KR20170011494A - 차량의 크로스멤버 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고장력 장판재를 블랭킹하여 상부판 및 하부판을 형성하고, 블랭킹되어 형성된 상부판과 하부판의 내측면에 절곡 될 라인을 따라 펀칭가공을 하여 절곡홈을 형성하고, 그 절곡홈을 따라 절곡하여 상부 바디와 하부 바디를 형성하고, 상부 금형과 하부 금형이 맞물려 압력을 가하고 있는 상태에서, 측면 금형과 하부 금형에 구비된 코어의 기울기를 따라 내측으로 살짝 밀어넣는 형태로 상부 바디와 하부 바디의 측면을 가압하여, 압력을 제거할 때 스프링백에 의하여 복귀되는 형상이 직각을 이룰 수 있도록하고, 상기와 같이 형성된 형성된 크로스멤버의 상부 바디를 하부 바디의 내부로 일부 수용하고, 그 접촉면이 빈틈없이 밀착된 상태로 연결부를 용접하여 중량은 감소시키면서도 강성을 크게 높일 수 있도록 하는 것이 특징인 차량의 크로스멤버 및 그 제조방법.

Description

차량의 크로스멤버 및 그 제조방법{Cross member and the process of manufacture of cars}

본 발명은 크로스멤버의 절곡 공정 시 크로스멤버의 스프링백 현상을 억제하여 외부 충격에 의한 크로스멤버의 뒤틀림 및 구부러짐 현상을 억제할 수 있도록 하는 차량의 크로스멤버 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 인장 강도가 높은 고장력 강판에 절곡라인을 펀칭하여 절곡이 원활하게 될 수 있도록 하고, 상부에서 압력을 가하고 양측면을 가압하여 스프링백 현상을 억제함으로써 용접면이 빈틈없이 밀착되어 크로스멤버의 강성을 높이도록 하는 차량의 크로스멤버 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 크로스멤버를 제작하기 위하여 강판이 사용되어 왔다. 그러나, 최근 들어 차체의 중량 감소를 통한 연비 개선과 동시에, 차량의 강성과 강도를 높여 안정성을 높일 수 있도록 고장력 강판의 사용이 급속도로 확산되고 있다.

그러나, 고장력 강판은 강도가 높아 프레스 가공을 통한 크로스멤버의 절곡 시 스프링 백 현상이 일반 강에 비하여 크게 발생하는데 종래의 크로스멤버는 제작 시 스프링백 현상을 크게 염두하지 않고 용접으로 메꾸어 나가는 형태가 주를 이루고 있어, 강성의 저하로 인한 외부충격에 의한 뒤틀림이 발생하여 안정성과 제품의 신뢰성을 떨어뜨리는 등의 문제점 등이 있었다.

대한민국 공개특허 제10-2013-0012871호(상용차용 크로스멤버 제조방법)

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 크로스멤버의 제작을 위하여 블랭킹되어 형성된 임의형상의 고장력 강판에 절곡라인을 형성하는 공정을 추가하여 절곡이 원활하게 이루어질 수 있도록 하여 스프링백 현상을 억제할 수 있도록 하고, 절곡 시 상부에서 압력이 가해지는 상태에서 그 측면을 추가로 가압하여, 절곡 후 압력을 제거할 때 발생하는 스프링백 현상을 억제하여 강성을 높이고 외부 충격에 의한 뒤틀림 현상을 최소화 할 수 있도록 하는 차량의 크로스멤버 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 차량의 크로스멤버 및 그 제조방법은 본 발명의 고장력 장판재를 블랭킹하여 상부판 및 하부판을 형성하고, 블랭킹되어 형성된 상부판과 하부판의 내측면에 절곡라인을 따라 펀칭가공하고 상부 금형과 하부 금형이 맞물려 1차 압력을 가하고 있는 상태에서, 측면 금형과 하부 금형에 구비된 코어의 기울기를 따라 내측으로 살짝 밀어넣는 형태로 상부 바디와 하부 바디의 측면을 가압하여, 압력을 제거할 때 스프링백에 의하여 복귀되는 형상이 직각을 이룰 수 있도록하고, 상기와 같이 형성된 형성된 크로스멤버의 상부 바디를 하부 바디의 내부로 일부 수용하고, 그 접촉면이 빈틈없이 밀착된 상태로 연결부를 용접하여 중량은 감소시키면서도 강성을 크게 높일 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 프레스 절곡작업 전 고장력 강판에 절곡라인에 펀칭공정을 하여 스프링백 현상을 억제할 수 있도록 하고, 절곡 시 상부에서 1차 압력이 가해진 상태에서 양측면을 추가로 가압하여 스프링백 현상이 억제된 크로스멤버를 제작함으로써, 상·하부 접촉면이 빈틈없이 밀착되어 용접되므로 강성이 크고 외부 충격에 의하여 뒤틀림 및 구부러짐 현상이 발생하는 것을 크게 억제하여 안정성과 제품의 신뢰성을 확보하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 차량의 크로스멤버 및 그 제조방법에 따라 형성된 크로스멤버의 단면을 도시한 일부파절사시도
도 2는 본 발명의 차량의 크로스멤버 및 그 제조방법에 따른 크로스멤버의 형성과정을 도시한 개략도
도 3은 본 발명의 크로스멤버 제조방법의 플로우차트

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 크로스멤버 및 그 제조방법을 첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.

