KR20190071259A - 디스크 챔버에 적용되는 클램프 링의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 디스크 챔버에 적용되는 클램프 링의 제조 방법은, 공급된 원판에 대한 블랭킹 공정을 실시하여 클램프 링 판재를 형성하는 단계; 상기 블랭킹 공정 이후, 상기 클램프 링 판재에 대해 순차적으로 다단의 포밍을 실시하는 단계; 및 상기 다단의 포밍을 거친 후, 피어싱 및 벤딩을 거쳐 클램프 링을 완성하는 단계;를 포함하며, 상기 다단의 포밍은, 상기 클램프 링 판재의 길이 방향을 따라서 상기 클램프 링 판재의 양단 결합부를 제외한 상태에서 양측면 상에 1차적으로 V-벤딩을 실시하는 1차 포밍 단계 및 상기 양단 결합부의 양측면 상에 2차적으로 V-벤딩을 실시하는 2차 포밍 단계를 포함한다.

Description

디스크 챔버에 적용되는 클램프 링의 제조 방법{Method for manufacturing clamp ring applied to disk chamber}

본 발명은 공급된 원판에서 획득된 블랭킹 판재 중 중간부의 형상을 개선하는 동시에 다단에 걸친 포밍 공정을 통해 블랭킹 판재의 성형성을 개선하는 과정을 통해 디스크 챔버에 적용되는 클램프 링을 제조하는 기술에 관한 것이다.

클램프는 가공물을 부착하거나 중량물을 이동 운반할 때에 사용하거나 크레인에서 중량물을 취급하는 경우에 사용되며, 또한 지게차에서 특수한 형상의 것을 사용해 운반할 때에도 사용한다.

한편, 상기 클램프 링의 일반적인 제조 과정을 보면, 클램프 링은 디스크 챔버의 조립 시에 사용 가능하게, 길게 블랭킹된 판재를 포밍, 피어싱 후 4차에 걸친 벤딩을 통해 완성한다.

다음의 제조공법에서는, 길어진 블랭킹 소재의 인장력과 소성연신율 특성으로 인하여 벤딩을 시행 시에, 휘어짐과 같이 소재의 좌우 뒤틀림 형상이 발생하는 것과 동시에 공정별 벤딩 후, 특수한 스프링 백 현상이 발생한다.

또한, 블랭킹, 포밍, 피어싱 및 다단의 벤딩을 포함한 공정별 진행에 소요되는 제조시간이 길다. 이는 클램프 링의 독특한 외관특성을 가지고 취입 및 취출의 난해성으로 인한 원인이며, 상승된 제조 단가는 시장 경쟁력에서 불리한 맹점이다.

한국등록특허 제10-1719548호("밴드 클램프용 하우징 제조방법") 및 한국공개특허 제2001-0002663호("차량용 클러치의 펄크럼 링 및 그 펄크럼 링의 제조방법")은 공급된 판상의 소재를 블랭킹하여 가공물로 프레스 가공하고, 프레스 가공된 가공물을 포밍한 후에 용접 및 성형하는 내용을 개시하고 있다.

(특허문헌 1) KR10-1719548 B

(특허문헌 2) KR2001-0002663 A

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하고자 하는 것으로서, 공급된 판상의 소재 중 중앙 연결부를 특정한 형상으로 설계 후, 블랭킹하여 절단된 판재를 획득하고, 상기 절단 판재를 2차에 걸친 순차 포밍 후, 피어싱 및 벤딩을 거쳐 클램프 링을 제작하는 방법을 제공하는 것이 목적이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스크 챔버에 적용되는 클램프 링의 제조 방법은, 공급된 원판에 대한 블랭킹 공정을 실시하여 클램프 링 판재를 형성하는 단계; 상기 블랭킹 공정 이후, 상기 클램프 링 판재에 대해 순차적으로 다단의 포밍을 실시하는 단계; 및 상기 다단의 포밍을 거친 후, 피어싱 및 벤딩을 거쳐 클램프 링을 완성하는 단계;를 포함하며, 상기 다단의 포밍은, 상기 클램프 링 판재의 길이 방향을 따라서 상기 클램프 링 판재의 양단 결합부를 제외한 상태에서 양측면 상에 1차적으로 V-벤딩을 실시하여 길이부 벤딩을 형성하는 1차 포밍 단계 및 상기 양단 결합부의 양측면 상에 2차적으로 V-벤딩을 실시하는 2차 포밍 단계를 포함한다.

