안정적이고 비용 효율적으로 제조할 수 있는 금속 스탬핑 부품을 설계하는 것은 CAD에서 "올바르게 보이는" 부품을 설계하는 것과는 다릅니다. SolidWorks에서 완벽하게 모델링한 브래킷은 인쇄 현장에서 스크랩을 생성하는 악몽이 될 수 있습니다. 단순히 설계자가 최소 굽힘 반경 규칙을 간과했거나 구멍을 가장자리에 너무 가깝게 배치했기 때문입니다.
이것이 바로 제조 가능성을 위한 설계(DFM)가 등장하는 곳입니다. 스탬프 부품 설계의 경우 DFM은 툴링 물리학, 재료 거동 및 수십 년간의 작업 현장 경험에서 도출된 일련의 검증된 규칙을 적용하여 과도한 도구 마모, 분할 가장자리 또는 치수 변동 없이 부품을 생산 볼륨에서 일관되게 스탬프할 수 있도록 보장하는 것을 의미합니다.
이 가이드에서는 금속 스탬핑 부품 설계의 5가지 기본 규칙, 키가 큰 형상에 대한 딥 드로우 스탬핑 설계 지침, 재료 등급에 따라 설계 선택이 결정되는 방식, 가장 일반적인 스탬핑 설계 실수 7가지, 실용적인 공차 참조 및 3D 모델에서 첫 번째 제품 검사까지의 전체 작업 흐름을 배우게 됩니다.
금속 스탬핑 부품 설계의 기본 규칙
최소 굽힘 반경
판금을 구부릴 때 외부 표면은 늘어나고 내부 표면은 압축됩니다. 재료 두께에 비해 굽힘 반경이 너무 빡빡하면 외부 섬유가 찢어집니다.
| 재질 | 권장 최소 내부 굽힘 반경 |
|---|---|
| 연강(CRS, HRPO) | 1.0 × 재료 두께(1T) |
| 스테인리스강(304, 316) | 1.5T – 2.0T |
| 알루미늄(5052, 6061) | 1.0T – 1.5T |
| 구리/황동 | 0.5T – 1.0T |
| 스프링강 / 경화처리 | 3.0T – 4.0T |
결 방향을 가로질러 굽힐 때는 결 방향으로 굽힐 때보다 더 큰 반경이 필요합니다. 중요한 굽힘의 경우 도면에서 결 방향을 지정하고 굽힘이 가로인 경우 최소 반경에 50%를 추가합니다.
구멍-가장자리 거리
부품 가장자리에 너무 가깝게 구멍을 뚫으면 가장자리가 바깥쪽으로 튀어나오거나 찢어집니다.
- 직경이 6mm 미만인 구멍의 경우: 잘린 가장자리에서 ≥ 1.5T
- 6~12mm 구멍의 경우: 가장자리에서 ≥ 2.0T
- 12mm를 초과하는 구멍의 경우: 가장자리에서 ≥ 2.5T
굽힘 접선에서 구멍을 최소 2.5T + 굽힘 반경으로 유지하십시오.
슬롯 너비 및 형상 간격
- 슬롯 너비는 ≥ 1.0T여야 합니다.
- 슬롯 길이는 단일 스테이션 펀치에 대한 슬롯 너비의 5배를 초과해서는 안 됩니다.
- 평행 슬롯은 ≥ 2.0T의 재료로 분리되어야 합니다.
- 슬롯의 날카로운 내부 모서리를 피하십시오. 최소 0.5mm 반경을 사용하십시오.
모서리 반경 켜기 블랭킹 프로파일
- 외부 모서리: 최소 0.5T 반경
- 내부 모서리: 최소 1.0T 반경, 이상적으로는 1.5T
- 굽힘 교차점의 릴리프 노치: 최소 1.0T 반경
딥 드로우 스탬핑 설계 지침
딥 드로우 스탬핑은 평면 블랭크를 다이 캐비티에 방사형으로 그려 깊이가 초과되는 컵을 형성하는 프로세스입니다. 직경.
