KR102294153B1

KR102294153B1 - 차량용 사이드프레임의 보강브라켓 제조장치 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR102294153B1
Application number: KR1020210083559A
Authority: KR
Inventors: 양일용
Original assignee: 주식회사 한길테크
Priority date: 2021-06-28
Filing date: 2021-06-28
Publication date: 2021-08-26

Abstract

본 발명의 보강브라켓 제조장치는 프레스장치에 의해 가동되는 프로그레시브 금형을 이용하여 사각판으로 된 베이스부(11)의 좌우측벽과 전후측벽에 각각 좌우측벽부(12)와 전후측벽부(14)를 형성하여 상측이 개구된 보강브라켓을 성형하기 위한 보강브라켓 제조장치에 있어서, 상기 프로그레시브 금형은, 판재공급수단으로부터 공급되는 성형판재의 테두리를 노칭 절단하여 상측에서 바라볼 때, 중앙의 베이스부(11)의 네변에 좌우측벽부(12)와 전후측벽부(14)를 갖는 단위체(10)를 형성하고, 각 단위체(10)의 전후측벽부(14)가 경계영역(20)으로 서로 연결되어 복수개의 단위체(10)가 일렬로 배열되도록 형성하는 절단파트(30); 상기 절단파트(20)의 후방측에 단위체(10)의 표면 선택된 부분에 관통홀(16)이 형성되게 펀칭가공하는 홀가공 파트(35); 상기 홀가공 파트(35)의 후방측에 상기 좌우측벽부(12)의 테두리를 하향절곡시켜 좌우측벽날개(13)를 형성하는 좌우측벽날개 성형파트(40); 상기 좌우측벽날개 성형파트(40)의 후방측에 상기 전후측벽부(14)의 테두리 중 좌우측벽부(14)가 형성된 방향의 테두리부분을 상향절곡시켜 전후측벽날개(15)를 형성하는 전후측벽날개 성형파트(50); 상기 전후측벽날개 성형파트(50)의 후방측에 상기 좌우측벽부(12)를 베이스부(11)에 대해 상향 절곡되게 벤딩가공하는 좌우측벽 성형파트(60); 상기 좌우측벽 성형파트(60)의 후방측에 인접되는 단위체(10)를 서로 연결시켜 주는 경계영역(20)을 절단툴(72)로 절단하여 낱개의 단위체로 형성하는 경계영역 절단파트(70); 상기 단위체 성형파트(70)의 후방측에 상기 경계영역(20)을 절단하여 낱개의 단위체로 형성함과 동시에 벤딩가공하도록 설치되어, 상기 전후측벽부(14)를 베이스부(11)에 대해 상향 절곡시켜 상기 전후측벽날개(15)가 좌우측벽부(12)의 내측면에 위치되게 성형하는 전후측벽 성형파트(80);로 이루어지고, 상기 경계영역 절단파트(70)의 절단툴(72)의 하단높이는 상기 전후측벽 성형파트(80)의 상부금형(81)에 형성된 베이스부 가압블럭(82)의 하단높이보다 더 아래쪽에 위치되거나 또는 동일높이에 위치되게 설치되어, 상기 절단툴(72)에 의해 경계영역(20)이 절단되면서 인접되는 단위체의 전후측벽부(14)가 서로 분리됨과 동시에 상기 베이스부 가압블럭(82)이 단위체의 베이스부를 가압하면서 분리된 전후측벽부(14)를 벤딩 가공하도록 된 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 사이드프레임의 보강브라켓 제조장치 및 그 제조방법{Reinforcing bracket manufacturing device and manufacturing method for vehicle side frame}

본 발명은 차량의 차대(chassis)를 이루는 사이드프레임의 내측 공간에 설치되어 사이드프레임을 보강하여 강성을 증대시키는 보강브라켓을 프로그레시브(Progressive) 금형을 이용해 일련의 과정을 순차적으로 거쳐 연속해서 생산할 수 있는 보강브라켓의 제조장치 및 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 프레임 방식의 차량용 차대(Chassis)는 차량의 길이방향으로 양측에 설치되는 한 쌍의 사이드프레임과, 이 한 쌍의 사이드프레임 사이에 폭방향으로 장착되는 복수개의 크로스프레임을 포함하여 구성된다.

여기서 사이드프레임은 차량의 뒤틀림과 구부러짐을 방지하는 역할을 하며, 특히 차량의 충돌 등으로 인해 외부에서 충격이 가해졌을 때에는 형상이 변하면서 차량에 가해지는 충격을 흡수하여 차량에 탑승한 승객을 안전하게 보호하는 역할을 한다.

이처럼 사이드프레임은 차체에 가해지는 충격을 흡수 및 완화시켜야 할 뿐만 아니라 차량의 탑승객을 안전하게 보호하기 위하여 충분한 강성을 필요로 하기 때문에 주로 강재(Steel Material)를 이용해 제작하였다.

하지만 전 세계적으로 대기오염 방지, 연비효율 개선 등의 이유로 점차 차량의 무게를 경량화시킬 수 밖에 없는 처지에 놓이게 되었으며, 이로 인해 알루미늄 등과 같은 경량의 금속재질을 이용해 사이드프레임을 제작하고, 이 사이드프레임 내부면에 복수개의 보강브라켓을 접합하여 강성을 증대시키는 방안이 제안되었다.

