[논문]Fine blanking 금형의 die chamfer 형상에 따른 die roll 변화 연구

김종덕; 김흥규

Fine blanking 금형의 die chamfer 형상에 따른 die roll 변화 연구
A study on the change of die roll size by the shape of die chamfer in fine blanking die 원문보기

김종덕 (한국생산기술연구원 금형기술센터) , 김흥규 (한국생산기술연구원 금형성형연구부)

본 연구는 fine blanking 프레스로부터 기능면으로 사용되는 100% clean cut 전단면을 얻는 fine blanking 공정에서 die roll을 최소화하기 위한 목적으로 성형 해석 및 실험적 방법을 통해 die chamfer 형상에 따라 성형되는 제품의 die roll size 변화를 검토한 것이다. fine blanking 과정을 묘사하기 위하여 deform 2D를 이용하여 성형 해석을 수행하여 die roll size를 예측하였으며, 실제 die chamfer가 다른 die insert를 제작하여 fine blanking 실험을 실시하여 die chamfer 형상에 따른 die roll size에 대한 해석 data와 실험 data를 비교 분석하여 die roll 길이 방향 size의 경향을 파악할 수 있었다. 이 연구 결과는 fine blanking 판재 성형에서 die roll을 최소화하기 위한 die chamfer 설계에 유용하게 적용될 것으로 판단된다.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

그중 힘을 전달하는 기어 등 제품의 die roll size는 그 크기가 크면 구조적 결함으로 대두될 수 있기 때문에 FB에서 die roll size의 예측은 매우 중요하다. 본 연구에서는 자동차 door latch 성형을 위한 FB 공정에서 die roll을 최소화하기 위한 목적으로 성형 해석 및 실험적 방법을 통해 die chamfer 형상에 따라 성형되는 제품의 die roll size 변화가 검토되어 비교되었다.

제안 방법

mesh 수 3,035개로 설정하고 V-ring을 고정한 상태에서 Deform 2D를 이용하여 성행해석을 실시하였다. 1차에서 die chamfer x=0.

대상 데이터

안전하게 FB 성형 가능토록 제품과 제품 사이를 제품 두께의 1.5배로 설정되었고 strip 측면에서부터 제품 사이의 거리를 제품 두께의 1.25배로 설정되어 그림3과 같이 pitch 46.87mm 재료폭 62.7로 설계되었다.
일반적으로 외측형상의 clearance는 재료두께의 0.5%로 설정되나 본 연구에서는 Feintool 사 guide line에 따라 외측형상은 0.02mm, 내측형상은 0.025mm로 설계되었다.

성능/효과

door latch를 FB 성형하기 위해 재료 시험을 통해 재료(S20C) 특성을 파악하였으며 FB 가능성을 분석한 바, 코너 반경이 미세하여 고난도 FB 성형 제품으로 설정되었다
profile 형상 측정기를 이용하여 die roll size를 측정하였다 die chamfer의 z값의 증가에 따라 die roll의 h값이 증가하는 경향이 있었으며 성형해석 data보다 실험 data값이 크게 나타났다. 이것은 적절한 FB 프레스를 구하지 못해 지나치게 용량이 큰 FB 프레스를 사용하였기에 하중이 크게 작용하였기 때문인 것으로 추측된다.

후속연구

자동차 door latch의 FB 성형에서 die chamfer의 x 값이 일정할 때 z값의 증가에 따라 die roll의 h값은 증가하며 die chamfer의 z값이 일정할 때 x값의 증가에 따라 die roll의 h값은 거의 일정하다. 이를 이용하여 미소 모듈 기어에서 die roll를 최소화할 수 있는 FB 금형이 제작될 수 있을 것이다. 향후 V-ring 설치 위치에 따른 die roll size 변화도 연구되어야 할 것이다.
이를 이용하여 미소 모듈 기어에서 die roll를 최소화할 수 있는 FB 금형이 제작될 수 있을 것이다. 향후 V-ring 설치 위치에 따른 die roll size 변화도 연구되어야 할 것이다.

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