KR20140148494A - 폐단면 구조체의 성형 방법 및 폐단면 구조체의 성형 장치 - Google Patents

폐단면 구조체의 성형 방법 및 폐단면 구조체의 성형 장치 Download PDF

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Abstract

폐단면 구조를 평판재로부터 간단 또한 양호한 치수 정밀도로 성형 가능하게 하는 것을 과제로 하고 있다. 프레스 성형의 제 1 공정에서, 가공재 (1) 에 대하여 길이 방향 및 폭 방향으로 최종의 폐단면 형상에서 요구되는 곡률 형상으로 성형한다. 다음의 제 2 공정에서, 제 1 공정에서 성형한 가공재 (1) 에 대하여, 바닥부 (2), (3) 를 판두께 방향으로부터 펀치 (15) 와 패드 (16) 로 끼움으로써, 좌우의 측벽부 (4), (5), (6) 가 가까워지는 방향으로 굽힘 성형한다. 다음으로 제 3 공정에서, 제 2 공정에서 성형된 가공재 (1) 의 바닥부 (2), (3) 를 패드 (16) 상에 배치한 상태에서, 한 쌍의 플랜지부 (7), (8) 끼리를 맞대고, 패드 (16) 의 상기 바닥부를 지지하고 있는 지지면과 한 쌍의 가압 캠 (26) 의 좌우의 측벽부를 압입한 압입면으로 최종의 폐단면 형상과 동일 공간 형상의 다이캐비티를 구획 형성한다. 그리고, 한 쌍의 플랜지부 (7), (8) 의 상방에 배치된 제 2 펀치 (21) 의 압하부 (31) 에서 한 쌍의 플랜지부 (7), (8) 를 캐비티측으로 압하한다.

Description

폐단면 구조체의 성형 방법 및 폐단면 구조체의 성형 장치{METHOD OF FORMING STRUCTURE HAVING CLOSED CROSS SECTION, AND DEVICE FOR FORMING STRUCTURE HAVING CLOSED CROSS SECTION}
본 발명은, 평판상의 가공재를 폐단면 구조체로 성형하기 위한 폐단면 구조체의 성형 방법 및 폐단면 구조체의 성형 장치 (forming method and apparatus of structure having closed cross section) 에 관한 것이다.
종래, 폐단면 구조를 갖는 부품을 제조하는 방법으로서, 예를 들어 특허문헌 1 의 기술이 알려져 있다.
특허문헌 1 에 기재된 기술은, 금속 평판 (metal plate) 을 프레스 성형 (press forming) 함으로써, 단면 평탄한 연결부 (connecting part) 의 양단으로부터 한 쌍의 폐단면 구조체 절반부를 세워 이루어지는 반성품 (半成品) 을 제조하는 공정과, 양 폐단면 구조체 절반부의 사이에 삽입한 편평 펀치 (flat punch) 에 의해 연결부를 내측으로부터 가압하여 단면 V 자상의 굴곡부 (bent part) 로 성형하면서 양 폐단면 구조체 절반부를 더욱 세우는 공정과, 양 폐단면 구조체 절반부 사이로부터 편평 펀치를 끌어 올린 후, 양 폐단면 구조체 절반부의 외단을 서로 맞대어 용접하는 공정을 순차 실행하고 있다.
일본 공개특허공보 2006-116552호
특허문헌 1 은, 원통, 각기둥, 5 각 단면, 다각형 단면에 대한 폐단면 구조체의 성형 방법을 개시하고 있다. 이 종래 기술에서는, 양 폐단면 구조체 절반부의 사이에, 선단에 융기부가 있는 편평 펀치를 삽입하고, 그 편평 펀치에 의해 연결부를 내측으로부터 가압하여 단면 V 자상의 굴곡부로 성형하면서, 양 폐단면 구조체 절반부를 더욱 세워 폐단면화하는 기술이다.
