KR20100076653A - Hydroforming system and method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하이드로 포밍 시스템 및 방법에 관한 것으로, 최대 단면과 최소 단면 사이의 크기 변화가 큰 제품을 성형할 수 있는 하이드로 포밍 시스템 및 방법을 제공한다. The present invention relates to a hydroforming system and method, and provides a hydroforming system and method capable of molding a product having a large change in size between a maximum cross section and a minimum cross section.
일반적으로 하이드로 포밍(Hydro-Forming)은 액압(hydraulic pressure)를 이용하여 관재(즉, 튜브)를 확관 성형하는 가공법중의 하나이다. 튜브의 내부에 유체를 이용 고압을 인가하여 확관 시킴으로써 튜브를 덮고 있는 금형의 형상으로 성형하는 기술이다. 이러한 하이드로 포밍은 현재 자동차 산업등에서 주로 사용된다. In general, hydro-forming is one of processing methods for expanding a pipe (ie, a tube) using hydraulic pressure. It is a technology for molding into the shape of a mold covering a tube by expanding a tube by applying a high pressure using a fluid inside the tube. Such hydroforming is currently mainly used in the automobile industry.
종래의 폐단면을 갖는 부품은 만드는 방식은 상,하 개단면의 부품 2개를 따로따로 프레스 성형으로 제작한 후 플랜지부를 접합하는 방식을 사용하였다. In the conventional method of making a part having a closed cross section, two parts of the upper and lower open sections are separately manufactured by press molding, and then a flange part is joined.
그러나 이에 비하여 하이드로포밍 공법은 한 개의 튜브를 이용하여 제품을 성형한다. 따라서, 공정 및 금형수 단축 그리고 소재의 경량화의 효과를 얻을 수 있다. In contrast, the hydroforming process uses one tube to shape the product. Therefore, the effect of shortening the process and the number of molds and reducing the weight of the material can be obtained.
여기서, 튜브는 내압에 의하여 확관되어 성형됨으로, 튜브 소재의 연신율에 큰 영향을 받게된다. 이는 초기 튜브의 단면 크기와 성형후 확관된 튜브의 단면 크기의 비율에 한계가 있다. 튜브를 무한정 확관시킬 수 없는 단점이 있다. 즉, 튜브소재의 연신율에 의해 튜브 확관율에 한계가 있기 때문이다. In this case, the tube is expanded and molded by the internal pressure, so that the tube is greatly influenced by the elongation of the tube material. This is limited in the ratio of the cross-sectional size of the initial tube to the cross-sectional size of the tube which is expanded after molding. The disadvantage is that the tube cannot be expanded indefinitely. That is, the tube expansion ratio is limited by the elongation of the tube material.
물론, 튜브의 끝에 가까운 부분은 확관과 동시에 튜브의 끝단부를 안으로 밀어줌으로써 확관이 되는 정도를 어느정도 향상 시킬 수 있다. 즉 확관으로 인해 소재가 얇아지는 부위로 소재를 유입시켜 이를 지연시키는 것이다. Of course, the portion near the end of the tube can be enlarged to some extent by expanding the tube end at the same time by pushing the end of the tube. In other words, the material is introduced into the area where the material becomes thin due to expansion, thereby delaying it.
물론 이를 해소하기 위해 그 단면 크기가 큰 튜브를 사용할 수 있다. 하지만, 하이드로 포핑을 위해 사용할 있는 초기 튜브의 단면 직경은 성형을 위한 금형의 최소 단면의 크기에 따라 결정된다. 이로인해 그 단면 크기가 큰 튜브를 사용하지 못하는 단점이 있다. Of course, to solve this, a tube having a large cross-sectional size can be used. However, the cross sectional diameter of the initial tube that can be used for hydropopping depends on the size of the minimum cross section of the mold for molding. This has the disadvantage of not using a tube with a large cross-sectional size.
따라서, 기존에는 성형된 튜브의 최대 단면의 크기와 최소 단면의 크기 차가 클 경우 하이드로 포밍을 통해 성형하지 못하는 문제가 발생하였다. 이는, 성형될 최대 단면의 크기가 튜브 소재의 확관 성형의 한계를 넘는 경우, 하이드로포밍에 의한 튜브의 성형이 불가능하였다. Therefore, conventionally, when the size difference between the maximum cross-section and the minimum cross-section of the molded tube is large, there is a problem that cannot be formed through hydroforming. This made it impossible to mold the tube by hydroforming if the size of the largest cross section to be formed exceeded the limit of tube forming of the tube material.
