KR20130038635A - 하이드로포밍 공법을 이용한 t형 연결부 제조장치 및 이를 이용한 t형 연결부 제조방법 - Google Patents

하이드로포밍 공법을 이용한 t형 연결부 제조장치 및 이를 이용한 t형 연결부 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 원통형의 중공관이 놓여지는 하부금형과, 상기 하부금형의 상부에 위치하며, 상기 하부금형에 놓여진 원통형의 중공관을 상부에서 가압시키는 상부금형과, 상기 하부금형과 상기 상부금형의 양측면에 위치하며, 상기 하부금형에 놓여진 원통형의 중공관을 양측면에서 가압시키는 측부금형과, 상기 측부금형의 일단에 각각 구비되며, 상기 하부금형과 상부금형 및 측부금형 사이를 밀폐시키는 밀폐수단과, 상기 밀폐수단과 상기 측부금형을 통해 상기 하부금형에 놓여진 원통형의 중공관에 유체를 유입시키는 유체유입수단 및 상기 하부금형과 상부금형 및 측부금형에 의해 T형으로 변형된 원통의 중공관의 돌출부에 관통공을 형성하는 펀치를 포함하는 하이드로포밍 공법을 이용한 T형 연결부 제조장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 고정된 하부금형의 상부에 원통형의 중공관을 공급하는 단계와, 원통형의 중공관의 내부에 유체를 공급하며, 상부금형과 측부금형 및 밀폐수단을 이동시켜 원통형의 중공관을 가압하는 단계 및 상기 하부금형과 상부금형 및 측부금형에 의해 T형으로 변형된 중공관의 돌출부에 관통공을 형성하는 단계를 포함하는 하이드로포밍 공법을 이용한 T형 연결부 제조방법을 제공한다.
따라서, 하이드로포밍 공법을 이용하여 용접부위 없이 일체형으로 T형 연결부를 제조할 수 있어, T형 연결부의 내구성을 향상시킬 수 있고, 용접공정의 생략으로 인하여 작업공정을 감소시킬 수 있으며, 그로 인하여 비용을 절감시킬 수 있다.

Description

하이드로포밍 공법을 이용한 T형 연결부 제조장치 및 이를 이용한 T형 연결부 제조방법{Hydroforming method of construction with T type connections joint manufacture device and method using the sam}
본 발명은 하이드로포밍 공법을 이용한 T형 연결부 제조장치 및 이를 이용한 T형 연결부 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 용접 공정을 생략하여 내구성을 증가시킬 수 있도록 하이드로포밍 공법을 이용한 T형 연결부 제조장치 및 이를 이용한 T형 연결부 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 제조자들은 자동차에 부품을 적용함에 있어서, 저가이면서 경량이고 기존의 제품에 비해 상대적으로 고강도 성질을 갖는 부품을 제조하기 위하여 연구를 계속하고 있는 실정이다. 이러한 경량의 고강도 부품을 제조하기 위한 방법 중 최근에 가장 많이 사용되고 있는 방법이 액압성형법(Hydroforming method)이다.
현재 하이드로포밍 방법에 의한 성형은 일반적으로 벤딩, 프리포밍, 하이드로포밍, 후처리 순으로 이루어지고 있다. 벤딩 공정에서는 CNC 벤딩기를 이용하여 조관된 튜브에 굽힘 가공을 실시하며, 프리포밍 공정에서는 일반 스탬핑 프레스를 이용하여 설계된 제품 형상에 최대한 가깝게 하면서 하이드로포밍 금형에 튜브를 장착할 수 있게 성형하며, 하이드로포밍 공정에서는 하이드로포밍 금형안의 공동 내에 튜브를 장착하여 금형을 폐쇄시킨 후 튜브 안에 유체를 충진시키고 일정 압력을 가해 최종 형상의 제품을 성형한다.
한편, T형 배기관은 자동차의 다운파이프 시스템으로 촉매 변환기 후방과 머플러 전방에 연결되는 자동차의 배기계를 구성하는 배기시스템의 일부이다. 기존 T형 배기관의 제조방법은 두 개의 벤딩 튜브와 두 개의 스탬핑 부품을 용접하고, 그 하측에 벨로우즈를 용접하여 제작하였으나, 이러한 기존 방식에 의한 제조 방법은 공정수의 증가 및 용접부의 증가로 인하여 제품의 원가 상승 및 용접부로 인하여 내구성이 취약하다는 문제점이 있었다.
