판금 절곡기의 작동 원리: 절단 후 절곡 공정 설명

2단계 워크플로우를 이해하는 것이 기계 자체를 이해하는 가장 빠른 방법이라는 것을 알아야 합니다. 왜냐하면 기계의 모든 사양은... 벤딩 머신 정밀한 평면 블랭크를 정밀한 3차원 부품으로 가공하기 위해 존재합니다. 이 설명서에서는 기계 제품군의 구성 요소, 블랭크가 절삭에서 성형으로 이동하는 과정, 세 가지 벤딩 방법의 차이점, 금속이 접히는 위치를 예측하는 수학적 원리, 그리고 일반적인 재료들이 펀치 아래에서 어떻게 작용하는지 등 전체 과정을 자세히 살펴봅니다.

판금 절곡기란 무엇인가?

이 용어는 단일 기계가 아닌 여러 기계를 아우르는 개념입니다. 프레스 브레이크는 긴 작업대 위에서 펀치를 V자형 다이에 밀어 넣는 핵심 기계입니다. 접이식 기계와 판금 접이식 기계는 블랭크를 고정하고 빔을 회전시켜 가장자리를 위로 접어 올리는데, 이렇게 하면 판재가 테이블 위에 평평하게 유지되어 한 명의 작업자가 다룰 수 있는 대형 패널 작업에 적합합니다.

박스 및 팬 브레이크는 클램핑 빔에 분할된 핑거를 추가하여 성형된 측면이 공구에 걸리지 않도록 함으로써 상자나 트레이의 4개 벽을 모두 성형할 수 있게 합니다. 판금 절곡기 두꺼운 판을 일직선으로 접는 대신 롤 사이에서 곡선으로 만드는 완전히 다른 접근 방식을 취합니다.

공장에서 어떤 기계를 선택할지는 제작하려는 부품에 따라 다릅니다. 길게 접힌 프로파일에는 프레스 브레이크가, 대형 패널에는 폴더가, 하우징에는 분할형 툴링이, 실린더에는 롤러가 적합합니다. 대부분의 가공 공장은 하나의 투자로 가장 광범위한 벤딩 부품을 가공할 수 있는 프레스 브레이크를 먼저 도입합니다.

프레스 브레이크와 폴더 중 어떤 것을 선택할지는 좀 더 자세한 설명을 덧붙일 필요가 있습니다. 두 장비가 용지를 다루는 방식이 정반대이기 때문입니다. 프레스 브레이크 프레스 브레이크는 작업자가 플랜지가 위로 올라가는 동안 패널을 지지하도록 요구하는데, 자체 무게로 인해 휘어지는 크고 얇은 패널의 경우 두 사람이 필요한 작업이 됩니다. 반면 폴더는 패널을 작업대에 평평하게 고정하고 접는 빔만 움직이기 때문에 한 명의 작업자로도 프레스 브레이크 작업팀이 어려움을 겪는 패널을 성형할 수 있습니다. 건축 외장재나 HVAC 덕트 작업을 하는 업체는 인건비 절감 효과만으로도 폴더 사용을 정당화하는 경우가 많습니다.

절단 후 굽힘 공정

생산 벤딩은 벤딩 머신에 투입되기 전에 시작됩니다. 평평한 블랭크는 계산된 전개 길이로 절단되고, 구멍과 노치는 판재가 아직 평평한 상태에서 절단된 후에야 브레이크에 도달합니다. 평면 상태에서 형상을 절단하는 것이 성형 후에 추가하는 것보다 훨씬 저렴하고 정확합니다.

블랭크 정밀도가 벤딩 정밀도의 상한선을 결정합니다. 파이버 레이저 절단기가 벤딩 라인에 공급하는 모습 벤딩 컨트롤러가 신뢰할 수 있는 모서리 품질과 치수 일관성을 갖춘 블랭크를 제공하기 때문에 많은 벤딩 문제가 실제로는 절단 문제로 위장한 경우가 많습니다. 두꺼운 판재를 가공하는 업체는 종종 이러한 작업을 수행합니다. 금속 레이저 절단기를 이용한 블랭크 준비 또는 CNC 플라즈마 절단기 상류 방향으로 향하며, 거친 구간에서는 속도를 위해 엣지 마감을 다소 희생합니다.

