KR20020094538A

KR20020094538A - 시트 하이드로 포밍 시스템

Info

Publication number: KR20020094538A
Application number: KR1020010032808A
Authority: KR
Inventors: 손민성
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-06-12
Filing date: 2001-06-12
Publication date: 2002-12-18

Abstract

판재의 하이드로포밍 성형시, 판재의 성형을 위한 수압 이외에, 성형다이와 판재 사이에도 판재의 형상변경에 따라 배출되는 배압을 공급하여 성형다이와 판재의 마찰을 최소화하고 수압효과를 극대화할 수 있도록 하는 시트 하이드로 포밍 시스템을 제공할 목적으로,

하부에 배치되어 내부에는 워터챔버를 구성하며, 상부 가장자리에는 홀더 다이를 구비하는 워터챔버다이와; 상기 워터챔버다이의 상부에 배치되어 상기 워터챔버 내부와 판재 사이의 기밀을 유지하여 주도록 블랭크 홀더를 구비하는 릴리프 다이와; 상기 판재의 성형부에 대응하여 릴리프 다이의 내부에 구성되며, 하단면에 제품형상면을 갖는 성형다이와; 상기 워터챔버로의 수압 공급을 제어하는 성형수압제어부로 이루어지는 시트 하이드로 포밍 시스템에서,

상기 성형다이에 그 하단면인 제품성형면과 그 상단면을 연결하는 복수의 배압관로를 형성하고, 이를 통하여 판재의 성형전에 성형다이의 제품성형면과 판재 사이에 배압을 공급하여 판재의 형상변경에 따라 상기 배압을 배출시키는 배압제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 하이드로 포밍 시스템을 제공한다.

Description

시트 하이드로 포밍 시스템{SHEET HYDRO-FORMING DIE SYSTEM}

본 발명은 시트 하이드로 포밍 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수압을 이용하여 판재를 소정의 형상으로 성형하는 시트 하이드로 포밍 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 시트 하이드로 포밍 성형법은 제품의 형상을 갖는 성형다이를 하이드로 포밍 시스템 내에 구성하고, 수압을 이용하여 판재를 상기 성형다이에 대하여 압착시켜 소정의 형상으로 성형하는 기술로서, 종래 시트 하이드로 포밍 시스템의 구성은, 도 3에서 도시한 바와 같이, 내부에 워터챔버(51)를 갖는 워터챔버다이 (53)가 하부에 배치되고, 이 워터챔버다이(53)의 상부 가장자리에는 판재(55)의 선단이 안착되는 홀더 다이(57)가 구비된다.

그리고 상기 워터챔버다이(53)의 상부에는 홀더 다이(57)에 대하여 판재(55)의 선단부를 압착하도록 블랭크 홀더(미도시)를 구비하여 상기 워터챔버(51) 내부와 판재(55) 사이의 기밀을 유지하여 주는 릴리프 다이(59)가 배치되며, 상기 릴리프 다이(59)의 내부에는 하단면에 제품의 형상을 갖는 성형다이(61)가 상기 판재(55)의 성형부에 대응하여 배치되어 상기 릴리프 다이(59)와 별도로 작동하도록 구성된다.

또한, 상기 워터챔버다이(53)의 일측에는 상기 워터챔버(51)로 공급되는 액츄얼 실린더(63)로부터의 수압을 단속하기 위해 릴리프 밸브(65)가 구비된다.

따라서 상기 액츄얼 실린더(63)로부터의 수압이 상기 릴리프 밸브(65)를 통하여 워터챔버(51)내부에 공급되면, 상기 수압은 파스칼의 원리에 따라 판재(55) 의 하부면 모든 방향에서 동일한 크기의 압력으로 작용하여 판재(55)가 성형다이(61)의 제품형상면을 향하여 팽창되도록 작용하게 된다.

그러나 상기한 바와 같은 종래의 시트 하이드로 포밍 시스템에 의하면, 수압에 의해 판재의 형상을 결정하는 성형다이와 판재 사이의 마찰이 일반 프레스와 같이 판재의 표면에 도포되는 오일 등에 의존할 수 밖에 없게 되며, 특히, 복잡한 성형면을 갖는 성형다이가 판재를 변형시킬 경우, 먼저 접촉하는 부분의 마찰에 의해 국부적인 소성변형이 생성되고, 이는 하이드로포밍 성형의 장점인 마찰감소 및 전체면적에 대한 정압의 효과를 반감시키게 되는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본발명의 목적은 판재의 하이드로포밍 성형시, 판재의 성형을 위한 수압 이외에, 성형다이와 판재 사이에도 판재의 형상변경에 따라 배출되는 배압을 공급하여 성형다이와 판재의 마찰을 최소화하고 수압효과를 극대화할 수 있도록 하는 시트 하이드로 포밍 시스템을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 시트 하이드로 포밍 시스템의 전체 단면 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 시트 하이드로 포밍 시스템의 액압 작동 상태도이다.

