튜브형 및 프로파일형 재료 펀칭: 궁극의 가이드

I. 파이프 벽의 천공

대량 생산에서 파이프 부품의 구멍은 드릴링 및 밀링 대신 펀칭으로 처리되어 생산 효율이 높고 부품 표면이 아름답고 일부 제품의 특수 요구 사항을 충족 할 수 있다는 장점이 있습니다. 동시에 파이프 펀칭에는 특별한 장비가 필요하지 않으며 간단한 금형 구조로 일반 프레스에서 펀칭 할 수 있으므로 기존 생산 공정에 포함될 수 있습니다.

파이프 펀칭은 시트 펀칭과 다릅니다. 시트는 평평한 블랭크이기 때문에 스탬핑 중에 수 다이와 암 다이가 시트에 힘을 가하여 재료를 분리하므로 펀칭 공정을 쉽게 완료할 수 있습니다. 그러나 파이프는 속이 빈 원통형 블랭크이며 스탬핑 중에 수 다이가 평평한 표면이 아닌 파이프 벽의 곡면에 접촉하므로 금형 설계 시 특별한 기술 조치와 구조적 형태를 채택해야 합니다.

파이프 벽 펀칭 금형은 구조적 특징에 따라 암 다이 펀칭, 암 다이 펀칭이 없는 경우, 고무 금형 펀칭의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

1. 암형 펀칭 금형 사용

파이프 벽에 암 다이 펀칭이있는 경우 금형 작동 중 수 다이의 이동 방향과 프레스 슬라이더의 이동 방향 사이의 관계에 따라 수직 펀칭과 수평 펀칭으로 나눌 수 있습니다.

수직 펀칭은 수 다이의 이동 방향이 프레스 슬라이더의 이동 방향과 동일하다는 것을 의미합니다. 수 다이를 프레스 슬라이더로 위아래로 움직이는 상부 금형에 장착하고 암 다이를 하부 금형의 캔틸레버 브래킷에 장착하여 수 다이가 아래로 움직일 때 펀칭할 수 있도록 하는 방식입니다. 이 유형의 금형에서 암 다이가 캔틸레버에 장착되어 있기 때문에 캔틸레버 펀칭 금형이라고도 합니다.

수평 펀칭 중에 수 다이의 이동 방향은 프레스 슬라이더의 이동 방향과 수직입니다. 수 다이와 암 다이 모두 하부 금형에 장착되어 상부 금형에 장착된 대각선 쐐기를 사용하여 하부 금형의 수 다이가 있는 슬라이더를 밀어 수평으로 이동하여 파이프 벽을 펀칭하는 목적을 달성합니다(동시에 여러 개의 구멍을 펀칭할 수 있음).

이 유형의 금형은 대각선 쐐기 메커니즘을 사용하여 수 다이가 수평으로 이동하도록 구동하기 때문에 대각선 쐐기형 펀칭 금형이라고 할 수 있습니다. 다음은 몇 가지 일반적인 금형 구조에 대한 소개입니다.

(1) 캔틸레버 펀칭 몰드

그림 2-2-87은 캔틸레버 싱글 펀치 펀칭 다이의 구조를 보여줍니다. 다이(10)는 홀더(2)에 장착되고 나사로 고정된 다이 홀더(5)에 압입됩니다. 튜브 벽에 있는 두 개의 구멍은 두 번의 스트로크로 펀칭됩니다.

1-하부 다이 플레이트
2-홀더
3-압력 플레이트
4,7-나사
5-다이 홀더
6-다이 핸들
8-고무
9 펀치 주사위
10- 오목 몰드
11-포지셔닝 핀
12-스프링 시트
13-봄

첫 번째 구멍을 펀칭한 후 튜브 블랭크를 180° 회전하고 포지셔닝 핀 11을 펀칭된 구멍에 삽입한 후 두 번째 구멍을 펀칭합니다. 이 금형의 구조는 간단하고 소량 또는 일괄 생산에 적합합니다. 그러나 단점은 캔틸레버 브래킷이 응력 조건이 좋지 않고 펀칭력 또는 포스 암이 크면 발생하는 굽힘 모멘트가 크므로 강도 검증을 수행해야 합니다.

