판재 절곡 연신율 및 전개 길이 계산

판재 절곡 공정에서 전개 길이를 계산하기 위하여  절곡 허용치와 절곡 연신율을 구하여야 한다.

절곡 연신율을 구한 후 부품의 외부 길이를 더한 후 절곡 연신율을 공제하면 전개 길이이다.

아래의 식으로부터 구한 전개 길이는 이론값이며, 실제 현장에서 절곡시 절곡 설비, 다이 조건, 절곡 하중 및 재료의 물성에 따라 값의 괴리가 발생할 수 있다.

 

계산 순서는 아래와 같다.

 

1. 판재의 최소 절곡 반경

절곡 최소 반경은 재료, 다이 및 절곡방법에 따라 다양한 값을 가지나, 일반적으로 아래의 값을 사용한다.

 

재료 두께별 최소 절곡 반경

절곡 각도의 모식도는 아래 그림에 내타내었다.

절곡 각도

2. 절곡 허용치

절곡 허용치는 절곡 공정에서 절곡후 R 부분의 전체 길이에 대한 근사치이다.

계산식은 아래와 같으며, 이것을 통하여 절곡 허용치를 구할 수 있다.

 

* 절곡 허용치 = (절곡 각도 X π/180) X (내부 반경 + K-factor X 재료 두께)

 

절곡 허용치 계산

 

3. 절곡 연신율과 절곡 허용치의 관계

금속 판재는 절곡시 내부표면은 압축되고 외부는 늘어난다. 이는 절곡후 전개 길이보다 부품의 전체 외부 길이의 합(A+B)이 더 커짐을 의미한다. 따라서 늘어난 길이만큼 전개 길이를 공제해 주어야 한다. 이를 절곡 연신율이라 하며, 계산식은 아래와 같다.

 

* 절곡 연신율 = 2(내부 반경 + 재료 두께) X tan( (절곡각도/2) X π/180 ) – 절곡 허용치

절곡 연신율 계산

절곡 각도(deg) :

내부 반경(mm) :

재료 두께(mm) :

K-factor :

     

절곡 허용치(mm) :

절곡 연신율(mm) :

 

 

4. K-factor 값

K-factor 는 일반적으로 0.3에서 0.5 사이의 값입니다. 

중심선 거리(내부 절곡표면부터)를 재료의 두께로 나누어 계산한다.

 

* K-factor = 중심선 거리 / 재료 두께

K-factor 정의

K-factor 는 재료의 항복강도, 인장강도 같은 특성과 두께의 영향을 받으며, 공정 변수인 절곡 방법, 내부 반경, 각도 및 다이 종류에 따라 변경될 수 있다.

절곡 공정별 재료와 두께(t)에 따른 K-factor 값

Air Bending과 Bottom Bending의 공정은 아래의 모식도를 참조하기 바란다.

 

Air Bending 및 Bottom Bending

 

5. 전개 길이 계산

이 때, 전개 길이는 아래의 식으로 유도할 수 있다.

 

* 전개 길이 = 부품 내부 길이(A) + 부품 내부 길이(B) + 절곡 허용치

* 전개 길이 = 부품 외부 길이(A) + 부품 외부 길이(B) – 절곡 연신율

 

여기서 절곡 횟수가 2번 이상인 경우에는,   전개길이 = 외부 길이의 총 합  -  (연신율 × 절곡 횟수)로 계산한다.