KR102408096B1 - Method for designing molding condition of pressing die - Google Patents
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Abstract
금형 프레스 성형조건 설계방법과 관련한 발명이 개시된다. 한 구체예에서 상기 금형 프레스 성형조건 설계방법은 드로우 비드가 형성된 금형 및 성형용 소재를 마련하는 단계; 상기 금형과 성형용 소재의 프레스 테스트를 통해 상기 소재의 제1 운동마찰계수(μk1)를 측정하여 식 1에 따른 제1 정지마찰계수(μs1)를 도출하는 단계; 상기 제1 정지마찰계수(μs1)와, 기 설정된 상기 소재의 표준정지마찰계수를 비교하여, 상기 소재에 도포하기 위한 윤활유의 종류를 결정하는 단계; 상기 결정된 윤활유를 상기 소재에 도포하고, 상기 금형과의 프레스 테스트를 실시하여, 윤활유 도포된 소재의 제2 운동마찰계수(μk2)를 측정하여, 식 2에 따른 제2 정지마찰계수(μs2)를 도출하는 단계; 및 상기 제2 정지마찰계수(μs2)를 이용하여, 식 3의 제3 운동마찰계수(μk3) 값이 0.54~0.74를 만족하기 위한, 수직하중(N3)의 조절가능 여부를 판단하는 단계;를 포함하며, 상기 수직하중(N3)이 조절가능 범위에 해당하는 경우, 상기 제3 운동마찰계수(μk3)가 0.54~0.74를 만족하는 수직하중(N3) 범위를 도출한다.Disclosed is an invention related to a method for designing mold press molding conditions. In one embodiment, the method for designing the mold press molding conditions comprises the steps of: providing a mold and a molding material in which a draw bead is formed; deriving a first coefficient of static friction (μs1) according to Equation 1 by measuring a first coefficient of kinetic friction (μk1) of the material through a press test of the mold and the material for molding; determining a type of lubricant to be applied to the material by comparing the first coefficient of static friction (μs1) with a preset standard coefficient of static friction of the material; Apply the determined lubricant to the material, perform a press test with the mold, measure the second coefficient of kinetic friction (μk2) of the material coated with lubricant, and obtain the second coefficient of static friction (μs2) according to Equation 2 deriving; And by using the second static friction coefficient (μs2), the third kinetic friction coefficient (μk3) value of Equation 3 to satisfy 0.54 to 0.74, determining whether the adjustment of the vertical load (N3) is possible; Including, when the vertical load (N3) falls within the adjustable range, the third kinetic friction coefficient (μk3) derives a vertical load (N3) range that satisfies 0.54 to 0.74.
Description
본 발명은 금형 프레스 성형조건 설계방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 드로우 비드 테스트를 활용하여 금형 프레스 성형시 최적의 성형 조건을 설계할 수 있는 금형 프레스 성형조건 설계방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for designing mold press molding conditions. More specifically, it relates to a mold press molding condition design method capable of designing an optimal molding condition during mold press molding by utilizing a draw bead test.
구조를 형성하는 소비시장에서 요구하는 재료의 기본 성질은 형태를 유지할 수 있는 강도가 매우 중요하다. 전기적 혹은 화학적인 요인에 의해서 제품의 형태와 기능을 상실할 가능성 또한 무시할 수 없지만, 실제 기계적인 외력에 의한 변형 및 손상이 더 큰 비중을 차지하고 있다. Strength to maintain shape is very important for the basic properties of materials required by the consumer market to form structures. The possibility of loss of shape and function due to electrical or chemical factors cannot be ignored, but deformation and damage due to actual mechanical external force occupies a larger proportion.
따라서, 제품의 구조를 구성하는 재료의 기계적 강성이 높을수록 내구성과 안정성을 확보하는데 용이하다. 높은 강성을 가진 재료는, 재료에 가해지는 기계적 외력에 의한 변형에 대해서 변형이 되지 않으려는 내부 응력(단위: pascal)이 큰 것을 의미한다. Therefore, the higher the mechanical rigidity of the material constituting the structure of the product, the easier it is to secure durability and stability. A material with high rigidity means that the internal stress (unit: pascal) that does not want to deform with respect to deformation due to a mechanical external force applied to the material is large.
재료의 내부 응력은 재료의 변형에 따라 크게 외력을 제거했을 때 재료가 원래의 형태로 돌아오는 탄성변형구간과, 외력을 제거했음에로 불구하고 변형한 형태로 남게되는 소성변형구간 2가지로 나눌 수 있다. The internal stress of a material can be divided into two categories: an elastic deformation section in which the material returns to its original shape when the external force is largely removed according to the deformation of the material, and a plastic deformation section in which the material remains in a deformed form despite the removal of the external force. have.
한편 탄성변형과 소성변형의 구간을 나눌 수 있는 내부응력을 항복강도(Yield Strength)라 지칭하며, 재료가 외력을 견디지 못하고 파괴되는 내부응력점을 인장강도(Tensile strength)라 한다. 응력이 높은 재료를 성형하기 위해서는 탄성영역 이상의 외력이 요구되어야 함은 당연하며, 소성가공을 위한 재료의 면적이 증가할수록 필요한 외력은 이에 비례하여 증가한다. 특히, 금속재료는 응력이 크면서도 항복강도와 인장강도 사이의 소성변형 구간이 세라믹이나 고분자 재료에 비해 상대적으로 넓기 때문에, 다양한 형태로의 가공이 가능하여 많은 산업 제품의 제조에 활용되고 있다.On the other hand, the internal stress that can divide the elastic and plastic deformation sections is called the yield strength, and the internal stress point at which the material fails to withstand the external force and is destroyed is called the tensile strength. It is natural that an external force greater than or equal to the elastic region is required to form a material with high stress, and as the area of the material for plastic working increases, the required external force increases in proportion to it. In particular, since the metal material has a high stress and the plastic deformation section between the yield strength and the tensile strength is relatively wider than that of a ceramic or polymer material, it can be processed into various shapes and is being used in the manufacture of many industrial products.
한편 금속 가공을 위한 공정은 청동기 시대부터 발전을 거듭해왔으나, 산업혁명이 일어나기 전까지는 금속에 열을 가한 후 부분적 외력을 가해 형태를 잡는 단조방식이 주요 방식이었다. 산업혁명 이후 증기기관이 발명됨으로 사람이나 동물의 힘이 아닌 기계의 힘을 재료변형에 이용할 수 있게 되어, 항복강도가 높은 재료의 대규모 가공 공정도 혁신을 이룩하게 되었다. 이 중, 금형(Die)을 이용한 판재 프레스(Press) 공정은 금속재료 가공 부품 생산성 증가와 원가 절감에 기여한 공정이다. 금속 재료의 소성변형을 위해 가하는 외력을 주는 개념은 고전적인 공정법인 단조와 유사하나, 성형제품의 최종 형태를 지니고 있는 금형이라는 공정 부품의 사용과 대면적의 소성가공을 위한 큰 힘을 제공하는 것이 가장 큰 차이점이다.On the other hand, the process for metal processing has been developing since the Bronze Age, but until the Industrial Revolution, the main method was forging by applying heat to the metal and then applying partial external force to shape it. With the invention of the steam engine after the Industrial Revolution, mechanical power, not human or animal power, can be used for material deformation, and the large-scale processing process of materials with high yield strength has also been innovated. Among them, the plate press process using a die is a process that contributed to the increase in productivity and cost reduction of metal material processing parts. The concept of giving an external force applied for plastic deformation of a metal material is similar to the classical process method forging, but the use of a process part called a mold that has the final shape of a molded product and providing a large force for plastic working of a large area That's the biggest difference.
이러한 금형 프레스 공정은 최종 형태를 가진 금형으로 대면적을 갖는 소재에 높은 외력을 가하기 때문에, 재료 전반적으로 받는 외력이 일정하지 않다. 또한, 금속 재료는 방향별 물성이 동일하지 않은 이방성을 가진 재료가 일반적이기 때문에, 국부적으로 항복강도를 넘지 않는 외력을 받는 변형부위와 인장강도를 넘는 외력을 받는 변형부위가 발생한다. 이에, 결론적으로 항복강도 미만의 외력을 받은 부위는 형태가 다시 돌아가게 되는 “스프링백”이라는 결함이 발생하며, 파단강도 초과의 외력을 받은 부위는 “파단”이라는 결함이 발생한다. 또한, 재료의 이방성에 기인하여 불균일 성형이 되는 “주름”이 발생하기도 한다. 기타 성형재료와 금형 조건에 기인하여 표와 같은 성형불량이 발생하고 있으며, 이를 해결하기 위해서 재료와 금형 공정에서 최적 성형조건이 요구되고 있는 실정이다.Since this mold press process applies a high external force to a material having a large area as a mold having a final shape, the external force received throughout the material is not constant. In addition, since the metal material is generally a material with anisotropy that does not have the same physical properties in each direction, a deformation portion that receives an external force that does not exceed the local yield strength and a deformation portion that receives an external force that exceeds the tensile strength occur. Accordingly, in conclusion, a defect called “springback” occurs in which an external force less than the yield strength is received, and a defect called “breaking” occurs in a region subjected to an external force exceeding the breaking strength. Also, due to the anisotropy of the material, “wrinkles” that result in non-uniform molding may occur. Molding defects as shown in the table are occurring due to other molding materials and mold conditions, and in order to solve this problem, optimal molding conditions are required in the material and mold process.