즉, 양 폐단면 구조체 절반부를 세울 때, 단면 V 자상의 굴곡부를 형성하는 것이 필수가 된다. 이 V 자상의 굴곡부는 비교적 소경 (小徑) R (곡률 반경) 에서의 굽힘 가공이 되기 때문에, 고장력 강판 등의 신장이 낮은 재료에서는 균열이 발생하는 원인이 된다. 또한, 육안으로는 확인할 수 없는 크랙이 발생하기 쉬워, 파단되기 쉽다.
이 때문에, 특허문헌 1 의 기술은, 자동차 구조 부품, 예를 들어 프론트 사이드 멤버 등에 적용한 경우에, 성형성 면에서 과제가 있다. 또한 가령 V 자상 굴곡부의 선단을 둥글게 했다고 하면, 양 폐단면 구조체 절반부의 세움량이 작아져, 다음 공정인 용접이 곤란해진다.
또, 특허문헌 1 의 기술로 3 차원 방향에 굴곡을 갖는 폐단면 구조체를 성형하는 경우에는, 한 쌍의 폐단면 구조체 절반부의 3 차원의 굴곡 형상과 함께, 그들 한 쌍의 폐단면 구조체 절반부의 폭 방향 양단부에 형성하는 플랜지를 고정밀도로 성형해야 하여 생산 비용 면에서 문제가 있다.
그래서, 본 발명은, 상기 종래예의 미해결 과제에 착안하여 이루어진 것이고, 예를 들어 자동차 구조 부품으로서 적용되는 3 차원의 굴곡 형상을 갖는 폐단면 구조체를, 고정밀도로 성형할 수 있고, 생산 비용을 저감시켜 제조할 수 있는 폐단면 구조체의 성형 방법 및 폐단면 구조체 성형용 성형 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 하기의 폐단면 구조체의 성형 방법 및 폐단면 구조체 성형용 성형 장치를 제공한다.
[1] 평판상의 가공재를, 폭 방향 중앙부측에 형성되는 바닥부와, 이 바닥부의 폭 방향 양측에 위치하는 좌우의 측벽부와, 이들 좌우의 측벽부의 폭 방향 단부에 형성되는 한 쌍의 플랜지부를 구비한 폐단면 구조체로 성형하는 방법으로서,
길이 방향 및 폭 방향으로 최종의 폐단면 형상에서 요구되는 곡률 형상으로 상기 가공재를 프레스 성형하는 제 1 공정과,
상기 제 1 공정에서 성형한 상기 가공재에 대하여, 상기 바닥부를 판두께 방향으로부터 제 1 펀치와 패드로 끼움으로써, 상기 좌우의 측벽부가 대향하도록 굽힘 성형하는 제 2 공정과,
상기 제 2 공정에서 성형된 상기 가공재의 상기 바닥부를 상기 패드 상에 배치한 상태에서, 한 쌍의 가압 캠의 압입 동작에 의해 상기 좌우의 측벽부를 서로 근접하는 방향으로 이동시켜 상기 한 쌍의 플랜지부끼리를 맞대고, 상기 패드의 상기 바닥부를 지지하고 있는 지지면과 상기 한 쌍의 가압 캠의 상기 좌우의 측벽부를 압입한 압입면으로 최종의 폐단면 형상과 동일 공간 형상의 다이캐비티를 구획 형성함과 함께, 상기 한 쌍의 플랜지부의 상방에 배치된 제 2 펀치의 압하부에서 상기 한 쌍의 플랜지부를 상기 캐비티측으로 압하함으로써, 상기 바닥부 및 상기 좌우의 측벽부를 상기 다이캐비티의 상기 지지면 및 상기 압입면을 향하여 가압하는 제 3 공정을 갖는 폐단면 구조체의 성형 방법.
[2] 상기 최종의 폐단면 형상은, 상기 바닥부 및 상기 좌우의 측벽부가 굴곡을 갖는 형상인 [1] 에 기재된 폐단면 구조체의 성형 방법.