본 발명은 하이드로포밍 공법을 이용하여 T형 연결부를 용접부위 없이 일체형으로 제조함으로 인하여 용접부위 및 작업공정 수를 감소시켜 생산성 향상 및 제품의 원가를 감소시킬 수 있고, 내구성을 향상시킬 수 있는 T형 연결부의 제조장치 및 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 원통형의 중공관이 놓여지는 하부금형과, 상기 하부금형의 상부에 위치하며, 상기 하부금형에 놓여진 원통형의 중공관을 상부에서 가압시키는 상부금형과, 상기 하부금형과 상기 상부금형의 양측면에 위치하며, 상기 하부금형에 놓여진 원통형의 중공관을 양측면에서 가압시키는 측부금형과, 상기 측부금형의 일단에 각각 구비되며, 상기 하부금형과 상부금형 및 측부금형 사이를 밀폐시키는 밀폐수단과, 상기 밀폐수단과 상기 측부금형을 통해 상기 하부금형에 놓여진 원통형의 중공관에 유체를 유입한는 유체공급수단 및 상기 하부금형과 상부금형 및 측부금형에 의해 T형으로 변형된 원통의 중공관의 돌출부에 관통공을 형성하는 펀치를 포함하는 하이드로포밍 공법을 이용한 T형 연결부 제조장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 고정된 하부금형의 상부에 원통형의 중공관을 공급하는 단계와, 원통형의 중공관의 내부에 유체를 공급하며, 상부금형과 측부금형 및 밀폐수단을 이동시켜 원통형의 중공관을 가압하는 단계 및 상기 하부금형과 상부금형 및 측부금형에 의해 T형으로 변형된 중공관의 돌출부에 관통공을 형성하는 단계를 포함하는 하이드로포밍 공법을 이용한 T형 연결부 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 하이드로포밍 공법을 이용한 T형 연결부 제조장치 및 이를 이용한 T형 연결부 제조방법은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 하이드로포밍 공법을 이용하여 용접부위 없이 일체형으로 T형 연결부를 제조할 수 있어, T형 연결부의 내구성을 향상시킬 수 있다.
둘째, 용접공정의 생략으로 인하여 작업공정을 감소시킬 수 있고, 그로 인하여 비용을 절감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이드로포밍 공법을 이용한 T형 연결부 제조장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 하부금형의 상부에 중공관이 공급된 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 중공관을 상부금형과 측부금형 및 밀폐수단으로 가압시키는 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 가압된 중공관의 돌출부에 펀치로 관통공을 형성하는 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 하이드로포밍 공법을 이용하여 T형 연결부의 제조가 완료된 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 하이드로포밍 공법을 이용한 T형 연결부를 제조하는 방법을 도시한 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면, 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이드로포밍 공법을 이용한 T형 연결부 제조장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 하부금형의 상부에 중공관이 공급된 상태를 도시한 도면이며, 도 3은 도 2에 도시된 중공관을 상부금형과 측부금형 및 밀폐수단으로 가압시키는 상태를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 가압된 중공관의 돌출부에 펀치로 관통공을 형성하는 상태를 도시한 도면이며, 도 5는 하이드로포밍 공법을 이용하여 T형 연결부의 제조가 완료된 상태를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 하이드로포밍 공법을 이용한 T형 연결부를 제조하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 일 실시 예에 따른 하이드로포밍 공법을 이용한 T형 연결부 제조장치(100)는 하부금형(110)과, 상부금형(120)과, 측부금형(130)과, 밀폐수단(140)과, 유체유입수단(150)과, 펀치(160)를 포함한다.
상기 하부금형(110)은 고정되며, 상기 하부금형(110)의 상부면에는 T형 연결부로 변형되는 원통형의 중공관(10)이 작업자에 의해 공급되어 놓여진다. 상기 하부금형(110)의 상부에는 이동수단(미도시)에 의해 이동되는 상부금형(120)이 위치한다.
상기 상부금형(120)은 상기 하부금형(110)의 상부면에 놓여진 상기 원통형의 중공관(10)을 상부에서 가압시키는 역할을 하며, 상기 상부금형(120)의 중앙부에는 후술되는 펀치(160)가 상하로 이동하는 이동홀(122)이 형성된다.
상기 하부금형(110)과 상기 상부금형(120)의 양측면에는 측부금형(130)이 위치한다. 상기 측부금형(130)은 이동수단(미도시)에 의해 이동되며, 상기 측부금형(130)은 상기 하부금형(110)의 상부면에 놓여진 원통형의 중공관(10)을 양측면에서 가압시키는 역할을 한다.
