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금속 벤딩 공정: 장비, 파라미터 및 문제 해결

평평한 판재는 어떻게 곡선형 부품이 될 수 있을까요? 금속 벤딩이 핵심입니다. 이 문서에서는 금속을 성형하는 도구, 기술 및 요령을 소개합니다. 벤딩 장비의 기본을 이해하고, 중요한 파라미터를 계산하는 방법을 배우며, 일반적인 결함을 방지하는 방법을 알아보세요. 산업 공정이나 DIY 프로젝트에 관심이 있는 분이라면 일상적인 물건을 새로운 시각으로 바라볼 준비를 하세요!

마지막으로 업데이트되었습니다:
10월 12, 2024
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금속 벤딩 공정: 장비, 파라미터 및 문제 해결

목차

벤딩은 금속 재료(시트, 프로파일, 파이프 등)를 벤딩 금형(또는 벤딩 다이)에 넣는 판금 성형 공정입니다. 소재는 프레스 또는 특수 장비를 사용하여 벤딩 라인을 따라 특정 각도와 모양으로 구부러집니다. 벤딩은 주로 대량 생산, 복잡한 모양, 높은 정밀도가 요구되는 부품을 가공하는 데 사용됩니다. 그림 1은 V자형 벤딩 몰드를 사용하여 V자형 부품을 벤딩하는 기본 원리를 보여줍니다.

그림 1 굽힘의 기본 원리
그림 1 굽힘의 기본 원리

1-펀치
2-다이

펀치와 다이가 구부러지는 공작물의 내부 및 외부 윤곽과 밀접하게 일치합니다. 절곡 중에 외부 힘(예: 프레스 슬라이드의 움직임)이 펀치를 아래로 밀면 펀치와 다이 사이에 놓인 시트가 원하는 공작물 모양으로 구부러집니다.

I. 벤딩용 장비 및 도구

굽힘은 재료가 소성 변형을 일으켜 특정 각진 모양으로 성형하는 것으로, 판금 성형 공정 중 하나입니다. 벤딩의 기본 원리에 따르면 이 공정은 일반적으로 프레스의 도움을 받아 벤딩 몰드를 사용하여 완성됩니다. 생산에서 벤딩에 사용되는 장비는 일반적으로 크랭크 프레스를 사용하는 펀칭에 사용되는 장비와 유사하며, 벤딩 금형은 벤딩 공정을 완료하는 데 가장 중요한 도구입니다.

일반적으로 다양한 모양의 부품은 가공 요구 사항을 충족하기 위해 서로 다른 벤딩 몰드가 필요한 경우가 많습니다. 또한 벤딩 몰드의 정밀도는 벤딩 부품의 정밀도에 직접적인 영향을 미치므로 일반적으로 벤딩 부품의 치수 공차 등급을 IT13 이하로 유지하는 것이 좋습니다.

1. 벤딩 몰드의 일반적인 구조

벤딩 부품의 모양은 매우 다양하기 때문에 벤딩 금형의 구조도 다양합니다. 판금 벤딩 몰드에 일반적으로 사용되는 형태는 프레스의 각 스트로크에서 한 번의 벤딩 작업을 완료하는 단일 작동 몰드입니다.

벤딩 몰드는 다음과 같이 분류할 수 있습니다. 벤딩 성형 방법 : 자유 벤딩 몰드 및 수정 벤딩 몰드. 벤딩 성형 시 가이딩 여부에 따라 오픈 벤딩 몰드, 몰드 프레임 가이드 벤딩 몰드 등으로 나눌 수 있습니다.

(1) 자유 벤딩 몰드

그림 2a와 2b는 각각 개방형 구조의 V자형과 U자형 자유 벤딩 몰드를 보여줍니다.

그림 2 V 및 U형 개방형 벤딩 몰드
그림 2 V 및 U형 개방형 벤딩 몰드

a) V자형 개방형 벤딩 몰드
b) U자형 개방형 벤딩 몰드
1-펀치
2-포지셔닝 플레이트
3-Die

이 금형은 제조가 쉽고 활용도가 높지만 이 금형을 절곡에 사용할 경우 시트가 쉽게 미끄러져 구부러진 부품의 가장자리 길이를 제어하기 어려워져 정밀도가 낮고 U자형 부품의 바닥이 고르지 않게 됩니다.

(2) 교정 벤딩 몰드

성형 부품의 절곡 정밀도를 향상시키고 재료 블랭크가 미끄러지는 것을 방지하기 위해 그림 3과 같은 교정 절곡 금형을 사용할 수 있습니다. 그림 3a에 표시된 벤딩 몰드에서는 스프링 상단 로드(3)가 압력 장치로 사용되어 벤딩 중에 블랭크가 이동하는 것을 방지합니다.

그림 3b에 표시된 벤딩 몰드에는 압력 장치가 설치되어 있습니다. 스탬핑하는 동안 블랭크는 펀치 1과 압력판 3 사이에서 눌려지면서 서서히 내려갑니다. 끝에서 눌리지 않은 재료는 다이 모서리를 따라 미끄러져 구부러져 들어가서 펀치와 다이 사이의 간격 를 클릭하고 부품을 U자 모양으로 만듭니다.

