금형 마멸을 고려한 전단 금형 설계에 관한 연구

Abstract

본 연구에서는 유한요소해석과 다구치법(Taguchi method)을 사용하여 전단 금형을 설계하고 최적 설계된 금형의 마멸 깊이를 평가하여 전단 금형의 수명을 예측하였다. 전단 공정에서 전단면은 유한요소 시뮬레이션 중 normalized Cockroft-Latham 연성파괴 조건을 사용하여 모사되고, 금형의 마멸 깊이는 Archard 모델로 예측된다. 그리고 전단 금형은 금형 마멸을 고려하고 다구치법의 L_16(4^4) 직교배열과 망소특성을 사용하여 최적 설계되었다. 초경합금 금형에 의한 인청동 박판의 전단 공정에서 최적 설계된 전단 금형을 전단 공정의 유한요소 시뮬레이션에 적용하고 모사된 전단면과 금형의 마멸 깊이를 전단 실험의 측정치와 비교하여 최적설계의 타당성을 확인하였다. 그리고 최적 설계된 금형의 마멸 깊이를 최적 설계되지 않은 금형의 마멸 깊이와 비교하여 전단 금형의 설계에 금형 마멸의 고려가 매우 중요함을 보였다.