펀칭력 및 펀칭 압력 센터 계산 소개

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펀칭 힘과 그 감소 조치

1. 계산 블랭킹 힘

펀칭력은 펀칭 과정에서 펀칭이 시트에 가하는 힘으로 프레스 선정 및 금형 설계에 있어 중요한 요소 중 하나이다. 블랭킹 과정 전반에 걸쳐 블랭킹력의 크기는 그림 1-1과 같이 끊임없이 변화합니다. 그림의 OA 단면은 탄성 변형 단계이며 시트에 가해지는 블랭킹력은 펀치의 하향 압력에 따라 선형적으로 증가합니다. 섹션 AB는 소성 변형 단계입니다. B 지점은 펀칭력의 최대값입니다. 펀치를 다시 누르면 재료에 크랙이 형성되어 급격히 팽창하여 펀칭력이 감소하므로 BC가 파단단계이다. C 지점에 도달하면 상부 및 하부 균열이 중첩되고 시트가 분리됩니다. CD가 사용하는 압력은 마찰 저항을 극복하고 분리된 물질을 밀어내기 위한 것입니다. 블랭킹 힘은 펀치에 대한 시트 재료의 최대 저항을 나타냅니다. Sheet 재료가 Punch에 작용하여 최대 저항과 균열을 생성할 때(그림 1-1의 B 지점), Sheet 재료의 전단 변형 영역의 전단은 재료의 전단 강도(MPa)로 사용됩니다.

을위한 블랭킹 일반 평날의 경우 블랭킹력 F는 다음 공식으로 계산할 수 있습니다.

F=KLtτ_NS

공식 F-펀칭력에서;

L - 펀칭 주변의 길이;

t - 재료 두께;

b - 재료의 전단 강도;

K--계수. 계수 K는 몰드 갭 값의 변동 및 불균일, 절삭날의 마모, 시트의 기계적 특성 및 실제 생산에서의 두께 변동과 같은 요인의 영향을 고려한 보정 계수입니다. 일반적으로 K=1.3을 취합니다.

일반적으로 재료의 인장 강도 σ_NS=1.3τb. 계산의 편의를 위해 펀칭력도 다음 공식으로 계산할 수 있습니다.

F=Ltσ_NS

2. 블랭킹 포스 저감 대책

고강도 재료 또는 두꺼운 재료 및 큰 치수의 공작물을 펀칭할 때 필요한 펀칭력이 더 커서 선택한 장비의 공칭 압력을 초과합니다. 펀칭력을 줄이기 위해 일반적으로 다음과 같은 방법이 사용됩니다.

• 스텝펀치 펀칭

멀티 펀치 금형에서는 펀치의 크기에 따라 다른 높이를 만들 수 있으므로 작업 단면이 계단 모양으로 배열됩니다. 그림 1-2와 같이.

스텝 펀칭 펀칭의 힘 감소 원리는 여러 펀치가 동시에 펀칭되는 것을 방지하고 여러 펀치의 최대 펀칭력이 동시에 발생하는 것을 방지하여 총 펀칭력을 줄이는 것입니다.

펀치 사이의 높이 차이 H는 재료 두께에 따라 다릅니다.

얇은 재료: t<3mm일 때 H=t;

두꺼운 재료: t>3 mm일 때 H=0.5 t.

계단식 펀치를 사용할 때 얇은 펀치는 가능한 한 짧아야 강도에 유리합니다. 또한 펀치는 금형의 변형을 방지하기 위해 가능한 한 대칭으로 배열되어야 합니다. 스텝 펀치 펀칭은 공작물의 정확도에 영향을 미치지 않고 펀칭력을 줄이고 진동을 줄이며 큰 펀치에 가까운 작은 펀치의 기울어짐 및 파손을 방지할 수 있습니다. 모든 펀치의 높이가 같을 때 큰 펀치에 가까운 작은 펀치는 큰 펀치에 의한 재료 흐름의 영향을 받고 작은 펀치가 기울어지거나 부서지기 쉽습니다. 이 방법의 단점은 긴 볼록형이 오목형에 깊숙이 삽입되어 마모가 쉽고, 인선을 날카롭게 하는 것이 번거롭다는 것이다. 여러 볼록 금형과 상대적으로 대칭적인 위치를 가진 금형에 주로 사용됩니다.