[3] 평판상의 가공재를, 폭 방향 중앙부측에 형성되는 바닥부와, 이 바닥부의 폭 방향 양측에 위치하는 좌우의 측벽부와, 이들 좌우의 측벽부의 폭 방향 단부에 형성되는 한 쌍의 플랜지부를 구비한 폐단면 구조체로 성형하는 장치로서,
길이 방향 및 폭 방향으로 최종의 폐단면 형상에서 요구되는 곡률 형상으로 상기 가공재를 프레스 성형하는 상형 및 하형을 구비한 프레스용 금형과,
상기 프레스용 금형으로 성형한 상기 가공재에 대하여, 상기 바닥부를 판두께 방향으로부터 제 1 펀치와 패드로 끼움으로써, 상기 좌우의 측벽부가 대향하도록 굽힘 성형하는 굽힘 가공용 금형과,
상기 좌우의 측벽부를 서로 근접하는 방향으로 이동시키는 한 쌍의 가압 캠 및 상기 한 쌍의 플랜지부의 상방에 배치되고, 서로 맞대어진 한 쌍의 플랜지부를 압하하는 압하부를 형성한 제 2 펀치를 구비하고, 상기 패드의 상기 바닥부를 지지하고 있는 지지면과 상기 한 쌍의 가압 캠의 상기 좌우의 측벽부를 압입한 압입면으로 최종의 폐단면 형상과 동일 공간 형상의 다이캐비티를 구획 형성하고, 상기 제 2 펀치의 압하부에서 서로 맞대어진 상기 한 쌍의 플랜지부를 상기 캐비티측으로 압하하고, 상기 바닥부 및 상기 좌우의 측벽부를 상기 지지면 및 상기 압입면을 향하여 가압하는 최종 폐단면 굽힘 가공용 금형을 갖는 폐단면 구조체의 성형 장치.
본 발명에 관련된 [1] 에 기재된 폐단면 구조체의 성형 방법에 의하면, 가공재의 바닥부를 패드 상에 배치한 상태에서, 한 쌍의 가압 캠의 압입 동작에 의해 좌우의 측벽부를 서로 근접하는 방향으로 이동시켜 한 쌍의 플랜지부끼리를 맞대고, 패드의 상기 바닥부를 지지하고 있는 지지면과 상기 한 쌍의 가압 캠의 좌우의 측벽부를 압입한 압입면으로 최종의 폐단면 형상과 동일 공간 형상의 다이캐비티를 구획 형성함과 함께, 한 쌍의 플랜지부의 상방에 배치된 제 2 펀치의 압하부에서 한 쌍의 플랜지부를 캐비티측으로 압하함으로써, 바닥부 및 좌우의 측벽부를 다이캐비티의 지지면 및 압입면을 향하여 가압하는 제 3 공정을 구비하고 있기 때문에, 고정밀도의 폐단면 구조체를 용이하게 성형하는 것이 가능해지고, 생산 비용을 저감시켜 폐단면 구조체를 성형할 수 있다.
또, [2] 에 기재된 폐단면 구조체의 성형 방법에 의하면, 소정의 3 차원의 굴곡 형상의 폐단면 구조체를 고정밀도로 성형할 수 있다.
또한, [3] 에 기재된 폐단면 구조체의 성형 장치에 의하면, 소정 형상의 폐단면 구조체를 용이하게 성형할 수 있고, 생산 비용을 대폭 저감시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명에 관련된 성형 방법으로 성형하는 폐단면 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2 는 본 발명에 관련된 제 1 공정의 순서 및 장치 구성을 나타내는 모식도이다.
도 3 은 본 발명에 관련된 제 2 공정의 순서 및 장치 구성을 나타내는 모식도이다.
도 4 는 본 발명에 관련된 제 3 공정의 순서 및 장치 구성을 나타내는 모식도이다.
도 5 는 도 4 의 B-B 선 화살표 방향에서 본 것을 나타낸 개략도이고, 본 발명에 관련된 제 3 공정에서 실시하는 헤밍 접합 동작을 나타내는 도면이다.
도 6 은 도 4 의 A-A 선 화살표 방향에서 본 것을 나타낸 개략도이고, 본 발명에 관련된 제 3 공정에서 실시하는 플랜지부의 압하 동작을 나타내는 도면이다.
