동합금 판재의 공정 개발 지원동합금 판재의 공정 개발 지원동합금 판재의 공정 개발 지원동합금 판재의 공정 개발 지원non-burr slittingnon-burr slittingnon-burr slittingnon-burr slitting

2008. 4.2008. 4.2008. 4.2008. 4.

한국기계연구원 부설 재료연구소한국기계연구원 부설 재료연구소한국기계연구원 부설 재료연구소한국기계연구원 부설 재료연구소

주 대한메탈주 대한메탈주 대한메탈주 대한메탈( )( )( )( )

지 식 경 제 부지 식 경 제 부지 식 경 제 부지 식 경 제 부

- 2 -

제 출 문제 출 문제 출 문제 출 문

지 식 경 제 부 장 관 귀 하

본 보고서를 동합금 판재의 공정 개발 지원 지원기간“ non-burr slitting ”( : 2007.

과제의 기술지원성과보고서로 제출합니다4. 1.~2008. 3.31) .

2008. 4.2008. 4.2008. 4.2008. 4.

지원기관지원기관지원기관지원기관 :::: 한국기계연구원 부설 재료 연구소한국기계연구원 부설 재료 연구소한국기계연구원 부설 재료 연구소한국기계연구원 부설 재료 연구소

대표자 김 학 민대표자 김 학 민대표자 김 학 민대표자 김 학 민( )( )( )( )

참여기업참여기업참여기업참여기업 :::: 주 대한메탈주 대한메탈주 대한메탈주 대한메탈( )( )( )( )

대표자 강 만 식대표자 강 만 식대표자 강 만 식대표자 강 만 식( )( )( )( )

지원책임자지원책임자지원책임자지원책임자 한 승 전한 승 전한 승 전한 승 전::::

참여연구원참여연구원참여연구원참여연구원

〃〃〃〃

〃〃〃〃

김 창 주김 창 주김 창 주김 창 주::::

최 동 욱최 동 욱최 동 욱최 동 욱::::

강 철 호강 철 호강 철 호강 철 호::::

- 3 -

편집순서 3

기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서

과제고유번호 연구기간

연구사업명 부품소재전문기업기술지원사업

지원과제명 동합금 판재의 공정 개발 지원non-burr slitting

지원책임자 한 승 전 지원연구원수

총 명: 4

내부 명: 3

외부 명: 1

총

사업비

정부 천원: 90,000

기업 천원: 90,000

계 천원: 180,000

지원기관명한국기계연구원 부설

재료연구소소속부서명 결정제어연구그룹

참여기업 기업명 대한메탈 주 기술책임자 이 대 영 차장: ( ) :

요약 연구결과를 중심으로 개조식 자 이내( 500 )보고서

면수

피지원기관에서 보유한 논버슬리팅공정의 기술적 요소를 파악하고 각소재의 절단능과

한계를 검증함 또한 시편의 종류와 물성에 따른 논버슬리팅 조직을 검토하였음. .

특히 순동 황동 그리고 청동등과 같은 여러종류 동합금에 있어서 논버슬리팅이 가능한,

전제조건을 도출하였음.

피지원기관에서 요구한 논버슬리팅의 한계극복과 개선은 시뮬레이션 또는 미세조직과

기계적 특성의 상관관계로부터 적절한 조건을 도출

현재 개량된 논버슬리팅 공정기술은 알루미늄 판재등으로 적용이 가능하고 보다 작은

두께의 판재도 논버 절단이 가능하도록 설계

색 인 어

각 개 이상( 5 )

한 글 슬리팅 동판재 비철판재 버 동합급판재, , , ,

영 어Slitting, copper plate, non-ferrous metal plate, burr, copper

alloy plate

- 4 -

편집순서 4

기술지원성과 요약문기술지원성과 요약문기술지원성과 요약문기술지원성과 요약문

사업목표사업목표사업목표사업목표1.1.1.1.

방법의 개선 및 합금종류 확대Non burr slitting slitting

방법의 개량 및 지적 재산권 확대- Non burr slitting

고강도 합금의 및 두께 한계 증대- non buff slitting

판재의 응력 분포 분석 기술 및 판재의 균일 응력 분포 제어- slitting

기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위2.2.2.2.

기존 특허기술로 개발된 장비의 사용영역 확대를 위한 슬- non-burr slitting

리팅 메카니즘 분석 및 개량 개량된 장의 개량특허 출원, slitting

고강도 판재의 방법 도출 및 장비에 적용 얇은 두께 판재 절- slitting slitting ,

단기술 지원

된 동 판재의 각종 물성 평가 지원과 동판재의 응력분포 분석 및 불균- slitting

일 응력 해소 지원

지원실적지원실적지원실적지원실적3.3.3.3.

지원항목지원내용

비고기술지원前 기술지원後

슬리팅 메카니즘 이해 아이디어 수준 슬리팅 조건의 도출수준

슬리팅 장비개량 -개량된 슬리팅 공장

도출know-how

슬리팅 판재의 다양화동합금 판재만 슬리팅

가능

고강도형 동판재 및 가능,

알루미늄판재 가능

슬리팅 두께 다양화 박판 불가능개량된 슬리팅기술로 얇은

두께의 동판재 슬리팅 가능

※ 지원항목 번항목의 기술지원내용 및 범위를 근거로 지원실적을 항목별로 구1. : 2

분하여 기재

지원내용 지원항목별로 기술지원 상황을 비교하어 기재2. : 前 後ㆍ

- 5 -

기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과4.4.4.4.

해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품1)1)1)1)

적용제품명 논버 슬리팅 머신o :

모 델 명 자체 제작o :

품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격2)2)2)2)

구 분 경쟁 제품해당기술 적용제품

비 고지원전 지원후

경쟁제품 대비 품질 현재 없음 불량감소 달성완료

경쟁제품 대비 가격 현재 없음 물가인상분 가격변동 거의 없음

객관화 된 를 근거로 작성DATA※

원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과3)3)3)3)

구 분 절 감 금 액 비 고

원부자재 절감 백만원 년100 / ( 15 %) 불량감소

인건비 절감 백만원 년30 / ( 5 %) 불필요한공정감소

계 백만원 년/ ( %)

공정개선 및 품질향상 등으로 인한 절감효과 반영※

적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과4) ( )4) ( )4) ( )4) ( )

구 분 당해연도 매출 차년도 예상매출 전년대비 증가비율 비고

내 수 백만원 년2,000 / 백만 원 년2,200 / 10%

불경기요인으

로 다소 성장

둔화예감

수 출 천달러 년/ 천달러 년/ %

계 백만원 년2,000 / 백만 원 년2,200 / 10%

참고) 적용제품 주요수출국1. :

작성당시 환율기준2. :

- 6 -

해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과6)6)6)6)

논버 슬리팅기술 관리기술-

논버슬리팅의 개념확대-

두께 및 제품응용 확대-

기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과7)7)7)7)

합금에 따른 조직학적 기계적 특성에 따른 슬리팅 공정조건 데이터 화- ,

슬리팅 불량원인 분석 기술 향상-

제품 양산화 기술 안정화 및 차기 논버슬리팅 품목 슬리팅 기술 확보-

적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부5. ,5. ,5. ,5. ,

지적재산권지적재산권지적재산권지적재산권1)1)1)1)

종 류 명칭 번호발명자

고안자( )권리자 실시권자

비고

등록 출원( , )

특허

판재 슬리팅 장치

{Appar atus for

slitting plate }

10-2008-00

72577

한승전

외 3

한국기계연

구원,

주 대한메탈)

한국기계연

구원,

주 대한메탈( )

출원

- 7 -

출원번호통지서출원번호통지서출원번호통지서출원번호통지서

- 8 -

특허출원서특허출원서특허출원서특허출원서

- 9 -

- 10 -

- 11 -

세부지원실적세부지원실적세부지원실적세부지원실적6.6.6.6.

업로드 내용 참조-

상기 세부지원실적에 대한 세부내용 첨부※

종합의견종합의견종합의견종합의견7.7.7.7.

슬리팅 판재의 미세구조 및 기계적 특성의 상관관계 도출-

논버 슬리팅 안정화에 필요한 요소기술-

슬리팅 공정조건 도출에 요구되는 기술 제공-

절단기술정보 소재분석 지원- ,

개발내용정리 특허출원- ,

지원업체에서 슬리팅에 대한 기술적 지식 함양과 슬리팅 방법의 개선 및 개량-

에 도움이 되었다고 함.

- 12 -

연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과연구과제 세부과제 성과( )( )( )( )□□□□

사업화 성과사업화 성과사업화 성과사업화 성과1.1.1.1.

특허 성과□

출원된 특허의 경우o

- 13 -

세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용세부지원실적 증빙 내용□□□□

참여기업 현장방문 건참여기업 현장방문 건참여기업 현장방문 건참여기업 현장방문 건1. : 131. : 131. : 131. : 13

- 14 -

기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건기술정보제공 건2. : 152. : 152. : 152. : 15

기술지원실적 업로드 건 참조기술지원실적 업로드 건 참조기술지원실적 업로드 건 참조기술지원실적 업로드 건 참조****

시제품제작 다수시제품제작 다수시제품제작 다수시제품제작 다수3. :3. :3. :3. :

시험분석 건 이상시험분석 건 이상시험분석 건 이상시험분석 건 이상4. : 204. : 204. : 204. : 20

시편 절단 및 분석등 다수시편 절단 및 분석등 다수시편 절단 및 분석등 다수시편 절단 및 분석등 다수****

- 15 -

기술지원실적 업로드 건기술지원실적 업로드 건기술지원실적 업로드 건기술지원실적 업로드 건5. : 505. : 505. : 505. : 50

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- 17 -

제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요제 장 사업의 개요1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

주 대한 메탈은 동합금 판재의 초정밀 슬리팅을 전문으로 하는 기업이며 다양한( )

동판재를 슬리팅하여 생산 판매하고 있는 업체이다 참여기업의 중점 분야는 동판.

재를 없이 안전하게 절단하는 데 있다 또한 중요한 장비로는 슬리터가 있는burr .

데 우선적으로 슬리터란 종이 필름 알루미늄 및 동합금 박등 감겨 있는 원반으로, , ,

부터 임의의 새로운 넓이로 절단 하여 되감는 롤 가공 기계를 의미한다(slitting) .

피절단 재료는 철 비철금속 종이 천 필름 차 필름 복합재료 웹 등이 있고, , , , , 2 , , ,

절단폭은 에서부터 까지 매우 다양한 종류가 잇고 원반의 공급부터 절0.15mm 3m ,

단 되감기 포장 출하의 일련의 공정으로 제품을 생산한다 최종 제품의 마지막. , , .

