펀칭

펀칭(Punching)은 프레스로 통조림통, 약품 용기의 뚜껑, 밑바닥 등 여러 가지 형상을 펀치를 이용하여 따내는 것 또는 단조 작업에서 강괴 또는 강편(鋼片)에 펀치로 쳐서 구멍을 뚫는 것을 말한다.

개요

펀칭은 강재 등에 구멍을 뚫는 방법의 하나이며 구멍 주위에 버 등의 결함이 생기기 쉽고 정밀도도 좋지 않기 때문에 두꺼운 판의 구멍 뚫기에는 이용되지 않는다. 펀칭은 천공작업을 말한다. 강판이나 박판을 성형 가공할 때는 필요에 따라 원하는 형상이나 치수의 구멍이나 창을 능률적으로 정확하게 뚫기 위해서는 펀칭법이 가장 적합하다. 설비는 소정의 형상과 치수로 성형한 형대(다이)를 사용해 그 암수 다이 중간에 박판 등을 놓고 한쪽에서 압력이나 타격을 가해서 눌러 뽑는다. 경우에 따라서는 전단과 펀칭, 프레스와 펀칭을 겸해서 사용할 때도 있다. 천공의 정도(精度)는 펀치와 공형의 간격, 소재의 두께, 경도 등에 따라 달라서 그 과정을 고려하여 처음에는 소재의 용탕을 외측으로 밀어 넓히고 펀치가 어느 정도 진행하면 마지막에 전단, 절단한다. 단조 작업에서는 링크상의 것을 만들 때 차공정의 구멍 넓히기 작업이 용이하도록 또 소재의 중심부를 빼낼 것을 고려해서 중심 구멍의 크기가 정해진다.

편칭 작업에 사용되는 펀칭기 또는 펀치 프레스는 많은 산업 분야에서 매우 인기가 있다. 전통적인 가공 기계와 비교할 때 펀치 프레스는 재료를 절약하고 생산 효율이 높은 특성을 가지고 있다. 동시에 펀치 프레스는 높은 사용자 조작이 필요하지 않으므로 전자 및 통신에 널리 사용할 수 있다. 컴퓨터, 가전제품, 가구, 운송(자동차, 오토바이, 자전거) 하드웨어 부품 및 기타 스탬핑 및 성형 또한 우리 주변의 일반적인 스위치 소켓, 컵, 찬장, 접시 등도 펀치 프레스가 있는 금형을 통해 생산할 수 있다.

펀칭기 종류

펀칭기

슬라이더의 구동력에 따른 분류

펀치 프레스는 기계식과 유압식의 두 가지 유형으로 나눌 수 있다. 일반적인 판금 스탬핑 가공에서는 대부분 기계식 펀칭기를 사용한다. 현재 대부분의 유압 프레스가 사용되며 유압 프레스는 주로 대형 기계 또는 특수 기계에 사용된다.

슬라이더의 움직임에 따른 분류

슬라이더의 움직임에 따라 단동, 복동, 삼동 펀칭기가 있다. 현재 단일 액션 펀칭기는 가공 산업에서 가장 일반적으로 사용된다. 더블 액션과 쓰리 액션은 주로 자동차 차체 및 대형 가공 부품의 확장 가공에 사용되며 상대적으로 작은 가공 용도이다.

슬라이더 구동 메커니즘에 따른 분류

크랭크축 유형

크랭크축 기구를 이용한 펀칭기를 크랭크축 펀칭기라고 하며 현재 대부분의 기계식 펀칭기는 이러한 기구이다. 크랭크샤프트 메커니즘은 쉬운 생산이 가능하고 스트로크의 하단 위치를 정확하게 결정할 수 있는 능력, 슬라이더 이동 곡선이 일반적으로 다양한 가공에 적합하다는 등 많은 장점이 있다. 따라서 이러한 유형의 스탬핑은 펀칭, 벤딩, 스트레칭, 열간 단조, 온간 단조 및 냉간 단조와 같은 거의 모든 펀칭 공정에 적합하다.

크랭크 샤프트가 없는 유형

크랭크샤프트가 없는 펀칭기는 편심 기어 펀칭기라고도 한다. 편심 기어 펀칭 기계와 비교하여 편심 기어 펀칭 기계 구조는 샤프트 강성, 윤활, 외관 및 유지 보수 측면에서 크랭크샤프트 구조보다 우수하다. 단점은 가격이 더 높다는 것이다. 스트로크가 길면 편심 기어 펀칭기가 더 유리하다. 스트로크가 짧을 때 크랭크축 펀칭기가 더 유리하다. 따라서 소형 기계 및 고속 프레스도 크랭크샤프트 파워 프레스의 분야이다.

토글 유형

슬라이더 드라이브의 토글 메커니즘을 사용하는 펀칭기를 토글 펀칭기라고 한다. 이 유형의 파워 프레스는 하사점 근처에서 슬라이더 속도가 크랭크샤프트 펀칭 머신에 비해 매우 느려 스트로크에서 하사점 위치를 올바르게 결정한다. 따라서 이러한 유형의 펀치는 스탬핑, 가공 및 마무리와 같은 압축 가공에 적합하며 현재 냉간 단조가 가장 많이 사용된다.

