펀칭력 계산기 및 공식(온라인 및 무료)
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고품질 스탬핑 부품을 생산하는 비결이 무엇인지 궁금한 적이 있으신가요? 이 블로그 게시물에서는 스탬핑 공정에서 펀치 및 다이 간극이 수행하는 중요한 역할에 대해 자세히 알아보겠습니다. 당사의 전문 기계 엔지니어가 부품 품질을 향상시키고 공구 수명을 연장하기 위해 간격을 최적화하는 데 유용한 인사이트와 실용적인 팁을 공유합니다. 실제 사례를 통해 배우고 이 분야의 최신 기술을 알아볼 준비를 하세요!
펀치 및 다이 간극은 금속 펀칭 작업에서 펀치의 절삭 날과 다이의 절삭 날 사이의 의도적인 간격 또는 거리를 의미합니다. 이 간격은 면당 재료 두께의 백분율로 표시되며 금속 성형 공정에서 중요한 파라미터입니다. 이 간격은 재료를 적절하게 절단하고 분리하여 구멍이나 모양을 정밀하게 만들 수 있도록 보장합니다.
올바른 펀치 및 다이 간격을 결정하는 것은 여러 가지 이유로 중요합니다. 첫째, 펀칭된 구멍이나 모양의 정확도와 품질에 직접적인 영향을 미쳐 버나 변형을 최소화하면서 깨끗하고 정밀한 모서리를 보장합니다. 예를 들어 두께가 1/8인치(0.125인치)인 연강에 구멍을 펀칭할 때 일반적인 간격은 10%로 설정되어 총 간격이 0.0125인치(측면당 0.00625인치)가 될 수 있습니다. 이 계산은 최종 제품의 품질을 유지하는 데 매우 중요합니다.
또한 적절한 간격은 펀치와 다이의 수명을 연장하는 데 도움이 됩니다. 간격을 적절하게 설정하면 공구의 스트레스와 마모가 줄어들어 파손 위험과 잦은 교체 필요성을 최소화할 수 있습니다. 이는 공구 마모가 다운타임과 비용 증가로 이어질 수 있는 대량 생산 환경에서 특히 중요합니다.
안전은 또 다른 중요한 요소입니다. 적절한 간격은 펀칭 과정에서 사고로 이어질 수 있는 공구의 균열이나 파손과 같은 위험한 상황을 방지하는 데 도움이 됩니다. 또한 필요한 톤수와 펀칭력을 줄여 전반적인 작업 안전성을 향상시킵니다.
최적의 펀치 및 다이 간격을 결정하는 데는 여러 가지 요소가 영향을 미치며, 각 요소는 제조에서 원하는 결과를 달성하는 데 중요한 역할을 합니다. 정확한 계산을 위해서는 이러한 요소를 이해하는 것이 필수적입니다.
재료 유형과 두께가 주요 고려 사항입니다. 알루미늄, 연강, 스테인리스강 등 소재에 따라 다양한 특성을 나타내므로 서로 다른 간격 값이 필요합니다. 예를 들어, 알루미늄과 같이 부드러운 소재는 스테인리스 스틸과 같이 단단한 소재에 비해 더 적은 간격이 필요할 수 있으며, 전단에 대한 저항력을 높이기 위해 더 큰 간격이 필요할 수 있습니다.
재료 경도는 간극에도 큰 영향을 미칩니다. 재료가 단단할수록 펀칭 과정에서 더 많은 마찰과 열이 발생하여 공구 마모와 변형이 발생할 수 있습니다. 따라서 펀치 또는 다이의 손상 없이 효과적인 전단을 보장하려면 간격을 적절히 조정해야 합니다. 예를 들어, 단단한 소재의 경우 두께의 15%의 간격이 필요하지만, 부드러운 소재의 경우 5%만 필요할 수 있습니다.
펀치와 금형에 사용되는 재료 자체도 적절한 간극을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 공구 재료의 호환성과 특성은 성능에 영향을 미쳐 공구의 수명에 영향을 미칠 수 있습니다.
