KR20190132777A - 금속 플레이트 성형 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 재질로 제공된 플레이트를 성형하는 플레이트 성형 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 플레이트 성형 방법은, 상기 플레이트는 일면을 바라볼 때, 제 1 영역 및 상기 제 1 영역으로부터 연장되는 제 2 영역을 포함하고, 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역을 서로 각지도록 굽히는 굽힘 단계와; 이 후, 상기 제 2 영역을 끝단으로부터 상기 제 1 영역과 연결된 방향으로 프레스하여 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역의 연결부의 외측 모서리부의 곡률 반경을 감소시키는 프레스 단계를 포함한다.

Description

금속 플레이트 성형 방법 및 장치{Method and Apparatus for Forming Metal Plate}

본 발명은 금속 재질로 제공된 플레이트를 성형하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1은 드리븐 플레이트(Driven Plate, 1)의 일 예를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1의 드리븐 플레이트(1)의 외측 모서리부(4)를 나타낸 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 드리븐 플레이트(1)는 유체에 회전력을 전달하는 토크 컨버터(Torque Converter)의 기능을 수행하는 부재로서, 일반적으로, 측벽(2)이 몸체(3)로부터 일방향을 향해 돌출되는 형상으로 제공된다. 일반적으로 드리븐 플레이트(1)는 요구되는 경량화와 내구성을 만족시키기 위해 측벽(2)이 몸체(3)보다 두껍게 제공되어야 하며, 몸체(3) 및 측벽(2)의 연결부의 외측 모서리부(4)의 곡률 반경(R)이 최소화될 것이 요구된다.

프레스 공정을 이용해 원형의 금속 플레이트의 중앙 영역 및 가장자리 영역이 서로 각지도록 굽힘 가공하여 측벽(2)을 형성시켜 드리븐 플레이트(1)를 성형하는 경우, 외측 모서리부(4)의 내측에 인가되는 압축응력 및 외측 모서리부(4)의 외측에 인가되는 인장응력에 의해 외측 모서리부(4)에 곡면이 형성되며 이러한 곡면의 곡률 반경을 감소시키는 것은 용이하지 않다. 또한, 동일한 원형 플레이트의 중앙 영역 및 가장자리 영역을 단순히 굽히는 방식이므로, 몸체(3) 및 측벽(2)의 두께는 거의 동일하게 형성된다.

도 3은 절삭 방식을 이용하여 도 1의 드리븐 플레이트(1)를 제조하는 과정의 일부를 보여주는 측단면도이다. 도 3을 참조하면, 상술한 바와 달리, 드리븐 플레이트(1)는 평평한 플레이트(1a)의 중앙 영역(5)을 내측으로 만입되도록 절삭하는 공정에 의해 측벽(2)이 몸체(3)로부터 일방향을 향해 돌출되는 형상으로 성형될 수 있다. 이 경우, 측벽(2)의 두께를 조절하기에는 용이하나, 절삭된 중앙 영역(5)만큼의 재료의 로스(Loss)가 발생된다.

본 발명은 외측 모서리부의 곡률 반경을 감소시킬 수 있는 플레이트 성형 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 측벽의 두께를 증가시킬 수 있는 플레이트 성형 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명은 재료의 로스(Loss)를 방지할 수 있는 플레이트 성형 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 금속 재질로 제공된 플레이트를 성형하는 플레이트 성형 방법을 제공한다. 일 실시 예에 따르면, 플레이트 성형 방법은, 상기 플레이트는 일면을 바라볼 때, 제 1 영역 및 상기 제 1 영역으로부터 연장되는 제 2 영역을 포함하고, 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역을 서로 각지도록 굽히는 굽힘 단계와; 이 후, 상기 제 2 영역을 끝단으로부터 상기 제 1 영역과 연결된 방향으로 프레스하여 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역의 연결부의 외측 모서리부의 곡률 반경을 감소시키는 프레스 단계를 포함한다.

상기 프레스 단계에서는, 상기 제 1 영역의 상면에 제 1 힘을 가하고, 상기 제 2 영역의 상기 끝단에 상기 제 1 영역과 연결된 방향으로 제 2 힘을 가하여 상기 제 2 영역을 프레스하되, 상기 제 1 힘은 상기 플레이트의 항복점보다 작게 제공되고, 상기 제 2 힘은 상기 플레이트의 항복점보다 크게 제공된다.

상기 프레스 단계에서는 상기 프레스에 의해 상기 제 2 영역의 두께를 증가시킬 수 있다.

상기 프레스 단계는, 상기 굽힘 단계가 완료된 상기 플레이트가 하부 금형에 안착된 상태에서 상기 플레이트의 상기 제 1 영역의 상면에 상부 고정 금형으로 힘을 가하고, 상기 제 2 영역의 끝단은 상부 압착 금형으로 프레스하여 수행될 수 있다.

