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프레스 금형 5
제5장 전단금형 – 위치결정과 소재안내 및 녹아웃 장치 설계
프레스 금형에서 파일럿 핀(PILOT PIN)은 소재의 최종적인 위치를 정확하게 안내하는 기능을 하는 부품으로써 주로 순차이송 금형에서 주로 사용되며 녹아웃 장치는 펀치로부터 재료를 떼어내는 스트리퍼판과 달리 가공된 제품을 금형으로부터 빼내는 역할을 합니다.
1. 파일럿 핀의 설계
(1) 개요
파일럿 핀은 소재의 최종적인 위치를 정확하게 안내하는 기능을 하는 부품으로써 주로 순차이송 금형(PROGRESSIVE DIE)에서 사용되며 펀치에 의해 뚫려 있는 구멍에 파일럿 핀이 삽입되어 위치하게 됩니다.
(2) 파일럿 핀 설치 시 고려사항
가공될 부품의 가장 안전한 위치에 설치할 것.
가공 시 다른 펀치의 영향을 받지 않는 위치에 설치할 것.
반복 충격에 대하여 파손이나 굽힘이 발생하지 않도록 충분한 강도를 가질 것.
펀치의 재연마 시 신속하게 분해 조립이 가능한 구조일 것.
가급적 떨어져 있는 2개소 이상의 위치에 설치할 것.
(3) 구조
| NO | PART NAME |
|---|---|
| 1 | 전체 길이 |
| 2 | 머리부 |
| 3 | 고정부 |
| 4 | 직선부 |
| 5 | 안내부 |
(4) 종류
1) 직접 파일럿 핀
제품 블랭크 펀치에 설치한 파일럿 핀으로 제품의 구멍을 이용하여 위치를 결정하는 것으로 다이에 별도의 파일럿 구멍을 가공할 필요가 없고 제품의 구멍 정밀도가 높을 경우에는 사용이 곤란함.
2) 간접 파일럿 핀
제품과 무관한 소재의 임의의 위치에 미리 가공한 피어싱 구멍을 파일럿 핀의 위치를 결정하는 구멍으로 사용함.
사용 조건은 다음과 같음.
제품 구멍의 치수 공차나 구멍 치수가 정밀한 경우.
구멍의 치수가 지나치게 작은 경우.
구멍이 제품의 가장자리에 가까운 경우.
약한 부분에 구멍이 있는 경우.
구멍의 위치와 제품의 윤곽과 관계가 현저하게 한쪽으로 치우진 경우.
제품에 닫힌 구멍이 없는 경우.
제품에 돌기 등이 있어 구멍의 형상이 복잡한 경우.
(5) 파일럿 핀에 의한 위치 교정량
스트립의 두께와 파일럿 핀의 직경에 의해 위치를 교정할 수 있음.
(6) 파일럿 핀에 의한 위치결정 정밀도
파일럿 핀의 외경(d)과 파일럿 구멍(D) 간의 클리어런스(C)에 의해 위치결정 정밀도가 결정됨.
(7) 파일럿 핀의 가이드 길이
가공 전에 미리 파일럿 핀에 의해 소재의 위치가 결정되어야 하므로 파일럿 핀의 길이는 블랭킹 펀치보다 길고 스트리퍼판의 두께보다 더 돌출되어야 가이드가 가능함.
(8) 파일럿 핀 설치 방법
① 파일럿 핀의 설치 간격은 등 간격으로 할 것.
② 중요한 가공 공정 부근에 파일럿 핀을 설치할 것.
③ 파일럿 핀용 피어싱 가공을 할 경우에는 다음 공정에 파일럿 핀을 설치할 것.
④ 파일럿 핀은 여러 스테이지마다 설치할 것.
⑤ 편측 사이드 캐리어 방식에서는 최종 스테이지에 파일럿 핀을 설치할 것.
2. 소재안내 장치(STRIP GUIDE)의 설계
(1) 개요
소재가 금형을 통과할 때 피가공재의 위치를 정확하게 안내하고 반복 작업 시 소재의 위치 변화 없이 안전하고 능률적으로 계속 작업하기 위해 사용됩니다.
