스탬핑 다이 펀치가 너무 빨리 마모됨: 실제 해결 방법은 다음과 같습니다.

스탬핑 다이 펀치란 무엇이며 왜 중요한가요?

스탬핑 다이 펀치프레스 작업 중에 판금에 물리적으로 접촉하여 변형시키는 경화된 강철 도구입니다. 펀치를 펀치 및 다이 세트의 수형 구성요소로 생각하십시오. 펀치는 일치하는 암형 개구부(다이 블록)로 내려와 재료를 절단, 형성 또는 대체하여 완성된 모양으로 만듭니다. 스탬핑 부품의 모든 구멍, 노치 및 윤곽은 톤수에 따라 작업을 수행하는 다이 펀치의 절삭날에서 시작됩니다.

펀치는 더 큰 시스템의 한 부분일 뿐입니다. 스트리퍼는 시트를 평평하게 유지하고 후퇴하는 동안 펀치에서 잡아당깁니다. 조종사는 역에서 역까지 정확하게 스트립의 위치를 ​​찾습니다. 리프터는 스트로크 사이에 재료를 들어 올려 전진할 수 있도록 합니다. 이러한 스탬핑 다이 구성 요소 각각은 지원 역할을 하지만 펀치 자체가 재료 변형의 주요 작업을 수행합니다.

스탬핑 다이 펀치가 실제로 하는 일

프레스 램이 펀치를 아래로 밀어내면 절삭날이 시트 상단 표면에 파손을 일으킵니다. 동시에, 다이 블록의 가장자리는 바닥에서 일치하는 균열을 시작합니다. 간격이 정확하면 이 두 파단선이 중앙에서 만나 버(burr)를 최소화하면서 깔끔하게 분리됩니다. 결과는 3개- 영역 절단 가장자리입니다. 상단의 약간의 롤오버, 전단이 발생한 부드러운 광택 밴드, 균열이 나머지 두께를 통해 전파되는 거친 파괴 영역입니다. 이 전단 메커니즘은 금속 스탬핑 다이를 반복 가능한 품질로 시간당 수천 개의 부품을 생산하는 데 매우 효율적으로 만들어줍니다.

다이 어셈블리 내에서 펀치가 맞는 위치

펀치가 어떻게 작동하는지 이해하려면 금속 다이 어셈블리 내부의 위치를 ​​확인해야 합니다. 주요 구성 요소는 위에서 아래로 다음과 같습니다.

• 어퍼슈즈- 프레스 램에 장착되고 모든 상단 절반 공구를 운반하는 상단 플레이트-
• 펀치 플레이트(리테이너)-는 다이 펀치를 서로에 대해 고정된 위치에 고정합니다.
• 펀치- 판금과 접촉하는 작업 도구
• 벗기는 사람-는 재료를 평평하게 고정하고 후퇴 중에 펀치에서 벗겨냅니다.
• 다이 블록-에는 반대 절삭날을 제공하는 결합 개구부가 포함되어 있습니다.
• 낮은 신발- 프레스 볼스터에 볼트로 고정되는 하단 플레이트

다이 슈는 전체 어셈블리에 구조적 강성을 제공하며 해당 수준의 편향이나 정렬 불량은 펀치 성능에 직접적으로 영향을 미칩니다. 어셈블리와 절단 도구 사이의 이러한 관계는 바로 펀치 품질이 부품 치수 정확도, 모서리 상태, 버 높이, 그리고 궁극적으로 도구에 주의가 필요하기 전에 얻을 수 있는 히트 수 등 모든 다운스트림을 결정하는 이유입니다. 마모되거나 제대로 설계되지 않은 펀치는 단순히 불량 부품을 생산하는 것이 아닙니다. 인접한 모든 구성 요소의 마모를 가속화하고 생산 가동 시간을 잠식합니다.

앞의 섹션에서는 펀치 유형의 전체 범위와 펀치가 처리하는 특정 작업부터 시작하여 펀치가 지속되는지 또는 일찍 실패하는지를 결정하는 각 변수를 분석합니다.

기능별 펀치 유형의 완전한 분류

모든 펀치가 동일한 작업을 수행하는 것은 아닙니다. 브래킷에 볼트 구멍을 만드는 피어싱 펀치는 재료를 압축하여 엄격한 공차를 유지하는 코이닝 펀치와 공통점이 거의 없습니다. 귀하의 작업이 어떤 범주에 속하는지 아는 것은 해당 응용 분야에 적합한 금속 펀치 도구를 선택하기 위한 첫 번째 단계이며 해당 도구가 생산에서 지속되는 기간에 직접적인 영향을 미칩니다.

재료 분리를 위한 커팅 펀치

커팅 펀치는 재료 분리라는 하나의 목표를 공유합니다. 차이점은 무엇을 유지하는지, 무엇을 버리는지, 부품 가장자리를 기준으로 절단이 발생하는 위치에 따라 결정됩니다.

• 피어싱 펀치시트를 통해 슬러그를 완전히 밀어 구멍을 만듭니다. 천공시트가 제품입니다. 슬러그는 스크랩입니다. 이는 패스너 여유 구멍부터 환기 패턴까지 모든 것을 처리하는 프로그레시브 다이에서 가장 일반적인 금속 구멍 펀치 작업입니다.
• 블랭킹 펀치한 번의 스트로크로 완성된 부품의 전체 외부 프로파일을 절단합니다. 여기서 슬러그는 제품이 되고 나머지 스트립은 폐기물이 됩니다. 블랭킹은 일반적으로 절단 둘레가 훨씬 크기 때문에 피어싱보다 더 높은 톤수가 필요합니다.
• 노칭 펀치스트립이나 부품의 가장자리에서 재료를 제거합니다. 절단은 한쪽에서만 발생하기 때문에 이러한 펀치는 불균형한 측면 힘을 경험하고 지지를 위해 뒤꿈치 블록이 필요한 경우가 많습니다.
• 랜싱 펀치재료를 완전히 분리하지 않고 탭이나 루버를 형성하는 부분 절단을 만듭니다. 연결된 모서리는 다이 개구부 위에서 구부러지므로 펀치 형상은 전단 각도와 성형 반경을 결합합니다.
• 펀치 트리밍이전에 성형되거나 그려진 부품에서 여분의 플랜지 재료를 제거하고 윤곽을 최종 치수로 정리합니다.

힘 프로필은 이러한 유형에 따라 크게 다릅니다. 블랭킹 펀치는 전체 절단 둘레에 동시에 맞물려 한 순간에 최대 톤수를 생성합니다. 대조적으로 랜싱 펀치는 점진적으로 절단되고 구부러져 더 많은 스트로크에 하중을 분산시킵니다. 이러한 차이는 강철 등급, 전단 각도 및 프레스 용량에 대한 펀치 툴링 결정에 영향을 미칩니다.

성형 및 정렬을 위한 비절단 펀치-

모든 금속 천공기가 실제로 절단되는 것은 아닙니다. 일부 펀치는 재료를 형성하거나 단순히 다운스트림 작업을 위해 위치를 지정합니다.

파일럿 펀치각 정밀 펀치 스테이션에서 절단이 시작되기 전에 스트립에 기존 구멍을 넣어 정확하게 정렬하세요.- 테이퍼형 또는 둥근형 노즈가 특징이며 일반적으로 진입 시 달라붙는 것을 방지하기 위해 약간 작은 크기(위치 구멍보다 약 0.001인치 작음)로 연마됩니다.

펀치 성형완전히 분리하지 않고 재료를 구부리거나 당기거나 엠보싱 처리합니다. 작업 표면은 날카로운 모서리가 아닌 윤곽을 이루고 있으며-파괴 메커니즘보다는 제어된 재료 흐름에 의존합니다.

코이닝 펀치극한의 국지적 압력을 가해 재료를 정확한 캐비티로 압축하여 두께나 표면 세부 사항에 대한 엄격한 공차를 달성합니다. 재료가 완전히 구속되어 있기 때문에 압인력은 동일한 접촉 면적에 대한 표준 성형 하중보다 5~10배 더 높을 수 있습니다.

특수 및 복합 펀치 디자인

단일 스테이션이 하나 이상의 작업을 수행해야 하는 경우,복합 펀치 디자인여러 기능을 하나의 도구로 결합합니다. 전형적인 예: 한 번의 프레스 스트로크로 내부 구멍을 뚫는 동시에 외부 윤곽을 블랭킹합니다. 이 접근 방식은 두 절단이 모두 동일한 클로저에서 발생하기 때문에 기능 간 탁월한 위치 정확도를 제공하지만 견고한 단면을 위해 부하를 집중시키고 사용 가능한 공간을 제한합니다.-

복합 구성 외에도 머리가 있는 디자인과 머리가 없는 디자인이 있습니다. 머리가 있는 펀치는 숄더나 플랜지를 사용하여 펀치 플레이트에 고정하므로 교체가 간단합니다. 머리 없는 펀치는 백킹 플레이트 또는 볼{2}} 잠금 장치 리테이너로 고정되어 조밀한 구멍 패턴이 있는 다이에서 더 좁은 간격을 허용합니다. 계단식 펀치는 한 번의 타격으로 여러{4}}직경의 구멍을 생성하며 각 직경은 공구 본체를 따라 서로 다른 길이로 연마됩니다. 2차 작업의 필요성은 줄어들지만 단계 간 동심도를 유지하려면 정밀한 연삭이 필요합니다.