그림 3 압력 장치가 있는 V 및 U형 교정 벤딩 몰드
그림 3 압력 장치가 있는 V 및 U형 교정 벤딩 몰드

a) 다이어그램에서:
1-펀치
2-다이
3-탑 로드

b) 다이어그램에서:
1-펀치
2-푸시 로드
3-압력 플레이트
4-Die

절곡 공정 중에 판재가 펀치(1)와 압력판(3) 사이에 압력을 받고 있기 때문에 U자형 부품 바닥의 평탄도를 더 잘 제어하고 절곡 정밀도를 보장할 수 있습니다.

그림 4는 이동식 측면 압력 블록이 있는 U자형 교정 벤딩 몰드를 보여줍니다. 이동식 측면 압력 블록은 최소한의 스프링 백으로 구부러진 부품에 교정 작업을 제공합니다. 작동 중에 펀치가 하강하여 먼저 블랭크에 접촉하여 U자 모양으로 구부린 다음 펀치 숄더가 이동식 다이 측면 압력 블록을 누릅니다.

그림 4 이동식 측면 압력 블록이 있는 U자형 교정 벤딩 몰드
그림 4 이동식 측면 압력 블록이 있는 U자형 교정 벤딩 몰드

1-배플
2-포지셔닝 플레이트
3핀
4-이젝터
5-펀치
6 이동식 다이 측면 압력 블록
7-다이 슬로프 쿠션
8-다이 프레임

경사 작용으로 인해 이동식 다이 측면 압력 블록이 중앙을 향해 미끄러지면서 구부러진 부품의 양쪽에 압력을 가하여 교정 작업을 수행하고 구부러진 부품이 성형 정밀도 요구 사항을 충족할 수 있도록 합니다.

2. 벤딩 몰드의 구조 구성

위에서 소개한 바와 같이 벤딩 몰드의 구조는 펀칭 몰드와 유사하며 펀치, 다이, 포지셔닝 장치, 스트리퍼 장치로 구성됩니다. 펀치와 다이는 소재에 직접적으로 벤딩을 일으키는 부품으로 벤딩 몰드의 핵심 부품입니다. 일반적으로 펀치는 상부 템플릿에 고정되고 다이는 하부 템플릿에 고정됩니다.

II. 벤딩 프로세스 파라미터 결정

절곡 공정 파라미터의 결정에는 주로 절곡 블랭크 길이 계산, 절곡력 계산, 절곡 금형 사이의 간격 결정이 포함됩니다.

1. 굽힘 블랭크의 길이 계산

굽힘 블랭크의 길이 계산은 수동 굽힘 중 확장된 길이 계산과 동일합니다.

2. 굽힘 힘 계산

굽힘력은 공작물의 미리 정해진 굽힘을 완료하기 위해 프레스가 가하는 압력을 말합니다. 굽힘력은 벤딩 다이를 설계하고 프레스 톤수를 선택하는 데 중요한 기준이 됩니다. 굽힘 유형에 따라 경험적 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

(1) 자유 굽힘 중 굽힘력 F무료

구부러진 공작물의 다양한 모양에 따라 굽힘 힘 F무료 는 다음 공식으로 계산할 수 있습니다:

1) V자형 파트 F무료=0.6Kbt2σb/(r+t)
2) U자형 부품 F무료=0.7Kbt2σb/(r+t)

공식에서

  • F무료 - 스탬핑 스트로크가 끝날 때의 굽힘 힘(N);
  • K- 안전 계수, 일반적으로 K=1.3;
  • b- 구부러진 조각의 너비(mm);
  • t- 굽힘 재료의 두께(mm);
  • r- 내부 굽힘 반경 구부러진 조각의 길이(mm);
  • σb- 재료의 강도 제한(MPa).

(2) 교정 굽힘 중 굽힘력 F올바른

보정 굽힘력이 누르는 힘보다 훨씬 크고 두 힘이 순차적으로 작용하므로 보정 굽힘력만 계산하면 됩니다. V자형 및 U자형 부품의 보정력은 다음 공식으로 계산됩니다:

F올바른 = Ap

공식에서

  • F올바른 - 교정 굽힘 중 교정 굽힘력(N);
  • A - 교정 부분의 수직 투영 면적(mm)2);
  • p - 표 1에 따라 선택된 단위 면적당 교정력(MPa).

표 1 단위 면적당 보정력 p(단위: MPa)

재료재료 두께 t/mm
≤3>3~10
알루미늄30~4050~60
황동60~8080~100
10~20 강철80~100100~120
25~35 스틸100~120120~150
티타늄 합금 TA2160~180180~210
티타늄 합금 TA3160~200200~260

(3) 토출력 및 토출력 FQ

프레스 절곡 시에는 절곡 유형에 관계없이 토출력과 토출력이 필요합니다. 토출력 및 토출력 FQ 는 대략 30% ~ 80%의 자유 굽힘 힘으로 계산할 수 있습니다,

FQ=(0.3~0.8)F무료

(4) 톤수 F를 누릅니다.를 누릅니다.

자유 절곡 시 프레스 절곡 공정 중 토출력과 토출력의 영향을 고려할 때 프레스 톤수는 다음과 같습니다.


F를 누릅니다. ≥ F무료 + FQ = (1.3 ~ 1.8) F무료

교정 굽힘 중에는 교정력이 토출력 및 토출력보다 훨씬 크므로 F의 구성 요소는Q 는 중요하지 않게 됩니다. 따라서 프레스 톤수는 다음과 같습니다.

