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3D CAD/CAM을 활용한 다이 플레이트의 설계 및 가공
Study on die plate design and machining using the 3D CAD/CAM system 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.7 no.4, 2006년, pp.550 - 553  

최계광 (공주대학교 기계자동차공학부)

초록
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본 논문에서는 다이 플레이트(Die Plate)를 제작할 때 생산성 향상을 위해서 3D CAD/CAM 시스템을 적용하였다. 사용된 3D CAD/CAM 소프트웨어는 UG NX 3.0이며 생성된 NC 코드는 CNC밀링 및 와이어 컷 방전가공기에 전송되어 다이 플레이트를 자동 가공한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study used the 3D CAD/CAM system in manufacturing die plates to improve productivity. UG NX 3.0 was used as 3D CAD/CAM software, with the created NC code transmitted to the CNC Milling and Wire Cut Electric Discharge machine. The die plate was then automatically machined....

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 그러나 2D 데이터로 작성하였기 때문에 문제가 발생이 될 우려가 있는 부분이 제대로 확인이 되지 않는다. 그래서 본 논문에서는 2D CAD 프로그램으로 제작되는 다이플레이트를 3D CAD/CAM 프로그램인 UG NX3.0 프로그램을 이용하여 설계 및 와이어 컷방전가공을 시뮬레이션하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 다이플레이트를 실제 제작하였다.
  • 그렇기 때문에 제품 특성에 따른 적정한 스트립 레이아웃 도의 작성이 프레스 금형 설계에서는 중요한 요■소 인 것이다. 그리하여 본장에서는 다이플레이트의 설계, 다이플레이트의 기초가공, 다이플레이트의 시뮬레이션, 다이플레이트의 와이어 컷방전가공에 대하여 설명하였다. 그림 1.
  • 기초가공이 끝나고 열처리된 다이플레이트를 UG NX3.0의 manufacturing 모듈을 이용하여 피어싱, 노칭, 파일럿, 블랭킹 가공을 위한 구멍을 금형설계한 치수대로 순서대로 시뮬레이션하였다. 모듈 안의 단면 기능을 이용하여 피어싱, 노칭, 블랭킹 구멍의 다이랜드부와 테이퍼부의 이상 유무를 확인하였다.
  • 그러나 2D 데이터로 작성하였기 때문에 문제가 발생이 될 우려가 있는 부분이 제대로 확인이 되지 않는다. 그래서 본 논문에서는 2D CAD 프로그램으로 제작되는 다이플레이트를 3D CAD/CAM 프로그램인 UG NX3.0 프로그램을 이용하여 설계 및 와이어 컷방전가공을 시뮬레이션하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 다이플레이트를 실제 제작하였다.
  • 스트리퍼 플레이트와 체결하기 위한 볼트 구멍 자리를 드릴 가공을 한 후에 M10 탭 가공을 하였다. 다이플레이트를 STD11 재에 적합한 진공 열처리를 수행하였다. 열처리된 다이플레이트의 상하면을 평면 연삭기를 이용하여 정밀 연삭 하였다.
  • 0의 manufacturing 모듈을 이용하여 피어싱, 노칭, 파일럿, 블랭킹 가공을 위한 구멍을 금형설계한 치수대로 순서대로 시뮬레이션하였다. 모듈 안의 단면 기능을 이용하여 피어싱, 노칭, 블랭킹 구멍의 다이랜드부와 테이퍼부의 이상 유무를 확인하였다. 이상이 없어서 NC 데이터 출력을 위해 포스트 프로세스를 작성하고 와이어 컷방전가공기에 DNC 로 NC 데이터를 전송하였다.
