KR102641979B1 - 배터리 팩 케이스용 센터파이프의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배터리 팩 케이스용 센터파이프의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 (a) 소정 사이즈의 원소재를 제작하기 위한 전처리공정; (b) 상기 원소재를 제1 금형에 배치시키고, 소정 압력을 가해 1차 단조품을 성형하기 위한 제1 단조공정; (c) 상기 1차 단조품의 중간처리를 위한 중간처리공정; (d) 상기 중간처리공정을 거친 상기 1차 단조품을 제2 금형에 배치시키고, 소정 압력을 가해 2차 단조품을 성형하기 위한 제2 단조공정; 및 (e) 상기 제2 단조공정을 통해 성형된 2차 단조품을 후가공을 통해 완제품 사이즈로 가공하기 위한 후처리공정;을 포함하여 이루어지고, 상기 1차 및 2차 단조품은 중공 형태로 서로 다른 외경을 갖는 파이프부, 단턱부 및 서포트부가 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
즉 본 발명은 배터리 팩 케이스용 센터파이프를 제작하기 위해 기존에 파이프와 서포트를 분리 가공하여 용접을 통해 접합하는 대신에, 파이프와 서포트를 2차 단조가공을 통해 일체로 가공함으로써 기존 센터파이프의 용접 부위에서 크랙과 같은 결함을 원천적으로 차단하여 내구성을 향상시키고, 동시에 공정측면에서 공수를 단축하여 생산성 및 경제성을 제고할 수 있는 배터리 팩 케이스용 센터파이프의 제조방법을 제안하고자 한다.
즉 본 발명은 배터리 팩 케이스용 센터파이프를 제작하기 위해 기존에 파이프와 서포트를 분리 가공하여 용접을 통해 접합하는 대신에, 파이프와 서포트를 2차 단조가공을 통해 일체로 가공함으로써 기존 센터파이프의 용접 부위에서 크랙과 같은 결함을 원천적으로 차단하여 내구성을 향상시키고, 동시에 공정측면에서 공수를 단축하여 생산성 및 경제성을 제고할 수 있는 배터리 팩 케이스용 센터파이프의 제조방법을 제안하고자 한다.
Description
본 발명은 배터리 팩 케이스용 센터파이프를 제작하기 위해 기존에 파이프와 서포트를 분리 가공하여 용접을 통해 접합하는 대신에, 파이프와 서포트를 2차 단조가공을 통해 일체로 가공함으로써 기존 센터파이프의 용접 부위에서 크랙과 같은 결함을 원천적으로 차단하여 내구성을 향상시키고, 동시에 공정측면에서 공수를 단축하여 생산성 및 경제성을 제고할 수 있는 배터리 팩 케이스용 센터파이프의 제조방법에 관한 것이다.
전기자동차에 탑재되는 배터리 팩은 케이스에 내장되어 차체에 탑재되는데, 이 경우 배터리 팩은 부피와 중량이 상당히 크기 때문에 차체에 탑재하기 위해서는 차체에 탑재공간과 함께 강건한 체결력을 확보하는 것이 중요하다.
배터리 팩 케이스를 차체에 탑재하는 작업 시, 작업성 확보 또한 중요한 문제로 작용하기 때문에 당업계에서는 배터리 팩의 탑재를 위한 차체 설계에 대한 연구 개발이 진행되고 있다.
이와 같은 차량의 배터리 팩 장착구조를 개시하고 있는 종래기술은 도 8에 도시된 바와 같이 차체(1)의 하측에서 배터리모듈(3)의 하측을 지지하도록 구비된 미드플레이트(5); 상기 미드플레이트(5) 및 배터리모듈(3)이 탑재된 공간을 관통하여 상기 차체(1)에 대해 상기 미드플레이트(5)를 고정시키도록 체결되는 체결부재(7); 상기 체결부재(7)가 관통하며, 상기 미드플레이트(5) 하측으로부터 차체(1) 쪽으로 가하는 압력을 지지할 수 있도록 상기 미드플레이트(5)의 상측에 구비되는 마운팅파이프(9); 상기 체결부재(7)가 관통하며, 상기 미드플레이트(5)에 대해 상기 마운팅파이프(9)를 고정시키도록 설치된 마운팅서포트(11); 상기 체결부재(7)의 관통을 허용하면서, 상기 마운팅서포트(11)의 하측 결합부를 감싸도록 상기 미드플레이트(5)의 하측에 결합되는 쉴드플레이트(13)를 포함하여 구성된다.