F를 누릅니다. ≥ F올바른

3. 벤딩 다이 간격 결정

필렛 반경과 같이 펀치와 다이 사이의 간격 크기는 필요한 굽힘 힘과 부품의 품질에 큰 영향을 미칩니다.

V자형 부품을 구부릴 때 펀치와 다이 사이의 간격은 프레스의 닫힌 높이를 조정하여 제어합니다. 다이 구조의 간격을 결정할 필요가 없습니다.

U자형 부품(일반적으로 생산에서 이중 각도 벤딩이라고 함)을 벤딩할 때는 적절한 간격을 선택해야 합니다. 간격의 크기는 공작물의 품질 및 굽힘력과 상당한 관련이 있습니다. 간격이 너무 크면 스프링백이 크게 발생하여 부품의 정확도가 떨어집니다. 간격이 너무 작으면 필요한 굽힘력이 증가하고 눌린 부품이 더 얇아집니다. 간격이 너무 작으면 긁힘이나 파손이 발생하여 다이의 수명이 단축되고 다이가 손상될 수도 있습니다.

일반용 굽힘 부품를 사용하면 표 2에서 간격을 확인할 수 있으며, 다음의 대략적인 공식을 사용하여 직접 계산할 수도 있습니다:

  • 비철 금속 (순수 구리, 황동) z = (1 ~ 1.1) t
  • 강철 z=(1.05~1.15)t

더 높은 공작물 정확도가 필요한 경우 간격 값을 적절히 줄여 z = t를 취해야 합니다. 생산에서 재료 두께 감소에 대한 요구 사항이 높지 않은 경우 스프링백 및 기타 문제를 줄이기 위해 음의 간격, 즉 z = (0.85 ~ 0.95) t를 사용할 수도 있습니다.

표 2 벤딩 다이 펀치와 다이 사이의 간격(단위: mm)

재료 두께 t재료
알루미늄 합금Steel
간격 z
0.5 0.52 0.55 
0.8 0.84 0.86 
1.05 1.07 
1.2 1.26 1.27 
1.5 1.57 1.58 
2.1 2.08 
2.5 2.62 2.58 
3.15 3.07 
4.2 4.1 
5.25 5.75 
6.3 6.7 

4. 벤딩 다이의 작업 부분 치수 계산 4.

벤딩 다이의 작업 부분 설계에는 주로 펀치와 다이의 필렛 반경, 펀치와 다이의 치수 및 제조 공차 결정이 포함됩니다.

일반적으로 펀치의 필렛 반경은 구부러진 부분의 내부 필렛 반경보다 약간 작은 것으로 간주합니다. 다이 입구의 필렛 반경이 너무 작으면 재료 표면이 긁힐 수 있으므로 너무 작지 않아야 합니다. 다이의 깊이가 적절해야 합니다. 너무 작으면 공작물 양쪽 끝의 자유 부품이 커져 스프링백, 요철이 크게 발생하고 부품 품질에 영향을 미칩니다. 너무 크면 더 많은 다이 강을 소비하고 더 긴 프레스 스트로크가 필요합니다.

(1) V자형 부품 벤딩 다이 구조

V자형 벤딩 다이의 구조는 그림 5에 나와 있습니다. 다이의 두께 H와 홈 깊이 h의 결정은 표 3에 나와 있습니다.

그림 5 V자형 부품 벤딩 다이 구조의 개략도
그림 5 V자형 부품 벤딩 다이 구조의 개략도

표 3 벤딩 V형 부품의 금형 치수 H 및 h 결정(단위: mm)

재료 두께<11~22~33~44~55~66~77~8
h3.5 11 14.5 18 21.5 25 28.5 
H20 30 40 45 55 65 70 80 

참고:
1. 굽힘 각도가 85°~95°, L1=8t, r컨벡스=r1=t.
2. k(작은 끝) ≥2t인 경우, h 값은 h=L 공식으로 계산됩니다.1/2-0.4t.

(2) 필렛 반경 r의 결정Concave 및 깊이 L0 V자형 및 U자형 굽힘용

필렛 반경 r을 결정하기 위해오목한 및 깊이 L0 그림 6과 표 4를 참조하세요.

그림 6 벤딩 금형 구조 치수
그림 6 벤딩 금형 구조 치수

표 4 필렛 반경 r오목한 및 깊이 L0 벤딩 몰드(단위: mm)

굽힘 가장자리 길이 L재료 두께 t
~0.50.5~22~44~7
L0r오목한L0r오목한L0r오목한L0r오목한
10 10 10 --
20 12 15 20 
35 12 1520 25 
50 15 20 25 30 10 
75 20 25 30 10 35 12 
100 25 30 10 35 12 40 15 
150 30 35 12 40 15 50 20 
200 40 45 15 55 20 65 25 

(3) 벤딩 펀치 및 다이의 폭 치수 계산

일반 원칙: 공작물의 외형 치수를 확인해야 하는 경우, 다이를 기준으로 사용하고(즉, 다이를 공칭 크기로 제작) 펀치에서 여유 공간을 측정합니다. 공작물의 내부 치수가 표시된 경우 펀치를 기준으로 사용하고(즉, 펀치를 공칭 크기로 제작) 다이에서 간격을 측정합니다.