드로잉 성형시 불량 방지 및 금형조건의 최적화를 위해서 세부원인 및 해결 방안이 제시되어 있다. 그러나 이러한 해결 방식은 금형과 재료의 면적이 과거에 비해 상대적으로 증가하고 있으며 최종제품 요구강도가 증가함에 따라 프레스 압력도 크게 증가함에 따라, 최적 조건을 설정하기 위한 테스트 비용이 크게 증가하고 있다.Detailed causes and solutions are presented to prevent defects during drawing molding and to optimize mold conditions. However, in this solution, the area of the mold and material is relatively increasing compared to the past, and as the press pressure increases as the strength required for the final product increases, the test cost for setting the optimal condition is greatly increasing.
또한, 금형 프레스 성형은 금형 제작시간과 비용이 큰 문제점이 있으며, 이 때문에 국부적인 외력의 불균일을 해소하기 위한 금형의 수정으로 인해 대량생산에 큰 차질을 가져올 수 있다.In addition, the mold press molding has a problem in that the mold manufacturing time and cost are large, and for this reason, it may bring a big setback to mass production due to the modification of the mold to solve the non-uniformity of the local external force.
따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 최종 형상을 수정하기 보다는 국부적인 응력해소를 위해 금형 외곽에 재료를 잡아주는 비드(Bead)를 설치하여, 응력이 높게 잡히는 부분은 비드를 완화해서 마찰을 풀어주거나, 응력이 낮게 잡히는 부분은 비드를 조여 마찰을 높여 성형 결함을 해결하는 방식을 고려하고 있다. 이를 블랭크 홀더력(Blank Holder Force)라 지칭한다.Therefore, in order to solve this problem, rather than modifying the final shape, a bead holding material is installed on the outside of the mold for local stress relief, For parts with low stress, we are considering a method to solve molding defects by tightening beads to increase friction. This is referred to as a blank holder force.
금형 프레스 조건 최적화를 위한 이상적인 방법은 어느 금형 형태나 조건에도 성형 결함이 없는 재료를 사용하는 것이다. 하지만, 최종 가공된 성형체의 형태가 등방적이지 않으며, 하나의 제품의 최종 형태만을 고려한 소량 생산은, 대량생산을 기반으로 하는 금형 프레스 가공에 있어 부합되지 않기 때문에, 재료의 기계적 물성을 금형에 맞게 제작하는 것 또한 높은 효율성을 기대할 수 없다.The ideal method for optimizing mold press conditions is to use a material that is free from molding defects in any mold shape or condition. However, the shape of the final processed molded body is not isotropic, and small-scale production considering only the final shape of one product does not match the mold press-working based on mass production, so the mechanical properties of the material can be adjusted to match the mold. Manufacturing also cannot be expected to be highly efficient.
본 발명과 관련한 배경기술은 일본 공개특허공보 특개1999-290961호(1999.10.26. 공개, 발명의 명칭: 프레스 가공용 드로우 비드의 설계 방법)에 개시되어 있다.Background art related to the present invention is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1999-290961 (published on October 26, 1999, title of the invention: Design method of a draw bead for press working).
본 발명의 일 실시예에 의하면, 금형 프레스 성형시, 소재의 성형 불량을 최소화할 수 있는 금형 프레스 성형조건 설계방법에 관한 것이다.According to an embodiment of the present invention, it relates to a method for designing mold press molding conditions that can minimize molding defects of a material during mold press molding.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 금형 및 성형소재를 수정하지 않고 성형소재의 강도 및 표면마찰계수로부터 국부적 응력을 제어할 수 있는 비드부 형상 및 위치를 제공하는 금형 프레스 성형조건 설계방법에 관한 것이다.According to an embodiment of the present invention, it relates to a mold press molding condition design method that provides a bead part shape and position that can control local stress from the strength and surface friction coefficient of the molding material without modifying the mold and the molding material. .
본 발명의 일 실시예에 의하면, 금형 프레스 성형조건 설계를 위한 테스트 횟수와 소재의 사용을 최소화하여 경제성이 우수한 금형 프레스 성형조건 설계방법에 관한 것이다.According to an embodiment of the present invention, it relates to a method for designing mold press molding conditions having excellent economic efficiency by minimizing the number of tests and the use of materials for designing mold press molding conditions.
본 발명의 하나의 관점은 금형 프레스 성형조건 설계방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 금형 프레스 성형조건 설계방법은 드로우 비드가 형성된 금형 및 성형용 소재를 마련하는 단계; 상기 금형과 성형용 소재의 프레스 테스트를 통해 상기 소재의 제1 운동마찰계수(μk1)를 측정하여 하기 식 1에 따른 제1 정지마찰계수(μs1)를 도출하는 단계; 상기 제1 정지마찰계수(μs1)와, 기 설정된 상기 소재의 표준정지마찰계수를 비교하여, 상기 소재에 도포하기 위한 윤활유의 종류를 결정하는 단계; 상기 결정된 윤활유를 상기 소재에 도포하고, 상기 금형과의 프레스 테스트를 실시하여, 윤활유 도포된 소재의 제2 운동마찰계수(μk2)를 측정하여, 하기 식 2에 따른 제2 정지마찰계수(μs2)를 도출하는 단계; 및 상기 제2 정지마찰계수(μs2)를 이용하여, 하기 식 3의 제3 운동마찰계수(μk3) 값이 0.54~0.74를 만족하기 위한, 수직하중(N3)의 조절가능 여부를 판단하는 단계;를 포함하며, 상기 수직하중(N3)이 조절가능 범위에 해당하는 경우, 상기 제3 운동마찰계수(μk3)가 0.54~0.74를 만족하는 수직하중(N3) 범위를 도출한다:One aspect of the present invention relates to a method for designing mold press molding conditions. In one embodiment, the method for designing the mold press molding conditions comprises the steps of: providing a mold and a molding material in which a draw bead is formed; deriving a first coefficient of static friction (μs1) according to Equation 1 below by measuring a first coefficient of kinetic friction (μk1) of the material through a press test of the mold and the molding material; determining a type of lubricant to be applied to the material by comparing the first coefficient of static friction (μs1) with a preset standard coefficient of static friction of the material; The determined lubricating oil is applied to the material, a press test is performed with the mold, and the second coefficient of kinetic friction (μk2) of the material coated with lubricant is measured, and the second coefficient of static friction (μs2) according to the following Equation 2 deriving; And by using the second static friction coefficient (μs2), the third kinetic friction coefficient (μk3) of the following equation 3 to satisfy 0.54 ~ 0.74, determining whether the adjustment of the vertical load (N3); Including, when the vertical load (N3) falls within the adjustable range, the third kinetic friction coefficient (μk3) derives a vertical load (N3) range that satisfies 0.54 to 0.74:
[식 1][Equation 1]
제1 운동마찰계수(μk1) = -0.260 + (0.804 x μs1) + (4.8 X 10-3 x N1)First coefficient of kinetic friction (μk1) = -0.260 + (0.804 x μs1) + (4.8 X 10 -3 x N1)
(상기 식 1에서 상기 μs1는 상기 소재의 제1 정지마찰계수이며, N1은 프레스 테스트시 소재에 가해지는 수직하중(kgf)이다)(In Equation 1, μs1 is the first static friction coefficient of the material, and N1 is the vertical load (kgf) applied to the material during the press test)
[식 2][Equation 2]
제2 운동마찰계수(μk2) = -0.260 + (0.804 x μs2) + (4.8 X 10-3 x N2)Second coefficient of kinetic friction (μk2) = -0.260 + (0.804 x μs2) + (4.8 X 10 -3 x N2)
(상기 식 2에서 상기 μs2는 상기 윤활유 도포된 소재의 제2 정지마찰계수이며, N2는 프레스 테스트시 윤활유 도포된 소재에 가해지는 수직하중(kgf)이다).(In Equation 2, μs2 is the second static friction coefficient of the lubricant-coated material, and N2 is the vertical load (kgf) applied to the lubricant-coated material during the press test).
[식 3][Equation 3]
제3 운동마찰계수(μk3) = -0.260 + (0.804 x μs2) + (4.8 X 10-3 x N3)Third coefficient of kinetic friction (μk3) = -0.260 + (0.804 x μs2) + (4.8 X 10 -3 x N3)
(상기 식 3에서 상기 μs2는 상기 제2 정지마찰계수이며, N3는 프레스 성형시 윤활유 도포된 소재에 가해지는 수직하중(kgf)이다).(In Equation 3, μs2 is the second static friction coefficient, and N3 is the vertical load (kgf) applied to the material coated with lubricant during press molding).
한 구체예에서 상기 식 3의 수직하중(N3)이 조절가능 범위를 벗어난 경우, 상기 윤활유 도포된 소재에 추가적으로 윤활유를 도포할 수 있다.In one embodiment, when the vertical load (N3) of Equation 3 is out of the adjustable range, lubricating oil may be additionally applied to the material to which the lubricating oil is applied.
