KR19990027063U - Tensile bendability evaluation device of thin steel sheet - Google Patents
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Abstract
본 고안은 굽힘(Bending)가공시 소재의 성형성을 평가하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 프레스 상하부에 각각 교체 조립될 수 있으며, 다양한 굽힘면(5)을 가지는 굽힘다이(2, 4) 및 굽힘펀치(1, 3)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박강판의 인장굽힘성 평가 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for evaluating the formability of a material during bending processing, and more specifically, it can be replaced and assembled in the upper and lower portions, respectively, and a bending die (2) having various bending surfaces (5) And 4) and bending punches 1 and 3, the present invention relates to an apparatus for evaluating tensile bendability of a steel sheet.
상기와 같은 본 고안에 의해 박강판을 굽힘가공하는 경우 성공적인 성형이 될수 있는지의 여부를 현장가공을 행하지 않고도 간단히 모사시험하여 예측할 수 있으며 이러한 이유로 박강판의 실기가공시 가공크랙이 생기지 않는 소재선정 및 가공조건등을 정할 수 있다.When the sheet steel is bent by the present invention as described above, it can be predicted simply by simulating it without performing on-site processing whether or not it can be successfully formed. Processing conditions can be determined.
Description
본 고안은 굽힘(Bending)가공시 소재의 성형성을 평가하기 위한 장치 및 그 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 1회의 프레스 가공으로 여러가지의 최소 곡률반경에 대하여 실험이 가능하고, 동시에 인장 스트레인을 평가 할 수 있는 박강판의 인장굽힘성 평가 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for evaluating the formability of a material during bending processing, and more specifically, it is possible to experiment with various minimum curvature radii in one press work, and at the same time evaluate the tensile strain The present invention relates to an apparatus for evaluating tensile bendability of thin steel sheets.
일반적으로 냉연 및 열연강판등 판재류는 굽힘가공을 받아 최종제품으로 성형되는 경우가 많다.In general, sheet materials such as cold rolled steel and hot rolled steel are often subjected to bending to be molded into final products.
예를 들면, 자동차의 멤버(Member)류나 프레임(Frame)류 등은 주로 굽힘가공을 받아 최종제품으로 성형된다.For example, members and frames of automobiles are mainly bent and molded into final products.
이러한 굽힘가공중 굽힘선을 따라 크랙(Crack)이 발생하거나, 소재가 굽힘가공시 견딜수 있는 능력을 평가하는 것은 매우 중요한 과제이다.It is very important to evaluate cracking along the bending line during the bending process or to evaluate the ability of the material to withstand the bending process.
더욱이 실기 가공에 있어서는 굽힘가공만에 의한 가공보다는 소재가 구속되어 있는 경우에 굽힘가공을 받는 경우가 더 많이 발생되므로, 소재의 인장굽힘(Stretch-Bending)성을 평가할 수 있는 방법이 더욱 필요하게 된다.In addition, in actual processing, bending is more likely to occur when the material is constrained than processing only by bending, so a method for evaluating the stretch-bending property of the material is required. .
급힘가공시 생기는 크랙은 굽힘가공시 소재에 생기는 굽힘외면에 발생되는 인장응력에 의해 발생된다.Cracks generated during rapid machining are caused by tensile stresses generated on the outer surface of the bending caused by bending materials.
따라서, 심한 굽힘을 받는 경우에는 굽힘외면에 가해지는 인장응력이 크게 되므로 가공중 크랙이 발생될 가능성이 높아진다.Therefore, in the case of severe bending, the tensile stress applied to the outer surface of the bending becomes large, so that the possibility of cracking during processing increases.
굽힘가공성은 주로 최소 굽힘반경이나 최소 굽힘내경으로서 평가되어 왔다.Bendability has been mainly evaluated as minimum bending radius or minimum bending internal diameter.
여기서 최소 굽힘반경 시험의 경우, V 블록에 의해 시험이 행해지는데, 굽힘시험중 견딜 수 있는 굽힘반경의 최소값을 결정하는 방법을 많이 사용하고 있다.In the case of the minimum bending radius test, the test is performed by the V block, and a method of determining the minimum value of the bending radius that can be tolerated during the bending test is frequently used.
(월간형기술, 1994, 9월호, p.123, W.F.Hosford and R.M.Caddell, Metal Forming, 1993, Prentice-Hall Inc., p.256)(Monthly Technology, 1994, September, p.123, W.F.Hosford and R.M.Caddell, Metal Forming, 1993, Prentice-Hall Inc., p.256)
상기의 시험방법은 최소 굽힘반경을 알아내기 위하여 상당히 많은 공구세트를 가지고 있어야 되며, 또한 각각의 시험을 위해 각기 다른 굽힘반경을 가지는 공구를 정착하여야 하는 번거러움이 있어 시험에 요하는 시간이 매우 많이 필요하게 된다.The test method described above requires quite a large set of tools to find the minimum bending radius, and it is very cumbersome to settle tools having different bending radii for each test. Done.