이때의 보강브라켓의 형상은 사이드프레임의 접합 부위 등에 따라 다양한 형상을 이루고 있으며, 최근에는 사이드프레임의 개방된 면을 일정 영역만큼 마감하는 베이스부와, 이 베이스부에 좌우측벽을 이루도록 절곡되어 사이드프레임의 내측벽면을 가로지르며 접합되는 좌우측벽부와, 좌우측벽부를 지지하도록 베이스부의 전후 방향에서 절곡되는 전후측벽부를 포함하여 구성된 보강브라켓이 사용되고 있다.

이와 같이 보강브라켓의 사면이 좌우측벽부와 전후측벽부가 형성되는 벽체로 구성되어져 보강브라켓 자체가 안정적인 강성을 지니게 됨에 따라, 사이드프레임의 내부에 설치하였을 경우에 사이드프레임의 강성을 증대킬 수 있는 것이다.

한편, 보강브라켓을 제조할 때에는 상부금형과 하부금형 사이로 금속판재가 소정의 피치만큼 순차적으로 이동하면서, 절단, 홀가공, 벤딩 등의 공정을 수행하는 프로그레시브(Progressive) 성형 방법이 주로 사용된다.

그러나 프로그레시브 금형은 금속판재가 순차적으로 이동해야 하는 특성상, 금속판재가 이동하는 방향의 양측에 위치한 측벽부(좌우측벽부)를 절곡 성형하는 것은 가능하지만, 금속판재가 이동하는 전후 방향에 위치한 측벽부(전후측벽부)를 절곡 성형할 수 없는 문제가 있었다.

이에 따라, 종래에는 베이스부의 사변이 절곡되어 좌우측벽부와 전후측벽부를 형성하는 보강브라켓을 제조하기 위해서, 좌우측벽부가 형성될 때까지는 프로그레시브 금형을 이용하여 성형한 후 프로그레시브 금형에서 탈거한 후 전후측벽부만을 별도의 벤딩장비를 이용해 좌우측벽부 사이로 인입되게 절곡시켜 지지되도록 하는 과정을 거쳐 제조할 수 밖에 없었다.

결국, 종래에는 하나의 보강브라켓을 제조하기 위해서는 프로그레시브 금형을 이용한 일련의 공정 외에도 별도로 벤딩장비를 이용하여 벤딩공정을 추가로 거쳐야만 하기 때문에, 보강브라켓의 제조시간과 제조비용이 증대되고, 생산량이 낮아져 효율성이 현저히 저하될 수 밖에 없었고, 제품의 품질도 균일하지 못함은 물론 불량품의 발생율이 증가하게 되는 문제가 있었다.

한국공개특허공보 제10-1998-0059698호(1998.10.07.공개, 리어사이드 프레임 강성보강구조) 한국공개특허공보 제10-1998-048722호(1998.09.15.공개, 자동차의 사이드 프레임)

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 프로그레시브 금형을 이용해 성형판재를 일련의 과정을 거쳐 사변에 측벽이 형성된 보강브라켓으로 성형하고, 성형이 완료된 보강브라켓이 금형 외부로 자동 취출되도록 함으로써 작업공정 소요를 줄이고, 생산성을 증대시키며, 제품의 균일성을 확보해 불량율을 최소화할 수 있도록 한 차량용 사이드프레임의 보강브라켓 제조장치 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

이때, 상기 프로그레시브 금형의 절단파트(30)로 공급되는 성형판재는 사전에 레이저 커팅을 통해 상기 단위체(10)의 면적보다 큰 면적으로 형성되어 경계영역(20)으로 서로 연결되어진 1차 가공된 판재를 공급하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 전후측벽 성형파트(80)는, 상부금형(81)의 하부에 단위체의 베이스부 상면을 가압하도록 돌출된 베이스부 가압블럭(82)과, 상기 상부금형(81)의 하측에 마련된 하부금형(83)의 상면에 상기 베이스부 가압블럭(82)이 인입되면서 단위체(10)의 전후측벽부(14)를 상향절곡되게 벤딩하도록 일정깊이로 형성된 벤딩홈(84)과, 상기 벤딩홈(84)의 상부 테두리부분에 만곡되게 형성된 벤딩안내부(85)와, 상기 벤딩홈(84)의 내부에 단위체를 받쳐주도록 구비되고 탄성부재(87)에 의해 상하 탄성이동되게 설치되는 승강블럭(86)을 포함하여 구성된다.

