스탬핑 작업의 금속 성형성의 기초

금속 스탬핑은 현대 산업 생산에서 가장 효율적인 대량 생산 기술 중 하나입니다. 이 프로세스는 제어된 기계적 변형을 통해 평면 금속 코일 또는 시트 스톡을 정밀한 3차원 구성 요소로 변환합니다. 제조시설에서 생산할 때 스탬핑 금속 부품 , 전반적인 가공 용이성은 선택한 원료의 본질적인 기계적, 물리적, 야금학적 특성에 크게 좌우됩니다. 전단, 굽힘, 압인 및 인발력에 쉽게 항복하는 금속을 선택하면 프레스 톤수 요구 사항이 줄어들고, 공구강 수명이 연장되며, 스크랩 발생이 최소화되고, 광범위한 생산 과정에서 일관된 치수 반복성이 보장됩니다.

어떤 금속이 가장 높은 수준의 성형성을 제공하는지 결정하려면 항복 강도, 최대 인장 강도, 총 연신율, 변형 경화 거동 및 결정학적 격자 구조와 같은 주요 기계적 특성을 평가해야 합니다. 몇몇 비철금속 및 철금속은 유리한 냉간 가공 특성을 나타내지만 상업적으로 순수한 알루미늄 합금, 연질 황동 제제, 저탄소 인발강 및 비합금 구리는 기계적 펀치 프레스 힘에 의해 가장 쉽게 변형되는 금속으로 두드러집니다. 이러한 재료가 응력 하에서 어떻게 동작하는지 이해하면 부품 설계자와 툴링 엔지니어가 구조적 무결성을 유지하면서 제조 효율성을 최적화할 수 있습니다.

판금 성형성은 국부적인 넥킹, 찢어짐, 미세 균열 또는 심각한 치수 스프링백 없이 영구적인 소성 변형을 겪을 수 있는 금속 재료의 능력을 정의합니다. 스탬핑 프레스 작업에서 성형성은 적용된 톤수에서 원재료가 펀치 및 다이 캐비티의 형상에 얼마나 쉽게 부합하는지를 나타냅니다.

항복 강도와 인장 강도 관계

일시적인 탄성 굴곡에서 영구적인 구조적 변형으로의 전환은 적용된 기계적 응력이 재료의 항복 강도를 초과할 때 발생합니다. 초기 항복 강도가 낮은 금속은 소성 변형을 시작하는 데 훨씬 적은 압력이 필요합니다. 이렇게 낮은 힘 임계값은 다이 구성 요소 내의 내부 응력을 줄이고 제작자가 더 낮은 톤수의 기계식 또는 유압식 프레스를 활용할 수 있도록 해줍니다.

마찬가지로 중요한 것은 항복 강도와 최대 인장 강도 사이의 여유입니다. 인장 비율에 대한 항복 비율이 넓기 때문에 성형하는 동안 작업 범위가 넓습니다. 원료 원료가 높은 최대 인장 강도와 함께 낮은 항복점을 갖는 경우, 최대 강도 한계를 갑자기 초과하지 않고 펀치 압력 하에서 연속적으로 변형됩니다. 그렇지 않으면 파손되거나 재료가 완전히 찢어질 수 있습니다.

연신율 및 소성 변형 용량

총 신율은 물리적 파손이 발생하기 전에 금속 샘플이 늘어날 수 있는 정도를 백분율로 측정합니다. 균일한 신장률이 높은 재료는 국부적인 얇아짐 없이 극단적인 기하학적 신장을 수용합니다. 복잡하고 얕은 드로잉 작업이나 무거운 플랜징 작업 중에 높은 신율로 인해 재료 입자 구조가 펀치 진입 반경에 걸쳐 부드럽게 늘어나고 가공물 전체에 변형이 고르게 분산됩니다.