그리고, 최소 굽힘내경 시험은 180도 굽힘시험시 굽힘내경을 어떤 특정한 값으로 하였을 때 크랙이 생성되었는지를 판단하는 시험을 행하는 것이다. (강재의 성질과 시험, 일본철강협회, 1976, p.371)In addition, the minimum bending inner diameter test is a test for judging whether a crack is generated when the bending inner diameter is set to a certain value during the 180 degree bending test. (Properties and Tests of Steels, Japan Steel Association, 1976, p.371)
상기의 시험방법은 소재의 굽힘가공성에 대한 기준을 제시함으로써 강재의 합격여부를 쉽게 판정하는데에는 유효하나(JIS Z 2248, 금속재료 굽힘시험방법, 1975, p.157) 대부분의 강재에서 기 설정된 굽힘내경으로 시험하는 경우 거의 크랙을 발생시키지 않아 시험재간의 상대적인 비교를 행하는데에는 많은 어려움이 있다.The above test method is effective for easily determining the acceptance of steels by providing a criterion for bending workability of materials (JIS Z 2248, Bending Test Method of Metallic Materials, 1975, p.157). In the case of the test with the inner diameter, there is almost no crack, so it is difficult to make the relative comparison between the test materials.
상기와 같이 기존의 굽힘시험 방법은 시험이 난이하거나 상대적인 시험결과의 차이가 적게 나는 등 문제가 있음에도 불구하고, 판재가공에 주류를 이루고 있는 굽힘가공성의 평가가 적극적으로 이루어지지 않고 있다.As described above, although the existing bending test method has problems such as difficulty in testing or a small difference in relative test results, evaluation of bending workability, which is mainstream in sheet processing, has not been actively conducted.
더욱이 실제 제조공정에서 행해지는 굽힘가공은 순수 굽힘가공에 의한 가공이 아니라, 주로 소재가 구속되는 중에 굽힘가공이 행해지고 있고, 정밀가공을 위해서는 소재에 인장스트레인을 부가한 상태에서 굽힘가공을 실시하는 것이 유리하다고 알려져 있다.(H.Hartmann and R.Kruger, Neue Hutte, Vol.26, 1981, p.56)In addition, the bending process performed in the actual manufacturing process is not a pure bending process, but the bending process is mainly performed while the material is constrained. For precision processing, the bending process is performed with a tensile strain added to the material. (H. Hartmann and R. Kruger, Neue Hutte, Vol. 26, 1981, p. 56)
즉, 현재에 행해지고 있는 굽힘가공성에 대한 평가는 실기공정중의 소재성형성과는 거리가 있는 평가방법이라고 할 수 있다.That is, the evaluation of the bending workability currently performed can be said to be an evaluation method that is far from the material formation during the practical process.
또한, 굽힘가공에 대한 것은 위에서 말한 바와 같은 시험방법에 의해, 그리고 인장변형이 위주가 되는 경우의 판재가공성은 FLD(Forming Limit Diagram)로 대표되는 시험방법 에 의해 평가가 이루어지고 있으나, 인장과 굽힘이 동시에 가해지는 실기가공에 있어서 소재의 성형성을 평가하는 방법은 개발되어 있지 않다.In addition, the bending process is evaluated by the test method as described above, and the sheet formability in the case where the tensile deformation is mainly oriented by the test method represented by the Forming Limit Diagram (FLD), but the tension and bending At the same time, a method for evaluating the formability of the material in the actual machining applied is not developed.
따라서 굽힘가공시 현장가공과 보다 근접한 방법에 의해 소재성형성을 평가하고 기존의 굽힘가공성 평가방법의 단점들을 보완하기 위해 새로운 소재성형성 평가방법의 구축이 필요하다.Therefore, it is necessary to construct a new material formation evaluation method in order to evaluate material formation by a method closer to on-site processing during bending and to compensate for the shortcomings of the existing bending workability evaluation method.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 기존에 사용되는 굽힘시험법에 비해 정량적인 데이터의 확보가 쉬우며, 시험에 드는 노력을 줄일 수 있고, 시험결과의 상호 비교가 쉬우며, 실기가공에 보다 근접하게 소재의 성형성을 평가할 수 있는 박강판의 인장굽힘성 평가 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention is easy to secure quantitative data compared to the existing bending test method, to solve the above problems, to reduce the effort of the test, easy to compare the test results, and to the practical machining It is an object of the present invention to provide an apparatus for evaluating the tensile bendability of a thin steel sheet which can more closely evaluate the formability of a material.
