최적의 벤딩을 위해 판금 부품을 설계하는 방법에 대해 궁금한 적이 있나요? 이 블로그 게시물에서는 일반적인 함정을 피하면서 고품질의 벤딩을 달성하기 위한 핵심 원칙과 모범 사례를 살펴봅니다. 숙련된 기계 엔지니어의 전문 지식을 바탕으로 굽힘 높이, 반경, 방향, 간격, 강도 등과 같은 중요한 측면에 대해 자세히 살펴볼 것입니다. 이 글을 마치면 판금 설계를 개선하고 제조 공정을 간소화할 수 있는 귀중한 인사이트를 얻게 될 것입니다.
벤딩은 압력을 사용하여 재료를 소성 변형시켜 특정 각도와 곡률 모양을 형성하는 스탬핑 공정입니다. 일반적인 벤딩에는 V 벤드, Z 벤드가 포함됩니다, 오프셋 굴곡및 헤밍 벤드 등이 있습니다.
최소 판금 굽힘 높이는 판금 두께에 굽힘 반경을 더한 값의 2배(즉, H ≥ 2t + R)로 계산해야 합니다.
첨부된 그림에서 볼 수 있듯이 굽힘 높이가 너무 낮으면 판금이 변형되고 비틀어지기 쉽습니다. 벤딩 프로세스를 사용하여 부품 모양과 치수 정확도를 최적화하지 못합니다.
경사진 가장자리를 구부릴 때 부적절한 구부림 높이는 구부림 왜곡의 주요 원인입니다.
첨부된 그림에서 볼 수 있듯이 원래 디자인에서는 왼쪽의 굽힘 높이가 너무 작아 굽힘 변형 가능성이 높아지고 전체적인 굽힘 품질이 저하됩니다.
개선된 디자인에서는 왼쪽 굽힘의 높이를 높이거나 굽힘 높이의 최소 부분을 제거할 수 있습니다. 판금 굽힘이 왜곡되지 않고 높은 굽힘 품질을 얻을 수 있습니다.
판금의 굽힘 강도를 보장하기 위해 굽힘 반경 는 특정 판금 소재에 지정된 최소 굽힘 반경보다 커야 합니다. 다양한 일반 판금 소재의 최소 굽힘 반경은 아래 표에 나와 있습니다.
재료 조건 | |||
---|---|---|---|
재료 | 소프트 | 하드 | |
알루미늄 합금 | 0 | 6t | |
브론즈 브론즈 | 0 | 4t | |
황동 | 0 | 2t | |
마그네슘 합금 | 5t | 13t | |
Iron | 스테인리스 스틸 | 0.5t | 6t |
저탄소 강철 낮음 합금강 | 0.5t | 4t | |
티타늄 | 0.7t | 3t | |
티타늄 합금 | 2.6t | 4t |
아래 그림과 같이 판금 원본 및 개선된 굽힘 반경 디자인:
굽힘 반경이 크다고 해서 판금에 항상 좋은 것은 아니라는 점에 유의해야 합니다. 굽힘 반경이 클수록 스프링 백 굽힘 각도와 높이를 제어하기 어렵습니다. 합리적인 굽힘 반경을 선택하는 것이 중요합니다.
판금 금형 제조업체는 스프링 백을 방지하고 굽힘 높이와 각도를 더 잘 제어하기 위해 굽힘 반경을 0으로 설정하는 경우가 많습니다. 그러나 이 경우 특히 단단한 소재의 경우 외부 균열이나 판금 파손이 발생할 수 있습니다. 또한 시간이 지남에 따라 금형의 직각이 둥글어져 정확한 굽힘 치수를 유지하기가 어려워질 수 있습니다.
줄이려면 굽힘 힘 일관된 굽힘 치수를 보장하기 위해 일부 판금 금형 제조업체는 다음 그림과 같이 굽히기 전에 프레스 공정을 사용합니다.
그러나 이 디자인에는 굽힘 강도가 낮고 판금이 쉽게 부러지는 경향과 같은 몇 가지 단점도 있습니다.
프레스 공정은 부분적으로 압출된 재료를 사용하여 판금에 홈을 강제로 만들어 굽힘을 쉽게 하고 굽힘 정확도를 향상시키는 일종의 스탬핑 공정입니다.
판금 굽힘은 금속 섬유의 방향과 최대한 수직에 가깝게 이루어져야 합니다.
판금 굽힘이 금속 섬유의 방향과 정렬되어 있으면 다음 그림과 같이 굽힘 부위에 균열이 생기고 굽힘 강도가 낮아져 부러지기 쉽습니다.
판금이 구부러지는 경우 다른 피처가 판금 바닥에 너무 가까워서 눌러서 구부릴 수 없거나 구부린 후 심각한 변형이 발생하는 경우가 많습니다.
이를 방지하려면 다음 그림과 같이 판금 두께와 굽힘 반경의 최소 두 배를 판금 바닥에 확보하여 프레싱을 방해하는 다른 요소가 없는지 확인하는 것이 중요합니다.
원래 설계에서는 오프셋 평탄화 위치가 판금 바닥에 너무 가까워서 눌리지 않아 굽힘 공정이 실패했습니다.
