판금 벤딩: 알아야 할 모든 것 설명

금속판을 복잡한 형태로 성형하는 예술과 과학에 대해 궁금한 적이 있나요? 이 매혹적인 블로그 게시물에서는 판금 절곡의 매혹적인 세계에 대해 자세히 살펴봅니다. 당사의 전문 기계 엔지니어가 다양한 절곡 기술, 재료 및 장비에 숨겨진 비밀을 공개하며 이 중요한 제조 공정에 대한 이해를 바꿀 수 있는 귀중한 통찰력을 제공합니다.

판금 절곡에 대해 알아야 할 모든 것

목차

판금 벤딩은 선형 축을 따라 각도를 변경하여 금속 시트 또는 패널의 형상을 변경하는 기본적인 성형 공정입니다. 이 다용도 기술은 V자형, U자형 및 복잡한 구성을 포함한 다양한 프로파일을 제작할 수 있어 자동차, 항공우주, 건설 등의 산업에서 다양한 부품을 제작할 수 있습니다.

관련 읽기: V자 및 U자 굽힘력 계산기

판금 절곡 작업에는 금형 절곡과 금형 절곡의 두 가지 주요 방법이 있습니다. 브레이크 누르기 굽힘. 각 방법은 고유한 장점을 제공하며 특정 제작 시나리오에 적합합니다:

  1. 몰드 벤딩:
    • 복잡한 형상과 복잡한 구조를 가진 컴포넌트에 이상적입니다.
    • 소량 프로토타이핑 및 대량 생산 실행에 모두 적합
    • 맞춤 설계된 금형을 활용하여 정밀하고 반복 가능한 결과물 제공
    • 뛰어난 치수 안정성과 일관된 부품 품질 제공
  2. 브레이크 굽힘을 누릅니다:
    • 대형 판금 구조물 및 구성 요소에 최적
    • 유연성이 뛰어나 다양한 벤드 프로파일 간에 빠르게 전환할 수 있습니다.
    • 중소규모 생산량에 비용 효율적
    • 조정 가능한 툴링을 통해 굽힘 각도 및 반경을 보다 효과적으로 제어할 수 있습니다.

이러한 방법 중 선택은 부품 복잡성, 생산량, 재료 특성 및 필요한 공차와 같은 요소에 따라 달라집니다. 두 기술 모두 고유한 원리를 사용하며 현대 금속 제조 공정의 특정 응용 분야 요구 사항을 충족하는 고유한 특성을 제공합니다.

판금 부품 예시

I. 재료 및 일반 금속

판금 절곡은 현대 제조에서 중요한 공정으로, 재료 선택이 제품 성능과 비용 효율성에 중추적인 역할을 합니다. 이 섹션에서는 판금 절곡에 가장 널리 사용되는 금속을 살펴보고, 성형성과 최종 제품 품질에 영향을 미치는 특성, 용도 및 고유한 특성을 자세히 설명합니다.

Steel

철-탄소 합금인 강철은 비용 대비 강도가 뛰어나고 다양한 용도로 인해 판금 제조의 초석으로 남아 있습니다. 다양한 강종은 다양한 벤딩 애플리케이션에 적합한 다양한 특성을 제공합니다:

연강(저탄소강): 0.05%~0.25% 카본이 함유되어 있어 성형성과 용접성이 뛰어납니다. 항복 강도가 낮아 쉽게 구부릴 수 있어 자동차 차체 패널, 구조 부품 및 일반 제작에 이상적입니다. 하지만 부식에 취약하기 때문에 많은 용도에 보호 코팅이 필요합니다.

스테인리스 스틸: 최소 10.5% 크롬으로 합금된 스테인리스 스틸은 자가 치유 크롬 산화물 층을 형성하여 우수한 내식성을 제공합니다. 일반적인 등급은 다음과 같습니다:

  • 304(오스테나이트): 성형성과 내식성이 뛰어나 식품 가공 장비 및 의료 기기에 널리 사용됩니다.
  • 316(오스테나이트): 몰리브덴 함량으로 인해 내식성이 향상되어 해양 및 화학 처리 환경에 선호됩니다.
  • 430(페라이트계): 성형성이 좋은 자석으로 자동차 트림 및 가전제품에 자주 사용됩니다.

고강도 저합금(HSLA) 강철: 니오븀이나 바나듐과 같은 미세 합금 원소를 통해 연강에 비해 향상된 강도와 성형성을 제공합니다. HSLA 강재는 구조적 무결성을 유지하면서 무게를 줄이기 위해 자동차 및 항공우주 산업에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

알루미늄

알루미늄 합금은 경량, 내식성, 성형성이 최적의 균형을 이루고 있어 경량화와 내구성을 우선시하는 산업에서 없어서는 안 될 소재입니다:

합금 5052: 성형성과 내식성이 뛰어나 해양 분야, 전자 인클로저 및 연료 탱크에 일반적으로 사용됩니다.

합금 6061: 강도와 용접성이 우수하여 구조 부품, 운송 장비 및 기계 부품에 널리 사용됩니다.

합금 3003: 성형성이 높고 강도가 적당하여 일반 판금 작업, HVAC 부품 및 조리기구에 이상적입니다.

판금 벤딩에서 알루미늄의 주요 장점은 다음과 같습니다:

  • 우수한 중량 대비 강도 비율로 경량 설계 가능
  • 산화물 층 형성을 통한 자연 내식성
  • 아노다이징 및 파우더 코팅을 포함한 다양한 표면 마감 기법과의 호환성
  • 뛰어난 열 및 전기 전도성

구리

구리는 높은 전기 전도도, 열 관리 특성, 성형성이라는 독특한 조합으로 특정 애플리케이션에서 대체 불가능한 소재입니다:

  • 전기 전도도: 100% IACS(국제 어닐링 구리 표준), 전기 애플리케이션의 벤치마크를 설정합니다.
  • 열 전도성: 401W/(m-K), 열 관리 시스템에서 효율적인 열 방출 가능
  • 고유한 항균 특성으로 의료 및 공공장소 애플리케이션에 적합합니다.

판금 굽힘에 사용되는 일반적인 구리 등급은 다음과 같습니다:

  • C11000(전해질 터프 피치): 전기 버스바 및 루핑에 사용되는 높은 전도성
  • C12200(DHP 구리): 우수한 성형성, 배관 및 HVAC 애플리케이션에 이상적

황동

주로 구리와 아연으로 구성된 합금인 황동은 기능적, 미적 응용 분야 모두에서 가치 있는 독특한 특성을 제공합니다:

  • 가공성과 성형성이 뛰어나 복잡한 모양과 섬세한 디테일을 구현할 수 있습니다.
  • 내식성, 특히 담수 환경에서의 내식성
  • 장식 및 건축 요소에 자주 사용되는 매력적인 황금색 외관

판금 굽힘에 사용되는 일반적인 황동 합금:

  • C26000(카트리지 황동): 70% Cu, 30% Zn; 우수한 성형성, 하드웨어 및 탄약 케이스에 사용됨.
  • C36000(자유 절삭 황동): 납 함유로 가공성 향상, 정밀 부품에 이상적

판금 절곡을 위한 재료를 선택할 때는 재료 특성뿐만 아니라 굽힘 반경, 스프링백 보정, 응력 균열 가능성 등 특정 절곡 요구 사항도 고려해야 합니다. 고급 유한 요소 분석(FEA) 및 시뮬레이션 도구는 재료 선택 및 벤딩 파라미터를 최적화하여 복잡한 판금 성형 작업에서 성공적인 결과를 보장하는 데 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

II. 굽힘 기술

에어 벤딩

에어 벤딩은 판금 제조에 널리 사용되는 다목적 기술입니다. 이 공정은 V자형 입구가 있는 다이에 공작물을 배치하고 펀치가 내려가면서 제어된 압력을 가하는 방식으로 이루어집니다. 펀치가 관통하면서 판금이 탄성 및 소성 변형되어 구부러집니다. 최종 굽힘 각도는 펀치 관통 깊이, 재료 특성(항복 강도 및 두께 등), 다이 개구부 폭에 따라 결정됩니다. 에어 벤딩의 주요 장점은 다음과 같습니다:

