드로잉 (제조)

드로잉

드로잉(drawing)은 금속판 또는 소성이 큰 재료를 다이속으로 끌고 들어가면서 이음매가 없는 컵, 그릇 모양의 용기를 주름이나 균열이 방생하지 않게 성형하는 가공법이다. 1장의 판으로 이음매가 없는 용기 모양의 제품을 만드는 가공이며 금속의 성질과 프레스가공의 특징을 최대한 활용한 뛰어난 가공법이다.

개요

드로잉은 블랭킹 가공한 판재를 가지고 원통형, 각통형, 반구형 등 밑이 있고 이음새가 없는 용기를 성형 가공하는 프레스 작업이다. 드로잉 가공 시 필요사항은 공정별 금형 설계가 완벽해야 하며 드로잉에 적합한 재료 선택과 드로잉 하중을 충분히 저지할 수 있는 프레스가 필요하다. 드로잉성이 좋은 재료는 연성이 좋고 인장 강도가 충분하여 드로잉 가공 시 균열이 생기지 않는 재료가 적합하며 적합 재료 두께로는 1㎜를 많이 사용한다. 드로잉 작업 때는 제품이 원주 방향으로 수축되면서 길이 방향으로는 늘어나는 현상이 생기므로 펀치나 다이 날부에 R을 주어 제품에 주름 발생 및 전단 현상을 막아야 한다. 펀치와 다이의 날 부에 R은 가공에 소요되는 힘과 제품에 큰 영향이 있으므로 판 두께와 블랭크 지름의 상대 관계를 고려하여 다이의 R값을 정한다. 펀치의 반지름도 절대값은 없으나 다이 반지름보다 약간 작은 것이 좋다. 펀치와 다이는 매끈하게 폴리싱하거나 랩핑 완성하며 펀치에는 공기구멍을 뚫어 제품이 잘 빠지게 한다.

드로잉은 가공 방법에 따라 프레스에 설치한 금형에 의한 형 드로잉법, 블랭크를 형(型)과 함께 회전시키면서 안내 봉이나 롤러로 형에 눌러대며 성형하는 스피닝법, 판금을 형틀 위에서 두드려 어떤 방향으로 펴서 다른 방향으로 주름지게 하여 형에 잘 융합되도록 변형하는 손가공에 의한 드로잉 등 방법이 있다.

종류

• 드로잉(Drawing) : 평판소재를 펀치가 다이속으로 유입 시키면서 펀치 모양의 용기를 성형하는 가공이며 깊이가 깊을 때 특히 디프 드로잉이라 한다.
• 재드로잉(Redrawing) : 1차 드로잉 된 용기의 직경을 감소시키면서 다시 한번 드로잉 하면서 제품 깊이를 증가시키는 가공법이다.
• 리스트라이킹(Restriking) : 전 공정에서 만들어진 제품의 형상이나 치수를 정확하게 하기 위해 변형된 부분을 밀어 교정하는 마무리 작업이다.
• 아이어닝(Ironing) : 제품의 측벽 두께를 얇게 하면서 제품의 높이를 높게 하는 훑기 가공을 말한다.

드로잉력

한계 드로잉력(Pmax)

드로잉 가공의 모든 공정에서 펀치와 다이 사이에 발생하는 가공력은 측벽부에 발생하는 인장강도 이하이어야만 성형이 가능하다.

블랭크 홀더의 압력(H)

드로잉 가공 시 용기에 발생하는 주름은 소재 판에 블랭크 홀더 압력을 가하여 억제시킬 수 있으나 블랭크 홀더 압력이 필요 이상으로 커지면 블랭크 홀더와 다이 면상에 발생하는 마찰력이 커져서 파단이 발생할 수 있다. 주름 억제에 필요한 최저 블랭크 홀더 압력은 드로잉비가 클수록, 소재 직경에 대한 판 두께가 얇을수록, 재료의 변형 저항이 클수록, 플랜지부의 윤활 조건이 좋을수록 커져야 한다. 다음은 단위면적당 최소 블랭크 홀더 압력을 구하는 공식이다.

일반적으로 블랭크 홀더의 압력은 드로잉력의 20~50% 정도를 가하면 된다. 따라서 용기에 주름이 발생하지 않는 범위 내에서 최소 블랭크 홀딩력(Hp)을 산출해야 한다.

참고자료

• 〈드로잉〉, 《네이버 지식백과》

같이 보기

• 금속
• 재료
• 제품
• 프레스

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