프레스 브레이크 축 설명(3, 4, 6 8축)
프레스 브레이크가 어떻게 그렇게 정밀한 굴곡을 구현하는지 궁금한 적이 있나요? 이 기사에서는 프레스 브레이크 축의 역할과 기능 뒤에 숨겨진 비밀을 밝히는 매혹적인 프레스 브레이크 축의 세계를 탐구합니다. 자세히 알아보기...
판금을 어떻게 복잡한 모양으로 전문적으로 구부리는지 궁금한 적이 있나요? 이 문서에서는 폴딩, 와이핑, 에어 벤딩, 바닥, 코이닝, 3점 벤딩 등 6가지 유형의 프레스 브레이크 벤딩 공정을 살펴봅니다. 각 방법의 고유한 장점과 한계, 그리고 효율적이고 정밀한 금속 제조에 어떻게 기여하는지 알아보세요. 간단한 벤딩부터 복잡한 프로파일까지, 이러한 기술은 제조 과정에서 고품질 부품을 생산하는 데 필수적입니다. 이러한 벤딩 프로세스를 통해 프로젝트를 개선할 수 있는 방법을 자세히 알아보세요.
프레스 브레이크는 고품질 부품을 생산할 수 있는 다목적 기계이지만 최적의 결과를 달성하는 데는 여전히 어려움이 있습니다. 이 토론에서는 다양한 절곡 유형과 프레스 브레이크 공정에 영향을 미치는 주요 요인에 대해 살펴봅니다.
안정적이고 재현 가능한 프레스 브레이크 작동을 위해서는 기계 자체와 툴링 구성품의 시너지 효과가 필요합니다.
일반적인 브레이크 누르기 구성은 하단의 견고한 테이블과 상단의 이동식 상단 빔으로 연결된 기계의 측면을 형성하는 두 개의 견고한 C-프레임으로 구성됩니다. 또는 반전된 구성도 가능합니다.
하단 주사위는 테이블 위에 놓이고 상단 펀치는 상단 빔에 부착됩니다. In 유압 프레스 현재 생산을 주도하고 있는 브레이크는 C-프레임에 장착된 두 개의 동기화된 유압 실린더로 상부 빔이 작동합니다.
프레스 브레이크 기능은 다음과 같은 몇 가지 중요한 매개변수로 정의됩니다:
상부 빔은 일반적으로 애플리케이션 요구 사항에 따라 1~15mm/초의 속도로 작동합니다.
최신 프레스 브레이크에는 실시간 공정 최적화를 위해 다축 컴퓨터 제어식 백게이지와 고급 센서 시스템이 점점 더 많이 통합되고 있습니다. 이러한 센서(기계식 및 광학식)는 성형 사이클 동안 굽힘 각도를 측정하고 데이터를 기계 제어 장치로 전송합니다. 이 피드백 루프를 통해 공정 파라미터를 동적으로 조정하여 일관된 부품 품질을 보장할 수 있습니다.
프레스 브레이크 벤딩 프로세스는 여러 요소가 복합적으로 작용합니다:
1. 상단 도구(펀치) 지오메트리:
2. 하단 도구(다이) 지오메트리:
3. 머신 매개변수:
접는 과정에서 판금 공작물의 가장 긴 다리는 정밀하게 정렬된 두 개의 클램핑 빔 사이에 단단히 고정됩니다. 그런 다음 벤드 빔이 상승 또는 하강하여 그림 1과 같이 신중하게 선택한 벤드 프로파일을 중심으로 판재의 연장 부분을 접습니다.
최첨단 벤딩 머신은 상향 및 하향 성형 작업을 모두 실행할 수 있는 다목적 벤딩 빔을 갖추고 있습니다. 이 양방향 기능은 포지티브 및 네거티브 벤딩 각도의 조합이 필요한 복잡한 부품을 제작할 때 상당한 이점을 제공하여 생산 유연성을 향상하고 설정 시간을 단축합니다.
