4. 드로잉 가공의 포인트와 트러블 대책

제목  4. 드로잉 가공의 포인트와 트러블 대책 4. 드로잉 가공의 포인트와 트러블 대책 ◈ 주름과 균열 대책 1. 조건이 달라지면 주름이 생기거나 균열이 발생한다.드로잉가공에 가장 적당한 조건의 대부분은 주름과 균열의 중간에 있으며 주름에 대한 대책이 지나치면 균열이,균열에 대한 대책이 지나치면 주름이 된다.금형의 면조도나 다이 R,쿠션압,공작유 등은 주름과 균열이 발생하지 않는 중간 조건이 필요하다.이런 조건들은 신경쓰지 못한 사이에 변화되기 쉬우므로 주의해야 한다. 2. 균열만 발생하는 경우 드로잉 속도가 빠르면 균열이 발생하기 쉽다.특히 스테인리스는 냉간압연 강판 등에 비해서 현저히 발생한다.또한 드로잉률이 작은 경우도 균열이 쉽게 발생하며,이런 조건들을 느슨하게 하면 주름이 발생하지 않는 경우도 있다. 3. 주름과 균열이 동시에 발생한다 드로잉가공 중에 재료의 유입 저항이 부분적으로 다르면 주름과 균열이 동시에 발생한다.구체적으로 다음과 같은 예를 들 수 있다. (1) 가공전 블랭크재의 버 드로잉전 블랭크재에 부분적으로 버가 있으면 그 부분의 블랭크 홀더가 강해지고,그 부근은 틈새가 만들어져 주름이 된다. (2) 쿠션 핀 길이의 불일치 쿠션 핀이 긴 부분은 쿠션압이 강해지고,짧은 부분은 틈새가 생겨 약해지므로 주름과 균열이 동시에 발생한다. (3) 금형의 평행도 불량 금형을 프레스기계에 장착할 때,상부 금형과 하부 금형의 평행도가 나쁘면 블랭크 홀더의 강도가 변하여 주름과균열이 발생한다. (4) 드로잉 조건이 장소에 따라서 다르다 각통 드로잉의 경우 코너 부분은 저항이 크고,직선 부분은 저항이 약해지기 쉽다.때문에 코너 부분에서는 균열이,직선 부분에서는 주름이 발생하기 쉽다.이형 드로잉의 경우는 조건이 복잡하지만,부분마다 조건을 일치시키는 것이 중요하다.이런 대책들은 위에서 말한 원인을 알면 비교적 용이하게 해결책을 강구할 수 있다.우선 원인을 정확하게 아는것이 해결의 실마리가 될 수 있다. ◈ 다이 R의 고 정밀도 가공과 확인방법 1. 다이 R의 중요성 드로잉가공에서 매우 중요한 것은 다이의 R 형상이며,필자 자신은 「다이 R을 제어하는 것은 드로잉가공을 제어하는 것이다 」`라고 생각한다.고 정밀도의 드로잉가공을 할수록 다이 R을 정확하게 다듬질해야 한다.때문에 예전부터 드로잉가공의 명인\ 장인이라고 불리는 사람들은 다이 R의 다듬질가공과 형상에 대한 상태의 판단을 정확하게 할 수 있었다.여러 가지 문제가 끊이지 않아서 드로잉할 수 없는 경우라도 다이 R을 수정하는 것만으로 거짓말처럼 드로잉이 잘되는 예도 많다.드로잉가공을 능숙하게 하는 가장 확실하고 신뢰성있는 대책은 다이 R을 정확하게 가공,측정하는것이다. 2. 다이 R가공 드로잉 형의 다이 R 다듬질을 핸드 그라인더,그밖에 전동공구,줄 등으로 다듬질하는 예가 많다.이런 가공은 개인적인 차이가 크고,편차가 크고(R 전체 및 그 일부),생산성이 나쁘고,신뢰성이 낮고,재현성이 나쁘다는 등의 이유로 중지되어야 한다.대책으로 다음과 같은 방법이 있다. (1) 전용의 R형상으로 가공한 엔드밀을 사용한다.대형의 이형 드로잉에 적합하며,열처리 후 R가공을 하면 정밀도가 더욱 좋아진다. (2) 와이어 방전가공기로 초경합금의 바이트를 R형상으로 가공하고,이 바이트로 다이를 가공한다.일반적인 원통 드로잉 다이에 좋다. (3) 성형 연삭반 또는 NC 선반으로 원통 모양의 전극 R을 성형하고,NC 방전가공기로 이 전극을 자전시키면서 다이 형상에 따라 이동시켜서 방전가공을 한다.고정밀도의 원통 및 각통,이형 드로잉에 좋다. (4) 머시닝센터로 3차원 가공을 한다. 볼 엔드밀로 R형상에 맞춘 프로그램을 작성하여 가공한다(대형의 이형 드로잉에 좋다). 3. 다이 R의 측정 일반적으로 다이 R형상은 눈으로 보고 측정하거나 R 게이지로 측정하고 있는데,개인적인 차이가 크고 정밀도도 나쁘다. 대책으로서 다음과 같은 방법이 있다. (1) 전용의 R게이지를 만들어서 이것으로 측정한다 바람직한 R형상에 맞추어서 박판을 와이어 방전가공기로 가공하여 게이지를 만들어서 측정한다. (2) 윤곽 형상 측정기로 측정한다 최적의 고정밀도인 R형상을 측정할 수 있어 정밀 드로잉가공용 측정에는 빼놓을 수 없다.R부분을 20 ∼100배정도 확대한 형상을 플로터로 그린다.