금속 스탬핑 설계 가이드: 재료, 허용 오차 및 성형

금속 스탬핑은 안정적이고 일관된 성능을 갖춘 내구성, 고강도, 내마모성 부품을 제조하는 비용 효율적인 방법입니다.

 이 가이드에서는 제조 가능성, 반복성, 재료 효율성을 극대화하는 스탬프 부품을 설계하는 데 도움이 되는 포괄적인 통찰력과 모범 사례를 공유합니다.

1.0스탬핑 부품의 재료 선택

적절한 판금 또는 강판을 선택하는 것은 매우 중요합니다. 재료는 가격, 재고, 성능 특성이 매우 다양합니다. 기계적 특성과 조달 요소를 항상 고려하십시오.

• 재고 vs. 맞춤형 가용성: 표준 게이지 크기는 일반적으로 재고로 보관되며 비용에 민감하거나 빠른 배송이 필요한 애플리케이션의 경우 우선적으로 구매해야 합니다.
• 최소 수량: 제철소에서는 일반적으로 맞춤형 두께나 합금을 위해 트럭 적재량만큼의 물량을 요구합니다. 필요량이 적다면 창고를 통해 조달하는 것이 도움이 될 수 있지만, 재고 상황에 따라 달라질 수 있습니다.
• 재롤링 옵션: 특수 재롤러는 소량 주문을 충족할 수 있지만 비용이 상당히 증가합니다.

일반적인 스탬핑 재료 비교

2.0금속 스탬핑의 공차 고려 사항

표준 강종은 정해진 공차가 있는 고정 게이지 두께로 제공됩니다. 공차를 좁힐 수는 있지만, 일반적으로 비용이 증가합니다. 재료 공차를 지정할 때는 다음과 같이 하십시오.

• 고수하다 산업 표준 게이지 두께가능한 경우.
• 그것을 이해하다 엄격한 허용 오차로 인해 소싱 옵션이 제한될 수 있습니다.특히 비표준 재료 사양의 경우.
• 헐렁한 허용 오차 창고 재고를 활용하여 비용과 리드타임을 줄일 수 있습니다.

3.0재료 화학: 과도한 사양을 피하세요

스탬핑 비용이 급증하는 주요 원인 중 하나는 다음과 같습니다. 합금을 과도하게 지정하다. 다양한 철 및 비철 합금이 존재하지만, 일반적으로 재고로 보관되는 합금은 소수에 불과합니다. 특수 합금은 대량으로 맞춤 용융해야 하는 경우가 많습니다.

• 현대의 이점을 활용하세요 연속 주조합금의 일관성과 연성이 크게 향상되었습니다.
• 사용을 고려하세요 창고 재료 귀하의 허용 범위와 적용 범위가 허락하는 한, 언제든지 가능합니다.

4.0블랭킹, 트리밍 및 천공 기술

스탬핑에서의 홀 형성 이해

스탬프 부품의 버 관리

버(burr)는 사출 성형의 파팅 라인과 유사하게 스탬핑 과정에서 자연스럽게 발생하는 현상입니다. 버의 높이는 최대 10% 두께의 소재. 이는 다음과 같습니다.

• 미용적 용도가 아닌 경우 그대로 두십시오.
• 둔화되거나 제거됨 필요한 경우 대량 마무리 공정이나 2차 공정을 거쳐야 합니다.

5.0구멍 및 피처에 대한 치수 공차

펀치 및 다이 클리어런스(일반적으로 측면당 8~10%의 재료 두께)로 인해 다음이 발생합니다.

• 내부 특징(예: 구멍) 테이퍼 위쪽이 더 넓다.
• 외부 특징(예: 탭) 테이퍼 아래쪽이 더 좁다.

디자이너는 다음을 수행해야 합니다.

• 치수 구멍 가장 작은/전단 직경.
• 기능 외부의 치수 가장 큰/전단된 부분.
• 사용 면도 필요한 경우 직선 모서리에 대한 작업이 추가 비용으로 제공됩니다.

