KR101573111B1 - 자동차용 배기구 팁의 제조방법 및 배기구 팁 성형용 금형 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 엔진과 연계되는 머플러에 설치하여 배기가스를 배출하도록 한 배기구의 단부를 마감하는 배기구 팁을 제조하기 위한 제조방법과 위와 같은 배기구 팁 제조방법에 사용되는 배기구 팁 제조용 금형장치에 관한 것이다.
본 발명은 소재 원판을 구하기 위한 재단(cutting)공정(A), 소재 원판에 수평을 이루는 굴곡부를 형성하기 위한 밴딩(bending)공정(B), 굴곡부가 형성된 소재 원판을 원통 형상으로 구부려 용접하는 컬링(curling) 및 용접공정(C), 단부를 수직으로 구부려 마감하기 위한 성형(pressing)공정(D) 등으로 이루어진다.
본 발명은 배기구 팁의 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 배기구 팁의 생산원가를 절감할 수 있는 등의 효과가 있다.

Description

자동차용 배기구 팁의 제조방법 및 배기구 팁 성형용 금형{Exhaust Tip manufacture method and Exhaust Tip pressing apparatus}

본원 발명은 자동차용 배기구 팁의 제조방법 및 배기구 팁 성형용 금형에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 자동차의 엔진과 연계되는 머플러에 설치하여 배기가스를 배출하도록 한 배기구의 단부를 마감하는 배기구 팁을 제조하기 위한 제조방법과 위와 같은 배기구 팁 제조방법에 사용되는 배기구 팁 성형용 금형을 제공하기 위한 것이다.

차량의 엔진에서 발생되는 배기가스는 리어 배기파이프를 통해 배출되고, 리어 배기파이프와 연계된 머플러는 소음을 줄여준 후에 배기구(테일 배기파이프)를 통해 외부로 배출된다.

근래에 들어 차량의 외관 디자인에 대한 소비자의 욕구가 높아지면서 차량의 외부에 노출되는 배기구에도 장식성 팁(tip)을 마감재로 사용하는 경우가 늘고 있다.

그리고, 최근에는 자동차의 미적 고려를 위해 머플러의 배기구가 범퍼와 일체를 이루도록 한 형태를 취하는 경우도 많은데, 머플러의 배기구가 범퍼와 일체를 이루도록 하기 위해서는 배기구의 단부를 마감하기 위한 별도의 배기구 팁을 설치하여야 하며, 위와 같은 배기구 팁은 서로 다른 방향으로 절곡되는 복수의 굴곡부가 형성될 수밖에 없다.

종래에는 롤러를 이용해 표면을 가공하는 드로잉 가공 및 열처리 가공과 여러 종류의 가공을 이용해 배기구 팁을 제조하였는데, 배기구 팁은 서로 다른 형태(방향)으로 절곡되는 굴곡부가 혼재하기 때문에 제조공정이 복잡할 수밖에 없다.

종래 이루어지던 배기구 팁의 제조공정을 보면, "파이프 형태의 소재에 대한 복수 회차의 드로잉 가공" → "드로잉 가공된 소재에 대한 열처리 가공(소둔)" → "드로잉 가공" → "1차 커팅 가공" → "트리밍 가공" → "컬링 가공" → "벌징 가공" → "2차 커팅 가공" → "버핑 가공" → "1차 블랭킹 가공" → "1차 밴딩 가공" → "2차 블랭킹 가공" → "2차 밴딩 가공" → "3차 블랭킹 가공" → "3차 밴딩 가공" 등과 같은 일련의 공정으로 제조한 굴곡진 원통형 몸체에 고정 브라켓을 부착하여 배기구 팁의 제조를 완료하고 있다.

상기한 바와 같은 종래의 배기구 팁 제조는 많은 가공공정으로 이루어질 뿐만 아니라 소재의 크랙을 방지하기 위해서는 반복적인 열처리 가공을 진행해야 하기 때문에 생산성이 떨어지고 배기구 팁의 제조에 따른 원가가 비싸질 수밖에 없으며, 많은 가공 장비를 이용하여야 할 뿐만 아니라 그 운용에 따른 많은 작업 인력이 필요한 점 역시 원가상승의 요인으로 작용하고 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래 배기구 팁의 제조에 따른 문제점을 일소하기 위해 창출한 것으로서, 좀더 간단한 공정을 통해 배기구 팁의 제조를 완료할 수 있도록 함으로써 배기구 팁의 생산성을 향상하고 생산원가의 절감을 꾀할 수 있도록 함에 기술적 과제의 주안점을 두고 완성한 자동차용 배기구 팁의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 배기구 팁의 마무리 성형 가공(pressing)에 최적화 된 금형장치를 제공하고자 함에 있다.