한 구체예에서 상기 소재는 하기 식 4, 식 5 및 식 6의 관계를 만족할 수 있다:In one embodiment, the material may satisfy the relation of
[식 4][Equation 4]
소재 0°방향길이(a) = a’/(1+ε0°)
(상기 식 4에서 a‘는 변형된 소재의 0°방향 길이, ε0°는 소재의 0°방향 연신율이다)(In
[식 5][Equation 5]
소재 90°방향길이(b) = b’/(1+ε90°)Material 90° direction length (b) = b’/(1+ε90°)
(상기 식 5에서 b’는 변형된 소재의 90°방향길이, ε90°는 소재의 90°방향 연신율이다)(In
[식 6][Equation 6]
소재 45°방향길이(c) = c’/(1+ε45°)Material 45° direction length (c) = c’/(1+ε45°)
(상기 식 6에서 c‘는 변형된 소재의 45°방향길이, ε45°는 소재의 45°방향 연신율이다).(In
한 구체예에서 상기 소재에 도포하기 위한 윤활유를 결정하는 단계는, 상기 제1 정지마찰계수와 표준정지마찰계수를 비교하여, 상기 제1 정지마찰계수가 표준정지마찰계수 미만인 경우 고마찰 윤활유를 선택하며, 상기 제1 정지마찰계수가 표준정지마찰계수와 동일한 경우, 중마찰 윤활유를 선택하며, 상기 제1 정지마찰계수가 표준정지마찰계수를 초과하는 경우, 저마찰 윤활유를 선택하는 단계;를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of determining the lubricant to be applied to the material comprises comparing the first coefficient of static friction with the standard coefficient of static friction, and selecting a high friction lubricant when the first coefficient of static friction is less than the standard coefficient of static friction and selecting a medium friction lubricant when the first coefficient of static friction is the same as the standard coefficient of static friction, and selecting a low friction lubricant when the first coefficient of static friction exceeds the standard coefficient of static friction. can do.
한 구체예에서 상기 표준정지마찰계수는 0.8~1.0에서 선택되며, 상기 저마찰 윤활유는 최대 성형압력이 적용되어도 운동마찰계수가 0.54 미만이며, 상기 중마찰 윤활유는 최대/최소 성형압력 범위 적용시 운동마찰계수가 0.54~0.74이며, 상기 고마찰 윤활유는 최소 성형압력이 적용되어도 운동마찰계수가 0.74 초과일 수 있다.In one embodiment, the standard static friction coefficient is selected from 0.8 to 1.0, the low friction lubricant has a kinetic friction coefficient of less than 0.54 even when the maximum molding pressure is applied, and the medium friction lubricant operates when the maximum/minimum molding pressure range is applied The coefficient of friction is 0.54 to 0.74, and the high friction lubricant may have a coefficient of kinetic friction greater than 0.74 even when a minimum molding pressure is applied.
본 발명의 금형 프레스 성형조건 설계방법은 금형 프레스 성형시, 소재의 성형 불량을 최소화할 수 있으며, 금형 프레스 성형 조건 설계를 위한 테스트 횟수와 소재의 사용을 최소화할 수 있어 생산성 및 경제성이 우수할 수 있다.The mold press molding condition design method of the present invention can minimize the molding defect of the material during mold press molding, and can minimize the number of tests and the use of the material for designing the mold press molding condition, so that the productivity and economy can be excellent. have.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 금형 프레스 성형조건 설계방법을 나타낸 것이다.
도 2는 통상적인 프레스 성형용 금형을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 한 구체예에 따른 드로우 비드 테스트 금형을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 소재에 도포된 윤활유 종류와 수직하중 변화에 따른 제3 운동마찰계수 변화를 나타낸 것이다.
도 5(a)는 윤활유가 미도포된 실시예 소재의 프레스 테스트 결과를 나타낸 그래프이며, 도 5(b)는 실시예 윤활유 도포된 소재의 프레스 테스트 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 윤활유 도포된 실시예 소재의 실제 프레스 성형 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 실시예의 프레스 성형된 소재를 나타낸 사진이다. 1 shows a method for designing mold press molding conditions according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows a conventional mold for press molding.
3 shows a draw bead test mold according to an embodiment of the present invention.
4 shows the change in the third coefficient of kinetic friction according to the type of lubricant applied to the material of the present invention and the change in the vertical load.
Figure 5 (a) is a graph showing the press test results of the material of the Example to which the lubricant is not applied, Figure 5 (b) is a graph showing the results of the press test of the material to which the lubricant is applied.
6 shows the actual press molding results of the example material coated with lubricant.
7 is a photograph showing the press-formed material of the embodiment.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다. 이때, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. In this case, when it is determined that a detailed description of a related known technology or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention in describing the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.And the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user or operator, and the definition should be made based on the content throughout this specification describing the present invention.
금형 프레스 성형조건 설계방법Mold press molding condition design method
본 발명의 하나의 관점은 금형 프레스 성형조건 설계방법에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 금형 프레스 성형조건 설계방법을 나타낸 것이다.One aspect of the present invention relates to a method for designing mold press molding conditions. 1 shows a method for designing mold press molding conditions according to an embodiment of the present invention.
상기 도 1을 참조하면, 상기 금형 프레스 성형조건 설계방법은 (S10) 금형 및 성형용 소재 마련단계; (S20) 제1 정지마찰계수 도출단계; (S30) 윤활유 종류 결정단계; (S40) 제2 정지마찰계수 도출단계; 및 (S50) 수직항력 조절가능여부 판단 단계;를 포함한다. Referring to FIG. 1, the method for designing the mold press molding conditions includes (S10) preparing a mold and a material for molding; (S20) deriving a first coefficient of static friction; (S30) determining the type of lubricant; (S40) a step of deriving a second static friction coefficient; and (S50) determining whether the normal drag can be adjusted.
보다 구체적으로 상기 금형 프레스 성형조건 설계방법은 (S10) 드로우 비드가 형성된 금형 및 성형용 소재를 마련하는 단계; (S20) 상기 금형과 성형용 소재의 프레스 테스트를 통해 상기 소재의 제1 운동마찰계수(μk1)를 측정하여 하기 식 1에 따른 제1 정지마찰계수(μs1)를 도출하는 단계; (S30) 상기 제1 정지마찰계수(μs1)와, 기 설정된 상기 소재의 표준정지마찰계수를 비교하여, 상기 소재에 도포하기 위한 윤활유의 종류를 결정하는 단계; (S40) 상기 결정된 윤활유를 상기 소재에 도포하고, 상기 금형과의 프레스 테스트를 실시하여, 윤활유 도포된 소재의 제2 운동마찰계수(μk2)를 측정하여, 하기 식 2에 따른 제2 정지마찰계수(μs2)를 도출하는 단계; 및 (S50) 상기 제2 정지마찰계수(μs2)를 이용하여, 하기 식 3의 제3 운동마찰계수(μk3) 값이 0.54~0.74를 만족하기 위한, 수직하중(N3)의 조절가능 여부를 판단하는 단계;를 포함한다.More specifically, the method for designing the mold press molding conditions comprises the steps of (S10) providing a mold in which a draw bead is formed and a molding material; (S20) measuring a first coefficient of kinetic friction (μk1) of the material through a press test of the mold and the molding material to derive a first coefficient of static friction (μs1) according to Equation 1 below; (S30) determining the type of lubricant to be applied to the material by comparing the first coefficient of static friction (μs1) with a preset standard coefficient of static friction of the material; (S40) Applying the determined lubricant to the material, performing a press test with the mold, measuring the second coefficient of kinetic friction (μk2) of the material to which the lubricant is applied, and the second coefficient of static friction according to Equation 2 below deriving (μs2); And (S50) using the second static friction coefficient (μs2), the third kinetic friction coefficient (μk3) value of the following equation 3 to satisfy 0.54 ~ 0.74, it is determined whether the adjustment of the vertical load (N3) including;
상기 수직하중(N3)이 조절가능 범위에 해당하는 경우, 상기 제3 운동마찰계수(μk3)가 0.54~0.74를 만족하는 수직하중(N3) 범위를 도출한다.When the vertical load N3 falls within the adjustable range, a range of the vertical load N3 in which the third kinetic friction coefficient μk3 satisfies 0.54 to 0.74 is derived.
[식 1][Equation 1]
제1 운동마찰계수(μk1) = -0.260 + (0.804 x μs1) + (4.8 X 10-3 x N1)First coefficient of kinetic friction (μk1) = -0.260 + (0.804 x μs1) + (4.8 X 10 -3 x N1)
(상기 식 1에서 상기 μs1는 상기 소재의 제1 정지마찰계수이며, N1은 프레스 테스트시 소재에 가해지는 수직하중(kgf)이다)(In Equation 1, μs1 is the first static friction coefficient of the material, and N1 is the vertical load (kgf) applied to the material during the press test)
[식 2][Equation 2]
제2 운동마찰계수(μk2) = -0.260 + (0.804 x μs2) + (4.8 X 10-3 x N2)Second coefficient of kinetic friction (μk2) = -0.260 + (0.804 x μs2) + (4.8 X 10 -3 x N2)
(상기 식 2에서 상기 μs2는 상기 윤활유 도포된 소재의 제2 정지마찰계수이며, N2는 프레스 테스트시 윤활유 도포된 소재에 가해지는 수직하중(kgf)이다).(In Equation 2, μs2 is the second static friction coefficient of the lubricant-coated material, and N2 is the vertical load (kgf) applied to the lubricant-coated material during the press test).
[식 3][Equation 3]
제3 운동마찰계수(μk3) = -0.260 + (0.804 x μs2) + (4.8 X 10-3 x N3)Third coefficient of kinetic friction (μk3) = -0.260 + (0.804 x μs2) + (4.8 X 10 -3 x N3)
(상기 식 3에서 상기 μs2는 상기 제2 정지마찰계수이며, N3는 프레스 성형시 윤활유 도포된 소재에 가해지는 수직하중(kgf)이다).(In Equation 3, μs2 is the second static friction coefficient, and N3 is the vertical load (kgf) applied to the material coated with lubricant during press molding).
이하, 본 발명에 따른 금형 프레스 성형조건 설계방법을 단계별로 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the method for designing mold press molding conditions according to the present invention will be described in detail step by step.
