Abstract
The overdrive hub clutch is attached to a 6-speed automatic transmission to reduce fuel consumption by using the additional power of the engine. This paper proposes a means to minimize the load and roll-over ratio on the punch during the piercing process for the overdrive hub clutch product. Die clearance, shear angle, and friction coefficient, which can affect the load and roll-over ratio of the punch during processing, were set as the design variables. Sensitivity analysis was also conducted to determine the influence of each design variable on the punch load and roll-over ratio. As a result, shear angle, friction coefficient and die clearance were found to be sensitive to load and roll-over ratio. The punch load and roll-over ratio were set as the objective function and the equation of each design variable and objective function was derives using the Response Surface Method. Finally, the optimal value of the design variables was derived using the Response Surface Method. Application of this model to finite element analysis resulted in 22.14% improvement in the roll-over ratio of the punch load and material.
오버드라이버 허브클러치는 자동차 6단 자동 변속기 미션에 장착되어 엔진의 여유출력을 이용해 연료사용을 절감시켜주는 부품이다. 본 연구에서는 오버드라이버 허브클러치 제품에 대해 피어싱 공정 중 펀치에 가해지는 하중 및 소재 처짐량을 최소화 하고자 한다. 공정 중 펀치의 하중과 처짐량에 영향을 줄 수 있는 다이 클리어런스(die clearance)와 전단각도(shear angle) 그리고 마찰계수(friction coefficient)를 설계 변수로 설정했다. 또한 펀치의 하중과 소재 처짐량에 대해 각 설계 변수들의 영향도를 확인하기 위해 민감도 분석(sensitivity analysis)을 진행했다. 그 결과 전단 각도, 마찰 계수, 다이 클리어런스 순으로 하중 및 처짐량에 대해 민감한 것으로 조사되었다. 이를 통해 펀치의 하중과 소재 처짐량을 목적함수로 설정하고, 반응표면법(Response Surface Method)을 통해 각 설계 변수들과 목적함수의 방정식을 도출했다. 이를 통해 설정된 설계 변수들의 최적 값을 도출해 유한요소해석에 적용한 결과 펀치의 하중 및 소재의 처짐량이 기존대비 22.14% 개선됐다.