프레스 벤딩에서의 스프링백과 굽힘 여유

모든 굽힘은 하중이 제거될 때 각도의 일부를 되돌려주며, 블랭크는 굽힘이 실제로 형성되는 길이에 맞춰 전개되어야 합니다. 이 페이지는 굽힘 여유의 기반이 되는 중립축 규칙, 굽힘의 스프링백 양을 결정하는 요인, 그리고 각도를 유지하는 금형 방법을 정리합니다.

굽힘 여유와 중립축

정확한 굽힘 여유는 실제 중립축의 호 길이이며, 중립축 자체는 근사치로만 구할 수 있으므로 실무는 일련의 작업 가정에 의존합니다.

사례	작업 가정
내측 반경이 소재 두께의 두 배 미만인 경우	중립축은 굽힘의 내측 반경에서 소재 두께의 1/3 지점에 위치하는 것으로 가정합니다.
내측 반경이 소재 두께의 두 배 이상인 경우	중립축은 내측 반경에서 소재 두께의 1/2 지점에 위치하는 것으로 가정합니다.
많은 전문가가 보고하는 범위	실제 중립축은 내측 반경에서 소재 두께의 0.2배에서 0.5배 사이에서 이동합니다.

금속은 중립축 위에서 인장되고 아래에서 압축되며, 축의 위치는 굽힘 방법에 따라 이동합니다. 타이트하게 와이핑된 플랜지로 만든 굽힘은 프레스 브레이크의 에어 벤딩보다 금속이 덜 필요합니다. 와이핑이 금속을 인장시키기 때문입니다.
굽힘의 정확한 길이는 시행착오를 통해 결정되며, 이는 또한 근접 공차 스탬핑이 종이 위가 아니라 프레스에서 전개되는 이유이기도 합니다.

굽힘 각도	계수	사용 방법
90도 굽힘	1.57	90도의 라디안 수에 가정된 중립축을 곱합니다.
다른 각도의 굽힘	도당 0.0175	굽힘 각도에 1도의 라디안 수인 0.0175를 곱하고, 그 결과를 1.57 대신 사용합니다.

스프링백 스프링백은 탄성 회복이며, 냉간 가공으로 금속에 남은 잔류 응력에 의해 발생합니다. 단순 굽힘에서는 내측에 잔류 압축 응력이, 외측에 잔류 인장 응력이 존재하며, 압력이 해제되면 잔류 응력의 힘이 재료의 강성과 균형을 이룰 때까지 금속이 스프링백됩니다.

여기서 강성이 의미하는 것

강성은 탄성계수의 함수이며, 이는 인장 강도에 비해 탄성계수가 높은 연강이 비슷한 강도 수준에서 탄성계수가 낮은 재료보다 스프링백이 적은 이유입니다.

스프링백의 양은 예측하기 어렵습니다. 근접 공차 작업의 경우 특정 재료와 성형 방법에 대한 수치는 실제 생산 조건에서 개발되며, 금형에 보상이 포함되지 않은 경우 나중에 수리 시설에서 수정합니다. 큰 와이프 강재 클리어런스 뒤의 스프링백은 수 도 이상에 이를 수 있습니다.

요인	스프링백을 증가시키는 이유
더 높은 재료 강도	더 많은 응력이 굽힘에 고정되어 남습니다.
더 얇은 재료	굽힘을 유지하는 단면이 적습니다.
더 낮은 탄성계수	하중이 제거될 때 재료가 변형률을 더 많이 회복합니다.
더 큰 금형 반경	더 긴 호가 더 많은 탄성 에너지를 저장합니다.
더 큰 와이프 강재 클리어런스	굽힘이 덜 가공되므로 스프링백이 공구에서 덜 제거됩니다.
부품 외곽선의 불규칙성 감소	외곽선이나 표면 윤곽이 불규칙한 플랜지는 약간의 스프링백을 유지합니다.
더 평평한 표면 윤곽	굽힘 길이를 따라 동일한 효과가 나타납니다.

굽힘을 각도로 유지하는 세 가지 방법

공구는 각도를 초과하여 굽히거나, 굽힘을 바닥까지 눌러주거나, 제어된 반경에 대해 플랜지를 와이핑합니다.

과굽힘

가장 일반적인 방법은 과굽힘입니다. 재료는 원하는 각도를 초과하여 굽혀지고 목표 각도로 스프링백되도록 합니다. 세 가지 중 가장 단순한 작업인 에어 벤딩은 수행하는 작업에 비해 가장 적은 톤수를 필요로 하며 램 이동의 정확한 반복성에 의존하므로, 과이동량은 실험적으로 설정합니다.

과굽힘만으로는 변동이 있는 재료에서 굽힘을 유지할 수 없으며, 여기서 아래 두 가지 방법이 필요합니다.

코이닝

바텀 벤딩이라고도 하는 코이닝은 굽힘 영역에서 금속의 전체 두께를 항복점까지 끌어올립니다. 에어 벤딩보다 재료 상태에 덜 민감하면서 날카롭고 정확한 굽힘을 생성하며, 애초에 스프링백을 일으키는 잔류 응력을 제거합니다.

대가는 힘과 금형 마모입니다. 코이닝은 단순 에어 벤딩의 5~10배 톤수가 필요할 수 있으며, 기계 처짐이 톤수에 따라 증가하고 금형이 더 빨리 마모됩니다. 굽힘이 전체 길이에 걸쳐 정확해야 하는 경우 램 조정만으로는 충분하지 않을 수 있으며 베드에 심을 넣어야 합니다. 코이닝 금형용 공구강은 그 자체로 별도의 목록이며, 이는 다음 페이지에 정리되어 있습니다: 코이닝 금형 선정 페이지.

