선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 또한 제품의 동심도 측정시 3차원 측정기가 플랜지 평면을 기준점으로 하고 제품 1단 내측을 기준으로 하여 측정하기 때문에 제품 1단과 3단의 내측 두께의 변화가 가장 중요하다. 제품을 대량생산할 때 소재의 측벽 두께에 따라 제품 내측 동심도에 어떠한 영향을 미치는가에 대하여 연구하고, 각 단의 체적에 맞는 치수 안전성을 추구하고, 금형 구조에 따라 각 단의 벽살 두께의 변화에 대하여 연구하고자 한다.
제안 방법
- 0mm로 스트립레이아웃을 결정하였다. Fig-2 및 [Table 1]에 나타낸 것과 같이 각 공정의 외경, 드로잉 높이, 클리어런스를 적용하였다.
- 스트립레이아웃을 바탕으로 Fig-3과 같이 프로그레시브 드로잉 금형을 설계하고, 실험을 위한 금형을 제작하였다. 각각의 드로잉공정마다 에어그라인더를 이용하여 6시와 12시 방향에 작은 돌기를 만들어 표시하고, 드로잉 가공 후 3시에서 9시 방향을 절단하여 동일 위치가 측정될 수 있도록 하였다. 이는 재료의 압연 방향에 따른 인장과 압축의 차이를 고려하여 동일 위치를 측정하기 위함이다.
- 독립형 다이 패드방식과 일체형 다이 패드 방식에 의하여 드로잉 가공된 제품을 동일 항목으로 구분하여 Fig-6에 나타낸 것과 같이 비교 고찰하였다.
- 독립형 패드의 결과를 바탕으로 동심도 공차를 향상 시키기 위하여 다이패드를 일체형 구조로 변경하여 실험을 실시하였다.
- 드로잉 패드를 각각 작동되도록 독립형으로 하고 1차 실험을 실시하였다. 실험결과를 [Table 3]과 [Figure 4]에 나타낸 것과 같이 제 1단의 측벽 두께가 설계치수 보다 0.
- 스트립레이아웃을 바탕으로 Fig-3과 같이 프로그레시브 드로잉 금형을 설계하고, 실험을 위한 금형을 제작하였다. 각각의 드로잉공정마다 에어그라인더를 이용하여 6시와 12시 방향에 작은 돌기를 만들어 표시하고, 드로잉 가공 후 3시에서 9시 방향을 절단하여 동일 위치가 측정될 수 있도록 하였다.
- 펀치 재료는 SKH51종을 사용하여 표면처리를 하였으며, 드로잉 다이 인서트는 초경합금을 사용하였고, 드로잉성 향상을 위하여 펀치와 다이 인서트에 TiN(표준경도 hV2521 ±100) 표면처리를 하였다.
대상 데이터
- 본 연구에서 실험할 제품은 4단 원통형으로 드로잉되는 제품으로서 각 단의 체적을 계산하여 설계하지만 CAD에서의 이론적인 치수 값이기 때문에 직접 시험생산을 통하여 각 단의 측벽 두께를 측정하면서 가장 좋은 조건의 체적을 찾아가야 한다. 또한 제품의 동심도 측정시 3차원 측정기가 플랜지 평면을 기준점으로 하고 제품 1단 내측을 기준으로 하여 측정하기 때문에 제품 1단과 3단의 내측 두께의 변화가 가장 중요하다.
- 연구에 사용된 소재는 STS 304로서 드로잉 가공에서 소재의 두께, 금형의 표면처리 방법, 금형부품의 재질, 윤활유(드로잉유)의 종류, 온도 등의 환경적 영향을 많이 받으며, 특히 드로잉 펀치의 모서리 R(Round), 다이 입구의 R, 클리어런스의 영향을 많이 받는다. 실험에 사용된 소재를 측정한 결과 0.58mm이다.