상기 굽힘 단계는, 상기 플레이트를 하부 금형에 안착시킨 후, 상부 굽힘 금형으로 프레스함으로써 수행될 수 있다.

상기 굽힘 단계 수행 전의 상기 플레이트는 중심부에 홀이 형성된 원형의 플레이트 형상으로 제공되고, 상기 제 2 영역은 상기 플레이트의 가장자리 영역이고, 상기 제 1 영역은 상기 홀 및 상기 제 2 영역의 사이 영역일 수 있다.

또한, 본 발명은 금속 재질로 제공된 플레이트를 성형하는 플레이트 성형 장치를 제공한다. 일 실시 예에 따르면, 플레이트 성형 장치는, 플레이트가 내부에 제공되는 홈이 형성된 하부 금형과; 상기 홈의 내부에 제공된 플레이트의 일부 영역에 제 1 힘으로 힘을 가하는 상부 고정 금형과; 상기 플레이트의 다른 일부 영역을 제 2 힘으로 프레스하는 상부 압착 금형을 포함하되, 상기 상부 압착 금형의 상기 플레이트에 접촉되는 제 1 접촉면은 상기 홈의 바닥면의 가장자리 영역에 대향되고, 상기 상부 고정 금형의 상기 플레이트에 접촉되는 제 2 접촉면은 상기 홈의 바닥면의 상기 중앙 영역에 대향되며, 상기 상부 압착 금형 및 상기 상부 고정 금형이 최저 높이에 위치된 상태에서, 상기 제 1 접촉면의 높이는 상기 제 2 접촉면의 높이보다 높게 제공된다.

상기 제 1 힘은 상기 플레이트의 항복점보다 작게 제공되고, 상기 제 2 힘은 상기 플레이트의 항복점보다 크게 제공된다.

상기 상부 고정 금형은 상기 플레이트의 항복점보다 적은 무게로 제공되고, 상기 상부 압착 금형은 상기 플레이트의 항복점보다 큰 무게로 제공될 수 있다.

위에서 바라볼 때, 상기 제 1 접촉면은 상기 제 2 접촉면과 상기 홈의 둘레의 사이 영역 전체를 커버할 수 있다.

상기 중앙 영역은 중심을 포함하는 내측 중앙 영역 및 상기 내측 중앙 영역 및 상기 가장자리 영역의 사이에 위치되는 외측 중앙 영역을 포함하되, 상기 내측 중앙 영역에는 위 방향으로 돌출되는 가이드 돌기가 제공되며, 상기 상부 고정 금형의 저면에는 상기 가이드 돌기가 삽입되는 삽입홈이 형성될 수 있다.

상기 홈의 내부에는, 상면에 플레이트가 놓이는 지지부와; 상기 지지부에 위 방향으로 탄성력을 가하는 탄성 부재가 제공되고, 상기 지지부의 상면은 상기 홈의 상기 바닥면으로 제공될 수 있다.

상기 상부 고정 금형은 저면으로부터 일정 높이까지의 제 1 하부 영역 및 상기 제 1 하부 영역보다 높은 위치에 위치되는 제 1 상부 영역을 포함하고, 상기 상부 압착 금형은 저면으로부터 일정 높이까지의 제 2 하부 영역 및 상기 제 2 하부 영역보다 높은 위치에 위치되는 제 2 상부 영역을 포함하되, 상기 제 1 상부 영역의 외측면은 상기 제 1 하부 영역의 외측면보다 내측으로 만입되어 제공되고, 상기 제 2 상부 영역의 내측면은 상기 제 2 하부 영역의 내측면보다 내측으로 만입되어 제공될 수 있다.

상기 상부 압착 금형의 내측면은 상기 상부 고정 금형의 외측면과 서로 맞물리는 형상으로 제공될 수 있다.

상기 장치는, 상기 하부 금형에 안착된 플레이트를 프레스하는 상부 굽힘 금형을 더 포함하되, 위에서 바라볼 때, 상기 상부 굽힘 금형의 상기 플레이트에 접촉되는 면의 둘레는 상기 홈의 둘레보다 내측에 위치된다.

상기 상부 굽힘 금형은 상기 상부 고정 금형 및 상기 상부 압착 금형과 치환되도록 제공될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 플레이트 성형 방법 및 장치는 외측 모서리부의 곡률 반경을 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 플레이트 성형 방법 및 장치는 측벽의 두께를 증가시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 플레이트 성형 방법 및 장치는 재료의 로스(Loss)를 방지할 수 있다.

