KR20010064338A - Tube hydroformability tester and test method - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An evaluation device for an up/down divisional tube hydroforming performance and a method thereof are provided to precisely measure the hydroforming performance of a tube efficiently by using the up/down divisional testing metal mold and a low capacity press. CONSTITUTION: An evaluation device for an up/down divisional tube hydroforming performance includes a press main body(610) mounted with a main cylinder and a sub cylinder for applying a closing force to metal molds(650) against a separation force of the molds and applying the feeding to the tube in a longitudinal direction, a control part(620) for controlling operation distances of the main and sub cylinders according to a testing condition, controlling a testing pressure by controlling a high pressure generating unit to maintain a required pressure cycle, and monitoring an operation state of the press, a hydraulic unit(630) for supplying an oil pressure for the operation of the press and the high pressure generating part, and the high pressure generating part(640) for converting a low pressure supplied from the hydraulic unit to a high pressure required for the testing.

Description

상하 분할식 튜브 하이드로포밍성 평가 장치 및 이에 적합한 평가 방법{Tube hydroformability tester and test method}Top and bottom split tube hydroformability evaluation apparatus and a suitable evaluation method {Tube hydroformability tester and test method}

본 발명은 자동차용 부품 제작에 널리 사용되고 부품 가공 방법의 하나인 튜브 하이드로포밍(Tube Hydroforming)용 튜브의 하이드로포밍에 관한 적합성을 평가할 수 있는 상하 분할식 튜브 하이드로포밍성 평가 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vertical split tube hydroforming property evaluation apparatus which can be widely used in the production of automotive parts and evaluate the suitability of the hydroforming of the tube for tube hydroforming, which is one of the component processing methods.

일반적으로, 자동차의 차체 경량화에 대한 사회적인 요구로 인하여 자동차 생산에 있어서 부품의 무게를 줄이면서 요구 강도를 유지할 수 있는 새로운 부품 가공 방법들의 사용이 대두되고 있다.In general, due to the social demand for lighter body weight of automobiles, the use of new parts processing methods that can maintain the required strength while reducing the weight of the components in the automobile production has emerged.

이러한 새로운 가공법 중에서 튜브 하이드로포밍(Tube Hydroforming) 기술은 생산 비용 절감, 강도 향상 그리고 부품의 경량화 등의 여러 가지 장점을 갖고 있어 자동차사들의 관심이 매우 증가하고 있다.Among these new processing methods, tube hydroforming technology has many advantages such as reduction in production cost, strength improvement, and weight reduction of parts, and the interest of automobile companies is increasing.

튜브 하이드로포밍 기술은 도 1에 도시된 바와 같이, 소정 형상을 갖는 상하금형(102, 103)의 공동부에 튜브(101)를 놓고, 상하금형(102, 103)을 닫은 다음 튜브(101)의 양단을 펀치(104)를 이용하여 밀봉하고, 내부에 유체를 이용하여 고압을 작용하여 튜브(101)를 풍선처럼 부풀려서 상하 금형(102, 103)의 내부 공동부와 동일한 형상의 제품을 만드는 성형법이다.As shown in FIG. 1, the tube hydroforming technique places the tube 101 in the cavity of the upper and lower molds 102 and 103 having a predetermined shape, closes the upper and lower molds 102 and 103, and then closes the tube 101. Both ends are sealed using a punch 104, and a high pressure is applied using a fluid therein to inflate the tube 101 like a balloon to form a product having the same shape as the internal cavity of the upper and lower molds 102 and 103. .

이 때, 튜브(101)의 양단은 펀치(104)에 의해 밀봉되어 고압이 잘 작용하도록 고안되어 있으며, 내부에 가해지는 압력의 변화에 따라 펀치(104)에 의하여 튜브(101)의 길이 방향으로 피딩(Feeding)이 일어난다.At this time, both ends of the tube 101 are sealed by the punch 104 so that the high pressure works well, and in the longitudinal direction of the tube 101 by the punch 104 according to a change in pressure applied therein. Feeding takes place.