공작물의 외형 치수를 보장해야 하는 경우 다이의 폭 치수 L오목한 그리고 펀치 L볼록 는 각각 다음 공식에 따라 계산됩니다:

L오목한=(L최대-0.75Δ)+δ 오목0

L볼록 = (L오목한 - 2z)0 - δ볼록

공작물의 내부 치수가 보장되어야 하는 경우 펀치의 너비 치수 L볼록 그리고 주사위 L오목한 는 각각 다음 공식에 따라 계산됩니다:

L볼록=(L+0.75Δ)0-δ 볼록

L오목한 = (L볼록 + 2z) + δ오목 0

공식에서

  • L최대 - 굽힘의 최대 너비 치수(mm)입니다;
  • L - 굽힘의 최소 너비 치수(mm);
  • L볼록 - 펀치 너비(mm);
  • L오목한 - 다이 폭(mm);
  • z - 펀치와 다이 사이의 일방적인 간격(mm);
  • Δ - 굽힘 폭 치수의 허용 오차(mm)입니다;
  • δ볼록 및 δ오목한 - 펀치 및 다이의 제조 편차(mm)는 일반적으로 IT9 레벨에 따라 선택됩니다.

III. 벤딩 몰드 설치 및 조정

프레스의 벤딩 몰드를 사용하여 벤딩 가공을 수행하는 것이 벤딩 가공의 주요 형태입니다. 가공하는 동안 오작동을 방지하기 위해 스탬핑 작업 절차를 엄격하게 따라야 합니다. 부품을 올바르게 구부리려면 먼저 벤딩 몰드 설치 및 조정을 올바르게 수행해야합니다.

1. 벤딩 몰드 설치 방법

벤딩 금형은 가이드가 있는 금형과 없는 금형으로 나뉩니다. 이들의 설치 방법은 기본적으로 블랭킹 금형과 동일합니다. 블랭킹 금형과 마찬가지로 펀치와 금형 및 이젝션 시스템 사이의 간격을 조정하는 것 외에도 프레스에서 벤딩 금형의 상단 위치도 조정해야 합니다. 일반적으로 다음과 같은 방법이 사용됩니다:

먼저 프레스 슬라이더로 상부 벤딩 몰드를 대략적으로 조정합니다. 그런 다음 블랭크보다 약간 두꺼운 스페이서(일반적으로 블랭크 두께의 1~1.2배) 또는 테스트 피스를 하단 다이 배출 플레이트와 상단 펀치의 하단 표면 사이에 배치합니다. 그 후 커넥팅 로드 길이를 조정하는 방법을 사용하여 슬라이더가 장애물 없이 하단 데드 센터를 통과할 수 있을 때까지 플라이휠(리지드 클러치가 있는 프레스의 경우)을 수동으로 돌리거나 모터(마찰 클러치가 있는 프레스의 경우)를 조그합니다. 이렇게 하면 하부 다이를 고정하여 시험 스탬핑을 할 수 있습니다.

시험 스탬핑 전에 금형에 배치된 스페이서를 제거해야 합니다. 시험 스탬핑을 통과한 후에는 정식 생산 전에 모든 고정 부품을 다시 조여야 합니다.

2. 벤딩 몰드 조정의 핵심 포인트

벤딩 몰드로 가공할 때 벤딩 부품의 품질을 보장하려면 다음 측면에 주의하면서 벤딩 몰드를 세심하게 조정해야 합니다.

(1) 펀치와 다이 사이의 간격 조정

일반적으로 위에서 언급한 설치 방법에 따라 프레스에서 상부 금형 위치를 조정한 후 상부 금형과 하부 금형 사이의 간격을 동시에 확보합니다.

가이드 벤딩 몰드의 경우, 프레스에서 상부 및 하부 몰드의 상대적 위치는 전적으로 가이드 구성 요소에 의해 결정되므로 상부 및 하부 몰드 사이의 측면 간극도 동시에 보장됩니다. 가이드가 없는 벤딩 몰드의 경우, 종이 스페이서 또는 표준 샘플을 사용하여 상부 및 하부 몰드 사이의 측면 간격을 조정할 수 있습니다. 간격을 조정한 후에만 시험 스탬핑을 위해 하단 템플릿을 고정할 수 있습니다.

(2) 포지셔닝 장치의 조정

벤딩 몰드의 포지셔닝 부품의 포지셔닝 모양은 블랭크와 일치해야 합니다. 조정 시 위치 설정의 신뢰성과 안정성이 보장되어야 합니다. 로케이팅 블록과 핀을 사용하여 시험 스탬핑 후 부정확한 위치가 발견되면 적시에 위치를 조정하거나 위치 지정 부품을 교체해야 합니다.

(3) 배출 및 스트리핑 장치 조정

벤딩 몰드의 이젝션 시스템은 충분해야 하며, 이젝션에 사용되는 스프링이나 고무는 충분한 탄성을 가져야 합니다. 이젝터와 스트리핑 시스템은 유연하고 원활하게 작동해야 하며, 걸림이나 끼임이 없어야 합니다. 구부러진 부품에 작용하는 이젝션 힘은 부품 표면이 평평하고 이젝션 후 변형이나 뒤틀림이 없도록 균일하게 조정되어야 합니다.

(4) 벤딩 몰드 조정 시 주의사항

벤딩 몰드를 조정하는 동안 상부 몰드 위치가 너무 낮거나 스페이서 또는 기타 이물질이 몰드에 남아 있으면 스탬핑 중에 상부 및 하부 몰드가 하단 데드 센터에서 심하게 충돌하여 몰드 또는 프레스가 손상될 수 있습니다.