상기 측부금형(130)에는 후술되는 외부의 유체공급수단(150)에서 공급되는 유체를 상기 하부금형(110)의 상부면에 놓여진 원통형의 중공관(10)의 내부로 공급하는 유체공급홀(132)이 형성된다. 상기 유체공급홀(132)은 상기 하부금형(110)과 상기 상부금형(120)의 양측면에 위치하는 상기 측부금형(130)의 일측에 형성되는 것이 바람직하다.
상기 하부금형(110)과 상기 상부금형(120)의 양측면에 위치하는 상기 측부금형(130)의 일측에는 각각 밀폐수단(140)이 구비된다. 상기 밀폐수단(140)는 상기 하부금형(110)과 상기 상부금형(120) 및 상기 측부금형(130) 사이의 공간을 밀폐시키는 역할을 하며, 상기 밀폐수단(140)의 일측에는 후술되는 외부의 유체공급수단(150)에서 공급되는 유체를 상기 하부금형(110)의 상부면에 놓여진 원통형의 중공관(10)의 내부로 공급하는 유체공급공(142)이 형성된다
상기 밀폐수단(140)이 상기 하부금형(110)과 상기 상부금형(120) 및 상기 측부금형(130) 사이의 공간을 밀폐시킴으로 인하여, 외부에서 원통형의 중공관(10) 내부로 공급된 유체가 원통형의 중공관(10) 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
상기 상부금형(120)과 상기 측부금형(130) 및 상기 밀폐수단(140)은 각각에 결합된 이동수단(미도시)에 의해 이동될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 하나의 이동수단(미도시)에 의해 이동될 수 있다.
상기 유체공급수단(150)은 상기 밀폐수단(140)과 상기 측부금형(130)을 통해 상기 하부금형(110)의 상부면에 놓여진 원통형의 중공관(10) 내부로 유체를 공급하는 역할을 한다. 상기 유체공급수단(150)은 상기 측부금형(130)의 외부에 구비되어, 별도의 공급배관(미도시)을 이용하여 상기 밀폐수단(140)과 상기 측부금형(130)을 통해 원통형의 중공관(10) 내부로 유체를 공급하는 것이 바람직하다.
상기 유체공급수단(150)에서 원통형의 중공관(10) 내부로 공급되는 유체에 의해 원통형의 중공관(10)이 상기 하부금형(10)과 상기 상부금형(120) 및 상기 측부금형(130)의 가압에 의해 파손되지 않고 작업자가 원하는 모양으로 변형되게 된다.
상기 펀치(160)는 고정된 상기 하부금형(110)의 상부면에 놓여진 원통형의 중공관(10)을 상기 상부금형(120)과 상기 측부금형(130)이 이동하면서 가압하여 변형된 원통형의 중공관(10)에 관통공(14)을 형성하는 역할을 한다.
상기 펀치(160)는 상기 상부금형(120)의 중앙부에 형성된 이동홀(122)을 통하여 상하로 이동하면서 원통형의 중공관(10)에 관통공(14)을 형성한다. 상기 이동홀(122)으로는 상기 펀치(160)만 상하로 이동되는 것이 아니며, 상기 하부금형(110)과 상기 상부금형(120) 및 상기 측부금형(130)의 가압에 의해 변형되는 원통형의 중공관(10)의 돌출부(12)가 삽입된다. 상기 관통공(14)는 상기 하부금형(110)과 상기 상부금형(120) 및 상기 측부금형(130)의 가압에 의해 변형되어 돌출되는 원통형의 중공관(10)의 돌출부(12)에 형성되어, 본 발명에 따른 T형 연결부가 제조되게 된다.
도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 하이드로포밍 공법을 이용한 T형 연결부 제조방법은 중공관(10)을 공급하는 단계(S10)와, 중공관(10)의 내부에 유체를 공급하고, 금형을 이동시켜 중공관(10)을 가압하는 단계(S20)와, 변형된 중공관(10)의 돌출부(12)에 관통공(14)을 형성하는 단계(S30)를 포함한다.
중공관(10)을 공급하는 단계(10)는, 고정된 하부금형(110)의 상부면에 작업자에 의해 원통형의 중공관(10)을 공급하는 단계이며, 상기 하부금형(110)의 상부에는 상부금형(120)이 위치하고, 상기 하부금형(110)과 상기 상부금형(120)의 양측면에는 측부금형(130)이 위치한다.