소재안내 장치는 준비 시간의 단축, 제품 정밀도 및 생산수량 등에 따라 그 방법을 선택할 수 있습니다.
(2) 소재안내 장치 설계 시 고려사항
1) 재료
공구강과 같이 내마모성이 우수한 재료를 선택할 것.
2) 두께
스트리퍼판과 다이 사이에 소재가 붙지 못하도록 충분한 두께를 가질 것.
3) 위치결정면의 정밀도
소재의 안내 정밀도를 위해 가이드면은 연삭가공을 통해 일정한 정밀도를 유지할 것.
4) 종류
(가) 삽입부 가이드
금형에 직접 소재를 넣으면 처음에는 가이드 길이가 짧아서 소재가 경사진 상태로 금형에 삽입되기 쉬우므로 금형의 입구부에 삽입용 가이드를 설치함.
(나) 소재 폭 가이드
금형 내에서 소재 폭 가이드는 스트리퍼판이 고정식인지 가동식인지에 따라 결정되는데 프로그레시브 금형의 경우에는 가동식 스트리퍼판을 사용함.
소재 폭 가이드의 폭 = 소재 폭 치수 + (0.05 ~ 0.1)
간이 금형, 컴파운드 금형에 주로 사용되는 가이드 방식.
가이드 핀은 소재와 선 접촉을 하기 때문에 STC 또는 STS를 열처리하여 사용함.
열처리한 STC 판재를 사용하여 프로그레시브 금형 등에 의한 대량생산에 많아 사용되는 방식으로 가이드 판의 한쪽 측면을 이용하여 소재를 가이드 하는 방식과 소재의 양쪽을 가이드 하는 방식이 있음.
소재를 안내하는 동시에 소재를 들어올리는 기능을 가지고 있고 프로그레시브 금형에서 가공 시 소재를 리프터로 들어 올려서 스테이지 사이를 통과시키고 스트리퍼판 또는 블랭크 홀더로 소재를 하형에 밀착시켜 가공함.
블랭킹한 블랭크에 2차 가공을 시행할 때 사용하며 주로 외형 가이드에 많이 사용함.
위치결정 정밀도는 우수하나 블랭크의 정밀도가 나쁘면 정밀도가 떨어짐.
3. 녹아웃(KNOCK-OUT) 장치의 설계
(1) 개요
녹아웃 장치는 펀치로부터 재료를 떼어내는 스트리퍼판과 달리 프레스 가공된 제품을 금형으로부터 빼내는 역할을 하며 프레스의 슬라이드(램) 또는 하형에 조립된 스프링에 의해 작동합니다.
일반적으로 녹아웃 봉의 중심은 스트리핑력의 중심과 일치하지 않으면 녹아웃이 작동할 때 녹아웃봉이 변형될 수 있으므로 설계 시 스트리핑력의 중심을 정확히 계산하여야 합니다.
(2) 종류
1) 밀어내기 녹아웃
역블랭킹 금형, 콤파운드 금형에서 주로 사용되며 녹아웃 로드가 프레스의 녹아웃 바에 닿으면 블랭킹한 블랭크를 배출하는 방식임.
블랭크가 중력에 의해 낙하되나 기름 등에 의해 녹아웃에 달라붙는 경우에는 셰더판을 이용하여 이를 방지해야 함.
2) 스프링 녹아웃
밀어내기 녹아웃을 사용하기에 너무 큰 금형이나 파인 블랭킹 금형에서 주로 사용되며 하형에 스프링 녹아웃을 설치하여 압축 스프링의 탄성력에 의해 녹아웃 판이나 링을 작동시킴.
3) 공기 쿠션 녹아웃
프레스의 볼스터 밑에서 가해지는 공기의 힘에 의해 녹아웃 장치가 작동하며 소형 제품이나 프레스의 행정 길이가 긴 성형금형에 주로 사용됨.
(3) 구조
1) 상형에 설치한 구조
일반적인 녹아웃 장치는 스프링이 내장되어 있지 않기 때문에 프레스의 슬라이드 작동에 의해 프레스에 설치된 봉이 작동하여 녹아웃이 행해짐.
