TL;DR

딥 드로우 스탬핑에서 찢어짐을 방지하려면 물질 흐름 그리고 스트레치 간의 정확한 균형이 필요합니다. 찢어짐은 일반적으로 컵 벽면의 방사상 인장 응력이 재료의 최대 인장 강도를 초과할 때 발생하며, 이는 종종 과도한 유동 저항에 의해 유발됩니다. 이러한 결함을 제거하기 위해 엔지니어는 세 가지 핵심 변수를 최적화해야 합니다: 2.0 미만의 성형 한계 비율(LDR) 유지, 주름 방지를 위해 블랭크 홀더 힘(BHF) 를 조정하되 금속이 고정되지 않도록 하고, 다이 입구 반경 이 마찰을 줄이기 위해 충분히 크게 유지되어야 합니다(일반적으로 재료 두께의 4~8배 정도). 성공적인 결과는 윤활, 공구 형상 및 재료 특성(n값/r값)이 상호 유기적으로 작용하는 시스템으로서의 공정 이해에 달려 있습니다.

찢어짐의 물리학: 응력, 변형 및 재료 유동

딥 드로잉은 두 가지 상반된 힘 사이의 싸움이다: 방사형 인장 응력 그리고 주위 방향 압축 응력 입니다. 이러한 물리 원리를 이해하는 것이 딥 드로잉 스탬핑에서 파열을 방지하기 위한 첫걸음입니다. 펀치가 블랭크에 충격을 가하면, 금속을 다이 캐비티 안으로 끌어들입니다. 플랜지 영역의 재료는 다이의 더 작은 직경에 맞게 주위 방향으로 압축되어야 하므로 저항을 만들어냅니다. 이 흐름에 대한 저항이 너무 높아지면, 펀치는 계속 진행하여 컵 벽을 늘여서 결국 얇아지고 파열하게 됩니다.

이러한 파손 모드는 주름 발생과 명확히 다릅니다. 주름은 금속이 너무 자유롭게 흐를 때(압축 응력이 낮은 상태) buckling 현상이 발생하는 것입니다. 반면 파열은 금속이 배기할 수 없으며, 자유롭게 흐르지 못할 때 발생합니다. 재료가 다이 안으로 드로잉되기 전에 인장 한계에 도달하게 됩니다. 다음에 따르면 제작자 , 성공적인 작업은 다이에 들어가는 재료의 "속도"를 제어함으로써 이것을 관리합니다. 당기기구와 접착제 압력은 브레이크처럼 작용 합니다. 너무 많은 브레이킹 힘을 가하면 물류가 아닌 찢어지게 됩니다.

설계자는 또한 찢어진 곳 근본 원인을 진단하기 위해서입니다. 바닥 컵 반지름 (공격 코가 금속과 접촉하는 곳) 에서 골절은 일반적으로 벽 강도에 비해 과도한 펀치 힘을 나타냅니다. 그러나 옆벽에 수직 분할이 생기면, 재료가 작업 경화 능력을 고갈했거나 LDR가 단일 역에 너무 공격적이라는 것을 암시합니다.

중요 설계 매개 변수: 방사선, 클리어런스 및 LDR

기하학은 금속 형성의 한계를 규정합니다. 가장 흔한 찢어질 수 있는 범인은 공격적인 성형 한계 비율(LDR) - 그래요 LDR는 빈 지름 ($D$) 과 펀치 지름 ($d$) 의 비율로 정의됩니다.

• 계산 공식: $LDR = D / d$
• 규칙: 대부분의 실린더형 철강 에 대해 LDR 2.0는 첫 번째 에 대한 안전한 상한입니다. 이것은 대략 50%의 감소에 해당합니다.

만약 여러분이 계산한 값이 2.0을 넘으면, 큰 플랜지를 당기는데 필요한 힘이 컵 벽의 강도를 초과하기 때문에 재료가 찢어질 가능성이 높습니다. 이 경우, 여러 단계의 도출 (재 도출) 이 필요합니다. Macrodyne 첫 번째 당첨에 50%, 두 번째 당첨에 30%, 세 번째 당첨에 20%로 감축을 권고합니다.