재료별 일반적인 허용 오차

6.0정밀 구멍 위치 공차

• 동일 평면 피어싱 매우 정확합니다. 구멍 사이의 오차는 일반적으로 ±0.002인치입니다.
• 구멍이 있는 경우 재료 두께의 1.5배보다 가까움, 또는 다른 비행기, 허용 오차는 스프링백과 굽힘 변화를 고려하여 느슨해져야 합니다.
• 간격이 좁은 구멍 정확성을 유지하려면 별도의 작업이 필요할 수 있습니다.

7.0금속 스탬핑을 위한 툴링 설계 지침

8.0프레스 작업에서의 굽힘 및 성형

금속 형성 스탬핑 프레스 선형적이고 수직적인 작업입니다. 재료의 성형성은 다음에 따라 달라집니다. 합금 및 템퍼:

• 온도가 낮을수록 연성이 높아집니다., 형성하기가 더 쉽습니다.
• 더 강한 성격 = 더 많은 반발, 요구 과도한 굽힘

경험 법칙 형성:

• 90° 굽힘 표준입니다. 더 복잡한 형태에는 추가 다이 스테이션이 필요하거나 다음으로 전송될 수 있습니다. CNC 벤딩 머신 성형 후 작업을 위해.
• 그만큼 형성된 다리 되어야 한다 ≥2.5× 재료 두께 구조적 무결성과 반복성을 보장하기 위해 굽힘 반경을 넘어서야 합니다.

9.0왜곡 및 굽힘 결함 관리

재료가 구부러질 때:

• 그만큼 안쪽 표면이 압축됩니다; 그 외부 표면이 늘어납니다.
• 이것은 원인이 될 수 있습니다 벽 얇게 만들기, 부푼, 또는 모서리가 꼬집힘.

이를 관리하려면:

• 추가하다 릴리프 홀 교차하는 굽음의 바닥(예: 상자 모서리)
• 윤곽선 공백 중요한 부분에 굽힘이 생기는 것을 방지합니다.
• 다음과 같은 메모를 추가합니다. “이 구역에서는 팽창이 허용되지 않습니다.” 필요한 경우 도면에 표시하세요.

10.0치수 및 공차 형성 형상

굽힘은 여러 변수를 도입합니다.

• 재료 두께 허용 오차
• 각도 굽힘 허용 오차(일반적으로 ±1°)
• 스테이션 간 툴링 정확도

디자인 가이드라인:

• 굽힘 안쪽에서의 치수, 바깥쪽 가장자리에서가 아닙니다.
• 특징이 굽힘으로부터 멀리 배치되는 경우, 각도 변화 큰 치수 변동이 발생할 수 있습니다. 이는 공차 설정 시 반영되어야 합니다.
• 복잡한 양식에는 다음이 필요할 수 있습니다. 자격 심사 또는 크기 조정 작업 정확성을 유지하기 위해.

11.0딥 드로잉 스탬핑: 설계 및 공정 지침

딥 드로란 무엇인가요?

심형 드로잉은 평평한 블랭크를 반경이 있는 다이 위로 당겨 캐비티로 만들어 형성합니다. 닫힌 바닥 껍질 또는 원통형 컵. 스트레치 성형과 달리 재료는 당겼다, 늘어나지 않음.

딥 드로우에 대한 디자인 의미

• 그만큼 펀치는 테이퍼링되어야 합니다, 일부 제거가 가능합니다.
• 껍질은 자연스럽게 가늘어집니다. 아래(좁음)에서 위(넓음)로.
• 재료의 곡물 방향이 원인이 될 수 있습니다 둥글지 않은 껍질. 아 플랜지 둥글게 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다.
• 꼬집다 장식 안쪽 반경을 일부 남겨두고, 바깥쪽 모서리는 날카롭게 처리합니다. 플러시 컷이 중요한 경우 가공이 필요합니다.

