기어블랭크 성형공정의 비교해석

초록

<p align="justify">냉간압출은 성형공정의 한 형태로서 인산염의 표면처리 등의 윤활이 가능하게 되면서 강(steel)에 대한 냉간압출이 시작되었고 펀치나 다이 등의 공구 가격이나 수명에 의존하면서 발전해오고 있다. 본 논문에서는 냉간압출에 의한 기어블랭크의 두 가지 전통적인 제작방법을 강소성 유한요소법을 이용하여 모의실험을 행하고 4단계로 이루어진 공정에 대하여 변형률과 하중, 다이압 등을 해석하고 공정에 따른 설계기준을 도출하며 두 제작공정을 비교·검토하여 새로운 공정설계에 필요한 기본데이타를 제공하고자 한다. 해석결과로 두 생산방법의 전방압출, 후방압출과 업셋팅은 전문가에 의해 제시된 압출비, 면적감소율과 펀치직경대 길이비는 모두 가공규칙 한계내에 있었다. 최대하중면에서 볼 때 두 생산공정 모두에서 마지막 작업인 업셋팅작업이 제일 큰 값을 나타내고 있으며 소비에너지측면에서 두 번째가 첫 번째 제작방법보다 소비에너지의 편차가 크지 않은 것으로 보아 대량생산에는 역시 나중에 제안된 방법이 유리한 것으로 판단된다. 개선된 방법의 펀치길이가 다소 길지만 펀치에 좌굴은 발생하지 않으며 트랜스퍼 헤더를 사용하는데 발생하는 문제점은 없는 것으로 보인다. 그러나 최대하중은 각 단계별로 차이가 심하여 헤더의 펀치들에 가해지는 압축응력이 달라져 가공특성상 좋은 공정배열이라고 하기 힘들다. 따라서 개선된 공정설계와 생산장비의 선정이 재검토되어야 한다고 생각한다.<p align="justify">