그림 2-2-88은 캔틸레버형 카운터 펀칭 홀 몰드의 구조도를 보여줍니다. 두 개의 볼록 금형 7, 12는 각각 상부 및 하부 금형에 장착되고 오목 금형 10은 오목 금형 브래킷 9에 압입됩니다. 브래킷은 가이드 포스트 1에 의해 안내되고 위아래로 움직일 수 있으며 슬라이드 키 3은 브래킷에 장착되고 가이드 포스트의 슬롯을 따라 슬라이드하여 브래킷이 가이드 포스트에 대해 회전하지 않도록합니다.

1-가이드 게시물
2, 6-스프링
3-슬라이드 키
4-Liner
5-넛
8-방전 플레이트
9-다이 홀더
10- 오목 몰드
11-리미터

이 금형은 프레스의 한 번의 스트로크로 튜브 벽에 두 개의 반대쪽 구멍을 펀칭할 수 있습니다. 금형은 동시 펀칭 공정을 사용하고 홀더의 힘의 균형을 맞추기 때문에 캔틸레버식 단일 펀칭 시 큰 굽힘 모멘트로 인한 강도 부족 문제를 방지할 수 있습니다.

(2) 비스듬한 웨지 펀칭 다이

그림 2-2-89는 단일 경사 쐐기 펀칭 다이의 구조를 보여줍니다. 작동 원리는 경사 쐐기(6)가 아래쪽으로 이동하면 경사면 A에 의해 상단 슬라이더(5)가 오른쪽으로, 경사면 B에 의해 하단 슬라이더(3)가 왼쪽으로 이동한 다음 좌우 펀치(9, 11)가 동시에 다이(10)에 진입하여 튜브 벽에 2개의 구멍을 펀칭하는 것입니다. 비스듬한 쐐기가 위로 이동하면 스프링 15에 의해 상단 및 하단 슬라이더가 리셋됩니다(상단 슬라이더의 리셋 스프링은 그림에 표시되지 않음). 그런 다음 펀칭 스크랩이 스크랩 구멍을 통해 배출됩니다.

1-하부 다이 플레이트
2-가이드 슬리브
3-하단 슬라이더
4-지지 플레이트
5-업 슬라이더
6-경사 웨지
7-다이 핸들
8, 12-펀치 고정 플레이트
9-왼쪽 펀치
10- 오목 몰드
11-우측 볼록 몰드
13-보호 커버
14-배플
15-스프링
16-커버 플레이트

그림 2-2-90은 이중 경사 웨지 펀칭 다이의 구조를 보여줍니다. 금형은 두 개의 사선 웨지(6)를 사용하며 금형 구조는 좌우 대칭입니다. 프레스의 한 번의 스트로크로 튜브의 왼쪽과 오른쪽 벽에 동시에 구멍을 펀칭 할 수 있습니다. 경사 쐐기가 위로 이동하면 왼쪽 및 오른쪽 슬라이더 3이 경사 쐐기와 보조 스프링 5, 15에 의해 재설정됩니다. 그러면 펀칭 폐기물은 프레스 작업대의 구멍을 통해 떨어집니다.

1-하부 다이 플레이트
2-가이드 플레이트
3-슬라이더
4-볼록 몰드 고정 플레이트
5, 12, 15-스프링
6-경사 웨지
7 고정 플레이트
8-스페이서 플레이트
9-업 템플릿
10-몰드 핸들
11-이젝터 나사
13-프레스 플레이트
14-펀치
16-Die

캔틸레버 펀칭 다이에 비해 경사형 웨지 펀칭 다이는 다음과 같은 특징이 있습니다:

1) 왼쪽 및 오른쪽 볼록 다이가 동시에 오목 다이에 들어가고 오목 다이가 안정적으로 작동하며 오목 다이의 강도가 더 보장됩니다.

2) 경사 웨지는 프레스 슬라이더의 수직 이동을 볼록 다이의 수평 이동으로 변환하므로 볼록 및 오목 다이의 정렬은 프레스 슬라이더의 안내 정확도에 영향을 받지 않습니다.

3) 단점은 다이의 평면 크기가 더 크고 경사 웨지 및 슬라이더의 제조 정밀도와 볼록 및 오목 다이의 조립 정밀도(정렬 보장)가 높아야 한다는 점입니다.

