• 소성∙가공
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• 제11권5호
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• pp.405-413
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• 2002

A process planning system for cold forging of non-axisymmetric parts of comparatively simple shape was developed in this study. Programs for the system have been written with Visual LISP in AutoCAD. Shape of the product must be drawn with the solid line and the hidden line, and with the plane and front view, as well. At the plane, the system recognizes the external shape of non-axisymmetric portions - the number of the sides of the regular polygons and the radii of circles inscribing and circumscribing the polygon. At the front view, the system cognizes the diameter of axisymmetric portions and the height of the primitive geometries such as polygon, cylinder, cone, concave, convex, etc. The system perceives that the list developed from the solid line must be formed by the operation of forward extrusion or upsetting, and that the list developed from the hidden line must be formed by the operation of backward extrusion. The system designs the intermediate geometries again by considering clearance between workpiece and die, and then finally the billet diameter, in reverse order from the finished product, on the basis of volume constancy and using the operations, the forming sequence, the number of operations and the intermediate geometries which were already designed. The design rules and knowledges for the system were extracted from the plasticity theories, handbook, relevant reference and empirical knowledge of field experts. Suitability of the process planning was analyzed using SuperForge of FVM simulation package. The results of analysis showed good formability.

• 소성∙가공
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• 제4권3호
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• pp.214-221
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• 1995

In the paper, we have proposed a new method to determine the initial billet for the forged products using a function approximation in the neural network. The architecture of neural network is a three-layer neural network and the back propagation algorithm is employed to train the network. By utilizing the ability of function approximation of a neural network, an optimal billet is determined by applying the nonlinear mathematical relationship between the aspect ratios in the initial billet and the final products. The amount of incomplete filling in the die is measured by the rigid-plastic finite element method. The neural network is trained with the initial billet aspect ratios and those of the unfilled volumes. After learning, the system is able to predict the filling regions which are exactly the same or slightly different to the results of finite element simulation. This new method is applied to find the optimal billet size for the plane strain rib-web product in cold forging. This would reduce the number of finite element simulation for determining the optimal billet size of forging product, further it is usefully adapted to physical modeling for the forging design.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.395-399
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• 2017

자동차에 사용되는 LPI 연료필터 하우징 제품은 기존 다이캐스팅 공정에서 냉간 단조 공정으로 개발하여 경량화 및 내구성을 향상하였다. 하지만 T자형 단조 형상이기 때문에 제품을 생산하였을 경우 제품의 싱크 문제가 발생하게 된다. 이로 인해 제품의 후처리 가공 문제가 발생한다. 본 연구에서는 이러한 문제를 개선하기 위해 성형 해석 시뮬레이션을 이용해 문제를 예측하고 개선방안에 대해 연구했다. 성형 해석 시뮬레이션을 이용하여 문제를 개선하기 위해 완전 성형이 가능한 최적 블랭크의 부피를 결정하였다. 그리고 최적의 블랭크 부피에 맞춰 성형 해석 시뮬레이션을 수행하였고 싱크 현상을 가시화했다. 싱크 현상을 개선하기 위해 냉간 단조 공정 진행 시 싱크 부 밑 부분에 패드를 받침으로 싱크 현상을 개선하였다. 적정한 패드력을 구하기 위해 파라미터 스터디를 진행하였고, 적정한 패드력으로 공정 진행 시 싱크 문제를 개선하였다. 그리고 실제 산업 현장에 적용하여 싱크 문제 개선에 대한 검증을 수행했다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.223-229
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• 2016

본 연구에서는 엔진의 밸브트레인에 적용되는 롤러 태핏 하우징의 냉간단조 공정을 개발하였다. 시제품을 제작하였으며, 태핏 하우징의 내구성 평가를 통하여 작동성을 확인하였다. 소재 시편의 압축시험을 통하여 태핏에 사용되는 소재의 물성을 확보하고 상용 소프트웨어인 Deform-3D을 이용하여 단조해석을 수행하였다. 해석결과를 바탕으로 냉간단조 공정을 설계하였으며, 실제 금형을 제작하고 시제품을 제작하였다. 제작한 시제품의 평가를 위하여 치수정밀도, 표면조도, 평행도, 동심도를 확인하였으며, 목표한 항목에 모두 부합하는 결과를 확인하였다. 또한 제품의 작동성 및 내구성 평가를 수행하기 위하여, 엔진 밸브트레인의 구동을 모사하는 별도의 시험장치 개발을 완료하였다. 디젤엔진의 아이들 상태를 가정하여 작동성을 평가하고, 엔진의 최고 회전수를 가정하여 내구성 시험을 진행하였다. 시험결과 태핏하우징의 마모는 시험 전, 후 외경 치수 0.002 mm 감소로, 미소한 마모를 보였다. 본 연구를 통하여 정밀 냉간단조 기술을 이용한 제품개발 프로세스를 정립하였다. 또한 본 연구에서 개발한 작동성 평가 시험기를 통해 밸브트레인용 부품의 작동성 및 내구성 평가 시험이 가능할 것으로 사료된다.