도 7 은 본 발명에 관련된 제 3 공정에서 실시하는 헤밍 접합 동작의 상세를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태 (이하, 실시형태라고 한다.) 를, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 1 은, 본 발명에 관련된 변칙 5 각 형상의 폐단면 형상을 갖는 폐단면 구조체를 성형하는 도중의 가공재 (1) 의 형상을 나타내는 것이다. 상기 가공재 (1) 는, 변칙 5 각 형상의 2 변을 구성하는 바닥부 (2, 3) 와, 변칙 5 각 형상의 2 변을 구성하는 좌측벽부 (4, 5) 와, 변칙 5 각 형상의 나머지 1 변을 구성하는 우측벽부 (6) 와, 우측벽부 (6) 및 좌측벽부 (5) 에 연속하여 형성되고, 서로 맞대어지는 한 쌍의 플랜지부 (7, 8) 를 갖고, 길이 방향으로 연장되어 있다.
그리고, 일방의 플랜지부 (7) 의 선단에는, 길이 방향으로 소정 간격을 두고 복수의 헤밍 돌기 (hemming prong) (9) 가 형성되어 있다.
그리고, 바닥부 (2, 3), 좌측벽부 (4, 5), 우측벽부 (6) 및 플랜지부 (7, 8) 는, 길이 방향을 Y 축 방향, 폭 방향을 X 축 방향 및 Y 축과 X 축을 포함하는 면에 직교한 방향을 Z 축 방향으로 한 3 차원 좌표축 상에 있어서, Y 축 방향, X 축 방향 및 Z 축 방향에 곡률을 갖는 형상으로 (3 차원의 굴곡 형상을 가지고) 성형되어 있다.
(장치 구성)
폐단면 구조체를 성형하는 성형 장치는, 가공재 프레스용 금형, 굽힘 가공용 금형, 및 헤밍 프레스 장치 (최종 폐단면 굽힘 가공용 금형) 로 구성되어 있다.
도 2(b) 는, 가공재 프레스용 금형을 나타내는 도면이고, 상형 (10) 및 하형 (11) 으로 구성되어 있다.
상형 (10) 의 하방을 향하는 프레스 성형면 및 하형 (11) 의 상면을 향하는 프레스 성형면은, 서로 모방한 형상으로 형성되어 있고, 상형 (10) 및 하형 (11) 의 프레스 성형면 사이에, 도 2(a) 로 나타내는 평판상의 가공재 (1) 를 배치하여 하형 (11) 을 향하여 상형 (10) 을 끼워 넣음으로써, 프레스 성형이 실시된다.
가공재 프레스용 금형으로 프레스 성형된 가공재 (1) 는, 도 2(c) 에 나타내는 바와 같이, 폭 방향 대략 중앙부에 바닥부 (2, 3) 가 성형되고, 바닥부 (2) 측의 폭 방향에 좌측벽부 (4, 5) 가 성형되고, 바닥부 (3) 측의 폭 방향에 우측벽부 (6) 가 성형되고, 좌측벽부 (5) 측의 폭 방향 단부에 플랜지부 (8) 가 성형되고, 우측벽부 (6) 측의 폭 방향 단부에 플랜지부 (7) (헤밍 돌기 (9) 형성) 가 성형되고, 각 부 (2 ∼ 8) 의 경계부에 굽힘선 (B1 ∼ B6) 을 길이 방향을 따라 형성함으로써, 선길이 조정이 실시되고 있다.
또, 도 3 은, 굽힘 가공용 금형을 나타내는 도면이고, 제 1 펀치 (15) 및 패드 (16) 로 구성되어 있다.
제 1 펀치 (15) 의 압입 부분의 단면 형상, 요컨대 하단부의 단면 형상은, 폐단면 구조체의 바닥부 (2, 3) 와 동일 형상으로 되어 있다.
패드 (16) 는, 제 1 펀치 (15) 와 상하에서 대향하고, 그 상면은, 제 1 펀치 (15) 의 하단부의 단면 형상과 동일 형상으로 되어 있고, 가공재 프레스용 금형으로 프레스 성형된 가공재 (1) 의 바닥부 (2, 3) 를 판두께 방향으로부터 제 1 펀치 (15) 및 패드 (16) 로 끼운다.