2. 오목 다이가 없는 펀칭 다이

오목 다이없이 튜브 벽을 펀칭하는 것, 즉 튜브 내부에 오목 다이 지지대없이 볼록 다이만으로 튜브 벽을 펀칭하는 것입니다. 속이 빈 상태에서 펀칭을 할 때 튜브 벽에 볼록 다이가 가하는 압력이 튜브 벽이 견딜 수있는 용량을 초과하면 튜브가 평평 해져 펀칭 공정이 불가능 해집니다. 오목 다이 없이 튜브에 펀칭을 수행하려면 튜브의 압력 지지력(강성)을 극대화하는 것이 기본 조건입니다.

따라서 이 요구 사항을 충족하고 펀칭 공정을 진행할 수 있도록 공정과 금형 구조 모두에서 특별한 조치를 취해야 합니다.

(1) 프로세스 특성

그림 2-2-91은 튜브 이중 홀 펀칭 다이의 단순화 된 다이어그램을 보여 주며, 이는 위아래가 대칭으로 배열되어 있으며 오목 다이가없는 튜브 펀칭의 일반적인 구조 중 하나입니다. 다이가 작동을 시작하면 상하 볼록 다이 9와 10이 튜브 벽에 닿기 전에 상하 이동식 프레스 플레이트 5와 4가 먼저 튜브를 누른 다음 상하 볼록 다이가 순차적으로 튜브 벽에 펀칭됩니다.

1-하부 다이 홀더
2-하단 펀치 고정 플레이트
3-가이드 게시물
4-하부 이동식 압력판
5-상부 이동식 압력 플레이트
6-상단 펀치 고정 플레이트
7-어퍼 다이 홀더
8,11-폴리우레탄 고무
9-어퍼 펀치
10-로우 펀치
12-톱 스레드

작업이 끝나면 프레스 슬라이더가 돌아오고 이동식 프레스 플레이트가 파이프를 내립니다. 피팅를 눌러 한 번의 펀칭 프로세스를 완료합니다.

펀칭 공정은 그림 2-2-92에 나와 있습니다. 펀칭 전과 펀칭 중에 튜브 소재가 항상 압축되기 때문에 튜브 소재의 강성이 크게 향상되어 펀칭 공정 중 불안정한 변형(강성 부족으로 인한 평평함)을 방지할 수 있습니다.

따라서 튜브 펀칭 공정 중에 튜브 벽의 구멍 영역이 펀치에 의해 튜브 벽의 내부로 점차적으로 밀려 들어가 재료가 탄성 변형으로 구부러져 최종적으로 파단 분리가 발생합니다.

다이를 사용한 펀칭에 비해 다이가 없는 튜브 펀칭은 다음과 같은 특징이 있음을 알 수 있습니다:

1) 다이없이 튜브 펀칭을 수행 할 때 기본 조건은 펀칭 시작 전에 전체 펀칭 프로세스가 완료 될 때까지 펀칭 영역 외부의 모든 튜브 재료를 압축해야한다는 것입니다. 그렇지 않으면 펀치의 압력으로 인해 튜브 소재가 변형되어 펀칭 공정이 불가능해집니다. 따라서 충분한 압축력을 제공하기 위해 금형에 프레스 장치를 설치해야 합니다.

2) 다이가없는 튜브 펀칭시 다이 지지대가 없기 때문에 재료의 탄성 변형 과정이 길고 굽힘 변형이 더 커져 펀칭 구멍 주위에 "덴트"가 형성됩니다 (그림 2-2-93 참조). "덴트"의 크기는 튜브 재료의 크기, 튜브 재료의 유형, 펀칭 크기, 금형 구조, 압축력 등에 따라 달라집니다. 따라서 다이가 없는 튜브 펀칭은 펀칭 영역 주위에 "움푹 들어간 부분"이 있는 튜브 부품에만 적합합니다.

표 2-2-42는 외경이 ϕ30mm인 강철 튜브에 동일한 압축력을 가하지만 재질, 벽 두께, 펀칭 직경이 다른 경우 형성되는 "덴트" 크기를 나열한 것입니다. 표에서 볼 수 있듯이 재료가 단단할수록, 튜브 벽이 두꺼울수록, 펀칭 직경이 작을수록 "덴트"의 크기가 작아지고, 반대로 "덴트"의 크기가 커집니다.

표 2-2-42 파이프 펀칭 시 형성되는 "피트" 크기(단위: mm)

3) 파이프 재료의 펀칭 과정에서 재료가 항상 펀치에 밀착되어 있기 때문에 펀치의 가열 및 마모가 일반적인 펀칭보다 더 심하므로 금형 설계시 펀치의 구조, 재료 및 열처리 요구 사항을 합리적으로 결정할 필요가 있습니다.

