KR20010001800A - 사각파이프 벤딩방법 - Google Patents

Abstract

사각파이프 구조물의 모서리부위를 라운딩처리하도록 장착되는 사각파이프 단면형상을 갖는 구조물의 벤딩성형시 사각파이프 벤딩제품의 내,외측면에 주름이 형성되는 것을 방지할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은, 사각파이프 구조물의 모서리부위에 장착되는 단면형상이 튜브형인 사각파이프를 벤딩성형하는 방법에 있어서, 상기 사각파이프를 소정길이로서 절단하는 제 1 공정과, 소정길이로 절단되어 소정형상의 벤딩용 롤러의 수용홈에 안착되는 사각파이프를 상기 벤딩용 롤러에 대한 클램프의 전진으로 상기 사각파이프의 외측면을 전후방향으로 압착지지하며, 상기 클램프의 전진량에 대응하는 변위량만큼 상기 사각파이프의 외측면을 상하전후방향으로 압착지지하여 클램핑하는 제 2 공정과, 상기 벤딩용 롤러의 수용홈에 클램핑된 사각파이프를 상기 벤딩용 롤러의 회전으로 인해 상기 사각파이프를 소정곡률로서 벤딩성형하는 제 3 공정과, 상기 사각파이프를 벤딩성형시 사각파이프에 삽입되는 소정형상의 맨드릴에 의해 상기 사각파이프의 외측면을 다단계로 가압성형하여 상기 사각파이프의 외측면에 주름이 형성되는 것을 방지하며, 상기 벤딩용 롤러와 맨드릴에 의해 상기 사각파이프를 압착지지한 상태에서 벤딩성형되는 사각파이프의 내측면에 밀착지지되는 와이퍼에 의해 상기 사각파이프의 내측면에 주름이 형성되는 방지하는 제 4 공정을 포함한다.

이로 인해, 사각튜브 단면형상을 갖는 구조물의 내외측면에 주름이 형성되는 것을 방지하여 불량발생율을 최소화 한다. 사각파이프를 벤딩성형시 소재의 탄성한계범위내에서 클램핑력을 최대한 높이며 단면변화를 최소화하여 사각파이프를 벤딩성형후 금형으로 부터 용이하게 분리할 수 있다. 사각파이프를 벤딩성형하는 작업공정 단순화로 인해 대량생산이 가능하며, 이로 인해 가격경쟁력을 높일 수 있도록 한 것이다.

Description

사각파이프 벤딩방법{bending method of square pipe}

본 발명은 사각파이프의 벤딩방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사각파이프로 이루어진 구조물의 모서리부위를 라운딩처리하도록 장착되는 사각파이프 단면형상을 갖는 소재를 벤딩성형시 벤딩 제품의 내,외측면에 주름이 형성되는 것을 방지할 수 있도록 한 사각파이프의 벤딩방법에 관한 것이다.

일반적으로, 대형버스, 트럭 등에 장착되는 샤시프레임(chassis frame)중 모서리부위를 라운딩처리할 수 있도록 사각파이프(tube)의 단면형상을 갖는 소재를 소정곡률을 갖도록 벤딩성형하는 작업은, 단면형상이 원형인 파이프를 소정의 곡률을 갖도록 벤딩성형하는 원리를 그대로 적용할 수 없게 된다. 그 이유는 사각파이프가 원형파이프보다 벤딩성형시 단면접촉률이 떨어지기 때문이다.

즉, 도 1(a,b,c)에 도시된 바와 같이, 원형파이프(1)의 외경과 대응되도록 반원의 결합홈(2,3)이 상호 대칭으로 형성된 벤딩용 롤러(4)와 클램프(5)를 이용하여 원형파이프(1)를 벤딩성형하기 위하여 클램핑후 벤딩시 최대압력을 가하는 경우에도 원형파이프(1)는 그 단면형상이 변형되지 않고 소정곡률로서 벤딩성형되는 것이다(도 1(c)에 도시됨).

이와 반면에, 도 2(a,b,c)에 도시된 바와 같이, 사각파이프(6)의 외부형상에 대응되게 형성된 벤딩용 롤러(7)와 클램프(8)를 이용하여 사각파이프(6)를 클램핑후 벤딩성형시 소재의 탄성한계범위를 초과하여 최대압력을 가하는 경우, 사각파이프(6)의 단면형상이 찌그러지거나 수축되는 문제점을 갖게 된다(도 2(c)에 도시됨).

즉 사각파이프(6)의 클램핑 응력은 원형파이프(1)의 것에 대하여 1/2정도에불과하게 되므로, 사각파이프 벤딩용 롤러(7)에서 발생되는 응력은 클램프(8)에서 발생되는 응력보다 크게되어 소재가 원활하게 벤딩성형되지 않게 된다.

이로 인해, 사각파이프 소재는 소정의 곡률을 얻기가 곤란하고, 벤딩성형시 사각파이프가 벤딩용 롤러와 클램프사이에서 유동하게 되며, 벤딩성형되는 벤딩 제품의 내,외측면에 주름이 형성되어 단면형상이 변형됨에 따라 불량품으로 처리되는 것은 물론, 제품이 벤딩성형후 벤딩용 롤러 및 클램프로 부터 쉽게 이탈되지 않는 문제점을 갖게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 사각튜브 단면형상을 갖는 구조물을 벤딩성형시 제품의 내,외측면에 주름이 형성되는 것을 방지하여 불량발생율을 최소화할 수 있도록 한 사각파이프 벤딩방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 사각파이프를 벤딩성형시 소재의 탄성한계범위내에서 클램핑력을 최대한 높이며 단면변화를 최소화하여 제품이 벤딩성형후 금형으로 부터 용이하게 분리될 수 있도록 한 사각파이프의 벤딩방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 사각파이프를 벤딩성형하는 작업공정 단순화로 인해 대량생산이 가능하며, 이로 인해 가격경쟁력을 높일 수 있도록 한 사각파이프의 벤딩방법을 제공하는 것이다.

도 1(a,b,c)은 단면형상이 원형인 파이프의 벤딩성형되는 것을 설명하기 위한 도면,

도 2(a,b,c)는 단면형상이 사각파이프인 구조물의 벤딩성형되는 것을 설명하기 위한 도면,

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 사각파이프 벤딩방법에 사용되는 벤딩용 롤러와 클램프의 개략도,

도 4는 본 발명의 실시예에 의해 사각파이프를 클램핑시 사각파이프의 외측면에 가해지는 압착력의 방향을 나타내는 도면,

도 5는 본 발명에 의해 사각파이프를 벤딩성형시 사각파이프에 내설되어 사각파이프의 외측면에 주름이 형성되는 것을 방지하는 맨드릴의 사용상태도,

도 6은 본 발명에 의해 사각파이프를 벤딩성형시 사각파이프의 내측면에 주름이 형성되는 것을 방지하는 와이퍼의 사용상태도,

도 7은 본 발명에 의한 사각파이프 벤딩방법의 작업순서를 나타내는 흐름도 이다.

*도면중 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

10; 사각파이프

11; 클램프

11a; 경사면

11b; 요철부

12; 벤딩용 롤러

12a; 경사부

12b; 요철부

13; 수용홈

14; 맨드릴(mandril)

15; 와이퍼(wiper)

전술한 본 발명의 목적은, 사각파이프 구조물의 모서리부위에 장착되는 단면형상이 튜브형인 사각파이프를 벤딩성형하는 방법에 있어서, 상기 사각파이프를 소정길이로서 절단하는 제 1 공정과, 소정길이로 절단되어 소정형상의 벤딩용 롤러의 수용홈에 안착되는 사각파이프를 상기 벤딩용 롤러에 대한 클램프의 전진으로 상기 사각파이프의 외측면을 전후방향으로 압착지지하며, 상기 클램프의 전진량에 대응하는 변위량만큼 상기 사각파이프의 외측면을 상하전후방향으로 압착지지하여 클램핑하는 제 2 공정과, 상기 벤딩용 롤러의 수용홈에 클램핑된 사각파이프를 상기 벤딩용 롤러의 회전으로 인해 상기 사각파이프를 소정곡률로서 벤딩성형하는 제 3 공정과, 상기 사각파이프를 벤딩성형시 사각파이프에 삽입되는 소정형상의 맨드릴에 의해 상기 사각파이프의 외측면을 다단계로 가압성형하여 상기 사각파이프의 외측면에 주름이 형성되는 것을 방지하며, 상기 벤딩용 롤러와 맨드릴에 의해 상기 사각파이프를 압착지지한 상태에서 벤딩성형되는 사각파이프의 내측면에 밀착지지되는 와이퍼에 의해 상기 사각파이프의 내측면에 주름이 형성되는 방지하는 제 4 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 사각파이프의 벤딩방법을 제공함에 의해 달성된다.

바람직한 실시예에 의하면, 상기 사각파이프의 외측면과 상호 밀착접촉되는 상기 벤딩용 롤러와 클램프에 상기 사각파이프를 클램핑시 접지력을 증가시켜주는 요철부가 형성된다.

