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금속 공정 계산/소성가공12

압출력 (Extrusion Force) 계산 압출력은 빌렛의 강도, 압출률 (R = Ao/Af), 빌렛과 다이 사이의 마찰, 공정 조건 (온도, 속도 등)의 영향을 받는다.압출력을 계산하는 데 아래 식을 사용한다. (식 1) F = Ao k ln (Ao/Af) = 2 * (π do 2/4)*k ln (do/df) 여기서,F : 압출력 (N)Ao : 빌렛 면적 (m2)Af : 압출된 제품 면적 (m2)do, df : 압출 전후의 직경 (m)k : 압출 상수 (MPa)이다.(1 Pascal = 1 N/m2 or 1 kg/m.s2) k는 실험적으로 결정되며, 유동응력, 마찰, 불균일한 변형 등을 나타내는 팩터이다. 압출 상수, k (MPa) : 빌렛 면적, Ao (m2) : 압출 제품 면적, Af (m2) : 지우기    &nbsp.. 2024. 6. 17.
형 단조력 (Closed-die Forging Force) 계산 형단조 (폐쇄형 단조, Closed-die Forging)는 하나 이상의 맞춤형 금형 사이에 작업물을 배치하는 단조 공정이다. 압축 및 변형 중 작업물은 유동하여 성형 다이 캐비티를 채운 후 최종 제품을 형성한다. 이 때 생성된 플래시 (flash)는 단조 후 제거된다. 폐쇄형 단조 작업을 수행하는 데 필요한 단조력은 아래와 같다. (식 1) F = k * Yf * A 여기서,Yf : 재료의 유동 응력 (MPa)k : 형상 팩터 (Multiplying factor)A : 플래시를 포함한 단조품의 투영 면적 (m2)이다.  유동 응력, Yf (MPa) : 단조품 투영 면적, A (m2) : 형상 팩터, k : 지우기      계산Forging Force, F (MN) : " .. 2024. 6. 14.
자유 단조력 (Open-die Forging Force) 계산 원통형 Billet에 대한 개방형 단조 작업에서 단조력 F 는 다음과 같이 계산할 수 있다. (식 1) True strain : ε = ln (ho/h) (식 2) Flow stress : Yf = K ε n (식 3) Forging force : F = Yf πr2 (1+2μr /3h) 여기서, Yf : 유동 응력 (MPa)μ : 공작물과 다이 사이의 마찰 계수r : 단조후 공작물 반경 (m)ho : 초기 공작물 높이 (m)h : 단조후 공작물 높이 (m)K : strength coefficient n : strain hardening coefficient 이다. 초기 높이, ho (mm) : 단조후 높이, h (mm) : 초기 반경, ro (mm) : 마찰계수, μ : 강도 계수, K (MPa) : .. 2024. 6. 13.
인발 다이 패스 (Dies Pass) 및 단면 감소율 계산 신선 공정에서  인입 와이어 직경과 최종 인발 와이어 직경을 입력하여 단계별 Wire Size 와 평균 단면 감소율을 계산할 수 있다. 인입 와이어 직경, do : 최종 인발 와이어 직경, df : Number of Dies (max. 30) : 지우기      계산" data-ke-type="html">HTML 삽입미리보기할 수 없는 소스 * 참고 자료1. 인발 단면 감소율 (% Cold Reduction) 계산2. 인발 다이 패스 (Dies Pass) 계산 2024. 6. 11.
인발 다이 패스 (Dies Pass) 계산 신선 공정에서  단면감소율을 입력하여 여러 pass의 Dies를 설계하기 위한 계산기이다. 아래 계산기에 단면 감소율 r과 인입 와이어 직경이나 최종 인발 와이어 직경을 입력하여 Dies 의 단계별 Wire Size를 계산할 수 있다. 입력값 선택 : 인입 와이어 직경 최종 인발 와이어 직경 단면 감소율, r (%) : 인입 와이어 직경, do : Number of Dies (max. 30) : 지우기      계산" data-ke-type="html">HTML 삽입미리보기할 수 없는 소스 * 참고 자료1. 인발 단면 감소율 (% Cold Reduction) 계산 2024. 6. 11.
인발 다이의 델타 팩터 (Delta Factor) 계산 인발 다이의 형상을 검토할 때 단면 감소율에 따라 Reduction Angle (2α) 이 결정된다.일반적으로 인발되는 재료가 강하거나 연신율이 감소함에 따라 필요한 각도는 작아진다. 또한, 인발되는 와이어의 단면 감소율 또는 연신율이 클수록 필요한 각도는 더 커진다. 위의 2 변수의 관계를 델타 팩터 (Delta Factor) 라 하며, 아래 식으로 나타낸다. (식 1) Δ = [(do+df)/(do-df)] * sin α 작은 각의 경우 sin α = α (라디안) 이며, 단면 감소율 r = 1 – (df/do)2 이므로 식 1은 아래 식으로 변환가능하다. (식 2) Δ = α/r x [1+SQRT(1-r)]2 여기서,do : 인입 와이어 직경 [mm]df : 인발 와이어 직경 [mm]r : 와이어 .. 2024. 6. 10.