블랭킹 금형에 주로 사용되는 구조이나 굽힘, 드로잉 금형에도 사용됨.
2) 하형에 설치한 구조
하형에 설치한 경우에는 스프링이나 고무가 내장되어 있기 때문에 녹아웃 시 제품의 변형을 방지함.
3) 상•하형에 설치한 구조
굽힘이나 드로잉 금형에 사용하며 전단과 드로잉 가공을 동시에 시행하는 콤파운드 금형에서도 사용함.
하형에 설치된 스프링 또는 압축공기를 통해 드로잉 펀치로부터 제품을 벗겨내고 상형에 설치된 밀어내기 녹아웃 봉을 작동시켜 다이로부터 제품을 취출함.
4. 맞춤 핀(DOWEL PIN)의 설계
(1) 개요
맞춤 핀은 위치결정 부품으로써 측면 압력 또는 축 방향의 추력을 흡수해 주는 동시에 금형 부품의 신속한 분해 및 조립을 가능하게 하고 공구강을 열처리하여 사용합니다.
(2) 맞춤 핀 사용재료
탄소강 또는 합금강(STC3, STC5)을 사용함.
(3) 맞춤 핀의 기능
펀치 고정판과 펀치 받침판, 펀치 홀더의 위치를 결정함.
다이와 다이 홀더의 위치를 결정함.
측면 압력 및 펀치 축 방향의 충격을 흡수함.
금형부품의 신속한 분해가 가능하고 재조립 시에도 위치를 결정하여 줌.
(4) 맞춤 핀의 고정방법
1) 관통 구멍
일반적인 맞춤 핀의 고정방법으로써 부품이 관통되었을 때 사용하며 맞춤 핀의 조립된 길이(b)는 맞춤 핀의 외경(d)의 1.5~2배로 함.
2) 폐쇄 구멍
정밀도가 요구되지 않거나 끼워맞춤공차가 큰 경우에 사용하며 정확한 위치결정이 곤란하고 분해를 용이하게 하기 위해 맞춤 핀의 한 쪽에 암나사를 가공함.
3) 단붙이 구멍
한 쪽에서만 맞춤 핀을 끼울 수 있는 방법으로 단붙이 구멍의 길이(L)는 맞춤 핀의 깊이보다 3mm 이상 깊게 가공해야 함.
이상으로 프레스 금형의 정밀도와 관련이 있는 위치결정 및 소재안내 장치와 제품 취출을 위한 녹아웃 장치에 대한 연재를 마치고 다음에는 전단 금형 이외에 콤파운드 금형 (복합 금형), 프로그레시브 금형 (순차이송 금형), 분할 금형, 드로잉 금형 등에 대해서 다룰 예정입니다.
2020년 04월 29일
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프레스 금형 5
제5장 전단금형 – 위치결정과 소재안내 및 녹아웃 장치 설계
프레스 금형에서 파일럿 핀(PILOT PIN)은 소재의 최종적인 위치를 정확하게 안내하는 기능을 하는 부품으로써 주로 순차이송 금형에서 주로 사용되며 녹아웃 장치는 펀치로부터 재료를 떼어내는 스트리퍼판과 달리 가공된 제품을 금형으로부터 빼내는 역할을 합니다.
1. 파일럿 핀의 설계
(1) 개요
파일럿 핀은 소재의 최종적인 위치를 정확하게 안내하는 기능을 하는 부품으로써 주로 순차이송 금형(PROGRESSIVE DIE)에서 사용되며 펀치에 의해 뚫려 있는 구멍에 파일럿 핀이 삽입되어 위치하게 됩니다.
(2) 파일럿 핀 설치 시 고려사항
가공될 부품의 가장 안전한 위치에 설치할 것.
가공 시 다른 펀치의 영향을 받지 않는 위치에 설치할 것.
반복 충격에 대하여 파손이나 굽힘이 발생하지 않도록 충분한 강도를 가질 것.
펀치의 재연마 시 신속하게 분해 조립이 가능한 구조일 것.
가급적 떨어져 있는 2개소 이상의 위치에 설치할 것.