  • 단일 도구 세트로 다양한 각도를 구현할 수 있어 툴링 비용 절감
  • 향상된 유연성으로 도구 교체 없이 빠르게 각도를 조정할 수 있습니다.
  • 판금이 금형 모양에 완전히 부합하지 않아 금형 마모 감소
  • 최소 톤수 요구 사항으로 더 작은 용량의 프레스 브레이크 사용 가능

코인 채굴

코이닝은 상당한 힘을 사용하여 판금을 다이 캐비티로 소성 변형시키는 정밀 절곡 기술입니다. 코이닝 공정 중에 펀치와 다이가 함께 압착되고 그 사이에 공작물이 끼워지면서 재료가 흐르고 툴링 형상에 정확하게 맞도록 합니다. 이 방법은 여러 가지 이점을 제공합니다:

  • ±0.1°의 엄격한 허용 오차로 탁월한 정확도와 반복성을 제공합니다.
  • 완전한 소성 변형으로 인한 스프링백 효과 대폭 감소
  • 가공 경화를 통해 굽힘 부위의 소재 강도 증가
  • 한 번의 작업으로 복잡한 양식과 엠보싱 기능을 생성하는 기능

3점 굽힘

3점 굽힘은 재료 테스트와 실제 제작 애플리케이션 모두에 사용되는 기본 기술입니다. 이 방법에서는 판금을 두 지점에서 지지하고, 지지대 사이의 세 번째 지점에서 제어된 힘을 가합니다. 이 접근 방식은 다음을 제공합니다:

  • 시편 또는 공작물 전체에 응력 및 변형률의 균일한 분포
  • 항복 강도 및 탄성 계수를 포함한 굽힘 하중 하에서의 재료 거동에 대한 귀중한 인사이트 제공
  • 다양한 재료와 두께를 테스트할 수 있는 다용도성
  • 프로덕션 환경에서 정밀하고 반복 가능한 벤드를 생성하는 기능
  • 유한 요소 분석(FEA) 및 컴퓨터 지원 엔지니어링(CAE) 시뮬레이션에 유용한 데이터

V-다이 벤딩

V-다이 벤딩은 판금 산업의 초석이 되는 기술로, 다목적성과 정밀성의 균형을 제공합니다. 이 공정은 V자형 펀치와 해당 다이를 사용하여 압력을 가하여 원하는 굽힘 각도를 형성합니다. V-다이 벤딩의 주요 특징은 다음과 같습니다:

  • 일반적인 허용 오차가 ±0.5° ~ ±1°인 높은 정밀도와 정확도
  • 툴링의 고정된 형상으로 인해 여러 부품에 걸쳐 일관성 유지
  • 다양한 금형 크기와 펀치 관통력에 따라 다양한 굽힘 반경과 각도가 가능합니다.
  • 다양한 재료 두께와 유형을 처리할 수 있는 능력
  • 코인과 비교하여 민감한 재료에 대한 마킹 감소

III. 벤딩 장비

브레이크 누르기

프레스 브레이크는 복잡한 형상을 생산할 때 높은 정밀도와 반복성을 제공하는 다목적 판금 절곡기입니다. 펀치 및 다이 시스템을 사용하여 공작물에 집중된 힘을 가하여 정확한 벤딩을 생성합니다. 최신 프레스 브레이크는 유압식, 기계식, 전기 서보 구동식 모델 등 다양한 구성으로 제공되며, 각 모델은 특정 생산 요구 사항을 충족합니다.

유압식: 스트로크 내내 일관된 힘을 제공하므로 고강도 작업에 이상적입니다.
기계식: 고속 작동을 제공하여 간단한 부품의 대량 생산에 적합합니다.
전동 서보: 정밀 부품에 적합한 뛰어난 정확도와 에너지 효율성을 제공합니다.

프레스 브레이크의 용량은 작업 길이, 톤수, 제어 시스템의 정교함 등의 요인에 따라 결정됩니다. 고급 CNC 제어 프레스 브레이크는 복잡한 다축 벤딩, 공구 교환, 실시간 힘 모니터링을 통해 최적의 결과를 얻을 수 있습니다.

접는 기계

패널 벤더라고도 하는 폴딩 머신은 크고 복잡한 판금 부품을 효율적으로 생산할 수 있도록 설계된 특수 장비입니다. 클램핑 빔을 사용하여 공작물을 고정하고 접이식 블레이드를 사용하여 정밀한 구부림을 만듭니다. 이 설계 덕분에 재료를 재배치하지 않고도 큰 판재를 조작하고 여러 굽힘을 만들 수 있습니다.

수동: 숙련된 기술자가 소량 생산 또는 프로토타입 제작을 위해 운영합니다.
자동화: 최소한의 작업자 개입으로 대량의 복잡한 부품을 생산할 수 있는 CNC 제어 기능을 갖추고 있습니다.

폴딩 머신은 알루미늄, 스테인리스강, 아연도금강 등 다양한 소재를 처리하는 데 탁월합니다. 독특한 설계로 인해 민감한 소재의 마킹이 줄어들고 기존 프레스 브레이크에 비해 플랜지 길이가 짧은 부품을 생산할 수 있는 경우가 많습니다.

벤딩 다이

벤딩 다이는 판금 성형에서 중요한 구성 요소로, 최종 부품의 형상, 정확도 및 표면 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 금형은 공구강, 카바이드 강화 합금 또는 텅스텐 카바이드와 같은 고성능 소재로 제조되어 수명을 보장하고 반복 사용 시에도 정밀도를 유지합니다.

V-다이: 다목적이며 에어 벤딩 및 바닥 벤딩에 널리 사용됩니다. 다양한 굽힘 반경을 구현하기 위해 다양한 각도로 사용할 수 있습니다.
회전식 벤딩 다이: 마찰을 크게 줄여주는 회전 요소가 있어 긁힘이 발생하기 쉬운 소재나 사전 마감된 표면으로 작업할 때 이상적입니다.
와이핑 다이: 와이핑 작업을 사용하여 복잡한 프로파일과 채널 제작에 자주 사용되는 반경이 좁은 굴곡을 만듭니다.

고급 금형 설계에는 재료 제어 개선을 위한 스프링 장착 압력 패드 또는 대량 생산 환경에서 공구 수명 연장을 위한 카바이드 인서트와 같은 기능이 포함될 수 있습니다. 적절한 금형을 선택하는 것은 원하는 공차를 달성하고 스프링백을 최소화하며 전반적인 절곡 효율을 최적화하는 데 매우 중요합니다.

IV. 표준 및 인증

ISO 표준

판금 절곡 작업은 품질, 안전 및 일관성을 보장하기 위해 특정 국제 표준을 준수해야 합니다. 국제표준화기구(ISO)는 이러한 규정을 개발하고 유지 관리합니다. 판금 벤딩의 경우 관련 표준에는 다음이 포함됩니다:

ISO 9013: 이 표준은 절곡 전 판금 준비에 자주 사용되는 레이저 절단 및 플라즈마 절단을 포함한 열 절단 방법에 대한 요구 사항을 지정합니다. 이 표준은 열 절단 표면의 품질 특성, 기술 납품 조건 및 공차를 정의합니다.

ISO 16630: 이 표준은 판금 재료의 구조적 무결성과 기계적 특성을 검증하는 데 사용되는 기계적 테스트 방법을 정의합니다. 특히 관형 금속 제품의 성형성 및 연성을 평가하는 데 중요한 튜브 평탄화 테스트 수행 절차에 대한 개요를 설명합니다.

ISO 7438: 이 표준은 굽힘 작업에 사용되는 판금의 연성 및 성형성을 평가하는 데 필수적인 금속 재료에 대한 굽힘 시험 방법을 설명합니다.

ISO 6892-1: 이 표준은 상온에서 금속 재료의 인장 시험 방법을 지정하여 굽힘 거동에 영향을 미치는 재료 특성에 대한 귀중한 데이터를 제공합니다.

ISO 표준을 준수하면 판금 절곡 작업에서 다양한 산업 및 응용 분야를 위한 신뢰할 수 있는 고품질 제품을 생산하는 동시에 국제 무역 및 협업을 촉진할 수 있습니다.