작업자들은 인수인계 과정에서 실질적인 질문들을 던집니다. 예를 들어, 이 블랭크의 버(burr) 부분이 다이(dye)를 향하여 부품에 자국을 남길 것인지, 아니면 절삭 프로그램이 나뭇결 방향을 고려하여 굽힘 과정에서 균열이 발생하지 않도록 설계되었는지 등을 확인합니다. 이러한 세부 사항들은 블랭크와 함께 전달되며, 절삭 단계에서 이를 철저히 관리하는 업체는 불량품 발생률을 크게 줄일 수 있습니다.

배치 공정은 두 단계를 경제적으로 연결합니다. 네스팅 소프트웨어는 절단 전에 수십 개의 평면 패턴을 각 시트에 배치하므로 벤딩 셀은 최소한의 재료 낭비로 작업 순서대로 블랭크를 받게 됩니다. 절단 및 벤딩 프로그램이 동일한 CAD 모델에서 생성되면 전개 길이, 구멍 위치 및 벤딩 라인이 구조적으로 일치하므로 첫 번째 샘플이 일반적으로 첫 번째 시도에서 검사를 통과합니다.

벤딩 단계 자체는 프로그래밍된 순서를 따릅니다. 컨트롤러는 벤딩 순서를 정하여 앞쪽 플랜지가 툴링과 충돌하지 않도록 하고, 백 게이지는 각 스트로크마다 블랭크의 위치를 ​​조정하며, 작업자는 시뮬레이션에 따라 벤딩 사이에서 부품을 뒤집거나 회전시킵니다. 4단계 벤딩으로 구성된 인클로저 가공은 순서가 잘 짜여진 프로그램에서는 1분 이내에 완료될 수 있지만, 계획이 부실한 경우에는 3배가 걸릴 수 있습니다.

에어 벤딩 vs 바텀링 vs 코이닝

세 가지 방법 모두 동일한 펀치 및 다이 형상을 사용하며, 달라지는 것은 펀치의 이동 깊이와 가해지는 힘의 크기입니다. 어떤 방법을 선택하느냐에 따라 필요한 톤수, 툴링 비용, 그리고 컨트롤러가 제어해야 하는 스프링백의 정도가 결정됩니다.

스프링백은 전체 비교의 근간이 되는 현상입니다. 모든 금속은 펀치가 들어올려질 때 탄성적으로 원래 상태로 되돌아가면서 굽힘이 약간 벌어집니다. 에어 벤딩은 이러한 복원력을 고려하여 과도하게 굽힘으로써 이를 보정하는데, 이것이 바로 현대 작업장에서 에어 벤딩이 널리 사용되는 이유입니다. 필요한 공구 세트는 하나뿐이며, 적당한 톤수와 재질별 보정 계산을 수행하는 컨트롤러만 있으면 됩니다.

굽힘 여유, K-계수 및 예제

금속은 굽힘의 바깥쪽에서는 늘어나고 안쪽에서는 압축되는데, 이 두 표면 사이 어딘가에 원래 길이를 유지하는 중립축이 존재합니다. K-계수는 이 축의 위치를 ​​두께의 일부(일반적으로 0.3~0.5 정도)로 나타내며, 굽힘 여유는 이 값을 이용하여 각 굽힘에서 소모되는 평평한 재료의 양을 계산합니다.

이 계산에서 나오는 실제 수치는 다음과 같습니다.

• 굽힘 여유는 펼쳐진 평면 길이를 결정하므로, 절곡 프로그램은 절곡기가 부품에 닿기 전에 이 값을 기준으로 결정됩니다.

• 일반적으로 균열을 방지하기 위해 연강의 경우 최소 내부 굽힘 반경을 재료 두께의 약 1 정도로 정하는 것이 관례입니다.

• 금형 개구부 폭은 일반적으로 재료 두께의 8~12배이며, 금형 폭을 넓히면 필요한 톤수가 줄어듭니다.

가공 톤수 예시를 통해 그 관계를 구체적으로 살펴보겠습니다. 2mm 연강을 16mm V형 다이로 벤딩하려면 벤딩 길이 1m당 약 22톤의 톤수가 필요하므로, 1.2m 플랜지에는 약 27톤이 필요합니다. 3mm 연강을 24mm 다이로 벤딩하는 경우에는 필요한 톤수가 미터당 약 33톤으로 증가합니다. 여기서 기억해야 할 규칙은 톤수가 두께의 제곱에 반비례한다는 것입니다. 따라서 2mm 가공에 맞춰 설계된 기계가 6mm 두께의 강판을 가공할 수 없는 이유입니다.

