Z형 벤딩 및 성형 금형: 구조 분석

1. 개요

그림 1에 표시된 Z자형 절곡 가공품은 생산 과정에서 흔히 접하는 부품입니다. h의 크기는 하부 다이에 의해 제한되며, 기존 하부 다이에서 구부릴 수 있는 최소 크기는 표 1에 나와 있습니다.

표 1 최소 크기 굽힘

실제 생산에서 언급된 크기보다 작은 Z자형 벤딩 다이가 여러 개 있는 경우 1차 성형을 수행하려면 복합 벤딩 다이를 설계해야 합니다. 이 복합 다이는 다양한 시트 소재에 다양한 크기의 Z자형 벤딩 다이를 접는 데 사용할 수 있습니다.

그림 1 Z자형 벤딩 다이

2. 구부리는 과정 변형

그림 2 작용력 다이어그램

그림 2에 표시된 것처럼, 다음과 같은 경우 판금 에 굽힘이 가해지면 굽힘 모멘트, 전단력, 국부 압력이 발생합니다. 그러나 굽힘 변형의 주요 영향은 굽힘 모멘트입니다.

외력을 가하면 판금에 그에 상응하는 변형이 발생하고, 변형에 저항하는 내부 힘도 발생합니다. 내부 힘은 외부 힘과 균형을 이루며 물체의 단위 면적당 내부 힘인 응력으로 측정됩니다. 외력이 클수록 응력과 변형이 커집니다.

재료의 외부 응력이 탄성 한계 이하인 경우 판금은 탄성 변형 상태에 있습니다. 후크의 법칙에 따르면 단면에서의 응력과 변형 사이의 선형 관계는 변형과 중심층 사이의 거리의 선형 변화(외층이 길어지고 내층이 짧아짐)에 기인합니다.

외력이 제거되면 판금은 원래의 모양으로 돌아갑니다. 그러나 외력이 계속 증가하면 외력에 의한 응력이 재료의 항복 한계와 같아질 때까지 굽힘 부분의 변형 정도가 계속 증가하여 외부 재료의 소성 변형으로 이어집니다.

외력이 증가하면 표면에서 중앙으로 소성 변형이 진행됩니다. 외력이 제거되면 탄성 변형은 즉시 사라지지만 소성 변형은 남아서 영구적인 굽힘 변형이 발생합니다.

외력에 의한 응력이 재료의 강도 한계를 초과하면 판금은 소성 변형으로 인해 파손됩니다. 내부 압축 중 판금 벤딩 도 소성 변형을 일으키지만, 이러한 유형의 소성 변형은 손상을 일으키지 않고 표면의 응력을 증가시키기 때문에 종종 무시됩니다.

3. 굽힘 계산 방법

이제 소성 굽힘 변형을 주의 깊게 관찰합니다.

굽힘 모멘트의 작용에 따라 플레이트 섹션에 세 개의 동일한 선이 있습니다: ab= a¹b¹ = a²b².

구부린 후 내부 층은 짧아지고 외부 층은 길어집니다 (즉, ab < a).¹b¹ < a²b².

따라서 구부리는 동안 내부 재료는 압축을 받아 짧아지고 외부 재료는 늘어나고 길어집니다.

인장과 압축 사이에는 늘어나거나 압축되지 않는 재료 층이 있으며 이를 중성층이라고 합니다. 이 층은 길이가 변하지 않고 길어지거나 줄어들지 않습니다.

굽힘 부분을 계산하는 과정에는 직선 세그먼트와 호 세그먼트를 포함한 몇 가지 기본 기하학적 요소로 나누는 작업이 포함됩니다. 각 요소의 길이는 개별적으로 계산되며 모든 요소의 총 길이는 구부러진 부분의 펼쳐진 길이입니다.

그림 1의 Z자형 굽힘 부분은 그림 2와 같이 5개의 단위로 나눌 수 있습니다. 단위 1, 3, 5는 직선 세그먼트이고 단위 2와 4는 호 세그먼트입니다.

앞서 설명한 것처럼 굽힘 전후의 중간에 길이가 일정한 섬유층을 중성층이라고 합니다. 아크 세그먼트의 확장 길이를 계산할 때 실제로는 아크 세그먼트의 중성층의 길이를 계산하는 것입니다.