최종 굽힘 각도는 굽힘 빔의 접힘 각도, 툴링의 특정 형상(굽힘 프로파일 반경 및 다이 개구부 포함), 판금의 고유한 재료 특성(항복 강도, 탄성 계수 및 변형 경화 특성 등) 등 여러 중요한 요소의 상호 작용에 의해 결정됩니다.
벤딩 기법인 폴딩은 대형 판금 패널을 비교적 쉽게 처리할 수 있는 장점이 있어 대량 생산 환경에서 특히 자동화에 적합합니다. 이 공정은 툴링과 판금 표면 사이의 직접적인 접촉을 최소화하여 눈에 보이거나 미적으로 중요한 부품의 표면 품질을 유지하는 데 중요한 손상이나 긁힘의 위험을 크게 줄입니다.
그러나 폴딩 작업에서 가장 중요한 고려 사항은 벤드 빔의 이동과 관련된 공간 요구 사항과 사이클 시간입니다. 빔의 이동 경로를 수용하기 위해 충분한 여유 공간이 필요하면 기계 설치 공간에 영향을 미칠 수 있으며 특정 애플리케이션에서는 처리량이 제한될 수 있습니다. 엔지니어는 생산 워크플로를 설계할 때 이러한 요소와 공정의 이점 간의 균형을 신중하게 고려해야 합니다.
와이핑 공정에서 판재는 프레스 브레이크의 상부 및 하부 클램핑 빔 사이에 단단히 고정됩니다. 일반적으로 기계의 램에 부착된 와이핑 다이는 그림 2와 같이 하부 다이의 반경을 중심으로 판재의 튀어나온 부분을 구부리기 위해 내려갑니다. 이 동작은 원하는 구부러짐을 형성하는 제어된 스위핑 동작을 생성합니다.
와이핑은 에어 벤딩이나 바닥 가공에 비해 더 빠르게 벤딩을 생성하는 기술로, 대량 생산 시 생산성을 높여줍니다. 그러나 이 속도에는 표면 마모 또는 공작물 손상 위험이 높습니다. 벤딩 작업 중에 와이핑 다이가 시트 표면 위로 미끄러지기 때문에 특히 날카로운 각도를 형성하거나 마감 처리가 민감한 재료로 작업할 때 긁힘이나 기타 결함이 발생할 수 있습니다.
와이핑은 주로 전기 인클로저, HVAC 덕트, 건축 패널과 같이 작은 프로파일 모서리가 있는 패널형 제품을 제작할 때 주로 사용됩니다. 이 기술은 좁은 플랜지와 헴 굴곡을 만드는 데 특히 효과적입니다. 특수 툴링을 사용하면 표준 프레스 브레이크에서 와이핑 작업을 효율적으로 수행할 수 있으므로 많은 판금 제작업체에서 다목적 옵션으로 사용할 수 있습니다.
닦는 동안 표면 손상의 위험을 줄이기 위해 몇 가지 전략을 사용할 수 있습니다:
이러한 조치는 와이핑 공정의 속도 이점을 활용하면서 제품 품질을 유지하는 데 도움이 됩니다.
판금 절곡에는 에어 벤딩, 바닥 절곡, 코이닝, 3점 절곡의 네 가지 주요 변형이 있습니다. 각 방법은 뚜렷한 장점을 제공하며 재료 특성, 필요한 정확도 및 생산량에 따라 특정 애플리케이션에 적합합니다.
벤딩의 기본 특성은 그림 3과 같이 상단 도구(펀치)로 판금을 하단 도구(다이)의 입구로 누르는 것입니다. 이 프로세스는 재료에 소성 변형을 유도하여 미리 정해진 선을 따라 영구적인 구부러짐을 만듭니다.
굽힘 공정의 결과로 굽힘의 각 측면에 있는 판재가 탄성 스프링 백을 경험하고 들어 올려져 특히 크거나 얇은 판재의 경우 처짐 및 접힘과 같은 문제를 일으킬 수 있습니다. 이러한 문제는 고강도 소재나 복잡한 형상을 다룰 때 더욱 두드러지게 나타납니다.
