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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 강명창
- 발행연도
- 2022
- 저작권
- 부산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수10
이 논문의 연구 히스토리 (3)
2022
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단조가공은 금속가공에 비해 시간당 생산량과 재료 회수율이 우수한 특성을 보여주는데 온도를 기준으로 냉간가공, 온간가공, 열간가공의 3개 분야로 구분할 수 있다. 온간이나 열간가공의 경우 소재를 가열하기 때문에 가열에 따른 후 공정 기계가공이 필요한 경우가 많다. 하지만 냉간가공에 해당하는 다단냉간단조의 경우 재결정 온도 이하에서 진행되는 공정으로써 정밀성형이 가능하며 시간당 생산량이 많음과 동시에 가열에 따른 표면 가공이 필요 없어 재료 회수율 또한 더 우수하다. 이러한 특징들을 바탕으로 소성가공 수요산업의 최대 수요처인 자동차 제동장치 부품 중 자율주행과 차량의 전동화로 수요가 늘어나고 있는 EPB (Electronic Parking Brake) 시스템에 사용되는 감소기의 세레이션 기어를 다단냉간단조로 제조할 필요가 있다.
전자식 파킹 브레이크용 감속기의 세레이션 기어는 6단 공정으로 설계를 진행하고 유한요소해석을 통하여 유효변형률, 단류선 및 냉간단조 하중을 검증하였다. 일반적으로 후방 압출이 이루어질 경우, 후방 압출의 시작점에 함몰이 발생하게 되는데 이러한 함몰 현상을 막고 세레이션의 정밀 성형을 진행하기 위해 세레이션을 성형하는 5가지의 방법을 유한요소해석을 통하여 검증을 진행하였고, 이 중 세레이션의 내측 치형에 가장 가까운 Ø9.61의 후방 압출 예비 성형이 성형성이 우수하고 함몰량이 가장 적음을 알 수 있었다.
위와 같은 유한요소해석의 결과를 바탕으로 금형과 공구를 제작하여 다단냉간단조 시제품을 생산하였고, 절단에서 6단 공정 제품의 전체 치수와 단류선을 공정 설계와 비교 검증을 진행한 결과 공차에 모두 만족하는 결과를 얻을 수 있었다. 그리고 세레이션 기어의 정밀성형과 함께 11.92%의 재료 회수율 향상을 확인하였으며, 시제품의 최종 결과를 바탕으로 플렌지부의 가공량을 줄여 재료 회수율을 더 높일 수 있는 방향이 있을 것으로 판단된다.
전자식 파킹 브레이크용 감속기의 세레이션 기어는 6단 공정으로 설계를 진행하고 유한요소해석을 통하여 유효변형률, 단류선 및 냉간단조 하중을 검증하였다. 일반적으로 후방 압출이 이루어질 경우, 후방 압출의 시작점에 함몰이 발생하게 되는데 이러한 함몰 현상을 막고 세레이션의 정밀 성형을 진행하기 위해 세레이션을 성형하는 5가지의 방법을 유한요소해석을 통하여 검증을 진행하였고, 이 중 세레이션의 내측 치형에 가장 가까운 Ø9.61의 후방 압출 예비 성형이 성형성이 우수하고 함몰량이 가장 적음을 알 수 있었다.
위와 같은 유한요소해석의 결과를 바탕으로 금형과 공구를 제작하여 다단냉간단조 시제품을 생산하였고, 절단에서 6단 공정 제품의 전체 치수와 단류선을 공정 설계와 비교 검증을 진행한 결과 공차에 모두 만족하는 결과를 얻을 수 있었다. 그리고 세레이션 기어의 정밀성형과 함께 11.92%의 재료 회수율 향상을 확인하였으며, 시제품의 최종 결과를 바탕으로 플렌지부의 가공량을 줄여 재료 회수율을 더 높일 수 있는 방향이 있을 것으로 판단된다.
목차
1. 서 론 11.1 연구배경 11.2 연구동향 61.3 연구목적 132. 냉간단조 설계 및 유한요소해석의 이론적 배경 162.1 냉간단조에서의 압출과 업셋팅 공정 및 단류선 이론 162.2 유한요소해석의 금형과 소재의 경계조건 203. 다단냉간단조 구성 및 유한요소해석 조건 233.1 다단냉간단조 실험장비 및 소재 233.2 다단냉간단조 공정 및 금형 설계 283.3 다단냉간단조 공정의 유한요소해석 353.3.1 유한요소해석 조건 353.3.2 세레이션 성형을 위한 예비 성형 조건 364. 결과 및 고찰 384.1 세레이션 기어의 다단공정설계와 예비성형에 따른 세레이션의 후방 압출 변화에 관한 유한요소해석 결과 384.2 세레이션 기어 다단냉간단조의 공정별 단류선 검증 534.3 세레이션 기어 다단냉간단조 공정별 치수와 재료 회수율 검증 555. 결 론 62참고문헌 64Abstract 67
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