(3) 구조
| NO | PART NAME |
|---|---|
| 1 | 전체 길이 |
| 2 | 머리부 |
| 3 | 고정부 |
| 4 | 직선부 |
| 5 | 안내부 |
(4) 종류
1) 직접 파일럿 핀
제품 블랭크 펀치에 설치한 파일럿 핀으로 제품의 구멍을 이용하여 위치를 결정하는 것으로 다이에 별도의 파일럿 구멍을 가공할 필요가 없고 제품의 구멍 정밀도가 높을 경우에는 사용이 곤란함.
2) 간접 파일럿 핀
제품과 무관한 소재의 임의의 위치에 미리 가공한 피어싱 구멍을 파일럿 핀의 위치를 결정하는 구멍으로 사용함.
사용 조건은 다음과 같음.
제품 구멍의 치수 공차나 구멍 치수가 정밀한 경우.
구멍의 치수가 지나치게 작은 경우.
구멍이 제품의 가장자리에 가까운 경우.
약한 부분에 구멍이 있는 경우.
구멍의 위치와 제품의 윤곽과 관계가 현저하게 한쪽으로 치우진 경우.
제품에 닫힌 구멍이 없는 경우.
제품에 돌기 등이 있어 구멍의 형상이 복잡한 경우.
(5) 파일럿 핀에 의한 위치 교정량
스트립의 두께와 파일럿 핀의 직경에 의해 위치를 교정할 수 있음.
(6) 파일럿 핀에 의한 위치결정 정밀도
파일럿 핀의 외경(d)과 파일럿 구멍(D) 간의 클리어런스(C)에 의해 위치결정 정밀도가 결정됨.
(7) 파일럿 핀의 가이드 길이
가공 전에 미리 파일럿 핀에 의해 소재의 위치가 결정되어야 하므로 파일럿 핀의 길이는 블랭킹 펀치보다 길고 스트리퍼판의 두께보다 더 돌출되어야 가이드가 가능함.
(8) 파일럿 핀 설치 방법
① 파일럿 핀의 설치 간격은 등 간격으로 할 것.
② 중요한 가공 공정 부근에 파일럿 핀을 설치할 것.
③ 파일럿 핀용 피어싱 가공을 할 경우에는 다음 공정에 파일럿 핀을 설치할 것.
④ 파일럿 핀은 여러 스테이지마다 설치할 것.
⑤ 편측 사이드 캐리어 방식에서는 최종 스테이지에 파일럿 핀을 설치할 것.
2. 소재안내 장치(STRIP GUIDE)의 설계
(1) 개요
소재가 금형을 통과할 때 피가공재의 위치를 정확하게 안내하고 반복 작업 시 소재의 위치 변화 없이 안전하고 능률적으로 계속 작업하기 위해 사용됩니다.
소재안내 장치는 준비 시간의 단축, 제품 정밀도 및 생산수량 등에 따라 그 방법을 선택할 수 있습니다.
(2) 소재안내 장치 설계 시 고려사항
1) 재료
공구강과 같이 내마모성이 우수한 재료를 선택할 것.
2) 두께
스트리퍼판과 다이 사이에 소재가 붙지 못하도록 충분한 두께를 가질 것.
3) 위치결정면의 정밀도
소재의 안내 정밀도를 위해 가이드면은 연삭가공을 통해 일정한 정밀도를 유지할 것.
4) 종류
(가) 삽입부 가이드
금형에 직접 소재를 넣으면 처음에는 가이드 길이가 짧아서 소재가 경사진 상태로 금형에 삽입되기 쉬우므로 금형의 입구부에 삽입용 가이드를 설치함.
(나) 소재 폭 가이드
금형 내에서 소재 폭 가이드는 스트리퍼판이 고정식인지 가동식인지에 따라 결정되는데 프로그레시브 금형의 경우에는 가동식 스트리퍼판을 사용함.
소재 폭 가이드의 폭 = 소재 폭 치수 + (0.05 ~ 0.1)
간이 금형, 컴파운드 금형에 주로 사용되는 가이드 방식.
가이드 핀은 소재와 선 접촉을 하기 때문에 STC 또는 STS를 열처리하여 사용함.