도 1은 일반적인 드리븐 플레이트(Driven Plate, 1)의 일 예를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 드리븐 플레이트(1)의 외측 모서리부(4)를 나타낸 단면도이다.
도 3은 절삭 방식을 이용하여 도 1의 드리븐 플레이트를 제조하는 과정을 보여주는 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플레이트 성형 장치의 하부 금형 상에 상부 굽힘 금형이 위치된 모습을 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 4의 플레이트 성형 장치의 하부 금형 상에 상부 고정 금형 및 상부 압착 금형이 위치된 모습을 나타낸 단면도이다.
도 6는 도 4의 상부 굽힘 금형을 이용한 공정 수행 전의 플레이트를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플레이트 성형 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 굽힘 단계에서 상부 굽힘 금형이 하강하기 전의 도 4의 플레이트 성형 장치의 모습을 나타낸 단면도이다.
도 9은 굽힘 단계에서 상부 굽힘 금형이 하강된 도 4의 플레이트 성형 장치의 모습을 나타낸 단면도이다.
도 10는 도 9의 플레이트의 평면도이다.
도 11은 도 9의 A를 확대한 확대도이다.
도 12은 프레스 단계에서 상부 고정 금형 및 상부 압착 금형이 하강하기 전의 도 5의 플레이트 성형 장치의 모습을 나타낸 단면도이다.
도 13는 프레스 단계에서 상부 고정 금형 및 상부 압착 금형이 하강된 도 5의 플레이트 성형 장치의 모습을 나타낸 단면도이다.
도 14은 도 13의 B를 확대한 확대도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.

본 발명의 실시 예에 따른 장치 및 방법은 금속 재질로 제공된 플레이트(20)를 성형한다. 일 실시 예에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 장치 및 방법에 의해 성형된 플레이트(20)는 유체에 회전력을 전달하는 토크 컨버터(Torque Converter)의 기능을 수행하는 드리븐 플레이트(Driven Plate)일 수 있다. 예를 들면, 드리븐 플레이트(20)는 스테인레스 강 또는 고탄소강 재질로 제공될 수 있다. 이와 달리, 본 발명의 실시 예에 따른 장치 및 방법은 서로 연결된 상이한 영역을 서로 각지도록 휘어진 다양한 형상을 가지는 플레이트를 성형하는데 적용할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플레이트 성형 장치(10)의 하부 금형(100) 상에 상부 굽힘 금형(200)이 위치된 모습을 나타낸 단면도이다. 도 5는 도 4의 플레이트 성형 장치(10)의 하부 금형(100) 상에 상부 고정 금형(300) 및 상부 압착 금형(400)이 위치된 모습을 나타낸 단면도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 플레이트 성형 장치(10)는 금속 재질로 제공된 플레이트(20)를 성형하는 장치이다. 플레이트 성형 장치(10)는 하부 금형(100), 상부 굽힘 금형(200), 상부 고정 금형(300) 및 상부 압착 금형(400)을 포함한다.

하부 금형(100)에는 공정 대상인 플레이트(20)가 안착된다. 하부 금형(100)에는 홈(110)이 형성된다.

도 6는 도 4의 상부 굽힘 금형(200)을 이용한 공정 수행 전의 플레이트(20)를 나타낸 사시도이다. 도 4 및 도 6를 참조하면, 상부 굽힘 금형(200)을 이용한 공정 수행 전의 플레이트(20)는 홈(110)보다 직경이 크게 제공된다. 예를 들면, 상부 굽힘 금형(200)을 이용한 공정 수행 전의 플레이트(20)는 중심부에 홀(24)이 형성되고, 홈(110)보다 직경이 큰 원형의 플레이트 형상으로 제공된다. 따라서, 상부 굽힘 금형(200)을 이용한 공정 수행 전의 플레이트(20)는 중앙 영역의 저면이 홈(110)에 대향되고 가장자리 영역이 하부 금형(100)의 홈(110)에 인접한 영역에 걸쳐지도록 제공된다. 도 5를 참조하면, 상부 고정 금형(300) 및 상부 압착 금형(400)을 이용한 공정 수행 전의 플레이트(20)는 홈(110)의 내부에 제공된다. 일 실시 예에 따르면, 상부 고정 금형(300) 및 상부 압착 금형(400)을 이용한 공정 수행 전의 플레이트(20)는 상부 굽힘 금형(200)을 이용한 공정 수행이 완료된 플레이트(20)일 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 하부 금형(100)의 상부 고정 금형(300)의 플레이트(20)에 접촉되는 면에 대응되는 중앙 영역(111a)은 중심을 포함하는 내측 중앙 영역(111c)과, 상기 내측 중앙 영역(111c) 및 하부 금형(100)의 가장자리 영역(111b)의 사이에 위치되는 외측 중앙 영역(111d)을 포함한다. 내측 중앙 영역(111c)에는 위 방향으로 돌출되는 가이드 돌기(112)가 제공된다. 상부 고정 금형(300) 및 상부 굽힘 금형(200)의 저면에는 가이드 돌기(112)가 삽입되는 삽입홈(220, 320)이 형성된다. 따라서, 상부 고정 금형(300)을 이용한 공정이 수행되기 전의 플레이트(20)가 도 6와 같은 형상을 가지는 경우, 가이드 돌기(112)는 플레이트(20)의 홀(24)에 삽임됨으로써, 플레이트(20)를 하부 금형(100)에 안착시 정위치에 안착시키도록 가이드하고, 상부 굽힘 금형(200)이 플레이트(20)에 프레스를 가하는 경우, 플레이트(20)의 위치가 어긋나지 않고, 홈(110)을 따라 하강되도록 가이드하며, 가이드 돌기(112)가 삽입홈(220)에 삽입되면서 상부 굽힘 금형(200)의 위치가 어긋나는 것을 방지한다. 또한, 상부 고정 금형(300)이 플레이트(20)에 힘을 가하고, 상부 압착 금형(400)이 플레이트(20)에 프레스를 가하는 경우, 플레이트(20)의 소성 변형 시 플레이트(20)의 홀(24) 및 외측 중앙 영역의 형상이 틀어지는 것을 방지하며, 가이드 돌기(112)가 삽입홈(320)에 삽입되면서 상부 고정 금형(300)의 위치가 어긋나는 것을 방지한다.

