스프링 스틸 스탬핑은 강도, 유연성 및 우수한 내피로성을 제공하기 때문에 자동차 클립 및 산업용 패스너와 같은 제품에 사용됩니다. 그러나 작업하기가 항상 간단한 것은 아닙니다. 일관된 품질을 얻으려면 각 공정 단계를 이해하고 시간이나 재료 낭비 없이 문제를 해결하는 방법을 알고 있어야 합니다.
스프링 스틸 스탬핑 분야는 빠르게 변화하고 있습니다. 이 가이드에서는 최신 스프링 부품에 영향을 미치는 주요 공정, 일반적인 과제 및 새로운 아이디어에 대해 설명합니다. 더 자세히 읽으면 모든 것이 어떻게 결합되는지 더 명확하게 파악할 수 있습니다.
스프링 스틸 스탬핑이란?
스프링 스틸 스탬핑은 프레스와 일치하는 다이 세트를 사용하여 스프링 스틸의 얇은 시트 또는 스트립을 절단하고 모양을 만드는 공정입니다. 다이가 제어된 압력과 움직임을 가하여 재료를 형성합니다. 이 공정에서는 블랭킹, 피어싱, 벤딩, 코이닝, 엠보싱, 드로잉 등 여러 작업을 수행할 수 있습니다. 속도와 일관된 품질을 위해 제조업체는 종종 코일에서 재료를 공급합니다.
엔지니어는 강도와 스프링백 요구 사항에 따라 스프링 강종을 선택합니다. 일반적으로 1075 또는 1095와 같은 고탄소강과 301과 같은 스테인리스 스프링 등급이 선택됩니다. 일부 부품은 성형 후 열처리 및 템퍼링이 필요한 반면, 다른 부품은 생산 단계를 줄이기 위해 사전 템퍼링된 소재를 사용합니다.
기본 프로세스는 정확한 순서를 따릅니다. 올바른 등급과 두께를 선택합니다. 파트의 윤곽을 비웁니다. 필요한 피처를 형성하고 동전 모양으로 만듭니다. 버를 제거하고 응력 제거를 수행합니다. 패시베이션 또는 도금과 같은 마감 처리를 적용합니다. 마지막으로 부품을 검사하여 사양을 충족하는지 확인합니다.
스프링 스틸의 특성 및 유형
스프링 스틸은 부러지지 않고 구부러지고 매번 제 모양으로 돌아와야 합니다. 아래에서는 이를 가능하게 하는 특성을 분석하고 스탬핑에 가장 많이 사용되는 재종을 소개합니다.
스프링 스틸의 주요 특성
- 스프링 스틸은 항복 강도가 높기 때문에 하중을 가하면 원래 모양으로 돌아갑니다.
- 긴 피로 수명을 제공하여 부품이 균열 없이 많은 사이클을 견딜 수 있습니다.
- 성형 후 소재는 스프링백을 보이므로 툴링은 탄성 복귀가 가능해야 합니다.
- 열처리 강도를 높이고 성질을 설정합니다. 사전 템퍼링된 스트립은 이 단계를 건너뛸 수 있습니다.
- 성형성은 탄소 함량과 성질에 따라 달라집니다. 성질이 부드러울수록 더 쉽게 구부러지고 균열의 위험이 적습니다.
스탬핑에 사용되는 일반적인 등급 및 합금
- SAE 1074 / 1075(고탄소): 강도와 성형성이 잘 혼합되어 있습니다. 클립, 클램프 및 플랫 스프링에 일반적으로 사용됩니다.
- SAE 1095(고탄소): 뛰어난 스냅백으로 강도와 경도가 매우 높습니다. 굽힘 반경이 너무 빡빡하면 금이 갈 수 있습니다.
- SAE 1050-1065(고탄소): 1095보다 성형이 쉬운 중간 정도의 탄소 범위로 우수한 스프링 품질을 유지합니다.
