KR19980064169A - 플랜지형 제품, 그 안으로 블랭크를 가압하는 방법, 및 그 방법에 사용하는 보강 평면 블랭크 - Google Patents

Abstract

본원의 적어도 일 감소 두께 벽 부분을 갖는 플랜지형 제품 안으로 평면 블랭크를 가압하는 방법은, 감소된 두께 벽 부분의 금속 유동부를 따라 제품의 개별적으로 감소된 두께 벽 부분 위로 연장되어 블랭크의 둘레부 전까지 이어지는 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비 형성하는 단계와, 예정된 위치에서 펀치와 대향된 다이 위에 웰드 비드를 가진 블랭크를 배치시키는 단계와, 블랭크의 둘레부를 클램프하도록 다이 위에 놓인 블랭크에 대항하여 블랭크 홀더를 가압하는 단계 및, 둘레부에 클램프되는 블랭크가 유지되는 동안에 펀치면을 따라 블랭크를 드로잉 하도록 다이의 공동 안으로 펀치를 동작시켜 블랭크의 둘레를 따라 플랜지를 형성하는 단계를 포함하는 것이다.

Description

플랜지형 제품, 그 안으로 블랭크를 가압하는 방법, 및 그 방법에 사용하는 보강 평면 블랭크

본 발명은 금속의 플랜지 제품 내로 금속의 평면 블랭크를 가압시키는 방법, 특히 평면 금속 시트 블랭크의 딥 드로잉 방법(a method of deep drawing of a planar metal sheet blank)에 관한 것이다.

프레스 작업에서는 일반적으로 금속의 평면 블랭크를 보강시키기 위하여 레이저 빔 방사 수단으로 금속의 평면 블랭크에 웰드 비드(weld beads)를 설치하고 있다.

일본 특허 공개 공보 61-60222호는 다수의 고경도 선형 웰드 비드를 가진 완성 물품인 차량 전측 부재를 개시하고 있다. 상기 건은 웰드 비드를, 버클링 로드가 그곳에 가해지면 비틀림성 국부 버클링 구역이 제공되는 전측 부재의 예비 결정된 부위에 상호 평행 되게 설치한 것이다.

상술된 기술에서는 블랭크가 프레스 작업을 받을시 발생되는 블랭크에서의 금속 유동(metal flow)을 고려하지 않고 상호 평행하게 웰드 비드를 설치시킨 것이다. 블랭크가 수축 플랜지동작이 발생하는 딥 드로잉을 받게되면 종래 기술에 기술된 바와같이 상기와 같이 설치된 웰드 비드의 딥 드로잉 성질은 낮아진다.

기술 보고서 소세이 토 카토(SOSEI TO KAKO)(169번(1975-2) 16권, 148쪽)는 딥 드로잉에서 크랙이 용이하게 발생되는 블랭크 부위의 강도를 향상시킬 목적으로 경화 작업을 유입시켜 금속 시트 블랭크를 국부 담금질하는 것을 개시하고 있다.

그런데, 차체와 같이 복합 구조를 갖는 완성품 내로의 블랭크 가압의 경우에서는, 드로우-프레싱 전에 블랭크가 상기 보고서에서 논의된 바와 같이 경화 작업을 유입시켜 그 대부분의 지역의 열 처리를 수행하고, 다음에 일부 제한된 지역에 국부 열처리를 수행하여야 하는 제조면에서의 곤란함이 있다.

본 발명의 목적은 프레스 공정에서 발생하는 블랭크에 금속 유동을 고려하여 블랭크에 웰드 비드를 예비형성 시켜 프레스 작업성이 향상되는, 물품 내로 평면 블랭크를 가압하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 딥 드로잉 성질의 향상을 서빙하는, 프레스 공정에서 웰드 비드 근처에서 발생하는 응력변형(strain) 분포를 변경시켜 딥 드로잉에서 발생되는 블랭크 두께가 수축 감소되는 물품 내로 평면 블랭크를 가압시키는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 블랭크에 웰드 비드를 설치하여, 드로잉 공정에서 발생되는 두께의 수축 감소 및 경도와 강도가 증가되는 드로우 프레스 작업에 적절한 보강된 평면 블랭크를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 크랙이 없고 보다 적은 감소 두께를 갖는 수려한 외관의, 평면 블랭크를 드로우 프레스 작업으로 형성되는 물품을 제공하는 것이다.

본 발명의 일면에 따른 적어도 하나의 감소된 두께의 벽을 갖는 플랜지 물품 내로 평면 블랭크를 가압시키는 방법은:

감소된 두께의 벽 부분의 금속 유동에 따라 물품의 개별적으로 감소된 두께의 벽 부분 위로 연장되어 블랭크 둘레 전까지 이어지는 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계와;

예비결정된 위치에, 펀치와 대향되는 다이에서 웰드 비드를 가진 블랭크를 배치하는 단계와;

다이 위에 배치된 블랭크에 대하여 블랭크 홀더를 가압하여 블랭크 둘레를 클램프시키는 단계 및;

둘레에 클램프된 블랭크가 유지되는 동안에, 펀치 면을 따라 블랭크를 드로잉하여 블랭크 둘레를 따라 플랜지가 형성되게 다이의 공동 내로 펀치를 이동시키는 단계를 포함하는 것이다.

본 발명의 다른면에 따른 적어도 하나의 감소된 두께의 벽부분을 갖는 플랜지 물품은:

감소된 두께의 벽 부분의 금속 유동에 따라 물품의 개별적으로 감소된 두께의 벽 부분 위로 연장되어 블랭크 둘레 전까지 이어지는 블랭크에 적어도 두 개의 웰드 비드를 예비형성하는 단계와;

예비결정된 위치에, 펀치와 대향되는 다이에서 웰드 비드를 가진 블랭크를 배치하는 단계와;

다이 위에 배치된 블랭크에 대하여 블랭크 홀더를 가압하여 블랭크 둘레를 클램프 시키는 단계 및;

둘레에 클램프된 블랭크가 유지되는 동안에, 펀치 면을 따라 블랭크를 드로잉하여 블랭크 둘레를 따라 플랜지가 형성되게 다이의 공동 내로 펀치를 이동시키는 단계를 포함하는 방법으로 형성되는 것이다.

본 발명의 부가적인 면에 따라, 적어도 어느정도 보강된 부위를 갖는 평면 블랭크는 블랭크 내로 관통되는 적어도 두 개의 웰드 비드를 포함하며, 상기 적어도 두 개의 웰드 비드는 블랭크의 개별적 보강부분 위에 위치되어 블랭크 둘레 전 까지 이어져 있으며, 상기 적어도 두 개의 웰드 비드는 블랭크 내의 예정 지점으로부터 방사방향으로 연장되는 선을 따라 위치되는 것이다.

본 발명의 부가적인 면에 따라, 평면 블랭크를 드로우-프레스 작업으로 형성된 물품은:

곡선 둘레부를 가진 하부 벽과;

하부 벽과 연결된 측 벽과;

하부 벽의 곡선 둘레부로부터 연장되고 측 벽과 연결된 적어도 한 개의 곡선진 벽과;

측 벽으로부터 각지게 연장된 플랜지와;

측 벽과 각각 곡선진 벽을 통해 하부 벽에 예정지점으로부터 방사방향으로 연장되는 선을 따라 위치된 적어도 두 개의 웰드 비드를 포함하고, 상기 적어도 두 개의 웰드 비드는 플랜지 둘레 모서리 전 까지 이어지고, 상기 적어도 두 개의 웰드 비드는 블랭크 내로 관통되는 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 제 1 실시예에서 사용된 평면 블랭크의 평면도.

도 2 는 블랭크와 함께 하는 블랭크 홀더, 펀치, 다이를 나타낸 도 1 의 블랭크의 컵핑 딥 드로잉 장치를 개략적으로 도시한 단면도.

도 3 은 도 1 의 3-3선을 따라 절취하여 확대 도시한 단면도.

도 4 는 블랭크의 한정 드로잉 율과 웰드 비드의 외측 단부의 위치간에 관계를 나타낸 그래프.

도 5 는 본 발명에 따른 제 2 실시예에 사용되는 평면 블랭크를 도시한 도 1 과 유사한 도면.

도 6 은 블랭크의 한정 드로잉 율과 웰드 비드간의 거리와의 관계를 나타낸 그래프.

도 7 은 블랭크의 딥 드로잉 장치와 평면 블랭크를 나타낸, 본 발명에 따른 제 3 실시예를 설명하는 다이어그램.

도 8 은 본 발명에 따른 제 4 실시예에 사용되는 다이를 부분적으로 개략 도시한 평면도.

도 9 는 제 4 실시예에 사용되는 블랭크를 부분적으로 개략도시한 평면도.