(S10) 금형 및 성형용 소재 마련단계 (S10) Mold and molding material preparation step
상기 단계는 드로우 비드가 형성된 금형 및 성형용 소재를 마련하는 단계이다. 도 2는 통상적인 프레스 성형용 금형을 나타낸 것이다. 프레스 성형시 제공되는 재료의 기계적 성질을 극한으로 이용할 수 있는 조건을 평가하는 방법으로는, 상기 도 2와 같이, 성형용 소재와 금형의 양 말단 지점의 최단 거리상의 형상 거리와의 비율을 평가하는 방법이 있다.The step is a step of preparing a mold and a molding material in which the draw bead is formed. Figure 2 shows a conventional mold for press molding. As a method of evaluating the conditions that can use the mechanical properties of the material provided during press molding to the limit, as shown in FIG. 2 above, the ratio of the shape distance on the shortest distance between the both ends of the mold and the material for molding is evaluated. There is a way.
한편 금형의 비드부(또는 블랭크 홀더부)에서 성형 소재(판재)를 최대 압력으로 잡아서 성형 금형 안으로 빨려 들어가는 판재가 없이 순수하게 재료 연신에 의해서 늘어나게 함으로 형상을 가공하게 된다면, 상기 소재는 인장곡선에서 측정할 수 있는 파단 연신율만큼 늘어난 후 파단이 발생할 수 있다. 반대로, 금형 비드부에서 성형 판재에 압력을 가하지 않고 성형용 금형 내부로 빨려 들어가게 한다면, 최대 변형 길이와 최소 변형 길이 차이에 의한 주름이 발생할 수 있다.On the other hand, if the shape is processed by holding the molding material (plate material) at the maximum pressure in the bead part (or blank holder part) of the mold and stretching it purely by stretching the material without the plate material being sucked into the molding mold, the material is in the tensile curve Fracture may occur after stretching by a measurable elongation at break. Conversely, if the mold bead part is sucked into the mold for molding without applying pressure to the molding plate, wrinkles may occur due to the difference between the maximum and minimum deformation lengths.
상기 도 2를 참조하면, 금형의 형상 중 3접점(4), 수직 2접점(5) 및 곡선 2접점(6)과 같은 형상이 굴곡된 부분은 금형의 압력과 속도 및 소재의 표면정지마찰계수 등과 관련하여 소재가 변형부위로 이동하거나, 혹은 걸려서 늘어나는 부위가 될 수도 있기 때문에, 금형 비드부의 형상을 포함하는 조건을 함께 고려해야만 한다.Referring to FIG. 2, among the shapes of the mold, the curved portions such as 3 contact points (4), vertical 2 contact points (5), and curved 2 contact points (6) are the pressure and speed of the mold and the surface static friction coefficient of the material. Since the material may move to a deformed part or become a part that is stretched by being caught in relation to it, conditions including the shape of the mold bead should be considered together.
기본적으로 금형의 조건을 최적화하기 위해, 소재의 가장 긴 부분의 “소성변형 가능성 지수”는 0도 방향 길이(a) = a’* (1+ε0°)이며, 90도 방향 길이(B) = b’* (1+ε90°) 및 45도 방향 길이(c) = c’* (1+ε45°) 값을 이용하여 도출할 수 있다. 연신율(ε)의 경우 소재의 인장 테스트를 통해 측정될 수 있다.Basically, in order to optimize the condition of the mold, the “plastic deformation potential index” of the longest part of the material is the length in the 0 degree direction (a) = a'* (1+ε0°), and the length in the 90 degree direction (B) = It can be derived using the values of b'* (1+ε90°) and the length in the 45 degree direction (c) = c'* (1+ε45°). The elongation (ε) can be measured through a tensile test of the material.
한 구체예에서 상기 성형용 소재는 하기 식 4, 식 5 및 식 6의 관계를 만족할 수 있다:In one embodiment, the molding material may satisfy the relation of
[식 4][Equation 4]
소재 0°방향길이(a) = a’/(1+ε0°)Material 0° direction length (a) = a’/(1+ε0°)
(상기 식 4에서 a‘는 변형된 소재의 0°방향 길이, ε0°는 소재의 0°방향 연신율이다)(In
[식 5][Equation 5]
소재 90°방향길이(b) = b’/(1+ε90°)Material 90° direction length (b) = b’/(1+ε90°)
(상기 식 5에서 b’는 변형된 소재의 90°방향길이, ε90°는 소재의 90°방향 연신율이다)(In
[식 6][Equation 6]
소재 45°방향길이(c) = c’/(1+ε45°)Material 45° direction length (c) = c’/(1+ε45°)
(상기 식 6에서 c‘는 변형된 소재의 45°방향길이, ε45°는 소재의 45°방향 연신율이다).(In
상기 식 4, 식 5 및 식 6 조건의 소재 방향별 길이를 초과하는 길이는 의미 없기 때문에 불필요한 재료 낭비를 방지할 수 있다. 상기 도 2와 같이 소재의 각 방향별 최소길이와 최대길이는, 드로우 비드 테스트를 위한 소재의 길이방향 범위로 설정할 수 있다.Since a length exceeding the length in each direction of the material in the conditions of
도 3은 본 발명의 한 구체예에 따른 드로우 비드 테스트 금형을 나타낸 것이다. 상기 도 3을 참조하면, 상부 금형과 하부 금형을 이용하여 프레스 성형을 진행시, 소재의 유입을 제어하기 위한 드로우 비드의 형상은 도 3과 같은 원통 형태를 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 다만, 실제 성형품의 형태에 대응하는 형상을 갖는 비드를 사용해야 최적 설계에 근접한 결과를 도출할 수 있다.3 shows a draw bead test mold according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3 , when press molding is performed using the upper mold and the lower mold, the shape of the draw bead for controlling the inflow of material may use a cylindrical shape as shown in FIG. 3 , but is not limited thereto. However, it is possible to derive a result close to the optimal design only when a bead having a shape corresponding to the shape of the actual molded product is used.
(S20) 제1 정지마찰계수 도출단계(S20) first step of deriving static friction coefficient
상기 단계는, 상기 금형과 성형용 소재의 프레스 테스트를 통해 상기 소재의 제1 운동마찰계수(μk1)를 측정하여 하기 식 1에 따른 제1 정지마찰계수(μs1)를 도출하는 단계이다.The step is a step of measuring the first coefficient of kinetic friction (μk1) of the material through a press test of the mold and the material for molding to derive the first coefficient of static friction (μs1) according to Equation 1 below.
[식 1][Equation 1]
제1 운동마찰계수(μk1) = -0.260 + (0.804 x μs1) + (4.8 X 10-3 x N1)First coefficient of kinetic friction (μk1) = -0.260 + (0.804 x μs1) + (4.8 X 10 -3 x N1)
(상기 식 1에서 상기 μs1는 상기 소재의 제1 정지마찰계수이며, N1은 프레스 테스트시 소재에 가해지는 수직하중(kgf)이다)(In Equation 1, μs1 is the first static friction coefficient of the material, and N1 is the vertical load (kgf) applied to the material during the press test)
상기 제1 정지마찰계수(μs1)는, 성형용 소재가 변형이 없는 상태에서의 표면마찰계수를 의미하는 것이며, 상기 제1 운동마찰계수(μk1)는, 성형용 소재에 변형이 가해지는 상태의 표면마찰계수를 의미할 수 있다. 따라서, 변형이 가해지는 상태를 고려한 제1 운동마찰계수를 적용시, 보다 정확한 프레스 성형 조건을 도출할 수 있다.The first coefficient of static friction (μs1) means a surface friction coefficient in a state in which the material for molding is not deformed, and the first coefficient of kinetic friction (μk1) is a state in which deformation is applied to the material for molding. It may mean a surface friction coefficient. Therefore, when applying the first coefficient of kinetic friction in consideration of the state in which the deformation is applied, it is possible to derive more accurate press forming conditions.
한 구체예에서 상기 도 3과 같이, 성형금형(8)과, 비드(10)가 형성된 비드금형(9) 사이에 상기 식 4 내지 식 6을 만족하는 성형용 소재(11)를 비드금형(9)의 비드(10)에 대하여 수직방향으로 배치하고, 인장하중을 측정할 수 있는 시험기를 이용하여, 실제 프레스 속도인 SPM(Speed Per Minute)을 기준으로 하여 인장속도로 환산하여 프레스 테스트를 진행할 수 있다. In one embodiment, as shown in FIG. 3, a
한 구체예에서 상기, 비드(블랭크 홀더)에 적용가능한 성형압력은 약 150~300톤 수준으로, 비드 금형부에 접하는 시편 단위 면적을 고려하여 범위를 설정할 수 있다. 한편 프레스 테스트 시 인장 곡선에서 얻어야 하는 값으로 x축은 변위, y축은 하중[단위 : N]이다. 또한, 수직하중 값에 대한 제1 운동마찰계수(μk1)는 하기 식 1-1에 의해서도 도출될 수 있다.In one embodiment, the molding pressure applicable to the bead (blank holder) is about 150 to 300 tons, and the range may be set in consideration of the unit area of the specimen in contact with the bead mold part. On the other hand, the value to be obtained from the tensile curve during the press test. The x-axis is the displacement and the y-axis is the load [unit: N]. In addition, the first kinetic friction coefficient μk1 for the vertical load value can also be derived by the following Equation 1-1.
[식 1-1][Equation 1-1]
μk1 = F/N1μk1 = F/N1
(상기 식 1-1에서 상기 F는 상기 소재의 마찰력(단위: N)이며, 상기 N1은 상기 프레스 테스트시 소재에 가해지는 수직하중(단위: N)이다).(In Equation 1-1, F is the frictional force (unit: N) of the material, and N1 is the vertical load (unit: N) applied to the material during the press test).