(2) 금형 구조적 특징

일반 펀칭 금형에 비해 다이 펀칭 금형이 없는 파이프 소재는 펀치의 구조와 압출 및 언로딩 장치에만 몇 가지 특별한 요구 사항이 있습니다.

1) 펀치 구조 양식.

파이프 펀칭 시 펀치가 가열되어 마모가 심하고 부품의 언로딩이 어렵기 때문에 펀치의 설계는 파이프 소재와의 접촉 면적을 최소화해야 합니다. 원형 파이프에 펀칭할 때는 펀치와 접촉하는 표면이 평평하지 않고 파이프 벽의 아크 표면이기 때문에 설계 시 펀치에 편심 응력이 가해지지 않도록 해야 하며, 그렇지 않으면 파손될 가능성이 매우 높습니다.

그림 2-2-94는 원형 튜브 펀칭을 위한 여러 펀치 다이 구조를 보여줍니다. 생산 실무에 따르면 그림 2-2-94d에 표시된 펀치 다이 구조가 가장 좋습니다. 이 펀치 다이는 정렬이 좋을뿐만 아니라 작동 중 튜브 벽과의 접촉 면적이 작기 때문에 사용 효과가 좋습니다. 그러나이 펀치 다이의 중앙 팁은 절삭 날이 아니기 때문에 펀치 다이의 작업 스트로크가 상대적으로 증가하며 특히 부드러운 튜브 재료를 펀칭 할 때 재료를 절단하는 데 더 긴 스트로크가 필요합니다.

그림 2-2-94a 및 2-2-94b에 표시된 펀치 다이는 제조 및 연삭이 편리하지만 정렬이 좋지 않아 절삭 저항이 높고 재료가 단단하거나 튜브 벽이 두꺼운 경우 파손되기 쉽습니다.

따라서 2-2-94a 및 2-2-94b 타입의 펀치 다이는 소재가 부드럽거나 벽 두께가 2mm 미만인 강관을 펀칭하는 데 적합하고, 2-2-94c 및 2-2-94d 타입은 소재가 더 단단하거나 벽 두께가 두꺼운 강관을 펀칭하는 데 적합합니다. 펀치 다이는 C12와 같은 내마모성 공구강으로 만들어지며, 열처리 경도는 56~60HRC가 필요합니다.

2) 클램핑 및 언로딩 장치.

펀칭 전과 펀칭 중에 튜브 소재를 클램핑 상태로 유지해야 하는 요건을 충족하려면 금형에 클램핑 장치를 설치해야 합니다. 그림 2-2-95는 프레스 플레이트 3, 폴리우레탄 고무 2, 언로딩 나사 1로 구성된 원형 튜브 펀칭용 클램핑 장치를 보여줍니다.

1-언로딩 나사
2-폴리우레탄 고무
3-프레싱 플레이트

클램핑 장치는 펀칭 중 튜브를 고정할 뿐만 아니라 스트로크 후 프레스 슬라이더가 복귀할 때 배출 기능도 수행하는 이중 기능을 가지고 있습니다. 탄성 요소로 일반 고무나 스프링 대신 폴리우레탄 고무를 사용하면 좋은 효과가 있다는 것이 생산 실무에서 입증되었습니다.

3) 적용 범위.

오목한 다이 펀칭이 없는 튜브 벽은 펀칭된 구멍 주위에 "피트"가 형성되므로 이 공정은 펀칭된 영역 주위에 "피트"가 허용되는 튜브에만 적합합니다. 대부분의 튜브의 경우 펀칭 중에 형성된 "피트"는 드릴링, 보링 또는 밀링으로 만든 구멍에 비해 더 나은 결과와 더 매끄럽고 미적으로 만족스러운 표면을 제공합니다.

그림 2-2-96에서 볼 수 있듯이 튜브는 펀칭 중에 형성된 "피트"를 사용하여 튜브의 조립 요구 사항을 잘 충족합니다. 오목 다이 프리 펀칭 공정을 사용할지 여부는 튜브에 "피트"가 허용되는지 먼저 이해해야 함이 분명합니다.

오목 다이 펀칭이없는 튜브 벽은 원형 구멍, 타원형 구멍 또는 특수 모양의 구멍을 펀칭하는 데 사용되는 것 외에도 노치 펀칭에도 사용할 수 있습니다 (그림 2-2-97 참조). 이 공정은 구멍 가공에 비해 제조 비용이 낮고 생산 효율이 높으며 사용 효과가 더 좋으며 특히 농기계, 전기 제품, 경공업 제품의 펀칭 튜브에 적합하며 경제적 이점이 큽니다.