열처리한 STC 판재를 사용하여 프로그레시브 금형 등에 의한 대량생산에 많아 사용되는 방식으로 가이드 판의 한쪽 측면을 이용하여 소재를 가이드 하는 방식과 소재의 양쪽을 가이드 하는 방식이 있음.
소재를 안내하는 동시에 소재를 들어올리는 기능을 가지고 있고 프로그레시브 금형에서 가공 시 소재를 리프터로 들어 올려서 스테이지 사이를 통과시키고 스트리퍼판 또는 블랭크 홀더로 소재를 하형에 밀착시켜 가공함.
블랭킹한 블랭크에 2차 가공을 시행할 때 사용하며 주로 외형 가이드에 많이 사용함.
위치결정 정밀도는 우수하나 블랭크의 정밀도가 나쁘면 정밀도가 떨어짐.
3. 녹아웃(KNOCK-OUT) 장치의 설계
(1) 개요
녹아웃 장치는 펀치로부터 재료를 떼어내는 스트리퍼판과 달리 프레스 가공된 제품을 금형으로부터 빼내는 역할을 하며 프레스의 슬라이드(램) 또는 하형에 조립된 스프링에 의해 작동합니다.
일반적으로 녹아웃 봉의 중심은 스트리핑력의 중심과 일치하지 않으면 녹아웃이 작동할 때 녹아웃봉이 변형될 수 있으므로 설계 시 스트리핑력의 중심을 정확히 계산하여야 합니다.
(2) 종류
1) 밀어내기 녹아웃
역블랭킹 금형, 콤파운드 금형에서 주로 사용되며 녹아웃 로드가 프레스의 녹아웃 바에 닿으면 블랭킹한 블랭크를 배출하는 방식임.
블랭크가 중력에 의해 낙하되나 기름 등에 의해 녹아웃에 달라붙는 경우에는 셰더판을 이용하여 이를 방지해야 함.
2) 스프링 녹아웃
밀어내기 녹아웃을 사용하기에 너무 큰 금형이나 파인 블랭킹 금형에서 주로 사용되며 하형에 스프링 녹아웃을 설치하여 압축 스프링의 탄성력에 의해 녹아웃 판이나 링을 작동시킴.
3) 공기 쿠션 녹아웃
프레스의 볼스터 밑에서 가해지는 공기의 힘에 의해 녹아웃 장치가 작동하며 소형 제품이나 프레스의 행정 길이가 긴 성형금형에 주로 사용됨.
(3) 구조
1) 상형에 설치한 구조
일반적인 녹아웃 장치는 스프링이 내장되어 있지 않기 때문에 프레스의 슬라이드 작동에 의해 프레스에 설치된 봉이 작동하여 녹아웃이 행해짐.
블랭킹 금형에 주로 사용되는 구조이나 굽힘, 드로잉 금형에도 사용됨.
2) 하형에 설치한 구조
하형에 설치한 경우에는 스프링이나 고무가 내장되어 있기 때문에 녹아웃 시 제품의 변형을 방지함.
3) 상•하형에 설치한 구조
굽힘이나 드로잉 금형에 사용하며 전단과 드로잉 가공을 동시에 시행하는 콤파운드 금형에서도 사용함.
하형에 설치된 스프링 또는 압축공기를 통해 드로잉 펀치로부터 제품을 벗겨내고 상형에 설치된 밀어내기 녹아웃 봉을 작동시켜 다이로부터 제품을 취출함.
4. 맞춤 핀(DOWEL PIN)의 설계
(1) 개요
맞춤 핀은 위치결정 부품으로써 측면 압력 또는 축 방향의 추력을 흡수해 주는 동시에 금형 부품의 신속한 분해 및 조립을 가능하게 하고 공구강을 열처리하여 사용합니다.
(2) 맞춤 핀 사용재료
탄소강 또는 합금강(STC3, STC5)을 사용함.
(3) 맞춤 핀의 기능
펀치 고정판과 펀치 받침판, 펀치 홀더의 위치를 결정함.
다이와 다이 홀더의 위치를 결정함.
