In this study, the first drawing die for the production of coil wedge is redesigned in order to enhance properties such as dimensional accuracy, dimensional uniformity, non-magnetism, and residual stress. The equivalent strain distribution is observed to be asymmetric at certain corners of the product and un-filling of material is also observed at the same location, based on the results of FEM simulation for the current drawing process. Additionally, a relatively huge amount of deformation is concentrated on the surface of the reference product leading to an increase in magnetic component and surface residual stress. After re-designing the cross-section of the first drawing step process conformed to relatively higher amount of reduction ratio, reduction of both surface residual stress and the volume fraction of magnetic component could be achieved for the finally-drawn coil wedge product.
PVD coating is a technology that can be applied to various industries, and is widely used for processing molds and machinery, improving performance of core parts, and extending the life. Therefore, there is a need for a research on a device and a process technology that can adjust the performance to suit each application. In this study, a PVD coating device with ion density control was used to deposit a coating layer on SKD 11, a cold die steel, with magnetron currents of 1 A, 2 A, 3 A at arc currents of 80 A, 100 A, 130 A. It examined the mechanical properties for each condition. Increasing the arc current and magnetron current could improve the thickness, adhesion, and hardness of the coating layer. Especially, When the magnetron current was high, it suppressed the droplets that could be generated by the high arc current, showing excellent surface uniformity and adhesion of the coating layer.
Direct water quenching technique can be used in hot stamping process to obtain higher cooling rate compared to that of the normal die cooling method. In the direct water quenching process, setting proper water flow rate in consideration of material thickness and the size of the area directly cooled in the component is important to ensure uniform microstructure and mechanical properties. In this study, to derive proper water flow rate conditions that can achieve uniform microstructure and mechanical properties, microstructure and hardness distribution in various water flow rate conditions are measured for 3.2 mm thick boron steel sheet. Hardness distribution is uniform under the flow condition of 1.5 L/min or higher. However, due to the lower cooling rate in that area, the lower flow conditions result in a drastic decrease in hardness in some areas in the hot-stamped part, resulting in low martensite fraction. From these results, it is found that the selection of proper water flow rate is an important factor in hot stamping with direct water quenching process to ensure uniform mechanical properties.
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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v.25
no.2_2
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pp.239-245
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2022
Using the fatigue limit (∆σunsm) and residual stress (σr) of the UNSM smooth specimen, the harmless maximum crack depth (ahlm) according to the crack aspect ratio (As) was evaluated. In addition, the relationship between the minimum crack depth (aNDI1, aNDI2) detectable by non-destructive inspection(NDI), the crack depth (a25, a50) that reduces the fatigue limit by 25% and 50%, and ahlm were evaluated. The harmless crack condition was determined by the deepest crack point (point A). Since ahlm is larger than a25 and a50, a25 and a50 can secure the safety and reliability of steel via UNSM. Because aNDI1 and aNDI2 are larger than a25 and a50, cracks in a25 and a50 cannot be detected by non-destructive testing. Therefore it is necessary to apply more precise NDI.
The recent increasing application rate of advanced high-strength steel(AHSS) for automotive parts makes it difficult to ensure the durability of forming tools. Significant load and friction generated during the piercing process of AHSS increase the wear rate and the damage degree to dies. These harsh process conditions also yield product failures, such as dimensional inconsistency of pierced holes and insufficient quality of hole's sheared edge. This study analyzed the effect of punch wear on the sheared surface of pierced parts and the forming load during the piercing process. Wear-shaped punches showed approximately 20% higher piercing load than normal-shaped punches, and the rollover ratio of the sheared surface also increased. It is considered that the dull edge of wear-shaped punches does not penetrate directly into the material but shears after tensioning it in a piercing direction. In addition, wear-shaped punches experienced compressive load even after completing the piercing process during the down-stroke and tensile load during the up-stroke. This load variation is related to the smaller diameter piercing holes produced by wear-shaped punches compared to normal-shaped punches. Thus, we demonstrated the predictability of the wear level of dies through a comparative analysis of the piercing load pattern.
Kim, Tae-Song;Kang, Seok-Hee;Kwon, Yung-Kug;Yun, Seo-Hyun;Nam, Ki-Woo
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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v.25
no.6_2
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pp.1047-1053
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2022
The leaf spring for a truck absorbs shocks or vibrations from the road surface while driving with the elastic force of the material and prevents the shock from being transmitted to the vehicle body. It is subjected to cyclic stress, and fatigue fracture occurs frequently. This study analyzes fractured leaf spring from a 25 ton truck that has been operating for about a year. In the fractured portion, which is the origin of crack, inclusions were observed, and fatigue failure was caused by cyclic stress. In the stress calculation and FE analysis, the stress at the center of the leaf spring was obtained to be 54~65% of the yield strength of the base material and damaged material. It is most important to prevent the mixing of impurities in the steel manufacturing for leaf springs. The large stress portion of the leaf spring needs to introduce compressive residual stress by peening etc.
