보고서 정보
주관연구기관 |
한라대학교 |
연구책임자 |
이항수
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2002-10 |
주관부처 |
과학기술부 |
사업 관리 기관 |
한국과학재단 Korea Science and Engineering Foundtion |
등록번호 |
TRKO200900070408 |
사업명 |
기초과학연구사업>지역대학우수과학자 |
DB 구축일자 |
2013-04-18
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키워드 |
컨벤셔널 스피닝.축대칭 쉘.스피닝머시인.드럼형 용기.원추형 용기.에너지법.컴퓨터 수치제어.유압서보제어.Conventional Spinning.Axi-symmetric Shell.Spinning Machine.Drum Type Shell.Conocal Shell.Energy Method.CNC Control.Hydraulic Servo.
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초록
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본 연구에서는 실험용 CNC 스피닝머시인을 개발하고, 스피닝 기술이 집약화될 수 있는 자동차부품을 대상으로 제품가공기술을 개발하고자 한다. 1차적으로는 시제품을 생산할 수 있는 CNC형 스피닝머시인을 개발하여 제작하고 이론적인 해석기술을 개발하여 제품개발을 위한 실용기술 개발시스템을 확보하고자 한다. 2단계로 스피닝의 성형특성에 따라 single path형, multi-path형, 임의의 형상 등으로 분류하여 이에 대한 이론적 실험적 연구를 통해 자동차부품의 스피닝화에 대한 실질적인 자료를 제공하고, 스피닝 제품을 위한 실용기술 개
본 연구에서는 실험용 CNC 스피닝머시인을 개발하고, 스피닝 기술이 집약화될 수 있는 자동차부품을 대상으로 제품가공기술을 개발하고자 한다. 1차적으로는 시제품을 생산할 수 있는 CNC형 스피닝머시인을 개발하여 제작하고 이론적인 해석기술을 개발하여 제품개발을 위한 실용기술 개발시스템을 확보하고자 한다. 2단계로 스피닝의 성형특성에 따라 single path형, multi-path형, 임의의 형상 등으로 분류하여 이에 대한 이론적 실험적 연구를 통해 자동차부품의 스피닝화에 대한 실질적인 자료를 제공하고, 스피닝 제품을 위한 실용기술 개발시스템을 확보하고자 한다. 본 연구의 연구내용은 연구용 스피닝머시인의 개발 및 해석기법의 개발, 형태별 스피닝 공정기술을 체계화하는 것이다. 첫째로, 연구용 실험장비를 개발하였다. 연구용 실험장비는 사용목적이 다양하고, 다양한 제품사양에 맞도록 해야하므로 CNC형으로 개발되어야 하며, 국내에는 스피닝머시인의 제작업체가 없어 이르 설계하여 제작하였다. 둘째로 이론연구로서 상계해석에 기초한 에너지법으로 축대칭 Conventional 스피닝을 해석할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 해석법의 타당성을 규명하기 위해 기존에 발표된 실험결과와 비교하여 좋은 일치를 보였으며, 추가로 강판재를 이용한 원추형 스피닝을 해석하여 두께분포, 변형형상, 가공력, 가공동력 등을 예측하였다. 세째로 원추형과 드럼형에 대한 실험연구를 통하여 스피닝시 발생하는 제 현상을 조사하였다. 컴퓨터에 의한 수치제어형 스피닝머시인을 개발하여 실제 제품을 개발할 수 있는 기초를 마련하였다. 스피닝의 용이성을 위하여 인볼류트 곡선을 생성할 수 있는 CNC를 장착하였으며, 가압하중을 현실화하여 충분한 동력을 활용할 수 있도록 하였다. 또한 스피닝해석을 위한 해석기법의 기초를 개발하였으며, 축대칭의 기본형상에 대한 성형성 자료의 데이터베이스를 구축하였다. 이로부터 예상되는 성과는 다음과 같다. 첫째, 고기능화된 자동차 부품의 제품개발을 실현할 수 있다. 시제품 개발시 양산장비가 아닌 연구장비로서 활용할 수 있다. 둘째, 이론적 방법으로 제품성형시 발생할 수 있는 결함요소를 예측하여 공정설계에 활용할 수 있다. 또한, 본 연구의 실험결과는 실질적인 공정변수들에 대한 영향을 조사한 것으로 제품개발시 기초데이터로 활용할 수 있다. 종합적으로 점진적 소성가공의 한 방법에 대한 기초를 마련하였으며, 이는 자동차 부품을 포함하여 다품종 중소량화되는 고기능품에 대한 제품개발을 유연하게 할 수 있다.
Abstract
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The purpose of this study is developing the manufacturing technology for the practical parts of automobiles such as drum, pulley, etc. And the objectives are developing the CNC spinning machine and the metal spinning processes of conical shells applied to the automobiles. Firstly, we fabricate the C
The purpose of this study is developing the manufacturing technology for the practical parts of automobiles such as drum, pulley, etc. And the objectives are developing the CNC spinning machine and the metal spinning processes of conical shells applied to the automobiles. Firstly, we fabricate the CNC typed spinning machine which is applicable to the sample products of practical parts of mechanical elements. Secondly we offer database for the spinning process of axisymmetric shelled parts by practical research. The purpose of this study is developing the manufacturing technology for the practical parts of automobiles such as drum, pulley, etc. And the objectives are developing the CNC spinning machine and the metal spinning processes of conical shells applied to the automobiles. Firstly, we fabricate the CNC typed spinning machine which is applicable to the sample products of practical parts of mechanical elements. Secondly we offer database for the spinning process of axisymmetric shelled parts by practical research. The CNC spinning machine has been developed which is hydraulic servo system. The machine structure is made by heavy duty frame for the steel products with high strength. The hydraulic servo system is applied for giving the exactness of control. In order to improve the spinnability, the involute curves can be generated in CNC program. The theoretical analysis is carried out to verify the mechanical phenomena. In the proposed method, the corresponding solution is found through optimization of the total energy dissipation. The computational results are thickness distributions, contact pressure at rolling interface and working load. These results are compared with the exist experimental data and the good agreement has been obtained. The experimental work for the conventional spinning of conical and drum typed shell has been carried out and the database for limiting spinning ratios, spring-back and thickness distributions has been obtained. The CNC spinning machine is applicable to the practical development of sample product such as drum, pulley, disk, etc which are one of the electric parts, automobile parts, aerospace and the military supplies. The analysis method developed in this study is applicable to forecasting the phenomena occurring in the conventional spinning for axi-symmetric shells. The experimental data such as limiting spinning ratio, spring-back and thickness distribution is useful to the product design of conical parts. And the present study can contribute to the improvement of industrial technology and the cost down can be achieved effectively.
목차 Contents
- I. 연구계획 요약문...3
- 1. 국문요약문...3
- II. 연구결과 요약문...4
- 1. 국문요약문...4
- 2. 영문요약문...5
- III. 연구내용...6
- 1. 서론...6
- 2. 스피닝머신인 개발...9
- 3. 스피닝 해석기법 개발...18
- 4. 드럼형 및 원추형에 대한 실험 연구...28
- 5. 결론...53
- 6. 인용문헌...55
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