• 제목/요약/키워드: 기어 압출

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냉간단조에 의한 헬리컬기어의 새로운 성형방법과 이의 상계해석에 관하여

  • 최재찬;조해용;권혁홍
    • 소성∙가공
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    • 제1권2호
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    • pp.40-51
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    • 1992
  • 냉간단조에 의한 새로운 헬리컬기어 성형공정이 제시되었다. 원형봉재로 부터 헬리컬기어를 압출함에 있어서 압출압력을 계산하기 위하여 상계정리를 적용하여 수치계산하고, 수치해석 결과와 압출하려는 기어의 금형을 설계 제작하여 실험한 결과를 비교 검토하고자 한다. 이론해석상 다이형상으로 인벌류트곡선을 사용한 이론해는 실험결과와 잘 일치하였다. 그리고, 다이의 형상을 평기어부와 헬리컬기어부의 이중구조로 된 신공정이 헬리컬기어부로만 된 사만타공정과 비교해서 금형강도를 향상시킴으로써 다이수명은 증가되었고, 자동차 변속기용으로 헬리컬기어는 KS 기어급수 4~5 급의 정밀도에 해당하는 기어를 가공했다. 이는 사만타공정의 정밀도 보다 향상된 결과를 얻었다.

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냉간 압출에 의한 헬리컬 기어의 제조에 관한 연구 (A Study on the Helical Gear Forming by Cold Extrusion)

  • 최재찬;조해용;권혁홍;한진철
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.127-138
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    • 1991
  • 본 연구에서는 인벌류트 치형을 갖는 헬리컬 기어압출에 있어서 실제 치형형 상인 인벌류트 곡선을 다이의 형상으로 하여 비대칭 형상의 다이를 몇 개의 대칭영역 으로 분할하고 각 영역에 대하여 각각의 동적가용 속도장을 구한 후 전체 형상으로 확 장시켜 상계해석 하였다. 해석결과의 계산은 위의 동적가용속도장으로 헬리컬 또는 평기어 압출을 해석하는 수치해석 프로그램을 개발하여 수행하였다. 상계해석에서는 기초원 이하의 필렛부분과 이 뿌리 틈새등은 그 형상이 매우 복잡하므로 해석의 간략 화를 위하여 기초원까지만 변형되는 것으로 가정하였으나 실제의 기어압출실험에서는 기어의 모든 조건이 고려되었다. 압출실험은 전기동으로 전극봉을 제조하고, 전극설 계시에 금형과 소재의 탄성변형량, 방전가공시의 과방전량 그리고 래핑 가공여유등을 고려하여 설계한 후 호빙 및 셰이빙가공하여 실제 제조하려는 기어와 유사하게 기어전 극을 제조한 후, 이를 금현본체와 조립하여 3축제어 방전가공기로 금형을 제작하였다.

온도 유지시간 제어를 적용한 하이브리드 분말 압출 공정을 통한 요구 특성의 스퍼기어 제조 (Hybrid Powder-Extrusion Process Involving the Control of Temperature Dwelling Time for Fabricating Spur Gears with Required Properties)

  • 이경훈;황대원;김병민
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권8호
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    • pp.847-853
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    • 2011
  • 본 연구는 압출 시 성형온도를 유지하여 Zn-22Al 합금분말의 성형성을 향상시키는 하이브리드 분말 압출 공정의 개발 및 온도 유지시간이 압출된 스퍼기어의 기계적 특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 수행되었다. 피치원 지름 1.8mm 의 소형 스퍼기어는 압출온도 290, 300, $310^{\circ}C$에서 성형되었다. 볼밀시간 32h 의 Zn-22Al 합금분말을 압출온도 $310^{\circ}C$에서 압출 시 표면 결함이 없는 소형 기어가 제조되었다. 경도분포는 기어 중심부와 치형부에서 불균일하였고 소결공정 후 내부 변형에너지의 차이로 인해 내부균열이 발생하였다. 위와 같은 문제를 해결하기 위해 온도 유지시간 제어를 이용한 하이브리드 압출 연구를 수행하였다. 압출된 스퍼기어의 평가는 압출하중, 비커스 경도 및 치수정밀도 측정을 통해 이루어졌다. 온도 유지시간 15min 에서 압출된 스퍼기어의 기계적 성질이 가장 우수하였다.

초소형 기어 제조를 위한 초소성 재료의 미세압출 (Superplastic Microextrusion for Microgears)

  • 김재연;주세민;김호경
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제17권4호
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    • pp.1-7
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    • 2008
  • Fine grained superplastic Zn-22%Al alloy was extruded using a laser machined micro-die to produce a micro-gear shaft. Extrusion process was conducted under a constant pressure at constant temperatures ranging from 503 to 563K. Laser machining was capable to machine a micro-die with close tolerances and adequate surface quality. The extrusion rate increased with extrusion load under constant extrusion temperature. The rate reached a steady state and became constant after a certain period. There was a small instantaneous stroke on application of the load and then a very brief primary stage which preceded steady-state flow. The micro-extrusion process was proven to produce a micro-gear shaft successfully using a fine grained superplastic Zn-22%Al alloy.