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금속이 흐르는 반경은 지지점 역할을 합니다. A 다이 입구 반경 너무 작으면 날카로운 각을 만들어 흐름을 제한하고 스트레스를 집중시켜서 어쩔 수 없이 골절을 초래합니다. 일반적인 엄지 손가락 규칙은 다이 반지름이 재료 두께의 4 ~ 8 배가 되어야 한다는 것입니다. 반대로, 펀치 코 반지름 너무 날카로운 것은 칼처럼 재료를 절단할 수 있습니다. 이 반지름을 닦는 것은 협상 할 수 없습니다. 심지어 작은 도구 흔적도 찢어질 정도로 마찰을 증가시킬 수 있습니다.

도면 면적

공백은 펀치와 다이 사이의 간격입니다. 밀접한 공백이 원하는 절단 작업과 달리, 깊은 도는 금속이 흐르기 위해 공간을 필요로 합니다. 이상적으로는, 공백은 107%에서 115%의 재료 두께 - 그래요 공백이 정확히 재료 두께 또는 그 이하라면, 도구는 철근 도처럼 작용하여 벽을 희미화하고 스트로크의 상단에 찢어질 위험을 크게 증가시킵니다.

프로세스 제어: 빈 홀더 힘 & 윤활

도구가 만들어지면, 블랭크 홀더 힘(BHF) 프레스 운영자의 주요 변수가 됩니다. 빈 홀더 (또는 결합기) 는 조절기 역할을 합니다. 그 작업은 주름을 억제할 만큼의 압력을 가하는 것이지만, 너무 많이 가리지 않고, 을 꽉 잡고, 내부로 흐르는 것을 막는 것입니다.

BHF에 대한 좁은 "프로세스 창"이 있습니다.

• 너무 낮은 경우: 플랜지에서 주름이 생긴다 이 은 톱니가 톱니 구멍으로 끌려가면서 톱니처럼 작용해서 톱니를 막고 찢어지게 됩니다.
• 너무 높은 경우: 마찰은 플랜지를 움직이지 못하게 합니다. 펀치는 컵의 바닥을 밀어내고 금속을 찢어 버립니다.

산업 데이터에 따르면 BHF는 일반적으로 최대 펀치 힘의 30%에서 40%입니다. Die-Matic 과도한 을 방지하기 위해 재료 두께의 110%에 맞춰진 스탠드프를 사용하는 것이 좋습니다. 복잡한 기하학에서, 수압 쿠션 또는 서보 프레스는 도중 압력을 변경할 수 있는 변동 BHF 프로파일을 제공하며, 중요한 순간에 흐름을 최적화합니다.

윤활은 똑같이 중요합니다. 고압 윤활료는 공구와 작업 부품을 분리하여 마찰 계수를 감소시킵니다. 깊은 도면에서 다른 구역은 다른 윤활 전략이 필요할 수 있습니다. 플랜지는 슬라이드하기 위해 윤활이 필요하지만 펀치 코는 종종 혜택을 받습니다. 더 적어 윤활 (고도의 마찰) 을 통해 물질을 잡아서 바닥 반지름에서 희석을 방지합니다.

이러한 수준의 공정 통제를 달성하기 위해 BHF 조정에서 정밀 매트 유지보수까지 전문 파트너가 종종 필요합니다. 프로토타입에서 대량 생산으로 확장하는 제조업체에 대해 소이 메탈 테크놀로지 iATF 16949 인증 정밀 및 600톤까지의 프레스 역량을 활용하여 엔지니어링 이론과 생산 현실 사이의 격차를 줄이기 위해 종합적인 스탬핑 솔루션을 제공합니다.

재료 선택: n-값과 r-값의 역할

모든 금속은 평등하게 만들어지지 않습니다. 도구와 공정 매개 변수가 맞지만 찢어지는 것이 지속되면 재료 등급이 병목이 될 수 있습니다. 두 가지 특성이 심층 도영에 가장 중요합니다.

