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KR101271396B1 - Device for forging self piercing rivet - Google Patents

Device for forging self piercing rivet Download PDF

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Publication number
KR101271396B1
KR101271396B1 KR1020110137646A KR20110137646A KR101271396B1 KR 101271396 B1 KR101271396 B1 KR 101271396B1 KR 1020110137646 A KR1020110137646 A KR 1020110137646A KR 20110137646 A KR20110137646 A KR 20110137646A KR 101271396 B1 KR101271396 B1 KR 101271396B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
self
piercing rivet
die
die member
pin member
Prior art date
Application number
KR1020110137646A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이문용
박병준
Original Assignee
주식회사 성우하이텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 성우하이텍 filed Critical 주식회사 성우하이텍
Priority to KR1020110137646A priority Critical patent/KR101271396B1/en
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

PURPOSE: A self-piercing rivet forging apparatus is provided to penetrate the upper plate of self-piercing connecting objects and to make the upper plate of the penetrating portion not to be completely sheared in the process of pressing in a lower plate, thereby reinforcing the connecting strength of the upper plate and lower plate by the penetrating portion. CONSTITUTION: A self-piercing rivet forging apparatus includes a first die member(20), a first fin member(30), a second die member(50), a second fin member(60), a third die member(80), and a third fin member(90). A cylindrical billet(101) is inserted into the first die member. The first fin member is inserted into the first die member and molds a centering groove(103) at the insertion end part of the billet. A reserve molding product, on which the centering groove is formed, is inserted into the second die member, and a plurality of protrusion parts(55) for molding a slit(5) are included in the inner side surface of the second die member. The second fin member is inserted into the second die member, is coupled to the protrusion parts, and extrudes and molds a shank part(3). The extrusion molding, in which the shank part is formed, is inserted into the third die member, and the head molding groove(85) for molding the head unit(1) is included in the third die member. The third fin member is insertably installed at the third die member and supports the extrusion molding.

Description

셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치 {DEVICE FOR FORGING SELF PIERCING RIVET}Self Piercing Rivet Forging Forming Equipment {DEVICE FOR FORGING SELF PIERCING RIVET}

본 발명의 실시 예는 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 두 장 이상의 접합 대상물을 관통하여 접합할 수 있는 셀프 피어싱 리벳을 단조 성형하기 위한 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 관한 것이다.Embodiment of the present invention relates to a self-piercing rivet forging molding apparatus, and more particularly to a self-piercing rivet forging molding apparatus for forging a self-piercing rivet that can be bonded through two or more pieces of the bonding object.

자동차 산업에서는 환경 문제에 따른 연비의 향상을 위해 알루미늄 합금과 플라스틱 재료 등의 사용을 통하여 차체의 경량화를 도모하고 있다.In the automobile industry, the use of aluminum alloys and plastic materials to improve fuel efficiency due to environmental problems has been aimed at reducing the weight of the vehicle body.

이를 위해 자동차 업계에서는 차체를 조립하는 통상적인 점 용접을 교체할 수 있는 접합 방법에 대한 고찰이 이루어지고 있다.For this purpose, in the automobile industry, a joining method capable of replacing conventional spot welding for assembling a vehicle body is being studied.

최근에 들어서는 이와 같은 기대에 맞는 접합방식으로서 셀프 피어싱 리벳 시스템(self piercing rivet system)을 이용한 셀프 피어싱 리벳 접합 방식을 채택하고 있다.Recently, a self piercing rivet joining method using a self piercing rivet system has been adopted as a joining method meeting these expectations.

셀프 피어싱 리벳 접합 방식은, 강판 등의 접합 대상물에 리벳 접합용 구멍을 가공하고 그 구멍에 리벳을 삽입 후 헤드부를 성형하여 접합 대상물을 접합하는 기존의 리벳팅 방식과 달리, 구멍을 가공하지 않고 유압 또는 공압으로 리벳을 접합 대상물에 압입하여 리벳을 소성 변형시킴으로써 접합 대상물을 접합하는 방식이다.The self-piercing rivet jointing method is different from the conventional riveting method in which a hole for riveting is formed on a joining object such as a steel plate and a rivet is inserted into the hole and then the head is molded to join the object to be joined. Or the rivet is subjected to plastic deformation by press-fitting the rivet into the object to be bonded by air pressure to join the object to be bonded.

상기에서와 같은 셀프 피어싱 리벳 접합 방식에서는 예컨대 시트 금속과 같은 접합 대상물을 체결하기 위해 헤드 및 부분적으로 속이 빈 원통형 섕크(shank)로 이루어진 셀프 피어싱 리벳을 사용한다.In the above self-piercing rivet joining method, a self-piercing rivet consisting of a head and a partially hollow cylindrical shank is used to fasten a joining object such as, for example, sheet metal.

예를 들면, 셀프 피어싱 리벳은 세팅 툴의 펀치에 의해 섕크가 접합 대상물의 상판을 관통하고, 다이에 지지되며 외측으로 벌어지고, 헤드 부분이 상판을 지지한 상태로 섕크가 하판에 압입되면서 접합 대상물의 상하판을 접합할 수 있다.For example, the self-piercing rivet is joined by the punch of the setting tool, the shank penetrates the upper plate of the joining object, is supported by the die, and spreads outward, and the shank is press-fitted into the lower plate with the head portion supporting the upper plate. The upper and lower plates of can be joined.

그런데, 종래 기술의 리벳은 섕크가 환형의 피어싱 에지로 종결되어 있기 때문에, 접합 대상물의 상판을 관통하며 하판에 압입되는 과정에 상판의 관통 부위가 섕크의 환형 에지 부분에 의해 완전히 전단될 수 있다.By the way, since the shank is terminated by the annular piercing edge of the prior art, the through portion of the upper plate can be completely sheared by the annular edge portion of the shank during the penetration of the upper plate of the object to be joined and pressed into the lower plate.

이는 섕크에 의해 전단된 상판의 관통 부위가 상하판의 기계적인 인터락(interlock) 형성에 활용될 수 없는 데드 메탈(dead metal)로 남기 때문에, 접합 대상물의 접합 강도를 저하시키는 요인으로서 작용하게 된다.This acts as a factor to lower the bonding strength of the joining object because the through portion of the upper plate sheared by the shank remains a dead metal that cannot be utilized for mechanical interlock formation of the upper and lower plates. .

따라서, 종래 기술에서는 단일의 리벳을 사용하여 접합 대상물을 접합하는 경우, 상기와 같은 데드 메탈에 의해 리벳이 상하판을 일정 강도로 구속하는 역할을 다하지 못하기 때문에, 상하판이 회전하게 되는 등 접합 대상물의 접합성 및 접합 강도 면에서 불리하다는 문제점을 나타내고 있다.Therefore, in the prior art, when joining a joining object using a single rivet, since the rivet does not play a role of restraining the upper and lower plates with a certain strength by the dead metal as described above, the upper and lower plates are rotated. This problem is disadvantageous in terms of bonding properties and bonding strength.

이에, 종래 기술에서는 접합 대상물의 회전 방지를 위해 여러 가지 방법이 시도되고 있으나, 통상적인 방법으로 여러 개의 리벳을 사용하여 접합 대상물을 접합함으로 회전을 방지하고 있는 실정이다.Thus, in the prior art, various methods have been tried to prevent the rotation of the bonding object, but the situation is preventing rotation by bonding the bonding object using a plurality of rivets in a conventional manner.

상기와 같이 접합 대상물을 접합하기 위해 여러 개의 리벳을 사용하는 것은 접합 공정의 복잡화로 인한 생산성 저하, 접합 공정과 부품 수의 증가로 인한 원가 상승 등의 문제를 야기시킬 수 있다.Using a plurality of rivets to join the joining objects as described above may cause problems such as a decrease in productivity due to complexity of the joining process, a cost increase due to the joining process and an increase in the number of parts.

또한, 종래 기술에서는 리벳의 섕크 부분이 환형의 피어싱 에지로 종결되어 있기 때문에, 그 섕크 부분이 접합 대상물의 상판을 환형으로 전단하여 관통함으로 접합 하중이 증가하게 된다는 문제점도 내포하고 있다.In addition, in the prior art, since the shank portion of the rivet terminates with an annular piercing edge, there is also a problem that the joining load increases because the shank portion shears through the top plate of the joining object in an annular shape.

본 발명의 실시 예들은 섕크의 형상을 개선하여 접합 대상물의 관통 부위가 전단되지 않게 함으로써 그 관통 부위가 접합 대상물의 접합 강도를 보강할 수 있는 셀프 피어싱 리벳을 단조 성형하기 위한 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention improve the shape of the shank so that the through portion of the joining object is not sheared, the self-piercing rivet forging molding apparatus for forging a self-piercing rivet that the through portion can reinforce the bonding strength of the joining object To provide.

또한, 본 발명의 실시 예들은 섕크에 의해 전단되지 않은 관통 부위를 활용하여 접합 대상물에 단일 개수의 리벳을 적용하더라도 접합 대상물의 회전을 방지할 수 있고, 접합 대상물의 접합 강도를 향상시킬 수 있는 셀프 피어싱 리벳을 단조 성형하기 위한 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치를 제공하고자 한다.In addition, embodiments of the present invention can prevent the rotation of the bonding object even if a single number of rivets are applied to the bonding object by using a through portion that is not sheared by the shank, and can improve the bonding strength of the bonding object. A self-piercing rivet forging apparatus for forging a piercing rivet is provided.

또한, 본 발명의 실시 예들은 접합 대상물에 대한 접합 하중을 감소시키면서 접합 대상물의 접합 강도를 증대시킬 수 있는 셀프 피어싱 리벳을 단조 성형하기 위한 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치를 제공하고자 한다.In addition, embodiments of the present invention to provide a self-piercing rivet forging molding apparatus for forging a self-piercing rivet that can increase the bonding strength of the bonding object while reducing the bonding load on the bonding object.

또한, 본 발명의 실시예들은 셀프 피어싱 리벳의 전체 성형 공정이 단순하고, 치수 정밀도와 성형성이 양호하며, 펀치 하중을 저감시킬 수 있는 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치를 제공하고자 한다.In addition, embodiments of the present invention is to provide a self-piercing rivet forging molding apparatus that the overall molding process of the self-piercing rivet is simple, good dimensional accuracy and formability, and can reduce the punch load.