그리고 본 발명의 보강브라켓 제조방법은 프로그레시브 금형을 이용하여 판재공급수단으로부터 공급되는 성형판재(1)를 설정된 간격으로 이동시키면서 순차적으로 프레스 가공하여 차량의 사이드프레임에 설치되는 보강브라켓을 제조하는 보강브라켓 제조방법에 있어서, 중앙의 베이스부(11) 네변에 좌우측벽부(12)와 전후측벽부(14)를 갖는 단위체(10)를 복수개 형성하되, 인접되는 단위체의 전후측벽부가 서로 연결되어 경계영역(20)으로 구분되도록 일렬로 배열되게 레이저 커팅하여 성형판재를 형성하는 레이저 커팅단계(S10); 레이저 커팅된 성형판재를 판재공급수단을 이용하여 프로그레시브 금형의 일측으로 공급하고, 공급된 성형판재(1)의 테두리부를 노칭 절단하는 노칭 절단단계(S20); 노칭 절단된 성형판재의 표면 선택된 부분에 관통홀(16)이 형성되게 가공하는 홀가공 단계(S30); 홀가공 단계를 거친 후 좌우측벽부(12)의 테두리부를 하향 절곡시켜 좌우측벽날개(13)를 형성하는 좌우측벽날개 성형단계(S40); 전후측벽부(14)의 테두리부 중 좌우측벽부(12)가 위치된 방향의 테두리부를 상향 절곡시켜 전후측벽날개(15)를 형성하는 전후측벽날개 성형단계(S50); 전후측벽날개 성형단계를 거친 후 좌우측벽부(12)를 베이스부(11)에 대해 상향 절곡되게 벤딩가공하여 베이스부의 좌우측에 측벽을 형성하는 좌우측벽 성형단계(S60); 전후측벽 성형단계를 거친 후 경계영역(20)으로 서로 연결된 단위체(10)를 절단툴(72)로 절단하여 낱개의 분리된 단위체로 형성하는 경계영역 절단단계(S70); 상기 단위체 성형단계(S70)에서 경계영역을 절단하여 낱개의 단위체로 형성함과 동시에 작동되면서 상기 전후측벽부(14)를 베이스부(11)에 대해 상향 절곡시켜 상기 전후측벽날개(15)가 좌우측벽부(12)의 양쪽 내측면에 위치되게 벤딩가공하는 전후측벽 성형단계(S80);를 통해 보강브라켓을 제조하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 차량용 사이드프레임의 보강브라켓 제조장치 및 그 제조방법에 따르면, 별도의 벤딩장치 없이 프로그레시브 금형만을 이용해 사이드프레임에 즉시 설치할 수 있는 완성품 형태의 보강브라켓을 성형할 수 있음으로써 생산성 및 작업 효율성을 현저히 향상시킬 수 있고, 제조비용을 크게 절감시킬 수 있으며, 불량율을 최소화하여 제품의 신뢰도를 증대시키는데 기여할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 사이드프레임의 보강브라켓 제조장치를 측면에서 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 성형판재가 순차적으로 성형되는 상태를 나타낸 평면도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 경계영역 절단파트와 전후측벽 성형파트를 발췌한 분리 사시도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 성형판재가 이동하여 경계영역 절단파트와 전후측벽 성형파트에 위치한 상태를 나타낸 측면도,
도 5는 도 4에서 경계영역 절단파트로 이동되는 성형판재를 보여주는 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 경계영역이 절단되어 각 단위체가 서로 분리됨과 동시에 전후측벽부가 벤딩가공되면서 좌우측벽부 내측으로 절곡되어 보강브라켓으로 성형된 상태를 나타낸 사시도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 전후측벽 성형파트의 하부금형을 발췌하여 나타낸 측단면도,
도 8a는 본 발명의 일실시예에 따른 절단툴이 경계영역에 접촉되었을 때 상부금형의 베이스부 가압블럭이 베이스부 상면에 인접되게 하강한 상태를 나타낸 측면도,
도 8b는 본 발명의 일실시예에 따른 절단툴에 의해 경계영역의 절단이 시작되었을 때 베이스부 가압블럭이 베이스부 상면을 가압하고 있는 상태를 나타낸 측면도,
도 8c는 본 발명의 일실시예에 따른 절단툴에 의해 경계영역이 완전히 절단된 이후 상부금형이 더 하강이동되면서 전후측벽부를 벤딩가공시켜 절곡한 상태를 나타낸 측면도,
도 8d는 본 발명의 일실시예에 따른 성형이 완료된 보강브라켓이 취출되는 상태를 나타낸 측면도,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 사이드프레임의 보강브라켓 제조방법을 나타낸 공정도,
도 10은 본 발명의 제조장치에 의해 제조된 차량용 사이드프레임의 보강브라켓을 사이드프레임에 설치한 사용상태도.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 사이드프레임의 보강브라켓 제조장치 및 그 제조방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 사이드프레임의 보강브라켓 제조장치는 복수개의 상부금형과 하부금형으로 이루어진 프로그레시브(Progressive) 금형을 이용하여 일련의 순차적인 프레스가공을 통해 보강브라켓을 제조하게 된다.

여기서, 보강브라켓은 도 8a 내지 도 8d에 도시된 바와 같이 사각판으로 된 베이스부(11)와, 이 베이스부(11)의 좌우측벽과 전후측벽에 각각 좌우측벽부(12)와 전후측벽부(14)이 형성되며, 상측이 개구된 대략 사각통체로 형성된다.

보강브라켓 제조장치는 판재공급수단으로부터 성형판재(1)가 공급되면, 이 성형판재(1)를 정해진 간격만큼 순차적으로 이동시키면서 프레스 가공하도록 이루어진 것으로써, 크게 절단파트(30), 홀가공 파트(35), 좌우측벽날개 성형파트(40), 전후측벽날개 성형파트(50), 좌우측벽 성형파트(60), 경계영역 절단파트(700, 전후측벽 성형파트(80)로 이루어진다.