이 때, 압력과 피딩의 양은 적절한 관계를 유지하여야 하며 이들 상관 관계가 적절하지 않을 경우, 성형중 도 2와 같은 튜브(101)의 터짐이나 도 3과 같은 좌굴 결함이 발생하여 더 이상의 성형이 이루어질 수 없게 된다.At this time, the pressure and the amount of feeding should be maintained in an appropriate relationship. If the correlation is not appropriate, the tube 101 such as FIG. 2 bursts or a buckling defect such as FIG. It becomes impossible.

튜브 하이드로포밍에서 재료는 판재 상태가 아니고 판재를 튜브로 조관하여 사용하기 때문에, 튜브의 하이드로포밍 성형성을 평가하는 것이 매우 중요하다. 그 이유는 판재가 튜브로 조관될 때 가공 경화를 받아서 원래의 판재와는 전혀 다른 성형 특성을 나타내기 때문이다.In tube hydroforming, it is very important to evaluate the hydroforming formability of the tube because the material is not plated and the plate is piped into the tube. This is because when the plate is tubed, it undergoes work hardening and exhibits molding properties that are completely different from those of the original plate.

그리고, 튜브 하이드로포밍은 튜브가 성형중 펀치에 의해 성형되는 것이 아니라 튜브내의 고압의 유체에 의하여 성형되기 때문에, 기존의 판재의 성형성을 평가하는 방법으로는 튜브가 갖는 하이드로포밍성을 평가할 수가 없으며 하이드로포밍 공정과 유사한 조건에서 성형성을 평가하여야 한다.In addition, since tube hydroforming is formed by a high-pressure fluid in the tube rather than being formed by a punch during forming, it is impossible to evaluate the hydroforming property of the tube by a method of evaluating the formability of existing plates. Moldability should be evaluated under similar conditions to hydroforming processes.

하이드로포밍에 사용되는 튜브 소재는 대부분 고강도이며 두께가 두껍기 때문에, 성형하는데 1000bar 이상의 매우 높은 압력이 요구되며, 이러한 압력은 기존의 유압 펌프를 이용하여서는 얻을 수가 없기 때문에, 적절한 압력 증폭 장치가 아울러 요구된다.Tube materials used in hydroforming are mostly high strength and thick, so very high pressures of over 1000 bar are required for molding, and these pressures cannot be obtained using conventional hydraulic pumps, so an appropriate pressure amplification device is required. .

통상, 튜브 하이드로포밍에서 금형은 성형하고자 하는 제품의 형상에 대하여 도 4와 같이 금형의 분할선(402)이 튜브(401)의 길이 방향과 일치하는 좌우 분할식으로 이루어져 있다. 이 경우 튜브(401) 내부의 압력에 의하여 금형이 분리되려고 하는 힘에 저항하여 금형에 작용하여야 하는 힘(F)은 튜브(401) 내부에 작용하는 압력(P)과 분할선(402)에 대한 튜브(401)의 투영 면적(A)에 의하여 수학식 1로 나타난다.In general, in the tube hydroforming, the mold is formed in a left-right divided manner in which the dividing line 402 of the mold coincides with the length direction of the tube 401 with respect to the shape of the product to be molded. In this case, the force (F) to act on the mold in response to the force that the mold is to be separated by the pressure inside the tube 401 to the pressure (P) and the dividing line 402 acting inside the tube (401). It is represented by Equation 1 by the projection area A of the tube 401.

F = PAF = PA

여기서, 통상 튜브 하이드로포밍시 성형에 필요한 압력이 매우 고압이고, 투영 면적 또한 튜브(401)의 길이가 증가할수록 증가하기 때문에, 통상의 경우 튜브 하이드로포밍에서 수천톤 용량의 초대형 프레스가 금형이 분리되려고 하는 힘에 저항하여 금형의 분리를 방지하는데 사용된다.Here, since the pressure required for forming during tube hydroforming is very high pressure, and the projected area also increases as the length of the tube 401 increases, a large-sized press of thousands tons in tube hydroforming is usually used to separate the mold from tube hydroforming. It is used to prevent the separation of the mold by resisting force.