도 1은 본 고안에 의한 소반경용 굽힘펀치의 단면도 및 평면도,1 is a cross-sectional view and a plan view of a small radius bending punch according to the present invention,
도 2는 본 고안에 의한 대반경용 굽힘펀치의 단면도 및 평면도,Figure 2 is a cross-sectional view and plan view of the large-diameter bending punch according to the present invention,
도 3은 본 고안에 의한 소반경용 굽힘다이의 단면도 및 평면도,3 is a cross-sectional view and a plan view of a small-diameter bending die according to the present invention,
도 4는 본 고안에 의한 대반경용 굽힘다이의 단면도 및 평면도,Figure 4 is a cross-sectional view and plan view of the large-diameter bending die according to the present invention,
도 5는 본 고안에 의한 굽힘가공 실시결과를 나타내는 사진도이다.Figure 5 is a photograph showing the results of bending process according to the present invention.
<도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명><Description of the code used in the main part of the drawing>
1 : 소반경용 굽힘펀치, 2 : 소반경용 굽힘다이, 3 : 대반경용 굽힘펀치,1: small radius bending punch, 2: small radius bending punch, 3: large radius bending punch,
4 : 대반경용 굽힘다이, 5 : 굽힘면4: bending radius for large radius, 5: bending surface
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안은 각각 프레스 상하부에 교체 조립될 수 있으며, 다양한 굽힘면을 가지는 굽힘다이 및 굽힘펀치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박강판의 인장굽힘성 평가 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention can be replaced and assembled on the upper and lower presses, respectively, and provides an apparatus for evaluating tensile bendability of a thin steel sheet, comprising a bending die and a bending punch having various bending surfaces.
이하, 도면을 참조하여 본 고안을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1은 본 고안에 의한 소반경용 굽힘펀치의 단면도 및 평면도이고, 도 2는 본 고안에 의한 대반경용 굽힘펀치의 단면도 및 평면도이고, 도 3은 본 고안에 의한 소반경용 굽힘다이의 단면도 및 평면도이고, 도 4는 본 고안에 의한 대반경용 굽힘다이의 단면도 및 평면도이고, 도 5는 본 고안에 의한 굽힘가공 실시결과를 나타내는 사진도이다.1 is a cross-sectional view and a plan view of a small radius bending punch according to the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view and a plan view of a large radius bending punch according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view and a plan view of a small radius bending punch according to the present invention. 4 is a cross-sectional view and a plan view of a large radius bending die according to the present invention, and FIG. 5 is a photograph showing a result of bending processing according to the present invention.
본 고안은 굽힘반경이 각기 다른 다수의 굽힘가공을 동시에 행할 수 있는 굽힘펀치(1, 3)와 굽힘다이(2, 4)의 형태를 가진다.The present invention has the form of bending punches (1, 3) and bending dies (2, 4) capable of simultaneously performing a plurality of bending processes having different bending radii.
시편은 프레스의 상부다이와 하부다이의 사이에 있는 비드에 의해 고정되게 되며, 이후 굽힘펀치(1, 3)가 하부다이를 통해 상부다이에 장착되어 있는 굽힘다이(2, 4)로 올라오면서 시편을 다단으로 굽힘 변형시킨다.The specimen is held by beads between the upper die and the lower die of the press, and then the bending punches 1 and 3 are raised through the lower die to the bending dies 2 and 4 mounted on the upper die. Bending and deformation in multiple stages.
상기와 같이 시편을 비드에 고정한 후 굽힘펀치(1, 3)로 변형을 시킴으로써 시편의 굽힘성을 평가함과 동시에 인장성을 평가할 수 있다.As described above, the specimen is fixed to the beads and then deformed by the bending punches 1 and 3 to evaluate the bendability of the specimen and at the same time evaluate the tensile property.
이때, 본 고안은 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 다단 굽힘장치는 굽힘펀치(1, 3)와 굽힘다이(2, 4)의 각각의 골과 산에 다른 굽힘반경을 채용함으로써, 여러가지의 굽힘반경이 동시에 시편에 가해질 수 있도록 구성되었다.At this time, the present invention is a multi-stage bending device as shown in Figures 1 and 3 by adopting a different bending radius in each of the valleys and mountains of the bending punch (1, 3) and the bending die (2, 4), The bending radius was configured to be applied to the specimen at the same time.
이와 같은 방법에 의해 실제 시험중에는 파단이 발생되는 위치에 의해 쉽게 소재의 최소 굽힘반경을 설정할 수 있다.By this method, the minimum bending radius of the material can be easily set by the location where the fracture occurs during the actual test.