변형 경화 지수 및 소성 변형률

일반적으로 n 값으로 지정되는 변형 경화 지수는 금속이 변형되면서 경화되는 능력을 측정합니다. n 값이 높을수록 국부적인 영역이 변형됨에 따라 후속 변형력이 강화되고 주변 작업되지 않은 영역으로 전달된다는 것을 나타냅니다. 이 메커니즘은 더 넓은 표면적에 걸쳐 소성 변형을 확산시켜 조기 네킹을 방지합니다.

r 값 또는 정상 이방성으로 지정된 소성 변형률은 딥 드로잉 작업 중 벽이 얇아지는 것에 대한 판금의 저항을 측정합니다. 높은 r 값은 판금이 두께 전체를 얇게 만드는 것보다 플랜지 영역에서 안쪽으로 그리는 것을 선호한다는 것을 의미합니다. 높은 n 값과 높은 r 값을 결합한 금속은 제작자가 깊은 캐비티 스탬핑 금속 부품을 만들 때 가공이 매우 용이합니다.

스탬핑용 성형성이 뛰어난 금속인 알루미늄 합금

상업적으로 순수한 알루미늄 등급과 연질 비열처리 알루미늄 합금은 판금 스탬핑 프레스에서 가공하기 가장 쉬운 재료로 널리 알려져 있습니다. 탁월한 냉간 성형 성능은 원자 구조와 낮은 기계적 저항에서 직접적으로 비롯됩니다.

면 중심 입방 격자 역학

알루미늄은 면심 입방 결정 격자 구조를 가지고 있습니다. 이 원자 배열에는 12개의 기본 슬립 시스템이 포함되어 있어 전단 응력 하에서 원자 평면이 서로 미끄러지는 수많은 결정학적 방향을 제공합니다. 미끄러짐은 주변 온도에서 쉽게 발생하기 때문에 알루미늄은 기계적 프레스 램에서 높은 자연 연성과 낮은 전단 저항 및 탁월한 플라스틱 흐름 성능을 나타냅니다.

비합금 알루미늄 등급 Eleven Hundred의 성능

완전히 어닐링된 O 템퍼 조건의 상업적으로 순수한 알루미늄 합금 1100은 스탬핑하기 가장 쉬운 금속 재료 중 하나를 나타냅니다. 99% 이상의 알루미늄 함량을 특징으로 하는 이 소재는 매우 낮은 항복 강도를 가지며 종종 35%를 초과하는 높은 총 연신율 값을 갖습니다.

프로그레시브 또는 트랜스퍼 다이 세트가 1100 시리즈 알루미늄을 가공할 때 펀치 힘은 매우 낮게 유지됩니다. 이 재료는 복잡한 다이 캐비티 안으로 원활하게 흐르므로 복잡한 장식용 캡, 전기 반사판, 열 교환기 핀 및 얕은 컨테이너 쉘에 적합합니다. 또한, 비합금 알루미늄의 부드러운 특성으로 인해 경화된 공구강 다이 버튼의 마모가 최소화되어 긴 제조 주기에 걸쳐 툴링 유지 관리 간격이 연장됩니다.

알루미늄합금 삼천삼의 성형성

순수 알루미늄은 최대의 부드러움을 제공하는 반면, 알루미늄 합금 3003은 높은 성형성을 유지하면서 기계적 강도를 높이기 위해 망간을 기본 합금 원소로 도입합니다. 어닐링된 O 템퍼 상태에서 합금 3003은 우수한 연성과 부드러운 굽힘성, 우수한 인발성을 제공합니다.

망간을 첨가하면 냉간 변형 중 전위 이동을 크게 제한하지 않고 고용 강화를 통해 알루미늄 매트릭스를 강화합니다. 결과적으로 3003 시리즈 알루미늄은 블랭킹, 피어싱 및 드로잉 펀치에 쉽게 변형되는 동시에 완성된 스탬핑 금속 부품에서 더 높은 구조적 강성을 제공합니다. 일반적인 응용 분야에는 자동차 열 차폐, 주거용 HVAC 구성 요소, 가전 제품 하우징 및 전자 인클로저가 포함됩니다.

알루미늄 합금의 연성 오천오십이

알루미늄 합금 5,502에는 마그네슘이 포함되어 있어 어닐링된 조건에서 상당한 냉간 성형 특성을 유지하면서 더 높은 강도를 제공합니다. 마그네슘은 가공 경화 거동을 향상시켜 깊은 성형 스트로크 중에 판금이 변형을 효과적으로 분산시킬 수 있도록 해줍니다.