일 실시 예에 따르면, 홈(110)의 내부에는 지지부(101) 및 탄성 부재(102)가 제공될 수 있다. 지지부(101)의 상면에는 플레이트가 놓인다. 즉, 지지부(101)의 상면은 홈(110)의 바닥면(111)으로 제공된다.

탄성 부재(102)는 지지부(101)에 위 방향으로 탄성력을 가한다. 따라서, 상부 굽힘 금형(200) 또는, 상부 고정 금형(300) 및 상부 압착 금형(400)에 의한 공정의 수행 완료 후, 지지부(101)가 탄성 부재(102)에 의해 위로 상승함으로써, 플레이트(20)를 홈(110)으로부터 용이하게 배출시킬 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 상부 굽힘 금형(200)은 하부 금형(100)에 안착된 플레이트(20)를 위로부터 힘을 가하여 프레스 한다. 위에서 바라볼 때, 상부 굽힘 금형(200)의 플레이트(20)에 접촉되는 면의 둘레는 홈(110)의 둘레보다 내측에 위치된다. 예를 들면, 상부 굽힘 금형(200)을 이용한 공정 전의 플레이트(20)가 도 6와 같은 형상을 가지는 경우, 위에서 바라볼 때, 상부 굽힘 금형(200)의 플레이트(20)에 접촉되는 면의 형상은 중심부에 홀이 형성되고, 홈(110)의 직경보다 작은 직경을 가지는 원형으로 제공된다. 따라서, 상부 굽힘 금형(200)에 의해 위로로부터 프레스되는 하부 금형(100)에 안착된 플레이트(20)는 중앙 영역이 홈(110)의 내부로 삽입되면서 가장자리 영역이 중앙 영역과 서로 각지도록 휘어지게 된다.

다시 도 5를 참조하면, 상부 고정 금형(300)은 홈(110)의 내부에 제공된 플레이트(20)의 일부 영역에 제 1 힘으로 힘을 가한다. 그리고, 상부 압착 금형(400)은 플레이트(20)의 다른 일부 영역을 제 2 힘으로 프레스 한다. 일 실시 예에 따르면, 상부 압착 금형(400)의 플레이트(20)에 접촉되는 제 1 접촉면(410)은 홈(110)의 바닥면(111)의 가장자리 영역에 대향되고, 상부 고정 금형(300)의 플레이트(20)에 접촉되는 제 2 접촉면(310)은 홈(110)의 바닥면(111)의 중앙 영역에 대향된다. 상부 압착 금형(400) 및 상부 고정 금형(300)이 최저 높이에 위치된 상태에서, 제 1 접촉면(410)의 높이는 제 2 접촉면(310)의 높이보다 높게 제공된다. 위에서 바라볼 때, 제 1 접촉면(410)은 제 2 접촉면(310)과 홈(110)의 둘레의 사이 영역 전체를 커버하도록 제공된다. 일 실시 예에 따르면, 상부 굽힘 금형(200)을 이용한 공정 전의 플레이트(20)가 도 6와 같은 형상을 가지는 경우, 위에서 바라볼 때, 가이드 돌기(112), 플레이트(20) 및 홈(110)의 형상에 대응되도록, 상부 고정 금형(300)의 제 2 접촉면(310)은 중심부에 홀이 형성되고, 직경이 홈(110)의 직경보다 작은 원형으로 제공되고, 상부 압착 금형(400)의 제 1 접촉면(410)은 제 2 접촉면(310)을 둘러싼 링 형상으로 제공된다. 또한, 제 2 접촉면(310) 및 홈(110)의 둘레 간의 간격은 추후 설명될 플레이트(20)의 제 2 영역(22)의 요구되는 두께에 따라 결정될 수 있다.

