플랜지 있는 원통 용기의 드로잉 가공

블랭크 크기

드로잉가공 소재 크기는 가공 전후의 두께, 표면적이 일정하다는 가정하에 구한다. 완성된 형상의 성형품을 전개하여 표면적을 계산하는 방법으로 블랭크 직경을 확정짓는다. 원통 용기의 표면적은 바닥면적, 측벽면적, 플랜지면적, 모서리 R 면적의 합이다. 플랜지 모양이 있는 원통 용기를 1회의 드로잉으로 가공완료하는 경우 원형 블랭크 직경은 아래 식에 의하여 구한다. 해당 공식에서는 d_f/d의 비율이 1.4보다 크게 나오는 용기에 적용(d_f/d>1.4)하고, r_d, r_p를 동일한 값으로 인식하여 r로 대체(r_d=r_p=r)한다.

D : 원형 블랭크 직경(소재 크기)
d_f : 용기 플랜지 직경
d : 용기 내경(두께 중심부 기준)
h : 용기 측벽 높이(두께 중심부 기준)
r_d, r_p : 용기 바닥(펀치)과 입구(다이) 모서리 곡률 반경(r_d=r_p=r)

드로잉 한계비율

플랜지 형상이 딸려있는 원통 용기에서 1회의 최초 드로잉으로 가공할 수 있는 한계 비율은 표와 같다. 표의 맨 앞에 나타나 있는 숫자 0.59는 두 조건의 해당 비율(d_f/d는 1.1 이하, T/Dx100은 0.06~0.2 사이의 값)에서 Ø100인 블랭크를 드로잉했을 때 최소 크기인 Ø59까지 가공할 수 있다는 것을 의미한다. 이 비율은 한계값이므로 실제 가공에서는 안전율을 감안해서 이보다 큰 비율로 드로잉한다.

플랜지 직경과 용기내경 비율 (df/d)	블랭크 두께와 직경의 비율(T/Dx100)
	0.06~0.2	0.2~0.5	0.5~1.0	1.0~1.5	1.5 이상
1.1 이하	0.59	0.57	0.55	0.53	0.50
1.1~1.3	0.55	0.54	0.53	0.51	0.49
1.3~1.5	0.52	0.51	0.50	0.49	0.47
1.5~1.8	0.48	0.48	0.47	0.46	0.45
1.8~2.0	0.45	0.45	0.44	0.43	0.42
2.0~2.2	0.42	0.42	0.42	0.41	0.40
2.2~2.5	0.38	0.38	0.38	0.38	0.37
2.5~2.8	0.35	0.35	0.34	0.34	0.33
2.8~3.0	0.33	0.33	0.32	0.32	0.32

다음은 플랜지 직경 Ø150, 용기 내경 Ø100, 용기 깊이 25mm, 용기 바닥과 입구 모서리 반경이 3mm인 위 그림 형태의 용기를 드로잉 가공하기 위해 준비해야 할 블랭크 크기를 계산한 예이다. 블랭크 두께는 1mm이다.

d_f/d=150/100=1.5로 1.4보다 크므로 조건에 만족한다. T/D(1/177.4)는 0.56이고, d_f/d(150/100)은 1.5이므로 한계 드로잉 비율은 0.47~0.50이다. 1회의 드로잉으로 Ø177.4인 블랭크 크기가 용기 내경 Ø100으로 작아질 때 비율은 0.56(d/D=100/177.4=0.56)이 되므로 한계 드로잉보다 크다. 이로써 안정적인 드로잉 가공을 수행할 수 있다.