판금 (전개 치수 산출과 가공 도면)

판금 가공의 중요성 판금 가공은 다양한 산업 분야에서 필수적인 제조 공정 중 하나입니다. 특히, 정확한 전개 치수 계산과 정교한 가공 도면은 고품질의 판금 제품 제작에 있어 매우 중요합니다. 이 글에서는 판금 가공의 기본 개념과 전개 치수 계산 방법, 그리고 가공 도면 작성에 대해 알아보겠습니다.

 

판금 가공의 기본 개념

판금 가공이란?: 판금 가공은 금속 시트를 절단, 구부림, 및 천공 등의 방법으로 원하는 형태와 크기로 만드는 공정입니다.

적용 분야: 자동차, 항공, 건축, 전자 제품 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다.

 

전개 치수 계산의 중요성

정확한 치수 계산의 필요성: 판금을 절단하고 구부리는 과정에서 발생하는 재료의 신장 및 수축을 고려해야 합니다. 정확한 치수 계산은 재료 낭비를 줄이고, 최종 제품의 정확도를 보장합니다.

계산 방법: 전개 치수는 판금의 두께, 구부림 반경, 그리고 재료의 종류에 따라 달라집니다. 특수 소프트웨어나 수학적 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

 

판금 가공 도면의 작성

도면의 중요성: 정확한 가공 도면은 생산 공정을 표준화하고, 오류를 줄이며, 작업자 간의 의사 소통을 원활하게 합니다.

도면의 구성 요소: 가공 도면에는 부품의 치수, 절단선, 구부림선, 천공 위치 등이 명시되어야 합니다.

 

판금 가공의 최신 트렌드

자동화 및 CAD/CAM 소프트웨어: 자동화 기술과 컴퓨터를 이용한 설계 및 제조(CAD/CAM) 소프트웨어의 도입으로 판금 가공의 정확도와 효율성이 크게 향상되었습니다.

지속 가능한 제조 방법: 환경 친화적인 재료 사용과 에너지 효율적인 가공 방법이 강조되고 있습니다.

 

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1. 전개 치수 산출의 목적

판금 작업에서 ‘Blank layout’ 라고 하는 제품에 대한 도형을 구하여 재료를 절단하는 가공이 있습니다.

이 가공을 판금 작업의 첫걸음으로 제품 치수를 정확하게 구하기 위해서는 적당한 눈대중으로는 되지 않습니다.

예를 들면, 그림의 제품 자료의 치수 즉, 절단 치수는 어느 정도로 하면 좋을 것인가? 또는 절곡선 치수는 기준면에서 어느 정도인가? 이것을 알지 못하면 작업을 시작 할 수 없습니다.

이 제품에 대하여 절곡 전의 치수를 전개 치수라고 합니다.

그리고 전개 치수를 기입해 절단 등의 내용을 기입한 그림을 전개 가공도 또는 전개도라고 합니다.

 

2. 신장량

(1) 직각 굽힘 시 물리는 양

그림의 경우, 실제로 굽힘, 절곡을 하면 알 수 있지만, 만약 전개 치수를 단지 두꺼운 판 t=2만을 고려한 그림의 치수에서 절곡 후의 치수는 반드시 지시된 치수보다 마이너스가 됩니다. 이

것은 종이를 자르는 것과는 다르게 재료가 탄성이 있는 금속으로 상당한 두께가 있으므로 절곡 가공 시 내측은 압축을 외측은 인장 능력이 작용하기 때문에 발생하는 양으로 그것을 예상하지 못한 결과입니다.

판금 직각 굽힘 시 물리는 양

이 양을 재료의 신축하지 않는 축, 중립 축은 수식에 의해 이론적으로 구할 수 있지만 각 종의 Test에 의한 결과로 물리는 양은 판 두께의 0.4배로 판명 됐습니다.

