판금 벤딩 DFM 가이드: K-팩터, 벤딩 반경, 홀-벤딩 거리

올바른 공정에서 시작하기: 프레스 브레이크 성형이지, 프레스 금형 벤딩이 아니다

판금 가공에서는 레이저 또는 펀치가 먼저 블랭크를 절단하고, 프레스 브레이크가 각 벤딩을 차례로 완료합니다. 공구는 부품을 지지하고 충돌을 피하며 실행 가능한 순서로 각 벤딩을 배치해야 합니다. 유연한 공구 때문에 이 경로는 시제품, 함체, 중저 물량에 적합합니다.

프레스 금형 벤딩은 전용 금형 안에서 완료되며, 보통 펀칭 또는 기타 성형 스테이션도 함께 있습니다. 스트립 레이아웃, 캐리어, 스테이션 순서, 금형 클리어런스는 다른 제약을 가져옵니다. 프로그레시브 금형의 벤드 어드런스 또는 공차를 프레스 브레이크 전개도에 직접 쓰지 마십시오. RFQ에 예정 경로와 수량을 명시하거나 공급사에 두 경로를 비교해 달라고 요청하십시오.

중립축과 K-팩터: 전개도가 무엇을 시뮬레이션하는가

벤딩 시 외면은 인장되고 내면은 압축됩니다. 둘 사이에는 길이가 변하지 않는 것으로 보는 중립축이 있습니다. 중립축은 보통 판두께 정중앙에 머물지 않고 벤딩 안쪽으로 이동합니다.

K-팩터는 중립축에서 내면까지의 거리를 판두께로 나눈 값입니다. CAD는 K-팩터, 벤딩 표 또는 벤드 디덕션으로 블랭크를 계산할 수 있습니다. 이는 일정한 소재 상수가 아니며, 반경-두께 비, 소재 템퍼, 결 방향, 벤딩 방법, 공구가 모두 영향을 줍니다.

일반 CAD 기본값은 초기 개념에 쓸 수 있으나, 핵심 플랜지 위치는 가공처의 벤딩 데이터가 필요하고, 필요하면 시험편 또는 초품 상관도 필요합니다. 승인값은 소재, 두께, 반경, 각도, 공구 배경과 함께 기록해야 합니다.

절곡계수표 읽기: 수치의 정의와 단위부터 확인

표 제목이 ‘절곡계수’라고 해서 전개 계산 방법까지 알 수 있는 것은 아닙니다. 먼저 공식과 단위를 읽으세요. 양쪽 외측 치수를 더한 뒤 절곡 한 번마다 값을 빼는 방식이라면 그 값은 절곡 공제량입니다. CAD의 K 계수 입력란에 넣으면 안 됩니다.

현장에서 사용할 표에는 재료 등급과 상태, 실제 두께, 절곡 방식, 금형과 V 홈 폭, 성형된 내측 반경, 최종 각도, 치수의 시작점과 끝점이 필요합니다. 값이 절곡 한 곳에 해당하는지 부품 전체에 해당하는지도 확인하세요. 조건이 빠져 있다면 검토와 시험 절곡 후 절단 기준을 확정해야 합니다.

벤드 어드런스, 벤드 디덕션, 전개 길이

절곡 여유 길이 BA는 절곡부의 중립축을 따라 펼친 길이입니다. BA = θ × (π/180) × (R + K × T). θ는 평판 상태에서 회전한 각도(도), R은 내측 반경, T는 두께, K × T는 내측 표면에서 중립축까지의 거리입니다. R, T, BA에 같은 길이 단위를 사용하세요. 아래 SOLIDWORKS K 팩터 자료도 이 각도 정의를 사용합니다.

단순 개방 절곡에서 두 플랜지 사이 내각은 α = 180° − θ입니다. 내각이 120°이면 θ는 120°가 아니라 60°입니다. 직각 절곡은 두 각도가 모두 90°이므로 이 예만으로는 각도 정의를 잘못 적용했는지 알기 어렵습니다.

외측 치수 L1, L2를 외측 표면 연장선의 이론 교점까지 측정했다면 외측 셋백 S = (R + T) × tan(θ/2)입니다. 절곡 공제량 BD = 2S − BA이며 전개 길이는 L = L1 + L2 − BD입니다. 각 외측 치수에서 S를 빼 두 직선 접선 구간을 구한 뒤 BA를 더해도 됩니다. 같은 형상을 검산하는 두 경로이므로 BA를 더한 뒤 공제량을 또 빼면 안 됩니다.