ASTM 표준

미국 재료 시험 협회(ASTM)는 표준을 제정하고 유지함으로써 판금 절곡 산업에서 중요한 역할을 담당하고 있습니다. 판금 절곡과 관련된 ASTM 표준은 다음과 같습니다:

ASTM A6/A6M: 이 표준은 판금 굽힘을 비롯한 다양한 응용 분야에 사용되는 압연 강판, 형상, 시트 파일링 및 철근에 대한 일반적인 요구 사항을 설명합니다. 치수 공차, 허용 가능한 변형 및 테스트 절차를 다룹니다.

ASTM A480/A480M: 이 표준은 판금 절곡에 사용되는 평판 압연 스테인리스 및 내열 강판, 시트 및 스트립에 대한 일반적인 요구 사항을 지정합니다. 여기에는 화학 성분, 기계적 특성 및 표면 마감 요구 사항에 대한 세부 사항이 포함되어 있습니다.

ASTM E290: 이 표준은 연성 및 성형성을 평가하기 위해 금속 재료에 대한 굽힘 테스트를 수행하는 방법론을 정의합니다. 유도 굽힘 테스트 및 자유 굽힘 테스트를 포함한 다양한 굽힘 테스트 구성에 대한 지침을 제공합니다.

ASTM E8/E8M: 이 표준은 굽힘 거동에 영향을 미치는 기계적 특성을 결정하는 데 중요한 금속 재료의 인장 시험 방법에 대해 설명합니다.

ASTM B820: 이 표준은 전기 및 전자 애플리케이션의 판금 절곡과 관련된 전기 절연용 금속 호일 사양을 다룹니다.

ASTM 표준을 준수하면 판금 절곡 작업은 업계 요구 사항을 충족하고 제품의 품질을 높은 수준으로 유지할 수 있습니다. 또한 이러한 표준은 제조업체, 공급업체 및 고객에게 공통 언어를 제공하여 판금 산업에서 명확한 의사소통과 기대치를 촉진합니다.

V. 금형에 의한 굽힘

제조업체는 일반적으로 연간 생산량이 5,000개 이상이고 크기가 300 x 300 정도로 비교적 작은 구조 부품의 가공 방법으로 금형 절곡을 고려합니다.

1. 일반적인 벤딩 몰드

그림 1-17은 일반적으로 사용되는 벤딩 다이를 보여줍니다. 금형의 수명을 늘리려면 부품을 설계할 때 모서리를 둥글게 처리하는 것이 좋습니다.

그림 1-17 특수 성형 금형

그림 1-17 특수 성형 금형

사용 벤딩 다이 플랜지 높이가 너무 작은 것은 성형에 적합하지 않습니다. 일반적으로 플랜지 높이는 벽 두께를 고려하여 L ≥ 3t이어야 합니다.

2. 스텝 벤딩 방법

프로파일이 낮은 판금으로 만든 Z자형 계단은 일반적으로 다음과 같은 간단한 금형을 사용하여 구부립니다. 펀치 프레스 또는 작은 배치 크기의 경우 유압 프레스를 사용합니다. 더 큰 배치의 경우 벤딩 머신의 스텝 다이를 사용할 수 있지만 높이(H)는 일반적으로 벽 두께(t)의 0~1.0배 사이여야 합니다.

높이가 벽 두께의 1.0~4.0배인 경우 언로딩 구조의 몰드 형태가 필요할 수 있습니다. 스페이서를 추가하여 높이를 조정할 수 있지만 세로면의 길이(L)와 수직성을 유지하는 것이 어려울 수 있습니다. 높이가 더 큰 경우 프레스 브레이크 기계로 절곡하는 것을 고려해야 합니다.

그림 1-18 Z자형 스텝 벤딩

그림 1-18 Z자형 스텝 벤딩

VI. 프레스 브레이크 기계로 굽힘

벤딩 머신에는 두 가지 범주가 있습니다: 일반 벤딩 머신과 CNC 벤딩 기계. CNC 벤딩 머신은 일반적으로 다음과 같은 용도로 사용됩니다. 판금 벤딩 높은 정밀도가 필요하고 굴곡의 형태가 불규칙하기 때문에 통신 장치에 사용됩니다.

기계의 기본 원리는 벤딩 펀치인 상부 금형과 V형 금형인 하부 금형을 사용하여 판금 부품을 성형하는 것입니다.

장점:

  • 편리함 클램핑정확한 포지셔닝과 빠른 처리 속도

단점:

  • 제한적 굽힘 힘단순 성형만 가능하며 효율성이 낮습니다.

1. 성형의 기본 원칙

성형의 기본 원리는 그림 1-19에 나와 있습니다:

그림 1-19 성형의 기본 원리

그림 1-19 성형의 기본 원리

다음은 벤딩 머신의 두 가지 핵심 구성 요소입니다:

1. 벤딩 나이프(상단 다이)

벤딩 나이프의 모양은 그림 1-20에 나와 있습니다. 그 모양은 주로 공작물의 모양에 따라 결정됩니다.

일반적으로 가공 도구에는 다양한 벤딩 나이프가 있습니다. 전문 제조업체는 복잡한 절곡 작업을 처리하기 위해 다양한 고유한 모양과 사양을 맞춤 제작하기도 합니다.

2. 낮은 주사위

하단 다이의 V 모양은 일반적으로 V=6t로 결정됩니다(여기서 t는 재료 두께를 나타냄).

굽힘 공정은 상부 다이의 아크 반경, 재료의 특성, 두께, 하부 다이의 강도, 하부 다이의 V-개방 크기 등 다양한 요인에 의해 영향을 받습니다.

다양한 제품 요구 사항을 충족하기 위해 제조업체는 절곡기의 안전을 보장하면서 절곡 금형을 표준화했습니다.

구조 설계 과정에서 사용 가능한 벤딩 금형에 대한 기본적인 지식을 갖추는 것은 매우 중요합니다.

그림 1-20은 왼쪽에 위쪽 주사위를, 오른쪽에 아래쪽 주사위를 표시합니다.

그림 1-20의 개략도 브레이크 펀치 및 다이를 누릅니다.

기본 원칙은 벤딩 프로세스 시퀀스:

  • 안쪽에서 바깥쪽으로 구부리기.
  • 작은 것부터 큰 것까지 굽히기.
  • 특수 모양을 먼저 구부린 다음 일반 모양을 구부립니다.
  • 이전 프로세스가 완료된 후에는 후속 프로세스에 영향을 미치거나 방해해서는 안 됩니다.
벤딩 시퀀스

아웃소싱 공장에서 흔히 볼 수 있는 굽힘 형태는 일반적으로 그림 1-21에 나와 있습니다.

그림 1-21 프레스 브레이크 기계의 굽힘 형태

그림 1-21 굽힘 형태 브레이크 누르기 machine

2. 굽힘 반경

굽힘 반경은 판금을 구부릴 때 고려해야 할 중요한 요소입니다. 너무 크지도 작지도 않은 적절한 굽힘 반경을 선택하는 것이 중요합니다.

굽힘 반경이 너무 작으면 굽힘 중 균열이 발생할 수 있고, 너무 크면 리바운드가 발생할 가능성이 높습니다. 표 1-9에는 다양한 두께의 다양한 소재에 대해 선호하는 굽힘 반경(내부 굽힘 반경)이 표시되어 있습니다.

재료어닐링 상태냉간 가공 경화 상태
굽힘 선의 방향과 파이버의 방향의 해당 위치
세로병렬세로병렬
08,100.1t0.4 t0.4 t0.8 t
15,200.1 t0.5 t0.5 t1.0 t
25,300.2 t0.6 t0.6 t1.2 t
45,500.5 t1.0 t1.0 t1.7 t
65Mn1.0 t2.0 t2.0 t3.0 t
알루미늄0.1 t0.35 t0.5 t1.0 t
구리0.1 t0.35 t1.0 t2.0 t
부드러운 황동0.1 t0.35 t0.35 t0.8 t
세미 하드 황동0.1 t0.35 t0.5 t1.2 t
인청동----1.0 t3.0 t

참고: t는 표에서 시트의 두께입니다.

