KR20030066220A - 하이드로포밍용 튜브 구조 및 이를 이용한 하이드로포밍방법 - Google Patents

Abstract

하이드로포밍을 통하여 성형품을 제작하는 경우에, 보강 튜브 부재가 제공되는 튜브를 제작하고 이 튜브를 이용하여 하이드로포밍으로 성형품을 생산하는 방법에 관한 것으로, 튜브의 일부분을 이루며 일정한 두께를 가지는 제1 튜브 부재; 상기 제1 튜브 부재의 일측면에 결합되며 상기 제1 튜브 부재와 동일한 두께를 가지는 제2 튜브 부재; 그리고 상기 제1 및 제2 튜브 부재 사이의 측면에 결합되며, 상기 제1 및 제2 튜브 부재의 두께보다 더 두꺼운 부재로 이루어지는 보강 튜브 부재를 포함하는 하이드로포밍용 튜브 구조를 제공하고, 이 튜브를 이용하여 하이드로포밍을 하는 방법을 제공한다.

따라서 하이드로포밍을 통하여 성형품을 제작할 때 보강구조가 함께 제공되는 튜브 구조 및 하이드로포밍 방법을 제공하여 작업 공수를 줄임으로서 생산비용을 줄이는 효과가 있다.

Description

하이드로포밍용 튜브 구조 및 이를 이용한 하이드로포밍 방법{A hydroforming tube and hydroforming method using thereof}

본 발명은 하이드로포밍용 튜브 구조 및 이를 이용한 하이드로포밍 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하이드로포밍을 통하여 성형품을 제작하는 경우에 보강 튜브 부재가 제공되는 튜브를 제작하고 이 튜브를 이용하여 하이드로포밍으로 성형품을 생산하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 하이드로포밍을 통하여 성형품을 제작하는 방법은, 두께가 일정한 판상의 스틸 강판을 원통형상의 튜브로 제작하여 이 튜브의 내부에 유체를 채우고 금형에 장입한 후 튜브의 내부에 채워진 유체의 압력을 증가시키면 금형의 형상에 따라 성형되도록 하는 것이다. 이와 같이 종래의 성형품은 동일한 두께로 성형이 이루어져 특정한 부분을 보강할 필요가 있을 경우에는 별도의 보강재를 성형품의 내부 또는 외부에 결합하게 된다.

따라서 종래의 동일한 두께로 이루어지는 튜브로 하이드로포밍을 하고, 별도의 보강재를 결합하는 종래의 튜브 구조 및 그의 제조 방법은 작업공수가 증가하여 생산비용이 증대되는 문제점을 가지고 있다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 하이드로포밍을 통하여 성형품을 제작할 때 보강 구조가 함께 제공되도록 하여 작업 공수를 절감함으로서 생산비용을 줄이는 하이드로포밍용 튜브 구조 및 그의 제작 방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 튜브의 일부분을 이루며 일정한 두께를 가지는 제1 튜브 부재; 상기 제1 튜브 부재의 일측면에 결합되며 상기 제1 튜브 부재와 동일한 두께를 가지는 제2 튜브 부재; 그리고 상기 제1 및 제2 튜브 부재 사이의 측면에 결합되며, 상기 제1 및 제2 튜브 부재의 두께보다 더 두껍게 이루어지는 보강 튜브 부재를 포함하는 하이드로포밍용 튜브 구조를 제공한다.

또한, 본 발명은 강판과 또 다른 강판 사이에 두께가 다른 강판을 서로 용접하는 단계; 상기 두께가 다른 강판들을 서로 용접한 단계 후에 원통형상으로 튜브를 제작하는 단계; 그리고 상기 튜브를 제작한 단계 후에 하이드로포밍 금형에 장입하여 튜브 내부의 유체 압력을 증가시켜 상기 튜브를 성형하는 단계를 포함하는 하이드로포밍 방법을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 강판의 결합 상태를 도시한 도면이다.

도 2는 도 1의 강판을 튜브로 제작하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 튜브의 형상의 도시한 도면이다.

도 4는 하이드로포밍 과정의 초기 상태를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 하이드로포밍 과정이 진행된 상태를 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 본 발명에 따른 실시예의 방법을 도시한 순서도이다.

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

도 1 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 도면으로, 튜브(3)를 제작하기 위한 강판부재(1)를 도시하고 있다. 상기 강판부재(1)는 제1 튜브 부재(5), 제2 튜브 부재(7) 그리고 보강 튜브 부재(9)가 서로 레이저 용접을 통하여 결합된다. 이때, 상기 제1 튜브 부재(5)와 제2 튜브 부재(7)는 동일한 두께(t2)를 가지며, 상기 보강 튜브 부재(9)의 두께(t1)는 상기한 제1, 2 튜브 부재(5, 7)의 두께(t2)보다 더 두꺼운 상태로 배치된다. 이러한 보강 튜브 부재(9)의 두께의 차이는 성형되는 제품의 특성에 따라 얼마든지 다르게 할 수 있으며, 통상적으로 제1, 2 튜브 부재(5, 7)보다 2배 정도의 두께로 이루어질 수 있다.

이러한 강판부재(1)는 강판 성형용 롤(roll) 성형기를 사용하여 강관(3, 도 3에 외형을 도시하고 있음) 형태로 제작하게 된다.