이러한 문제를 해결하기 위해 대형 부품에는 폴딩 또는 와이핑과 같은 대체 성형 기술이 선호되는 경우가 많습니다. 또한 시트 팔로우 서포트 또는 백 게이지를 프레스 브레이크와 통합하여 리프팅을 완화하고 정확도를 향상시킬 수 있습니다. 이러한 서포트 툴은 일정한 굽힘 각도를 보장하고 소재 왜곡의 위험을 줄여줍니다.
동일한 부품에 양각과 음각을 모두 구부릴 때 폴딩 기계는 기존의 프레스 브레이크 기술보다 더 큰 유연성을 제공합니다. 폴딩은 더 복잡한 벤딩 시퀀스를 허용하고 정밀도 저하 없이 더 큰 시트 크기를 처리할 수 있습니다.
최신 CNC 프레스 브레이크 사용의 중요한 장점 중 하나는 속도, 유연성 및 반복성이 향상된다는 점입니다. 이러한 기계는 다양한 툴링 설정 간에 빠르게 전환하고, 다양한 굽힘 각도를 수용하며, 최소한의 작업자 개입으로 복잡한 굽힘 시퀀스를 실행할 수 있습니다. 이러한 다용도성 덕분에 프레스 브레이크는 소량 생산과 대량 제조 시나리오 모두에 이상적입니다.
부분 절곡이라고도 하는 에어 벤딩은 프레스 브레이크 기술의 획기적인 발전으로 인해 널리 채택된 다목적 판금 성형 기법입니다. 이 방법은 스프링백을 탁월하게 제어할 수 있어 많은 제작업체에서 선호합니다.
에어 벤딩에서는 판재가 펀치에 의해 V자형 금형에 압착되어 공작물과 툴링이 완전히 접촉하지 않고 구부러집니다. 이 공정의 이름은 성형 중에 판재와 금형 사이에 유지되는 에어 갭에서 유래했습니다. 다이 숄더를 따라 두 곳과 펀치 팁에서 한 곳, 총 세 곳에서만 접촉이 이루어지므로 "3점 절곡"이라는 용어가 사용됩니다.
벤딩 공정은 펀치를 바닥에 닿지 않고 V-다이 입구 내에서 미리 정해진 깊이까지 낮춰서 이루어집니다. 이러한 부분 접촉을 통해 단일 툴링 세트를 사용하여 다양한 벤딩 각도와 프로파일을 유연하게 제작할 수 있습니다. 굽힘 각도는 주로 툴링 형상이 아닌 펀치 스트로크 깊이에 의해 제어됩니다.
에어 벤딩의 주요 장점 중 하나는 적응성이라는 점입니다. 하나의 툴 세트로 다양한 재료 두께와 유형은 물론 다양한 굽힘 각도를 수용할 수 있습니다. 이러한 다용도성은 툴 교체 시간을 크게 줄여 전반적인 생산성을 향상시킵니다. 또한 에어 벤딩은 다른 방식에 비해 굽힘 힘이 덜 필요하므로 더 작고 컴팩트한 툴을 사용할 수 있고 설계 유연성이 뛰어납니다.
V-다이 개방 폭은 에어 벤딩에서 중요한 파라미터로, 일반적으로 시트 두께(S)의 배수로 표현됩니다. 최대 3mm의 얇은 시트의 경우 6S 폭이 일반적이며, 10mm 이상의 두꺼운 시트는 최대 12S가 필요할 수 있습니다. 일반적인 경험 법칙은 V = 8S이지만, 이는 특정 애플리케이션 요구 사항에 따라 달라질 수 있습니다.
에어 벤딩의 장점에도 불구하고 몇 가지 한계가 있습니다. 이 공정은 일반적으로 굽힘 전체에 걸쳐 시트와 공구가 완전히 접촉하는 방법보다 정밀도가 떨어집니다. 정확도는 재료 특성, 시트 두께 및 툴링 상태의 일관성에 따라 크게 달라집니다. 이러한 요소의 변화는 스프링백 효과로 인해 최종 굽힘 각도에 편차를 초래할 수 있습니다.