5,52 알루미늄은 1100 합금이나 3,03 합금보다 약간 더 높은 프레스 톤수가 필요하지만 구조용 강철이나 니켈 합금보다 성형하기가 훨씬 쉽습니다. 염수 부식에 대한 높은 저항성과 우수한 피로 내구성으로 인해 높은 연성 및 환경적 내구성이 동시에 요구되는 해양 브래킷, 전자 섀시 패널 및 운송 부품에 선호되는 선택입니다.

알루미늄 스탬핑에 대한 특별 취급 고려 사항

우수한 성형성에도 불구하고 연질 알루미늄은 스탬핑 공장 내에서 특정 운영 조정이 필요합니다. 부드러운 표면 특성으로 인해 알루미늄 시트 스톡은 극심한 접촉 압력 하에서 표면 마모 및 다이 표면에 대한 미세 용접에 취약합니다.

재료 픽업을 완화하고 표면 마감 품질을 유지하기 위해 공구 제조업체는 탄소 코팅이나 티타늄 질화물 처리와 같은 고도로 연마된 다이아몬드를 펀치 및 다이 표면에 적용합니다. 또한 저점도 합성 윤활유를 원료 알루미늄 코일에 지속적으로 도포하여 미세한 잔해물을 제거하고 마찰을 관리하며 고속 프레스 실행 중 표면 흠집을 방지합니다.

저탄소강 및 연연강

철금속은 전체 글로벌 스탬핑 생산에서 막대한 부분을 차지합니다. 철 기반 합금 중에서 저탄소강과 초심가공 품질의 강철은 구조 및 패널 형상에 스탬핑하기 가장 쉬운 철 금속으로 평가됩니다.

미세구조 및 탄소 함량 영향

강철의 냉간 성형성은 화학적 탄소 함량에 의해 직접적으로 제어됩니다. 저탄소강은 일반적으로 중량 기준으로 0.10% 미만의 탄소를 함유합니다. 탄소 함량을 최소한으로 유지하면 미세한 철 매트릭스 내에서 경질 시멘타이트 상이 형성되는 것을 억제하여 주로 연질 페라이트 미세구조를 남깁니다.

페라이트는 높은 연성과 낮은 항복 강도를 나타내므로 펀치 공구강 인서트를 사용하여 과도한 톤수 없이 금속을 전단, 굽힘 및 압인할 수 있습니다. 저탄소강 코일은 제어된 냉간 압연 및 어닐링 공정을 거쳐 프레스 작업 중 균일한 연신율과 변형 경화 능력을 최대화하는 최적의 입자 구조를 구축합니다.

상업용 철강 및 인발강 등급

Type B로 지정된 표준 상업용 강철은 적당한 굽힘, 얕은 드로잉 및 일반 블랭킹 작업에 우수한 성형성을 제공합니다. 그러나 보다 까다로운 기하학적 형상의 경우 제작자는 인발강과 딥드로잉 강 등급을 활용합니다.

인발강은 황, 인, 실리콘과 같은 화학적 불순물을 더욱 엄격하게 제어하는 ​​기능을 제공합니다. 불순물 수준을 낮추면 성형 중 응력 집중 지점으로 작용할 수 있는 부서지기 쉬운 개재물이 방지됩니다. 딥 드로잉 강철은 높고 균일한 연신율과 유리한 소성 변형률 값을 보여 벽이 찢어지지 않고 극적인 재료 신장이 가능합니다.

추가 딥 드로잉 품질의 강철 기능

초심가공 품질의 강은 철판 금속 중 성형성의 정점을 나타냅니다. 종종 격자간 자유강으로 제조되는 이 재료는 티타늄 또는 니오븀의 미세 합금 첨가물을 사용하여 잔류 탄소 및 질소 원자를 고용체로 고정합니다.

자유 침입형 원자를 제거함으로써 강철은 항복점 연신율이 0이 되어 성형 중 보기 흉한 표면 신장 변형 흔적이 형성되는 것을 방지합니다. 엑스트라 딥 드로잉 강철은 높은 정상 이방성 값을 달성하므로 복잡한 자동차 차체 패널, 딥 오일 팬, 기기 욕조 및 심각한 다축 재료 흐름이 필요한 복잡한 구조 프레싱에 매우 쉽게 압착할 수 있습니다.