그리고 가압 및 홀딩 지그(101)는 서로 모아지는 방향으로 이동할 수 있도록 한 쌍의 가압부재(103)가 몸체에 힌지 결합되는 형태를 가지고 있다. 따라서 상기 판상의 강판부재(1)가 강관 롤(roll) 성형기에 의해 강관 형상으로 성형된 튜브(3)은 용접된 단면이 서로 밀착(0.1mm이하)되도록 가압 및 홀딩 지그(101)에 배치되고, 상기 튜부(3)의 서로 마주하는 용접단면 위부분이 레이저 용접기(105)에 의하여 용접된다. 이때 용접 솔기(1c)는 튜브(3)의 길이 방향으로 이루어지도록 용접하는 것이 바람직하다. 상기 용접기(105)는 레이저 용접기가 사용되는 것이 바람직하다. 도 3은 이와 같이 제작된 튜브(3)를 도시하고 있다. 상기 튜브(3)는 길이 방향으로 용접 솔기(1a, 1b, 1c)가 배치되며, 또한 두께가 제1, 2 튜브 부재(5, 7)보다 더 두꺼운 강판부재(9)는 길이 방향으로 배치되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 강판부재(9)의 단면적은 최적의 요구 강성을 확보하는 조건하에서 최소로 줄이고 상대적으로 연신율이 큰 제1, 2 튜브 부재(5, 7)의 단면적을 확대하여 성형력이 균일하게 분산되도록 하는 것이 바람직하다.

도 4는 하이드로 포밍에 상기 튜브(3)를 장입하여 성형하는 과정에서 튜브 내부에 유체압이 작용하는 과정을 나타낸 도면이고, 도 5는 금형이 이루어진 상태를 도시하고 있다. 계속해서 도 5에 도시한 바와 같이 상, 하부 금형(109, 111)을 포함하는 하이드로 포밍 금형 장치(107)에 상기 튜브(3)를 장입하고, 상기 튜브(3)의 내부에 유체가 수용되도록 하고, 상기 유체압을 증가시키면 금형의 형상대로 성형이 이루어진다. 특히 상기 튜브(3)의 외주면은 금형에 밀착될 수 있도록 제1, 2 튜브부재(5, 7) 및 보강 튜브 부재(9)가 서로 연결되는 부분에 단차가 생기지 않도록 제작되어야 한다. 이와 같이 성형되는 성형품은 한번의 성형작업으로 보강 튜브 부재(9)가 포함된 형태로 제작되므로 제조 공정이 간단하고, 생산비용을 줄일 수 있게 되는 것이다.

그리고 상기 성형품을 하이드로 포밍 금형 장치(107)에서 인출하여 구멍을 뚫는 작업, 커팅, 너트 용접 등의 마무리 가공을 실시한다.

도 6은 본 발명에 따라 튜브(3)를 가공하는 과정을 순차적으로 도식화한 것이다.

상술한 실시예는 제1, 2 튜브 부재(5, 7) 및 보강 튜브 부재(9)가 용접에 의하여 결합된 형태의 튜브(3)를 도시하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시예로 일정한 두께를 가지는 하나의 튜브 부재 및 상기 튜브부재와 다른 두께를 가지는 보강 튜브 부재를 서로 연결하여 튜브를 제작할 수도 있다. 이러한 튜브(3)는 용접 솔기를 줄여 작업 공정을 더욱 단순화시킬 수 있어 생산성을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

이와 같이 본 발명은 하이드로포밍을 통하여 성형품을 제작할 때 보강구조가 함께 제공되는 튜브 구조 및 하이드로포밍 방법을 제공하여 작업 공수를 줄임으로서 생산비용을 줄이는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 튜브의 일부분을 이루며 일정한 두께를 가지는 제1 튜브 부재;

   상기 제1 튜브 부재의 일측면에 결합되며 상기 제1 튜브 부재와 동일한 두께를 가지는 제2 튜브 부재; 그리고

   상기 제1 및 제2 튜브 부재 사이의 측면에 결합되며, 상기 제1 및 제2 튜브 부재의 두께보다 더 두껍게 이루어지는 보강 튜브 부재;

   를 포함하는 하이드로포밍용 튜브 구조.
2. 일정한 두께를 가지는 제1 튜브 부재;

   상기 제1 튜브 부재의 양측면에 결합되며, 상기 제1 튜브 부재의 두께보다 더 두꺼운 부재로 이루어지는 보강 튜브 부재;

   를 포함하는 하이드로포밍용 튜브 구조.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1, 2 튜브 부재와 보강 튜브 부재 또는 상기 제1 튜브 부재와 상기 보강 튜브 부재가 연결되는 용접 솔기는 튜브의 길이 방향으로 배치되는 하이드로포밍용 튜브 구조.
4. 강판과 또 다른 강판 사이에 두께가 다른 강판을 서로 용접하는 단계;

   상기 두께가 다른 강판들을 서로 용접한 단계 후에 원통형상으로 튜브를 제작하는 단계; 그리고

   상기 튜브를 제작한 단계 후에 하이드로포밍 금형에 장입하여 튜브 내부의 유체 압력을 증가시켜 상기 튜브를 성형하는 단계;

   를 포함하는 하이드로포밍 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 두께가 다른 강판이 서로 연결되어 원통형상의 튜브가 제작되는 단계에서, 상기 인접하는 강판을 연결하는 용접 솔기는 튜브의 길이 방향으로 배치되도록 제작되는 하이드로포밍 방법.