본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치는, 헤드부와, 복수 개의 슬릿들이 형성된 섕크부를 포함하는 셀프 피어싱 리벳을 단조 성형하기 위한 것으로서, ⅰ)원기둥 형상의 빌렛이 삽입되는 제1 다이부재와, ⅱ)상기 빌렛의 삽입 단부에 대응하여 상기 제1 다이부재에 삽입 가능하게 설치되며, 상기 빌렛의 삽입 단부에 센터링 홈을 성형하는 제1 핀부재와, ⅲ)상기 센터링 홈이 형성된 예비 성형품이 삽입되며, 상기 슬릿을 성형하기 위한 복수 개의 돌기부들을 내측면에 구비하고 있는 제2 다이부재와, ⅳ)상기 예비 성형품의 삽입 단부에 대응하여 상기 제2 다이부재에 삽입 가능하게 설치되고, 상기 돌기부들과 상호 결합되며 상기 섕크부를 압출 성형하는 제2 핀부재와, ⅴ)상기 섕크부가 형성된 압출 성형품이 삽입되며, 상기 헤드부를 성형하기 위한 헤드 성형홈이 구비된 제3 다이부재와, ⅵ)상기 압출 성형품의 삽입 단부에 대응하여 상기 제3 다이부재에 삽입 가능하게 설치되며, 상기 압출 성형품을 지지하는 제3 핀부재를 포함할 수 있다.Self-piercing rivet forging apparatus according to an embodiment of the present invention, for forging a self-piercing rivet including a head portion and a shank portion formed with a plurality of slits, iii) a first die into which a cylindrical billet is inserted A member, ii) a first pin member installed to be inserted into the first die member corresponding to the insertion end of the billet, and forming a centering groove at the insertion end of the billet; A second die member having a plurality of protrusions formed on an inner side thereof to insert a molded product, and (i) be inserted into the second die member corresponding to an insertion end of the preform, A second pin member coupled to the protrusions and extruding the shank portion; and iii) an extruded article formed with the shank portion is inserted therein, and the head portion is inserted. A third die member having a head forming groove for molding; and iii) a third pin member installed to be inserted into the third die member corresponding to the insertion end of the extruded article and supporting the extruded article. can do.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치는, 상기 제1 다이부재에 대응하게 구비되며 상기 제1 다이부재에 삽입된 빌렛을 가압하는 제1 펀치유닛과, 상기 제2 다이부재에 대응하게 구비되며 상기 제2 다이부재에 삽입된 예비 성형품을 가압하는 제2 펀치유닛과, 상기 제3 다이부재에 대응하게 구비되며 상기 제3 다이부재에 삽입된 압출 성형품을 가압하는 제3 펀치유닛을 포함할 수 있다.In addition, the self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention, the first punch unit is provided to correspond to the first die member and presses the billet inserted into the first die member, and the second die member A second punch unit provided to correspond to the second die member and pressing the preformed product inserted into the second die member, and a third punch provided to correspond to the third die member and pressurizing the extruded article inserted into the third die member. It may include a unit.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치는, 상기 제1 핀부재를 지지하며 그 제1 핀부재를 상기 제1 다이부재로부터 밀어내는 제1 푸셔와, 상기 제2 핀부재를 지지하며 상기 제2 핀부재를 상기 제2 다이부재로부터 밀어내는 제2 푸셔와, 상기 제3 핀부재를 지지하며 그 제3 핀부재를 상기 제3 다이부재로부터 밀어내는 제3 푸셔를 포함할 수 있다.In addition, the self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention, the first pusher for supporting the first pin member and pushing the first pin member from the first die member, and the second pin member And a second pusher for supporting and pushing the second pin member from the second die member, and a third pusher for supporting the third pin member and pushing the third pin member from the third die member. have.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 있어서, 상기 제1 다이부재는 상기 빌렛이 삽입될 수 있는 제1 삽입공이 형성된 원통 형상의 제1 다이 몸체를 포함할 수 있다.In addition, in the self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention, the first die member may include a cylindrical first die body having a first insertion hole for inserting the billet.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 있어서, 상기 제1 핀부재는 상기 빌렛의 삽입 단부에 상기 센터링 홈을 형성하기 위한 원뿔 형태의 핀 돌기를 포함할 수 있다.In addition, in the self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention, the first pin member may include a conical pin protrusion for forming the centering groove at the insertion end of the billet.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 있어서, 상기 돌기부는 상기 슬릿에 상응하는 길이로서 상기 제2 다이부재의 내측면에 일체로 돌출 형성될 수 있다.In addition, in the self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention, the protrusion may be integrally protruded to the inner surface of the second die member with a length corresponding to the slit.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 있어서, 상기 돌기부는 상기 제2 다이부재의 내측면에서 내부 중심을 향해 방사 상으로 배치될 수 있다.Further, in the self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention, the protrusion may be disposed radially toward the inner center from the inner surface of the second die member.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 있어서, 상기 돌기부는 상기 제2 다이부재의 내측면에서 내부 중심으로 갈수록 단면 폭이 점차 감소하는 형태로 이루어질 수 있다.In addition, in the self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention, the protrusion may be formed in the form that the cross-sectional width gradually decreases from the inner surface of the second die member toward the inner center.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 있어서, 상기 돌기부는 상기 예비 성형품의 삽입 단부에 대응하는 단부가 산 형태로 이루어질 수 있다.In addition, in the self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention, the protrusion portion may be formed in the form of the end corresponding to the insertion end of the preform.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 있어서, 상기 제2 다이부재는 상기 예비 성형품이 삽입될 수 있는 제2 삽입공이 형성된 원통 형상의 제2 다이 몸체를 포함할 수 있다.In addition, in the self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention, the second die member may include a cylindrical second die body having a second insertion hole in which the preform can be inserted.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 있어서, 상기 제2 핀부재는 상기 제2 삽입공에 삽입되며 상기 돌기부와 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.In addition, in the self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention, the second pin member is inserted into the second insertion hole and can be slidably coupled to the protrusion.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 있어서, 상기 제2 핀부재는 상기 제2 다이부재의 내측면 사이에 상기 섕크부에 상응하는 공간을 형성하며 상기 돌기부와 결합하는 제1 부분과, 상기 제2 다이부재의 내경에 상응하는 외경으로서 상기 제1 부분과 일체로 연결되며 상기 돌기부와 결합하는 제2 부분으로 이루어질 수 있다.In addition, in the self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention, the second pin member is formed between the inner surface of the second die member to form a space corresponding to the shank portion and engaging with the protrusion portion One portion and an outer diameter corresponding to the inner diameter of the second die member may be composed of a second portion integrally connected with the first portion and coupled to the protrusion.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 있어서, 상기 제1 부분은 상기 섕크부의 내측 공간에 상응하는 외경으로서 상기 제2 부분과 일체로 연결될 수 있다.In addition, in the self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention, the first portion may be integrally connected with the second portion as an outer diameter corresponding to the inner space of the shank portion.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 있어서, 상기 제2 핀부재는 상기 제1 부분으로부터 제2 부분까지 연결되며 상기 돌기부에 슬라이딩 가능하게 결합되는 결합홈을 포함할 수 있다.In addition, in the self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention, the second pin member may include a coupling groove connected to the second portion from the first portion and slidably coupled to the protrusion. .

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 있어서, 상기 제1 부분은 상기 제2 부분 보다 상대적으로 작은 외경으로 이루어질 수 있다.In addition, in the self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention, the first portion may be made of a relatively smaller outer diameter than the second portion.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 있어서, 상기 제1 부분은 테이퍼 형태의 제1 지지면을 통해 상기 제2 부분과 일체로 연결될 수 있다.In addition, in the self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention, the first portion may be integrally connected to the second portion through a tapered first support surface.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 있어서, 상기 제3 다이부재는 상기 압출 성형품이 삽입될 수 있는 제3 삽입공이 형성된 원통 형상의 제3 다이 몸체를 포함할 수 있다.In addition, in the self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention, the third die member may include a cylindrical third die body having a third insertion hole through which the extruded article can be inserted.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 있어서, 상기 제3 핀부재는 상기 압출 성형품의 섕크부 내측으로 삽입되는 삽입부와, 상기 삽입부에 일체로 연결되며 상기 섕크부의 단부를 지지하는 지지부로 이루어질 수 있다.In addition, in the self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention, the third pin member is inserted into the shank portion of the extrusion molded product, and the end of the shank portion integrally connected to the insertion portion It may be made of a support for supporting.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 있어서, 상기 삽입부는 상기 지지부 보다 상대적으로 작은 외경으로 이루어질 수 있다.In addition, in the self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention, the insertion portion may be made of a relatively smaller outer diameter than the support portion.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 있어서, 상기 삽입부는 테이퍼 형태의 제2 지지면을 통해 상기 지지부와 일체로 연결될 수 있다.In addition, in the self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention, the insertion portion may be integrally connected to the support portion through the second support surface of the tapered form.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치는, 헤드부와, 복수 개의 슬릿들이 형성된 섕크부를 포함하는 셀프 피어싱 리벳을 단조 성형하기 위한 것으로서, ⅰ)원기둥 형상의 빌렛이 삽입되는 제1 다이부재와, ⅱ)상기 빌렛의 삽입 단부에 대응하여 상기 제1 다이부재에 삽입 가능하게 설치되며, 상기 빌렛의 삽입 단부에 센터링 홈을 성형하는 제1 핀부재와, ⅲ)상기 센터링 홈이 형성된 예비 성형품이 삽입되며, 상기 슬릿을 성형하기 위한 복수 개의 돌기부들을 내측면에 구비하고 있는 제2 다이부재와, ⅳ)상기 예비 성형품의 삽입 단부에 대응하여 상기 제2 다이부재에 삽입 가능하게 설치되고, 상기 돌기부들과 상호 결합되며 상기 섕크부를 압출 성형하는 제2 핀부재와, ⅴ)상기 섕크부가 형성된 압출 성형품이 삽입되며, 상기 헤드부를 성형하기 위한 헤드 성형홈이 구비된 제3 다이부재와, ⅵ)상기 압출 성형품의 삽입 단부에 대응하여 상기 제3 다이부재에 삽입 가능하게 설치되며, 상기 압출 성형품을 지지하는 제3 핀부재를 포함하며, 상기 제2 핀부재는 상기 제2 다이부재의 내측면 사이에 상기 섕크부에 상응하는 공간을 형성하며 상기 돌기부와 결합하는 제1 부분과, 상기 제2 다이부재의 내경에 상응하는 외경으로서 상기 제1 부분과 일체로 연결되며 상기 돌기부와 결합하는 제2 부분으로 이루어지며, 상기 제1 부분으로부터 제2 부분까지 연결되며 상기 돌기부에 슬라이딩 가능하게 결합되는 결합홈을 포함할 수 있다.In addition, the self-piercing rivet forging apparatus according to the embodiment of the present invention is for forging a self-piercing rivet including a head portion and a shank portion formed with a plurality of slits. 1 die member, ii) a first pin member installed to be inserted into the first die member corresponding to the insertion end of the billet, and forming a centering groove at the insertion end of the billet; A second die member having a plurality of protrusions formed on an inner side thereof, the preform formed being inserted therein; and i) being installed so as to be inserted into the second die member corresponding to an insertion end of the preform. A second pin member coupled to the protrusions and extruding the shank portion; and iii) an extruded article having the shank portion is inserted therein. A third die member having a head forming groove for molding the die portion, and iii) a third pin member installed to be inserted into the third die member corresponding to the insertion end of the extruded article and supporting the extruded article. The second pin member includes a first portion which forms a space corresponding to the shank portion between inner surfaces of the second die member and engages with the protrusion, and corresponds to an inner diameter of the second die member. An outer diameter may include a coupling groove integrally connected with the first portion and coupled to the protrusion, and coupled to the protrusion from the first portion to the second portion, and coupled to the protrusion in a slidable manner.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 있어서, 상기 돌기부는 상기 제2 다이부재의 내측면에서 내부 중심으로 갈수록 단면 폭이 점차 감소하는 형태로 이루어지며 상기 결합홈에 결합될 수 있다.In addition, in the self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention, the protrusion is formed in the form that the cross-sectional width gradually decreases toward the inner center from the inner surface of the second die member is coupled to the coupling groove Can be.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 있어서, 상기 돌기부는 상기 제2 다이부재의 내측면에 120도 간격으로 이격되게 형성될 수 있다.In addition, in the self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention, the protrusion may be formed spaced 120 degrees apart on the inner surface of the second die member.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 있어서, 상기 제3 핀부재는 상기 압출 성형품의 섕크부 내측으로 삽입되는 삽입부와, 상기 삽입부에 일체로 연결되며 상기 섕크부의 단부를 지지하는 지지부로 이루어지며, 상기 지지부의 가장자리단에 지지턱이 형성될 수 있다.In addition, in the self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention, the third pin member is inserted into the shank portion of the extrusion molded product, and the end of the shank portion integrally connected to the insertion portion It consists of a support for supporting, the support jaw may be formed on the edge end of the support.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치는, 동종 및 이종 재질의 접합 대상물을 접합하는 셀프 피어싱 리벳을 단조 성형할 수 있다.In addition, the self-piercing rivet forging apparatus according to the embodiment of the present invention, forging a self-piercing rivet for joining the bonding objects of the same kind and different materials.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치는, 헤드부와, 복수 개의 슬릿들이 형성된 섕크부를 포함하는 셀프 피어싱 리벳을 단조 성형하기 위한 것으로서, ⅰ)빌렛의 일측 단부에 센터링 홈이 형성된 예비 성형품이 삽입되며 상기 슬릿을 성형하기 위한 복수 개의 돌기부들이 내측면에 구비된 다이와, 상기 돌기부들과 상호 결합되며 상기 섕크부를 압출 성형하는 핀을 포함하는 압출 성형유닛과, ⅱ)상기 압출 성형품이 삽입되며 상기 헤드부를 성형하기 위한 헤드 성형홈이 구비된 다이와, 상기 다이에 삽입되며 상기 압출 성형품을 지지하는 핀을 포함하는 헤드 성형유닛을 포함할 수 있다.The self-piercing rivet forging apparatus according to an embodiment of the present invention is for forging a self-piercing rivet including a head portion and a shank portion having a plurality of slits, and includes a centering groove at one end of the billet. An extrusion molding unit including a die having a preform formed therein and having a plurality of protrusions formed on an inner side thereof for forming the slit, and a pin coupled to the protrusions and extruding the shank portion, ii) the extrusion molded article And a head forming unit including a die inserted therein and having a head forming groove for forming the head, and a pin inserted into the die and supporting the extruded article.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치는, 상기 빌렛이 삽입되는 다이와, 상기 다이에 삽입되며 상기 빌렛의 단부에 상기 센터링 홈을 성형하는 핀을 포함하는 예비 성형유닛을 포함할 수 있다.In addition, the self-piercing rivet forging apparatus according to an embodiment of the present invention includes a pre-forming unit including a die into which the billet is inserted and a pin inserted into the die to form the centering groove at the end of the billet. can do.

본 발명의 실시 예는 셀프 피어싱 접합 대상물들의 상판을 관통하며 하판에 압입되는 과정에 상판의 관통 부위가 완전히 전단되지 않게 함으로써 그 관통 부위가 상하판의 접합 강도를 보강할 수 있는 셀프 피어싱 리벳을 성형할 수 있다.An embodiment of the present invention forms a self-piercing rivet that penetrates the upper plate of the self-piercing joining objects and prevents the through portion of the upper plate from being completely sheared in the process of being pressed into the lower plate. can do.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 전단되지 않은 상판의 관통 부위를 활용하여 단일의 개수로서 상하판의 회전을 방지하고, 상하판의 접합 강도를 향상시키는 셀프 피어싱 리벳을 성형할 수 있다.In addition, in an embodiment of the present invention, the piercing portion of the upper plate that is not sheared may be utilized to form a self-piercing rivet that prevents rotation of the upper and lower plates as a single number and improves the bonding strength of the upper and lower plates.

또한, 본 발명의 실시예에서는 하판의 접합 대상물에 대한 접합 하중을 감소시키면서 접합 대상물의 접합 강도를 증대시키는 셀프 피어싱 리벳을 성형할 수 있다.Moreover, in the Example of this invention, the self-piercing rivet which can increase the joint strength of a joining object can be shape | molded, reducing the joining load with respect to the joining object of a lower board.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 예비 성형, 전방 압출 및 헤드부 성형 공정의 단순한 공정을 통해 섕크부에 슬릿들이 형성된 셀프 피어싱 리벳을 성형할 수 있으므로, 빌렛의 업세팅, 헤드부 성형, 전방 압출, 후방 압출(하부 성형) 공정으로 리벳을 성형하는 일반적인 공정과 달리, 셀프 피어싱 리벳의 전체 성형 공정을 단축시킬 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, the self-piercing rivets with slits formed in the shank portion may be formed by a simple process of preforming, forward extrusion, and head forming, so that the billet upsetting, head forming, forward extrusion, Unlike the general process of forming rivets with a back extrusion (bottom forming) process, the entire molding process of the self-pierce rivets can be shortened.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 섕크부에 슬릿들이 형성된 셀프 피어싱 리벳의 전체 성형 공정이 단순하므로, 생산성이 향상되고, 제작 원가를 줄일 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, since the entire molding process of the self-piercing rivet in which the slits are formed in the shank part is simple, productivity may be improved and manufacturing cost may be reduced.

