In order to study the shearing characteristic of anti-vibration sheet metal which is used to reduce vibration noise, a blanking die was manufactured to blank a workpiece. The variables employed in this study were clearance, type of stripper plate, position of the rubber layer and type of the die des...
In order to study the shearing characteristic of anti-vibration sheet metal which is used to reduce vibration noise, a blanking die was manufactured to blank a workpiece. The variables employed in this study were clearance, type of stripper plate, position of the rubber layer and type of the die design. These variables were used to study the effects on burr height, blank diameter and camber height. In the case of burr height from experimental investigation, the push-back die, combined with a movable stripper plate, showed greater burr height. The rubber-top position of a workpiece resulted in better qualities regardless of working variables. In the comparison of diameter measurement, the use of the push-back die with a fixed stripper plate, with a 4.5% clearance, showed better accuracy. For comparing camber height, the push-back die resulted in less cambering than the drop-through die. Also, the larger the clearance, the greater was the camber height. Considering experimental results, the shearing of anti-vibrational sheet metal is best achieved when the rubber layer is laying on the top, blanked with a fixed stripper plate in a push-back die, with a 4.5％ clearance.
In order to study the shearing characteristic of anti-vibration sheet metal which is used to reduce vibration noise, a blanking die was manufactured to blank a workpiece. The variables employed in this study were clearance, type of stripper plate, position of the rubber layer and type of the die design. These variables were used to study the effects on burr height, blank diameter and camber height. In the case of burr height from experimental investigation, the push-back die, combined with a movable stripper plate, showed greater burr height. The rubber-top position of a workpiece resulted in better qualities regardless of working variables. In the comparison of diameter measurement, the use of the push-back die with a fixed stripper plate, with a 4.5% clearance, showed better accuracy. For comparing camber height, the push-back die resulted in less cambering than the drop-through die. Also, the larger the clearance, the greater was the camber height. Considering experimental results, the shearing of anti-vibrational sheet metal is best achieved when the rubber layer is laying on the top, blanked with a fixed stripper plate in a push-back die, with a 4.5％ clearance.
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문제 정의
이러한 이유로 국내에서도 제진 강판의 가공특성을 조사하여 블랭킹 금형을 보다 효율적으로 설계하고, 제품에 발생되는 불량 현상에 대한 원인을 규명함으로서 제진강판의 전단 및 성형기술을 향상시킬 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 쾌적한 작업환경을 위해 필요한 소음 및 진동을 감소시키기 위해 여러 분야에서 사용되고 있는 제진강판의 전단 가공에 대한 특성을 연구하고자 한다.
본 논문은 수지복합 강판인제진강판(두께 : 1.128mm)의 전단 특성을 연구하고자 다이직경 40.02mm의 블랭킹 금형을 설계 제작하고, 이에 의한 실험결과를 정리하면 다음과 같다.
본 연구에서는 제진 강판의 전단 가공특성을 조사하기 위하여 틈새, 스트리퍼 판 방식, 다이플레이트 설계 방식, 소재 장착 방법 등을 변화시키면서 절단면의 상태, 치수 및 형상정밀도 등을 체크하고 이로부터 최적의 가공조건을 제시하고자 한다.
Table 2는 본 연구의 실험조건을 나타내는 표이다. 실험은 틈새, 스트리퍼 판 방식, 다이 구조, 소재의 장착 방법 등을 변화시키면서 제진강판의 전단 가공 특성, 즉 절단면 형상, 치수정밀도, 캠버 등에 대해 조사하여 최적의 전단 가공 조건을 제시하고자 한다. 소재는 Fig.
제안 방법
5mm 두께의 스페이서를 삽입하여 스프링력이 스트립에 직접 작용되지 않도록 하였다. Fig. 2의 하부 배킹플레이트(backing Plate)와 녹아웃 플레이트, 스프링을 분리제거하면 관통형 다 이구조로 변환되어 녹아웃 플레이트의 유무에 따른 가공 특성 영향을 조사할 수 있도록 하였다.
인장 시험은 Table 1에서와 같이 제진 강판을 3가지로 분류하여 수행하였다. 제진강판으로부터 분리된 SAE 1010강판자체의 시험, SAE 1010강판 에 고무가 접착된 시편의 시험, 그리고 제진강판 자체의 시험을 실시하였다.
전단 가공시스트립(strip)소재에 압력부가의 효과를 파악하기 위해 가동식 스트리퍼판 (movable stripper plate)을 기본으로 금형을 구성하고, 고정식 스트리퍼판의 기능을 적용하기 위해서는 다이상 면에 1.5mm 두께의 스페이서를 삽입하여 스프링력이 스트립에 직접 작용되지 않도록 하였다. Fig.
인장 시험은 Table 1에서와 같이 제진 강판을 3가지로 분류하여 수행하였다. 제진강판으로부터 분리된 SAE 1010강판자체의 시험, SAE 1010강판 에 고무가 접착된 시편의 시험, 그리고 제진강판 자체의 시험을 실시하였다. 제진강판의 인장 강도 가 79Kgf7mm2으로 일반 냉간 압연강판에 비해 아주 높은 것으로 나타났다.
제품 치수는 040.02mm이며, 재료 두께 1.128mm 기준으로 틈새1.8%, 4.5%, 7.5%를 적용하여 펀치 치수를 39.98mm, 39.92mm, 39.85mm로 각각 제작하여 틈새 효과를 분석하였다.