공점이 되는 슬리터는 신소재 용도 개발 등 다양한 분야에 사용되기 때문에 범용,

기 전용기 수동조작 자동화기 등으로 나뉘어진다 또한 슬리터 제작시에는 자동, , .

화 고품질 에너지절약 생산성 안전성 등물 고려하여 제작된다 슬리터의 기본 구, , , , .

성은 권출부 슬릿 롤러부 권취부의 블록 구성이지만 다품종의 재료와 요구 사, , 3 ,ㆍ

양의 다양화로 인하여 여러 가지 기계 요소와 장치를 탑재할 필요가 있다 슬리터.

를 분류하는 방법에는 여러 가지가 있지만 권취 형태 구동 방식 그리고 권취 장력, ,

제어에 의한 분류 편성에 의해 기계를 구성하는 경우가 많다.

그림 대한메탈의 생산공정 흐름도그림 대한메탈의 생산공정 흐름도그림 대한메탈의 생산공정 흐름도그림 대한메탈의 생산공정 흐름도< >< >< >< >

- 18 -

위의 그림에서 나타낸 바와 같이 주 대한메탈의 생산공정 흐름도에서 기술적으로( )

제일 중요한 부분은 절단이라 할 수 있다 그런데 슬리팅 절단에서 가장 중요한 것.

은 절단면이라 할 수 있는데 현재 없이 절단할 수 있는 기초기술을 주 대한, burr ( )

메탈에서 개발한 바가 있다.

일반적으로 절단면은 다음 그림과 같이 를 이용하며 절단하는데 여러 종류 및knife ,

두께의 동합금 판재를 절단할 때 여러 가지 형태의 가 사용되기도 한다Cutter .

그림 를 이용한 금속판재 개요도그림 를 이용한 금속판재 개요도그림 를 이용한 금속판재 개요도그림 를 이용한 금속판재 개요도rotary knife slittingrotary knife slittingrotary knife slittingrotary knife slitting

주 대한메탈의 경우는 두께의 동판재를 없이 슬리팅하는 기술을 개하( ) 2mm burr

였다 그러나 아직까지 인청동과 같은 고강도 합금이나 리드프레임 소재와 같은 얇.

은 판재를 슬리팅하기에는 어려운 점이 많다 또한 현재 개발된 기술의 특허를 등.

록해 놓은 상태이지만 기술의 지적 자원 확보를 위해 더 많은 개non-burr slitting

량특허를 출원해야만 한다.

- 19 -

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

기술의 다변화Non-burr slitting○

박판영역까지 기술 확장- non-burr slitting

개량기술의 특허 출원을 위한 데이터 완비○

고강도 합금의 슬리팅○

고품위 리드프레임 소재급의 슬리팅 기술○

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

논버 슬리팅 공정이 가능한 합금별 공정조건○

다른 비철소재로의 논버슬리팅 공정 확대○

개량형 논버슬리팅 공정의 설계 및 새로운 개념의 도입○

- 20 -

제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황제 장 국내외 기술현황2222

현재 동판재의 기술선진국은 일본이라 할 수 있다 그런데 국내 슬리팅 분야는 소.

재의 최종단계로써 많은 중소기업이 담당하고 있는 형국이다 물론 동합금 판재의.

제품이 워낙 다양하기 때문에 중소기업 위주로 산업화가 진행되고 있지만 세계적으

로는 판재 에서 의 제거보다는 후 에 초점을 두고 기술slitting burr slitting trimming

이 진행되고 있다 따라서 주 대한메탈에서 개발한 기술은 현재. ( ) non-burr slitting

합금의 종류와 두께에 다소의 제약이 존재하지만 세계적인 기술이라 할 수 있다.

그러나 일본 가와무라 같은 경우는 최종 트리밍 단계 이후의 슬리팅 품질은 세계

최고라고 할 수 있는데 따라서 기술을 개량하여 최종제품의 품질non-burr slitting

을 일본의 것과 유사한 특성을 가지게 할 필요가 있다.

현재 동합금 판재의 업체들은 각자의 를 가지고 생산 판매하고slitting know-how

있다 그런데 가 없는 기술은 현재 주 대한메탈이외에는 보유하고 있지. , burr slitting ( )

않은 형편이다 이것은 세계적으로도 거의 가 없는 동판재 절단기술은 찾아보. burr

기 힘든 형편이다 다음 표는 리드프레임 소재급의 절단 지표를 나타내었다. .

표 후 절단 완제품의 기술항목표 후 절단 완제품의 기술항목표 후 절단 완제품의 기술항목표 후 절단 완제품의 기술항목slittingslittingslittingslitting

- 21 -

제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과제 장 기술지원 수행 내용 및 결과3333

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행1111

대한메탈의 슬리팅기술의 개념 대외비Non-burr ( )◎

대한 메탈에서 출원 및 등록된 슬리팅기술의 특허내용- Non-burr

대한메탈에서 개발한 특허의 내용을 요약하면 다음과 같다.

우선적으로 일반 슬리팅머신에서 적용되는 것과 같이 전단변형을 부여하지만 대한

메탈의 경우는 전단변향만 부여하고 국부적으로 하게 전단된 면을 다시 역방Severe

향으로 압연하여 눌러주어 국부적으로 전단된 변형이 회복되지 않고 절단되는 것을

특징으로 한다.

따라서 절단면에 가 없이 파단되는 특징을 가진다burr .

그림 전단변형 부여방법그림 전단변형 부여방법그림 전단변형 부여방법그림 전단변형 부여방법< >< >< >< >

- 22 -

그림 전단변형 부여후 판재의 형상그림 전단변형 부여후 판재의 형상그림 전단변형 부여후 판재의 형상그림 전단변형 부여후 판재의 형상< >< >< >< >

그림 전단변형 부여후 판재를 압연하는 과정그림 전단변형 부여후 판재를 압연하는 과정그림 전단변형 부여후 판재를 압연하는 과정그림 전단변형 부여후 판재를 압연하는 과정< >< >< >< >

그림 전단변형후 압연후 판재가 절단된 형태그림 전단변형후 압연후 판재가 절단된 형태그림 전단변형후 압연후 판재가 절단된 형태그림 전단변형후 압연후 판재가 절단된 형태< >< >< >< >

- 23 -

그림 대한메탈에서 출원 및 등록한 특허 내용그림 대한메탈에서 출원 및 등록한 특허 내용그림 대한메탈에서 출원 및 등록한 특허 내용그림 대한메탈에서 출원 및 등록한 특허 내용< >< >< >< >

- 24 -

대한메탈의 슬리팅기술의 아이디어 개선 방향Non-burr㉧

대한메탈의 슬리팅기술의 아이디어 확장방향은 여러 가지 면에서 정리- Non-burr

될 수 있다.

우선 현재의 슬리팅기술을 확장하여 보다 다양한 특성과 형태의 소재를Non-burr

절단하는 법과 이것을 연속 또는 다른 측면으로 개량하는 방향이다 그리고 업체의.

요구사항대로 구리 이외에도 알루미늄 또는 청동판재까지 절단을 확장하는 방법이

다.

- 25 -

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과2222

슬리팅 시뮬레이션을 위한 기초 데이터 도출◎

전단 시뮬레이션에 요구하는 스트레스 스트레인 커브 도출

이 데이터를 이용하여 전단 및 파괴 시뮬레이션에 적용-

그림 대한메탈에서 슬리팅 진행 및 향후 슬리팅될 소재의그림 대한메탈에서 슬리팅 진행 및 향후 슬리팅될 소재의그림 대한메탈에서 슬리팅 진행 및 향후 슬리팅될 소재의그림 대한메탈에서 슬리팅 진행 및 향후 슬리팅될 소재의. Stress-strain. Stress-strain. Stress-strain. Stress-strain

표 실험된 소재의 기계적 특성표 실험된 소재의 기계적 특성표 실험된 소재의 기계적 특성표 실험된 소재의 기계적 특성....

- 26 -

슬리팅 시뮬레이션을 위한 기초 실험◎

대한메탈의 논버 슬리팅 기술을 개선하기 위해서 판재의 파단면분석물 위하며 기-

초 실험을 실시하여야 한다 다음과 같은 블랭킹 금형을 제작하며 전단시 금속의.

변형거동을 고찰하였다.

그림 시뮬레이션 데이터 수집용 블랭킹 금형그림 시뮬레이션 데이터 수집용 블랭킹 금형그림 시뮬레이션 데이터 수집용 블랭킹 금형그림 시뮬레이션 데이터 수집용 블랭킹 금형....

그림 블랭킹 의 초기 세팅그림 블랭킹 의 초기 세팅그림 블랭킹 의 초기 세팅그림 블랭킹 의 초기 세팅....

- 27 -

그림 블랭킹성형후의 모식도그림 블랭킹성형후의 모식도그림 블랭킹성형후의 모식도그림 블랭킹성형후의 모식도....

위와 같은 블랭킹실험을 진행하기 위해서는 다음을 고려해야 한다.㉧

펀치 치수 사각형과 원형이 함께 있어 시편 사이즈가 작으면 따로 하나씩 성-※

형 가능한 형식.

다이는 블랭킹이후 소재 빼어내기 용이하게 제작 다이 및 펀치 가공시 최, R -※

소R.

에 의하여 판재 지지Striper - spring※

필요한 데이터 성형하중 소재 시판 시험후 시편 시- , material property, size, ,※

험 조건 금형 도면,

※ 전단하중 재품 윤곽치수 판 두께 보정계수 소재인장강도- (434mm) x (1mm) x (0.8) x

소재 인장강도가 일 때 전단하중은 약 으로 예상800MPa , 28 ton .

이때의 하중은 전단하중의 이므로 최대 이 되어야함 파인 블랭킹Striper 50% , 14 ton (

시 일반적인 블랭킹의 경우 소재가 블랭킹시 들리지 않을정도 의 하중은 약) 20%

이므로 총 스프링에 의한 작용 하중은 약 으로 제작4 ton

스프링 강성 및 가용하중을 고려하여 계수 설정 필요

안정성을 고려하여 소재의 인장강도를 매우 높은 값을 설정하였으므로 최대 스프(

링 하중이 이 되면 될 듯 함 펀치의 형상을 정하고 소재에 따라서 앞의 표4 ton .)

에서 나온 클리어런스를 고려하여 금형을 제작해야함.