펀칭되는 구멍 또는 컷의 크기와 형상에 따라 필요한 간격이 결정됩니다. 더 복잡한 모양일수록 효과적인 재료 분리를 위해 간격을 정밀하게 조정해야 합니다.
마지막으로, 간극 값을 선택할 때 고려해야 할 사항은 예상되는 공구 수명입니다. 공구의 예상 수명에 따라 조정하여 최적의 성능과 공구 내구성 간에 균형을 이루어야 합니다.
다이 간극을 계산하는 공식에는 일반적으로 재료 두께의 백분율이 포함됩니다. 일반적인 업계 가이드라인에서는 재료 유형 및 경도와 같은 요인에 따라 조정하여 한 면당 재료 두께의 범위를 5% ~ 20%로 제안합니다.
이러한 요소를 이해하고 펀치 및 다이 간격을 정확하게 계산하는 것은 고품질의 결과를 얻고 공구 수명을 연장하며 제조에서 안전하고 효율적인 펀칭 작업을 보장하는 데 매우 중요합니다.
CNC 펀칭기와 CNC 터렛 펀칭기는 전단 균열 조인트를 생성하고 균형 잡힌 블랭킹 힘을 유지하며 우수한 펀칭 품질을 보장하고 금형의 수명을 연장 할 수 있습니다.
최적의 결과를 얻으려면 펀치 및 다이 간극 표(표 1 참조)를 참조하는 것이 좋습니다.
표 1. 펀치 및 클리어런스 차트
단위: mm
| 두께 | 연강 | 스테인리스 | 알루미늄* |
| 0.8 | 0.15-0.20 | 0.20-0.24 | 0.15-0.16 |
| 1.0 | 0.20-0.25 | 0.25-0.30 | 0.15-0.20 |
| 1.5 | 0.30-0.38 | 0.37-0.45 | 0.22-0.30 |
| 2.0 | 0.40-0.50 | 0.50-0.60 | 0.30-0.40 |
| 2.5 | 0.50-0.63 | 0.62-0.75 | 0.37-0.50 |
| 3.0 | 0.60-0.75 | 0.75-0.90 | 0.45-0.60 |
| 3.2 | 0.64-0.80 | 0.80-0.96 | 0.48-0.64 |
| 3.5 | 0.70-0.88 | 0.88-1.05 | 0.53-0.70 |
| 4.0 | 0.80-1.00 | 1.00-1.20 | 0.60-0.80 |
| 4.5 | 0.90-1.13 | 1.13-1.35 | 0.68-0.90 |
| 5.0 | 1.00-1.25 | – | 0.75-1.00 |
| 5.5 | 1.10-1.38 | – | 0.83-1.10 |
| 6.0 | 1.20-1.50 | – | 0.90-1.20 |
* 구리 및 황동에도 적용 가능
다이 클리어런스 값 선택 CNC 펀칭기 또는 CNC 터렛 펀칭기는 일반적으로 경험적 공식과 차트를 사용하여 수행됩니다.
재료, 크기, 정확도 요구 사항 등 다양한 제품을 잘 이해하고 있는 숙련된 스탬핑 금형 제작자 및 설계자는 검증된 제품을 생산하고 수리 시간을 단축하기 위해 금형을 설계하는 방법을 알고 있습니다.
펀치와 다이 사이의 간격은 스탬핑된 부품의 품질과 수명에 큰 영향을 미칩니다. 스탬핑 다이.
따라서 스탬핑 다이를 설계할 때는 스탬핑된 부품의 품질과 정확성을 보장하기 위해 합리적인 간격을 선택해야 합니다.
치수 정확도가 높은 부품에는 더 작은 간격 값을 사용해야 하며 수직도 요구 사항을 충족하는 반면, 정확도 요구 사항이 낮은 부품에는 더 큰 간격 값을 사용하여 펀칭력을 줄이고 스탬핑 다이의 수명을 개선할 수 있습니다.