이 경우 미드플레이트 하측으로부터 차체 쪽으로 가하는 압력을 지지할 수 있도록 미드플레이트 상측에 마운팅파이프가 설치되고, 미드플레이트에 대해 마운팅파이프를 고정시키기 위한 마운팅서포트가 설치되는데, 마운팅파이프와 마운팅서포트는 용접에 의하여 접하도록 구성된다.
즉 마운팅파이프와 마운팅서포트를 별도의 부품을 성형한 후, 용접에 의하여 접합하게 되는데, 이 경우 마운팅파이프와 마운팅서포트는 차체와 미드플레이트에 설치되어 배터리 팩 케이스를 서포팅하기 위해 큰 하중이나 충격을 견딜 수 있어야 한다.
다만 이와 같이 마운팅파이프와 마운팅서포트를 별도의 부품을 제작하여 용접에 의하여 접합하는 경우 큰 충격이나 하중이 가해지는 경우 용접부위에 응력이 집중되어 크랙이 발생하거나 파손 등의 문제가 있다.
또한 마운팅파이프와 마운팅서포트를 별도로 제작한 후, 용접에 의하여 접합하는 경우 공정수가 증가할 뿐만 아니라, 용접 불량에 의하여 생산성 저하가 문제될 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 안출된 것으로,
배터리 팩 케이스용 센터파이프를 제작하기 위해 기존에 파이프와 서포트를 분리 가공하여 용접을 통해 접합하는 대신에, 파이프와 서포트를 2차 단조가공을 통해 일체로 가공함으로써 기존 센터파이프의 용접 부위에서 크랙과 같은 결함을 원천적으로 차단하여 내구성을 향상시키고, 동시에 공정측면에서 공수를 단축하여 생산성 및 경제성을 제고하고자 하는 것을 하나의 목적으로 한다.
본 발명은 원소재가 원통형 형상으로 제작되되, 외경과 길이가 센터파이프의 파이프부, 단턱부 및 서포트부의 외경과, 원소재의 무게에 의하여 정의됨으로써 단조품의 성형성 및 메탈플로우(단류선) 등을 양호하게 유지할 수 있고, 이를 통해 제품의 품질을 향상시키고자 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.
본 발명에 따른 배터리 팩 케이스용 센터파이프의 제조방법은 (a) 소정 사이즈의 원소재를 제작하기 위한 전처리공정; (b) 상기 원소재를 제1 금형에 배치시키고, 소정 압력을 가해 1차 단조품을 성형하기 위한 제1 단조공정; (c) 상기 1차 단조품의 중간처리를 위한 중간처리공정; (d) 상기 중간처리공정을 거친 상기 1차 단조품을 제2 금형에 배치시키고, 소정 압력을 가해 2차 단조품을 성형하기 위한 제2 단조공정; 및 (e) 상기 제2 단조공정을 통해 성형된 2차 단조품을 후가공을 통해 완제품 사이즈로 가공하기 위한 후처리공정;을 포함하여 이루어지고, 상기 1차 및 2차 단조품은 중공 형태로 서로 다른 외경을 갖는 파이프부, 단턱부 및 서포트부가 일체로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 파이프부의 외경은 상기 단턱부 및 상기 서포트부의 외경보다 작고, 상기 단턱부의 외경은 상기 서포트부의 외경보다 작으며, 상기 원소재는 소정 무게를 갖는 원통형 형상으로 제작되되, 상기 원소재의 외경은 상기 서포트부와 상기 단턱부의 외경 치수 사이에서 정의되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 원소재의 길이는 상기 서포트부와 상기 단턱부의 외경에 의하여 정의된 원소재의 외경과 상기 원소재의 무게에 의하여 정의되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 원소재의 무게와, 상기 원소재의 외경 및 길이를 정의하기 위한 상기 파이프부, 상기 단턱부 및 상기 서포트부의 외경 치수는 완제품의 치수를 기준으로 결정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 후처리공정은 상기 파이프부의 내경 및 일단부에 나사산을 형성하기 위한 (e-1) 탭가공공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 후처리공정은 상기 단턱부 및 상기 서포트부의 내면과, 상기 서포트부의 바닥면을 연삭하기 위한 (e-2) 연삭공정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 배터리 팩 케이스용 센터파이프의 제조방법은 배터리 팩 케이스용 센터파이프를 제작하기 위해 기존에 파이프와 서포트를 분리 가공하여 용접을 통해 접합하는 대신에, 파이프와 서포트를 2차 단조가공을 통해 일체로 가공함으로써 기존 센터파이프의 용접 부위에서 크랙과 같은 결함을 원천적으로 차단하여 내구성을 향상시키고, 동시에 공정측면에서 공수를 단축하여 생산성 및 경제성을 제고할 수 있다.