여기서, 도 5에 도시된 바와 같이, 금형의 분할선(502)을 튜브(501)의 길이 방향에 대하여 수직이 되게 상하 분할식으로 할 경우, 투영 면적(A)은 튜브(501)의 단면적에 의해서 결정되며 튜브(501)의 길이에 무관한 바, 금형을 지지하는데 필요한 힘(F)은 좌우 분할식에 비하여 매우 작기 때문에 통상의 소형 프레스를 이용하여서도 성형이 가능하다.Here, as shown in FIG. 5, when the dividing line 502 of the mold is vertically divided to be perpendicular to the longitudinal direction of the tube 501, the projection area A is determined by the cross-sectional area of the tube 501. It is determined by the length of the tube 501, the force (F) required to support the mold is very small compared to the left and right split type can be molded using a conventional small press.

본 발명은 하이드로포밍용 튜브에 대하여 튜브가 갖고 있는 성형성을 실제 하이드로포밍 공정과 유사한 조건에서 저용량의 프레스 장치를 이용하여 평가할 수 있는 장치 개발을 목적으로 한다.An object of the present invention is to develop an apparatus capable of evaluating the formability of a tube with respect to a hydroforming tube using a low-capacity press apparatus under similar conditions to an actual hydroforming process.

도 1은 하이드로포밍 공정의 개략도이고,1 is a schematic of a hydroforming process,

도 2는 하이드로포밍 수행중 발생한 터짐 불량상태를 도시한 도면이고,2 is a view showing a failure state that occurred during the hydroforming,

도 3은 하이드로포밍 수행중 발생한 좌굴에 의한 불량상태를 도시한 도면이고,3 is a view showing a bad state caused by buckling occurred during the hydroforming,

도 4는 종래의 성형 제품에 대한 좌우 분할식 성형 시험 방법이고,4 is a left and right split molding test method for a conventional molded article,

도 5는 본 발명의 성형 제품에 대한 상하 분할식 성형 시험 방법이고,5 is a vertical split molding test method for the molded article of the present invention,

도 6은 본 발명의 하이드로포밍성 평가 장치의 개략도이고,6 is a schematic view of the hydroforming property evaluation apparatus of the present invention,

도 7은 본 발명의 하이드로포밍성 평가 장치 회로도이고,7 is a circuit diagram of a hydroforming property evaluation apparatus of the present invention,

도 8은 본 발명의 성형 제품에 대한 상하 분할식 성형 시험 금형이며,8 is a vertical split molding test mold for the molded product of the present invention,

도 9는 본 발명에 사용된 고압 발생부의 압력 증폭 작동 원리를 도시한 도면.9 is a view showing a principle of operating the pressure amplification of the high pressure generating unit used in the present invention.

♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠♠ Explanation of symbols on the main parts of the drawing ♠

101, 401, 501 : 튜브 102, 103 : 상하 금형101, 401, 501: tube 102, 103: up and down mold

104 : 펀치 402, 502 : 분할선104: punch 402, 502: dividing line

610 : 프레스 본체부 611 : 메인 실린더610: press main body 611: main cylinder

612 : 서브 실린더 620 : 제어부612: sub cylinder 620: control unit

630 : 유압 유니트 631 : 유압 서보 밸브630: hydraulic unit 631: hydraulic servo valve

640 : 고압 발생부 650 : 금형640: high pressure generating unit 650: mold

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은, 금형을 지지하여 시험중 금형이 분리되려는 힘에 대항하여 금형에 닫히는 힘을 작용하고 시험중 튜브의 길이 방향으로 피딩을 가하여 주는 메인 실린더와 서브 실린더가 장착된 프레스 본체부와; 시험 조건에 따라서 상기 프레스 본체부의 메인 실린더와 서브 실린더의 작동 거리를 조절하고, 요구되는 압력 사이클을 유지하기 위하여 고압 발생 장치를 제어하여 시험 압력을 조절하고 프레스의 작동 상태를 모니터링하는 제어부와; 상기 프레스의 작동과 고압 발생부의 작동을 위하여 유압을 공급하여 주는 유압 유니트 및 ; 상기 유압 유니트로부터 공급되는 저압의 압력을 시험에 필요한 고압의 압력으로 변환시켜주는 고압 발생부로 구성함을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is equipped with a main cylinder and a sub-cylinder for supporting the mold and acting a closing force against the mold against a force to be separated from the test and applying a feeding in the longitudinal direction of the tube during the test. A press main body portion; A control unit for adjusting an operating distance between the main cylinder and the sub cylinder of the press main body part according to test conditions, controlling a high pressure generator to control a test pressure, and monitoring an operating state of the press to maintain a required pressure cycle; A hydraulic unit for supplying hydraulic pressure for the operation of the press and the operation of the high pressure generator; Characterized in that it consists of a high pressure generating unit for converting the pressure of the low pressure supplied from the hydraulic unit to the high pressure required for the test.