이때, 상기 식 1-1에서의 수직하중(N1)은, 상부 금형 및 하부 금형에 의한 수직하중을 모두 고려하여 계산할 수 있다.At this time, the vertical load (N1) in Equation 1-1 can be calculated in consideration of both the vertical load by the upper mold and the lower mold.
(S30) 윤활유 종류 결정단계(S30) Lubricating oil type determination step
상기 단계는 상기 제1 정지마찰계수(μs1)와, 기 설정된 상기 소재의 표준정지마찰계수를 비교하여, 상기 소재에 도포하기 위한 윤활유의 종류를 결정하는 단계이다. The step is a step of determining the type of lubricant to be applied to the material by comparing the first static friction coefficient μs1 with a preset standard static friction coefficient of the material.
한편, 측정되는 수직하중은 상기 소재의 면적을 동일하게 고정한 상태에서, 상기 비드의 형상과 소재와의 마찰력과 수직하중에 관계하여 변화한다. 프레스 성형 최적화를 위해 쉽게 변경할 수 있는 조건은 1) 수직하중 2) 판재 성형윤활 및 3) 비드의 형상 순서이다.On the other hand, the measured vertical load is changed in relation to the shape of the bead, the friction force between the material and the vertical load while the area of the material is fixed in the same way. Conditions that can be easily changed for optimizing press forming are 1) vertical load, 2) lubrication of sheet material forming, and 3) order of shape of beads.
예를 들면, 상기 무윤활 상태의 테스트 소재의 수직 하중별 인장하중을 측정한 뒤, 드로우 비드 테스트 동적 마찰계수가 0.54~0.74의 윤활유를 도포할 수 있다. 한 구체예에서 상기 윤활유의 마찰계수는 통상적으로 사용되는 바우덴 마찰계수 (Bowden Friction) 값을 이용할 수 있다.For example, after measuring the tensile load for each vertical load of the test material in the non-lubricated state, a lubricating oil having a dynamic friction coefficient of 0.54 to 0.74 for the draw bead test may be applied. In one embodiment, the friction coefficient of the lubricating oil may use a value of a Bowden friction coefficient commonly used.
한 구체예에서 상기 소재에 도포하기 위한 윤활유를 결정하는 단계는, 상기 정지마찰계수와 표준정지마찰계수를 비교하여, 상기 프레스 테스트시 인가 가능한 최대 수직하중 적용시, 상기 정지마찰계수가 표준정지마찰계수 미만인 경우 고마찰 윤활유를 선택하며, 상기 프레스 테스트시 인가 가능한 최대 수직하중 또는 최소 수직하중을 적용시, 정지마찰계수가 표준정지마찰계수와 동일한 경우 중마찰 윤활유를 선택하며, 상기 프레스 테스트시 인가 가능한 최대 수직하중 또는 최소 수직하중을 적용시 정지마찰계수가 표준정지마찰계수를 초과하는 경우, 저마찰 윤활유를 선택하는 단계;를 포함할 수 있다.In one embodiment, the step of determining the lubricant to be applied to the material comprises comparing the static friction coefficient and the standard static friction coefficient, and when the maximum vertical load that can be applied during the press test is applied, the static friction coefficient is the standard static friction If it is less than the coefficient, select a high-friction lubricant. When the maximum or minimum vertical load that can be applied during the press test is applied, if the static friction coefficient is the same as the standard static friction coefficient, select a medium-friction lubricant, and apply during the press test When the maximum possible vertical load or the minimum vertical load is applied, when the static friction coefficient exceeds the standard static friction coefficient, selecting a low friction lubricant; may include.
한 구체예에서 상기 소재의 표준정지마찰계수(또는 표준마찰계수)는 0.8~1.0에서 선택될 수 있다. 상기 조건으로 선택시 본 발명의 금형 프레스 성형조건 설계시 정확성이 우수하여 소재의 변형 및 손상을 최소화할 수 있다.In one embodiment, the standard static friction coefficient (or standard friction coefficient) of the material may be selected from 0.8 to 1.0. When the above conditions are selected, the accuracy of the design of the mold press molding conditions of the present invention is excellent, so that deformation and damage of the material can be minimized.
한 구체예에서 상기 저마찰 윤활유는 운동마찰계수가 0.54 미만이며, 상기 중마찰 윤활유는 운동마찰계수가 0.54~0.74이며, 상기 고마찰 윤활유는 운동마찰계수가 0.74 초과일 수 있다. 상기 조건에서 상기 소재의 마찰계수를 용이하게 조절하여, 소재의 변형 및 손상을 최소화할 수 있다. In one embodiment, the low friction lubricating oil may have a kinetic friction coefficient of less than 0.54, the medium friction lubricating oil may have a kinetic friction coefficient of 0.54 to 0.74, and the high friction lubricating oil may have a kinetic friction coefficient greater than 0.74. Under the above conditions, it is possible to easily adjust the friction coefficient of the material, thereby minimizing deformation and damage of the material.
(S40) 제2 정지마찰계수 도출단계(S40) Step of deriving the second coefficient of static friction
상기 단계는 상기 결정된 윤활유를 상기 소재에 도포하고, 상기 금형과의 프레스 테스트를 실시하여, 윤활유 도포된 소재의 제2 운동마찰계수(μk2)를 측정하여, 하기 식 2에 따른 제2 정지마찰계수(μs2)를 도출하는 단계이다.The step is to apply the determined lubricant to the material, perform a press test with the mold, measure the second coefficient of kinetic friction (μk2) of the material to which the lubricant is applied, and a second coefficient of static friction according to Equation 2 below This is the step of deriving (μs2).
[식 2][Equation 2]
제2 운동마찰계수(μk2) = -0.260 + (0.804 x μs2) + (4.8 X 10-3 x N2)Second coefficient of kinetic friction (μk2) = -0.260 + (0.804 x μs2) + (4.8 X 10 -3 x N2)
(상기 식 2에서 상기 μs2는 상기 윤활유 도포된 소재의 제2 정지마찰계수이며, N2는 프레스 테스트시 윤활유 도포된 소재에 가해지는 수직하중(kgf)이다).(In Equation 2, μs2 is the second static friction coefficient of the lubricant-coated material, and N2 is the vertical load (kgf) applied to the lubricant-coated material during the press test).
상기 제2 정지마찰계수(μs2)는, 상기 윤활유 도포된 소재가 변형이 없는 상태에서의 표면마찰계수를 의미하는 것이며, 상기 제2 운동마찰계수(μk2)는, 상기 윤활유 도포된 소재에 변형이 가해지는 상태의 표면마찰계수를 의미할 수 있다. 따라서, 변형이 가해지는 상태를 고려한 제2 운동마찰계수를 적용시 보다 정확한 프레스 성형 조건을 도출할 수 있다.The second coefficient of static friction (μs2) means a surface friction coefficient in a state in which the material to which the lubricant is applied has no deformation, and the second coefficient of kinetic friction (μk2) is the deformation of the material to which the lubricant is applied. It may mean the surface friction coefficient of the applied state. Therefore, more accurate press forming conditions can be derived when the second coefficient of kinetic friction in consideration of the state in which the deformation is applied is applied.
상기 프레스 테스트 시 인장 곡선에서 얻어야 하는 값으로 x축은 변위, y축은 하중[단위 : N]이다. 또한, 상기 제2 운동마찰계수(μk2)는, 하기 식 2-1을 이용하여도 도출될 수 있다.A value to be obtained from the tensile curve during the press test, the x-axis is displacement, and the y-axis is load [unit: N]. In addition, the second coefficient of kinetic friction μk2 may be derived using Equation 2-1 below.
[식 2-1][Equation 2-1]
μk2 = F’/N2μk2 = F’/N2
(상기 식 2-1에서 상기 F’는 상기 윤활유 도포된 소재의 마찰력(단위: N)이며, 상기 N2는 상기 프레스 테스트시 소재에 가해지는 수직하중(단위: N)이다).(In Equation 2-1, F' is the frictional force (unit: N) of the lubricating oil-coated material, and N2 is the vertical load (unit: N) applied to the material during the press test).
이때, 상기 식 2-1에서의 수직하중(N2)은, 상부 금형 및 하부 금형에 의한 수직하중을 모두 고려하여 계산할 수 있다.In this case, the vertical load (N2) in Equation 2-1 can be calculated in consideration of both the vertical load by the upper mold and the lower mold.
(S50) 수직하중 조절가능여부 판단단계(S50) Judgment step of whether vertical load can be adjusted
상기 단계는 상기 제2 정지마찰계수(μs2)를 이용하여, 하기 식 3의 제3 운동마찰계수(μk3) 값이 0.54~0.74를 만족하기 위한, 수직하중(N3)의 조절가능 여부를 판단하는 단계이다.The step is to use the second static friction coefficient (μs2), the third kinetic friction coefficient (μk3) value of Equation 3 below to satisfy 0.54 to 0.74, determining whether the adjustment of the vertical load (N3) is possible is a step
[식 3][Equation 3]
제3 운동마찰계수(μk3) = -0.260 + (0.804 x μs2) + (4.8 X 10-3 x N3)Third coefficient of kinetic friction (μk3) = -0.260 + (0.804 x μs2) + (4.8 X 10 -3 x N3)
(상기 식 3에서 상기 μs2는 상기 제2 정지마찰계수이며, N3는 프레스 성형시 윤활유 도포된 소재에 가해지는 수직하중(kgf)이다).(In Equation 3, μs2 is the second static friction coefficient, and N3 is the vertical load (kgf) applied to the material coated with lubricant during press molding).