도 10 은 블랭크의 초기 두께에 대한 완성품의 측벽 두께 비율과 웰드 비드 간에 거리와의 관계를 나타낸 그래프.

도 11 은 블랭크의 초기 두께에 대한 완성품의 측벽 두께 비율과 웰드 비드의 길이와의 관계를 나타낸 그래프.

도 12 는 블랭크에 형성된 웰드 비드를 따라 절취된, 제 3 실시예의 블랭크와 장치를 부분적으로 확대하여 도시한 단면도.

도 13 은 블랭크의 베이스 메탈과 상관된 웰드 비드의 장력강도 비율과 웰드 비드의 폭간의 관계를 나타낸 그래프.

도 14 는 블랭크의 베이스 메탈과 상관된 웰드 비드의 장력강도 비율과 웰드 비드의 관통 깊이간의 관계를 나타낸 그래프.

도 15 는 본 발명에 따른 방법의 제 1 실시예로 형성된 완제품의 하부 평면도.

도 16 은 도 15 의 16-16선을 따라 절취된 단면도.

도 17 은 본 발명에 따른 방법의 제 3 실시예로 형성된 완제품의 부분 하부 평면도.

도 18 은 도 17 의 18-18선을 따라 절취된 부분 단면도.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

10, 110, 210, 300 : 블랭크(blank)

12, 212, 312 : 웰드 비드(weld beads)

22, 24 : 예비결정부(predetermined portion)

30 : 외부 어깨-단부 접촉부

302, 304 : 강철판

400, 500 : 완제품

402, 502 : 원형 하부 벽

404, 504 : 원통형 측 벽

406, 506 : 곡선 벽

408, 508 : 플랜지

본 발명에 따른 플랜지 물품으로 평면 블랭크를 가압시키는 방법과, 그 방법으로 형성된 완제품과, 드로우-프레스 작업용으로 준비된 보강된 평면 블랭크의 양호한 실시예를 도 1 내지 도 18을 참고로 이하에 설명한다.

도 15 및 도 16 에 도시된 바와같이, 완제품(400)은 컵형상체 이다. 완제품(400)은 평면 금속 블랭크로부터 만들어 진다. 완제품(400)은 원형 하부 벽(402)과, 하부 벽(402)에 연결된 원통형 측 벽(404)과, 하부 벽(402)과 측벽(404)과의 사이에 연장된 곡선 벽(406)을 구비한다. 측 벽(404)은 하부 벽(402)에 대하여 대체로 수직되게 연장된다. 하부 벽(402)과 측 벽(404)을 연결하는 곡선 벽(406)은, 하부 벽(402)의 곡선진 둘레로부터 각진 방사 외방향으로 연장된다. 환형 플랜지(408)는 측 벽(404)으로부터 각진 방사 외방향으로 연장된다. 도 15 와 도 16에 도시된 적어도 두 개의 선형 웰드 비드(12)가, 하부 벽(402)과 측 벽(404)과 전체 곡선 벽(406) 위로 연장되는 완제품(406)의 감소 두께부를 보강하기 위해 제공된다. 감소 두께부는 평면 블랭크의 딥 드로잉 공정에서 평면 블랭크에 가해지는 장력을 받게되어 발생되는 것이다. 곡선 벽(406)은 딥 드로잉 공정에서 장력에 의한 가장 큰 영향을 받게된다. 웰드 비드(12)의 각각은 레이저 빔, 전자 빔, 또는 그와같은 고 에너지 밀도를 갖는 적절한 열원을 사용하여 형성한다. 즉, 상기 빔의 방사선을 받게되는 블랭크 부분은 열로 용해되고, 다음에 베이스 메탈로서의 잔여부(18)보다 큰 경도를 갖는 웰드 비드(12)가 형성되도록 경화되게 자체 냉각된다. 따라서, 웰드 비드(12)는 블랭크 안으로 침입하게 된다.

적어도 두 개의 웰드 비드를 곡선 벽(406)과 측 벽(404)을 통해 연장되어 플랜지(408)의 둘레 모서리 전 까지 이어지게 한다. 적어도 두 개 웰드 비드(12)를 하부 벽(402)에 배치된 예정지점으로부터 방사방향으로 연장되는 선을 따라 위치시킨다. 적어도 두 개 웰드 비드(12)를 하부 벽(402)에 배치된 예정지점에서 180도의 중심각을 갖는 하부 벽(402)의 일정 영역을 통해 연장시킨다. 적어도 두 개 웰드 비드(12)를 원주 둘레방향으로 등거리로 상호 이격지게 배치하여, 하부 벽(402)에 배치된 예정지점과는 다른 지점에서 상호 교차하는 것이 방지되게 한다. 적어도 두 개 웰드 비드(12)의 각각은 측 벽(404) 위로 연장되는 영역 내에 배치된 일 단부를 가지며, 하부 벽(402)내에 배치된 대향측 단부와 플랜지(408)와 플랜지(408)의 둘레 모서리로부터 방사 내방향으로 원격져 있다.

특정하게, 도 15 와 도 16 에 도시된 실시예에서는, 8개 선형 웰드 비드(12)를 측 벽(404)과 곡선 벽(406)을 따라 하부 벽(402)의 중앙부로부터 방사방향으로 연장시키었다. 8개 웰드 비드(12)의 각각에는 플랜지(408)에 일 단부와 하부 벽(402)에 대향측 단부가 있다. 도 16 에 도시된 바와같이 블랭크의 일면으로부터 그 대향면으로 이어지는 웰드 비드(12)는 블랭크 내를 완전 관통한다. 웰드 비드(12)는 상기 실시예에 도시된 바와같은 관통 형태로 한정되는 것은 아니며 완제품의 감소 두께부를 보강하기에 충분한 관통 깊이를 가지는 비관통 타입의 것일 수도 있다.

상술된 웰드 비드의 설치로 감소 두께를 가지는 벽 부분에서 발생되는 크랙으로부터 완제품을 보호하여 수련한 외관을 갖는 완제품이 생산되는 것이다.

도 1 내지 도 3을 참고로, 도 15 와 도 16 에 도시된 바와같은 완제품(400) 내로 평면 블랭크를 가압하는 방법을 이하에 기술한다.

도 1 는 시트 금속으로 제조된 디스크형 평면 블랭크를 나타내고 있다. 본 방법의 제 1 단계에서는 적어도 두 개의 웰드 비드(12)가 감소 두께 벽부분의 금속 유동을 따라 제품의 상술된 감소 두께 벽부분 위로 연장되어 블랭크(10)의 둘레부 전까지 이어지는 방식으로 블랭크(10)에 예비 형성된다. 금속 유동은 상기 방법에서 후술되는 드로잉 단계에서 가소성으로 블랭크가 예비형성될때 블랭크(10)의 방사 방향으로 발생되는 것이다. 예비형성 단계에서는 블랭크(10)의 예비결정된 블랭크 부분이 레이저 빔, 전자 빔 또는 그와같은 종류의 상술된 고 에너지 밀도 열원에 노출되어 있다. 블랭크(10)의 예비결정된 블랭크 부분에는 열에 의해 용해되어 급속하게 자체 냉각되어 블랭크(10) 내로 침투되는 웰드 비드(12)를 형성하여, 블랭크(10)의 나머지 블랭크 부분(18) 보다 상당히 더 큰 경도를 가지게 된다. 고 에너지 밀도 열원은 블랭크(10)의 용해된 예정 블랭크 부분이 급속하게 냉각되는데 유효한 것이 바람직 하다. 특히, 탄소와 같은 첨가물을 덜 함유한 강철판으로 제조된 블랭크를 열처리하여 경화시키는 경우에는, 보다 높은 냉각 율로 블랭크를 냉각 시켜야 한다. 따라서, 상술된 고 에너지 열원이 이러한 경우에는 양호하게 사용가능한 것이된다.

상기 방법의 예비형성 단계에서는 적어도 두 개 웰드 비드(12)를 블랭크(10)에 배치된 예정지점으로부터 방사방향으로 연장하여 블랭크(10)의 둘레부 전까지 이어지는 선을 따라 배치한다. 즉, 적어도 두 개 웰드 비드(12)는 블랭크(10)의 예정지점으로부터, 둘레부(16)로 부터 방사 내방향으로 이격진 블랭크(10)의 예정 부분으로 방사 연장되는 영역 내에 배치되는 것이다.