또한, 본 발명에 따른 평가 방법은, 일정 길이로 절단된 튜브를 시험용 금형의 하부에 장착하고, 튜브의 길이와 두께를 제어부의 컴퓨터에 입력하여 시험 압력과 메인 실린더와 서브 실린더의 위치를 설정하는 단계와; 상기 튜브와 고압 발생부에 압력 작용용 매체인 공급용 펌프를 가동시켜서 기계 가공유를 충진시키는 단계와; 상기 제어부가 상부의 메인 실린더를 계산된 위치로 이동시켜 튜브의 상하부가 금형에 의하여 완전히 밀봉 및 고정시킨 후, 유압 유니트의 서보 밸브를 작동시켜서 고압 발생부의 유압을 공급하여 실린더를 이동시키고, 반대편에 위치한 기계 가공유에 고압을 가하는 단계와; 상기 제어부가 튜브의 내부 압력과 메인 및 서브 실린더의 변위를 지속적으로 검출하는 단계와; 상기 고압 발생부의 실린더는 위치를 제어함으로써 튜브의 확관에 의해서 변화된 압력을 보상하는 단계와; 상기 보상단계 후 튜브의 내부에 작용하는 압력에 의해 튜브의 터짐이 발생하여, 튜브 내부의 압력이 급격히 저하되면 압력을 감지하여 서보 밸브 및 고압 발생부를 정지시키는 단계 및 ; 상기 정지단계 후 메인 실린더와 서브 실린더를 초기의 위치로 이동시키고, 터짐이 발생한 튜브의 최대 확관부의 직경을 측정하고 이를 초기의 튜브의 직경과 비교하여 확관비를 계산하여 튜브의 하이드로포밍성으로 나타내는 단계로 구성함을 특징으로 한다.In addition, the evaluation method according to the present invention is to mount a tube cut to a predetermined length in the lower part of the test mold, and input the length and thickness of the tube into the computer of the control unit to set the test pressure and the position of the main cylinder and the sub cylinder Steps; Filling the machined oil by operating a feed pump, which is a pressure acting medium for the tube and the high pressure generating portion; After the control unit moves the upper main cylinder to the calculated position and the upper and lower parts of the tube are completely sealed and fixed by the mold, the servo valve of the hydraulic unit is operated to supply the hydraulic pressure of the high pressure generating unit to move the cylinder, and to the opposite side. Applying high pressure to the located machining oil; Continuously controlling the internal pressure of the tube and the displacement of the main and sub cylinders by the control unit; Compensating for the pressure changed by the expansion of the tube by controlling the position of the cylinder of the high pressure generator; A bursting of the tube due to the pressure acting on the inside of the tube after the compensating step, and when the pressure inside the tube drops rapidly, detecting the pressure to stop the servo valve and the high pressure generating unit; After the stop step, move the main cylinder and the sub-cylinder to the initial position, measure the diameter of the largest expansion portion of the tube bursting and compare the diameter with the diameter of the initial tube to calculate the expansion ratio to the hydroforming properties of the tube It is characterized by consisting of the steps shown.

도 6은 본 발명의 하이드로포밍성 평가 장치의 개략도를 나타낸 것이다.6 shows a schematic view of the hydroforming property evaluation apparatus of the present invention.

프레스 본체부(610)는 하이드로포밍성 평가를 위한 금형(650)을 지지하며 성형 시험중 튜브 내부에 가해지는 고압에 의하여 발생하는 금형(650)을 상하로 분리시키려고 하는 힘에 대항하여 금형을 지지하여 주며, 본체부(610))의 메인 실린더(611)와 서브실린더(612)의 작동은 제어부(620)와 유압 유니트(630)의 유압 서보 밸브(631)에 의해서 정밀하게 제어된다.The press main body 610 supports the mold 650 for hydroforming property evaluation and supports the mold against a force to separate the mold 650 generated by the high pressure applied to the inside of the tube during the molding test up and down. The operation of the main cylinder 611 and the sub cylinder 612 of the main body 610 is precisely controlled by the control unit 620 and the hydraulic servo valve 631 of the hydraulic unit 630.

