굽힘 힘 계산: 공기 굽힘, 주조

현재 널리 사용되고 있는 굽힘력 계산 공식은 출처나 적용 범위에 대한 정보 없이 외국에서 도입한 것입니다.

이 글에서는 굽힘력을 계산하는 공식의 도출 과정과 필요한 매개변수에 대한 체계적인 분석을 제시합니다.

또한 굽힘력을 계산하는 새로운 접근 방식이 도입되어 적용 범위가 더욱 넓어졌습니다.

판금 굽힘력 계산

판금의 굽힘력을 계산하는 것은 정확하고 효율적인 굽힘 공정을 달성하는 데 필수적입니다. 이러한 계산을 이해하면 적절한 공구를 선택하고 고품질의 굽힘을 보장하는 데 도움이 됩니다. 이 장에서는 판금 작업에서 굽힘력을 계산하기 위한 주요 개념, 도구 및 실용적인 팁에 대한 개요를 제공합니다.

굽힘력 계산이 필수적인 이유

굽힘력 계산은 판금 작업에서 굽힘 공정 중에 정확한 양의 힘이 가해질 수 있도록 하는 데 매우 중요합니다. 이를 통해 재료 낭비와 공구 손상을 방지하고 원하는 굽힘 품질을 보장할 수 있습니다. 정확한 계산은 올바른 프레스 브레이크와 툴링을 선택하는 데 도움이 되어 효율적인 생산과 비용 절감으로 이어집니다.

주요 매개변수 및 공식

굽힘 힘

판금을 구부리는 데 필요한 굽힘력(F)은 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다:

어디에:

• ( TS )는 재료의 인장 강도(MPa 단위)입니다,
• ( S )는 시트 두께(mm)입니다,
• ( L )은 구부러진 부분의 길이(mm)입니다,
• ( V )는 다이 개구부(mm)입니다.

내부 반경

굽힘의 내부 반경(R)은 다이 개구부(V)를 기준으로 근사치를 구하는 경우가 많습니다:

다이 오프닝

다이 개구부(V)는 시트 두께(S)에 따라 선택됩니다:

• 두께 ( S < 6 ) mm의 경우 ( V = S × 8 )
• 두께 (S > 6) mm의 경우, (V = S × 10)

최소 플랜지 길이

최소 플랜지 길이는 절곡 과정에서 재료가 떨어지지 않도록 보장하며 다이 개구부와 절곡 각도를 고려하여 계산됩니다.

V자 및 U자 굽힘력 계산기

판금 굽힘력 공식

최근 몇 년 동안 프레스 브레이크 기계 는 다양한 산업 분야에서 널리 사용되며 처리 기능을 확장해 왔습니다.

이러한 인기에도 불구하고 굽힘력 계산에 대한 체계적인 논의는 부족했습니다.

현재 각기 다른 제품 설명서에서 권장하는 굽힘력 계산 공식은 대략 두 가지 유형이 있습니다. 프레스 브레이크 제조업체.

공식에서:

• P- 굽힘력, kN;
• S- 시트 두께, mm;
• l -시트 굽힘 길이, m;
• V- 낮은 주사위 개구부 너비, mm;
• σ_b- 재료 인장 강도, MPa.

제조업체에서 권장하는 굽힘력 계산 공식은 앞서 언급한 공식을 기반으로 합니다.

이 두 가지 공식은 다양한 제품 브로셔에서 가져온 것이지만, 그 정확성에 대한 증거는 없습니다.

관련 계산기: 프레스 브레이크 톤수 계산기

굽힘력을 계산하는 공식과 그 적용 범위를 도출하는 과정입니다.

그림 1은 다음을 개략적으로 나타낸 것입니다. 벤딩 프로세스 의 시트입니다.

• P: 굽힘 힘
• S: 시트 두께
• V: 하부 다이 개구부의 폭
• r: 굽힘 과정 중 내부 반경
• K: 굽힘 중 변형 영역의 수평 투영 너비입니다.

굽힘 힘과 그 매개변수의 계산은 다음과 같이 설명합니다:

자유 굽힘을 위한 하부 다이 개구부(V)의 권장 폭은 시트 두께(S)의 8~10배이며, 폭 대 두께 비율은 V/S = 9입니다.

프레스 브레이크 제조업체는 굽힘력 파라미터 표에 구부러진 공작물의 다이 폭(V)과 내부 반경(r)의 값을 제공합니다. 반경 대 폭 비율은 일반적으로 r = (0.16~0.17) V이며, 이 경우 0.16 값이 사용됩니다.

굽힘 과정에서 변형 영역의 소재는 상당한 소성 변형을 겪으며 중심선을 중심으로 구부러지게 됩니다.

