• 한국결정성장학회지
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• 제32권6호
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• pp.251-261
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• 2022

본 연구에서는 냉간단조공정에서 성형하중과 금형내 응력집중 감소를 위해 자동차 엔진 밸브 스프링 리테이너 제품의 형상최적화를 위한 금형형상 최적설계를 수행하였다. 기존 생산에 사용되는 각 성형공정별 냉간단조 금형에 대한 유한요소해석 시뮬레이션을 통해 절단공정을 포함해 총 6공정으로 구성되어 있는 냉간단조공정 별 단조 프리폼의 성형 시에 발생하는 성형하중과 성형유동 특성을 분석하였으며, 이를 통해 금형 내 응력집중이 발생하는 주요 설계인자를 확인하였다. 상형금형과 하형금형부의 챔퍼(chamfer) 및 에지필렛(edge fillet) 형상을 대상으로 4인자 3수준 설계인자 및 변수 수준을 설정하고, 성형해석 시뮬레이션과 다구찌법을 활용하여 설계인자별 영향도를 분석하여 최적의 최적설계인자를 결정하였다. 본 연구를 통해 얻어진 최적설계변수를 적용하여 엔진밸브 스프링 리테이너의 최적설계 시뮬레이션 결과, 각 프리폼 성형공정별로 최대 36 %, 전체 공정 평균 20 %의 성형하중 감소 효과를 얻을 수 있었다. 엔진의 고효율, 고출력, 고성능화 목표가 지속적으로 높아짐에 따라 고강도 소재의 활용이 많아지게 되어 이에 대응할 수 있는 성형공정 및 금형설계의 최적화가 필요하며, 향후 연구 결과를 활용하여 현업에 적용하여 제품단조성형성 개선 및 금형수명관리를 위한 기술자료로 활용하고자 한다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.1070-1081
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• 1989

본 논문의 목적은 일반적인 곡면을 갖는 냉간단조 공정을 컴퓨터 시뮬레이션 을 통해 해석하고자 강소성 유한요소법의 프로그램을 개발하고, 이를 축대칭 및 평면 변형 단조성형에 적용하고자 한다. 축대칭 문제로는 산업적으로 이용이 많은 치차 블랭크(gear blank) 형태의 예제를 선택하였고 평면변형으 경우 정밀 단조품의 하나인 터어빈 블레이드(turbine blade)를 평면변형 문제로 보아 해석하였다. 한편 심한 변형을 하는 후방압출과 같은 문제의 수렴성을 향상시키고 공정을 계속적으로 해석하 기 위하여 격자 재구성기법을 도입함으로서 냉간단조 문제의 일반적인 해석을 하도록 한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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• pp.251-251
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• 2004

이 연구에서는 주단조 공정을 자동차 부품인 low control arm 제조에 적용하였다. Al6061에 주단조 공정을 적용함므로써 재료비 감소와 기존의 스틸제품보다 경량화 효과를 얻을 수 있다는 것을 증명하기 위함이다. 첫째로 단조 재료인 A16061의 최적 주조조건을 찾기 위하여, 주조 실험은 알루미늄의 주입온도, 금형온도, 주입시간을 조절함으로써 수행되어졌다. 최적주조조건은 주입온도 $700^{\circ}C$, 금형온도 30$0^{\circ}C$, 주입시간 10초로 정하여졌다. 각각의 미세조직을 관찰하고 응력-변형률곡선을 구하기 위하여 열가단조실험은 빌렛온도, 변형률속도와 감소율을 기초로 하여 수행되어졌다.(중략)

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2005년도 춘계학술발표논문집
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• pp.96-99
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• 2005

단조 성형공정의 공정변수 중에 소재와 금형과의 마찰과 성형품과의 관계를 알아보기 위해 마찰계수 결정 프로그램을 제작하여 링 압축 시험을 통해 마찰조건별 마찰계수를 구하였다. 금속 성형공정에 있어서 널리 응용될 수 있는 스파이크 단조 공정을 통해 단조 공정에서 시편과 금형사이의 마찰조건과 성형품의 형상과의 관계를 시험을 통해 규명하고, 소성가공 전문 해석프로그램 DEFORM을 사용하여 마찰조건에 따른 해석을 수행하여 시험과 해석의 결과를 토대로 단조 성형공정변수의 하나인 마찰에 대하여 고찰하였다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 1999년도 단조 심포지엄
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• pp.75-86
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• 1999