기계 프레임에 인쇄된 톤수 차트는 모든 표준 금형 개구부에 대한 정확한 계산법을 나타내며, 숙련된 작업자는 암기보다는 습관적으로 이를 확인합니다. 또한 이 차트는 작업이 기계의 용량을 초과할 경우 해결책을 제시합니다. 금형 폭을 넓히면 필요한 톤수가 상당히 줄어들지만, 내부 반경과 최소 플랜지 폭이 넓어집니다. 이러한 절충안이 허용 가능한지는 도면에 따라 다르기 때문에 톤수에 대한 논의는 항상 부품 도면을 기준으로 마무리됩니다.

일반적인 재료의 특성

마일드 스틸

연강은 톤수표의 기본 재료로 사용됩니다. 연강은 1~2도 정도의 예측 가능한 탄성 회복을 보이며, 좁은 곡률 반경에도 비교적 안정적이고, 판재마다 일관된 특성을 나타냅니다. 철강 가공 응용 분야 재료가 깨끗하고 나뭇결 방향이 잘 유지된다면 큰 문제 없이 휘어집니다.

스테인레스 스틸

스테인리스강은 동일 두께의 연강보다 약 50% 더 많은 톤수가 필요하며, 복원력도 2~3도 더 큽니다. 또한 성형 과정에서 경화되기 때문에 같은 위치에서 두 번 구부리면 균열이 발생할 위험이 있습니다. 따라서 첫 번째 시도에서 오버벤딩을 정확하게 프로그래밍해야 합니다. 표면 마감이 중요한 스테인리스강의 경우, 보호 필름과 연마된 금형은 그 비용만큼의 가치를 합니다. 연강의 경우 사포질로 제거할 수 있는 금형 자국이 브러시 처리된 표면에는 영구적인 흠집으로 남기 때문입니다.

알류미늄

알루미늄은 성형에 필요한 힘은 적지만, 특히 경도가 높은 경우 곡률 반경이 두께의 1.5배 미만이면 굽힘선을 따라 균열이 발생하기 쉽습니다. 성형에 필요한 힘은 적지만 스프링백은 연강보다 큽니다. 일반적으로 사용되는 합금은 다음과 같습니다. 알루미늄 가공 응용 분야 각각 고유의 최소 곡률 반경을 가지고 있으며, 연질 재료는 구조용 재료보다 훨씬 더 쉽게 휘어집니다.

흔히 발생하는 굽힘 결함 및 그 원인

⦿ 굽힘선을 따라 균열 발생: 재질에 비해 곡률 반경이 너무 작거나 굽힘 위치가 나뭇결 방향과 평행한 경우.

⦿ 배치 전체에 걸쳐 각도가 일관되지 않음: 기계 오류가 아니라 시트 간 재료 두께 차이 때문입니다.

⦿ 긴 굽힘 구간에서 중심부가 불완전하게 형성됨: 크라운 보정 없이 램 편향 발생.

⦿ 눈에 보이는 표면에 금형 자국이 있음: 마감 품질이 중요한 부품에 공구 마모 또는 보호 필름 누락이 있음.

⦿ 플랜지 치수 불량: 굽힘 여유 계산 시 K-계수가 잘못되어 블랭크가 잘못된 전개 길이로 절단되었습니다.

첫 번째 굽이길 진입 전 작업 흐름 체크리스트

☑ 개발된 평면 길이가 재료의 실제 K-인자를 사용하여 계산되었는지 확인하십시오.

☑ 판재를 평평한 상태에서 모든 구멍과 홈을 파내되, 중요한 구멍은 굽힘선에서 최소 2.5배 두께만큼 떨어져 있어야 합니다.

☑ 부품의 특성상 가능한 경우, 굽힘 방향을 나뭇결 방향과 직각으로 하십시오.

☑ 금형 개구부가 두께의 8~12배인지, 그리고 톤수가 기계의 적정 작동 범위 내에 있는지 확인하십시오.

☑ 첫 번째 시제품을 제작하고 배치 생산을 확정하기 전에 각도와 플랜지 길이를 측정하십시오.

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