션을 제조하는 공정을 도시한 제조공정도이며, 도 3의 (a)와 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션을 제조하는 금형의 상형과 하형의 구조를 도시한 도면이고, 도 4는 플랜징 작업과 리스트라이킹 작업에 의하여 성형금형 유입량과 두께분포를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션을 제조하는 공정을 순차적으로 기재한 흐름도이다.
도 2와 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션 제조방법은, 금형에 의하여 모재가 변형되면서 성형되는 최종 가공물의 치수가 생산하고자 하는 제품의 치수와 동일한 치수가 되도록 상기 모재를 절단하여 블랭크를 제작하는 제1단계와; 상기 블랭크를 상기 금형에 안착시켜 가압함으로써 성형이 이루어지도록 하여 복수의 상기 최종 가공물을 형성하도록 드로잉하는 제2단계와; 드로잉이 완료된 상기 최종 가공물의 굽힘 곡률 반경을 보정할 수 있도록 플랜징 작업과 리스트라이킹 작업을 수행하는 제3단계와; 상기 플랜징 작업과 리스트라이킹 작업이 이루어진 상기 최종 가공물의 판면에 요구되는 복수의 절개공을 형성하도록 피어싱 가공하는 제4단계와; 피어싱 가공이 완료된 상기 최종 가공물의 상호 분리를 위한 분리 치수를 결정할 수 있도록 세퍼레이팅 가공하는 제5단계를; 포함하여 구성되어 있다.
본 발명은 자동차의 외판 차체를 구성하는 테일게이트 익스텐션 부품을 제조하기 위한 것으로 테일게이트 익스텐션은 자동차의 테일게이트 이너 부품의 내측 위치하는 부품으로서 테일게이트 아웃터와 함께 조립되어 차량 주행시에 전, 후면과 양측면, 노면에서 올라오는 외부 공기저항에 흔들림이 없어야 하고 후방 충돌시 외부로부터 충격을 흡수할 수 있도록 안전성과 편의성을 갖추어야 하는 핵심 부품이다.
본 발명은 이러한 테일게이트 익스텐션 부품을 종래의 싱글 드로잉 공법과는 차별화 된 복합 드로잉 공법을 이용하여 제조함으로써 블랭크 공정에서 최종 완성치수를 결정함으로써 후공정 작업인 트리밍과 컷팅 공정을 생략할 수 있도록 하여 제조 공정을 줄여서 신속한 제조가 가능하도록 한다.
그리고, 상기 모재는 알루미늄 재질로 형성되고, 상기 최종 가공물은 전기자동차에 사용되는 테일게이트 익스텐션을 형성하게 되는데, 차량에 사용되는 부품을 알루미늄 재질로 형성할 경우에 차체의 중량을 40%까지 줄일 수 있기 때문에 알루미늄 소재를 사용하는 것이 효과적이다.
이러한, 알루미늄 소재의 경우에 일반적인 드로잉 공법을 사용할 경우 성형압력 차이로 인하여 주름과 크랙 및 버가 발생하게 되고, 버를 제거하기 위하여 후공정 성형에서 칩이 펀치와 다이 표면에 달라붙는 융착 현상 때문에 작업성이 떨어지기 때문에 열응력 발생을 없애기 위하여 알루미늄계 복합코팅 처리 기술을 적용해야 하지만, 본 발명의 경우에는 블랭크 공정에서 최종 제품 치수를 결정한 후 복합 드로잉 공법을 이용하여 제품을 완성하기 때문에 트리밍과 커팅공정이 필요없기 때문에 알루미늄 소재 적용상의 성형성 문제를 해소할 수 있는 효과가 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션 제조방법은, 우선, 금형에 의하여 모재가 변형되면서 성형되는 최종 가공물의 치수가 생산하고자 하는 제품의 치수와 동일한 치수가 되도록 상기 모재를 절단하여 블랭크를 제작하는 제1단계를 진행하게 된다.
블랭크를 제작시에는 상기 모재의 판면에 일정 간격 이격되어 가로 방향과 세로 방향으로 배치되는 복수의 스크라이빙 라인을 마킹한 후에 상기 제3단계를 진행하면서 보정해야 할 굽힘 곡률 반경의 보정 치수를 가감하여 상기 스크라이빙 라인에 반영함으로써 최종 완성 치수가 결정되도록 하여 블랭크를 제작하게 된다.
스크라이빙 라인은 가로 방향과 세로 방향으로 모재의 판면에 5 mm 등간격으로 마킹한 선으로서, 제3단계에서 플랜징 작업과 리스트라이킹 작업을 수행하면서 가로 방향과 세로 방향으로 모재가 변형되면서 유입되는 변화량을 체크하여 블랭크 치수에 반영하여 블랭크 치수를 결정할 수 있도록 하는 역할을 한다.