표 1-9에 제시된 데이터는 참고용으로만 제공되며 확정적인 것으로 간주해서는 안 됩니다. 실제로 대부분의 제조업체는 모서리가 0.3으로 둥근 벤딩 나이프를 사용하며, 0.5의 둥근 모서리를 사용하는 제조업체는 극소수에 불과합니다.

따라서 당사의 판금 부품의 굽힘 내부 반경은 일반적으로 0.2입니다. 이 반경은 일반 저탄소 강판의 경우 충분하지만 녹 방지 알루미늄 플레이트황동판 및 구리판에는 적합하지만 고탄소강, 경질 알루미늄 및 초경질 알루미늄에는 적합하지 않을 수 있습니다. 이러한 경우 모서리가 0.2로 둥글면 구부러지거나 바깥쪽 모서리가 갈라질 수 있습니다.

3. 벤딩 리바운드

그림 1-22 굽힘 및 리바운드 다이어그램

그림 1-22 굽힘 및 리바운드 다이어그램

1) 반동 각도 Δα=b-a

공식에서:

  • b - 리바운드 후 공작물의 실제 각도입니다;
  • a - 몰드의 각도입니다.

2) 리바운드 각도의 크기

90° 공기 굴곡에서의 리바운드 각도는 표 1-10에 나와 있습니다.

표 1-10 90도 에어 벤드에서의 리바운드 각도

재료r/t두께 t(mm)
<0.80.8~2>2
저탄소 강철<1
황동 σb=350MPa1~5
알루미늄, 아연>5
중간 탄소강 σb=400-500MPa<1
경질 황색 구리 σb=350-400MPa1~5
경질 청동 σb=350-400MPa>5
고탄소강 σb>550Mpa<1
1~5
>512°
  • 리바운드에 영향을 미치는 요인과 리바운드를 줄이기 위한 조치.

반발각의 크기는 소재의 항복점에 정비례하고 탄성 계수 E에 반비례하므로 고정밀도가 필요한 판금 부품을 취급할 때는 고탄소강이나 스테인리스강 대신 저탄소강을 사용하여 반발을 줄이는 것이 좋습니다.

변형의 정도가 상대적일수록 감소한다는 것을 이해하는 것이 중요합니다. 굽힘 반경r/t가 증가합니다. 반대로 상대적인 굽힘 반경인 r/t가 감소하면 반동 각도인 Δα가 증가합니다.

정확도를 높이려면 판금 굽힘의 모서리를 둥글게 설계할 때 굽힘 반경을 작게 선택하는 것이 좋습니다. 그림 1-23에 표시된 것처럼 큰 호는 생산 및 품질 관리가 어렵기 때문에 가급적 사용하지 마십시오.

그림 1-23 판금의 아크가 너무 큼

그림 1-23 판금의 아크가 너무 큼

4. 벤드의 최소 벤드 에지 계산

L자형 굽힘의 초기 상태는 그림 1-24에 나와 있습니다:

그림 1-24 L-벤드 굽힘

그림 1-24 L-벤드 굽힘

여기서 중요한 요소 중 하나는 하부 몰드의 너비 'B'입니다.

굽힘 공정과 금형의 강도에 따라 다양한 재료 두께에 대한 최소 금형 폭이 필요합니다. 폭이 이 값보다 작으면 구부러짐이 잘못되거나 금형이 손상되는 등의 문제가 발생할 수 있습니다.

실제 경험에 따르면 최소 금형 폭과 재료 두께 사이의 관계는 다음 방정식으로 표현할 수 있습니다:

B = kT ①

여기서 B 는 최소 금형 폭, T는 재료 두께, k = 6은 최소 금형 폭을 계산할 때 사용됩니다.

현재 제조업체에서 일반적으로 사용하는 몰드 폭 사양은 다음과 같습니다:

4, 5, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 25

위의 관계를 기반으로 절곡 시 다양한 재료 두께에 필요한 최소 금형 폭을 결정할 수 있습니다. 예를 들어, 1.5mm 두께 플레이트, B = 6 * 1.5 = 9. 위의 일련의 금형 폭 중에서 10mm 또는 8mm 더 낮은 금형 폭을 선택할 수 있습니다.

초기 벤드 상태 다이어그램을 보면 벤드의 가장자리가 너무 짧아서는 안 된다는 것을 알 수 있습니다. 최소 금형 폭과 결합하여 가장 짧은 굽힘 가장자리를 결정하는 방정식은 다음과 같습니다:

L = 1/2 (B + Δ) + 0.5 ②

여기서 L 는 가장 짧은 구부러진 가장자리, B 는 최소 금형 폭이고 Δ는 시트의 굽힘 계수입니다.

1.5mm 두께의 판을 구부릴 때 가장 짧은 구부러진 가장자리인 L = (8 + 2.5) / 2 + 0.5 = 5.75mm(판 두께 포함).

그림 1-25 최소 다이 폭

그림 1-25 최소 다이 폭

표 1-11: 내부 굽힘 반경 냉간 압연 강판 재료 R 및 최소 굽힘 높이 참조 표

아니요.두께V 오프닝펀치 반경 R최소 굽힘 높이
10.540.23
20.640.23.2
30.850.8 또는 0.23.7
4161 또는 0.24.4
51.28(또는 6)1 또는 0.25.5(또는 4.5)
61.510(또는 8)1 또는 0.26.8(또는 5.8)
72121.5 또는 0.58.3
82.516(또는 14)1.5 또는 0.510.7(또는 9.7)
93182 또는 0.512.1
103.520213.5
11425316.5

참고:

최소 굽힘 높이는 재료 두께에 따라 결정됩니다.

급격한 V자 굽힘의 경우 최단 굽힘을 0.5만큼 늘려야 합니다.

언제 굽힘 알루미늄 또는 스테인리스 스틸 플레이트의 경우 최소 굽힘 높이가 약간 다를 수 있습니다. 특히 알루미늄 플레이트는 더 작은 굽힘 높이가 필요하지만 스테인리스 강판 는 더 큰 것이 필요합니다. 자세한 내용은 위의 표를 참조하세요.

5. Z 굽힘의 최소 굽힘 높이  

그림 1-26은 Z-벤드의 초기 상태를 보여줍니다. Z-벤드와 L-벤드 프로세스는 유사성을 공유하며 최소 벤드 에지 문제가 발생합니다. 그러나 Z-벤드의 최단 에지는 하부 다이의 구조로 인해 L-벤드보다 더 큽니다. Z-벤드의 최소 에지를 계산하는 데 사용되는 공식은 다음과 같습니다:

L=1/2(B+Δ)+D + 0.5 + T   

L 는 가장 짧은 굽힘 가장자리를 나타내며, Bmin은 최소 금형 폭을 나타냅니다. Δ는 시트의 굽힘 계수를, T는 재료 두께를, D는 일반적으로 5mm보다 큰 하부 다이에서 가장자리까지의 구조적 크기를 나타냅니다.

그림 1-26 Z-벤드

그림 1-26 Z-벤드

재료 두께가 다른 판금 Z 벤드의 최소 굽힘 크기 L은 아래 표 1-12에 나와 있습니다:

표 1-12 최소 높이 Z 굽힘

아니요두께V 오프닝펀치 반경 RZ - 굽힘 높이 L
10.540.28.5
20.640.28.8
30.850.8 또는 0.29.5
4161 또는 0.210.4
51.28(또는 6)1 또는 0.211.7(또는 10.7)
61.510(또는 8)1 또는 0.213.3(또는 12.3)
72121.5 또는 0.514.3
82.516(또는 14)1.5 또는 0.518.2(또는 17.2)
93182 또는 0.520.1
103.520222
11425325.5

굽힘 중 간섭

2차 이상 굽힘의 경우, 공작물과 공구 사이의 간섭은 흔히 발생합니다. 그림 1-27은 검은색으로 표시된 간섭 영역을 나타내며, 간섭으로 인해 벤딩이 성공적으로 이루어지지 않거나 변형이 발생할 수 있습니다.