바람직한 실시예에 의하면, 상기 벤딩용 롤러는, 상기 사각파이프의 외부형상에 대응되게 형성되며, 소정길이로 절단되는 사각파이프를 상기 클램프에 의해 클램핑후 소정곡률로 벤딩성형할 수 있도록 상기 사각파이프를 수용하여 안착시키는 수용홈과, 상기 수용홈 상측으로 상기 클램프의 경사면에 대응되게 형성되며, 상기 벤딩용 롤러에 대한 상기 클램프의 전진으로 인해 상기 사각파이프의 외측면을 전후방향으로 압착지지하며, 상기 클램프의 전진량에 대응하는 변위량만큼 상기 사각파이프의 외측면을 상하방향으로 압착지지하여 클램핑할 수 있도록 하는 경사부를 구비한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 설명하되, 이는 본원 기술내용의 이해를 돕기 위하여 동업종분야에서 통상의 지식을 가진자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본원의 기술적인 범주가 한정되는 것은 아니다.

도 3 및 도 7에 도시된 바와 같이, 버스, 트럭 등의 차량의 샤시프레임중 모서리부위에 장착되어 라운딩처리되도록 단면형상이 튜브형인 사각파이프를 동일한 곡률을 갖도록 벤딩성형하는 방법에 관련된다.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 소정길이로 절단되는 사각파이프(10)를 클램프(11)에 의해 클램핑후 자체의 회전시 소정곡률로 벤딩성형하는 벤딩용 롤러(12)에 사각파이프(10)를 수용하여 안착시키도록 사각파이프(10)의 외부형상에 대응되는 수용홈(13)이 형성되며, 미도시된 이동수단 구동으로 인해 벤딩용 롤러(12)에 대한 클램프(11)의 전진으로 인해 사각파이프(10)의 외측면을 전후방향으로 압착지지하며, 이와 동시에 클램프(11)의 전진량에 대응하는 변위량만큼 사각파이프(10)의 외측면을 상하방향으로 압착지지하여 클램핑할 수 있도록 클램프(11)의 경사면(11a)에 대응되는 경사부(12a)가 벤딩용 롤러(12)의 수용홈(13)의 상측으로 형성된다.

전술한 사각파이프(10)의 외측면과 상호 밀착되어 접촉되는 벤딩용 롤러(12)와 클램프(11)에 사각파이프(10)를 클램핑시 접지력을 증가시켜주는 요철부(12b,11b)가 각각 형성된다.

전술한 사각파이프(10)를 벤딩성형시 사각파이프(10)의 외측면을 다단계로 가압성형하여 사각파이프(10)의 외측면에 주름이 형성되는 것을 방지하도록 사각파이프(10)에 삽입되는 소정형상의 맨드릴(14)과, 벤딩용 롤러(12)와 맨드릴(14)에 의해 사각파이프(10)를 압착지지한 상태에서 사각파이프(10)의 내측면에 밀착지지되어 사각파이프(10)의 내측면에 주름이 형성되는 것을 방지하도록 벤딩용 롤러외측의 반대형상의 와이퍼(15)가 사용된다.

이하에서, 본 발명에 의한 사각파이프의 벤딩방법의 사용방법을 설명하면 다음과 같다.

도 7에 도시된 바와 같이, 단면형상이 사각튜브형상인 전술한 사각파이프(10)를 소정길이로서 절단 한다(S10 참조).

소정길이로 절단되어 소정형상의 벤딩용 롤러(12)의 수용홈(13)에 안착되는 사각파이프(10)를 미도시된 이동수단 구동으로 벤딩용 롤러(12)에 대한 클램프(11)의 전진으로 인해 사각파이프(10)의 외측면을 전후방향(도 4의 화살표시방향(A))으로 압착지지하며, 클램프(11)의 전진량에 대응하는 변위량만큼 사각파이프(10)의 외측면을 상하방향(도 4의 화살표시방향(B))으로 압착지지하여 클램핑 한다(S20 참조). 이로 인해, 전술한 벤딩용 롤러(12)와 클램프(11)의 상호구조에 의해 사각파이프(10)를 이의 탄성한계 범위내에서 최대로 압력을 가하여 클램핑할 수 있는 것이다.

전술한 벤딩용 롤러(12)의 수용홈(13)에 클램핑된 사각파이프(10)를 벤딩용 롤러(12)의 회전으로 인해 사각파이프(10)를 소정곡률로서 벤딩성형 한다(S30 참조). 이때, 전술한 사각파이프(10)의 외측면과 밀착되는 벤딩용 롤러(12)와 클램프(11)에 형성된 요철부(11b,12b)에 의해 사각파이프(10)의 접지력을 증가시킴에 따라 벤딩성형시 벤딩용 롤러(12)와 클램프(11)의 사이에서 사각파이프(10)의 유동되는 것이 방지된다.