- 28 -

대한메탈에서의 슬리팅 시제품의 공정분석◎

대한메탈에서 슬리팅 공정 단계별 시편형상

그림 대한메탈에서 진행중인 논버슬리팅 공정 및 슬리팅된 시편 순동그림 대한메탈에서 진행중인 논버슬리팅 공정 및 슬리팅된 시편 순동그림 대한메탈에서 진행중인 논버슬리팅 공정 및 슬리팅된 시편 순동그림 대한메탈에서 진행중인 논버슬리팅 공정 및 슬리팅된 시편 순동. ( ). ( ). ( ). ( )

그림 대한메탈에서 진행중인 논버슬리팅 공정 및 슬리팅된 시편 황동그림 대한메탈에서 진행중인 논버슬리팅 공정 및 슬리팅된 시편 황동그림 대한메탈에서 진행중인 논버슬리팅 공정 및 슬리팅된 시편 황동그림 대한메탈에서 진행중인 논버슬리팅 공정 및 슬리팅된 시편 황동. ( ). ( ). ( ). ( )

- 29 -

그림 대한메탈에서 진행중인 논버슬리팅 공정 및 슬리팅된 시편 청동 및 알루미늄그림 대한메탈에서 진행중인 논버슬리팅 공정 및 슬리팅된 시편 청동 및 알루미늄그림 대한메탈에서 진행중인 논버슬리팅 공정 및 슬리팅된 시편 청동 및 알루미늄그림 대한메탈에서 진행중인 논버슬리팅 공정 및 슬리팅된 시편 청동 및 알루미늄. ( ). ( ). ( ). ( )

그림 슬리팅 시편의 성분분석그림 슬리팅 시편의 성분분석그림 슬리팅 시편의 성분분석그림 슬리팅 시편의 성분분석....

- 30 -

그림 논버슬리팅된 순동 시편의 미세조직그림 논버슬리팅된 순동 시편의 미세조직그림 논버슬리팅된 순동 시편의 미세조직그림 논버슬리팅된 순동 시편의 미세조직....

- 31 -

그림 논버슬리팅된 순동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 순동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 순동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 순동 시편 부위 의 미세조직. (1-1 ). (1-1 ). (1-1 ). (1-1 )

- 32 -

그림 논버슬리팅된 순동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 순동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 순동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 순동 시편 부위 의 미세조직. (1-2 ). (1-2 ). (1-2 ). (1-2 )

- 33 -

‘‘‘‘

그림 논버슬리팅된 순동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 순동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 순동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 순동 시편 부위 의 미세조직. (1-3 ). (1-3 ). (1-3 ). (1-3 )

- 34 -

그림 논버슬리팅된 황동 시편의 미세조직그림 논버슬리팅된 황동 시편의 미세조직그림 논버슬리팅된 황동 시편의 미세조직그림 논버슬리팅된 황동 시편의 미세조직....

그림 논버슬리팅된 황동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 황동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 황동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 황동 시편 부위 의 미세조직. (2-1 ). (2-1 ). (2-1 ). (2-1 )

- 35 -

그림 논버슬리팅된 황동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 황동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 황동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 황동 시편 부위 의 미세조직. (2-2 ). (2-2 ). (2-2 ). (2-2 )

그림 논버슬리팅된 황동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 황동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 황동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 황동 시편 부위 의 미세조직. (2-3 ). (2-3 ). (2-3 ). (2-3 )

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그림 논버슬리팅된 청동 시편의 미세조직그림 논버슬리팅된 청동 시편의 미세조직그림 논버슬리팅된 청동 시편의 미세조직그림 논버슬리팅된 청동 시편의 미세조직....

그림 논버슬리팅된 청동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 청동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 청동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 청동 시편 부위 의 미세조직. (3-1 ). (3-1 ). (3-1 ). (3-1 )

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그림 논버슬리팅된 청동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 청동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 청동 시편 부위 의 미세조직그림 논버슬리팅된 청동 시편 부위 의 미세조직. (3-2 ). (3-2 ). (3-2 ). (3-2 )

그림 논버슬리팅된 알루미늄 시편의 미세조직그림 논버슬리팅된 알루미늄 시편의 미세조직그림 논버슬리팅된 알루미늄 시편의 미세조직그림 논버슬리팅된 알루미늄 시편의 미세조직....

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논버 슬리팅의 시뮬레이션◎

전단 의 개요- (Shearing process -Slitting)

그림 일반적 슬리팅 제품의 단면그림 일반적 슬리팅 제품의 단면그림 일반적 슬리팅 제품의 단면그림 일반적 슬리팅 제품의 단면....

일반 슬리팅 가공에서는 제품의 전단면 측면에서 보면 나쁜 결점이 반드시 발생한

다 위의 그림에서 보는 바와 같이 슬리팅 잔단면 형상에서 후가공이 요구되는 버.

가(burr) 필연적으로 존재한다 여기서 버의 크기는. 피가공재료의 종류 형태, 등에 따

라서 다르며, 커팅롤 간의 클리어런스, 롤 선단부의 마모에 따라서도 크게 좌우된다.

종래의 슬리팅 공법에서는 이 버를 없애는 것은 불가능하고 성형조건을 개선하여

크기를 작게하는 것이 좋다는 것 뿐이었다.

따라서 이러한 버를 제거하기 위하여 대한메탈에서는 Half blanking(Half slitting)

도입하였다 은 프레스 전단가공에서 주로 쓰이는 용어. Half blanking(Half slitting)

이지만 본 슬리팅에서 변형양상이 유사하므로 이러한 용어를 채택하였다.

은 알반적 전단가공에서 제품의 유효전단면을 증대시키Half blanking(Half slitting)

기 위해 통상 음 의 클리어런스 펀치의 치수가 다미의 치수보다 큼 로 소재 두께(-) ( )

의 절반 가량을 블랭킹 한 후 다음 공정에서 또는 으로 최종 전, Shaving trimming

단하며 유효전단면물 높인 공정이다.

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그러나 물 도입하더라도 최종 트리밍 공정에 따라 버는 반드시 발생한half blanking

다 따라서 본 공법에서는 으로 소재 두께의 몇 이상을 성형한 후. half blanking % ,

후공정에서 전단이 일어날 수 있도록 초기 하프블랭킹성형 공정과 소재를 판재로부

터 분리하기 위한 최종 공정으로 나누어 시뮬레이션을 실시코저 하였다slitting .

그림 의 개념도그림 의 개념도그림 의 개념도그림 의 개념도. Half blanking(half slitting). Half blanking(half slitting). Half blanking(half slitting). Half blanking(half slitting)

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전단 가공의 유한 요소 해석-

공정은 판재가 롤을 통과할 때 두께 방향으로 변형이 가장 크기 때문Slitting ,■

에 변형모드가 블랭킹과 유사한 거동을 나타내므로 차원 평면변형 상태로 가정, , 2

하여 로 해석하였음2D .

전단 공정 동안 일어나는 전단면 형성과정을 조사하기 위해 파괴 예측 및 전파■

를 고려할 수 있는 연성파괴기준과 요소제거기법을 도입

실험적 접근 및 수치적 계산이 용이한 의 연성파괴기준이 적=> Cockcroft-Latham

용되고 있음

본 연구에서는 전단가공공정에서 전단면 형성과정에 있어 가장 신뢰를 받는

식을 적용하였음Normalized Cockcroft-Latham

전단면 형성과정을 수치적으로 접근하기 위해 특정 요소의 임계데미지(Critical

에 도달하면 그 요소를 제거하는 방식의 요소제거기법이 적용됨damage value)

- 41 -

해석 절차- Slitting

소재 물성치 확보 임계 대미지 값소재 물성치 확보 임계 대미지 값소재 물성치 확보 임계 대미지 값소재 물성치 확보 임계 대미지 값1) ( )1) ( )1) ( )1) ( )

소재 입수- (Al, Cu)

판재성형시험기를 통한 각 소재 별 블랭킹-

값 도출을 위한 블랭킹 유한요소해석 동일 조전- C ( )

해석 결과 및 실제 블랭킹 소재 진단면 형상 비교-

값 도출- C

그림 각 소재 블랭킹 실험그림 각 소재 블랭킹 실험그림 각 소재 블랭킹 실험그림 각 소재 블랭킹 실험....

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그림 블랭킹 시험 장비 및 블랭킹 공정그림 블랭킹 시험 장비 및 블랭킹 공정그림 블랭킹 시험 장비 및 블랭킹 공정그림 블랭킹 시험 장비 및 블랭킹 공정....

그림 블랭킹 시험 장비 및 블랭킹 조건 공정도그림 블랭킹 시험 장비 및 블랭킹 조건 공정도그림 블랭킹 시험 장비 및 블랭킹 조건 공정도그림 블랭킹 시험 장비 및 블랭킹 조건 공정도....

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유한요소해석 모델수립 공정 변수 선정유한요소해석 모델수립 공정 변수 선정유한요소해석 모델수립 공정 변수 선정유한요소해석 모델수립 공정 변수 선정2) ( )2) ( )2) ( )2) ( )

유한요소해석 모델 선정 블랭킹 평명변형상태- (2D )

공정변수-

두께: 0.1, 0.5, 1.0mm

압하율 스트로크: ( )

두께의 70%, 50%, 90%

클리어런스:

두께의 0, 5, 10%

그림 공정별 모델그림 공정별 모델그림 공정별 모델그림 공정별 모델....

그림 공정의 정의 개념도그림 공정의 정의 개념도그림 공정의 정의 개념도그림 공정의 정의 개념도. Half blanking. Half blanking. Half blanking. Half blanking

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는 행정 의 약자로 표현하였으며 그림에 나타나 있는 바와 같이 하프S/T Stroke( ) ,■

슬리팅 시 소재가 슬리팅 된 길이를 의미함, .

는 의 약자로 표현하였으며 과 간의 틈새C(%t) Clearance , Upper roll ewer roll■ ㄴ

를 의미함 로 표현한 것은 원소재의 두께에 대한 퍼센티지로 예를 들어. %t 1mm

소재의 클리어런스를 편측 라고 할 때 클리어런스는 편측으로10%t

가 됩니다 클리어런스가 클수록 슬리팅 행정에 따른 인장력이1mm×0.10=0.1mm .

많이 발생하며 소재가 파단에 이르는 시점이 빨라지며 음 의 클리어런스를 부여, (-)

할수록 소재에는 압축응력이 작용하여 파단 시점이 지연되게 됩니다만 금형 수명,

및 스트로크의 제한으로 인하여 정해진 범위에서 사용되고 있음.

클리어런스와는 별도의 값 임계 손상치 은 소재의 연C ( : Critical damage value)■

성파괴 이론에서 비롯되는데 유효변형률 인장응력 등의 함수관계에 따른 소재 자, ,

체의 고유 물성치이며 소성변형 시 변형을 많이 받으면 그 중에서 인장에 의한, , (

변형 결국 함수식에 의해 가 상승하고 그 값이 값을 넘어서게 되면 파), Damage C

단이 작이 된다는 의미임 소성가공에서 소재의 파단 균열 등을 평가할 때 많이 사. ,

용되는 이론이다.