제 1 힘은 플레이트(20)의 항복점보다 작게 제공되고, 제 2 힘은 플레이트의 항복점보다 크게 제공된다. 예를 들면, 상부 고정 금형(300) 및 상부 압착 금형(400)은 각각 그 무게를 이용하여, 플레이트(20)에 힘을 가한다. 이 경우, 상부 고정 금형(300)은 플레이트(20)의 항복점보다 적은 무게로 제공되고, 상부 압착 금형(400)은 플레이트(20)의 항복점 보다 큰 무게로 제공된다. 따라서, 상부 압착 금형(400)의 무게에 의해 플레이트(20)의 상부 압착 금형(400)에 대응되는 영역은 소성 변형되고, 상부 고정 금형(300)의 무게에 의해 플레이트(20)는 상부 압착 금형(400)에 의한 소성 변형 시 플레이트(20)의 위치가 어긋나거나 소성 변형이 요구되지 않는 영역의 변형을 방지한다.

일 실시 예에 따르면, 상부 고정 금형(300)은 저면으로부터 일정 높이까지의 제 1 하부 영역(330) 및 제 1 하부 영역(330)보다 높은 위치에 위치되는 제 1 상부 영역(340)을 포함한다. 그리고, 상부 압착 금형(400)은 저면으로부터 일정 높이까지의 제 2 하부 영역(420) 및 제 2 하부 영역(420)보다 높은 위치에 위치되는 제 2 상부 영역(430)을 포함한다. 제 1 상부 영역(340)의 외측면은 제 1 하부 영역(330)의 외측면보다 내측으로 만입되어 제공되고, 제 2 상부 영역(430)의 내측면은 제 2 하부 영역(420)의 내측면보다 내측으로 만입되어 제공된다. 따라서, 상부 압착 금형(400)이 플레이트(20)에 접촉되는 면적은 상부 고정 금형(300)이 플레이트(20)에 접촉되는 면적에 비해 적게 제공되나, 상부 압착 금형(400)의 부피를 외측이 아닌 상부 고정 금형(300)의 내측 방향으로 증가시킬 수 있도록 제공함으로써, 최소한의 부피를 유지한 상태로 상부 압착 금형(400)의 무게를 증가시킬 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상부 압착 금형(400)의 내측면은 상부 고정 금형(300)의 외측면과 서로 맞물리는 형상으로 제공될 수 있다. 따라서, 상부 압착 금형(400)은 상하 이동 시 상부 고정 금형(300)의 외측면에 의해 가이드되는 효과를 가질 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상부 굽힘 금형(200)은 상부 고정 금형(300) 및 상부 압착 금형(400)과 치환되도록 제공될 수 있다. 따라서, 추후 설명될 플레이트 성형 방법 등의 공정 시 상부 굽힘 금형(200)에 의한 공정이 수행된 후, 동일한 하부 금형(100)의 상부로 상부 고정 금형(300) 및 상부 압착 금형(400)이 위치되어 공정을 수행할 수 있다. 이와 달리, 상부 굽힘 금형(200)과 상부 고정 금형(300) 및 상부 압착 금형(400)은 다양한 방식으로 서로 순차적으로 공정을 수행하도록 제공될 수 있다. 예를 들면, 상부 굽힘 금형(200)과 상부 고정 금형(300) 및 상부 압착 금형(400)은 일정 위치에 고정된 상태로 제공되고, 하부 금형(100)이 컨베이어 벨트 등에 의해 상부 굽힘 금형(200)과 상부 고정 금형(300) 및 상부 압착 금형(400)에 대응 되는 위치 간에 이동됨으로써 공정이 수행될 수 있다. 또한, 상부 굽힘 금형(200)과 상부 고정 금형(300) 및 상부 압착 금형(400)은 일정 위치에 고정되고, 각각 대응되는 별도의 하부 금형(100)이 제공되어, 상부 굽힘 금형(200)을 이용한 공정이 완료된 후, 상부 고정 금형(300) 및 상부 압착 금형(400)에 대응되는 하부 금형(100)으로 플레이트(20)를 이동시킴으로써 공정이 수행될 수 있다.