경우에 따라 곡선 부분의 외부 표면에 작은 균열이 나타날 수 있습니다.

중앙 레이어 근처를 제외한 변형 영역의 응력은 재료의 인장 강도에 가깝고, 중성 레이어의 상부는 압축되고 하부는 인장 상태에 있습니다.

그림 2는 변형 영역의 단면과 해당 응력 다이어그램을 보여줍니다.

• S-시트 두께
• L- 시트 굽힘 길이

변형 영역의 단면에서의 굽힘 모멘트는 다음과 같습니다:

변형 영역에서 굽힘 힘에 의해 생성되는 굽힘 모멘트는 그림 1에 나와 있습니다.

M에서₁ = M₂를 입력합니다:

그림 3과 같이 벤딩 머신에서 범용 몰드로 시트를 구부릴 때 대부분의 시트는 90°로 구부러집니다. 이 경우 K는

방정식 (1)에 K를 대입하면 다음과 같이 구할 수 있습니다:

일반 재료의 인장 강도인 σb는 450N/mm²입니다. 이 값을 공식 (2)에 사용하여 결과를 계산할 수 있습니다.

여기에서 얻은 굽힘력 계산 공식은 외국 브로셔에 제공된 정보와 일치합니다.

공식의 변수는 다음과 같습니다:

• S: 시트 두께
• r: 시트가 구부러졌을 때 내부 반경
• K: 굽힘 변형 영역의 수평 투영 너비입니다.

도출 과정에서 알 수 있듯이 공식 (2) 또는 (3)을 사용하여 굽힘력을 계산할 때 폭 대 두께(V/S)의 비율은 9, 반경 대 폭의 비율은 0.16이라는 두 가지 추가 조건을 충족하는 것이 중요합니다.

이러한 조건이 충족되지 않으면 심각한 오류가 발생할 수 있습니다.

굽힘력 계산을 위한 새로운 방법과 단계

설계 또는 공정상의 제한으로 인해 두 가지 추가 요건(폭 대 두께 비율 V/S = 9, 반경 대 폭 비율 = 0.16)을 충족할 수 없는 경우 굽힘력 계산이 복잡해질 수 있습니다.

이러한 상황에서는 다음 단계를 따르는 것이 좋습니다:

• 판 두께(S)를 기준으로 너비 대 두께 비율과 반경 대 너비 비율을 계산합니다, 굽힘 반경 (r), 하부 다이 개구부(V).
• 시트 변형을 고려하여 변형 영역의 투영 폭을 결정합니다.
• 공식 (1)을 사용하여 굽힘 반경과 해당 변형 영역의 차이를 고려하여 굽힘 힘을 계산합니다.

이러한 단계는 일반적으로 사용되는 공식을 사용할 때보다 더 정확하고 신뢰할 수 있는 결과를 제공합니다. 이 과정을 설명하는 예는 그림 4에 나와 있습니다.

주어진: 시트 두께(S) = 6mm, 시트 길이(l) = 4m, 굽힘 반경(r) = 16mm, 하부 다이 개방 폭(V) = 50mm, 재료 인장 강도(σb) = 450N/mm².

질문: 질문: 공기 굽힘에 필요한 굽힘력을 어떻게 계산할 수 있나요?

단계는 다음과 같습니다:

먼저 너비 대 두께의 비율과 반경 대 너비의 비율을 계산합니다:

그런 다음 변형 영역의 예상 너비를 계산합니다:

마지막으로 공식 (1)을 사용하여 굽힘력을 계산합니다:

일반적으로 권장되는 공식을 사용하여 굽힘력을 계산하는 경우:

P1/P2 = 1.5에서 P1과 P2의 차이가 1.5배라는 것을 유추할 수 있습니다.

이러한 차이가 발생하는 이유는 이 예제에서는 굽힘 반경이 상대적으로 커서 변형된 영역이 증가하고 따라서 더 큰 굽힘 힘이 필요하기 때문입니다.

이 예제에서 반경과 너비의 비율은 0.32로 앞서 언급한 기준을 초과합니다.

표준 공식을 사용하여 굽힘력을 계산하는 것은 이 시나리오에 적합하지 않습니다. 이 예시에서는 새로운 계산 방법을 사용할 때의 이점을 확인할 수 있습니다.

또한 새로운 방법을 사용하여 굽힘력을 계산할 수 있는 온라인 계산기가 있습니다.

인장 강도 표

코인을 위한 굽힘력 계산 공식

코이닝 파라미터를 계산하는 공식은 에어 벤딩과 다릅니다.

1. 다이 비의 너비:

V = 판금 두께 × 5

2. 내부 반경은 펀치 팁에 따라 결정되며, 다음 공식에 따라 선택해야 합니다:

반경 = 판금 두께 × 0.43.