특정하게, 도 1 에 도시된 바와같은 이러한 실시예에서는 8개 선형 웰드 비드(12)를 블랭크(10)의 중심(14)으로부터 방사 외방향으로 연장되어 블랭크(10)의 둘레부(16) 전 까지 이어지게 배치하였다. 이러한 예비 형성단계에서는 적어도 두 개 웰드 비드(12)가 서로에 대해서 원주둘레적으로 등거리로 이격져, 중심과 같은 예정된 지점에서 180도의 중심각을 갖는 블랭크(10)의 일정 구획지대 내에 배치되게 된다.

예비형성 단계에서는 웰드 비드(12)가 예정 지점, 예를들면 블랭크(10)의 중심(14)과는 다른 지점에서 상호 교차되는 것이 방지되게 배치한다. 웰드 비드(12)는 블랭크(10)의 제 1 및 제 2 예정 부분(22, 24) 내에서 상호 교차되는 것이 방지된다. 제 1 예정 부분(22)은 후술되는 펀치(P) 이동 단계에서 도 2 에 도시된 바와같이 원통형 펀치(P)의 곡선면(PR)과 접촉되게 전해진다. 곡선면(PR)은 펀치(P)의 수직면(PW)과 하부면(PB) 사이에 위치된다. 제 2 예정부분(24)은 펀치(P) 이동단계에서 펀치(P)의 수직면(PW)과 접촉되게 전해진다. 펀치(P) 이동 단계에서, 함께 접속된 곡선면(PR)과 수직면(PW)에 펀치(P)의 일 어깨 단부(RW)와 접촉되게 전해지는 블랭크(10)의 외부 어깨 단부 접촉부(30)는 제 1 및 제 2 예정부(22, 24) 사이에 배치된다.

부가적으로, 예비형성 단계에서, 각각의 웰드 비드(12)는, 둘레부(16) 방사 내방향으로 제 2 예정부(24) 내에 배치된 일 단부와, 펀치(P) 이동 단계에서 펀치(P)의 하부면(PB)과 접촉되게 전해지는 블랭크(10)의 제 3 예정부(20)에 배치된 대향 단부를 가지도록 그렇게 배치된다. 펀치(P) 이동 단계에서, 함께 접속된 곡선면(PR)과 수직면(PW)에 펀치(P)의 일 어깨 단부(RB)와 접촉되게 전해지는 블랭크(10)의 내부 어깨 단부 접촉부(28)는 제 1 및 제 3 예정부(22, 20) 사이에 배치한다.

도 3 은 블랭크(10) 내로 관통침투된 웰드 비드(12)를 도시한 도면이다. 웰드 비드(12) 각각은 도 1 에 도시된 바와같은 길이(L)와, 도 3 으로 설명되는 바와같은 침투 깊이(T)와 폭(W)을 가진다. 웰드 비드(12)의 내 단부가 블랭크(10)의 제 3 예정부(20)에 위치되고 그 외 단부가 제 2 예정부(24)에 위치되어 블랭크(10)의 둘레부(16)로부터 방사 내방향으로 수축되도록, 웰드 비드(12)의 길이(L)는 가변적으로 조정된다. 양호하게, 웰드 비드(12)의 폭은 0.5mm 내지 2.0mm 범위 내에 있고, 침투 깊이(T)는 블랭크(10)의 두께의 반보다 더 크게 정해진다.

예비형성 단계의 마무리 시에는, 적어도 두 개 웰드 비드(12)를 가지고 형성된 보강부를 가진 평면 블랭크(10)가 상기 방법의 다음 단계를 위해 준비된다. 웰드 비드(12)의 설치로, 딥 드로잉에 웰드 비드(12) 근처에 블랭크(10)의 응력변형 분포가 변경된다. 따라서, 평면 블랭크(10)는 예비형성 단계로 이어지는 드로잉 단계에서 발생되는 그 두께의 감소에 대한 증가된 경도 및 강도를 가지게 된다.

도 2 를 참고로 하여 상술된 예비 형성 단계로 이어지는 단계를 설명한다. 도 2 는 도 15 와 도 16 에 도시된 완성된 플랜지 제품(400) 내로 블랭크(10)를 드로우-프레스 장치를 설명하는 도면이다. 장치는 펀치(P)와 대향된 다이(D)와, 그 사이에 개재된 블랭크 홀더(H)를 구비한다. 펀치(P)는 중심축선(X)이 있는 원통형상의 것이고 축선 방향으로 이동가능한 것이다. 다이(D)는 펀치(P)를 수용할 수 있는 구조로된 원통형 공동(DC)을 갖는다. 블랭크 홀더(H)는 다이(D)의 공동(DC) 안으로의 펀치(P)의 이동을 허용하는 중앙 홀(HB)을 가진다. 이러한 단계에서는 웰드 비드(12)를 가진 블랭크(10)가 블랭크(10)의 중앙(14)이 펀치(P)의 중앙축선(X)에 정렬되는 예정 위치에 다이(D)의 다이면(DF)위에 배치된다.

다이(D)위에 블랭크(10)를 배치하는 단계에 이어지는 단계에서는, 블랭크(10)의 둘레(16)에 클램프되는 블랭크 홀더(H)가 다이(D)위에 놓인 블랭크(10)에 대항하여 압력을 받게된다.

다음, 블랭크(10)에 대한 블랭크 홀더(H)의 가압 단계에 이어지는 단계에서는, 둘레(16)에 클램프된 블랭크(10)를 유지하면서, 펀치(P)가 다이(D)의 공동(DC) 안으로 이동되어 펀치(P)의 표면을 따라 블랭크(10)를 드로잉 하여, 블랭크(16)의 둘레(16)를 따라 환형상 플랜지를 형성한다. 다이(D)의 공동(DC) 안으로 펀치(P)가 이동되는 이러한 단계에서는 블랭크(10)가 펀치(P)에 의해 힘을 받아 블랭크(10)와 접촉하는 펀치(P)의 일부분 구조로 형상지게 된다. 이때, 블랭크(10)는 블랭크(10)의 방사 방향으로의 금속 유동을 발생하는 장력을 받게된다. 다음, 적어도 두 개의 웰드 비드(12)를 갖는 블랭크(10)는 금속 유동에 의한 영향을 거의 받지 않음으로 따라서 블랭크(10)가 금속 유동에 의해 발생되는 두께 감소에 의한 해는 거의 없다. 펀치(P)를 이동시키는 단계가 마감되면, 도 15 및 도 16 에 도시된 바와같은 완성된 플랜지 물품(400)이 제조된다.

도 5 는, 제 1 실시예와는 웰드 비드(12) 사이에 원주둘레 거리가 다른 본 발명에 따른 평면 블랭크(110)의 제 2 실시예를 나타낸 도면이다. 유사 참고번호는 유사 부분을 나타내며 그 상세한 설명은 하지 않는다.

도 5 에 나타낸 바와같이 시트 금속으로 만들어진 디스크형 평면 블랭크(110)는 예비형성된 6개 선형 웰드 비드(12)를 갖는다. 이러한 웰드 비드(12)는 도 1 에 도시된 제 1 실시예에서의 거리보다 큰 외부 어깨 단부 접촉부(30)에 도 5 에 Q로 나타낸 예비결정된 거리로 원주둘레적으로 상호 이격 분리된다. 예정 거리는 5mm 내지 30mm 범위에 있다. 예비형성된 웰드 비드(12)를 갖는 평면 블랭크(110)는 제 1 실시예에서 설명된 바와같은 방법에서의 동일 단계에서 사용가능한 것이다.

제 1 및 제 2 실시예의 방법은 프레스 작업성을 향상시키는 역할을 한다. 또한, 실시예와 같은 방법에 따라서 딥 드로잉에서 발생되는 블랭크의 두께의 감소는 제한을 받게된다. 이러한 사실은 블랭크의 딥 드로잉 성능을 향상시키는 역할을 한다.

도 17 과 도 18 을 참고로, 본 발명에 따른 완제 최종물품(500)의 제 3 실시예를 이하에 설명한다.