고무 펀칭 다이

고무의 변형성과 흐르지 않는 중합성을 활용하여 튜브 블랭크 내부에 탄성 볼록 다이로 배치하여 튜브 벽에 원하는 모양의 구멍을 펀칭하는 공정을 고무 다이 펀칭이라고 합니다.

펀칭에 사용되는 고무에는 천연 고무(흑색 고무)와 폴리우레탄 고무(합성 고무)가 있습니다. 전자는 낮은 단위 압력(일반적으로 40MPa 미만)을 견딜 수 있기 때문에 부드러운 소재의 소규모 생산 및 얇은 벽의 튜브 펀칭에만 적합합니다.

폴리우레탄 고무는 천연 고무와 플라스틱 사이에 있는 엘라스토머로 다양한 고유한 물리적, 기계적 특성을 가지고 있습니다. 강도가 높고 단위 압력이 클 뿐만 아니라(일반적으로 최대 500MPa, 생산량이 적은 경우 최대 1000MPa) 경도의 범위가 넓으며 마모, 기름, 노화, 찢어짐에 강해 수명이 길고 대량 생산에 사용할 수 있습니다.

(1) 프로세스 특성

폴리우레탄 고무를 탄성 수 다이로, 공구강을 강성 암 다이로 사용하여 튜브 벽을 천공할 때 다음과 같은 공정 특성이 나타납니다.

1) 고무 펀칭 다이는 수 다이가 고무이고 암 다이만 강철로 제작하면 되는 세미 다이 구조이므로 다이 제작이 간단하고 강철 수 다이와 암 다이 사이의 간격이 작아 정합이 어려운 문제를 해결합니다.

2) 폴리우레탄 고무는 높은 단위 압력을 생성할 수 있기 때문에 튜브 벽에 펀칭된 구멍의 직경 또는 슬롯의 폭은 재료 두께의 1~2배 또는 더 작을 수 있습니다. 실습에 따르면 단위 압력이 500~700MPa 인 경우 두께가 1mm 인 알루미늄 합금 튜브 벽에 0.5~0.7mm 폭의 슬롯을 펀칭 할 수 있습니다.

구소련의 데이터에 따르면 펀칭에 폴리 우레탄 고무를 사용할 때 튜브 블랭크의 일반적인 직경은 20 ~ 100mm이고 펀칭 구멍의 직경은 4 ~ 40mm가 될 수 있으며 튜브 벽 두께가 0.6 ~ 1.5mm 인 경우 펀칭 구멍의 직경은 2 ~ 3mm에 도달 할 수도 있습니다. 펀칭에 적합한 재료로는 일반 탄소강, 스테인리스강, 비철 등이 있습니다. 금속 및 그 합금 등은 깨지기 쉬운 재료를 제외하고 모두 고무 다이로 가공할 수 있습니다.

3) 평평한 부품 펀칭에 폴리 우레탄 고무 다이를 사용하는 것과 유사하게 튜브의 펀칭 된 부분의 품질이 매우 좋으며 버가 없습니다. 그러나 튜브 내부에는 폴리 우레탄 고무의 작용으로 인해 매우 작은 반경이 형성되어 기계 드릴링 또는 밀링으로 형성된 버에 비해 상당한 이점이있어 내부 디버링의 어려움을 제거합니다.

4) 펀칭 공정 중에 폴리 우레탄 고무는 먼저 튜브의 직경을 수정 한 다음 단단한 암 다이의 가장자리에 따라 펀칭하여 펀칭 구멍의 높은 치수 정확도를 달성합니다. 펀칭 구멍의 치수 정확도는 일반적으로 IT9 ~ IT11에 도달하고 더 얇은 재료의 더 큰 구멍의 경우 IT6 ~ IT7에 도달 할 수 있습니다.

(2) 금형 설계의 핵심 포인트

고무 펀칭 다이의 구조는 그림 2-2-98에 나와 있으며 주로 일체형 암 다이 슬리브 1, 암 다이 2, 폴리 우레탄 고무 막대 4 및 프레스 헤드 5로 구성됩니다. 작동 중에 튜브 블랭크 (3)는 먼저 암 다이에 배치 된 다음 프레스 헤드와 함께 폴리 우레탄 고무 막대 (폴리 우레탄 접착제를 사용하여 함께 접착 됨)가 튜브 블랭크에 삽입됩니다.