와이어 연신율 및 단면 감소율 (Elongation and Area reduction) 계산 인발 전후의 와이어 직경은 주어진 연신율에 대해 다음과 같이 계산된다.  (식 1) df = do / SQRT(ε/100 + 1)(식 2) do = df x SQRT(ε/100 + 1) 위의 식으로부터, 인발 전후의 직경을 알면 연신율을 구할 수 있다. (식 3) ε = [(do/df)2-1] x 100 단면 감소율, A = [1-(df/do)2] x 100 이므로 연신율과 단면 감소율의 관계는 아래 식으로 나타낸다. (식 4) ε = A / (100-A)(식 5) A = ε / (ε+100) 여기서,do : 인입 와이어 직경 [mm]df : 인발 와이어 직경 [mm]ε : 와이어 연신율 [%]A : 와이어 단면 감소율 [%]lo, lf : 인발 전후의 와이어 길이 [mm]이다. 인입 직경, do (mm.. 2024. 6. 10.
인발 Power (Drawing Power) 계산 인발 공정에 소모되는 전력은  Drawing Power라 하며, 인발력 F 와 인발 속도 V 에 따라 결정된다.아래 식과 같다. (식 1) Wd = F x V / 1000 여기서,Wd : Drawing Power (kW)F : Drawing Force (N)V : Drawing Speed (m/s)이다.(1 N·m/s = 1 W) 인발력, F (N) : Drawing Speed, V (m/s) : 지우기      계산Drawing Power, Wd (kW) : " data-ke-type="html">HTML 삽입미리보기할 수 없는 소스  * 참고 자료1. 마찰과 Die Angle 을 고려한 인발력 (Drawing Force) 계산2. 신선기 속도 (Wire Drawing M.. 2024. 6. 9.
신선기 속도 (Wire Drawing Machine Speed) 계산 신선 (Wire Drawing) 은 일련의 다이를 통해 금속 와이어의 단면적을 줄이기 위한 인발 공정 중의 하나이다.신선기의 속도는 제품의 품질과 원가에 큰 영향을 미치므로, 정확히 계산하여 제어할 필요가 있다.신선기의 속도에 영향을 미치는 요인은 재료의 물성, 신선유의 종류, 단면감소율, 다이와 재료의 마찰계수, 공정 pass에 의한 온도상승 등이다.    신선기의 속도는 아래와 같이 구한다. (식 1) Vc = πDN / 60 다이 이전 (V0)과 이후 (Vf)의 와이어 속도 비율은 아래 식 2에 따라 다이 이전 (d0)과 이후 (df)의 와이어 직경 비율의 제곱과 반비례하다. (식 2) Vf / Vo = (do / df) 2 그러나, 실제 와이어의 속도는 슬립 (Slip)으로 인해 신선기 속도 (캡.. 2024. 6. 9.
마찰과 Die Angle 을 고려한 인발력 (Drawing Force) 계산 이상적인 인발 응력은 아래 식으로 계산한다. (식 1) σd = F / Af = Y ε = Y ln (Ao/Af)  그러나, 실제 인발 공정에서 마찰이 존재하고 재료가 불균일한 변형을 하므로 실제 응력은 식 1보다 크다.마찰과 Die Angle 을 고려한 인발 응력은 식 2를 적용하며, 이 때 인발력은 식 3과 같다. (Schey’s Equation) (식 2) σd = Y (1 + μ/tanα) Φ ln (Ao/Af)(식 3) F = Af σd = Af Y (1 + μ/tanα) Φ ln (Ao/Af) 여기서,Y = K ε n /(1+n), 평균 유동응력(average flow stress), 여기서 K는 strength coefficient, n 은 strain hardening coefficient.. 2024. 6. 8.
이상적인 인발력 (Drawing Force) 계산 위의 그림에서와 같이, 길이 lo 인 로드 (rod)를 lf 로 인장 변형시키면 인장 전후의 부피는 일정하므로 Ao * lo = Af * lf 이다.이 때 rod가 δl 만큼 늘어나면 단위 부피당 수행된 일의 증가분 δw 는 다음과 같다. (식 1) δw = F δl / V = Y A δl / A l = Y δl / l 따라서 로드의 길이가 lo 에서 lf 로 늘어나면, 총 일/단위 부피는 아래와 같다. (식 2) ∫ δw = Y ∫ dl/l = Y ln (lf/lo)  인발 공정중 인장력이 제품 (rod or wire)에 가해지므로,  위의 식을 인발 공정 (Drawing)에 적용할 수 있다. 이 때, rod 를 lo에서 lf로 인발할 때 수행한 총 일 (Work) 은 F * lf 이다.길이 lf 에서.. 2024. 6. 7.
인발 단면 감소율 (% Cold Reduction) 계산 인발 (Drawing) 공정 전/후의 단면 감소율 (% Cold Reduction)은 아래 식으로 구한다.  (식 1) 단면 감소율 = 단면적 변화/초기 단면적 * 100 = (Ai-Af) / Ai * 100 = (1-Af/Ai) * 100                         = (1- (πDf2/4) / (πDi2/4) ) * 100 = (1-(Df/Di)2) * 100 여기서,Ai : 초기 단면적Af : 인발후 단면적Di : 초기 직경Df : 인발후 직경이다. 결과값 선택 : 단면 감소율 인발후 직경 초기 직경 : 인발후 직경 : 지우기      계산단면 감소율 (%) : " data-ke-type="html">HTML 삽입미리보기할 수 없는 소스 예를 들.. 2024. 6. 4.

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