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.
본 연구의 목적은 CFT각형기둥과의 접합에 성능이 개선된 합성 반강접 접합디테일을 제안하고 기둥-보 접합부의 단조가력시 역학적 거동을 보기 위함이다. 극한 거동에 결정적 영향을 끼치는 하부 접합부의 전단내력을 보강하고 시공성을 고려하여 합성 반강접 접합을 CFT구조 형식에 시도하여 CFT기둥-보 접합부의 접합디테일을 제안하였다. 본 연구에서 제안하는 하부 보 플랜지 용접접합(M-2)을 기존 합성 반강접 접합상세인 시트앵글접합(M-1)과 비교/검토하였다. 두 개의 실대형 CFT기둥-보 합성 반강접 접합부 실험체에 대한 단조가력실험을 수행하였다. 실험 결과, 제안형인 하부 보플랜지 용접접합된 실험체는 강접합된 철골보의 약 85%의 강성을 확보하였다. 이는 기존형 실험체와 거의 동일하였으며, 반강접으로 분류됨을 확인할 수 있었다. 제안형 실험체가 웨브 접합부에서 볼트지압에 의한 전단파괴가 발생하였으나 파단 직전까지는 슬래브 연성파괴가 일어난 기존형 실험체와 유사한 거동을 보였다. 슬래브 보강근에 의해 충분한 강성 및 내력이 확보되며, 웨브부분의 강관내의 앵커보강에 의해 전소성모멘트에 상응하는 내력 및 변형성능이 확보되어 충분한 연성거동을 보이는 것으로 판단된다.
This study was aimed at the design of the dies for the unified pipe joint of the intermediate shaft using the computer simulation to shorten the period of production, on the basis of the process planning which was designed by the field experts. In the computer simulation, 'Deform-3d' and 'eesy-DieOpt' have been used, which are the commercial process analysis and die design program. Through the process analysis, we could know the propriety of the forming process, the inner pressure of the die and the suitable fitting pressure between the insert and the sleeve which was not showing any positive tangential stresses in the insert. Through the simulation of die design, we could know the number of the stress ring, the diameter ratios, the stresses of the die, the shrink fitting tolerance and temperature in the condition of the already determined maximum outer die diameter of the multi-stage former. The validity of the die design using the computer simulation was analyzed by the experiments and the results were satisfactory. As the results of this study, the new and easy die design system for multi-forging has been developed.
Force balance method is employed to predict forging information such as forging load, tool pressure and normal stress at the surface of tangential velocity discontinuity. The incipient stages of deformation for the plane strain forging of rectangular billets in V-shaped dies of different semi-angles are analysed. To construct an approximate model for the analysis of deformation by the force balance method in the incipient deformation stages, slip-line field is used. When the deformation mode by slip-line method is the same as that by force balance method, the slip-line method and the force balance method give identical solutions. The effects of die angle, coefficient of friction, billet geometries and deforma- tion characteristics are also investigated. In order to verify the validity of force balance analysis, the rigid-plastic finite element simulation for the various forgig parameters are performed and performed and find to be in good agreement.
자동차 후진기어용 축재는 단조재로서 그 형상은 복잡하고 열처리 및 가공공정이 어려울 뿐 아니라, 제품수명 저하 등의 문제점으로 인한 경제적 손실이 크다. 따라서 종전의 일체형 단조품을 캠 형상 부분만을 기존의 단조품(SF 45)으로 사용하고, 나머지 축 부분은 일반 기계구조용 탄소강재(SM 45C)로 대체를 위한 이종마찰용접을 적용하였다. 마찰용접 변수인 회전수, 마찰압력, 업셋압력, 가열시간, 업셋시간 등의 상호작용에 의한 용접품질과의 상관관계를 고찰하였으며, 최적조건에서 마찰용접을 한 후 용접재(as-welded)와 고주파 열처리를 시행한 후열처리재(PWHT)의 접합부 특성을 비교 고찰하였다. 이는 종전의 일체형 단조품에 비해 단조비용 절감, 피로수명향상, 기계가공에 따른 공정수 및 재료절감 등의 경제적 파급효과가 클 것으로 기대된다.
알루미늄 합금은 자동차부품 및 전자부품산업 개발에 크게 기여하고 있는 소재로서, 제조방법 중 냉?온간 단조 공법에 의해 제조하는 것이 대량 생산되어지는 자동차 및 전자산업부품개발에 있어서 매우 효율적이다. 따라서, 본 연구에서는 차세대 콤프레샤 실린더 블록 개발을 위하여,AI소재 (AI-Mg-Si계합금)를 활용, 냉 -온간 단조법을 이용 하여 개발하고자 한다. 이를 위해, 제조 시편의 미세조직 및 기계적 성질을 조사하였는데,미세조직은 공정형으로 구성되었으며, $Mg_2Si$의 중간상이 석출되었다. 그리고 인장강도는 291.7MPa 로 나타났으며, 그러한 결과를 바탕으 로 차세대 콤프레샤 실린더 블록시제품을 제작하였다.
This study investigated the effect of the changes in metal characteristics due to the hot forging on SCR420HB applied to ensure the optimal production of the hot-forging ratio on the mechanical properties of an automotive automatic transmission gear. The microstructural changes in the forging ratio were investigated by adjusting the forging range into multiple ranges from alloy steel. This was done in order to set the optimum forging range given the manufacturing process conditions during the hot forging of alloy steel parts with a carbon content of more than 0.8% wt. The effects of the content change in the microstructure on the mechanical properties due to the use of the part were examined.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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