1-다이 슬리브
2-다이(세그먼트 구조)
3-튜브 블랭크
4-폴리우레탄 고무 막대
5-프레스 헤드

프레스 슬라이드가 아래로 이동함에 따라 프레스 헤드가 아래로 눌러져 고무 막대가 축 방향 압축 변형을 겪고 튜브 블랭크의 내부 공동을 채우면서 튜브 직경이 처음에 수정됩니다. 프레스 헤드가 계속 아래로 누르면 튜브 블랭크의 밀봉된 고무 유닛 내부 압력이 급격히 상승하여 다이 가장자리 근처의 재료가 미세 균열을 일으키고 마침내 분리되어 전체 펀칭 공정이 완료됩니다.

펀칭 다이의 벽 두께 H 값 (그림 2-2-98 참조)은 펀칭 공정이 원활하게 완료 될 수 있는지 여부뿐만 아니라 펀칭 섹션의 품질, 펀칭 력의 크기 및 고무 막대의 수명에 영향을 미치기 때문에 합리적으로 결정되어야합니다. 생산 경험을 바탕으로 벽 두께 H 값은 다음 공식으로 결정할 수 있습니다.

H = 2.5(1 + A ₁₀ )√t

어디

• A ₁₀ - 튜브 블랭크 소재의 상대 연신율(%)입니다;
• 벽면 블랭크의 벽 두께(mm)입니다.

다이는 일반적으로 T8A, T10A와 같은 일반 공구강으로 만들어지며 담금질 및 템퍼링 후 경도는 56 ~ 60HRC입니다. 다이 벽이 얇거나 펀칭 모양이 복잡한 경우 담금질 후 변형이 적은 Cr12, Cr12MoV 등과 같은 합금 공구강을 사용하는 것이 좋습니다.

폴리우레탄 고무의 경도 선택은 합리적이어야 합니다. 펀칭 작업을 수행하려면 펀칭에 필요한 단위 압력을 달성하기 위해 폴리 우레탄 고무가 축 압축 후 측면 변형을 쉽게 생성 할 수 있어야합니다. 생산 경험에 따르면 일반적으로 70~80A의 쇼어 경도를 선택하는 것이 적절합니다.

폴리 우레탄 고무로드의 직경은 펀칭 작업을 완료 한 후 튜브 블랭크에서 쉽게 제거 할 수 있도록 가능한 한 커야 폴리 우레탄 고무의 변형을 줄이고 수명을 개선하며 일반적으로 튜브 블랭크의 내경보다 작은 4% ~ 6%의 프레스 톤수를 줄일 수 있습니다.

II. 튜브 끝 펀칭

절단된 튜브 소재는 튜브 피팅을 제조하는 데 필요한 튜브 블랭크가 됩니다. 튜브 피팅의 요구 사항에 따라 끝단에서 다양한 형상을 가공해야 하는 경우도 있습니다. 과거에는 이러한 유형의 끝단 가공에 주로 밀링 가공을 사용했는데, 이는 공구가 쉽게 손상되고 비효율적이며 안전하지 않았습니다. 현재는 펀칭 가공이 널리 사용되어 생산 효율성이 향상될 뿐만 아니라 안정적인 품질과 안전성을 보장합니다.

일반적인 튜브 끝단 모양은 그림 2-2-99에 나와 있으며, 일반적으로 튜브 직경은 ϕ10 ~ ϕ70mm, 벽 두께는 0.5 ~ 5mm 범위입니다. 끝단 모양이 다양하기 때문에 금형 구조는 특정 분석 후 유연하게 설계해야 합니다. 다음은 생산에 채택된 몇 가지 일반적인 금형 구조로, 설계 시 참고할 수 있습니다.

a) 엔드 아크
b), c) 엔드 슬롯
d) 포트 불규칙한 모양
e) 포트 경사 호

1. 포트 아크 펀칭

파이프 끝에서 아크를 펀칭하는 금형 구조는 그림 2-2-100에 나와 있습니다. 펀치(3)는 펀치와 다이 사이의 단면 펀칭 간격을 보장하기 위해 지지판(1)과 다이(5)의 한쪽 끝면에 의해 안내되는 고정판(2)에 장착됩니다. 지지 플레이트와 다이가 하부 다이 베이스(7)에 함께 장착됩니다. 펀칭을 시작하기 전에 파이프 재료의 공급을 용이하게 하기 위해 펀치를 다이의 아크 표면에서 파이프 벽 두께보다 약간 더 떨어진 위치로 조정해야 합니다.

