Abstract
In this study, the complex forging process of an outer support ring was developed and the prototype was manufactured. The current process, hot forging and MCT machining, has a disadvantage of excessive material removal rates and longer machining hours. To overcome this disadvantage, a general shape is given through hot forging and the precision is achieved through cold forging. The complex forging process was developed with the minimal machining process. Forging analysis was carried out to design a forging process using the commercial program, Deform-3D. The hot and cold forging processes were set up based on the analyzed result. The mold and prototype were manufactured. Hardness, surface roughness, internal defect, the grain low line of the prototype were evaluated. The results showed no particular problems, and there were no problems in mass production. Using complex forging, the material was reduced by approximately 27 % compared to the process using hot forging and MCT machining. In addition, the production speed was improved 2.15 fold compared to that of hot forging and MCT machining. Through this study, a cost-effective process and mold design technology were established, which is expected to have positive effects on other related automotive parts production.
본 연구에서는 원웨이 클러치의 핵심 부품인 Outer Support Ring의 복합 단조 공정을 개발하고, 시제품을 제작하여 평가하였다. 기존 공정 즉, 열간 단조와 MCT 가공 공정은 과대한 소재 절삭량과 가공 시간이 길다는 단점이 있다. 이를 극복하고자 열간 단조를 통하여 형상을 구현하고, 냉간 단조를 통하여 정밀한 부품을 성형하였다. 최소한의 가공만을 적용하는 복합 단조 공정을 개발하였다. 상용 소프트웨어인 Deform-3D를 이용하여 단조 해석을 수행하였다. 해석 결과를 바탕으로 열간 단조 및 냉간 단조 공정을 설계하였고, 실제 금형 및 시제품을 제작하였다. 제작한 시제품은 경도, 표면 조도, 내부 결함, 단류선 검사 등의 평가를 수행하였다. 평가결과 특이한 문제점은 발견되지 않았으며, 양산적용이 가능할 것으로 판단된다. 복합 단조를 통하여 열간 단조와 MCT 가공 공정 대비 약 27%의 소재를 절감할 수 있었다. 또한 제품 개당 생산 시간은 약 2.15배 단축되었다. 본 연구를 통하여 원가 절감이 가능한 공정 및 금형 설계 기술을 확립하였고, 이를 통하여 관련 자동차 부품 생산에도 긍정적인 효과가 있을 것으로 기대된다.
