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전단기란 무엇인가요?

판금 절단기란 무엇일까요? 판금 절단기는 판금 산업에서 금속판을 다양한 모양과 크기로 절단하는 데 사용되는 특수 공구입니다. 판금 절단기는 자동차 및 항공우주 제조, 기계 생산, 가전제품 생산, 건설 등 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 판금 절단기에 대한 포괄적인 이해는 기계를 유지 관리하고 더욱 효율적으로 사용하여 판금을 절단하는 데 도움이 될 수 있습니다.

판금 절단이란 무엇인가요?

전단은 금형과 펀치를 사용하여 전단 응력을 가해 금속판, 봉, 시트를 절단하는 공정으로, 종이 스탬핑과 매우 유사합니다. 금형과 펀치는 원형이나 가위 모양의 직선형 등 다양한 형태를 가질 수 있습니다. 전단 기계에는 소형 디스크용 펀칭기, 세탁기 생산용 절단기 등이 있습니다. 일반적으로 절단 작업은 금속을 시트나 스트립 형태로 나누는 데 사용됩니다. 절단에 사용되는 날의 종류(직선형 또는 회전형 날)에 따라 시트, 판재 또는 스트립의 절단 방식이 결정됩니다.

아래 글에서는 다음 내용을 살펴보겠습니다. 판 깎는 기계 판금을 절단하기 위해.

전단기의 원리

기본 전단 프레임은 측면 프레임에 용접 또는 볼트로 고정된 작업대 구성 요소, 유압식 또는 기계식으로 구동되는 이동 게이트 구성 요소, 그리고 측면 프레임에 고정된 클램핑 게이트 구성 요소를 포함합니다.

전단기의 절단 과정은 간단합니다. 서로 일정한 각도를 이루는 두 개의 날을 사용하여 금속판을 더 작은 조각으로 자릅니다. 아래쪽 날은 고정된 작업대의 홈에 단단히 고정되고, 위쪽 날은 이동식 램에 장착됩니다.

압력 실린더는 판재를 눌러 전단 공정 중 움직임을 방지하는 데 사용됩니다. 보호 가드레일은 사고 발생을 예방하는 안전 장치입니다. 복귀 공정은 질소 가스를 이용하여 빠른 속도로 진행되며 충격이 최소화됩니다.

기계식 및 유압식 전단기의 절단 원리

기계식 전단 장치는 편심 장치에 의해 구동되며, 이 편심 장치는 플라이휠 클러치 조합에 의해 작동됩니다. 이러한 구동 시스템은 일반적으로 견고하고 빠르지만, 작업자의 제어력과 과부하 보호 기능은 떨어집니다.
유압 구동 시스템은 펌프에 연결된 모터, 유압 밸브와 하나 이상의 유압 실린더가 있는 매니폴드에 연결된 펌프를 포함합니다. 오일은 오일 실린더로 펌핑되어 서모스탯을 작동시킵니다.

판재 절단기의 종류

전단기 및 기타 관련 절단 기계는 금속판 제조의 첫 번째 단계, 즉 금속판을 특정 크기로 절단하는 데 사용됩니다. 이러한 기계는 금속판 및 기타 합금을 절단하는 데 사용되는 범용 도구입니다. 일부 전단기의 작동 원리는 일반 전단기와 유사하며, 각도 전단을 이용하여 금속을 스트립이나 판재로 절단합니다. 특정 대형 기계에서는 모서리가 각도 운동과 반대 방향으로 고정된 각도로 절단되는 직접 전단 방식이 사용됩니다.

전단기는 종류가 다양하며, 각각 특정 재료와 용도에 적합합니다. 다음은 전단기가 무엇인지 구체적으로 보여주기 위해 다양한 유형에 대한 종합적인 정보입니다.

스윙 빔 전단기

스윙 빔 전단기는 금속 가공 공정에 사용되는 정밀 절단 장비입니다. 기존의 수동식 또는 기계식 전단기와 달리 CNC 스윙 빔 전단기는 컴퓨터 디지털 제어를 통해 절단 작업을 자동화하고 정확도를 향상시키는 유압식 전단기입니다.

상부 블레이드가 회전하며 절삭 동작을 수행하는 방식을 "스윙 빔" 설계라고 합니다. 상부 블레이드는 피벗 베어링을 중심으로 호를 그리며 움직입니다. 일반적으로 상부 블레이드는 원뿔형이며, 호를 그리는 동안 하부 블레이드와의 간섭을 방지하기 위해 두 개의 날만 사용할 수 있습니다. 스윙 빔 전단기는 기존 전단기보다 크기와 무게가 작을 뿐만 아니라, 피벗 베어링의 편심 장치를 통해 블레이드 간극을 쉽게 조정할 수 있습니다. 이 설계의 여러 장점으로는 블레이드 정렬 개선 및 절삭 과정에서의 재료 변형 감소 등이 있습니다. 스윙 동작으로 인해 공작물에 가해지는 힘이 줄어들어 더욱 매끄러운 절삭이 가능합니다.

유압식 길로틴 전단기

유압식 길로틴 전단기라는 기계 공구를 사용하여 금속판을 직접 절단할 수 있습니다. 길로틴은 유압 동력을 이용하여 고정된 하단 날을 가위처럼 움직여 금속을 절단하는 전단기를 지칭하는 용어입니다. "길로틴"이라는 이름은 상단 날이 수직으로 내려오면서 재료를 정확하고 깔끔하게 절단하는 움직임을 나타냅니다. 길로틴 전단기는 4날 전단기를 사용할 수 있으며, 견고한 설계가 특징입니다.

기계식 크랭크 다운 전단

금속판은 기계식 크랭크 전단기라고 하는 기계 동력 구동 장치를 사용하여 원하는 모양이나 크기로 절단할 수 있습니다. "크랭크 아래"라는 표현은 장치 프레임 아래에 위치한 구동 메커니즘을 설명합니다. 수동 금속판 전단기는 칼날을 손으로 위아래로 움직여 판재를 절단하는 장치입니다. 이러한 유형의 전단기는 작동이 간편하고 작은 판재를 절단하는 데 적합하지만 절단 정밀도가 낮아 큰 판재에는 적합하지 않습니다. 기계식 전단기는 전기 모터, 플라이휠, 웜 샤프트 및 클러치로 구성된 동력 장치를 사용하여 작동됩니다. 유압식 전단기에 비해 절단 속도가 빠르고 분당 스트로크 수가 더 많습니다.

판재 절단기의 구성 요소

판금 절단기의 주요 구성 요소는 작업대, 상부 및 하부 절단 날, 클램핑 도구, 칸막이 및 전기 부품입니다.
날은 일반적으로 경도와 내마모성이 우수한 고강도 강철로 만들어지며, 기계의 주요 작동 부품입니다. 날은 위아래로 움직여 금속판을 절단할 수 있습니다. 고정 장치는 정밀한 절단을 위해 금속판을 제자리에 고정하는 데 사용됩니다.
배플은 전단기용 보호 장치입니다. 고강도 금속 재질로 제작되어 외부 충격으로부터 판금을 보호합니다. 배플은 일반적으로 기계의 절삭날 부근에 설치되어 작업자의 안전을 최대한 보장합니다.
전기 부품은 회로 기판, 모터 및 컨트롤러로 구성되어 전단기의 작동을 제어합니다. 이러한 부품들은 기계의 작동 상태를 모니터링하고 제어하여 안전한 작동을 보장합니다.

판재 절단기 날

전단기의 날은 주로 고속도강과 탄소강 등의 재질로 구성됩니다. 고속도강은 내마모성과 강성이 뛰어나 일반적으로 사용되는 날 재질입니다. 고속도강 날은 높은 강성 덕분에 전단기의 절단 효율을 크게 향상시킬 수 있으며, 정밀 가공을 거치면 절단 정밀도 또한 높일 수 있습니다. 반면, 탄소강은 높은 인성을 지닌 경제적인 날 재질입니다. 탄소강 날은 높은 인성으로 인해 전단 공정 중 발생하는 진동과 변형에 강하며, 열처리를 통해 절단 정밀도를 향상시킬 수 있습니다. 요컨대, 전단기의 날 재질은 고속도강, 경합금, 탄소강 등을 포함할 수 있으며, 날 재질 선택은 특정 작업 조건과 기계의 예산에 따라 결정됩니다.

고품질 절단을 위해서는 날카로움이 매우 중요합니다. 무딘 날은 깨끗한 절단면을 만들기 위해 재료를 더 깊이 관통해야 합니다. 이로 인해 절단면이 고르지 못하고 절단 압력이 증가합니다. 절단되는 재료의 종류와 절단 횟수, 이 두 가지 요소가 날의 수명을 결정합니다. T1 강판이나 스테인리스강과 같은 단단한 재료는 날의 수명을 단축시킵니다. 전단 날의 수명을 연장하려면 다음 사항을 준수해야 합니다.

금속을 그을린 부분에서 자르지 마십시오.
둥근 철봉을 자르지 마십시오.
절단기의 정격 용량을 초과하는 재료를 절단하지 마십시오.
절단 시에는 무디거나 둥근 칼날을 사용하지 마십시오.
날 간격 설정이 올바르지 않은 상태로 절단하지 마십시오.

전단 정확도에 영향을 미치는 요인

시트 플레이트 드롭

전단기 백게이지는 칼날에서 후방 핑거까지 판재를 완전히 고정하지 못하여 판재가 떨어지는 현상이 발생합니다. 길고 얇은 재료를 절단할 때 이러한 문제는 더욱 심각해지며, 정확한 절단을 위해 판재 지지 시스템이 필요할 수 있습니다.

