홍라이프 계산기펀칭력 계산기 쉽게 이해하기 — 개념과 원리
이 계산기는 절단 둘레, 판 두께, 전단 강도로 판금에 구멍을 뚫거나 블랭킹하는 데 필요한 힘을 추정합니다. 결과를 kN, 미터 톤힘, 미국 톤힘으로 보여 주고, 원형 펀치라면 펀치에 걸리는 압축 응력도 알려 줍니다. 프레스를 고르는 금형 제작자와 프레스 작업자가 씁니다.
계산 방법
F = L × t × τ × 구멍 수
둘레: 원 π d, 직사각형 2(a + b), 그 밖의 모양은 직접 입력
원형 펀치의 압축 응력 = F ÷ (π d² / 4)
- t는 mm, τ는 MPa(N/mm²)이므로 F는 뉴턴으로 나옵니다. 1톤힘 = 9,806.65N, 1US톤힘 = 8,896.443N입니다.
원리
펀칭은 펀치 가장자리를 따라 판을 전단으로 자릅니다. 잘라야 하는 면적은 구멍 둘레 × 판 두께이고, 힘은 그 면적에 재료의 전단 강도를 곱한 값입니다. 한 번에 여러 구멍을 뚫으면 힘이 더해집니다. 펀치 자체는 이 힘 전체를 압축으로 받으므로, 두껍고 강한 판에 작은 펀치를 쓰면 펀치 강재가 견딜 수 있는 것보다 큰 응력이 걸릴 수 있습니다.
예제 풀이
기본값인 원형 구멍 20mm, t = 2mm, τ = 300MPa, 구멍 1개로 계산합니다.
- 둘레 = π × 20 = 62.83mm입니다.
- 전단 면적 = 62.83 × 2 = 125.7mm²입니다.
- F = 125.7 × 300 = 37,700N = 37.7kN = 3.84톤힘 = 4.24US톤힘입니다.
- 펀치 응력 = 37,700 ÷ (π × 20²/4) = 120MPa입니다.
| 지름 (원형) 또는 변 a (직사각형) (mm) | 펀칭력 (kN) |
|---|---|
| 5 | 9.42 |
| 10 | 18.85 |
| 15 | 28.27 |
| 20 | 37.7 |
| 25 | 47.12 |
| 30 | 56.55 |
| 40 | 75.4 |
결과 해석
무뎌진 공구와 좁은 간극은 실제 힘을 키우므로 계산값보다 넉넉한 정격의 프레스를 고르십시오. 펀치에 전단각을 주면 순차적으로 잘려 최대 힘이 줄어듭니다. 펀치 지름이 작아질수록 펀치 응력이 빠르게 커지므로 작은 구멍에서는 펀치 응력을 꼭 확인하십시오. 펀치 응력이 펀치 강재의 허용 압축 응력에 가까우면 펀치가 깨질 위험이 큽니다.
흔한 실수
- 전단 강도 대신 인장 강도를 쓰는 경우
- 둘레 대신 구멍 면적을 쓰는 경우
- 한 번에 뚫는 구멍 수를 곱하지 않는 경우
자주 묻는 질문
전단 강도는 어떤 값을 써야 합니까?
판 재료 자료표의 전단 강도를 쓰십시오. 많은 강재에서 인장 강도보다 낮습니다.
작은 펀치가 부러지는 이유는 무엇입니까?
같은 절단력이 작은 단면에 걸려 압축 응력이 커지기 때문입니다.
여러 구멍을 뚫으면 힘이 더해집니까?
같은 행정에서 뚫는다면 그렇습니다.
최대 힘을 줄이려면 어떻게 합니까?
펀치에 전단각을 주거나 길이가 다른 펀치를 엇갈리게 배치합니다.
긴 슬롯 구멍은 어떻게 계산합니까?
둘레를 직접 계산해 '그 밖의 모양'에 넣으면 같은 식으로 구할 수 있습니다.
출처: Standard shearing force formula F = perimeter × thickness × shear strength; NIST Special Publication 811 for force unit conversions