Recently, with the emergence of the 4th industrial revolution, the demand for smart factories and factory automation is increasing. In this study, a tool life prediction program was developed to select optimal machining conditions using CNC milling equipment, which is widely used in flexible production and automation. The equipment used in the experiment was Hwacheon Machine Tool's 5-axis machining equipment, and the tool used was a 17F2R tool. For the machining path, the down-milling cutting method was selected and long-term machining was performed. The analysis standard for side wear on the tool was set at 0.1 to 0.2 mm, and tool life data and wear data were obtained in the cutting experiment. The program was created through the data obtained from the experiment, and a prediction rate of over 90% was secured when comparing the experimental data and the predicted data.
Jin-Woo Choi;Seo-Hyun Yun;Yung-Kug Kwon;Gum-Hwa Lee;Ki-Woo, Nam
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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v.26
no.6_2
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pp.1011-1017
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2023
In this study, the harmless crack size (ahml) by double shot peening (DSP) using shot balls with different diameters was evaluated on carburized, quenched-tempered SCM822H steel. The minimum crack size (aNDI) detectable by non-destructive inspection was also evaluated. The relationship between the crack size (a25,50) that reduces the fatigue limit by 25% and 50% and ahml was evaluated. The residual stress of DSP was greater in SP(0.6+0.08) than SP(0.8+0.08) and appeared deeper in the depth direction. In addition, the hardness below the surface appeared larger. The fatigue limit of DSP increased 2.07 times and 1.95 times compared to non-SP. All ahml of the DSP specimen was determined at the depth (a). The compressive residual stress distribution affects ahml, and the ahml of SP(0.6+0.08), which has a large compressive residual stress and a high fatigue limit, appeared large. ahml of SP(0.6+0.08) introduced deeper than the residual stress of SP(0.8+0.08) is larger in the range of As=1.0-0.3. Since the residual stress in the thickness direction has a greater effect on ahml than the residual stress at the surface, it is necessary to introduce it more deeply. The relation of ahml, a25,50, and aNDI were evaluated in the point for safety and reliability.
Laser surface Melting Process is getting hardening layer that has enough depth of hardening layer as well as no defects by melting surface of substrate. This study used CW(Continuous Wave) Yb:YAG and STD11. Laser beam speed, power and beam interval are fixed at 70mm/sec, 2.8kW and 800um respectively. Hardness in the weld zone are equal to 400Hv regardless of melting zone, remelting zone overlapped by next beam and HAZ. Similarly, microstructures in all weld zone consist of dendrite structure that arm spacing is $3{\sim}4{\mu}m$, matrix is ${\gamma}$(Austenite) and dendrite boundary consists of ${\gamma}$ and $M_7C_3$ of eutectic phase. This microstructure crystallizes from liquid to ${\gamma}$ of primary crystal and residual liquid forms ${\gamma}$ and $M_7C_3$ of eutectic phase by eutectic reaction at $1266^{\circ}C$. After solidification is complete, primary crystal and eutectic phase remain at room temperature without phase transformation by quenching. On the other hand, microstructures of substrate consist of ferrite, fine $M_{23}C_6$ and coarse $M_7C_3$ that have 210Hv. Microstructures in the HAZ consist of fine $M_{23}C_6$ and coarse $M_7C_3$ like substrate. But, $M_{23}C_6$ increases and matrix was changed from ferrite to bainite that has hardness above 400Hv. Partial Melted Zone is formed between melting zone and HAZ. Partial Melted Zone near the melting zone consists of ${\gamma}$, $M_7C_3$ and martensite and Partial Melted Zone near the HAZ consists of eutectic phase around ${\gamma}$ and $M_7C_3$. Hardness is maximum 557Hv in the partial melted zone.
In general, auto parts production assembly line is assembled and produced by automatic mounting by an automated robot. In such a production site, quality problems such as misalignment of parts (doors, trunks, roofs, etc.) to be assembled with the vehicle body or collision between assembly robots and components are often caused. In order to solve such a problem, the quality of parts is manually inspected by using mechanical jig devices outside the automated production line. Automotive inspection technology is the most commonly used field of vision, which includes surface inspection such as mounting hole spacing and defect detection, body panel dents and bends. It is used for guiding, providing location information to the robot controller to adjust the robot's path to improve process productivity and manufacturing flexibility. The most difficult weighing and measuring technology is to calibrate the surface analysis and position and characteristics between parts by storing images of the part to be measured that enters the camera's field of view mounted on the side or top of the part. The problem of the machine vision device applied to the automobile production line is that the lighting conditions inside the factory are severely changed due to various weather changes such as morning-evening, rainy days and sunny days through the exterior window of the assembly production plant. In addition, since the material of the vehicle body parts is a steel sheet, the reflection of light is very severe, which causes a problem in that the quality of the captured image is greatly changed even with a small light change. In this study, the distance between the car body and the door part and the door are acquired by the measuring device combining the laser slit light source and the LED pattern light source. The result is transferred to the joint robot for assembling parts at the optimum position between parts, and the assembly is done at the optimal position by changing the angle and step.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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