또한, 도 4 내지 도 6 은, 헤밍 프레스 장치 (hemming press apparatus) 를 나타내는 도면이고, 상기 서술한 굽힘 가공용 금형의 패드 (16) 와, 패드 (16) 의 상방에 배치된 제 2 펀치 (21) 와, 패드 (16) 의 폭 방향으로 이간되어 배치된 한 쌍의 가압 캠 (pressure cam) (23, 24) 을 구비하고 있다.
제 2 펀치 (21) 는, 가공재 (1) 의 길이 방향과 대략 동일 길이의 장척 부재이고, 도 5(a) 에 나타내는 바와 같이, 유압 액추에이터 (hydraulic actuator) (25) 의 동작에 의해 상하 방향으로 이동한다.
또한, 도 5(a) 에 나타내는 바와 같이, 한 쌍의 가압 캠 (23, 24) 도, 가공재 (1) 의 길이 방향과 대략 동일 길이의 장척 부재이고, 유압 액추에이터 (25) 의 동작에 연동하는 캠 구동 기구 (26) 가 연결되어 있다. 그리고, 캠 구동 기구 (26) 는, 한 쌍의 가압 캠 (23, 24) 을 압입 위치까지 이동시키거나, 또는 이간되는 대기 위치까지 이동시킨다.
일방의 가압 캠 (23) 의 압입면은, 폐단면 구조체의 좌측벽부 (4, 5) 와 동일 형상의 3 차원의 굴곡 형상을 가지고 형성되어 있다.
또, 타방의 가압 캠 (24) 의 압입면도, 폐단면 구조체의 우측벽부 (6) 와 동일 형상의 3 차원의 굴곡 형상을 가지고 형성되어 있다.
여기서, 제 2 펀치 (21) 에는, 헤밍 접합부 (30) 와 압하부 (31) 가 형성되어 있다.
헤밍 접합부 (30) 는, 도 5(a) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 펀치 (21) 의 하단면의 폭 방향 중앙에 형성한 슬릿홈 (27) 과, 이 슬릿홈 (27) 의 개구 주연에 형성된 삽입 가이드면 (28) 으로 구성되어 있다.
또한, 압하부 (31) 는, 도 6(a) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 펀치 (21) 의 하단면으로부터 하방으로 돌출되는 볼록부 (32) 와, 볼록부 (32) 의 가장자리부로부터 서로 평행하게 하방으로 돌출되는 한 쌍의 플랜지 협지부 (33, 34) 로 구성되어 있다.
(폐단면 구조체의 성형 방법)
다음으로, 상기 구성의 가공재 프레스용 금형, 굽힘 가공용 금형 및 헤밍 프레스 장치를 사용한 폐단면 구조체의 성형 방법에 대해서 설명한다.
(제 1 공정)
도 2(a) 로 나타내는 평판상의 가공재 (1) 를, 도 2(b) 에 나타내는 바와 같이, 가공재 프레스용 금형의 상형 (10) 및 하형 (11) 의 프레스 성형면의 사이에 배치하고, 하형 (11) 을 향하여 상형 (10) 을 끼워 넣음으로써 프레스 성형을 실시한다.
이 프레스 성형에 의해, 도 2(c) 에 나타내는 바와 같이, 가공재 (1) 의 폭 방향 대략 중앙부에 바닥부 (2, 3) 가 성형되고, 바닥부 (2) 측의 폭 방향에 좌측벽부 (4, 5) 가 성형되고, 바닥부 (3) 측의 폭 방향에 우측벽부 (6) 가 성형되고, 좌측벽부 (5) 측의 폭 방향 단부에 플랜지부 (8) 가 성형되고, 우측벽부 (6) 측의 폭 방향 단부에 플랜지부 (7) (헤밍 돌기 (9) 형성) 가 성형되고, 각 부 (2 ∼ 8) 의 경계부에 굽힘선 (B1 ∼ B6) 이 길이 방향을 따라 형성된다. 또한, 굽힘선 (B1 ∼ B6) 에는, 최종의 폐단면 형상에서 굽힘선이 되는 위치에 굽힘 유도선 (G) 이 길이 방향을 따라 형성된다.