블랭크의 제작이 완료되면 상기 블랭크를 상기 금형에 안착시켜 가압함으로써 성형이 이루어지도록 하여 복수의 상기 최종 가공물을 형성하도록 드로잉하는 제2단계를 진행하게 된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 모재를 성형하여 최종 가공물을 형성하도록 드로잉하는 제2단계에서는 모재가 금형의 가압에 의하여 변형되면서 모재가 연신되는 정도의 차이로 인하여 모재의 두께가 상이하게 변형되는데, 이러한 모재의 두께 변화율을 최적화하여 설계할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
상기 제1단계와 상기 제2단계 사이에는 상기 블랭크를 상기 금형의 정위치에 안착시킨 후에 판금 작업시에 유동을 방지할 수 있도록 상기 블랭크의 판면에 상기 금형에 구비된 복수의 파일럿핀이 삽입되어 상기 블랭크를 고정시킬 수 있는 고정홀을 관통 형성하는 것이 효과적이다.
상기 블랭크를 금형의 정위치에 안착시키고 압력을 가하여 판금 작업시에 금형에 의하여 상기 블랭크에 가해지는 압력의 차이로 인하여 블랭크가 유동할 수 있는데, 블랭크의 복수의 개소에 금형의 파일럿핀이 삽입되는 고정홀을 관통 형성함으로써 블랭크의 유동을 방지하여 정확한 판금이 이루어지도록 할 수 있다.
또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 판금 작업시에 상기 블랭크에 가해지는 압력이 균일하게 분산되도록 상기 금형의 저부면에 설치되어 상기 블랭크를 지지하는 패드는 질소 가스 실린더에 의하여 탄성지지되도록 할 수 있다.
블랭크를 지지하는 금형의 패드가 질소 가스 실린더에 의하여 탄성지지되도록 함으로써 모재에서 복수로 좌우에 두 쌍의 테일게이트 익스텐션이 성형시에 좌우에 균일하게 압력이 분산될 수 있도록 함으로써 정확한 판금 작업이 이루어지도록 할 수 있는 효과가 있다.
드로잉 작업이 완료된 후에는 드로잉 작업이 완료된 상기 최종 가공물의 굽힘 곡률 반경을 보정할 수 있도록 플랜징 작업과 리스트라이킹 작업을 수행하는 제3단계를 진행하게 된다.
상술한 바와 같이, 상기 제3단계를 진행하면서 보정해야 할 굽힘 곡률 반경의 보정 치수를 가감하여 블랭크의 판면에 마킹된 상기 스크라이빙 라인에 반영함으로써 블랭크의 최종 완성 치수가 결정되도록 한다.
그리고, 제3단계 이후에는 상기 플랜징 작업과 리스트라이킹 작업이 이루어진 상기 최종 가공물의 판면에 요구되는 복수의 절개공을 형성하도록 피어싱 가공하는 제4단계를 진행하게 된다.
복수의 절개공은 제작되는 테일게이트 익스텐션을 구성하는 테일게이트 아우터와 테일게이트 이너의 내측에 위치하는 마운팅 브라켓 부품과의 조립을 위하여 정확한 위치에 형성되어야 하며, 형상정밀도가 높도록 하고 테일게이트 익스텐션 자체의 변형이 없도록 형성되는 것이 바람직하다.
제4단계 이후에는 피어싱 가공이 완료된 상기 최종 가공물의 상호 분리를 위한 분리 치수를 결정할 수 있도록 세퍼레이팅 가공하는 제5단계를 진행하는데, 세퍼레이팅 가공하는 제5단계는 블랭크에 성형된 복수의 테일게이트 익스텐션를 각각 분리하여 조립할 수 있도록 블랭크의 판면에 이들을 분리하는 치수를 결정하는 단계이다.
상술한 바와 같은 과정에 의하여 테일게이트 익스텐션의 제작이 완료되는 상기 제5단계 이후에는 상기 최종 가공물의 판면 전체에 걸쳐서 이상 여부를 판단할 수 있는 판재 성형 분석 및 해석하는 단계가 더 진행되도록 하는 것이 더욱 바람직하다.
이러한 상기 판재 성형 공정의 분석 및 해석은 유한요소법, 유한차분법, 상계해석법 등이 있으며, 이중 유한요소법(FEM: Finite Element Method)을 사용하게 된다.