또한 본 발명은 원소재가 원통형 형상으로 제작되되, 직경과 높이가 센터파이프의 파이프부, 단턱부 및 서포트부의 직경과, 원소재의 무게에 의하여 정의됨으로써 단조품의 성형성 및 메탈플로우(단류선) 등을 양호하게 유지할 수 있고, 이를 통해 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 팩 케이스용 센터파이프의 제조방법을 나타내는 흐름도,
도 2는 본 발명에 따른 배터리 팩 케이스용 센터파이프의 제조방법을 나타내는 공정도,
도 3은 본 발명에 센터파이프를 나타내는 정면도 및 단면도,
도 4는 본 발명에 센터파이프의 원소재를 나타내는 사시도 및 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 제1 단조공정에 의한 1차 단조품을 나타내는 사진도,
도 6은 본 발명에 따른 제2 단조공정에 의한 2차 단조품을 나타내는 사진도,
도 7은 본 발명에 따른 제조방법에 의한 완제품을 나타내는 사진도,
도 8은 종래기술에 따른 센터파이프를 나타내는 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 배터리 팩 케이스용 센터파이프의 제조방법을 나타내는 공정도,
도 3은 본 발명에 센터파이프를 나타내는 정면도 및 단면도,
도 4는 본 발명에 센터파이프의 원소재를 나타내는 사시도 및 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 제1 단조공정에 의한 1차 단조품을 나타내는 사진도,
도 6은 본 발명에 따른 제2 단조공정에 의한 2차 단조품을 나타내는 사진도,
도 7은 본 발명에 따른 제조방법에 의한 완제품을 나타내는 사진도,
도 8은 종래기술에 따른 센터파이프를 나타내는 단면도.
본명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 설명하기 위하여 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시례를 예시하고 이를 참조하여 살펴본다.
먼저, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시례를 설명하기 위해 사용된 것으로서, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한 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 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 배터리 팩 케이스용 센터파이프(CP)의 제조방법은 (a) 전처리공정(S100)과, (b) 제1 단조공정(S200)과, (c) 중간처리공정(S300)과, (d) 제2 단조공정(S400) 및 (e) 후처리공정(S500)을 포함하여 구성된다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 (a) 전처리공정(S100)은 소정 사이즈의 원소재(1)를 제작하기 위한 공정이다.
즉 (a) 전처리공정(S100)은 압출공정을 통해 원자재로서 파이프를 제작하고, 미리 정해진 사이즈로 절단공정을 통해 원소재(1)를 제작하게 된다.
절단공정 후에는 1차 소둔공정을 통한 열처리와, 1차 본데공정을 통해 윤활성을 갖는 인산염피막을 원소재(1) 표면에 형성함으로써 원소재(1)의 가공성이 양호해질 수 있도록 전처리공정(S100)을 수행하게 된다.