저탄소강의 스프링백 및 치수 안정성

고강도 합금강이나 알루미늄 합금에 비해 저탄소강은 펀치 해제 후 예측 가능한 스프링백 거동을 나타냅니다. 항복 강도는 탄성 계수에 비해 보통 수준으로 유지되므로 표준 다이 오버벤딩 또는 하단 코이닝 스테이션을 통해 잔류 내부 응력이 쉽게 제거됩니다. 이러한 안정성은 다이 설계를 단순화하고 대량 스탬핑 금속 부품을 생산할 때 초기 툴링 시운전 속도를 높입니다.

정밀 성형의 구리 및 황동 합금

비합금 구리 및 고아연 황동 합금은 정밀 스탬핑 다이 내부에서 매우 쉽게 가공되는 극도로 연성인 금속의 또 다른 범주를 나타냅니다.

비합금 구리 등급의 가단성

무산소 고전도 구리 및 전해 인성 피치 구리를 포함한 비합금 구리 등급은 놀라운 전성을 나타냅니다. 알루미늄과 마찬가지로 구리도 면 중심 입방 격자로 결정화되어 기계적 하중 하에서 부드러운 소성 변형을 위한 풍부한 슬립 평면을 제공합니다.

구리는 뛰어난 연성과 결합된 낮은 항복 강도를 갖고 있어 중간 어닐링 열처리 없이 극심한 냉간 가공이 가능합니다. 스탬프를 찍으면 구리 시트 스톡이 마이크로 다이 캐비티로 쉽게 흘러들어 복잡한 전기 터미널, 모선, 릴레이 접점 및 전자 커넥터 핀에 최적의 재료 선택이 됩니다. 높은 열전도율은 급속한 프로그레시브 스탬핑 실행 중에 다이 인터페이스에서 발생하는 마찰열을 분산시키는 데도 도움이 됩니다.

카트리지 황동 세븐 제로 30 성형성

구리 아연 합금 중에서 약 70%의 구리와 30%의 아연을 함유한 카트리지 황동은 가장 높은 연성과 강도 조합을 제공합니다. 이 특정 단상 알파 황동 미세구조는 최대의 냉간 가공성을 제공합니다.

카트리지 황동은 금속 블랭크가 심각한 다단계 드로잉 스트로크를 겪는 깊은 드로잉 탄약 케이스의 역사적 활용에서 그 이름이 유래되었습니다. 프로그레시브 및 트랜스퍼 다이 작업에서 카트리지 황동은 높은 연신율, 낮은 항복 강도, 날카로운 굽힘이나 무거운 스웨이징 작업 중 모서리 균열에 대한 뛰어난 저항성을 보여줍니다.

낮은 툴링 마모 및 마찰 특성

구리 및 황동 합금은 경화된 공구강 다이 구성요소에 대해 미끄러질 때 마찰 계수가 낮습니다. 천연 윤활성은 펀치 절단 및 블록 성형 시 마모를 최소화하여 수백만 스트로크 주기에 걸쳐 공구 수명을 연장합니다.

또한, 구리 합금은 초기 변형 단계에서 무시할 수 있는 가공 경화 속도를 나타내므로 펀치가 최소한의 전단력으로 깨끗하고 버가 없는 구멍 패턴을 관통할 수 있습니다. 완성된 구리 및 황동 구성 요소는 광범위한 2차 디버링 작업 없이도 높은 치수 정확도와 깨끗한 가장자리 프로파일을 유지합니다.

스탬핑 용이성에 영향을 미치는 주요 야금학적 요인

스탬핑 다이 내부의 금속 가공의 상대적 용이성은 상호 관련된 여러 야금학적 매개변수에 따라 달라집니다. 툴링 설계자와 제조 엔지니어는 이러한 기준을 평가하여 최적의 원료 템퍼를 선택하고 프레스 매개변수를 조정합니다.