제 1공정

고장력 강판재를 블랭킹하여 크로스멤버(1)의 상부 바디(2) 및 하부 바디(3)가 전개된 상태인 상부판(4)과 하부판(5)을 형성한다. 이 때, 상기 상부판(4) 및 하부판(5)은 프레스 절곡 시 고장력 강판이 절곡홈(6)에 의해 연신율이 달라질 것을 감안한 크기로 블랭킹하는 것이 바람직하다.

이하, 상부판(4)과 하부판(5)의 펀칭가공 및 프레스 금형에 의한 성형을 동일하므로 상부판을 기준으로 공정을 설명한다.

제 2공정

상기와 같이 블랭킹되어 형성된 상부판(4)의 절곡이 원활하게 이루어질 수 있도록 하고 스프링백 현상을 억제하기 위하여 두 판의 내측면에 절곡 될 라인을 따라 펀칭가공을 하여 절곡홈(6)을 형성한다.

제 3공정

절곡홈(6)이 형성된 상부판(4)을 프레스 작업을 통하여 절곡홈(6)을 따라 절곡하여 크로스멤버(1)의 상부 바디(2)를 형성하는데, 구체적으로 상부판(4)을 프레스 금형에 넣고 상부 금형(7)을 하강시킨다.

제 4공정

상기와 같이 하여 상부 금형(7)과 하부 금형(8)이 맞물려 1차 압력을 가하여 일부 절곡한 상태에서, 측면 금형(9)이 상부판(4)과 하부판(5)의 측면을 가압하여 스프링백 현상이 발생하는 것을 억제할 수 있도록 한다.

이 때, 측면 금형(9)과 하부 금형(8)에 구비된 코어(10)는 기울기를 구비하고 내측으로 살짝 밀어넣는 형태로 가압하여 압력을 제거할 때, 스프링백에 의하여 복귀되어 이루어지는 형상이 직각을 이루도록 하여 상부 바디(2)와 하부 바디(3)를 성형한다.

제 5공정

상기 공정들을 통하여 형성된 크로스멤버(1)의 상부 바디(2)를 하부 바디(3)의 내부로 일부 수용하면, 수용된 상부 바디(2)의 외측면과, 상기 수용된 상부 바디(2)의 외측면과 접촉하는 하부 바디(3)의 내측면이 빈틈없이 밀착된다. 상기와 같이 밀착된 상부 바디(2)와 하부 바디(3)의 연결부를 용접하여 크로스멤버(1)를 제조한다.

상기와 같은 제조방법에 의해 제조된 크로스멤버(1)는 고장력 강판의 크로스백 현상을 억제하여 형성된 상부 바디(2)가 하부 바디(3)의 내부로 일부 수용되어 빈틈없이 밀착된 상태에서 용접을 통하여 제조되었으므로, 용접면에 틈이 형성되어 있지 않아 상·하로 가해지는 하중을 버티는 힘이 크게 증가하였고, 용접부가 잘 떨어지지 않기 때문에 외부에서 가해지는 충격에 의해 상기 크로스멤버(1)가 뒤틀리거나 구부러지는 것을 최소화 할 수 있으므로, 중량은 줄이면서도 강성을 크게 높일 수 있는 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 크로스멤버 2 : 상부 바디
3 : 하부 바디 4 : 상부판
5 : 하부판 6 : 절곡홈
7 : 상부 금형 8 : 하부 금형
9 : 측면 금형 10 : 코어
S100 : 제 1공정 S200 : 제 2공정
S300 : 제 3공정 S400 : 제 4공정
S500 : 제 5공정

Claims (2)

1. 고장력 장판재를 블랭킹하여 상부판 및 하부판을 형성하는 제 1공정;
   블랭킹되어 형성된 상부판과 하부판의 내측면에 절곡 될 라인을 따라 펀칭가공을 하여 절곡홈을 형성하는 제 2공정;
   상부판과 하부판에 형성된 절곡홈을 따라 프레스 금형에서 일부 절곡하는 3공정; 및, 그 상태에서, 하부 금형에 구비된 코어의 기울기를 따라 측면 금형으로 내측으로 살짝 밀어넣는 형태로 상부 바디와 하부 바디의 측면을 가압하여, 압력을 제거할 때 스프링백에 의하여 복귀되는 형상이 직각을 이룰 수 있도록하는 제 4공정;
   상기 공정에 의해서 성형된 크로스멤버의 상부 바디를 하부 바디의 내부로 일부 수용하고, 그 접촉면이 빈틈없이 밀착된 상태로 연결부를 용접하는 제 5공정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 크로스멤버 제조방법.
2. 제 1 항의 방법에 의해서 크로스멤버의 상부 바디를 하부 바디의 내부로 일부 수용하고, 그 접촉면이 빈틈없이 밀착된 상태로 연결부를 용접하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 크로스멤버.

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