도 1 및 도 2는 종래의 하이드로 포밍의 단점을 설명하기 위한 단면 개념도이다. 1 and 2 is a cross-sectional conceptual view for explaining the disadvantages of the conventional hydroforming.
도 1에 도시된 바와 같이 상부 금형(10)과 하부 금형(20)을 구비한다. 여기서, 상부 금형(10)과 하부 금형(20)은 서로 결합하여 최소 단면부(31)와 최대 단면 부(32)를 형성한다. As shown in FIG. 1, an
이와 같이 최소 단면부(31)와 최대 단면부(32)의 내측으로 성형 전의 초기 튜브(1)를 배치시킨다. 이때, 앞서 설명한 바와 같이 상기 튜브(1)의 단면 크기(즉, 직경)은 상기 최소 단면부(310)의 단면 크기(즉, 단면 직경)에 의해 결정된다. Thus, the
이어서, 도 2에 도시된 바와 같이 유체를 이용하여 튜브(1)의 내측에 고압을 인가하여 튜브(1)를 확관시킨다. 이때, 튜브(1)의 확관 형태는 상부 및 하부 금형(10, 20)에 의해 결정된다. Subsequently, as shown in FIG. 2, a high pressure is applied to the inside of the
그러나 도 2에서 도시된 바와 같이 튜브(1)가 확관될 수 있는 최대 범위(즉, 최대 확관 단면)보다 상기 최대 단면부(32)의 단면 크기(즉, 직경)가 더 클경우에는, 도 2의 K영역과 같이 상기 최대 단면부(32) 영역에서 튜브(1)가 찢어지는 문제가 발생한다.However, as shown in FIG. 2, if the cross-sectional size (ie diameter) of the
즉, 예를 들어 상기 최소 단면부(31)의 단면 직경이 45mm이고, 최대 단면부(32)의 단면 지경이 62.5mm인 경우를 살펴보면 다음과 같다. That is, for example, the cross-sectional diameter of the
앞서 언급한 바와 같이 상기 튜브(1)로는 약 42.5mm의 단면 직경을 갖는 튜브(1)를 사용하여야 한다. 이는 최소 단면부(31)보다 작은 단면 직경의 튜브(1)를 사용하여야 하기 때문이다. 이때, 상기 범위보다 클 경우에는 튜브 중앙에 주름이 발생하는 문제가 있기 때문이다. As mentioned above, the
하지만, 단면 직경이 42.5mm인 튜브(1)를 사용하는 경우, 튜브(1)는 최대 단면 직경 영역에서 38.9% 정도 확관되어야 한다. 하지만, 일반적인 철강 또는 금속 으로제작된 튜브로 확관할 수 있는 범위는 30%이하이다. 따라서, 38.9%의 확관은 현실적으로 불가능하다. 따라서, 도 2에서 도시된 바와 같이 튜브(1)의 성형 한계도 도달하여 튜브(1)가 터지는 문제가 발생한다. However, when using a
따라서, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 최소 단면부의 단면 직경보다 큰 튜브를 사용하여 하이드로 포밍을 수행하되, 최소 단면부 영역에 해당하는 상기 튜브 영역을 축관시킨 다음 하이드로 포밍을 수행하여 단면 직경 변화가 큰 부품을 성형할 수 있는 하이드로 포밍 시스템 및 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. Therefore, the present invention was derived to solve the above problems, while performing hydroforming using a tube larger than the cross-sectional diameter of the minimum cross-section, the tube area corresponding to the minimum cross-sectional area is condensed, and then hydroforming is performed. It is an object of the present invention to provide a hydroforming system and method capable of forming parts having large cross-sectional diameter changes.
본 발명은 최소 단면 직경을 갖는 제 1 단면부와, 상기 제 1 단면부보다 단면 직경이 큰 적어도 하나의 제 2 단면부가 내측에 마련된 금형부와 유압을 이용하여 튜브가 상기 제 1 단면부와 상기 적어도 하나의 제 2 단면부 형상을 갖도록 성형하는 하이드로 포밍 수단 및 전자기력을 이용하여 상기 제 1 단면부에 대응하는 상기 튜브 영역을 상기 제 1 단면부의 단면 직경보다 작게 축관시키는 축관 수단을 포함하는 하이드로 포밍 시스템을 제공한다. According to the present invention, a tube is formed by using a first end portion having a minimum cross-sectional diameter, a mold portion provided with an at least one second end portion having a larger cross-sectional diameter than the first end portion, and hydraulic pressure. Hydroforming means for shaping to have at least one second cross-sectional shape, and condensing means for conduiting the tube region corresponding to the first cross-section to less than the cross-sectional diameter of the first cross-section using electromagnetic force. Provide a system.
