KR101120801B1 - 스프링시트 일체형 리어 로어암 상판 제조방법 - Google Patents
스프링시트 일체형 리어 로어암 상판 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 후륜 현가 장치의 구성요소의 로어암 상판 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 소재의 두께 감소율을 최소화하면서 로어암 상판과 스프링시트를 일체형으로 제조하는 방법에 관한 것이다.
상기의 문제를 해결하기 위하여 스프링 시트의 최종 드로잉 깊이보다 1.5~2배 더 깊게 딥 드로잉하여 최대 유입량을 확보하는 1차 드로잉 공정과, 상기 1차 드로잉 공정 이후 스프링 시트의 외경을 포밍하는 2차 드로잉 공정과 포밍공정과, 상기 2차 드로잉 공정과 포밍공정이후 스프링 시트홀을 천공하는 트림공정과 피어싱 공정을 포함하여 소재의 두께 감소율을 최소화하는 것을 특징으로 스프링시트 일체형 리어 로어암 상판 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 스프링시트 일체형 리어 로어암 상판 제조방법에 의하면, 스프링 시트와 로어암 상판을 일체로 성형함으로써, 소재의 두께 감소율을 최소화하면서 필요한 강도와 강성을 균질하게 되어 로어암 전체적인 강성을 증대시키는 효과를 가진다. 따라서 본 발명에 의하면 로어암의 균질한 강도와 강성을 보장하면서도 중량은 10% 경량화되고, 공정수와 부품수의 감소로 30%이상 제품단가을 낮출 수 있는 효과를 가진다.
상기의 문제를 해결하기 위하여 스프링 시트의 최종 드로잉 깊이보다 1.5~2배 더 깊게 딥 드로잉하여 최대 유입량을 확보하는 1차 드로잉 공정과, 상기 1차 드로잉 공정 이후 스프링 시트의 외경을 포밍하는 2차 드로잉 공정과 포밍공정과, 상기 2차 드로잉 공정과 포밍공정이후 스프링 시트홀을 천공하는 트림공정과 피어싱 공정을 포함하여 소재의 두께 감소율을 최소화하는 것을 특징으로 스프링시트 일체형 리어 로어암 상판 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 스프링시트 일체형 리어 로어암 상판 제조방법에 의하면, 스프링 시트와 로어암 상판을 일체로 성형함으로써, 소재의 두께 감소율을 최소화하면서 필요한 강도와 강성을 균질하게 되어 로어암 전체적인 강성을 증대시키는 효과를 가진다. 따라서 본 발명에 의하면 로어암의 균질한 강도와 강성을 보장하면서도 중량은 10% 경량화되고, 공정수와 부품수의 감소로 30%이상 제품단가을 낮출 수 있는 효과를 가진다.
Description
본 발명은 후륜 현가 장치의 구성요소의 로어암 상판 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 로어암 상판과 스프링 시트부를 일체형으로 성형하는 제조방법으로 스프링 시트부를 형성하기 위하여 딥 드로잉(deep drawing)하면서도 소재의 두께 감소율을 최소화하여 필요한 강도와 강성을 충족시키는 스프링시트 일체형 리어 로어암 상판 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 현가 장치는 쇽업소버(Shock Absober), 스테빌라이져 및 차륜의 너클을 통해 들어오는 차량의 전?후방 하중과 내?외향 하중을 지지하며 강성을 갖는 로어 암(Lower Arm)과 어퍼 암 등으로 구성된다.
상기 로어암은 쇽업소버와 스프링을 지지하며, 바퀴의 너클과 프레임을 연결시키는 링크역할을 수행한다. 따라서 스프링의 불규칙한 반복하중에서 오는 굽힘, 선회시 발생되는 원심력에의한 비틀림 뿐만 아니라 차량의 하중을 지지해야하므로 내피로성과 내강성이 요구된다.
종래의 리어 로어암의 제조방법은 도 2에서 도시한 바와 같이 리어 로어암 상판(20)과 스프링 시트(30)를 각각 성형한 후 용접체결하여 로어암 상판을 구성한 후, 로어암 하판(40)과 부시 연결단을 용접한다.