구멍을 뚫은 다음 후속 스테이션에서 바깥쪽으로 확장하는 펀치 및 플레어와 같은 작업은 표준 판금 펀치와 다운스트림 전용 플레어 도구를 결합하는 데 의존합니다. 각 스테이션에 적용되는 펀치 범주를 이해하면 인쇄 현장에 문제가 나타나기 전에 올바른 형상, 재료 및 코팅을 지정하는 데 도움이 됩니다.

기하학적 구조는 효율적으로 작동하는 펀치와 조기에 마모되거나 한계 부품을 생산하는 펀치를 구분하는 요소입니다. 다음 섹션에서는 포인트 스타일, 전단 각도 및 백 테이퍼가 미세한 수준에서 절단력과 모서리 품질에 어떤 영향을 미치는지 정확하게 분석합니다.

힘과 절단 품질을 제어하는 ​​펀치 형상

동일한 강철로 만든 두 개의 펀치가 동일한 속도로 작동하며 동일한 프레스에서 매우 다른 결과를 제공할 수 있습니다. 차이점은 기하학입니다. 펀치 면의 모양, 연삭된 각도, 절삭 날 뒤의 릴리프에 따라 프레스가 금속에 구멍을 뚫는 데 필요한 힘의 양, 결과 날의 모양이 얼마나 깨끗해 보이는지, 다시 연마하기 전에 공구가 살아남는 타격 횟수가 결정됩니다.

포인트 스타일과 절삭력에 미치는 영향

반죽을 통해 평평한 쿠키 커터를 누르는 것과 한쪽이 먼저 물도록 기울이는 것을 상상해보십시오. 프레스 다이 펀치가 판금에 닿을 때도 동일한 원리가 적용됩니다. 펀치 면의 형상은 스트로크 중 특정 순간에 절삭날과 맞물리는 재료의 양을 제어합니다.

플랫-페이스 펀치전체 절단 둘레를 동시에 맞물립니다. 모든 전단 작업은 한 순간에 이루어지며 최고 톤수를 생성할 뿐만 아니라 가장 깨끗하고 대칭적인 구멍을 생성합니다. 이는 모든 판금 펀치 구멍 작업의 기준입니다.

단일-전단(베벨형) ​​펀치한쪽이 시트에 먼저 닿고 절단이 직경을 따라 진행되도록 면의 각도를 조정합니다. DP 및 AHSS 등급에 대한 연구에 따르면 경사각은 3~6도 사이일 수 있습니다.최대 피어싱 힘을 50% 이상 감소. 트레이드오프는-스트리퍼 또는 가이드 시스템에 의해 흡수되어야 하는 약간의 측면 추력입니다.

이중-전단(루프{1}}펀치)중앙을 따라 정점이 형성되어 절단이 중앙에서 시작되어 동시에 양방향으로 바깥쪽으로 퍼집니다. 인장 강도가 1400 MPa인 마르텐사이트 강철에 대한 연구에 따르면 평평한 면에 비해 펀칭력이 최대 80% 감소하고 역방향 톤수를 통해 스냅-이 크게 감소하는 것으로 나타났습니다. 능선의 양쪽에서 측면 힘이 균형을 이루기 때문에 도구에 가해지는 측면 추력이 최소화됩니다.

위스퍼-포인트(원추형) 펀치육각 펀치 노즈와 프로파일이 유사한 테이퍼형 팁을 사용하여 단일 지점에서 접촉을 시작하고 점차적으로 절단 부분을 바깥쪽으로 확장합니다. 얇은 재료에서 가장 조용하게 작동하고 충격을 통한 스냅을 대폭 줄여-소음과 프레스 피로가 중요한 고속 작업에 유용합니다.-

기본 원리는 일관됩니다. 전단 각도는 스트로크의 더 긴 부분에 걸쳐 톤수를 재분배합니다. 최대 힘은 떨어지지만 분리가 완료되기 전에 프레스가 더 멀리 이동하기 때문에 전체 작업은 유사하게 유지됩니다.

랜드 길이와 백 테이퍼 설명

금속 다이 펀치의 절삭날 아래에는 랜드 및 백 테이퍼라는 두 가지 기능이 초기 절단 후 도구가 슬러그 및 스트립과 상호 작용하는 방식을 제어합니다.

땅절삭날 바로 뒤에 있는 직선형 원통형 부분입니다. 분리 도중과 분리 직후에 슬러그와 완전한 접촉을 유지합니다. 더 긴 랜드는 슬러그를 단단히 고정하여 후퇴 시 펀치로 다시 당겨지는 것을 방지합니다. 하지만 랜드가 너무 많으면 스트립이 각 스트로크에서 펀치를 통과할 때 스트립에 대한 마찰이 증가합니다. 일반적인 지침에서는 랜드 길이를 재료 두께의 1~3배로 설정하고, 더 얇은 재료가 하단으로 향하는 경향이 있습니다.

백 테이퍼랜드 뒤쪽에 약간의 릴리프 그라운드가 있어 팁에서 멀어질수록 펀치 직경이 줄어듭니다. 전체 펀치 길이에 따라 일반적으로 측면당 0.25~1도의 이 테이퍼는 펀치 본체와 구멍 벽 사이에 간격을 만듭니다. 마찰열을 줄이고 박리력을 낮추며, 알루미늄이나 스테인리스강과 같이 부드럽거나 끈적한 가공물을 가공하는 금속용 다이 펀치의 마손을 최소화합니다.

고속-작업에서는 펀치 진입을 최소(0.015~0.030인치)로 유지하는 것이 이상적입니다. 토지 접촉 시간을 제한하고 슬러그가 끌어당길 위험을-줄이기 때문입니다. 다면적인 프로파일을 갖춘 육각 펀치 형상은 특히 정밀한 백-테이퍼 제어의 이점을 제공합니다. 평평한 면에 마찰이 쌓이면 접착 마모가 가속화되기 때문입니다.

형상이 부품 품질에 연결되는 방식

펀치 면의 모든 형상 결정은 완성된 부품에 표시됩니다. 이러한 연결이 어떻게 진행되는지는 다음과 같습니다.

• 버 높이- 날카롭고 잘 관리된-절삭날과 정확한 간격이 있으면 버가 최소화됩니다. 전단-면 펀치는 실제로 가장자리 연성을 향상시킬 수 있습니다. 이중-강에 대한 연구에 따르면 최적화된 베벨 절단은 기존 플랫 펀칭에 비해 구멍 확장 비율이 60% 이상 향상되어 가장자리가 더 깨끗하고 형성 가능하다는 것을 나타냅니다.
• 구멍 원통도- 평면- 면 펀치는 전체 둘레가 동시에 전단되기 때문에 위에서 아래로 가장 균일한 구멍 직경을 생성합니다. 단일{3}}전단 설계는 틈새가 잘 제어되지 않으면 약간의 타원형을 초래할 수 있습니다.-점진적 절단을 사용하면 재료가 완전히 분리되기 전에 이동할 수 있기 때문입니다.
• 가장자리 롤오버- 더 큰 여유 공간과 공격적인 전단 각도로 인해 전복 깊이가 증가합니다. 한쪽 면에 먼저 닿는 경사진 펀치는 비대칭 롤오버를 생성할 수 있습니다. 전복을 최소화해야 하는 응용 분야의 경우 평평한-면 또는 좁은 간격과 결합된 매우 얕은 전단 각도가 더 나은 경로입니다.

이상적인 전단 가장자리는 2차 전단이나 공극 없이 깨끗한 파괴 영역으로 부드럽게 전환되는 균일한 광택 영역을 보여줍니다. 거기에 도달하려면 형상, 간격, 재료가 하나의 시스템으로 함께 작동해야 합니다. 펀치 면은 절단 모양을 결정하지만, 재질이 강철로 제작되어 생산 하중 하에서 형상이 가장자리를 유지하는 기간을 결정합니다.

최적의 수명을 위한 펀치 소재 및 열처리

완벽하게 연마된 절삭날은 그 뒤에 있는 강철이 반복적인 충격에도 해당 형상을 유지할 수 있는 경우에만 중요합니다. 프레스의 모든 스트로크는 펀치에 압축 충격, 마찰열 및 가공물과의 연마 접촉을 가합니다. 강철 등급과 열처리 방법에 따라{2}}날이 50,000회 또는 500,000회 동안 지속되는지가 결정됩니다. 대부분의 조기 마모 문제는 절단면이 아니라 강철 펀치 도구 자체의 야금 구조 내부 깊은 곳에서 실제로 시작됩니다.