입자 구조 크기 및 방향

판금 스톡의 미세한 입자 크기는 변형 후 물리적 성형성과 표면 외관 모두에 영향을 미칩니다. 일반적으로 ASTM 입자 크기 7~8로 분류되는 미세 입자 구조는 더 높은 항복 강도를 제공하지만 성형 후 매끄러운 표면 마감을 제공합니다.

반대로, 지나치게 거친 입자 구조는 항복 강도를 낮추어 초기 변형을 더 쉽게 만들지만 신장 시 오렌지 껍질로 알려진 국부적인 표면 거칠기를 유발합니다. 오렌지 껍질 결함은 심한 굽힘 중에 조기 균열을 유발할 수 있는 미세 응력 상승을 생성합니다. 최적의 판금 가공을 위해서는 제어된 공장 냉간 압연 및 재결정 어닐링 사이클을 통해 달성된 균형 잡힌 입자 구조가 필요합니다.

또한, 주요 프레스 굽힘 축에 대한 곡물 롤링 방향은 재료 성능에 결정적인 역할을 합니다. 압연 방향에 수직으로 판금을 굽히면 여러 결정립 경계에 인장 변형이 분산되어 좁은 반경 굽힘을 따라 가장자리가 분할될 가능성이 크게 줄어듭니다.

변형 경화 지수 역학

변형 경화 지수는 소성 변형 중에 원자 전위가 축적됨에 따라 금속이 어떻게 강화되는지를 나타냅니다. 변형 경화 값이 높은 금속은 응력 하에서 예상대로 경화되어 가공물의 인접한 부드러운 영역으로 변형력이 전달됩니다.

이러한 균일한 변형 분포 거동은 높은 신축 영역에서 국부적인 네킹을 방지하여 복잡한 3차원 형상이 원활하게 형성되도록 합니다. 단련된 구리, 저탄소 인발강 및 연질 알루미늄 합금은 단일 스트로크 기계 프레스 작업 중에 높은 재료 신축성을 지원하는 유리한 변형 경화 지수를 유지합니다.

일반 이방성 및 딥 드로우 동작

수직 이방성은 인장 시험 중 두께 변형에 대한 폭 변형의 비율을 측정합니다. 소성 변형률이 높다는 것은 재료가 두께 치수 전체에 걸쳐 얇아지는 것을 방지하는 동시에 폭 평면 전체에 걸쳐 자유롭게 수축한다는 것을 나타냅니다.

수직 이방성이 높은 금속은 수직 컨테이너 측벽을 늘리거나 얇아지게 하는 대신 주변 블랭크 홀더 영역에서 안쪽으로 재료를 끌어당깁니다. 추가 딥 드로잉 품질의 강철 및 어닐링된 알파 황동과 같은 높은 소성 변형률을 갖는 재료는 목표 실린더 깊이를 달성하는 데 필요한 중간 재드로잉 스테이션의 수를 줄여 딥 드로잉 순서를 간소화합니다.

탄성 계수 및 스프링백 보상

탄성 계수는 재료의 고유 강성을 측정합니다. 스탬핑 프레스 램이 상승하고 적용된 성형 압력을 완화하면 내부 탄성 변형이 해제되어 부품이 원래의 평평한 모양으로 약간 뒤로 구부러집니다.

높은 탄성 계수와 낮은 항복 강도를 지닌 금속은 최소한의 탄성 스프링백을 나타냅니다. 예를 들어, 저탄소강은 항복점 대비 높은 탄성률을 갖고 있어 성형 후 치수 안정성이 매우 높습니다. 연질 알루미늄 합금은 굽힘 반경이 올바르게 설계되면 관리 가능한 스프링백도 나타냅니다. 낮은 스프링백은 다이 형상 설계를 단순화하고 광범위한 시행착오 다이 연삭을 제거하며 대량 생산된 스탬핑 금속 부품 전체에서 일관된 물리적 치수를 보장합니다.

연질 금속에 대한 공정 및 툴링 고려 사항

부드럽고 연성 금속은 본질적으로 성형하기가 더 쉽지만 가공 효율성을 극대화하려면 재료 특성에 맞게 프레스 라인 매개변수와 다이 툴링 아키텍처를 구성해야 합니다.