이러한 종래의 리어 로어암 상판 제조방법은 공정수가 많고, 불규칙한 반복하중을 받는 스프링 시트부를 용접체결함에 따라 용접부위는 응력집중되어 균질한 강성을 얻을 수 없고, 작업자의 숙련도에 따라 제품의 질이 좌우되며, 자동용접을 하더라도 제조 불량률이 높은 실정이다.
또한 로어암 상판과 스프링 시트부를 일체형으로 성형하기 위하여 딥 드로잉(Deep Drawing) 할 경우, 소재의 두께가 얇아져서 필요한 강도와 강성을 유지하기 어렵다.
상기와 같이 종래의 로어암의 제조방법은 상판, 하판과 스프링 시트를 각각 성형한 후 용접체결함으로 용접부위에 재질변형이 초래되어 응력이 집중되고 균질한 강도를 구현할 수 없다. 또한 종래의 제조방법은 공정수가 많고, 부품수가 증가하여 로어암를 경량화하기에는 한계를 가지고 있다.
상기의 문제점을 해결하기 위해 로어암 상판과 스프링 시트부를 일체형으로 성형하기 위하여 딥 드로잉 할 경우, 소재의 두께가 얇아져서 필요한 강도와 강성을 유지하기 어렵다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명의 목적은 로어암 소재 두께 감소율을 최소화하면서 스프링 시트와 로어암 상판을 일체로 형성함으로써, 로어암의 경량화를 도모하면서도 로어암의 강도와 강성을 증가시키는 것을 특징으로 하는 스프링시트 일체형 리어 로어암 상판 제조방법을 개시하는 것이다.
본 발명은 후륜 현가 장치의 구성요소의 로어암 상판 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 스프링 시트를 형성하기 위하여 딥 드로잉(deep drawing)하면서도 소재의 두께 감소율을 최소화하여 필요한 강도와 강성을 충족시키는 로어암 상판과 스프링시트를 일체형으로 제조하는 방법에 관한 것이다.
따라서 본 발명의 스프링시트 일체형 리어 로어암 상판 제조방법은, 판재를 일정한 형상으로 전단가공하는 블랭킹 공정과, 상기 블랭킹 공정으로 전단된 소재에 스프링 시트를 성형하기 위하여 소재의 유입을 최대로 하면서 딥(deep) 드로잉을 하는 1차 드로잉공정과, 상기 1차 드로잉된 소재에 드로잉 펀치의 외경이 스프링 시트 내경치수와 동일하게 드로잉함과 동시에 스프링 시트의 형상을 포밍하는 2차 드로잉공정과 포밍공정과, 상기 2차 드로잉공정과 포밍공정을 거친 제품에 트림라인을 따라 테두리를 전단가공함과 동시에 스프링 시트홀를 천공하는 트림공정과 피어싱공정과, 상기 트림공정과 피어싱공정을 거친 제품에 플랜지 라인을 따라 양측부를 일정한 길이로 수직으로 접는 플랜지 공정과, 상기 플랜지 공정이후 스프링백으로 원상복귀하는 만큼 재성형하는 재성형공정과, 상기 재성형공정 이후 중공홀을 형성하기 위한 천공공정과, 상기 천공공정 이후 스프링 시트홀을 최종성형하는 버링공정과, 상기 버링공정 이후 체결구멍을 천공하고 마운팅 부시와 체결되는 마운팅 부시 연결단을 전단하는 전단공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 스프링시트 일체형 리어 로어암 상판 제조방법은, 스프링 시트의 최종 드로잉 깊이보다 1.5~2배 더 깊게 딥 드로잉하여 최대 유입량을 확보하는 1차 드로잉 공정과, 상기 1차 드로잉 공정 이후 스프링 시트의 외경을 포밍하는 2차 드로잉 공정과, 상기 2차 드로잉 공정과 포밍공정 이후 스프링 시트홀을 천공하는 피어싱 공정을 포함하여 스프링시트를 성형하기 위하여 딥 드로잉하면서도 소재의 두께 감소율을 최소화하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 스프링시트 일체형 리어 로어암 상판 제조방법은, 1차 드로잉 공정과 2차 드로잉 공정과 포밍공정에서 각각 드로잉 펀치의 직경을 다르게 하여 드로잉과정에서 소재에 굴곡진 부분이 달라지게 하여 특정한 곳에 집중하중이 발생하지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
마지막으로 본 발명의 스프링시트 일체형 리어 로어암 상판 제조방법은, 트림공정과 피어싱공정에 있어서, 트림라인은 곡선으로만 이루어진 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 스프링시트 일체형 리어 로어암 상판 제조방법에 의하면, 스프링 시트와 로어암 상판을 일체로 성형함으로써, 소재의 두께 감소율을 최소화하면서 재질을 균질하게 제조하여 로어암의 필요한 강도와 강성을 충족시켜 로어암 전체적인 강성을 증대시키는 효과를 가진다.
