The production of fine wire through multi-pass wet wire drawing process would be impossible with no backtension at inlet of dies. Backtension is affected by many process parameters, such as dies reduction, coiling number of wire at capstan, machine constant, slip between wire and capstan, characteri...
The production of fine wire through multi-pass wet wire drawing process would be impossible with no backtension at inlet of dies. Backtension is affected by many process parameters, such as dies reduction, coiling number of wire at capstan, machine constant, slip between wire and capstan, characteristic of lubricant and so on. Up to date, dies design and dies pass schedule of multi-pass wet wire drawing process have performed by trial and error of expert in the Industrial field without consideration of quantitative relation among process variables. Thus study investigates the multi-pass wet wire drawing process considering the relation among process variables, such as dies reduction, coiling number of wire at capstan, machine constant, slip between wire and capstan, etc. And analysis program which can analyze many important process values(drawing force, backtension force, slip rate, slip velocity rate, etc) for die design and dies pass schedule of multi-pass wet wire drawing process was developed.
The production of fine wire through multi-pass wet wire drawing process would be impossible with no backtension at inlet of dies. Backtension is affected by many process parameters, such as dies reduction, coiling number of wire at capstan, machine constant, slip between wire and capstan, characteristic of lubricant and so on. Up to date, dies design and dies pass schedule of multi-pass wet wire drawing process have performed by trial and error of expert in the Industrial field without consideration of quantitative relation among process variables. Thus study investigates the multi-pass wet wire drawing process considering the relation among process variables, such as dies reduction, coiling number of wire at capstan, machine constant, slip between wire and capstan, etc. And analysis program which can analyze many important process values(drawing force, backtension force, slip rate, slip velocity rate, etc) for die design and dies pass schedule of multi-pass wet wire drawing process was developed.
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문제 정의
그러나, 현재까지 대부분 시행착오를 통한 숙련자들의 경험에 의존하여 다이스 및 다이스패스 스케쥴이 이루어져 왔다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 시행착오를 줄여 보다 효율적인 공정변수의 선정 및 다이스 스케쥴을 위하여 습식 인발 공정의 정량적인 해석이 가능한 해석 프로그램을 개발하였으며, 개발된 해석 프로그램을 이용하여 실제 현장에서 적용하고 있는 습식 인발공정을 해석하였다. 그 결과 현재 공정의 문제점 파악 및 개선 사항을 평가할 수 있었으며, 향후 습식 인발공정의 개선을 위한 다이스 및 다이스패스 스케쥴의 수정 및 설계에 유용하게 활용할 수 있을 것으로 사려된다.
본 연구에서는 습식 인발공정의 인발력, 역장력, 소요 동력, 습립률, 슬립속도율 등을 해석할 수 있는 해석 프로그램을 개발하였다. Fig.
제안 방법
개발한 해석 프로그램을 이용하여 실제 현장에서 적용하고 있는 습식 인발공정에 대한 해석을 수행하였다. 해석에 적용한 공정은 초기 선재 직경 1.
본 연구에서는 습식 인발공정의 다이스 및 다이스패스 스케쥴을 위한 예비 연구로서, 습식 인발공정에 영향을 미치는 주요 공정변수인 다이스 감면율, 다이스 반각, 선재의 물성치, 윤활제 특성, 캡스탄에서의 선재의 권취수 등에 따른 습식 인발공정을 정량적으로 해석하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 습식 인발 공정 해석 프로그램을 개발하였으며, 개발한 프로그램을 토대로 실제 현장에서 적용하고 있는 습식 인발공정에 대한 해석을 수행하여, 인발력, 역장력, 슬립률, 슬립속도율 등을 예측하였다.
본 프로그램을 이용하여 실제 습식 인발공정에 적용하기 위하여 먼저 초기 선재에 대하여 인장시험을 실시하여, 소재의 유동응력 데이터를 구하였다. 초기 선재에 대한 유동응력식은 다음의 식(6)과 같다.
습식 인발공정시 선재와 다이스 접촉면 및 선재와 캡스탄표면 사이의 마찰계수를 평가하기 위하여 실제 공정에서 사용중인 선재, 다이스 그리고 캡스탄을 사용하여, 드로우벤치(draw bench)로 마찰계수를 평가하였다. Fig.
본 연구에서는 습식 인발공정의 다이스 및 다이스패스 스케쥴을 위한 예비 연구로서, 습식 인발공정에 영향을 미치는 주요 공정변수인 다이스 감면율, 다이스 반각, 선재의 물성치, 윤활제 특성, 캡스탄에서의 선재의 권취수 등에 따른 습식 인발공정을 정량적으로 해석하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 습식 인발 공정 해석 프로그램을 개발하였으며, 개발한 프로그램을 토대로 실제 현장에서 적용하고 있는 습식 인발공정에 대한 해석을 수행하여, 인발력, 역장력, 슬립률, 슬립속도율 등을 예측하였다.
대상 데이터
개발한 해석 프로그램을 이용하여 실제 현장에서 적용하고 있는 습식 인발공정에 대한 해석을 수행하였다. 해석에 적용한 공정은 초기 선재 직경 1.45mm에서 직경 0.25mm의 최종 선재를 생산하는 23패스 습식 인발공정 이다.
이론/모형
2와 같이 다이스 출구측에서는 선재를 인발하기 위한 인발력이 작용하게 되며, 다이스 입구측에서는 인 발방향과 반대방향으로 역장력이 작용하게 된다. 본 연구에서는 습식 인발공정에서의 각 다이스의 출구측의 선재에 작용하는 인발력(Fd)을 계산하기 위하여 다음의 A. Geleji의 식을 이용하였다(4).
성능/효과
7은 각 패스에서의 슬립속도율과 슬립율을 나타내고 있다. Fig. 7에서 전반부 패스에서 캡스탄 및 선재의 절대 속도는 작지만, 슬립율은 후반부 패스보다고 오히려 높게 측정됨을 알 수 있으며, 공정의 안정화를 위해서는 전반부 패스에서 슬립율을 30%이하로 유지할 필요가 있다⑶ 또한 슬립속도율은 전반주 패스에서 최적의 값인 3〜8% 범위 미만의 값을 나타내고 있는데, 공정중의 단선율을 보다 낮추기 위해서는 슬립속도율을 3-8% 범위로 맞추기 위하여 패스 스케쥴을 수정할 필요가 있다.
후속연구
따라서, 본 연구에서는 이러한 시행착오를 줄여 보다 효율적인 공정변수의 선정 및 다이스 스케쥴을 위하여 습식 인발 공정의 정량적인 해석이 가능한 해석 프로그램을 개발하였으며, 개발된 해석 프로그램을 이용하여 실제 현장에서 적용하고 있는 습식 인발공정을 해석하였다. 그 결과 현재 공정의 문제점 파악 및 개선 사항을 평가할 수 있었으며, 향후 습식 인발공정의 개선을 위한 다이스 및 다이스패스 스케쥴의 수정 및 설계에 유용하게 활용할 수 있을 것으로 사려된다.
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