인발 가공(Drawing)에 영향을 주는 조건

 

인발 가공(Drawing)에 영향을 주는 조건

 

 

1. 개요

 

Drawing은 적절히 설계된 Die의 안쪽에 소재를 부착시키고 Die 바깥쪽에서 소재를 끌어내어 Die 최소 치수로 가공하는 방법이다. 이때 가공에 영향을 주는 요소는 인발력과 가공물의 재질, 다이재질, 다이각 윤활 등이다.

 

 

2. 인발력과 다이각

 

균일한 직경의 소재가 경사각 α 의 기울기를 가진 경사면을 통하여 이보다 가늘어진 직경으로 가공이 될때에는 다음과 같은 세가지 변형이 생긴다

 

  1) 지름 축소력

     다이각에 관계없이 최종 치수가 결정 되면 D1에서 D2로 변하므로 인발률 {(A0-A)/A0}는

     일정하다. 이 감면률을 주기위한 지름 축소력이 반경 방향으로 발생한다. 따라서 다이각에

     관계없이 지름의 변화에만 관계한다.

 

  2) 마찰력

     인발시 소재 표면에 작용하는 것으로 다이벽에서 작용하는 전단저항을 말한다. 다이각

     α 가 커지면 마찰 영향은 작아지고 α 가 작아지면 마찰 영향은 커진다.

 

  3) 전단력

     소재가 좁은 다이를 통과할 때 반경 방향으로 조직의 흐름 상태가 꺽이게 된다 즉 섬유상

     조직을 바꾸는데 필요한 힘이다 다이벽의 길이에 관계없이 다이각의 크기에 비례한다.

     즉 마찰력의 성향과는 반대 성향이다.

 

  4) 인발력과 다이각

     위의 3가지 저항을 합하여 인발력이 생기므로 다이각의 변화에 따라 최소의 인발력이

     생기는 각이 있다. 그각은 재질에 따라 다르나 대개 9°～ 10°의 값을 갖는다.

 

 

3. 역장력 (Back tension)

 

재료가 인잔력을 받으면 지름이 작아지는 가공성을 가지므로 소재의 인발력 보다 작은 장력을 인발의 반대 방향으로 작용 시키면 다이는 그만큼 저항을 적게 받는다 이것을 역장력이라하고 다이의 수명도 늘어 나고 기계적 성질도 개선되는 장점이 있다.

 

 

4. 다이 형상

 

다이 형상은 도입부(Bell), 안내부(Aproach), 정형부(Bearing), 여유부(Relief),의 4단계로 나눌수 있고 각각의 용도가 다르다.

 

  1) 도입부(Bell)

     다이의 중심과 일치하도록 한다.

 

  2) 안내부(Aproach)

     일반적으로 말하는 다이각으로 소재의 변형을 최대한 유도한다.

 

  3) 정형부(Bearing)

     정확한 치수로 다듬어 지고 소성 변형이 완전히 이루어지도록 시간 제공을 받는다. 길이는

     대개 직경의2/3이고 연질은 짧게 경질은 길게 한다. 길면 인발력이 증가하고 마모가 심하여 불리하다.

 

  4) 여유부(Relief)

     탄성 효과에 의해 지름이 확장 하려는 것을 막아 주고 다이끝을 보호한다.

 

 

5. 다이 재질

 

고탄소강, 합금강, 고속도강, 초경 등이 쓰이고 직경이 아주 작은 쇄선은 (0.5mm이하) 다이야몬드를 사용한다.

 

 

6. 다이 윤활

 

다이 보호를 위해 윤활재를 사용하고 습식과 건식이 있다.

 

  1) 습식

     인발 속도가 100mm/min 이상 고속 인발에 사용

     주로 냉각 목적

     수용성계의 에멀젼(Emulsion) 사용

 

  2) 건식

     중저속 인발에 사용

     마찰 저항을 줄이기 위해 사용

     석회, 그리스, 흑연, 인산염피복 등의 고형

     강철을 할 때는 석회나 비누 혹은 아연, 납 등 사용

 

  3) 강제 윤활 인발법

     특별한 방법으로 다이와 다이를 연결 하는 고압 유압실을 마련 여기에 윤활제를 고압으로 주입

 

 

7. 기타

 

  1) 롤인발

     마찰을 적게 하기 위하여 구름마찰을 이용한다.

     치수 정밀도가 떨어진다.

     빠르고 쉽다.

 

  2) 초음파 인발

     진동하며 변형 되는 재료는 소성이 쉽고 마찰 저항이 감소하므로 인발력이 줄어든다.

     치수정도와 다이 수명 연장에 큰 도움이 된다.

     설치비가 많이 든다.