펀치 및 다이 간격을 결정하는 방법에는 경험에 의한 방법과 공식에 의한 방법 두 가지가 있습니다.
새 스탬핑 다이를 설계하고 제조할 때는 생산 편차와 사용 중 마모를 고려하여 최소한의 합리적인 간극 값을 사용해야 합니다.
생산 공정에서 스탬핑 다이가 지속적으로 마모되어 간격이 증가하므로 간격을 합리적인 범위로 유지하는 것이 중요합니다.
재료 두께에 대한 다이 간격의 백분율입니다:
다이의 최소 사용 수명: 15%
최적의 간격: 20~25%
긴 금형 수명 30%
헤비 듀티 다이 클리어런스: 30%
(표 1) 권장 다이 간극 표
| 두께 (mm) | 알루미늄 (mm) | 연강 (mm) | 스테인리스 스틸 (mm) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 0.15 | 0.20 | 0.20 |
| 1.50 | 0.23 | 0.30 | 0.40 |
| 2.00 | 0.30 | 0.40 | 0.50 |
| 3.00 | 0.60 | 0.75 | 0.90 |
| 4.00 | 0.80 | 1.00 | 1.20 |
| 5.00 | 1.00 | 1.25 | 1.75 |
| 6.35 | 1.60 | 2.00 | 2.22 |
이 값은 다음 펀치 및 다이 클리어런스 공식에 따라 계산할 수 있습니다:
부드러운 소재:
단단한 소재:
더 읽어보기:
금형 수명 연장 ◆ 금형 수명 연장
좋은 재료 반환 효과
발생되는 버가 작습니다.
더 깨끗하고 깔끔한 구멍 만들기
고착 가능성 줄이기
공작물 레벨링 ◆ 공작물 레벨링
구멍의 위치가 더 정확합니다.
지나치게 크거나 작은 다이 간격이 스탬핑된 부품의 품질에 미치는 영향은 주로 다음과 같은 측면에 반영됩니다:
다이 간격이 너무 큰 경우:
다이 간격이 너무 작은 경우:
다이 간극의 적절성은 스탬핑 부품의 품질을 보장하는 데 매우 중요합니다. 간격이 과도하거나 부족하면 공작물의 변형, 치수 편차, 표면 손상, 다이 수명 단축 등 부품의 품질에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다.
따라서 금형을 설계하고 조정할 때 특정 스탬핑 요구 사항과 재료 특성을 고려하여 금형 간극을 정밀하게 제어함으로써 스탬핑 부품의 품질과 금형의 장기적인 사용을 보장해야 합니다.
예제 계산을 자세히 살펴보기 전에 금속 펀칭 작업과 관련된 주요 개념을 명확히 하는 것이 중요합니다. "펀치 및 다이 간극"은 펀치와 다이 사이의 의도적인 간격을 의미하며, 소재를 깔끔하게 절단할 수 있도록 합니다. "블랭킹 작업"에서 펀치는 재료에서 슬러그를 절단하여 구멍을 만들고, 다이가 재료를 지지하고 안내하는 동안 펀치는 재료를 절단합니다. "간격 계수"는 필요한 간격을 계산하는 데 사용되는 재료 두께의 백분율입니다.
펀치 및 다이 간격을 정확하게 계산하는 것은 금속판에 정확하고 깨끗한 구멍을 뚫는 데 매우 중요합니다. 정확한 간격이 없으면 펀칭 작업 시 버, 변형 또는 부정확한 크기의 구멍이 발생할 수 있습니다. 따라서 필요한 간격을 이해하고 계산하는 것은 고품질 펀칭 작업을 보장하기 위한 기본 요소입니다.
이 섹션에서는 1/2인치 두께의 연강판에 9/16인치 구멍을 펀칭하는 데 필요한 펀치 및 다이 간격을 결정하는 단계별 계산 예제를 살펴봅니다. 이 예는 정확하고 효과적인 펀칭 작업을 보장하는 프로세스를 설명합니다.
이 단계를 따르면 제조업체는 연강에 정밀하고 깨끗한 구멍을 뚫어 고품질의 결과물과 최적의 공구 수명을 보장할 수 있습니다. 이 계산 예는 효과적인 금속 펀칭 작업을 위해 펀치 및 다이 간격을 정확하게 결정하는 것이 얼마나 중요한지 보여줍니다.
금속 펀칭 작업에서 펀치 및 금형 간극의 결정은 제조에서 원하는 결과를 달성하는 데 중요한 역할을 하는 몇 가지 중요한 요소의 영향을 받습니다. 정확하고 효과적인 간격 계산을 위해서는 이러한 요소를 이해하는 것이 필수적입니다.
다이 간극은 펀칭 작업 중 펀치와 다이 사이의 간격을 의미합니다. 이 간격은 깔끔한 절단을 달성하고 공구 마모를 줄이며 제품 품질을 유지하는 데 매우 중요합니다. 다양한 요인이 다양한 펀칭 애플리케이션에 필요한 최적의 간격에 영향을 미칩니다.
펀칭되는 재료의 유형과 특성은 다이 간극 설계에 큰 영향을 미칩니다. 재료마다 최적의 성능과 제품 품질을 보장하기 위해 서로 다른 간격이 필요합니다.
스테인리스 스틸, 알루미늄, 구리, 고강도 강철과 같은 소재는 고유한 특성을 지니고 있어 서로 다른 간격 값이 필요합니다. 예를 들어 스테인리스 스틸과 같은 단단한 소재는 소재 파손과 금형의 과도한 마모를 방지하기 위해 더 큰 간격이 필요합니다. 반대로 알루미늄이나 구리와 같은 부드러운 소재는 매끄러운 전단 표면을 얻기 위해 간극이 약간 더 작을 수 있습니다. 예를 들어 1mm 두께의 스테인리스 스틸을 펀칭할 때는 0.1mm(10%)의 간격이 적합하지만, 1mm 알루미늄의 경우 0.05mm(5%)의 간격이면 충분할 수 있습니다.
재료의 두께는 간격을 결정하는 데 중요한 요소입니다. 기존 금속 펀칭은 종종 한 면당 재료 두께의 5% ~ 10%로 간격을 설정하는 업계 표준을 따릅니다. 정밀 금속 펀칭의 경우, 버를 줄이고 고품질 전단 표면을 얻기 위해 간격을 5%까지 낮출 수 있습니다. 고급 고강도 강철은 최적의 모서리 품질과 버를 최소화하기 위해 측면당 21%의 간극이 필요할 수 있습니다. 예를 들어, 2mm 두께의 고강도 강판을 펀칭하려면 측면당 0.42mm(21%)의 간격이 필요할 수 있습니다.
펀칭되는 재료의 경도는 공구 마모와 안전 거리에 큰 영향을 미칩니다. 경화강과 같이 단단한 재료는 일반적으로 펀치와 다이에 가해지는 응력을 줄여 공구 수명을 연장하기 위해 더 큰 간격이 필요합니다. 구리나 황동과 같이 부드러운 소재는 더 작은 간격을 가질 수 있습니다. 예를 들어 티타늄과 같은 단단한 소재를 펀칭할 때는 구리와 같은 부드러운 소재에 비해 더 큰 간격이 필요할 수 있습니다.
펀치와 금형에 사용되는 재료의 호환성과 특성도 적절한 간격을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 내마모성이 뛰어난 고속강(HSS) 또는 카바이드 펀치는 부드러운 소재로 제작된 공구에 비해 더 엄격한 간격을 허용할 수 있습니다. 펀치 및 다이 소재의 선택은 전반적인 성능, 공구 수명에 미치는 영향 및 최종 제품의 품질에 영향을 미칩니다.