따라서 생산 현장에 기성품 벤딩 부품이 있는 경우 금형 설치 및 조정을 위해 금형 작업 위치에 바로 배치할 수 있어 사고를 예방할 수 있습니다.

IV. 일반적인 판금 절곡 부품의 작동

판금 부품의 절곡 성형에서는 생산 비용 절감과 가공 장비 및 제조 능력의 영향을 고려하여 프레스와 결합 된 다이를 사용하는 프레스 방식이 일반적으로 채택되어 다양한 전형적인 판금 절곡 작업 기술을 형성합니다. 주요 측면은 다음과 같습니다.

1. 대형 원형-사각형 덕트 억제

크고 두꺼운 원형-정사각형 덕트는 손으로 구부리기 위해 방사형 템플릿을 사용하여 만드는 경우가 많지만, 더 크고 두꺼운 재료의 경우 일반적으로 프레스 기계로 방사형 템플릿을 사용하여 압착합니다.

그림 7은 원형에서 정사각형 덕트(1/4 확장 재료)의 프레스 방법을 보여줍니다(방사형 템플릿 제작은 손으로 구부릴 때와 동일합니다).

그림 7 원형-사각형 덕트를 누르는 방법(1/4 확장 재료)
그림 7 원형-사각형 덕트를 누르는 방법(1/4 확장 재료)

먼저 공작물의 원형 상단(원형 부분)을 여러 개의 동일한 부분으로 나누고 하단의 해당 사각형 부분(정사각형 부분)에서 여러 개의 방사형 선을 그립니다. 선을 따라 누릅니다. 그림 7a는 첫 번째 스트로크를 눌렀을 때 펀치와 다이 원형 강철 사이의 위치 관계를 보여줍니다. 재료의 정사각형 끝을 템플릿의 작은 끝 가운데에 배치하고 호와 평면이 교차하는 가장자리인 원형 끝의 첫 번째 전환선을 둥근 강철의 가장자리에 배치해야 합니다. 첫 번째 스트로크는 이 선에 떨어지고 템플릿을 움직이지 않고 두 번째 스트로크를 눌러야 합니다.

그림 7b는 니어 엔드 라인을 따라 각 스트로크에 대한 프레스 방법을 보여줍니다. 이때 펀치가 주로 다이의 중앙에 떨어지도록 다이의 위치를 언제든지 조정할 수 있습니다. 양쪽 끝부터 시작하여 중간 부분을 누르고 각 작은 부분을 누른 후 템플릿을 확인하여 누르는 정도를 측정합니다.

템플릿으로 확인할 때는 템플릿이 플레이트에 수직이 아니라 재료의 작은 끝을 향해 비스듬히 기울어져 있어야 합니다. 과도하게 구부러진 것보다 적게 구부러진 것을 수정하는 것이 훨씬 쉽기 때문에 누를 때는 과도하게 누르는 것보다 적게 누르는 원칙을 따라야 합니다. 과하게 구부러진 경우 템플릿에 맞을 때까지 전환선을 몇 개 더 적절히 눌러주면 됩니다.

물론 위의 작업은 작은 원형에서 정사각형 덕트를 누르는 경우에도 적용됩니다.

2. 오른쪽 원형 프러스텀 누르기

오른쪽 원형 프러스텀의 생산은 손으로 굽히거나 플레이트로 롤 굽힘을 사용할 수 있습니다. 롤링 머신. 그러나 그림 8에 표시된 오른쪽 원형 프러스텀의 경우 포트 직경이 너무 작아 수동 가공이나 플레이트 압연기로 압연하기에는 불편하고 부적합합니다. 템플릿으로 눌러서만 형성할 수 있습니다. 템플릿의 디자인이 압착의 핵심입니다.

템플릿은 일반적으로 섹터 재료의 1/n 섹션에 따라 해당 1/n 재료를 한 번에 눌러서 만들거나, 재료를 섹션별로 눌러서 작은 각도로 만들 수도 있습니다. 두 가지 방법 모두 성형의 목적을 달성할 수 있습니다.

그림 8 오른쪽 원형 프러스텀의 구조
그림 8 오른쪽 원형 프러스텀의 구조

그림 9는 1/3 블랭킹과 재료의 1/3 이상을 기준으로 만든 템플릿을 보여줍니다. 그림 9a는 펀치를, 그림 9b는 다이를 보여줍니다. 다이 모서리 반경 r은 판재 두께의 두 배로 설계되었으며, r은 45mm입니다.

그림 9 콘 프레싱 템플릿(1/3 확장 소재)
그림 9 콘 프레싱 템플릿(1/3 확장 소재)

(1) 각 수직 플레이트 R의 계산n

각 수직 플레이트 Rn 는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다(그림 8 및 9 참조):

Rn = -R11 - nh/tanα

공식에서

  • R11- 프러스텀의 큰 끝의 안쪽 반경입니다;
  • h- 프러스텀의 분할 높이(이 경우 각 분할은 100mm)입니다;
  • α- 디자인에 의해 주어진 프러스텀의 하단 각도.

예를 들어 R6 =[650 - (5×100)/탄60°] mm = 361mm.