계산 예: 90° 절곡 한 개, R = 3 mm, T = 2 mm, 가정한 K = 0.40, L1 = 30 mm, L2 = 40 mm입니다. 단면이 균일하다고 가정하고 코팅과 국부 두께 감소는 기하 모델에서 제외합니다. 그림은 치수 양 끝을 정의하며 비율은 개념적으로 표현했습니다.

• 중립축 거리: K × T = 0.40 × 2 = 0.80 mm. 중립축 반경: R + K × T = 3.80 mm.
• 절곡 여유 길이: BA = (π/2) × 3.80 = 5.969 mm.
• 외측 셋백: S = (3 + 2) × tan(45°) = 5.00 mm. 절곡 공제량: BD = 10 − 5.969 = 4.031 mm.
• 외측 치수로 계산: L = 30 + 40 − 4.031 = 65.969 mm, 반올림하면 65.97 mm입니다.
• 접선 길이로 검산: L = (30 − 5) + (40 − 5) + 5.969 = 65.969 mm. 전개도 확정 전 검증된 가공 데이터를 사용하세요. K = 0.40은 이 예의 가정값입니다.

조건을 명시해 다시 계산할 수 있는 절곡계수표

아래 표는 기하학 계산 예시이며 재료별 생산 계수표가 아닙니다. 각 행은 한 곳의 90° 절곡, 내측 반경 R = 두께 T, K = 0.40을 가정합니다. 길이 단위는 mm이며 균일 단면을 가정하고 코팅과 국부 두께 감소는 제외합니다. R = T는 계산 조건이지 권장 최소 반경이 아닙니다.

이 조건에서 BA = (π/2) × 1.40T ≈ 2.199115T, BD = 4T − BA ≈ 1.800885T입니다. 따라서 약 1.80의 공제계수와 0.40의 K 계수가 같은 가상 절곡을 설명할 수 있습니다. 중간값은 유지하고 최종 결과에서 반올림하세요.

• T = R = 1.50 mm이고 양쪽 외측 치수가 30 mm와 40 mm라면 L = 70 − 2.701327 = 67.298673 mm, 즉 약 67.30 mm입니다. 앞의 예시는 T = 2 mm, R = 3 mm를 사용하므로 결과가 다릅니다.
• 조건이 같고 절곡 구역끼리 영향을 주지 않는 여러 절곡은 각각의 BD를 공제합니다. 반경, 각도 또는 공정이 바뀌면 다시 계산하세요. 이 90° 표를 밀착 헤밍, 절곡 구역이 상호작용하는 단차 절곡 또는 다른 R/T 비율에 그대로 적용하면 안 됩니다.

시험 절곡으로 현장용 절곡표 만들기

예정된 재료와 금형으로 한 곳만 절곡하는 단순 시험편을 사용합니다. 전개 계산을 조정하기 전에 하중 제거 후 최종 각도를 확인하세요. K를 바꾸면 CAD의 전개 길이가 달라지고, 스프링백 보정은 성형 각도를 제어합니다.

위 단순 형상에서는 알려진 평판 길이 L0와 측정한 외측 치수로 BD = L1 + L2 − L0를 구합니다. 실제 내측 반경과 절곡 회전각으로 BA = 2 × (R + T) × tan(θ/2) − BD를 계산한 뒤 K = [BA / (θ × π/180) − R] / T를 역산합니다. 모든 치수의 시작점과 끝점은 그림과 같아야 합니다.

• 재료 등급과 상태, 실측 두께 T, 압연 방향, 절곡 방식, 펀치, 다이, V 홈 폭을 기록합니다. 절곡 전에 평판 길이 L0를 측정합니다.
• 하중을 제거한 후 최종 각도, 내측 반경, 외측 표면 연장선의 이론적 교점까지의 양쪽 외측 치수를 측정합니다. 시험편마다 같은 측정 방법을 사용합니다.
• 변동을 파악할 수 있도록 시험을 반복하고 예상 전개와 결과를 비교합니다. 승인한 BD 또는 유효 K 계수를 금형, 날짜, 개정 정보와 함께 기록합니다. 시험편 하나의 결과를 보편적인 재료 상수로 취급하지 않습니다.
• 초도품을 성형 도면 및 조립 치수와 비교합니다. 재료 상태, 두께, 압연 방향, 금형 또는 절곡 방식이 변경되면 다시 검증합니다.

