단조 성형해석에 의한 AL6061 유니버셜 조인트 개발에 관한 연구

Abstract

유니버설 조인트는 두 회전 축 사이에서 힘을 전달하는 구성 요소이며, 구동축과 피동축이 나란히 정렬되지 않아도 나란히 정 렬되지 않아도 동력전달이 가능하게 하며 각도 변화가 있는 전동축에서도 효율적으로 동력을 전달시키는 부품으로서 자동차의 동 력전달 장치에서 많이 적용되고 있다. 차량의 경량화를 위해 고강도 알루미늄의 사용이 증가하고 있다. 본 연구에서는 알루미늄 6061 재질을 사용하여 유니버셜 조인트 샤프트를 성형하기 위해 환봉 압출, U-Shape 성형, Spline 성형 등에 대한 단조 해석 연구하였다. Bar Extrusion 성형 시 23.3Ton, U-shape 성형 시 62.2Ton, Spline 성형 시 3.2Ton, 총 Cycle Time 226sec의 성형 조건을 산출하였으며, 이를 적용하여 알루미늄 유니버셜 조인트를 제작하였다. 비틀림 시험을 통해 토크값은 평균 425.8 (N・m), 비틀림 각은 평균 171.6∘ 의 실험값을 통해 기존 제품에 비해 단조 제품이 12.0∼14.4%의 비틀림 성능의 향상을 보였다.