또한, 본 발명의 실시 예에는 예비 성형유닛을 통해 빌렛에 센터링 홈을 성형하므로, 압출 성형유닛을 통해 예비 성형품에 섕크부를 성형하는 과정에 제2 핀부재에 대한 예비 성형품의 정위치 및 센터링을 도모할 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, since the centering groove is formed in the billet through the preforming unit, the centering position and the centering of the preform for the second pin member can be achieved in the process of forming the shank portion in the preform through the extrusion molding unit. can do.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 전방 압출 과정에 제2 핀부재에 대한 예비 성형품의 정위치 및 센터링을 도모할 수 있으므로, 다이와 핀의 교차로 인한 버(burr) 발생을 최소화 할 수 있고, 치수 정밀도 및 성형성이 양호한 셀프 피어싱 리벳을 제조할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, it is possible to plan and center the preformed part with respect to the second fin member in the forward extrusion process, thereby minimizing the occurrence of burrs due to the intersection of the die and the pin, dimensional accuracy and Self-piercing rivets with good moldability can be produced.

아울러, 본 발명의 실시 예에서는 제2 다이부재의 돌기부들에 산 형태의 단부를 구성함에 따라, 돌기부들에 대한 예비 성형품의 전방 압출을 용이하게 유도함으로써 성형성이 양호하며, 제2 핀부재에 대한 제2 펀치유닛의 펀치 하중을 감소시킬 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, as the end portion of the mountain form is formed on the protrusions of the second die member, the moldability is good by easily inducing forward extrusion of the preformed parts to the protrusions, The punch load of the second punch unit can be reduced.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 예비 성형품의 단부에 센터링 홈을 성형하고, 헤드 성형유닛을 통해 헤드부를 맨 나중에 성형하므로, 제2 핀부재에 대한 제2 펀치유닛의 펀치 하중을 더욱더 감소시킬 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, since the centering groove is formed at the end of the preform and the head is formed last through the head forming unit, the punch load of the second punch unit with respect to the second pin member can be further reduced. .

그리고, 본 발명의 실시 예에서는 압출 성형유닛의 제2 핀부재에 제1 부분과 제2 부분을 연결하는 테이퍼 형상의 제1 지지면을 구비하고, 헤드 성형유닛의 제3 핀부재에 삽입부와 지지부를 연결하는 테이퍼 형상의 제2 지지면을 구비하므로, 전방 압출 성형 공정 및 헤드부 성형 공정에서의 치수 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, the second pin member of the extrusion molding unit has a tapered first support surface connecting the first portion and the second portion, and the insertion portion is provided on the third pin member of the head molding unit. Since the taper-shaped 2nd support surface which connects a support part is provided, the dimensional precision in a front extrusion molding process and a head part molding process can be improved further.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 의해 단조 성형된 셀프 피어싱 리벳을 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 의해 단조 성형된 셀프 피어싱 리벳을 도시한 단면 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 적용되는 예비 성형유닛을 도시한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 적용되는 압출 성형유닛을 도시한 평면 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 적용되는 압출 성형유닛을 도시한 부분 절개 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 적용되는 헤드 성형유닛을 도시한 분해 사시도이다.
도 8a 내지 도 8g는 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치를 이용하여 셀프 피어싱 리벳을 단조 성형하는 과정을 도시한 도면이다.Since these drawings are for reference in describing exemplary embodiments of the present invention, the technical spirit of the present invention should not be construed as being limited to the accompanying drawings.
1 is a perspective view illustrating a self-piercing rivet forged by a self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating a self-piercing rivet forged by a self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a view schematically showing a self-piercing rivet forging apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is an exploded perspective view showing a preforming unit applied to a self-piercing rivet forging apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a plan view showing an extrusion molding unit applied to the self-piercing rivet forging apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a partially cutaway exploded perspective view illustrating an extrusion molding unit applied to a self-piercing rivet forging apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
7 is an exploded perspective view illustrating a head forming unit applied to a self-piercing rivet forging apparatus according to an embodiment of the present invention.
8A to 8G are views illustrating a process of forging a self-piercing rivet using a self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

이와 같은 도면은 본 발명의 바람직한 실시 예와 기술적인 사상 또는 특징 등을 구체적이고 명확하게 설명하기 위한 참고용이므로, 실제 제품 또는 설비의 설계 사양과 다를 수도 있음을 미리 밝혀둔다. Such drawings are for reference only to specifically and clearly describe preferred embodiments of the present invention and technical spirit or features, and thus it may be known that the drawings may be different from actual product or facility design specifications.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.In addition, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings, and is shown by enlarging the thickness in order to clearly express various parts and regions. It was.

하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.In the following detailed description, the names of the components are denoted by the first, second, and so on in order to distinguish them from each other in terms of the same names, and are not necessarily limited to those in the following description.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 의해 단조 성형된 셀프 피어싱 리벳을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 단면 구성도이다.1 is a perspective view illustrating a self-piercing rivet forged by a self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 우선 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치를 설명하기에 앞서, 이하에서의 설명 상 편의를 위해 상기 단조 성형장치에 의해 성형된 셀프 피어싱 리벳(200)을 소개하기로 한다.1 and 2, first, before describing the self-piercing rivet forging apparatus according to the embodiment of the present invention, the self-piercing rivet 200 formed by the forging molding apparatus for convenience of description below. Let's introduce).

상기 단조 성형장치에 의해 성형된 셀프 피어싱 리벳(200)은 적어도 두 매 이상의 접합 대상물을 일체로 체결하는 셀프 피어싱 리벳 시스템(도면에 도시되지 않음)에 적용될 수 있다.The self piercing rivet 200 formed by the forging molding apparatus may be applied to a self piercing rivet system (not shown in the drawing) which integrally fastens at least two or more joining objects.

상기 셀프 피어싱 리벳 시스템은 서로 겹쳐진 접합 대상물에 대하여 셀프 피어싱 리벳(200)(이하에서는 예외적인 경우를 제외하고 "리벳" 이라 한다)을 일정 압력으로 압입하며 이들 접합 대상물과 리벳(200)의 소성 변형으로서 접합 대상물들을 접합할 수 있는 구성으로 이루어진다.The self-piercing rivet system presses the self-piercing rivet 200 (hereinafter referred to as "rivet" except in exceptional cases) with respect to the bonding objects overlapped with each other at a predetermined pressure, and plastic deformation of these bonding objects and the rivet 200 It consists of a structure that can join the bonding objects as.

예를 들면, 상기 셀프 피어싱 리벳 시스템은 기본적으로, 로봇의 아암에 장착되는 C형 프레임과, 프레임의 상측에 구성되는 펀치유닛과, 펀치유닛에 대응하여 프레임의 하측에 구성되는 엔빌유닛으로 구성될 수 있다.For example, the self-piercing rivet system basically includes a C-type frame mounted on the arm of the robot, a punch unit configured on the upper side of the frame, and an anvil unit configured on the lower side of the frame corresponding to the punch unit. Can be.

이러한 셀프 피어싱 리벳 시스템은 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 셀프 피어싱 리벳 장치로 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.Since such a self-piercing rivet system is made of a self-piercing rivet device of known art well known in the art, a more detailed description of the configuration will be omitted herein.

여기서, 상기 리벳(200)에 의해 접합되는 접합 대상물들은 플라스틱, 고무, 알루미늄 시트, 강판 등의 재질을 포함할 수 있다. 금속으로는 고장력강 및 저연신율의 알루미늄 소재 등을 예로 들 수 있다.Here, the bonding objects bonded by the rivet 200 may include a material such as plastic, rubber, aluminum sheet, steel sheet. Examples of the metal include high tensile steel and aluminum materials having low elongation.

이와 같은 접합 대상물들은 서로 동일한 동종 재질의 판재를 일 수 있고, 서로 다른 이종 재질의 판재일 수도 있다.Such joining objects may be plates of the same type of material, or plates of different types of materials.

상기와 같은 리벳(200)은 접합 대상물들의 상판을 관통하며 하판에 압입되는 과정에 상판의 관통 부위가 완전히 전단되지 않게 함으로써 그 관통 부위가 상하판의 접합 강도를 보강할 수 있는 구조로 이루어진다.The rivet 200 as described above is made of a structure that penetrates the upper plate of the bonding objects and does not completely shear the through portion of the upper plate in the process of being pressed into the lower plate so that the penetrating portion can reinforce the bonding strength of the upper and lower plates.

또한, 상기 리벳(200)은 전단되지 않은 상판의 관통 부위를 활용하여 단일의 개수로서 상하판의 회전을 방지할 수 있고, 상하판의 접합 강도를 향상시킬 수 있는 구조로 이루어진다.In addition, the rivet 200 is made of a structure that can prevent the rotation of the upper and lower plates as a single number by utilizing the through portion of the upper plate that is not sheared, and can improve the bonding strength of the upper and lower plates.

그리고, 상기 리벳(200)은 상하판의 접합 대상물에 대한 접합 하중을 감소시키면서 접합 대상물의 접합 강도를 증대시킬 수 있는 구조로 이루어진다.The rivet 200 has a structure capable of increasing the bonding strength of the bonding object while reducing the bonding load of the upper and lower plates.

이를 위한 본 발명의 실시 예에 적용되는 셀프 피어싱 리벳(200)은 기본적으로, 헤드부(1)와 속이 빈 형태의 섕크부(3)를 포함하고 있다.The self-piercing rivet 200 applied to the embodiment of the present invention for this purpose basically includes a head portion 1 and a hollow shank portion 3.

상기 헤드부(1)는 셀프 피어싱 리벳 시스템의 펀칭 압력을 전달받는 부분으로 소정 두께를 지닌 원형 판으로 이루어질 수 있다.The head portion 1 may be formed of a circular plate having a predetermined thickness as a portion receiving the punching pressure of the self-piercing rivet system.

그리고, 상기 섕크부(3)는 소정의 펀치 하중에 의해 상판을 관통하고, 엔빌유닛의 성형골을 따라 하판에 압입되며 외측으로 변형되는 부위로서, 헤드부(1)와 일체로 연결되며, 복수 개(두 개 이상)의 슬릿들(5)이 형성되어 있다.The shank portion 3 penetrates the upper plate by a predetermined punch load, is pressed into the lower plate along the shaping bone of the anvil unit, and deformed outward, and is integrally connected to the head portion 1, Two (two or more) slits 5 are formed.

상기 섕크부(3)에 있어 헤드부(1)와 연결되는 부분의 반대쪽 단부를 자유단으로 정의할 수 있으며, 그 자유단과 헤드부(1) 사이의 공간을 내측 공간으로 정의할 수 있다.The opposite end of the shank portion 3 connected to the head portion 1 may be defined as a free end, and the space between the free end and the head portion 1 may be defined as an inner space.

여기서, 상기 슬릿들(5)은 섕크부(3)의 전체 길이와 같은 길이로 형성될 수 있고, 그 전체 길이 보다 작은 길이로 형성될 수 있으며, 섕크부(3)의 내측 중심을 기준으로 원호 방향을 따라 등 간격으로 배치된다.Here, the slits 5 may be formed to have the same length as the entire length of the shank portion 3, may be formed to have a length smaller than the entire length, and an arc based on the inner center of the shank portion 3. It is arranged at equal intervals along the direction.

예를 들면, 상기 슬릿들(5)은 섕크부(3)의 내측 중심을 기준으로 원호 방향을 따라 세 개로 구비되는 바, 그 원호 방향을 따라 120도 간격으로 이격되게 형성될 수 있다.For example, three slits 5 are provided along the arc direction with respect to the inner center of the shank part 3, and may be spaced apart at intervals of 120 degrees along the arc direction.

이러한 슬릿들(5)의 배치 각도는 섕크부(3)가 상판을 관통할 때, 좌굴이 발생하지 않는 강도 범위를 기준으로 한 시뮬레이션 시험에 의해서 설정된 것이다.The arrangement angle of these slits 5 is set by a simulation test on the basis of the strength range in which buckling does not occur when the shank portion 3 penetrates the upper plate.

상기에서와 같은 섕크부(3)는 헤드부(1)와 일체로 연결되며 슬릿들(5) 사이에 배치되는 섕크 몸체(7)를 구비하고 있다.The shank portion 3 as described above has a shank body 7 which is integrally connected with the head portion 1 and disposed between the slits 5.

상기 섕크 몸체(7)는 접합 대상물들에 압입되는 부분이므로, 이하에서는 예외적인 경우를 제외하고 섕크 몸체(7)를 섕크부(3)로 통칭하는 것을 원칙으로 한다.Since the shank body 7 is a part press-fitted into the joining objects, the shank body 7 is generally referred to as the shank portion 3 except for exceptional cases.