- 301 스테인리스(1/4-하드에서 풀하드까지): 부식에 강하고 성형 중에 경화됩니다. 클립, 접점 및 래치에 적합합니다.
- 17-7PH 스테인리스: 노화 후 강도가 높은 침전 경화형. 고온에서 강도를 유지하며 항공우주 및 정밀 부품에 주로 사용됩니다.
- 410 / 420 스테인리스(마르텐사이트): 301보다 내마모성이 우수한 경화성 및 자기성. 오스테나이트 등급에 비해 내식성이 낮습니다.
스프링 스틸 스탬핑 프로세스
스프링 스틸 스탬핑은 미가공 코일에서 완성 부품까지 명확한 경로를 따릅니다. 아래에서는 재료 준비 방법, 기본 공정 단계 및 스프링 부품에 사용되는 주요 스탬핑 유형에 대해 설명합니다.
스탬핑용 원재료 준비
이 과정은 올바른 스프링 강재 등급과 두께를 선택하는 것으로 시작됩니다. 소재는 일반적으로 코일 또는 평평한 스트립으로 제공됩니다. 경도, 두께 공차 및 표면 상태에 대한 사양을 충족해야 합니다.
그런 다음 필요한 경우 코일을 풀고 평평하게 만듭니다. 이렇게 하면 정확도에 영향을 줄 수 있는 곡선이나 캠버가 제거됩니다. 일부 작업장에서는 공구 마모를 줄이고 부품 마감을 개선하기 위해 스트립을 청소하거나 윤활합니다.
단계별 스탬핑 워크플로
- 머티리얼 피드: 코일이 스트레이트너와 피더를 사용하여 프레스로 공급됩니다. 이를 통해 안정적인 움직임과 위치를 보장합니다.
- 블랭킹 또는 피어싱: 프레스는 강한 힘으로 부품 모양이나 구멍을 잘라냅니다. 여기에서는 깨끗하고 버가 없는 모서리가 중요합니다.
- 형성: 금속은 일치하는 펀치와 다이 세트를 사용하여 구부리거나 모양을 형성합니다. 금형 설계 시 스프링백을 고려해야 합니다.
- 보조 성형: 동일한 프레스 스트로크 또는 두 번째 스테이션에서 추가 굽힘 또는 코이닝이 이어질 수 있습니다.
- 디버링 및 청소: 날카로운 모서리가 제거됩니다. 부품은 종종 검사 또는 마무리를 위해 청소됩니다.
- 열처리: 파트가 부드럽게 성형된 경우 스프링 특성을 설정하기 위해 경화 및 템퍼링됩니다.
스탬핑 기법의 종류
- 프로그레시브 다이 스탬핑: 스프링 부품에 가장 일반적입니다. 스트립은 여러 스테이션이 있는 다이를 통과합니다. 각 스테이션은 최종 부품이 떨어질 때까지 절단, 구부리기, 성형 등의 단계를 추가합니다.
- 컴파운드 다이 스탬핑: 하나의 스테이션에서 여러 작업을 수행합니다. 한 평면에 피처가 있는 평면 부품에 유용합니다.
- 트랜스퍼 다이 스탬핑: 기계식 손가락으로 파트를 한 스테이션에서 다음 스테이션으로 이동합니다. 복잡한 모양과 깊은 드로잉이 가능합니다.
- 파인블랭킹: 매우 매끄럽고 정밀한 모서리를 생성합니다. 공차가 좁거나 표면이 보이는 부품에 이상적입니다.
스프링 스틸 스탬핑의 일반적인 과제
스프링 스틸은 강하고 유연하지만 스탬핑할 때 고유한 문제가 발생합니다. 아래에서는 공구 수명과 성형 중 부품 결함이라는 두 가지 주요 문제 영역을 살펴봅니다.
도구 마모 및 유지 관리
스프링 스틸은 대부분의 판재보다 더 복잡합니다. 따라서 펀치와 다이의 마모가 심하고 날카로운 모서리가 더 빨리 무뎌집니다. TiN 또는 카바이드 인서트와 같은 코팅이 도움이 될 수 있지만 공구는 여전히 자주 점검해야 합니다.