도 3은 종래기술에 따른 시트 하이드로 포밍 시스템의 전체 단면 구성도이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 시트 하이드로 포밍 시스템은 하부에 배치되어 내부에는 워터챔버를 구성하며, 상부 가장자리에는 홀더 다이를 구비하는 워터챔버다이와; 상기 워터챔버다이의 상부에 배치되어 상기 워터챔버 내부와 판재 사이의 기밀을 유지하여 주도록 블랭크 홀더를 구비하는 릴리프 다이와; 상기 판재의 성형부에 대응하여 릴리프 다이의 내부에 구성되며, 하단면에 제품형상면을 갖는 성형다이와; 상기 워터챔버로의 수압 공급을 제어하는 성형수압제어부로 이루어지는 시트 하이드로 포밍 시스템에서,

상기 성형다이에 그 하단면인 제품성형면과 그 상단면을 연결하는 복수의 배압관로를 형성하고, 이를 통하여 판재의 성형전에 성형다이의 제품성형면과 판재 사이에 배압을 공급하여 판재의 형상변경에 따라 상기 배압을 배출시키는 배압제어부를 포함하는 것을 특징으로 하며,

상기 배압제어부는 상기 성형다이의 배압관로와 배압관을 통하여 연결되어 판재의 성형전에 성형다이의 제품성형면과 판재 사이에 배압을 공급하는 배압 실린더와; 상기 배압관 상의 일측에 구성되어 상기 판재의 형상변경에 따라 상기 배압의 배출을 제어하는 배압제어밸브로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 시트 하이드로 포밍 시스템의 전체 단면 구성도로서, 본 발명의 시트 하이드로 포밍 시스템은 먼저, 내부에 워터챔버(1)를 갖는 워터챔버다이(3)가 하부에 배치되고, 이 워터챔버다이(3)의 상부 가장자리에는 판재(5)의 선단이 안착되도록 홀더 다이(7)가 설치된다.

그리고 상기 워터챔버다이(3)의 상부에는 상기 홀더 다이(7)에 대하여 판재(5)의 선단부를 압착하도록 하향하여 가장자리에 블랭크 홀더(9)를 구비하는 릴리프 다이(11)가 배치된다.

이때, 상기 블랭크 홀더(9)와 홀더 다이(7) 사이에는 성형할 판재(5)의 선단부가 개재되며, 미도시된 프레스 장치에 의해 상기 릴리프 다이(11)의 하향 작동이 완료되면, 상호간에 완전한 수밀이 이루어지도록 단면의 다듬질 상태가 양호하여야 한다.

또한, 상기 판재(5)의 중앙부인 성형부에 대응하여 상기 릴리프 다이(11)의 내측에는 하단면에 제품형상면을 갖는 성형다이(13)가 설치된다.

그리고 상기 워터챔버다이(3)의 일측에는 상기 워터챔버(1)로의 수압 공급을 제어하는 성형수압제어부인 액츄얼 실린더(15)와, 수압공급관(17) 상에 설치되는 릴리프 밸브(19)가 구비된다.

이때, 상기 릴리프 밸브(19)는 상기 액츄얼 실린더(15)로부터 워터챔버(1) 내부로 공급되는 수압을 컨트롤러의 제어신호에 의하여 조절하게 된다.

그리고 상기 성형다이(13)의 내부에는 그 하단면인 제품성형면과 그 상단면을 연결하는 2개의 배압관로(21)를 형성하고, 이를 통하여 상기 판재(5)의 성형전에 성형다이(13)의 제품성형면과 판재(5) 사이에 배압을 공급하여 판재(5)의 형상변경에 따라 상기 배압을 배출시키도록 배압제어부가 구성되는데, 이 배압제어부의 구성은 상기 성형다이(13)의 배압관로(21)와 이와 연결되는 별도의 배압관(23)을 통하여 외측에서 연결되는 배압 실린더(25)와, 상기 배압관(23) 상의 일측에 구성되는 배압제어밸브(27)로 이루어진다.

이때, 상기 배압 실린더(25)는 판재(5)의 성형전에 성형다이(13)의 제품성형면과 판재(5) 사이에 배압을 공급하게 되며, 상기 배압관(23) 상의 배압제어밸브 (27)는 컨트롤러에 의해 제어되어 상기 액츄얼 실린더(15)로부터 워터챔버(1) 내부로 공급되는 수압에 의해 판재(5)가 성형다이(13)의 제품성형면에 접촉되어 형상변경됨에 따라 상기 배압의 배출을 제어하게 된다.

