프레스 가공법의 종류및 특징

프레스 가공법의 종류및 특징  

프레스가공법의 종류.특징[1].ppt

 

 1. 드로잉가공의 기초와 응용

프레스가공에 있어서 드로잉가공의 특징

1.프레스 가공법별 특징
프레스 가공법에는 다음과 같이 5가지가 있고,일반 프레스가공 제품(부품)은 이 가공법들을 조합하여 제작한다.

(1)빼기가공
전단가공이라고도 하며,재료의 근접한 위치에서 직각 방향으로 역방향의 힘을 가해서 떼어낸다.이때 펀치와 다이가 쐐기 작용을 하여 그 모서리 부분에서 균열이 발생한다.

(2)굽힘가공
재료의 한쪽 방향에 인장응력을 가하고,다른 한쪽에는 압축응력을 가한다.굽힘가공의 특징은 굽힘선이 직선이라는 점이고,제품 단면이 원형이라도 똑바른 동그라미 등도 굽힘에 포함된다.

(3)성형가공
재료 표면에는 주로 인장응력이 작용하지만,가공 내용과 장소에 따라서 압축응력도 가해지기 때문에 주름이나 균열이 생기기 쉬워 금형 그대로의 형상을 만들기 어려운 가공법 중 하나이다.굽힘가공과 비슷한 제품 단면도 굽힘선은 곡선이 된다. 용기 모양의 제품은 반구형(돔형)또는 테이퍼 모양(컵)이다.

(4)드로잉가공
1장의 판으로 이음매가 없는 용기 모양의 제품을 만드는 가공이며,금속의 성질과 프레스가공의 특징을 최대한 활용한 뛰어난 가공법이다.가공 원리는 재료를 둘레 방향으로 압축하여 수축되면서 깊이 방향으로 잡아당겨서 용기 모양이 되는 것이다.성형가공과의 차이는 수직인 통 모양의 측벽이 있다는 점이고,제품과 펀치의 측벽부에 대한 마찰력으로 인장하중을 지지함으로써 깊은 용기 형태의 제품을 만들 수 있다.원통 드로잉의 경우 원주 방향으로 압축된 재료의 대부분은 원통부 측벽이 되는데 다른 부분은 원주 방향으로 모이면서 재료의 두께 방향으로 흡수되어서 두꺼워진다.이 2가지 작용으로 원반 모양의 면적이 서서히 축소하면서 이음매가 전혀 없는 용기 모양이 된다.

(5)압축가공
압축가공은 재료에 큰 압축하중을 가하여 단면을 변화시켜서 만든다.냉간단조로 보급하고 있는데,최근 앞에서 말한 4가지 가공법과 조합하여 다이캐스트,절삭 등에서 프레스가공으로 공법을 전환하는 예가 증가하고 있다.

2.드로잉가공의 종류와 특징

2-1.형상별 분류
드로잉가공은 제품 형상에 따라서 다음과 같은 종류가 있다.

(1)원통 드로잉
원통 드로잉은 글자 그대로 원통 모양의 제품을 가공하는 것인데,제품 종류 및 가공 사례가 가장 많다.또한 드로잉가공의 요소 기술이 집약되어서 실무에서도 드로잉가공을 배우는 기초로 중요하다.드로잉가공 후에는 플랜지를 편평하게 하거나,각 부분
의 R을 작게 하기 위해서 리스트라이크(다듬질 성형)를 하는 예가 많다.

(2)각통 드로잉
각통 드로잉은 네모퉁이 R부분은 원통 드로잉의 1/4,직선부는 U 굽힘을 조합한 것이라고 생각하면 된다.

(3)이형 드로잉
큰 제품으로는 자동차 보디와 관계 있는 패널이 있고,작은 것으로는 정밀기기 및 전자부품 등이 있다.형상은 다양하다.

2-2.공정별 분류

(1)최초 드로잉(제1 드로잉)
편평한 판에서의 첫 드로잉이며,얇은 재료가 둘레 방향으로 압축되었을 때 좌굴에 의해서 발생하는 주름을 억제하기 위해서 블랭크 홀더가 필요하다.일반적으로 첫 드로잉은 다이를 상부 형으로,펀치를 하부 형으로 한 도치형 구조가 많다.이것은 펀치 쪽에 장착하는 블랭크 홀더용 스프링,공기압 및 유압 등의 쿠션을
금형 아래에 별도 장치로 조립하기 위한 것이다.

(2)재드로잉
2번째 이후의 드로잉형은 가장자리의 편평한 부분은 그대로 하
고,통 모양의 드로잉 부분만 재가공하는 것이 원칙이다.

2-3.프레스가공의 생산방식
프레스가공의 생산방식 중에서 단가공,로봇라인 및 트랜스퍼 등 생산방식에 따른 차이는 작지만,순차이송형에서의 드로잉가공은 블랭크 형상,공정 설정 등이 크게 달라지므로 이들을 별도로 생각할 필요가 있다.

드로잉가공에 필요한 요소 기술(원통 드로잉을 기본으로 한다)

1.블랭크 전개
드로잉가공한 제품을 전개한 블랭크 형상,치수 모두표면적이 거의 동일하다는 가정하에 구한다.대표적인 원통 제품의 형상별 블랭크 직경을 구하는 식을 표 1에 나타냈다.