3. 코인 생성에 필요한 힘: 3.

F(kn/m)=두께²×1.65×인장 강도(N/mm)²)×4.5/다이 비 너비

4. 최소 내부 가장자리를 계산하는 공식은 동일하게 유지됩니다:

최소 내부 가장자리 = 다이 비 × 0.67

Z 굽힘의 굽힘력 계산 공식

일부 도구는 판금을 산출하고 필요한 프로파일을 다시 얻기 위해 스프링백을 관리하기 위해 특정 힘이 필요합니다.

예를 들어 굽힘과 반굽힘 사이의 거리가 짧고 한 번에 두 개의 굽힘을 만드는 조글 도구를 살펴 보겠습니다.

이 도구는 한 번에 두 가지를 구부릴 수 있습니다, 스프링백 는 코인을 통해 완전히 취소해야 합니다.

필요한 힘을 계산하는 방정식은 다음과 같습니다:

• KN/m = 미터당 필요한 힘
• Z = 조글(mm)
• 굽힘 수 = Z의 경우 2로 가정합니다.

조글 도구는 일반적으로 조글과 필요한 각도에 따라 선택한 조글 도구가 그럽 나사로 고정되는 인서트 홀더로 구성됩니다.

이러한 시스템은 최대 2mm의 얇은 판금만 구부릴 수 있지만 최대 두께는 인서트 유형에 따라 다르며 2mm 미만일 수도 있으므로 구매하기 전에 제조업체에 기술 자문을 구하는 것이 중요합니다.

자주 묻는 질문

다음은 자주 묻는 질문에 대한 답변입니다:

인장 강도는 필요한 굽힘력에 어떤 영향을 미치나요?

인장 강도는 판금에 필요한 굽힘력을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 인장 강도는 재료가 부러지기 전에 늘어나는 동안 견딜 수 있는 최대 응력입니다. 판금이 구부러지면 인장 응력과 압축 응력이 모두 발생합니다. 굽힘의 바깥쪽 표면은 인장 응력을 받고 안쪽 표면은 압축 응력을 받습니다.

인장 강도가 높을수록 재료가 고장 없이 더 큰 응력을 견딜 수 있기 때문에 필요한 굽힘 힘은 재료의 인장 강도에 직접적인 영향을 받습니다. 즉, 인장 강도가 높은 소재의 경우 인장 강도가 낮은 소재에 비해 같은 정도의 굽힘을 달성하기 위해 더 큰 힘이 필요합니다.

굽힘력을 계산하기 위해 인장 강도와 관련된 굽힘 응력을 고려합니다. 굽힘 응력 공식

에는 굽힘 모멘트(M), 중립축에서 가장 바깥쪽 섬유까지의 거리(c), 단면의 관성 모멘트(I)가 포함됩니다. 굽힘 모멘트는 가해지는 힘과 레버 암의 길이에 영향을 받습니다. 굽힘 응력이 소재의 인장 강도를 초과하지 않도록 하는 것이 굽힘 중 고장을 방지하는 데 중요합니다.

요약하면, 인장 강도가 높을수록 판금을 고장 없이 구부리려면 더 높은 굽힘력이 필요하므로 굽힘력 계산 시 재료 특성을 고려하는 것이 중요하다는 점을 강조합니다.

굽힘력 계산에 영향을 미치는 주요 요소는 무엇인가요?

판금의 굽힘력을 계산할 때는 정확하고 신뢰할 수 있는 결과를 얻기 위해 몇 가지 주요 요소를 고려해야 합니다. 굽힘력 계산에 영향을 미치는 주요 요소는 다음과 같습니다:

재료의 특성, 특히 인장 강도와 항복 강도는 중요한 역할을 합니다. 인장 강도는 재료가 파손되기 전까지 견딜 수 있는 최대 응력을 말하며, 재료마다 강도가 다릅니다. 예를 들어 알루미늄의 인장 강도는 200-300 N/mm², 연강(Q235)은 370-500 N/mm², 스테인리스 스틸은 약 650-700 N/mm²입니다. 항복 강도는 재료가 소성 변형이 시작되는 응력을 결정하며, 항복 강도가 높을수록 더 많은 굽힘력이 필요합니다.

재료 두께는 굽힘력에 큰 영향을 미치는데, 재료가 두꺼울수록 변형에 더 잘 견디기 때문에 더 큰 힘이 필요하기 때문입니다. 일반적으로 계산 공식에는 재료 두께가 주요 변수로 포함됩니다.