또한, 종래에서는 용접을 위하여 중복되는 부분이 발생하지 않아서, 로어암의 중량을 10% 감소되어 로어암 경량화를 도모한다.
로어암 상판과 스프링 시트의 용접공정이 없어, 공정수가 대폭적으로 감소되고, 용접에 필요한 기자재가 절감되어 제품의 가격 경쟁력을 확보하게 된다.
따라서, 본 발명에 의하면 로어암의 균질한 강도와 강성을 보장하면서도 중량은 10% 경량화되고, 공정수와 부품수의 감소로 30%이상 제품단가을 낮출 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 리어 현가장치의 구성도
도 2는 종래의 리어 로어암 상판 제조방법
도 3은 본 발명에 의한 스프링 시트 일체형 로어암 상판
도 4는 1차 드로잉 공정 후 제품
도 5는 2차 드로잉 공정과 포밍공정 이후의 제품
도 6은 트림공정 이후의 제품 사시도
도 7은 플랜징 공정 이후의 제품
도 2는 종래의 리어 로어암 상판 제조방법
도 3은 본 발명에 의한 스프링 시트 일체형 로어암 상판
도 4는 1차 드로잉 공정 후 제품
도 5는 2차 드로잉 공정과 포밍공정 이후의 제품
도 6은 트림공정 이후의 제품 사시도
도 7은 플랜징 공정 이후의 제품
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1은 리어 현가장치의 구성도를 도시한 것이다. 리어 현가장치는 독립식 위스본 타입으로서, 서브 프레임(5)에 마운팅 부시(4)를 매개로 일단을 체결한 로어암(3), 상기 로어암(3)의 타일단은 체결볼트(9)를 매개로 체결되며 자동차 후륜 휠과 결합된 너클(1), 상기 리어 로어암(3) 상단부에 안착되며 노면에서 받는 충격을 완화하는 코일스프링(2) 및 이 코일스프링(2)의 자유진동을 억제하는 쇽업소버(6), 서브 프레임(5)와 너클(1) 상단부을 연결하는 어퍼암(7), 스테빌라이저 (8)등을 포함한다.
도 2는 종래의 리어 로어암 상판 제조방법을 나타낸 것으로서, 종래의 기술은 로어암 상판(20)과 스프링 시트(30)을 각각 성형한 후 용접체결한다. 상기 공정 다음으로 리어 로어암 하판(40)과 부시 연결단(22)에 부시(9)를 체결한다.
도 3은 본 발명에 의한 스프링 시트 일체형 로어암 상판(100)으로서, 로어암(100)의 일단은 체결볼트(9)을 매개로 너클(1)과 체결되는 체결구멍(21), 타단은 마운팅 부시(4)와 체결되는 마운팅 부시 연결단(22), 중간부근에는 코일 스프링(2)이 안착되는 스프링 시트(30), 장착 홀(25), 스프링 시트홀(24)와 중공홀(23)을 포함한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 스프링 시트 일체형 로어암 상판(100)의 제조방법 및 작용을 살펴보면 하기와 같다.
본 발명은 소재의 두께 감소율을 최소화하면서 스프링 시트(30)와 로어암 상판(20)을 일체형으로 성형한 것으로 특징으로 한다.
먼저, 평판의 소재를 프레스로 블랭킹(blanking)하여 일정한 형상을 전단가공한다(110). 상기의 전단 공정(110)에서 블랭킹되는 소재의 사이즈는 차기 공정인 드로잉(drawing)과 포밍공정에 소재를 잡아주는 홀딩력에 영향을 미치므로 최대한 컴팩트하게 전단가공한다.