상기 2차 포밍 공정은 리스트라이킹/플렌지 공정이다.

블랭킹이 수행된 클램프 링 판재는 다른 부위의 폭에 비해 작게 형성되는 중앙 연결부를 기준으로 대칭적으로 형성되고, 상기 중앙 연결부의 외측면 상에 파단방지 및 판재 흔들림 제어 홈이 상호 대칭적으로 형성된다.

상기 2차 포밍 공정은 양단 결합부의 플렌지 형상을 만들면서, 상기 1차 포밍에서 이루어진 길이부 벤딩을 기준으로 연결부의 좌우 기준점 대칭 및 V-벤딩부의 양쪽 높이 산포도를 제어함과 동시에 고착화한다.

상기 2차 포밍 공정 이후, 전체적인 V-벤딩의 각도는 40°를 기준으로 상부 공차 +1.6 및 하부 공차 -1로 설정한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 디스크 챔버에 적용되는 클램프 링의 제조 방법은 공급된 판상의 소재 중 중앙 연결부의 형상을 특정한 형상으로 블랭킹하고, 블랭킹된 판상의 가공물을 다단에 걸쳐 순차적으로 포밍한 후에 피어싱 및 벤딩을 거쳐 클램프 링을 제작한다.

본 발명은 특정한 블랭킹 형상 및 1,2차에 걸친 측면 포밍공법을 통해서 휘어짐과 같은 소재의 좌우 뒤틀림으로 인한 편심 및 스프링 백 현상을 방지하며 결과적으로 최소, 최적의 공법으로 완료한다.

도 1은 본 발명에 따른 클램프 링의 제조 방법을 이루는 공정들을 시계열 순으로 보인다.
도 2는 본 발명에 따른 공정들을 진행하는 중에 클램프 링의 변경된 상태를 보인다.
도 3은 블랭킹 공정을 통해 형성된 클램프 링 판재의 중앙부 형상을 보인다.
도 4는 블랭킹 공정이 수행된 판재 상에 1차 포밍 공정을 수행하게 하는 제1 포밍 금형을 보인다.
도 5는 1차 포밍 공정이 수행된 판재 상에 2차 포밍 공정에 해당하는 리스트라이킹/플렌지 공정을 수행하게 하는 제1 포밍 금형을 보인다.

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. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

기존에는 클램프 링 제조 시에 포밍 공정에서 중앙 연결부 상에 지속적인 크랙이 발생되는 문제점이 있었던 바, 본 발명은 이를 개선하는 점에 주안점을 둔다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 디스크 챔버에 적용되는 클램프 링의 제조 방법에 대해 설명한다.

본 발명에 따른 클램프 링의 제조 방법은 공급된 원판에 대한 블랭킹 공정을 실시한다. 즉, 클램프 링의 최종 제품 형상에 근접하도록 스템핑 장치를 이용하여 공급된 원판 상에서 클램프 링 형상을 획득한다.

본 발명은 블랭킹 공정 시에 공급된 판재의 형상을 특징적으로 변경함으로써 포밍 및 벤딩 공정을 통한 변형 내지 파단의 완전 제거를 완료하고자 한다.

도 3을 참조하면, 블랭킹이 수행된 클램프 링 판재는 중앙 연결부를 기준으로 대칭적으로 형성되고, 상기 중앙 연결부의 폭은 다른 부위의 폭에 비해 작게 형성된다. 중앙 연결부와 다른 부위는 라운딩 가공을 통해 부드러운 곡면을 이룬다. 본 발명에서 상기 중앙 연결부는 중앙 힘살부와 같은 의미를 갖는 것으로 정의한다.