현재, 프레스 본체부(610)의 용량은 100톤이나 본 발명은 상기 프레스 용량에 한정되는 것은 아니며 당 업계에서 통상 사용되는 용량이라면 어느 것이나 가능하다.At present, the capacity of the press main body 610 is 100 tons, but the present invention is not limited to the press capacity, and any capacity can be used as long as it is commonly used in the art.

상기 제어부(620)는 프레스 본체부(610)의 작동과 유압 유니트(630)의 작동을 제어하며 고압 발생부(640)의 토출 압력을 제어한다. 제어부(620)는 유압 유니트(630)에 설치된 프레스 본체부(610)의 메인 실린더(611)와, 서브 실린더(612)의 운동을 제어하는 유압 서보(631)에 연결되어 있는 바, 주어진 시험 튜브의 길이에 따라서 메인 실린더(611)의 위치를 제어한다.The control unit 620 controls the operation of the press body 610 and the operation of the hydraulic unit 630 and controls the discharge pressure of the high-pressure generating unit 640. The control unit 620 is connected to the main cylinder 611 of the press main body 610 installed in the hydraulic unit 630, and the hydraulic servo 631 for controlling the movement of the sub cylinder 612, a given test tube The position of the main cylinder 611 is controlled according to the length of.

또한, 튜브의 강도에 의해서 결정된 시험 압력과 펀치 변위 사이클에 따라서, 고압 발생부(640)의 제어용 유압 서보(632)를 제어하여 시험 압력을 제어하며 서브 실린더(612)의 변위를 정밀 제어하여 서브 실린더(612) 선단에 부착된 펀치의 변위를 제어한다.In addition, according to the test pressure and the punch displacement cycle determined by the strength of the tube, the control hydraulic servo 632 of the high-pressure generator 640 is controlled to control the test pressure, and the displacement of the sub-cylinder 612 is precisely controlled. The displacement of the punch attached to the tip of the cylinder 612 is controlled.

그리고, 제어부(620)는 시험 진행중 메인 실린더(611)와 서브 실린더(612)의 위치를, 변위 센서(621)와 시험용 튜브내부에 가하여지는 압력을 압력 센서(624)로 검출하여 시험 압력과 펀치의 변위사이클과 올바르게 작용하고 있는지를 확인하며, 시험중 튜브의 터짐이 발생할 경우 압력 발생부(640)의 작동을 중지시켜서 시험용 액체의 비산을 방지한다.In addition, the control unit 620 detects the pressure applied to the displacement sensor 621 and the test tube inside the pressure sensor 624 to detect the position of the main cylinder 611 and the sub cylinder 612 while the test is in progress. Check whether it is working correctly with the displacement cycle of, and if the tube bursts during the test to stop the operation of the pressure generating unit 640 to prevent the scattering of the test liquid.

상기 유압 유니트(630)는 프레스 본체부(610)의 메인 실린더(611)와 서브 실린더(612) 그리고 고압 발생부(640)의 작동에 필요한 유압을 공급하여 준다. 이들 메인 실린더(611)와 서브 실린더(612) 그리고 고압 발생부(640)를 작동시키기 위한 유압 서보 밸브(631, 632)가 설치되어 있다.The hydraulic unit 630 supplies hydraulic pressure necessary for the operation of the main cylinder 611, the sub cylinder 612, and the high pressure generator 640 of the press body 610. Hydraulic servo valves 631 and 632 for operating these main cylinders 611, the sub cylinders 612 and the high pressure generator 640 are provided.

상기 고압 발생부(640)는 튜브의 하이드로포밍성을 시험하기 위하여, 필요한 고압을 발생시키는 장치로서, 통상의 유압 펌프를 이용할 경우 100Bar 이상의 고압을 발생시키기가 어렵기 때문에, 도 7에 도시된 바와 같은 구조를 갖고 있으며, 파스칼(Pascal)의 원리를 이용하여 1000bar 이상의 고압을 발생시킨다.The high pressure generating unit 640 is a device for generating a high pressure required to test the hydroformability of the tube, since it is difficult to generate a high pressure of 100 Bar or more when using a conventional hydraulic pump, as shown in FIG. It has the same structure and generates high pressure over 1000 bar using Pascal principle.