일반적인 펀치 공구강 및 그 특성

스탬핑 다이 강철을 선택하는 것은 두 가지 경쟁 특성, 즉 경도(마모에 저항)와 인성(파괴에 저항)의 균형을 맞추는 것입니다. 경도와 펀치 칩쪽으로 너무 많이 밀어 넣으십시오. 인성을 선호하면 가장자리가 너무 빨리 둥글어집니다. 각 등급은 해당 스펙트럼에서 서로 다른 위치를 차지합니다.

D2콜드-워크 스탬핑 다이의 주력 제품입니다. 고탄소(1.40-1.60%)와 고크롬(11.00-13.00%)을 함유하여 탁월한 내마모성과 온화한 내식성을 제공합니다.D2는 HRC 54~61 사이의 강화 경도 범위에 도달합니다.일반적으로 블랭킹 다이, 스탬핑 다이, 펀치 및 트림 다이에 사용됩니다. 단점은-충격 방지 등급에 비해 인성이 낮기 때문에-간격이 너무 좁은 경우 강도가 높은 재료를 절단할 때 치핑이 발생하기 쉽다는 것입니다.

A2공기 경화성이기도 하지만 D2보다 크롬(4.75~5.50%)이 적고 탄소도 약간 적습니다. 이 제품은 더 나은 인성과 연삭성을 제공하면서 57~62HRC 사이의 인기 있는 경도 범위를 달성합니다. A2는 긴 펀치, 코이닝 다이 및 충격 하중이 균열 없이 충격을 흡수하는 강철이 필요한 응용 분야에 적합합니다.

S7스펙트럼의 가장 힘든 끝에 위치합니다. 낮은 탄소 함량(0.45-0.55%)과 감소된 크롬(3.00-3.50%)은 48-58 HRC의 작업 경도로 탁월한 충격 및 충격 저항을 제공합니다. 심한 블랭킹이나 노칭 작업에서 경화된 펀치가 계속해서 부서지는 경우 S7이 답인 경우가 많습니다. 파손되지 않고 반복적인 고에너지 충격을 견딜 수 있는 능력을 위해 일부 내마모성을 희생합니다.

M2높은 온도에서도 경도를 유지하는 고속도강입니다.- 마찰열이 도구가 소멸할 수 있는 것보다 더 빠르게 축적되는 고속-프로그레시브 다이 작업에 적합합니다. M2 강철 펀치는 기존의 냉간 가공 강철이 부드러워지는 가장자리를 유지합니다.

CPM-10V기타 분말야금(PM) 등급은 프리미엄급 제품을 대표합니다. PM 처리는 작은 금속 탄화물 입자가 강철 매트릭스에 균일하게 분산된 미세 구조를 생성하여 최고의 내마모성과 합리적인 인성을 모두 제공합니다. 이러한 강철은 비용이 훨씬 더 높지만 날카롭게 하는 간격을 극적으로 연장시키기 때문에 연마성 또는 고강도 가공물을 실행하는 판금 스탬핑 다이에서 종종 경제적이라는 것이 입증되었습니다.

열처리와 펀치 수명에 미치는 영향

강철 펀치는 열처리만큼만 우수합니다. 이상적인 등급을 지정해도 경화, 템퍼링 또는 응력 완화가 잘못 수행되면 조기 파손이 발생할 수 있습니다. 스탬핑 공정에서는 압축 강도와 인성이 동시에 요구됩니다.이러한 특성을 제어하면 사용 중인 공구강 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.

기본 순서는 다음과 같습니다.

• 경화(오스테나이트화 및 담금질)- 펀치는 결정 구조가 오스테나이트로 변형되는 임계 온도까지 가열된 다음 내마모성을 제공하는 단단한 상인 마르텐사이트를 형성할 만큼 빠르게 냉각됩니다. D2 및 A2와 같은 공기{2}}경화 등급은 공기 또는 불활성 가스에서 담금질되므로 오일 담금질에 비해 왜곡이 최소화됩니다.
• 템퍼링(이중 또는 삼중 드로우)- 담금질 후 펀치를 더 낮은 온도(일반적으로 등급에 따라 화씨 400~1000도)로 재가열하고 유지한 다음 냉각합니다. 이 과정은 두세 번 반복됩니다. 각 템퍼링 주기는 내부 응력을 완화하고 부서지기 쉬운 잔류 오스테나이트를 안정적인 마르텐사이트로 변환하여 과도한 경도를 희생하지 않고도 치수 안정성을 향상시킵니다. 일반적인 모범 사례에서는 여전히 목표 경도를 제공하는 가장 높은 뜨임 온도를 사용하는 것이 좋습니다.
• 극저온 처리- 기존 열처리 후 일부 경화된 펀치는 약 화씨 영하 300도에서 극저온 처리를 거칩니다. 이 단계는 초기 담금질에서 살아남은 잔류 오스테나이트를 변형시킵니다. 철 금속은 열처리 후 최대 40%의 잔류 오스테나이트를 함유할 수 있으며, 극저온 가공에서는 마르텐사이트로의 전환을 완료하여 이를 1%까지 줄일 수 있습니다. 그 결과 공구의 사용 수명 동안 내마모성이 향상되고 치수 안정성이 향상되어 더 조밀하고 균일한 입자 구조가 탄생했습니다.

극저온 처리는 적절한 열처리를 대체할 수 없습니다. 담금질이 시작된 것을 마무리하는 마무리 단계입니다.공구 수명이 50~500% 증가한 것으로 보고되었습니다.하지만 모든 적용 분야는 고유하며 결과는 구성 요소 구조와 이전 열처리 품질에 따라 달라집니다.- 처리는 표면만이 아닌 재료를 통해 구조를 완전히 변경하기 때문에 영구적이며 재연마 후에도 유지됩니다.

강철과 피삭재 재질의 일치

절단 중인 가공물에 따라 강재를 선택해야 합니다. 실용적인 논리는 다음과 같습니다.

• 부드럽고{0}}연마성이 없는 가공물(알루미늄, 구리, 황동)- 이러한 소재는 상대적으로 절삭력이 낮고 연마 마모가 최소화됩니다. 표준 D2 또는 A2 강철 펀치가 잘 작동합니다. 주요 관심사는 접착 마모(Galling)로 이동하는데, 이는 단단한 강철보다는 표면 처리를 통해 더 잘 해결됩니다.
• 연강 및 저-탄소 등급- 58-60 HRC의 D2는 대부분의 생산 볼륨에서 이를 안정적으로 처리합니다. 이는 마모 수명과 재연삭 경제성의 균형을 잘 유지합니다.
• 스테인레스강 및 고강도-저강도-합금(HSLA) 등급- 높은 절삭력과 연마성 가공물 표면으로 인해 모서리 마모가 가속화됩니다. CPM-10V 또는 초경-팁 설계와 같은 PM 재종은 허용 가능한 공구 수명을 유지하는 데 필요한 내마모성을 제공합니다. 고강도 시트 재료는 치핑, 균열 및 연마 마모를 통해 조기 파손을 촉진하므로 인성은 경도만큼 중요합니다.
• 고급 고장력강-(AHSS, 이중-상, 마르텐사이트)- 이는 종종 PVD 코팅과 결합되는 프리미엄 PM 강을 요구합니다. 일부 AHSS 재종의 인장 강도는 해당 재종에 작용하는 공구강의 인장 강도에 근접하므로 기존 D2가 조기 치핑되기 쉽습니다.

유용한 경험 법칙: 먼저 해당 분야의 인성 요구 사항을 충족하는 강철 펀치 도구를 선택한 다음 표면 코팅 또는 처리를 통해 내마모성을 향상시킵니다. 내마모성-측면에서 시작하여 인성을 희생하면 일반적으로 점진적이고 예측 가능한 마모가 아닌 치명적인 치핑이 발생합니다.

강철 선택과 열처리로 기초가 확립됩니다. 그러나 모재를 변경하지 않고도 공구 수명을 훨씬 더 늘릴 수 있는 승수가 있습니다. 즉, 펀치가 완전히 경화되고 크기에 맞게 연삭된 후 적용되는 표면 코팅 및 처리입니다.

펀치 마모 수명을 연장하는 표면 코팅 및 처리

올바른 강철과 열처리는 펀치의 구조적 백본을 제공합니다. 코팅은 위에 겹겹이 쌓인 갑옷입니다. 맞춤과 간격을 결정하는 펀치 치수를 변경하지 않고도 마찰을 줄이고 재료 픽업을 방지하며 연마 마모를 늦춥니다. 그러나 여기에 중요한 점이 있습니다. 코팅은 좋은 툴링 결정을 배가시킵니다. 잘못된 강철로 제작되었거나, 부적절하게 열처리-되었거나, 간격이 잘못된 펀치는 구할 수 없습니다. 하지만 기초가 탄탄할 때 올바른 코팅을 사용하면 금형 수명을 훌륭함에서 특별함으로 끌어올릴 수 있습니다. 하나문서화된 사례최적화된 다층 코팅과 건식 윤활 필름을 사용하여 코팅되지 않은 부품 10,000개에서 부품 250,000개로 점프하는 복합 펀치를 보여주었습니다.