스텝 펀치의 펀칭력은 일반적으로 가장 큰 펀칭력을 생성하는 스텝에 따라서만 계산됩니다.

• 블랭킹 비스듬한 칼날로

플랫 블레이드 블랭킹은 절삭 날의 전체 둘레를 따라 재료를 동시에 펀칭하므로 펀칭력이 상대적으로 큽니다. 펀치(또는 다이) 절삭날 평면을 이동 방향에 수직이 아닌 경사면으로 만들면 절삭 날이 펀칭 중에 블랭킹 부분의 주변과 동시에 접촉하지 않지만 점차적으로 재료를 잘라내어 펀칭력을 크게 줄일 수 있습니다.

비스듬한 날로 펀칭하는 경우 평평한 부품을 얻으려면 블랭킹할 때 펀치가 납작한 날이어야 하고 오목한 금형은 비스듬한 날이어야 합니다. 펀칭할 때 오목한 다이는 평평한 날이어야 하고 펀치는 비스듬한 날이어야 합니다. 비스듬한 날은 또한 대칭으로 배열되어야 하며 절삭날에 펀칭 및 갉아먹는 동안 단방향 측면 압력으로 인해 다이가 이동하는 것을 방지할 수 있습니다. 다양한 비스듬한 날의 절삭 날 형태는 그림 1-3에 나와 있습니다.

그림 1-3은 경사 블레이드의 높이 H 값을 보여줍니다. 재료 두께 t<3mm일 때 H=2t; 재료 두께 t=3~10mm일 때 H=t.

비스듬한 블레이드의 블랭킹 힘의 계산 공식은 다음과 같습니다.

NS _비스듬한 = 케이 _비스듬한 Lt

공식에서 F _비스듬한 —- 비스듬한 블레이드의 블랭킹 힘;

케이 _비스듬한 —- 힘 감소의 매개변수, 그 값은 경사 블레이드의 높이 H와 관련됩니다. H=1일 때, K _경사=0.4~0.6; H=2일 때 t, K _비스듬한=0.2~0.4.

비스듬한 블레이드 블랭킹의 장점은 프레스가 부드러운 조건에서 작동할 수 있다는 것입니다. 블랭킹 부품이 크면 힘이 크게 감소합니다. 단점은 금형 제작이 복잡하고, 인선이 마모되기 쉽고, 연삭이 어렵다는 점이다. 블랭킹 부품은 충분히 평평하지 않으며 복잡한 모양의 블랭킹 부품에는 적합하지 않습니다. 따라서 일반적으로 사용하지 마시고 대형 스탬핑 부품이나 후판 블랭킹에만 사용하십시오.

비스듬한 블레이드 펀칭 또는 스텝 펀치 펀칭을 사용할 때 펀칭력은 감소하지만 펀치는 네 번째 금형에 더 깊게 들어가고 펀칭 스트로크는 증가하므로 이러한 금형은 수고를 절약하고 노력을 기울일 필요가 없습니다.

• 열 펀칭 (빨간 펀칭)

가열 블랭킹은 레드 블랭킹이라고도 합니다. 금속은 상온에서 일정한 전단강도를 갖지만, 금속재료를 특정온도로 가열하면 전단강도가 현저히 떨어지므로 가열 및 펀칭하면 펀칭력을 감소시킬 수 있다(금속재료를 700~900℃로 가열, 펀칭력은 상온의 1/3 이하).

가열 블랭킹의 장점은 힘이 크게 감소한다는 것입니다. 그러나 단점은 가열이 수소화 스킨을 생성하기 쉽고 공작물의 표면 품질을 손상시킨다는 것입니다. 난방 때문에 작업 조건이 열악합니다. 가열 블랭킹은 일반적으로 두꺼운 재료의 블랭킹 및 공차 수준이 낮은 공작물의 블랭킹에 사용됩니다.