상기 하이드로 포밍 수단은, 내측에 상기 튜브가 삽입되고 각기 요철부가 형성된 상부 금형과 하부 금형의 결합을 통해 내측에 상기 제 1 단면부와 적어도 하나의 제 2 단면부가 형성된 상기 금형부와, 상기 금형부 내측에 위치하는 상기 튜브에 유압을 공급하는 유압 공급 장치를 포함하는 것이 바람직하다.The hydroforming means may include the mold part having the first end face portion and at least one second end face portion formed therein through a combination of an upper mold and a lower mold having the tube inserted therein and the uneven parts formed therein, respectively; It is preferable to include a hydraulic pressure supply device for supplying hydraulic pressure to the tube located inside.
상기 적어도 하나의 제 2 단면부의 최대 단면 직경이 상기 제 1 단면부의 최 소 단면 직경에 비하여 30% 이상 큰 것이 효과적이다. It is effective that the maximum cross-sectional diameter of the at least one second cross-sectional portion is at least 30% larger than the minimum cross-sectional diameter of the first cross-sectional portion.
상기 축관 수단은, 상기 제 1 단면부에 대응하는 상기 튜브 영역을 감싸는 성형 코일부와, 상기 성형 코일에 펄스 형태의 유도 전류를 인가하는 전원부를 포함하는 것이 바람직하다. Preferably, the conduit means includes a shaping coil section surrounding the tube region corresponding to the first end section, and a power supply section for applying a pulsed induced current to the shaping coil.
상기 튜브의 단면 직경은 상기 제 1 단면부의 최소 단면 직경보다 크고, 상기 적어도 하나의 제 2 단면부의 최대 단면 직경보다 작은 것이 가능하다. The cross-sectional diameter of the tube may be larger than the minimum cross-sectional diameter of the first cross-section and smaller than the maximum cross-sectional diameter of the at least one second cross-section.
상기 튜브의 단면 직경이 상기 적어도 하나의 제 2 단면부의 최대 단면 직경보다 5 내지 30% 범위 내에서 더 작은 것이 가능하다. It is possible that the cross-sectional diameter of the tube is smaller in the range of 5-30% than the maximum cross-sectional diameter of the at least one second cross-section.
또한, 본 발명에 따른 최소 단면 직경을 갖는 제 1 단면부와, 상기 제 1 단면부보다 단면 직경이 큰 적어도 하나의 제 2 단면부가 내측에 마련된 금형부와 유압을 이용하여 튜브를 성형하는 하이드로 포밍 방법에 있어서, 상기 제 1 단면부의 최소 단면 직경 보다 단면 직경이 큰 튜브를 마련하는 단계와, 상기 제 1 단면부에 대응하는 상기 튜브 영역을 상기 제 1 단면부의 최소 단면 직경보다 작게 축관시키는 단계와, 상기 제 1 단면부에 대응하는 상기 튜브 영역이 축관된 상기 튜브를 상기 금형부 내측에 배치시키는 단계 및 상기 튜브 내측에 유압을 공급하는 단계를 포함하는 하이드로 포밍 방법을 제공한다. In addition, a hydroforming for forming a tube by using a first end portion having a minimum cross-sectional diameter and at least one second end portion having a larger cross-sectional diameter than the first cross-section is formed inside and a hydraulic pressure. A method, comprising: providing a tube having a cross-sectional diameter greater than a minimum cross-sectional diameter of the first cross-sectional portion, and conduiting the tube region corresponding to the first cross-sectional portion smaller than the minimum cross-sectional diameter of the first cross-sectional portion; And disposing the tube having the tube region corresponding to the first cross-section portion inside the mold portion, and supplying hydraulic pressure to the inside of the tube.
