[논문자료]정밀 프레스 금형 가공에서 Burr 개선에 관한 연구

출처: 픽사베이

 

정밀 프레스 금형 가공에서 Burr 개선에 관한 연구

 

프레스 금형 가공에 있어서 피어싱이나 블랭킹 가공 시 금형의 형상, 틈새(clearance), 금형의 재질, 펀칭속도 등에 따라서 가공정도나 금형의 수명이 상대적으로 차이가 많이 난다. 중·소기업 일수록 이러한 문제에 대해서 체계적인 분석기법이나 정립하는 기술이 없다. 어떠한 문제가 있어서 금형수명이 어떻게 변화되는지 모르고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 현장 중심으로 피어싱 또는 블랭킹 금형의 보수주기를 판단하는 방법을 실험적으로 검토하는 방안을 제시하고 실제 금형에서 복잡하고 미세한 부위를 선별하며 그렇지 않은 부위와 비교분석을 통하여 금형 보수주기를 보다 효율적이며 경제적으로 할 수 있는 방안을 조사하고 복잡한 형상의 부위에 대한 개선방안을 수립하고자 하였다. 본 연구에서 사용된 소재는 냉장고와 세탁기 등의 가전제품에서 많이 사용되어지고 있는 스테인리스 STS304와 연강소재인 GI강판으로서 소재의 물성측정을 위해서 인장시험을 진행하였고 전단특성을 연구하기 위해서 다이(die) 직경 30mm의 피어싱 금형을 설계 및 제작하였다. 펀치(punch)의 틈새(clearance) 변화에 따라 전단 파단면을 분석 및 버(burr) 높이을 분석하고, 금형의 보수주기를 늘리기 위한 방법을 조사하였다. 두 소재 0.5mm 두께의 연실율이 66%로 큰 STS304 스텐판과 연실율이 31%로 낮은 GI연강판에 대한 물성측정 및 전단특성 실험을 통해서 연실율이 낮은 GI 소재의 경우는 틈새가 0.85% 정도가 적정한 틈새(clearance)라고 판단되어졌으며, 연실율이 큰 STS304소재의 경우는 틈새(clearance)가 0.65%정도가 적당한 것으로 판단되었다. 그리고 실제 제품가공 금형에서 복잡하고 미세한 부위와 그렇지 않은 부위를 비교분석 결과에서는 STS304 소재의 피어싱 가공 시 톱니형상의 복잡하고 정밀한 부위의 금형 보수주기가 파단면의 취성파면의 크기로 비교 관측해본 결과 1,300타 정도에서 정밀도가 떨어져 보수를 해야 할 것으로 판단되어졌으며, 그에 비해 형상이 단순한 비교부위의 금형 보수주기는 2,400타 정도로 약 2배의 차이가 남을 알 수 있었다. 톱니 형상의 복잡한 부위의 금형 보수주기를 늘려보기 위해 펀치부의 1？ 의 경사구배를 주어 타발해본 결과 1,300타 이상에서도 파단면 형상의 변화가 크게 변화지 않아 금형의 수명이 증가된 것을 확인 할 수 있었다. 따라서 형상이 복잡하고 정교한 부위의 금형 part 부위와 그렇지 않은 부위와 보수 수명을 같도록 하게 하기 위한 개선방안을 현장에서도 지속적으로 연구 개발하는 것이 필요하다고 판단되었다.

 

출처: https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchArticle.do?cn=DIKO0013036886

 

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