1-지지 플레이트
2- 고정 플레이트
3-펀치
4-포지셔닝 나사
5-다이
6-빌렛
7-하부 다이 홀더

금형 작동 중에 포트가 두 번 펀칭됩니다. 첫 번째 펀칭 중에 빌렛(6)을 펀치 위에 놓고 포지셔닝 나사(4)로 위치를 지정하여 아크의 아래쪽 절반을 절단합니다. 두 번째 펀칭 동안 빌릿이 180° 뒤집혀 펀칭된 파이프 끝의 아크 표면에 배치되어 전체 펀칭 공정이 완료됩니다.

파이프 엔드 아크의 2 회 펀칭은 두 단계로 수행되며, 즉 첫 번째 펀치 (첫 번째 프로세스)는 모든 빌릿의 하단 절반 아크를 절단 한 다음 두 번째 펀치 (두 번째 프로세스)의 위치에 맞게 포지셔닝 나사를 조정하며 단일 빌릿에 두 번 연속 펀치하는 것이 아니라는 점에 유의해야합니다. 이 금형 구조를 펀칭에 사용하면 프레스의 스트로크가 작고 너무 크지 않아야 합니다.

펀치의 모양은 그림 2-2-101에 표시되어 있으며 치수 관계는 다음과 같습니다.

• A = D + (10 ~ 15)mm
• B = (D + d)/2 + t
• C = D/2 - (2 ~5)mm

어디

• D-파이프의 내경에서 0.5~1mm를 뺀 값입니다;
• d-직경(mm);
• t-파이프 벽 두께(mm);
• R-파이프 끝 호의 반경(mm)(그림 2-2-101 참조).

2. 포트 슬롯 펀칭

파이프 끝의 슬롯 펀칭용 다이의 구조는 그림 2-2-102에 나와 있습니다. 코어 다이(6)는 스프링(2)과 가이드 포스트(4)의 도움으로 하부 다이 베이스(1)를 기준으로 위아래로 움직일 수 있는 고정 플레이트(3)에 고정되어 있습니다.

1-하부 다이 홀더
2-스프링
3 고정 플레이트
4-가이드 포스트
5 펀치 다이
6코어 다이
7-빌렛

펀칭하는 동안 고정 플레이트에 압력을 가해야 합니다(일반적으로 프레스 슬라이더 아래에 고무를 패딩하여). 빌렛 7과 함께 코어 다이가 하부 다이 시트에 밀착되면 펀치 다이(5)가 펀칭을 시작합니다. 코어 다이의 모서리 강도를 향상시키기 위해 펀치 다이는 3°~5° 경사진 모서리를 사용합니다. 반대쪽을 펀칭할 때는 빌렛을 180° 돌리고 이미 펀칭된 노치에 의존하여 포지셔닝한 다음 다시 펀칭을 수행하여 전체 펀칭 프로세스를 두 단계로 완료합니다.

3. 마지막에 특수한 모양의 펀칭

파이프 끝단의 특수 형상 펀칭을 위한 다이 구조는 그림 2-2-103에 나와 있습니다. 펀치 다이(2)는 지지판(1)에 의해 안내되고 코어 다이(4)의 헤드 모양이 오목 다이(3)와 일치하며 코어 다이에 장착된 빌렛(5)을 펀칭할 수 있습니다. 코어 다이를 핀(6)으로 들어 올리고 회전시켜 빌렛을 쉽게 로딩 및 언로딩할 수 있습니다.

1-지지 플레이트
2 펀치 주사위
3-Die
4코어 다이
5-빌렛
6핀
7-하부 다이 홀더

4. 포트 경사 아크 펀칭

튜브 끝단의 경사 호를 펀칭하기 위한 금형 구조는 그림 2-2-104에 나와 있습니다. 튜브 끝단의 호 R은 튜브 블랭크의 축과 α 각도를 이루며 일반적으로 수평 프레스에서 펀칭됩니다. 특수한 모양의 블레이드와 모서리가 있는 볼록 다이(1)는 프레스 슬라이더에 장착되고 오목 다이(2)는 분할형이며, 지지판(4)에 의해 회전 가능한 오목 다이 베이스(그림에 표시되지 않음)에 O점 주변에 고정됩니다.