성형판재(1)는 아무런 가공없이 사각판을 성형판재로 구비하여 프로그레시브 금형에 공급시켜 줄 수 있고, 이외에도 후술한 바와 같이 사전에 레이저 커팅을 통해 1차 가공된 상태로 프로프레시브 금형 내부로 공급시켜 줄 수 있다.

레이저 커팅을 통해 1차 가공된 성형판재는 절단파트(30)에서 절단되어진 단위체(10)의 면적보다 더 큰 면적으로 형성되며, 각각의 단위체가 경계영역(20)으로 서로 연결되어진 판재로 형성된다.

절단파트(30)에서는 판재공급수단으로부터 공급되는 성형판재의 테두리를 노칭 절단하여 상측에서 바라볼 때, 중앙의 베이스부(11)의 네변에 좌우측벽부(12)와 전후측벽부(14)가 형성된 단위체(10)로 형성하게 된다.

이때, 각 단위체(10)의 전후측벽부(14)가 경계영역(20)으로 서로 연결되어져 복수개의 단위체(10)가 일렬로 배열되도록 형성된다.

위에서 기재하고 있는 바와 같이, 좌우측벽부(12)와 전후측벽부(14)는 베이스부(11)의 네변에 연장되어 일체가 되게 형성되는 것임에 따라 서로 90도 간격으로 형성되어 지는 것이며, 이에 따라 좌우측벽부(12)는 서로 마주보게 형성되는 것이며, 또한 전후측벽부(14)도 서로 마주보게 형성되는 것이다.

좌우측벽부(12)와 전후측벽부(14)의 크기 및 형상은 사이드프레임의 내부 형태에 따라 각각 서로 대칭을 이루거나 또는 일부 상이하게 형성될 수 있다.

홀가공 파트(35)는 상기 절단파트(20)의 후방측에 설치되는 것이며, 펀칭가공을 통해 단위체(10)의 표면 선택된 부분에 복수개의 관통홀(16)을 형성시키게 된다.

본 발명의 보강브라켓에 형성되는 관통홀(16)은 첨부된 도면에서와 같이, 베이스부(11)는 물론 좌우측벽부(12)에 형성된다.

이때 상기 홀가공파트(35)는 서로 상이한 위치인 베이스부(11)와 좌우측벽부(12) 각각에 관통홀(16)을 형성하는 것이므로, 좌우측벽부(12)의 벤딩가공 전에 위치되어야 할 것이다. 물론 베이스부(11)을 먼저 홀 가공한 다음 이후에 좌우측벽부를 벤딩가공 한 후 캠-피어싱 공정을 통해서 좌우측벽부(12)에 관통홀을 형성시켜 줄 수도 있으나 본 발명은 프로그레시브 공정으로 진행하되는 것임에 따라 좌우측벽부의 벤딩가공 전 홀가공이 선행되어야 한다.

베이스부(11)와 좌우측벽부(12)에 형성된 관통홀(16)은 보강브라켓의 강도를 약화시키지 않으면서 무게를 경량화하여 사이드프레임에 보강브라켓(B)을 설치하더라도 차체의 무게가 크게 증가하는 것을 방지하기 위함이다.

좌우측벽날개 성형파트(40)는 상기 홀가공 파트(35)의 후방측에 설치되는 것이며, 상기 좌우측벽부(12)의 테두리를 하향절곡시켜 좌우측벽날개(13)를 형성하는 파트이다.

상기 좌우측벽날개(13)는 보강브라켓을 완성한 상태에서 사이드프레임의 내부에 끼움결합할 경우에 사이드프레임의 바닥면과 내측면에 밀착지지되는 부분으로, 사이드프레임에 용접 등의 방법으로 결합되어 진다.

상기 좌우측벽날개(13)는 사이드프레임에 접촉되는 면적을 증대시켜 견고한 접합이 이루어지도록 함과 동시에 보강브라켓(B)을 사이드프레임에 접합하기 위한 용접작업이 용이하게 이루어질 수 있도록 안내하는 역할을 하게 된다.

상기 전후측벽날개 성형파트(50)는 상기 좌우측벽날개 성형파트(40)의 후방측에 설치되는 것이며, 상기 전후측벽부(14)의 테두리 중 좌우측벽부(14)가 형성된 방향의 테두리부분을 상향절곡시켜 전후측벽날개(15)를 형성하는 파트이다.

상기 전후측벽날개(15)는 전후측벽부(14)를 상향 절곡시키는 경우에 상기 좌우측벽부(12)의 양쪽 내주면에 밀착되는 부분으로, 보강브라켓을 완성한 상태에서 사이드프레임의 내부에 끼움결합할 경우에 좌우측벽부의 양쪽 내주면에 밀착되면서 전후측벽부(14)가 효과적으로 지지될 수 있도록 하는 구성이다.

이때, 상기 좌우측벽날개(13)와 전후측벽날개(15) 및 관통홀(16)을 한번의 공정으로 성형하지 않고 각기 다른 파트에서 성형되도록 한 이유는, 서로 다른 부위를 한번의 성형공정으로 성형할 경우 불량발생 가능성이 높기 때문에 순차적으로 이동되면서 각기 다른 파트에서 성형될 수 있도록 한 것이다.