특히 1차 단조공정에 투입되는 원소재(1)는 중공을 갖는 원통형 형상으로 제작되어 소정의 무게를 가질 뿐만 아니라, 미리 정해진 외경과 길이(내지 높이)를 갖도록 제작될 수 있다.
이 경우 원소재(1)의 외경(Φ0) 및 길이(L0)는 센터파이프(CP)를 구성하는 파이프부(100), 단턱부(200) 및 서포트부(300)의 외경(Φ1)(Φ2)(Φ3)과, 원소재(1) 자체의 무게에 의하여 정의될 수 있다.
여기서, 원소재(1)의 무게는 시뮬레이션을 통해 결정되는데, 이는 완제품의 사이즈와 원소재(1)가 가지는 물성치를 고려하여 결정될 수 있다.
또한 센터파이프(CP)의 파이프부(100), 단턱부(200) 및 서포트부(300)의 외경(Φ1)(Φ2)(Φ3)은 완제품에서 요구되는 치수를 통해 결정되는데, 첨부된 도 3의 도시와 같이 파이프부(100)의 외경(Φ1)은 단턱부(200) 및 서포트부(300)의 외경(Φ2)(Φ3)보다 작고, 단턱부(200)의 외경(Φ2)은 서포트부(300)의 외경(Φ3)보다 작다. 즉 센터파이프(CP)에서 각 파트의 외경은 파이프부(100), 단턱부(200) 및 서포트부(300) 순으로 크게 제작되어 서로 다른 외경을 갖게 된다.
상기 결정된 값으로부터 원소재(1)의 외경(Φ0)은 단턱부(200)와 서포트부(300)의 외경(Φ2)(Φ3) 치수 사이에서 정의될 수 있다.
이는 원소재(1)의 외경(Φ0) 치수가 파이프부(100)의 외경(Φ1)보다 크고, 단턱부(200)의 외경(Φ2)보다 작은 경우 원소재(1)의 성형성이 떨어지고, 공정수가 증가하게 되며, 메탈플로우가 나빠지는 문제가 있다.
즉 원소재(1)의 외경(Φ0) 치수가 파이프부(100)의 외경(Φ1) 치수에 근사하는 경우 단조공정, 특히 제1 단조공정(S200) 시, 재료의 퍼짐이 어렵다는 문제가 있고, 또한 이를 해소하기 위해서는 공정수를 수차례 늘려야 하는 문제 또한 있다.
또한 원소재(1)의 외경(Φ0) 치수가 단턱부(200)의 외경(Φ2) 치수에 근사하는 경우 메탈플로우, 즉 가공방향에 따른 재료의 유동을 나타내는 섬유 조직 형태의 결정립이 원활하게 형성되지 않는 문제가 있다.
따라서 원소재(1)의 외경(Φ0)은 전술한 바와 같이 단턱부(200)와 서포트부(300)의 외경(Φ2)(Φ3) 치수 사이에서 결정되는 것이 바람직하다, 다만 원소재(1)의 외경(Φ0)이 서포트부(300)의 외경(Φ3)보다 크거나 같은 경우 단조공정 시, 너무 큰 하중을 인가하여야 함으로써 바람직하지 않다.
결론적으로 원소재(1)의 외경(Φ0)은 서포트부(300)의 외경(Φ3) 치수보다 작고, 단턱부(200)의 외경(Φ2) 치수보다 크게 설정되는 것이 바람직하다.
이와 같이 원소재(1)의 외경(Φ0) 치수가 결정되면, 원소재(1)의 길이(L0)를 결정하게 되는데, 이러한 원소재(1)의 길이(L0)는 서포트부(300)의 외경(Φ3)과 단턱부(200)의 외경(Φ2) 사이에서 정의된 원소재(1)의 외경(Φ0) 치수와 원소재(1)의 무게에 의하여 정의될 수 있다.
