Numerical Study on Effect of Using Elastic Pads in Flexible Forming Process
가변성형 공정에서 탄성 패드의 영향에 관한 수치적 연구

Seong-Chan Heo, Young-Ho Seo, Hak-Gon Noh, Tae-Wan Ku, Beom-Soo Kang
2010 Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A  
1. 서 론 가변금형(flexible die)을 이용한 박판 성형 공정 은 스트레치 성형(stretch forming) 공정과 블랭크 홀더 및 상ㆍ하부 금형을 이용한 프레스 성형 공 정으로 구분지을 수 있다. (1~3) 이 중 프레스 성형 공정에서는 Fig. 1 과 같이 가변금형을 일체형 금 형 대신 상ㆍ하부에 배치시키고 주름 발생 방지를 위하여 블랭크 홀더를 이용한다. 이와 같은 박판 용 가변성형기술은 끝 부분에 부드러운 곡면을 가 지는 다수의 성형펀치(forming punch)를 배열시키 고 단일 금형과 같은 성형면(forming surface)을 구 현하도록 적절한 높이로 배치하여 단일 금형 대신 이용한다. (4,5) 가변성형공정에서는 Fig. 1 에 도시한 바와 같이 펀치 배열로 구성된 불연속적인 가변금 형의 성형면이 매끄러운 곡면을 형성하도록 하기 위하여 비교적 강도가 높은 탄성체를 판재와 가변 금형 사이에 삽입하기도 하며, (6~8) 일반적으로 탄 성체로는 고강도
more » ... 주로 이용되고 있다. (9) 우레탄은 일반 고무 소재에 비하여 강도가 높아 변형 저항력이 크기 때문에 판재 성형 시 부여되 는 큰 압축 하중에도 가변금형 펀치의 불연속적인 곡면 형상을 매끄럽게 유지할 수 있으며, 내열성 ㆍ내마모성ㆍ내유성 등이 고무에 비하여 우수하여 산업용 자재로도 다양하게 이용되고 있다. 또한 복원력이 좋기 때문에 큰 하중에 의한 대변형 후 에도 하중 제거 시 원형으로 복원되어 오랫동안 재사용이 가능하다. Abstract: In general, materials that can be used to form elastic pads, such as urethane and rubber, are often used in flexible forming processes by inserting the pads between a blank and flexible die for smoothing the forming surface that is formed by a reconfigurable die. In this study, the effects of the elastic pad on formability in the flexible forming process for sheet metals are investigated by performing numerical simulations. In the simulation, the hyperelastic material model is used, where the urethane elastic pads serve as elastic cushions. Case studies are carried out for elastic materials with different hardness values and thicknesses. The results are used to evaluate formability by comparing the configuration of the deformed blank and its major cross-sectional profiles. It is verified that the elastic pad used in the flexible forming process for sheet materials should be hard and that its thickness should be chosen appropriately. † Corresponding Author, bskang@pusan.ac.kr
doi:10.3795/ksme-a.2010.34.5.549 fatcat:xpztd4wmlfcepg4ahhlw4fjukm