펀치 및 다이 클리어런스 최적화

툴링 여유 공간은 펀치의 절삭날과 다이 플레이트의 해당 개구부 사이의 물리적 공간을 정의합니다. 올바른 클리어런스 분포는 재료 두께와 재료 전단 강도를 기준으로 계산됩니다.

단련된 알루미늄 1100 또는 순동과 같은 연한 금속을 블랭킹할 때 간격은 고강도 스테인레스강에 사용되는 것보다 더 엄격하게 설정됩니다. 연질 금속의 여유 공간이 너무 크면 버가 많이 형성되고 가장자리가 롤오버되며 재료가 다이 캐비티 안으로 과도하게 끌리는 현상이 발생합니다. 올바른 펀치 간격은 깨끗한 재료 파손, 매끄러운 전단 광택 밴드 및 평평한 부품 프로파일을 보장합니다.

다이 반경 및 광택 표면 마감

드로우 링과 펀치 팁의 성형 반경은 연질 금속의 흐름 특성을 수용해야 합니다. 날카로운 반경은 높은 고유 연성에도 불구하고 부드러운 시트 소재를 전단할 수 있는 국부적인 변형을 집중시킵니다.

넉넉한 진입 반경은 다이 캐비티 내로의 원활한 재료 이동을 촉진합니다. 또한, 연질 비철금속용으로 설계된 다이 표면은 국부적인 표면 마찰, 흠집 및 알루미늄 전사를 방지하기 위해 높은 경면 마감으로 연마되거나 단단한 박막 증착물로 코팅됩니다.

윤활 역학 및 재료 냉각

성형성이 뛰어난 판금 스톡을 스탬핑할 때 윤활은 중요한 역할을 합니다. 금속 시트와 금형 강철 사이의 경계면에서 발생하는 마찰은 재료 이동을 제한하여 연성이 높은 합금에서도 예상치 못한 찢어짐을 유발할 수 있습니다.

수용성 합성 유체와 경질 미네랄 오일은 경계 마찰을 줄이고, 툴링 구성품을 냉각시키며, 느슨한 금속 미세 입자를 다이 캐비티 밖으로 플러시합니다. 적절한 유체 도포는 블랭크 홀더 압력 플레이트 아래에서 균일한 재료 미끄러짐을 보장하여 제작자가 연질 알루미늄, 황동 및 저탄소강 스톡의 신장 잠재력을 최대한 활용할 수 있도록 해줍니다.

프레스 톤수 및 속도 동기화

부드럽고 성형성이 높은 금속은 고강도 저합금강이나 구조용 티타늄 등급에 비해 더 낮은 총 프레스 톤수가 필요합니다. 이러한 낮은 힘 요구사항은 기계식 프레스 프레임, 카운터바 및 크랭크샤프트에 가해지는 충격 부하를 줄여줍니다.

더욱이, 연성 비철금속은 자동화된 프로그레시브 프레스 라인에서 종종 분당 수백 스트로크를 초과하는 빠른 프레스 스트로크 속도로 가공될 수 있습니다. 빠른 재료 공급 메커니즘을 고속 기계식 프레스 스트로크와 동기화하면 높은 제조 처리량과 완제품당 비용이 최소화됩니다.

스탬핑 금속의 비교 평가

다양한 엔지니어링 금속의 상대적인 성형성과 운영 영향을 평가하면 생산 계획자가 재료 비용, 기계적 특성 및 제조 단순성의 균형을 맞출 수 있습니다. 다음 비교는 1차 금속 스탬핑 합금 전반에 걸쳐 주요 정성적 성형성 지표를 강조합니다.

자재 비용 고려 사항과 생산 생산량 비교

순수 알루미늄 또는 카트리지 황동과 같은 매우 부드러운 비철금속은 스탬핑 용이성을 극대화하지만 원자재 구입 비용은 생산량 증가와 비교되어야 합니다. 비철금속은 일반적으로 표준 탄소강보다 파운드당 원자재 가격이 더 높습니다.