3. 토출력, 추력, 이젝터력 계산

펀칭시 재료가 분리되기 전에 탄성 변형이 있습니다. 펀칭이 끝나면 소재의 탄성 회복과 마찰의 존재로 인해 블랭킹 부품이나 펀칭 찌꺼기가 다이에 막히고 나머지 소재는 블랭킹됩니다. 펀치에 단단히 후프. 펀칭 작업을 계속하기 위해서는 펀칭에 걸린 재료를 언로드하고 다이에 꽂힌 재료를 밀어내야 합니다. 펀치에서 후프 재료를 내리는 데 필요한 힘을 언로딩 힘 F라고 합니다. _언로드; 공작물을 밀거나 다이에서 펀칭 방향 밖으로 낭비하는 힘을 힘 F라고 합니다._푸시. 펀칭 방향에 대해 공작물이나 폐기물이 배출되는 데 필요한 힘을 이젝터 힘 F라고합니다. _{맨 위}.

이러한 힘을 정확하게 계산하는 것은 어렵습니다. 다음 실험식은 일반적으로 생산에 사용됩니다.

NS _부리다=케이 _부리다 NS

F 푸시 = nK 푸시 F

F톱=K톱

공식 F에서 - 펀칭력;

NS _하역, 에프 _미는, 에프 _{맨 위}— 언로딩 힘, 미는 힘, 방출하는 힘;

케이 _하역, 케이 _미는, 케이 _{맨 위}—-방출력, 미는 힘, 이젝터 힘 계수, 표 1-4 참조;

n--다이에 동시에 붙어 있는 블랭킹 조각(또는 스크랩)의 수입니다.

재료 두께(mm)	케이 하역	케이 미는	케이 맨 위
강철	≤0.1	0.06~0.09	0.1	0.14
	>0.1~0.5	0.04~0.07	0.065	0.08
	>0.5~2.5	0.025~0.06	0.05	0.06
	>2.5~6.5	0.02~0.05	0.045	0.05
	>6.5	0.015~0.04	0.025	0.03
적동	놋쇠	0.02~0.06	0.03~0.09	0.03~0.09
알류미늄	알루미늄 합금	0.03~0.08	0.03~0.07	0.03~0.07

참고: 제하력 계수 K는 구멍, 큰 모서리 및 복잡한 윤곽을 상한선으로 제거할 때 사용됩니다.

n=h/t

공식에서 h - 공동 공동의 직선 모서리 벽 높이;

t - 시트의 두께.

4. 프레스의 공칭 압력 결정

언로드 힘, 미는 힘 및 이젝팅 힘은 프레스와 금형 언 로딩 장치 또는 이젝팅 장치에 의해 전달됩니다. 따라서 장비의 공칭압력을 선정하거나 금형을 설계할 때 별도로 고려하여야 한다.

펀칭 시 프레스의 공칭 압력은 다양한 펀칭 공정 힘 F의 합보다 크거나 같아야 합니다._총. F의 전체 계산은 다른 금형 구조에 따라 별도로 처리해야 합니다.

탄성압력 언로딩장치와 저토출방식의 금형을 사용하는 경우,

NS _총==F+F _하역+F _미는

탄성압출기장치와 상부토출방식의 금형을 사용하는 경우,

NS _총==F+F _하역+F _미는

강성 토출장치와 토출량이 적은 금형을 사용하는 경우,

NS _총 = 에프 + 에프 _푸시

계산 블랭킹 압력 센터

금형의 압력 중심은 가압력의 합력 작용점입니다. 금형의 압력 중심은 금형 핸들의 축을 통과하는 압력 슬라이더의 중심선과 일치해야 합니다. 그렇지 않으면 스탬핑 중에 슬라이더에 편심 하중이 가해져 슬라이더 가이드 레일과 금형 가이드 부품이 비정상적으로 마모되고 합리적인 간격이 보장되지 않아 부품 품질에 영향을 미치고 수명이 단축됩니다. 금형을 손상시키고 심지어 금형을 손상시킵니다.

1. 간단한 기하학적 도형의 압력 중심 결정

• 직선의 기압중심은 직선의 중심에 위치한다.

• 대칭형 블랭킹 부품의 압력 중심은 블랭킹 부품 윤곽도의 기하학적 중심에 위치합니다.

• 호 선분을 펀칭할 때 압력 중심의 위치는 그림 1-5와 같이 다음 공식으로 계산됩니다.

엑스_영형 =180Rsina/πa =Rb/l

여기서 l--호 길이.

다른 기호의 의미는 그림 1-5에 나와 있습니다.