와이프 플랜징과 개선된 방법

와이프 플랜지에서 스프링백을 유지하는 일반적인 방법은 플랜지 강재로 굽힘 상단을 코이닝하는 것입니다. 그 한계는 감당할 수 있는 보상량이며, 일부 작업에서 왜곡된 굽힘 각도를 남깁니다. 코이닝은 또한 스탬핑을 약화시킬 수 있는 스코어 마크를 남기며, 압력이 너무 과하게 가해지면 굽힘 상단의 금속이 약하고 왜곡된 상태로 압출됩니다.

더 나은 방법은 플랜지 강재의 반경을 릴리브하여 굽힘 반경의 상단에 절대 닿지 않도록 하는 것입니다. 한 가지 방법은 플랜지 강재를 반경에 대해 약 20도 접선 방향으로 릴리브하는 것입니다. 또 다른 방법은 굽힘 외측보다 큰 반경으로 가공하는 것입니다. 그런 다음 플랜지 강재를 가장 타이트한 지점이 반경 상단을 45~60도 지나도록 위치시키고, 성형 강재의 측면을 5도 이상 릴리브하여 재료가 과굽힘될 수 있도록 합니다. 그 결과 굽힘 상단을 코이닝하는 것보다 프레스 조정과 재료 변동에 더 관대합니다.

굽힘 각도를 변화시키는 요인

공구가 올바르면, 나머지 변동은 프레스, 소재, 그리고 작업 환경에서 비롯됩니다.

원인	굽힘에 미치는 영향
소재 항복 강도의 변화	다른 로트는 동일한 설정에서 다른 각도로 굽혀집니다.
소재 두께의 변동	두께는 중립축과 톤수를 함께 변화시킵니다.
온도 변화에 따른 기계 변동	프레스는 장시간 운전 후에는 동일한 기계가 아닙니다.
기계 처짐	긴 프레스 브레이크 베드에서 가장 두드러지며, 굽힘 중앙부가 양 끝보다 더 많이 휘어집니다.

보정

굽힘 각도에 영향을 미치는 조건의 변화는 일반적으로 램 스트로크 조정으로 대응하며, 프레스 브레이크 베드 처짐은 심(shim)으로 대응합니다. 일부 프레스 브레이크에는 베드에 내장된 유압 실린더와 같은 자동 처짐 보정 장치가 있습니다. 두꺼운 소재나 경도가 높은 소재로 인해 높은 힘이 필요한 경우에는 단순한 램 조정만으로는 충분하지 않을 수 있습니다.

동일 챕터의 성형 다이 관련 참고 사항

프레스 금형의 성형 측면은 동일한 탄성 거동을 기준으로 설계되며, 출처에서는 금형 자체에 대한 몇 가지 규칙을 간단히 제시합니다.

성형되는 반경은 부품에 응력 집중이 발생하지 않도록 금속 두께의 최소 두 배 이상이어야 합니다.
성형 블록은 공작물보다 넓게 제작되며, 높이는 대략 1 대 1.5의 비율을 따릅니다.
솔리드 성형 다이는 암형 다이 블록에 상당한 측압을 가합니다. 한 가지 옵션은 두 개의 공구강 조각을 프리스트레스 타이 로드로 결합한 암형 블록을 사용하는 것이며, 이는 이중 블랭크가 투입될 경우 금형을 보호하는 역할도 합니다. 블록 중앙 아래의 릴리프는 인장 변형의 상당 부분을 더 견고한 하부로 전달합니다.
코이닝 압력에 도달하는 경우, 유압 프레스에서 다이를 운전하면 다이에 가해지는 압력을 제한할 수 있습니다.
성형 블록의 양호한 연마는 스탬핑 표면을 보호하며, 표면 거칠기 차트 는 작업이 측정 기준으로 삼는 마감을 다룹니다.
펀치는 우수한 등급의 공구강으로 제작되며, 인성을 위해 열처리됩니다. 출처에서는 가혹한 작업에 S5 또는 S7을 좋은 선택으로 언급하며, S7 페이지 에서 해당 등급을 자세히 다룹니다. 성형 및 굽힘 계열 전체는 다음 아래에 수집되어 있습니다: 성형, 드로잉 및 굽힘 다이.

홀 플랜징은 90도에서 동일한 문제입니다

미리 펀칭된 홀 주위에 90도로 성형된 플랜지는 해당 각도에서 스트레치 플랜지이며, 펀칭된 홀 크기는 90도 굽힘과 동일한 원리로 계산됩니다. 높이가 금속 두께의 2.5배를 초과하여 늘어난 플랜지는 갈라질 수 있습니다. 압출 작업 전에 홀 가장자리를 버링하는 것이 도움이 되며, 홀 가장자리를 코이닝하는 것은 특히 프로그레시브 다이 작업에서 홀을 강화하는 좋은 방법입니다.

금형에 요구되는 강재

굽힘 및 성형 다이는 다른 프레스 금형과 동일한 기준으로 선택되며, 한쪽은 내마모성, 다른 쪽은 인성을 고려합니다. 이 등급의 금형에 대한 후보 목록은 굽힘 및 성형 다이 선택 페이지에 있으며, 더 넓은 계열은 다음 아래에 수집되어 있습니다: 냉간 공구강.

견적 전 확인 사항

이 수치는 일반 참고용입니다. 스프링백과 굽힘 허용치는 소재, 금형 및 프레스에 따라 변동하며, 출처에서는 근접 공차 작업에 대해 시행착오를 권장합니다. 자체 시험 또는 아오보 스틸에 문의하여 확인하십시오.