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Aug 10, 2023

다이 과학: 스탬핑 프레스의 금속 굽힘 기초, 1부

ZhakYaroslavPhoto/iStock/Getty Images Plus 참고: 이것은 두 부분으로 구성된 1부입니다.

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메모: 이것은 스탬핑 프레스의 금속 굽힘 기본 사항을 살펴보는 2부작 시리즈 중 I부입니다. 여기에서 2부를 읽어보세요.

전문 컨설턴트로서 저는 적절한 굽힘 각도를 얻을 수 없거나, 부품 간 굽힘 각도가 일관되지 않고, 굽은 부품의 반경에 균열이 생기는 등 금속 굽힘 작업에서 금형 문제를 해결해 달라는 요청을 자주 받습니다. 단순해 보이지만 굽힘은 매우 어려울 수 있습니다.

금속 스탬핑 다이에서 수행되는 가장 일반적인 성형 방법 중 하나인 굽힘은 직선 축을 따라 금속을 변형시키는 것과 관련됩니다. (이것은 곡선 축을 사용하는 플랜징과 다릅니다.) 90도 굽힘이 가장 일반적이지만 원하는 굽힘 각도를 얻는 데 사용할 수 있습니다.

탭 및 채널과 같은 항목은 굽힘 공정을 사용하여 생성됩니다. 굽힘을 사용하여 U자형 부품을 만드는 것을 U 성형 또는 채널 성형이라고 합니다.

금속 굽힘의 가장 큰 과제 중 하나는 스프링백입니다. 탄성 회복이라고도 하며, 변형이 가해질 때 재료가 원래의 평평한 모양으로 돌아가는 경향입니다.

구리 및 연강과 같은 금속은 고강도 강철 또는 스프링 강철과 같은 고강도 금속보다 더 부드럽고 스프링백 값이 낮습니다. 금속의 스프링백 값에 관계없이 적절한 최종 굽힘 각도를 얻으려면 원하는 굽힘 각도를 지나서 금속을 구부린 다음 올바른 각도로 돌아갈 수 있도록 해야 합니다. 공구 및 금형 제작자와 엔지니어는 일반적으로 이 프로세스를 과도한 굽힘이라고 부릅니다.

철강 제조업체의 노력에도 불구하고 전체 코일에 걸쳐 금속의 기계적 특성을 일관되게 유지하는 것은 거의 불가능하며 이러한 다양한 특성은 발생하는 스프링백의 양에 영향을 미칩니다.

재료의 항복 강도와 인장 강도가 높을수록 스프링백 값이 증가할 가능성이 높아져 이를 보상하기 위해 더 큰 오버벤딩이 필요합니다. 두께도 차이를 만듭니다. 두꺼운 금속은 동일한 유형의 얇은 금속보다 낮은 스프링백 값을 나타냅니다. 이는 주로 방사형 영역에서 더 많은 양의 재료가 변형되고 가공 경화되었기 때문입니다. 또한, 두꺼운 소재는 얇은 소재보다 본질적으로 더 단단하기 때문에 원래의 형태를 더 효과적으로 유지합니다.

내부 굽힘 반경의 크기도 굽힘 공정 중에 발생하는 스프링백 양에 큰 영향을 미칩니다. 반경이 클수록 스프링백 값이 커지고, 반경이 작을수록 스프링백 양이 줄어듭니다. 그러나 반경이 너무 작으면 장력이 가장 큰 외부 반경에서 금속이 쪼개지는 결과를 초래할 수 있습니다.

모든 코일 재료는 압연되어 있으며 결 방향이 있습니다. 결 방향에 따른 굽힘 또는 성형은 필요한 과도한 굽힘 정도와 반경 방향 영역의 분할 가능성에 영향을 미칩니다. 분할이 우려되는 경우 압연 방향에 평행한 굽힘보다 압연 방향의 가로(결 방향) 굽힘이 더 바람직합니다. 특히 재료가 강도가 높거나 신축성이 떨어지는 경우에는 내부 굽힘 반경의 크기와 압연 방향에 대한 굽힘 방향에 세심한 주의를 기울여야 합니다.

금속 변형 속도도 발생하는 스프링백 양에 영향을 미칩니다. 금속은 변형율에 민감하다는 점을 기억하십시오. 즉, 성형 속도가 다르면 신축량과 신축 분포도 달라집니다.

굽힘을 생성하는 데 사용되는 변형의 유형, 양 및 심각도는 다른 변수입니다. 금속이 변형되거나 가공 경화되면 스프링백이 감소합니다. 인장 변형률과 압축 응력은 굽힘 중에 금속이 늘어나고 압축됨에 따라 자연적으로 생성됩니다. 펀치와 다이 사이에 금속을 압착하여 두께를 줄이고 가공 경화시키는 코이닝과 같은 변형도 생성될 수 있습니다.