완제물품(500)은 고 장력 강철판으로 만들어진 평면 블랭크로 제조된다. 도 17 과 도 18 에 도시된 바와같이, 완제품(500)은 곡선진 둘레부를 가진 하부 벽(502)을 구비한다. 하부 벽(502)은 곡선진 둘레부를 형성하는 적어도 일 코너부를 가진 형상으로 형성된다. 하부 벽(502)은 예를들면 사각형상 또는 그와같은 류의 코너부를 가진 일반적인 다각형상의 것이다. 또한, 완제품(500)은 하부벽(502)에 연결된 측 벽(504)과, 곡선진 둘레부를 따라 하부 벽(502)의 코너부로 부터 각지게 외방향으로 연장하여 측 벽(504)에 연결된 적어도 일 곡선진 벽(506)도 구비한다. 측 벽(504)은 하부 벽(502)과 대체로 수직적으로 연장된다. 각각의 곡선 벽(506)은 하부 벽(502)의 각각의 코너부에 연결되어 측 벽(504)과 접속된다. 플랜지(508)는 측 벽(504)으로부터 각지게 외방향으로 연장된다. 적어도 두 개의 선형 웰드 비드(212)는 플랜지(508) 쪽의 측 벽(504)과, 각각 곡선진 벽(506)과, 하부 벽(502)을 따라 외방향으로 연장되어 플랜지(508)의 둘레 모서리 전에서 마감된다. 적어도 두 개의 웰드 비드(212)를 블랭크 안으로 침입시킨다. 특정하게는, 적어도 두 개의 웰드 비드(212)는 하부 벽(502)의 각각의 코너부 내측에 배치된 예정 지점으로부터 방사방향으로 연장된다. 적어도 두 개의 웰드 비드(212)는 상호 등거리로 이격져 하부 벽(502)에 예정된 지점과는 다른 지점에서 교차되는 것이 방지된다. 웰드 비드(212)의 각각은 플랜지(508)의 둘레 모서리로부터 방사 내방향으로 원격지고 플랜지(508)와 측벽(504) 너머로 연장되는 영역 내에 배치된 일 단부와, 하부벽(502) 내에 배치된 대향측 단부를 가진다. 이러한 실시예에서는 각각의 웰드 비드(212)의 일 단부는 플랜지(508) 내에 배치된다. 적어도 두 개 웰드 비드(212)는 중앙부와 같은 예정 지점에서 180도의 중심각을 가진 하부 벽(502)의 구획지대를 통해 연장된다.

적어도 두 개 웰드 비드(212)는 고 에너지 밀도 열원으로 형성되고 각각은 제 1 실시예에서 설명된 바와같이 나머지 부분(18) 보다 더 큰 증가된 경도를 갖는다. 각각의 곡선 벽(506)은 딥 드로잉 공정에서 발생되는 장력을 대부분 받게되어 두께가 감소된다. 측 벽(504)과 하부 벽(502)도 또한 두께가 감소되지만 곡선 벽(506)과는 달리 장력에 의한 영향을 거의 받지 않는다. 따라서 정렬설치된 웰드 비드(212)는 제품(500)의 감소 두께 벽 부분을 보강하게 된다. 또한, 웰드 비드(212)의 설치로, 측 벽(504)은 블랭크의 비틀림 소거를 위한 드로우-프레스 작업에서 증가된 장력을 받게되는 경우에 크랙을 당하게되는 것이 방지된다. 비틀림은 정상적인 강철판의 가소성 변형비 보다 낮은 블랭크를 형성하는 고 장력 강철판의 가소성 변형비로 인하여 드로우-프레스 작업에서 발생되는 성질의 것이다. 따라서, 웰드 비드(212)의 설치는 드로우-프레스 작업에서 발생하는 비틀림을 억지하는 역할도 한다.

도 7 과 도 12 를 다시 참고로 하여 제 3 실시예의 상술된 완제품(500) 안으로 평면 블랭크(210)를 가압하는 방법을 이하에 설명한다. 도 7 과 도 12 는 제 3 실시예를 제조하는 장치와 평면 블랭크(210)를 나타낸 도면이다. 상기 방법을 보다 양호하게 나타낸 도 7 에서는 장치내의 블랭크 홀더를 도시 하지 않하였으며 평면 블랭크(210)는 그 상부측으로 보았을때를 나타낸 것이다.

도 7 에 나타낸 바와같이 평면 블랭크(210)는 적어도 일 코너를 가지는 형태인 것이다. 평면 블랭크(210)는 상술된 바와같이 고 장력 강철판으로 제조된다. 펀치(P)는 적어도 일 곡선진 코너가 형성된 하부면(PB)을 가진 칼럼형상인 것이다. 펀치(P)는 다수개의 곡선 코너로 형성된 하부면(PB)을 가진 프리즘형의 것이다. 펀치(P)의 곡선면(PR)은 곡선 코너와 연결된다. 다이(D)의 공동(DC)은 펀치(P)와 유사한 구조이다.

제 1 실시예와 유사하게 이러한 방법의 실시예는 블랭크(210)에 적어도 두 개의 웰드 비드(212)에서의 예비형성 단계에서 개시된다. 예비형성 단계에서 먼저 가상지점은 펀치(P)의 축선방향으로 펀치(P)의 곡선면(PR)의 곡률의 중심(C1)을 투영하여 블랭크(210)에 예정 지점(C2)으로 고정시킨다. 예정 지점(C2)은 블랭크(210)의 제 3 예정부분(20) 내에서 평면 블랭크(210)의 각각의 코너의 내측부에 배치된다. 그리고 다음, 예비형성 단계에서는 적어도 두 개 웰드 비드(212)가 예정 지점으로부터 반경 외방향으로 연장되는 선을 따라 놓여져 평면 블랭크(210)의 둘레(216) 전에서 마감된다. 즉, 적어도 두 개 웰드 비드(212)는 예정 지점(C2)으로부터 평면 블랭크(210)의 둘레(216)로부터 수축되는 예정부로 연장되는 영역 내에 위치된다.

예비형성 단계에서는 적어도 두 개의 웰드 비드(212)의 각각은, 다이(D)의 공동(DC) 안으로 펀치(P)가 이동할 때 펀치(P)의 일 어깨 단부(RW)와 접촉되게 전해지는 블랭크(210)의 외부 어깨 단부 접촉부(230)와, 블랭크 홀더가 다이(D)위에 배치된 블랭크(210)에 대항하여 압력을 받을시 다이(D)의 다이면(DF)에 형성된 드로우 비드(DB)와 블랭크 홀더에 의해 클램프되는 블랭크(210)의 클램프 부분(232)과의 사이에 배치된 일 단부를 가지도록 그렇게 설치된다. 예비형성 단계에서, 적어도 두 개 웰드 비드(212)의 각각은 블랭크(210)의 제 3 예정부(20)에 배치된 대향측 단부를 가지도록 배치된다. 또한, 예비형성 단계에서는 적어도 두 개의 웰드 비드(212)가 펀치(P)가 다이(D)의 공동(DC) 안으로 이동할 시에 펀치(P)의 일 어깨 단부(RW)와 접촉되게 전해지는 블랭크(210)의 외부 어깨 단부 접촉부(230)에서 5mm 내지 30mm 범위에서 그 사이에 거리를 가지도록 위치된다. 도면번호(228)는 제 1 예정부(22)와 제 3 예정부(20) 사이에 경계부를 형성하는 블랭크(210)의 내부 어깨 단부 접촉부를 나타낸다. 내부 어깨 단부 접촉부(228)에서, 블랭크(210)는 펀치(P)가 화살표(F)로 나타낸 방향으로 다이(D)의 공동(DC) 안으로 이동할 때 펀치(P)의 다른 어깨 단부(RB)와 접촉되게 전해진다. 또한, 예비형성 단계에서, 적어도 두 개 웰드 비드(212)는 중심과 같은 예정지점(C2)에서 180도의 중심각을 갖는 블랭크(210)의 구획지대 내에 설치된다.

이러한 실시예의 예비형성 단계는 상술된 특징을 제외하고는 제 1 실시예의 것과 유사한 것이다.

다이(D)위에 블랭크(210)를 배치하는 단계에서는 예정 지점(C2)이 펀치(P)의 곡선면(PR)의 곡률 중심에 맞추어 설치된다.

상술된 배치 단계에 이어지는 단계는 상술된 제 1 실시예에서 설명된 바와같이 배치 단계 후에 유도되는 단계와 유사한 단계이다.

웰드 비드(212)를 설치하여, 완제품이 어깨 단부 접촉부(230)에서의 크랙 발생이 방지된다. 또한, 이러한 실시예에서는 장력이 딥 드로잉에서 발생하는 비틀림을 소거하기 위하여 증가된다. 이러한 사실은 딥 드로잉 작업에서 비틀림 발생을 억지하는 역할을 한다.

도 8 과 도 9 를 참고로 본 발명의 방법의 제 4 실시예를 이하에 설명하며, 이 실시예는 평면 블랭크(300)가 레이저 빔으로 함께 웰드되는 강도 및/또는 두께가 상이한 두종류의 강철판(302, 304)으로 합성된 것이 제 3 실시예와 다른 것이다.

도 8 은 상기 웰드 블랭크(300)의 딥 드로잉에 사용되는 다이(D)를 도시한 도면이다. 다이(D)는 다른 강철판보다 낮은 드로우 성질을 갖는 강철판(302, 304)의 물질 특성에 따라 결정되는 성질을 가진 다이면(DF)을 갖는다.

