펀치

원형 펀치

펀치(punch)는 프레스 금형의 가장 중요한 부품 중 하나로 금속 판재를 직접 가공하는 역할을 맡는다. 프레스 금형의 부품은 크게 제품을 가공하는 펀치(Punch), 제품을 눌러서 지지하는 스트리퍼(Stripper), 제품의 가공을 받아주는 다이(Die) 등 세 가지로 나눌 수 있다.

개요

펀치는 소재를 가공하는 요소로 제품의 치수 정밀도에 직접적인 영향을 주고 금형의 구조, 형식 등에 따라 구조가 다르지만 전단하는 날 끝부와 정확한 위치에서 펀치 고정판과 직각으로 고정되도록 하는 스터드부 펀치의 전체 길이를 조정하는 중간부로 구성되어 있다. 펀치 날끝부 길이는 펀치의 단이 있는 펀치의 날끝부의 좌굴, 스트리퍼판의 운동량에 대한 여유, 재연삭 시 여유 등을 고려하여 선정한다. 펀치 고정판에 단이 없는 스터드부의 고정은 코킹, 접착제, 나사, 클램프, BALL ROCK, 핀 등을 이용하고 펀치 고정판의 두께는 금형 및 하중의 크기에 따라 다르지만 펀치 길이의 30-~40%, 펀치 생크 지름의 1.5배, 다이 두께의 60~80% 정도로 한다. 판 형태의 금속에 구멍을 뚫거나 형을 이용해 타발 등의 가공을 하는 것을 펀칭이라고 한다. 펀치 프레스는 펀칭을 하는 가공기로 폭넓게 이용되고 있다. 가공력은 몇십 톤급이며 주로 박판 가공에 사용된다. 펀치 프레스 중에서도 특히 터릿이라는 장치에 금형을 장착하여 판재를 뚫는 가공기를 터릿 펀치 프레스라고 한다.

펀치는 공구강으로 만든 막대기 모양이나 판 모양의 이송 또는 절단용 공구 혹은 금긋기 공구 가운데 공작물에 표점을 찍거나 드릴의 중심을 밀어 넣기 위한 점을 찍는 데 사용하는 공구이다.

구조

펀치 구조

펀치는 날끝부에 좌굴이 발생하지 않도록 강성을 크게 하기 위해서 1단보다는 2단 펀치를 사용하는 것이 유리하다.

날끝부

소재를 가공하는 부위.

중간부

날끝부와 스터드부의 중간에서 양쪽 부분을 연결하고 펀치의 전체 길이를 조정함.

스터드부

정확한 위치에서 펀치 고정판에 직각으로 고정됨.

펀치 강도 보강

직경의 보강

펀치의 강도를 보강하기 위해 날끝부의 유효 길이를 제외한 중간부의 직경을 증가시켜 보강한 것.

슬리브로 보강

직경이 작은 펀치를 슬리브에 의해 끼워 맞추어 강도를 보강한 것.

날끝부를 안내하여 보강

스트리퍼판에 열처리한 부시를 끼워 맞추어 가공 시 부시가 펀치를 안내하도록 한 것으로 스트리퍼판이 펀치의 안내를 겸용하면 펀치의 길이를 41% 정도 늘릴 수 있음.

장착 방법

종류	장착 방법	비고
플랜지 고정(a)	샹크부에서 위치와 수직을 유지하고 헤드부에서 이탈하지 않도록 방지한다.	원형 펀치의 표준 타입. 이탈 방지의 신뢰성이 있다.
플랜지(결원으로 위치 결정)(b)	샹크부에서 위치와 수직을 유지하고 헤드부에서 이탈하지 않도록 방지한다.	WEDM으로 가공한 홀에 결원 샹크부를 삽입하여 위치를 결정한다.
맞춤핀으로 위치 결정(c)	맞춤핀으로 위치 정밀도를 결정하여 헤드부에서 고정한다.	맞춤핀 홀을 NC 가공하므로 쉽게 위치를 잡을 수 있다. 자동차용 금형에 많이 이용된다.
어저스트 핀으로 고정(d)	샹크부에서 위치와 수직을 유지하여 헤드부를 나사로 체결한다.	펀치를 쉽게 교환할 수 있다.
나사 고정(탭)(e)	펀치 플레이트에서 위치와 수직을 맞추고 나사로 이탈하지 않도록 방지한다.	정밀도, 이탈 방지에 신뢰성이 있다. 가는 펀치, 두꺼운 판 타발에는 적합하지 않다.
키 고정(f)	펀치의 홈부를 키로 고정한다.	펀치를 쉽게 장착·교환할 수 있다. 스트리퍼 플레이트 기준의 정밀한 금형에 많이 이용된다.
홀더 고정(g)	펀치의 헤드부를 홀더에서 나사로 고정한다.	펀치를 쉽게 교환할 수 있다. 펀치 플레이트와 스트리퍼의 틈새가 작은 경우에 이용한다.
볼 로크(h)	전용 리테이너 안의 강구가 펀치의 홈을 막아 고정한다.	강구를 핀으로 밀어 올리면 원터치로 탈부착할 수 있다. 자동차용 금형에 많이 이용된다.
테이퍼로 탈락 방지(i)	테이퍼부로 이탈하지 않도록 방지한다.	헤드부를 헤더로 제조하기 때문에 저렴하다. 소경 펀치에 이용한다.
테이퍼+링(j)	전용 링으로 테이퍼부를 지지한다.	전용 링을 세트하면 두꺼운 판 타발용 펀치의 플랜지부와 호환된다.

지지 방법

펀치 플레이트 기준

가장 일반적인 방법으로 펀치를 펀치 플레이트에 압입하기 때문에 금형을 간단히 제작할 수 있다. 펀치의 동축도나 펀치 플레이트의 홀 가공 정밀도가 낮으면 펀치, 다이의 클리어런스에 편차가 발생하므로 클리어런스가 작은 것에는 적합하지 않다.

스트리퍼 플레이트 기준

주로 얇은 판의 고정밀도 금형에 이용되는 방법이다. 펀치·다이에 가까운 스트리퍼 플레이트에서 펀치 칼날 끝을 가이드하기 위해 정밀도 오차를 최소화할 수 있다. 펀치 플레이트에는 헐거운 끼워맞춤(Running fit)으로 지지된다.

기타 의미

펀치(Punch)는 명사로도 동사로도 쓰이며 여러 관용어구에서 고유한 뜻으로 쓰인다. 맨손으로 사람을 제압할 수 있는 가장 기본적인 공격 수단으로 펀치만을 가하는 스포츠로는 대표적으로 복싱이 있다.

참고자료

• 〈펀치〉, 《나무위키》
• 〈펀치 및 스트리퍼판 설계〉, 《케이스 제작》
• 〈기계 프레스/액압 프레스/펀치 프레스〉, KOREA KEYENCE
• 〈펀치〉, 《네이버 지식백과》
• 〈펀치＆다이의 장착 방법〉, MISUMI

같이 보기

• 가공
• 금형
• 부품
• 금속
• 판재
• 자동차

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