딥 드로잉 클리어런스, 반경 및 힘

드로잉된 쉘은 세 가지 숫자에 의해 성패가 결정됩니다. 펀치와 다이 사이의 클리어런스, 다이 개구부의 반경, 그리고 블랭크가 지닌 금속의 양입니다. 이 페이지는 이러한 숫자에 대한 소스 테이블, 블랭크 직경 공식, 그리고 쉘에 필요한 드로잉 횟수를 결정하는 힘과 감소 한계를 수집합니다.

블랭크 두께의 배수로 나타낸 드로잉 클리어런스

클리어런스는 펀치와 다이 사이의 공간으로, 블랭크 두께의 배수로 유지되며 첫 번째 드로잉, 재드로잉 및 사이징 드로잉에 대해 별도로 읽습니다.

블랭크 두께, in. (mm)	첫 번째 드로잉	재드로잉	사이징 드로잉
.015 (0.38) 이하	1.07t ~ 1.09t	1.08t ~ 1.1t	1.04t ~ 1.05t
.016 ~ .050 (0.41 ~ 1.27)	1.08t ~ 1.1t	1.09t ~ 1.12t	1.05t ~ 1.06t
.051 ~ .125 (1.30 ~ 3.18)	1.1t ~ 1.12t	1.12t ~ 1.14t	1.07t ~ 1.09t
.136 (3.45) 이상	1.12t ~ 1.14t	1.15t ~ 1.2t	1.08t ~ 1.1t

출처: Fundamentals of Tool Design, 6th edition (Society of Manufacturing Engineers, 2010), Chapter 8, Table 8-3. 값은 원래 블랭크의 두께 t의 배수로 표현된 펀치와 다이 사이의 공간입니다.

출처 예시에서 .125 in. (3.18 mm)의 블랭크는 .138 ~ .140 in. (3.50 ~ 3.56 mm)의 드로잉 클리어런스를 가지며, 이는 작업 두께에 대해 1.1t ~ 1.12t 행을 읽은 것입니다.
사이징 드로잉 열은 직경이나 벽 두께가 중요하거나, 표면 조도를 개선하여 마무리 비용을 절감해야 하는 직선형 쉘에 사용됩니다.

다이 개구부의 드로잉 반경

반경은 흐름이 허용하는 한 크게 유지됩니다. 작은 반경은 금속이 좁은 호를 따라 구부러지고 펴지도록 강제하여 통과시키는 데 필요한 힘을 증가시키기 때문입니다.

소재 두께, in. (mm)	드로잉 반경, in. (mm)
1/64 (0.4)	1/16 (1.6)
1/32 (0.8)	1/8 (3.2)
3/64 (1.2)	3/16 (4.8)
1/16 (1.6)	1/4 (6.4)
5/64 (2.0)	3/8 (9.5)
3/32 (2.4)	7/16 (11.1)
1/8 (3.2)	9/16 (14.3)

출처: Fundamentals of Tool Design, 6th edition (Society of Manufacturing Engineers, 2010), Chapter 8, Table 8-2. 값은 대략 소재 두께의 4배에 해당하는 반경을 기준으로 하며, 출처에서는 실제로 4배에서 6배까지 허용합니다.

양쪽에 존재하는 두 가지 실패 모드

반경이 너무 크면 블랭크 홀더가 드로잉이 완료되기 전에 금속을 놓아 벽에 주름이 생깁니다. 플랜지 없이 드로잉된 직선형 쉘의 경우, 큰 반경은 블랭크 홀더 제어가 상실되면서 금속을 접을 수 있습니다. 소재 두께의 6배를 넘으면 드로잉 힘의 추가 감소가 거의 없으며, 두께의 10배에 가까워지면 금속이 반경을 넘어 흐르면서 주름이 생길 수 있습니다.

반경이 너무 작으면 재료가 반경을 넘거나 펀치 면에 닿을 때 파단됩니다. 좁은 반경은 또한 금속에 더 큰 변형을 주어 가공 경화를 증가시키고, 이는 다음 패스에서 더 많은 힘을 요구하게 됩니다.

블랭크 직경

블랭크는 표면적에 의해 완성된 쉘로부터 전개되며, 쉘 직경과 코너 반경의 비율이 어떤 공식을 적용할지 결정합니다.