굽힘반경은 소반경용 공구와 대반경용 공구의 두가지로 나누어 제작하였는데 소반경용 공구는 0.2, 0.5, 1, 1.5, 2 mm의 다섯가지의 굽힘반경에 대하여 동시에 시험할 수 있으며, 대반경용 공구는 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5 mm의 다섯가지의 굽힘반경에 대하여 동시에 시험할 수 있게 하였다.The bending radius is divided into two small radius tools and the large radius tool. The small radius tool can simultaneously test five bending radiuses of 0.2, 0.5, 1, 1.5 and 2 mm, and the large radius tool is 2.5, Five bending radii of 3, 3.5, 4 and 4.5 mm were allowed to be tested simultaneously.
즉, 두가지의 공구세트에 의하여 0.2∼4.5 mm 내의 10가지의 굽힘반경에 대하여 굽힘시험을 행할 수 있게 되는 것인데, 이는 실제 실험에서 2회의 프레스 가공에 의해 10가지의 굽힘반경에 대해 시험을 실시 할 수 있는 것이다.In other words, the bending test can be performed on 10 bending radii within 0.2 to 4.5 mm by means of two tool sets, which can be tested on 10 bending radii by two presses in an actual experiment. It can be.
한편 도 5는 1.0mm 두께의 강판을 가지고 소반경용 공구를 사용하여 실험하였을 때 발생된 파단의 형태를 보이고 있다.On the other hand, Figure 5 shows the shape of the break generated when the experiment using a small radius tool with a 1.0mm thick steel sheet.
즉, 소반경용 공구를 사용하여 시험한 결과 굽힘반경이 0.2 mm의 경우에 굽힘파단이 생겼으며, 또하나 시험재 끝부위에 부가한 1.0mm의 경우에도 굽힘판단이 발생되므로, 시편의 최소 굽힘반경은 1.0 mm 이상임을 알 수 있다.In other words, as a result of the test using a small radius tool, a bending fracture occurred when the bending radius was 0.2 mm, and a bending bending occurred even in the case of 1.0 mm added to the end of the test specimen. It can be seen that is greater than 1.0 mm.
이하, 본 고안의 작용에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described.
일반적인 박강판의 가공은 단순 굽힘가공보다는 프레스 가공중 소재의 일부가 구속되어 있는 환경하에서 굽힘변형을 받는 복합적인 가공이 주종을 이루고 있다.In general, the processing of thin steel sheet is mainly performed by complex bending which is subject to bending deformation under the environment in which part of the material is constrained during press working, rather than simple bending.
또한, 가공후 소재의 치수정도를 향상시키기 위해 일부러 굽힘가공중 인장스트레인을 부가하는 경우도 있다.In addition, in order to improve the dimensional accuracy of the raw material after processing, a tensile strain may be added during bending.
그러나, 현재까지 고안되어 있는 굽힘시험은 단순 굽힘시험으로서 현장 제조시와는 많이 다른 환경하에서 시험되고 있다.However, the bending test that has been devised so far is a simple bending test, which is being tested in a very different environment from that in the field manufacturing.
이러한 이유로 본 고안은 현장 가공시의 환경과 보다 유사하게 모사시험을 할 수 있도록 인장스트레인과 굽힘가공을 복합하여 시험하기 위해 시편을 원형비드에 의해 고정시키고 굽힘펀치(1, 3)의 상승운동에 의해서도 말려들어가지 못하도록 함으로써 인장스트레인과 굽힘가공을 동시에 시편에 가할 수 있도록 하였다.For this reason, the present invention is designed to fix the specimen by circular bead and to raise the bending punch (1, 3) in order to test a combination of tensile strain and bending processing so that the simulation can be simulated more similarly to the environment in the field machining. Tensile strain and bending could be applied to the specimen at the same time by preventing it from being rolled in.
상기와 같은 본 고안에 의해 박강판을 굽힘가공하는 경우 성공적인 성형이 될수 있는지의 여부를 현장가공을 행하지 않고도 간단히 모사시험하여 예측할 수 있으며 이러한 이유로 박강판의 실기가공시 가공크랙이 생기지 않는 소재선정 및 가공조건등을 정할 수 있다.When the sheet steel is bent by the present invention as described above, it can be predicted simply by simulating it without performing on-site processing whether or not it can be successfully formed. Processing conditions can be determined.
또한, 1회의 프레스 가공에 의해서도 동시에 여러가지의 최소 곡률반경에 대하여 실험이 가능하므로 시험효율이 크게 높아지고, 굽힘면의 각도를 조정하여 부가되는 인장스트레인의 양을 제어 할 수 있다.In addition, it is possible to experiment with various minimum curvature radii at the same time by one press work, so that the test efficiency is greatly increased, and the amount of tensile strain added can be controlled by adjusting the angle of the bending surface.
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|---|---|---|---|---|
| CN113740144A (en) * | 2020-05-27 | 2021-12-03 | 宝山钢铁股份有限公司 | Method for evaluating rolling property of sheet electrical steel |
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1997
- 1997-12-22 KR KR2019970039629U patent/KR19990027063U/en not_active Application Discontinuation
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