전술한 사각파이프(10)를 벤딩성형시 사각파이프(10)에 삽입되는 소정형상의 맨드릴(14)에 의해 사각파이프(10)의 외측면을 다단계로 가압성형하여 사각파이프(10)의 외측면에 주름이 형성되는 것을 방지할 수 있게 된다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 사각파이프(10)를 "A"부위에서 1차적으로 벤딩성형한 다음, "B"부위에서 2차로 벤딩성형하며, "C"부위에서 3차로 벤딩성형하게 된다.

이와 동시에, 전술한 벤딩용 롤러(12)와 맨드릴(14)에 의해 사각파이프(10)를 압착지지한 상태에서 사각파이프(10)의 내측면을 벤딩용 롤러외측의 반대형상의 와이퍼(15)에 의해 밀착지지함에 따라, 사각파이프(10)의 벤딩성형시 내측면에 주름이 형성되는 것을 방지할 수 있게 된다(S40 참조).

따라서, 전술한 바와 같이 사각파이프(10)를 소정곡률로 벤딩성형시 벤딩용 롤러(12)와 클램프(11)의 구조에 의해 사각파이프(10)의 클램핑력을 탄성한계 범위내에서 최대화시키며, 단면변화를 최소화시킴에 따라, 동일한 곡률을 갖는 샤시프레임을 대량생산할 수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 발명은 사각튜브 단면형상을 갖는 사각파이프를 벤딩성형시 제품의 내,외측면에 주름이 형성되는 것을 방지하여 불량발생율을 최소화할 수 있다.

또한, 사각파이프의 벤딩성형시 소재의 탄성한계범위내에서 클램핑력을 최대한 높이며 단면변화를 최소화하여 제품을 벤딩성형후 금형으로 부터 용이하게 분리하여 작업성을 대폭적으로 향상시킬 수 있게 된다.

사각파이프를 벤딩성형하는 작업공정 단순화로 인해 대량생산이 가능하며, 이로 인해 원가비용을 크게 낮추어 가격경쟁력을 높일 수 있도록 한 것이다.

Claims (3)

1. 사각파이프 구조물의 모서리부위에 장착되는 단면형상이 튜브형인 사각파이프를 벤딩성형하는 방법에 있어서:

   상기 사각파이프를 소정길이로서 절단하는 제 1 공정;

   소정길이로 절단되어 소정형상의 벤딩용 롤러의 수용홈에 안착되는 사각파이프를 상기 벤딩용 롤러에 대한 클램프의 전진으로 상기 사각파이프의 외측면을 전후방향으로 압착지지하며, 상기 클램프의 전진량에 대응하는 변위량만큼 상기 사각파이프의 외측면을 상하전후방향으로 압착지지하여 클램핑하는 제 2 공정;

   상기 벤딩용 롤러의 수용홈에 클램핑된 사각파이프를 상기 벤딩용 롤러의 회전으로 인해 상기 사각파이프를 소정곡률로서 벤딩성형하는 제 3 공정; 및

   상기 사각파이프를 벤딩성형시 사각파이프에 삽입되는 소정형상의 맨드릴에 의해 상기 사각파이프의 외측면을 다단계로 가압성형하여 상기 사각파이프의 외측면에 주름이 형성되는 것을 방지하며, 상기 벤딩용 롤러와 맨드릴에 의해 상기 사각파이프를 압착지지한 상태에서 벤딩성형되는 사각파이프의 내측면에 밀착지지되는 와이퍼에 의해 상기 사각파이프의 내측면에 주름이 형성되는 방지하는 제 4 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 사각파이프의 벤딩방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 사각파이프의 외측면과 상호 밀착접촉되는 상기 벤딩용 롤러와 클램프에 상기 사각파이프를 클램핑시 접지력을 증가시켜주는 요철부가 형성된 것을 특징으로 하는 사각파이프의 벤딩방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 벤딩용 롤러는;

   상기 사각파이프의 외부형상에 대응되게 형성되며, 소정길이로 절단되는 사각파이프를 상기 클램프에 의해 클램핑후 소정곡률로 벤딩성형할 수 있도록 상기 사각파이프를 수용하여 안착시키는 수용홈; 및

   상기 수용홈 상측으로 상기 클램프의 경사면에 대응되게 형성되며, 상기 벤딩용 롤러에 대한 상기 클램프의 전진으로 인해 상기 사각파이프의 외측면을 전후방향으로 압착지지하며, 상기 클램프의 전진량에 대응하는 변위량만큼 상기 사각파이프의 외측면을 상하방향으로 압착지지하여 클램핑할 수 있도록 하는 경사부를 구비하는 것을 특징으로 하는 사각파이프의 벤딩방법.