좌우측벽 성형파트(60)는 상기 전후측벽날개 성형파트(50)의 후방측에 설치되는 것이고, 상기 좌우측벽부(12)를 베이스부(11)에 대해 상향 절곡되게 벤딩가공하는 파트이다.

즉, 베이스부의 좌측과 우측에 각각 구비된 좌우측벽부(12)가 평판 형태에서 베이스부(11)에 대해 상향 절곡된 형상을 이루도록 벤딩 가공하게 되는 것이다.

이때 좌우측벽 성형파트(60)에서는 금형 설계시 베이스부(11) 양측에 형성된 좌우측벽부(12)를 모두 한번에 상향 절곡되게 벤딩하거나, 좌측과 우측 중 어느 한 쪽의 좌우측벽부(12)를 먼저 상향 절곡되게 벤딩한 이후 다른 쪽의 좌우측벽부(12)를 상향 절곡되게 벤딩하도록 설계할 수도 있다.

또한, 좌우측벽부(12)를 벤딩할 때에는 한번의 프레스 가공을 통해 벤딩하거나, 수차례의 프레스 가공을 거치며 설정된 각도에 도달하도록 벤딩할 수 있다.

상기 경계영역 절단파트(70)는 상기 좌우측벽 성형파트(60)의 후방측에 설치되는 것이고, 인접되는 단위체(10)를 서로 연결시켜 주는 경계영역(20)을 절단툴(72)로 절단하여 낱개의 단위체로 형성하는 파트이다.

여기서, 경계영역 절단파트(70)의 절단툴(72)에 의해 절단되는 경계영역(20)은, 서로 인접되게 구비되는 각 단위체(10)의 전후측벽부(14)의 상호 연결부위에 해당된다.

전후측벽 성형파트(80)는 상기 단위체 성형파트(70)의 후방측에 설치되는 것이고, 경계영역 절단파트(70)에서 낱개로 절단된 단위체(10)의 전후측벽부(14) 한 쌍이 베이스부(11)에 상향 절곡시켜 주는 파트이다.

상향 절곡된 전후측벽부(14)는 상기 전후측벽날개(15)가 좌우측벽부(12)의 내측면에 위치되게 벤딩가공됨으로써 상기 좌우측벽부(12)를 안정적으로 지지할 수 있게 된다.

이때, 전후측벽 성형파트(80)는 상기 경계영역 절단파트(70)에서 절단툴(72)이 경계영역(20)을 절단하여 낱개의 단위체로 형성함과 동시에 벤딩가공하도록 설치된다.

이를 위해, 상기 경계영역 절단파트(70)의 절단툴(72)의 하단높이는 상기 전후측벽 성형파트(80)의 상부금형(81)에 형성된 베이스부 가압블럭(82)의 하단높이보다 더 아래쪽에 위치되거나 또는 동일높이에 위치되게 설치된다.

따라서, 경계영역 절단파트(70)에서 절단툴(72)이 경계영역(20)에 접촉되거나 또는 경계영역(20)을 절단하기 시작할 때, 전후측벽 성형파트(80)의 상부금형(81)에 형성된 베이스부 가압블럭(82)이 단위체의 베이스부를 가압함으로써 단위체가 낱개로 분리되기 전에 단위체(10)가 움직이지 않게 고정시켜 주게 된다.

그리고 절단툴(72)에 의해 경계영역(20)의 절단이 완료되면 상기 베이스부 가압블럭(82)이 베이스부(11)를 가압한 상태에서 더욱 하강하여 낱개로 분리된 단위체(10)에서 한 쌍의 전후측벽부(14)를 베이스부(11)에 대해 상향 절곡되게 벤딩 가공하게 되는 것이다.

따라서, 기존의 프로그레시브 금형을 통해서는 성형하기 어려웠던 부분인 성형판재(1)가 이동하는 방향의 전후측 부위 즉, 단위체(10)의 전후측벽부(14)를 용이하게 벤딩 가공할 수 있을 뿐만 아니라 프로그레시브 금형 내에서 베이스부(11)의 네변에 모두 측벽부가 형성된 보강브라켓(B)을 하나의 완성된 제품으로 성형할 수 있게 되는 것이다.

본 발명에서는 프로그레시브 금형 내에서 하나의 완성된 보강브라켓(B)을 연속해서 반복 성형하면서도, 성형이 완료된 보강브라켓(B)이 자동으로 배출됨에 따라, 제조공정을 감소시켜 제조비용을 절감할 수 있음은 물론 제품의 균일성을 확보할 수 있고, 제품의 불량을 최소화할 수 있으며, 생산성의 향상과 더불어 작업의 효율성을 크게 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

미설명부호 71은 경계영역 절단파트 상부금형이고, 73은 경계영역 절단파트 하부금형이며, 74는 절단툴 인입홈이다.

전후측벽 성형파트(80)는 구체적인 실시예로서, 상부금형(81)의 하부에 단위체의 베이스부 상면을 가압하도록 돌출된 베이스부 가압블럭(82)과, 상기 상부금형(81)의 하측에 마련된 하부금형(83)의 상면에 상기 베이스부 가압블럭(82)이 인입되면서 단위체(10)의 전후측벽부(14)를 상향절곡되게 벤딩하도록 일정깊이로 형성된 벤딩홈(84)과, 상기 벤딩홈(84)의 상부 테두리부분에 만곡되게 형성된 벤딩안내부(85)와, 상기 벤딩홈(84)의 내부에 단위체를 받쳐주도록 구비되고 탄성부재(87)에 의해 상하 탄성이동되게 설치되는 승강블럭(86)을 포함하여 구성된다.