2.드로잉률(원통 드로잉의 예)
주름이나 균열이 발생치 않으면서 드로잉 횟수를 가능한 적게 하기 위해서 이용하는 것이 드로잉률이다.드로잉률은 드로잉한 후의 제품 직경을 드로잉 전의 제품 직경으로 나눈 것으로 그 공정에서의 직경 감소율을 나타낸다.이 경우 직경은 드로잉한 부분의 내경(펀치의 직경)으로한다.

3.드로잉 횟수
필요한 드로잉가공의 횟수는 다음과 같이 정한다.
(1)제1 드로잉의 직경(d 1 )
블랭크 직경(D )× 제1 드로잉의 드로잉률(m 1 )
(2)제2 드로잉의 직경(d 2 )
제1 드로잉의 직경(d 1 )× 제2 드로잉의 드로잉률(m 2 )제3 공정 이후도 전공정의 직경에 드로잉률을 곱하고 순차적으로 제품 직경이 될 때까지 계속한다.드로잉률의 기준은 제1 드로잉에서 0.5 ∼0.6,제2 드로잉에서 0.75,제3 드로잉 이후는 0.8 정도이다.

4.공정마다의 높이
공정마다 높이의 기준은 블랭크를 구하는 식에서 거꾸로계산하면 된다.드로잉의 공정간 높이를 구한 후 중요한 것은 다음과 같다.

(1)전공정 플랜지의 R부분(다이 R부분)을 후공정에서 드로잉하지 않도록 한다.전공정의 R에 다음 공정의 R을 연속하여 산기슭처럼 완만하게 하면 좋다.

(2)플랜지가 있는 경우 제2 드로잉 이후에는 제1 드로잉으로 만든 용기 모양의 부분만을 재드로잉하고,원칙적으로 플랜지 부분의 직경(치수)을 바꾸지 않는다.공정 도중 플랜지 직경이 작아지면 주름과 균열의 원인이 된다.

(3)리스트라이크 전 드로잉 공정의 높이는 다이 R 부분을 제외하고 측벽의 직선 부분을 결정한다.

(4)측벽 부분의 전단,리스트라이크,펀치 및 가장자리 절삭 등은 드로잉가공 후 별도 공정으로 한다.

금형의 기본사양과 가공조건의 설정
1.다이 R과 펀치 R
다이 R(RD )은 드로잉가공에서 중요하며,일반적으로 작으면 균열이 쉽게 일어나고,크면 플랜지가 없는 제품에서는 가장자리 주위에 주름이 발생하기 쉽다.일반적으로 제1 드로잉의 다이 R은 판두께의 4 ∼6배를 사용하며,이후공정에서는 약간 작은 것을 사용한다.다이 R이라는 말은이 부분의 형상을 대표하는 말이며,실제로는 30 ° 정도의 테이퍼 또는 R을 조합한 형상도 있다.펀치 R(Rp )은 다이 R보다 작은 것(3 ∼5 t )을 사용하는데,펀치 R을결정하는 포인트는 바닥 부분의 직선부(R을제외한 평면부)수치가 전공정보다 커지지 않도록 한다.

2.금형의 면조도
재료 및 제품에 접촉하는 부분 특히 다이 및 블랭크 홀더의 평면부,다이의 R부분은 연마를 잘 해야 한다.왜냐하면 연마가 불충분하면 샌드버닝이 쉽게 발생하기때문이다.

3.클리어런스
드로잉형의 클리어런스는 제1 드로잉의 경우,판 두께가 두꺼워지므로 1.03 ∼1.15 t 을 이용하고,후공정은 거의 판두께와 동일하게 한다.

그밖의 조건

1.프레스기계의 종류와 가공속도
프레스가공 속도는 일반적으로 늦을수록 좋기 때문에 유압 프레스가 적당하다.그러나 생산성이나 기계 보수,범용성 등의 이유로 기계식도 사용하며,가공시 속도를 지연시키는 링 구조 등도 있다.

2.블랭크 홀더의 방법과 압력
블랭크 홀더의 쿠션에는 코일 스프링,고무 및 우레탄,공압,공\ 유압이 있고,드로잉가공에는 공압,공기\ 유압 또는 유압이 적당하다.블랭크 홀더의 힘은 블랭크 홀더로 재료를 누르는 면적(㎟ )에 단위 면적당 하중(p kg/㎟)을 곱하여 구한다.
1㎟ 당 블랭크 홀더의 압력 기준을 표 2에 나타냈다.

3.공작유(드로잉유)
드로잉가공에 사용하는 윤활제로는 주로 액체 윤활제(공작유,드로잉유)를 사용하며,다음의 2종류가 있다.

(1)유성 타입
광유 또는 합성유를 기본으로 하며 이것에 각종 첨가제를 첨가한 것.일반적인 드로잉가공에서 가장 많이 사용한다.

(2)수성 타입
물에 각종 광유 및 첨가제를 가한 것으로 이들을 잘 융합하기 위해서 유화제를 첨가한 것.일반적으로 수성 타입은유성에 비해서 윤활성은 떨어지지만,냉각 효과는 높다.