따라서, 앞에 서술한 경우에서, 이 양을 예상하여 위의 우측 그림과 같이 고쳐서 절곡 가공 후의 치수는 각각 10mm, 10mm가 됩니다.

즉, 내측 치수에 대하여 이 경우 0.4t/2=0.2t, 0.2*2=0.4mm을 물리므로 각각의 절곡 방향에 고려할 필요가 있습니다.

따라서 절단치수는 26.8-26=0.8mm 길게 작업해야 합니다.

이것은 굽힘 하나에 대한 양이지만, 2개, 3개가 된다면 이 생각을 넓히는 것이 좋습니다.

 

(2) 직각 R 굽힘 시 물리는 양

R 굽힘이 있는 경우는 일반 절곡의 경우와 다릅니다.

여기서의 문제는 R 부분을 평면에 전개했을 때에 어느 정도의 길이가 될 것 인가입니다.

이 경우에도 금속의 특성상 외측은 인장 응력이 작용하고, 내측은 압축 응력이 작용합니다.

소재 내측과 외측의 중간 지점인 중립선은 늘어나지도 않고 줄어들지도 않게 됩니다.

절곡에서의 중립선은 언제나 중요한 의미를 가지게 됩니다.

절곡이나 원형 밴딩 작업 시 물리는 양이 애매한 경우는 언제나 중립선이 어디에 있는지 확인해 보는 것이 필요합니다.

 

3. 절곡의 형태

형태의 선정을 잘못하면 힘들게 만든 전개 치수나 전개도가 완전하더라도 절곡의 과정에서 형태에 맞는 굽힘이 되지 않다거나 각도를 바로 얻을 수 없이 끝나버리는 경우도 발생합니다.

따라서 형태를 무시한 절곡은 성립할 수 없습니다.

직각 굽힘의 V형 굽힘은 굽힘의 기본형으로 2회, 4회 정도 행하면 U자형이나 FLANGE에 붙은 단면상의 HAT형이 됩니다.

 

4. 절곡(Bending) 공정 5가지

(1) 양각 절곡

양각 절곡은90도보다 큰 각도로 판재를 굽히는 공정입니다.

제품 디자인을 향상하기 위해서 사용합니다.

단단한 모서리에 부딪혔을 때 발생할 수 있는 상해를 방지하기도 합니다.

 

(2) R-절곡

R-절곡(R-BEND)은 판재를 구부리되 둥글게 처리하는 공정입니다.

여기서 R은 반지름(RADIUS)의 약자입니다.

다만 양각 절곡에 비해 자주 사용되지는 않습니다.

특수한 금형(mold)을 사용해야 하기 때문입니다.

 

(3) 직각 절곡

직각 절곡은 말 그대로 직각 모양을 냅니다.

기본적으로 모든 절곡은 직각이 기준입니다.

직각 정밀도에 따라 정밀 절곡 또는 일반 절곡 등으로 나뉩니다.

 

(4) 음각 절곡

음각 절곡은 양각 절곡의 정반대 공정입니다.

판재의 면과 면을 90도보다 작은 각도로 구부리는 작업입니다.

예각을 형성하는 절곡 공정으로 이해하면 됩니다.

 

(5) 헤밍

헤밍은 재봉틀의 휘갑치기 장치인 '노루발' 공정과 유사합니다.

노루발은 원단의 끝단을 말아서 박는 데 사용되고 'HEMMER'라고 불립니다.

이와 유사한 공정인 헤밍은 HEMMER의 앞 글자만 따서 HEM이라 표현합니다.

 

 

마무리

판금 가공의 미래 판금 가공은 제조 산업의 핵심 요소로 남아 있을 것이며, 지속적인 기술 발전을 통해 더욱 정밀하고 효율적인 방향으로 발전할 것입니다. 정확한 전개 치수 계산과 가공 도면 작성은 고품질의 판금 제품 제작에 있어서 계속 중요한 역할을 할 것입니다.

 

 

 

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