공구가 고르지 않게 마모되면 부품이 사양에서 벗어나게 됩니다. 절삭이 거칠어지고 굽힘 정확도가 떨어집니다. 프레스 힘이 증가합니다. 이는 프레스에 무리를 주고 수명을 단축시킵니다. 작업장은 공구 유지보수를 자주 예약하고 부품 수에 따라 공구 수명을 모니터링해야 합니다.
윤활은 마모에도 영향을 미칩니다. 윤활유가 충분하지 않으면 마찰이 빠르게 누적되어 갈링이나 가장자리 찢김이 발생할 수 있습니다. 하지만 윤활유가 너무 많으면 얼룩이나 청소 문제가 발생합니다. 적절한 균형을 맞추는 것이 중요합니다.
갈라짐, 주름 및 결함
금속이 충분히 늘어나거나 구부러지지 않을 때 균열이 생깁니다. 이는 날카로운 모서리, 좁은 반경 또는 부품이 너무 얇아지는 곳에서 발생합니다. 엔지니어는 이 문제를 해결하기 위해 성형 전에 강철을 부드럽게 하거나 굽힘 반경을 늘릴 수 있습니다.
주름은 압축으로 인해 금속이 접힐 때 발생합니다. 깊은 드로우 또는 넓은 플랜지에서 발생합니다. 다이의 지지대 또는 더 나은 블랭크 홀더 압력이 이를 방지하는 데 도움이 됩니다.
다른 결함으로는 가장자리 버, 표면 자국 또는 불완전한 절단이 있습니다. 이러한 결함은 무딘 도구, 잘못된 다이 간격 또는 고르지 않은 프레스 힘과 관련이 있는 경우가 많습니다.
산업 전반의 일반적인 애플리케이션
스프링 스틸 스탬핑 부품은 여러 가지 중요한 기능을 지원합니다. 강도, 유연성 및 내피로성은 고부하, 고주기 환경에서 기능합니다. 다양한 산업에서 스프링 스탬핑 부품을 사용하는 방법은 다음과 같습니다.
자동차
자동차 제조업체는 클립, 심에 스탬핑 스프링 스틸 부품을 사용합니다, 괄호및 고정 링이 있습니다. 이러한 부품은 패널을 고정하고 배선을 라우팅하거나 트림 부품을 고정합니다. 서스펜션 시스템은 스프링 스틸 스페이서와 와셔를 사용하여 하중을 관리합니다.
스탬핑 스프링 부품은 시트 프레임, 스티어링 칼럼, 도어 메커니즘에도 사용됩니다. 진동과 반복적인 스트레스에 대한 내구성이 핵심입니다. 이러한 부품을 엄격한 공차로 대량 생산할 수 있기 때문에 비용을 절감할 수 있습니다.
의료
의료 기기에는 작고 깨끗하며 정밀한 부품이 필요합니다. 스프링 스틸은 수술용 클립, 치과용 도구 및 바늘 가이드에 사용됩니다. 부품은 부러지지 않고 구부러지고 매번 제 모양으로 돌아와야 합니다.
17-7 PH 및 301 스테인리스와 같은 등급이 일반적입니다. 내식성이 뛰어나고 살균이 가능합니다. 안전을 위해서는 표면 마감과 모서리 품질을 엄격하게 관리하는 것이 중요합니다.
항공우주
항공우주 분야에서는 극한의 힘을 견딜 수 있는 가볍고 강도가 높은 부품이 필요합니다. 스프링 스틸은 제어 링키지, 패스너, 클램프 및 진동 감쇠 시스템에 사용됩니다.
영구적인 변형 없이 응력을 흡수하는 능력은 비행 제어 시스템과 랜딩 기어에 도움이 됩니다. 부품은 다양한 온도에서 피로 수명 및 성능에 대한 엄격한 기준을 충족해야 합니다.
산업용 도구
산업 환경에서 스프링 스틸 스탬핑 부품은 수공구, 전동 공구 및 기계류에 사용됩니다. 스냅 링, 블레이드 홀더, 디텐트, 안전 래치 등이 그 예입니다.
이러한 부품은 반복적인 충격을 견디면서도 모양을 유지합니다. 스프링 스틸의 강도는 거친 작업장이나 현장 조건에서도 마모가 적고 성능이 일정하게 유지됩니다.
솔루션 및 모범 사례
스프링 스틸 스탬핑은 적절한 설정과 습관으로 원활하게 진행할 수 있습니다. 이 섹션에서는 결함을 줄이고 공구 수명을 연장하며 출력 품질을 개선할 수 있는 간단한 방법을 소개합니다.
결함 감소를 위한 공정 조정
적절한 다이 간격을 사용하십시오. 스프링 스틸은 부드러운 금속보다 펀치와 다이 사이에 더 많은 공간이 필요합니다. 이렇게 하면 컷이 깨끗하게 유지되고 가장자리 균열이 줄어듭니다.
툴링에 오버 벤드를 적용하여 스프링백을 상쇄합니다. 프로토타입을 제작하는 동안 다양한 각도에서 테스트하여 최적의 결과를 찾습니다. 획일적인 설정에 의존하지 마세요.
균열이나 주름이 나타나면 프레스 속도를 약간 늦추세요. 성형하는 동안 시간을 조금 더 주면 금속이 손상 없이 흐르는 데 도움이 됩니다.
조정 굴곡 반경. 구부러진 부분에 균열이 생기면 내부 반경을 늘리세요. 스프링 스틸의 안전한 굽힘 반경은 일반적으로 두께의 1.5~2배입니다.
윤활 및 자재 취급 팁
고강도 강철용으로 만들어진 윤활유를 선택하세요. 극압 첨가제가 함유된 제품을 선택하세요. 이러한 첨가제는 마찰, 열, 마모를 줄여줍니다.
윤활제를 충분히 바르십시오. 너무 많이 바르면 피더에서 미끄러질 수 있고, 너무 적게 바르면 공구 마모와 표면 흠집이 생길 수 있습니다. 스프레이 시스템이나 롤러는 수동 도포보다 더 나은 제어 기능을 제공합니다.
코일을 깨끗하고 건조하게 유지하세요. 먼지나 녹은 고르지 않은 공급을 유발하고 공구를 손상시킬 수 있습니다. 바닥에서 떨어진 건조한 곳에 습기가 없는 곳에 보관하세요.
적절한 스트레이트너와 피더를 사용하세요. 스프링 스틸은 기억력이 강해 구부러진 상태를 유지할 수 있습니다. 사운드 레벨링 시스템은 일관된 스탬핑을 위해 평평하게 유지합니다.
결론
스프링 스틸 스탬핑은 구부러지고 모양을 유지하며 오래 사용해야 하는 부품에 현명한 선택입니다. 빠른 생산, 일관된 품질, 다양한 디자인을 지원합니다. 이 공정은 자동차의 브래킷부터 의료용 도구의 클립에 이르기까지 산업 전반에 걸쳐 핵심적인 역할을 합니다. 올바른 재료, 툴링 및 설정을 통해 대규모로 강력하고 반복 가능한 결과를 제공합니다.
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안녕하세요, 저는 케빈 리입니다
지난 10년 동안 저는 다양한 형태의 판금 제작에 몰두해 왔으며 다양한 워크숍에서 얻은 경험에서 얻은 멋진 통찰력을 이곳에서 공유했습니다.
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케빈 리
저는 레이저 절단, 굽힘, 용접 및 표면 처리 기술을 전문으로 하는 판금 제조 분야에서 10년 이상의 전문 경험을 갖고 있습니다. Shengen의 기술 이사로서 저는 복잡한 제조 문제를 해결하고 각 프로젝트에서 혁신과 품질을 주도하는 데 최선을 다하고 있습니다.