(2) 펀치 및 다이의 너비 계산

펀치 및 다이의 너비는 다음 공식을 사용하여 계산합니다(그림 10 및 11 참조):

그림 10 펀치 및 다이 생산
그림 10 펀치 및 다이 생산

1-N번째 펀치
2-N 번째 주사위

그림 11 여섯 번째 펀치 앤 다이의 생산 방법
그림 11 여섯 번째 펀치 앤 다이의 생산 방법

1) 펀치 폭 B=2Rnsin70°.

예: B6=(2×361×sin70°)mm=678mm.

2) 다이 폭 B6′= (678+60)mm=738mm.

3) 다이의 최저 높이6= (730-361)mm=369mm.

치수 730은 프러스텀의 축에서 베이스 플레이트의 상부 평면까지의 거리입니다.

(3) 펀치 앤 다이의 생산 방법

펀치 앤 다이의 제작을 보다 정확하게 설명하기 위해 그림 11에 표시된 여섯 번째 펀치 앤 다이의 제작 방법을 예로 들어 보겠습니다.

프러스텀의 축 아래 730mm, 위 80mm를 확보한다는 전제하에 O로 호를 그립니다.6 을 가운데로 하고 R6=361mm를 반경으로 사용합니다. 펀치 및 다이에 대해 계산된 너비와의 교차점이 여섯 번째 펀치 및 다이의 윤곽을 형성합니다.

실제 경험에 따르면 열간 및 냉간 프레스 모두에서 기계의 강한 압력 하에서 1/3 세그먼트의 상승 높이가 작기 때문에 수축 및 반동을 고려하지 않으며 판 두께도 고려하지 않습니다. 프러스텀의 내부 스킨 반경(프러스텀의 내부 모양을 표시하는 반경)을 사용하여 호를 그리고 한 번에 절단합니다. 이렇게 하면 해당 위치에 대한 펀치 및 다이의 실제 호를 제공하여 프레스 후 설계된 곡률을 보장합니다.

3. 작은 프러스텀 누르기

작은 프러스텀의 성형은 부피가 작기 때문에 일반적으로 얇은 판을 사용하지만, 두꺼운 판으로 된 작은 프러스텀도 있습니다. 성형 방법은 방사형 템플릿에 대형 해머와 아크 홈 해머를 사용할 수 있지만 효율성과 노동력 절감을 위해 소형 프레스 기계를 사용할 수도 있습니다. 편의상 재료는 대부분 두 개의 반으로 나뉘며, 드물게 전체 재료로 사용됩니다(높이가 낮은 경우 전체 재료도 가능).

(1) 하프 섹터 머티리얼 누르기

그림 12에 표시된 작은 프러스텀의 경우 확장된 재료를 반섹터 모양으로 만들면 그림 13과 같은 수평 프레스 템플릿을 사용할 수 있습니다. 다이를 고정하지 않고 미리 구부린 다음 호를 누르고 모양이 될 때까지 템플릿으로 확인합니다. 프레스 방법은 기본적으로 손으로 구부리는 방법과 동일합니다. 프러스텀 소재가 더 높으면 그림 13의 이중 점선 4번 부분과 같이 상단 길이를 늘릴 수 있습니다.

그림 12 작은 프러스텀의 구조
그림 12 작은 프러스텀의 구조
그림 13 하프 섹터 머티리얼용 프레싱 템플릿
그림 13 하프 섹터 머티리얼용 프레싱 템플릿

1-Die
2-펀치
3-몰드 핸들
4-임의로 확장 가능한 부품

(2) 전체 섹터 자료 누르기

확장된 재료를 전체 재료로 사용하는 경우 템플릿 디자인은 그림 14와 같습니다. 내부 캐비티 공간은 프러스텀의 최대 치수보다 커야 합니다(최대 치수는 프러스텀 높이와 큰 끝 지름을 의미함). 프레임형 펀치는 형성된 프러스텀을 수용하도록 설계되었습니다. 프레스 방식은 기본적으로 손으로 구부리는 방식과 동일합니다.

그림 14 전체 재료에 대한 프레싱 템플릿
그림 14 전체 재료에 대한 프레싱 템플릿

1-레이디얼 템플릿
2-프레임형 펀치
3-몰드 핸들

4. 앵글 스틸 링 누르기

앵글 스틸 링의 성형 방법에는 여러 가지가 있습니다. 섹션 벤딩 머신에서 구부리거나, 판 압연기에서 압연하거나, 수동으로 구부리거나, 금형을 사용하여 프레스에서 압착할 수 있습니다. 사용되는 구체적인 방법은 주로 장치의 장비와 앵글 스틸 링에 대한 요구 사항에 따라 다릅니다.

그림 15는 외부 구부러진 앵글 스틸 링의 구성 도면을 보여줍니다. 이 앵글 스틸 링은 63×63×6 사양의 등각 스틸로 만들어지며 성형 후 내경은 ϕ4800mm입니다. 금형을 사용하여 프레스로 압착합니다.

그림 15 외부 벤트 앵글 스틸 링
그림 15 외부 벤트 앵글 스틸 링

(1) 금형 디자인

그림 16은 외부 벤트 앵글 강재를 압착하기 위해 설계된 금형을 보여줍니다. 이 금형도 단일 피스를 프레스할 수 있지만, 펀치와 접촉하는 모서리가 압축되고 홈에 내장된 수직 표면이 늘어나면서 굽힘이 발생하기 때문에 프레스 후 왜곡이 더 큽니다.