a) 금형 구조
b) 볼록 다이 구조
c) 공작물
1-펀치
2- 오목 다이
3-튜브 블랭크
4-지지 플레이트
5-프레스 로드
6- 세로 웨지
7-횡단 쐐기

튜브 블랭크(3)를 다이에 삽입한 후 프레스 로드(5)로 고정하고 펀치로 눌러서 펀칭을 수행할 수 있습니다. 프레스 로드는 프레스 슬라이더에 연결된 가로 쐐기 7과 세로 쐐기 6에 의해 눌려집니다. 두 웨지는 슬롯이있는 다른베이스에 고정되고베이스는 또한 점 O를 중심으로 프레스 테이블에서 회전 할 수 있으며 프레스로드 헤드의 호 접선을 중심으로 스윙 할 수 있으며,이 회전 및 스윙은 회전 가능한 다이베이스와 마찬가지로 다양한 튜브 끝 베벨 각도 α를 수용하기위한 것입니다.

물론 각도 α가 변경되면 튜브 직경 크기가 변경되는 경우와 마찬가지로 해당 다이를 별도로 설계해야 하며, 펀칭 아크 R이 변경되면 해당 펀치도 별도로 설계해야 합니다. 베벨 각도 α는 30°~75° 범위 내에서 펀칭할 수 있으며, 튜브 끝단에 여러 개의 R을 서로 비스듬히 펀칭해야 하는 경우 여러 번의 펀칭으로 완성할 수 있습니다.

위에 주어진 금형 구조에서 튜브 끝단의 펀칭에 필요한 모양이 다르기 때문에 다른 금형 구조가 사용되었음을 알 수 있습니다. 이를 위해서는 금형 설계자가 다양한 형태에 따라 튜브 끝단의 끝 모양의 기하학적 특성을 구체적으로 분석하고 연구 한 다음 해당 금형 구조를 영리하게 구상해야합니다. 금형 구조는 펀칭 된 튜브 끝 모양의 기능적 요구 사항을 충족해야 할뿐만 아니라 작동하기 쉽고 안전하며 신뢰할 수 있어야합니다.

III. 프로파일 끝단 펀칭

프로파일의 적용은 점점 더 광범위해지고 있으며, 어떤 종류의 프로파일 부품이든 제조에서 가장 먼저 해결해야 할 문제는 절단 공정입니다. 프로파일 부품은 절단 후 단면 모양에 따라 직각 절단, 45° 절단, 장부 펀칭의 세 가지 주요 유형으로 나눌 수 있습니다. 프로파일 절단은 두 번째 파트인 1장에서 소개했으며, 여기서는 프로파일의 장부 펀칭에 대해서만 설명합니다.

일반적인 장부 단면 모양은 그림 2-2-105에 나와 있습니다. 프로파일 장부 펀칭 다이는 그림 2-2-106에 나와 있으며, 주요 특징은 펀치 모서리가 이중 베벨 스타일로 만들어져 펀치가 아래로 이동할 때 수평 및 수직 절단 동작을 유지하여 웹과 측면을 한 번에 분리하여 공작물을 펀칭하는 것입니다.

일반적으로 펀치 가장자리의 경사는 35°~40°를 선택하는 것이 좋습니다. 다이에는 파트 1, 2, 3으로 구성된 6개의 블록이 좌우 대칭으로 배열된 인서트 구조가 사용됩니다. 인서트 자체가 대칭으로 설계되어 있어 가장자리의 한쪽이 손상되어도 뒤집어서 계속 사용할 수 있습니다.

펀칭하는 동안 그림에서 A로 표시된 위치에 재료를 배치합니다. 펀치 한쪽의 경사 블레이드의 높이가 프로파일의 두 날개의 높이 차이만큼 높아지도록 설계되었으므로 펀치가 아래쪽으로 이동함에 따라 이중 경사 블레이드가 프로파일의 양쪽에 동시에 접촉합니다. 양쪽 접촉 지점의 수평 구성 요소 힘이 동일하므로 다이 작동의 안정성이 향상됩니다.

펀치가 계속 아래쪽으로 이동하면서 펀치의 평평한 바닥이 재료의 웹을 절단하는 동안 펀치의 이중 경사 날은 프로파일의 두 날개를 따라 완전히 절단될 때까지 슬라이스합니다.