이하, 상기와 같이 섕크부(3)에 슬릿들(5)이 구비된 셀프 피어싱 리벳(200)을 성형하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 단조 성형장치(100)의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings the configuration of the forging apparatus 100 according to an embodiment of the present invention for forming a self-piercing rivet 200 provided with slits 5 in the shank portion 3 as described above It will be described in detail.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치를 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a view schematically showing a self-piercing rivet forging apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치(100)는 기본적으로, 예비 성형유닛(10), 압출 성형유닛(40) 및 헤드 성형유닛(70)을 포함하며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 3, the self-piercing rivet forging apparatus 100 according to the embodiment of the present invention basically includes a preforming unit 10, an extrusion molding unit 40, and a head forming unit 70. If this is described by configuration, it is as follows.

상기에서 예비 성형유닛(10), 압출 성형유닛(40) 및 헤드 성형유닛(70)은 일 예로서 전후진 및/또는 승강 가능한 다이 본체(201)에 모두 설치될 수 있다.In the above, the preforming unit 10, the extrusion molding unit 40 and the head forming unit 70 may be installed in the die body 201 which can be moved back and forth and / or as an example.

그러나 상기 예비 성형유닛(10), 압출 성형유닛(40) 및 헤드 성형유닛(70)은 전후진 및/또는 승강 가능한 다이 본체(201)에 모두 설치되는 것에 반드시 한정되지 않고, 다이 본체(201)가 고정된 상태로 그 다이 본체(201)에 전후진 및/또는 승강 가능하게 구성될 수 있다.However, the preforming unit 10, the extrusion molding unit 40 and the head forming unit 70 is not necessarily limited to being installed in all of the die body 201 that can be moved forward and backward and / or liftable, the die body 201 May be configured to be able to move forward and backward and / or move up and down in the die body 201 in a fixed state.

본 발명의 실시 예에서, 상기 예비 성형유닛(10)은 셀프 피어싱 리벳(200)을 성형하기 위한 재료로서 일정 길이로 절단된 빌렛(billet: 101)을 예비 성형하기 위한 것이다.In the embodiment of the present invention, the preforming unit 10 is for preforming the billet (billet 101) cut to a predetermined length as a material for forming the self-piercing rivet 200.

즉, 상기 예비 성형유닛(10)은 빌렛(101)의 한 쪽 단부에 센터링 홈(103)을 성형하기 위한 것이다.That is, the preforming unit 10 is for molding the centering groove 103 at one end of the billet (101).

이렇게 빌렛(101)의 단부에 센터링 홈(103)을 형성하는 이유는 후 공정에서 성형 재료의 정위치 및 센터링을 도모하고, 후 공정에서의 성형 하중(펀치 하중)을 감소시키기 위함이다.The reason why the centering groove 103 is formed at the end of the billet 101 is to attain the precise position and centering of the molding material in a later step, and to reduce the molding load (punch load) in the later step.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 적용되는 예비 성형유닛을 도시한 분해 사시도이다.4 is an exploded perspective view showing a preforming unit applied to a self-piercing rivet forging apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 의한 상기 예비 성형유닛(10)은 제1 다이부재(20)와 제1 핀부재(30)를 포함한다.3 and 4, the preforming unit 10 according to the embodiment of the present invention includes a first die member 20 and a first pin member 30.

상기 예비 성형유닛(10)은 제1 다이부재(20)와 제1 핀부재(30)는 위에서 언급한 바 있는 다이 본체(201)에 구성될 수 있다.The preforming unit 10 may be configured of the first die member 20 and the first pin member 30 in the die body 201 as mentioned above.

상기 제1 다이부재(20)는 빌렛(101)이 삽입될 수 있는 원통 형상의 제1 다이 몸체(21)를 포함한다. 상기 제1 다이 몸체(21)의 중앙에는 빌렛(101)이 삽입될 수 있는 제1 삽입공(23)이 형성된다.The first die member 20 includes a cylindrical first die body 21 into which the billet 101 can be inserted. A first insertion hole 23 into which the billet 101 may be inserted is formed at the center of the first die body 21.

상기 빌렛(101)에 있어서, 제1 삽입공(23)으로 삽입이 이루어지는 단부를 이하에서는 "삽입 단부" 라고 한다.In the said billet 101, the edge part into which the insertion is made into the 1st insertion hole 23 is called "insertion edge part" below.

상기 제1 핀부재(30)는 뒤에서 더욱 설명될 제1 펀치유닛(301)에 의해 빌렛(101)의 삽입 단부에 센터링 홈(103)을 성형하기 위한 것이다.The first pin member 30 is for forming the centering groove 103 at the insertion end of the billet 101 by the first punch unit 301 which will be described later.

상기 제1 핀부재(30)는 빌렛(101)의 삽입 단부에 대응하여 제1 삽입공(23)에 삽입 가능하게 설치될 수 있다.The first pin member 30 may be installed to be inserted into the first insertion hole 23 corresponding to the insertion end of the billet 101.

이 경우, 상기 제1 핀부재(30)는 제1 삽입공(23)의 내경에 상응하는 외경으로 이루어진다. 상기 제1 핀부재(30)는 빌렛(101)의 삽입 단부에 센터링 홈(103)을 형성하기 위한 원뿔 형태의 핀 돌기(31)를 구성하고 있다.In this case, the first pin member 30 has an outer diameter corresponding to the inner diameter of the first insertion hole 23. The first pin member 30 constitutes a conical pin protrusion 31 for forming the centering groove 103 at the insertion end of the billet 101.

상기 핀 돌기(31)는 빌렛(101)의 삽입 단부에 대응하는 제1 핀부재(30)의 단부에서 원뿔 형태로 돌출되게 형성될 수 있다.The pin protrusion 31 may be formed to protrude in a conical form at the end of the first pin member 30 corresponding to the insertion end of the billet (101).

한편, 상기 제1 펀치유닛(301)은 제1 다이부재(20)에 삽입된 빌렛(101)을 가압(펀칭)하는 헤더로서 구비되며, 제1 다이부재(20)에 대응하여 헤더 본체(401)에 구성될 수 있다.On the other hand, the first punch unit 301 is provided as a header for pressing (punching) the billet 101 inserted into the first die member 20, the header body 401 corresponding to the first die member 20 Can be configured.

여기서, 상기 헤더 본체(401)는 다이 본체(201)에 대하여 전후진 및/또는 승강 가능하게 구비될 수 있고, 헤더 본체(401)가 고정된 상태로 그 헤더 본체(401)에 제1 펀치유닛(301)이 전후진 및/또는 승강 가능하게 구비될 수도 있다.Here, the header body 401 may be provided to move forward and backward with respect to the die body 201, and the first punch unit to the header body 401 with the header body 401 fixed 301 may be provided so that forward and backward and / or lifting is possible.

그리고, 상기 제1 핀부재(30)는 제1 다이부재(20)에 대응하여 다이 본체(201)에 전후진 가능하게 설치된다.In addition, the first pin member 30 is installed in the die main body 201 so as to be movable forward and backward corresponding to the first die member 20.

즉, 제1 핀부재(30)는 제1 다이부재(20)에 삽입되면서 제1 펀치유닛(301)에 의해 가압되는 빌렛(101)을 지지하며 그 빌렛(101)의 삽입 단부에 센터링 홈(103)을 성형한다.That is, the first pin member 30 supports the billet 101 pressurized by the first punch unit 301 while being inserted into the first die member 20 and has a centering groove ( 103).

그리고 제1 핀부재(30)는 제1 다이부재(20)의 제1 삽입공(23)으로부터 빌렛(101)(이하에서의 예비 성형품)을 밖으로 밀어 낼 수 있다.And the 1st pin member 30 can push out the billet 101 (preform below) from the 1st insertion hole 23 of the 1st die member 20. As shown in FIG.

이를 위해 상기 다이 본체(201)에는 제1 핀부재(30)를 지지하며 가압하고, 제1 핀부재(30)를 제1 다이부재(20)로부터 밀어낼 수 있는 제1 푸셔(501)가 설치된다.To this end, a first pusher 501 is installed on the die body 201 to support and press the first pin member 30 and to push the first pin member 30 from the first die member 20. do.

상기 제1 푸셔(501)는 제1 핀부재(30)에 접촉되며, 다이 본체(201)에 회전 가능하게 설치되는 공지 기술의 캠 수단으로 구성될 수 있다.The first pusher 501 is in contact with the first pin member 30, it may be composed of a known cam means that is rotatably installed in the die body 201.

상기에서 빌렛(101)의 삽입 단부에는 제1 다이부재(20)와 제1 핀부재(30), 제1 펀치유닛(301)과 제1 푸셔(501)에 의해 센터링 홈(103)이 형성되는 바, 이렇게 빌렛(101)의 단부에 센터링 홈(103)이 형성된 것을 이하에서는 "예비 성형품" 이라고 한다.The centering groove 103 is formed at the insertion end of the billet 101 by the first die member 20, the first pin member 30, the first punch unit 301, and the first pusher 501. Bars having the centering grooves 103 formed at the ends of the billets 101 are referred to as "preformed articles" in the following.

본 발명의 실시 예에서, 상기 압출 성형유닛(40)은 예비 성형품(111)을 압출하여 셀프 피어싱 리벳(200)의 섕크부(3)를 성형하기 위한 것이다.In the embodiment of the present invention, the extrusion molding unit 40 is for molding the shank portion 3 of the self-piercing rivet 200 by extruding the preform 111.

즉, 상기 압출 성형유닛(40)은 예비 성형품(111)을 압출하여 슬릿들(5)이 형성된 섕크부(3)를 성형할 수 있다.That is, the extrusion molding unit 40 may form the shank portion 3 on which the slits 5 are formed by extruding the preform 111.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 적용되는 압출 성형유닛을 도시한 평면 구성도이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 적용되는 압출 성형유닛을 도시한 부분 절개 분해 사시도이다.5 is a plan view showing an extrusion molding unit applied to the self-piercing rivet forging apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 6 is an extrusion applied to the self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention A partially cutaway exploded perspective view of a molding unit.

앞서 개시한 도 3과 함께 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 압출 성형유닛(40)은 제2 다이부재(50)와 제2 핀부재(60)를 포함하는 바, 제2 다이부재(50)와 제2 핀부재(60)는 다이 본체(201)에 구성될 수 있다.5 and 6 together with FIG. 3 described above, the extrusion molding unit 40 according to the embodiment of the present invention includes a second die member 50 and a second pin member 60, The second die member 50 and the second pin member 60 may be configured in the die body 201.

상기 제2 다이부재(50)는 예비 성형품(111)이 삽입될 수 있는 원통 형상의 제2 다이 몸체(51)를 포함한다.The second die member 50 includes a cylindrical second die body 51 into which the preform 111 may be inserted.

상기 제2 다이 몸체(51)의 중앙에는 예비 성형품(111)이 삽입될 수 있는 제2 삽입공(53)이 형성된다.A second insertion hole 53 into which the preform 111 may be inserted is formed at the center of the second die body 51.

상기 예비 성형품(111)에 있어서, 제2 다이 몸체(51)의 제2 삽입공(53)에 삽입되는 단부를 이하에서는 "삽입 단부" 라고 한다.In the said preform 111, the edge part inserted into the 2nd insertion hole 53 of the 2nd die body 51 is called "insertion edge part" below.

본 발명의 실시 예에서, 상기 제2 다이 몸체(51)의 내측면(내주면)에는 섕크부(3)에 슬릿들(5)을 성형하기 위한 복수 개의 돌기부들(55)이 형성되어 있다.In an embodiment of the present invention, a plurality of protrusions 55 are formed on the inner side (inner circumferential surface) of the second die body 51 to form the slits 5 on the shank portion 3.

상기 돌기부들(55)은 섕크부(3)의 슬릿(5)에 상응하는 길이로서 제2 다이 몸체(51)의 내측면에 일체로 돌출 형성된다.The protrusions 55 protrude integrally with the inner surface of the second die body 51 in a length corresponding to the slit 5 of the shank portion 3.

상기 돌기부(55)는 제2 다이 몸체(51)의 내측면에서 제2 삽입공(53)의 중심을 향하여 방사 상으로 배치되고, 섕크부(3)의 슬릿(5)에 대응하여 제2 다이 몸체(51)의 내주면에 120도 간격으로 이격되게 형성된다.The protrusion 55 is radially disposed toward the center of the second insertion hole 53 at the inner side of the second die body 51 and corresponds to the slit 5 of the shank portion 3. The inner circumferential surface of the body 51 is formed spaced apart by 120 degrees.

여기서, 상기 돌기부(55)는 제2 다이 몸체(51)의 내측면에서 제2 삽입공(53)의 중심으로 갈수록 단면 폭이 점차 감소하는 형태로 이루어질 수 있다.In this case, the protrusion part 55 may have a shape in which the cross-sectional width gradually decreases toward the center of the second insertion hole 53 from the inner surface of the second die body 51.

이와 같은 형태로 돌기부(55)를 구성하는 이유는 제2 펀치유닛(302)의 펀치 하중에 의해 돌기부(55)가 깨지는 등의 강도 문제를 개선하기 위함이다.The reason why the protrusions 55 are configured in this manner is to improve strength problems such as breaking of the protrusions 55 due to the punch load of the second punch unit 302.

그리고, 상기 돌기부(55)는 예비 성형품(111)의 삽입 단부에 대응하는 단부(도면을 기준할 때 상단부)가 산 형태로 이루어질 수 있다.In addition, the protrusion part 55 may have an end portion (an upper end portion when referring to the drawing) corresponding to the insertion end of the preform 111 in the form of a mountain.

즉, 상기 돌기부(55)의 단부는 중앙을 기준으로 하여 양측 방향으로 경사진 사선형의 빗변을 형성하고 있다.That is, the ends of the protrusions 55 form oblique oblique sides inclined in both directions with respect to the center.