예를 들어, 판금의 새싹이 굽힘의 뿌리에 너무 가까워서 만들지 못하는 경우 첫 번째 개선된 디자인에서와 같이 새싹을 판금 바닥으로 이동할 수 있습니다.
디자인 요구 사항으로 인해 새싹과 벤드의 위치가 이동되지 않는 경우, 두 번째 개선된 디자인에서와 같이 새싹에 해당하는 벤드의 루트에 오픈 커팅을 추가하여 원활한 벤딩 프로세스를 보장할 수 있습니다.
에 허용 오차가 존재하기 때문에 판금 벤딩의 경우 굽힘 과정에서 간섭으로 인한 고장을 방지하기 위해 굽힘 방향에 일정한 굽힘 간극을 확보해야 합니다.
아래 그림에서 볼 수 있듯이 복잡한 판금을 단순화하여 표현한 것입니다. 굽힘 부분. 구부리기 순서는 먼저 위쪽을 구부린 다음 오른쪽을 구부리는 순서입니다.
원래 디자인에서는 두 구부러진 모서리 사이에 공간이 없었습니다. 위쪽과 오른쪽 사이에 여유 공간이 없기 때문에 시트 금속 굽힘 허용 오차를 초과하면 굽힘 과정에서 간섭이 발생할 수 있습니다.
이 문제를 해결하기 위해 개선된 디자인에는 오른쪽과 위쪽 사이에 최소 0.2mm의 간격을 두어 굽힘 간섭을 효과적으로 방지하는 기능이 포함되어 있습니다.
굽힘 과정에서 판금 굽힘의 강도를 보장해야 하며, 일반적으로 길고 좁은 굽힘은 약하고 짧고 넓은 굽힘은 강합니다. 따라서 아래 그림과 같이 판금 굽힘은 가능한 한 길어야 합니다.
동일한 기능을 가진 벤드의 경우에도 기존 디자인에서는 벤드를 짧은 쪽에 부착했기 때문에 굽힘 강도가 낮았습니다. 개선된 디자인에서는 벤드를 긴 쪽에 부착하여 굽힘 강도를 높였습니다.
판금 부품의 벤딩 공정 횟수가 많을수록 금형 비용이 증가하고 벤딩 정밀도가 낮아집니다. 이러한 문제를 최소화하기 위해 판금 디자인 는 아래 그림과 같이 굽힘 프로세스 횟수를 최소화하는 것을 목표로 해야 합니다.
원래 디자인에서는 판금에 두 번의 벤딩 공정이 필요했습니다. 그러나 개선된 디자인에서는 판금을 한 번만 구부리면 양면을 동시에 성형할 수 있습니다.
판금 벤딩 공정이 복잡할수록 재료 낭비량이 많아질 수 있다는 점을 명심해야 합니다. 이를 최소화하려면 복잡한 벤딩을 두 부분으로 분할하는 것을 고려해야 할 수 있습니다.
이러한 접근 방식은 부품 수를 줄이는 원칙에 어긋날 수 있지만 궁극적으로 생산 비용을 낮추고 제품 품질을 향상시킬 수 있습니다. 철저한 계산을 통해 이러한 설계를 검증하는 것이 중요합니다.
아래 그림에서 볼 수 있듯이 복잡한 굽힘이 있는 판금 부품은 두 부분으로 나뉘어 리벳팅, 셀프 리벳팅, 또는 스폿 용접.
많은 엔지니어가 판금 벤딩의 나사나 못 구멍이 잘못 정렬되어 나사나 리벳을 고정할 수 없어 좌절감을 느낀 경험이 있을 것입니다. 이는 판금 굽힘 공차가 큰 경우, 특히 판금에 여러 개의 굽힘이 있는 경우 흔히 발생하는 문제입니다.
특징 | 허용오차/mm |
---|---|
한 번의 굽힘 | 0.15 |
두 개의 굽힘 | 0.25 |
세 가지 굽힘 | 0.36 |
네 굽힘 | 0.44 |
다섯 굽힘 | 0.51 |
여섯 굽힘 | 0.59 |
위의 표에서 볼 수 있듯이 판금을 구부리는 횟수가 많을수록 굽힘 공차가 커집니다. 따라서 판금에 있는 여러 구부러진 부분의 치수를 정확하게 유지하기가 어렵습니다. 이 때문에 판금의 나사 구멍, 풀 구멍, 셀프 리벳 구멍이 구부러진 후 정렬이 잘못되는 경향이 있습니다.
따라서 제품을 설계할 때 엔지니어는 여러 굽힘 공차의 영향을 고려하여 부품에 여러 개의 굽힘이 있는 피처에 지나치게 엄격한 공차를 적용하지 않도록 해야 합니다.
동시에 판금 디자인 는 조립 시 조립 구멍의 정렬 불량, 적절한 조립 크기 유지의 어려움, 조립 간섭 등의 문제를 방지하기 위해 최적화되어야 합니다.
판금의 두 굽은 부분에 있는 구멍에 대한 솔루션은 굽힘 공차가 크기 때문에 정렬하기가 어렵습니다: