1. 프레스 가공의 종류
1) 전단 가공 및 굽힘 가공
전단가공이란 적당한 공구를 사용해서 필요한 형상으로 절단하는 가공법입니다. 전단 가공의 종류는 타발, 천공, 절단, 분단, 노칭, 트리밍, 피어싱, 세이빙 등의 가공법이 있습니다.
타발(blanking)이란 판상의 재료에서 필요한 형상의 제품을 잘라내는 작업을 말합니다.
천공(punching)이란 판재에 필요한 구멍을 뚫은 작업을 의미하고 절단(cut off)은 판재를 스크랩을 남기지 않고 절단하는 작업입니다.
분단(parting)은 제품을 2개로 분리하는 작업입니다.
노칭(notching)은 소재의 일부를 오려 내듯이 절단하는 작업이고 트리밍(trimming)은 드로잉 제품의 높이나 플랜저 등의 폭 등을 소정의 치수로 하거나 형단조로 플래시를 절단하는 작업입니다.
피어싱(piercing)은 판재에 형을 사용하여 구멍을 뚫는 가공을 말하고 세이빙(shaving)은 전단한 면을 바른 치수로 다듬질하거나 매끈하게 하기 위하여 실시하는 미소량의 전단 또는 깎아내는 가공을 말합니다.
전단의 특성을 알아보도록 하겠습니다. 전단의 특성은 전단 절단구의 형상과 틈새를 유심히 봐야 합니다. 전단 절단구의 형상을 살펴보면 먼저 이완을 볼 수 있습니다. 이완(plastic deformation)은 공구가 소재에 먹혀 들어갈 때에 공구의 언더컷에 의해서 재료가 잡아 늘어진 부분으로 되도록 작은 편이 좋습니다. 광휘면 (burnish)은 공구측면에 수평압력으로 상대적인 미끄럼을 행한 부분이며 광택이 있는 평활한 아름다운 면으로 크고 넓을수록 바람직하고 파단면(fracture)은 균열에 의해서 파단하여 결정립이 나타난 부분으로 광휘면과는 양적으로 반비례하는 것으로 광휘면이 감소하면 증가하게 됩니다. 젖힘(burr)은 틈새가 어떤 양 이상이 되면 급격히 또는 공구의 끝날이 둔화하는데 점차로 증가하는 경향을 보입니다.
다음으로 전단의 특성인 틈새(clearance)입니다. 틈새의 적부는 전단 제품의 정밀도나 공구의 수명에 크게 영향을 미치게 됩니다. 틈새의 증가와 더불어 전단 저항이 감소하게 되고 틈새가 너무 크면 상하의 균열이 일치하지 않게 되며 소재의 섬유조직이 무리하게 찢겨서 전단 절단구는 조잡하게 되며 젖힘도 많아질 수밖에 없습니다. 반면 틈새가 너무 작으면 상하의 균열이 엇갈려져서 공구면에서 튀어나온 상태가 됩니다.
2) 전단각(shear angle) 및 굽힘 가공
전단각은 보통 3~5° 정도로 해주는데 전단 저항은 최대 전단 하중 / 자른 면의 전체 면적으로 표시합니다.
굽힘 가공의 종류를 알아보도록 하겠습니다. 굽힘가공의 종류는 굽힘, 성형, 플랜징, 컬링, 시밍, 비딩, 엠보싱, 네킹으로 분류할 수 있습니다. 굽힘 (bending)은 평평한 판이나 스트립 재료에 대하여 판재를 그 중립면에 있는 직선축 주위에 움직임으로써 재료에 변형을 주는 가공을 말합니다. 성형(forming)은 판두께의 축소를 고의로 행하지 않고 금속재의 모양을 여러 가지로 변형시키는 가공이고 플랜징(flanging)은 용기 또는 관 모양의 부품 끝 부분에 형에 의해서 가장자리를 만드는 가공을 말합니다. 컬링 (culing)은 판, 원통 또는 원형 용기의 끝부분에 원형 단면의 테두리를 만드는 가공이고 시밍(seaming)은 여러 겹으로 구부려서 두 장의 판을 결합시키는 가공입니다. 비딩 (beading)은 판 또는 가공품에 좁은 돌출선을 만들게 되고 엠보싱 (embossing)은 금속판에 이론적으로 두께의 변화를 일으키지 않고 여러 가지 모양의 얇은 피트 또는 돌출을 만드는 가공입니다. 네킹(necking)은 원통 또는 원통용기 끝 부근의 지름을 감소시키는 가공법입니다.
3) 디프드로잉(deep drawing) 가공 및 압축 가공
먼저 디프드로잉 가공의 종류를 알아보도록 하겠습니다. 디프드로잉 가공은 컵핑, 디프드로잉, 벌징(bulging), 마르폼 방법, 와이어링 등이 있습니다.
컵핑(cupping)은 단일 공정에서 제작되는 제품인 컵모양으로 만드는 과정을 말하고 디프드로잉(deep drawing)에는 직접 디프드로잉과 역식 디프드로잉이 있는데 직접 디프드로잉(direct deep drawing)은 가공된 반제품을 뜨임 하여 직접 디프드로잉 하는 것과 연속 디프드로잉하는 2가지 방식이 있습니다. 역식 디프드로잉(inverse deep drawing)은 디프드로잉하는 것을 용기의 하부에서 반대로 펀치를 압입하여 용기 내·외면이 반대가 되면서 디프드로잉하는 방법입니다.
마르폼 방법(marform process)은 다이스 대신에 고무를 사용하는 성형법을 말하고 아이어닝(ironing)은 가공 용기의 바깥지름보다 조금 작은 안 지름을 가진 다이 속에 펀치로 가공품을 밀어 넣어서 밑바닥에 달린 원통 용기의 벽두께를 얇게 하고 고르게 하여 원통도를 향상하고 표면을 매끈하게 하는 가공법입니다.
4) 압축 가공의 종류
압축가공의 종류를 살펴보도록 하겠습니다. 압축 가공에는 압인가공, 업세팅, 사이징, 헤딩, 엠보싱, 스웨징으로 나누어 볼 수 있습니다.
압인 가공(coining)은 상하에서 압축하여 가공물에 압인 가공하기 위해서는 비교적 큰 힘이 필요하며, 화폐, 메달, 배지, 각종 장식품, 가정용구 등에 사용하고 있습니다. 업세팅(upsetting)은 소재를 길이 방향으로 압축시킨 것으로 길이와 수직 방향으로 재료를 유동시켜서 큰 단면을 만드는 가공입니다.
사이징(sizing)은 형에 의해 가공 부분품의 전체 또는 일부에 강한 압력을 가하여 그것에 의해 재료의 유동을 일으켜 가공품의 치수 정도를 향상하는 압축 가공이고 헤딩(heading)은 봉상재의 끝을 업세팅하여 리벳, 볼트 등과 같은 부품의 머리를 만드는 가공입니다.
엠보싱 (embossing)은 압연 가공의 특수한 예로서 상형과 하형이 있어 소재의 돌출된 모양을 압연하는 가공 종류이고 스웨징(swaging)은 재료의 두께를 감소시키는 작업입니다.
2. 판의 성형 시험
디프드로잉 시험(deep drawing test) 이란 여러 가지 지름의 소재에 대하여 디프드로잉을 실시하여 한계 디프드로잉 비를 구하여 디프드로잉성을 비교한 것을 말합니다. 에릭센 시험(Erichsen test)은 소재를 고정하고 펀치로 장출가공(stretch forming)을 실시하여 판이 파단할 때 펀치의 창출되는 깊이 h를 mm로 나타내어 에릭센 값으로 하여 비교하는 것입니다.
코니컬 컵 시험 및 인장시험도 알아보도록 하겠습니다. 코니컬 컵 시험(Conical cup test)은 재료가 파단된 바깥지름의 치수가 코니컬 컵 값이 됩니다. 그리고 인장 시험은 강도 특성치로서 항복 응력 0%, 인장 강도, ㅇ, 항복비 0.100 등이 성형성이 결부되는데 인장 시험편의 폭방향의 스트레인과 판두께 방향의 스트레인의 비를 취하여 소성 스트레인(링크휘어드값) 또는 간단히 -값이라 하여-표시합니다.