상기와 같이 돌기부(55)의 단부를 산 형태로 구성하는 이유는 돌기부(55)에 대한 예비 성형품(111)의 전방 압출을 용이하게 하고, 뒤에서 더욱 설명될 제2 펀치유닛(302)의 펀치 하중을 저감시키기 위함이다.The reason why the end portion of the protrusion part 55 is formed in the form of a mountain as described above facilitates the forward extrusion of the preform 111 to the protrusion part 55, and the punch load of the second punch unit 302 which will be described later. This is to reduce the

본 발명의 실시 예에서, 상기 제2 핀부재(60)는 제2 펀치유닛(302)에 의해 예비 성형품(111)에 섕크부(3)를 성형하기 위한 것이다. In an embodiment of the present invention, the second pin member 60 is for molding the shank portion 3 to the preform 111 by the second punch unit 302.

상기 제2 핀부재(60)는 예비 성형품(111)의 삽입 단부에 대응하여 제2 다이 몸체(51)의 제2 삽입공(53)에 삽입 가능하게 설치된다.The second pin member 60 is installed to be inserted into the second insertion hole 53 of the second die body 51 corresponding to the insertion end of the preform 111.

이 경우, 상기 제2 핀부재(60)는 제2 다이 몸체(51)의 제2 삽입공(53)에 삽입되고, 제2 다이 몸체(51)의 돌기부들(55)과 상호 결합되며 섕크부(3)를 압출 성형할 수 있다.In this case, the second pin member 60 is inserted into the second insertion hole 53 of the second die body 51, coupled to the protrusions 55 of the second die body 51, and the shank portion. (3) can be extrusion-molded.

이러한 제2 핀부재(60)는 제2 다이 몸체(51)의 제2 삽입공(53)에 삽입되며, 돌기부들(55)과 슬라이딩 가능하게 결합된다. 그리고 상기 제2 핀부재(60)는 제1 부분(61)과, 제1 부분(61)에 일체로 연결되는 제2 부분(62)으로 이루어진다.The second pin member 60 is inserted into the second insertion hole 53 of the second die body 51 and slidably coupled to the protrusions 55. The second pin member 60 includes a first portion 61 and a second portion 62 integrally connected to the first portion 61.

상기 제1 부분(61)은 섕크부(3)의 내측 공간에 상응하는 외경으로서 제2 부분(62)과 일체로 연결되는 바, 제2 다이 몸체(51)의 내측면 사이에 섕크부(3)에 상응하는 공간(S)을 형성하며 돌기부들(55)과 결합될 수 있다.The first portion 61 is integrally connected with the second portion 62 as an outer diameter corresponding to the inner space of the shank portion 3, and thus the shank portion 3 is formed between the inner surfaces of the second die body 51. It forms a space (S) corresponding to) and can be combined with the protrusions (55).

그리고, 상기 제2 부분(62)은 제2 다이 몸체(51)의 내경에 상응하는 외경으로서 제1 부분(61)과 일체로 연결되며 돌기부들(55)과 결합될 수 있다.In addition, the second portion 62 may be integrally connected to the first portion 61 as an outer diameter corresponding to the inner diameter of the second die body 51 and may be coupled to the protrusions 55.

즉, 상기 제1 부분(61)은 섕크부(3)의 내측 공간에 상응하는 외경으로 이루어지고, 제2 부분(62)은 제2 다이 몸체(51)의 내경에 상응하는 외경으로 이루어지므로, 제1 부분(61)은 제2 부분(62) 보다 상대적으로 작은 외경으로 이루어진다.That is, since the first portion 61 has an outer diameter corresponding to the inner space of the shank portion 3, and the second portion 62 has an outer diameter corresponding to the inner diameter of the second die body 51, The first portion 61 has a smaller outer diameter than the second portion 62.

여기서, 상기 제1 부분(61)과 제2 부분(62)은 테이퍼 형태의 제1 지지면(64)을 통해 일체로 연결될 수 있다.Here, the first portion 61 and the second portion 62 may be integrally connected through the tapered first support surface 64.

상기 제1 지지면(64)은 섕크부(3)의 단부를 지지하는 것으로 제2 부분(62)에서 제1 부분(61)으로 갈수록 그 외경이 점차 작아지는 형태로 이루어진다.The first support surface 64 supports an end portion of the shank portion 3 and has an outer diameter gradually decreasing from the second portion 62 to the first portion 61.

본 발명의 실시 예에 의한 상기 제2 핀부재(60)는 제1 부분(61)으로부터 제2 부분(62)까지 연결되며, 제2 다이 몸체(51)의 돌기부들(55)에 슬라이딩 가능하게 결합되는 결합홈(66)을 포함하고 있다.The second fin member 60 according to an embodiment of the present invention is connected from the first portion 61 to the second portion 62, and slidable to the protrusions 55 of the second die body 51. It includes a coupling groove 66 to be coupled.

이 때, 상기 돌기부들(55)은 제1 부분(61)에 대해 제2 다이 몸체(51)의 내부 중심부에 대응하는 단면 부분이 결합홈(66)에 결합될 수 있고, 제2 부분(62)에 대해서는 돌출 두께 전체가 결합홈(66)에 결합될 수 있다.At this time, the protrusions 55 may be coupled to the coupling groove 66 with a cross-sectional portion corresponding to the inner center of the second die body 51 with respect to the first portion 61, and the second portion 62. ), The entire protrusion thickness may be coupled to the coupling groove 66.

한편, 상기에서 제2 펀치유닛(302)은 제2 다이부재(50)에 삽입된 예비 성형품(111)을 가압(펀칭)하는 헤더로서 구비되며, 제2 다이부재(50)에 대응하여 헤더 본체(401)에 구성될 수 있다.On the other hand, the second punch unit 302 is provided as a header for pressing (punching) the preform 111 inserted into the second die member 50, the header body corresponding to the second die member 50 401 may be configured.

여기서, 상기 제2 펀치유닛(302)은 다이 본체(201)에 대하여 전후진 및/또는 승강 가능하게 구비되는 헤더 본체(401)에 구비될 수 있으며, 헤더 본체(401)가 고정된 상태로 그 헤더 본체(401)에 전후진 및/또는 승강 가능하게 구비될 수도 있다.Here, the second punch unit 302 may be provided in the header body 401 provided to be able to move forward and backward with respect to the die body 201, the header body 401 is fixed The header body 401 may be provided forward and backward and / or liftable.

그리고, 상기 제2 핀부재(60)는 제2 다이부재(50)에 대응하여 다이 본체(201)에 전후진 가능하게 설치된다.In addition, the second pin member 60 is installed in the die main body 201 so as to be movable forward and backward corresponding to the second die member 50.

즉, 상기 제2 핀부재(60)는 제2 다이부재(50)에 삽입되면서 제2 펀치유닛(302)에 의해 가압되는 예비 성형품(111)을 지지하며 그 예비 성형품(111)을 압출하여 섕크부(3)를 성형할 수 있다.That is, the second pin member 60 supports the preform 111 pressurized by the second punch unit 302 while being inserted into the second die member 50 and extrudes the preform 111. The crochet part 3 can be shape | molded.

그리고, 상기 제2 핀부재(60)는 제2 다이부재(50)의 제2 삽입공(53)으로부터 예비 성형품(111)(이하에서의 압출 성형품)을 밖으로 밀어 낼 수 있다.In addition, the second pin member 60 may push out the preform 111 (the extruded article below) from the second insertion hole 53 of the second die member 50.

이를 위해 상기 다이 본체(201)에는 제2 핀부재(60)를 지지하며 가압하고, 제2 핀부재(60)를 제2 다이부재(50)로부터 밀어낼 수 있는 제2 푸셔(502)가 설치된다.To this end, a second pusher 502 is installed on the die body 201 to support and press the second pin member 60 and to push the second pin member 60 out of the second die member 50. do.

상기 제2 푸셔(502)는 제2 핀부재(60)에 접촉되며, 다이 본체(201)에 회전 가능하게 설치되는 통상적인 기술의 캠 수단으로 구성될 수 있다.The second pusher 502 is in contact with the second pin member 60, it may be composed of a cam means of a conventional technique rotatably installed in the die body 201.

상기에서는 예비 성형품(111)을 제2 다이부재(50)와 제2 핀부재(60), 제2 펀치유닛(302)과 제2 푸셔(502)를 통해 압출하여 섕크부(3)를 성형하는 바, 이렇게 섕크부(3)가 성형된 것을 이하에서는 "압출 성형품" 이라고 한다.In the above, the preform 111 is extruded through the second die member 50, the second pin member 60, the second punch unit 302, and the second pusher 502 to form the shank portion 3. Now, what the shank part 3 was shape | molded in this way is called "extrusion molding article" below.

본 발명의 실시 예에서, 상기 헤드 성형유닛(70)은 압출 성형유닛(40)에서 압출 성형된 압출 성형품(121)에 셀프 피어싱 리벳(200)의 헤드부(1)를 성형하기 위한 것이다.In the embodiment of the present invention, the head molding unit 70 is for molding the head portion 1 of the self-piercing rivet 200 to the extrusion molded article 121 extruded from the extrusion molding unit 40.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치에 적용되는 헤드 성형유닛을 도시한 분해 사시도이다.7 is an exploded perspective view illustrating a head forming unit applied to a self-piercing rivet forging apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 헤드 성형유닛(70)은 제3 다이부재(80)와 제3 핀부재(90)를 포함하는 바, 제3 다이부재(80)와 제3 핀부재(90)는 다이 본체(201)에 구성될 수 있다.3 and 7, the head forming unit 70 according to the embodiment of the present invention includes a third die member 80 and a third pin member 90, and thus, a third die member 80. ) And the third pin member 90 may be configured in the die body 201.

상기 제3 다이부재(80)는 압출 성형품(121)이 삽입될 수 있는 원통 형상의 제3 다이 몸체(81)를 포함한다.The third die member 80 includes a cylindrical third die body 81 into which the extruded article 121 may be inserted.

상기 제3 다이 몸체(81)의 중앙에는 압출 성형품(121)이 삽입될 수 있는 제3 삽입공(83)이 형성된다.A third insertion hole 83 into which the extruded article 121 may be inserted is formed at the center of the third die body 81.

상기 압출 성형품(121)에 있어서, 제3 다이 몸체(81)의 제3 삽입공(83)에 삽입되는 단부를 이하에서는 "삽입 단부" 라고 한다.In the extruded molded article 121, an end inserted into the third insertion hole 83 of the third die body 81 is referred to as an "insertion end" below.

여기서, 상기 제3 다이 몸체(81)의 일측 단부 즉, 압출 성형품(121)의 삽입 부분에는 그 압출 성형품(121)의 삽입 단부 반대쪽 단부에 헤드부(1)를 성형하기 위한 헤드 성형홈(85)이 형성되어 있다.Here, at one end of the third die body 81, that is, the insertion portion of the extruded article 121, a head forming groove 85 for molding the head portion 1 at an end opposite to the insertion end of the extruded article 121. ) Is formed.

상기 헤드 성형홈(85)은 제3 삽입공(83)의 단부에서 가장자리 외측으로 경사진 형태로 이루어진다.The head forming groove 85 is formed to be inclined outward from the edge of the third insertion hole (83).

본 발명의 실시 예에서, 상기 제3 핀부재(90)는 뒤에서 더욱 설명될 제3 펀치유닛(303)에 의해 압출 성형품(121)에 헤드부(1)를 성형하기 위한 것으로서, 압출 성형품(121)의 삽입 단부에 대응하여 제3 다이 몸체(81)의 제3 삽입공(83)에 삽입 가능하게 설치된다.In the embodiment of the present invention, the third pin member 90 is for molding the head portion 1 to the extruded article 121 by the third punch unit 303 which will be described later, the extruded article 121 The insertion end of the third die body 81 is inserted into the third insertion hole 83 so as to correspond to the insertion end.

이 경우, 상기 제3 핀부재(90)는 제3 다이 몸체(81)의 제3 삽입공(83)에 삽입되며 압출 성형품(121)을 지지할 수 있다.In this case, the third pin member 90 may be inserted into the third insertion hole 83 of the third die body 81 to support the extruded article 121.

상기 제3 핀부재(90)는 삽입부(91)와 지지부(92)로 이루어지는데, 삽입부(91)는 압출 성형품(121)의 섕크부(3) 내측으로 삽입되는 부분이고, 지지부(92)는 삽입부(91)와 일체로 연결되며 섕크부(3)의 단부를 지지하는 부분이다.The third pin member 90 is composed of an insertion portion 91 and a support portion 92. The insertion portion 91 is a portion to be inserted into the shank portion 3 of the extrusion molded article 121, and the support portion 92 ) Is a portion that is integrally connected to the insertion portion 91 and supports the end of the shank portion (3).

상기에서 삽입부(91)는 섕크부(3)의 내경에 상응하는 외경으로 이루어지고, 지지부(92)는 제3 다이 몸체(81)의 내경에 상응하는 외경으로 이루어지므로, 삽입부(91)는 지지부(92) 보다 상대적으로 작은 외경으로 이루어진다.In the insert 91 is made of an outer diameter corresponding to the inner diameter of the shank portion 3, the support 92 is made of an outer diameter corresponding to the inner diameter of the third die body 81, the insertion portion 91 Has an outer diameter relatively smaller than the support portion 92.

여기서, 상기 삽입부(91)와 지지부(92)는 테이퍼 형태의 제2 지지면(94)을 통해 일체로 연결될 수 있다.Here, the insertion portion 91 and the support portion 92 may be integrally connected through the tapered second support surface 94.