쉘 형상	블랭크 직경 공식
d/r 20 이상	D = √(d² + 4dh)
d/r 15에서 20 사이	D = √(d² + 4dh − 0.5r)
d/r 10에서 15 사이	D = √(d² + 4dh − r)
d/r 10 미만	D = √((d − 2r)² + 4d(h − r) + 2πr(d − 0.7r))
벽이 바닥보다 얇게 아이어닝된 경우	D = √(d² + 4dh × t / T)

D는 블랭크 직경, d는 쉘 직경, h는 쉘 높이, r은 코너 반경, t는 벽 두께, T는 바닥 두께입니다.
공식은 블랭크의 표면적이 완성된 쉘의 표면적과 같다고 가정합니다. 벽이 바닥보다 얇게 아이어닝된 경우에는 금속의 부피가 대신 일치해야 하며, 황동 케이스와 같은 쉘은 시행착오를 통해 전개됩니다.
출처 예시에서 d/r 비율이 20 이상인 2.75 in. (69.9 mm) 쉘, 높이 1.5 in. (38.1 mm)는 4.9 in. (124.5 mm) 블랭크에서 드로잉되며, 블랭크 면적 대 펀치 노즈 면적의 비율 약 4:1은 이를 단일 드로잉 내에 유지합니다.

쉘에 필요한 드로잉 횟수

블랭크 크기가 정해진 후, 다음 단계는 각 드로잉에 대한 드로잉 횟수와 감소율을 추정하는 것입니다.

한계	출처에서 제공하는 내용
첫 번째 드로잉, 펀치 면적에 대한 블랭크 면적	블랭크의 면적은 펀치의 단면적의 3.5배에서 4배를 초과하지 않아야 합니다. 블랭크와 쉘 직경의 차이가 클수록 한 작업에서 흐르는 금속의 양이 많아지고 이를 이동시키는 데 필요한 응력이 높아집니다.
두께 비율 t/D	비율이 낮아질수록 주름 발생 경향이 증가하고 흐름을 제어하고 주름이 시작되지 않도록 더 많은 블랭크 홀더 압력이 필요합니다.
단동식 첫 번째 드로잉	실무에서 얻은 약 48% 감소의 상한.
복동식 재드로잉	30%의 한계로, 코너 반경, 마찰 및 쉘 벽에 대한 블랭크 홀딩 면의 각도에 의해 수정됩니다.
세 번째 및 이후 드로잉	금속에 이미 존재하는 변형 경화 때문에 풀림 작업 없이 20% 이상의 감소는 불가합니다.

한계의 근거

블랭크 홀딩 면 사이에 유지되는 금속의 면적은 펀치가 가압하는 면적에 합리적으로 비례해야 합니다. 한 작업에서 흐를 수 있는 금속의 양에는 한계가 있기 때문입니다. 패스 사이에 가공 경화되는 강은 다음 패스 전에 연화되어야 하며, 그 일정은 풀림 및 불림 차트.

드로잉 힘 및 블랭크 홀더 힘

펀치는 컵의 바닥을 통해 드로잉의 전체 하중을 지지하며, 블랭크 홀더는 그 위에 자체 압력을 추가합니다.

수량	공식	작업 노트
드로잉 힘	P = π d t s (D / d − C)	s는 금속의 항복 강도이고, C는 마찰과 굽힘을 포함하는 0.6에서 0.7의 상수입니다. 전체 하중은 펀치를 통해 컵의 바닥으로 전달됩니다.
블랭크 홀더 힘	몇 파운드에서 드로잉 힘의 1/3까지	주로 시행착오에 의해 결정됩니다. 다이로의 금속 흐름을 방해하지 않으면서 주름을 방지할 만큼 충분한 압력입니다.

계산 예시

원문 예시에서 위에 설명된 셸에 대한 드로잉 힘은 20톤(178 kN)으로 계산되며, 블랭크 홀더 힘은 약 6톤(53 kN)이면 충분하다고 제시됩니다. 표준 30톤(267 kN) 오픈 백 인클라이너블 프레스가 이 작업을 수행합니다.

힘은 측벽의 인장 파괴에 의해 제한되므로, 벽의 단면적과 가공 중인 금속의 항복 강도에 따라 달라집니다. 힘이 금형이 아닌 프레스에 의해 제한되는 경우, 답은 절단의 경우와 동일합니다. 작업을 스트로크 전체에 분산시키고, 피크를 프레스 스트로크의 하단에서 멀리 유지하십시오.

드로잉 실패의 원인

대부분의 실패는 금속이 캐비티로 유입되는 흐름으로 거슬러 올라가며, 각 원인에는 고유한 가시적 특징이 있습니다.

