자동차 금속 스탬핑 노칭: 공정 및 설계 규칙

TL;DR

홈 가공 자동차 금속 스탬핑에서 노칭은 시트 메탈 스트립이나 블랭크의 외측 가장자리에서 재료를 정밀하게 전단하여 제거하는 작업이다. 내부 펀칭과 달리 노칭은 부품의 외부 윤곽을 형성하며, 프레스를 통한 스트립의 피드 및 정렬을 제어하는 '피치 노치(pitch notches)'와 같은 기능적 측면에서 매우 중요하다. 진보적 다이 이 공정은 복잡한 차체 프레임, 브래킷, 구조 보강재 등의 곡면 성형이나 드로잉 공정 시 재료가 변형되지 않도록 하여 다양한 기하학적 형상을 형성할 수 있게 해준다.

엔지니어 및 조달 담당자들은 특히 현대적인 고장력 강판이나 경량 소재를 다룰 때 다이 마모, 버(burr), 구조 균열과 같은 일반적인 결함을 방지하기 위해 절단 간격, 폭 대 두께 비율, 모서리 반경 등 노칭 공정 조건을 정확히 이해하고 관리하는 것이 필수적이다. 고강도 고급 강재(AHSS) .

자동차 스탬핑 공정에서의 노칭 공정

자동차 제조의 대량 생산 환경에서는 노칭(notching)이 독립된 공정으로 수행되는 경우가 드물다. 일반적으로 연속적인 스틸 코일을 프레스에 통과시키며 매 스트로크마다 여러 공정을 수행하는 진행형 다이 공정(progressive die sequence) 에 통합되어 실시된다. 노칭의 기계적 원리를 이해하는 것은 부품 품질을 최적화하기 위한 첫 번째 단계이다.

전단의 역학

기본적으로 노칭은 전단 가공 공정이다. 펀치(남성 공구)가 시트 금속을 다이(여성 공구) 안쪽으로 밀어넣으며, 펀치가 재료에 접촉할 때 금속에 전단 응력을 가하여 파열이 발생할 때까지 작용한다. 이 절단면의 품질은 절단 클리어런스 —펀치와 다이 사이의 간격— 재료 두께의 10% 에 의해 결정되며, 일반적인 간격은 재료의 인장 강도에 따라 달라질 수 있지만 보통 약

• 전단 영역(Shear Zone): 펀치가 처음 침투하는 부분으로, 절단면에서 광택 있고 매끄러운 표면을 형성한다.
• 파열 영역(Fracture Zone): 금속이 결국 떨어져 나가는 부분의 거친 각진 영역.
• 버: 하단 가장자리에 남아 있는 날카로운 능선. 과도한 버는 일반적으로 틈새 간격이 부정확하거나 공구가 무딘 것을 나타냅니다.

"피치 노치"의 중요한 역할

프로그레시브 다이에서 피치 노치 (프렌치 노치 또는 사이드 노치라고도 함)는 캐리어 스트립의 가장자리에 특정 형상을 절단하여 기계식 파일럿이 각 공정 위치에서 스트립을 정확하게 위치 지정할 수 있도록 하는 중요한 물류적 기능을 수행합니다. 정확한 피치 노칭이 없으면 다이를 통과하는 동안 스트립이 맞지 않게 되어 치명적인 공구 충돌이나 허용오차를 초과한 부품이 발생할 수 있습니다. 따라서 노칭 공정은 스트립 레이아웃 설계에서 가장 중요한 요소 중 하나입니다.

자동차용 노치의 핵심 설계 가이드라인

견고한 노치를 설계하려면 엄격한 공학적 제약 조건을 준수해야 합니다. 이러한 규칙을 무시하면 공구의 조기 손상이나 불량 부품이 발생하기 쉬워집니다. 아래는 표준 자동차용 박판 금속(강철 및 알루미늄)에 대한 공통 설계 가이드라인입니다.