즉 원소재(1)의 외경(Φ0)이 결정되면, 미리 정해진 원소재(1)의 무게로부터 원소재(1)의 길이(L0)를 설정할 수 있게 된다. 원소재(1)의 무게는 전술한 바와 같이 원소재(1)가 가지는 물성치에 의하여 결정됨을 알 수 있다.
본 발명에 따라 제조된 센터파이프(CP)의 치수가 파이프부(100)의 외경(Φ1)이 43mm, 단턱부(200)의 외경(Φ2)이 52mm, 서포트부(300)의 외경(Φ3)이 70mm인 경우 원소재(1)의 외경(Φ0)은 52mm ~ 70mm 사이에서 결정되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 원소재(1)의 외경은 63mm로 제작되는 것이 바람직한데, 이는 재료의 퍼짐성, 메탈플로우, 가공성 등이 가장 양호하다는 것이 다양한 테스트를 통해 검증되었다.
보다 바람직하게는 원소재(1)의 외경(Φ0)은 서포트부(300)의 외경(Φ3)에 대한 0.95배 내지 0.78배 범위(0.95Φ3 ~ 0.78Φ3), 외경 67mm 내지 55mm 내에서 결정되는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같이 원소재(1)의 외경 치수가 결정되면, 원소재(1)의 무게와의 관계에서 원소재(1)의 길이(L0)를 결정하게 된다.
도 1, 도 2, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 (b) 제1 단조공정(S200)은 전처리공정(S100)을 거친 원소재(1)를 제1 금형에 배치시키고, 소정 압력을 가해 1차 단조품을 성형하기 위한 공정이다.
(b) 제1 단조공정(S200)은 제1 금형의 다이에 원소재(1)를 배치시킨 후, 펀치로 원소재(1)를 소정 압력으로 가격하여 1차 단조품을 성형하게 된다.
제1 금형의 다이 및 펀치는 1차 단조품 성형을 위해 하부로부터 파이프 성형부와, 단턱 성형부 및 서포트 성형부가 서로 대응되도록 형성된다. 따라서 제1 금형에 의하여 단조 가공되는 1차 단조품은 하부로부터 파이프부(100), 단턱부(200) 및 서포트부(300)가 중공 형태로 서로 다른 외경을 갖도록 일체로 형성된다.
이 경우 파이프부(100)와 단턱부(200)가 이어지는 모서리 부위와, 단턱부(200)와 서포트부(300)가 이어지는 모서리 부위에 해당하는 제1 금형의 다이 및 펀치에서 각 성형부에는 소정 R값을 갖도록 라운드가 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라서 1차 단조품에 형성된 파이프부(100)와 단턱부(200)가 이어지는 모서리 부위와, 단턱부(200)와 서포트부(300)가 이어지는 모서리 부위는 소정의 R값을 갖는 라운드부가 형성된다.
이와 같이 모서리 부위에 소정 R값의 라운드부를 형성하는 것은 각 해당 성형부에서 다이와 펀치의 의한 소성 변형 시, 1차 단조품의 모서리 부위에 응력이 집중되어 소재의 터짐 내지 크랙 등이 발생하는 문제를 해결하기 위함이다.
상기한 바와 같이 (a) 제1 단조공정(S200)에 의하여 성형된 1차 단조품은 도 3에 도시된 완제품을 기준으로 상부로부터 파이프부(100)와, 단턱부(200) 및 서포트부(300)로 배열되고, 서로 다른 외경을 갖도록 제작된다. 이 경우 파이프부(100)의 외경은 전술한 바와 같이 단턱부(200) 및 서포트부(300)의 외경보다 작고, 단탁부의 외경은 서포트부(300)의 외경보다 작게 형성되도록 일체로 구성된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 (c) 중간처리공정(S300)은 1차 단조품을 제2 단조공정(S400)을 위해 2차 소둔공정과 2차 본데공정을 수행하게 된다.
즉 (c) 중간처리공정(S300)은 제1 단조품을 2차 소둔공정을 통한 열처리와, 2차 본데공정을 통해 윤활성을 갖는 인산염피막을 1차 단조품의 표면에 형성함으로써 제2 단조공정에서 1차 단조품의 가공성이 양호해질 수 있도록 한다.