벤딩홈(84)은 상기 상부금형(81)의 베이스부 가압블럭(82)이 베이스부(11)를 가압하면서 전후측벽부(14)를 벤딩할 수 있는 깊이로 이루어진다.

승강블럭(85)은 단위체(10)의 베이스부(11)가 안착되도록 형성된 것으로, 상부금형(81)의 하강으로 베이스부 가압블럭(82)이 하강될 경우 가압력에 의해 함께 하강이동되며, 전후측벽부(14)의 벤딩이 완료된 후 상부금형(81)이 상승되면 탄성부재(86)의 복원력에 의해 승강하면서 상면에 안착된 단위체(10)를 밀어올리게 된다.

탄성부재(86)는 프레스 금형에 사용되는 공지의 스프링을 사용할 수 있다.

상술한 바와 같이, 프로그레시브 금형에 공급된 성형판재(1)는 홀가공 파트, 좌우측벽날개 성형파트, 전후측벽날개 성형파트, 좌우측벽 성형파트, 경계영역 절단파트, 전후측벽 성형파트를 순차적으로 통과하면서 프레스 성형되어 하나의 완성된 보강브라켓(B)으로 제조되는 것이다.

여기서, 상기 하부금형(83)의 상부 일측에는 완성된 단위체 즉, 보강브라켓의 배출을 위해 배출안내면(88)이 형성된다.

상기 배출안내면(88)은 하향경사지게 형성되는 것으로, 상기 전후측벽부(14)의 벤딩가공이 완료된 단위체가 뒤따라 이동되어 오는 다른 단위체에 밀려 이동될 경우에 미끄러지면서 자동 배출되도록 하기 위하여 형성되는 것이다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 보강브라켓 제조장치를 이용한 보강브라켓의 제조과정은 다음과 같다.

금속재로 된 모재를 설계된 형상대로 레이저 커팅하여 성형판재를 준비하고, 성형판재(1)를 판재공급수단을 이용하여 프로그레시브 금형에 공급하여 설정된 간격으로 이동시키면서 순차적으로 프레스 가공하여 보강브라켓을 제조하게 된다.

구체적으로 모재의 레이저 커팅단계(S10), 노칭 절단단계(S20), 홀가공 단계(S30), 좌우측벽날개 성형단계(S40), 전후측벽날개 성형단계(S50), 좌우측벽 성형단계(S60), 경계영역 절단단계(S70), 전후측벽 성형단계(S80)을 통해 보강브라켓을 제조하게 된다.

상기 레이저 커팅 단계(S10)는 금속재의 모재에 경계영역(20)으로 상호 구분되게 단위체(10)가 복수개 배열된 성형판재(1)를 형성하기 위해 레이저 커팅하는 단계이다.

여기서, 상기 단위체(10)는 중앙의 베이스부(11)의 네변에 좌우측벽부(12)와 전후측벽부(14)가 형성되어 있고, 인접되는 단위체는 각 단위체의 전후측벽부가 서로 연결되어 경계영역(20)으로 구분되어 있다.

노칭 절단단계(S20)는 프로그레시브 금형의 내부로 성형판재(1)를 공급하면서 실제 성형하고자 하는 보강브라켓의 치수에 맞게 가장자리를 따내어주는 단계이다.

홀가공 단계(S30)는 노칭 절단된 성형판재의 표면 선택된 부분에 관통홀(16)이 형성되게 가공하는 단계이고, 좌우측벽날개 성형단계(S40)는 홀가공 단계를 거친 후 좌우측벽부(12)의 테두리부를 하향 절곡시켜 좌우측벽날개(13)를 형성하는 단계이다.

전후측벽날개 성형단계(S50)는 전후측벽부(14)의 테두리부 중 좌우측벽부(12)가 위치된 방향의 테두리부를 상향 절곡시켜 전후측벽날개(15)를 형성하는 단계이고, 상기 전후측벽날개 성형단계를 거친 후에는 좌우측벽부(12)를 베이스부(11)에 대해 상향 절곡되게 벤딩가공하여 베이스부의 좌우측에 측벽을 형성하는 좌우측벽 성형단계(S60)를 거치게 된다.

상기 경계영역 절단단계(S70)는 한 쌍의 좌우측벽부(12)가 벤딩된 최전방 단위체(10a)가 이동되어 된 상태에서 최전방 단위체(10a)와 그 뒤에 인접된 단위체와의 경계영역(20)을 경계영역 절단파트(70)에 위치시키고, 절단툴(72)을 이용해 경계영역(20)이 절단되도록 프레스 가공하는 단계로서, 경계영역으로 서로 연결되어 있는 단위체를 낱개로 분리하는 단계이다.

이때 절단툴(72)에 경계영역(20)이 위치된 상태에서는 최전방 단위체(10a)가 전후측벽 성형파트(80)에 위치한 상태가 된다.