연신율
가장 중요한 단일 숫자: 연신율(β) = 블랭크 직경/펀치 직경
- 단일 연신: 대부분의 재료에 대해 β ≤ 2.0
- 스테인레스강: 단일 연신에서 β ≤ 1.8
- 알루미늄: 단일 연신에서 β ≤ 1.7
- β > 2.0인 경우 다중 연신 중간 어닐링이 필요한 단계
제한 연신비(LDR)
| 재질 | 일반적인 LDR |
|---|---|
| DDQ 강철 | 2.2 – 2.3 |
| 304 스테인레스(어닐링됨) | 2.0 – 2.1 |
| 5052 알루미늄(O-템퍼) | 1.8 – 1.9 |
| 구리(어닐링됨) | 2.1 – 2.2 |
| 황동(70/30) | 2.0 – 2.1 |
재료 선택 및 두께 고려사항
| 재질 | 일반 두께(mm) | 주요 설계 고려사항 |
|---|---|---|
| 냉간압연강판 | 0.4 – 3.2 | 우수한 성형성; 단단한 굽힘 반경 가능 |
| 스테인리스강 304/316 | 0.3 – 3.0 | 높은 스프링백(최대 3× CRS); 오버벤딩 필요 |
| 스테인레스 스틸 430 | 0.3 – 2.5 | 자성, 304보다 적은 스프링백 |
| 알루미늄 5052-H32 | 0.5 – 3.0 | 우수한 성형성, 중간 정도의 스프링백 |
| 알루미늄 6061-T6 | 0.5 – 3.0 | T6에서 불량한 성형성; O-temper + 성형후열처리 고려 |
| 구리 C11000 | 0.3 – 2.0 | 성형성이 우수함. 딥 드로잉에 적합 |
부품에 반경이 좁은 굴곡이 있는 경우 결 방향이 도면에 항상 표시되어야 합니다.
일반적인 스탬핑 설계 실수
실수 1: 구멍이 굽힘 선에 너무 가깝습니다. — ≥ 2.5T + 굽힘 반경 여유 공간을 유지합니다. 불가피한 경우 포스트폼 피어싱을 지정하십시오.
실수 2: 날카로운 내부 모서리 — 모든 내부 모서리에 최소 0.5T 반경을 추가합니다.
실수 3: 비현실적인 평탄도 공차 — 스탬프된 평탄도는 두께가 2mm 미만인 부품에 대해 가장 긴 치수의 0.5%입니다.
실수 4: 스프링백 무시 — 연강의 경우 스프링백을 1~3°, 스테인리스의 경우 최대 8° 구부립니다. 오버벤드 각도를 지정합니다.
실수 5: 비기능적 형상에 대한 공차 초과 — 일반 공차에는 ISO 2768-m을 사용하고 데이텀 표면에는 엄격한 공차를 예약합니다.
실수 6: 잘못된 재료 온도 — 6061-T6이 90° 굽힘에서 균열이 발생합니다. O 또는 T4 템퍼 + 성형 후 열처리를 사용하거나 5052-H32로 전환하십시오.
실수 7: 스트립 레이아웃 무시 — 형상을 조기에 공유하십시오. 좋은 네스팅은 재료 활용도를 75% 이상으로 끌어올립니다.
공차 표준 참조
| 기능 유형 | 전형적인 | 정밀 툴링 포함 |
|---|---|---|
| 피어싱 구멍 직경 | ±0.05mm | ±0.025mm |
| 구멍 위치(중심 간) | ±0.10mm | ±0.05mm |
| 굽힘 각도 | ±1.0° | ±0.5° |
| 구부러진 형상 위치 | ±0.20mm | ±0.10mm |
| 숨겨진 외부 프로파일 | ±0.10mm | ±0.05mm |
| 그려진 쉘 직경 | ±0.15 mm | ±0.08mm |
설계부터 생산까지의 워크플로우
- 설계 검토 및 DFM: 3D 모델 제출, 권장사항이 포함된 DFM 보고서 수신
- 스트립 레이아웃 및 툴링 설계: 툴링 설계에 2~4주 소요
- 도구 제작 및 시험: 부품이 사양을 충족할 때까지 2~5회 반복
- 초도품 검사(FAI): AS9102 또는 PPAP에 따른 전체 차원 레이아웃
- 생산 램프업(Production Ramp-Up) 및 SPC: 정기적인 통계적 공정 관리
자주 묻는 질문
스테인레스 스틸 스탬핑의 최소 굽힘 반경은 얼마입니까?