도 1, 도 2, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 (d) 제2 단조공정(S400)은 (c) 중간처리공정(S300)을 거친 1차 단조품을 제2 금형에 의하여 2차 단조품을 성형하기 위한 공정이다.
(d) 제2 단조공정(S400)은 제2 금형의 다이에 1차 단조품을 배치시킨 후, 펀치로 1차 단조품을 소정 압력을 가격하여 2차 단조품을 성형하게 된다.
제2 금형의 다이 및 펀치는 2차 단조품 성형을 위해 하부로부터 파이프 성형부와, 단턱 성형부 및 서포트 성형부가 서로 대응되도록 형성된다. 따라서 제2 금형에 의하여 단조 가공되는 2차 단조품은 하부로부터 파이프부(100), 단턱부(200) 및 서포트부(300)가 중공 형태로 서로 다른 외경을 갖도록 일체로 형성된다.
또한 (d) 제2 단조공정(S400)에서는 단턱부(200) 및 서포트부(300) 내경을 확대하고, 또한 서포부의 외경 역시 확대될 수 있도록 다이와 펀치가 형성된다.
제2 금형의 펀치와 다이의 경우에도 제1 금형과 마찬가지로, 파이프부(100)와 단턱부(200)가 이어지는 모서리 부위와, 단턱부(200)와 서포트부(300)가 이어지는 모서리 부위에 해당하는 각 성형부에는 소정 R값을 갖도록 라운드가 형성되는 것이 바람직하다.
이 역시 1차 단조품과 마찬가지로 2차 단조품의 모서리 부위에 소정 R값의 라운드부가 형성되도록 함으로써 제2 금형의 펀치와 다이에서 모서리 부위에 해당하는 성형부에서 다이와 펀치의 의한 소성 변형 시, 2차 단조품의 모서리 부위에 응력이 집중되어 소재의 터짐 내지 크랙 등이 발생하는 문제를 해결하기 위함이다.
도 1, 도 2 및 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 (e) 후처리공정(S500)은 (d) 제2 단조공정(S400)을 통해 성형된 2차 단조품을 열처리, 산처리, CNC 가공을 통해 완제품을 성형하기 위한 공정이다.
(e) 후처리공정(S500)은 2차 단조품 열처리를 수행하게 되는데, 이 경우 열처리를 T6 열처리로서, 용체화된 처리 후, 인공 시효를 처리하여 수행하게 된다. 이와 같이 2차 단조품의 열처리 후에는 산처리를 수행하게 된다.
또한 (e) 후처리공정(S500)에서는 열처리와 산처리 후, (e-1) 탭가공공정(S510)과 (e-2) 연삭공정(S520)을 수행하게 된다. 먼저 (e-1) 탭가공공정(S510)은 파이프부(100)의 내경 및 파이프부(100)의 일단부에 나사산을 형성하게 된다. 다음으로 (e-2) 연삭공정(S520)은 단턱부(200) 및 서포트부(300)의 내면과, 서포트부(300)의 바닥면을 연마하기 위한 공정이다. 이 경우 (e-1) 탭가공공정(S510)과 (e-2) 연삭공정(S520)은 CNC를 통해 수행될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 원소재(1)는 소재의 퍼짐성, 가공성 및 메탈플로우 등을 고려하여 외경 및 높이가 결정되고, 동시에 제1 및 제2 단조공정(S400)을 통해 제작되는 센터파이프(CP)는 파이프부(100), 단턱부(200) 및 서포트부(300)가 일체로 성형된다.