중공관(10)의 내부에 유체를 공급하고, 금형을 이동시켜 중공관(10)을 가압하는 단계(S20)는, 상기 하부금형(110)과 상기 상부금형(120) 및 상기 측부금형(130) 사이의 공간부에 위치하는 원통형의 중공관(10)을 밀폐수단(140)에 의해 밀폐시킨 후 외부에 구비된 유체공급수단(150)에 의해 유체를 원통형 중공관(10) 내부에 공급하면서 상기 하부금형(110)과 상기 상부금형(120) 및 상기 측부금형(130)을 이동시켜 원통형의 중공관(10)을 외측에서 가압하는 단계이다.
상기 단계는, 원통형의 중공관(10) 내부에 유체를 공급하는 단계(S22)와, 상부금형(120)과 측부금형(130) 및 밀폐수단(140)을 이동수단에 의해 이동시키는 단계(S24)와, 하부금형(110)과 상부금형(120) 및 측부금형(130)을 이용하여 원통형의 중공관(10)을 가압시켜 변형시키는 단계(S26)로 세분화된다.
상기 단계(S20)를 거친 후 T형으로 변형된 중공관(10)의 돌출부(12)에 펀치(160)를 이용하여 관통공(14)을 형성하면, T형 연결부가 제조되게 된다.
본 발명에 따른 하이드로포밍 공법을 이용한 T형 연결부의 제조방법에서 T형 연결부의 제조장치의 세부적인 작동 과정은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이드로포밍 공법을 이용한 T형 연결부 제조장치에서 설명된 바, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
따라서, 하이드로포밍 공법을 이용하여 용접부위 없이 일체형으로 T형 연결부를 제조할 수 있어, T형 연결부의 내구성을 향상시킬 수 있고, 용접공정의 생략으로 인하여 작업공정을 감소시킬 수 있으며, 그로 인하여 비용을 절감시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10 : 중공관 12 : 돌출부
14 : 관통공 100 : T형 연결부 제조장치
110 : 하부금형 120 : 상부금형
122 : 이동홀 130 : 측부금형
132 : 유체공급홀 140 : 밀폐수단
142 : 유체공급공 150 : 유체공급수단
160 : 펀치

Claims (6)

  1. 원통형의 중공관이 놓여지는 하부금형;
    상기 하부금형의 상부에 위치하며, 상기 하부금형에 놓여진 원통형의 중공관을 상부에서 가압시키는 상부금형;
    상기 하부금형과 상기 상부금형의 양측면에 위치하며, 상기 하부금형에 놓여진 원통형의 중공관을 양측면에서 가압시키는 측부금형;
    상기 측부금형의 일단에 각각 구비되며, 상기 하부금형과 상부금형 및 측부금형 사이를 밀폐시키는 밀폐수단;
    상기 밀폐수단과 상기 측부금형을 통해 상기 하부금형에 놓여진 원통형의 중공관에 유체를 공급하는 유체공급수단; 및
    상기 하부금형과 상부금형 및 측부금형에 의해 T형으로 변형된 원통의 중공관의 돌출부에 관통공을 형성하는 펀치를 포함하는 하이드로포밍 공법을 이용한 T형 연결부 제조장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부금형과 측부금형 및 상기 밀폐수단은 각각의 이동수단 또는 하나의 이동수단에 의해 동시에 이동하는 하이드로포밍 공법을 이용한 T형 연결부 제조장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부금형의 중앙부에는 상기 펀치가 상하로 이동하는 이동홀이 형성되는 하이드로포밍 공법을 이용한 T형 연결부 제조장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 측부금형에는 외부에서 공급되는 유체를 상기 하부금형의 상부에 놓여진 원통형의 중공관으로 공급하는 유체공급홀이 형성되는 하이드로포밍 공법을 이용한 T형 연결부 제조장치.
  5. 고정된 하부금형의 상부에 원통형의 중공관을 공급하는 단계;
    원통형의 중공관의 내부에 유체를 공급하며, 상부금형과 측부금형 및 밀폐수단을 이동시켜 원통형의 중공관을 가압하는 단계; 및
    상기 하부금형과 상부금형 및 측부금형에 의해 T형으로 변형된 중공관의 돌출부에 관통공을 형성하는 단계를 포함하는 하이드로포밍 공법을 이용한 T형 연결부 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 상부금형과 측부금형 및 밀폐수단은 각각의 이동수단 또는 하나의 이동수단에 의해 동시에 이동하여, 상기 하부금형에 놓여진 원통형의 중공관을 가압 및 감압시키는 하이드로포밍 공법을 이용한 T형 연결부 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR20170003177U (ko) 2017-05-22 2017-09-12 삼원동관 주식회사 분지형 파이프 성형 장치 및 이에 의하여 성형된 분지형 파이프
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