냉간 압출된 유성기어의 내부결함 방지 (Prevention of Internal Defects of Cold Extruded Planetary Gears)

  • 이정환;최종웅;이영선;최상호
    • 한국정밀공학회지
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    • 제16권12호
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    • pp.168-173
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    • 1999
  • It is investigated that internal defect of planetary gear which consists of two gears with different number of teeth on both side. The internal defect, central burst, begin to form at the place of adiabatic shear band which usually has maximum ductile fracture value during the forming operation, forward and backward extrusion. It makes the plastic forming of planetary gear difficult. The prediction of defect to minimize the cost to produce the planetary gear. The finite element simulation code DEFORM is applied to analyze the defects. In the analysis, the toothed gears are assumed as axisymmetric cylinders whose diameters are equal to those of pitch circles of the each gears. Experiments were carried out with the SCM415 alloy steel as billet material and AIDA 630-ton knuckle-joint press. The calculated results and experimental inspections are compared to design a die and blank without defects and the results are useful to predict the internal defect.

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고에너지 볼밀법으로 제조된 Al-78Zn Powder를 이용한 스퍼기어의 압출 (Extrusion of Spur Gear Using High-Energy Ball Milled Al-78Zn Powder)

  • 김진우;이상진;이정민;김병민
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제33권4호
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    • pp.440-446
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    • 2009
  • This paper was designed to fabricate the miniature spur gear with pitch circle of 2.25mm using extrusion process of a mechanically alloyed Al-78wt%Zn powder. The mechanical alloying of the powder particles were performed for ball milled times of 4h, 8h, 16 and 32h by the planetary ball milling. The mechanical properties of these alloyed powders, which were compacted and sintered-cylindrical preforms, were estimated using compression test. The results showed that the alloyed powder with average particle size of $10{\mu}m$ milled for 32h has the highest compressive(fractured) strength(288MPa). Extrusions of the miniature spur gear using the alloyed powder were carried out at different extrusion temperatures. Extrusion temperature of $300^{\circ}C$ provided the spur gear with the highest relative density and Vickers hardness and without any surface defects.

2단계공정을 이용한 헬리컬기어 압출에 관한 연구 (A Study on the Extrusion Using Two-Step Processes for Manufacturing Helical Gear)

  • 정성윤;박준홍;김창호;장영준;김철
    • 한국정밀공학회지
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    • 제24권8호통권197호
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    • pp.34-40
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    • 2007
  • In this study, focusing on reducing a load in forming helical gears, the extrusion using two-step processes for manufacturing helical gear is proposed. The process is composed of the extrusion step in which spur gear to be used as a preform in next step is formed, and the torsion step in which the preform of spur gear is formed to helical gear. Upper-bound theory for the two-step process is applied and compared with the results of experiment. The result of upper-bound solution has a good agreement with that of the experiment and the FE analysis. The newly proposed method can be used as an advanced forming technique to remarkably reduce a forming load, to prolong a tool life, and to replace the conventional forming process of helical gears. Results obtained from the extrusion using two-step processes enable the designer and manufacturer of helical gear to be more efficient in this field.

2단계공정을 이용한 헬리컬기어 압출에 관한 연구 (A Study on Extrusion of Helical Gears by a Two-step Process)

  • 정성윤;박준홍;김철;김창호;최재찬;최상호
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2002년도 제7회 단조 심포지엄
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    • pp.85-91
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    • 2002
  • Of all the many types of machine elements which exist today, gears are among the most commonly used. Many researches have been done to manufacture helical gears by cold forging and extrusion. Although cold forging and extrusion were applied to some bevel, spur, and helical gears, problems in connection with reducing forming load and tool life still make it difficult for the related methods to be commercialized. In this study, focusing on reducing load in forming helical gears, extrusion of helical gears by a two-step process is proposed. The process is composed of an extrusion step of spur gears used as preform and a torsion step of the preform to make helical gears. Upper-bound analysis for the two-step process is performed and compared with results of experiments. The newly proposed method can be used as an advanced forming technique to remarkably reduce the forming load and replace the conventional forming process of helical gears.

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2단계공정을 이용한 헬리컬기어 압출에 관한 연구 (A Study on Extrusion of Helical Gears by a Two-step Process)

  • 정성윤;박준홍;김철;김창호;최재찬
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.824-828
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    • 2002
  • Of all the many types of machine elements which exist today, gears are among the most commonly used. Many researches have been done to manufacture helical gears by cold forging and extrusion. Although cold forging and extrusion were applied to some bevel, spur, and helical gears, problems in connection with reducing forming load and tool life still make it difficult for the related methods to be commercialized. In this study, focusing on reducing load in forming helical gears, extrusion of helical gears by a two-step process is proposed. The process is composed of an extrusion step of spur gears used as preform and a torsion step of the preform to make helical gears. Upper-bound analysis for the two-step process is performed and compared with results of experiments. The newly proposed method can be used as an advanced forming technique to remarkably reduce the forming load and replace the conventional forming process of helical gears.

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