자동차용 카울크로스바의 일체화 성형 공정 개발에 관한 연구 = A Study on Development of One-Piece Manufacturing Process for Automotive Cowl Cross Bar

국문 초록 (Abstract)

카울크로스바는 차체의 계기판 후면에 설치되는 보강 부품으로서 최근 부품의 기능 개선 및 차량 경량화의 요구로 인하여 점차 복잡한 형상의 제품이 개발되고 있다. 특히, 제품 좌우의 지름과 두께가 서로 다른 경우에 이직경 파이프의 용접을 통하여 제품이 생산되는데, 외관 품질 및 기계적 성질의 저하 문제가 지속적으로 제기되어 소성 가공을 이용한 일체화 성형 기법의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 좌우 형상이 서로 다른 직선형 카울크로스바에 대한 일체화 성형 기법으로서 복합 인발 공정과 스웨이징 공정을 개발하였으며 기계적 성질 및 생산비의 관점에서 개발 공정들을 비교하고자 한다. 결론적으로 일체화 성형 제품이 기존 용접 제품에 비해 우수한 굽힘 강도를 보이며 스웨이징 공정을 사용할 경우 보다 저렴한 비용으로 생산이 가능함을 알 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The automobile cowl cross bar which is a backbone frame part inside the cockpit module has been designed with more complex geometries recently due to demands of its enhanced functions and reduced weight of car. The traditional manufacturing process using welding between tubes with different diameters shows several problems such as poor mechanical characteristics and appearance, etc. Therefore, in this study, manufacturing processes which can eliminate the welding process were developed by applying one-piece metal forming processes such as tube drawing and radial swaging. As results, it was found that the one-piece manufacturing processes give better bending strength than the traditional welding process and the swaging process shows the lowest manufacturing cost.

참고문헌 (Reference)

1 김홍석, "회전 스웨이징을 이용한 자동차용 카울크로스바의 일체화 제조공정 개발" 한국소성가공학회 25 (25): 332-337, 2016

2 S. Pugh, "Total Design: Integrated Methods for Successful Product Engineering" Addison-Wesley Publishing Co 1991

3 K. Swiatkowsk, "Study of the New Floating-Plug Drawing Process of Thin-Walled Tubes" 151 : 105-114, 2004

4 A. Piela, "Spatial Modeling of Swaging Process Using Finite Element Method Applied to Axially-Symmetrical Problems" 60 : 517-522, 1996

5 Q. Zhang, "Rotary Swaging Forming Process of Tube Workpiece" 81 : 2336-2341, 2014

6 D. H. Kim, "Process Design of Multi-Step Wire Drawing Using Artificial Neural Network" 7 (7): 127-138, 1998

7 R. A. Malloy, "Plastic Part Design for Injection Molding" Hanser Publisher 1994

8 I. S. Um, "Optimal Application of Automotive Cowl Cross Bar Using Hydroforming Technology" 13-18, 2007

9 E. Degarmo, "Materials and Processes in Manufacturing" Macmillan Publishing Co 1990

10 T. Kuboki, "Effect of Plug on Leveling of Residual Stress in Tube Drawing" 204 : 162-168, 2008

11 M. Herrmann, "Dry Rotary Swaging with Structured Tools" 40 : 653-658, 2016

12 김홍석, "Development of Combined Tube Drawing Process for Straight-Type Cowl Cross Bar of Automobile" 한국정밀공학회 15 (15): 2093-2099, 2014

13 S. W. Kim, "Design of Mandrel in Tube Drawing Process for Automotive Steering Input Shaft" 187-188 : 182-186, 2007

14 M. Cog, "An overall Review of the Tube Hydroforming Technology" 108 : 384-393, 2001

15 M. Merklein, "A Review on Tailored Blanks-Production, Applications and Evaluation" 214 : 151-164, 2014