유한요소해석유한요소해석유한요소해석유한요소해석3) 2D (slitting)3) 2D (slitting)3) 2D (slitting)3) 2D (slitting)

평면변형-

소재 유동응력식 입력-

Cu : = 744σ ε0.1566

Al : = 153σ ε0.0675

입력- Critical value (C)

Cu : 2.8, Al : 1.8

각 공정변수 별 유한요소 해석 후 최종 공정에서 파단되는 범위 선정- slitting

분석분석분석분석4) DATA4) DATA4) DATA4) DATA

공정변수 별 해석 결과로 성공 범위- slitting

최종 공정의 실패원인 분석- Slitting

최종 시 파단 발생없음 하프블랭킹 시 파단 발생( Slitting or )

성공 조건 수립- Slitting

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그림 시뮬레이션후의 해석그림 시뮬레이션후의 해석그림 시뮬레이션후의 해석그림 시뮬레이션후의 해석....

전단면 측정-

그림 각 소재별 전단면 측정결과그림 각 소재별 전단면 측정결과그림 각 소재별 전단면 측정결과그림 각 소재별 전단면 측정결과....

에 비해 비교적 후판인 는 유효전단면 및 파단면 등이 명확히 구분되었음Al Cu .■

은 박판이며 매우 작은 클리어런스를 가지고 블랭킹을 수행했기 때문에 전단Al ,■

면과 파단면의 경계가 정확히 구분되지는 않았으나 대체적으로 정도의 값0.28mm

으로 측정되었음.

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를 도출하기 위해 블랭킹 시험 시의 클리어런스 펀치 직경 다Critical damage , ,■

이 직경 등을 동일한 유한요소해석 모델로 작성하여 임의의 값을 입력한 후 해석C

하고 해석 상 형성된 유효전단면의 크기를 실제품과 비교하여 가장 유사한 거동을,

나타내는 값을 임계 데미지로 선정하였다C .

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유한요소해석 모델 및 제품 전단면 비교-

그림 구리에 있어서 유한해석 모델 적용그림 구리에 있어서 유한해석 모델 적용그림 구리에 있어서 유한해석 모델 적용그림 구리에 있어서 유한해석 모델 적용....

실제 블랭킹 형상과 제품과의 치수가 유사하게 나오는 임계 데미지값으로서■

가량의 값을 가짐Cu=2.8

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제품 및 유한요소해석 값 비교- C

그림 실험 및 비교그림 실험 및 비교그림 실험 및 비교그림 실험 및 비교. FE-analysis. FE-analysis. FE-analysis. FE-analysis

및 실제 에 의하여 각 소재의 값 를 비교FE-analysis Banking C (Critical value)■

한 결과 의 값 약 가량 의 값 약 가량 연성Al C : 1.8 Cu C : 2.8 ( )↑

현재 실험적으로 구한 값에 약간의 오차 발생 가능성 실험 시 클리어런스가C ,■

균일하지 않았음 장비 문제 측정부위별로 전단면이 약간 차미가 있음( ) => .

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논버 스텝형 슬리팅공장 개발㉧

논버 슬리팅의 개념은 블랭킹과 그 후 압연 공정에 의한 파단을 응용한 기술half

이라 할 수 있다 그런데 최종 슬리팅 프로세스에서 수평롤을 이용한 것 보다는 아. ,

래 그림에서 와 같이 슬리팅 공정에서 단차롤을 이용할 경우는 여러 가지 장점이

있을 수 있다 우선 정밀한 판재에 있어서 가이드 역할을 할 수 있고 또한 과도한.

임계점을 부여하지 않고 소재에 변형을 주어 정밀한 파단이 가능하리라고 판단된

다.

스텝형 논버 슬리팅의 개요를 살펴보면 아래 그림과 같이 공정과 같Half blanking

은 롤을 거울에 비춘 것과 같이 역단차를 부여하는 것이다 즉 공정. Half blanking

에서 부설하는 소재의 단차를 역으로 다사 소재에 부여하는 공정이라 할 수 있다.

이 때 소재는 역의 소성가공을 받아 파단이 일어나는 것을 의미한다.

그림 일반 논버 슬리팅과 스텝형 논버슬리팅의 개요그림 일반 논버 슬리팅과 스텝형 논버슬리팅의 개요그림 일반 논버 슬리팅과 스텝형 논버슬리팅의 개요그림 일반 논버 슬리팅과 스텝형 논버슬리팅의 개요....

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일반 논버슬리팅과 스텝형 논버 슬리팅의 하중차이-

그림 일반 논버 슬리팅과 스텝형 논버 슬리팅의 성형하중 부하량 비교그림 일반 논버 슬리팅과 스텝형 논버 슬리팅의 성형하중 부하량 비교그림 일반 논버 슬리팅과 스텝형 논버 슬리팅의 성형하중 부하량 비교그림 일반 논버 슬리팅과 스텝형 논버 슬리팅의 성형하중 부하량 비교....

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유한요소해석 모델 및 공정조건- Slitting

그림 유한요소해석 모델 및 공정조건도출결과그림 유한요소해석 모델 및 공정조건도출결과그림 유한요소해석 모델 및 공정조건도출결과그림 유한요소해석 모델 및 공정조건도출결과....

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일반 논버슬리팅과 스텝형 논버 슬리팅에서의 차이-

단차를 적용 시 연성이 큰 재료에서도 슬리팅 성형 성공이 용이함 이 때, Half

공정에서 클리어런스를 너무 과도하게 주지 않는 것이 요구된다slitting .

여기서 클리어런스를 과도하게 주지 않는다는 것은 역으로 클리어런스를 유지하는

데 드는 연삭비용같은 경제적 손실을 감소시킬 수 있다는 것을 의미한다.

그림 일반 논버 슬리팅시 최종 슬리팅 공정시의 소재 형상그림 일반 논버 슬리팅시 최종 슬리팅 공정시의 소재 형상그림 일반 논버 슬리팅시 최종 슬리팅 공정시의 소재 형상그림 일반 논버 슬리팅시 최종 슬리팅 공정시의 소재 형상....

그림 스텝형 슬리팅시 최종 슬리팅 공정시의 소재 형상그림 스텝형 슬리팅시 최종 슬리팅 공정시의 소재 형상그림 스텝형 슬리팅시 최종 슬리팅 공정시의 소재 형상그림 스텝형 슬리팅시 최종 슬리팅 공정시의 소재 형상....

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유한요소해석 결과 차트- Slitting

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불량 형상 파악 및 원인 고찰-

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조건 도출- Stilting

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가능범위 그래프- Slitting

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일반 논버슬리팅과 스텝형 논버 슬리팅의 결과 비교-

스텝형 논버슬리팅을 적용 시 하프블랭킹 공정에서 끊어지거나 최종 슬리팅 공정에서도 파단이 발,

생하지 않는 연성소재의 슬리팅 성공영역을 증대시킬 수 있을 것으로 판단된다.

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의 요약- Non-burr Slitting

은 박판인 경우에 약 정도의 클리어런스에서 이상 스트로크를 주면Al 10%t 80%■

최종 이 일어남Slitting

두께의 는 적장 클리어런스가 명확하게 파악됨 약 사이0.5mm Cu ( 5~10% )■

■ 두께의 에서는 박판에 비해 상대적으로 스트로크가 크기 때문에1.0mm Cu

시 스트로크가 커질수록 클리어런스를 작게 주어야 공정에H/Blanking H/Blank'g

서 파단 발생이 없음

입수받은 물성치에서 볼 때 연신률이 작고 그에 따른 임계 데미지가 작기Al , ,■

때문에 은 에서 파단이 발생하였음Al H/Blanking

두께의 의 물 위해 메서 의 스트로크1.0mm Al Slitting H/Blanking -10% t 0.5mm■

로 하였을 때 가능하였음, Burr-free Slitting

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업체에서 요구하는 각종 슬리팅 관련 자료를 아래와 같이 정리하였다 이 부분은.

대한메탈의 기술자료로 축적되어 향후 작업시 사용될 것이다.

슬리팅 머신 구성㉧

일반적으로 널리 알려진 슬리터링 머신은 개의 기본적인 구성으로 되어있다4 .

절삭칼과 스페이서가 부착된 두개의 수평축1. .

두개의 축을 고정 시키는 두개의 하우징2. .

베이스3.

임의의 동력 장치4. .

슬리터링 머신은 연속적인 회전 전단을 필요로 하는 곳에 사용되어진다 한번의 회.

전 전단 작업을 통하여 단일의 폭이 있는 공작물을 다양한 폭의 띠모양으로 가공한

다.

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슬리터링 머신을 선택하는데 있어 주요 고려사항.㉧

가공물의 종류 게이지 그리고 요구되는 가공 가능 폭1. , .

2. 버 가공시 재료의 소성변형으로 생기는 불필요한 부분 와 절삭 요구 품질(burr, ) .

요구되는 생산작업3. .

사용자의 요구 사항에 대한 분석에 있어서 슬리터링 머신은 하나의 사이즈 셋팅에,

대해여 모든것에 동일하게 일정한 결과를 보며주지 않는다는 점을 알아야 한다 사.

실은 같은 성능 게이지 범위를 가진 두개의 슬리터링 머신일지라도 게이지 오차 범

위에서 작동되는 두 기계는 재료의 부분에 따라 완전히 달라 질수도 있다.

설계 및 적용 고려사항.

슬리터링 머신을 설계하는데 있어서 기본적인 고려사항은 무엇인가?

절삭하중절삭하중절삭하중절삭하중1.1.1.1.

하중은 직접적으로 절삭커트의 수와 재료의 전단응력에 따라 변한다 커터의 직경.

이 클수록 분리력 은 커진다(separating force) .

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축 처짐축 처짐축 처짐축 처짐2.2.2.2. 축의 처짐 정도가 심하다면 적삭칼은 기계의 폭에 가로 질러 수평이-

되지 않게 되고 이것은 절삭 품질에 심각한 염향을 준다.

축 처짐은 슬리팅 하중과 폭의 제 력에 직접적인 영향을 받는다 그러므로 작업 폭3 .

이 넓은 슬리터링 머신을 필요로 한다면 직경이 큰 것을 선택할 수밖에 없을 것이

다 예를 들어 작업 가능폭을 가진 슬리터링 머신대신에 의 것을 선택했다. , 48" 60"

면 처침은 거의 두배가 될것이다.

위 내용을 종합해 볼 때 슬리터링 머신은 머신 보다 더, 8" × 60" 7" × 48" 15%

쳐짐을 가지게 된다.

동력 장치동력 장치동력 장치동력 장치3.3.3.3. 소규모의 구동이건 풀 라인의 구동이건 마력은 다음과 같이 구해-

진다.