에어 벤딩의 일반적인 각도 정확도는 약 ±0.5도입니다. 굽힘 반경은 공구 모양에 의해 직접 결정되는 것이 아니라 재료 탄성의 영향을 받으며, 일반적으로 1S에서 2S 사이입니다. 재료 및 툴링 변화로 인해 발생하는 품질 문제를 완화하기 위해 제작업체는 실시간 각도 측정 시스템, 적응형 크라우닝 시스템, 내마모성 툴링과 같은 고급 기술을 사용하는 경우가 많습니다.
에어 벤딩은 필요한 톤수 감소와 높은 유연성으로 인해 현대의 제조 업체들 사이에서 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 그러나 이러한 이점을 충분히 활용하려면 재료 특성, 툴링 설계 및 공정 제어에 대한 신중한 고려가 필요합니다. 적절한 보정 조치를 구현하고 최신 프레스 브레이크 기술을 활용하면 제조업체는 다양한 응용 분야에서 에어 벤딩을 통해 고품질의 일관된 결과를 얻을 수 있습니다.
장점:
단점:
보텀핑은 에어 벤딩의 고급 변형으로, 시트를 하단 툴의 V-개구부 경사면에 대고 누르면서 시트와 V-개구부 하단 사이에 공기를 가두는 방식입니다(그림 5). 이 공정은 에어 벤딩에 비해 정밀도와 일관성이 뛰어나 정밀한 프로파일을 만드는 데 이상적입니다.
바닥 가공 시 펀치는 다이 비의 바닥으로 내려가 판재를 다이 측면에 단단히 누릅니다. 이렇게 구부러진 부분에 압력이 집중되면 내부 반경이 더 정확해지고 재료 수율이 증가하여 스프링백이 감소합니다.
툴링 선택은 바닥 가공에서 매우 중요합니다. 작업자는 원하는 프로파일 각도를 얻기 위해 예상되는 스프링백을 고려하여 펀치와 다이 모두에 대한 최적의 각도를 신중하게 선택해야 합니다. 최적의 결과를 얻으려면 펀치와 다이 각도가 정확하게 일치해야 합니다.
에어 벤딩과 달리 바텀링은 펀치 반경과 V-개방 각도가 직접 연결되어 있기 때문에 유연성이 떨어집니다. 따라서 각 굽힘 각도, 판재 두께에 따라 별도의 툴 세트가 필요하며, 스프링백의 변화와 필요한 툴 보정으로 인해 다양한 소재에 대해 별도의 툴 세트가 필요한 경우가 많습니다.
바닥에 이상적인 V자형 개구부 너비(U자형 개구부는 적합하지 않음)는 일반적인 가이드라인을 따릅니다:
강판의 최소 허용 굽힘 반경은 일반적으로 재료 품질에 따라 0.8S에서 2S까지입니다. 구리 합금과 같이 더 부드러운 소재는 훨씬 더 작은 반경을 얻을 수 있으며, 최적의 조건에서는 0.25S까지 가능합니다.
바닥을 내리는 데 필요한 힘은 다양합니다:
결과 굽힘 각도는 주로 툴링에 의해 결정되며, 스프링백만 보정이 필요합니다. 특히, 보텀핑은 일반적으로 에어 벤딩에 비해 스프링백이 적습니다. 이론적으로 바텀잉은 ±0.25도까지 정밀한 각도 정확도를 달성할 수 있습니다.
그러나 최근 프레스 브레이크 제어 및 조정 기능의 발전으로 인해 보다 저렴한 장비에서도 에어 벤딩이 점점 더 많은 애플리케이션에서 바닥 가공보다 선호되고 있다는 점에 유의해야 합니다. 이러한 변화는 에어 벤딩의 향상된 정밀도와 유연성 덕분에 전통적으로 바텀 가공과 관련된 이점과 비슷하거나 그 이상의 이점을 제공할 수 있게 되었기 때문입니다.