그림 1-27 굽힘의 간섭

그림 1-27 굽힘의 간섭

판금 벤딩의 간섭 문제는 복잡하지 않습니다. 벤딩 다이의 모양과 크기를 이해하고 구조를 설계할 때 이를 피하기만 하면 됩니다. 그림 1-28은 판금 금형 매뉴얼에 자세히 설명되어 있으며 인트라링크 라이브러리에 해당 도구 엔티티가 있는 몇 가지 일반적인 벤딩 다이의 단면 모양을 표시합니다.

설계에 불확실성이 있는 경우 그림에 표시된 원리에 따라 도구를 사용하여 직접 조립 간섭 테스트를 수행할 수 있습니다.

그림 1-28 벤딩 나이프

그림 1-28 벤딩 나이프

플립 홀 태핑을 수행할 때는 D(그림 1-29 참조)를 너무 작게 설계하지 않는 것이 중요합니다. D의 최소값은 재료 두께, 관통 구멍의 외경, 플랜지 구멍의 높이, 벤딩 공구의 선택된 파라미터 등 다양한 요인에 따라 계산하거나 플롯할 수 있습니다.

예를 들어 1.5mm 판재에 M4 플립 홀 태핑을 수행하는 경우 벤딩 도구가 플랜지에 닿지 않도록 D는 8mm보다 커야 합니다.

그림 1-29 구멍 플랜지 및 태핑의 굽힘

그림 1-29 홀 플랜지 & 탭

6. 구멍과 직사각형 구멍 사이의 최소 거리

그림 1-30은 구멍의 가장자리가 벤딩 라인에 너무 가깝게 위치하면 벤딩 과정에서 구멍이 수용되지 않아 구멍의 모양이 변경될 수 있음을 보여줍니다. 이를 방지하려면 구멍 가장자리와 굽힘선 사이의 거리가 최소 구멍 여백(X ≥ t + R)보다 크거나 같도록 하는 것이 중요합니다.

그림 1-30 원형 구멍에서 구부러진 가장자리까지의 최소 거리

그림 1-30 원형 구멍에서 구부러진 가장자리까지의 최소 거리

표 1-13 원형 구멍에서 구부러진 가장자리까지의 최소 거리

두께0.6~0.811.21.522.5
최소 거리 X1.31.51.7233.5

그림 1-31을 보면 길쭉한 구멍이 접는 선에 너무 가까이 위치해 있음을 알 수 있습니다. 결과적으로 구부리는 과정에서 소재가 제대로 수용되지 않아 구멍의 모양이 변형됩니다. 따라서 구멍 가장자리와 접힌 선 사이의 거리를 확보하는 것이 중요합니다. 벤드 라인 가 표 1-14에 지정된 최소 홀 마진보다 큰 경우입니다. 또한 굽힘 반경은 표 1-9에서 확인할 수 있습니다.

그림 1-31 긴 원형 구멍에서 구부러진 가장자리까지의 최소 거리

그림 1-31 긴 원형 구멍에서 구부러진 가장자리까지의 최소 거리

표 1-14 긴 원형 구멍에서 구부러진 가장자리까지의 최소 거리

L<2626~50>50
최소 거리 X2t+R2.5t+R3t+R

중요하지 않은 구멍의 경우 확장할 수 있습니다. 벤드 라인를 사용할 수 있습니다. 그러나 이는 외관에 영향을 미친다는 단점이 있습니다.

그림 1-32 개선된 벤딩 설계

그림 1-32 개선됨 벤딩 디자인

7. 구멍이 굴곡에 가까운 경우 특수 처리

구부러진 선에서 가장 가까운 구멍과 구부러진 가장자리 사이의 거리가 최소 요구 거리보다 작으면 구부린 후 변형이 발생할 수 있습니다. 제품 요구 사항을 충족하기 위해 표 1-15에서 가능한 해결 방법을 참조할 수 있습니다. 하지만 이러한 방법은 기술적 정밀도가 부족하므로 가능한 한 구조 설계를 피해야 한다는 점에 유의해야 합니다.

표 1-15 구멍이 굴곡에 가까운 경우의 특수 처리

구부리기 전에 홈을 누르기

1) 굽힘 전에 홈을 누르십시오. 실제 설계에서 구조 설계 요구로 인해 실제 거리는 위의 거리보다 작으며 가공 제조업체는 종종 그림 1-31과 같이 굽힘 전에 홈 프레스를 수행합니다. 단점은 굽힘 가공에 하나의 추가 공정이 필요하고 효율성이 낮고 정밀도가 낮으며 원칙적으로 가능한 한 피해야한다는 것입니다.
굴곡선을 따라 구멍 또는 선 자르기
2) 굽힘 선을 따라 구멍 또는 선 절단 : 굽힘 선이 공작물의 모양에 영향을 미치지 않거나 허용되는 경우 구멍 절단을 사용하여 기술을 향상시킵니다. 단점 : 외관에 영향을 미칩니다. 그리고 선을 자르거나 좁은 홈을 절단 할 때는 일반적으로 레이저 기계로 절단해야합니다.
벤딩 라인 근처의 구멍 가장자리에서 구부린 후 디자인 크기로 완성합니다.
3) 굽힘 선 근처의 구멍 가장자리에서 구부린 후 설계 크기로 완성, 구멍 여백이 필요한 경우 이러한 방식으로 처리 할 수 있으며 일반적으로이 2 차 재료 제거는 펀칭기에서 완료 할 수 없으며 두 번째 절단은 펀칭기에서만 수행 할 수 있습니다. 레이저 절단기위치 지정이 번거롭고 처리 비용이 높습니다.
굽힘 후
4) 굽힘 후, 구멍 리밍 공정은 굽힘 선에 하나 또는 여러 개의 픽셀 구멍 만 있고 거리가 최소 구멍 거리보다 작으며, 제품의 외관이 엄격한 경우 굽힘 중 도면을 피하기 위해 이때 픽셀을 수행 할 수 있으며, 수축 처리, 즉 굽힘 전에 작은 동심원 (일반적으로 Φ1.0)을 절단하고 굽힘 후 원래 크기로 리밍 단점 : 많은 프로젝트, 낮은 효율입니다.
상단 주사위의 최소 너비
5) 벤딩 머신의 상부 다이의 최소 폭은 4.0mm (현재)이며,이 제한으로 인해 공작물의 굽힘 부분의 구멍은 4.0mm 이상이어야하며, 그렇지 않으면 개구부를 확대하거나 굽힘을 수행하기 쉬운 다이를 사용해야합니다.단점 : 쉬운 금형 제작의 효율성이 낮고 쉬운 금형 제작의 효율성이 낮으며 리밍은 외관에 영향을 미칩니다.

프로세스 구멍, 프로세스 슬롯 및 프로세스 노치곡선형 부품의 경우

벤드를 설계할 때 그림 1-33에 표시된 것처럼 블랭크 안쪽에 벤드를 만들어야 하는 경우 블랭킹 전에 펀칭 공정 구멍, 공정 홈 또는 공정 노치를 추가하는 것이 좋습니다.

그림 1-33 펀치 홀, 공정 프로세스 또는 공정 노치 추가하기

그림 1-33 펀치 구멍, 프로세스 또는 프로세스 노치 추가하기

  • D- 프로세스 구멍의 직경, d ≥ t;
  • K-프로세스 노치 너비, K ≥ t.
  • 균열로 인해 홈이 생기거나 슬릿이 잘리지 않도록 하세요:

구부러진 부품을 디자인할 때는 일반적으로 찢어짐과 가장자리 왜곡을 방지하기 위해 균열 방지 홈이나 절단 슬릿을 만들어야 합니다. 이는 내부 굽힘 반경이 60도 미만일 때 특히 중요합니다. 슬릿의 폭은 재료 두께(t)보다 커야 하며, 슬릿의 깊이는 재료 두께의 1.5배 이상이어야 합니다. 그림 1-34에서 볼 수 있듯이 그림 b는 그림 a보다 더 나은 설계 옵션으로 간주됩니다.