상기 수직하중의 조절가능 여부는, 상기 식 3을 통해 도출된 수직하중 값이, 프레스 성형 기기에서 적용 가능한 수직하중 범위에 해당하는지 여부로 판단할 수 있으며, 이는 통상의 기술자에게 용이한 것이다. Whether the vertical load can be adjusted can be determined by whether the vertical load value derived through Equation 3 corresponds to a vertical load range applicable to the press forming machine, which is easy for a person skilled in the art.
도 4는 본 발명의 소재에 도포된 윤활유 종류와 수직하중 변화에 따른 제3 운동마찰계수 변화를 나타낸 것이다. 상기 도 4를 참조하면, 제3 운동마찰계수가 0.54 미만시 유입과다에 따른 주름 등의 결함이 발생하며, 제3 운동마찰계수가 목표범위인 0.54~0.74를 만족시 형상이 양호하고, 제3 운동마찰계수가 0.74를 초과하는 경우 유입부족으로 인한 파단이 발생 가능성이 증가하는 것을 알 수 있다.4 shows the change in the third kinetic friction coefficient according to the type of lubricant applied to the material of the present invention and the change in the vertical load. 4, when the third coefficient of kinetic friction is less than 0.54, defects such as wrinkles occur due to excessive inflow, and when the third coefficient of kinetic friction satisfies the target range of 0.54 to 0.74, the shape is good, and the third When the coefficient of kinetic friction exceeds 0.74, it can be seen that the probability of fracture due to insufficient inflow increases.
한 구체예에서 상기 수직하중(N3)이 조절가능 범위에 해당하는 경우, 상기 제3 운동마찰계수(μk3)가 0.54~0.74를 만족하는 수직하중(N3) 범위를 도출한다.In one embodiment, when the vertical load (N3) falls within the adjustable range, the third kinetic friction coefficient (μk3) derives a vertical load (N3) range that satisfies 0.54 to 0.74.
다른 구체예에서 상기 식 3의 수직하중(N3)이 조절가능 범위를 벗어난 경우, 상기 윤활유 도포된 소재에 추가적으로 윤활유를 도포하여 상기 소재의 운동마찰계수를 조절할 수 있다.In another embodiment, when the vertical load (N3) of Equation 3 is out of the adjustable range, the kinetic friction coefficient of the material may be adjusted by additionally applying lubricant to the material to which the lubricant is applied.
예를 들면, 상기 도출된 제2 운동마찰계수를 만족하는 소재를 적용하여 상기 금형 테스트와 동일한 형태의 금형에 투입한 다음, 상기 도출된 수직하중(N3)을 이용하여 실제 프레스 성형을 실시할 수 있다.For example, a material that satisfies the derived second coefficient of kinetic friction is applied and put into a mold having the same shape as the mold test, and then actual press molding can be performed using the derived vertical load (N3). have.
한 구체예에서 상기 제3 운동마찰계수가 목표범위를 만족하도록 수직하중을 설정한 다음, 상기 금형의 드로우 비드의 총면적을 계산하고, 상기 계산된 총면적당 필요 하중을 도출하여 프레스 성형을 실시할 수 있다.In one embodiment, after setting the vertical load so that the third coefficient of kinetic friction satisfies the target range, the total area of the draw bead of the mold is calculated, and the required load per calculated total area is derived to perform press molding. have.
본 발명의 금형 프레스 성형조건 설계방법은 금형 프레스 성형시, 소재의 성형 불량을 최소화할 수 있으며, 금형 프레스 성형 조건 설계를 위한 테스트 횟수와 소재의 사용을 최소화할 수 있어 생산성 및 경제성이 우수할 수 있다.The mold press molding condition design method of the present invention can minimize the molding defect of the material during mold press molding, and can minimize the number of tests and the use of the material for designing the mold press molding condition, so that the productivity and economy can be excellent. have.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail through preferred embodiments of the present invention. However, this is presented as a preferred example of the present invention and cannot be construed as limiting the present invention in any sense.
실시예Example
도 3과 같은 형태의 드로우 비드가 형성된 금형과, 성형용 소재로 각각 하기 식 4, 식 5 및 식 6의 조건을 만족하는 2 종류의 알루미늄 판재를 준비하였다. 2 types of aluminum plate materials satisfying the conditions of
[식 4][Equation 4]
소재 0°방향길이(a) = a’/(1+ε0°)Material 0° direction length (a) = a’/(1+ε0°)
(상기 식 4에서 a‘는 변형된 소재의 0°방향 길이, ε0°는 소재의 0°방향 연신율이다)(In
[식 4][Equation 4]
소재 90°방향길이(b) = b’/(1+ε90°)Material 90° direction length (b) = b’/(1+ε90°)
(상기 식 5에서 b’는 변형된 소재의 90°방향길이, ε90°는 소재의 90°방향 연신율이다)(In
[식 6][Equation 6]
소재 45°방향길이(c) = c’/(1+ε45°)Material 45° direction length (c) = c’/(1+ε45°)
(상기 식 6에서 c‘는 변형된 소재의 45°방향길이, ε45°는 소재의 45°방향 연신율이다).(In
한편, 프레스 성형하기 위해 무윤활 조건으로 마찰계수를 측정한 결과를 표 1 및 도 4에 나타내었다. 이때, 윤활조건을 탐색하기 위한 테스트 수직하중은 실제 프레스 성형면적당 가해지는 프레스 압력 대비, 테스트 시편 면적당 수직하중 비율을 참고하여 중간값으로 시작하는 편이 좋다. 해당 실시예는 시편폭과 금형길이가 각 3cm와 5cm로 테스트시 하중을 받는 면적은 약 15cm2에 해당된다. 시험결과, 상기 2 종류의 판재 모두 비드부에서 소착을 발생시키며 판재 표면이 심하게 벗겨졌으며, 그로 인해 마찰력과 마찰계수가 일정하지 않음을 알 수 있었다.On the other hand, the results of measuring the friction coefficient under a non-lubricating condition for press molding are shown in Table 1 and FIG. 4 . At this time, it is better to start the test vertical load to explore the lubrication condition with an intermediate value by referring to the ratio of the vertical load per test specimen area compared to the press pressure applied per actual press forming area. In this example, when the specimen width and the mold length are 3 cm and 5 cm, respectively, the area subjected to the load corresponds to about 15 cm 2 . As a result of the test, it can be seen that both types of plate materials cause seizure in the bead portion and the surface of the plate material is severely peeled, and therefore the friction force and coefficient of friction are not constant.
상기 금형과 성형용 소재의 프레스 테스트를 통해 상기 소재의 제1 운동마찰계수(μk1)를 측정하였으며, 그 다음에 상기 제1 운동마찰계수(μk1)를 이용하여 하기 식 1에 따른 제1 정지마찰계수(μs1)를 도출하여 그 결과를 도 5(a) 및 하기 표 1에 나타내었다.The first coefficient of kinetic friction (μk1) of the material was measured through a press test of the mold and the material for molding, and then the first static friction according to Equation 1 using the first coefficient of kinetic friction (μk1) The coefficient (μs1) was derived and the results are shown in FIG. 5(a) and Table 1 below.
[식 1][Equation 1]
제1 운동마찰계수(μk1) = -0.260 + (0.804 x μs1) + (4.8 X 10-3 x N1)First coefficient of kinetic friction (μk1) = -0.260 + (0.804 x μs1) + (4.8 X 10 -3 x N1)
(상기 식 1에서 상기 μs1는 상기 소재의 제1 정지마찰계수이며, N1은 프레스 테스트시 소재에 가해지는 수직하중(kgf)이다)(In Equation 1, μs1 is the first static friction coefficient of the material, and N1 is the vertical load (kgf) applied to the material during the press test)
상기 도 5 및 표 1을 참조하면, 프레스 테스트 결과 상기 식 1에 따른 A 소재의 제1 운동마찰계수는 1.7±0.11 이며, B 소재의 제1 운동마찰계수는 1.12±0.25로 측정되었다. 또한, 본 발명의 상기 식 1을 적용시, A 소재의 제1 정지마찰계수는 1.5, B 소재의 제1 정지마찰계수는 0.9 이었다.5 and Table 1, as a result of the press test, the first coefficient of kinetic friction of material A according to Equation 1 was 1.7±0.11, and the first coefficient of kinetic friction of material B was measured to be 1.12±0.25. In addition, when applying Equation 1 of the present invention, the first coefficient of static friction of the material A was 1.5, and the first coefficient of static friction of the material B was 0.9.
상기 A 소재 및 B 소재의 표준정지마찰계수는 0.8~1.0으로 설정하였으며, 상기 표준정지마찰계수와 비교하였을 때 A 소재는 기준 대비 매우 높은 마찰계수를 나타내기 때문에 저마찰 윤활유(운동마찰계수 0.54)를 적용하여 도포하였다. 반면, B 소재는 기준 시편과 유사한 마찰계수로 측정되었기에 기준 시편과 동일한 조건으로 중마찰 윤활유(운동마찰계수 0.54~0.74)를 적용하여 도포하였다.The standard coefficient of static friction of material A and material B was set to 0.8~1.0, and when compared with the standard coefficient of static friction, material A exhibits a very high coefficient of friction compared to the standard, so low-friction lubricant (kinetic friction coefficient of 0.54) was applied and applied. On the other hand, material B was measured with a coefficient of friction similar to that of the reference specimen, so it was applied by applying a heavy friction lubricant (kinetic friction coefficient of 0.54 to 0.74) under the same conditions as the reference specimen.
