KR20070078737A - 내부 고압 변형을 이용하여 성형 부품을 제조하기 위한유압 성형 프레스 - Google Patents

내부 고압 변형을 이용하여 성형 부품을 제조하기 위한유압 성형 프레스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내부 고압 변형을 이용하여 성형 부품을 제조하기 위한 유압 성형 프레스에 관한 것이다. 본원의 유압 성형 프레스(1)의 하우징(2)은 수축을 통해 서로 결합되는 외부 튜브(3) 및 내부 튜브(4)로 구성된다. 이 내부 튜브(4) 내로는, 툴(9)의 상부 툴부(10) 및 하부 툴부(11)용으로 제공되는 2개의 툴 지지부(7, 8)로 이루어진 툴 지지 유닛(6)이 삽입되고, 상기 툴(9)은 피가공재(13)를 변형하기 위한 성형 챔버(12)를 포함한다. 상기 툴 지지부들(7, 8)과 상기 툴부들(10, 11) 사이에는, 변형 공정 동안 툴을 밀폐하기 위한 단행정 실린더(14, 15)가 각각 배치된다. 상기 단행정 실린더(14, 15)의 피스톤(18, 19) 사이, 상기 상부 툴부(10)와 상기 하부 툴부(11) 사이에는, 상기 피스톤(18, 19)과 상기 툴부(10, 11) 상에 작용하는 상기 성형 챔버(12)의 내부 압력을 보상하기 위한 압력 쿠션(20, 21)이 각각 배치된다.
유압 성형 프레스, 프레스 하우징, 튜브, 툴, 툴 지지 유닛, 성형 챔버, 피스톤, 실린더, 압력 쿠션

