보론강을 적용한 차량용 휠 너트의 냉간단조 금형설계에 관한 연구
- Alternative Title
- A Study of the Cold Forging Die Design for Automotive Wheel Nut applying Boron Steel
- Abstract
- Abstract
Boron steel (51B20) was cold forged using by new designed dies to apply for automotive aluminum wheel nut. The formability and mechanical properties of boron steel were compared with carbon steel(SM45C) which has been used up to date for wheel nut material. The formability was analysed on the dies designed with various types of punch nose by FEM. The metal flow and compressive stress on the dies during cold forging were investigated and compared each other. The forging process with the new designed die showed the improved metal flow as well as a reduced forging load which resulted in the significant increase of the die life. It could be recommended that the carbon steel for automotive wheel nut material could be substituted by the boron steel(51B20).
In order to increase the lifetime of cold forging die, insert rings are generally used. Insert ring and shrunk ring of the flange upsetting die were additionally designed for the cold forging of an automotive wheel nut in this study. The Stress distribution occurring in the die during forging was simulated by using a commercial finite element analyzing program. The effects of the fitting interference and inclined angle of the insert ring have been investigated on the compressive stress of the die inside. The simulated data were compared with the real lifetime of the forging die. The maximum compressive stress acting on the edge of a forging die should have the most effective influence on the die lifetime, from which could develop the die design with the longest lifetime. The design of the most optimal forging die with the longest lifetime make it possible by analyzing the maximum inner pressure and principal stress between shrink ring and insert ring.
- Author(s)
- 이권수
- Issued Date
- 2018
- Awarded Date
- 2018. 8
- Type
- Dissertation
- Keyword
- Cold Forging
- Publisher
- 부경대학교
- URI
- https://repository.pknu.ac.kr:8443/handle/2021.oak/14643
http://pknu.dcollection.net/common/orgView/200000108345
- Alternative Author(s)
- Kwon Soo Lee
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 재료공학과
- Advisor
- 안용식
- Table Of Contents
- 목 차
Abstract
제1장 서론 1
1-1. 연구의 필요성 1
1-2. Boron Steel 의 개요 3
1-3. Wheel nut 소재의 보론강에 대한 연구동향 및 문제점 7
1-4. 냉간단조 금형에서 보강링에 관한 연구동향 및 문제점 9
제2장 이론적 배경 11
2-1. 냉간단조의 공정설계 12
2-2. 냉간압조용 소재의 제조과정 13
2-3. 냉간단조시 사전 검토사항 16
2-4. 냉간단조 공법 20
2-5. DEFORM-3D에 대한 개요 25
2-6. 다단-포머의 치수공차 28
2-7. 단조 금형의 수명에 영향을 주는 인자 30
2-8. 인서트링과 보강링의 용도 및 금형설계 원칙 31
2-8-1. 압출가공을 위한 인서트링과 보강링의 개요 31
2-8-2. 다이에 관한 규칙 33
2-8-3. 전방압출 다이에 대한 설계 규칙 34
제3장 차량용 Wheel Nut 소재의 보론강 적용을 위한 단조공정에 관한 연구 38
3-1. 재료 및 시험방법 38
3-2. 결과 및 고찰 43
3-2-1. 소재의 미세조직과 기계적 특성 43
3-2-2. 압출펀치 형상에 따른 성형하중 해석 49
3-3. 결론 56
제4장 차량용 Wheel nut 냉간단조 금형에서 인서트링과 보강링의 최적설계에 관한 연구 57
4-1. 재료 및 시험방법 57
4-2. 결과 및 고찰 58
4-2-1. 인서트링과 보강링의 설계 58
4-2-2. 육각플랜지 대변치수에 따른 영향 63
4-2-3. 보강링의 압입각도가 금형수명에 미치는 영향 69
4-3. 결론 77
참고문헌 78
- Degree
- Doctor
-
Appears in Collections:
- 대학원 > 재료공학과
- Authorize & License
-
- Files in This Item:
-
Items in Repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.