KR100457635B1 - 브레이징에 적합한 절곡면을 갖는 부재의 성형방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 공기조화에 적용되는 열교환기의 헤더 즉, 원통형으로 이루어지는 탱크의 상부를 복개시키기 위해서 브레이징공정을 통하여 설치되는 절곡면을 갖는 부재의 성형방법을 제공함에 의해 달성되게 되는데, 이 성형방법은 원재를 피더에 의해 일정길이씩 공급시키며 프레스를 이용해 블랭킹공정으로 소정의 소재를 뽑아내고 이 소재를 단조 프레스금형과 단조콤파운드금형을 이용해 순차적으로 포밍공정을 이루어 1차성형을 이루도록하는 콤파운드워킹단계; 상기 1차성형을 이룬 소재를 단조 프레스금형을 이용하여 포밍공정을 이루어 2차성형을 이루도록하는 단계 및; 상기 2차성형을 이룬 소재를 단조 프레스금형을 이용해 벤딩공정을 이루어 3차성형을 이루는 단계를 거쳐서 부재의 절곡모서리를 가능한 적은 반경을 가지게 하여서 상대물과의 접합면적을 증대시켜 접합 불량을 방지함은 물론 내진 및 내구성을 향상시키게 된다.

Description

브레이징에 적합한 절곡면을 갖는 부재의 성형방법{Method of forming a material with curved surfaces suitable for brazing}

본 발명은 자동차의 공기조화에 적용되는 열교환기의 헤더 즉, 원통형으로 이루어지는 탱크의 상부를 복개시키기 위해서 브레이징공정을 통하여 설치되는 상부캡의 성형방법에 관한 것으로, 특히 절곡모서리를 가능한 적은 반경을 가지게 하여서 접합 불량을 방지시킬 수 있는 브레이징에 적합한 절곡면를 갖는 부재의 성형방법에 관한 것이다.

원통형으로 이루어지는 헤더의 상부를 복개시키기 위해서 브레이징 공정을 통하여 설치되는 절곡면을 갖는 부재는 현재까지 여러가지가 개발되어 사용되고 있는데, 그 일례를 들어 설명하면 도 1a는 자동차 공기조화에 적용되는 열교환기를 보이고 있다. 이 열교환기는 원통형의 단면을 갖는 헤더(1)와 이 헤더(1)의 일측에 수평방향으로 배치되는 수열의 튜브(2)로 구성되어 있다. 이렇게 구성되는 열교환기는 헤더(1)를 통하여 유입된 열매체가 튜브들(2)로 분배 회류되게 하면서 목적하는 열교환을 이루게 된다. 여기서, 헤더(1)는 대략 원통형으로 이루어지는 탱크로서, 이 헤더(1)의 상,하부는 별도의 복개부재를 이용하여 막음처리케 하고 있다.

이렇게 헤더(1)의 상,하부 막음 처리를 위해 사용되는 복개부재 중 헤더(1)의 상부측을 막음처리하는 부재 즉, 상부캡(3)은 통상 프레스공정을 통해 가압 성형시키고 있는데, 이러한 상부캡(3)의 성형공정을 보면 대략 1차 트리밍공정과 2,3,4차 드로잉공정과, 5차트리밍공정 그리고, 최종적으로 6차벤딩공정을 이루워상부캡(3)을 가압성형하게 된다. 여기서, 적어도 2회이상의 드로잉공정을 통해 다단계적으로 절곡성형하여 헤더(1)와의 브레이징으로 위한 접합면이 제공되는 상부캡(3)의 절곡면들(4)중 내측의 절곡면 하부 모서리(4a)의 절곡반경이 커, 다시설명하면 프레스성형시 소재의 크랙을 고려하여 최소 반경을 유지하여야 하는 것으로 도 1b에서와 같이 헤더(1) 내벽과의 접합면적이 감소되고 있으며, 이러한 접합면적 감소는 밀착성을 떨어뜨리고 더 나아가 브레이징 불량이 발생함과 동시에 제품의 내진 및 내구성이 저조해지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로, 그 목적은 단조프레스를 이용해 포밍과 벤딩공정을 통해 상부캡을 가압성형하여 절곡면의 모서리 반경을 최소로 줄이게함으로서, 헤더 내벽과의 접합면적을 증대시키고 따라서, 밀착성을 향상시키어 브레이징 불량을 방지하고 제품의 내진 및 내구성을 향상시키는 브레이징에 적합한 절곡면을 갖는 부재의 성형방법을 제공하는 것이다.

이러한 본 발명의 목적은 자동차의 공기조화에 적용되는 열교환기의 헤더 즉, 원통형으로 이루어지는 탱크의 상부를 복개시키기 위해서 브레이징공정을 통하여 설치되는 절곡면을 갖는 부재의 성형방법을 제공함에 의해 달성되게 되는데, 이 성형방법은 원재를 피더에 의해 일정길이씩 공급시키며 프레스를 이용해 블랭킹공정으로 소정의 소재를 뽑아내고 이 소재를 단조 프레스금형과 단조콤파운드금형을 이용해 순차적으로 포밍공정을 이루어 1차성형을 이루도록하는 콤파운드워킹단계; 상기 1차성형을 이룬 소재를 단조 프레스금형을 이용하여 포밍공정을 이루어 2차성형을 이루도록하는 단계 및; 상기 2차성형을 이룬 소재를 단조 프레스금형을 이용해 벤딩공정을 이루어 3차성형을 이루는 단계를 거쳐서 부재의 절곡모서리를 가능한 적은 반경을 가지게 하여서 상대물과의 접합면적을 증대시켜 접합 불량을 방지시킬 수 있게 된다.

