자동차 차체 패널부터 정밀 전자 인클로저까지, 금속 굽힘은 현대 세계를 형성하는 초석 제조 공정으로 자리 잡고 있습니다. 이 심층적인 연구는 금속 굽힘의 원리, 방법, 장점 및 제한 사항을 탐구하고 기술적 진화를 예측합니다.
금속 굽힘은 기계적 힘을 사용하여 연성 재료(일반적으로 금속 시트)를 직선 축을 따라 변형시켜 V자형, U자형 또는 채널 구성을 만드는 제조 공정입니다. 이 다재다능한 기술은 전기 인클로저에서 직사각형 덕트까지 다양한 구성 요소를 생산합니다. 프레스 브레이크, 박스 앤 팬 폴더 및 기계식 프레스와 같은 특수 장비가 이러한 작업을 용이하게 합니다.
프레스 브레이크 작업 중 다이 블록 위에 배치된 공작물은 펀치가 재료를 다이 캐비티로 밀어 넣으면서 변형을 겪습니다. 이 작업은 동시에 재료 구조 내에 인장 및 압축 응력을 유발합니다. 잔류 응력은 스프링백(굽힘 후 재료가 원래 위치로 부분적으로 돌아가려는 경향)으로 나타납니다. 이 현상을 방지하기 위해 기술자는 일반적으로 목표 각도 이상으로 재료를 과도하게 굽힙니다.
스프링백의 정도는 재료 특성 및 굽힘 방법에 따라 다릅니다. 추가 고려 사항에는 굽힘 허용량 계산(성형 중 재료 연신 고려) 및 굽힘 반경 사양(공구 형상, 재료 특성 및 재료 두께에 의해 결정됨)이 포함됩니다. 특수 U자형 펀치는 한 번의 스트로크로 완전한 채널을 형성할 수 있습니다.
이 다재다능한 기술은 펀치를 배치하여 구성 요소 간의 완전한 접촉 없이 재료를 V자형 다이로 밀어 넣습니다. 펀치와 다이 측벽 사이의 공기 간격은 재료 두께(T)를 초과하므로 다른 방법보다 적은 힘이 필요합니다. 최신 조절 가능한 공구는 스트로크 깊이를 변경하여 단일 공구 세트를 사용하여 다양한 프로파일을 수용합니다.
장점: 공구 요구 사항 감소, 낮은 힘 요구 사항 및 다양한 재료 및 두께에 대한 탁월한 유연성.
제한 사항: ±0.5° 각도 공차는 불완전한 재료-공구 접촉으로 인해 발생합니다. 공정 안정성은 정밀한 스트로크 제어가 필요하며 재료 변동을 보상합니다.
이 방법은 V자형 다이 벽과 완전히 접촉하도록 재료를 밀어 넣는 동시에 다이 베이스에서 최소 간격을 유지합니다. 최적의 V자형 개구부 너비는 얇은 재료(≤3mm)의 경우 6T에서 두꺼운 재료(≥10mm)의 경우 12T까지입니다.
장점: 최소 스프링백으로 정밀도 향상.
제한 사항: 각 재료/두께 조합에 대한 전용 공구가 필요하며 좁은 반경에 대해 상당히 높은 힘 요구 사항이 필요합니다.
이 고력 공정(에어 굽힘 요구 사항의 5-30×)은 극심한 압력을 통해 재료를 영구적으로 변형시켜 0.4T만큼 좁은 반경을 달성하고 스프링백을 무시할 수 있습니다.
장점: V자형 개구부가 5T만큼 좁아지는 뛰어난 정밀도.
제한 사항: 과도한 장비 비용 및 힘 요구 사항으로 인해 실제 적용이 제한됩니다.
정확한 굽힘 허용량(BA), 굽힘 공제(BD) 및 K-Factor 결정은 치수 정확도를 보장합니다. 재료가 압축도 인장도 겪지 않는 중립 축은 이러한 계산의 이론적 기준선 역할을 합니다.
| 매개변수 | 정의 | 계산 |
|---|---|---|
| 굽힘 허용량(BA) | 굽힘 접선 사이의 중립 축 호 길이 | BA = A(π/180)(R + KT) |
| 굽힘 공제(BD) | 플랜지 길이와 평면 패턴의 차이 | BD = 2(R + T)tan(A/2) - BA |
| K-Factor | 중립 축 위치 비율(t/T) | K = (0.65 + log(R/T)/2)/2 (에어 굽힘 근사) |
굽힘은 경량에서 중형 게이지 재료에 대한 비용 효율적인 준 순형상 생산을 제공하지만 재료 변동에 대한 민감성으로 인해 공정 제어가 필요합니다. 업계는 공차 문제를 해결하기 위해 브레이크 성형과 증분 기술을 결합한 하이브리드 공정을 계속 개발하고 있습니다.
새로운 개발은 다음 사항에 중점을 둡니다.
제조 요구 사항이 진화함에 따라 금속 굽힘 기술은 지능형 자동화 및 정밀 엔지니어링을 통해 계속 발전하여 산업 제조에서 필수적인 역할을 유지하고 있습니다.
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