마력은 직접적으로 전단응력 속도 그리고 두께의 제곱에 비례한다 이 두께의 제곱, .

은 재료가 의 재료 보다 배의 마력을 필요로 하는 것을 의미한다0.123" 0.060" 4 .

식 은 부적절히 놓여진 스트리퍼 링으로 발상되는 손실은 고려하지 많았다 절삭3 .

재료없이 약 으로 작동하는 절삭칼의 직경에 대한 스트리퍼는 머1500FPM 1/8" ,60"

신에서 스트리퍼 링을 동작하는 약 을 필요로 한다, 46H.P .

슬리터링 머신을 설계하는데 가장 중요한 것은 정밀도와 기계전체의 강성을 반드시

생각하여야 한다는 것이다 정밀도와 기계전체의 강성은 다 과 같은 것이 영향을. da

준다.

절삭칼의 수명1.

버의 발생2. .

작은 자이지의 슬리팅3.

4. carbide tooling

슬리터 작업중에 슬리터 셋업 유지5. .

정밀도와 강성은 위의 사항에 모두에 영향을 주기 때문에 어떻게 하면 슬리터를,

잘 설치할 수 있을까 다음과 같은 항목을 살펴봐야 한다? .

1. 슬리터의 제거를 위해 움직일 수 있는 베이스의 깊이 이 깊이는 셋업 위치에서.

작동위치까지 이동하는동안 전체 슬리터가 얼마나 강성이 있는지에 지대한 영향을 준다.

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하우징 하중 강성 내구력과 작동시 정밀하게 다른것들을 지지할수 있는2. - , ,

가 ?

축 말단에서의 작동 베어링척 또는 편심륜이 정확히 위치하여 작동하는가3. - ?

하우징에 베어링척을 정확히 고정시키는 메커니즘이 있는가?

어떻게 베어링이 베어링척에 고정되어있는가 열팽창은 고려되었는가 베어4. ? ?

링은 인가 정말 베어링인가preloaded ? ?

베어링과 축 는 축에 정방형과 수평에 대한 정확한 공극을 유지하는가5. shoulder ?

어떻게 축의 수평이 유지되는가 적용된 메커니즘은 결속에6. ? ~

적삭칼의 사이즈 절삭칼의 날끝이 스페이서에 가까우면 가까울수록 커팅7. -

포인트는 더욱더 강해지고 좋아진다 절삭칼의 두께는 의 법칙대로 재료 두. thumb

께의 약 배가 된다4 .

보다 정밀한 를 위해서 카바이드 툴과 실리콘 슬리팅을 사용할경우 제8. heads ,

작비가 증가된다.

하우징에서 일정한 온도를 유지하기 위한 기름 냉각 방식의 베어링 필요a. .

베어링 부분이나 하우징에서의 양 축을 연결하고 지지하기 위하여 보다 복잡b.

한 회전락 필요(Totaling lock) .

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SLITTER SET-UP AREAS

슬리터의 정밀도와 강성을 유지하기 위해서는 슬리터는 공구장비과 조정, (Set-Up)

뿐만 아니라 축에 장착되어 작동한다는 것을 상기하고 있어야 한다 그러므로 모든. ,

슬리터 조정실 은 잘 정비되고 밝고 깨끗하게 유지되어야 한다 청결(Set-Up area) , .

한 공구장비을 위한 작업 규칙이 있어야 한다 슬리터 헤드가 장착되어 있는 지그.

베이스는 높이가 정확해야 하고 슬리터가 장착되어있는 베이스와 같이 우수하여야

한다 공구장비의 보관시 보호 장비에 보관되어야 한다 셋업 조정실. . (Set-up Area)

에는 실제 생산 작업을 하기전에 셋업을 테스트 할 수 있는 테스트 스탠드 또한 장

비 되어야 한다.

Types And Styles of Slitters

오늘날 각 각 장단점이 있는 다양한 슬리팅 해드가 있다 먼저 가장 일반적인 형태.

로 핀치 롤 슬리터 가 있다 이 슬리터는 기본적으로(pinch roll slitter) . (figure #3)

한 개의 고정된 축과 스크류 잭의 조정을 통하여 이동가능한 번째축으로 구성되어2

진다 상대적으로 큰 이동가능한 축으로 핀치 롤 슬리터 는 보다. , (pinch roll slitter)

큰 절삭칼을 가질수 있는 이점이 있다 핀치 롤 슬리터는 슬리팅 작업동안에 베어.

링척 스크류 그리고 웜 같은 상대적으로 작은 부분에 발생된 힘을 받는, (the worm)

몇 몇의 마모 점들을 가진다 이러한 이유 때문에 축의 무게는 기계의 휴지기에는.

한방향으로 스크류잭등의 하중을 받게되지만 슬리팅 작업시에는 이러한 하중으로

분리력이 생긴다 몇몇 제작자는 이러한 점을 해결하기 위하여 스크류잭을 축 아래.

설치한다.

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두번째로 널리 알려진 형태는 편심 투환 타입 이다 편(the eccentric sleeve type)

심 투환 타입 의 특징은 분리력이 하우징에 직접 흡수(the eccentric sleeve type)

되기 때문에 뛰어난 강성을 들 수 있다 일반적으로 편심 투환 타입. , (the

은 하우징에 힘을 전달하는 넓은 면적을 가지고 있다 편심eccentric sleeve type) .

투환 타입 은 편심 가능한 정도의 한계로 제한된 절삭칼(the eccentric sleeve type)

의 절삭 가능 범위를 가지는 불리한점을 가진다 그림 에서 처럼 한 개의 편심을. #4

가지는 경우 한축이 움직일 때 다른 한축과 거리가 달라지는 단점을 가진다 그러.

므로 재료가 축 주위로 굽어지는 현상이 생긴다 그림 에서 처럼 이중 편심 슬, . #5

리터는 편심축의 정렬을 조절함으로써 두축은 정확히 일정한 간격의 패스라인을 가

지는 이점이 있다 패스라인은 각 각의 절삭칼의 직경을 조절함으로써 단일 편심.

타임과 핀치 롤 슬리터에서 발생되는 변화가 없이 일정하다 그러나 이중 편심 투. ,

환 타입 은 제작비가 비싸다(the double eccentric sleeve type) .

오버 더 아버 슬리터 방식은 위의 여러 방식 중에(the over-the-arbor) (figure #6)

서도 점점 널리 사용 되어지고 있다 오버 더 아버 방식에서 아웃보드 하우징 베어.

링은 그라운드 스페이서와 대응하여 작동한다 아웃보드 하우징은 셋업을 할 수 있.

고 슬리터의 최소 유효 폭을 줄이기 위하여 최대한 마지막 절삭칼까지 접근시킬 수

있다 이렇게 함으로써 넓고 얇은 게이지용 슬리터를 좁고 두꺼운 게이지용으로 사.

용할 수 있다 이 효과는 매우 탁월하다 의 슬리터 머신의 폭에 비례하는 굽힘. . 72"

정도가 의 배정도 감소한 굽힘정도로 줄어들까 한다48" 3 .

Material Stripping Considerations

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고무 스트립퍼 링 더 정확히 말해선 폴리우레탄 스트립퍼 링은 오늘날(figure #7),

가장 널리 사용되는 스트립핑 방식이다 고무 스트립퍼 링은 절삭칼과 스페이서 사.

이를 채우는 링으로 구성되어진다 고무 스트립퍼링을 셋팅하는 가장 일반적인 방.

법은 절삭칼과 같은 직경의 숫 스트리퍼 링과 절삭칼 직경보다 다소 작은 암 스트

리퍼 링을 만든다 보통 이러한 스트리퍼 링은 슬리팅 게이지 범위에 맞추기 위하.

여 최소 세트 정도 필요하다 이러한 스트리퍼 링은 절삭칼이 재연마될 때 따2- 3 .

라서 같이 절삭칼 자국등을 방지하기 위하여 재연마 되어야 한다 크게 만들어진.

스트리퍼 링은 슬리터 축과 드라이브 무게를 초과해서 견뎌 낼수 있다.

스틸 스트리퍼 링도 흔히 쓰이는 방식이다 특별히 스틸 스트리퍼. (see figure #8)

링은 부드러운 재료나 폭은 작은 작업을 할 때 쓰여진다 스틸 스트리퍼 링은 절삭.

칼의 직경보다 크며 축의 센터라인의 앞과 뒤에 있는 구동하지 않는 롤에 장착된

다 스틸 스트리퍼 링은 초기 비용이 많이 들지만 수명이 아주 길며 유지비 또한.

매우 경제적이다 스틸 스트리퍼링은 스트리핑 작업에 성능이 좋으며 절삭칼 마크.

를 줄일수 있다.

- 66 -

스트리퍼 핑거 보드 또는 스트리퍼 보드라는 오래된 방식이 여전히 쓰이고 있으며

폭이 좁은 작업을 할 때 많이 사용된다 이 방식은 두개의 보드사이에 재료를 넣고.

절삭칼 사이로 넣는 방식이며 양호한 스트립핑을 성능을 보인다.

오늘날 어떤 가공에선 핑거보드용으로 하드우드말고 고분자 폴리우레탄 같은 재질

을 사용한다 스트리퍼 핑거 보드 방식은 단점은 스크래칭이 많이 발생된다. .

Quick Change Set-up Methods & Considerations

보통의 셋업은 분 정도가 소요된다 우리가 셋업을 바꾸는 혹은 슬리팅 해드30~45 .

를 교체하는 적절한 방법이 없다면 슬리팅 라인에서 시간 손실을 만든다 방식에.

따라 다르지만 가장 빨리 슬리팅 해드를 교체하는데 걸리는 시간은 분 이하 이10

다 그 일반 적인 방식은 다음과 같다. .

축 제거 방식 슬리팅 해드가 특별히 크레인에 의하여 축 교환이 용이 하도1. -

록 만들어 졌다 이 방식은 주로 매일 같이 같은 셋업의 작업을 하는 단지 적삭날.

의 재연마를 빼고 기계를 계속 해서 가동시키는 곳에서 사용된다.

- 67 -

이 방식은 단점은 취급 부주의로 축에 손상을 줄 가능성이 많다 또 다른 매우 유.

사한 신속한 셋업 변경을 위한 방식은 축에 관 을 씌우고 이 관에서 툴링(sleeve)

작업을 하는것이다 마찬가지로 한정된 횟수의 셋업 반복 변경에 주로 사용된다. .

슬리팅 해드 제거 방식 슬리팅 해드 전체를 크레인등의 방법으로 제거 한2. -

다 그리고 다음의 슬리팅 해드를 원래 위치에 장착한다 이 방식은 저렴한 비용이. .

들고 교체작업하는데 분 정도가 소요된다5 ~10 .