• 동력기계공학회지
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• 제6권3호
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• pp.31-35
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• 2002

Brake tube is considered one of the most important parts in automobile. The shape of brake tube end has a great influence on the function of brake, and the quality and productivity of brake tube have relation to die design. The forming process of brake tube end is performed by hydraulic press forming machine. In this paper, the forming processes of tube end for automobile is analyzed and designed to make the optimal form of brake tube end. Also, finite element analysis has been carried out using $DEFORM^{TM}% 3D to predict the optimal shape of brake tube end and the results obtained showed the optimal length between punch and chuck is $1.0{\sim}1.2mm$. The shape of tube end is in good agreement with the finite element simulations and the experimental results.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.330-335
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• 2017

최근 자동차 산업에서 전기 모터 연료 전지에 대한 수요가 급증했으며, 연료 전지 케이스로 사용되는 사각형 알루미늄 캔에 대한 수요 또한 증가하고 있다. 직사각형 배터리 케이스의 바닥에 있는 에어 벤트는 비정상적으로 높은 압력이 발생할 때 미리 압력을 방출하여 큰 폭발을 방지하는 역할을 한다. 직사각형 컵 배터리 케이스는 6 단계의 다단계 딥 드로잉으로 외형을 만들고 직사각형 배터리 케이스와 용접하여 벤트 부품을 제작해왔다. 그러나 본 연구에서는 직사각형 케이스의 바닥면에 공기 벤트 형상을 직접 추가 하는 연구를 수행하였다. 단조의 초기 형상으로는 사각 컵 다단식 딥 드로잉 성형 해석에서 추출한 두께와 형상을 이용한 유한 요소 해석 기법을 사용 하였다. 그 결과, 예측 정밀도가 향상되고, 배부름 및 파단 등의 결함을 미리 예측할 수 있었다. 초기 분석 결과를 토대로 두 가지 단조 형상이 후보로 제시되었고 성형 해석을 통해 최적의 단조 형상을 결정 하였다. 이러한 결과를 바탕으로 금형을 제작하고 실제 결과와 분석 결과를 비교하여 본 연구의 타당성을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권4호
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• pp.1290-1300
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• 1996

The finite element method, based on rigid-plastic formulation, is widely used to simulate metal forming processes. In order to improve the computational efficiency of the rigid-plastic FEM, one-point integration is used to evaluate the stiffness matrix with four-node rectangular elements and eight-node brick elements. In order to control the hourglass modes, hourglass strain rate components were introduced and included in the effective strain rate definition, Numerical tests have shown that the proposed one-point integration scheme reduces the stiffness matrix evaluation time without deteriorating the convergence behavior of Newton-Raphson method. Simulations of a ring compression, a plane-strain closed-die forging and the three-dimensional spike forging processes were carried out by using the proposed integration method. The simulation results are compared to those obtained by applying the conventional integraiton method in terms of the solution accuracy and computational efficiency.

• 소성∙가공
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• 제10권6호
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• pp.478-484
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• 2001

Tube Process (TP) is a process to produce permanent magnets using a deformable tube for densification of magnet powder. This process claims that it can accomplish both densification and anisotropication in one step forming. This process is distinguished from other processes since it uses a deformable copper tube for densification of magnet powder. In this paper, simulation has been carried out for tile Tube Process in a closed die considering the compressibility of powdered material, arbitrary curved shape and deformable body contact between Nd-Fe-B magnet powder and a copper tube. Results show that the finite element analysis of the Tube Process plays an important role in the stage of preform design.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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• pp.523-526
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• 1997

Sheanng is one of the most important operating processes in the field of sheet metal manufacturing. Compared with casting, forging and machining, shearing is very economical to obtain the desired shape. In recent years there has been increasing the use of shearing process in the manufacturing of small and light electronic components. In this paper, it has been researched the experimental investigation to examine the mfl uence of shearing process parameters such as clearance and lower holder configuration. Through the experiment results, the more narrow clearance gives the smaller burr height and the removal of lower holder makes the worse sheared surface. And FE simulation of shearing process using DEFORM-2D were camed out and the results compared w~th experimental studies

• 소성∙가공
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• 제17권3호
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• pp.189-196
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• 2008

Alloy718 is the nickel-base super alloy well used as gas turbine components under severe operating conditions because of its high strength at high temperature and excellent creep resistance. In this study, a coupling bolt for the gas turbine component is manufactured by hot heading process instead of whole machining in order to improve the mechanical properties. Die shape for the hot heading has been designed by general design rule of hot forging and also optimal process condition has been investigated by finite element method. The initial billet temperature and the punch speed have been determined by $1150^{\circ}C$ and 600mm/s on the basis of finite element analysis, respectively. The coupling bolt has been manufactured by 200ton screw press and evaluated by experiment in order to investigate the mechanical properties. As a result of experiment, the mechanical properties such as hardness, tensile strength and creep behavior have been superior to those manufactured by machining.