상기 제 1 단면부에 대응하는 상기 튜브 영역을 상기 제 1 단면부의 최소 단면 직경보다 작게 축관시키는 단계는, 상기 튜브 영역에 전자기력 발생시키고, 상기 전자기력에 의한 척력으로 축관시키는 것이 효과적이다. Condensing the tube region corresponding to the first cross-sectional portion smaller than the minimum cross-sectional diameter of the first cross-sectional portion is effective to generate an electromagnetic force in the tube region and to condense it with a repulsive force by the electromagnetic force.
상술한 바와 같이 본 발명은 전자기력을 이용하여 튜브의 일부 영역을 축관시켜 금형부의 최소 단면 직경보다 그 평균 단면 직경이 큰 튜브를 사용하여 하이드로 포밍을 수행할 수 있다. 본 발명은 단면 직경 변화가 큰 부품을 하이드로 포밍법으로 성형할 수 있다.As described above, according to the present invention, hydroforming may be performed by using a tube having an average cross-sectional diameter larger than the minimum cross-sectional diameter of the mold part by conduiting a partial region of the tube by using an electromagnetic force. According to the present invention, a component having a large change in cross-sectional diameter can be molded by a hydroforming method.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention in more detail. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Like numbers refer to like elements in the figures.
도 3은 본 발명의 일 실시예에따른 하이드로 포밍 시스템의 개념도이다. 3 is a conceptual diagram of a hydroforming system according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 하이드로 포밍 시스템은 가장 작은 단면 직경을 갖는 제 1 단면부(230)와 상기 제 1 단면부(230)보다 그 단면 직경이 큰 적어도 하나의 제 2 단면부(240)를 갖는 금형부(210, 220)와 유압을 이용하여 튜브(300)가 상기 제 1 및 제 2 단면부(230, 240) 형상을 포함하도록 확관시키는 하이드로 포밍 수단(200)과, 전자기력을 이용하여 상기 제 1 단면부(230)에 해당하는 튜브 영역을 상기 제 1 단면부(230)의 단면 직경보다 작게 축관시키는 축관 수 단(100)을 포함한다. 이때, 본 실시예에서는 상기 제 1 단면부(230)보다는 그 단면 직경이 크고, 제 2 단면부(240)보다는 그 단면 직경이 작은 튜브(300)를 사용한다. Referring to FIG. 3, the hydroforming system according to the present embodiment includes a
하이드로 포밍 수단(200)은 도 3에 도시된 바와 같이 내측에 튜브(300)가 삽입되고 제 1 단면부(230)와 적어도 하나의 제 2 단면부(240)를 갖는 금형부(210, 220) 그리고, 상기 금형부(210, 220) 내측에 삽입된 튜브(300)에 유압(또는 액압)을 제공하는 유압 공급 장치(250)를 구비한다. Hydroforming means 200 is a mold portion (210, 220) having a
상기 금형부(210, 220)는 상부 금형(210)과 하부 금형(220)을 구비한다. 이때, 상부 금형(210)의 하측면에는 다수의 상부 요철(오목부와 돌출부)이 형성되고, 하부 금형(220)의 상측면에는 상기 상부 금형(210)의 요철에 대응하는 하부 요철이 형성된다. 이때, 상기 상부 금형(210)과 하부 금형(220)의 요철에 의해 제 1 단면부(230)와 적어도 하나의 제 2 단면부(240)가 형성된다. The
여기서, 제 2 단면부(240)는 복수개 마련될 수 있고, 이들 복수의 제 2 단면부(240) 각각의 단면 직경이 서로 다를 수 있다. 이때, 상기 제 2 단면부(240)의 최대 단면 직경이 상기 제 1 단면부(230)의 단면 직경(즉, 최소 단면 직경)에 비하여 30% 이상 큰 것이 효과적이다. 이는 앞서 설명한 바와 같이 종래의 하이드로 포밍을 통해 튜브(300)를 확관할 수 있는 비율이 30%이하였다. 하지만, 본 실시예에서는 전자기력을 이용한 축관 수단(100)에 의해 상기 금형부(210, 220) 내의 제 1 및 제 2 단면부(230. 240)의 비율이 30%보다 클 경우에도 하이드로포밍을 통해 튜브(300)를 확관시킬 수 있기 때문이다. 이때, 상기 제 2 단면부(240)의 최대 단면 직경이 상기 제 1 단면부(230)의 단면 직경(즉, 최소 단면 직경)에 비하여 30 내지 100% 더 큰 것이 바람직하다. 물론 100%로 이상도 가능하지만, 축관과 확관시의 튜브(300)의 늘어남에 의한 변형이 발생할 가능성이 있다. Here, the plurality of