상기 제2 지지면(94)은 섕크부(3)의 단부를 지지하는 것으로, 지지부(92)에서 삽입부(91)로 갈수록 그 외경이 점차 작아지는 형태로 이루어진다.The second support surface 94 supports the end of the shank portion 3, and the outer diameter of the second support surface 94 gradually decreases from the support portion 92 to the insertion portion 91.

그리고, 상기 제2 지지면(94)과 연결되는 지지부(92)의 가장자리단에는 섕크부(3)의 단부를 실질적으로 지지하는 지지턱(96)이 형성되어 있다.At the edge end of the support part 92 connected to the second support surface 94, a support jaw 96 is formed to substantially support the end of the shank part 3.

한편, 상기에서 제3 펀치유닛(303)은 제3 다이부재(80)에 삽입된 압출 성형품(121)을 가압(펀칭)하는 헤더로서 구비되며, 제3 다이부재(80)에 대응하여 헤더 본체(401)에 구성될 수 있다.On the other hand, in the above, the third punch unit 303 is provided as a header for pressing (punching) the extruded article 121 inserted into the third die member 80, the header body corresponding to the third die member 80 401 may be configured.

여기서, 상기 제3 펀치유닛(303)은 다이 본체(201)에 대하여 전후진 및/또는 승강 가능하게 구비되는 헤더 본체(401)에 구비될 수 있으며, 헤더 본체(401)가 고정된 상태로 그 헤더 본체(401)에 전후진 및/또는 승강 가능하게 구비될 수도 있다.Here, the third punch unit 303 may be provided in the header body 401 provided to be able to move forward and backward with respect to the die body 201, and the header body 401 is fixed The header body 401 may be provided forward and backward and / or liftable.

그리고, 상기 제3 핀부재(90)는 제3 다이부재(80)에 대응하여 다이 본체(201)에 전후진 가능하게 설치된다.In addition, the third pin member 90 is installed in the die body 201 so as to be able to move forward and backward in correspondence with the third die member 80.

즉, 상기 제3 핀부재(90)는 제3 다이부재(80)에 삽입되면서 제3 펀치유닛(303)에 의해 가압되는 압출 성형품(121)을 지지하며 그 압출 성형품(121)을 압출하여 헤드부(1)를 성형할 수 있다.That is, the third pin member 90 supports the extruded article 121 pressurized by the third punch unit 303 while being inserted into the third die member 80 and extrudes the extruded article 121 to the head. The part 1 can be shape | molded.

그리고, 상기 제3 핀부재(90)는 제3 다이부재(80)의 제3 삽입공(83)으로부터 압출 성형품(121)을 밖으로 밀어 낼 수 있다.In addition, the third pin member 90 may push out the extruded article 121 from the third insertion hole 83 of the third die member 80.

이를 위해 상기 다이 본체(201)에는 제3 핀부재(90)를 지지하며 가압하고, 제3 핀부재(90)를 제3 다이부재(80)로부터 밀어낼 수 있는 제3 푸셔(503)가 설치된다.To this end, a third pusher 503 is installed on the die body 201 to support and press the third pin member 90 and to push the third pin member 90 from the third die member 80. do.

상기 제3 푸셔(503)는 제3 핀부재(90)에 접촉되며, 다이 본체(201)에 회전 가능하게 설치되는 공지 기술의 캠 수단으로 구성될 수 있다.The third pusher 503 is in contact with the third pin member 90, it may be composed of a cam means of the known art rotatably installed in the die body 201.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 단조 성형장치(100)를 이용한 셀프 피어싱 리벳의 단조 성형 공정을 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a forging process of the self-piercing rivets using the forging apparatus 100 according to an embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail.

도 8a 내지 도 8g는 본 발명의 실시 예에 따른 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치를 이용하여 셀프 피어싱 리벳을 단조 성형하는 과정을 도시한 도면이다.8A to 8G are views illustrating a process of forging a self-piercing rivet using a self-piercing rivet forging molding apparatus according to an embodiment of the present invention.

우선, 본 발명의 실시 예에서는 도 8a에서와 같이 금속재 가공 원재료를 절단한 빌렛(101)을 준비한다.First, according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG.

그리고 나서, 상기 빌렛(101)을 예비 성형하는데, 도 8b에서와 같이 제1 다이부재(20)의 제1 삽입공(23)에 제1 핀부재(30)를 셋팅한 상태에서 빌렛(101)을 제1 삽입공(23)에 삽입한다. Then, the billet 101 is preformed, the billet 101 in a state in which the first pin member 30 is set in the first insertion hole 23 of the first die member 20 as shown in Figure 8b Is inserted into the first insertion hole (23).

이 때, 제1 푸셔(501: 이하 도 3 참조)는 제1 핀부재(30)를 지지하고 있으며, 빌렛(101)의 삽입 단부에 대응하는 제1 핀부재(30)의 단부에는 원뿔 형상의 핀 돌기(31)를 구비하고 있다.At this time, the first pusher 501 (see FIG. 3 below) supports the first pin member 30 and has a conical shape at the end of the first pin member 30 corresponding to the insertion end of the billet 101. The pin protrusion 31 is provided.

이어서, 본 발명의 실시 예에서는 도 8c에서와 같이 제1 펀치유닛(301)을 통해 빌렛(101: 도 8b 참조)을 가압(펀칭)한다.Subsequently, in the embodiment of the present invention, the billet 101 (see FIG. 8B) is pressurized (punched) through the first punch unit 301 as shown in FIG. 8C.

그러면 상기 빌렛(101)의 삽입 단부가 제1 핀부재(30)의 핀 돌기(31)에 가압되면서 그 삽입 단부에 센터링 홈(103)을 성형할 수 있다.Then, the insertion end of the billet 101 may be pressed to the pin protrusion 31 of the first pin member 30 to form the centering groove 103 at the insertion end thereof.

이와 같이 빌렛(101)에 센터링 홈(103)을 형성하고 나면, 제1 푸셔(501)는 제1 핀부재(30)를 가압하고, 이에 따라 제1 핀부재(30)는 단부에 센터링 홈(103)이 형성된 예비 성형품(111)을 제1 다이부재(20)의 제1 삽입공(23)으로부터 밀어낸다.After the centering groove 103 is formed in the billet 101 as described above, the first pusher 501 presses the first pin member 30, whereby the first pin member 30 is formed at the end thereof. The preform 111 formed with the 103 is pushed out of the first insertion hole 23 of the first die member 20.

다음 공정은 전방 압출 공정으로서, 도 8d에서와 같이 제2 다이부재(50)의 제2 삽입공(53)에 제2 핀부재(60)를 셋팅한다.The next process is a forward extrusion process, in which the second pin member 60 is set in the second insertion hole 53 of the second die member 50 as shown in FIG. 8D.

상기에서와 같은 제2 다이부재(50)와 제2 핀부재(60)의 셋팅 과정을 구체적으로 설명하면, 본 발명의 실시 예에서는 제2 핀부재(60)를 제2 삽입공(53)에 삽입하는 과정에, 제2 다이부재(50)의 돌기부들(55)에 제2 핀부재(60)의 결합홈(66)을 결합한다.Referring to the setting process of the second die member 50 and the second pin member 60 as described above in detail, in the embodiment of the present invention, the second pin member 60 to the second insertion hole (53) In the inserting process, the coupling groove 66 of the second pin member 60 is coupled to the protrusions 55 of the second die member 50.

이에, 상기 제2 핀부재(60)는 돌기부들(55)에 슬라이딩 결합되면서 제2 다이 몸체(51)의 내측면 사이에 돌기부들(55)을 제외한 공간(S: 이하 도 5 참조)을 형성한다.Accordingly, the second pin member 60 is slidably coupled to the protrusions 55 to form a space (S: see FIG. 5 below) between the inner surfaces of the second die body 51 except for the protrusions 55. do.

그리고 나서, 제1 다이부재(20)로부터 예비 성형품(111)을 제2 다이부재(50) 측으로 옮기고 그 예비 성형품(111)을 제2 다이부재(50)의 제2 삽입공(53)에 삽입한다.Then, the preform 111 is moved from the first die member 20 to the second die member 50, and the preform 111 is inserted into the second insertion hole 53 of the second die member 50. do.

이에, 상기 예비 성형품(111)은 센터링 홈(103)이 제2 핀부재(60)의 제1 부분(61)과 마주한 상태에서, 돌기부들(55)에 걸쳐진 상태를 유지하고, 제2 푸셔(502: 이하 도 3 참조)는 제2 핀부재(60)를 지지하고 있다.Accordingly, the preform 111 maintains a state in which the centering groove 103 is in the state facing the first portion 61 of the second pin member 60 and spans the protrusions 55, and the second pusher ( 502: see FIG. 3 hereinafter) supports the second fin member 60.

다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 도 8e에서와 같이 제2 펀치유닛(302)을 통해 예비 성형품(111: 도 8d 참조)을 가압(펀칭)한다Next, in the exemplary embodiment of the present invention, the preform 111 (see FIG. 8D) is pressurized (punched) through the second punch unit 302 as shown in FIG. 8E.

그러면, 상기 예비 성형품(111)은 제2 펀치유닛(302)에 의해 가압됨에 따라 제2 핀부재(60)와 돌기부들(55: 도 8d 참조)을 제외한 공간(S)으로 전방 압출되면서 섕크부(3)를 형성하게 된다.Then, as the preform 111 is pressed by the second punch unit 302, the shank portion is extruded forward into the space S except for the second pin member 60 and the protrusions 55 (refer to FIG. 8D). (3) is formed.

이 과정에, 상기 예비 성형품(111)의 단부에 센터링 홈(103)이 형성되어 있기 때문에, 그 예비 성형품(111)은 센터링 홈(103)을 통해 제2 핀부재(60)의 제1 부분(61)에 정위치 하게 되고, 제1 부분(61)에 대한 센터링을 유지할 수 있게 된다.In this process, since the centering groove 103 is formed at the end of the preform 111, the preform 111 is formed by the first portion of the second fin member 60 through the centering groove 103. 61 in position, it is possible to maintain the centering on the first portion (61).

그리고, 상기 예비 성형품(111)의 단부에 센터링 홈(103)을 성형하기 때문에, 제2 핀부재(60)에 대한 제2 펀치유닛(302)의 펀치 하중을 한 층 감소시킬 수도 있다.In addition, since the centering groove 103 is formed at the end of the preform 111, the punch load of the second punch unit 302 with respect to the second pin member 60 may be further reduced.

여기서, 상기 예비 성형품(111)이 제2 펀치유닛(302)에 의해 압출되는 과정에, 섕크부(3)에는 돌기부들(55)에 의해 복수 개의 슬릿들(5)이 형성된다.Here, in the process where the preform 111 is extruded by the second punch unit 302, a plurality of slits 5 are formed in the shank part 3 by the protrusions 55.

이 경우, 상기 돌기부들(55)의 단부를 산 형태로 구성함에 따라, 그 돌기부들(55)에 대한 예비 성형품(111)의 전방 압출을 용이하게 유도할 수 있다.In this case, by forming the end of the protrusions 55 in the form of a mountain, it is possible to easily guide the front extrusion of the preform 111 to the protrusions (55).

또한, 본 발명의 실시 예에서는 제2 핀부재(60)의 제1 부분(61)과 제2 부분(62)이 테이퍼 형태의 제1 지지면(64)을 통해 일체로 연결되어 있기 때문에, 제1 지지면(64)이 섕크부(3)를 지지하면서 그 섕크부(3)에 대한 치수 정밀도를 높일 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, since the first portion 61 and the second portion 62 of the second fin member 60 are integrally connected through the tapered first support surface 64, 1 While the support surface 64 supports the shank portion 3, the dimensional accuracy of the shank portion 3 can be increased.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 돌기부들(55)이 제2 다이부재(50)의 내측면에서 제2 삽입공(53)의 중심으로 갈수록 단면 폭이 점차 감소하는 형태를 취하므로, 제2 펀치유닛(302)의 펀치 하중에 의해 돌기부(55)가 깨지는 등의 강도 문제를 개선할 수 있다.Furthermore, in the embodiment of the present invention, since the protrusions 55 gradually take the form of the cross-sectional width gradually decreasing from the inner side of the second die member 50 toward the center of the second insertion hole 53, the second Strength problems such as cracking of the protrusion part 55 by the punch load of the punching unit 302 can be improved.

이와 같이 예비 성형품(111)을 전방 압출하여 섕크부(3)를 형성하고 나면, 제2 푸셔(502)는 제2 핀부재(60)를 가압하고, 제2 핀부재(60)는 섕크부(3)가 형성된 압출 성형품(121)을 제2 다이부재(50)의 제2 삽입공(53)으로부터 밀어낸다.After the preform 111 is thus extruded forward to form the shank portion 3, the second pusher 502 presses the second fin member 60, and the second fin member 60 is the shank portion ( The extruded molded article 121 formed with 3) is pushed out from the second insertion hole 53 of the second die member 50.

다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 도 8f 및 도 8g에서와 같이 상기 압출 성형품(121)에 헤드부(1)를 성형한다.Next, in the embodiment of the present invention, the head portion 1 is molded to the extruded article 121 as shown in FIGS. 8F and 8G.

상기한 헤드부 성형 공정에서는 우선, 도 8f에서와 같이 제3 다이부재(80)의 제3 삽입공(83)에 제3 핀부재(90)를 셋팅한다.In the head forming process described above, first, the third pin member 90 is set in the third insertion hole 83 of the third die member 80 as shown in FIG. 8F.

그리고 나서, 상기 제2 다이부재(50)로부터 압출 성형품(121)을 제3 다이부재(80) 측으로 옮기고 그 압출 성형품(121)을 제3 삽입공(83)에 삽입한다.Then, the extruded article 121 is moved from the second die member 50 toward the third die member 80 and the extruded article 121 is inserted into the third insertion hole 83.