그림 16 외부 벤트 앵글 스틸 링 프레스용 금형
그림 16 외부 벤트 앵글 스틸 링 프레스용 금형

다른 유형의 변형도 동시에 발생합니다. 즉, 펀치와 다이에 의해 눌려진 평면은 압착 후 얇아지고 길어지고 뿌리는 수축 및 확장되어 가장자리 방향으로 수직으로 구부러집니다. 이 두 가지 변형이 겹치면 왜곡이 발생합니다.

앵글강의 뒤틀림을 방지하거나 줄이기 위해 두 개의 앵글강을 상대적인 위치에 용접한 후 압착하는 방법을 채택할 수 있습니다. 이는 펀치와 다이에 의해 눌려진 두 평면이 용접 후 반대쪽 수직 굴곡을 생성하여 서로의 힘을 상쇄하고 왜곡을 방지하기 때문입니다.

(2) 다이 클리어런스 및 반경 처리

이중 앵글 강 프레스를 수용하려면 다이 몰드를 앵글 강 형태로 설계해야 하며, 홈 간극은 두 판의 총 두께보다 약 4~5mm 더 두껍게 설계해야 합니다. 여기서는 이중 앵글 스틸의 이동을 용이하게 하기 위해 16mm의 간격으로 설계되었습니다.

프레스에 의한 성형은 서스펜션 방식을 채택합니다(압력과 변형의 조정을 용이하게 하기 위해 프레스 성형 방향에 충분한 여분을 제공). 펀치 및 다이의 반경은 설계 곡률을 달성하기 위한 압력에 따라 더 작을 수 있습니다. 이 예에서 펀치 및 다이 프레스 영역의 반경은 R=(2400-400)mm=2000mm로, 앵글 스틸의 수직 가장자리에 충분한 높이를 보장합니다.

(3) 운영 방식

누르는 동안 "많을수록 좋다"는 원칙에 따라 너무 깊지 않게 한쪽 끝부터 삽입합니다. 곡률에 따라 한 번 또는 여러 번 눌러서 약간 과도하게 구부러진 상태가 될 때까지 수직 표면에 주름이 최소화되거나 전혀 없도록 할 수 있습니다. 국부적으로 불일치가 있는 경우 펀치와 다이의 적절한 위치에 얇은 판을 덧대어 조정할 수 있습니다.

누른 후 곡률은 주로 판금 부품의 필요한 곡률을 약간 초과해야 합니다:

오버 커브는 언더 커브보다 다루기가 더 쉽습니다;

앵글 스틸의 용접 지점을 절단하면 곡률의 일부가 풀립니다;

앵글강의 용접점을 절단한 후 다양한 정도의 휨이 발생하며, 휨을 보정하는 과정에서 곡률의 일부가 풀리게 됩니다.

V. 구부러진 부품의 일반적인 결함 및 솔루션

구부러진 부품의 일반적인 결함에는 주로 균열, 고르지 않은 바닥 등이 있습니다. 원인은 벤딩 소재 자체, 벤딩 몰드 튜닝 또는 작업자 오류와 관련이 있을 수 있습니다. 결함의 원인을 면밀히 분석하여 해결책을 찾아야 합니다. 구부러진 부품의 일반적인 결함 및 해결 방법은 표 5를 참조하세요.

표 5 구부러진 부품의 일반적인 결함 및 솔루션


품질

조건

스케치

원인

솔루션

균열


균열


1) 펀치의 굽힘 반경이 너무 작습니다.

2) 버 가장자리가 구부러진 바깥쪽에 있고 플레이트 재료의 가소성이 낮습니다.

외부 굽힘, 낮은 플레이트 가소성

3) 스탬핑 중 블랭크의 경화 층이 너무 큽니다.

스탬핑 중 과도한 블랭크 경화 층

1) 펀치 필렛의 반경을 적절히 늘립니다.

2) 구부러진 안쪽에 버 가장자리를 놓습니다.

3) 굽힘 라인에 수직 또는 45° 각도로 어닐링된 이상의 플라스틱 소재를 사용합니다.

고르지 않은 바닥
불공정성
구부리는 동안 플레이트와 펀치의 바닥이 단단히 부착되지 않습니다.

탄성 프레싱 플레이트가 있는 금형을 사용하여 구부리기 시작할 때 블랭크에 충분한 압력을 가하고 마지막으로 구부러진 부분을 수정합니다.

워핑

변형 영역의 변형 상태로 인해 발생하며, 굽힘선 방향을 따라 중성층을 기준으로 외부에는 압축 변형이, 내부에는 인장 변형이 발생하여 뒤틀림이 발생합니다.

1) 교정 굽힘을 사용하여 단위 면적 압력을 높입니다.

2) 뒤틀림 정도에 따라 펀치와 다이를 조정합니다.

중앙에서 벗어난 구멍

1) 블랭크가 구부리는 동안 이동하여 구멍 중심선이 오프셋됩니다.

구부리는 동안 이동, 홀 중심선 오프셋

2) 굽힘 후 스프링 백으로 인해 홀 중심선이 기울어짐

스프링 백으로 인한 홀 중심선 기울기

1) 양쪽의 굽힘 높이가 일정하도록 블랭크의 위치를 정확하게 지정합니다.

2) 블랭크가 움직이지 않도록 포지셔닝 핀 또는 프레싱 플레이트를 사용합니다.

3) 공작물 스프링 백 감소

불안정한 직선 팔 높이


1) 높이 h가 너무 작습니다.

