Analytical and Experimental Study on the Quality Stability of Multi Roll Forming Process

It is faced with the necessity of multi roll forming process of the ball slide rail which is made by adding the separate manufacturing processes, piercing, bending, trimming, to the roll forming process of a continuous plastic deformation, to improve the quality. However, the vibration and noise of the press machine in this process leads to the quality degradation of slide rail manufactured in this process. In this study, the roll was designed considering the optimal strain rates by the roll forming program with finite element method. And to estimate the static stability of the multi process the Von-Mises stress and deformation on the press was calculated with a structural analysis program. Also, to avoid driving systems in the resonance region their natural frequencies in the 1st and 2nd mode were calculated through the modal analysis. To verify its dynamic stability improvement the magnitudes of noise and vibration in the existing and studied system were compared using a microphone and accelerometers. And the widths and surface roughnesses of the rails which had been produced in the existing and studied process were measured. Therefore, it is known that multi roll forming process is stable in the analytical and experimental study.

멀티 롤 포밍 공정의 품질 안정성에 대한 해석 및 실험적 연구

품질 향상을 위해 연속적인 소성 변형을 이용한 롤 포밍 공정에 피어싱, 벤딩, 트리밍 등 별도의 가공공정을 통합한 볼 슬라이드 레일의 멀티 롤 포밍 공정의 필요성이 대두되고 있다. 하지만 프레스기의 진동 및 소음은 이 공정에서 생산되는 슬라이드 레일의 품질 저하를 유발한다. 본 연구에서는 롤 포밍 유한요소 프로그램으로 최적 변형률을 고려하여 롤을 설계하였다. 그리고 멀티 공정의 정적 안정성을 예측하기 위해 구조해석 프로그램으로 프레스기에 대한 응력 및 변형량을 계산하였다. 또한 공진영역에서의 장치들의 운전을 회피하기 위해 Modal 해석을 통해 1, 2차 모드에서의 고유진동수를 계산하였다. 그 결과 공정의 동적 안정성 개선을 확인하기 위해 마이크로폰과 가속도계를 이용하여 기존 및 연구 공정들의 소음, 진동의 크기를 비교하였다. 그리고 기존 및 연구 공정으로 생산되어진 레일의 폭 치수와 표면거칠기를 측정하였다. 따라서 해석 및 실험적 연구를 통해 멀티 롤 포밍 공정이 안정하다는 것을 알 수 있었다.