대상 데이터
본 실험에 사용한 재료는 Fig. 1과 같이 고무와 점착제, 강판 2매, 이형페이퍼로 이루어진 제진강판(모델 18691)으로 전체 두께가 1.128mm 이다.
실험은 틈새, 스트리퍼 판 방식, 다이 구조, 소재의 장착 방법 등을 변화시키면서 제진강판의 전단 가공 특성, 즉 절단면 형상, 치수정밀도, 캠버 등에 대해 조사하여 최적의 전단 가공 조건을 제시하고자 한다. 소재는 Fig. 3과 같이 러버가 톱 또는 보텀의 위치에 따라 실험을 수행하고, 윤활은 블랭킹 유(LG-caltex rando 46)를 사용하였다. 실험용 소재는 폭 50mm, 길이 500mm의 스트립재를 준비하여 크랭크 프레스에서 실험조건별로 실험하였다.
실험에 사용한 프레스는 50ton용량의 크랭크 프레스를 사용하였으며 이프레스 사양에 맞도록 Fig. 2와 같은 금형을 설계 제작하였다.
3과 같이 러버가 톱 또는 보텀의 위치에 따라 실험을 수행하고, 윤활은 블랭킹 유(LG-caltex rando 46)를 사용하였다. 실험용 소재는 폭 50mm, 길이 500mm의 스트립재를 준비하여 크랭크 프레스에서 실험조건별로 실험하였다. 실험은 각 조건별 5회씩 수행하여 이들 시편의 평균치를 실험 데이터로 취했다.
제진강판의 기계적 성질을 파악하기 위하여 KSB 0801 규격의 13호 시편을 사용하였다.
성능/효과
(1) 버높이결과 비교에서 푸시백 다이와 가동식 스트리퍼판을 사용할 경우 다른 작업 조건에 관계없이 버높이가 조금 높게 나타났다.
(2) 러 버 보텀 인 상태의 제품직경이 러버톱 상태의 제품보다 0.03~0.05mm 크게 나타났으며, 작업 조건 변화에 따른 직경 측정 결과를 기준으로 할 때 푸시백 다이 구조에서 고정식 스트리퍼 판을 사용하면서 틈새4.5%일 때 가장 정밀한 치수를 나타내고 있다.
(3) 캠버량의 경우에는 관통형보다는 푸시백 다이 에서 캠버량이 적었으며, 틈새의 증가에 따라 캠버량이 미세하게 증가하고 있지만 10% 미만의 틈새 적용 시에는 틈새 영향이 적은 것으로 나타났다.
(4) 버 높이, 치수정밀도, 캠버 등을 종합적으로 고려할 때 제진강판의 전단은 러버를 톱 위치로 한 상태에서, 고정식 스트리퍼판과 푸시백 다이 구조에서 전단 가공을 하는 것이 품질 향상을 위한 최적 조건으로 확인되었다.
11의 캠버량 비교에서도 러버톱일 경우의 푸시백 다이에서 캠버량이 적게 나타났고, 틈새 증가에 따라 캠버량이 미세하게 증가하고 있지만 10% 미만의 틈새 적용 시에는 틈새 영향이 적은 것으로 나타났다. 따라서버 높이, 치수정밀도, 캠버 등을 종합적으로 고려할 때 제진강판의 전단은 러버를 톱 위치로 전단하는 것이 품질을 향상시킬 수 있는 것으로 확인되었다.
제진강판으로부터 분리된 SAE 1010강판자체의 시험, SAE 1010강판 에 고무가 접착된 시편의 시험, 그리고 제진강판 자체의 시험을 실시하였다. 제진강판의 인장 강도 가 79Kgf7mm2으로 일반 냉간 압연강판에 비해 아주 높은 것으로 나타났다.
제품직경이 40.02mm임을 고려할 때 본 연구에서 전단된 모든 시편은 Fig. 9에서와 같이 작업 조건에 관계없이 제품 치수가 다이치수보다 0.046-0.162mm 정도 크게 나타났다. 특히 시편이 러버보텀인 상태의 제품은 스프링 백 현상으로 인해 러버톱의 제품보다 0.
162mm 정도 크게 나타났다. 특히 시편이 러버보텀인 상태의 제품은 스프링 백 현상으로 인해 러버톱의 제품보다 0.03~.05mm 크게 나타났다. 또한 관통형 다이보다 푸시백 다이 구조에서 , 그리고 틈새가 4.
참고문헌 (5)
김종호, 류제구, 최치수, 정완진, 1996," 간이 파인 블랭킹 금형의 개발을 통한 범용 유압프 레스에서의 원형 정밀전단 가공성 연구", 한국정밀공학회지, Vol.13, No.5, pp. 157-163.
임상헌, 서의권, 심현보, 2001,"사각형 블랭킹을 통한 리드프레임의 블랭킹 특성에 관한 기초연구", 한국정밀공학회지, Vol,18, No.3, pp. 182-188.
유준환, 임성한, 주병윤, 오수익, 2003, " 미세 홀 펀칭시 전단 파괴 거동연구", 2003 년도 한국소성가공학회, 춘계학술대회논문집, pp. 230-235.
Masao Murakawa, Nobuhiro Koga, 1990, "Improvem-ent of Sheared Surfaces of Sandwich Sheet Steel", The Japan Society for Technology of Plasticity, Vol. 31, No. 354, pp. 929-934.
Susumu Yamasaki, Tatsuo Ozaki, 1992,"Shearing of Inclined Vibration Damping Steel Sheet", The Japan Society for Technology of Plasticity, Vol.33, No.378, pp. 844-849.
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