도시 되지는 않았으나, 상부 굽힘 금형(200) 및 상부 고정 금형(300)의 공정이 각각 완료된 후, 상부 굽힘 금형(200) 또는 상부 고정 금형(300)에 플레이트(20)가 부착될 수 있다. 따라서, 상부 굽힘 금형(200) 및 상부 고정 금형(300)에는 내부로부터 플레이트(20)를 아래 방향으로 밀어내는 구성이 제공될 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시 예에 따른 플레이트 성형 방법에 대해 상술한 플레이트 성형 장치(10)를 이용하여 설명한다. 이와 달리, 본 발명의 실시 예에 따른 플레이트 성형 방법은 다양한 구성의 장치를 이용하여 수행될 수 있다. 본 발명의 플레이트 성형 방법은 금속 재질로 제공된 플레이트(20)를 성형하는 방법이다. 본 예시는 발명의 플레이트 성형 방법의 대상 플레이트(20)에 대한 플레이트 성형 장치(10)에 대한 설명에서 설명한 바와 같다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플레이트 성형 방법을 나타낸 순서도이다. 도 7을 참조하면, 플레이트 성형 방법은 굽힘 단계(S10) 및 프레스 단계(S20)를 포함한다. 굽힘 단계(S10) 및 프레스 단계(S20)는 동일한 플레이트(20)에 대해 순차적으로 수행된다.

플레이트(20)는 일면을 바라볼 때, 제 1 영역(21) 및 제 2 영역(22)을 포함한다. 제 2 영역(22)은 제 1 영역(21)으로부터 연장되는 영역이다. 굽힘 단계(S10)에서는 제 1 영역(21) 및 제 2 영역(22)을 서로 각지도록 굽힌다. 일 실시 예에 따르면, 굽힘 단계(S10)가 수행되기 전의 플레이트(20)가 도 6와 같은 형상으로 제공되는 경우, 제 2 영역(22)은 플레이트(20)의 가장자리 영역이고, 제 1 영역(21)은 홀(24) 및 제 2 영역(22)의 사이 영역일 수 있다.

도 8은 굽힘 단계(S10)에서 상부 굽힘 금형(200)이 하강하기 전의 도 4의 플레이트 성형 장치(10)의 모습을 나타낸 단면도이다. 도 9은 굽힘 단계(S10)에서 상부 굽힘 금형(200)이 하강된 도 4의 플레이트 성형 장치의 모습을 나타낸 단면도이다. 도 10는 도 9의 플레이트(20)의 평면도이다. 도 11은 도 9의 A를 확대한 확대도이다. 도 8 내지 도 11을 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 굽힘 단계(S10)에서는 플레이트(20)를 하부 금형에 안착시킨 후, 상부 굽힘 금형(200)으로 플레이트(20)에 프레스를 가한다. 따라서, 플레이트(20)는 상부 굽힘 금형(200)에 의해 홈(110)의 내부로 밀려 들어가면서 소성 변형된다. 따라서, 굽힘 단계(S10) 전의 플레이트(20)가 도 6와 같은 형상으로 제공되는 경우, 굽힘 단계(S10)가 완료되면 플레이트(20)는 상부가 개방되고, 일정 높이의 측벽이 제공된 원통 형상으로 변형될 수 있다. 예를 들면, 제 1 영역(21) 및 제 2 영역(22)은 서로 직각을 이루고, 제 2 영역(22)은 제 1 영역(21)을 둘러싼 측벽 형상으로 변형될 수 있다. 굽힘 단계(S10)가 수행된 후, 제 1 영역(21) 및 제 2 영역(22)의 연결부의 외측 모서리부(23)는 외측 모서리부(23)의 내측에 인가되는 압축응력 및 외측 모서리부(23)의 외측에 인가되는 인장응력에 의해 외측 모서리부(23)에 곡면(곡률 반경: R1)이 형성될 수 있다. 또한, 굽힘 단계(S10)가 수행된 후, 제 1 영역(21)의 두께 및 제 2 영역(22)의 두께는 대체로 유사하다.

일 실시 예에 따르면, 굽힘 단계(S10)가 수행된 후 상부 굽힘 금형(200)은 상승하여 홈(110)으로부터 이탈되고, 프레스 단계(S20)의 수행을 위해, 상부 고정 금형(300) 및 상부 압착 금형(400)과 치환될 수 있다.

도 12은 프레스 단계(S20)에서 상부 고정 금형(300) 및 상부 압착 금형(400)이 하강하기 전의 도 5의 플레이트 성형 장치(10)의 모습을 나타낸 단면도이다. 도 13는 프레스 단계(S20)에서 상부 고정 금형(300) 및 상부 압착 금형(400)이 하강된 도 5의 플레이트 성형 장치의 모습을 나타낸 단면도이다. 도 14은 도 13의 B를 확대한 확대도이다. 도 12 내지 도 14을 참조하면, 프레스 단계(S20)에서는 제 2 영역(22)을 끝단으로부터 제 1 영역(21)과 연결된 방향으로 프레스하여 제 1 영역(21) 및 제 2 영역(22)의 연결부의 외측 모서리부(23)의 곡률 반경(R2)을 감소시킨다.

