후드 래치 스탬핑 공정: 엔지니어링 및 제조 가이드

TL;DR

그 후드 래치 스탬핑 공정 완전한 안전 시스템을 제작하기 위해 두 가지 서로 다른 제조 공정을 포함한다. 래치, 포올, 안전 후크와 같은 정교한 메커니즘 부품들은 일반적으로 프로그레시브 다이 스탬핑 프로그레시브 다이 스탬핑을 사용하여 제조된다. 이 방법은 고강도 스틸 코일을 일련의 공정 스테이션을 통해 이동시켜 정밀한 공차와 수백만 사이클에 필요한 고속 생산을 달성한다.

반면, 래치의 장착 지점인 "후드 인너 패널"은 트랜스퍼 또는 탠덤 다이 스탬핑 을 사용하여 성형된다. 이 견고한 공정은 딥 드로잉, 트리밍 및 플랜징을 포함하여 금속 피로를 방지하는 강성 있고 보강된 구조를 만든다. 조립 과정에서는 이러한 스탬핑 부품을 리벳과 스프링으로 결합한 후, 엄격한 하중 테스트(종종 5500N을 초과함)를 수행하여 안전 규정 준수를 보장한다.

스탬핑된 후드 래치 시스템의 구조

스탬핑 라인을 검사하기 전에 성형되는 부품들을 이해하는 것이 중요합니다. 후드 래치는 단일 부품이 아니라 고강도 강판을 스탬핑하여 만든 여러 구성 요소의 어셈블리로, 각각 고유한 기계적 요구 사항을 가지고 있습니다.

핵심 메커니즘은 차량의 스트라이커와 맞물리는 주 래치 (발톱)와 래치를 고정시키는 팔 (레버)로 구성됩니다. 워체스터 폴리테크닉 인스티튜트(Worcester Polytechnic Institute) 와 같은 기관에서 수행한 공학 최적화 연구에 따르면, 래치 메커니즘은 변형 없이 일반적으로 최소 5500N(약 550kg)의 인장 강도를 견딜 수 있어야 합니다. , the latch mechanism must withstand significant forces—typically a minimum pull strength of 5500N (approx. 550kg) without deformation. The 안전 훅 , 주 래치가 고장났을 경우 후드를 잡아주는 역할을 하며, 일반적으로 약 2700N .

이러한 부품들은 특정 등급의 강철로 프레스 성형되며, 흔히 SAPH 440 또는 유사한 고강도 저합금(HSLA) 강철을 사용한다. 이러한 소재는 충돌 시 전단력에 저항하기 위한 필요한 인장 강도를 제공하지만, 경도로 인해 프레스 성형 공정에서 어려움을 초래할 수 있다.

공정 1: 래치 부품의 연속 다이 프레스 성형

후드 래치 메커니즘의 작고 복잡한 부품들은 프로그레시브 다이 스탬핑 에 적합한 후보이다. 이 고속 공정에서 금속 코일이 여러 개의 '공정 위치(station)'를 포함하는 단일 다이를 통해 공급된다. 프레스 사이클이 반복될 때마다 금속 스트립이 앞으로 이동하며 각 공정 위치에서 서로 다른 작업이 수행된다.

후드 래치 부품의 일반적인 순서는 다음과 같다:

• 가이드 홀: 첫 번째 공정 위치에서는 후속 공정 위치를 통해 스트립을 정확하게 안내하는 데 사용되는 작은 구멍을 뚫는다.
• 피어싱: 리벳용 피벗 홀은 높은 정밀도로 펀칭됩니다. 이러한 홀은 종종 래치가 흔들리지 않고 부드럽게 회전할 수 있도록 하기 위해 엄격한 공차(예: ±0.05mm)를 요구합니다.
• 코이닝/엠보싱: 다이는 모서리를 베벨 가공하거나 보강 리브를 형성하기 위해 막대한 압력을 가합니다. 이 공정은 래치가 스트라이커와 만나는 접촉면을 매끄럽게 하여 시간이 지나도 마모를 줄이는 데 중요합니다.
• 굽힘/형성: 플랜지와 잠금 탭이 형상에 맞게 굽힘 가공됩니다. 고강도 강판은 '스프링백(springback)' 현상(원래 형태로 되돌아가려는 경향)이 있기 때문에, 최종 각도를 얻기 위해 다이가 금속을 약간 과도하게 굽혀야 합니다.
• 절단: 완성된 부품이 캐리어 스트립에서 분리되어 배출됩니다.

다양한 요구사항을 가진 제조업체의 경우 프로그레시브 다이 스탬핑 일관성 있는 부품 수백만 개를 거의 폐기물 없이 생산할 수 있는 능력 덕분에 래치 메커니즘의 산업 표준으로 자리 잡았습니다.

공정 2: 후드 내판 스탬핑 (고정 지점)

래치는 견고한 고정 지점 없이선 기능할 수 없습니다. 이를 제공하는 것이 바로 후드 내판 , 차량의 후드 구조 골격을 형성하는 대형 스탬프 부품이다. 소형 메커니즘 부품과 달리, 이 패널은 트랜스퍼 또는 탠덤 다이 .