- 펀치 재료는 SKH51종을 사용하여 표면처리를 하였으며, 드로잉 다이 인서트는 초경합금을 사용하였고, 드로잉성 향상을 위하여 펀치와 다이 인서트에 TiN(표준경도 hV2521 ±100) 표면처리를 하였다. 실험에 사용한 프레스는 AIDA 150Ton,(SPM 45)를 사용하였으며, 각 공정의 패드에 사용한 스프링은 [Table 2]와 같다.
- 연구에 사용된 소재는 STS 304로서 드로잉 가공에서 소재의 두께, 금형의 표면처리 방법, 금형부품의 재질, 윤활유(드로잉유)의 종류, 온도 등의 환경적 영향을 많이 받으며, 특히 드로잉 펀치의 모서리 R(Round), 다이 입구의 R, 클리어런스의 영향을 많이 받는다. 실험에 사용된 소재를 측정한 결과 0.
성능/효과
- 1) 다이의 패드가 독립형일 때는 제품 내측 2단, 3단, 4단의 측벽 두께가 두꺼워 지고, 내측 1단과 바닥 면의 두께는 얇아진다. 즉 동심도에 관련된 내측 1단이 얇아져 불안정하게 된다.
- 2) 다이 패드가 일체형일 때는 제품 내측 1단, 2단의 측벽과 바닥면의 두께는 두껍게 되며, 내측 3단과 4단은 얇게 되는 것으로 나타났다. 즉, 동심도에 관련된 내측 3단이 얇게 되어 불안정하게 된다.
- 3) 동심도에 관련된 치수부분을 확인한 결과 독립형 패드방식에서는 내측 3단의 측벽이 두껍게 되고, 일체형 패드방식에서는 내측 1단의 측벽이 두껍게 되는 것으로 나타났다.
- 4) 독립형 패드방식에서는 제품의 높이가 설계된 치수로 드로잉 되었으나, 일체형 패드방식에서는 설계된 치수보다 높게 되는 것으로 나타났다. 이는 다이패드의 스프링 압력이 높은 드로잉 공정에 집중되고 낮은 드로잉 공정에는 압력을 발생시키지 못하여 드로잉 높이가 높게 된 것으로 사료된다.
- 01mm 두껍게 나타났다. 또한 제 5공정, 제 6공정 및 제 7공정, 제 8공정의 2단 측벽의 두께는 독립형과 차이가 없는 것으로 나타났다
- 325mm로 최소치수가 되었다. 마지막 드로잉 공정 후 제품의 바닥부 두께는 독립형의 0.482mm보다 0.023mm 두꺼운 0.505mm로 나타났으며, 전체 드로잉에 대한 동심도 치수는 허용범위 0.04mm에 대하여 3㎛이 초과된 0.043mm로 나타났으므로, 클리어런스의 조정에 의하여 치수의 조정이 가능한 것으로 판단되었으며, 제품 전체의 길이는 독립형에서의 10.64mm보다 길어진 10.82mm로 되었으므로 리스트라이킹에 의해 조정이 가능하게 되었다.
- 블랭크의 크기 변화를 고찰하여 재료의 끌려들어감에 의한 변화를 고찰한 결과 독립형 패드를 사용한 경우와 일체형 패드를 사용한 경우 모두 플랜지 크기 변화는 동일하게 되는 것으로 고찰되었다. 이는 제 1차 드로잉에 의하여 재료의 유입은 결정되어지고 이후의 공정은 내부의 인장에 의한 드로잉이 이뤄지기 때문인 것으로 사료된다.
후속연구
- 본 연구를 통하여 얻어진 결과 다단 드로잉 공정에서는 1공정에서부터 4공정까지는 일체형 패드를 사용하고, 5공정에서부터 8공정까지는 독립형 패드를 사용하는 것이 제품의 두께가 두껍게 되므로 제품의 동심도를 유지하거나, 드로잉 깊이를 증가시키기에 유리할 것으로 판단되며 추후에 이 부분에 대하여 지속적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.