(제 2 공정)
다음으로, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 상기 서술한 프레스 성형 후의 가공재 (1) 의 바닥부 (2, 3) 를 제 1 펀치 (15) 및 패드 (16) 로 끼워 협지함으로써, 좌측벽부 (4, 5) 와 우측벽부 (6) 가 가까워지는 방향으로 굽힘선 (B4) 을 경계로 하여 굽힘 성형한다.
(제 3 공정)
다음으로, 도 5(b) 및 도 6(b) 에 나타내는 바와 같이, 유압 액추에이터 (25) 의 동작에 의해 제 2 펀치 (21) 를 하방으로 이동시키고, 유압 액추에이터 (25) 의 동작에 연동하여 캠 구동 기구 (26) 가 대기 위치에 있는 한 쌍의 가압 캠 (23, 24) 을 압입면을 향하여 이동시킨다. 이것에 의해, 한 쌍의 가압 캠 (23, 24) 의 압입면에 가압된 가공재 (1) 의 좌측벽부 (5) 및 우측벽부 (6) 가 서로 근접해 간다.
도 5(c), 도 6(c) 에 나타내는 바와 같이, 캠 구동 기구 (26) 에 의해 한 쌍의 가압 캠 (23, 24) 이 압입 위치까지 이동하면, 한 쌍의 플랜지부 (7, 8) 가 닫힌 상태가 된다.
그리고, 도 6(c) 에 나타내는 바와 같이, 유압 액추에이터 (25) 의 동작에 의해 제 2 펀치 (21) 가 하강하여 압하부 (31) 가 한 쌍의 가압 캠 (23, 24) 의 사이에 들어가고, 압하부 (31) 의 볼록부 (32) 에 맞닿은 한 쌍의 플랜지부 (7, 8) 가 하방으로 압하된다.
이것에 의해, 바닥부 (2, 3), 좌측벽부 (4, 5) 및 우측벽부 (6) 가 굽힘선 (B2 ∼ B5) 을 경계로 하여 소정의 3 차원의 굴곡 형상을 가지고 굽힘 성형된다.
동시에, 도 5(c) 에서는, 제 2 펀치 (21) 가 하강하여 헤밍 접합부 (30) 에 의해, 일방의 플랜지부 (flange portion) (7) 가 복수의 헤밍 돌기 (9) 를 개재하여 타방의 플랜지부 (8) 에 접합된다.
즉, 도 7(a) 에 나타내는 바와 같이, 일방의 플랜지부 (7) 의 선단에 형성되어 있는 복수의 헤밍 돌기 (9) 는, 헤밍 접합부 (30) 의 삽입 가이드면 (28) 에 걸어 맞추면 그 선단부가 슬릿홈 (27) 측으로 변형되어 간다. 그리고, 도 7(b) 에 나타내는 바와 같이, 제 2 펀치 (21) 의 하강과 함께 슬릿홈 (27) 의 내면을 통해 전달되는 하방에 대한 가압력에 의해, 헤밍 돌기 (9) 가, 플랜지부 (7) 와의 경계부 부근을 지점으로 하여 하방으로 절곡되고, 타방의 플랜지부 (8) 의 선단부를 끼운다. 이것에 의해, 일방의 플랜지부 (7) 가 복수의 헤밍 돌기 (9) 를 개재하여 타방의 플랜지부 (8) 에 접합 (헤밍 접합) 된다. 또, 도 5(c) 의 헤밍 접합 공정은, 도 6(c) 의 굽힘 성형 공정과 동시에 실시하는 경우 외에, 도 6(c) 의 굽힘 성형이 완료 (압입이 완료) 되고 나서 실시되도록, 블랭크 형상, 금형 형상을 조정해도 된다. 또, 헤밍 접합부는, 적당히 용접 등에 의한 접합을 실시해도 된다.