상기한 기술적 과제를 실현하기 위한 본 발명은 소재 원판을 구하기 위한 재단(cutting)공정, 소재 원판에 수평을 이루는 굴곡부를 형성하기 위한 밴딩(bending)공정, 굴곡부가 형성된 소재 원판을 원통 형상으로 구부려 용접하는 컬링(curling) 및 용접공정, 단부를 수직으로 구부려 마감하기 위한 성형(pressing)공정 등으로 이루어짐을 기술적 특징으로 하는 것이다.

본 발명에서 제시하는 배기구 팁 제조방법은 간단한 공정수로 배기구 팁을 제조할 수 있는 것으로, 본 발명에 의하면 배기구 팁의 생산성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 배기구 팁의 생산원가를 절감할 수 있는 등의 효과가 있다.

도 1은 본 발명에서 제시하는 배기구 팁 제조방법의 공정도.
도 2는 본 발명에 의해 가공된 소재 원판의 일실시예를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 의해 소재 원판이 컬링 가공된 상태를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 의해 제조가 완료된 배기구 팁의 일실시예를 도시한 사시도.
도 5는 본 발명에서 제시하는 배기구 팁 성형용 금형의 구성을 설명하기 위한 참고 단면도.
도 6 [A],[B],[C]는 배기구 팁 성형용 금형의 작용관계를 설명하기 위한 참고 단면도.

도 1에 본 발명에서 제시하는 배기구 팁 제조방법의 공정도가 도시되는데, 도시된 바를 통해 본 발명은 소재 원판을 구하기 위한 재단(cutting)공정(A), 소재 원판에 수평을 이루는 굴곡부를 형성하기 위한 밴딩(bending)공정(B), 굴곡부가 형성된 소재 원판을 원통 형상으로 구부려 용접하는 컬링(curling) 및 용접공정(C), 단부를 수직으로 구부려 마감하기 위한 성형(pressing)공정(D) 등으로 이루어짐을 확인할 수 있는바, 각 공정의 상세한 실시는 하기와 같이 이루어진다.

재단공정 - 본 공정은 완성되는 배기구 팁을 전개한 형태의 소재 원판을 구하기 위한 공정으로서, 절단수단(프레스 등) 또는 레이저 커팅수단 등을 이용하여 판상의 금속 소재를 배기구 팁을 제조하기 위한 적의의 형태로 절단한다.

밴딩공정 - 본 공정은 배기구 팁이 가지는 굴곡을 형성하기 위한 공정으로서, 절곡 프레스 또는 포밍기 등과 같은 수단을 이용하여 소재 원판(1a) 상에 수평을 이루게 절곡되는 수평 굴곡부(3a)를 형성한다.(도 2 참조)

컬링 및 용접공정 - 본 공정은 배기구 팁의 형태를 구현하기 위한 공정으로서, 배기구 팁의 외관에 맞추어 제조된 성형틀에 수평 굴곡부(3a)가 형성된 소재 원판(1a)을 투입한 다음 밴딩수단을 이용해 소재 원판(1a)을 구부려 소재 원판(1a)의 양단부가 접하도록 한 상태에서 용접수단을 이용해 소재 원판(1a)의 양단부를 용접함으로써 용접부(M)에 의해 소재 원판(1a)이 배기구 팁의 외관 형태를 유지하도록 성형한다.

상기 컬링 및 용접공정은 성형틀 및 밴딩수단과 용접수단을 일체화시킨 장비를 이용하여 하나의 순차적 공정으로 완성할 수 있다.

상기와 같은 밴딩공정과 컬링 및 용접공정을 통해 몸체(2)의 축방향과 직교를 이루는 수평 굴곡부(3a)를 형성할 수 있었으며, 성형된 몸체(2)의 상단에 마련되는 배기부(2a)에는 바깥쪽으로 신장하는 날개판(W)을 형성할 수 있었다.(도 3 참조)

성형공정 - 본 공정은 배기부(2a)에 형성된 날개판(W)을 가공하여 배기구 팁 제조를 마무리하기 위한 공정으로서, 성형 금형을 구비하는 프레스 장비에 컬링 및 용접된 소재를 투입한 다음 배기부(2a)에 형성된 날개판(W)을 하방으로 수직 절곡시켜 배기부(2a)의 단부에 하방으로 신장하는 치마부(3b)가 형성되도록 함으로써 배기구 팁(1)의 제조를 마무리한다.