그림 1-34 균열 홈 또는 슬릿이 있는 시트의 굽힘

그림 1-34 균열 홈 또는 슬릿이 있는 시트의 굽힘

공정 홈과 구멍은 적절하게 가공되어야 합니다. 공작물의 외관이 우려되고 패널에서 보이는 경우 굽힘을 위한 코너 프로세스 구멍을 생략할 수 있습니다(예: 균일한 스타일을 유지하기 위해 패널 처리 중에 프로세스 노치를 추가하지 않음). 그러나 다른 벤딩에는 그림 1-35와 같이 모서리 프로세스 구멍이 포함되어야 합니다.

그림 1-35 벤딩 코너 프로세스 홀

그림 1-35 벤딩 코너 프로세스 홀

도면을 설계할 때 특별한 요구 사항이 없는 한 90도 방향으로 굽은 교차점 사이의 간격을 표시하지 않는 것이 좋습니다. 잘못된 간격 표시는 제조 공정 설계에 영향을 미칠 수 있습니다. 일반적으로 제조업체는 그림 1-36과 같이 0.2~0.3의 간격을 두고 공정을 설계합니다.

그림 1-36 굽힘 랩핑 사이의 간격

그림 1-36 굽힘 사이의 간격 랩핑

8. 갑작스러운 위치 변경의 굽힘

구부러진 컴포넌트의 굽힘 영역은 컴포넌트의 모양이 급격하게 변화하는 영역에서 멀리 떨어져 있어야 합니다. 그림 1-37과 같이 굽힘 선에서 변형 영역까지의 거리 L은 굽힘 반경(r)보다 커야 합니다(즉, L ≥ r).

그림 1-37 굽힘 영역은 부품의 갑작스러운 변경 위치를 피해야 합니다.

그림 1-37 굽힘 영역은 부품의 갑작스러운 변경 위치를 피해야 합니다.

9. 한 번만 헤밍

헤밍 방법: 먼저 그림 1-38과 같이 30도 굽힘 다이를 사용하여 시트를 30도 각도로 구부린 다음 구부러진 면을 평평하게 만듭니다.

그림 1-38 헤밍 방법

그림 1-38 헤밍 방법

그림 1-38의 최소 굽힘 모서리 치수 "L"은 0.5t이며, 여기서 "t"는 위에 설명된 최소 한 굽힘 모서리 크기에 따라 재료 두께를 나타냅니다. "프레스 데드 엣지" 기법은 일반적으로 스테인리스 스틸과 같은 소재에 사용됩니다, 아연 도금 시트및 알루미늄-아연 플레이트를 사용할 수 있습니다. 그러나 도금 부품은 헤밍 위치에 산이 유입될 수 있으므로 사용해서는 안 됩니다.

10. 180° 굽힘

180도 구부리는 방법: 그림 1-39와 같이 먼저 30도 굽힘 칼을 사용하여 접시를 30도 각도로 접습니다. 그런 다음 구부러진 가장자리를 곧게 펴고 마지막으로 뒷면 패드를 제거합니다.

그림 1-39 180도 굽힘 방법

그림 1-39 180도 굽힘 방법

그림의 최소 굽힘 모서리 치수(L)는 단일 굽힘의 최소 굽힘 모서리 치수에 재료 두께(t)를 더한 값입니다. 높이(H)는 0.5, 0.8, 1.0, 1.2, 1.5 또는 2.0과 같이 일반적으로 사용되는 플레이트 크기 중에서 선택해야 합니다. 일반적으로 이 옵션보다 높은 높이는 선택하지 않는 것이 좋습니다.

11. 트리플 폴딩 헤밍

그림 1-40에 표시된 것처럼 먼저 모양을 접은 다음 가장자리를 접습니다. 디자인할 때 각 구성 요소의 치수를 염두에 두어 프로세스의 각 단계가 최소 굽힘 크기를 충족하도록 하여 추가 후처리가 필요하지 않도록 하세요.

그림 1-40 트리플 폴딩 헤밍

그림 1-40 트리플 폴딩 헤밍

표 1-16 최종 굽힘 모서리 평탄화에 필요한 최소 베어링 모서리 크기

두께0.50.60.81.01.21.52.02.5
베어링 가장자리 크기 L4.04.04.04.04.54.55.05.0

VII. 안전 팁 및 모범 사례

판금 절곡 작업 시 안전을 우선시하고 업계 모범 사례를 준수하는 것이 사고 위험을 최소화하고 운영 효율성을 보장하는 데 가장 중요합니다. 다음의 포괄적인 가이드라인은 작업장 안전, 자재 취급 및 프로세스 최적화의 중요한 측면을 다룹니다:

개인 보호 장비(PPE): 측면 보호막이 있는 보안경, 베임 방지 장갑, 강철 발가락 안전화, 청력 보호구 등 적절한 PPE를 착용하도록 의무화합니다. 무거운 자재를 다루거나 오버헤드 작업을 하는 작업의 경우 안전모는 필수입니다. 아연 도금 또는 코팅된 금속으로 작업할 때는 유해한 가스로부터 보호하기 위해 호흡기 보호구가 필요할 수 있습니다.

기계 보호 및 안전 시스템: 모든 프레스 브레이크와 벤딩 머신에 라이트 커튼, 양손 제어 장치 또는 존재 감지 장치 등 적절한 보호 장치가 장착되어 있는지 확인합니다. 이러한 안전 시스템을 정기적으로 테스트하고 유지 관리하여 사고 예방 효과를 보장하세요.

인체공학적 고려 사항: 반복적인 긴장 부상의 위험을 줄이기 위해 인체공학적 솔루션을 구현하세요. 여기에는 높이 조절이 가능한 워크스테이션, 자재 취급 보조 도구, 리프팅 기술에 대한 적절한 교육 등이 포함될 수 있습니다. 크거나 무거운 작업물의 경우 기계식 리프팅 장치 또는 팀 리프팅 절차를 활용하세요.

도구 및 장비 유지보수: 모든 절곡 장비, 금형 및 툴링에 대한 엄격한 예방 유지보수 일정을 수립하세요. 정기적인 점검, 청소, 윤활은 사고나 품질 문제로 이어질 수 있는 오작동을 예방하는 데 매우 중요합니다. 자세한 유지보수 로그를 작성하고 확인된 문제를 즉시 해결하세요.

종합적인 직원 교육: 포괄적인 교육 프로그램을 개발하고 시행합니다:

  • 벤딩 장비 및 관련 도구의 안전한 작동
  • 자료 처리 기술 및 제한 사항
  • 잠재적 위험의 인식 및 완화
  • 응급 절차 및 응급 처치
  • PPE의 올바른 사용 및 유지 관리

재료 선택 및 취급:

  • 기계적 특성, 성형성, 사용 목적에 대한 적합성을 기준으로 재료를 선택합니다. 굽힘 작업에 사용할 판금을 선택할 때는 항복 강도, 인장 강도, 연신율과 같은 요소를 고려하세요.
  • 고강도 강철이나 티타늄 합금과 같이 까다로운 소재의 경우 스프링백 문제나 균열을 방지하기 위해 소재별 굽힘 가이드라인을 참조하세요.
  • 굽힘 성능에 영향을 줄 수 있는 재료 손상이나 성능 저하를 방지하기 위해 적절한 보관 및 취급 절차를 구현합니다.

프로세스 최적화:

  • CAD(컴퓨터 지원 설계) 및 FEA(유한 요소 분석) 소프트웨어를 활용하여 굽힘 작업을 시뮬레이션하고 굽힘 순서를 최적화하여 응력 집중과 잠재적 결함을 최소화합니다.
  • 정밀 절곡의 경우 정확성과 반복성을 보장하기 위해 각도 측정 시스템이 있는 CNC 프레스 브레이크를 사용하는 것이 좋습니다.
  • 린 제조 원칙을 구현하여 워크플로우를 간소화하고 자재 취급을 줄이며 잠재적인 안전 위험을 최소화하세요.

작업 공간 구성:

  • 5S 원칙(정렬, 정리, 정돈, 광택, 표준화, 지속)을 적용하여 깔끔하고 정돈된 업무 공간을 유지하세요.
  • 통로, 보관 공간, 워크스테이션을 명확하게 표시하여 혼잡과 걸려 넘어지는 위험을 방지하세요.
  • 모든 작업 공간에 적절한 환기와 조명을 설치하여 시야를 확보하고 피로를 줄이세요.