그려진 껍질 지정

두께는 추첨을 통해 달라지기 때문에:

다음 중 하나를 사용하세요.

• 재료 시작 두께
• 최소 벽 두께
• 최대 벽 두께

차원 ID(내경) 펀치 치수를 참조할 때.

차원 OD(외경) 최종 제품을 참조할 때 테이퍼 허용치를 기록하세요.

12.0금속 스탬핑의 평탄도

재료 관련 왜곡

코일 공급 스트립 금속은 두 가지 주요 문제를 야기합니다.

• 코일 세트(세로 방향으로 휘어진 경우): 정밀 수평 조정기나 롤러 평탄화 시스템을 사용하여 세로 코일 곡률을 교정하여 곧게 펴는 경우가 많습니다.
• 석궁(폭에 따라 휘어짐): 제거하기가 훨씬 어렵고 최종 평탄도에 영향을 미치는 경우가 많습니다.

프로세스 유도 왜곡

블랭킹 및 성형 응력은 특히 다음과 같은 경우 재료 가장자리를 구부리거나 압연합니다.

• 더 두꺼운 재료
• 더 단단한 합금(예: 스테인리스강, 고강도강)

왜곡을 최소화하려면:

• 천공을 하지 마십시오 서로 너무 가깝다 또는 가장자리 근처—두께의 ≥1.5배를 남겨 두세요.
• 구멍을 유지하세요 굽힘이나 형태에서 ≥2× 두께 떨어져 있음.
• 가능하지 않다면, 구멍 허용 오차 확대 왜곡을 설명하기 위해.

13.0스탬프 부품의 표면 화장품 관리

도구 표시

높은 힘으로 인해, 도구 자국은 피할 수 없다 많은 경우:

• 물티슈 성형바깥쪽 굽은 부분에 긁힌 자국이 남습니다.
• 그림 원인 충격선.
• 코이닝 및 엠보싱 눈에 띄는 압력 흔적을 남기다.

창의적인 다이 디자인 및 미세 공구 표면 특히 이러한 문제를 최소화할 수 있습니다. 미용적 외관이 중요하다.

14.0취급 및 표면 보호

대부분의 스탬핑은 다음과 같습니다.

• 대량 처리 생산 라인을 통해서.
• 대량 완료(텀블링, 디버링 등).
• 대량으로 포장, 종종 개별적인 보호 없이.

민감한 부품의 경우:

• 정의하다 화장품 요구 사항 그림에.
• 고려하다 개별 포장 또는 최종 마무리 작업 표면의 무결성이 중요한 경우.

15.0마지막 생각

이러한 금속 스탬핑 설계 원리를 이해하고 적용하면 부품 품질을 획기적으로 개선하고, 생산 비용을 절감하며, 일관된 제조성을 보장할 수 있습니다. 적합한 소재 선택, 딥 드로잉 공차 설정, 형상 친화적인 형상 설계 등 어떤 작업이든 숙련된 툴링 엔지니어 및 제조업체와의 협업을 통해 최상의 결과를 얻을 수 있습니다.

16.0금속 스탬핑 디자인에 대한 자주 묻는 질문(FAQ)

1. 금속 스탬핑에 가장 적합한 재료는 무엇입니까?

금속 스탬핑에 일반적으로 사용되는 소재로는 탄소강, 스테인리스강, 알루미늄, 구리, 황동 등이 있습니다. 최적의 소재는 강도, 성형성, 전도성, 내식성, 비용 효율성 등 용도에 따라 달라집니다.

2금속 스탬핑 부품의 버를 최소화하려면 어떻게 해야 하나요?

버(burr)는 블랭킹 및 피어싱 작업의 정상적인 부산물입니다. 버 높이를 최소화하려면:

• 최적의 펀치/다이 클리어런스를 사용하세요(면당 재료 두께 약 8~10%)
• 도구의 날카로움과 유지관리를 보장하세요
• 미용 용도의 경우 2차 디버링 또는 텀블링 작업을 고려하세요.