마찰 유형

트랙 드라이브에 마찰 전달과 나사 메커니즘을 사용하는 펀칭기를 마찰 펀칭기라고 한다. 이러한 형태의 펀칭기는 단조에 가장 적합하며 굽힘, 성형, 연신 등의 가공 공정에도 사용할 수 있다. 다양한 기능을 가지고 있으며 저렴한 가격 때문에 전쟁 이전에 널리 사용되었다. 스트로크의 하단 위치를 결정할 수 없기 때문에 가공 정확도가 낮고 생산 속도가 느리고 제어 작업이 잘못되었을 때 과부하가 걸리며 숙련된 기술을 사용해야 하므로 점차 제거되고 있다.

나선형 유형

슬라이더 구동 기구에 나사 기구를 사용하는 펀칭기를 나사 펀칭기라고 한다.

랙 유형

슬라이더 구동 메커니즘에 랙 및 피니언 메커니즘을 사용하는 펀칭기를 랙 펀칭기라고 한다. 나선형 펀칭기와 랙 펀칭기는 거의 동일한 특성을 가지며 그 특성은 유압 펀치와 거의 동일하다. 부싱, 부스러기 및 기타 항목에 압착, 오일 추출, 번들링 및 탄피, 탄피 배출(핫 룸 압착 가공)과 같은 기타 항목에 압착하는데 사용되었지만 지금은 매우 특별한 경우를 제외하고는 유압 프레스로 대체되었으며 특별한 상황 이외에 더 이상 사용되지 않는다.

커넥팅로드 타입

슬라이더 구동 메커니즘에 다양한 연결 메커니즘을 사용하는 펀칭기를 연결 펀칭기라고 한다. 커넥팅 로드 펀칭기를 사용하여 딥 드로잉 시 드로잉 속도를 한계 내로 유지하면서 가공 주기를 단축하고 생산 효율을 향상시킨다. 이러한 형태의 파워 프레스는 일반적으로 베드면이 좁은 원통형 용기의 딥 드로잉에 사용되지만 최근에는 베드면이 넓은 자동차 차체 패널 가공에 사용된다.

캠 유형

슬라이더 구동 기구에 캠 기구를 사용하는 펀칭기를 캠 펀칭기라고 한다. 이 유형의 펀치의 특징은 적절한 캠 모양을 만드는 것이지만 캠 메커니즘의 특성상 큰 힘을 전달하기 어렵 기 때문에 이러한 유형의 펀치의 용량은 매우 작다.

펀칭기 작동 원리

펀치 프레스의 설계 원리는 원형 운동을 직선 운동으로 변환하는 것이다. 메인 모터는 플라이휠을 구동하기 위한 동력을 생성하고 클러치는 기어, 크랭크샤프트(또는 편심 기어), 커넥팅 로드 등을 구동하여 슬라이더의 직선 운동을 달성한다. 펀치는 필요한 모양과 정밀도를 얻기 위해 재료를 변형시키기 위해 재료를 누른다. 따라서 한 세트의 금형(상형과 하형)과 일치시켜야 하며 그 사이에 재료를 넣고 기계가 압력을 가하여 변형시켜 설계된 공작물로 가공한다.

펀칭기 특징

높은 강성

동체는 고정밀 프레임을 강판으로 용접하고 열처리하여 동체의 내부 응력을 제거하여 장비의 변형 없이 장기간 안정적인 작동을 보장한다.

안정적인 고정밀

크랭크샤프트, 기어, 변속기 샤프트 등 장비의 주요 부품은 경화 및 열처리되어 연삭 후 내마모성이 높다. 장기 성능은 안정적이며 고정밀 및 안정성에 대한 요구 사항이 보장된다.

안정적이고 안전한 작동 성능

펀칭기가 조작이 간편하고 위치결정이 정확한 이유는 기존의 것과 다른 브레이크를 사용하기 때문이다. 클러치, 브레이크 조합 장치는 높은 감도를 가지고 있으며 이중 솔레노이드 제어 밸브 및 국제 고급 장비에서 일반적으로 사용되는 과부하 보호 장치와 결합하여 펀치 슬라이드의 고속 이동 및 정지의 정확성과 안전성을 보장한다.

생산 자동화, 노동 절약 및 고효율

펀칭 기계에는 공급 오류 감지 기능이 있는 해당 자동 공급 장치와 저비용 고효율로 자동 생산을 완전히 실현할 수 있는 사전 절단 장치가 장착될 수 있다.

슬라이더 조정 구조

슬라이더 조정은 수동 조정과 전기 조정으로 나눈다. 이 구조는 편리하고 안전하며 빠르며 정확도는 0.1mm에 이른다.

참신한 디자인과 환경 보호

현재 펀치 프레스는 첨단 기술과 디자인 개념을 채택하고 저소음, 저에너지 소비 및 무공해의 장점을 가지고 있다.

참고자료

• 〈펀칭〉, 《네이버 지식백과》
• 〈펀칭(punching)〉, 《네이버 지식백과》
• 〈펀칭(가공)(Punching) 〉, 《위키독》
• 웬디, 〈펀칭 머신에 대해 알아야 할 5가지 중요한 사실〉, 《HARSLE 펀칭 사업부》

같이 보기

• 가공
• 펀치
• 단조
• 절단
• 컴퓨터
• 자동차
• 하드웨어
• 금형
• 자동차
• 차체
• 부품
• 벤딩

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