품질 관리 및 지속적인 개선:

  • 공정 중 검사 및 최종 제품 검증을 포함한 강력한 품질 관리 시스템을 구현하세요.
  • 직원들이 잠재적인 안전 위험이나 프로세스 비효율성을 식별하고 보고할 수 있는 권한을 부여하여 지속적인 개선 문화를 장려합니다.
  • 업계 표준, 기술 발전, 아차사고 또는 사고에서 얻은 교훈을 바탕으로 안전 프로토콜과 모범 사례를 정기적으로 검토하고 업데이트합니다.

이러한 안전 지침과 모범 사례를 꼼꼼하게 준수하면 판금 절곡 작업을 높은 수준의 전문성, 효율성, 그리고 가장 중요한 안전성을 갖춘 상태로 수행할 수 있습니다. 이러한 포괄적인 접근 방식은 작업자를 보호할 뿐만 아니라 제품 품질과 전반적인 운영 우수성 향상에도 기여합니다.

VIII. 판금 절곡 기술의 개발 및 적용

글로벌 산업 장비 분야의 급속한 발전과 함께 점점 더 많은 고성능 자동화 장비가 판금 가공 분야에 진입하여 판금 가공 산업의 고품질 발전을 위한 기초적인 생산성을 보장하고 있습니다. 산업 세계화의 발전은 또한 더 많은 경쟁과 도전을 가져왔으며 시장 수요는 끊임없이 변화하고 있습니다. 이는 주요 장비가 높은 수준의 생산성을 가져야 할 뿐만 아니라 전체 생산 시스템의 유연성과 빠른 전환 기능에 대한 요구도 높아지고 있습니다.

금속 가공 분야의 핵심 공정 기술 중 하나인 판금 절곡은 금속 제품 생산에 없어서는 안 될 중요한 역할을 합니다. 기존의 단일 기계 절곡 작업 생산 방식은 주문 전환 시 장비 가동 중단을 초래하는 경향이 있습니다. 도면 확인, 절곡 프로그래밍, 장비 파라미터 조정, 절곡 금형 분해 및 조립, 자재 취급에 과도한 수동 개입이 필요합니다. 따라서 장비를 멈추고 전환 및 자재 운송을 기다려야 하므로 생산 비용이 높아집니다.

앞서 언급한 판금 절곡 공정의 문제를 해결하기 위해 공정 설계, 금형 혁신, 자동화, 정보화 및 지능형 기술의 관점에서 연구를 수행할 수 있습니다. 여기에는 판금 절곡 공정에 첨단 기술을 통합하고 도입하는 것이 포함됩니다. 예를 들어, 제품의 공정 구조 설계 최적화, 금형 재료의 제어 가능성 및 구조의 전환 속도 향상, 정보 전송 및 통신에 산업용 인터넷 기술 사용, PLC 대화 형 제어 시스템 통합, 생산 정보화 관리 시스템 적용 등이 있습니다.
정보 관리 시스템을 통해 판금 절곡 생산 공정에서 실시간 데이터 수집, 처리 및 분석이 가능합니다. 클라우드 컴퓨팅 플랫폼을 통해 데이터를 원격으로 모니터링하고 관리하여 생산 공정을 최적화할 수 있습니다. 또한 공작기계와 산업용 로봇 등의 장비를 통합한 자동화 생산 라인, 자동 로딩 및 언로딩 시스템, 온라인 검사 시스템을 적용하면 전체 생산 공정의 제어성이 크게 향상됩니다. 자동화된 대화형 제어 기술을 적용하면 수동 개입이 효과적으로 줄어들고 연속 생산이 가능해져 생산 효율성이 향상되고 보다 안정적이고 신뢰할 수 있는 벤딩 제품을 생산할 수 있습니다.

벤딩 공정 기술 개발

판금 절곡 기술의 발전은 산업 내 자동화, 정보화 및 지능형 시스템의 기술 업그레이드와 적용에 달려 있습니다. 금속 가공 산업에서 중요한 연결 고리인 판금 절곡 공정의 진화는 산업 제조 역량의 향상을 반영하고 제조 산업의 미래 방향을 제시합니다. 초기 수작업에서 최신 CNC 자동화 통합에 이르기까지 판금 절곡 공정은 여러 가지 중요한 변화를 겪어왔습니다. 각 기술적 도약에는 생산 효율성과 제품 품질이 크게 향상되었습니다.

수동 벤딩의 초기 단계에서는 간단한 도구와 경험을 사용하여 금속판을 구부렸습니다. 수동 벤딩 공정은 적응력이 뛰어났지만 사람이 직접 작업해야 하는 정밀도와 안정성이라는 한계가 있었습니다. 이로 인해 생산 효율성이 낮고 표준화된 대규모 생산의 요구를 충족하기 어려웠습니다. 산업화가 가속화되면서 금속 가공 업계는 수동 절곡기, 기계식 절곡기 등 기계 절곡 장비를 점차 도입하기 시작했습니다. 이러한 장치는 기계적 원리를 통해 안정적인 힘을 제공하여 생산 효율성과 제품 일관성을 크게 향상시켰습니다.

최신 판금 절곡 생산 라인에는 일반적으로 절곡 각도와 위치를 정밀하게 제어할 수 있는 첨단 CNC 절곡기가 장착되어 있어 판금 절곡의 정밀도와 반복성을 크게 향상시킵니다.

컴퓨터 프로그래밍을 통해 벤딩 머신의 동작을 정밀하게 제어할 수 있어 복잡한 모양의 금속 부품을 신속하게 제조할 수 있습니다. CAD(컴퓨터 지원 설계)와 CAM(컴퓨터 지원 제조)을 도입하면 금형 생산이 더욱 효율적이고 정밀해집니다. 래피드 프로토타이핑 기술을 적용하면 금형 수정 및 최적화가 쉬워져 설계부터 출시까지 걸리는 시간이 단축됩니다. 지능형 모듈형 금형의 개발로 사용 중 신속한 전환과 적시 유지보수가 가능해져 벤딩 작업의 생산 효율성이 향상됩니다.

판금 절곡 제품의 공정 구조 설계

금속판 벤딩 제품의 구조 설계에는 금속 재료의 가공 특성, 관련 기계 공학 원리 및 제조 공정과 같은 여러 분야의 지식을 통합적으로 적용해야 합니다. 제품의 기능적 요구 사항과 사용 환경도 재료 선택과 구조 설계에 영향을 미칩니다. 강도가 높고 부식에 강한 금속 소재를 선택하고 그에 맞는 보강 구조를 설계해야 합니다. 또한 소재의 두께, 제품 구조의 가공성, 소재의 소성 변형 특성 등을 고려하여 과도한 신축이나 압축을 방지하기 위해 합리적인 굽힘 영역을 설정하여 제품의 치수 정확도와 구조적 강도를 확보하는 것이 중요합니다. 판금 벤딩 공정의 개략도는 아래 그림에 나와 있습니다.

판금 절곡 공정의 개략도

또한 설계 단계에서 굽힘 반경 및 굽힘 각도와 같은 생산 제약 조건을 고려해야 합니다. 안쪽에서 바깥쪽으로 굽힘, 작은 것에서 큰 것으로 굽힘, 특수한 모양을 먼저 굽힌 다음 일반 모양을 굽히는 등 굽힘 순서의 원칙을 준수하여 초기 성형 공정이 후속 공정에 영향을 주거나 간섭하지 않도록 하는 것이 중요합니다.

공정 설계는 미리 정해진 품질 기준과 생산 효율에 따라 제품을 생산하기 위한 핵심 단계입니다. 여기에는 적절한 절곡 장비 선택, 세부적인 공정 흐름 설계 수립, 정밀한 금형 설계가 포함됩니다. 벤딩 장비를 선택할 때는 장비의 정밀도와 안정성, 다양한 두께와 경도 수준의 재료에 대한 적합성을 고려해야 합니다.