Description

내부 고압 변형을 이용하여 성형 부품을 제조하기 위한 유압 성형 프레스{HYDROFORMING PRESS FOR MANUFACTURING FORMED PARTS BY INTERNAL HIGH PRESSURE DEFORMATION}
도 1은 본 발명에 따른 유압 성형 프레스를 도시한 횡단면도.
본 발명은 내부 고압 변형을 이용하여 성형 부품을 제조하기 위한 유압 성형 프레스에 관한 것으로, 상호간에 겹쳐 배치되고 수축을 통해 서로 결합되는 외부 튜브 및 내부 튜브로 이루어진 프레스 하우징과 상기 내부 튜브 내에 삽입되는 툴 지지 유닛을 구비한 상기 유압 성형 프레스에 관한 것이다. 본 발명에 따라 상기 툴 지지 유닛은 상부 툴부 및 하부 툴부로 이루어진 툴을 위해 제공되며 대략 하프쉘(half-shell) 모양으로 형성되는 2개의 툴 지지부로 구성되고, 상기 툴은 피가공재(workpiece)를 성형 부품으로 성형하기 위해 제공되어 유체 정역학적 내부 압력을 인가받을 수 있는 성형 챔버를 포함하고, 변형 공정 시에 툴을 밀폐하기 위해서, 상부 툴 지지부와 상부 툴부 사이에는 피스톤을 구비하고 압력 매체를 공급받을 수 있는 적어도 하나의 상부 단행정 실린더가 배치될 뿐 아니라, 하부 툴 지지 부와 하부 툴부 사이에도 마찬가지로 피스톤을 구비하고 압력 매체를 공급받을 수 있는 적어도 하나의 하부 단행정 실린더가 배치된다.
DE 103 34 660 B3에 개시된 상기한 종류의 유압 성형 프레스의 경우는, 성형 챔버 내에서 압력 매체의 유체 정역학적 내부 압력을 통한 변형 공정 시에, 변형 공정 동안 툴을 밀폐하기 위해 매체 압력을 공급받을 수 있는 단행정 실린더의 피스톤에서 변형, 특히 휨이 발생하는 점을 회피하지 못한다. 단행정 실린더의 피스톤에서 발생하는 변형과 동시에, 변형 툴의 상부 툴부 및 하부 툴부에서도 변형, 특히 휨이 발생하며, 이러한 변형은 제조된 성형 부품의 치수 비정확성을 야기한다.
본 발명의 목적은, 일반적인 유압 성형 프레스의 구조로부터 출발하여, 툴의 상부 툴부 및 하부 툴부의 변형뿐 아니라, 변형 공정 시에 툴을 밀폐하기 위한 단행정 실린더의 피스톤의 변형이 회피되는 방식으로 상기한 구조를 개선하는 것에 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라 특허 청구범위 제1항의 특징을 가진 유압 성형 프레스에 의해 달성된다.
종속항들은 본 발명의 바람직하면서도 목적에 적합하게 개선된 실시예를 그 내용으로 한다.
본 발명의 사상은, 피가공재를 변형하기 위해 유압 성형 프레스의 툴 및 하 우징 상에 작용하는 유체 매체의 작동 압력을 보상하고, 그에 따라 유압 성형 프레스에 있어 변형을 야기하는 휨 하중을 차단한다는 점에 기인한다. 변형 매체의 작동 압력의 보상은 상호간에 겹쳐 배치된 2개의 튜브로 구성된 프레스 하우징과 상부 툴부 및 하부 툴부로 구성된 툴의 이용을 통해 달성되고, 외부 튜브는 카운트 프리로드(counter preload)를 성취하기 위해 내부 튜브 상에서 수축되며, 그리고 상부 툴부와 프레스 하우징의 내부 튜브 내에 삽입되고 하프쉘 모양으로 형성된 상부 툴 지지부 사이뿐 아니라, 하부 툴부와 프레스 하우징의 내부 튜브 내에 안착되고 하프쉘 모양으로 형성된 하부 툴 지지부 사이에는, 변형 공정 시에 상부 툴부 및 하부 툴부 상에 작용하는 밀폐력을 인가하고, 변형 매체의 작동 압력에 반대하면서 상부 툴부 및 하부 툴부 상에 작용하는 카운트 프리로드를 인가하기 위해, 피스톤을 구비하고 압력 매체를 공급받을 수 있는 단행정 실린더가 각각 배치된다. 그 외에도 상기 변형 매체의 작동 압력의 보상은, 일측에서는 상부 및 하부 단행정 실린더의 피스톤들 사이뿐 아니라, 타측에서는 상부 툴부와 하부 툴부 사이에 압력 매체를 공급받을 수 있는 압력 쿠션을 배치함으로써 달성된다.
본 발명에 따른 유압 성형 프레스는 다음에서 횡단면도에 따라 더욱 상세하게 설명된다.
(실시예)
내부 압력 변형을 이용하여 성형 부품을 제조하기 위한, 도면에 도시한 유압 성형 프레스(1)의 하우징(2)은 외부 튜브(3)와 내부 튜브(4)로 구성되며, 이들 튜브(3, 4)는 상호간에 겹쳐 배치되며 수축을 통해 서로 결합된다. 내부 튜브(4)의 보어부(5) 내로는 툴 지지 유닛(6)이 삽입되고, 이 툴 지지 유닛(6)은 피가공재 교체를 위해 하우징(2)으로부터 인출될 수 있다.
툴 지지 유닛(2)은 상부 툴부(10) 및 하부 툴부(11)로 이루어진 툴(9)을 위해 제공되며 대략 하프쉘 모양으로 형성되는 2개의 툴 지지부(7, 8)로 구성된다. 상기 툴(9)은 피가공재(13)를 성형 부품으로 변형하기 위해 유체 정역학적 내부 압력을 인가받을 수 있는 성형 챔버(12)를 포함한다.
상부 툴 지지부(7)와 상부 툴부(10) 사이뿐 아니라, 하부 툴 지지부(8)와 하부 툴부(11) 사이에는, 성형 챔버(12)와 함께 상부 툴부(10) 및 하부 툴부(11)를 밀폐하기 위해, 상부 툴 지지부(7) 및 하부 툴 지지부(8) 내의 실린더 보어부(16, 17) 내에서 변위 가능한 피스톤(18, 19)을 구비하고, 압력 매체, 예컨대 오일을 공급받을 수 있는 단행정 실린더(14, 15)가 각각 배치되고, 상기 성형 챔버(12)는 변형 공정 동안 압력 매체, 예컨대 물이나 오일을 공급받는다.
상부 단행정 실린더(14)의 피스톤(18)과 상부 툴부(10) 사이뿐 아니라, 하부 단행정 실린더(15)의 피스톤(19)과 하부 툴부(11) 사이에는, 압력 매체를 공급받을 수 있는 압력 쿠션(20, 21)이 각각 배치된다.
압력 쿠션(20, 21)은, 두 단행정 실린더(14, 15)의 피스톤(18, 19)뿐 아니라 상부 및 하부 툴부(10, 11) 상에 작용하는 성형 챔버(12)의 내부 압력을 보상하는 역할을 하면서, 상부 및 하부 툴부(10, 11)의 휨 변형을 억제한다.
압력 쿠션(20, 21)은, 상부 및 하부 단행정 실린더(14, 15)의 피스톤(18, 19) 내에 통합되면서, 상부 및 하부 툴부(10, 11)에 대향하여 밀폐된다.
또한, 압력 쿠션(20, 21)은 상부 툴부(10) 및 하부 툴부(11) 내에 통합되거나, 혹은 단행정 실린더(14, 15)의 피스톤(18, 19)뿐 아니라 상부 및 하부 툴부(10, 11) 내에 각각 통합될 수도 있다.
압력 쿠션(20, 21)이 공급받게 되는 압력은 성형 챔버(12)의 내부 압력에 따라 조절될 수 있다.
본 발명에 의하면 종래의 유압 성형 프레스의 구조를 개선하여, 툴의 상부 툴부 및 하부 툴부의 변형뿐 아니라, 변형 공정 시에 툴을 밀폐하기 위한 단행정 실린더의 피스톤의 변형을 기본적으로 회피할 수 있으며, 그에 따라 제조된 성형 부품의 치수 정확성을 달성할 수 있다.