펀치용 물리 기상 증착 코팅

PVD는 일반적으로 화씨 900도 이하의 상대적으로 낮은 온도에서 증착되기 때문에 정밀 펀치 프레스 툴링의 주요 코팅 공정입니다. 이는 대부분의 공구강의 템퍼링 범위에서 잘 유지되므로 코팅 주기 동안 경도 손실이나 치수 왜곡이 없습니다.

가장 일반적인 PVD 구성은 각각 특정 마모 조건을 목표로 합니다.

• 질화티타늄(TiN)- 독특한 금색 색상을 지닌 범용- 주력 제품입니다. 경도는 약 2,400HV입니다. 내마모성이 우수하고 마찰이 낮아 광범위한 연강 및 구리 합금 응용 분야에 적합합니다.
• 티타늄 탄질화물(TiCN)- 약 3,200HV에서 한 단계 향상되었습니다. 추가된 탄소는 마모성 물질에 대해 더 나은 성능을 제공하고 더 높은 내마모성을 제공합니다. 접착력 향상을 위해 다층 TiN/TiCN 스택으로 적용되는 경우가 많습니다.
• 알루미늄 크롬 질화물(AlCrN)- 고온에서 산화 저항성이 뛰어납니다. 마찰열이 축적되는 높은 스트로크 속도로 작동하는 툴링 펀치 또는 절단 중 표면 온도가 상승하는 스테인레스 스틸 스탬핑 작업에 이상적입니다.
• 티타늄알루미늄질화물(TiAlN)- 경도는 약 3,200HV이며 열 안정성이 좋습니다. 윤활 공급이 일관되지 않는 건식 스탬핑 또는 고속 작업에 매우 적합합니다.- AlTiN에 비해 연성 이점이 있어 금속 응용 분야의 성형 집약적인 펀치 도구에 도움이 될 수 있습니다.-

코팅 두께는 일반적으로 1~5마이크로미터 사이입니다. 적절한 보호를 제공하기 위해 스탬핑 적용에 권장되는 최소 두께는 4~5마이크로미터입니다. 그러나 두꺼울수록 자동으로 더 좋아지는 것은 아닙니다. PVD 코팅은 내부 압축 응력이 높으며, 층이 너무 두꺼워지면 이러한 응력이 결합 강도를 초과하여 박리를 일으킬 수 있습니다. 과도한 두께는 절단 모서리를 둥글게 만들어 산업용 홀 펀치나 정밀 피어싱 도구의 절단 품질을 정의하는 선명도를 저하시킵니다. 다층 코팅 아키텍처는 더 단단한 층과 부드러운 층을 번갈아 교체하여 미세 균열을 방지하고 응력을 분산시킴으로써 이러한 절충안을 관리하는 데 도움이 됩니다.

질화 및 기타 확산 처리

PVD가 표면 위에 개별 필름을 추가하는 경우 질화 처리는 표면 자체를 변화시킵니다. 이 공정에서 질소는 화씨 약 950도에서 강철로 확산되어 재료에 이미 존재하는 합금 원소와 함께 단단한 질화물 화합물을 형성합니다. 결과는0.0006~0.0035인치 범위의 케이스 깊이를 지닌 야금학적 결합용도에 따라 58HRC를 초과하는 표면 경도를 생성합니다.

이것이 스탬핑에 왜 중요한가요? 질화는 측정 가능한 치수 축적을 추가하지 않습니다. 코팅 두께가 몇 미크론이라도 압입 리테이너의 맞춤에 영향을 줄 수 있는 엄격한-공차 툴링 펀치의 경우 질화처리는 펀치 직경을 변경하지 않고도 내마모성을 제공합니다. 또한 PVD의 -시선-공정이 도달할 수 없는 내부 특징과 오목한 부분을 포함하여 모든 노출된 표면을 균일하게 처리합니다.

단점은-질화의 경도 깊이가 인상적이기는 하지만 PVD 필름의 극도의 표면 경도와 일치할 수 없다는 점입니다. 이렇게 생각해 보십시오. 질화 처리는 피로와 점차적인 마모에 저항하는 깊고 견고한 보호 층을 제공하는 반면, PVD는 즉각적인 접촉 표면의 마모 및 접착에 탁월한 얇고 매우 단단한 쉘을 제공합니다. 연강을 대량으로 가공하는 산업용 홀 펀처의 경우 질화 처리만으로 충분할 수 있습니다. 마모성이 있거나 마모되기 쉬운-재료의 경우 PVD 코팅 또는 조합 방식을 사용하면 더 나은 결과를 얻을 수 있습니다.

고장 모드에 따른 코팅 선택

코팅 선택에 대한 가장 현명한 접근 방식은 펀치가 실제로 어떻게 실패하는지 식별하는 것부터 시작됩니다. 다양한 마모 메커니즘은 다양한 코팅 특성에 반응합니다.

• 접착 마모(마모)- 공작물의 재료가 펀치 면에 전달되어 쌓입니다. 마찰 계수가 낮고 경도가 높아 재료 픽업에 저항하는 TiCN 또는 AlCrN을 선택하십시오.
• 연마 마모- 절삭날은 단단한 가공물 표면이나 연마성 개재물과 접촉하여 점차적으로 둥글게 됩니다. TiN 또는 TiAlN은 재료의 기계적 제거에 저항하는 데 필요한 표면 경도를 제공합니다.
• 부드러운 소재의 -구성된 가장자리- 알루미늄, 구리 및 연강은 공구 표면에 번지는 경향이 있습니다. 부드럽고 낮은-마찰 표면을 갖춘 광택 TiN 코팅은 재료 픽업이 시작되는 핵 생성 사이트를 방지합니다.
• 고온-온도 애플리케이션- 빠른 스트로크 속도나 두껍고 강도가 높은 가공물은 기존 코팅의 성능을 저하시키는 마찰열을 발생시킵니다. AlCrN은 TiN이 산화되기 시작하는 온도에서도 그 특성을 유지합니다.

반복할 가치가 있는 한 가지 주의 사항은 코팅이 증상을 해결한다는 것입니다. 간격이 너무 빡빡하거나 프레스에 정렬 문제가 있어서 산업용 홀 펀치가 마모되는 경우, 어떤 코팅도 이를 영구적으로 해결할 수 없습니다. 코팅은 시간을 벌어주지만 근본 원인은 결국 최고의 표면 처리조차 압도하게 됩니다. 먼저 시스템을 수정한 다음 코팅을 통해 이미 제공되는 모범 사례를 확장하세요.

코팅은 펀치 표면을 보호하지만 다이에서 가장 영향력 있는 단일 기하학적 변수인 펀치와 다이 개구부 사이의 간격을 보상할 수는 없습니다. 그 관계는 골절 역학이 당신에게 유리하게 작용하는지 아니면 불리하게 작용하는지를 결정합니다.

가공물 소재별 펀치 및 다이 간격

최고의 강철을 선택하고, 프리미엄 코팅을 적용하고, 완벽한 절삭날을 연삭할 수 있지만, 펀치와 다이 개구부 사이의 간격이 잘못된 경우에는 그 어느 것도 중요하지 않습니다. 클리어런스는 상단 및 하단 절단 모서리의 파단선이 시트 중앙에서 깔끔하게 만나는지 아니면 서로 완전히 빗나가는지 여부를 제어하는 ​​단일 변수입니다. 올바르게 수행하면 예측 가능한 도구 마모로 깨끗한 부품을 생산할 수 있습니다. 잘못하면 모든 스트로크에서 버, 치핑, 슬러그 당김 및 조기 가장자리 파손과 싸우게 됩니다.

클리어런스가 전단 메커니즘에 미치는 영향

클리어런스는 펀치의 절단 모서리와 다이 개구부의 해당 모서리 사이의 측면당 간격으로 정의됩니다. "10% 클리어런스"라는 말은 양쪽의 간격이 가공물 두께의 10%와 같다는 의미입니다. 이것은 총 격차가 아닙니다. 각 가장자리에서 독립적으로 측정됩니다.

여유 공간이 올바른 경우 전단 메커니즘은 절단 가장자리에 예측 가능한 3개{0}} 영역 균열을 생성합니다.