터렛 해드 슬리터 방식 중심 회전축 하우징에 다수의 슬리팅3. . (see figure #9)

축을 장착한 방식이다 일반적인 터렛 해드 방식은 단지 안과 밖으로 축을 회전 시.

키지만 어떤 것은 완전히 슬리팅 해드를 회전 터렛 하드 디자인 시킨다 터렛 해드( ) .

를 단숙 축 회전만 시키는 슬리터는 셋업 위치에서 축을 지지하는 아웃 보드가 없

기 때문에 슬리팅 셋업 테스트를 할 수 없는 단점이 있다 터렛 해드를 완전히 회.

전 시키는 방식은 슬리터 회전을 위한 공간이 필요하다 모든 출입에 관한 장비는.

슬리터 회전에 필요한 공간을 남겨 놓기 위하여 회전축으로 움직이게 만들어져야

한다 구동은 방식으로 만들어져 한다 터랫 해드 디자인은 슬리. quick disconnect .

터 위치를 이동 시키는데 분정도 소요된다 터랫 해드 디자인 방식은 각각의5 ~10 .

터랫 해드는 서로 다른 슬리터 머신처럼 작동되지 않는 단점이 있다 그러므로 각. ,

하나의 해드를 수리를 하게될지라도 다른 해드와 생산 라인에 영향을 준다.

트레이 시스템은 슬리터를 트레이4. Tray Transfer System. -(see figure #10)

에 의하여 이동 시키는 방식이다 트레이는 새로운 포지션으로 이동하며 새로운 슬.

리터 해드가 가공 라인으로 이동한다 트레이 시스템은 각 슬리터 해드는 개별 독. ,

립적이며 각 각 따로 세업과 수리 테스트등을 할수 있다.

- 68 -

특별히 한 사이즈 이상의 슬리팅 해드로 설계할수 있으며 작은 게이지의 정밀한 작

업을 하는 슬리팅 해드부터 큰 게이지의 작업을 하는 슬리팅 해드등을 설치 할 수

있다 특별한 목적을 위해 사이드 트리밍 해드 설치를 많이 한다 트리밍 방식 슬리. .

터는 대략 분안에 해드 교체가 가능하다5 .

위에서 기술한 일반 적인 해드 교체 슬리터 방식5. Accessory Considerations -

이외에 비슷한 시간에 해드 교체가 가능한 부가 장치들이 있다 이러한 부가장치는.

전동 커넥션을 포함하고 있다 슬립 조인트 유니버셜 이 일반. (Slip Joint Universals)

적이나 사람의 직접 해드를 연결하는 작업이 필요하다 드럼 타입의 클러치나 턱모.

양의 커플링이 있는 싱글 커플링 포인트 는 사람의 작업이(Single Coupling Point)

필요하지 않다 부가적으로 슬리터가 자리를 잡고 자동으로 고정시키기위한 전동. ,

꺽쇠 를 설치할 수 있다(power holddowns) .

- 69 -

슬리터 구동 고려사항㉧

슬리터 전동은 기본적으로 가지 그룹으로 나뉘어 진다3 . Pull Through Drives, Full

와Slitting Drives D.C helper Drives

재료를 슬리터로 당겨 이동시키며 슬리팅 작업이된1. Pull Through Slitting -

공작물을 이동 시킨다 은 단지 또는 수압 인칭 전동장치. Pull Through Slitting A.C

를 이용하여 슬리터에서 리콜일러로 재료를 이동 시킨다 과속 크런치와 동력을 단.

속 시킬 수 있는 락을 설치하여 작업 속도에 맞춰 제어할 수 있다.

작업속도에 맞추기 위한 전동 제어 장치가 필요하다 이2. Full Drive Slitting - .

모터는 스리팅 작업을 위한 동력 마력 물 만들어 낸다 완전 구동 슬리터( ) . (Full Drive

는 이하의 작은 게이지 연한 재료와 전기적 스틸 에 사용Slitter) 20" , (electrical Steel)

된다 구동 슬리터를 사용하면 알맞은 트래킹과 엣지 컨츄롤을 위하여 충분한 장력.

을 가지고 재료를 언코일러로부터 끌어 내어 이동 시킬 수 있는 수단이 필요하다.

보통 슬리터 다음에 를 설치한다 그러므로 장력 장치가 리코일링을 위하full loop . ,

여 필요하다.

보통 개의 구동으로 구성되어지는데 작은 게이지에 사용되3. Helper Drives - 2

는 슬리터를 구동하기에 충분한 모터와 작은 게이지 보다 큰 모든 재료의 스D.C

레딩에 적합한 모터이다 큰게이지는 슬리팅 모드를 통하여 당겨져 이동하는 방A.C .

식이다 장력 장치의 출현은 슬리팅 구동 장비를 변화 시켰다 장력 장치가 추가 되. .

었을 때 당신은 몇몇의 꼬인선 이 슬리터와 리코일러 사이에 타이트하게(strands)

있다는 것을 알아야 한다 모든 슬리팅과 언코일러의 백 텐션 하중. (back tension)

이 이 꼬인선 에 전달 될 것이다 가공된 공작물을 당기는데 필요한 동력만(strallds) .

큼 작은 게이지 스트립의 변형 없이 전달 되는 것은 불가능하다 좁은 멀트. (mults)

로 작동 될때 특히 더욱 그러하다 그러므로 작은 게이지나 멀트로 작동 된다면 구. ,

동 슬리터 위한 장력 장치의 필요성이 높아진다(driven slitter) .

- 70 -

소재 및 게이지 고려사항◎

이 이하의 작은 게이지로 작업을 할 때 다음과 같은 내용을 고려해야 한다. 5" .

버 의 생성을 막기위한 리코일러에서의 절대 최소버1. (burr) (burr)

찟김 절삭 형태를 방지하기 위한 구동 슬리터 구동 슬리터를2. (driven slitter).

위한 장력장치 필요성이 증가하는 것이 보통이다.

슬리팅 절삭 작업 전에 슬리터로 들어가는 재료에 굽혀지거나 구겨지지 않고3.

평평하게 유지 할 수 있는 수단이 있어야 한다.

스트립핑을 최우선으로 고려해야 한다 작은 게이지 재료의 작업에는 금속4. .

스트립퍼 링을 사용하는 것아 일반적이다.

프런지 절삭을 할 때는 정확도와 강성을 새로 고려해야 한다 매우 얇은 재5. .

료에서는 재료가 가공될 때 절삭칼이 재료를 통과하는 거리가 짧다 이것은 많은.

수의 작은 게이지 절삭이 있다면 스레딩하여 이용할 수 있다, .

- 71 -

◎ 알루미늄 황동 그리고 구리와 같은 연한 재료를 가공할 때 고려해야 할 점은,

다음과 같다.

주로 절삭칼 알부 표면을 절제하여 사용한다 사용자는 절삭날의 일부를 희1. .

생하여 재료에 흠집이 생기는걸 방지한다.

황동 산업에서는 연한 재료를 스트립핑하고 흠집을 방지하기 위하여 금속 스2.

트리퍼 링이 사용된다.

연한 재료를 가공할때는 항상 구동 슬리팅 이 필수이다3. (drive slitting) .

실리콘과 스테인레스 같은 경하고 깨지기쉬운 재료를 가공할때는 다음과 같다.

강성이 높은 슬리팅 머신-

이러한 재료에서는 카바이드 절삭칼을 사용하기 때문에 정밀도가 매우 중요하다- .

버 를 최소화 하기위하여 박판 변형기 와 같은 버- (burr) (transformer laminations)

장비등이 필요하다(burr) .

입자가 일정하게 배열된 실리콘은 입자 배열을 유지하기 위하여 일정한 장력을-

고려해야 한다 보통 구동 슬리터 와 이중 순환 시스템. (driven slitter) (a double loop

이 요구된다system) .

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이상의 큰 게이지 슬리팅3/16" .◎

가성이 높은 기계장비1. .

보통 슬리팅 구동에 도움 구동장치 를 설치하여 당겨 이동시킨2. (helper drive)

다.

이러한 게이지 범위에서의 작업은 재료 취급에 주위 하여야 한다3. .

요약을 하면 슬리팅 머신을 구매 할 때 고려해야 할 사항은 다음과 같다, .

명확히 슬리팅 요건 생산 요건 정밀도 요건을 정의하여라1. , , .

당신에 생산 요건에 일치하는 알맞은 슬리팅 머신을 선택하여라 너무 폭넓2. .

은 게이지 범위의 슬리터를 선택하려 하면 안된다.

당신의 생산 요건에 부합하는 슬리터 옵션을 선택하여라3. .

- 73 -

다 슬리팅 머신의 구동의 슬리팅 나이프의 중요성다 슬리팅 머신의 구동의 슬리팅 나이프의 중요성다 슬리팅 머신의 구동의 슬리팅 나이프의 중요성다 슬리팅 머신의 구동의 슬리팅 나이프의 중요성....

슬리팅 머신의 구성㉧

슬리팅에 있어서 공구장비는 대략 전체 비용의 퍼센트 이상을 차지한다 슬리- 8 . -

팅 공구장비는 절삭칼,

축 스페이서 다양한 절삭 폭을 결정( )

슬리퍼 고무 나무 또는 금속( , )

보통 공극 조절shims ( )

오버랩 분리기 분리 디스크 디스크 공극기로: ,

구성 된다.

- 74 -

슬리터 절삭칼Slitter Knives ( )㉧

절삭칼의 외경과 내경은 설계자에 의하며 미리 설계된다.

직경은 보통 절삭 되어 지는 재료 두께의 배정도 이다- 50~60 .

직경을 크게 하면 할수록 가공 재료의 절삭칼로의 이동이 용이함

그러나 일단 가공 재료가 절삭이 되어진 후에는 직경이 작을수록,

분리력을 최소로 만들 수 있다.

절삭칼의 두께는 매우 중요한 요소이다 슬리팅 작업 동안에 수평력이 작용하-

절삭칼이- 충분한 강성을 가지고 있지 않다면 굽힘 이 일어나고 이로(deflection)

인해 버 의 발생이나 최악의 경우 절삭칼의 칩핑이 일어난다(burr) .

일반적으로 절삭칼의 두께는 가공재료의 배정도로 만드는 것이 타당함- 4 .

절삭칼의 와 공극기의 의 관계가 굽힘 에 영향을 준다 사용자가OD OD (deflection) .

기계의 권장 한계를 넘어 절삭칼의 외경을 증가 시킨다면 즉시 절삭칼의 칩핑 현상

을 발생 시킨다.