펀칭되는 구멍 또는 컷의 크기와 형상에 따라 필요한 간격이 결정됩니다. 더 복잡한 모양일수록 효과적인 재료 분리를 보장하고 원하는 가장자리 품질을 달성하기 위해 간격을 정밀하게 조정해야 합니다. 예를 들어, 반경이 좁은 복잡한 형상의 경우 공구 모서리에 가해지는 추가적인 응력을 고려하여 간격을 약간 늘려야 할 수 있습니다.
공구 수명을 예측하는 것은 안전거리 값을 결정할 때 중요한 고려 사항입니다. 최적의 성능과 공구 내구성 사이에 균형을 맞춰야 합니다. 공구의 예상 수명을 기준으로 간격을 조정해야 합니다. 예를 들어, 긴 공구 수명이 필요한 경우 마모를 줄이고 펀치와 다이의 수명을 연장하기 위해 약간 더 큰 간격을 사용할 수 있습니다.
제조업체는 이러한 요소를 종합적으로 고려하여 펀치 및 다이 간격을 최적화할 수 있습니다. 예를 들어, 고강도 강철로 작업할 때는 더 큰 간격을 선택하고 내마모성 펀치 및 다이 재료를 사용하면 공구 수명과 제품 품질을 향상시킬 수 있습니다. 반대로, 더 부드러운 소재의 경우 더 좁은 간격을 사용하면 더 깔끔한 절삭을 달성하고 버 형성을 줄일 수 있습니다.
금형 간극을 조정하는 최신 기술과 방법에는 다양한 방법이 있으며, 그 주된 목적은 합리적인 금형 간극을 보장하고 제품 품질을 개선하며 금형 수명을 연장하는 것입니다. 다음은 몇 가지 구체적인 방법과 기술입니다:
조정 나사 방식: 이는 편리하게 힘을 가하는 나사와 함께 금형 강철의 탄성을 활용하여 금형의 립 개구부를 조정하여 개구부 간격에 변화를 일으키는 일반적인 방법입니다.
상단 및 하단 플레이트 거리 조정: 벤딩 머신 세그먼트 차이 금형의 조정에서 먼저 상단 플레이트와 하단 플레이트 사이의 거리를 조정하여 필요한 세그먼트 차이 간격을 얻은 다음 금형을 프레스에 넣어 제품의 품질과 크기가 요구 사항을 충족하는지 관찰하고 확인합니다.
오목-볼록 몰드 간격 조정: 오목한 금형과 볼록한 금형 사이의 간격을 조정하여 불량품 생산을 효과적으로 줄일 수 있습니다. 또한 오목 금형의 에어 쿠션 압력을 조정하거나 볼록 금형 R을 트리밍하거나 볼록 금형의 음각을 조정하여 반동을 줄임으로써 금형의 성능을 더욱 최적화할 수 있습니다.
전문 디자인 도구 사용: 예를 들어 솔리드웍스의 입력 진단 도구는 면 사이의 간격 문제와 같은 모델의 결함을 식별하여 설계 단계에서 이러한 문제를 방지하는 데 도움이 됩니다.
비가이드 펀치 설치 및 조정: 비 가이드 펀치의 설치 및 조정은 비교적 복잡하여 펀치를 프레스 중앙에 배치하고 블록으로 지지해야 하며, 프레스 슬라이더의 너트를 조정하여 조정을 완료해야 합니다.
금형 간극 재조정: 금형 간극이 너무 크거나 고르지 않은 경우 금형의 정상적인 작동과 제품 품질을 보장하기 위해 금형 간극을 재조정해야 합니다.
금형 간극 측정의 정밀도를 높이기 위해 현재 사용되는 고급 측정 기법에는 다음이 포함됩니다:
1. 3D 스캐닝 기술:
이 비접촉 측정 방법은 광학 원리 또는 레이저 간섭 원리를 사용하여 주조 금형의 전체 스캔을 수행하여 고정밀 3차원 데이터를 얻습니다. 기존의 접촉식 측정 방식에 비해 3D 스캐닝 기술은 더 빠르고 정확한 결과를 제공할 수 있습니다.