(본 실시형태의 작용 효과)
이상과 같이, 평판상의 가공재 (1) 의 적어도 바닥부 (2, 3), 좌우의 측벽부 (4, 5, 6) 의 길이 방향을 따른 경계부 위치에 각각 굽힘선 (B2 ∼ B5) 을 형성하는 선길이 조정을 실시하는 제 1 공정을 실시하고,
이어서, 좌측벽부 (4, 5) 및 우측벽부 (6) 가 가까워지는 방향에 굽힘선 (B4) 을 굽힘 성형하는 제 2 공정을 실시하고,
가공재 (1) 의 바닥부 (2, 3) 를 패드 (16) 상에 배치한 상태에서, 한 쌍의 가압 캠 (23, 24) 의 압입 동작에 의해 좌측벽부 (4, 5) 및 우측벽부 (6) 를 서로 근접하는 방향으로 이동시켜 한 쌍의 플랜지부 (7, 8) 끼리를 맞대고, 패드 (16) 의 바닥부 (2, 3) 를 지지하고 있는 지지면과 한 쌍의 가압 캠 (23, 24) 의 좌우의 측벽부 (4, 5, 6) 를 압입한 압입면으로 최종의 폐단면 형상과 동일 공간 형상의 다이캐비티를 구획 형성함과 함께, 제 2 펀치 (21) 의 압하부 (31) 가 한 쌍의 플랜지부 (7, 8) 를 캐비티측으로 압하함으로써, 바닥부 (2, 3) 및 좌측벽부 (4, 5) 및 우측벽부 (6) 를 다이캐비티의 지지면 (패드 (16)) 및 압입면 (한 쌍의 가압 캠 (23, 24)) 을 향하여 가압하는 제 3 공정을 실시함으로써, 폐단면 구조체를 구성하는 바닥부 (2, 3) 및 좌우의 측벽부 (4, 5, 6) 를, 간단 또한 고정밀도로 성형할 수 있다.
이와 같이, 본 실시형태의 성형 방법을 채용하면, 종래, 자동차, 가전, 기타 분야에 있어서, 경량화를 목적으로 하여 플랜지를 최소화한 일체 성형품을 용이하게 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 부품의 측면에 곡면을 갖는 부품이어도 양호한 치수 정밀도로 성형하는 것이 가능해진다.
여기서, 본 실시형태의 평판상의 가공재 (1) 를 폐단면 구조체로 성형하는 방법은, 폐단면의 형상은 상기 서술한 것에 한정되지 않고, 다른 여러 가지 형상으로 성형하는 경우에도 적용 가능하다.
(실시예)
980 ㎫ 급 냉연 강판 (cold rolled steel sheet) (판두께 : 1.6 ㎜, 인장 강도 : 1005 ㎫, 항복 강도 : 680 ㎫, 전체 신장 : 17 ％ (JIS 5 호 시험편으로 JIS Z 2241 에 준거하여 강판 압연 방향에 대하여 수직 방향으로 측정)) 을 사용하여, 본 발명의 제 1 ∼ 제 3 공정에 의해, 폐단면 구조체의 성형을 실시하였다 (본 발명예). 또한, 제 2 펀치의 구조만을 변화시킨 금형으로서, 압하부를 형성하고 있지 않은 금형을 사용하여, 제 1 ∼ 제 3 공정의 성형을 실시하였다 (비교예). 그 결과, 본 발명예에서는, 제 1 ∼ 제 3 공정 모두 양호한 정밀도로 성형할 수 있고, 제 3 공정 후의 부품의 치수 오차 (금형 치수로부터의 어긋남) 는 ± 0.4 ㎜ 이고, 또한, 비교예에서는, 제 1 공정, 제 2 공정은 성형할 수 있었지만, 제 3 공정에서는, 압입 부족 때문에, 굽힘 R 부의 형상을 확보할 수 없어, 성형할 수 없었다.