그리고, 도시되지 않았지만, 상기 상부 금형(210)과 하부 금형(220)의 결합을 위해 가압하는 별도의 가압 수단을 더 구비할 수도 있다. And, although not shown, a separate pressing means for pressing for coupling the
또한, 본 실시예에선 상기 상부 금형(210)과 하부 금형(220) 사이에 위치하는 튜브(300)에 유체를 주입하여 튜브(300)를 제 1 및 제 2 단면부(230, 240) 형상으로 성형시키는 유압 공급 장치(250)를 구비한다. 유압 공급 장치(250)는 튜브(300)의 양 끝단에서 튜브(300)로 유압을 제공하는 것이 바람직하다. In addition, in the present embodiment, a fluid is injected into the
본 실시예에서는 상기 튜브(300)로 제 1 단면부(230)의 단면 직경보다 큰 단면 직경을 갖는 튜브(300)를 사용할 수 있다. 이를 통해 앞서 30% 이상의 비율보다 작은 비율의 확관을 수행하여 다양한 하이드로 포밍을 수행할 수 있다. In this embodiment, the
이를 위해 본 실시예에서는 상기 제 1 단면부(230)에 대응하는 튜브(300) 영역을 축관시키는 축관 수단(100)을 구비한다. To this end, the present embodiment includes a conduit means 100 for conduiting the region of the
축관 수단(100)으로 전자기력을 이용하여 금속을 성형하는 전자기장 성형 장치를 사용한다. 축관 수단(100)은 튜브(300)의 축관 영역(즉, 상기 제 1 단면부(230)에 대응되는 튜브 영역)을 감싸는 성형 코일부(110)와, 상기 성형 코일(110)에 유도 전류를 인가하는 전원부(120)를 구비한다. As the conduit means 100, an electromagnetic field forming apparatus for forming a metal using electromagnetic force is used. The conduit means 100 includes a shaping
여기서, 상기 성형 코일부(110)에 펄스 전류를 통과시키게 되면 전류의 변화에 의하여 성형 코일부(110)에 큰 자기장의 변화가 발생한다. 이때 인접한 금속(즉, 튜브(300))에도 유도전류에 의한 강력한 자기장이 발생하게 된다. 따라서, 성형 코일부(110)의 자기력과 튜브(300)의 자기력은 서로 척력으로 작용한다. 따라서, 척력에 의해 튜브(300)가 밀려나면서 성형이 된다. 즉, 척력이 발행한 튜브(300) 영역이 축관된다. Here, when a pulse current passes through the shaping
이때, 튜브(300)를 축관하기 위해서는 강한 척력이 필요하고, 이는 성형 코일부(110)에 큰 자기력이 생성됨을 의미한다. 결국 이는 상기 전원부(120)가 높은 에너지를 성형 코일(110)에 제공하여야 한다. 즉, 전원부(120)가 높은 용량의 전하를 짧은 시간에 성형 코일(110)에 흘려주여야 한다. 이에, 상기 전원부(120)로 대용량의 축전기를 사용하는 것이 효과적이다. At this time, a strong repulsive force is required to axially tube the
여기서, 성형에 필요한 인가 에너지는 일반적으로 수십 kJ 이상이다. 또한 전원부(120)의 축전된 전하량의 방전에 의하여 성형이 되므로 0.1 내지 100m/s의 소재 운동이 가능하여 고강도강, 알루미늄, 마그네슘 등 대부분의 금속소재의 성형이 가능하다.Here, the applied energy required for molding is generally tens of kJ or more. In addition, since the molding is performed by the discharge of the stored charge amount of the
그리고, 튜브(300)를 밀어내기 위해서는 성형 코일부(110)는 충분한 강도를 가지고 있어야 한다. 또한, 도시되지 않았지만, 성형 코일부(110)를 감싸는 고정 몸체가 마련될 수도 있다. In addition, in order to push the
이와 같은 전자기장을 이용한 축관 수단에 의해 비접촉식 성형이 가능하다. 이로 인해 소재(즉, 튜브(300))의 표면 결함, 윤활, 마멸 등의 문제가 발생하지 않는다. 그리고, 소재의 다양한 성형 및 국부적인 성형이 가능하다. Non-contact molding is possible by the shaft tube means using such an electromagnetic field. As a result, problems such as surface defects, lubrication, and abrasion of the material (ie, the tube 300) do not occur. In addition, various molding and local molding of the material are possible.