여기서 상기 배압제어밸브(27)는 컨트롤러의 제어신호에 의해 듀티제어되어 배압의 배출량을 조절할 수 있도록 구성되는 솔레노이드 밸브로 이루어지는 것이 바람직 하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 컨트롤러의 제어신호에 따라 상기 배압의 배출량을 조절할 수 있는 구성의 밸브이면, 그 적용이 가능하다.

따라서 상기한 바와 같은 배압제어부를 갖는 시트 하이드로 포밍 시스템의 작동은, 먼저 상기 성형할 판재(5)가 그 선단부를 통하여 상기 블랭크 홀더(9)와 홀더 다이(7) 사이에 투입되면, 도 2에서 도시한 바와 같이, 미도시된 프레스 장치에 의해 릴리프 다이(11)가 하강 작동하여 상기 블랭크 홀더(9)와 판재(5) 및 홀더다이(7) 사이에는 상호간에 수밀이 유지된다.

이때, 상기 블래크 홀더(9)와 판재(5) 및 성형다이(13) 사이에는 배압실(29)이 형성되며, 상기 워터챔버다이(3)와 판재(5) 및 홀더 다이(7) 사이에는 성형을 위한 수압이 공급되는 워터챔버(1)가 형성되는 것이다.

그 다음, 상기 배압실린더(25)는 판재(5)의 성형전에 상기 배압실(29)에 배압(수압)을 먼저 공급하게 된다.

이러한 상태에서 상기 액츄얼 실린더(15)로부터의 수압이 상기 릴리프 밸브 (19)를 통하여 워터챔버(1)내부에 공급되면, 상기 수압은 파스칼의 원리에 따라 판재(5) 의 하부면 모든 방향에서 동일한 크기의 압력으로 판재(5)에 작용하여 판재가 성형다이(13)의 제품형상면을 향하여 팽창되도록 작용하게 된다.

상기와 같이 수압에 의하여 판재(5)가 팽창됨과 동시에, 상기 배압관(23) 상의 배압제어밸브(27)는 컨트롤러에 의해 제어되어 상기 액츄얼 실린더(15)로부터 워터챔버(1) 내부로 공급되는 수압에 의해 판재(5)가 성형다이(13)의 제품성형면에 접촉되어 형상변경됨에 따라 상기 배압의 배출을 제어하게 되는 것이다.

이와 같은 시트 하이드로 포밍 시스템의 배압작동에 의해 상기 판재(5)는 성형다이(13)와의 사이에 마찰이 최소화되고, 이에 따른 수압효과를 극대화할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 시트 하이드로 포밍 시스템에 의하면, 판재의 하이드로포밍 성형시, 판재의 성형을 위한 수압 이외에, 성형다이와 판재 사이에도 판재의 형상변경에 따라 배출되는 배압을 공급하여 성형함으로서, 성형다이와 판재의 마찰을 최소화하고, 이에 따른 수압효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다.

Claims

하부에 배치되어 내부에는 워터챔버를 구성하며, 상부 가장자리에는 홀더 다이를 구비하는 워터챔버다이와; 상기 워터챔버다이의 상부에 배치되어 상기 워터챔버 내부와 판재 사이의 기밀을 유지하여 주도록 블랭크 홀더를 구비하는 릴리프 다이와; 상기 판재의 성형부에 대응하여 릴리프 다이의 내부에 구성되며, 하단면에 제품형상면을 갖는 성형다이와; 상기 워터챔버로의 수압 공급을 제어하는 성형수압제어부로 이루어지는 시트 하이드로 포밍 시스템에 있어서,

상기 성형다이에 그 하단면인 제품성형면과 그 상단면을 연결하는 복수의 배압관로를 형성하고, 이를 통하여 판재의 성형전에 성형다이의 제품성형면과 판재 사이에 배압을 공급하여 판재의 형상변경에 따라 상기 배압을 배출시키는 배압제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 시트 하이드로 포밍 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 배압제어부는

상기 성형다이의 배압관로와 배압관을 통하여 연결되어 판재의 성형전에 성형다이의 제품성형면과 판재 사이에 배압을 공급하는 배압 실린더와;

상기 배압관 상의 일측에 구성되어 상기 판재의 형상변경에 따라 상기 배압의 배출을 제어하는 배압제어밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시트 하이드로 포밍 시스템.
청구항 1에 있어서, 상기 배압제어밸브는

컨트롤러의 제어신호에 의해 듀티제어되어 배압의 배출량을 조절할 수 있도록 구성되는 솔레노이드 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시트 하이드로 포밍 시스템.