1 : 가공재
2, 3 : 바닥부
4, 5 : 좌측벽부
6 : 우측벽부
7, 8 : 플랜지부
9 : 헤밍 돌기
10 : 상형
11 : 하형
15 : 제 1 펀치
16 : 패드
21 : 제 2 펀치
23, 24 : 가압 캠
25 : 유압 액추에이터
26 : 캠 구동 기구
27 : 슬릿홈
28 : 삽입 가이드면
30 : 헤밍 접합부
31 : 압하부
32 : 볼록부
33, 34 : 플랜지 협지부
B1 ∼ B6 : 굽힘선

Claims (3)

  1. 평판상의 가공재를, 폭 방향 중앙부측에 형성되는 바닥부와, 이 바닥부의 폭 방향 양측에 위치하는 좌우의 측벽부와, 이들 좌우의 측벽부의 폭 방향 단부에 형성되는 한 쌍의 플랜지부를 구비한 폐단면 구조체로 성형하는 방법으로서,
    길이 방향 및 폭 방향으로 최종의 폐단면 형상에서 요구되는 곡률 형상으로 상기 가공재를 프레스 성형하는 제 1 공정과,
    상기 제 1 공정에서 성형한 상기 가공재에 대하여, 상기 바닥부를 판두께 방향으로부터 제 1 펀치와 패드로 끼움으로써, 상기 좌우의 측벽부가 대향하도록 굽힘 성형하는 제 2 공정과,
    상기 제 2 공정에서 성형된 상기 가공재의 상기 바닥부를 상기 패드 상에 배치한 상태에서, 한 쌍의 가압 캠의 압입 동작에 의해 상기 좌우의 측벽부를 서로 근접하는 방향으로 이동시켜 상기 한 쌍의 플랜지부끼리를 맞대고, 상기 패드의 상기 바닥부를 지지하고 있는 지지면과 상기 한 쌍의 가압 캠의 상기 좌우의 측벽부를 압입한 압입면으로 최종의 폐단면 형상과 동일 공간 형상의 다이캐비티를 구획 형성함과 함께, 상기 한 쌍의 플랜지부의 상방에 배치된 제 2 펀치의 압하부에서 상기 한 쌍의 플랜지부를 상기 캐비티측으로 압하함으로써, 상기 바닥부 및 상기 좌우의 측벽부를 상기 다이캐비티의 상기 지지면 및 상기 압입면을 향하여 가압하는 제 3 공정을 갖는 폐단면 구조체의 성형 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 최종의 폐단면 형상은, 상기 바닥부 및 상기 좌우의 측벽부가 굴곡을 갖는 형상인 폐단면 구조체의 성형 방법.
  3. 평판상의 가공재를, 폭 방향 중앙부측에 형성되는 바닥부와, 이 바닥부의 폭 방향 양측에 위치하는 좌우의 측벽부와, 이들 좌우의 측벽부의 폭 방향 단부에 형성되는 한 쌍의 플랜지부를 구비한 폐단면 구조체로 성형하는 장치로서,
    길이 방향 및 폭 방향으로 최종의 폐단면 형상에서 요구되는 곡률 형상으로 상기 가공재를 프레스 성형하는 상형 및 하형을 구비한 프레스용 금형과,
    상기 프레스용 금형으로 성형한 상기 가공재에 대하여, 상기 바닥부를 판두께 방향으로부터 제 1 펀치와 패드로 끼움으로써, 상기 좌우의 측벽부가 대향하도록 굽힘 성형하는 굽힘 가공용 금형과,
    상기 좌우의 측벽부를 서로 근접하는 방향으로 이동시키는 한 쌍의 가압 캠과, 상기 한 쌍의 플랜지부의 상방에 배치되고, 서로 맞대어진 한 쌍의 플랜지부를 압하하는 압하부를 형성한 제 2 펀치를 구비하고, 상기 패드의 상기 바닥부를 지지하고 있는 지지면과 상기 한 쌍의 가압 캠의 상기 좌우의 측벽부를 압입한 압입면으로 최종의 폐단면 형상과 동일 공간 형상의 다이캐비티를 구획 형성하고, 상기 제 2 펀치의 압하부에서 서로 맞대어진 상기 한 쌍의 플랜지부를 상기 캐비티측으로 압하하고, 상기 바닥부 및 상기 좌우의 측벽부를 상기 지지면 및 상기 압입면을 향하여 가압하는 최종 폐단면 굽힘 가공용 금형을 갖는 폐단면 구조체의 성형 장치.
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