판금 스탬핑 다이 설계의 핵심 원칙은 무엇입니까? 재료의 균열, 주름 및 과도한 얇아짐을 방지하는 방법은 무엇입니까?

판금 스탬핑 다이 설계의 주요 원리

재료 유동성 제어

합리적인 이형면 설계: 원활한 재료 흐름 경로를 보장하고 급격한 변화 저항을 줄입니다.

드로잉 리브 최적화: 스테인레스 판금 가공에서 블랭킹 표면에 드로잉 리브(원형/직사각형 단면)를 배치하여 재료 유입을 정밀하게 제어하고 국부적인 신축과 압축의 균형을 맞춥니다.
목표: 균일한 소성 변형을 달성하고 특정 영역에서 과도한 얇아짐이나 축적을 방지합니다.

금형의 구조적 강도와 정밀도

강성 및 내마모성 : Cr12MoV 등의 고경도강을 사용하여 주요 부품의 경도는 HRC58-62입니다. 횡력으로 인한 오프셋을 억제하려면 가이드 컬럼(4개 그룹 이상)과 억지 끼워 맞춤을 늘립니다.

표면 마무리: 마찰 저항을 줄이기 위해 작업 표면을 Ra0.4μm 이하로 연마합니다.

프로세스 매개변수 조정

블랭크 홀더 힘의 동적 조정: 섀시 및 캐비닛의 판금 가공에서는 질소 가스 스프링 또는 유압 시스템을 통해 블랭크 홀더 힘을 구역별로 제어합니다(예: 주름을 방지하기 위해 가장자리 영역에 압력을 가하고 균열을 방지하기 위해 중앙 영역의 압력을 감소).

스탬핑 속도 분류: 딥 드로잉 공정은 충격 균열 위험을 줄이기 위해 "느린-빠른-느린" 속도 곡선을 채택합니다.

결함 예방 및 통제 조치

균열(재료 파손) 방지

필렛 반경 증가: 펀치/다이의 필렛은 응력 집중을 줄이기 위해 재료 두께(t)의 5배 이상이어야 합니다.

펀치 모양 최적화: 계단식 또는 구형 펀치를 사용하여 인장 응력을 분산시킵니다.

윤활 강화: 극압 첨가제(예: 황화 올레핀)가 포함된 고점도 윤활제를 사용하여 마찰 계수를 30% 이상 줄입니다.

주름억제(소재불안정)

블랭크 홀더 힘의 정밀 제어: 단위 블랭크 홀더 힘은 재료 항복 강도의 1.5~2배로 설정됩니다(예: SPCC 강철의 경우 2~3MPa).

스트레치 바의 밀도를 높입니다. 주름이 생기기 쉬운 부위(예: 표면이 갑자기 변하는 곳)에서는 스트레치 바의 밀도를 높이십시오. 바 높이는 6~8톤, 바 너비는 12~15톤입니다.

재료 사전 스트레칭: 공정 절단(캐리 홀)을 통해 국부적인 압력을 해제합니다.

과도한 얇아짐(두께 불균일) 방지

사전 CAE 시뮬레이션: AutoForm/Dynaform을 활용하여 자재 흐름을 시뮬레이션하고 감액율이 20% 이상인 고위험 영역을 식별합니다.

감육율 제어: 설계 단계에서 감육율을 15% 이하(알루미늄 재료의 경우) 또는 20% 이하(저탄소강의 경우)로 제어할 수 있습니다.

다중 공정 할당: 딥 드로잉 부품을 2~3회 드로잉하고 그 사이에 추가 어닐링 공정을 수행합니다(예: 변형이 40%일 때 스테인리스강이 어닐링됨).

일반적인 사례의 적용

자동차 연료 탱크 쉘 스탬핑

모서리 균열률은 15%이다.

대책: 다이의 필렛을 3t에서 6t로 늘립니다. 펀치에 20° 가이드 경사를 추가합니다. 블랭크 홀더 힘이 250t에서 180t로 감소되었습니다.

결과: 균열율은 0.5%로 감소하였고, 감육율은 25%에서 18%로 최적화되었습니다.

핵심 로직: 금형 형상 최적화(필렛/가이드 각도)를 통해 재료 흐름의 균형을 맞추고, CAE 시뮬레이션 및 매개변수 조절(블랭크 홀더 힘/드로잉 리브)을 통해 장력과 압력 사이의 동적 균형을 달성하여 결함 발생을 근본적으로 억제합니다.