도 4는 1차 드로잉 공정(120) 이후 제품(40)이다. 상기 블랭킹 된 소재에 스프링 시트(30)를 성형하기 위하여 1차 드로잉(drawing) 공정(120)을 거친다. 상기 공정에서 드로잉 펀치(punch)의 외경은 스프링 시트(30)의 직경보다 1.2~1.5배 크게하고, 소재를 잡아주는 홀딩력을 작게하여 프레스 금형으로 소재의 유입량이 최대가 되도록 한다. 구체적으로는 최종 스프링 시트(30)의 드로잉 깊이보다 1.5~2배 더 깊게 딥 드로잉하여 소재의 최대 유입량을 확보한다.
도 5는 2차 드로잉 공정과 포밍(forming)공정(130)이후 제품(50)이다. 상기 공정에서는 드로잉 펀치의 외경이 스프링 시트(30)의 내경과 일치하여 스프링 시트(30)의 내경을 포밍하면서, 스프링 시트(30) 내부의 형상을 포밍한다. 상기 공정(130)에서도 드로잉 깊이는 1차 드로잉 공정(120)보다는 낮아지지만, 최종 스프링 시트(30) 드로잉 깊이 보다 1.1~1.3배 깊게 성형한다.
상기 1차 드로잉 공정(120)에서와 2차 드로잉공정과 포밍공정(130)에서 프레스 펀치의 직경을 다르게 하여, 드로잉과정에서 소재에 굴곡되어지는 부분이 동일한 지점에 반복적으로 작용하지 않고, 서로 다른 지점에 발생하도록 한다. 동일한 직경의 프레스 펀치로 다수 드로잉할 경우, 소재에 특정한 곳에서만 중복적으로 집중하중이 발생하여 크랙(crack)이 발생하지만, 프레스 펀치의 직경을 달리하여 1곳에 중복적으로 집중하중이 발생되는 것을 분산시킴으로서 소재의 절단(splits), 소재 두께의 얇아짐(thinning)을 방지하는 효과를 가지게 된다.
도 6은 트림(trim)공정과 피어싱(piercing)공정(140) 후의 제품(60) 사시도이다. 상기 공정에서는 전공정에서 발생되는 주름이나 소재의 끝단을 정리하는 목적으로 트림라인(61)을 따라 전단가공을 행한다. 아울러 스프링 시트(30)에 스프링 시트 홀(24)를 형성하는 피어싱 전단가공을 행하면서 스프링 시트(30)를 최종적으로 포밍한다.
상기의 트림라인(61)은 곡선으로만 이루어진 것을 특징으로 한다. 트림라인(61)이 모서리부에서 각이 지면 차기 플랜지 공정에서 크랙(crack)이 발생한다. 이를 해결하기 위해서는 트림라인(61)은 곡선으로만 이루어져되고, 특히 모서리부는 완만한 곡선으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
딥 드로잉(deep drawing)을 할 경우, 종래에서는 소재의 두께가 얇아져서 로어암이 필요로 하는 강도와 강성을 만족시키지 못하여 로어암 상판(20)과 스프링 시트(30)를 별도로 성형하여 체결하였다.
본 발명에 의하여 딥 드로잉(deep drawing)을 할 경우, 소재의 단면감소율이 18%이내를 만족시킨다. 상기의 조건을 만족시키기 위하여, 최종 스프링 시트(30)의 드로잉 깊이보다 1.5~2배 더 깊게 딥 드로잉하여 최대 유입량을 확보하는 1차 드로잉 공정(120)과, 상기 1차 드로잉 공정(120) 이후 스프링 시트(30)의 외경을 포밍하는 2차 드로잉공정과 포밍공정(130)과, 상기 2차 드로잉공정과 포밍공정(130)이후 스프링 시트홀(24)을 천공하는 트림공정과 피어싱 공정(140)을 포함하여 소재의 두께 감소율을 최소화하는 것을 특징으로 한다.
도 7은 플랜지(flange)공정(150) 이후의 제품(70)이다. 상기 공정은 전공정 제품(60)을 플랜지 라인(71)을 따라 제품의 양끝단을 수직으로 접는 공정이다.