측정 범위가 작기 때문에 전자부품용 등 고정밀도 금형의 R 측정에 적합하다. (3) 3차원 측정기로 측정한다 측정한 점의 정보를 컴퓨터로 처리하여 형상 정보를 고친다.대형의 이형 드로잉 형 등에 사용되는데,사용법이 틀리면 오차가 커진다. 4. 금형의 보수 정비 드로잉 형은 제품에 드로잉 흠집이 발생하면 다이 R부분및 측면을 연마하여 사용한다.이것을 반복하면 다이의 형상 및 크기가 변화하여 내부도 테이퍼 모양으로 되기 쉽다.때문에 정기적으로 R부분 및 치수를 측정하여 보수 정비를 해야한다.특히 드로잉 공정 대부분의 경우,앞쪽의 공정은 제품 치수와 직접적인 관계가 없기 때문에 보수가 불충분한 경우가 많다.이 점이 드로잉가공을 불안정하게 한다. ◈ 블랭크 홀더의 조건 설정과 포인트 주름과 균열을 발생시키지 않으면서 드로잉가공을 하기 위해서는 블랭크 홀더의 역할이 중요하다.블랭크 홀더에 대해서는 다음과 같은 점을 고려하면 좋다. (1) 재료가 접촉하는 면의 조도를 좋게 한다. (2) 다이 면과의 경사가 없이 평행할 것. (3) 쿠션 핀은 펀치 가까이 위치하도록 하고,길이를 정밀도 좋게 가공하여 관리한다. (4) 재료와의 접촉(면압)이 균일해지도록 다듬질한다. - 각통은 코너부분의 저항이 크게 때문에 블랭크 홀더의 접촉을 약하게 하고 직선부는 저항을 강하게 한다(접촉을 강하게 하거나 드로잉 핀을 붙인다). - 이형 드로잉의 경우는 저항 크기에 맞춰서 밸런스를 잡는다.재료 유입의 저항 밸런스를 잡으면 이형 드로잉의 문제를 대부분 해결할 수 있다. ◈ 윤활 방법과 샌드버닝 대책 1. 공작유에 대한 대책 얼마 전까지 드로잉가공에서 공작유(드로잉유)는 중요하여,“공작유는 드로잉가공의 마지막 노하우 ”`라고까지 하는 등 최적의 공작유를 구하기 위해서 다양한 시행착오를 반복해 왔다.그러나 현재는 점성이 높은 공작유를 다량으로 사용하는 것은 세정(폐액으로 인한 환경문제,세정비용,작업자의 건강 등),프레스가공(작업환경,안전대책,청소 등)에 대한 문제가 커서 어떻게든 점성이 작은 공작유를 소량으로 해결하는 것이 포인트이다. 드로잉가공에 공작유를 사용하는 이유는 재료와 금형의 윤활성을 좋게 하는 동시에,가공에 의해서 발생하는 열을 제거하기 위한 냉각이라는 2가지를 들 수 있다.반대로 말하면,다른 방법으로 윤활성을 좋게 하여 냉각할 수 있다면 공작유가 없어도 된다. 2. 재료와 금형의 윤활성을 좋게 하는 포인트 (1) 금형 재료와 접촉하는 면의 조도를 좋게 한다 (2) 드로잉 다이의 측면 후방을 릴리프하여 마찰면을 적게 한다 (3) 금형 재료의 변경과 표면 코팅 피가공재와 금형 재료 성분의 친화성을 단절한다.냉간압연 강판 등은 다이를 초경합금으로 바꾸는 것이 효과적이며,스테인리스는 더욱 금형표면을 코팅하는 것이 효과적이다. 3. 온도 상승 방지와 냉각 (1) 전단 양을 적게 하기 위해서 다이 R을 작게 한다. 특히 두꺼운 판인 경우에 효과가 있다. (2) 금형 내에 냉각수를 순환시켜서,강제로 냉각시킨다. 플라스틱 사출성형 형에 가까운 구조로 한다. (3) 다이 후방을 릴리프하여 마찰면을 줄인다. (4) 순차이송 형은 필요한 공정에만 금형 내에서 소량 급유하고,하부 형 내에서 빨리 회수한다. 4. 공작유 변화 대책 2종류 이상의 공작유를 혼합하여 사용하는 경우,사용하기 전에 잘 섞어도 시간이 경과하면서 분리되어 효과가 크게 달라지므로 주의할 필요가 있다.또한 프레스기계의 정지 시간이 길어지면 금형 내의 기름이 증발하여 점성이 높아지므로,닦아낸 후에 새 기름을 급유할 필요가 있다. ◈ 흠집 및 타흔의 원인과 대책 프레스가공의 품질 불량에서 가장 어려운 것이 흠집 및 타흔에 대한 대책이다.프레스가공 후 선별하는 예가 많다.원인이 다양하므로 그 요인들을 한가지씩 신중하게 제거하는 것 이외에 다른 방법이 없다. 주요 원인은 다음과 같다. (1) 버의 박리 재료의 슬리터 버,블랭크 빼기 및 구멍 빼기 등의 빼기 버 (2) 빼기 슬래그의 부착(구멍의 브로티드 슬래그 등) (3) 금형,장치 등과의 긁힌 흠집 (4) 보관 및 사용중에 금형,재료,장치 등에 부착된 먼지 (5) 공기 중의 먼지 P&M