측면 압력 및 펀치 축 방향의 충격을 흡수함.
금형부품의 신속한 분해가 가능하고 재조립 시에도 위치를 결정하여 줌.
(4) 맞춤 핀의 고정방법
1) 관통 구멍
일반적인 맞춤 핀의 고정방법으로써 부품이 관통되었을 때 사용하며 맞춤 핀의 조립된 길이(b)는 맞춤 핀의 외경(d)의 1.5~2배로 함.
2) 폐쇄 구멍
정밀도가 요구되지 않거나 끼워맞춤공차가 큰 경우에 사용하며 정확한 위치결정이 곤란하고 분해를 용이하게 하기 위해 맞춤 핀의 한 쪽에 암나사를 가공함.
3) 단붙이 구멍
한 쪽에서만 맞춤 핀을 끼울 수 있는 방법으로 단붙이 구멍의 길이(L)는 맞춤 핀의 깊이보다 3mm 이상 깊게 가공해야 함.
이상으로 프레스 금형의 정밀도와 관련이 있는 위치결정 및 소재안내 장치와 제품 취출을 위한 녹아웃 장치에 대한 연재를 마치고 다음에는 전단 금형 이외에 콤파운드 금형 (복합 금형), 프로그레시브 금형 (순차이송 금형), 분할 금형, 드로잉 금형 등에 대해서 다룰 예정입니다.
2020년 04월 29일
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프레스 금형 5
제5장 전단금형 – 위치결정과 소재안내 및 녹아웃 장치 설계
프레스 금형에서 파일럿 핀(PILOT PIN)은 소재의 최종적인 위치를 정확하게 안내하는 기능을 하는 부품으로써 주로 순차이송 금형에서 주로 사용되며 녹아웃 장치는 펀치로부터 재료를 떼어내는 스트리퍼판과 달리 가공된 제품을 금형으로부터 빼내는 역할을 합니다.
1. 파일럿 핀의 설계
(1) 개요
파일럿 핀은 소재의 최종적인 위치를 정확하게 안내하는 기능을 하는 부품으로써 주로 순차이송 금형(PROGRESSIVE DIE)에서 사용되며 펀치에 의해 뚫려 있는 구멍에 파일럿 핀이 삽입되어 위치하게 됩니다.
(2) 파일럿 핀 설치 시 고려사항
가공될 부품의 가장 안전한 위치에 설치할 것.
가공 시 다른 펀치의 영향을 받지 않는 위치에 설치할 것.
반복 충격에 대하여 파손이나 굽힘이 발생하지 않도록 충분한 강도를 가질 것.
펀치의 재연마 시 신속하게 분해 조립이 가능한 구조일 것.
가급적 떨어져 있는 2개소 이상의 위치에 설치할 것.
(3) 구조
| NO | PART NAME |
|---|---|
| 1 | 전체 길이 |
| 2 | 머리부 |
| 3 | 고정부 |
| 4 | 직선부 |
| 5 | 안내부 |
(4) 종류
1) 직접 파일럿 핀
제품 블랭크 펀치에 설치한 파일럿 핀으로 제품의 구멍을 이용하여 위치를 결정하는 것으로 다이에 별도의 파일럿 구멍을 가공할 필요가 없고 제품의 구멍 정밀도가 높을 경우에는 사용이 곤란함.
2) 간접 파일럿 핀
제품과 무관한 소재의 임의의 위치에 미리 가공한 피어싱 구멍을 파일럿 핀의 위치를 결정하는 구멍으로 사용함.
사용 조건은 다음과 같음.
제품 구멍의 치수 공차나 구멍 치수가 정밀한 경우.
구멍의 치수가 지나치게 작은 경우.
구멍이 제품의 가장자리에 가까운 경우.
약한 부분에 구멍이 있는 경우.
구멍의 위치와 제품의 윤곽과 관계가 현저하게 한쪽으로 치우진 경우.
제품에 닫힌 구멍이 없는 경우.
제품에 돌기 등이 있어 구멍의 형상이 복잡한 경우.
(5) 파일럿 핀에 의한 위치 교정량
스트립의 두께와 파일럿 핀의 직경에 의해 위치를 교정할 수 있음.
