A Study of Residual Stress and Plastic Deformation of a Bar with Gap Size Changes Between Rolls in a Two Cross-Roll Straightener

Cold drawn(CD) bars feature superb surface roughness, dimensional precision, and straightness. They are used in the manufacture of automotive parts and home electrical appliances. Two cross-roll straighteners have been used to manufacture CD bars for these industries. This study investigated the variation of the gap size between the two cross-rolls. It was found that changes in the gap size have a large influence on the residual stress and plastic deformation. Finite element method(FEM) simulations were performed to study the influence of the gap size on the residual stress in CD bars, and experiments were performed to verify the FEM results. The residual stresses were measured with X-ray diffraction in both the axial and the hoop directions.

두롤 교정기의 롤 갭 변화에 따른 봉강의 잔류응력과 소성변형에 관한 연구

마봉강(CD bar)은 표면조도, 치수 정밀도 그리고 진직도 등에서 우수한 특성을 가진다. 그러한 특성들로 인해 자동차 및 가전 제품의 부품으로 산업현장에서 다양하게 사용되고 있다. 산업계에서 다양하게 사용되는 마봉강 제품은 두롤 교정기를 통해 만들어지고 있으며 본 논문에서는 마봉강을 생산하는 핵심공정인 두롤 교정기 연구를 통해 롤 갭에 따른 영향을 살펴 보았다. 두롤 사이의 간격인 롤 갭의 변화는 봉강의 잔류응력과 소성변형에 많은 영향을 주는 것을 실험적으로 확인하였다. 이를 확인하기 위해 2 롤 교정 전 공정인 인발공정에서 다이 통과 후 선경 변화와 봉강 내 잔류응력분포에 대해 유한요소 시뮬레이션을 수행하였다. 두롤 교정후 잔류응력과 선경의 변화를 확인하기 위해 실험을 수행하였으며, 여기서 X 선 회절기를 이용하여 축방향 및 원주방향에서의 표면 잔류응력을 실험적으로 측정하였다.