• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.190-190
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• 2003

동력 전달용 구동부품에 있어서 중공 플랜지 형상의 부품은 흔히 찾아 볼 수 있으며, 이는 높은 강도를 요구하기 때문에 강도향상을 위하여 단조에 의한 제품의 성형 방법이 많이 연구되고 있다. 중공 플랜지형상을 갖는 제품의 제조 방법으로서는 중실 플랜지 형상으로 단조하여 내경부를 절삭가공하는 방법, 중실 소재를 후방압출하여 중공 플랜지형상으로 단조하는 방법, 또는 중공의 초기소재를 사용하여 중공 플랜지형상으로 단조하는 방법이 일반적이다. 본 연구에서는 Fig. 1에 나타낸 것과 같이 중공 플랜지 형상을 갖는 기계 부품의 단조방법에 대해 연구하였으며, 중공 관의 내경을 $d^1$, 외경을 $d^2$, 플랜지부의 외경을 $D^0$, 중공 관의 두께를 t, 플랜지부의 두께를 T로 정의하였다. 중공 플랜지 형상에 있어서 공정 설계의 변수는 다양하겠으나, 본 연구에서는 중공관의 외경과 내경의 형상비 $\alpha$(=$d^2$/$d^1$), 플랜지의 폭과 중공관의 두께비 $\beta$(=B/t) 및 중공관의 두께와 플랜지의 두께비 r(=T/t)의 변화에 따른 성형조건에 관해 고찰하였다. 중공 플랜지 형상의 성형방법으로 Fig. 2에 나타낸 것과 같은 $\circled1$중실소재를 이용한 후방압출단조(backward extrusion forging)방법, $\circled2$중공 소재를 이용한 엎셋(upset forging)방법, $\circled3$중공 소재를 이용한 압조법(injection forging), $\circled4$중실소재를 이용한 압조-압출(injection-extruding forging)법의 4가지의 단조 방법을 제시 하였다. 또한, 유한요소해석을 수행하여 소성유동 형태, 유효변형률, 단조하중을 검토하고. 모델재료인 납을 이용한 실험을 통하여 이를 검증하였다. 이를 바탕으로 산업 현장에서 경험에 의존하였던 공정 설계를 보다 효과적으로 개선하기 위한 단조법을 제시하고자 하였다. 또한 중실 소재를 이용한 중공 플랜지 형상의 단조 방법 중 보다 적절한 단조방법인 압조 단조에 있어서 일반적으로 사용되고 있는 SM10C에 대한 유한요소 해석을 수행하였으며, 제품의 형상비에 따라 폴딩 결함의 발생 유무를 검토하고, 폴딩 결함 없이 단조하기 위한 중공 플랜지의 형상한계 비를 제시하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제21권1호
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• pp.32-39
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• 2004

Traditional forging of a hollow T-shaped part has been applied to forge a solid T-shaped product from a solid billet and then to machine the hollow in that. In a case, a hollow T-shaped part can be forged by backward-extruding from a solid billet. In this study, four types of forging were suggested for manufacture of hollow T-shaped parts. Forging simulations for each of these forging methods were carried out to investigate folding defect, metal flow pattern, effective strain, and forging loads. Experimental works were carried out to be compared with the simulation results. Here, the ratio of the thickness of the hollow tube to that of the flange was selected to investigate a forging defect like folding.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권7호
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• pp.729-734
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• 2015

본 연구는 내경부에 깊은 구멍이 있는 컵형상의 대형단조품을 형단조와 자유단조 공법을 복합하여 성형하기 위한 단조공법 개발에 관한 것이다. 제안된 단조공법은 형단조를 이용하여 예비성형체를 성형하고 코깅 공법을 이용하여 후방압출 형상을 성형하는 방법이다. 유한요소해석에서 제안된 공법이 후방압출공법에 비하여 낮은 성형하중으로 더 높은 유효변형율을 나타내었다. 제안된 공법으로 시제품을 제작하여 내부품질이 양호한 제품을 적은 용량을 프레스로 성형할 수 있음을 확인하여 제안 공법의 타당성을 검증하였다.

• 오토저널
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• 제14권1호
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• pp.13-24
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• 1992

1) 1/2 Scale Model 실험과 실제품 성형실험을 통하여 정밀 냉간단조에 의한 Tripod Slide Housing의 제조공정 설계기술을 확립하고, 4단계 성형공정으로 시제품 제작에 성공하였다. 2) Triod Slide Housing을 성형할 수 있는 4단계(전방압출, Heading, 후방압출, Ironing)의 금형을 설계 및 제작하여 시제품 생산에 적용하고, 관련 필요기술을 축적하였다. 3)XC 48 등 중,고탄소강의 소둔 실험을 통하여 소둔 조건에 따른 구상화율 및 경도의 변화에 대한 연구를 수행함으로써, 고탄소강의 냉간단조시에 필요한 최적 소둔 조건에 응용할 수 있는 자료를 축적하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.285-299
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• 1993