2) 비대칭 다이 필렛

3) 벤딩 프로세스 중 블랭크 변위

1) 높이 h 치수는 최소 굽힘 높이보다 작아서는 안 됩니다.

2) 오목한 다이 필렛 수정하기

3) 탄성 압력 장치 또는 프로세스 구멍 위치 지정 사용

표면 스크래치
마모
1) 금속 입자가 금형 표면에 달라붙습니다.

작업 부분

2) 오목 다이의 필렛 반경이 너무 작습니다.

3) 볼록 다이와 오목 다이 사이의 간격이 너무 작습니다.

1) 금형 작업 부분의 표면에서 먼지를 제거하고 볼록 및 오목한 금형의 표면 거칠기 값을 줄입니다.

2) 오목한 다이 필렛 반경을 적절히 늘립니다.

3) 볼록 다이와 오목 다이 사이에 적절한 간격을 사용합니다.

굽힘선이 두 구멍의 중심선과 평행하지 않습니다.
최소 굽힘 높이 이하로 확장
구부러진 부분의 직선 모서리 높이가 최소 구부러진 높이보다 작고 최소 구부러진 높이 아래 부분에 구멍이 나타납니다.

공작물 설계 시 구부러진 부분의 직선 모서리 높이가 최소 구부러진 높이보다 크거나 같은지 확인합니다. 직선 모서리 높이가 최소 굽힘 높이보다 작은 경우 먼저 직선 모서리 높이를 충분히 남겨두고 구부린 후 초과분을 제거합니다.

변위
슬라이딩
비대칭 공작물을 구부릴 때 블랭크가 오목한 다이에 미끄러질 때 양쪽의 마찰력이 달라져 치수 변위가 발생합니다.

1) 탄성 압력판이 있는 몰드 사용

2) 블랭크가 금형에 정확하게 배치되었는지 확인하고 가능하면 절단하기 전에 쌍으로 굽힘을 수행합니다.

구멍 변형
변환
구멍 가장자리가 굽힘 선에 너무 가까워 중성층 내부의 압축 변형과 외부의 인장 변형으로 인해 구멍이 변형됩니다.

구멍 가장자리에서 굽힘 반경 중심까지의 거리가 특정 값보다 큰지 확인하거나 굽힘 변형의 영향을 줄이기 위해 굽힘 위치에 공정 구멍을 설정합니다.

굽힘 각도 변경

소성 굽힘 중에는 탄성 변형이 발생합니다. 구부러진 공작물을 금형에서 제거하면 탄성 회복이 발생하여 구부러진 각도가 변경됩니다.

1) 미리 정해진 스프링백 각도로 볼록 및 오목 다이의 각도를 보정하여 보정을 달성합니다.

2) 자유 굽힘 대신 보정 굽힘 사용

구부러진 끝 부분이 불룩하게 튀어나옴
소환
굽힘 중 중성층의 내부 금속층이 세로 방향으로 압축 및 단축되고 폭 방향으로 신장되기 때문에 폭 방향의 가장자리에서 돌출이 발생하며 특히 작은 각도로 구부러진 두꺼운 판의 경우 특히 눈에 띄게 나타납니다.

구부러진 부분의 양쪽 끝을 미리 아크 컷하고 구부러진 부분의 안쪽에 빈 플래시를 놓습니다.

트위스트
뒤틀리고 고르지 않은
블랭크 양쪽의 폭과 굽힘 가장자리 높이가 크게 차이가 나기 때문에 굽힘 변형 저항이 균등하지 않습니다. 굽힘 가장자리 높이가 낮은 좁은 쪽이 뒤틀리기 쉽습니다. 또한 양쪽 끝의 큰 노치와 이젝터가 재료를 누를 수 없기 때문에 노치가있는 바닥의 비틀림이 악화됩니다.

양쪽에 공정 여유량을 추가하고 구부린 후 여유량을 잘라냅니다. 비틀림 측면과 노치 위치에 가이드 플레이트를 설치하여 비틀림을 완화합니다.

불량한 단면 모양, 불분명한 가장자리
모서리 불분명
벤딩 펀치 바닥의 원뿔 모양으로 인해 오목한 다이와 상판 사이에 여유 공간이 있습니다. 블랭크가 펀치의 원추형 표면에 밀착되지 않아 단면 모양이 불만족스럽고 공작물의 바닥과 벽면 접합부에서 큰 필렛 전환이 발생합니다.

상판에 고무 패드를 추가하여 절곡 중에 블랭크를 펀치 주위로 서서히 단단히 감싸서 공작물 모양이 전적으로 펀치에 의해 결정되므로 자격을 갖춘 공작물을 생산할 수 있습니다.

측벽 불안정성
측벽 불안정성
1) 첫 번째 굽힘은 반제품의 1/4 아크만 구부립니다. 롤 헴 중 금속 흐름이 좋지 않아 높은 압력으로 인해 측벽이 불안정해집니다.

2) 롤 헴 오목 다이의 R 표면의 거칠기가 높아 롤 헴 중 마찰 저항이 증가합니다.

1) 반제품을 1/2 호로 구부립니다.

2) 롤 밑단 오목 다이의 필렛에서 표면 거칠기 감소

3) 탄성 부품을 교체하여 작업물 바닥의 압력을 높입니다.
나눔은 배려라는 사실을 잊지 마세요! : )
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