Abstract
A screw is a type of fastener characterized by a helical ridge known as thread. The demands for screws with the miniaturization and weight reduction are increasing for the trend of small size of mobile devices. The successful designs of mold and process are very important to obtain screws with good mechanical properties and high precision. In this study, the design of cold forging process of micro screw was carried out by using finite element method. In particular, in order to investigate the effects of die geometries and friction, design of experiment method was adopted and it was revealed that the friction was the dominant factor of folding defects. From these results, the design of die was modified and experiments were carried out with the modified die. From the experimental results, it was found that the folding defects disappeared.
나사는 나선형의 홈으로 구성된 체결용 기계요소이다. 최근의 모바일 기기의 소형화 추세로 인하여 나사의 소형화 및 경량화 요구도 크게 증가하고 있는 실정이다. 우수한 기계적 성질과 높은 정밀도의 나사를 생산하기 위해서는 금형 및 공정설계가 성공적으로 수행되어야 한다. 본 연구에서는 유한요소해석을 통하여 초소형 나사의 머리부 냉간 단조 성형에 대한 공정설계를 수행하였다. 특히, 금형의 형상과 마찰력이 성형에 미치는 영향을 분석하기 위하여 실험계획법을 적용하였고, 그 결과 마찰력이 성형 시 발생하는 접힘 결함의 지배적인 요인임을 밝혀내었다. 이러한 결과로부터 금형 형상을 개선하였고, 개선된 금형으로 단조 실험을 수행하였고, 실험 결과로부터 접힘 결함 불량이 해소된 것을 확인하였다.