공작 재료의 배의 공구 사용 공식이라고 해도 인치의 절삭칼 두께로 인치- 4 1 1/4

의 공작 재료를 가공하지는 않으며 보통 굽힘 을 방지하기 위하며 와(deflection) 2

인치 절삭칼로 가공한다 와 인치 절삭칼은 인치의 절삭칼보다 퍼센트1/2 . 2 1/2 1 30

정도 더 비용이 든다 그러나 와 인치 공구를 사용함므로써 부분의 절삭 날. , 2 1/2 4

을 얻을 수 있고 가공 비용을 고려해야 한다.

- 75 -

가공재료와 슬리팅 날 선택의 중요성◎

가공 재료의 두께1.

가공 재료의 종류 연강 스테인레스 강 비철금속 고장력 강이 있으며 가공2. , , ,

재료의 장력을 아는 것이 중요하다 전단력과 장력을 혼돈해서는 안되며 일반적으.

로 전단력의 정도 이다 그러나 둘 다 평방 인치당 파운드로 표시 된다1/2 . , .

가공 재료의 상태 재료가 스케일이 있는 열간 압연 야금 또는 냉간 압연3. - , ,

된 것 인지.

절삭칼이 사용되는 슬리터의 제조나 모델넘버4. .

물리적 치수 외경 내경 두께 키웨이 폭과 키 깊이5. , , , .

이러한 정보를 가지고 절삭칼 제작자는 슬리팅 가공을 위한 알맞은 가공 방법을 권

장할 수 있다 절삭칼은 가공하기 가장 어려운 재료에 버텨낼 수 있는 충분한 강도.

와 칩핑이나 파손을 방지 할 수 있는 강성을 가져야 한다 양호한 슬리팅 작업을.

위한 절삭날을 유지하기 위하여 최대 마모 저항은 중요하다.

- 76 -

슬리터 절삭칼의 종류◎

슬리터 절삭칼에 사용되는 스틸에는 기본적으로 등급이 있다4 .

고탄소 고크롬1 - .

충격 저항2. ,

고 속도와 고 합급과3.

카바이드가 있다4. .

등급을 나누는데 앞에 말한 가지만 있는 것은 아니지만 기본적으로 위와 같이 가4 4

지의 분류를 하며 이것으로부터 실제응용이나 슬리팅 요구조건에 의하여 많은 분류

가 생김.

절삭 칼의 등급과 각 용도절삭 칼의 등급과 각 용도절삭 칼의 등급과 각 용도절삭 칼의 등급과 각 용도Grades of Knives and Their Uses ( )Grades of Knives and Their Uses ( )Grades of Knives and Their Uses ( )Grades of Knives and Their Uses ( )

충격저항 스틸과 그 변종은충격저항 스틸과 그 변종은충격저항 스틸과 그 변종은충격저항 스틸과 그 변종은(1)(1)(1)(1)

그 이름에 나타난 컷처럼 충격을 견뎌 내기 위환 곳에 사용된다 이 종류의 스틸은, .

게이지3/16 를 넘는 라인에 쓰 며 다른 합금에 비하여 마모저항이 떨어진다 이 종01 .

류의 절삭칼은 대략 고카본 고크롬 절삭칼에 비하여 퍼센트 저렴하다- (HCHC) 20 .

고카본 고크롬 스틸은고카본 고크롬 스틸은고카본 고크롬 스틸은고카본 고크롬 스틸은(2) - (HCHC)(2) - (HCHC)(2) - (HCHC)(2) - (HCHC)

- 77 -

슬리팅 가공에 가장 널리 쓰이며 사용자와 제작자에게 매우 훌륭한 재료이다 제작.

과정에서 스틸은HCHC 가공성과 열처리에 의한 절삭칼 전체 부분에서 강도가 일정

하게 유지되며 미려한 피니쉬 가공을 할 수 있다 사용자 입장에선 절삭날의 예리.

함과 보관시 녹이나 부식에 강하다.

고속도강은 고합금강은고속도강은 고합금강은고속도강은 고합금강은고속도강은 고합금강은(3)(3)(3)(3)

기본적으로 작은 게이지의 슬리팅 작업 일반적으로 민치 이하나 그와 같은 장, 1/16

력에 사용된다 많은 종류의 고속도강과 고합금강의 변종이 있으며 오늘날 사용 되.

는 고속도강의 어떤 변종은 로크엘 경도 메 버금간다 이 종류의 강은 최69~70 C .

소 보다 퍼센트 미상 비싸다HCHC 50 .

카바이드는카바이드는카바이드는카바이드는(4)(4)(4)(4)

대략 보다 배정도 비싸나 마모의 유리함은 이 가격적인 요소를 중요하게HCHC 10

여기지 않게 한다 카비이드는 모든 면에서 아주 조심스럽게 다루어야 한다 당신의. .

슬리팅 머신이 카바이드 절삭칼을 사용한다면 이상적인 가공조건을 얻기 위해서 엄

격한 관리 프로그램이 매우 중요하다.

일반적으로 로 만들어진 절삭칼은 절삭날을 유지하는 능력이 뛰어나서 수년HCHC

동안 사용되어 왔다 그러나 매우 두꺼운 게이지에서 충격을 견뎌낼수록 있게 하기.

위해선 완전히 다른 분석과 경도가 필요하다 와 인치 가공물을 가공할 수. 1/4 3/8

있게 디자인된 절삭칼이 그보단 얇은 가공물을 가공할때는 알맞은 마모 특성을 가

지기 않을 것이며 이점은 고려해야할 대상이다.

많은 가공분야에서 사용자는 세트 이상의 절삭칼 작은 게이지와 큰 게이지가- 2 -

필요로 한다 마모를 이야기 할 때 경도를 언급하는 것은 필수이다 많은 사람들은. .

보통 경도가 높을수록 더 오랜 공구 수명을 가진다고 생각한다 그러나 이것은 항.

상 그렇진 않다 경도는 또한 스틸의 분석없이 이야기 할 수 없다 다양한 첨가물질. .

을 가진 로크엘 경도 를 가지는 가지 금속이 실제 가공에서는 마모특55-60 C 2-3

성이 다르게 나타난다 앞의 경도에서 절삭칼은 카본 절삭칼보다 매우 긴. HCHC

공구 수명을 가지는데 이것은 마모 저항을 향상 시키는 크롬이 첨가 되었기 때문이

다.

- 78 -

스페이서의 선택 사항◎

스페이서의 선택 또한 매우 중요하다 스페이서는 가공되어지는 스트립의 폭을 결.

정하며 흠집이나 이동에 견딜 수 있는 능력을 갖는 게 중요하다 스페이서는 절삭.

칼과 같은 정확한 공차로 만들어지며 알맞은 취급과 유지를 시켜준다면 교체가 거

의 필요 없다.

대부분의 스페이서는 공구강의 합금으로 만들어 지며 취급시 흠집을 피하기 위하여

정도의 로크엘 경도를 가진다 셋업이나 가공 가정에서 흠집이나 베어링 표58-60 .

면에 충돌을 피하는 갓은 상당히 어려운 문제이다 어떤 경우에는 슬리팅된 띠모양.

의 공작물은 길이 방향으로 모서리를 따라서 흔적을 가지고 있다 이것으로 인하여.

나중에 스페이서가 흠집에 의하여 생긴 베어링 표면과 충돌하게 된다 항상 절삭칼.

은 회전을 하며 절삭지점에서 간격은 변하므로 흔적이 발생한다.

스페이서는 보통 와 까지 원피스로 만든다 그러나 경우에 따라서 분리되거나OD ID .

내부 체결 스페이서로 만들어지기도 한다 이런 종류의 스페이서는 머신을 완전히.

열지 많고 셋업을 하기 위하여 사용된다 단지 잠금 나사를 풀어 제거한 후 공구를.

분리하고 스페이서를 분리한 후 축에서 꺼낼 수 있다 이 방식은 특별히 우드핑거.

를 사용하는 곳에서 유리하다 비용은 일체형 스페이서를 사용하는 것보다 정도70%

더 비싸다.

또한 고무링과 결합하여 사용될수 있으나 고무는 절삭칼 사이에서 느슨해져야 한, ,

다 종종 이것은 타이트한 셋업이 필요치 않은곳에서 스트리퍼를 분리 하기 위해.

가죽 벨트를 사용한다.

가쁨 공작물의 무게가 크고 이를 절삭하기 위해여 큰 슬리터가 사용되는곳에서 알

루미늄 스페이서가 사용된다 알루미늄은 폭의 최대치가 인 일반적인 스틸 스페. 6in

이서보다 훨씬 더 넓은 폭을 가진 스페이서를 만들 수 있다 알루미늄 스페이서는.

좁은 폭으로 가공할 때 남은 긴 아버을 채우기 위한 용도로 사용되는 스틸 스페이서

로 생각하면 안됨 각각의 슬리팅 가공에 따라서 장확한수와 스페이서의 폭이 결정..

된다 일반적은 주문 규칙은 셋업에 사용되는 정확한 축에 배의 길이를 주문한다. 4 .

또한 프라스틱 심 은 셋업에 필요함 좋은 질의 프라스틱 심 이 구매, (shims) . (shims)

되어야 하며 셋업을 돕기 위해 일반적으로 색이 칠해져 있다 스틸 심 또한. (shims)

사용되지만 두께가 정확하게 유지되지 않기 때문에 문제가 발생할 수 있다 정확한, .

슬리터 셋업을 위하여 두께부분에서 이상의 오차가 발생해서는 안된다10% .

- 79 -

- 80 -

고무 스트리퍼 링 (Rubber Stripper Rings)㉧

고무링은 가장 널리 사용된다 이러한 링은 다양한 재질과 컬러로 만들어지며 또한.

폴리우레탄 프라스틱으로도 만들어 진다.

가장 일반적인 등급은 고무인데 이것은 매우 우수한 기름에 대한 저항력을Buna N

가지고 있다 다른 고무의 재질로 네오프렌이 있으나 같은 가격대의 의 뛰. Buna N

어난 성능 때문에 사라져 가고 있다 이 두 종류의 재료는 다른 비용 없이 쉽게 흑.

색 백색 청색 적색 황색 녹색으로 만들 수 있다 표준적인 또는 네오프, , , , , . Buna N

렌 링은 대부분 슬리팅 가공에 적합한 경도계 수치를 가진다 그러나 이 재65±5 .

료들은 경도계 에서만 유효하다 슬리퍼 링이 단단하면 할수록 재료에 흠50 ~ 85 .

집을 낼수있는 가능성이 높아진다는 것을 명심해야 한다 이것은 작은 게이지나 비.

철 금속에서 문제가 될수 있다.

폴리우레탄은 정밀 슬리팅 가공이나 비철 금속에 권장되는데 폴리우레탄의 기름에,

대한 저항성과 흠집을 내지 않은 특성 때문이다 이 등급은 다양한 컬러가 가능하.

