2.드로잉 금형의 기능과 구조

제목  2. 드로잉 금형의 기능과 구조 2. 드로잉 금형의 기능과 구조 금형의 구조를 생각할 때,이것이 드로잉 형 구조라고 단정짓지 않기로 한다.금형 구조로 많이 사용하는 것은 1> 가동스트리퍼 구조, 2> 고정 스트리퍼 구조 3> 스트리퍼가 없는 구조이다. 드로잉용 금형에서도 위에서 말한 3종류의 구조를 이용하여 만들고 있다.예를 들면 드로잉가공의 특징적인 부품인 블랭크 홀더의 기능은 재료를 압입하여 주름 발생을 막고,가동 스트리퍼의 기능과 동일하여 가동 스트리퍼 구조로 드로잉 형을 만든다. 금형의 기본구조 관점에서 드로잉 형을 설명하면 1) 하향 드로잉 첫 드로잉 형 가동 스트리퍼 구조를 기초로 한 드로잉 형 구조이다.①펀치,②다이,③블랭크 홀더,④스프링,⑤스트리퍼 볼트(쿠션 핀),⑥블랭크 홀더(네스트),⑦녹아웃이 주요 구성되어잇다. 녹아웃은 편평한 드로잉 바닥이 필요하다.다이 속에 들어간 것을 배출할 목적으로 사용한다.드로잉가공에 필요한 부품은 이것이 전부이다.따라서 이 구조를 드로잉가공의 기본구조라고 생각하면 된다.드로잉의 가공 내용에 따라서 필요한 기능을 취사 선택하여 드로잉 형상에 알맞도록 금형 부품의 형상을 변화시킴으로써 다양한 드로잉가공에 대응할 수 있다. 특징은 가동 스트리퍼 구조에서 변화된 것이므로 쉽게 알 수 있다는 것이 장점이다.하지만 상부 금형에 블랭크 홀더용 스프링이 들어가기 때문에 스프링 길이에 제약이 있어서 디프 드로잉가공에 적합하지 않고,블랭크 홀더의 압력을 조절하기 어렵다는 단점이 있다. 2) 하향 재드로잉 하향 첫 드로잉의 구조와 같다는 것을 한눈에 알 수 있을것이다.변화 부분은 블랭크 홀더 형상이다.재드로잉가공에서는 주름이 측벽 부분에 생기기 때문에 드로잉 전 형상과 펀치 사이의 틈새를 메꿔야 하므로 그림과 같은 블랭크 홀더의 형상이 된다.보면 쉽게 알 수 있듯이 블랭크 홀더 부분은 얇고 약하다.때문에 이 부분을 보호하고 가공하는 재료를 다이에 무리없이 이동할 수 있도록 추가되는 부분이 킬러 핀이다. 3) 가동 블랭크 홀더식 드로잉 낙하 형 (a)구조에서 녹아웃을 생략한 구조이다.드로잉 바닥의 평탄도를 신경쓰지 않는 제품이라면 녹아웃이 불필요해 드로잉한 제품을 다이를 통과시켜서 아래로 떨어트리는 구조로 할 수 있다.블랭크를 넣고,가공후 제품을 꺼내는 (a)구조에 비해서 작업성이 훨씬 좋아지는 구조이다. ▷ 블랭크 홀더가 없는 드로잉 낙하구조 블랭크 직경에 비해서 재료 판두께가 두꺼워지면 블랭크 홀더가 없어도 드로잉이 가능해진다.이와 같은 조건에서는 스트리퍼가 없는 구조로 된다.드로잉 형의 구조로서 가장 심플한 구조이다.가공된 제품은 다이를 통과하여 아래로 떨어지므로 작업성도 좋다. ▷ 고정 블로킹 홀더 드로잉 형 고정 스트리퍼 구조를 이용한 것이다.블로킹 홀더가 필요한 가공에서 가장 간단한 구조의 드로잉 형이다.금형 구조상 플랜지가 있는 제품은 가공할 수 없다(시험제작 등 소량가공은 매번 블로킹 홀더를 생략하면 가능).시험제작 등의 소량가공이나 푸셔 피더 등을 사용한 자동가공에 적합한 구조이다.고정 블로킹 홀더(고정 스트리퍼)의 재료를 넣는 틈새는 재료 판두께보다 20 ∼30%늘리도록 한다.드로잉가공시 플랜지 판두께의 증가를 예상한 것이다. 단점 손으로 플랜지를 삽입하면 위치가 빗나가기 쉽다는 것이다. ▷ 상향 첫 드로잉 형 역배치 구조를 이용한 구조이다.①녹아웃 로드,②녹아웃,③블랭크 홀더,④쿠션 핀,⑤다이 쿠션,⑥쿠션압 조절 나사 등이 특징적인 부품이라고 할 수 있다. 1> 하향 드로잉 형의 구조 (a)하향 드로잉 (첫 드로잉) (b)하향 드로잉 (재드로잉) (c)드로잉 낙하 (첫 드로잉) (d)블랭크 홀더가 없는 드로잉 (첫 드로잉) (e)고정 블랭크 홀더 드로잉 (첫 드로잉) 재드로잉의 변화에서는 반드시 상부 형의 다이 속에 녹아웃을 설치한다(드로잉 형 뿐만 아니라 모든 형에서).