도 7에서 입력측의 압력과 출력측의 압력의 관계는 하기의 수학식 2와 같다.In FIG. 7, the relation between the pressure on the input side and the pressure on the output side is expressed by Equation 2 below.

상기 수학식 2를 이용하여 입력측과 출력측의 단면적 비를 크게 하면 높은 압력 증폭비를 얻을 수 있다.By using Equation 2 as above, when the ratio of the cross-sectional area of the input side to the output side is increased, a high pressure amplification ratio can be obtained.

상기 하이드로포밍 시험용 상하 분할식 금형부(650)는 시험중 튜브(711)를 길이방향에 대하여 상하 분할하여 고정함으로써 시험에 필요한 하중을 최소로 하는 구조로 되어 있다.The vertically divided mold portion 650 for the hydroforming test is configured to minimize the load required for the test by dividing the tube 711 up and down in the longitudinal direction during the test.

시험시 내부에 작용하는 고압의 액체가 누출되는 것을 방지하기 위하여, 밀봉할 수 있는 구조로 되어 있으며, 시험중 길이 방향으로의 튜브(711) 공급(Feeding)은 상부 펀치(712)와 하부 펀치(713)에 의하여 이루어진다.In order to prevent the leakage of the high pressure liquid acting inside during the test, the sealing structure is sealed, and the feeding of the tube 711 in the longitudinal direction during the test is performed by the upper punch 712 and the lower punch ( 713).

상기와 같은 본 발명의 튜브의 하이드로포밍성 평가 장치를 이용하여 튜브의 하이드로포밍성을 측정하는 방법에 대하여 설명한다.The method of measuring the hydroformability of a tube using the hydroformability evaluation apparatus of the tube of this invention as mentioned above is demonstrated.

본 발명에 따라 튜브의 하이드로포밍성을 측정하기 위해서는, 먼저 튜브를 일정 길이로 절단하여 절단면에서의 버어(Burr)를 완전히 제거하고 튜브 내부의 이물질들을 깨끗이 제거한다.In order to measure the hydroforming property of the tube according to the present invention, the tube is first cut to a predetermined length to completely remove burrs from the cut surface and to remove foreign substances in the tube.

튜브를 시험용 금형의 하부에 장착하고 튜브의 길이와 두께를 제어부(620)의 컴퓨터에 입력하여 시험 압력과 메인 실린더(611)와 서브 실린더(612)의 위치를 설정한다. 다음으로 시험에 사용될 압력 작용용 매체인 기계가공유 공급용 펌프를 가동시켜서 튜브와 고압 발생부(640)의 내부에 기계 가공유를 충진시킨다.The tube is mounted under the test die, and the length and thickness of the tube are input to a computer of the controller 620 to set the test pressure and the positions of the main cylinder 611 and the sub cylinder 612. Next, by operating the pump for supplying the machine shares, which is a pressure action medium to be used for the test, the machining oil is filled into the tube and the high-pressure generator 640.

다음으로 실험자의 실험 개시신호에 의하여, 제어부(620)의 컴퓨터는 상부의 메인 실린더(611)를 계산된 위치로 이동시켜 튜브의 상하부가 금형에 의하여 완전히 밀봉 및 고정되게 한 후, 유압 유니트(630)의 서보 밸브(632)를 작동시켜서 고압 발생부(640)의 유압을 공급하여 실린더를 이동시키고, 반대편에 위치한 기계 가공유에 고압을 가하여 준다. 이 때, 고압 발생부의 실린더는 위치를 제어함으로써 튜브의 확관에 의하여서 변화된 압력을 보상하여 준다.Next, according to the experiment start signal of the experimenter, the computer of the controller 620 moves the upper main cylinder 611 to the calculated position so that the upper and lower parts of the tube are completely sealed and fixed by the mold, and then the hydraulic unit 630. By operating the servo valve 632 of the) to supply the hydraulic pressure of the high pressure generating unit 640 to move the cylinder, and to apply high pressure to the machining oil located on the opposite side. At this time, the cylinder of the high pressure generating portion compensates for the pressure changed by the expansion of the tube by controlling the position.

시험중에 제어부(620)는 튜브의 내부 압력과 메인 및 서브 실린더(611, 612)의 변위를 지속적으로 검출한다.During the test, the control unit 620 continuously detects the internal pressure of the tube and the displacement of the main and sub cylinders 611 and 612.

튜브의 내부에 작용하는 압력에 의하여 튜브는 점점 확관이 되고 국부적으로 튜브의 소재가 성형 한계를 넘어서게 되면, 그 부분에서 터짐이 발생한다. 터짐이 발생하면 이 부분으로 시험용 기계가공유의 누출이 발생하게 되어 내부의 압력은 급격히 저하되는 바, 제어부(620)는 이러한 급격한 압력 저하가 압력 센서(624)를 통하여 감지되면, 유압 유니트(630)의 서보 밸브(632)의 작동을 멈추게 하여 고압 발생부(640)의 작동을 중지시켜 더 이상의 고압을 작용시키지 않게 한 후, 메인 실린더(611)와 서브 실린더(612)를 초기의 위치로 이동시켜 시험을 종료시킨다.The pressure inside the tube causes the tube to expand and expand locally, causing the material to burst beyond the forming limits. When the burst occurs, the test machine is leaked into this part, and the internal pressure decreases sharply. When the sudden pressure drop is detected through the pressure sensor 624, the hydraulic unit 630. Stop the operation of the high pressure generating unit 640 so that no further high pressure is applied, and then move the main cylinder 611 and the sub cylinder 612 to the initial position. The test is terminated.

시험 종료후, 터짐이 발생한 튜브의 최대 확관부의 직경을 측정하고 이를 초기의 튜브의 직경과 비교하여 확관비를 계산하고 이를 튜브의 하이드로포밍성으로 나타낸다.After the end of the test, the diameter of the largest dilated tube of the bursting tube was measured and compared to the diameter of the initial tube to calculate the expansion ratio and expressed as the hydroforming property of the tube.

예를 들면, 직경이 50.8mm이고 두께가 3.2mm인 튜브를 300mm길이로 절단하여 절단면의 버어를 제거하고 튜브의 절단시 발생한 이물질들을 제거하여 시편을 준비한다.For example, a 50.8mm diameter, 3.2mm thick tube is cut to 300mm length to remove burrs on the cut surface and to remove the foreign substances generated during the cutting of the tube to prepare a specimen.

본 발명의 튜브의 하이드로포밍성 평가 장치를 이용하여 초기 성형 압력 200Bar, 최종 시험 압력 1000bar로 설정하고, 압력을 시간에 대하여서 선형적으로변하게 하여 주어진 튜브의 하이드로포밍성을 측정하였다.The hydroforming property of the tube of the present invention was set to an initial forming pressure of 200 Bar and a final test pressure of 1000 bar, and the pressure was changed linearly with time to measure the hydroforming property of a given tube.

이 시편에 대하여 3회 반복하여 시험한 결과, 시험 튜브의 최대 확관 직경이 68.2mm로 나타나 확관비가 138%로 나타났고, 이 때의 반복 오차는 ±0.005이내였다.As a result of repeating the test three times on this specimen, the maximum tube diameter of the test tube was 68.2 mm, and the expansion ratio was 138%. The repetition error at this time was within ± 0.005.

상술한 바와 같이, 본 발명은 상하 분할식 시험용 금형을 이용함과 아울러 저용량의 프레스를 이용하여 튜브의 하이드로포밍성을 정확하고 효율적으로 측정할 수 있는 측정 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention has the effect of providing a measuring device capable of accurately and efficiently measuring the hydroforming property of the tube by using a vertically divided test die and using a press of a low capacity.

Claims (2)

금형을 지지하여 시험중 금형이 분리되려는 힘에 대항하여 금형에 닫히는 힘을 작용하고 시험중 튜브의 길이방향으로 피딩을 가하여 주는 메인 실린더와 서브 실린더가 장착된 프레스 본체부와;A press main body mounted on the main cylinder and the sub-cylinder for supporting the mold and acting a closing force on the mold against a force to be separated from the mold during the test and feeding the tube in the longitudinal direction of the tube during the test; 시험 조건에 따라 상기 프레스 본체부의 메인 실린더와 서브 실린더의 작동거리를 조절하고, 요구되는 압력 사이클을 유지하기 위하여 고압발생장치를 제어하여 시험압력을 조절하고 프레스의 작동상태를 모니터링하는 제어부와;A control unit which adjusts an operating distance between the main cylinder and the sub cylinder of the press main body part according to test conditions, controls a high pressure generator to control a test pressure, and monitors an operation state of the press to maintain a required pressure cycle; 상기 프레스의 작동과 고압발생부의 작동을 위하여 유압을 공급하여 주는 유압유니트와;A hydraulic unit for supplying hydraulic pressure for the operation of the press and the operation of the high pressure generator; 상기 유압유니트로부터 공급되는 저압의 압력을 시험에 필요한 고압의 압력으로 변환시켜주는 고압발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상하 분할식 튜브 하이드로포밍성 평가 장치.Vertically divided tube hydroformability evaluation apparatus comprising a high pressure generating unit for converting the pressure of the low pressure supplied from the hydraulic unit to a high pressure required for the test. 일정 길이로 절단된 튜브를 시험용 금형의 하부에 장착하고, 튜브의 길이와 두께를 제어부의 컴퓨터에 입력하여 시험압력과 메인 실린더와 서브 실린더의 위치를 설정하는 단계와;Mounting a tube cut to a predetermined length in a lower part of the test mold, and inputting the length and thickness of the tube into a computer of the controller to set a test pressure and positions of the main cylinder and the sub cylinder; 상기 튜브와 고압 발생부에 압력 작용용 매체인 공급용 펌프를 가동시켜 기계 가공유를 충진시키는 단계와;Filling the machined oil by operating a feed pump, which is a pressure acting medium for the tube and the high pressure generating unit; 상기 제어부가 상부의 메인 실린더를 계산된 위치로 이동시켜 튜브의 상하부가 금형에 의하여 완전히 밀봉 및 고정시킨 후, 유압 유니트의 서보 밸브를 작동시켜 고압 발생부의 유압을 공급하여 실린더를 이동시키고, 반대편에 위치한 기계 가공유에 고압을 가하는 단계와;After the control unit moves the upper main cylinder to the calculated position and the upper and lower parts of the tube are completely sealed and fixed by the mold, the servo valve of the hydraulic unit is operated to supply the hydraulic pressure of the high pressure generating unit to move the cylinder, and to the opposite side. Applying high pressure to the located machining oil; 상기 제어부가 튜브의 내부 압력과 메인 및 서브 실린더의 변위를 지속적으로 검출하는 단계와;Continuously controlling the internal pressure of the tube and the displacement of the main and sub cylinders by the control unit; 상기 고압 발생부의 실린더의 위치를 제어함으로써 튜브의 확관에 의해 변화되는 압력을 보상하는 단계와;Compensating for the pressure changed by the expansion of the tube by controlling the position of the cylinder of the high pressure generator; 상기 보상단계 후 튜브의 내부에 작용하는 압력에 의해 튜브의 터짐이 발생하여, 튜브 내부의 압력이 급격히 저하되면 압력을 감지하여 서보 밸브 및 고압 발생부를 정지시키는 단계 및 ;A bursting of the tube due to the pressure acting on the inside of the tube after the compensating step, and when the pressure inside the tube drops rapidly, detecting the pressure to stop the servo valve and the high pressure generating unit; 상기 정지단계 후 메인 실린더와 서브 실린더를 초기의 위치로 이동시키고, 터짐이 발생한 튜브의 최대 확관부의 직경을 측정하고 이를 초기의 튜브의 직경과 비교하여 확관비를 계산하여 튜브의 하이드로포밍성으로 나타내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 분할식 시험 금형을 이용한 하이드로포밍성 평가방법.After the stop step, move the main cylinder and the sub-cylinder to the initial position, measure the diameter of the largest expansion portion of the tube bursting and compare the diameter with the diameter of the initial tube to calculate the expansion ratio to the hydroforming properties of the tube Hydroforming property evaluation method using a split test mold, characterized in that it comprises the step of indicating.
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