굽힘 반경과 각도도 중요합니다. 내부 굽힘 반경 또는 굽힘의 반경은 필요한 힘에 영향을 미치며, 반경이 작을수록 응력 집중이 증가하여 더 많은 힘이 필요합니다. 굽힘 각도는 필요한 힘에 영향을 미치며 대부분의 계산은 90도 굽힘을 기준으로 하지만 다른 각도에 대한 조정이 필요합니다.

툴링 및 다이 구성, 특히 하부 다이 비 개구부는 굽힘력에 영향을 미칩니다. 벤딩 머신의 하부 다이 채널 폭은 소재 두께와 관련이 있으며 정밀 절곡을 위해서는 더 얇은 소재의 경우 더 좁은 V 오프닝이 필요할 수 있습니다.

K 계수와 중립축의 위치도 굽힘 과정에 영향을 미칩니다. K-계수는 굽힘 허용 및 공제 계산과 더 직접적인 관련이 있지만, 재료가 압축되거나 늘어나지 않는 위치를 결정하여 전반적인 굽힘 동작과 필요한 힘에 영향을 미칩니다.

마지막으로 굽힘력 계산에는 일반적으로 재료의 인장 강도, 두께 및 굽힘 길이를 통합하는 공식이 포함됩니다. 예를 들어 저탄소 강철에 대한 단순화된 공식은 다음과 같습니다:

여기서 ( t )는 두께(mm), ( l )은 길이(미터)이며, 결과는 톤 단위로 표시됩니다.

이러한 요소를 고려하면 판금 절곡 작업에 필요한 절곡력을 정확하게 계산하여 프레스 브레이크 기계가 재료 고장이나 과도한 변형 없이 원하는 절곡을 달성할 수 있도록 올바르게 설정할 수 있습니다.

프레스 브레이크 기계에 적합한 설정을 어떻게 결정하나요?

프레스 브레이크 기계의 적절한 설정을 결정하려면 판금을 정밀하고 효율적으로 절곡하기 위해 몇 가지 주요 요소를 고려해야 합니다. 먼저, 필요한 굽힘력에 큰 영향을 미치는 재료 유형과 두께를 파악합니다. 스테인리스 스틸과 알루미늄 등 금속마다 강도와 탄성이 다르기 때문에 굽힘에 필요한 힘에 영향을 미칩니다.

다음으로 공식 ( P=650S²L/V )를 사용하여 필요한 톤수를 계산합니다. 여기서 ( P )는 굽힘력, ( S )는 금속판의 두께, ( V )는 하단 다이의 개구부입니다. 굽힘 각도가 날카로울수록 더 많은 톤수가 필요하므로 굽힘 길이와 굽힘 각도를 고려하십시오. 휨과 부정확성을 방지하기 위해 적절한 재료 지지대와 정렬을 확인하십시오.

에어 벤딩, 하단 벤딩, 코이닝 등 벤딩 방식에 따라 필요한 톤수가 다르며, 에어 벤딩은 기본 톤수이고 코이닝은 에어 벤딩 톤수의 약 8배가 필요합니다. 과부하 및 잠재적 손상을 방지하기 위해 톤수가 프레스 브레이크의 중앙 톤수 제한을 초과하지 않는지 확인하세요.

재료 및 절곡 요건에 맞는 적절한 툴링을 선택하여 툴링이 올바르게 정렬되고 설치되었는지 확인합니다. 기계를 검사 및 청소하고, 백게이지를 조정하고, 램 위치와 각도를 보정하여 기계를 보정합니다. 계산된 톤수 및 절곡 매개변수에 따라 프레스 브레이크를 프로그래밍하고 스크랩 소재에 대한 테스트 실행을 수행하여 설정을 미세 조정하고 원하는 결과를 보장합니다.

이 단계를 따르면 프레스 브레이크 기계에 적합한 설정을 정확하게 결정하여 정확하고 효율적인 판금 절곡 작업을 수행할 수 있습니다.

결론

굽힘력을 계산하기 위해 제공되는 공식과 단계는 시트의 각도 굽힘뿐만 아니라 호 모양 굽힘(기술적으로는 굽힘 반경이 큰 각도 굽힘이라고 해야 함)에도 적합합니다.

호 모양을 형성하려면 고유한 금형 설계가 필요하다는 점을 명심해야 합니다.

변형 영역을 예측할 때는 공정 중에 설정된 공정 파라미터를 기반으로 계산해야 하며, 이는 단일 공식을 통해 결정할 수 없습니다.

특정 철탑 공장에서 벽 두께 12mm, 직경 800mm, 길이 16m의 실린더를 28000kN 프레스를 사용하여 성공적으로 구부리는 데 성공했습니다. 브레이크 머신 그리고 원형 몰드.

이 문서에서 설명한 방법을 사용하여 굽힘 힘을 결정하고 호 모양의 금형을 설계할 때 만족스러운 결과를 얻었습니다.

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