이에, 상기 압출 성형품(121)의 섕크부(3) 내측으로는 제3 핀부재(90)의 삽입부(91)가 삽입되고, 그 섕크부(3)의 단부는 지지부(92)의 지지턱(96)에 지지된 상태를 유지한다. 이 경우, 제3 푸셔(503: 이하 도 3 참조)는 제3 핀부재(90)를 지지하고 있다.Thus, the insertion portion 91 of the third pin member 90 is inserted into the shank portion 3 of the extruded article 121, and the end of the shank portion 3 is supported by the support portion 92. Maintain the state supported by (96). In this case, the third pusher 503 (see Fig. 3 hereinafter) supports the third pin member 90.

다음으로, 본 발명의 실시 예에서는 도 8g에서와 같이 제3 펀치유닛(303)을 통해 압출 성형품(121)을 가압(펀칭)한다.Next, in the embodiment of the present invention is pressed (punching) the extrusion molded article 121 through the third punch unit 303 as shown in Figure 8g.

그러면, 상기 압출 성형품(121)의 삽입 단부측 반대 부위가 제3 펀치유닛(303)에 의해 가압되고, 제3 다이부재(80)의 헤드 성형홈(85)을 따라 압축 변형되며 헤드부(1)를 성형하게 된다.Then, the portion opposite to the insertion end side of the extruded molded article 121 is pressed by the third punch unit 303, compressively deformed along the head forming groove 85 of the third die member 80, and the head portion 1. ) Will be molded.

여기서, 본 발명의 실시 예에서는 제3 핀부재(90)의 삽입부(91)와 지지부(92)가 테이퍼 형태의 제2 지지면(94)을 통해 일체로 연결되어 있기 때문에, 제2 지지면(94)이 섕크부(3)를 지지하면서 압출 성형품(121)의 성형에 따른 치수 정밀도를 향상시킬 수 있다.Here, in the embodiment of the present invention, since the insertion portion 91 and the support portion 92 of the third pin member 90 are integrally connected through the second support surface 94 having a tapered shape, the second support surface While the 94 supports the shank portion 3, the dimensional accuracy due to the molding of the extruded article 121 can be improved.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 단조 성형장치(100)는 상술한 바와 같은 일련의 작동 과정을 통해 섕크부(3)에 복수 개의 슬릿들(5)이 형성된 셀프 피어싱 리벳(200)을 단조 성형할 수 있게 된다.Therefore, the forging molding apparatus 100 according to the embodiment of the present invention forging the self-piercing rivet 200 formed with a plurality of slits 5 in the shank portion 3 through a series of operation process as described above. You can do it.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치(100)에 의하면, 예비 성형유닛(10)을 통해 빌렛(101)에 센터링 홈(103)을 성형하고, 압출 성형유닛(40)을 통해 예비 성형품(111)에 섕크부(3)를 성형하며, 헤드 성형유닛(70)을 통해 압출 성형품(121)에 헤드부(1)를 성형할 수 있다.According to the self-piercing rivet forging apparatus 100 according to the embodiment of the present invention as described above, by forming the centering groove 103 in the billet 101 through the preforming unit 10, the extrusion molding unit The shank portion 3 may be molded into the preform 111 through 40, and the head portion 1 may be molded into the extruded article 121 through the head molding unit 70.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 예비 성형, 전방 압출 및 헤드부 성형 공정의 단순한 공정을 통해 섕크부(3)에 슬릿들(5)이 형성된 셀프 피어싱 리벳(200)을 성형할 수 있으므로, 빌렛의 업세팅, 헤드부 성형, 전방 압출, 후방 압출(하부 성형) 공정으로 리벳을 성형하는 일반적인 공정과 달리, 셀프 피어싱 리벳의 전체 성형 공정을 단축시킬 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, the self-piercing rivet 200 in which the slits 5 are formed in the shank portion 3 may be formed by a simple process of preforming, forward extrusion, and head forming. Unlike the general process of forming rivets by upsetting, head forming, front extrusion, and back extrusion (low molding) processes, the entire forming process of the self-piercing rivets can be shortened.

이로써, 본 발명의 실시 예에서는 섕크부(3)에 슬릿들(5)이 형성된 셀프 피어싱 리벳(200)의 전체 성형 공정이 단순하므로, 생산성이 향상되며, 제작 원가를 줄일 수 있다. Thus, in the embodiment of the present invention, since the entire molding process of the self-piercing rivet 200 in which the slits 5 are formed in the shank portion 3 is simple, productivity may be improved and manufacturing cost may be reduced.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치(100)에 의하면, 예비 성형유닛(10)을 통해 빌렛(101)에 센터링 홈(103)을 성형하므로, 압출 성형유닛(40)을 통해 예비 성형품(111)에 섕크부(3)를 성형하는 과정에 제2 핀부재(60)에 대한 예비 성형품(111)의 정위치 및 센터링을 도모할 수 있다.On the other hand, according to the self-piercing rivet forging apparatus 100 according to an embodiment of the present invention, since the centering groove 103 is formed in the billet 101 through the preforming unit 10, the extrusion molding unit 40 Through the forming of the shank portion (3) in the preform 111 through the second pin member 60 can be positioned in the correct position and the centering.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 전방 압출 과정에 제2 핀부재(60)에 대한 예비 성형품(111)의 정위치 및 센터링을 도모할 수 있으므로, 다이와 핀의 교차로 인한 버(burr) 발생을 최소화 할 수 있고, 치수 정밀도 및 성형성이 양호한 셀프 피어싱 리벳(200)을 제조할 수 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, it is possible to plan and center the preform 111 relative to the second fin member 60 in the forward extrusion process, thereby minimizing the occurrence of burrs due to the intersection of the die and the pin. It is possible to manufacture a self-piercing rivet 200 having good dimensional accuracy and formability.

아울러, 본 발명의 실시 예에서는 제2 다이부재(50)의 돌기부들(55)에 산 형태의 단부를 구성함에 따라, 돌기부들(55)에 대한 예비 성형품(111)의 전방 압출을 용이하게 유도함으로써 성형성이 양호하며, 제2 핀부재(60)에 대한 제2 펀치유닛(302)의 펀치 하중을 감소시킬 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, as the end portion of the mountain form is formed in the protrusions 55 of the second die member 50, the front extrusion of the preform 111 to the protrusions 55 is easily induced. As a result, the moldability is good, and the punch load of the second punch unit 302 against the second pin member 60 can be reduced.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 예비 성형품(111)의 단부에 센터링 홈(103)을 성형하고, 헤드 성형유닛(70)을 통해 헤드부(1)를 맨 나중에 성형하므로, 제2 핀부재(60)에 대한 제2 펀치유닛(302)의 펀치 하중을 더욱더 감소시킬 수 있다.In addition, in the embodiment of the present invention, since the centering groove 103 is formed at the end of the preform 111, and the head part 1 is formed later through the head forming unit 70, the second pin member 60 is formed. It is possible to further reduce the punch load of the second punch unit 302 relative to).

그리고, 본 발명의 실시 예에서는 압출 성형유닛(40)의 제2 핀부재(60)에 제1 부분(61)과 제2 부분(62)을 연결하는 테이퍼 형상의 제1 지지면(64)을 구비하고, 헤드 성형유닛(70)의 제3 핀부재(90)에 삽입부(91)와 지지부(92)를 연결하는 테이퍼 형상의 제2 지지면(94)을 구비하므로, 전방 압출 성형 공정 및 헤드부 성형 공정에서의 치수 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.In the embodiment of the present invention, the tapered first support surface 64 connecting the first portion 61 and the second portion 62 to the second pin member 60 of the extrusion molding unit 40 is provided. And a tapered second support surface 94 that connects the insertion portion 91 and the support portion 92 to the third pin member 90 of the head forming unit 70, thereby forward extrusion molding process and The dimensional accuracy in the head molding process can be further improved.

한편, 상기에서와 같은 단조 성형장치(100)에 의해서 성형된 셀프 피어싱 리벳(200)은 섕크부(3)에 복수 개의 슬릿들(5)을 형성하므로, 접합 대상물들의 상판을 관통하며 하판에 압입되는 과정에 상판의 관통 부위가 완전히 전단되지 않게 함으로써 그 관통 부위가 상하판의 접합 강도를 보강할 수 있다.On the other hand, since the self-piercing rivet 200 formed by the forging molding apparatus 100 as described above forms a plurality of slits 5 in the shank portion 3, the self-piercing rivet 200 penetrates into the lower plate while penetrating the upper plate of the joining objects. By preventing the through portion of the upper plate from shearing completely during the process, the through portion can reinforce the bonding strength of the upper and lower plates.

또한, 상기 셀프 피어싱 리벳(200)은 전단되지 않은 상판의 관통 부위를 활용하여 단일의 개수로서 상하판의 회전을 방지할 수 있고, 상하판의 접합 강도를 향상시킬 수 있다.In addition, the self-piercing rivet 200 may prevent the rotation of the upper and lower plates as a single number by utilizing the through portion of the upper plate that is not sheared, and may improve the bonding strength of the upper and lower plates.

그리고, 상기 셀프 피어싱 리벳(200)은 상하판의 접합 대상물에 대한 접합 하중을 감소시키면서 접합 대상물의 접합 강도를 증대시킬 수 있다. The self-piercing rivet 200 may increase the bonding strength of the bonding object while reducing the bonding load of the upper and lower plates to the bonding object.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And it goes without saying that the invention belongs to the scope of the invention.

1... 헤드부 3... 섕크부
5... 슬릿 7... 섕크 몸체
10... 예비 성형유닛 20... 제1 다이부재
21... 제1 다이 몸체 23... 제1 삽입공
30... 제1 핀부재 31... 핀 돌기
40... 압출 성형유닛 50... 제2 다이부재
51... 제2 다이 몸체 53... 제2 삽입공
55... 돌기부 60... 제2 핀부재
61... 제1 부분 62... 제2 부분
64... 제1 지지면 66... 결합홈
70... 헤드 성형유닛 80... 제3 다이부재
81... 제3 다이 몸체 83... 제3 삽입공
85... 헤드 성형홈 90... 제3 핀부재
91... 삽입부 92... 지지부
94... 제2 지지면 96... 지지턱
101... 빌렛 103... 센터링 홈
111... 예비 성형품 121... 압출 성형품
200... 셀프 피어싱 리벳 201... 다이 본체
301... 제1 펀치유닛 302... 제2 펀치유닛
303... 제3 펀치유닛 401... 헤더 본체
501... 제1 푸셔 502... 제2 푸셔
503... 제3 푸셔1 ... head 3 ... shank
5 ... slit 7 ... shank body
10 ... preforming unit 20 ... first die member
21 ... 1st die body 23 ... 1st insertion hole
30 ... First pin member 31 ... Pin protrusion
40 ... extrusion molding unit 50 ... second die member
51 ... 2nd die body 53 ... 2nd insert hole
55 ... protrusion 60 ... second pin member
61 ... First Part 62 ... Second Part
64 ... 1st support surface 66 ... Engagement groove
70 ... head forming unit 80 ... third die member
81 ... 3rd die body 83 ... 3rd insertion hole
85 Head molding groove 90 Third pin member
91 ... Insert 92 ... Support
94. 2nd support surface 96 ... Supporting jaw
101 ... Billet 103 ... Centering Home
111 ... Preform 121 ... Extrusion
200 ... Self Piercing Rivet 201 ... Die Body
301 ... First Punch Unit 302 ... Second Punch Unit
303 ... 3rd Punch Unit 401 ... Header Body
501 ... the first pusher 502 ... the second pusher
503 ... Third Pusher

Claims (21)