• 롤오버- 절단이 시작되기 전에 재료가 소성 변형되는 펀치 입구 측의 약간의 둥글림-.
• 버니쉬(전단 영역)- 펀치와 다이 가장자리가 재료를 적극적으로 절단하는 매끄럽고 반짝이는 밴드입니다. 이것은 절단면에서 가장 깨끗한 부분입니다.
• 골절(휴식 구역)- 펀치 모서리와 다이 모서리에서 전파된 균열이 만나고 나머지 재료가 분리되는 더 거칠고 무광택으로 마감된- 영역입니다.

적절하게 설정된 펀치 및 다이 프레스에서는 상단 표면의 펀치와 하단 표면의 다이에 의해 시작된 파단선이 보완적인 각도로 서로를 향해 전파됩니다. 중앙에서 만나 2차 손상을 최소화하면서 깔끔하게 분리됩니다. 문서에 나와 있는 이상적인 모습AHSS 연구, 균열 영역으로의 부드럽고 균일한 전이가 있고 공극이나 2차 전단 흔적이 없는 균일한 광택 영역을 보여줍니다.

간격이 너무 빡빡하면 해당 골절선이 서로 빗나가게 됩니다. 그 사이의 재료는 2차 전단 현상을 겪어 2차 전단 자국, 미세 균열 및 거칠고 손상된 가장자리를 생성합니다. 또한 틈새가 작으면 펀치에서 시트를 벗겨내는 데 필요한 힘이 크게 증가하고 연마 마모가 가속화되며 후퇴 시 슬러그가 펀치 면에 달라붙는 슬러그 당김이 발생할 수 있습니다.

간격이 너무 느슨하면 파손이 시작되기 전에 재료가 과도하게 구부러집니다. 큰 롤오버, 큰 버, 열악한 구멍 원통형 및 절단면을 지배하는 파손 영역이 발생합니다. 부품의 치수가 사양을 벗어날 수 있으며, 변형된 영역이 재료 안으로 더 깊게 확장되기 때문에 하류 성형 작업에서 모서리 연성이 감소합니다.

소재-구체적인 통관 지침

다양한 공작물 재료가 다양한 방식으로 파손됩니다. 더 부드럽고 연성이 높은 금속은 조기에 균열이 발생하지 않고 소성 변형되기 때문에 더 좁은 틈새를 견딜 수 있습니다. 더 단단하고-강도가 높은 금속은 파손이 더 일찍 시작되고 더 공격적으로 전파되기 때문에 더 많은 공간이 필요합니다. 아래 표는 표준 판금 펀치 및 다이 세트에 대한 시작점 간격 값을 제공합니다.- 이는 재료 두께의 백분율로 표현된 면당 값입니다.

이 값은 절대값이 아니라 시작점입니다. 실제 여유 공간은 재료 두께, 원하는 모서리 품질, 부품 공차 요구 사항, 펀치 형상 등 여러 상호 작용 요인에 따라 달라집니다. 0.5mm 알루미늄 시트를 사용하는 금속 펀치 및 다이는 3.0mm 두께의 동일한 합금과 다른 클리어런스 비율을 사용합니다. 동일한 등급 내의 두꺼운 재료는 일반적으로 범위의 더 높은 끝 부분에 대한 클리어런스 비율이 필요합니다.

고급-고장력강의 경우 '10%는 모든 것에 적용된다'는 기존의 경험 법칙이 적용되지 않습니다. 복잡한 상 강철에 대한 연구에 따르면 클리어런스를 10%에서 15%로 늘리면 구멍 확장 성능이 크게 향상되어 더 깨끗하고 연성이 더 높은 모서리를 나타내는 것으로 나타났습니다. 그러나 최적 수준을 넘어서면 수익이 감소하고 실제로 가장자리 품질이 저하될 수 있습니다. 적합한 지점은 등급에 따라 다르므로 유압 프레스 또는 기계식 프레스용 특정 재료와 펀치 및 다이 세트를 사용하여 테스트하는 것은 투자할 가치가 있습니다.

클리어런스 및 Punch Life와의 관계

클리어런스는 부품 품질에만 영향을 미치는 것이 아닙니다. 금속 펀치와 다이가 얼마나 빨리 마모되는지 직접 결정합니다.

간격이 충분하지 않으면 펀치가 모든 스트로크에서 더 열심히 작동하게 됩니다. 재료는 분리에 더 오랫동안 저항하고 박리력은 증가하며 절삭날은 사이클당 더 많은 연마 접촉을 견뎌냅니다. 연구에 따르면 절단 간격이 작을수록 더 큰 펀칭 힘이 필요하고 마모로 인해 더 큰 펀치 마모가 발생하는 것으로 확인되었습니다. 극단적인 경우, 펀치 본체의 측면 압축으로 인해 절단 모서리에서 피로 균열이나 치핑이 발생할 수 있습니다. 특히 좁은 간격으로 인해 펀치 주변에 굽힘 응력이 생성되는 고강도 재료의 경우 더욱 그렇습니다.

여유 공간이 너무 많으면 툴링에 가해지는 기계적 응력이 줄어듭니다. 펀치는 적은 마찰로 들어가고 나가며 박리력이 떨어집니다. 이는 공구 수명 측면에서는 이득처럼 들리지만, 이는 부품 품질을 희생하는 대가입니다. 더 큰 버, 더 많은 롤오버 및 감소된 가장자리 연성은 재연삭 간격을 절약할 수 있지만 폐기율 및 2차 디버링 작업을 잃을 수 있음을 의미합니다. 순 비용은 종종 더 높아집니다.

많은 상점에서 간과하는 점은 다음과 같습니다. 재고 정리는 인쇄물에 표시된 숫자가 아닙니다. 이는 부하에 따라 변화하는 동적 조건입니다. 완벽하게 연마된 판금 펀치 및 다이 세트라도 프레스 및 다이 시스템에 지브가 마모되거나 지지대가 편향되거나 가이드 핀이 잘못 정렬된 경우 의도한 간격을 잃게 됩니다. 더 강한 재료를 절단하는 데 필요한 더 높은 하중은 다이 및 처리 장비의 추가 편향을 생성하여 시스템이 작업 하중을 받으면 정적 조건에서 측정된 간격을 잠재적으로 변경합니다. 40톤의 연강에 맞게 정렬된 프레스는 AHSS의 80톤에서 충분히 이동하여 간격 설정을 완전히 무효화할 수 있습니다.

이는 올바른 간격을 유지하는 것이 일회성 설정 작업이 아니라 지속적인 규율을{0}}유지한다는 것을 의미합니다. 주기적인 프레스 정렬 점검, 가이드 부품의 마모 측정, 생산 조건 하의 절단 가장자리 모양 모니터링은 모두 여유 공간이 설정한 위치에 있는지 여부에 대한 피드백을 제공합니다. 가장자리 품질이 떨어지기 시작하면 근본 원인은 펀치 마모가 아닌 경우가 많습니다. 이는 프레스와 다이 정렬이 그 아래로 이동하여 다른 모든 것이 의존하는 간격을 자동으로 변경하는 것입니다.

클리어런스 저하 및 정렬 드리프트는 종종 펀치 실패로 위장되어 나타납니다. 재료 문제로 보이는 치핑, 코팅 문제로 보이는 골링, 설계 결함으로 보이는 파손은 모두 수천 번에 걸쳐 점진적으로 발전한 클리어런스 문제로 거슬러 올라갈 수 있습니다. 실제 근본 원인과 증상을 구별하는 것은 반응성 다이 유지 관리와 펀치 수명을 위한 체계적인 접근 방식을 분리하는 것입니다.

펀치 실패 모드 및 근본 원인 분석

작동을 멈추는 펀치는 그 이유에 대한 단 하나의 분명한 이유를 거의 제공하지 않습니다. 다이 풀 중에 발견되는 부서진 가장자리는 잘못된 강철, 좁은 간격, 잘못 정렬된 프레스 또는 수천 주기에 걸쳐 세 가지 모두가 함께 작용하여 발생할 수 있습니다. 가장 눈에 띄는 증상으로 이동하여 추가 조사 없이 도구를 교체하면 교체도 동일한 방식으로 실패하게 됩니다. 툴링 엔지니어에게 필요한 것은 펀치에서 본 것과 실제로 원인이 된 것을 연결하는 구조화된 진단 접근 방식입니다.

일반적인 펀치 실패 모드

금속 펀치 기계에서 발생하는 모든 오류는 다음 범주 중 하나에 속합니다. 어떤 모드가 존재하는지 인식하면 근본 원인 조사 범위가 즉시 좁아집니다.

