공형압연에서 롤의 비대칭 배치로 인한 소재단면형상의 변화 = Cross-Sectional Shape Variations of Material in Groove Rolling Caused by Asymmetric Roll Arrangement

국문 초록 (Abstract)

공형압연에서 롤을 지지하는 부품의 강성부족으로 발생한 롤의 비대칭 배치로 인해 압연된 소재의 FSP(free surface profile)가 대칭이 되지 않는다. 본 연구는 이런 점을 역이용하여 롤의 비대칭 배치가 압연된 소재단면의 FSP에 미치는 영향을 분석하였다. 롤의 비대칭 배치는 상/하부 롤이 수평방향으로 서로 어긋나 약간 평행 이동한 경우, 상/하부 롤의 좌/우측 롤 갭이 다른 경우 그리고 상/하부 롤이 압연방향으로 상반되게 약간 회전한 경우이다. 상기 세 가지 비대칭 압연조건에서 3종류의 티타늄 소재(Ti-Gr.4, Gr.19, Gr.23)를 압연하였다. 같은 압연조건에서 FE 해석을 수행하였고, 계산과 측정결과를 비교 분석하였다. 결과적으로 상기에서 언급된 3가지 비대칭 압연조건 중에서 상/하부 롤이 압연방향으로 상반되게 약간 회전한 경우가 FSP 변화에 가장 큰 영향을 주었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In groove (or caliber) rolling, the free surface profile (FSP) of the rolled material is not symmetrical owing to the asymmetric arrangement of rolls caused by the insufficient stiffness of the components supporting the roll. This study utilizes this aspect to analyze the effect of the asymmetric arrangement of rolls on the FSP of materials departing from the rolls. The asymmetric arrangement of rolls is reflected in cases where the upper/lower rolls propagate parallel to the horizontal direction (x-direction), the left/right roll gaps of the upper/lower rolls are different, and the upper/lower rolls rotate in opposite directions along the rolling direction. Titanium of three grades (Ti-Gr.4, Gr.19, and Gr.23) are rolled under the abovementioned three asymmetric rolling conditions. We perform three-dimensional finite-element analysis under the asymmetric rolling conditions mentioned above and compare the predictions with the measurements. The results show that among the three asymmetric rolling conditions, the case where the upper/lower rolls rotate in opposite directions along the rolling direction exerts the most significant effect on variations in the FSP.