금속판재 성형 시 금형 또는 공정조건 등이 적절히 설계되어있지 않으면 초동부품 또는 중간단계에서 파단, 주름, 치수불량 등 결함이 발생하기 때문에 비용 및 시간적 부담을 줄이기 위해 성형공정 시뮬레이션 기법을 활용하게 된다.
유한요소법에서 사용되는 시간적분법은 크게 내연적(implicit)과 외연적(explicit) 방법으로 구분되는데, 내연적 방법은 외연적 방법에 비해 비교적 정확한 해를 제공할 수 있으며, 접촉 정식화가 상대적으로 간단하고 계산 소요시간이 많이 소요되지 않는 2차원 준정적 문제에 효율적이다.
외연적 방법은 단순 접촉정식을 사용하여 3차원 판재성형시에서 주로 사용하고 있으나, 해석시간이 과도하게 소요되어 스프링 백 해석에서는 내연적방법을 사용하게 된다.
그리고 FEM을 활용한 판재성형공정 해석과정은 전처리(Pre-Process), 성형해석, 후처리(Post-Process)로 크게 3단계로 구분하여 진행하게 된다.
전처리(Pre-Process) 과정은 아래와 같이 네 단계의 과정으로 진행된다.
① 금형 형상: 성형하고자 하는 제품의 형상을 설계자료로부터 성형해석에 필요한 금형형상으로 변환, 이 형상으로부터 실제 성형에서 사용될 다이(die), 펀치(punch), 블랭크 홀더(blank holder), 드로우 비드(draw bead)의 형상이 결정되도록 함.
② 유한요소 격자망: 제품의 성형에 사용될 블랭크의 형상과 크기를 결정하고, 결정된 블랭크에 대한 유한요소 격자망 구성, 이때 격자의 크기가 작을수록 그리고 격자의 수가 많을수록 해석 결과의 정확도는 증가하나 해석에 소요되는 시간이 급격하게 증가하기 때문에 적절한 격자구성이 중요함.
③ 물성데이터 입력: 제품 성형에 사용될 판재의 물성 데이터(밀도, 포아송비, 강성계수, 탄성계수, 항복강도, 인장강도 등)를 시험으로부터 추출하고 해석에 사용할 수 있도록 적절하게 후가공해야 함.
④ 경계조건입력: 제품 성형 공정에서의 공정 파라메터(다이속도, 행정, 블랭크 홀딩력, 마찰계수 등)에 대한 조건을 입력함.
성형해석 과정은 아래와 같이 두 단계의 과정으로 진행된다.
① 재료물성치 묘사방법: 재료 물성치 묘사방법은 재료의 탄성 변형과 소성변형을 모두 고려한 탄소성 프로그램과 탄성변형성분을 무시한 강소성 프로그램 존재, 판재성형 시 주로 탄소성 프로그램 사용하며 단조/압연 등의 해석에서는 강소성 프로그램을 사용함.
② 해석 적분법 설정: 성형해석을 위해서는 시간 의존적인 변형과정을 적분을 통해 계산할 필요가 있는데 이를 적분법에 따라 외연적(explicit) 방법과 내연적(implicit) 방법으로 구분, 내연적 방법은 보다 많은 계산을 요구하기 때문에 성형해석 결과를 도출하기 어려우나 정확성은 뛰어나며, 외연적 방법은 해석 결과 도출이 용이하나 정확성은 내연적 방법에 비해 떨어짐.
후처리(Post-Process) 과정은 아래와 같이 세 단계의 과정으로 진행된다.
① 해석결과 출력: 성형에 필요한 다이 하중, 변형률 분포, 성형 형상 등을 그래프와 3차원 형상으로 출력, 성형하중에 대한 결과로부터 프레스 용량 결정이 가능하도록 함.
② 성형형상 적정성 판단: 성형해석에 대한 결과로부터 형상이 적절하게 성형되었는지 여부를 판단 (주름, 크랙, 스프링백 등), 변형률 분포와 성형형상으로부터 성형 결함 발생여부를 판단하고 스프링백으로 인한 형상 동결성에 대한 적정성 판단함.
③ 성형한계도를 이용한 성형불량예측: 성형한계도(FLD: Forming Limit Diagram)를 이용하여 판재의 위치별 변형률 상태를 확인함으로써 가공불량(주름, 파단 등) 발생여부 판단함.
상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션 제조방법은 블랭크 공정에서 최종 완성치수를 결정함으로써 후공정 작업인 트리밍과 컷팅 공정을 생략할 수 있도록 하고, 한 번의 판금 작업으로 복수의 최종 가공물을 동시에 생산이 가능하도록 하여 생산성을 향상시키고 부품의 국산화 제조가 가능하도록 할 수 있게 된다.