• 치핑- 절단 가장자리를 따라 작은 균열이 있으며 종종 초승달 모양의-모양입니다. 이는 고강도 재료를 사용하는 펀치 프레스 다이에서 가장 흔한 초기-단계 실패입니다.- 이는 펀치의 하중에 대한 인성이 충분하지 않거나 정렬 불량으로 인해 둘레의 한 부분에 응력이 집중된다는 것을 나타냅니다. 펀치와 다이 사이의 정렬 불량으로 인해 과부하된 면에 치핑이 발생하는 비대칭 하중이 생성됩니다.
• 못살게 괴롭히는- 공작물 재료는 접착 마모를 통해 펀치 표면에 전달되고 접착됩니다. 펀치 페이스와 지면에 축적, 득점 또는 거친 패치가 표시됩니다. 갈링은 스테인리스강과 알루미늄을 스탬핑할 때 특히 공격적입니다. 가공물의 산화물 층은 전단 중에 부서지고 압력을 받아 도구 표면에 용접되는 새로운 반응성 금속이 노출됩니다.
• 파손- 일반적으로 단면 전이 또는 지지되지 않는 길이가 지나치게 긴 지점에서 펀치가 부러지는 치명적인 골절입니다. 압축 실패는 펀치의 용량을 초과하는 극도로 단단하거나 두꺼운 재료를 만나거나 펀치와 다이가 완전히 잘못 정렬된 경우 펀치의 전체 작업 끝을 깨뜨릴 수 있습니다.
• 연마 마모- 가공물의 단단한 입자나 시트 표면의 연마재 함유물로 인해 절삭날이 점진적이고 균일하게 둥글게 됩니다. 치핑과 달리 연마 마모는 예측 가능하게 진행되며 주기적인 모서리 검사를 통해 추적할 수 있습니다. 이는 HSLA 또는 코팅된 강철을 적당한 속도로 작동하는 금속 펀칭기의 주요 실패 모드입니다.
• 버섯채집- 펀치 헤드는 백킹 플레이트 또는 리테이너에 대한 반복적인 충격으로 변형되어 바깥쪽으로 퍼집니다. 이는 펀치가 완전히 안착되지 않았을 때, 백킹 플레이트가 너무 부드러울 때, 또는 펀치가 완전히 장착되지 않았을 때 발생합니다.커플링 너트가 느슨해지고 스템 접촉이 고르지 않게 됩니다.. 버섯 모양의 머리는 리테이너에 끼어 펀치 제거를 어렵게 하거나 위험하게 만들 수 있습니다.
• 슬러그 당기기- 슬러그는 후퇴 중에 펀치 면에 달라붙어 도구와 함께 다시 올라갑니다. 다음 스트로크에서 슬러그가 펀치와 스트립 사이로 들어가서 두 배의 두께의 타격을 발생시켜 다이를 손상시키거나 다음 부품을 찌그러뜨리거나 펀치 자체에 균열을 일으킬 수 있습니다. 불충분한 랜드 길이, 약한 진공-파괴 기능 또는 자화 툴링이 일반적인 원인입니다.

근본 원인 진단 프레임워크

손상된 펀치를 주사위에서 뽑으면 눈에 보이는 실패를 통해 무슨 일이 일어났는지 알 수 있습니다. 아래 표에는 해당 관찰 내용이 발생한 이유와 단순히 증상을 대체하는 것이 아니라 실제로 문제를 해결하는 시정 조치가 무엇인지 다시 매핑합니다. 이 프레임워크는 단일{2}}스테이션 펀치 프레스를 실행하든지 펀칭 프레스 라인에서 고속-프로그레시브 다이를 실행하든 적용됩니다.

여러 실패 모드가 겹치는 근본 원인을 공유한다는 점에 유의하세요. 치핑(Chipping), 마모(Galling), 슬러그 당김(Slug Pulling) 등의 경우 빈틈없는 간격이 나타납니다. 정렬 불량으로 인해 치핑, 파손 및 고르지 못한 마모가 발생합니다. 이는 프레스 또는 다이 설정의 단일 기본 문제가 동시에 여러 증상을 생성하는 경우가 많다는 것을 의미합니다. 동일한 다이의 한 펀치에서 치핑이 발생하고 동일한 다이의 인접한 펀치에서 골링이 발생하는 경우 이를 별도의 문제로 취급하지 마십시오. 전체 도구에 영향을 미치는 프레스 정렬이나 간격 드리프트가 공통된 근본 ​​원인을 찾으십시오.

펀치 설계로 품질 결함을 방지하는 방법

펀치 상태는 단순한 유지 관리 문제가 아닙니다. 완성된 부품에 직접적으로 나타나는 품질 관리 변수입니다. 펀치 면의 모든 결함은 스탬핑된 구성 요소에도 해당 결함이 있습니다.

• 마모된 절삭날펀치가 생성하는 모든 구멍이나 윤곽에서 버 높이가 증가합니다. 처럼Fabricator 참고 사항, 펀치된 가장자리에 눈에 띄게 더 큰 롤오버가 나타나면 날카롭게 할 시간입니다. 허용 한계를 초과하는 버는 조립 간섭, 부품 취급 중 안전 위험, 다운스트림 용접 또는 도금 작업 실패를 초래합니다.
• 부서진 펀치일관되지 않은 구멍 크기를 생성합니다. 누락된 가장자리 재료는 전단이 제대로 시작되지 않는 국부적인 영역을 생성하여 불규칙한 구멍 형상과 고르지 않은 가장자리 프로파일로 이어집니다. 부품은 초기 검사를 통과할 수 있지만 패스너 핏을 예측할 수 없게 되면 조립 시 문제가 발생할 수 있습니다.
• 질린 펀치내부 표면이 거칠고 재료가 번지는 구멍이 생성됩니다. 펀치 표면에 쌓인- 재료는 각 스트로크마다 펀치 직경과 형상을 효과적으로 변경하여 정기적인 검사 없이는 파악하기 어려운 점진적인 품질 드리프트를 생성합니다.
• 슬러그 당기기운반된 슬러그가 다음 부품으로 압착될 때 시트 표면에 움푹 들어간 부분이 생깁니다. 또한 다이 페이스가 손상될 수 있으며 프로그레시브 도구의 여러 스테이션에서 계단식 오류가 발생할 수 있습니다.

펀치 상태와 부품 품질 사이의 이러한 연결은 최종 검사뿐만 아니라 기계 펀치 스테이션에서 모니터링이 이루어져야 하는 이유입니다. 품질 결함이 라인 끝에 도달할 때쯤에는 이미 수백 또는 수천 개의 부적합 부품이 쓰레기통에 있을 수 있습니다. 대량 생산을 수행하는 펀치 프레스는-버 높이 추세 추적, 슬러그의 이중{4}}전단 흔적 검사, 정기적인 구멍 직경 샘플 측정 등 공정 내 모니터링 접근 방식을 통해 가장 큰 이점을 얻습니다.- 이러한 표시기가 이동하면 펀치는 마모, 정렬 또는 틈새 드리프트 등 무언가 변경되었음을 알려줍니다.

치명적인 고장을 기다리지 않고 조기에 고장 모드를 포착하는 것도 경제성을 변화시킵니다. 가장자리 마모의 첫 번째 징후가 나타나면 재연마된 펀치는 연마할 때마다 재료의 수천 분의 1을 잃고 신속하게 다시 사용됩니다. 파괴될 때까지 펀치를 실행하면 전체 작업 길이가 손실되고 나가는 도중에 인접한 다이 구성 요소가 손상될 수 있습니다. 다음 섹션에서는 실패 모드가 치명적인 단계에 도달하지 않도록 펀치를 다시 연마하고 검사하고 교체하는 정확한 시기와 방법을 다룹니다.

펀치 및 다이에 대한 유지 관리 및 재연마 모범 사례

펀치는 한 번의 스트로크로 날카로운 것에서 부러지는 것으로 바뀌지 않습니다. 점차 성능이 저하되며 "깨끗한 절단"과 "스크랩 생산" 사이의 기간은 유지 관리 비용 자체를 지불하는 단계입니다. 문제는 대부분의 상점이 너무 늦게 재연마를 한다는 것입니다. 버(burr)가 뚜렷하게 나타나거나, 부품 검사에 실패하거나, 프레스 소리가 달라질 때까지 기다립니다. 그 시점에서는 가장자리가 쉽게 복구되는 단계를 훨씬 넘어 마모되었으며 각 재연마 시 필요한 것보다 훨씬 더 많은 재료가 제거됩니다.

펀치를 다시 날카롭게 하는 시기와 방법

재연마의 원인은 치명적인 실패가 아닙니다. 이는 스탬핑 부품의 버 높이가 측정 가능한 최초의 증가입니다. Mate는 절단 모서리가 반경 0.01-인치(0.25mm)까지 마모될 경우 날카롭게 하는 것을 권장합니다. 이 시점에서 가벼운 터치업으로 재료 손실을 최소화하면서 가장자리를 복원합니다. 빈번한 가벼운 연삭은 절단 형상을 설계된 프로파일에 더 가깝게 유지하고 공구 수명 동안 누적되는 재료 제거량을 줄이기 때문에 자주 자주 사용하지 않는 무거운 연삭보다 지속적으로 성능이 뛰어납니다.

재연마 절차 자체는 간단하지만 규율이 필요합니다.