(6) 파일럿 핀에 의한 위치결정 정밀도
파일럿 핀의 외경(d)과 파일럿 구멍(D) 간의 클리어런스(C)에 의해 위치결정 정밀도가 결정됨.
(7) 파일럿 핀의 가이드 길이
가공 전에 미리 파일럿 핀에 의해 소재의 위치가 결정되어야 하므로 파일럿 핀의 길이는 블랭킹 펀치보다 길고 스트리퍼판의 두께보다 더 돌출되어야 가이드가 가능함.
(8) 파일럿 핀 설치 방법
① 파일럿 핀의 설치 간격은 등 간격으로 할 것.
② 중요한 가공 공정 부근에 파일럿 핀을 설치할 것.
③ 파일럿 핀용 피어싱 가공을 할 경우에는 다음 공정에 파일럿 핀을 설치할 것.
④ 파일럿 핀은 여러 스테이지마다 설치할 것.
⑤ 편측 사이드 캐리어 방식에서는 최종 스테이지에 파일럿 핀을 설치할 것.
2. 소재안내 장치(STRIP GUIDE)의 설계
(1) 개요
소재가 금형을 통과할 때 피가공재의 위치를 정확하게 안내하고 반복 작업 시 소재의 위치 변화 없이 안전하고 능률적으로 계속 작업하기 위해 사용됩니다.
소재안내 장치는 준비 시간의 단축, 제품 정밀도 및 생산수량 등에 따라 그 방법을 선택할 수 있습니다.
(2) 소재안내 장치 설계 시 고려사항
1) 재료
공구강과 같이 내마모성이 우수한 재료를 선택할 것.
2) 두께
스트리퍼판과 다이 사이에 소재가 붙지 못하도록 충분한 두께를 가질 것.
3) 위치결정면의 정밀도
소재의 안내 정밀도를 위해 가이드면은 연삭가공을 통해 일정한 정밀도를 유지할 것.
4) 종류
(가) 삽입부 가이드
금형에 직접 소재를 넣으면 처음에는 가이드 길이가 짧아서 소재가 경사진 상태로 금형에 삽입되기 쉬우므로 금형의 입구부에 삽입용 가이드를 설치함.
(나) 소재 폭 가이드
금형 내에서 소재 폭 가이드는 스트리퍼판이 고정식인지 가동식인지에 따라 결정되는데 프로그레시브 금형의 경우에는 가동식 스트리퍼판을 사용함.
소재 폭 가이드의 폭 = 소재 폭 치수 + (0.05 ~ 0.1)
간이 금형, 컴파운드 금형에 주로 사용되는 가이드 방식.
가이드 핀은 소재와 선 접촉을 하기 때문에 STC 또는 STS를 열처리하여 사용함.
열처리한 STC 판재를 사용하여 프로그레시브 금형 등에 의한 대량생산에 많아 사용되는 방식으로 가이드 판의 한쪽 측면을 이용하여 소재를 가이드 하는 방식과 소재의 양쪽을 가이드 하는 방식이 있음.
소재를 안내하는 동시에 소재를 들어올리는 기능을 가지고 있고 프로그레시브 금형에서 가공 시 소재를 리프터로 들어 올려서 스테이지 사이를 통과시키고 스트리퍼판 또는 블랭크 홀더로 소재를 하형에 밀착시켜 가공함.
블랭킹한 블랭크에 2차 가공을 시행할 때 사용하며 주로 외형 가이드에 많이 사용함.
위치결정 정밀도는 우수하나 블랭크의 정밀도가 나쁘면 정밀도가 떨어짐.
3. 녹아웃(KNOCK-OUT) 장치의 설계
(1) 개요
녹아웃 장치는 펀치로부터 재료를 떼어내는 스트리퍼판과 달리 프레스 가공된 제품을 금형으로부터 빼내는 역할을 하며 프레스의 슬라이드(램) 또는 하형에 조립된 스프링에 의해 작동합니다.
일반적으로 녹아웃 봉의 중심은 스트리핑력의 중심과 일치하지 않으면 녹아웃이 작동할 때 녹아웃봉이 변형될 수 있으므로 설계 시 스트리핑력의 중심을 정확히 계산하여야 합니다.