도 1a는 일반적인 자동차 열교환기의 헤더에 절곡면을 갖는 부재가 접합된 모습을 보여 주는 단면도,

도 1b는 도 1a의 부분 확대단면도,

도 2는 본 발명 절곡면을 갖는 부재의 성형방법의 1단계공정을 보인 프레스의 단면도,

도 3은 본 발명 절곡면을 갖는 부재의 성형방법의 2,3단계 공정을 보인 프레스의 단면도,

도 4a,4b,4c,4d는 본 발명 절곡면을 갖는 부재의 성형과정을 보인 설명도,

도 5는 본 발명 성형방법에 의해 얻어진 부재가 헤더에 접합된 모습을 보인 확대 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 제1프레스 14,16 : 금형

20 : 소재 20a : 크래드

30 :제2프레스 32,34 : 단조프레스

다음 본 발명의 일 실시예에 관해 상세히 설명하겠다. 도 2 및 도 3에는 본 발명에 따른 부재의 성형을 위한 단조프레스금형을 갖는 프레스를 보이고 있다. 이러한 프레스는 통상의 것을 이용하고 있는 것으로, 본 발명에서 특징적인 기술은 단조프레스금형을 이용한 단조방식으로 성형하는 것이다.

도 2에는 콤파운드워킹을 위한 제1프레스(10)를 보이고 있다. 여기서, 제1프레스(10)는 피더에 의해 일정길이씩 공급되는 원재를 블랭킹을 위한 금형에 의해 소정의 형태로 따내지고, 이렇게 따내진 소재(20)는 포밍을 위한 금형(14)과 단조콤파운드를 위한 금형(16)들을 이용해 1차성형을 이룬다. 이때 소재(20)의 1차성형모습은 상면이 가장자리에서 중앙으로 가며 점차적으로 내려앉는 만곡면으로 이루어지고 측벽은 상부에서 하부로가며 점차적으로 외향으로 벌어지도록하여서 도 4b에서와 같이 그 측단면이 "M"자 형상을 갖는데, 여기서 소재(20)의 표면에 소정의 두께로 도포되어 있는 크래드(20a)는 금형의 가압력에 의해서 소재(20)의 절곡 모서부분과 측벽 단부측으로 편중된다.

도 3에는 2,3차성형을 위한 제2프레스(30)을 보이고 있다. 제2프레스(30)는 1차성형을 완료한 소재(20)를 포밍을 위한 단조프레스금형(32)과 벤딩을 위한 단조프레스금형(34)들을 이용하여 순차적으로 2,3차형성을 이루게 되는데, 먼저 2차성형의 모습을 보면 상기 1차성형에서 "M"자형 모습으로 성형된 소재(20)가 도 4c에서와 같이 상기 1차성형에서 만곡면으로 이룬 중앙부가 수평면으로 가압성형됨과 동시에 측벽을 적당한 높이에서 외향으로 절곡하여 내향에서 외향으로 가며 점차적으로 내려앉는 구배를 가지도록 하였다. 이때 크래드(20a)는 측벽 외향면에 편중되며 여기서, 크래드(20a)가 측벽 외향면에 집중되는 것은 브레이징공정을 더욱 향상시키게 될 것이다.

그리고 3차성형은 최종공정으로서, 부재의 완성단계이다. 이러한 3차성형은 단조프레스금형(34)을 이용하여 소재(20) 수평면의 중앙부에 상기 1차성형에서의 절곡방향과는 반대 방향으로 성형되는 융출부와 2차성형에서의 이룬 측벽을 "U"자형상으로 절곡시키어서 부재를 완성하게 된다. 이때 중앙부와 측벽이 맞나는 외향측의 모서리 부분이 도 4d에서와 같이 직각에 가까운 적은 반경을 가지게 되며, 이러한 것은 도 5에서와 같이 헤더(1) 내주벽과의 접촉면적을 증대시키게 되어 접합성을 높이게 된다.

본 발명의 절곡면을 갖는 부재의 성형방법의 효과를 설명하면, 본 발명은 부재의 절곡 모서리부를 가능한 적은 반경을 가지게 하여 부재와 상대물의 접합을 이루는 면적을 증대시키게 함으로서, 밀착성을 향상시키고 따라서, 브레이징 불량방지는 물론, 내진 및 내구성을 향상시키며, 제품의 신뢰성을 높이는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명의 일 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 이에국한되지 않고 청구범위에 기재된 범위내에서 변경이 가능할 것이다.

Claims (3)

1. 원재를 피더에 의해 일정길이씩 공급시키며 프레스를 이용해 블랭킹공정으로 소정의 소재를 뽑아내고 이 소재를 포밍을 위한 금형과 단조콤파운드를 위한 금형들을 이용해 소재를 "M"자형상으로 1차성형을 이루도록하는 콤파운드워킹단계;

   상기 1차성형을 완료한 소재를 포밍을 위한 단조 프레스금형으로 상기 1차성형에서 만곡면으로 이룬 중앙부를 수평면으로 가압성형과 동시에 벤딩을 위한 단조프레스금형을 이용하여 소재의 측벽을 적당한 높이에서 외향으로 절곡하여 내향에서 외향으로 가며 점차적으로 내려앉는 구배를 가지도록 포밍공정을 이루어 2차성형을 이루도록하는 단계; 및

   상기 2차성형을 이룬 소재를 단조 프레스금형을 이용해 상기 2차성형단계에서 이룬 소재의 수평면 중앙부를 상기 1차성형에서의 절곡방향과는 반대방향으로 성형되는 융출부와 상기 2차성형에서 이룬 측벽을 "U"자형상으로 절곡시키는 벤딩공정을 이루어 3차성형을 이루는 단계를 포함하여서된 것을 특징으로하는 브레이징에 적합한 절곡면을 갖는 부재의 성형방법
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