이상의 공정을 통해 제조된 배기구 팁(1)을 구현할 수 있었으며, 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 의해 제조되는 배기구 팁(1)은 몸체(2)와 상단의 배기부(2a)가 일체를 이루는 것으로, 몸체(2)와 배기부(2a)에는 수평 굴곡부(3a)와 수직으로 절곡된 치마부(3b)가 혼재한다. 즉, 배기구 팁(1)의 몸체(2)에는 몸체(2)의 축방향과 직교하는 하나 이상의 수평 굴곡부(3a)가 형성되고, 배기부(2a)의 단부에는 몸체(2)의 축방향으로 하향 절곡된 치마부(3b)가 형성된다.

도 5에 본 발명에서 제시하는 배기구 팁 성형용 금형(10)의 바람직한 실시예가 도시되는데, 도시된 바와 같이 배기구 팁 제조금형(10)은 프레스 장비의 작업대 상부에 고정·설치되는 하부 금형(20)과 프레스 장비의 승하강 로드에 부착·설치되어 승하강하는 상부 금형(30)으로 이루어진다.

상기 하부 금형(20)은 성형하고자 하는 배기구 팁의 내부 형태와 일치하는 성형 코어(21)를 설치하고, 성형 코어(21)의 주변에 배기구 팁의 외부 형태를 수용할 수 있는 압착면(22a)이 구비되는 슬라이딩 클램프(22)를 설치하며, 슬라이딩 클램프(22)는 하부 금형(20) 일측에 설치되는 클램프 구동수단(23)의 구동에 의해 성형 코어(21) 방향으로 전진하거나 역방향으로 후진할 수 있도록 하고, 성형 코어(21)의 하방에는 이젝트 핀(24)을 설치하여 이젝트 승하강수단(25)에 의해 승하강하도록 구성한다.

상기 상부 금형(30)은 성형 코어(21)와 대응하는 성형 블럭(31)을 설치하고, 성형 블럭(31)에는 성형하고자 하는 배기구 팁(1)의 배기부(2a) 상단에 형성되는 날개판(W)을 프레싱하여 치마부(3b)의 외부 형상을 성형하기 위한 성형홈(32)을 설치하여 성형홈(32)의 성형 블럭(31)과 성형홈(32)의 경계지점에 성형 블레이드(33)가 형성되도록 구성한다.

이때, 상기 하부 금형(20)에 설치되는 클램프 구동수단(23)과 이젝트 승하강수단(25)은 프레스 장비의 동작(상부 금형을 승하강시키는 동작)과 연동하여 작동하도록 구성하여 사용하는 것으로, 하부 금형(20)의 성형 코어(21)에 성형 소재를 투입한 상태에서 프레스 장비를 동작시키면, "클램프 구동수단(23)에 의한 슬라이딩 클램프(22)의 전진" → "상부 금형(30)의 하강" → "상부 금형(30)의 승강" → "이젝트 승하강수단(25)에 의한 이젝트 핀(24)의 승강" → "클램프 구동수단(23)에 의한 슬라이딩 클램프(22)의 후진" → "이젝트 승하강수단(25)에 의한 이젝트 핀(24)의 하강" 등과 같은 일련의 동작이 순차적으로 이루어지도록 구성한다.

이상의 구성으로 된 배기구 팁 성형용 금형(10)은 프레스 장비의 구동휠 또는 구동실린더 등과 같은 승하강장치에 의해 승하강하도록 한 승하강로드에 상부 금형(30)을 설치하고, 프레스 장비의 작업대 상부에 하부 금형(20)을 설치하여 사용하는 것으로, 하부 금형(20)의 성형 코어(21)에 성형하고자 하는 소재(S)의 몸체(2)를 투입하여 성형 소재(S)의 몸체(2) 상단에 마련되는 배기부(2a)가 상부로 향하도록 한 상태에서 프레스 장비를 가동시키면 클램프 구동수단(23)이 구동하여 슬라이딩 클램프(22)를 성형 코어(21) 방향으로 전진시켜 성형 소재(S)가 슬라이딩 클램프(22)와 성형 코어(21) 사이에 개재되어 견고하게 고정되고, 이어 승하강장치에 의해 하강하는 승하강로드가 상부 금형(30)을 하강시켜 상부 금형(30)의 성형 블럭(31)의 성형홈(32)으로 슬라이딩 클램프(22) 및 성형 코어(21) 상부가 결합되게끔 상,하부 금형(30,20)이 조합되는데, 이 과정에서 성형 블럭(31)의 성형 블레이드(33)가 성형 소재(S)의 몸체 상단에 형성된 날개판(W)을 하방으로 절곡시켜 성형 소재(S)에 수직 하방으로 절곡되는 치마부(3b)가 형성된다.(도 6 [B] 참조)