이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

Claims (7)

  1. 금형에 의하여 모재가 변형되면서 성형되는 최종 가공물의 치수가 생산하고자 하는 제품의 치수와 동일한 치수가 되도록 상기 모재를 절단하여 블랭크를 제작하는 제1단계;
    상기 블랭크를 상기 금형에 안착시켜 가압함으로써 성형이 이루어지도록 하여 복수의 상기 최종 가공물을 형성하도록 드로잉하는 제2단계;
    드로잉이 완료된 상기 최종 가공물의 굽힘 곡률 반경을 보정할 수 있도록 플랜징 작업과 리스트라이킹 작업을 수행하는 제3단계;
    상기 플랜징 작업과 리스트라이킹 작업이 이루어진 상기 최종 가공물의 판면에 요구되는 복수의 절개공을 형성하도록 피어싱 가공하는 제4단계; 및
    피어싱 가공이 완료된 상기 최종 가공물의 상호 분리를 위한 분리 치수를 결정할 수 있도록 세퍼레이팅 가공하는 제5단계;를 포함하고
    상기 제1단계는 상기 모재의 판면에 일정 간격 이격되어 가로 방향과 세로 방향으로 배치되는 복수의 스크라이빙 라인을 마킹한 후에 상기 제3단계를 진행하면서 보정해야 할 굽힘 곡률 반경의 보정 치수를 가감하여 상기 스크라이빙 라인에 반영함으로써 최종 완성 치수가 결정되도록 하는 것을 특징으로 하는 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1단계와 상기 제2단계 사이에는 상기 블랭크를 상기 금형의 정위치에 안착시킨 후에 판금 작업시에 유동을 방지할 수 있도록 상기 블랭크의 판면에 상기 금형에 구비된 복수의 파일럿핀이 삽입되어 상기 블랭크를 고정시킬 수 있는 고정홀을 관통 형성하는 단계를 진행하는 것을 특징으로 하는 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    판금 작업시에 상기 블랭크에 가해지는 압력이 균일하게 분산되도록 상기 금형의 저부면에 설치되어 상기 블랭크를 지지하는 패드는 질소 가스 실린더에 의하여 탄성지지되는 것을 특징으로 하는 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션 제조방법.
  5. 제1항, 제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제5단계 이후에는 상기 최종 가공물의 판면 전체에 걸쳐서 이상 여부를 판단할 수 있는 판재 성형 분석 및 해석하는 단계가 더 진행되는 것을 특징으로 하는 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 모재는 알루미늄 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 최종 가공물은 전기자동차에 사용되는 테일게이트 익스텐션인 것을 특징으로 하는 복합 드로잉을 이용한 테일게이트 익스텐션 제조방법.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0947819A (ja) * 1995-08-09 1997-02-18 Nakajima Kokan Kk 角形鋼管の矯正設備
KR20160126178A (ko) * 2015-04-23 2016-11-02 주식회사 동양테크 승용차용 멀티링크 타입의 일체형 로어 링크 제조 방법 및 승용차용 멀티 링크 타입의 일체형 로어 링크
KR20170099676A (ko) * 2016-02-24 2017-09-01 주식회사 디케이오스텍 토션빔 액슬용 트레일링 암의 제조방법
KR101992580B1 (ko) * 2018-11-30 2019-06-25 (주) 동신모텍 자동차 도어 프레임과 타 제품을 동시에 성형하는 금형 및 그 제조방법
KR20220039316A (ko) * 2020-09-22 2022-03-29 창원금속공업(주) 공정수 단축을 통한 공정 최적화를 가능하게 한 휠 하우스 가공 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0947819A (ja) * 1995-08-09 1997-02-18 Nakajima Kokan Kk 角形鋼管の矯正設備
KR20160126178A (ko) * 2015-04-23 2016-11-02 주식회사 동양테크 승용차용 멀티링크 타입의 일체형 로어 링크 제조 방법 및 승용차용 멀티 링크 타입의 일체형 로어 링크
KR20170099676A (ko) * 2016-02-24 2017-09-01 주식회사 디케이오스텍 토션빔 액슬용 트레일링 암의 제조방법
KR101992580B1 (ko) * 2018-11-30 2019-06-25 (주) 동신모텍 자동차 도어 프레임과 타 제품을 동시에 성형하는 금형 및 그 제조방법
KR20220039316A (ko) * 2020-09-22 2022-03-29 창원금속공업(주) 공정수 단축을 통한 공정 최적화를 가능하게 한 휠 하우스 가공 방법

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