상기 중앙 연결부 상에는 외측면 상에 파단 방지 및 판재 흔들림 제어홈이 형성된다. 상기 파단 방지 및 판재 흔들림 제어홈은 중앙 연결부의 중심을 기준으로 상호 대칭적으로 형성된다. 예시적으로는, 중앙 연결부의 일측 가장자리 상에 길이 방향을 따라 2개의 파단 방지 및 판재 흔들림 제어홈이 형성되는 것과 동시에, 중앙 연결부의 타측 가장자리 상에 길이 방향을 따라 2개의 파단 방지 및 판재 흔들림 제어홈이 대칭적으로 형성되는 것을 확인할 수 있다.

상기 4개의 파단 방지 및 판재 흔들림 제어홈은 블랭킹 공정 시에 클램프 링 판재의 흔들림을 방지한다. 이는 4개의 로케이션 핀(LOCATION PIN)이 각각 상기 파단 방지 및 판재 흔들림 제어홈 상에 위치함으로써 중앙 연결부의 위치를 구속시켜주게 한다.

한편, 파단방지 원리는 변형 전의 BL 소재 기준으로 중앙 센터부인 중앙 연결부의 길이, 두께, 포지션 및 FLANGE 연결부와의 곡선 라운딩 처리와 같이 복합적인 요소로 이루어진다.

상기 홈들은 반경 4mm 인 상태로 전체적으로 4개소에 형성된다. 중앙 연결부의 폭은 기존의 12mm에서 17.6mm로 변경한다. 한편, 힘살부의 전체 길이는 기존의 28mm에서 35mm로 변경한다.

상기 중앙 연결부 상에는 기존에 형성되어 있었던 중심홀을 삭제한다.

상기 중앙 연결부 상에는 년월일 및 LOT를 타각할 수 있고, 텍스트의 높이는 5mm로 설정한다.

본 발명은 클램프 링 판재 상에 중앙 연결부를 기준으로 하여 양측 상에 보조 힘살부 기능을 하는 양단 결합부를 추가적으로 구비한다. 상기 양단 결합부는 기존의 15mm에서 14.5mm로 변경한 것으로서, 중앙 연결부의 길이에 비해서는 작게 형성함으로써 클램프 링 본연의 목적인 내구성을 강화함과 동시에 포밍 공정 시에, 양쪽에서 잡아당기는 반발저항에 의한 연신 팽창을 최대한으로 풀어주게 된다.

클램프 링 판재는 SAPH440 을 채택하고, 두께는 3.0t±0.3을 유지한다. 클램프 링 판재의 표면은 FPO-5(MS630-01) 수준을 만족한다. 한편, 클램프 링 판재의 표면이나 모서리 상에는 별도의 흠이나 녹이 발생되지 않아야 한다.

블랭킹 공정 이후에는 1차 포밍 공정이 이루어진다. 1차 포밍 공정은 클램프 링 판재의 길이 방향을 따라 양측면 상에 1차적으로 V-벤딩을 실시한다.

도 4에서는 1차 포밍 공정을 수행하는 1차 포밍 금형을 제시한다. 1차 포밍 금형은 1차 V-벤딩에 해당하도록 상부 금형 및 하부 금형을 갖는다. 상기 1차 포밍 금형 상에는 클램프 링 판재의 양단 결합부에는 별도의 변형을 가하지 않게 한다.

1차 포밍 이후에는 2차 포밍 공정인 리스트라이킹/플렌지 공정이 이루어진다. 2차 포밍 공정은 클램프 링 판재의 길이 방향을 따른 양단 결합부 상에서 상기 양단 결합부의 양측면 상에 2차적으로 V-벤딩을 실시한다.

한편, 2차 포밍 공정에서는 1차 포밍 공정에서 이루어진 1차 V-벤딩의 형상을 고착화하는 동시에 40도에 해당하는 경사각을 다져주게 한다. 또한, 상기 과정에서 V-벤딩 좌우의 편심 내지 높이 산포도를 제어한다.