304 및 316과 같은 오스테나이트계 스테인리스강의 경우, 결을 따라 구부릴 때 권장되는 최소 내부 굽힘 반경은 재료 두께의 1.5~2.0배입니다. 결을 가로질러 구부릴 때는 2.0T~2.5T로 늘립니다. 301 풀하드와 같은 고강도 등급의 경우 3T~4T를 사용합니다.
스탬핑된 부품의 가장자리에 구멍이 얼마나 가까울 수 있습니까?
구멍 중심에서 가장 가까운 다듬질 가장자리까지의 거리는 6mm 미만 구멍의 경우 최소 1.5T, 6~12mm 구멍의 경우 2.0T, 12mm 이상의 구멍의 경우 2.5T 이상이어야 합니다. 굽힘선 근처에서는 2.5T에 굽힘 반경을 더한 최소 거리를 사용합니다.
스탬핑과 딥 드로잉의 차이점은 무엇입니까?
스탬핑은 블랭킹, 피어싱, 벤딩, 코이닝, 얕은 성형 등 모든 판금 성형 작업을 포괄하는 광범위한 용어입니다. 딥 드로잉은 깊이가 직경을 초과하는 컵, 캔 또는 쉘을 생산하기 위해 평평한 블랭크를 다이에 방사형으로 그리는 특정 하위 집합입니다.
굽힘이 필요한 스탬핑 부품에 가장 적합한 알루미늄 합금은 무엇입니까?
5052-H32는 상당한 성형이 필요한 스탬핑 부품에 선호되는 알루미늄 합금입니다. 균열 없이 1.0T ~ 1.5T 반경의 90° 굽힘을 처리합니다. 단단한 굽힘에는 6061-T6을 피하십시오. 성형 후 노화와 함께 O 또는 T4 템퍼를 사용하거나 5052-H32로 전환하십시오.
프로그레시브 다이 툴링 비용은 얼마입니까?
간단한 강철 브래킷(4-6개 스테이션)의 경우 $5,000-$15,000. 8~12개의 스테이션과 카바이드 인서트가 포함된 대형 부품: $20,000-$50,000+. 스테인리스용 다단계 딥 드로우 다이: $80,000+. 이는 대략적인 수치입니다. 정확한 견적을 받으려면 3D 모델을 제출하세요.
스탬핑 도면에 재료 결 방향을 지정해야 합니까?
예. 굽힘 반경이 강철의 경우 2T 미만, 스테인리스의 경우 3T 미만인 모든 부품에 적용됩니다. 결을 사용하여 구부리면 반경은 더 작아지지만 스프링백은 더 커집니다. 결 전체에 걸쳐 더 큰 반경이 필요하지만 더 일관된 각도를 생성합니다.
스탬핑 부품을 성형한 후 용접할 수 있나요?
네. 대부분의 스탬핑 강철 및 알루미늄 부품은 저항 점 용접, MIG, TIG 또는 레이저 용접을 통해 용접할 수 있습니다. 전극 접근을 위해 용접 영역 주변에 최소 8mm의 여유 공간이 있는 평평하고 접근 가능한 플랜지를 제공하십시오.
무료 DFM 평가를 위해 도면을 보내십시오.
당사의 엔지니어링 팀은 스탬프가 찍힌 부품 설계를 매일 검토합니다. STEP 파일과 2D 도면을 보내면 48시간 이내에 자세한 DFM 보고서, 제안된 설계 수정 사항, 예비 툴링 견적 및 재료 권장 사항을 받을 수 있습니다.
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