Claims (3)

  1. 상호간에 겹쳐 배치되어 수축을 통해 서로 결합되는 외부 튜브 및 내부 튜브로 이루어진 프레스 하우징과 상기 내부 튜브 내에 삽입되는 툴 지지 유닛을 구비하고, 내부 고압 변형을 이용하여 성형 부품을 제조하기 위한 유압 성형 프레스로서, 상기 툴 지지 유닛은 상부 툴부 및 하부 툴부로 이루어진 툴을 위해 제공되고, 대략 하프쉘 모양으로 형성되는 2개의 툴 지지부로 구성되며, 상기 툴은 피가공재를 성형 부품으로 변형하기 위해 제공되어 유체 정역학적 내부 압력을 인가받을 수 있는 성형 챔버를 포함하고 있고, 변형 공정 동안 상기 툴을 밀폐하기 위해서, 상기 상부 툴 지지부와 상기 상부 툴부 사이에는 피스톤을 구비하고 압력 매체를 공급받을 수 있는 적어도 하나의 상부 단행정 실린더가 배치되고, 상기 하부 툴 지지부와 상기 하부 툴부 사이에도 피스톤을 구비하고 압력 매체를 공급받을 수 있는 적어도 하나의 하부 단행정 실린더가 배치되고도록 되어 있는 상기 유압 성형 프레스에 있어서,
    상기 피스톤(18, 19)뿐 아니라 상기 상부 및 하부 툴부(10, 11) 상에 작용하는 상기 성형 챔버(12)의 내부 압력을 보상하기 위해서, 압력 매체를 공급받을 수 있는 적어도 하나의 압력 쿠션(20)이 상기 상부 단행정 실린더(14)의 피스톤(18)과 상기 상부 툴부(10) 사이에 배치되고, 마찬가지로 압력 매체를 공급받을 수 있는 적어도 하나의 압력 쿠션(21)이 상기 하부 단행정 실린더(15)의 피스톤(19)과 상기 하부 툴부(11) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 유압 성형 프레스.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 압력 쿠션(20, 21)은 상기 상부 및 하부 단행정 실린더(14, 15)의 피스톤(18, 19) 내에 및/또는 상기 상부 툴부(10)와 상기 하부 툴부(11) 내에 통합되는 것을 특징으로 하는 유압 성형 프레스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 압력 쿠션(20, 21)이 공급받는 압력 매체의 압력은 상기 성형 챔버(12)의 내부 압력에 따라 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 유압 성형 프레스.
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