[논문]냉간단조된 후판형 플랜지 돌출부 굽힘성형 공정연구

김대원; 신영철; 최호준; 윤덕재; 신익철; 임성주

doi:10.5228/kstp.2012.21.7.453

[국내논문] 냉간단조된 후판형 플랜지 돌출부 굽힘성형 공정연구
Outer Bending of a Cold Forged Circle Flange 원문보기

소성가공 = Transactions of materials processing : Journal of the Korean society for technology of plastics, v.21 no.7, 2012년, pp.453 - 458

김대원 (한국생산기술연구원 정밀성형기술센터) , 신영철 (한국생산기술연구원 정밀성형기술센터) , 최호준 (한국생산기술연구원 정밀성형기술센터) , 윤덕재 (한국생산기술연구원 정밀성형기술센터) , 신익철 ((주)대림엠티아이) , 임성주 (한국생산기술연구원)

Abstract ▼ AI-Helper

The flange hub is a main component of an automotive steering system. Dimensional precision of the flange hub is very important for precise control of the steering force. Consequently, the process design for precision forming of a flange hub is required. The teeth of the flange hub are generally formed by bending. In this study, the formability of flange bending was investigated using FE simulations. For the optimum process conditions, the flange is bent by movement of an insert die, and the die angle and bending length are selected as $90^{\circ}$ and 4mm respectively.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

그리고 굽힘 길이가 짧고 판재의 두께가 얇기 때문에 굽힘을 하기가 어렵다. 이를 해결하기 위해 본 논문은 방사형 플랜지의 끝단부 정형 굽힘을 통해 방사형 플랜지 끝단부의 정형 굽힘 특성을 알아보고 방사형 플랜지의 굽힘 성형 공정안을 제시하고자 한다.
4과 같이 75°, 80°, 85°, 90°으로 굽혀지는 펀치부의 각도를 주어 성형해석을 수행 하였다. 제품의 굽힘 펀치의 각도에 따라 굽힘 성형의 특성을 분석하고자 하였다.

제안 방법

2 가지 공정 설계안을 가지고 성형해석을 수행하였다. Case 1은 하형의 인서트 금형이 올라와서 원형 플랜지 끝단부를 굽힘 성형하는 방식이다.
Case 1 공정 설계안을 통해서 펀치 부분의 각도를 부여하여 굽힘 성형을 수행하였다. 각도는 Fig.
각도는 Fig. 4과 같이 75°, 80°, 85°, 90°으로 굽혀지는 펀치부의 각도를 주어 성형해석을 수행 하였다.
5와 같이 설계변수를 주어 성형해석을 수행하였다. 굽힘 길이는 2mm, 3mm, 4mm, 5mm의 4가지 설계안으로 굽힘 성형해석을 하였다.
앞서 굽힘 성형 해석결과를 바탕으로 금형을 제작하였다. 제작한 금형은 Fig.
추가적으로 굽혀지는 길이에 따라 성형해석을 수행하여 굽혀지는 특성을 분석하고 최적의 굽힘 길이 도출하고자 Fig. 5와 같이 설계변수를 주어 성형해석을 수행하였다. 굽힘 길이는 2mm, 3mm, 4mm, 5mm의 4가지 설계안으로 굽힘 성형해석을 하였다.

성능/효과

그래서 Case 1 굽힘 공정 설계안으로 도출하게 되었다. 성형하중은 약 4.04ton, 최대 유효응력은 약 670MPa, 최대 유효변형률은 약 6.22으로 나타났다.
라운딩이 있을 때 원할한 굽힘 성형공정이 됨을 도출 하였다. 성형해석을 통해 도출한 결과를 가지고 방사형 플랜지의 굽힘 실험을 통해 양호한 냉간 단조품을 얻을 수 있었다. 향후 굽힘 성형실험을 통해서 방사형 플랜지의 굽혀지는 각도 및 구동실험을 통해 방사형 플랜지의 기계적인 특성을 평가할 것 이다.
펀치의 각도가 75°, 80°, 85° 일 때 굽혀지는 안쪽 면의 모서리 부분에 파혀지듯이 성형이 됨을 알 수 있었다.

후속연구

성형해석을 통해 도출한 결과를 가지고 방사형 플랜지의 굽힘 실험을 통해 양호한 냉간 단조품을 얻을 수 있었다. 향후 굽힘 성형실험을 통해서 방사형 플랜지의 굽혀지는 각도 및 구동실험을 통해 방사형 플랜지의 기계적인 특성을 평가할 것 이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	굽힘 성형에서 판재는 어떠한 힘을 받게 되는가?	냉간공정으로 성형되는 플랜지 허브는 구동력을 전달 할 수 있는 치형을 성형하기 위해 굽힘 성형을 하게 된다. 굽힘 성형에서는 굽혀지는 판재의 바깥 면에서는 인장을 받고, 안쪽 면에서는 압축을 받게 된다. 이론적으로는 바깥면과 안쪽면이 받는 변형률의 크기는 서로 같다고 알려져 있다.
	냉간 단조로 성형이 되는 플랜지 허브의 단점은 무엇인가?	냉간 단조로 성형이 되는 플랜지 허브는 공정이 진행됨에 따라 가공경화가 지속적으로 발생이 되고 지속적인 가공경화를 통해서 단조품 크랙(Creak)이 발생한다. 그러한 결함을 해소하기 위 해서는 초기 소재의 치수 및 불량률에 영향을 미치는 여러가지 설계변수에 대한 최적화가 선행 되어야 한다.
	플랜지 허브의 단조품 크랙 문제를 해결할 수 있는 방법은 무엇인가?	냉간 단조로 성형이 되는 플랜지 허브는 공정이 진행됨에 따라 가공경화가 지속적으로 발생이 되고 지속적인 가공경화를 통해서 단조품 크랙(Creak)이 발생한다. 그러한 결함을 해소하기 위 해서는 초기 소재의 치수 및 불량률에 영향을 미치는 여러가지 설계변수에 대한 최적화가 선행 되어야 한다.

참고문헌 (5)

Y. W. Kim, 2001, A Discussion on Measurement of Springback Ratio Using Winding Bend Rig, Trans. KSMTE, Vol. 10, No. 2, pp. 1-9.
A. Selcuk, R. D. Rawling, 1991, A Cantilever-type Bend Test Technique for Formability Analysis of Strip/Plate Metal, J. Test. Eval., Vol. 19, No. 5, pp. 349-358.

상세보기
K. Kormi, D. C. Webb, R. A. Etheridge, 1994, FEM Simulation of Pressing of a Strip into a Cylindrical Die and of a Circular Plate into a Hemispherical One and Their Comparison With Experiment, J. Mater. Process. Technol., Vol. 42, No. 4, pp. 463-473.

상세보기
J. C. Choi, C. Kim, 1998, A Progressive Automated-Process Planning and Die Design and Working System for Blanking or Piercing and Bending of Sheet Metal Product, Trans. Mater. Process., Vol. 7, No. 3, pp. 246-259.
J. S. Kim, K. S. Kim, S. H. Shim, J. G. Eom, M. S. Joun, 2010, Die System for Avoiding Thickness Reduction along the Bent Corner in Warm Plate Forging of an Axle Housing, Trans. Mater. Process., Vol. 19, No. 8, pp. 447-451.

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