노치 형상의 골든 룰

엔지니어는 정밀한 형상을 원하는 욕구와 재료 및 공구의 물리적 한계 사이에서 균형을 맞추어야 합니다. 다음 매개변수들은 양산성을 보장하기 위한 업계 표준입니다.

AHSS 설계 시 고려사항

자동차 차체는 경량화를 달성하면서도 안전성을 유지하기 위해 점점 더 첨단 고강도 강재(AHSS)에 의존하고 있습니다. 이중상(DP) 또는 마르텐사이트 계열 강재와 같은 소재는 연강과는 다른 특성을 나타냅니다. AHSS를 노칭할 경우 충격 하중 공구에 가해지는 재료 두께의 1.5배 최소 노치 폭을 넓게 하고, 충돌 사고나 피로 사이클 동안 부품이 파손되는 것을 방지하기 위해 여유 있는 모서리 곡률 반경을 사용해야 합니다.

자동차 분야 특화 문제 및 해결책

자동차 산업은 고속 생산 환경에서 결함 없는 제조를 요구합니다. 이러한 환경은 일반적인 가공 업체들이 자주 해결하지 못하는 고유한 과제들을 수반합니다.

슬러그 끌어내기 및 스크랩 관리

노치를 절단할 때, 제거된 금속 조각(슬러그)은 다이로부터 배출되어야 합니다. 고속 스탬핑 공정에서 펀치가 후퇴할 때 발생하는 진공 현상으로 인해 슬러그가 다시 다이 표면 위로 끌려올라오는 경우가 있는데, 이를 슬러그 당김 라고 합니다. 슬러그가 스트립 위에 떨어지면 다음 프레스 동작 시 부품 내부에 박혀 '뾰족한 돌기' 형태의 결함을 유발하거나 다이를 파손시킬 수 있습니다.

솔루션:

• 이젝터 핀: 슬러그를 아래로 물리적으로 밀어내기 위한 펀치 내부의 스프링 부착 핀
• 진공 다이: 다이 블록 하단에 설치된 흡입 장치를 통해 슬러그를 제거하는 방식
• 전단 각도: 펀치 면에 약간의 각도를 부여하여 진공 밀착 현상을 줄이는 방법

대량 생산에서의 공구 마모

일반적인 자동차 스탬핑 공정에서는 매월 수십만 회의 타격이 필요할 수 있습니다. 표준 공구강(예: D2)은 마모성이 강한 자동차용 소재를 전단할 경우 종종 너무 빨리 열화됩니다. 주요 제조업체들은 이제 분말야금(PM) 강재 또는 초경합금 펀치 tiCN(티타늄 카본질화물) 코팅을 적용하여 수명을 연장하고 엣지 품질을 유지합니다.

프로토타이핑과 대량 생산의 연결

자동차 개발에서 가장 어려운 단계 중 하나는 소량의 프로토타입 제작에서 대량 생산으로의 전환입니다. 프로토타이핑은 일반적으로 버나 응력이 발생하지 않는 레이저 절단을 사용하는 반면, 양산은 전단 응력을 유발하는 하드 도구를 사용합니다. 이러한 차이로 인해 검증 과정에서 예기치 않은 실패가 발생할 수 있습니다.

이러한 위험을 줄이기 위해 조기에 양산 조건을 시뮬레이션할 수 있는 제조업체와 협력하는 것이 중요합니다. 소이 메탈 테크놀로지 이러한 격차를 해소하는 데 특화되어 있으며, 급속 시제품 제작부터 대량 생산에 이르기까지 포괄적인 스탬핑 솔루션을 제공합니다. IATF 16949 인증 정밀 공정과 최대 600톤의 프레스 성능을 보유하여 컨트롤 암 및 서브프레임과 같은 핵심 부품을 처리함으로써 엔지니어링 설계 의도가 양산 단계로 원활히 전환되도록 보장합니다.