그러나 연성이 높은 비철금속을 가공하면 툴링 유지 관리 비용이 크게 절감되고 펀치 샤프닝 간격이 연장되며 더 가벼운 톤수의 프레스 기계를 사용할 수 있습니다. 딥 드로우 캐비티나 복잡한 다방향 굽힘을 특징으로 하는 고용량 부품의 경우, 다이 마모 감소와 더 높은 사이클 속도를 통해 실현된 절감 효과는 종종 제품 수명 동안 더 높은 원자재 비용을 상쇄합니다.

기하학적 한계 및 성형성 한계

가장 연성이 높은 금속이라도 최대 변형 심각도에 대한 물리적 경계가 있습니다. 어닐링된 알루미늄 시트나 추가 딥 드로잉 강철 블랭크에 균일한 연신 한계를 초과하도록 힘을 가하면 국부적인 네킹과 궁극적인 찢어짐이 발생합니다.

툴링 엔지니어는 성형 한계 다이어그램을 활용하여 연질 판금의 안전한 작동 영역을 매핑합니다. 다이 설계자는 신축성이 높은 영역 전체에 걸쳐 큰 변형과 작은 변형 분포를 평가함으로써 중간 사전 성형 스테이션을 삽입하거나 재료 릴리프 컷아웃을 추가하거나 블랭크 홀더 클램핑 힘을 조정하여 안전한 재료 경계 내에서 국부적 변형을 유지합니다.

금속 선택을 위한 실제 엔지니어링 지침

특정 스탬핑 프로젝트에 가장 쉬운 금속을 선택하려면 기능적 최종 사용 요구 사항과 제조 용이성을 조화시켜야 합니다. 초기 부품 설계 중에 실용적인 야금학적 지침을 적용하면 다운스트림 제조 병목 현상을 방지할 수 있습니다.

인발 깊이 및 형태 심각도에 연성을 일치시키다

기본 내부 천공 구멍과 얕은 접힌 가장자리 플랜지가 있는 간단한 평면 부품을 설계할 때 표준 상업용 저탄소강 또는 반경질 알루미늄은 부품 강성을 유지하면서 적절한 성형성을 제공합니다.

그러나 부품 형상에 깊은 이음새가 없는 공동, 높은 원통형 쉘 또는 복합 곡면이 포함된 경우 부품 설계자는 완전히 어닐링된 O 템퍼 알루미늄 합금, 카트리지 황동 또는 추가 딥 드로잉 품질 강철을 요구해야 합니다. 부드러운 소재의 템퍼링을 미리 지정하면 생산 중에 복잡한 다단계 어닐링 시퀀스가 ​​필요 없이 원재료가 원활하게 늘어납니다.

반경 제한 및 굽힘 방향 전략

스탬핑하기 쉬운 금속의 자연적인 연성을 최대한 활용하려면 부품 도면에 넉넉한 내부 굽힘 반경이 포함되어야 합니다. 일반적으로 내부 굽힘 반경은 연질 알루미늄 및 저탄소강 등급의 경우 재료 시트 두께 1개 이상이어야 합니다.

또한 연속 코일 웹의 구성 요소 레이아웃은 기본 굽힘선을 금속 스트립의 롤링 방향에 직각으로 지정해야 합니다. 결 전체에 걸쳐 굽힘 선을 정렬하면 외부 굽힘 반경을 따라 인장 응력 집중이 최소화되어 단단한 구조적 접힘을 스탬핑할 때에도 모서리 균열이 사실상 제거됩니다.

모서리 준비 및 구멍 배치 규칙

펀치 구멍 형상이 성형된 플랜지나 블랭크 가장자리에 너무 가까이 배치되면 부드러운 금속이라도 조기 찢어짐이 발생할 수 있습니다. 무거운 성형 전에 구멍을 뚫으면 구멍 둘레 주변이 늘어나 국부적인 가장자리 응력이 발생합니다.

주요 굽힘선에서 재료 두께의 최소 2~3배 거리에 구멍 가장자리를 배치하면 재료 연속성이 유지되고 펀치 하강 중에 연질 판금이 균일하게 흐를 수 있습니다. 가장자리 품질을 극대화하기 위해 연마된 절단 가장자리가 있는 날카로운 블랭킹 펀치는 가장자리 분할 없이 심각한 2차 플랜징을 견딜 수 있는 버 없는 둘레를 만듭니다.