이후 재성형공정(160)으로 상기 플랜지 공정에서 발생하는 스프링 백(spring back)으로 원상복귀한 부분을 잡아주기 위하여, 캠으로 스프링 백효과로 원상복귀하는 만큼 재성형하는 재성형공정(160)을 행한다. 상기 재성형공정(160)이후, 중공홀(23)을 형성하기 위한 천공공정(170), 상기 천공공정(170) 이후 로어암(100)에 부착된 스프링 시트홀(24)을 최종성형하는 버링(burring)공정(180), 상기 버링공정(180) 이후 체결구멍(21)을 천공하고 마운팅 부시(4)와 체결되는 마운팅 부시 연결단(22)을 전단하는 전단공정(190)으로 이루어진다.
상기 스프링시트 일체형 리어 로어암 상판(100)은 로어암 하판과 체결되어 로어암(3)을 형성한다.
1: 너클, 2: 코일 스프링, 3: 로어암, 4: 마운팅 부시, 5: 서버 프레임, 6: 쇽업소버, 7: 어퍼암, 8: 스테빌라이저, 9: 체결볼트, 20: 로어암 상판, 21: 체결구멍, 22: 마운팅 부시 연결단, 23: 중공홀, 24: 스프링 시트홀, 25: 장착홀, 30: 스프링 시트, 40: 1차 드로잉 공정이후의 제품, 50: 2차드로잉 공정과 포밍공정이후의 제품, 60: 트림공정이후의 제품, 61: 트림라인, 70: 플랜징 공정이후의 제품, 71: 플랜징 라인, 100: 스프링 시트 일체형 로어암 상판
Claims (4)
- 판재를 일정한 형상으로 전단가공하는 블랭킹 공정(110);과
상기 블랭킹 공정(110)으로 전단된 소재에 스프링 시트를 성형하기 위하여 소재의 최대 유입량을 확보하면서 딥(deep) 드로잉 성형을 하는 1차 드로잉공정(120);과
상기 1차 드로잉된 소재에 프레스 펀치의 외경치수가 스프링 시트의 내경치수와 동일하게 드로잉함과 동시에 스프링 시트의 형상을 포밍하는 2차 드로잉공정과 포밍공정(130);과
상기 2차 드로잉공정과 포밍공정(130)을 거친 제품에 트림라인(61)을 따라 테두리를 전단가공함과 동시에 스프링 시트홀(24)를 천공하는 트림공정과 피어싱공정(140);과
상기 트림공정과 피어싱공정(140)을 거친 제품에 플랜지 라인(71)을 따라 양측부를 일정한 길이로 수직으로 접는 플랜지 공정(150);과
상기 플랜지 공정(150)이후 스프링백으로 원상복귀하는 만큼 재성형하는 재성형공정(160);과
상기 재성형공정(160) 이후 중공홀(23)을 형성하기 위한 천공공정(170);과
상기 천공공정 (170)이후 스프링 시트홀(24)을 최종성형하는 버링공정(180);과
상기 버링공정(180) 이후 체결구멍(21)을 천공하고 마운팅 부시(4)와 체결되는 마운팅 부시 연결단(22)을 전단하는 전단공정(190)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스프링시트 일체형 리어 로어암 상판 제조방법
- 제 1항에 있어서,
스프링 시트(30)의 최종 드로잉 깊이보다 1.5~2배 더 깊게 딥 드로잉하여 소재의 최대 유입량을 확보하는 1차 드로잉 공정(120);과
상기 1차 드로잉 공정(120) 이후 스프링 시트(30)의 외경을 포밍하는 2차 드로잉공정과 포밍공정(130);과
상기 2차 드로잉공정과 포밍공정(130)이후 스프링 시트홀(24)을 천공하는 트림공정과 피어싱 공정(140)을 포함하여 스프링 시트(30)를 성형하기 위하여 딥 드로잉하면서도 소재의 두께 감소율을 최소화하는 것을 특징으로 하는 스프링시트 일체형 리어 로어암 상판 제조방법
- 제 1항에 있어서
1차 드로잉 공정(120)과 2차 드로잉공정과 포밍공정(130)에서 프레스 펀치의 직경을 각각 다르게 하여 드로잉 과정에서 소재에 굴곡진 부분이 달라지게 하여 특정한 곳에 집중하중이 발생하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 스프링시트 일체형 리어 로어암 상판 제조방법
- 제 1항에 있어서
상기 트림공정과 피어싱공정(140)에 있어서, 트림라인(61)은 곡선으로만 이루어진 것을 특징으로 하는 스프링시트 일체형 리어 로어암 상판 제조방법
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