상기와 같은 축관 수단(100)을 통해 튜브(300)의 단면 직경을 상기 제 1 단면부(230)의 단면 직경보다 작게할 수 있다. 이로인해 기존의 하이드로 포밍의 한 계인 튜브(300)의 단면 직경의 제약을 개선할 수 있다. 즉, 앞선 배경기술에 설명한 바와 같이 종래의 하이드로 포밍시 사용되는 튜브(300)의 단면 직경이 금형부(210, 220)의 제 1 단면부(230) 즉, 금형부(210, 220)의 가장 작은 단면 직경에 의해 정해졌다. 즉, 상기 제 1 단면부(230)의 단면 직경보다 작은 단면 직경을 갖는 튜브를 사용하여야 한다. 이는 상기 제 1 단면부(230)보다 튜브(300)의 단면 직경이 클 경우에는 금형부(210, 220)에 튜브(300)가 들어가지 않는 문제가 발생하였다. The cross-sectional diameter of the
하지만, 본 실시예에서는 축관 수단(100)에 의해 상기 제 1 단면부(230)보다 그 단면 직경이 큰 튜브(300)를 사용할 수 있게 되었다. 이는 상기 제 1 단면부(230)에 대응하는 튜브(300) 영역을 전자기력을 이용한 축관 수단(100)으로 축관함으로 인해 튜브(300)가 금형부(210, 220) 내측에 들어갈 수 있게 되었다. 이를 통해 종래의 단면 직경이 큰 튜브(300) 사용에 대한 제약을 해결할 수 있게 되었다. However, in the present embodiment, it is possible to use the
하기에서는 상술한 하이드로 포밍 시스템을 이용한 하이드로 포밍 방법에 관해 설명한다. Hereinafter, a hydroforming method using the above-described hydroforming system will be described.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로 포밍 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 도 7은 일 실시예에 따른 튜브를 전자기력을 이용하여 축관시킨 튜브 사진이다. 4 to 6 are cross-sectional views for explaining a hydroforming method according to an embodiment of the present invention. 7 is a tube picture of the tube tube by using an electromagnetic force according to an embodiment.
먼저, 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이 축관 수단(100)을 이용하여 상기 금형부(200)의 최소 단면 직경인 제 1 단면부(230)에 대응하는 튜브(300) 영역을 상 기 최소 단면 직경보다 작은 단면 직경으로 축관시킨다. First, as shown in FIGS. 4 and 7, the
이는 상기 축관 수단(100)의 성형 코일(110)이 축관될 튜브(300) 영역(도 4의 A 영역)을 감싸도록 한다. 이는 튜브(300)를 상기 성형 코일(110)의 내측에 인입시키고, 튜브(300)의 위치를 조절하여 수행할 수 있다. This allows the shaping
이어서, 전원부(120) 즉, 축전기를 통해 펄스 전류를 성형 코일(110)에 인가하여 튜브(300)를 축관시킨다. 이를 통해 도 7에서와 같이 국부적인 영역이 축관된 튜브(300)를 제작할 수 있다. Subsequently, the
이어서, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 일부 영역이 축관된 상기 튜브(300)를 상기 하이드로 포밍 수단(200)의 금형부(210, 220) 내측에 위치시킨다. 이때, 축관된 튜브(300) 영역이 상기 금형부(210, 220)의 제 1 단면부(230) 영역에 위치되도록 한다. Subsequently, as shown in FIG. 5, the
여기서, 상기 도 5에 도시된 바와 같이 축관된 튜브(300) 영역의 단면 직경(T1)은 상기 금형부(210, 220)의 제 1 단면부(230)의 단면 직경(T2) 보다 작은 것이 바람직하다. 그리고, 상기 축관된 영역을 제외한 상기 튜브(300)의 단면 직경(T3)는 상기 제 1 단면부(230)의 단면 직경(T2)보다 큰 것이 바람직하다. 또한, 축관된 영역을 제외한 상기 튜브(300)의 단면 직경(T3)은 상기 제 2 단면부(240)의 단면 직경(T4)보다 작은 것이 효과적이다. Here, as shown in FIG. 5, the cross-sectional diameter T1 of the
그리고, 본 실시예에서는 상기 제 2 단면부(240)의 단면 직경(T4)(즉, 최대단면 직경)이 축관된 영역을 제외한 상기 튜브(300)의 단면 직경(T3)에 비하여 30%이하의 크기를 갖는 튜브(300)를 사용하는 것이 효과적이다. 즉, 상기 튜브의 단면 직경(T3)이 상기 적어도 하나의 제 2 단면부(240)의 최대 단면 직경(T4)보다 5 내지 30% 범위 내에서 더 작은 것이 바람직하다. In the present embodiment, the cross-sectional diameter T4 (ie, the maximum cross-sectional diameter) of the