  • 금형제작에 있어서 보 정치수는 반드시 공차의 가운데 값으로 하는 것이 좋은 것은 아니고 금형의 마모, 치수의 불균형 등을 고려하여 적절한 값을 선택하여야 한다. 보정하여 피어싱, 노칭, 블랭킹 부 치수를 선택하였다.
  • STD11 재의 구성 성분을 표 1에 나타내었다. 소재로 다이플레이트를 제작하기 위하여 CNC 밀링을 이용하여 피어싱, 노칭, 맞춤핀, 블랭킹의 기초 구멍을 가공하였다. 스트리퍼 플레이트와 체결하기 위한 볼트 구멍 자리를 드릴 가공을 한 후에 M10 탭 가공을 하였다.
  • 소재로 다이플레이트를 제작하기 위하여 CNC 밀링을 이용하여 피어싱, 노칭, 맞춤핀, 블랭킹의 기초 구멍을 가공하였다. 스트리퍼 플레이트와 체결하기 위한 볼트 구멍 자리를 드릴 가공을 한 후에 M10 탭 가공을 하였다. 다이플레이트를 STD11 재에 적합한 진공 열처리를 수행하였다.
  • 스트립 레이아웃도에 근거하여 3D CAD/CAM 프로그램인 UG NX3.0을 이용하여 다이플레이트를 설계하였다. 파일럿 구멍은 ©5.
  • 보정한 값을 바탕으로 스트립 레이아웃도를 작성한다. 스트립러이 아웃 도는 이송 위치 결정, 제품의 제거, 재료의 이용률 향상 방법 등을 고려하여 작성하였다. 스트립 레이아웃도의 작성 순서는 먼저 블랭크의 치수를 계산하고 레이아웃 검토용 도면을 작성하여 스트립 레이아웃도의 작성을 완료한다.
  • 0 프로그램을 이용하여 설계 및 와이어 컷방전가공을 시뮬레이션하였다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 다이플레이트를 실제 제작하였다.
  • 다이플레이트를 STD11 재에 적합한 진공 열처리를 수행하였다. 열처리된 다이플레이트의 상하면을 평면 연삭기를 이용하여 정밀 연삭 하였다.
  • 이렇게 설계된 도면을 바탕으로 소재를 신청하여 밀링가공 및 연삭 가공을 하여 기초가공을 완료하고 열처리를 한 다음 와이어 컷방전가공을 하여 다이 플레이트를 완성한다. 와이어컷 방전가공 할 때에 설계를 하면서 작성한 2D 데이터를 이용하여 와이어 컷방전가공 프로그램을 작성하게 된다. 이렇게 작성된 NC 코드를 이용하여 다이 플레이트를 가 공하여 완성하게 된다.
  • 디.이 플레이트를 UG NX3.0의 manufacturing 모듈을 이용하여 피어싱, 노칭, 파일럿, 블랭킹 가공을 위한 드릴 가공과 스트리퍼 플레이트와 체결하기 위한 볼트의 탭 작업을 시뮬레이션 하여 이상 유무를 확인하였다.
  • 모듈 안의 단면 기능을 이용하여 피어싱, 노칭, 블랭킹 구멍의 다이랜드부와 테이퍼부의 이상 유무를 확인하였다. 이상이 없어서 NC 데이터 출력을 위해 포스트 프로세스를 작성하고 와이어 컷방전가공기에 DNC 로 NC 데이터를 전송하였다.[1, 2, 3]
  • 전송된 NC 데이터를 기준하여 피어싱, 노칭, 맞춤핀, 블랭킹 구멍을 가공하기 위한 오프셋값을 와이어 컷방전 전가공기 입력부에 입력하였다.
  • 프레스 금형의 제작을 하기 위해서는 먼저 제품도를 검토하고 조정(arrange)한다. 조정한 제품도를 바탕으로 스트립 레이아웃(strip layout)도를 작성한다. 스트립 레이아웃 도에 있는 전후좌우의 구멍을 기준으로 다이 플레 이트의 크기를 결정한다.
  • 1mm로 하였다. 피어싱 구멍, 노칭 구 멍은 피어싱펀치를 기준으로 편측 클리어런스를 0.1mm로 하였다. 블랭킹 구멍은 제품이 기준이 되므로 클리어런스를 적용하지 않고 제품도를 보정한 값을 그대로 적용한다.

대상 데이터

  • 다이플레이트를 제작하기 위한 소재는 250X200X32t 크기의 STDU재를 사용하였다. STD11 재의 구성 성분을 표 1에 나타내었다.
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