그 다음에, 상기 윤활유가 도포된 A 소재 및 B 소재에 대하여 프레스 테스트를 진행하여, 상기 윤활유 도포된 소재의 제2 정지마찰계수(μs2)를 하기 식 2에 의해 계산하여 도 5(b) 및 하기 표 2에 그 결과를 나타내었다. Then, a press test is performed on the material A and the material B to which the lubricant is applied, and the second coefficient of static friction (μs2) of the material to which the lubricant is applied is calculated by the following Equation 2 and shown in Fig. 5(b) and Table 2 below shows the results.
[식 2][Equation 2]
제2 운동마찰계수(μk2) = -0.260 + (0.804 x μs2) + (4.8 X 10-3 x N2)Second coefficient of kinetic friction (μk2) = -0.260 + (0.804 x μs2) + (4.8 X 10 -3 x N2)
(상기 식 2에서 상기 μs2는 상기 윤활유 도포된 소재의 제2 정지마찰계수이며, N2는 프레스 테스트시 윤활유 도포된 소재에 가해지는 수직하중(kgf)이다).(In Equation 2, μs2 is the second static friction coefficient of the lubricant-coated material, and N2 is the vertical load (kgf) applied to the lubricant-coated material during the press test).
상기 도 5(b) 및 표 2를 참조하면, 윤활유 도포된 A 소재의 제2 운동마찰계수는 1.12이고, B 소재의 제2 운동마찰계수는 0.78로 개선됨을 알 수 있었다. 이를 통해 도출된 상기 윤활유 도포된 A 소재의 제2 정지마찰계수는 0.82 이고, B 소재의 제2 정지마찰계수는 0.4인 것을 알 수 있었다.Referring to FIG. 5(b) and Table 2, it was found that the second coefficient of kinetic friction of the material A to which the lubricant was applied was 1.12, and the second coefficient of friction of the second movement of the material B was improved to 0.78. It was found that the second coefficient of static friction of the material A to which the lubricant was applied was 0.82, and the second coefficient of static friction of the material B was 0.4.
상기 도출된 제2 정지마찰계수(μs2)를 이용하여, 하기 식 3의 제3 운동마찰계수(μk3) 값이 0.54~0.74를 만족하기 위한, 수직하중(N3)의 조절가능 여부를 판단하였다. 그 결과, 상기 수직하중(N3)이 조절가능 범위에 해당하여, 상기 제3 운동마찰계수(μk3)가 0.54~0.74를 만족하도록, 윤활유 도포된 소재의 수직하중(N3) 범위를 도출하였다.Using the derived second static friction coefficient (μs2), the third kinetic friction coefficient (μk3) of Equation 3 below to satisfy 0.54 to 0.74, it was determined whether the vertical load (N3) can be adjusted. As a result, the vertical load (N3) corresponds to the adjustable range, so that the third kinetic friction coefficient (μk3) satisfies 0.54 to 0.74, the range of the vertical load (N3) of the lubricant-coated material was derived.
[식 3][Equation 3]
제3 운동마찰계수(μk3) = -0.260 + (0.804 x μs2) + (4.8 X 10-3 x N3)Third coefficient of kinetic friction (μk3) = -0.260 + (0.804 x μs2) + (4.8 X 10 -3 x N3)
(상기 식 3에서 상기 μs2는 상기 제2 정지마찰계수이며, N3는 프레스 성형시 윤활유 도포된 소재에 가해지는 수직하중(kgf)이다).(In Equation 3, μs2 is the second static friction coefficient, and N3 is the vertical load (kgf) applied to the material coated with lubricant during press molding).
그 결과, 제3 운동마찰계수가 0.54~0.74를 만족하기 위한, 윤활유 도포된 A 소재의 수직하중(N2)은 30~75kgf 이며, B 소재의 수직하중(N2)은 100~140 kgf로 계산되었다. 상기 A 및 B 소재에 대하여 실제 프레스 성형 결과를 하기 표 3 및 도 6에 나타내었다.As a result, to satisfy the third kinetic friction coefficient of 0.54 to 0.74, the vertical load (N2) of material A, which was coated with lubricant, was 30 to 75 kgf, and the vertical load (N2) of material B was calculated to be 100 to 140 kgf. . The actual press molding results for the materials A and B are shown in Table 3 and FIG. 6 below.
도 6은 실제 윤활유 도포된 소재의 프레스 테스트 결과를 나타낸 것이다. 상기 표 3 및 도 6의 결과를 참조하면, A 소재에 수직하중: 55kgf를 적용시, 운동마찰계수가 0.68 이었으며, B 소재에 수직하중: 125kgf를 적용시 운동마찰계수가 0.65값이 측정되었다.6 shows the results of the press test of the material to which the lubricating oil is actually applied. Referring to the results of Table 3 and FIG. 6, when the vertical load: 55 kgf was applied to the material A, the coefficient of kinetic friction was 0.68, and when the vertical load: 125 kgf was applied to the material B, the coefficient of kinetic friction was 0.65.
한편, 상기 운동마찰계수 값에 대한 수직하중 값은 단위면적: 0.0015m2에 적용된 하중으로서, 실제 성형 금형의 비드(블랭크 홀더력)을 추정하기 위해서는 실제 금형 비드부 면적 측정이 필요하다. 실제 적용 성형제품의 블랭크 홀더 면적이 2.19m2로 테스트 수직하중보다 약 1,460배 높은 하중을 가야해 한다. 따라서 B 소재의 수직하중값은 125kgf였기 때문에 해당 면적에서의 필요하중은 182.5톤으로 계산하여 적용할 수 있다. (0.0015m2 : 125kgf = 2.19m2 : 182,500kgf)On the other hand, the vertical load value for the kinetic friction coefficient value is a load applied to a unit area: 0.0015 m 2 , and in order to estimate the actual mold bead (blank holder force), it is necessary to measure the actual mold bead area. The area of the blank holder of the actual applied molded product is 2.19m 2 , which is about 1,460 times higher than the test vertical load. Therefore, since the vertical load value of material B was 125kgf, the required load in the corresponding area can be calculated and applied as 182.5 tons. (0.0015m 2 : 125kgf = 2.19m 2 : 182,500kgf)
도 7은 프레스 성형된 실시예 소재를 나타낸 사진이다. 상기 도 7을 참조하면, 본 발명의 금형 프레스 성형조건을 적용하여 실시예 소재 프레스 성형시(비드 사이즈(1290mm x 2000mm), 비드압: 200톤, 성형압력 130톤, 비닐 부착 조건), 소재의 주름 또는 파단 등의 결함이 발생하지 않음을 알 수 있었다.7 is a photograph showing a press-formed embodiment material. Referring to FIG. 7, when press molding an embodiment material by applying the mold press molding conditions of the present invention (bead size (1290mm x 2000mm), bead pressure: 200 tons, molding pressure 130 tons, vinyl attachment conditions), the material It was found that defects such as wrinkles or breakage did not occur.
최종 제품 디자인이 도출되면, 프레스 금형 제작전에 금형 제작 경험과 시뮬레이션을 기반으로 성형 판재의 기계적 물성에 적합한 비드 설계를 진행한다. 하지만, 실제 성형시에는 성형압에 따른 판재와의 마찰계수값이 변하기 때문에 적정 성형압을 찾기 위한 공수가 소요된다. 실제 제품 성형을 대상으로 공수를 소요하게 되면, 부품 크기별 차이가 있지만, 최소 제품 하나를 생산할 수 있는 크기의 판재는 폐기처분이 된다. 예를 들어, 자동차 외관 제품 대상인 경우에는 최소 가로/세로 각각 1~2m 길이의 판재가 소요된다.After the final product design is derived, the bead design suitable for the mechanical properties of the molded plate is carried out based on the mold manufacturing experience and simulation before the press mold is manufactured. However, since the value of the friction coefficient with the plate material varies according to the forming pressure during actual forming, it takes man-hours to find an appropriate forming pressure. When man-hours are required for actual product molding, there is a difference by part size, but a plate of a size that can produce at least one product is discarded. For example, in the case of an automobile exterior product, a minimum length of 1 to 2 m in width and length is required.
이에, 본 발명의 설계방법으로 적정 윤활유와 성형압을 도출한다면, 실제 제품 성형대상 소재 1장으로 60~120번의 테스트를 할 수 있으며, 실제 테스트에는 윤활조건 3조건, 수직하중 조건 3조건 총 9조건에 신뢰성을 위해 한 조건당 3회씩 진행한다 가정할 때, 소요 공수가 본 발명의 테스트 27회 수준으로 절감된다.Therefore, if the proper lubricating oil and molding pressure are derived with the design method of the present invention, 60 to 120 tests can be performed with one actual product molding target material. When it is assumed that each condition is performed three times for reliability, the required man-hours are reduced to the level of 27 tests of the present invention.