소재에 대한 성형이 마무리되면 승하강장치에 의해 승강하는 승하강로드가 상부 금형(30)을 승강시키고, 이젝트 승하강수단(25)이 이젝트 핀(24)을 승강시켜 성형된 치마부(3b)가 슬라이딩 클램프(22) 상부에서 벗어나도록 함과 동시에 클램프 구동수단(23)이 구동하여 슬라이딩 클램프(22)를 성형 코어(21) 반대 방향으로 후진시켜 클램핑 상태를 해제시켜 치마부(3b)에 대한 성형이 완료된 배기구 팁(1)을 배출시킬 수 있으며,(도 6 [C] 참조) 곧바로 승하강수단(25)이 이젝트 핀(24)을 하강시키도록 작동한다.

1 : 배기구 팁 1a: 소재 원판
2 : 몸체 2a: 배기부
3a: 수평 굴곡부 3b: 치마부
10: 배기구 팁 성형용 금형 20: 하부 금형
21: 성형 코어 22: 슬라이딩 클램프
23: 클램프 구동수단 24: 이젝트 핀
25: 이젝트 승하강수단 30: 하부 금형

Claims (2)

1. 절단수단(프레스 등) 또는 레이저 커팅수단과 같은 이용하여 판상의 금속 소재를 배기구 팁을 제조하기 위한 적의의 형태로 절단하는 재단공정(A);
   절곡 프레스 또는 포밍기와 같은 수단을 이용하여 소재 원판(1a) 상에 좌우측방향으로는 평평하게 수평을 이루면서 상하측방향으로는 굴곡을 이루도록 절곡되는 수평 굴곡부(3a)를 형성하는 밴딩공정(B);
   배기구 팁의 외관에 맞추어 제조된 성형틀에 수평 굴곡부(3a)가 형성된 소재 원판(1a)을 투입한 다음 밴딩수단을 이용해 소재 원판(1a)을 좌우측방향으로 구부려 소재 원판(1a)의 좌,우 양측단부가 접하도록 한 상태에서 용접수단을 이용해 소재 원판(1a)의 좌,우 양측단부를 용접하는 컬링 및 용접공정(C);
   프레스 장비에 컬링 및 용접된 소재를 투입한 다음 배기부(2a)에 형성된 날개판(W)을 하방으로 수직 절곡시켜 배기부(2a)의 단부에 치마부(3b)가 형성되도록 하는 성형공정(D)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 배기구 팁의 제조방법.
2. 제1항의 방법으로 제조되는 자동차용 배기구 팁을 성형하는 금형으로써, 상부로 갈수록 직경이 좁아지는 구간을 포함하는 원통형의 몸체를 가지고, 내부는 관통되어 통공이 형성되면서 통공의 상단부는 배기부가 형성되며, 몸체로부터 배기부의 외측하방 쪽으로 연장형성되는 치마부를 구비하는 배기구 팁을 제조하기 위하여,
   프레스 장비의 작업대 상부에 고정·설치되는 하부 금형(20)과 프레스 장비의 승하강 로드에 부착·설치되어 승하강하는 상부 금형(30)으로 구성함에 있어서;
   상기 하부 금형(20)은 성형하고자 하는 배기구 팁(1)의 내부 형태와 일치하는 성형 코어(21)를 설치하고, 성형 코어(21)의 주변에 배기구 팁의 외부 형태를 수용할 수 있는 압착면(22a)이 구비되는 슬라이딩 클램프(22)를 설치하며, 슬라이딩 클램프(22)는 하부 금형(20) 일측에 설치되는 클램프 구동수단(23)의 구동에 의해 성형 코어(21) 방향으로 전진하거나 역방향으로 후진할 수 있도록 하고, 성형 코어(21)의 하방에는 이젝트 핀(24)을 설치하여 이젝트 핀(24)이 이젝트 승하강수단(25)에 의해 승하강하도록 구성하며;
   상기 상부 금형(30)은 성형 코어(21)와 대응하는 성형 블럭(31)을 설치하고, 성형 블럭(31)에는 성형하고자 하는 배기구 팁(1)의 배기부(2a) 상단에 형성되는 치마부(3b)의 외부 형상을 수용할 수 있는 성형홈(32)을 설치하여 성형홈(32)의 성형 블럭(31)과 성형홈(32)의 경계지점에 성형 블레이드(33)가 형성되도록 구성한 것을 특징으로 하는 배기구 팁 성형용 금형.

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