3. 스탬핑 금속 부품에서 일반적으로 예상할 수 있는 허용 오차는 무엇입니까?

고정밀 적용 분야에서는 구멍이나 모서리의 표준 치수 공차를 ±0.002인치로 유지하는 것이 일반적입니다. 그러나 다음과 같은 경우 공차가 느슨해질 수 있습니다.

• 재료 두께 및 성질
• 공구 마모 및 스트로크 속도
• 특징 위치(평평한 평면 대 형성된 평면)

4. 금속 스탬핑으로 복잡한 3D 형상을 구현할 수 있나요?

네. 프로그레시브 다이와 복합 툴링을 사용하면 굽힘, 오프셋, 루버, 얕은 드로우 등 복잡한 형상을 구현할 수 있습니다. 더 깊은 형상의 경우, 딥 드로우 스탬핑 사용되지만 벽이 두꺼워지고 가늘어집니다.

5. 재료의 스프링백은 굽힘 정확도에 어떤 영향을 미칩니까?

스프링백은 더 단단한 재료와 더 좁은 굽힘에서 더 두드러집니다. 이를 보상하려면 다음을 수행하십시오.

• 약간 굽힘 각도
• 재료의 결 방향과 성질을 고려하세요
• 스프링백 효과를 상쇄하도록 설계된 성형 도구를 사용하세요.

6. 스탬프 부품의 구멍 사이에 필요한 최소 간격은 얼마입니까?

왜곡을 방지하려면 구멍 간격을 최소한으로 두어야 합니다. 1.5× 재료 두께 떨어져 있습니다. 굽은 부분 근처의 구멍의 경우 굽힘 반경으로부터 2배 떨어진 재료 두께.

7. 스탬핑한 부품이 완벽하게 평평하지 않은 이유는 무엇입니까?

평탄도 문제는 다음과 같은 이유로 발생할 수 있습니다.

• 원시 스트립의 코일 세트 및 석궁
• 피어싱된 부분 근처에서 과도한 재료 얇아짐
• 지지되지 않는 가장자리 근처에서 작업 형성
  공구 조정이나 2차 평탄화 작업을 통해 이를 완화할 수 있습니다.

8금속 스탬핑 부품도 미용 등급이 될 수 있나요?

네, 하지만 외관 요건은 도면에 명확하게 명시되어야 합니다. 금형 설계, 취급 방법, 후가공(텀블링 또는 보호 포장 등)은 모두 시각적 품질 기준을 충족하도록 맞춤 제작될 수 있습니다.

9. 딥 드로잉과 스트레치 포밍의 차이점은 무엇인가요?

• 딥 드로잉 재료를 공동으로 끌어들여 벽이 두꺼워지고 바닥이 닫힙니다.
• 스트레치 성형 다이 위에 시트를 펼쳐서 벽을 얇게 만들고 일반적으로 바닥이 열려 있습니다.
  딥 드로잉은 고강도의 밀폐된 용기와 같은 모양에 이상적입니다.

10. 금속 스탬핑 디자인 비용을 어떻게 줄일 수 있나요?

• 표준 게이지와 일반 합금을 사용하세요.
• 필요하지 않은 이상 허용 오차를 지나치게 좁히지 마십시오.
• 제조 가능성을 염두에 둔 설계 특징(예: 간격, 반경, 다리 길이)
• 설계 단계 초기에 스탬핑 하우스와 협의하세요.

 

참고문헌

https://www.researchgate.net/figure/Schematic-presentation-of-the-conventional-deep-drawing-process_fig1_283671332

https://www.thefabricator.com/thefabricator/article/bending/r-d-update-edge-fracture-in-hole-extrusion-and-flanging-part-i

https://aminds.com/understanding-sheet-metal-stamping-guideline-for-buyers/