블랭크 홀더는 네스트와 겸용하는 것이 일반적이며,블랭크 홀더의 기능보다 블랭크 위치결정 기능이 직감적이기 때문에 블랭크 홀더라고부르는 경우가 많다.쿠션 핀은 블랭크 홀더에 필요한 힘을 전달하기 위한 것이다.따라서 핀 길이가 일정해야 하는 것이 전제조건이다.④의 형태로 설계한 것이 많은데,다이와 블랭크 홀더가 기름 등으로 밀착되어 블랭크 홀더가 들려 펀치로부터 빠지는 사고가 발생하는 경우도 있다.⑤와 같이 빠지지 않도록 해둔다(다이 쿠션이 프레스기계에 있는 경우라도 마찬가지로 블랭크 홀더가 빠지지 않도록 방지해야 한다).⑥의 다이 쿠션은 금형에 장치한 스프링이나 고무를 이용한 것이다.스프링 등의 길이 제약이 완화되므로 상향 드로잉보다 높은 드로잉도 할 수 있다.압력 조절은 ⑦의 조절 나사로 한다.이 구조에서의 프레스작업은 블랭크를 블랭크 홀더에 놓는다 → 가공한다 → 제품은 상부 형에 들어가서 상승 → 상사점 부근에서 녹아웃 바가 작동,제품 배출,에어 빼기의 순서로 되고 작업성이 비교적 좋다. 2> 상향 재드로잉 형 상향 첫 드로잉 형과의 차이점은 ①블랭크 홀더와 ②킬러 핀이다.재드로잉가공으로 공정을 진행시키면 드로잉 전 제품과 펀치간 틈새가 작아져 이 그림과 같이 블랭크 홀더가 만들어지지 않는다(파손되기 쉽기 때문에).플랜지가 없는 그림과 같은 모양에서는 대단히 불안정해진다.작은 직경의 드로잉에서 이 구조를 전 제로 설계할 때에는 필요없지만,플랜지를 장착하여 위치결정의 안정을 우선시하는 편이 좋다.플랜지를 장착하더라도 심을 맞추기 위한 연구가 필요하며,킬러 핀을 사용한다.킬러 핀은 다이가 제품에 접하기 직전에 블랭크 홀더를 밀어낸다.그 결과 드로잉 전의 제품은 자유로워지고,다이 R에 조화되어서 심이 빗나가는 것을 방지할 수 있다. 3> 빼기 드로잉 형 빼기 드로잉 형의 구조는 빼기 부분의 스트리퍼를 고정 형식으로 나타내고 있는데,상부 형에 가동 형식으로 장착한 구조도 있다.빼기 드로잉가공은 드로잉 공정을 단축시킬 목적으로 사용하는 경우가 많다. 단점 플랜지 빼기 펀치가 다이 속에 깊이 들어가므로 가공 실수 등이 있을때 손해가 크다.상부 형 ①펀치를 재연마하면 내측의 드로잉 다이 R을 항상 수정해야 한다(다이 R의 변화는 제품 품질에 영향을 미친다).이와 같은 점은 블랭크 빼기 펀치와 드로잉 다이를 복합하여 일체화한 것에 기인한다.⑤의 녹아웃도 블랭크 홀더 를 겸하고 있다. ▷ 드로잉 형 설계에서 공통적인 주의사항 ① 공기 구멍 :펀치로 뚫는 공기 빼기 구멍은 가능한 크게 하는 편이 좋다.측면 구멍은 블랭크 홀더 등으로 막히지 않도록 한다.다이 쪽에도 공기가 빠지도록 만들어 두는것이 좋다. ② 다이의 평행 부분(베어링 면)과 녹아웃의 관계 :다이의 평행 부분은 샌드버닝이나 드로잉 저항을 감소시킬 목적으로 가능한 짧게 한다(일반 드로잉 =9 ∼13mm,다듬질 드로잉 =6 ∼10mm,전단 드로잉 =3 ∼6mm이다).이때 다이 평행부에서 가공중에 녹아웃이 빠져 트러블의 원인이 되는 경우도 있다.다이 평행부 하부의 단차를 작게 하고,녹아웃 모서리에 R을 장착하여 평행부에서 빠져도 문제가 발생치 않는 대책이 필요하다. ③ 상향 드로잉 형에서는 블랭크 홀더가 최하 위치까지내려갔을 때 하부 형 펀치 플레이트와 밀착하거나 틈새가 조금밖에 없으면,이 사이에 이물이 들어가서 뜻밖의 사고가 일어나므로 10mm 이상의 틈새를 확보해야 한다. ④ 다이 쿠션의 볼트 :상향 드로잉 형에서 ⑥ 다이 쿠션을 사용할 때,스프링이나 고무를 지지하는 중앙 볼트는 가능한 두껍고 튼튼하게 한다.쿠션에는상당한 힘이 가해지기 때문에 만일 중앙의 볼트가 파손되면 무서운 기세로 부품이 튕겨나갈 수 있다.