도 9 는, 일반적인 강철판(302)의 성질보다 열등한 딥-드로우 성질을 갖는 고 강도 강철판(304)과 양호한 딥-드로우 성질을 갖는 일반적인 강철판(302)이 합성된 웰드된 평면 블랭크(300)를 도시한 도면이다. 이러한 실시예의 방법에서는 블랭크(300)에 적어도 두 개 선형 웰드 비드(312)를 예비형성하는 단계는, 적어도 두 개 웰드 비드(312)가 블랭크(300)에 예정지점으로부터 방사방향으로 연장되는 선을 따라 고 장력 강철판(304)으로 설치되고 드로잉 깊이의 1/3 길이를 가지는 것을 제외하고는 제 3 실시예와 유사한 것이다. 드로잉 깊이는 펀치(P)가 축선 운동 행정에서 다이면(DF)과 같은 위치일 때 펀치(P)의 하부면(PB)과, 펀치(P)가 행정에서 하부 데드 중앙에 위치될 때 그 하부면(PB)과의 사이에 거리이다. 제 3 실시예와 유사하게, 이러한 실시예의 방법에서의 예비형성 단계에서는 적어도 두 개 웰드 비드(312)가, 펀치(P)의 다이(D)의 공동(DC) 안으로의 운동시 펀치(P)의 일 어깨 단부(RW)와의 접촉부로 전해지는 블랭크(300)의 외부 어깨 단부 접촉부(330)에서 5mm 내지 30mm 범위에서 그 사이에 거리를 가지도록 배치된다.

웰드 비드(312)를 정렬설치하여, 블랭크(300)의 강철판(302, 304)의 딥-드로우 성질간의 상이성이 스톡 활용을 감소시키지 않고 완제품 형성 성능의 향상을 서빙하며, 감소된다. 또한, 딥 드로우 성질에 상이성으로 발생되는 비틀림을 소거시키는데 필요한 장력이 드로잉 공정에서 블랭크(300)에 적용될때에도, 블랭크(300)는 크랙이 없는 완제품으로 형성된다. 따라서 이것은 딥 드로잉에 비틀림 발생을 억지하는 역할을 한다.

예

본 발명을 첨부 도면을 참고로 예를 들어 보다 상세하게 기술한다. 그러나, 이러한 예는 설명만을 목적으로 하는 것이지 결코 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

참고예 1

5개 평면 블랭크 샘플은, 웰드 비드의 폭이 다양하게 변경될 때 웰드 비드를 갖지 않는 베이스 메탈의 장력과 상관하여 그안에 형성된 웰드 비드의 장력강도의 비율의 변화를 알아보는 방식으로 시험한다.

블랭크 샘플의 각각은 다음의 과정에 따라 준비된다. 선형 웰드 비드는 3kW에 CO²가스 레이저 빔을 방사하여 SPCC로 제조된 일반적인 강철판에 형성된다. 웰드 비드의 폭은 모든 판을 0.4mm 내지 1.5mm 범위에서 변경된다. 준비된 평면 블랭크 샘플은 웰드 비드의 장력강도 측정을 받게한다. 또한, 베이스 메탈의 강도에 대한 측정된 장력강도 비율은 모든 블랭크 샘플 마다 구해진다. 시험 결과는 도 13 에 나타내었다. 이어서, 평면 블랭크 샘플은 딥 드로잉을 받아 완제품이 생산된다. 생산된 완제품의 외관은 시각적으로 관찰된다.

참고예 2

5개 평면 블랭크 샘플은, 블랭크 샘플 안으로의 웰드 비드의 침투 깊이가 다양하게 변경될 때 웰드 비드를 갖지 않는 베이스 메탈의 장력과 상관하여 그안에 형성된 웰드 비드의 장력강도의 비율의 변화를 시험하는 방식으로 시험된다.

블랭크 샘플의 각각은 웰드 비드가 0.7mm의 일정한 폭을 가지면서 모든 판마다 판 안으로의 침투 깊이에서 차이가 있는 것을 제외하고는 참고예 1 에서와 동일한 방식으로 준비된다. 준비된 평면 블랭크 샘플은 웰드 비드의 장력강도와 동일한 측정을 받게된다. 시험 결과는 도 14 에 나타내었다. 다음, 이러한 평면 블랭크 샘플은 딥 드로잉 작업을 받아 완제품이 생산된다. 제조된 완제품의 외관은 시각적으로 관찰된다.

결과로서, 베이스 메탈의 장력에 대한 웰드 비드의 장력강도의 비율이 5%보다 작지 않을 때 평면 블랭크의 딥 드로잉에 대한 크랙 내성과 적절성이 현저하게 향상된다.

또한, 도 13 과 도 14 에서 볼수 있는 바와같이 5%보다 작지 않은 장력강도는 웰드 비드가 0.5mm 내지 2.0mm 범위의 폭을 갖고 관통 깊이가 블랭크 두께의 반 보다 작지 않을 때 이루어 진다는 것을 예측할 수 있다.

예 1

도 1 에 도시된 바와같은 제 1 실시예의 평면 블랭크가 다음의 과정에 따라 준비된다. 디스크 판은 92mm의 직경과 1.0mm의 두께를 가지고 냉간 압연강철 시트 SPCC와 같은 일반적인 강철 판으로 제조된 것이다. 8개 선형 웰드 비드는 디스크 판 안으로 완전 관통하는 3kW에 CO²가스 레이저 빔을 방사하여 형성된다. 웰드 비드는 디스크 판의 중앙으로부터 방사방향으로 연장되고 둘레부로부터 5mm 정도 방사 내방향으로 이격진 디스크 판의 일부분에서 마감된다. 웰드 비드는 원주 둘레적으로 상호 등거리 관계로 이격진다. 웰드 비드는 각각 1.0mm의 폭을 갖는다.

다음, 준비된 평면 블랭크는 도 2 에 도시된 바와같은 장치를 사용하여 딥 드로잉을 받는다. 장치는 8mm 펀치반경과 40mm 직경을 갖는 펀치를 가지고, 다이는 10mm 다이 반경과 44mm 직경의 공동부를 갖고, 블랭크 홀더는 1.0 톤의 블랭크 홀딩 압력으로 블랭크를 클램프하도록 동작한다. 완제품은 상술된 딥 드로잉 상태하에서 생산된다. 생산된 완제품의 외관은 시각적으로 관찰된다.

결과는, 크랙이 없는 양호한 외관을 갖는 완제품의 획득이다.

비교예 1

평면 블랭크는 웰드 비드가 그 안에 형성되지 않은 것을 제외하고는 예 1 에 기술된것과 동일한 방식으로 준비된다. 이렇게 준비된 평면 블랭크는 완제품을 생산하도록 예 1 에 기술된 바와 동일한 상태하에서 딥 드로잉을 받게된다. 이렇게 제조된 완제품의 외관은 시각적으로 관찰된다.

결과는, 양호한 외관을 갖는 완제품을 획득하는데 실패이다.

예 2

제 1 실시예의 평면 블랭크가, 디스크 판은 96mm의 직경과 0.7mm의 두께를 가지고 38Kgf/mm²의 인장강도를 갖는 냉간 압연 강철 시트 SAFC 38R과 같은 고 장력 강철판으로 제조되고, 웰드 비드는 외부 어깨 단부 접촉부로부터 5.0mm로 방사 외방향으로 이격지는 디스크 판의 일부분으로 디스크 판의 중앙(14)으로부터 방사방향으로 연장되는 것을 제외하고는 예 1 에 기술된 바와 동일한 방식으로 준비된다. 그렇게 준비된 평면 블랭크는 블랭크 홀딩 압력이 0.8 톤이라는 것을 제외하고는 예 1 에 기술된 바와 동일한 상태하에서 딥 드로잉을 받게된다. 완제품은 상술된 딥 드로잉 상태에서 생산되고, 생산된 완제품의 외관은 시각적으로 관찰된다.

결과는, 크랙이 없는 양호한 외관으로 제조된 완제품의 획득이다.

예 3

도 1 에 도시된 바와같은 제 1 실시예의 평면 블랭크가, 디스크 판은 94mm의 직경을 가지고, 웰드 비드는 디스크 판의 둘레로 부터 5.0mm로 방사 내방향으로 이격지는 위치로 디스크 판의 중앙으로부터 방사방향으로 연장되는 것을 제외하고는 예 2 에 기술된 바와 동일한 방식으로 준비된다. 그렇게 준비된 평면 블랭크는 완제품 생산을 위해 예 2 에 기술된 바와같은 동일한 상태하에서 딥 드로잉을 받게된다. 이렇게 생산된 완제품의 외관은 시각적으로 관찰한다.

결과는, 크랙이 없는 양호한 외관으로 제조된 완제품의 획득이다.

예 4

예 3 에 기술된 바와같은 동일한 과정이, 그 외단부가 블랭크의 내부 어깨 단부 접촉부의 약간의 방사 내방향으로의 위치로 그 둘레부로부터 1mm로 모든 블랭크가 방사 내방향으로 변위되게 다양하게 변경되는 각각의 블랭크에 형성된 웰드 비드의 길이를 제외하고는 반복되어 진다. 또한, 그렇게 준비된 평면 블랭크는 완제품 생산을 위해 예 3 에 기술된 바와같은 동일한 상태하에서 딥 드로잉을 받게되고, 블랭크의 한정 드로잉 비율 측정을 받는다. 두 측정은 각각의 블랭크를 처리하여 그 평균을 블랭크의 한정 드로잉 율로 판단한다. 시험 결과는 도 4 에 나타내었다. 도 4에서, 제 1 어깨 단부 접촉부는 블랭크의 내부 어깨 단부 접촉부를 나타내고, 제 2 어깨 단부 접촉부는 블랭크의 외부 어깨 단부 접촉부를 나타낸다.

도 4 에 도시된 바와같이, 웰드 비드의 외단부가 블랭크의 제 2 어깨 단부 접촉부에 위치되면, 한정 드로잉 비율은 2.375 이다. 웰드 비드의 외단부가 블랭크의 둘레로부터 5.0mm의 반경 내방향 원거리 위치에 있으면, 한정 드로잉 비율은 2.375 이다. 또한, 웰드 비드의 외단부가 블랭크의 둘레에 위치되면, 한정 드로잉 비율은 2.35 이다.

웰드 비드의 외단부가 제 2 어깨 단부 접촉부와 둘레부로부터 내방향으로 5.0mm 사이에 영역 내에 위치되면, 평면 블랭크의 한정 드로잉 비율은 2.375 보다 크지 않고, 평면 블랭크는 양호한 딥 드로우 성질을 갖는다.

비교예 2

평면 블랭크는 웰드 비드가 그안에 형성되어 있지 않은 것을 제외하고는 예 3 에 기술된 바와 동일한 방식으로 준비된다. 이렇게 준비된 평면 블랭크는 완성품 생산을 위해 예 3 에 기술된 바와 동일한 상태하에서 딥 드로잉을 받게된다. 이렇게 생산된 완제품의 외관은 시각적으로 관찰된다.

결과는, 양호한 외관으로 제조된 완제품을 얻는데 실패이다.

웰드 비드의 외단부가 제 2 어깨 단부 접촉부로부터 둘레부로부터 내방향으로 저지되는 부분으로 반경 외방향으로 연장되는 영역 내에 위치되면, 평면 블랭크의 한정 드로잉 비율이 상당히 높은 범위에 있고 평면 블랭크는 완제품이 양호한 외관을 가지는 딥 드로잉용으로 적합함을 나타내는 예 1 내지 예 4 와 비교예 2 의 시험 결과로부터 예견할 수 있다.

예 5

예 3 에 기술된 바와 동일한 과정이 각 블랭크에 형성된 웰드 비드 사이에 거리가 평면 블랭크의 외부 어깨 단부 접촉부에서 가변적으로 변경되는 것을 제외하고는 반복된다. 웰드 비드간의 거리는 최대 70mm 까지 이르는 모든 블랭크의 임의적인 값에 의해 변경된다. 이렇게 준비된 평면 블랭크는 완제품을 생산하도록 예 3 에 기술된 바와 동일한 상태하에서 딥 드로잉을 받게되고, 블랭크의 한정 드로잉 비율 측정을 받게된다. 두 측정은 각각의 블랭크를 처리하고, 그 평균을 블랭크의 한정 드로잉 비율로 판단한다. 결과는 도 6 에 나타내었다. 또한, 이렇게 생성된 완제품의 외관은 시각적으로 관찰된다.

도 6 에 나타낸 바와같이, 웰드 비드간의 거리가 30mm 이면, 블랭크의 한정 드로잉 비율은 2.25 이다. 웰드 비드간의 거리가 16mm 이면, 블랭크의 한정 드로잉 비율은 2.35 이다. 웰드 비드간의 거리가 5mm 보다 작거나 또는 30mm 보다 크면, 블랭크의 한정 드로잉 비율이 낮아지고 완제품은 크랙을 갖는다. 웰드 비드간의 거리가 5mm 내지 30mm 범위 내에 있으면 블랭크의 한정 드로잉 비율은 상당히 높고 완제품은 양호한 외관을 나타낸다.

비교예 3

평면 블랭크는 웰드 비드가 외부 어깨 단부 접촉부 너머 반경 외방향으로 변위되는 위치에서 상호 교체되는 것을 제외하고는 예 3 에 기술된 바와같은 동일한 방식으로 준비된다. 이렇게 준비된 평면 블랭크는 완제품 제조를 위해 예 3 에 기술된 바와같은 동일한 상태하에서 딥 드로잉을 받으며, 블랭크의 한정 드로잉 비율 측정을 받는다.

결과는, 블랭크의 한정 드로잉 비율이 낮아지고 완제품이 향상된 딥 드로우성을 갖는데 실패이다.

비교예 4

평면 블랭크는 웰드 비드가 그 안에 형성되지 않은 것을 제외하고는 예 3 에 기술된 바와 같은 동일한 방식으로 준비된다. 이렇게 준비된 평면 블랭크는 예 3 에 기술된 바와 같은 동일한 상태 하에서 딥 드로잉을 받아 완제품이 생성되고, 블랭크의 한정 드로잉 비율 측정을 받는다.

결과로, 블랭크의 한정 드로잉 비율은 2.15 이다.

웰드 비드는 5mm 내지 30mm 범위 내에서 그 사이에 거리를 가지면, 평면 블랭크의 딥 드로잉용으로의 적합성과 크랙 내성이 양호하게 향상되는 것이 예 5 와 비교예 3 및 4 의 시험결과로 인식된다.

예 6

도 7 에 도시된 바와같은 제 3 실시예의 평면 블랭크가 다음의 과정에 따라 준비된다. 판은 0.7mm 두께이고 고장력 강철판 예를 들면 냉간 압연 강철 시트 SAFC 38R로 제조된다. 웰드 비드는 3kW에 CO²가스 레이저 빔을 방사하여 판에 형성되어 판 안으로 완전 관통되어진다. 웰드 비드는 상술된 제 3 실시예에서 설명된 바와같이 판이 예정지점으로부터 반경방향으로 연장되어 판의 클램프 부분에서 종결된다. 웰드 비드는 각각 1.0mm의 폭을 갖는다. 웰드 비드는 예정 지점과는 다른 지점에서 상호 교차되는 것이 방지된다. 다른 어깨 단부 접촉부에 웰드 비드는 5mm 내지 30mm 범위 내에 있다.

이렇게 준비된 평면 블랭크는 상술된 제 3 실시예에서 기술된 바와같은 장치를 사용하여 딥 드로잉을 받는다. 상기 장치는 10mm 펀치 반경을 갖는 펀치와, 10mm 다이 반경을 갖는 다이와, 1.5톤의 블랭크 홀딩 압력에서 평면 블랭크를 클램프하는 블랭크 홀더 조작성을 구비한다. 완제품은 상술된 딥 드로잉 상태하에서 제조된다. 이렇게 제조된 완제품의 외관은 시각적으로 관찰된다.

결과로서, 완제품은 양호한 외관을 가지고 딥 드로잉 공정에서 펀치의 어깨와 접촉되는 곡선부에서의 크랙 발생이 방지되는 것이 발견된다. 완제품은 딥 드로잉 공정에서 곡선부에서의 비틀림 발생도 방지될 것임을 예견할 수 있다.

예 7

도 9 에 도시된 바와같은 제 4 실시예의 평면 블랭크가 다음의 과정에 따라 준비된다. 판은 레이저 빔을 사용하여 함께 두 개의 다른 종류의 일반적인 강철판을 웰드하여 형성된다. 일 판은 1.4mm 두께를 갖는 냉간 압연 강철 시트SPHC이다. 다른 판은 0.7mm 의 두께를 갖는 냉간 압연 강철 시트 SPCC 이다.

이렇게 준비된 평면 블랭크는 펀치가 12mm의 펀치 반경을 가지고 블랭크 홀더는 60톤의 블랭크 홀딩 압력을 가지는 것을 제외하고는 에 6 에 기술된 바와같은 동일한 상태하에서 딥 드로잉을 받는다. 완제품은 상술된 딥 드로잉 상태 하에서 생산된다. 이렇게 제조된 완제품의 외관은 시각적으로 관찰된다.