V-벤딩을 수행하는 경우에 클램프 링 판재의 길이방향을 따른 중심 기준축과 클램프 링 판재의 양측 벤딩 모서리 간의 기울어진 각도는 각각 20°를 기준으로 상부 공차 +1.6 및 하부 공차 -1로 설정한다. 전체적으로 V-벤딩의 각도는 40°를 기준으로 상부 공차 +1.6 및 하부 공차 -1로 설정한다. 이는 종래에 40°를 기준으로 공차를 ±1로 설정한 것으로부터 다소 편차진 상태이나 이는 성형부 구간별 치수 측정으로 확장하기 위한 목적이다.

도 5에서는 2차 포밍 공정을 수행하는 2차 포밍 금형을 제시한다. 2차 포밍 금형은 2차 V-벤딩에 해당하도록 상부 금형 및 하부 금형을 갖는다. 상기 2차 포밍 금형 상에는 1차 포밍 금형과는 상이하게 상하 금형의 내부 양단 상에 2차 V-벤딩의 수행을 가능하게 하도록 스토퍼 홈이 형성된다. 이 경우에 제품의 양쪽 6.7mm 높이를 제어한다.

도 6,7을 참조하면, 2차 포밍 금형 상에서 중앙 힘살부에 대한 A 섹션 및 중앙 연결부와 양단 결합부를 연결하는 부분에 대한 B 섹션을 통하여 2차 V-벤딩 과정에서 스토퍼 홈을 통한 가공 과정을 설명한다.

A 섹션 및 B 섹션 상에서는 공히 상부 펀치의 하단 상에 단차진 상태의 스토퍼 홈이 형성된다. 상기 스토퍼 홈은 상부 펀치 상에서 직경이 좁아지는 형태의 구조로 이루어진다. 상기 상태에서, 2차 포밍 금형을 이루는 하부 다이 상에 제조 중인 클램프 링이 안착된 상태에서 상부 펀치를 통해 가압을 행할 시에, 스토퍼 홈이 상기 클램프 링의 상부단에 맞추어지는 형태를 가짐으로써 클램프 링 제품의 양쪽높이를 6.7mm 정도로 제어할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 디스크 챔버에 적용되는 클램프 링의 제조 방법은 공급된 판상의 소재 중 중간부의 형상을 특정한 형상으로 블랭킹하고, 블랭킹된 판상의 가공물을 다단에 걸쳐 순차적으로 포밍한 후에 피어싱 및 벤딩을 거쳐 클램프 링을 제작한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. 공급된 원판에 대한 블랭킹 공정을 실시하여 클램프 링 판재를 형성하는 단계;
   상기 블랭킹 공정 이후, 상기 클램프 링 판재에 대해 순차적으로 다단의 포밍을 실시하는 단계; 및
   상기 다단의 포밍을 거친 후, 피어싱 및 벤딩을 거쳐 클램프 링을 완성하는 단계;를 포함하며,
   상기 다단의 포밍은, 상기 클램프 링 판재의 길이 방향을 따라서 상기 클램프 링 판재의 양단 결합부를 제외한 상태에서 양측면 상에 1차적으로 V-벤딩을 실시하는 1차 포밍 단계 및 상기 양단 결합부의 양측면 상에 2차적으로 V-벤딩을 실시하는 2차 포밍 단계를 포함하는,
   디스크 챔버에 적용되는 클램프 링의 제조 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 2차 포밍 공정은 리스트라이킹/플렌지 공정인,
   디스크 챔버에 적용되는 클램프 링의 제조 방법.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   블랭킹이 수행된 클램프 링 판재는 다른 부위의 폭에 비해 작게 형성되는 중앙 연결부를 기준으로 대칭적으로 형성되고, 상기 중앙 연결부의 외측면 상에 파단 방지 및 판재 흔들림 제어홈이 상호 대칭적으로 형성되는,
   디스크 챔버에 적용되는 클램프 링의 제조 방법.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 2차 포밍 공정은 상기 1차 포밍에서 이루어진 1차 V-벤딩을 고착화하는,
   디스크 챔버에 적용되는 클램프 링의 제조 방법.
   
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 2차 포밍 공정 이후, 전체적인 V-벤딩의 각도는 40°를 기준으로 상부 공차 +1.6 및 하부 공차 -1로 설정하는,
   디스크 챔버에 적용되는 클램프 링의 제조 방법.

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