날 간극 설정

날 간격 설정은 하단 전단 날과 관련된 절삭 지점에 영향을 미칩니다. 고정된 하단 공구로부터의 거리를 읽도록 눈금을 조정하십시오. 두꺼운 금속 날 사이의 간격이 커질수록 절삭 지점도 공구에서 멀어지게 됩니다.

칼날의 날카로움

절단 품질은 절단날의 날카로움에 정비례합니다. 무딘 날은 거친 가장자리를 남깁니다.

백게이지 유지보수

정지 레버의 윤활 및 평행도 재조정 등 일반적인 예방 정비는 높은 정지 정확도를 지속적으로 유지하는 데 필수적입니다.

절단면 경사

절단면은 날 간격 설정에 따라 경사지게 절단될 수 있습니다. 결과적으로 절단면의 길이는 상단, 중간 또는 하단에서 측정할 때 수천분의 1인치 정도 차이가 날 수 있습니다. 절단 경사는 두꺼운 재료일수록 더욱 두드러지게 나타납니다.

유압식 전단기의 전단 효과

비틀기

비틀림은 절단된 재료가 나선형 또는 나선형 모양으로 말리는 경향을 나타내는 일반적인 전단 현상입니다. 이러한 변형은 재료 내부의 응력이나 무딘 날에 의해서도 발생할 수 있지만, 주로 상부 날의 앞쪽 각도와 하강 날의 폭에 의해 발생합니다. 전단 과정에서 경사각이 클수록 재료의 비틀림 효과가 크게 증가합니다.

캠버 각도

절삭되는 재료가 판금에서 수평 방향으로 멀어지면서 캠버 각도가 발생합니다. 이는 거의 전적으로 재료 자체의 내부 응력 때문이지만, 펀치 속도, 결 방향 및 공구 간극 또한 곡률에 영향을 미칠 수 있습니다.

절하다

활 모양 변형은 재료가 절단 과정에서 아래쪽으로 휘어지는 경향을 말합니다. 특히 가늘고 긴 띠 모양의 재료를 절단할 때 이러한 현상이 흔히 발생합니다. 이는 재료의 결함이나 응력으로 인해 발생하며, 높은 절단 각도에서 절단이 일어날 때 나타납니다.

전단각 및 전단 품질

전단각은 상부 공구의 왼쪽에서 오른쪽으로의 기울기를 나타냅니다. 전단기는 고정식 또는 조절식 전단각을 갖추고 있어 작업자가 전단할 금속의 사양에 맞게 각도를 설정할 수 있습니다.

재료를 절단하는 데 필요한 하중은 상부 날의 두께와 경사각에 따라 달라집니다. 금속의 두께가 증가함에 따라 절단 하중은 급격히 증가합니다. 절단 각도를 증가시키면 하중은 크게 감소하지만, 비틀림량이 증가하여 절단된 재료의 품질이 저하됩니다.

날 간격 조절 기능이 중요한 이유는 무엇일까요?

블레이드 간격은 전단 공정 중 전단기의 상부 블레이드와 하부 블레이드 사이의 거리입니다. 최상의 전단 품질을 얻으려면 상부 블레이드와 하부 블레이드 사이의 간격을 재료 두께의 약 7%로 설정해야 합니다.

날 사이의 간격이 너무 크면 절삭면에 버(burr)가 남게 됩니다. 반대로 간격이 충분하지 않으면 전단부에서 이중 절삭이 발생할 수 있습니다.

최적의 날 설정은 재료를 깨끗하게 절단할 수 있도록 해줍니다. 대부분의 판재 절단기는 수동 또는 전기식 날 간격 조절 시스템을 갖추고 있지만, 경우에 따라 설정이 어렵거나 조정 범위가 제한적일 수 있습니다.

금속판 절단기의 미래 발전 추세

판금 절단기의 향후 발전 방향은 경제 성장, 시장 수요, 기술 발전 등 다양한 요인의 영향을 받을 수 있습니다.

지능형 기술의 발전과 함께, CNC 플레이트 전단 기계 향후에는 자동 날 위치 조정, 자동 판재 종류 및 두께 인식과 같은 지능형 기능이 추가되어 더욱 발전할 것으로 예상됩니다. 디지털 기술의 도입은 보다 효율적인 생산 관리 및 품질 관리를 가능하게 하여 전단기의 효율성을 높일 수 있습니다.

또한, 전단기를 다른 장비와 통합하여 다음과 같은 기능을 수행할 수 있습니다. 자동 전단 생산 라인 원활한 연결을 통해 생산 효율성과 품질이 향상될 것으로 기대됩니다.