벤딩 금형의 설계는 제품 품질과 생산 효율에 직접적인 영향을 미치기 때문에 공정 설계의 중요한 부분이기도 합니다. 좋은 금형 설계는 절곡 시 금속의 원활한 흐름을 보장하고 균열 및 갈라짐의 위험을 줄이며 금형의 내구성과 유지보수 비용을 고려해야 합니다. 컴퓨터 지원 설계 및 컴퓨터 지원 제조 기술의 발달로 최신 금형 설계는 더욱 정밀하고 효율적이며 설계 단계에서 시뮬레이션 및 최적화가 가능해졌습니다. 공정 흐름을 개발할 때는 생산 효율성과 비용 관리를 고려하는 동시에 각 단계가 예상되는 가공 결과를 달성할 수 있도록 해야 합니다.

판금 자동 절곡 가공 기술 개발

기존의 판금 절곡 공정은 작업자에게 크게 의존하며, 작업자의 상태에 따라 제품 품질이 쉽게 영향을 받습니다. 이는 일반적으로 금속 제품 가공 공정에서 병목 현상이 발생하는 단계입니다. 따라서 수동 절곡 작업을 점진적으로 대체할 수 있는 자동화 가공 기술을 개발하고 도입하는 것은 생산 효율성 향상에 큰 의미가 있습니다. 수동 벤딩 장비에 의한 부품 가공은 그림 2에 나와 있습니다.

판금 자동 절곡 가공은 산업 시대 생산에 첨단 기술이 적용된 대표적인 사례로, 고효율, 고품질, 고도의 유연성을 갖춘 자동화 처리 장치의 적용이 점점 더 성숙해지고 있습니다.

판금 자동 절곡 가공의 개발에서 주로 고정 조작기 절곡 가공, 산업용 로봇 절곡 가공 및 자동 다중 에지 절곡 장치 가공의 세 가지 유형의 자동화 가공 기술이 있습니다. 각 유형의 자동 절곡 가공 방법에는 장점이 있으며 공장 관리자는이를 동시에 도입 할 때 포괄적 인 이점을 고려해야합니다.

1. 기계식 암 자동 벤딩 장치

기계식 암의 자동 절곡 장치는 자동화 통합 장치에 따라 X, Y 및 3축 매니퓰레이터 통합 절곡 장치와 산업용 로봇 통합 절곡 장치로 나눌 수 있습니다. 3축 매니퓰레이터 벤딩은 주로 박스형 부품, 슬롯 부품, 박스 부품 등과 같은 대량 생산 및 비교적 단순한 공간 구조의 판금 제품에 사용됩니다. 주요 장점은 투자 비용이 낮고 대량 생산 부품의 효율성이 높다는 것이지만 공간 주행 트랙의 한계와 구조적 유연성이 떨어져 잦은 생산 전환에 대응할 수 없다는 단점이 있습니다.

한편, 산업용 로봇과 통합된 자동 벤딩 유닛은 현대 시장 수요 개발 과정에서 더 유리합니다. 기존 6축 로봇 작동 범위의 한계를 극복하기 위해 하단 이동 트랙을 통합하면 다양한 워크 스테이션에서 로봇의 유연한 이동 작업을 달성하여 제품 가공을위한 벤딩 유닛의 호환성을 더욱 높일 수 있습니다.

로봇은 절곡기 위치로 이동하여 판재를 절곡기 하단 다이에 평평하게 놓고 절곡기의 후면 게이지 센서를 통해 정밀한 포지셔닝을 수행합니다. 포지셔닝이 완료되면 로봇은 절곡기에 절곡 신호를 보내고 절곡기와 협력하여 절곡 작업을 완료합니다.

산업용 로봇 벤딩 유닛의 벤딩 정확도는 벤딩 머신 자체의 정확도, 로봇의 위치 정확도, 로봇과 벤딩 머신의 조정된 제어에 따라 달라집니다. 표준 로봇 벤딩 가공 유닛은 산업용 로봇과 벤딩 머신을 중심으로 기계 설비, 원자재 랙, 언로딩 스택, 포지셔닝 작업대, 플립핑 랙, 핸드 체인지 장치 및 다양한 감지 센서를 갖추고 있습니다. 산업용 로봇과 통합된 벤딩 유닛은 그림 3에 나와 있습니다.

매니퓰레이터는 로봇이 사람을 대신하여 공작물을 선택하고 배치하는 데 사용하는 '손'입니다. 벤딩 로봇의 매니퓰레이터는 일반적으로 금속 프레임에 설치된 여러 개의 흡입 컵으로 구성되며 흡입 컵의 위치와 분기 구조를 유연하게 조정하여 다양한 부품 크기 및 굽힘 각도와 호환성을 달성할 수 있습니다. 적재 및 하역 테이블은 일반적으로 스택형 팔레트를 사용하지만 컨베이어 벨트 또는 트랙을 사용하여 원자재와 완제품을 운반할 수도 있습니다.

포지셔닝 작업대는 가장자리가 돌출된 기울어진 플랫폼으로, 테이블 표면에 약간 돌출된 볼이 분포되어 있습니다. 로봇이 강판을 포지셔닝 테이블로 옮기면 중력에 의해 강판이 돌출된 가장자리로 자유롭게 미끄러져 내려갑니다. 로봇이 판재를 다시 잡으면 판재와 그리퍼의 위치가 정밀하게 조정되어 다음 단계의 벤딩을 위한 기준이 됩니다.

2. 통합 멀티 사이드 자동 벤딩 장치

통합된 멀티 사이드 자동 절곡 장치는 매니퓰레이터가 절곡할 부품을 잡는 방식과 차별화됩니다. 대신 매니퓰레이터를 사용하여 벤딩 머신과 함께 부품을 움직여 벤딩 프로세스를 완료합니다. 일반적으로 이 장치에 구성된 벤딩 몰드는 유연성이 높습니다. 제조 산업에서 통합 다면 자동 벤딩 유닛을 성공적으로 적용함으로써 중국 공작 기계 장비의 가공 및 제조 능력이 크게 향상되었습니다.

통합형 다면 자동 절곡 장치에는 그림 4와 같이 로딩 장치, 셔틀 컨베이어 장치, 메인 절곡기 조작기 및 배출 장치가 포함됩니다. 조작기는 메인 벤딩기 바로 앞에 위치하며, 자동 로딩 및 언로딩 시스템은 각각 벤딩기의 왼쪽과 오른쪽에 위치합니다.

자동 로딩 및 언로딩 장치와 셔틀 컨베이어 장치가 수직 창고와 자동으로 연결되어 원자재를 배치하여 가공 위치에 플레이트 또는 공작물을 배치하는 수작업을 대체하고 작업대에 부품을 자동으로 입출력할 수 있습니다. 매니퓰레이터는 가공할 판재를 누르고 구부리고, 메인 벤딩기는 프로그램 기계 언어 코드에 따라 판재 벤딩 및 성형 작업을 완료합니다. 고정밀 부품 가공 제어, 특수 금형 표면 처리 및 금형 주행 트랙에 대한 특수 제어를 통해 멀티 사이드 벤딩 머신은 판금 부품의 효율적이고 고품질의 가공을 보장합니다.

절곡 과정에서 전동 서보 드라이브 시스템이 절곡 금형 움직임을 제어하여 금형의 고속 응답과 빠른 곡선 이동을 가능하게하여 빠르고 정확한 절곡 동작을 달성하고 고속 절곡 가공을 실현합니다. 금형 세트의 동작 로직과 실행 트랙을 제어함으로써 복잡한 부품 가공을 실현할 수 있습니다. 이 금형 세트를 범용 금형이라고 합니다.

다용도 금형 1세트를 사용하는 접기기는 정각 및 부각 절곡, 큰 호, 복잡한 평면 테두리 등 다양한 공정을 수행할 수 있어 가공의 유연성이 높습니다. 자동 다이 교환 장치는 중간 클리어런스 다이, 표준 섹션 다이, 클러치 이동 장치, 회전식 삽입 피스 장치 등의 부품으로 구성됩니다. 이 장치는 테두리를 위한 클리어런스 후퇴와 자동 길이 조정이라는 두 가지 주요 기능을 통해 다양한 방향 치수의 벤딩 작업을 용이하게 합니다.

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Shane
작성자

Shane

MachineMFG 설립자

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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