이 공정은 "블랭크"—즉, 평평한 금속 시트—를 대형 프레스에 장입하는 것으로 시작된다. 첫 번째 공정은 일반적으로 심도 압출 딥 드로잉으로, 남자형 펀치가 금속을 여자형 다이 안으로 밀어넣어 후드 프레임의 3차원 형태를 만든다. 이 단계에서 크럼플 존과 중심 공동이 결정된다.

이후 공정에서는 트리밍(불필요한 금속 제거)과 피어싱(래치 어셈블리 볼트용 구멍 생성)을 수행한다. 중요한 단계 중 하나는 플랜징 플랜지 성형으로, 외부 후드 패널과 결합되는 표면을 만들기 위해 가장자리를 굽힌다. 래치가 장착되는 부위는 종종 국부적인 오목부나 두꺼운 게이지 영역으로 보강되어 후드를 닫을 때 발생하는 응력을 분산시켜 피로 균열을 방지한다.

재료 선택 및 양산성

재료의 선택은 스탬핑 전략을 결정짓는다. 저탄소강은 성형이 용이하지만, 후드 래치에는 부식을 방지하고 높은 하중에 견딜 수 있는 아연도금 HSLA 강재 와 같은 소재가 필요하다. 그러나 경도가 높은 강재는 스탬핑 다이의 마모를 가속화하며 성형 중 '균열'이나 '주름'과 같은 결함이 발생하기 쉽다.

이러한 위험을 완화하기 위해 엔지니어들은 금속 흐름을 예측하는 시뮬레이션 소프트웨어를 사용한다. 하지만 디지털 설계에서 실제 부품으로의 전환은 여전히 어려움이 따르는 과정이다. 신속한 프로토타이핑과 대량 생산 사이의 갭을 해소하는 것은 매우 중요한 단계이다. 소이 메탈 테크놀로지 와 같은 기업들은 이러한 전환에 특화되어 있으며, 최대 600톤 규모의 프레스 설비를 활용하여 글로벌 OEM의 엄격한 기준을 충족하는 정밀 부품인 컨트롤 암 및 서브프레임 등을 공급한다.

검증을 위해 50개의 프로토타입을 제작하든 대량 생산을 위해 수백만 개의 부품을 생산하든, 자동차 등급 금속의 특성을 이해하는 스탬핑 업체와 협력하는 것은 나중에 비용이 많이 드는 금형 수정을 방지하기 위해 필수적입니다.

조립 및 품질 관리

스탬핑 공정이 완료되면 래치(latch), 포올(pawl), 베이스 플레이트(base plate) 등의 개별 부품들이 조립 공정으로 이동합니다. 여기서 리벳이 천공된 피봇 홀을 통해 삽입되며, 변형(upset)되어 회전 운동은 가능하지만 영구적인 결합을 형성합니다.

스프링 설치 가이 진행되며, 고장력을 갖는 헬리컬 스프링이 래치와 포올에 장착됩니다. 이러한 스프링은 래치를 닫힌 위치에 유지하기 위한 필요한 복귀력을 제공합니다.

품질 관리는 매우 엄격합니다. 스탬핑 라인에서 무작위로 추출한 샘플들이 인장 시험 5500N 하중 요구 조건을 충족하는지 확인합니다. 또한 사이클 테스트를 수행하여 래치를 수만 번 열고 닫아 코인 가공된 엣지가 조기에 마모되지 않는지 검증합니다. 업계 전문가들의 분석에 따르면 다이 제조업체 스탬핑 공정에서 발생하는 미세한 버(burr)조차도 메커니즘에 간섭을 일으킬 수 있으므로, 버 제거 및 표면 마감은 매우 중요한 최종 공정입니다.

자주 묻는 질문

1. 스탬핑 방법의 7 단계는 무엇입니까?

일반적인 금속 스탬핑 공정 7가지에는 블랭킹 (거친 형태 절단), 퍼싱 (구멍 펀칭), 도면 (컵 형태 형성), 굽는 (각도 형성), 공기 구부림 (펀치를 이용한 성형), 보텀잉/코닝(bottoming/coining) (정밀도를 위해 고압하에서 스탬핑), 그리고 정리 (불필요한 재료 제거)가 포함됩니다. 후드 래치는 이러한 공정들을 조합하여 사용하며, 특히 피어싱과 코닝(coining)에 크게 의존합니다.

2. 금속 스탬핑의 네 가지 종류는 무엇입니까?

주요한 네 가지 유형은 프로그레시브 다이 스탬핑 (연속 스트립, 다중 공정장비), 전송 다이 스탬핑 (부품이 기계적으로 각 공정 사이를 이동), 딥 드로잉 스탬핑 (지름보다 깊이가 더 큰 경우) 및 마이크로 스탬핑 (작은 전자제품에 사용되죠.) 후드 락스는 주로 효율성을 위해 프로그레시브 마이를 사용하지만 후드 패널은 크기를 위해 전송 마이를 사용합니다.