장점:
단점:
금속 동전을 주조하는 공정에서 유래한 코이닝은 판금 성형에서 매우 정확하고 일관된 결과를 얻을 수 있는 정밀 절곡 기술입니다. 이 방법은 최소한의 스프링백으로 동일한 부품을 생산할 수 있다는 특징이 있어 극도의 정밀도가 필요한 애플리케이션에 이상적입니다.
코이닝에서는 펀치 및 다이 각도가 원하는 굽힘 각도와 동일하므로 스프링백 보정이 필요하지 않습니다. 이 공정에는 일반적으로 공기 굽힘의 4~5배에 달하는 상당한 힘을 가하여 전체 단면에 걸쳐 소재를 영구적으로 변형시키는 과정이 포함됩니다. 이 고압 성형 기술은 경우에 따라 공기 벤딩보다 최대 25~30배 더 많은 톤수가 필요할 수 있으므로 견고한 프레스 브레이크와 툴링이 필요합니다.
코이닝의 다이 개구부는 에어 벤딩이나 바텀링보다 현저히 좁으며, 판재 두께(5T)의 약 5배에 달하는 것이 이상적입니다. 이렇게 폭이 좁아지면 과도한 재료 흐름을 방지하고 벤딩의 내부 반경을 엄격하게 제어할 수 있습니다. 펀치 팁이 소재를 크게 관통하여 정밀하고 영구적인 변형을 만들어 스프링백이 거의 발생하지 않습니다.
코인의 주요 특징은 다음과 같습니다:
코이닝은 탁월한 정밀도를 제공하지만, 높은 힘 요구 사항과 공구 마모 가능성으로 인해 에어 벤딩이나 바닥 가공보다 비용이 많이 듭니다. 따라서 일반적으로 얇은 판재와 극도의 정확성이 가장 중요한 애플리케이션에 주로 사용됩니다.
코이닝 공정은 그림 6에 설명되어 있으며, 펀치가 재료와 완전히 결합되어 다이 개구부의 하단 프로파일에 정확하게 맞도록 하는 모습을 보여줍니다.
장점:
단점:
3점 절곡은 정밀 금속 가공 분야에서 각광받고 있는 고급 절곡 기술로, 흔히 에어 벤딩의 정교한 발전으로 여겨집니다.
이 방식은 서보 모터를 통해 하단 툴의 높이를 정밀하게 제어하는 특수 다이 시스템을 사용하여 미크론 수준(일반적으로 ±0.01mm)의 조정성을 제공합니다. 판금은 조정 가능한 바닥에 닿을 때까지 다이의 굽힘 반경에 걸쳐 형성되며, 굽힘 각도는 다이 바닥의 깊이에 반비례합니다.
이 공정은 탁월한 정확성을 보장하기 위해 램과 상단 도구 사이에 유압 쿠션을 통합합니다. 이 동적 보정 시스템은 시트 두께의 변화를 조정하여 벤딩 작업 중에 실시간으로 보정할 수 있습니다. 따라서 3점 절곡은 기존 절곡 방법의 성능을 뛰어넘는 0.25도 미만의 정밀도로 절곡 각도를 달성할 수 있습니다.
3점 굽힘의 주요 장점은 다음과 같습니다:
그러나 이 기술을 채택하는 데는 몇 가지 어려움이 있습니다:
이러한 요소를 고려할 때 3점 절곡은 현재 항공 우주, 의료 기기 제조 및 첨단 전자 제품과 같은 고부가가치 정밀 분야 분야에서 가장 널리 사용되고 있습니다. 이러한 틈새 시장에서는 특히 엄격한 기하학적 요구 사항이 있는 복잡한 부품의 경우 향상된 정확도와 반복성이 추가 비용을 정당화합니다.
기술이 성숙하고 접근성이 높아짐에 따라 3점 절곡은 특히 판금 성형 공정에서 더 높은 정밀도와 유연성을 요구하는 산업이 증가함에 따라 금속 제조 분야에서 더 폭넓게 응용될 것으로 예상됩니다.
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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