냉간 굽힘 성형 공정의 문제점

냉간 성형 공정은 "예술"로 알려져 있으며, 그 제품은 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 현재 일부 업계 전문가들은 이에 대한 심층적인 이론적 연구를 수행했으며, 일부 연구자들은 성형 공정에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하여 일정한 결과를 얻었습니다. 그러나 냉간 굽힘 성형 공정은 매우 복잡한 공정으로, 설계 및 생산 과정에서 여전히 해결해야 할 많은 문제가 있으며, 이러한 문제는 디버깅 및 생산 과정에서 흔히 발견됩니다.

광폭 단면 시트 성형을 예로 들어 보겠습니다. 설계가 합리적이지 않으면 디버깅 과정에서 에지 웨이브, 백 웨이브, 세로 굽힘, 모서리 접힘, 균열, 뒤틀림과 같은 변형 결함이 발생합니다. 문제 발생 후 가공 롤을 재설계하는 것은 필연적으로 막대한 인적 자원 낭비를 초래합니다. 이러한 결함의 메커니즘을 이해하고 설계 과정에서 이러한 결함을 방지하거나, 결함 발생 후 롤의 초기 합리적인 개선을 기반으로 결함을 줄이거나 제거한다면 롤 설계의 목표를 달성할 수 있습니다.

냉간 굽힘 성형의 실제 작업에서 발생하는 문제의 원인과 몇 가지 간단한 분석은 다음과 같습니다.

1. 백파의 발생은 주로 판의 굽힘 과정에서 발생하는 횡방향 인장응력과 횡방향 변형률에 기인하며, 판의 두께 방향의 변형률은 비교적 작기 때문에 재료의 변형에 대한 포아송 관계에 따르면 변형이 집중되는 부분에서는 종방향 변형에 따라 수축이 불가피합니다. 본 실험에서는 이러한 현상은 주로 4가지 변형 각도에서 발생하므로 종방향으로 수축된 부분은 중앙판에 압축력을 가하고, 힘의 작용으로 일부 영역에서 불안정성이 발생하고 백 모양의 팽창이 발생하는데, 이를 백형파라고 합니다. 백파는 주로 탄성 변형입니다.

2. 에지파(이하 에지파라 함)는 포켓파보다 더 흔한 결함의 일종으로, 주로 두 가지 합성 효과를 발생시킨다.첫째, 포켓파 앞부분과 같은 파동으로, 그 메커니즘은 횡방향 인장응력, 횡방향 인장변형률에 의해 재료의 단면이 굽혀진 부분이 발생하고, 두께 방향의 변형률이 크지 않아 포아송 관계에 따라 세로방향 수축이 나타나고, 압축응력에 의해 모서리에서 에지파가 발생한다.둘째, 모서리의 재료는 먼저 외력의 작용으로 늘어나고 전단된 후 다시 압축되고 전단되어 소성 변형을 발생시키고 에지파가 발생한다.이 두 가지 효과가 합쳐져 측면파를 형성한다.

3. 세로 굽힘에는 여러 가지 원인이 있는데, 가장 중요한 원인 중 하나는 측면을 굽힐 때 단면의 모서리가 인장력의 영향을 받아 전체 단면을 세로 방향으로 늘리려고 하지만 인장력이 전체 강성 단면을 늘리기에 충분하지 않아 롤링 작업물 앞쪽 끝이 위아래로 굽힘 현상이 나타나는 것입니다.

분석 및 솔루션:

1. 앞면과 뒷면 트랙은 중간 트랙보다 주머니 모양 파동에 더 큰 영향을 미치며, 특히 뒷면 트랙이 그렇습니다. 주머니 모양 파동은 성형 경로를 더 많이 적용하면 제거할 수 있습니다. 단면 가장자리의 폭은 주머니 모양 파동에 어느 정도 영향을 미칩니다. 설계에서는 관계식 F<250t²/(W-88t)를 참조할 수 있습니다. 얇은 판은 두꺼운 판보다 주머니 모양 파동이 발생하기 쉽습니다. 판재에 장력을 가하면 주머니 모양 파동의 속도를 늦출 수 있습니다.

2. 에지 웨이브는 모든 채널에서 발생할 수 있으며, 이전 채널은 에지 웨이브의 발생에 큰 영향을 미칩니다. 얇은 판은 두꺼운 판보다 에지 웨이브가 발생할 가능성이 높고, 넓은 판은 에지 웨이브가 발생할 가능성이 높습니다. 에지 웨이브를 줄이거나 없애려면 설계 초기 단계에서 단면 에지 폭을 너무 크게 설정하지 않아야 하며, 단면 에지 폭과 판 두께의 비율을 40에 가깝거나 그 미만으로 설정해야 합니다. 굽힘 각도는 경험식에 따라 지정할 수 있습니다. 압연 중 에지 웨이브가 발생하는 경우, 패스의 일부를 추가하여 완화하거나 제거할 수 있습니다.

3. 다음 트랙 번호는 종방향 굽힘에 큰 영향을 미칩니다. 동일한 단면과 롤러 구성에서 두꺼운 판은 얇은 판보다 종방향 굽힘이 발생하기 쉽습니다. 종방향 굽힘을 줄이거나 없애려면 설계 시 변형의 합리적인 분포에 주의를 기울여야 하며, 다음 몇 개의 라인의 변형이 너무 크지 않도록 해야 합니다. 종방향 굽힘은 사전 굽힘, 패스 수 증가, 교정기 사용, 브래킷 간격 변경, 롤러 사용, 롤러 간격 조정 등을 통해 줄이거나 없앨 수 있습니다.