일 실시 예에 따르면, 하부 금형(100)의 홈(110)에는 굽힘 단계(S10)가 완료된 플레이트(20)가 홈(110)의 내부에 안착된 상태에서, 플레이트(20)의 제 1 영역의 상면에 상부 고정 금형(300)으로 힘을 가하여, 상부 압착 금형(400)의 프레스에 의해 플레이트(20)가 이동되거나, 제 1 영역(21)에 소성 변형이 발생되는 것을 방지한다. 이 후, 상부 고정 금형(300)이 제 1 영역(21)에 힘을 가하고 있는 상태에서, 제 2 영역(22)의 끝단에 제 1 영역(21)과 연결된 방향으로 힘을 가하여 제 2 영역(22)을 프레스 하여 제 2 영역을 소성 변형 시킨다.

상부 고정 금형(300) 및 상부 압착 금형(400)의 무게 및 플레이트(20)에 가하는 힘에 대한 예는 플레이트 성형 장치(10)에 대해 상술한 바와 같을 수 있다.

또한, 일 실시 예에 따르면, 프레스 단계(S20)에서는 제 2 영역(22)을 끝단으로부터 제 1 영역(21)과 연결된 방향으로 프레스하여 외측 모서리부(23)의 곡률 반경의 감소와 함께 제 2 영역(22)의 두께를 증가시킬 수 있다. 따라서, 프레스 단계(S20)가 완료되면 제 2 영역(22)는 제 1 영역(21)보다 두껍게 된다.

상부 고정 금형(300) 및 상부 압착 금형(400)이 최저 높이로 하강된 상태에서, 제 1 하부 영역(330)의 외측면, 홈(110)의 외측면 및 상부 압착 금형(400)의 저면은 서로 조합되어 프레스 단계(S20)가 완료된 후의 제 2 영역(22)의 형상에 대응되는 형상을 가지는 공간을 형성한다. 예를 들면, 제 1 하부 영역(330)의 외측면 및 홈(110)의 내측면은 서로 평행하고, 상부 압착 금형(400)의 저면과 수직을 이루도록 제공될 수 있다. 따라서, 프레스 단계(S20)에서 상부 압착 금형(400)에 의해 제 2 영역(22)이 상기 공간 내로 밀려 들어가면서 소성 변형됨으로써 상기 공간의 형상에 따라 제 2 영역(22)의 형상이 결정될 수 있다. 따라서, 홈(110)의 내측면 및 바닥면의 형상에 따라 외측 모서리부(23)의 곡률 반경을 조절할 수 있다. 그리고, 제 2 영역의 요구되는 두께에 따라 제 1 하부 영역(330)의 외측면 및 홈(110)의 내측면 간의 간격을 설정함으로써 제 2 영역의 두께를 조절할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 플레이트 성형 방법 및 장치는 영역별로 상이한 힘으로 프레스를 가하여 플레이트의 외측 모서리부의 곡률 반경을 감소시킬 수 있고, 측벽의 두께를 증가시킬 수 있다. 또한, 별도의 절삭 공정이 수행되지 않음으로써, 절삭에 의한 재료의 로스(Loss)를 방지할 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

10: 플레이트 성형 장치 20: 플레이트
21: 제 1 영역 22: 제 2 영역
23: 외측 모서리부 100: 하부 금형
200: 상부 굽힘 금형 220: 삽입홈
300: 상부 고정 금형 400: 상부 압착 금형

Claims (16)