또한 광학 및 비접촉식 3차원 레이저 스캐닝 기술은 빠르고 정확하게 측정하여 원본 CAD와 비교하여 기하학적 치수 및 공차(GD&T)를 결정함으로써 제조업체가 금형 품질을 정기적으로 모니터링하고 문제를 식별 및 수정할 수 있도록 도와줍니다.
2. 좌표 측정기:
고급 센서 기술과 측정 알고리즘을 통해 일반적으로 미크론 수준의 높은 수준의 측정 정밀도를 제공합니다. 이 장치는 특히 SMC 금형의 고정밀 제품 측정 요구 사항에 적합하며, 품질을 정확하게 제어하고 생산 공정을 최적화합니다.
3. 실시간 측정 메커니즘:
여기에는 특히 유리 몰드 간격을 실시간으로 측정하는 메커니즘이 포함됩니다. 이 기술은 기존 기술에서 금형 간극을 측정하는 방식을 바꿔 전체 주조 시스템의 생산 효율과 품질을 개선합니다.
4. 스탬핑 금형 폐쇄 간격 모니터링 방법:
구체적인 실험 검증을 통해 이 방법은 0.01mm에 이르는 정밀도로 금형 폐쇄 간격을 정확하게 측정할 수 있습니다. 이는 다양한 스탬핑 금형 폐쇄 간격 모니터링에 적용 가능하며 금형 설치 및 디버깅 시간을 단축하고 스탬핑 부품의 품질을 개선하며 비용을 절감 할 수 있음을 나타냅니다.
금형 제조 공정에서 금형 간극 문제를 효과적으로 예방하고 제어하는 것은 복잡하지만 매우 중요한 작업입니다. 다음은 적용할 수 있는 몇 가지 방법입니다:
디자인 단계에서의 고려 사항
스탬핑 금형을 설계하고 제조할 때는 수형과 암형 금형 사이에 적절한 간격을 확보하는 것이 중요합니다. 이렇게 하면 간극의 일관성을 유지하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 제조 공정도 간소화됩니다. 또한 불규칙한 모양의 부품의 경우 수형과 암형의 작업 부품의 치수와 공차를 정확하게 결정해야 합니다.
가공 정확도 제어:
최소한의 스탬핑 간극(예: 1μm)을 보장하려면 공작물의 정확도가 주변 온도와 상당한 관련이 있으므로 작업장 온도를 엄격하게 제어해야 합니다. 즉, 온도 제어는 정밀 가공 시 핵심 요소 중 하나입니다.
금형 조정 기술 적용:
금형 표면 간극 문제는 변형 처리 조정 방법을 통해 해결할 수 있습니다. 여기에는 금형 표면 처리 조정에 대한 논의와 조정된 금형 표면을 얻는 것이 포함됩니다. 또한 프레스 평면 국부 압력 보정 및 기타 실현 가능한 금형 표면 간극 조정 솔루션과 같은 방법을 사용할 수 있습니다.
버를 피하는 기술:
양면 버가 없는 네거티브 클리어런스 스탬핑 중 제거하기 어려운 버 문제가 발생하면 금형에서 디버링 공정을 수행하여 이러한 버를 제거할 수 있습니다.
금형 간극 설계:
금형 간극을 설계할 때 계산 방법을 사용하여 열 변형으로 인한 간극 변화량을 결정하여 금형의 가공 및 조립 시간을 단축할 수 있습니다.
전선 단선 방지:
고속 와이어 절단 방전 가공을 사용하는 동안에는 접촉 불량으로 인한 와이어 파손을 방지하기 위해 전도성 블록과 전극 와이어 사이의 접촉에 주의를 기울여야 하며, 이는 가공 공정의 연속성과 안정성을 유지하는 데 매우 중요합니다.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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