예를 들어, 상기 제 1 단면부(230)의 단면 직경(T2)이 45mm이고, 상기 제 2 단면부(240)의 단면 직경(T4)가 62.5mm인 경우, 상기 튜브(300)로는 그 단면 직경이 50mm를 사용할 수 있다. 이는 앞선 배경 기술에서는 사용할 수 없었던 튜브였다. 하지만, 본 실시예에서는 상기 50mm 튜브(300)의 축관 영역(즉, 상기 제 1 단면부(230)에 대응하는 영역)의 단면 직경(T1)을 42.5mm로 축관시킨다. 이를 통해 50mm 튜브(300)도 사용할 수 있게 된다. For example, when the cross-sectional diameter T2 of the first
이어서, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 튜브(300) 내측으로 유압(즉, 액압)을 인가하여 튜브(300)를 확관시킨다. 이때, 튜브(300)는 무한정 확관 되지 않고, 그 외측을 감싸고 있는 금형부(210, 220)의 형상에 따라 확관된다. 이를 통해 튜브(300)는 제 1 단면부(230)에 대응하는 단면부와 제 2 단면부(240)에 대응하는 단면부를 갖는 형태로 성형된다. Subsequently, as shown in FIG. 6, the
이때, 앞선 예시와 같이 50mm 튜브(300)를 사용하는 경우 최대 확관 영역인 제 2 단면부(240)(즉, 단면 직경이 62.5mm)에 맞도록 확관하더라도 튜브(300)가 찢어지는 등의 손상을 방지할 수 있다. 이는 제 2 단면부(240)의 단면 직경(T4)에 맞도록 상기 50mm 튜브(300)를 확관시킬때, 상기 튜브(300)를 30% 이하 즉, 25%만 확관하기만 하여도 되기 때문이다. In this case, when the 50
상술한 설명에서는 하나의 제 2 단면부(240)를 갖는 경우를 중심으로 설명하였다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고, 서로 다른 단면 직경을 갖는 제 2 단 면부(240)가 금형부(210, 220)에 형성될 수 있다. In the above description, the description has been made mainly on the case of having one
이 경우, 최대 단면 직경을 갖는 제 2 단면부(240)를 제외한 나머지 제 2 단면부(240)에 대응하는 상기 튜브(300) 영역을 전자기력을 이용한 축관 수단(100)으로 축관시킬 수도 있다. In this case, the region of the
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the invention has been described with reference to the accompanying drawings and the preferred embodiments described above, the invention is not limited thereto, but is defined by the claims that follow. Accordingly, one of ordinary skill in the art may variously modify and modify the present invention without departing from the spirit of the following claims.
도 1 및 도 2는 종래의 하이드로 포밍의 단점을 설명하기 위한 단면 개념도. 1 and 2 is a cross-sectional conceptual view for explaining the disadvantages of the conventional hydroforming.
도 3은 본 발명의 일 실시예에따른 하이드로 포밍 시스템의 개념도. 3 is a conceptual diagram of a hydroforming system according to an embodiment of the present invention.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이드로 포밍 방법을 설명하기 위한 단면도. 4 to 6 are cross-sectional views for explaining a hydroforming method according to an embodiment of the present invention.
도 7은 일 실시예에 따른 튜브를 전자기력을 이용하여 축관시킨 튜브 사진. Figure 7 is a tube picture of the tube tube by using an electromagnetic force according to an embodiment.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1, 300 : 튜브 10 : 상부 금형1, 300: tube 10: upper mold
20 : 하부 금형 100 : 축관 수단20: lower mold 100: shaft pipe means
110 : 성형 코일 120 : 전원부110: forming coil 120: power supply
200 : 하이드로 포밍 수단 210 : 상부 금형, 200: hydroforming means 210: upper mold,
220 : 하부 금형 230, 240 : 단면부220:
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