• 표면 연삭기의 자기 척에 있는 V-블록에 펀치를 직각으로 고정합니다.
• 제거만패스당 0.001~0.002인치(0.03~0.05mm), 날카로울 때까지 반복합니다. 세션당 총 제거량은 일반적으로 0.005~0.010인치입니다.
• 유리화 본드 산화알루미늄 휠, 경도 범위 D ~ J, 입자 크기 46 ~ 60을 사용하십시오.
• 절삭유를 넉넉하게 도포하고 가능한 한 접점에 가깝게 도포하십시오. 과열은 경도를 감소시키고 눈에 보이지는 않지만 구조적으로 파괴적인 표면 균열을 일으킬 수 있습니다. 연삭 후 어두운 변색은 표면 너머까지 손상이 확장되었음을 의미하므로 공구를 재사용하기보다는 교체해야 합니다.
• 그라인딩 후에는 오일 스톤으로 절단 모서리에 가볍게 스톤을 쳐서 반경 0.001~0.002-인치를 남겨둡니다. 이 작은 반경은 가장자리의 응력을 분산시키고 새로 연마된 판금 펀치에서 급속한 둔화를 유발하는 박리 현상을 줄입니다.
• 펀치를 자화 해제하고 가벼운 오일 코팅을 적용하여 부식을 방지한 후 다시 사용하거나 보관하십시오.

총 재연마 허용량은 원래 펀치 길이와 토지 소비량에 따라 달라집니다. 누적된 연삭으로 인해 설계된 랜드 길이와 같거나 이를 초과하는 재료가 제거되면 펀치는 더 이상 슬러그를 적절하게 유지할 수 없으므로 폐기해야 합니다. 랜드가 재료 두께의 1~3배인 일반적인 판금 펀치 도구의 경우 이는 모든 연삭 세션을 추적하고 누적 제거를 기록하는 것을 의미합니다.

검사 및 교체 기준

재연마를 하면 금속 펀칭 도구를 계속 사용할 수 있지만 영구적으로 사용할 수는 없습니다. 잘 유지된 펀치는-교체 전 15~20회 재연마그러나 각 주기는 명확한 허용 기준에 따라 검증되어야 합니다. 매 재분쇄 후와 생산 실행 중 정기적인 간격으로 확인해야 할 사항은 다음과 같습니다.

• 가장자리 조건- 배율(최소 10배)로 검사합니다. 표면 아래 손상을 나타내는 마이크로칩, 고르지 않은 마모 패턴 또는 연삭 탄 자국을 찾으십시오.
• 직경 측정- 통과/불가-게이지 또는 마이크로미터를 사용하여 펀치가 여전히 허용 오차 내에 있는지 확인합니다. 연삭 설정이 완벽하게 정사각형이 아닌 경우 누적 재연삭으로 인해 유효 직경이 미묘하게 줄어들 수 있습니다.
• 길이 확인- 전체 길이를 측정하고 문서화된 분쇄 기록을 뺀 원래 사양과 비교합니다. 길이는 셧 높이를 결정하고 펀치 핀과 기타 구성 요소가 정확한 위치에서 상호 작용하는 프로그레시브 다이의 타이밍에 영향을 미칩니다.
• 표면 마무리- 지면과 표면은 매끄러워야 하며 긁힌 자국이나 접착 흔적이 없어야 합니다. 거친 표면은 마모 및 슬러그 당김을 촉진합니다.
• 머리 상태- 백킹 플레이트에 반복적인 충격으로 인한 버섯 모양, 균열 또는 변형이 있는지 확인하세요.

다음 조건 중 하나라도 해당되면 펀치를 교체하십시오. 누적된 연삭이 전체 랜드 길이를 소모했거나, 치핑이 바로 가장자리 영역을 넘어 펀치 본체로 확장되었거나, 직경이 구멍 사양에 대한 공차 범위를 벗어나거나, 헤드 손상으로 인해 리테이너에 제대로 안착되지 않는 경우입니다. "단지 몇 번의 히트"를 위해 경계선 도구를 회수하려고 시도하지 마십시오. 다이에서 부러지는 실패한 펀치는 계획된 교체보다 가동 중지 시간과 부수적 피해가 훨씬 더 많이 발생합니다.

보관 및 취급 관행

펀치가 다이 밖에서 보내는 시간은 대부분의 상점이 인식하는 것보다 더 중요합니다. 떨어진 펀치는 육안으로 딩이 보이지 않더라도 절삭날이 거의 확실하게 손상됩니다. 도구가 서로 접촉하는 부주의한 보관으로 인해 하중이 가해질 때 치핑이 발생하는 가장자리 흠집이 발생합니다.

폼, 면 또는 왁스가 들어 있는 개별 보호 튜브에 펀치를 보관하십시오.정밀한-지면 가장자리를 그대로 유지합니다. 도구의 무게가 가장 날카로운 부분에 놓이는 곳에 절단 끝을 보관하지 마십시오. 각 튜브나 슬롯에 펀치 식별 정보, 현재 직경, 재연삭 횟수를 라벨로 표시하여 재고에서 도구를 가져오는 사람이 자신이 작업 중인 도구를 정확히 알 수 있도록 합니다.

다양한 크기와 형상을 갖춘 전체 다이 펀치 도구 세트를 운영하는 상점의 경우 정리된 보관은 관리가 아닙니다. 품질 보증입니다. 잘못된 스테이션에 잘못된 라벨이 붙은 펀치가 설치되면 간격 문제, 치수 오류 및 첫 번째 타격 시 다이 손상 가능성이 발생합니다. 새로운 도구부터 모든 재연삭 도구, 폐기까지 각 도구를 추적하는 간단한 로그와 스토리지 시스템을 결합하십시오.

유지보수를 통해 개별 펀치의 성능이 유지됩니다. 그러나 특정 응용 분야에 맞는 펀치 유형, 재료, 형상 및 코팅의 올바른 조합을 선택하는 더 넓은 질문은 유지 관리 간격이 수만 번 또는 수십만 번으로 측정되는지 여부를 결정합니다.

금속 스탬핑 다이 용도에 적합한 펀치 선택

이 기사의 모든 섹션은 동일한 결론을 제시합니다. 즉, 펀치 성능은 단일 변수로 제어되지 않습니다. 강철 등급은 중요하지만 형상과 별개가 아닙니다. 코팅은 수명을 연장하지만 간격이 잘못된 경우에는 그렇지 않습니다. 유지보수를 통해 품질이 유지되지만, 원래 설계가 가공물과 잘 맞지 않는 경우에는 그렇지 않습니다. 조기 마모에 대한 실제적인 해결 방법은 첫 번째 타격이 다이 프레스에 도달하기 전에 이러한 모든 요소를 ​​순서대로 함께 설명하는 체계적인 선택 프로세스입니다.

펀치 선택을 위한 결정 변수

새로운 펀치를 지정하거나 성능이 낮은 펀치의 문제를 해결할 때 이러한 변수를 순서대로 처리하세요. 각 단계는 분야를 좁히고 이전 결정을 바탕으로 합니다.

1. 작업 유형을 식별합니다.펀치 절단(피어싱, 블랭킹, 노칭)입니까 아니면 성형(벤딩, 드로잉, 코이닝)입니까? 절삭 작업에는 날카로운 모서리와 내마모성-강이 필요합니다. 성형 작업에서는 인성과 표면 마감을 우선시합니다.
2. 공작물의 재질과 두께를 특성화하십시오.0.5mm의 연질 알루미늄과 1.5mm의 1400MPa 마르텐사이트강은 금속 스탬핑 공구에 대해 완전히 다른 요구 사항을 부과합니다. 재료 강도와 마모성은 최소 강철 등급과 코팅이 필수인지 선택인지를 결정합니다.
3. 필요한 여유 공간을 결정합니다.이전 섹션의 자료{0}}특정 가이드라인을 출발점으로 사용하세요. 부품 공차, 원하는 모서리 품질 및 프레스 강성을 고려합니다. 구멍 크기에 대한 공차가 엄격해지면 간격이 더 좁아지지만 공구 응력이 증가합니다.
4. 펀치재질 등급을 선택하세요.먼저 인성 요구 사항을 충족한 다음 내마모성을 추가하세요. D2는 일반 작업용, S7은 충격용, PM 등급은 연마재 또는 고강도-시트용 시트입니다. 예산만 고려하지 말고 가공물에 따라 강철을 결정하십시오.
5. 힘과 품질 요구 사항에 따라 형상과 포인트 스타일을 선택하십시오.대칭을 위한 평면-면-중요한 구멍. 힘이-제한된 프레스 또는 고강도-강도 재료를 위한 단일-전단 또는 루프-상판. 재료 두께와 슬러그-유지 요구 사항에 따라 랜드 길이와 백 테이퍼를 설정합니다.
6. 예상되는 실패 모드를 기반으로 코팅을 평가합니다.주요 위험이 마모라면 TiCN 또는 AlCrN을 선택하십시오. 마모가 심한 경우에는 TiN 또는 TiAlN을 선택하십시오. 단일 고장 모드가 지배적이지 않은 경우 4~5 마이크로미터의 범용{2}}TiN이 건전한 기준입니다.