상기 전후측벽 성형단계(S80)는 절단툴(72)에 의해 경계영역(20)이 절단되어져 낱개로 분리된 최전방 단위체(10a)의 전후측벽부(14)를 베이스부(11)의 전후측에 각각 상향 절곡되게 벤딩하여, 좌우측벽 성형단계에서 벤딩된 좌우측벽부(12) 내벽면을 지지할 수 있도록 성형하는 단계이다.

이때, 전후측벽 성형단계에서의 전후측벽부(14)의 벤딩가공은 상기 경계영역 절단단계에서 절단툴(72)에 의해 경계영역(20)이 절단되는 동작과 밀접하게 관련되어 이루어지게 된다.

이를 세부적으로 설명하면, 경계영역(20)이 절단툴(72)에 의해 접촉되거나 또는 경계영역(20)이 절단되기 시작할 때에는 최전방 단위체(10a)가 유동되지 않게 지지되도록 전후측벽 성형파트의 상부금형(81)이 하강되면서 상부금형(81)의 하부에 형성된 베이스부 가압블럭(82)이 최전방 단위체(10a)의 베이스부(11)의 상면을 가압하게 된다.

이후 절단툴(72)에 의해 경계영역(20)의 절단이 완료되어 최전방 단위체(10a)가 낱개로 분리된 때에는 상부금형(81)이 더 하강이동되면서 최전방 단위체(10a)의 베이스부(11)의 전후측에 각각 형성된 전후측벽부(14)가 상향 절곡되게 벤딩 가공하여 완성된 하나의 보강브라켓을 제조하게 된다.

이렇게 제조된 보강브라켓은 상부금형이 상승한 후, 뒤이어 이동되는 성형판재에 의해 밀려 이동되면서 외부로 자동 배출되어 진다.

이와 같이 상기 경계영역 절단단계와 전후측벽 성형단계가 함께 이루어짐으로써 별도의 벤딩가공없이 순차적인 가공을 통해 보강브라켓을 완성할 수 있으며, 이에 따라 생산성 향상, 제조비용 절감, 작업 효율성 증대, 제품의 균일화, 불량률 감소를 실현할 수 있게 된다.

또한 경계영역이 절단되면서 낱개의 단위체로 형성된 상태에서 전후측벽을 벤딩가공하여 보강브라켓을 완성시킴에 따라 그 뒤에서 이동되는 성형판재(더 구체적으로는 성형판재 중 제일 앞에 있는 단위체)에 의해 밀려 이동되면서 프로그레시브 금형 밖으로 배출됨으로써 프레스장치의 정지동작없이 연속적으로 보강브라켓을 생산할 수 있게 된다.

1 : 성형판재
10 : 단위체 11 : 베이스부
12 : 좌우측벽부 13 : 좌우측벽날개
14 : 전후측벽부 15 : 전후측벽날개
16 : 관통홀 20 : 경계영역
30: 절단파트 35: 홀가공파트
40: 좌우측벽날개 성형파트 50: 전후측벽날개 성형파트
60 : 좌우측벽 성형파트 70 : 경계영역 절단파트
71 : 경계영역 절단파트 상부금형 72 : 절단툴
73 : 경계영역 절단파트 하부금형 74: 절단툴 인입홈
80 : 전후측벽 성형파트 81 : 상부금형
82 : 베이스부 가압블럭 83 : 하부금형
84: 벤딩홈 85: 벤딩안내부
86: 승강블럭 87: 탄성부재
88: 배출안내면
B : 보강브라켓

