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등속조인트 외륜 열간단조의 금형수명 향상을 위한 단조공정 유한요소해석
FE Analysis of Forging Process for Improving Tool Life in Hot Forging of CV Joint Outer Race 원문보기

한국기계가공학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers, v.13 no.3, 2014년, pp.56 - 62  

김용조 (경남대학교 기계공학부)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

During the hot forging process, the most common cause of tool failure is wear. Tool wear results in the gradual loss of part tolerances, after which eventually the tool must be replaced or repaired. In order to maximize the lifetimes of forging tools, it is important to investigate the wear mechanis...

주제어

#열간단조   #마멸   #아차드 마멸모델   #금형수명   #등속조인트   #외륜  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 등속조인트 외륜의 열간단조 금형 수명을 평가하기 위해 마멸모델을 기초하여 유한요소해석 하였으며, 기존의 금형을 중심으로 금형 수명을 향상시킬 수 있는 금형형상의 수정을 통해 수명을 평가하였다. 실제 단조에 사용된 금형의 형상 측정치와 비교한 결과, 기존의 블로커 금형의 형상에 대해 샤프트의 전방압출을 약간 증대시키고 하우징의 형상을 약간 두텁게 변경한 것 (Case C)이 기존 금형형상에 비해 펀치는 31.
  • 본 연구에서는 등속조인트 외륜의 열간단조에서 금형의 수명을 향상시키는 최적 금형형상을 결정하고자 마멸모델을 기초로 하여 유한요소해석 하였다.
  • 2). 이러한 결함을 해소하고 금형의 수명을 향상시키는 금형의 최적 형상을 제시하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
열간단조에서 금형수명을 단축시키는 주된 원인은 무엇인가? 열간단조에서 금형수명을 단축시키는 주된 원인으로는 열적 피로(Thermal fatigue), 소성변형 및 마멸 등이 있으며, 이 중에서 마멸은 금형 파손에 가장 중요한 요인으로 금형수명의 70% 이상의 영향을 미치고 있다.[1]
등속조인트의 외륜을 열간 단조할 때 필요한 것은 무엇인가? 외륜은 6개의 볼 홈(Ball groove)을가지고 있는데 부품의 특성상 아주 정밀한 치수가 요구된다. 이를 열간 단조할 때 최종 단조품의 치 수오차를 최소화하는 단조공정 및 금형의 개발이 필요하다. 산업현장에서 열간단조품의 치수공차는볼 홈과 샤프트(Shaft) 부분에서 0.
등속조인트는 무엇으로 결합되어 있는가? 자동차 등속조인트(CV joint)는 외륜(Outer race), 내륜(Inner race) 및 볼(Ball) 등으로 정밀하게 결합 되어 있으며 외륜의 치수정밀도는 차량의 안정성과 직결된다. 외륜은 6개의 볼 홈(Ball groove)을가지고 있는데 부품의 특성상 아주 정밀한 치수가 요구된다.
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참고문헌 (10)

  1. Tanaka, T., et al, "Prediction of Hot Forging Die Life Using Wear and Cooling", R&D Review of Toyota CRDL, Vol. 40, pp. 43-49, 2005. 

  2. Behrens, B.-A., "Finite Element Analysis of Die Wear in Hot Forging Processes", Manufacturing Technology, Vol. 57, pp. 305-308, 2008. 

  3. Choi, C., Groseclose, A., Altan, T., "Estimation of Plastic Deformation and Abrasive Wear in Warm Forging Dies", J. of Materials Processing Technology, Vol. 212, pp. 1742-1752, 2012. 

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  4. Abachi, S., Akkok, M., Gokler, M. I., "Wear Analysis of Hot Forging Dies", Tribology International, Vol. 43, pp. 467-473, 2010. 

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  5. Kim, D. H., Lee, H. C., Kim, B. M., Kim, K. H., "Estimation of Die Service Life against Plastic Deformation and Wear During Hot Forging Processes", J. of Material Processing Technology, Vol. 166, pp. 372-380, 2005. 

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  6. Park, K. S., VanTyne, C. J., Moon, Y. H., "Process Analysis of Multistage Forging by Using Finite Element Method", J. of Material Processing Technology, Vol. 187-188, pp. 596-590, 2007. 

  7. Iwama, Y., Morimoto, Y., "Die Life and Lubrication in Warm Forging", J. of Material Processing Technology, Vol. 71, pp.43-49, 1997. 

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  8. Lee, R. S., Jou, J. L., "Application of Numerical Simulation for Wear Analysis of Warm Forging Die", J. of Material Processing Technology, Vol. 140, pp. 43-48, 2003. 

    상세보기 crossref

  9. Archard, J. F., "Contacts and Rubbing of Flat Surfaces", J. of Applied Physics, Vol. 24, pp. 981-988, 1953. 

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  10. Choi, C. H., "A Study on Life Estimation of a Hot Forging Die", PhD Dissertation, Kyungnam University, 2008. 

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