차체 프레스 금형 캠 모듈의 강건 적정제약 설계 (Robust Proper-constraint Design of Cam Modules in Press Dies for Automotive Body Parts)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 A / 45권 / 11호 / 1009 ~ 1018페이지
· 저자명 : 임성준, 박민영, 손대현, 이대인, 임현준

초록

프레스 금형의 캠 모듈을 구성하는 부품들은 큰 성형력을 지탱해야 하므로 서로 간에 크고 많은 접촉면을 요구하며, 각 부품의 접촉면은 금형의 복잡한 구조로 인해 제한된 위치에 놓이게 된다. 많은 수의 접촉면은 과잉제약을 유발하고, 이는 프레스 작업의 재현성을 감소시켜 제품의 품질 일관성을 저하시킨다. 또, 접촉면들의 위치가 한쪽으로 치우치면 금형 성형면의 간격이 금형 부품의 편차에 민감해져서 요구되는 치수 조건을 만족하기 어려워진다. 본 논문에서는 부품의 수가 많은 더블 캠 모듈을 예시로 하여 기존 프레스 금형 설계의 문제점을 분석하고, 강건한 적정제약이 구현되는 설계 개선안을 개발하여 제시하였다. 공차해석을 통해 개발된 개선안이 성형면의 간격 요건 만족율을 현저히 향상시킴을 확인하였다. 본 연구에서 제안하는 강건 적정제약 설계는 모든 조립품의 설계에 적용되는 중요한 원리이므로 설계자들이 이를 적용하여 높은 품질을 경제적으로 확보할 수 있기를 기대한다.

영어초록

The parts that comprise a cam module of a press die require many large contact surfaces with each other because they need to deliver large forming loads for production, and each contact surface has limited area for location due to the complex structure of the press die. Many contact surfaces can lead to over-constrained design, thereby yielding low repeatability among successive operations. Also, contact surfaces distributed over only a small region of a part may increase the sensitivity to part variations, leading to a less-robust design. In this paper, as an example, the existing design of a double cam module with many parts was analyzed to find that it is a highly over-constrained design and suffers from the lack of robustness. An improved design was developed by eliminating all over-constraints and increasing the robustness, which exhibited, via tolerance simulations, substantial improvements of the critical sheet forming clearance. As the general principles of proper-constraint and robust design are applicable to any assembly, it is expected that designers of mechanical components will adopt them to improve product quality at lower cost.

참고자료

· 없음