본 연구에서는 UBET를 이용한 프로그램을 개발하여 소성가공 문제에 적용하였 으며, 형단조 가공에서 형 내부의 재료의 비정상 유동을 해석할 수 있는 알고리듬을 제시하였다. 매 변형단계에서 요소별 가공경화를 고려하여 자동적으로 요소시스템 (element system)을 재구성함으로써, UBET에 의한 소성가공 문제 해석을 효율적으로 할 수 있도록 하였다. 축대칭 형단조 문제에 있어서 리브의 높이대 폭의 비가 1.0, 2.0일때 UBET 및 탄소성 유한요소법에 의하여 형 내부의 재료 층만 과정을 시뮬레이션 하였으며, 단조 하중, 다이 충만도 및 재료의 유동 경향을 분석하여 적절한 유동 모델 과 초기 소재의 형상을 구하였다. 모델 재료를 사용한 형단조 모의실험을 수행하여 재료유동 및 변형 단계별 단조 하중분포 등을 구하였으며, 해석결과와 비교 분석하였 다. 또한 후방압출(backward extrusion) 및 평두형 펀치에 의한 평판압입(flat pu- nch indentation) 문제를 해석하였다. 후방압출시 모서리부의 라운딩(rounding) 효 과가 재료 유동에 미치는 영향을 고려하였으며, 평두형 펀치에 의한 평판압입에서는 상당 소성변형률(equivalent plastic strain)의 분포를 탄소성 유한요소법(elastic plastic finite element method)에 의한 결과와 비교하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권8호
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• pp.2042-2049
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• 2000

This paper is concerned with the comparison of forging characteristics between forward and backward processes, through the three-dimensional finite element simulation, for the aluminum powder forging of engine pistons. Starting from the theoretical formulation of velocity and temperature fields in the sintered preform during the process, we examine the comparative distributions of relative density, effective stress and temperature as well as the variations of total forging load and total volume reduction. Through the comparative results, we find out that the forward method provides better forging characteristics than the backward method.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.1070-1081
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• 1989

본 논문의 목적은 일반적인 곡면을 갖는 냉간단조 공정을 컴퓨터 시뮬레이션 을 통해 해석하고자 강소성 유한요소법의 프로그램을 개발하고, 이를 축대칭 및 평면 변형 단조성형에 적용하고자 한다. 축대칭 문제로는 산업적으로 이용이 많은 치차 블랭크(gear blank) 형태의 예제를 선택하였고 평면변형으 경우 정밀 단조품의 하나인 터어빈 블레이드(turbine blade)를 평면변형 문제로 보아 해석하였다. 한편 심한 변형을 하는 후방압출과 같은 문제의 수렴성을 향상시키고 공정을 계속적으로 해석하 기 위하여 격자 재구성기법을 도입함으로서 냉간단조 문제의 일반적인 해석을 하도록 한다.

• 한국정밀공학회지
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• 제17권11호
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• pp.213-219
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• 2000

A impeller hub is usually made through three forging processes : forward extrustion, upsetting and finishing. The finishing process is closed die forging in which the load increases abruptly at the final stage, resulting in underfilling in the finished product due to insufficient load capacity of the press. In this study, the rigid-plastic finite element analysis was applied to the impeller hub forging process in order to optimize process and to estimate required load. As a result, two kind of improvements for the process were suggested to reduce the load requirement in the finishing process.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권9호
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• pp.2234-2244
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• 1994

A process sequence of multi-operation cold forging for actual application in industry is designed with the rigid-plastic finite element method to form a constant velocity joint housing(CVJ housing). The material flow during the CVJ housing forming is axisymmetric until the final forging process for forming of ball grooves. This study treats the deformation as an axisymmetric case. The main objective of the process sequence design is to obtain preforms which satisfy the design criteria of near-net-shape product requiring less machining after forming. The process sequence design also investigates velocity distributions, effective strain distributions and forging loads, which are useful information in the real process design.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1998년도 제11회 학술강연회논문집
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• pp.17-17
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• 1998

1970년대에 개발된 Ti-15-3 합금은 상온에서 우수한 성형성을 가지고 있어 Ti-6-4 합금보다 성형 공정을 대폭 감소시킬 수 있어 생산비용을 크게 감소시킬 수 있는 장점이 있는 합금이다. 또한, 냉간 성형성이 우수하고 강화 범위가 폭넓기 때문에 항공기의 프레임, 항공기 압력 용기 및 고장력 유압 튜브 등에 많이 사용하고 있으나, 열간 성형성이 Ti-6-4 티타늄 합금보다 좋지 않기 때문에 이제까지의 적용 분야는 판재 성형 등의 한정된 분야에만 적용되어 오고 있는 실정이다.