따라서 본 발명에 따른 파이프부(100)와, 단턱부(200) 및 서포트부(300)에 대응되도록 별도로 제작된 각 부품을 용접방식을 통해 접합되는 기존 센터파이프(CP)와 달리 용접에 의한 불량이나, 응력집중에 의하여 손상 등을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 따른 원소재(1)는 전술한 바와 같은 조건에서 결정됨으로써 제1 및 제2 단조가공만으로 제품을 가공할 수 있다는 점에서 단조를 위한 공정수를 현격하게 줄일 수 있고, 이를 통해 생산성 및 경제성을 높일 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일실시례를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시례가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
CP : 센터파이프
Φ0, Φ1, Φ2. Φ3 : 원소재, 파이프부, 단턱부 및 서포트부의 외경
L0 : 원소재의 길이
1 : 원소재
100 : 파이프부
200 : 단턱부
300 : 서포트부
Φ0, Φ1, Φ2. Φ3 : 원소재, 파이프부, 단턱부 및 서포트부의 외경
L0 : 원소재의 길이
1 : 원소재
100 : 파이프부
200 : 단턱부
300 : 서포트부
Claims (6)
- (a) 소정 사이즈의 원소재(1)를 제작하기 위해 절단공정, 제1 소둔공정 및 제1 본데공정 중 적어도 하나 이상의 공정을 수행하기 위한 전처리공정(S100);
(b) 상기 원소재(1)를 제1 금형에 배치시키고, 소정 압력을 가해 1차 단조품을 성형하기 위한 제1 단조공정(S200);
(c) 상기 1차 단조품의 2차 소둔공정 또는 2차 본데공정, 또는 이들 모든 공정을 수행하기 위한 중간처리공정(S300);
(d) 상기 중간처리공정(S300)을 거친 상기 1차 단조품을 제2 금형에 배치시키고, 소정 압력을 가해 2차 단조품을 성형하기 위한 제2 단조공정(S400); 및
(e) 상기 제2 단조공정(S400)을 통해 성형된 2차 단조품을 열처리 또는 산처리 또는 열처리 및 산처리를 통해 완제품 사이즈로 가공하기 위한 후처리공정(S500);을 포함하여 이루어지고,
상기 1차 및 2차 단조품은 중공 형태로 서로 다른 외경을 갖는 파이프부(100), 단턱부(200) 및 서포트부(300)가 일체로 형성되되,
상기 파이프부(100)의 외경(Φ1)은 상기 단턱부(200) 및 상기 서포트부(300)의 외경(Φ2)(Φ3)보다 작고, 상기 단턱부(200)의 외경(Φ2)은 상기 서포트부(300)의 외경(Φ3)보다 작은 것을 특징으로 하는 배터리 팩 케이스용 센터파이프의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 원소재(1)는 소정 무게를 갖는 원통형 형상으로 제작되되,
상기 원소재(1)의 외경(Φ0)은 상기 서포트부(300)와 상기 단턱부(200)의 외경(Φ2)(Φ3) 치수 사이에서 정의되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 케이스용 센터파이프의 제조방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 원소재(1)의 길이(L0)는 상기 서포트부(300)와 상기 단턱부(200)의 외경(Φ2)(Φ3)에 의하여 정의된 원소재(1)의 외경(Φ0)과 상기 원소재(1)의 무게에 의하여 정의되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 케이스용 센터파이프의 제조방법.
- 제 3 항에 있어서,
상기 원소재(1)의 무게와, 상기 원소재(1)의 외경(Φ0) 및 길이(L0)를 정의하기 위한 상기 파이프부(100), 상기 단턱부(200) 및 상기 서포트부(300)의 외경(Φ1)(Φ2)(Φ3) 치수는 완제품의 치수를 기준으로 결정되는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 케이스용 센터파이프의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 후처리공정(S500)은 상기 파이프부(100)의 내경 및 일단부에 나사산을 형성하기 위한 (e-1) 탭가공공정(S510)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 케이스용 센터파이프의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 후처리공정(S500)은 상기 단턱부(200) 및 상기 서포트부(300)의 내면과, 상기 서포트부(300)의 바닥면을 연삭하기 위한 (e-2) 연삭공정(S520)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 팩 케이스용 센터파이프의 제조방법.
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- 2023-05-16 KR KR1020230063413A patent/KR102641979B1/ko active IP Right Grant
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