1. n-값 (근무 경화 지수): 이것은 물질의 스트레스를 분산하는 능력을 측정합니다. 높은 n값은 물질이 뻗어나가면서 강화된다는 것을 의미하며, 목에 위치해 깨지는 대신 인접한 영역으로 변형이 퍼지게 만듭니다. 스테인리스 스틸은 일반적으로 높은 n-값을 가지고 있으며, 강성에도 불구하고 깊은 도면을 위해 우수한 성질을 갖습니다.
2. r-값 (플라스틱 스트레인 비율): 이것은 물질의 희석 저항을 측정합니다. 높은 r-값 (아니소트롭) 은 금속이 두께 방향으로 얇아지는 것보다 너비와 길이 방향으로 흐르는 것을 선호한다는 것을 나타냅니다. 에 따르면 제품 , 높은 r-값을 가진 딥 드로잉 퀄리티 (DDQ) 또는 인터스티셜-프리 (IF) 강철을 선택하면 표준 상업 등급이 처리 할 수없는 찢어지는 문제를 제거 할 수 있습니다.

문제 해결 체크리스트: 체계적인 접근법

찢어지는 것이 선을 멈추게 되면, 이 진단 작업 흐름을 사용하여 근본 원인을 체계적으로 식별하세요. 여러 변수를 동시에 바꾸는 것을 피하세요.

특정 결함에 대한 추가 진단을 위해 정밀 성형 블랭크 엣지의 버(burr)나 정렬 불량과 같은 문제들이 흐름을 부적절하게 제한함으로써 찢어짐 문제를 모방할 수 있는 방법을 설명합니다.

드로잉 공정의 완성

딥 드로잉 성형에서 찢어짐을 방지하는 것은 단일 변수를 고치는 것보다 전체 마찰학적 시스템의 균형을 맞추는 데 초점이 맞춰져야 합니다. 금속 흐름의 물리 법칙을 준수하고, 한계 드로잉 비율(Limiting Draw Ratio)을 유지하며, 블랭크 홀더 힘(Blank Holder Force)을 철저히 관리함으로써 제조업체는 일관되고 결함 없는 부품을 생산할 수 있습니다. 기존 다이를 조정하거나 새로운 프로그레션을 설계하든, 항상 흐름을 원활하게 하면서 신장을 관리하는 데 주력해야 합니다.

자주 묻는 질문

1. 딥 드로잉에서 찢어짐과 주름 발생의 차이는 무엇인가요?

찢어짐과 주름은 서로 반대되는 파손 형태입니다. 주름creasing 주름은 플랜지 내 압축 응력으로 인해 소재가 좌굴(buckle)하는 현상으로, 일반적으로 블랭크 홀더 힘(BHF)이 부족할 때 발생합니다. 파열 벽면의 인장 응력이 재료의 강도를 초과할 때 발생하며, 과도한 베이클 홀드 포스(BHF), 좁은 곡률 반경 또는 재료 흐름을 제한하는 불충분한 윤활 등이 원인이 된다.

2. 한계 드로우 비율(LDR)을 어떻게 계산합니까?

한계 드로우 비율(LDR)은 블랭크의 직경을 펀치의 직경으로 나누어 계산합니다 ($LDR = D / d$). 대부분의 재료의 경우, 단일 드로우 공정에서 안전한 LDR 값은 2.0 이하이며, 이는 블랭크 직경이 펀치 직경의 두 배를 초과해서는 안 된다는 의미입니다.

3. 윤활제를 바꾸는 것이 파열을 방지할 수 있습니까?

네, 윤활은 매우 중요합니다. 다이 입구나 블랭크 홀더 하부에서 마찰이 지나치게 높으면 재료가 다이 내부로 흐르지 못하게 되어 파열이 발생할 수 있습니다. 딥 드로잉 공정용 고압 내구성 윤활제로 교체하면 마찰을 줄여 금속이 자유롭게 흐르도록 할 수 있으며, 이로 인한 균열을 방지할 수 있습니다.