Claims

프레스장치에 의해 가동되는 프로그레시브 금형을 이용하여 사각판으로 된 베이스부(11)의 좌우측벽과 전후측벽에 각각 좌우측벽부(12)와 전후측벽부(14)를 형성하여 상측이 개구된 보강브라켓을 성형하기 위한 보강브라켓 제조장치에 있어서,
상기 프로그레시브 금형은,
판재공급수단으로부터 공급되는 성형판재의 테두리를 노칭 절단하여 상측에서 바라볼 때, 중앙의 베이스부(11)의 네변에 좌우측벽부(12)와 전후측벽부(14)를 갖는 단위체(10)를 형성하고, 각 단위체(10)의 전후측벽부(14)가 경계영역(20)으로 서로 연결되어 복수개의 단위체(10)가 일렬로 배열되도록 형성하는 절단파트(30);
상기 절단파트(30)의 후방측에 단위체(10)의 표면 선택된 부분에 관통홀(16)이 형성되게 펀칭가공하는 홀가공 파트(35);
상기 홀가공 파트(35)의 후방측에 상기 좌우측벽부(12)의 테두리를 하향절곡시켜 좌우측벽날개(13)를 형성하는 좌우측벽날개 성형파트(40);
상기 좌우측벽날개 성형파트(40)의 후방측에 상기 전후측벽부(14)의 테두리 중 좌우측벽부(14)가 형성된 방향의 테두리부분을 상향절곡시켜 전후측벽날개(15)를 형성하는 전후측벽날개 성형파트(50);
상기 전후측벽날개 성형파트(50)의 후방측에 상기 좌우측벽부(12)를 베이스부(11)에 대해 상향 절곡되게 벤딩가공하는 좌우측벽 성형파트(60);
상기 좌우측벽 성형파트(60)의 후방측에 인접되는 단위체(10)를 서로 연결시켜 주는 경계영역(20)을 절단툴(72)로 절단하여 낱개의 단위체로 형성하는 경계영역 절단파트(70);
상기 단위체 성형파트(70)의 후방측에 상기 경계영역(20)을 절단하여 낱개의 단위체로 형성함과 동시에 벤딩가공하도록 설치되어, 상기 전후측벽부(14)를 베이스부(11)에 대해 상향 절곡시켜 상기 전후측벽날개(15)가 좌우측벽부(12)의 내측면에 위치되게 성형하는 전후측벽 성형파트(80);로 이루어지고,
상기 경계영역 절단파트(70)의 절단툴(72)의 하단높이는 상기 전후측벽 성형파트(80)의 상부금형(81)에 형성된 베이스부 가압블럭(82)의 하단높이보다 더 아래쪽에 위치되거나 또는 동일높이에 위치되게 설치되어, 상기 절단툴(72)에 의해 경계영역(20)이 절단되면서 인접되는 단위체의 전후측벽부(14)가 서로 분리됨과 동시에 상기 베이스부 가압블럭(82)이 단위체의 베이스부를 가압하면서 분리된 전후측벽부(14)를 벤딩 가공하도록 된 것을 특징으로 하는 차량용 사이드프레임의 보강브라켓 제조장치.
제1항에 있어서,
상기 프로그레시브 금형의 절단파트(30)로 공급되는 성형판재는 사전에 레이저 커팅을 통해 상기 단위체(10)의 면적보다 큰 면적으로 형성되어 경계영역(20)으로 서로 연결되어진 1차 가공된 판재를 공급하는 것을 차량용 사이드프레임의 보강브라켓 제조장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전후측벽 성형파트(80)는, 상부금형(81)의 하부에 단위체의 베이스부 상면을 가압하도록 돌출된 베이스부 가압블럭(82)과, 상기 상부금형(81)의 하측에 마련된 하부금형(83)의 상면에 상기 베이스부 가압블럭(82)이 인입되면서 단위체(10)의 전후측벽부(14)를 상향절곡되게 벤딩하도록 일정깊이로 형성된 벤딩홈(84)과, 상기 벤딩홈(84)의 상부 테두리부분에 만곡되게 형성된 벤딩안내부(85)와, 상기 벤딩홈(84)의 내부에 단위체를 받쳐주도록 구비되고 탄성부재(87)에 의해 상하 탄성이동되게 설치되는 승강블럭(86)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 사이드프레임의 보강브라켓 제조장치.
제3항에 있어서,
상기 하부금형(83)의 상부 일측에는 상기 전후측벽부(14)의 벤딩가공이 완료된 단위체가 뒤따라 이동되어 오는 다른 단위체에 밀려 이동될 경우에 미끄러지면서 자동 배출되도록 하향경사지게 배출안내면(88)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 사이드프레임의 보강브라켓 제조장치.
프로그레시브 금형을 이용하여 판재공급수단으로부터 공급되는 성형판재(1)를 설정된 간격으로 이동시키면서 순차적으로 프레스 가공하여 차량의 사이드프레임에 설치되는 보강브라켓을 제조하는 보강브라켓 제조방법에 있어서,
중앙의 베이스부(11) 네변에 좌우측벽부(12)와 전후측벽부(14)를 갖는 단위체(10)를 복수개 형성하되, 인접되는 단위체의 전후측벽부가 서로 연결되어 경계영역(20)으로 구분되도록 일렬로 배열되게 레이저 커팅하여 성형판재를 형성하는 레이저 커팅단계(S10);
레이저 커팅된 성형판재를 판재공급수단을 이용하여 프로그레시브 금형의 일측으로 공급하고, 공급된 성형판재(1)의 테두리부를 노칭 절단하는 노칭 절단단계(S20);
노칭 절단된 성형판재의 표면 선택된 부분에 관통홀(16)이 형성되게 가공하는 홀가공 단계(S30);
홀가공 단계를 거친 후 좌우측벽부(12)의 테두리부를 하향 절곡시켜 좌우측벽날개(13)를 형성하는 좌우측벽날개 성형단계(S40);
전후측벽부(14)의 테두리부 중 좌우측벽부(12)가 위치된 방향의 테두리부를 상향 절곡시켜 전후측벽날개(15)를 형성하는 전후측벽날개 성형단계(S50);
전후측벽날개 성형단계를 거친 후 좌우측벽부(12)를 베이스부(11)에 대해 상향 절곡되게 벤딩가공하여 베이스부의 좌우측에 측벽을 형성하는 좌우측벽 성형단계(S60);
전후측벽 성형단계를 거친 후 경계영역(20)으로 서로 연결된 단위체(10)를 절단툴(72)로 절단하여 낱개의 분리된 단위체로 형성하는 경계영역 절단단계(S70);
상기 단위체 성형단계(S70)에서 경계영역을 절단하여 낱개의 단위체로 형성함과 동시에 작동되면서 상기 전후측벽부(14)를 베이스부(11)에 대해 상향 절곡시켜 상기 전후측벽날개(15)가 좌우측벽부(12)의 양쪽 내측면에 위치되게 벤딩가공하는 전후측벽 성형단계(S80);
를 통해 보강브라켓을 제조하는 것을 특징으로 하는 차량용 사이드프레임의 보강브라켓 제조방법.