이 순서는 간단한 프레스 기계 다이용 표준 카탈로그 펀치를 지정하든 복잡한 프로그레시브 도구용 맞춤형 다이 펀치를 엔지니어링하든 상관없이 작동합니다. 논리는 동일하게 유지됩니다. 변화하는 것은 각 답변의 복잡성입니다.

맞춤형 스탬핑 다이 전문가와 협력

표준 카탈로그 펀치는 생산 작업의 상당 부분을 처리합니다. 그러나 형상이 복잡해지거나 공차가 표준 범위 이하로 엄격해지거나 가공물 재료가 고강도-강도 영역에 진입하면-기성 도구가 한계에 부딪히게 됩니다. 맞춤형 금속 스탬핑 다이 전문가가 필수적인 곳입니다.

유능한 툴링 파트너와 부품 공급업체의 차이점은 무엇입니까? 다음 기능을 찾으십시오.

• 시스템-수준 전문 지식- 펀치뿐만 아니라 공간, 재료 흐름, 박리력, 버 제어 등 전체 다이 구조를 통합 시스템으로 설계할 수 있는 능력.
• 전체 수명주기 지원- 완성된 구성 요소의 배송뿐만 아니라 초기 설계부터 생산 최적화 및 유지 관리 권장 사항까지 안내합니다.
• 재료 및 공정 지식- 비표준 프로파일을 위한 맞춤형 다이컷 펀치 솔루션을 포함하여 귀하의 작업에서 특정 공작물 재료 및 생산량에 대한 경험이-있습니다.

이 문서의 기술 콘텐츠를 통해 작업했으며 구현을 위한 파트너가 필요한 엔지니어의 경우,이첸펀치 설계, 다이 구조, 클리어런스 최적화 및 재료 흐름을 다루는 맞춤형 스탬핑 다이 솔루션을 제공합니다. 이들의 엔지니어링-우선 접근 방식은 격리된 구성 요소가 아닌 전체 시스템을 다루는데, 이것이 바로 이 기사가 구축해 온 사고방식입니다.

결과를 제공하는 펀치 및 다이 제조업체와 단순히 주문을 이행하는 제조업체 간의 주요 차이점은 펀치를 독립형 부품으로 취급하는지 아니면 함께 수행해야 하는 시스템의 한 요소로 취급하는지 여부입니다. 최고의 파트너는 귀하의 가정에 도전하고, 간격 선택을 검증하며, 유사한 응용 분야의 현장 데이터를 기반으로 강철 및 코팅 조합을 권장합니다.

모든 것을 하나로 합치기

이 기사의 모든 섹션을 연결하는 하나의 원칙이 있다면 다음과 같습니다.

펀치 성능은 시스템 결과입니다. 재료, 형상, 여유 공간, 코팅, 프레스 조건 및 유지 관리 방식이 지속적으로 상호 작용합니다. 다른 변수를 무시하고 하나의 변수를 최적화하면 기껏해야 수익이 감소하고 최악의 경우 실패가 가속화됩니다. 조기 마모에 대한 실제적인 해결책은 결코 단 한번의 변화가 아닙니다. 전체 시스템을 올바르게 만드는 것입니다.

간단한 단일{0}}다이 프레스를 실행하든 30개 스테이션 프로그레시브 도구를 실행하든 물리학은 변하지 않습니다. 펀치가 재료에 들어가고 파손이 시작되며 업스트림에서 지정한 모든 사항에 따라 파손이 깨끗한 부품을 생성하는지 아니면 품질 문제를 일으키는지 여부가 결정됩니다. 변수를 체계적으로 처리하고, 응용 분야에서 필요할 때 전문가와 협력하고, 펀치 유지 관리를 고장 대응이 아닌 품질 기능으로 취급하십시오. 이것이 바로 스탬핑 다이 펀치가 너무 빨리 마모되는 것을 멈추고 생산 일정에 실제로 필요한 공구 수명을 제공하기 시작하는 방법입니다.

스탬핑 다이 펀치에 대해 자주 묻는 질문

1. 스탬핑 다이 펀치가 조기에 마모되는 원인은 무엇입니까?

조기 펀치 마모는 일반적으로 단일 원인이 아닌 여러 상호 작용 요인으로 인해 발생합니다. 가장 일반적인 원인으로는 잘못된 펀치-와-다이 간극(특히 너무 빡빡함), 가공물 재료에 맞지 않는 공구강, 부서지기 쉬운 잔류 오스테나이트를 남기는 부적절한 열처리, 불균일한 로딩을 생성하는 프레스 정렬 불량, 재연마 주기 사이의 너무 오랜 대기 등이 있습니다. 펀치 마모를 해결하려면 재료 선택, 형상, 여유 공간, 코팅 및 프레스 조건을 함께 평가하는 시스템{4}}수준의 접근 방식이 필요합니다. YICHEN과 같은 맞춤형 스탬핑 다이 전문가는 엔지니어가 이러한 변수를 개별적으로 처리하는 대신 통합 시스템으로 최적화하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

2. 펀치 및 다이 세트에 적합한 간격을 어떻게 선택합니까?

클리어런스 선택은 주로 공작물의 재질과 두께에 따라 달라집니다. 다음 -측면별 지침으로 시작하세요. 연강은 재료 두께의 5-8%, 스테인리스강은 6~10%, 알루미늄은 3~5%, 구리 및 황동은 3~6%, 고강도강은 8~12%입니다. 이는 부품 공차 요구 사항, 원하는 모서리 품질 및 프레스 강성을 기반으로 조정해야 하는 시작점입니다. 하중이 가해지면 공간은 동적이라는 점을 기억하십시오. 프레스 편향, 마모된 지브 및 잘못 정렬된 가이드 핀은 모두 정적으로 측정된 유효 간격을 변경할 수 있으며, 특히 AHSS 등급을 더 높은 톤수로 스탬핑할 때 더욱 그렇습니다.

3. 다이 펀치 스탬핑에 가장 적합한 공구강은 무엇입니까?

올바른 선택은 피삭재 재질과 작업 유형에 따라 다르기 때문에 최고의 강은 없습니다. D2는 54-61 HRC의 연강 스탬핑을 위한 범용-장비입니다. A2는 긴 펀치와 적당한 충격 부하에 대해 더 나은 인성을 제공합니다. S7은 내충격성이 가장 중요한 무거운 블랭킹을 처리합니다. M2 고속-강은 마찰열을 발생시키는 고속 작업에 적합합니다.- CPM-10V 및 기타 분말 야금 등급은 연마성 또는 고급 고장력강에 탁월한 내마모성을 제공합니다. 핵심 원칙은 먼저 인성 요구 사항을 충족한 다음 코팅이나 표면 처리를 통해 내마모성을 추가하는 것입니다.

4. 스탬핑 다이 펀치를 얼마나 자주 다시 연마해야 합니까?

절단 모서리가 반경 0.01-인치(0.25mm)까지 마모되면 다시 연마합니다. 이는 일반적으로 스탬핑된 부품의 버 높이가 측정 가능한 첫 번째 증가로 나타납니다. 눈에 띄는 손상이나 치명적인 오류가 발생할 때까지 기다리지 마십시오. 재연마하는 동안 열 손상을 방지하기 위해 넉넉한 절삭유를 사용하여 연삭 패스당 0.001~0.002인치만 제거하십시오. 잘 관리된 펀치는 교체하기 전에 15~20회 재연마할 수 있습니다. 누적 재료 제거를 추적하고 총 연삭이 설계된 랜드 길이를 초과하면 펀치를 폐기합니다. 그 지점을 넘어서는 슬러그를 더 이상 적절하게 유지할 수 없기 때문입니다.

5. PVD 코팅이 실제로 스탬핑 다이의 펀치 수명을 연장합니까?

예, 하지만 기본 도구 기본 사항이 올바른 경우에만 가능합니다. TiN, TiCN, AlCrN 및 TiAlN과 같은 PVD 코팅은 마찰을 줄이고 재료 픽업을 방지하며 연마 마모를 느리게 합니다. 문서화된 사례에서는 최적화된 코팅을 통해 부품이 10,000개에서 250,000개로 개선되었음을 보여줍니다. 그러나 코팅은 나쁜 결정을 보상하기보다는 좋은 결정을 배가시킵니다. 간격이 잘못되었거나 정렬이 잘못되었거나 기본 강철이 부적절할 경우 코팅은 일시적인 완화만을 제공합니다. 주요 파손 모드를 기준으로 코팅을 선택하십시오. 마모의 경우 TiCN 또는 AlCrN, 연마 마모의 경우 TiN 또는 TiAlN, 연질-재료 축적의 경우 광택 TiN이 있습니다.