1. 금속 재질로 제공된 플레이트를 성형하는 방법에 있어서,
   상기 플레이트는 일면을 바라볼 때, 제 1 영역 및 상기 제 1 영역으로부터 연장되는 제 2 영역을 포함하고,
   상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역을 서로 각지도록 굽히는 굽힘 단계와;
   이 후, 상기 제 2 영역을 끝단으로부터 상기 제 1 영역과 연결된 방향으로 프레스하여 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역의 연결부의 외측 모서리부의 곡률 반경을 감소시키는 프레스 단계를 포함하는 플레이트 성형 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 프레스 단계에서는,
   상기 제 1 영역의 상면에 제 1 힘을 가하고, 상기 제 2 영역의 상기 끝단에 상기 제 1 영역과 연결된 방향으로 제 2 힘을 가하여 상기 제 2 영역을 프레스하되,
   상기 제 1 힘은 상기 플레이트의 항복점보다 작게 제공되고, 상기 제 2 힘은 상기 플레이트의 항복점보다 크게 제공되는 플레이트 성형 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 프레스 단계에서는 상기 프레스에 의해 상기 제 2 영역의 두께를 증가시키는 플레이트 성형 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 프레스 단계는, 상기 굽힘 단계가 완료된 상기 플레이트가 하부 금형에 안착된 상태에서 상기 플레이트의 상기 제 1 영역의 상면에 상부 고정 금형으로 힘을 가하고, 상기 제 2 영역의 끝단은 상부 압착 금형으로 프레스하여 수행되는 플레이트 성형 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 굽힘 단계는, 상기 플레이트를 하부 금형에 안착시킨 후, 상부 굽힘 금형으로 프레스함으로써 수행되는 플레이트 성형 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 굽힘 단계 수행 전의 상기 플레이트는 중심부에 홀이 형성된 원형의 플레이트 형상으로 제공되고, 상기 제 2 영역은 상기 플레이트의 가장자리 영역이고, 상기 제 1 영역은 상기 홀 및 상기 제 2 영역의 사이 영역인 플레이트 성형 방법.
7. 금속 재질로 제공된 플레이트를 성형하는 장치에 있어서,
   플레이트가 내부에 제공되는 홈이 형성된 하부 금형과;
   상기 홈의 내부에 제공된 플레이트의 일부 영역에 제 1 힘으로 힘을 가하는 상부 고정 금형과;
   상기 플레이트의 다른 일부 영역을 제 2 힘으로 프레스하는 상부 압착 금형을 포함하되,
   상기 상부 압착 금형의 상기 플레이트에 접촉되는 제 1 접촉면은 상기 홈의 바닥면의 가장자리 영역에 대향되고,
   상기 상부 고정 금형의 상기 플레이트에 접촉되는 제 2 접촉면은 상기 홈의 바닥면의 상기 중앙 영역에 대향되며,
   상기 상부 압착 금형 및 상기 상부 고정 금형이 최저 높이에 위치된 상태에서, 상기 제 1 접촉면의 높이는 상기 제 2 접촉면의 높이보다 높게 제공되는 플레이트 성형 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제 1 힘은 상기 플레이트의 항복점보다 작게 제공되고, 상기 제 2 힘은 상기 플레이트의 항복점보다 크게 제공되는 플레이트 성형 장치.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 상부 고정 금형은 상기 플레이트의 항복점보다 적은 무게로 제공되고, 상기 상부 압착 금형은 상기 플레이트의 항복점보다 큰 무게로 제공되는 플레이트 성형 장치.
10. 제 7 항에 있어서,
    위에서 바라볼 때, 상기 제 1 접촉면은 상기 제 2 접촉면과 상기 홈의 둘레의 사이 영역 전체를 커버하는 플레이트 성형 장치.
11. 제 7 항에 있어서,
    상기 중앙 영역은 중심을 포함하는 내측 중앙 영역 및 상기 내측 중앙 영역 및 상기 가장자리 영역의 사이에 위치되는 외측 중앙 영역을 포함하되,
    상기 내측 중앙 영역에는 위 방향으로 돌출되는 가이드 돌기가 제공되며,
    상기 상부 고정 금형의 저면에는 상기 가이드 돌기가 삽입되는 삽입홈이 형성되는 플레이트 성형 장치.
12. 제 7 항에 있어서,
    상기 홈의 내부에는,
    상면에 플레이트가 놓이는 지지부와;
    상기 지지부에 위 방향으로 탄성력을 가하는 탄성 부재가 제공되고,
    상기 지지부의 상면은 상기 홈의 상기 바닥면으로 제공되는 플레이트 성형 장치.
13. 제 7 항에 있어서,
    상기 상부 고정 금형은 저면으로부터 일정 높이까지의 제 1 하부 영역 및 상기 제 1 하부 영역보다 높은 위치에 위치되는 제 1 상부 영역을 포함하고,
    상기 상부 압착 금형은 저면으로부터 일정 높이까지의 제 2 하부 영역 및 상기 제 2 하부 영역보다 높은 위치에 위치되는 제 2 상부 영역을 포함하되,
    상기 제 1 상부 영역의 외측면은 상기 제 1 하부 영역의 외측면보다 내측으로 만입되어 제공되고,
    상기 제 2 상부 영역의 내측면은 상기 제 2 하부 영역의 내측면보다 내측으로 만입되어 제공되는 플레이트 성형 장치.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 상부 압착 금형의 내측면은 상기 상부 고정 금형의 외측면과 서로 맞물리는 형상으로 제공되는 플레이트 성형 장치.
15. 제 7 항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 하부 금형에 안착된 플레이트를 프레스하는 상부 굽힘 금형을 더 포함하되,
    위에서 바라볼 때, 상기 상부 굽힘 금형의 상기 플레이트에 접촉되는 면의 둘레는 상기 홈의 둘레보다 내측에 위치되는 플레이트 성형 장치.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 상부 굽힘 금형은 상기 상부 고정 금형 및 상기 상부 압착 금형과 치환되도록 제공되는 플레이트 성형 장치.
    

Images