기계 및 공구: 프로그레시브 다이와 트랜스퍼 다이

다이 기술의 선택은 노칭(Notching) 공정 방식을 근본적으로 변화시킵니다. 올바른 선택은 부품의 복잡성과 연간 생산량에 따라 달라집니다.

진보적 사망

프로그레시브 다이의 경우, 부품이 코일 스트립에 여전히 연결된 상태에서 노칭 작업이 수행됩니다. 노칭은 부품의 형상을 단계별로 정의합니다. 이 방법은 브래킷, 클립, 커넥터와 같은 소형에서 중형 자동차 부품 생산에 가장 효율적이며, 매 스트로크마다 완성된 부품을 산출할 수 있습니다. 그러나 스트립 레이아웃 설계가 복잡하며, 캐리어 웹(carrier web)이 필요하기 때문에 재료 활용률이 낮을 수 있습니다.

전송 다이

보디 패널, 기둥 또는 가로 지수와 같은 큰 부품에는 전송 도가 선호됩니다. 이 경우 첫 번째 스테이션에서 빈 조각을 잘라내고 로봇 손가락으로 다음 스테이션으로 기계적으로 전달합니다. 이식 도형에 notching은 종종 사용된다 개발된 빈 구름 없이 깊이 당겨진 부분을 형성하기 위해 필요한 복잡한 평면 모양을 만드는 것. 전송 도는 더 나은 재료 활용을 허용하지만 점진적인 도보다 느린 속도로 작동합니다.

정확성 과 성능 을 위한 공학

인치링은 금속을 잘라내는 것 이상으로, 그것은 스탬핑 라인의 효율성과 최종 차량 부품의 구조적 무결성을 결정하는 전략적 작업입니다. 진보적인 도어에서 피치 크트를 최적화하거나 AHSS 브래킷에 대한 각 반지름을 계산하는 것, 성공은 세부 사항에 있습니다. 검증된 설계 비율을 준수하고 높은 톤량 요구 사항을 처리 할 수있는 올바른 도구 파트너를 선택함으로써 자동차 엔지니어는 설계가 제조 할 수있을뿐만 아니라 앞으로의 길을 위해 충분히 견고하다는 것을 보장 할 수 있습니다.

자주 묻는 질문

1. 자르는 것과 깎는 것 사이에는 어떤 차이가 있습니까?

둘 다 절단 작업이지만, 그 차이점은 목적과 기하학에 있습니다. 홈 가공 거나 조립을 용이하게 하기 위해 종종 작업 조각의 바깥 가장자리에서 특정한 모양을 제거합니다. 정리 일반적으로 도출된 또는 형성된 부품의 둘레에서 과도한 물질 (플래시) 을 잘라내 최종 차원으로 가져오기 위해 사용되는 마무리 작업입니다.

2. 금속 공업 에서 "노칭"과정 은 무엇 으로 정의 됩니까?

톱니 톱니 는 금속판 또는 스트립의 가장자리에서 물질의 일부를 제거하는 데 사용되는 깎는 과정입니다. 펀치 프레스 (punch press) 를 사용하여 절단 도구가 금속을 도형 가장자리에 밀어 넣고, 후속 형성 단계에 프로필, 구 relief 또는 클리어런스를 만들기 위해 절단합니다.

3. 왜 톱니 톱니 톱니 톱니 톱니 톱니 톱니 톱니 톱니 톱니 톱니 톱니 톱니 톱니 톱니 톱니 톱니 톱니 톱니 톱니 톱니 톱니 톱니 톱니 톱니 톱

너비와 두께의 비율은 도구의 수명을 위해 중요합니다. 재료 두께보다 좁은 크기의 크기는 (비례는 1:1 미만) 펀치에 과도한 압축 스트레스를 가하여 기울거나 찢어지게합니다. 최소 1: 1 규칙에 충실하면 도구가 부하 아래의 기둥이 아닌 절단 도구로 작용합니다.