그림 3과 같이 호의 안쪽에서 중성층의 위치(x)는 일반적으로 r/t 비율에 의해 결정됩니다.

x = KT

Where:

• t - 재료 두께
• k - 중립층 위치 계수(또는 중립층 계수)
• k = R - r/t
• R = r + kt

Where:

• R - 반경 r의 중심에서 구부러진 중립선까지의 거리입니다.

그림 3

k의 값은 표 2와 같이 내부 반경과 시트 두께의 비율에 따라 달라집니다:

표 2

실제 생산에서는 강판을 90도 모양으로 구부리는 것이 가장 일반적입니다.

다른 r 및 t 값으로 90도 굽힘에 대한 호 길이 계산은 실제 애플리케이션의 참조 표를 통해 얻을 수 있습니다.

이 문서에서는 90도 직각 굽힘에 중점을 두지만, 90도 부품의 경우 직선과 호 세그먼트를 별도로 계산하는 것은 효율적이지 않습니다. 판금 벤딩. 대신 그림 1과 같이 표시되어 있습니다.

펼쳐지는 소재를 계산할 때 표시된 치수를 직접 사용하여 계산 프로세스를 간소화할 수 있습니다.

그림 1에 따르면 개발된 소재의 길이가 계산됩니다:

L = a＋b＋h - 2배

Where:

• x - 공통 굽힘 계수

4. Z형 벤딩 컴파운드 다이의 구조 및 작업 공정

표 3 일반적인 굴곡 계수 x

이 간단한 세트 주사위는 기존 주사위와 차별화됩니다.

간단하고 빠르며 가공이 용이하고 성형이 간단하도록 설계되었습니다. 기존 금형만큼 정밀하지는 않지만 제품을 빠르고 정확하게 가공하는 데 사용됩니다.

복합 다이의 성형 다이어그램은 표 3에 나와 있습니다.

가공 원리: 개스킷의 두께를 조정하여 상단의 원하는 V 홈 폭을 달성하고 낮은 주사위를 클릭하고 압력 하에서 일회성 Z 접기 처리를 수행합니다.

다이 구조: Z자형 벤딩 다이는 상부 다이, 하부 다이, 개스킷, 앵글 프리즘 스틸로 구성됩니다.

개스킷 두께: 스페이서는 0으로 만들어집니다.5mm 두께 강철을 필요한 두께에 도달하도록 쌓아 올립니다.

프리즘 스틸: 다이 내부의 직사각형 강철 조각으로, 표 3과 같이 네 모서리가 0.5mm, 1.0mm, 2.0mm, 4.0mm로 모따기되어 있습니다.

특수 심플 다이를 사용하여 앵귤러 프리즘 스틸의 크기와 개스킷의 두께를 조정한 다음 한 번의 프레스로 Z 접기 가공을 수행하여 원하는 상부 및 하부 다이 V 홈의 폭을 얻습니다.

이 방법은 V-슬롯을 늘리고 주름을 줄일 수 있기 때문에 표 4와 같이 플레이트 두께에 따라 다른 프롱이 필요하기 때문에 선택됩니다.

표 4

Z자형 벤딩 다이의 디버깅 방법:

1) 직선형 Z 접기의 양쪽 접힌 부분은 90°입니다. 두 도구 팁 사이의 거리는 1.414/2×h;

2) 공작물 주름이 너무 깊으면 큰 각도를 선택해야 합니다.

b: 패드 아이언, c: 각도 R을 높입니다;

3) 높이에 도달했지만 각도가 90°보다 크면 a: 다이 편심입니다.

b: 심의 두께를 늘립니다;

4) Z 접기의 양면이 평행하지 않은 경우 심의 두께를 늘리거나 줄임으로써 얻을 수 있습니다.

위쪽 접힘이 90°보다 크면 아래쪽 다이 심의 두께를 늘려야 하고, 아래쪽 접힘이 90°보다 크면 위쪽 다이 심의 두께를 늘려야 합니다.

Z-벤드 확장 계산 방법:

h가 일반 굽힘 크기보다 크면 두 배로 펼쳐져야 합니다.

L=a + b + h - 2배

Where:

• L - 펼쳐진 소재의 길이

h가 일반 굽힘 크기보다 작으면 한 단계 성형으로 확장됩니다.

L = a + B + h - 1.5배

Where:

• x - 공통 굽힘 계수

실제로 사용되는 경험적 공식 중 하나는 하나의 몰딩의 전체 치수에서 1.5배를 빼는 것입니다.