결과로, 완제품은 크랙이 없는 양호한 외관을 갖는다. 웰드 비드가 다른 종류의 강철 판으로 합성된 평면 블랭크에서 상술된 바와같이 정렬배치되면, 평면 블랭크를 구성하는 다른 종류의 일반적인 강철판의 딥 드로우 성질간의 차이가 작아지게 되고 완제품은 스톡 활용의 감소 없이 생산됨이 예측된다. 또한, 블랭크는 딥 드로잉 과정에서 드로우 성질의 차이로 인해서 발생되는 비틀림이 소거되도록 블랭크에 상당한 장력이 가해질때라도 크랙과 비틀림이 발생되는 것이 방지됨이 예측할 수도 있다.

예 8

예 1 에 기술된 바와같은 동일한 과정이 각각의 블랭크에 형성된 웰드 비드간의 거리가 예 5 에 기술된 바와 같은 동일한 방식으로 평면 블랭크의 외부 어깨 단부 접촉부에서 가변적으로 변경되는 것을 제외하고는 반복된다. 이렇게 준비된 평면 블랭크는 예 1에서 기술된 바와같이 동일한 상태하에서 딥 드로잉을 받아 완제품이 생산된다. 다음, 이렇게 생산된 완제품은 딥 드로잉에 유도되기 전에 블랭크의 초기 두께에 대한 딥 드로잉을 받게되는 그 측 벽의 두께의 비율로 측정을 받는다. 상기 비율은 이후 두께 감소비에 대한 기준이 된다. 두 측정을 각각의 완제품이 받고, 그 평균이 두께 감소비율로 고려된다.

비교예 5

평면 블랭크는 웰드 비드가 그 안에 형성되지 않는 것을 제외하고는 예 1 에 기술된 바와같은 동일한 방식에서 준비된다. 이렇게 준비된 평면 블랭크는 예 1 에 기술된 바와같은 동일 상태하에서 딥 드로잉을 받아 완제품이 생성된다. 다음, 이렇게 생성된 완제품은 예 8 에서 기술된 바와같은 방식으로 두께 감소 비율 측정을 받는다.

예 8 과 비교예 5 의 시험결과는 도 10 에서 E1 및 E2 로 각각 나타내었다.

도 10 에 도시된 바와같이, 웰드 비드간의 거리가 30mm 이면, 두께 감소비율은 0.93 이다. 웰드 비드간의 거리가 16mm 이면, 두께 감소비는 0.935 이다. 평면 블랭크가 웰드 비드를 가지지 않는 경우에는 두께 감소 비율이 0.928 이다. 웰드 비드를 가진 평면 블랭크는 웰드 비드를 가지지 않는 평면 블랭크의 비율보다 더 큰 두께 감소비를 가짐이 발견된다. 웰드 비드가 30mm 보다 크지 않은 그 사이에 거리를 가지면, 완제품이 딥 드로잉 과정에서 두께 감소가 효과적으로 방지됨이 인식된다.

예 9

예 2 에서 기술된 바와같은 동일한 과정이 각 블랭크에 형성된 웰드 비드의 길이가 블랭크의 둘레부로 10mm 로 모든 블랭크에 반경 외방향으로 그 외단부가 변위되도록 가변적으로 변경되는 것을 제외하고는 반복되어진다. 이렇게 준비된 평면 블랭크는 예 2 에 기술된 바와같은 동일한 상태하에서 딥 드로잉을 받아 완제품을 생산한다. 다음, 각각의 이렇게 생산된 완제품이 예 8 에 기술된 바와 동일한 방식으로 두께 감소비 측정을 받는다. 시험 결과는 도 11 에 도시하였다.

도 4 에서, 제 1 어깨 단부 접촉부는 블랭크의 내부 어깨 단부 접촉부를 가리키고, 제 2 어깨 단부 접촉부는 블랭크의 외부 어깨 단부 접촉부를 가리킨다. 도 11 에 도시된 바와같이, 웰드 비드의 외단부가 제 1 어깨 단부 접촉부에 위치되면, 두께 감소비는 0.901 이다. 웰드 비드의 외단부가 제 2 어깨 단부 접촉부에 위치되면, 두께 감소비는 0.904 이다. 웰드 비드의 외단부가 블랭크의 중심으로부터 30mm 반경 외방향으로 원격진 지점에 위치되면, 두께 감소비는 0.915 이다.

웰드 비드의 외단부가 제 2 어깨 단부 접촉부로부터 블랭크의 둘레부로 연장되는 영역 내에 위치되면, 두께 감소비는 상대적으로 높아진다. 웰드 비드가 외부 어깨 단부 접촉부와 블랭크의 둘레와의 사이에 영역 내에 외단부를 가지면, 완제품의 측 벽이 딥 드로잉 공정에서의 두께 감소로 부터의 손상이 거의 없음이 예견된다.

전술한 블랭크 가압 방법 및 평면 블랭크와 제품에 의해 프레스 작업성과 제품 품질이 향상되는 효과가 있다.

Claims (48)

1. 적어도 일 감소 두께 벽 부분을 갖는 플랜지형 제품 안으로 평면 블랭크를 가압하는 방법에 있어서,

   감소된 두께 벽 부분의 금속 유동부를 따라 제품의 개별적 감소된 두께 벽 부분 위로 연장되어 블랭크의 둘레부 전에서 마감되는 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계와;

   예정된 위치에서 펀치와 대향된 다이 위에 웰드 비드를 가진 블랭크를 배치시키는 단계와;

   블랭크의 둘레부를 클램프하도록 다이 위에 놓인 블랭크에 대항하여 블랭크 홀더를 가압하는 단계 및,

   블랭크를 둘레부에 클램프되게 유지하는 동안에 펀치면을 따라 블랭크를 드로잉 하도록 다이의 공동 안으로 펀치를 이동시켜 블랭크의 둘레를 따라 플랜지를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 고 에너지 밀도를 갖는 열원을 사용하여 블랭크의 예정부가 블랭크 내로 침투되게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 펀치의 다이 공동 안으로의 이동시에 그 수직면과 하부면 사이로 연장되는 펀치 곡선부와 접촉되게 전해지는 블랭크의 제 1 부분과, 펀치의 다이 공동 안으로의 이동시에 펀치의 수직면과의 접촉되게 전해지는 블랭크의 제 2 부분 내에서 웰드 비드가 상호 교차되는 것을 방지하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 블랭크의 제 2 부분에 웰드 비드의 각각의 일 단부를 위치설정 시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 펀치의 다이 공동 내로의 이동시 펀치의 하부면과 접촉되게 전해지는 블랭크의 제 3 부분에 웰드 비드의 각각의 대향측 단부를 위치설정 시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 3 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 서로 등거리로 이격진 웰드 비드를 위치설정 시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 펀치의 다이 공동 내로의 이동시 함께 접속되는 그 곡선면과 그 수직면에 펀치의 일 어깨 단부와 접촉되게 전해지는 블랭크의 어깨 단부 접촉부에서 그 사이에 거리가 5mm 내지 30mm 범위 이도록 웰드 비드를 위치설정 시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 5 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 펀치의 다이 공동 안으로의 이동시에 함께 연결되는 곡선면과 수직면에 펀치의 일 어깨 단부와 접촉되게 전해지는 블랭크의 어깨 단부 접촉부와, 블랭크 홀더가 다이위에 블랭크에 대항하여 압력을 받을 때 다이 위에 형성된 드로우 비드와 블랭크 홀더에 의해 클램프되는 블랭크의 클램프 부분과의 사이에, 각각의 웰드 비드의 일 단부를 위치설정시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 3 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 각각 0.5mm 내지 2.0mm 의 폭을 갖는 웰드 비드를 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제 3 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 블랭크의 두께의 반 보다 큰 블랭크 내로의 침투 깊이를 각각 갖는 웰드 비드를 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 5 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 디스크 형상을 갖는 블랭크의 중심으로부터 반경방향으로 연장되는 선을 따라 웰드 비드를 위치설정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제 11 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 블랭크의 중앙에서 180도의 중심각을 가지는 블랭크의 구획 지대 내에서 적어도 두 개 웰드 비드를 정렬 설치시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제 11 항에 있어서, 다이에 블랭크를 배치하는 단계는, 원통형상을 갖는 펀치의 중심축과 블랭크의 중앙을 정렬시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제 5 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 곡선 둘레부를 형성하는 적어도 일 코너부를 가지는 형태의 하부면을 갖는 펀치의 곡선면의 곡률 중심을 투영하여 블랭크에 가상지점을 고정시키는 단계와, 가상 지점으로부터 반경방향으로 연장되는 선을 따라 웰드 비드를 위치설정 시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제 14 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 센터로서 가상 지점에 180도의 중심각을 가진 블랭크의 구획 지대 내에서 적어도 두 개 웰드 비드를 정렬시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 제 14 항에 있어서, 다이에 블랭크를 배치하는 단계는 펀치의 곡선면의 곡률 중앙과 블랭크의 가상 지점을 정렬시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
17. 적어도 일 감소 두께 벽 부분을 갖는 플랜지형 제품에 있어서,