고안한 회귀 분석식인 식 1 및 식 2에 존재하는 정지마찰계수와 수직하중은, 무윤활 혹은 상용의 성형용 소재에 기본 도포되어 있는 상태로 명확한 수직하중만 제공하여 측정하면, 식 1에 따른 계산으로 제1 정지마찰계수를 도출할 수 있다. 이를 이용하여, 특정 윤활유를 도포후 제2 정지마찰계수를 도출한 다음, 도출된 값을 토대로 식 3을 통한 제3 운동마찰계수가 0.54~0.74안에 분포되도록 수직하중을 도출할 수 있다. 이렇게 도출한 수직하중으로 최종 테스트를 실시한 후, 오차값을 보정한 후 단위 면적에 해당하는 압력으로 환산하여 적용하면, 실제 성형 공수를 확연히 절감할 수 있다.The static friction coefficient and vertical load present in Equations 1 and 2, the regression analysis formulas devised, are calculated according to Equation 1 when measured by providing only a clear vertical load in a state that is applied to non-lubricated or commercial molding materials. to derive the first static friction coefficient. Using this, after applying a specific lubricant, the second static friction coefficient is derived, and then, based on the derived value, the vertical load can be derived so that the third kinetic friction coefficient through Equation 3 is distributed within 0.54 to 0.74. After the final test is performed with the vertical load derived in this way, the actual molding man-hours can be significantly reduced if the error value is corrected and converted into the pressure corresponding to the unit area.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.Simple modifications or changes of the present invention can be easily carried out by those of ordinary skill in the art, and all such modifications or changes can be considered to be included in the scope of the present invention.
8: 성형금형 9: 비드금형
10: 비드 11: 성형용 소재8: Molding mold 9: Bead mold
10: bead 11: material for molding
Claims (5)
상기 금형과 성형용 소재의 프레스 테스트를 통해 상기 소재의 제1 운동마찰계수(μk1)를 측정하여 하기 식 1에 따른 제1 정지마찰계수(μs1)를 도출하는 단계;
상기 제1 정지마찰계수(μs1)와, 기 설정된 상기 소재의 표준정지마찰계수를 비교하여, 상기 소재에 도포하기 위한 윤활유의 종류를 결정하는 단계;
상기 결정된 윤활유를 상기 소재에 도포하고, 상기 금형과의 프레스 테스트를 실시하여, 윤활유 도포된 소재의 제2 운동마찰계수(μk2)를 측정하여, 하기 식 2에 따른 제2 정지마찰계수(μs2)를 도출하는 단계; 및
상기 제2 정지마찰계수(μs2)를 이용하여, 상기 윤활유 도포된 소재의 하기 식 3의 제3 운동마찰계수(μk3) 값이 0.54~0.74를 만족하기 위한, 수직하중(N3)의 조절가능 여부를 판단하는 단계;를 포함하며,
상기 제1 운동마찰계수는 상기 금형과 성형용 소재를 인장시험기로 비드 프레스 테스트하여 측정된 값을 인장속도로 환산하여 측정되며,
상기 제2 운동마찰계수는 상기 금형과 상기 윤활유 도포된 성형용 소재를 인장시험기로 비드 프레스 테스트하여 측정된 값을 인장속도로 환산하여 측정되며,
상기 소재에 도포하기 위한 윤활유를 결정하는 단계는,
상기 제1 정지마찰계수와 표준정지마찰계수를 비교하여, 상기 제1 정지마찰계수가 표준정지마찰계수 미만인 경우 고마찰 윤활유를 선택하며,
상기 제1 정지마찰계수가 표준정지마찰계수와 동일한 경우, 중마찰 윤활유를 선택하며,
상기 제1 정지마찰계수가 표준정지마찰계수를 초과하는 경우, 저마찰 윤활유를 선택하는 단계;를 포함하되,
상기 표준정지마찰계수는 0.8~1.0에서 선택되며,
상기 저마찰 윤활유는 운동마찰계수가 0.54 미만이며, 상기 중마찰 윤활유는 운동마찰계수가 0.54~0.74이며, 상기 고마찰 윤활유는 운동마찰계수가 0.74 초과이고,
상기 수직하중(N3)이 조절가능 범위에 해당하는 경우, 상기 제3 운동마찰계수(μk3)가 0.54~0.74를 만족하는 수직하중(N3) 범위를 도출하는 것을 특징으로 하는 금형 프레스 성형조건 설계방법:
[식 1]
제1 운동마찰계수(μk1) = -0.260 + (0.804 x μs1) + (4.8 X 10-3 x N1)
(상기 식 1에서 상기 μs1는 상기 소재의 제1 정지마찰계수이며, N1은 프레스 테스트시 소재에 가해지는 수직하중(kgf)이다)
[식 2]
제2 운동마찰계수(μk2) = -0.260 + (0.804 x μs2) + (4.8 X 10-3 x N2)
(상기 식 2에서 상기 μs2는 상기 윤활유 도포된 소재의 제2 정지마찰계수이며, N2는 프레스 테스트시 윤활유 도포된 소재에 가해지는 수직하중(kgf)이다).
[식 3]
제3 운동마찰계수(μk3) = -0.260 + (0.804 x μs2) + (4.8 X 10-3 x N3)
(상기 식 3에서 상기 μs2는 상기 제2 정지마찰계수이며, N3는 프레스 성형시 윤활유 도포된 소재에 가해지는 수직하중(kgf)이다).
Preparing a mold and a molding material in which the draw bead is formed;
deriving a first coefficient of static friction (μs1) according to Equation 1 below by measuring a first coefficient of kinetic friction (μk1) of the material through a press test of the mold and the molding material;
determining a type of lubricant to be applied to the material by comparing the first coefficient of static friction (μs1) with a preset standard coefficient of static friction of the material;
The determined lubricating oil is applied to the material, a press test is performed with the mold, and the second coefficient of kinetic friction (μk2) of the material to which the lubricant is applied is measured, and the second coefficient of static friction (μs2) according to Equation 2 below deriving; and
Using the second static friction coefficient (μs2), the third kinetic friction coefficient (μk3) value of the following Equation 3 of the lubricant-coated material satisfies 0.54 to 0.74, Whether the vertical load (N3) can be adjusted Including;
The first coefficient of kinetic friction is measured by converting the value measured by performing a bead press test on the mold and the molding material with a tensile tester to a tensile speed,
The second coefficient of kinetic friction is measured by converting the value measured by performing a bead press test on the mold and the lubricating oil-coated molding material with a tensile tester to a tensile speed,
The step of determining the lubricant to be applied to the material is,
comparing the first coefficient of static friction with the standard coefficient of static friction, and selecting a high friction lubricant when the first coefficient of static friction is less than the standard coefficient of static friction;
When the first coefficient of static friction is the same as the standard coefficient of static friction, a medium friction lubricant is selected,
When the first coefficient of static friction exceeds the standard coefficient of static friction, selecting a low-friction lubricant;
The standard static friction coefficient is selected from 0.8 to 1.0,
The low friction lubricant has a kinetic friction coefficient of less than 0.54, the medium friction lubricant has a kinetic friction coefficient of 0.54 to 0.74, and the high friction lubricant has a kinetic friction coefficient greater than 0.74,
Mold press molding condition design method, characterized in that when the vertical load (N3) falls within the adjustable range, the third kinetic friction coefficient (μk3) derives a vertical load (N3) range that satisfies 0.54 to 0.74 :
[Equation 1]
First coefficient of kinetic friction (μk1) = -0.260 + (0.804 x μs1) + (4.8 X 10 -3 x N1)
(In Equation 1, μs1 is the first static friction coefficient of the material, and N1 is the vertical load (kgf) applied to the material during the press test)
[Equation 2]
Second coefficient of kinetic friction (μk2) = -0.260 + (0.804 x μs2) + (4.8 X 10 -3 x N2)
(In Equation 2, μs2 is the second static friction coefficient of the lubricant-coated material, and N2 is the vertical load (kgf) applied to the lubricant-coated material during the press test).
[Equation 3]
Third coefficient of kinetic friction (μk3) = -0.260 + (0.804 x μs2) + (4.8 X 10 -3 x N3)
(In Equation 3, μs2 is the second static friction coefficient, and N3 is the vertical load (kgf) applied to the material coated with lubricant during press molding).
상기 식 3의 수직하중(N3)이 조절가능 범위를 벗어난 경우, 상기 윤활유 도포된 소재에 추가적으로 윤활유를 도포하는 것을 특징으로 하는 금형 프레스 성형조건 설계방법.
According to claim 1,
When the vertical load (N3) of Equation 3 is out of the adjustable range, the mold press molding condition design method, characterized in that the lubricant is additionally applied to the material to which the lubricant is applied.
상기 소재는 하기 식 4, 식 5 및 식 6의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 금형 프레스 성형조건 설계방법:
[식 4]
소재 0°방향길이(a) = a’/(1+ε0°)
(상기 식 4에서 a‘는 변형된 소재의 0°방향 길이, ε0°는 소재의 0°방향 연신율이다)
[식 5]
소재 90°방향길이(b) = b’/(1+ε90°)
(상기 식 5에서 b’는 변형된 소재의 90°방향길이, ε90°는 소재의 90°방향 연신율이다)
[식 6]
소재 45°방향길이(c) = c’/(1+ε45°)
(상기 식 6에서 c‘는 변형된 소재의 45°방향길이, ε45°는 소재의 45°방향 연신율이다).
According to claim 1,
The material is a mold press molding condition design method, characterized in that it satisfies the relation of Equation 4, Equation 5 and Equation 6 below:
[Equation 4]
Material 0° direction length (a) = a'/(1+ε0°)
(In Equation 4, a' is the length in the 0° direction of the deformed material, and ε0° is the elongation in the 0° direction of the material)
[Equation 5]
Material 90° direction length (b) = b'/(1+ε90°)
(In Equation 5, b' is the length in the 90° direction of the deformed material, and ε90° is the elongation in the 90° direction of the material)
[Equation 6]
Material 45° direction length (c) = c'/(1+ε45°)
(In Equation 6, c' is the length in the 45° direction of the deformed material, and ε45° is the elongation in the 45° direction of the material).
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