스탬핑 다이 필수 요소: 딥 드로잉

Jul 31, 2023

편집자 주: 이것은 스탬핑 다이 설계 및 구성의 기본 사항을 제시하는 일련의 기사 중 다섯 번째입니다.

드로잉은 펀치 위나 캐비티 안으로의 재료 흐름을 제어하는 ​​금속 성형 공정입니다. 딥드로잉에서는 제품의 깊이가 폭이나 직경보다 2배 이상 큽니다.

딥 드로잉은 오일 필터, 냄비 및 팬, 컵, 그릇과 같이 많은 형태나 모양이 필요한 완성된 부품 형상에 사용됩니다. 이 공정에는 일반적으로 반개발된 블랭크가 필요하지만 특정 부품 모양은 미개발 블랭크를 사용하여 만들 수 있습니다.

인발 과정에서 장력을 통해 금속이 캐비티 안으로 당겨지면서 일부 금속 신장이 발생합니다. 이로 인해 금속이 늘어나고 얇아질 수 있지만 컵과 같은 특정 부품 형상으로 인해 블랭크가 다이로 흘러갈 때 함께 압착되므로 금속이 두꺼워질 수도 있습니다.

캐비티와 펀치 위의 금속 흐름은 드로 패드 또는 바인더에 의해 제어됩니다. 재료가 다이 영역으로 흘러들어갈 때 주름이 생기는 것을 방지하기 위해 금속 움직임을 제한할 수 있습니다(그림 1 참조).

많은 딥 드로잉 응용 프로그램은 연신비 이론이라는 엔지니어링 개념을 사용합니다. 드로잉 비율은 드로잉 펀치의 직경과 블랭크 크기 사이의 직접적인 관계입니다. 블랭크가 펀치에 비해 너무 크면 다이 페이스와 바인더 사이에 너무 많은 재료가 갇히게 됩니다. 이 두 표면 사이에 재료가 너무 많으면 금속 흐름에 대한 저항이 발생하여 과도한 늘어나거나 얇아지거나 금속이 쪼개질 가능성이 있습니다.

예를 들어, 내가 당신에게 종이 가장자리를 붙잡고 그것을 가져가려고 한다고 상상해 보십시오. 내가 당신의 손가락에서 그것을 떼어낼 수 있을 것 같습니다. 하지만 내가 당신에게 같은 종이를 손바닥 사이에 끼우라고 하면, 내가 당신의 손으로 종이를 잡아당기려고 할 때 종이가 찢어질 가능성이 높습니다. 손가락으로 가장자리를 잡을 때보다 손바닥을 사용할 때 훨씬 더 넓은 표면적을 쥐게 되기 때문입니다.

연신비 이론을 이해하려면 금속 흐름의 기본을 이해해야 합니다. 하나의 기본 개념은 큰 직경의 블랭크가 작은 직경의 부품으로 강제로 유입될 때 금속이 서로 압착되어야 한다는 것입니다. 압착 동작을 일반적으로 압축이라고 합니다. 컵과 같은 용기 주위 전체에 압축이 가해지는 경우 이를 원주 압축이라고 합니다. 코너 프로파일 반경에 의해 생성된 압축을 방사형 압축이라고 합니다. 기억해야 할 핵심 사항은 압축된 금속이 흐름에 대해 큰 저항을 갖는다는 것입니다(그림 2 참조).

이러한 저항 때문에 드로우 펀치는 압축 시 금속 표면적을 최소화하기 위해 블랭크 가장자리에 충분히 가까워야 합니다. 간단히 말해서, 드로우 펀치는 블랭크 직경에 대해 허용 가능한 직경이어야 합니다. 이 관계는 단순히 제한 드로잉 비율로 정의될 수 있습니다.

드로우 펀치가 블랭크 가장자리에서 너무 멀면 압축된 금속이 흐르지 않아 늘어나거나 쪼개질 수 있습니다. 블랭크가 펀치에 충분히 가까우면 금속이 압축되어 안쪽으로 흘러 들어가 늘어나거나 얇아지는 현상이 제한됩니다(그림 3 참조).

매우 큰 부품 형상을 얻으려면 여러 도면 작업이 필요할 수 있습니다. 이 프로세스를 드로우 감소라고 합니다. 성공적인 연신 감소 공정을 위해서는 시작 블랭크와 드로잉 펀치 간의 관계뿐만 아니라 각 드로잉 작업 간의 관계에도 매우 세심한 주의를 기울여야 합니다.