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 2부
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• pp.958-961
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• 2011

플런저(Plunger)의 부품 용도는 점화 플러그와 조립 되는 부품으로 연료 분사장치에 적용하여 연료 효율이 약 15~20% 개선됨이 일본에서 검증되어 일본은 상용화 되었다. 국내에서는 개발단계로 처음에 냉간단조로 개발하였다가 원가 및 생산성 문제로 프로그레시브금형(Progressive Die)로 개발 하려는 단계이다. 이에 본 논문에서는 디젤 차량에 장착되는 플런저를 냉간단조방식이 아닌 원가 및 생산성을 확보할 수 있는 프로그레시브 금형에 적용하여 양산할 수 있는 스트립 레이아웃을 개발한 결과를 바탕으로 금형설계 및 제작을 하고, 프레스에 장착하여 트라이얼 하였고 이를 통하여 기존 설비 대비 1/20의 금액투자로 플런저 생산원가를 확보할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제40권4호
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• pp.320-324
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• 2016

본 연구에서는 일반 볼트와 달리 두께가 얇고 단면적이 넓은 편심원형 플랜지구조를 가진 캠버볼트의 편심단조공정을 제시하였다. 캠버볼트는 일반 볼트와 같이 축대칭 형상으로 단조 후, 플랜지 부분을 트리밍하여 가공한다. 따라서 단조과정에서는 높은 단조 하중과 대량의 칩이 발생한다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 새로운 단조공정이 요구된다. 편심단조공정은 일반적인 단조공정과 달리 중심축에서 편심 된 상태로 가공하는 새로운 단조 공정이다. 또한 편심단조공정은 단조하중과 단조 후 트리밍 칩의 양을 줄일 수 있다. 이러한 캠버볼트의 편심단조공정설계를 위해 편심유도금형의 편심량과 금형형상의 최적화가 필요하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.281-285
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• 2008

냉간단조금형(Cold Forging Die)의 다이블록(Dieblock)을 제작하는 방법 중의 하나로, 다이블록 제작용 재료를 면가공 하여 다이블록 상면(上面)을 마스터펀치(Master Punch)인 호브(Hob)로 압입(Indentation) 시켜 절삭가공((Cutting Work)이 아닌 다이호빙(Die Hobbing) 방법으로 임프레션(Impression)을 성형하여 제작하고 있다. 이 방법에 의하여 다이블록의 재료를 합금공구강(Alloy Tool Steel)인 SKD11을 사용하여 제작하고, 스테인리스판(Stainless Sheet Metal)을 제품 재료로 하여 냉간단조가공(Cold Forging Work)을 수행하였더니 6,000 스트로크(Stroke)에서 금형수명(Die Life)을 다 하고 파손되었다. 본 논문에서는 다이블록 재료를 고속도공구강(High Speed Tool Steel)인 SKH51로 교체 제작하고, 탄소강(Carbon Steel)인 S45C를 제품 재료로 하여 냉간단조가공을 수행하였더니 21,000 스트로크에서 금형수명을 다하고 파손되어 종래의 방법과 비교 검토하였을 때 350%의 금형수명 연장 효과를 얻게 되었다.

• 한국정밀공학회지
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• 제16권2호통권95호
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• pp.87-94
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• 1999

The automated die design program is developed for cold forging of axisymmetric parts which are mainly produced by forward extrusion, backward extrusion, composite extrusion and upsetting. For this study, firstly classification of forged parts and investigation of die construction type usually employed in forging industry are carried out and the most proper type from several kinds of die construction is proposed as a standardized one. Based on the die design rules summarized in the references such as handbooks, technical papers, monthly journals, etc. the automated die design program was made using AutoLISP language available in AutoCAD software of personal computer. This program interactively runs for only input data, for example, forging process, shape of forged parts, type of punch, split of die insert and design of shrinkage rings and then displays details of drawings necessary to make a forging die. When a variety of forging processes and forged parts are tested to examine the validity of this program, it was confirmed to give good results applicable to the forging die design in press shop.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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• pp.197-197
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• 2003