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8 장 press 가공(press work)(교과서 p.250)
판재의 성형가공(板材成形加工; sheet metal forming)이 소성가공 중에서 차지하는 비중이 크며, 다량생산용 기계로서 press가
사용되는 경우가 많아 소성가공의 대분류로서 판금가공(板金加工; sheet metal work, plate work)의
의미로 press 가공의 장을 두기로 한다. 회전운동을 직선운동으로 바꾸는 crank 기구에 의한 crank press,
유압에 의한 유압 press 등을 사용하여 die 위에 놓인 소재를 punch을 통하여 가압함으로써 성형한다.
press에 의한 판금가공은 무수히 많으나, 전단가공(剪斷加工; shearing), 굽힘가공(bending),
deep drawing, 부조가공(浮彫加工; embossing), 압인가공(壓印加工; coining) 등이 기본가공이다.
전단가공은 소성가공에 속하지 않으나 본장에서 취급하는 모든 판금 성형가공에 수반되기 때문에 여기에 넣었으며,
본장을 판금 성형가공이라 title을 붙이지 않고 press 가공이라 한 이유도 여기에 있다.
press는 기준에 따라 여러 가지로 분류할 수 있으나, 동력원과 기구에 따라 분류하면 다음과 같다.
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[1] press
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(1) 인력(人力) press
인력 press에는 그림 (a)는 수동 편심 press, (b)는 수동 나사 press, 그림 (c)는 족답 press이며,
이들 인력 press는 주로 얇은 판의 가공에 사용된다.
(a) 수동 편심 press
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(b) 수동 나사 press
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(c) 족답(足踏) press
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(2) 동력(動力) press
☞ 동력 press는
기계 press(mechanical press)와 유압 press(hydraulic press)로 분류할 수 있다.
기계 press는 일반적으로 작동속도가 크고 행정(stroke)이 짧으며, 유압 press는 작동속도가 느리고
행정이 크다.
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(2-1) 기계 press
기계 press에는 crank press, 편심 press(eccentric press), crankless press, knuckle press, toggle press, 마찰 press 등이 있다.
crank press에는 crank의 수에 따라 그림(a), (b)와 같이 단식 crank press(single crank press)와
복식 crank press(double crank press)가 있으며, 소재압판의 유무에 따라 단동식 crank press와
그림(c)와 같은 복동식 crank press가 있다. 그림(d)는 복동식 crank press에서 crank의 회전각에 대한 punch의 행정을 보여 준다.
crank press
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편심 press(eccentric press)는 그림과 같이 ram을 회전원판상의 편심 pin과 연결하여 crank의 역할을 하는 press이다.
편심 press
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crankless press는 그림과 같이 주축은 frame에 끼워져 있고 동력을 전달하는 gear 축에는 편심된
boss가 끼워져 있어 gear의 회전에 의한 주축의 회전은 편심 boss를 통하여 연결봉을 직선운동시킨다.
crankless press
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knuckle press는 그림과 같이 편심 gear 또는 flywheel의 회전운동을 crank 기구에 의하여
직선운동으로 바꾸고, 이를 knuckle 기구를 이용하여 ram(그림에서는 slide로 표시)에 일정 행정의 직선운동을 시킨다.
knuckle press
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toggle press는 그림과 같이 crank의 회전운동이 수 개의 link를 거쳐 punch에 동력을 전달한다.
속도가 느리기 때문에 가공물에 충격을 주지 않고 가공행정의 끝에서 큰 힘을 발생하고, punch가 blank holder의
작용까지 하기 때문에
☞ 타발(打拔; blanking), 타공(打孔; punching)
및
☞ 압출가공
등에 많이 사용된다.
toggle press
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마찰 press(friction press; friction screw press)는 그림과 같이 회전하는 마찰차를 좌우로 이동시켜 수평마찰차와 교대로 접촉시킴으로써
나사에 고정된 punch slider를 상하 운동시킨다. slider가 하강하면 flywheel인 마찰차의 외주에서 접촉하므로
수평차의 속도가 커져 slider의 하강속도가 커진다. 마찰 press는 마찰차인 flywheel에 저장된 energy를 1회의
작업에 전부 소비하므로 deep drawing과 같이 행정의 중간부에서 주로 가공하고 그 전후에서는 큰 하중이 걸리지
않는 경우에는 부적당하며, 성형, 굽힘가공,
☞ 압인가공(壓印加工), 부조가공(浮彫加工)
등에 주로 사용된다.
마찰 press
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(2-2) 액압(液壓) press
액압을 이용하여 slider를 운동시키는 press로서, 유압식과 수압식이 있고 그 구조는 거의 같다. 행정을 임의로
조정할 수 있고, 행정에 관계없이 큰 힘을 낼 수 있으며, 그림은 수압 press의 원리를 보여 주며, 기구는
앞에서 소개한 단조기계의 ☞ 순수수압 press를
참고하기 바란다.
액압 press의 원리
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액압 press
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