2. 멀티펀치 금형의 압력중심 결정

멀티펀치 몰드의 압력중심을 결정하는 것은 각 펀치의 압력중심을 결정한 후 몰드의 압력중심을 계산하는 것이다. 그림 1-6은 여러 개의 구멍을 펀칭하기 위한 펀치의 위치 분포를 보여줍니다. 압력 중심을 계산하는 단계는 다음과 같습니다.

• 눈금에 따라 각 펀치 가장자리의 윤곽 위치를 그립니다.

• 임의의 위치에 좌표축 x, y를 그립니다. 좌표축의 위치를 선택할 때 좌표 원점을 특정 모서리 윤곽의 압력 중심으로 하거나 좌표축이 펀치 모서리 윤곽의 압력 중심을 최대한 통과하도록 하십시오. 좌표 원점은 여러 펀치 모서리여야 합니다. 문제를 단순화할 수 있는 입 프로필 압력 중심의 대칭 중심.

• 압력 중심 및 좌표 위치 계산 x₁, x₂…엑스_N 그리고 y₁, 요₂…와이_N 펀치 가장자리 윤곽의 각각.
• 펀칭력 F 계산₁, 에프₂…에프_N 펀치 가장자리 윤곽과 둘레 L₁, 엘₂…엘_N 각각의 펀치 가장자리 윤곽의.

NS₁=KL₁티_NS

NS₂=KL₂티_NS

…

NS_N=KL_N티_NS

평행력 시스템의 경우 블랭킹 힘의 합력은 힘의 대수적 합과 같습니다. 즉, F=F₁+F₂+…+F_N.

역학의 정리에 따르면 특정 축에 대한 합력의 모멘트는 동축 모멘트에 대한 성분 힘의 대수적 합과 같으면 압력 중심 좌표 계산 공식을 얻을 수 있습니다.

대체 F₁, 에프₂…에프_N 각각 위의 공식에 대입하면 압력 중심 좌표는

3. 복잡한 형상 부품의 금형 압력 중심 결정

언제 펀칭 복잡한 모양의 부품에서 다이 압력 센터의 계산 원리는 그림 1-7과 같이 다중 펀치 펀칭 압력 센터의 계산 원리와 동일합니다. 구체적인 단계는 다음과 같습니다.

• 모서리 윤곽선의 임의 위치에서 x 좌표축과 y 좌표축을 선택합니다.

• 절삭날의 등고선을 기본 요소에 따라 여러 개의 단순 선분으로 나누고 각 선분 L의 길이를 구합니다.₁, 엘₂…엘_N.

• 무게 중심 위치 결정 x₁, x₂…엑스_N 그리고 y₁, 요₂…와이_N 각 라인 세그먼트의.

• 압력 중심 좌표 계산(x₀, 요₀) 공식에 따른 모서리 프로파일.

블랭킹 다이의 압력 중심을 결정하기 위해 위에서 언급한 분석 방법 외에도 드로잉 방법 및 서스펜션 방법으로도 사용할 수 있습니다.

드로잉 방법은 해석 방법과 동일합니다. 여러 펀치로 펀칭하는 압력 중심과 복잡한 형상 부품의 펀칭 압력 중심을 찾을 수 있습니다. 다만, 묘화 방법의 정밀도가 높지 않고 방법이 간단하지 않아 응용에 일정한 제한이 있다.

생산에서 서스펜션 방법은 종종 복잡한 블랭킹 부품의 압력 중심을 결정하는 데 사용됩니다. 균일한 가는 금속 와이어를 사용하여 펀칭 윤곽을 따라 구부려 시뮬레이션된 부품을 형성한 다음 시뮬레이션된 부품을 재봉 실로 매달고 매달린 지점에서 수직선을 그립니다. 그런 다음 시뮬레이션된 부분의 다른 점을 취하고 같은 방식으로 다른 부분을 만듭니다. 수직선, 압력 중심에서 두 수직선의 교차점입니다. 서스펜션 방법의 이론적인 기초는 등고선에 균일하게 분포된 블랭킹 힘을 대체하는 것입니다. 블랭킹 균질한 금속 와이어가 있는 부품이고 시뮬레이션된 부품의 무게 중심이 블랭킹의 압력 중심입니다.