소재와 공구를 결합해 내측 벤딩 반경 선택하기

내측 반경이 맞춤, 강도 또는 외관에 영향을 주면 명확히 기입하십시오. 어떤 연성 연강에서는 판두께에 가까운 반경을 초기 개념으로 쓸 수 있으나, 보편 최소값은 아닙니다. 더 단단한 재질, 스테인리스강, 어떤 알루미늄 템퍼는 더 큰 반경이 필요할 수 있으며, 특히 결 방향에 평행하게 벤딩할 때 그렇습니다. 인장 측의 버 또는 스크래치도 균열을 유발할 수 있습니다.

에어 벤딩에서 실제 반경은 V 다이 개구, 소재, 두께의 영향을 강하게 받으며, 펀치 팁 반경과 같지 않을 수 있습니다. 보텀 벤딩과 특수 성형은 거동이 다릅니다. 불필요한 여러 반경은 금형 교환을 늘리므로, 비핵심 벤딩은 가능한 한 표준화하십시오.

공급사에 예정 공구 세트로 실제 반경을 확인해 달라고 요청하십시오. 균열에 민감하거나 맞춤 윤곽이면 검증 방법을 정의하고, 예정 소재 템퍼로 만든 샘플을 승인하십시오.

최소 플랜지 길이와 프레스 브레이크 접근성

블랭크가 회전할 때 플랜지는 다이에 지지된 상태를 유지해야 합니다. 실제 최소값은 V 개구, 공구 윤곽, 각도, 반경, 측정 약속에 따릅니다. “판두께의 4배” 같은 규칙은 리스크를 알려 줄 수 있으나, 각 현장의 공구 능력을 확인하지는 못합니다.

더 좁은 다이 또는 특수 공구는 더 짧은 플랜지를 성형할 수 있으나 벤딩력, 표면 흔적, 셋업 또는 반경 리스크가 늘어납니다. 헤밍, 크러시 벤드, 깊은 박스는 펀치, 다이, 램, 백게이지를 피해야 합니다. 먼저 성형된 측벽이 이후 벤딩을 막을 수 있습니다.

완전한 성형 모델과 벤딩 방향을 보내 순서 검토를 받으십시오. 짧은 플랜지가 기능적으로 의미 있으면 이유를 설명하고, 공급사가 공구 반경 또는 릴리프 수정을 제안하게 하십시오.

홀-벤딩 거리와 특징 변형

벤딩 근처 소재는 인장, 압축, 미끄러짐을 겪습니다. 인접 홀 또는 슬롯은 타원형이 되거나, 벤딩 쪽으로 당겨지거나, 데이텀에서 벗어날 수 있습니다. 클리어런스는 특징 중심에서 도시된 벤드 라인까지가 아니라, 특징 에지에서 벤드 접점까지 재야 합니다.

초기 스크리닝에서 일반 홀 에지는 보통 접점과 약 R + 2T 또는 그 이상 거리를 유지합니다. 어떤 현장 또는 특징은 R + 2.5T 이상을 씁니다. 이는 검토 트리거일 뿐 합격 한계가 아닙니다. 큰 슬롯, 카운터싱크, 랜스, 인서트, 위치 핵심 홀은 더 많은 공간이 필요할 수 있습니다. 소재, V 개구, 방향이 변형을 바꾸기 때문입니다.

특징을 옮길 수 없으면 릴리프, 벤딩 후 가공, 또는 검증된 사전 보정 형상을 고려하십시오. 홀 지름, 위치, 에지 여유, 조립 클리어런스 중 무엇이 핵심인지 설명해 공급사가 올바른 리스크를 평가하게 하십시오.

벤드 릴리프, 코너 릴리프, 찢어짐 방지

벤딩이 블랭크 내부에서 끝나면 말단 소재가 찢어지거나, 부풀어 오르거나, 인접 에지를 당길 수 있습니다. 벤드 릴리프는 플랜지 회전 공간을 남기고, 코너 릴리프는 여러 측벽이 만나는 위치를 처리합니다.

개념 스크리닝은 보통 약 1배 판두께 폭에서 시작해, 접점을 넘어 약 내측 반경 더하기 판두께만큼 연장합니다. 이는 고정 최소값이 아니며, 슬릿, 소재, 반경, 표면처리, 코너 갭 요구가 최종 형상을 제어합니다. 라운드된 릴리프 끝은 응력 집중을 낮출 수 있고, 과도한 릴리프는 코너를 노출시키거나 약화시킬 수 있습니다.

코너가 열린 채로 유지되는지, 용접되는지, 커버로 덮이는지, 가스켓을 받는지 설명하십시오. 용접 접근성과 후처리를 고려하고, 용접이 모든 릴리프 변형을 없앤다고 가정하지 마십시오.

스프링백, 결 방향, 벤딩 순서 계획하기

스프링백은 하중 제거 후의 탄성 회복입니다. 소재 강도, 반경-두께 비, 공구가 모두 스프링백에 영향을 줍니다. 가공처는 오버벤딩, 공구 선택 또는 시제 수정으로 보상할 수 있습니다. 최종 각도와 공차를 규정하고, 보상이 합의되고 관리되지 않으면 공칭 CAD 형상을 미리 왜곡하지 마십시오.

압연 결에 수직으로 벤딩하는 것이 평행 결보다 보통 균열이 적으며, 단단한 판재에서 특히 그렇습니다. 결 방향이 기능적으로 의미 있을 때만 기입하십시오. 네스팅 효율을 낮추고 소재 비용을 올릴 수 있습니다.

공정 순서는 접근성과 누적 오차를 제어합니다. 너무 일찍 성형된 높은 측벽이 다른 공구를 막을 수 있고, 여러 벤딩도 편차를 더합니다. 조립 데이텀과 핵심 성형 치수를 식별한 뒤, 공급사가 안정적인 성형과 검사 순서를 선택하게 하십시오.

도면, STEP 모델, 전개도 관리

성형 STEP/STP 모델과 관리된 2D 도면을 보내십시오. 모델은 최종 형상을 표현하고, 도면은 소재, 두께, 벤딩 방향, 핵심 반경, 데이텀, 성형 치수, 공차, 결, 표면처리, 외관면을 규정합니다. 성형 후 기능으로 치수를 기입하고, 전개와 성형 상태를 서로 충돌하게 과도 정의하지 마십시오.

버전과 벤딩 근거가 분명할 때만 전개 DXF/DWG가 네스팅과 견적에 도움이 됩니다. 참고용인지 구매자 관리인지 표시하고, K-팩터, 벤딩 표 또는 디덕션을 설명하십시오. 가공처는 검증된 현장 데이터로 전개도를 다시 생성할 수 있습니다.

절단 에지, 각도, 성형 위치에 같은 엄격 공차를 일괄 쓰지 마십시오. 커넥터 위치, 맞춤 플랜지, 커버 클리어런스, 장착 데이텀은 필요에 따라 조이고, 다른 위치에는 일반 공정 공차를 합의하십시오. 검사는 안정된 데이텀과 제품 조립 상태를 써야 합니다.

초품 전 RFQ와 DFM 체크리스트

가격과 납기가 정해지기 전에 엔지니어링 팀이 공구를 선택하고 고위험 특징을 표시할 배경이 충분해야 합니다. 수량은 선호 경로를 바꿀 수 있고, 외관면은 프레스 브레이크 접촉 흔적에 대한 특수 관리가 필요할 수 있습니다.

서면 DFM 의견을 요청해, 알리지 않은 채 반경, 전개도 또는 홀 위치가 바뀌지 않게 하십시오. 이후 모델과 도면을 함께 갱신하고, 초품에서 조립 핵심 성형 치수를 검증하십시오.

• 성형 STEP/STP, 관리된 PDF, 가능한 경우 주석이 있는 전개 DXF/DWG를 제공하십시오.
• 소재 규격, 두께, 템퍼, 표면처리, 결 제한, 허용 대체항을 명시하십시오.
• 벤딩 방향, 최종 각도, 핵심 반경, 데이텀, 핵심 성형 치수를 표시하십시오.
• 짧은 플랜지, 근접 특징, 릴리프, 헤밍, 인서트, 충돌하기 쉬운 측벽을 식별하십시오.
• 외관면, 공구 흔적 한계, 디버링, 마스킹, 프리코트 소재 제한을 정의하십시오.
• 시제품과 연간 수량, 초품 측정과 조립 점검을 나열하십시오.
• 공급사에 방법, 공구, 벤딩 데이터, 순서, 제안 변경을 확인해 달라고 요청하십시오.