Root cause	외관
소재의 드로잉성이 너무 낮음	깊이에 도달하기 전에 펀치 반경 근처에서 벽이 목이 졸리거나 얇아집니다.
블랭크 홀더 힘이 너무 높음	금속이 캐비티로 유입되지 못하고 벽이 늘어나 찢어집니다.
금형 표면의 스코어링 또는 갈링	드로잉 반경을 따라 저항이 증가하고 벽에 손상이 발생합니다.
블랭크 홀더 형상 및 드로잉 반경	금속이 두꺼워져 금형 캐비티로 원활하게 유입되는 것이 허용되지 않습니다.
부적절하거나 불충분한 윤활제	마찰과 힘이 함께 증가하고 표면 조도가 나빠집니다.
드로잉 깊이 또는 감소율이 너무 큼	전체 깊이에 도달하기 전에 측벽이 파손됩니다.
한 번 더 드로잉 필요	셸은 재드로잉이 필요하며, 강이 빠르게 가공 경화되는 경우 패스 사이에 풀림을 실시합니다.

파단 전에 목을 잡아라

목킹 파손은 완성품에서는 일반적으로 보이지 않는 국부적 얇아짐이 선행됩니다. 벽이 파단되기 전에 초음파 두께 게이지로 얇아짐을 추적할 수 있으며, 주시해야 할 영역은 부품이 가장 심하게 드로잉 또는 성형되는 곳입니다. 문제의 시작은 측정값에서 빨라지는 추세로 먼저 나타납니다.

손상이 금형 면의 스코어링 또는 갈링인 경우, 관련 마모 모드와 이에 대응하여 선택된 공구강은 다음 페이지에 정리되어 있습니다: 응착 마모 저항성 공구강 페이지.

윤활은 드로잉의 심각도에 따릅니다

드로잉 윤활제에 대한 요구는 샤프트 및 베어링용 윤활제보다 높으며, 원문은 작업 심각도에 따라 선택 사항을 분류합니다.

작업 등급	일반적인 윤활제
경작업	중점도에서 고점도의 광물유, 0.03~2% 고급 비누의 비누 용액, 또는 비누 베이스의 지방 및 지방유 에멀전.
중작업	화이트닝 또는 리토폰과 같은 미분 충전제를 함유한 비누 베이스 에멀전의 지방 또는 오일, 황화 오일, 강에 증착된 이종 금속, 녹 또는 인산염 피막, 또는 건조 비누 피막.
중작업	경미한 녹 또는 인산염 코팅이 있는 건조 비누 또는 왁스 피막, 충전제가 포함된 에멀전과 황화물 또는 인산염 코팅, 황 함유 조합, 또는 충전제가 포함된 황화 오일 베이스 블렌드.

드로잉 링은 공구강 부품입니다

드로잉 금형의 다이는 종종 드로잉 링 자체이며, 공구강으로 제작되어 캐비티 에지가 금속이 드로잉되는 구형 영역을 형성합니다. 대형 드로잉 금형은 일반적으로 공구강으로 된 교체 가능한 삽입 드로잉 링을 사용하므로, 뒤의 블록을 폐기하지 않고 작업 에지를 갱신할 수 있습니다.

생산량에 따라 소재가 상향됩니다

원문은 부품 수에 따라 금형 소재를 조정합니다. 100개 미만에서는 플라스틱 또는 아연 합금 금형이 적합하고, 수백 개는 일반 주철 링으로 작업하며, 주철은 화염 경화 또는 경질 크롬 도금 및 이온 질화로 더 긴 생산에 대응할 수 있습니다. 공구강은 소형 금형의 장기 생산에 사용되며, 선택은 마모, 강도 및 경도에 따르고, 초경 인서트는 연마성 소재의 매우 긴 생산에 사용됩니다.

드로잉 금형의 등급 문제

딥 드로잉 금형에 어떤 공구강을 사용할지는 다른 냉간 공구강 제품군과 동일한 논리를 따릅니다. 이 사이트에서 사용하는 후보 목록과 각 등급의 이유는 다음 페이지에 있습니다: 딥 드로잉 금형 선택 페이지, 그리고 그 배경에 대한 더 긴 논의는 다음에 있습니다: 딥 드로잉 공구강 기사.

블록은 풀림 상태로 도착합니다

드로잉 금형은 연질 상태에서 가공되고 이후 경화되므로, 블록은 열처리 중 변형을 고려한 충분한 여유를 두고 풀림 상태로 주문됩니다. 이 상태가 가공 및 경화 단계에 의미하는 바는 다음 페이지에 설명되어 있습니다: tool steel bar delivery condition page, 그리고 성형 및 드로잉 제품군 전체는 다음 아래에 정리되어 있습니다: 성형, 드로잉 및 굽힘 다이.

견적 전 확인 사항

이 수치는 일반 참고용입니다. 드로잉 클리어런스와 반경은 소재, 윤활제, 블랭크 홀더 및 프레스에 따라 달라집니다. 자체 시험 또는 Aobo Steel에 문의하여 확인하십시오.