(2) 종류
1) 밀어내기 녹아웃
역블랭킹 금형, 콤파운드 금형에서 주로 사용되며 녹아웃 로드가 프레스의 녹아웃 바에 닿으면 블랭킹한 블랭크를 배출하는 방식임.
블랭크가 중력에 의해 낙하되나 기름 등에 의해 녹아웃에 달라붙는 경우에는 셰더판을 이용하여 이를 방지해야 함.
2) 스프링 녹아웃
밀어내기 녹아웃을 사용하기에 너무 큰 금형이나 파인 블랭킹 금형에서 주로 사용되며 하형에 스프링 녹아웃을 설치하여 압축 스프링의 탄성력에 의해 녹아웃 판이나 링을 작동시킴.
3) 공기 쿠션 녹아웃
프레스의 볼스터 밑에서 가해지는 공기의 힘에 의해 녹아웃 장치가 작동하며 소형 제품이나 프레스의 행정 길이가 긴 성형금형에 주로 사용됨.
(3) 구조
1) 상형에 설치한 구조
일반적인 녹아웃 장치는 스프링이 내장되어 있지 않기 때문에 프레스의 슬라이드 작동에 의해 프레스에 설치된 봉이 작동하여 녹아웃이 행해짐.
블랭킹 금형에 주로 사용되는 구조이나 굽힘, 드로잉 금형에도 사용됨.
2) 하형에 설치한 구조
하형에 설치한 경우에는 스프링이나 고무가 내장되어 있기 때문에 녹아웃 시 제품의 변형을 방지함.
3) 상•하형에 설치한 구조
굽힘이나 드로잉 금형에 사용하며 전단과 드로잉 가공을 동시에 시행하는 콤파운드 금형에서도 사용함.
하형에 설치된 스프링 또는 압축공기를 통해 드로잉 펀치로부터 제품을 벗겨내고 상형에 설치된 밀어내기 녹아웃 봉을 작동시켜 다이로부터 제품을 취출함.
4. 맞춤 핀(DOWEL PIN)의 설계
(1) 개요
맞춤 핀은 위치결정 부품으로써 측면 압력 또는 축 방향의 추력을 흡수해 주는 동시에 금형 부품의 신속한 분해 및 조립을 가능하게 하고 공구강을 열처리하여 사용합니다.
(2) 맞춤 핀 사용재료
탄소강 또는 합금강(STC3, STC5)을 사용함.
(3) 맞춤 핀의 기능
펀치 고정판과 펀치 받침판, 펀치 홀더의 위치를 결정함.
다이와 다이 홀더의 위치를 결정함.
측면 압력 및 펀치 축 방향의 충격을 흡수함.
금형부품의 신속한 분해가 가능하고 재조립 시에도 위치를 결정하여 줌.
(4) 맞춤 핀의 고정방법
1) 관통 구멍
일반적인 맞춤 핀의 고정방법으로써 부품이 관통되었을 때 사용하며 맞춤 핀의 조립된 길이(b)는 맞춤 핀의 외경(d)의 1.5~2배로 함.
2) 폐쇄 구멍
정밀도가 요구되지 않거나 끼워맞춤공차가 큰 경우에 사용하며 정확한 위치결정이 곤란하고 분해를 용이하게 하기 위해 맞춤 핀의 한 쪽에 암나사를 가공함.
3) 단붙이 구멍
한 쪽에서만 맞춤 핀을 끼울 수 있는 방법으로 단붙이 구멍의 길이(L)는 맞춤 핀의 깊이보다 3mm 이상 깊게 가공해야 함.
이상으로 프레스 금형의 정밀도와 관련이 있는 위치결정 및 소재안내 장치와 제품 취출을 위한 녹아웃 장치에 대한 연재를 마치고 다음에는 전단 금형 이외에 콤파운드 금형 (복합 금형), 프로그레시브 금형 (순차이송 금형), 분할 금형, 드로잉 금형 등에 대해서 다룰 예정입니다.
2020년 04월 29일