    감소된 두께 벽 부분의 금속 유동부를 따라 제품의 개별적 감소된 두께 벽 부분 위로 연장되어 블랭크의 둘레부 전에서 마감되는 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계와;

    예정된 위치에서 펀치와 대향된 다이 위에 웰드 비드를 가진 블랭크를 배치시키는 단계와;

    블랭크의 둘레부를 클램프하도록 다이 위에 놓인 블랭크에 대항하여 블랭크 홀더를 가압하는 단계 및,

    블랭크를 둘레부에 클램프되게 유지하는 동안에 펀치면을 따라 블랭크를 드로잉 하도록 다이의 공동 안으로 펀치를 이동시켜 블랭크의 둘레를 따라 플랜지를 형성하는 단계를 포함하는 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플랜지형 제품.
18. 제 17 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 고 에너지 밀도를 갖는 열원을 사용하여 블랭크의 예정부가 블랭크 내로 침투되게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플랜지형 제품.
19. 제 18 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 펀치의 다이 공동 안으로의 이동시에 그 수직면과 하부면 사이로 연장되는 펀치 곡선부와 접촉되게 전해지는 블랭크의 제 1 부분과, 펀치의 다이 공동 안으로의 이동시에 펀치의 수직면과의 접촉되게 전해지는 블랭크의 제 2 부분 내에서 웰드 비드가 상호 교차되는 것을 방지하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 플랜지형 제품.
20. 제 19 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 블랭크의 제 2 부분에 웰드 비드의 각각의 일 단부를 위치설정 시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 플랜지형 제품.
21. 제 20 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 펀치의 다이 공동 내로의 이동시 펀치의 하부면과 접촉되게 전해지는 블랭크의 제 3 부분에 웰드 비드의 각각의 대향측 단부를 위치설정 시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 플랜지형 제품.
22. 제 19 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 서로 등거리로 이격진 웰드 비드를 위치설정 시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 플랜지형 제품.
23. 제 22 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 펀치의 다이 공동 내로의 이동시 함께 접속되는 그 곡선면과 그 수직면에 펀치의 일 어깨 단부와 접촉되게 전해지는 블랭크의 어깨 단부 접촉부에서 그 사이에 거리가 5mm 내지 30mm 범위 이도록 웰드 비드를 위치설정 시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
24. 제 23 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 블랭크의 어깨 단부 접촉부와, 블랭크 홀더가 다이위에 블랭크에 대항하여 압력을 받을 때 다이 위에 형성된 드로우 비드와 블랭크 홀더에 의해 클램프되는 블랭크의 클램프 부분과의 사이에, 각각의 웰드 비드의 일 단부를 위치설정시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 플랜지형 제품.
25. 제 19 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 각각 0.5mm 내지 2.0mm 의 폭을 갖는 웰드 비드를 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 플랜지형 제품.
26. 제 19 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 블랭크의 두께의 반 보다 큰 블랭크 내로의 침투 깊이를 각각 갖는 웰드 비드를 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 플랜지형 제품.
27. 제 21 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 디스크 형상을 갖는 블랭크의 중심으로부터 반경방향으로 연장되는 선을 따라 웰드 비드를 위치설정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 플랜지형 제품.
28. 제 27 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 블랭크의 중앙에서 180도의 중심각을 가지는 블랭크의 구획 지대 내에 웰드 비드를 정렬 설치시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 플랜지형 제품.
29. 제 27 항에 있어서, 다이에 블랭크를 배치하는 단계는, 원통형상을 갖는 펀치의 중심축과 블랭크의 중앙을 정렬시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 플랜지형 제품.
30. 제 21 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 다각형 형상의 하부면을 갖는 펀치의 곡선면의 곡률 중심을 돌출시켜 블랭크에 가상지점을 고정시키는 단계와, 가상 지점으로부터 반경방향으로 연장되는 선을 따라 웰드 비드를 위치설정 시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 플랜지형 제품.
31. 제 30 항에 있어서, 블랭크에 적어도 두 개 웰드 비드를 예비형성하는 단계는, 중심으로 가상 지점에 180도의 중심각을 가진 블랭크의 구획 지대 내에 웰드 비드를 정렬시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 플랜지형 제품.
32. 제 30 항에 있어서, 다이에 블랭크를 배치하는 단계는 펀치의 곡선면의 곡률 중앙과 블랭크의 가상 지점을 정렬시키는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 플랜지형 제품.
33. 적어도 일 보강부를 가진 평면 블랭크에 있어서,

    블랭크 내로 침투되는 적어도 두 개 웰드 비드를 포함하고, 상기 적어도 두 개 웰드 비드는 블랭크의 각각의 보강부 위로 위치되어 블랭크의 둘레부 전까지 이어지고,상기 적어도 두 개의 웰드 비드는 블랭크에 예정된 지점으로부터 반경방향으로 연장되는 선을 따라 위치된 것을 특징으로 하는 평면 블랭크.
34. 제 33 항에 있어서, 적어도 두 개 웰드 비드는 예정지점과는 다른 지점에서 상호 교차하는 것이 방지되는 것을 특징으로 하는 평면 블랭크.
35. 제 34 항에 있어서, 적어도 두 개 웰드 비드는 서로 등거리로 이격지는 것을 특징으로 하는 평면 블랭크.
36. 제 34 항에 있어서, 적어도 두 개 웰드 비드는 각각 0.5mm 내지 2.0mm 의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 평면 블랭크.
37. 제 34 항에 있어서, 적어도 두 개 웰드 비드는 블랭크의 두께의 반 보다 큰 침투 깊이를 각각 갖는 것을 특징으로 하는 평면 블랭크.
38. 제 33 항에 있어서, 블랭크는 디스크 형상을 갖고 예정 지점은 디스크 형상 중심에 있는 것을 특징으로 하는 평면 블랭크.
39. 제 33 항에 있어서, 블랭크는 적어도 일 코너를 가진 형상을 가지고 예정지점은 블랭크의 각각의 코너 내측에 배치되는 것을 특징으로 하는 평면 블랭크.
40. 평면 블랭크를 드로우 프레싱하여 형성된 제품에 있어서,

    곡선 둘레부를 가진 하부 벽과;

    하부 벽에 연결된 측벽과;

    측벽에 연결되고 하부 벽의 곡선둘레부로부터 연장된 적어도 일 곡선 벽과;

    측벽으로부터 각지게 연장된 플랜지와;

    플랜지의 둘레 모서리 전까지 이어지고, 블랭크 내로 침투되는, 측벽과 각각의 곡선 벽을 통해 하부벽에 예정 지점으로부터 반경방향으로 연장되는 선을 따라 위치된 적어도 두 개 웰드 비드를 포함하는 것을 특징으로 하는 제품.
41. 제 40 항에 있어서, 웰드 비드는 예정지점과는 다른 지점에서 상호 교차하는 것이 방지되는 것을 특징으로 하는 제품.
42. 제 41 항에 있어서, 웰드 비드의 각각은 하부 벽 내에 배치된 대향측 단부와 플랜지와 측벽 위로 연장되는 영역 내에 배치된 일단부를 갖는 것을 특징으로 하는 제품.
43. 제 42 항에 있어서, 웰드 비드의 각각의 일 단부는 플랜지에 배치되는 것을 특징으로 하는 제품.
44. 제 41 항에 있어서, 웰드 비드는 서로 등거리로 이격지는 것을 특징으로 하는 제품.
45. 제 41 항에 있어서, 하부 벽은 중심을 가진 원형 형태를 가지고, 예정 지점은 원형 형태 하부 벽의 중심에 있는 것을 특징으로 하는 제품.
46. 제 45 항에 있어서, 적어도 두 개 웰드 비드는 하부 벽의 중심에서 180도의 중심각을 가진 하부 벽의 구획 지대를 통해 연장되는 것을 특징으로 하는 제품.
47. 제 41 항에 있어서, 하부 벽은 곡선 둘레를 형성하는 적어도 일 코너를 가진 형상의 것이고, 각각의 곡선벽은 하부 벽의 각각의 코너부에 연결되고, 예정 지점은 각각의 코너 내측에 배치되는 것을 특징으로 하는 제품.
48. 제 47 항에 있어서, 적어도 두 개의 웰드 비드는 중심으로서 예정 지점에서 180도의 중심각을 가지는 하부 벽의 구획 지대를 통해 연장되는 것을 특징으로 하는 제품.