헤드부와, 복수 개의 슬릿들이 형성된 섕크부를 포함하는 셀프 피어싱 리벳을 단조 성형하기 위한 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치로서,
원기둥 형상의 빌렛이 삽입되는 제1 다이부재;
상기 빌렛의 삽입 단부에 대응하여 상기 제1 다이부재에 삽입 가능하게 설치되며, 상기 빌렛의 삽입 단부에 센터링 홈을 성형하는 제1 핀부재;
상기 센터링 홈이 형성된 예비 성형품이 삽입되며, 상기 슬릿을 성형하기 위한 복수 개의 돌기부들을 내측면에 구비하고 있는 제2 다이부재;
상기 예비 성형품의 삽입 단부에 대응하여 상기 제2 다이부재에 삽입 가능하게 설치되고, 상기 돌기부들과 상호 결합되며 상기 섕크부를 압출 성형하는 제2 핀부재;
상기 섕크부가 형성된 압출 성형품이 삽입되며, 상기 헤드부를 성형하기 위한 헤드 성형홈이 구비된 제3 다이부재; 및
상기 압출 성형품의 삽입 단부에 대응하여 상기 제3 다이부재에 삽입 가능하게 설치되며, 상기 압출 성형품을 지지하는 제3 핀부재
를 포함하는 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치.A self-piercing rivet forging molding apparatus for forging a self-piercing rivet including a head portion and a shank portion having a plurality of slits,
A first die member into which a cylindrical billet is inserted;
A first pin member installed to be inserted into the first die member corresponding to the insertion end of the billet and forming a centering groove at the insertion end of the billet;
A second die member into which the preformed product having the centering groove is inserted, and having a plurality of protrusions formed on the inner side for forming the slit;
A second pin member installed to be inserted into the second die member corresponding to the insertion end of the preform, the second pin member coupled to the protrusions and extruding the shank portion;
A third die member into which the shank portion is formed, into which an extrusion molded article is inserted, and which has a head forming groove for forming the head portion; And
A third pin member installed to be inserted into the third die member corresponding to an insertion end of the extruded article and supporting the extruded article
Self-piercing rivet forging molding apparatus comprising a. 제1 항에 있어서,
상기 제1 다이부재에 대응하게 구비되며, 상기 제1 다이부재에 삽입된 빌렛을 가압하는 제1 펀치유닛과,
상기 제2 다이부재에 대응하게 구비되며, 상기 제2 다이부재에 삽입된 예비 성형품을 가압하는 제2 펀치유닛과,
상기 제3 다이부재에 대응하게 구비되며, 상기 제3 다이부재에 삽입된 압출 성형품을 가압하는 제3 펀치유닛
을 포함하는 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치.The method according to claim 1,
A first punching unit provided corresponding to the first die member and pressing the billet inserted into the first die member;
A second punch unit provided corresponding to the second die member and for pressing the preform inserted into the second die member;
A third punching unit provided corresponding to the third die member to press the extruded article inserted into the third die member;
Self piercing rivet forging molding apparatus comprising a. 제1 항에 있어서,
상기 제1 핀부재를 지지하며 그 제1 핀부재를 상기 제1 다이부재로부터 밀어내는 제1 푸셔와,
상기 제2 핀부재를 지지하며 상기 제2 핀부재를 상기 제2 다이부재로부터 밀어내는 제2 푸셔와,
상기 제3 핀부재를 지지하며 그 제3 핀부재를 상기 제3 다이부재로부터 밀어내는 제3 푸셔
를 포함하는 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치.The method according to claim 1,
A first pusher supporting the first pin member and pushing the first pin member away from the first die member;
A second pusher that supports the second pin member and pushes the second pin member away from the second die member;
A third pusher that supports the third pin member and pushes the third pin member away from the third die member
Self-piercing rivet forging molding apparatus comprising a. 제1 항에 있어서,
상기 제1 다이부재는 상기 빌렛이 삽입될 수 있는 제1 삽입공이 형성된 원통 형상의 제1 다이 몸체를 포함하며,
상기 제1 핀부재는 상기 빌렛의 삽입 단부에 상기 센터링 홈을 형성하기 위한 원뿔 형태의 핀 돌기를 포함하는 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치.The method according to claim 1,
The first die member includes a cylindrical first die body having a first insertion hole into which the billet can be inserted.
The first pin member is a self-piercing rivet forging molding apparatus including a conical pin projection for forming the centering groove at the insertion end of the billet. 제1 항에 있어서,
상기 돌기부는,
상기 슬릿에 상응하는 길이로서 상기 제2 다이부재의 내측면에 일체로 돌출 형성되며,
상기 제2 다이부재의 내측면에서 내부 중심을 향해 방사 상으로 배치되는 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치.The method according to claim 1,
The protruding portion
Protruding integrally with the inner surface of the second die member as a length corresponding to the slit,
Self-piercing rivet forging apparatus disposed radially from the inner side of the second die member toward the inner center. 제1 항에 있어서,
상기 돌기부는,
상기 제2 다이부재의 내측면에서 내부 중심으로 갈수록 단면 폭이 점차 감소하는 형태로 이루어지는 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치.The method according to claim 1,
The protruding portion
Self-piercing rivet forging molding device formed in the form that the cross-sectional width gradually decreases toward the inner center from the inner side of the second die member. 제1 항에 있어서,
상기 돌기부는,
상기 예비 성형품의 삽입 단부에 대응하는 단부가 산 형태로 이루어지는 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치.The method according to claim 1,
The protruding portion
A self-piercing rivet forging molding apparatus in which an end portion corresponding to an insertion end of the preform is formed in an acid form. 제1 항 또는 제4 항에 있어서,
상기 제2 다이부재는 상기 예비 성형품이 삽입될 수 있는 제2 삽입공이 형성된 원통 형상의 제2 다이 몸체를 포함하며,
상기 제2 핀부재는 상기 제2 삽입공에 삽입되며 상기 돌기부와 슬라이딩 가능하게 결합되는 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치.The method according to claim 1 or 4,
The second die member may include a second die body having a cylindrical shape having a second insertion hole into which the preform may be inserted.
The second pin member is inserted into the second insertion hole and the self-piercing rivet forging molding device is slidably coupled to the protrusion. 제1 항에 있어서,
상기 제2 핀부재는,
상기 제2 다이부재의 내측면 사이에 상기 섕크부에 상응하는 공간을 형성하며 상기 돌기부와 결합하는 제1 부분과,
상기 제2 다이부재의 내경에 상응하는 외경으로서 상기 제1 부분과 일체로 연결되며 상기 돌기부와 결합하는 제2 부분
으로 이루어지는 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치.The method according to claim 1,
The second pin member,
A first portion forming a space corresponding to the shank portion between inner surfaces of the second die member and engaging with the protrusion portion;
A second portion integrally connected with the first portion and coupled with the protrusion as an outer diameter corresponding to an inner diameter of the second die member;
Self-piercing rivet forging molding device consisting of. 제9 항에 있어서,
상기 제1 부분은,
상기 섕크부의 내측 공간에 상응하는 외경으로서 상기 제2 부분과 일체로 연결되는 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치.10. The method of claim 9,
The first portion,
Self-piercing rivet forging molding apparatus is integrally connected to the second portion as the outer diameter corresponding to the inner space of the shank portion. 제9 항에 있어서,
상기 제2 핀부재는,
상기 제1 부분으로부터 제2 부분까지 연결되며, 상기 돌기부에 슬라이딩 가능하게 결합되는 결합홈을 포함하는 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치.10. The method of claim 9,
The second pin member,
Self-piercing rivet forging apparatus is connected to the first portion from the second portion, including a coupling groove slidably coupled to the projection. 제9 항에 있어서,
상기 제1 부분은,
상기 제2 부분 보다 상대적으로 작은 외경으로 이루어지며, 테이퍼 형태의 제1 지지면을 통해 상기 제2 부분과 일체로 연결되는 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치.10. The method of claim 9,
The first portion,
Self-piercing rivet forging molding device having an outer diameter relatively smaller than the second portion, and is integrally connected to the second portion through a tapered first support surface. 제8 항에 있어서,
상기 제3 다이부재는 상기 압출 성형품이 삽입될 수 있는 제3 삽입공이 형성된 원통 형상의 제3 다이 몸체를 포함하며,
상기 제3 핀부재는 상기 압출 성형품의 섕크부 내측으로 삽입되는 삽입부와, 상기 삽입부에 일체로 연결되며 상기 섕크부의 단부를 지지하는 지지부로 이루어지는 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치.The method of claim 8,
The third die member may include a third die body having a cylindrical shape having a third insertion hole into which the extruded article may be inserted.
The third pin member is a self-piercing rivet forging molding device comprising an insertion portion inserted into the shank portion of the extruded product and a support portion integrally connected to the insertion portion and supporting the end portion of the shank portion. 제13 항에 있어서,
상기 삽입부는,
상기 지지부 보다 상대적으로 작은 외경으로 이루어지며, 테이퍼 형태의 제2 지지면을 통해 상기 지지부와 일체로 연결되는 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치.The method of claim 13,
The insertion unit,
Self-piercing rivet forging molding device is made of a relatively smaller outer diameter than the support portion, and is integrally connected to the support portion through a tapered second support surface. 헤드부와, 복수 개의 슬릿들이 형성된 섕크부를 포함하는 셀프 피어싱 리벳을 단조 성형하기 위한 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치로서,
원기둥 형상의 빌렛이 삽입되는 제1 다이부재;
상기 빌렛의 삽입 단부에 대응하여 상기 제1 다이부재에 삽입 가능하게 설치되며, 상기 빌렛의 삽입 단부에 센터링 홈을 성형하는 제1 핀부재;
상기 센터링 홈이 형성된 예비 성형품이 삽입되며, 상기 슬릿을 성형하기 위한 복수 개의 돌기부들을 내측면에 구비하고 있는 제2 다이부재;
상기 예비 성형품의 삽입 단부에 대응하여 상기 제2 다이부재에 삽입 가능하게 설치되고, 상기 돌기부들과 상호 결합되며 상기 섕크부를 압출 성형하는 제2 핀부재;
상기 섕크부가 형성된 압출 성형품이 삽입되며, 상기 헤드부를 성형하기 위한 헤드 성형홈이 구비된 제3 다이부재; 및
상기 압출 성형품의 삽입 단부에 대응하여 상기 제3 다이부재에 삽입 가능하게 설치되며, 상기 압출 성형품을 지지하는 제3 핀부재를 포함하며,
상기 제2 핀부재는:
상기 제2 다이부재의 내측면 사이에 상기 섕크부에 상응하는 공간을 형성하며 상기 돌기부와 결합하는 제1 부분과, 상기 제2 다이부재의 내경에 상응하는 외경으로서 상기 제1 부분과 일체로 연결되며 상기 돌기부와 결합하는 제2 부분으로 이루어지며;
상기 제1 부분으로부터 제2 부분까지 연결되며, 상기 돌기부에 슬라이딩 가능하게 결합되는 결합홈을 포함하는 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치.A self-piercing rivet forging molding apparatus for forging a self-piercing rivet including a head portion and a shank portion having a plurality of slits,
A first die member into which a cylindrical billet is inserted;
A first pin member installed to be inserted into the first die member corresponding to the insertion end of the billet and forming a centering groove at the insertion end of the billet;
A second die member into which the preformed product having the centering groove is inserted, and having a plurality of protrusions formed on the inner side for forming the slit;
A second pin member installed to be inserted into the second die member corresponding to the insertion end of the preform, the second pin member coupled to the protrusions and extruding the shank portion;
A third die member into which the shank portion is formed, into which an extrusion molded article is inserted, and which has a head forming groove for forming the head portion; And
A third pin member installed to be inserted into the third die member corresponding to an insertion end of the extruded article and supporting the extruded article,
The second pin member is:
A first portion which forms a space corresponding to the shank portion between inner surfaces of the second die member and engages with the protrusion, and is integrally connected to the first portion as an outer diameter corresponding to an inner diameter of the second die member; And a second portion engaging with the protrusion;
Self-piercing rivet forging apparatus is connected to the first portion from the second portion, including a coupling groove slidably coupled to the projection. 제15 항에 있어서,
상기 돌기부는,
상기 제2 다이부재의 내측면에서 내부 중심으로 갈수록 단면 폭이 점차 감소하는 형태로 이루어지며 상기 결합홈에 결합되는 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치.The method of claim 15,
The protruding portion
Self-piercing rivet forging apparatus is formed in the form of the cross-sectional width gradually decreases toward the inner center from the inner side of the second die member is coupled to the coupling groove. 제16 항에 있어서,
상기 돌기부는,
상기 제2 다이부재의 내측면에 120도 간격으로 이격되게 형성되는 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치.17. The method of claim 16,
The protruding portion
Self-piercing rivet forging molding apparatus is formed on the inner surface of the second die member spaced 120 degrees apart. 제15 항 또는 제16 항에 있어서,
상기 제3 핀부재는,
상기 압출 성형품의 섕크부 내측으로 삽입되는 삽입부와, 상기 삽입부에 일체로 연결되며 상기 섕크부의 단부를 지지하는 지지부로 이루어지며,
상기 지지부의 가장자리단에 지지턱이 형성되는 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치.17. The method according to claim 15 or 16,
The third pin member,
An insertion portion inserted into the shank portion of the extruded article and a support portion integrally connected to the insertion portion and supporting an end portion of the shank portion,
Self-piercing rivet forging molding device that the support jaw is formed on the edge end of the support. 제1 항 또는 제15 항에 있어서,
동종 및 이종 재질의 접합 대상물을 접합하는 셀프 피어싱 리벳을 단조 성형하는 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치.The method according to claim 1 or 15,
Self-piercing rivet forging apparatus for forging a self-piercing rivet for joining joining objects of the same or different materials. 헤드부와, 복수 개의 슬릿들이 형성된 섕크부를 포함하는 셀프 피어싱 리벳을 단조 성형하기 위한 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치로서,
빌렛의 일측 단부에 센터링 홈이 형성된 예비 성형품이 삽입되며 상기 슬릿을 성형하기 위한 복수 개의 돌기부들이 내측면에 구비된 다이와, 상기 돌기부들과 상호 결합되며 상기 섕크부를 압출 성형하는 핀을 포함하는 압출 성형유닛; 및
상기 압출 성형품이 삽입되며 상기 헤드부를 성형하기 위한 헤드 성형홈이 구비된 다이와, 상기 다이에 삽입되며 상기 압출 성형품을 지지하는 핀을 포함하는 헤드 성형유닛
을 포함하는 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치.A self-piercing rivet forging molding apparatus for forging a self-piercing rivet including a head portion and a shank portion having a plurality of slits,
An extruded molding including a die having a centering groove formed at one end of the billet and having a plurality of protrusions formed on an inner side thereof for forming the slit, and a pin coupled to the protrusions and extruding the shank portion. unit; And
A head forming unit including a die into which the extruded article is inserted and provided with a head forming groove for forming the head part, and a pin inserted into the die to support the extruded article
Self piercing rivet forging molding apparatus comprising a. 제20 항에 있어서,
상기 빌렛이 삽입되는 다이와, 상기 다이에 삽입되며 상기 빌렛의 단부에 상기 센터링 홈을 성형하는 핀을 포함하는 예비 성형유닛
을 포함하는 셀프 피어싱 리벳 단조 성형장치.21. The method of claim 20,
A preforming unit including a die into which the billet is inserted and a pin inserted into the die and forming the centering groove at an end of the billet
Self piercing rivet forging molding apparatus comprising a.
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