고 고무재질보다 상당히 비싸다 스트리퍼링은 스틸 스페이서에 영구 결합 될수 있

다는 것을 상기하여야 한다.

스트리퍼링의 는 절삭칼의 직경보다 커서는 안되며 축에 느슨하게 결합 되어있OD

어야 한다 이것은 틈을 주어 링이 절삭칼에 압력을 주지 않고 압축될 수 있게 한.

다 의 일반적은 규칙은 이하의 작은 게이지의 가공에서 링은. Thumb 1/16in 1/64in

이어야 하며 절삭칼의 직경보다 작아야한다 까지의 슬리팅은 링은 이. 1/8in 1/32in

어야 하고 절삭칼의 직경보다 작아야한다 를 넘어가는 슬리팅 작업에는 링은. 1/8in

이어야 하며 절삭칼의 직경보다 작아야 한다 주기적으로 고무를 연마해주어1/16in .

야 하며 링의 직경이 작업하기 부적절할 정도로 작아진 경우는 셋업을 하여 링에,

테이프를 감마주어 작아진 직경을 보정해주어야 한다.

링은 일반적으로 부터 원하는 두께까지 만들어진다 링은 월 두께1/8in. . 1/16in.

와 차이 가 가 초과 되지 않도록 만들어진다 조립(wall thickness, OD ID ) 1~1/2in. .

을 때문에 일반적으로 링의 최대 두께는 이다 모든 스트리퍼 링의, 3~1/2in . OD,

와 두께에 대한 공차는 이다ID ±0.15 .

- 81 -

고무재질의 링은 고무의 특성상 제작 후에 수축하는 경향이 있으므로 링을 사용하

지 않고 장기간 보관할 경우 이점을 고려하여야 한다 또한 고무링은 사용기간에도.

뒤틀리고 원래의 형상이 변하는 경우가 발견된다 정밀 슬리팅 가공에서 스틸 스트.

리퍼가 사용되기도 하나 이런 종류의 스트리퍼를 위해 슬리팅 기계는 특별히 설계

되어야 한다.

- 82 -

슬리팅기의 표준 공차 (Standard Tolerances)㉧

모든 제작자는 슬리팅 공구 제작에서 매우 정밀한 공차를 얻기를 원한다 일반적을.

다음과 같은 공차를 원한다.

외경1. - ±.001

내경2. - ±.001

두께3. - ±.0002

평형도4. - ±.001

평탄도5. -over 3/8in thick within .0005

표준 공차 보다 더 정밀한 정도를 얻을 수 있으나 일반적으로 정밀한 공차를 얻기

위해서는 매우 신경을 써야 한다 평탄도 는 자유 상태에.. 3/8in thick within .0005

서 측정된 컷이라는 것이다 종종 사람들은 평형도와 평탄도를 혼동한다 절삭칼은. .

평형하지만 평탄하지는 않다.

- 83 -

평탄도는 화강암 프레이트와 같은 완벽한 평탄한 면과 물체나 절삭칼의 표면과 비

교하여 측정한다 당신이 와 구멍이 뚫린 두께의 절삭칼을. 12in OD 7-1/2in 1/4in

양 손에 들고 비튼다고 가정 해보자 문제없이 당신은 평탄도를 나 정도. .002 .003

변화시킬 수 있을 것이다 그러나 절삭칼은 여전히 평형이다 왜냐하면 평형도는. , . ,

구멍에서부터 외경방향의 면으로 측정되기 때문이다 이 크기의 절삭칼은 축에 장.

착 되었을 때 자유 상태에서 정도의 평탄도가 어긋 것이다.001 .

언급된 공차뿐만 아니라 표면의 피니쉬도 대단히 중요하다 의 절삭칼, . 6~8 micro

과 의 것과 비교할 때 전자의 것이 절삭칼 표면에 양호한 굴곡을 가진10~12micro

다 이것은 더 예리한 날과 작업 중 의 가능성을 줄여준다 피니시 연마는. pick-up .

매우 정확하고 공차와 두께 평형도는 인간의 오류를 제거하기 위하여 정밀 게이지,

를 통해 조절된다.(figure 5)

제조 과정중에 어떤 회사에서는 저온학을 오스테나이트를 마르텐사이트로 변환하는

열처리과정에 적용을 한다.

년 는1969 ASME(American Society of Mechnical Engineering) "Steel Rotary

라는Slitting Knives and Steel Spacing Collars No. ANSI B-94.31-1969"

를 출판한다 이 출판물은 절삭칼은 권장 표준American National Standard .

뿐만 아니라 절삭칼과 스페이서의 각 치수의 공차를 다루고 있으며 기계keyseats ,

제작자들에게 주요하게 사용되고 있다.

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절삭칼만큼 중요한 스페이서는 절삭칼 처럼 같은 제조공차를 가진다 가장 큰 차이.

점이라면 스페이서의 구멍이 절삭칼의 축에 장착하기위해서 만들어진 것보다 넓다

는 것이다 그리고 폭이 넓은 스페이서는 설치할 때 문제를 최소로 하기 위하여 구.

멍에 언더컷이 되어있다.

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슬리팅기의 Set up◎

셋업에는 수평 수직 양과 음의 가지 주요 여유 값들이 있다, 3 (Clearance) .

다양한 게이지에 맞는 여유값들을 정하기 위하여 많은 다양한 차트와 권장값들이

있다 여값들의 결정은 양호한 절삭을 위하여 매우 중요하다 부적절한 여유값은 절. .

삭칼의 과마모와 칩핑의 가능성이 높아진다.

물론 에서처럼 커터는 균형있는 절삭을 위하여 셋업되어야 한다, figure 7 . figure 8

는 절삭이 베어링에 불필요한 마모를 일으키고 있다.

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다음의 사진들은 잘된 셋업과 잘못된 셋업에 따라서 발생되는 다양한 절단면 상태

를 보여주고 있다 는 약 의 관통 과 의 파손. Figure 9 40% (penetration) 60% (break)

을 보여 주며 이것은 절단과 파단 사이의 밝은 부분에서 알 수 있듯이 양호한 절,

삭이 아니다.

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은 작은 여유값으로 인해 가공재료가 과도하게 눌려져서 깨끗하지 못한figure 10

파단이 생긴 경우를 보여준다.

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은 보여지는 데로 하주 안좋은 절삭 상태로 너무 작은 여유값을 주었을Figure 11 ,

경우이다.

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는 양호한 절삭 상태를 보여주는데 파단된 부분에 비하여 관통된 부분이Figure 12 ,

적기 때문에 절삭되는 스틸에 높은 장력이 걸린다 또 다른 이유는 고무가 절삭칼.

에 비하며 적절히 작았기 때문이다.

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만약에 고무가 움직일 공간이 없다면 축에 굽힙 을 초래한다 이런 현상(delfection) .

이 일어난다면 여유값은 절삭동안에 계속 변할것이며 이것은 불량한 절삭면을 초래

하고 절삭칼의 칩핑 가능성이 커진다.

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툴의 보호 (Care of Tooling)◎

공구의 취급 주의는 아무리 강조를 해도 지나치지 않다 공구에 상당한 투자를 하.

며 정밀한 공차로 만들어 지므로 이에 맞게 취급되어져야 한다 기계를 작동 혹은, .

셋업을 하는 작업자가 그들이 취급하는 절삭칼이나 스페이서가 얼마나 비싼것인지

를 인식하는 것이 중요하다.

예를 들어 손에 그리고 두께의 절삭칼을 들고 있다면, 12in OD, 7-1/2in ID 1/2in

그것은 약 를 손에 들고 있는것이나 마찬가지 이다 마찬가지로 그 절삭칼에$140 . ,

적합한 와 스페이서를 들고 있다면 짜리 지폐를 손에 들고9-1/2in OD 1/2in $50

있는 것이다 이것은 작업자들이 그것들을 조심해서 다뤄야 하는 충분한 이유이다. .

우리는 마이크로미터기를 사용후에 조심스럽게 벨벳케이스에 넣어 그의 케비1 in.

넷에 넣어주는 작업자를 본적이 있다 그 마이크로미터기는 고작 이었다 그는. $20 .

그리고 나서 축에서 스페이서들을 꺼내서 팔에 언고 긴의자나 트럭으로 가서 바닥

에 철석 소리를 내며 내려 놓았으며 그로 인해 스페이서들은 서로 부딪히고 상처,

가 났다.

예를 들어 한 작업자가 슬리터 머신 셋업을 위해 공구를 실은 스틸바퀴의 손수레를

밀고 가고 있었다 손수레가 바닥의 나무토막이나 못 등에 걸려 손수레에 있던 절. ,

삭칼과 스페이서가 바닥으로 떨어졌었다 작업자는 태연히 그들을 주워 다시 손수.

레에 싣고 셋업을 하기 위해 이동을 계속했다 그가 공구 세척을 위한 유일한 행동

은 그가 끼고 있던 장갑으로 닦은 것이 전부이다.

청결은 셋업작업의 중요한 요소들 중에 하나이다 만약에 축이나 공구가 청결하지.

않다면 이로 이한 불량한 셋업은 불량한 절단면과 공구에 손상 가능성이 생긴다, .

스페이서는 특별히 셋업에 방해가 되는 이물질등이 남아 있지 않도록 여러 번 닦아

야 한다.

절삭칼은 정기적으로 재연마 되어야 한다 대부분의 절삭칼은 전용 그라인더에 의.

해 연마되며 몇몇은 비전용으로 연마되기도 한다 가장 좋은 방법은 그라인드 휠을.

공급자에 적절한 휠을 상의하게 좋으나, oxide medium grade #54 H 8 structure

를 추천한다 부적절하게 연마되거나 사용된 절삭칼 또한 칩핌을 유발한다. .

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슬리팅 작업을 하는 동안 생되는 금속을 절삭하는데 필요한 힘과 발생되는 열로 인

하여 절삭 날에서 피로가 발생한다 피로해진 절삭날 부분의 금속은 연마작업으로.

제거 되어야 한다 그렇지 않으면 시간이 지남에 따라 머리카락 같은 균열이 발생.

하여 칩핑의 결과를 낳는다 일반적으로 이러한 피로상태에서 대략 에서. .010 .012

정도 한 면에서 제거 되어지며 전체 제거량에서 볼때는 정도이다 물론.020~.024 . ,

작은 게이지의 슬리팅 작업이 큰 게이지의 작업보다 절삭칼의 피로도가 작다.

절삭칼은 와 관련하여 완벽한 상태로 연마되어야 한다 또한 재 연마된 절삭칼OD .

외면에 채터마크(chatter mark)가 있는지 조사하여야 한다 이러한 것은 부적절한.

연마과정으로 생기며 공구의 수명을 단축 시킨다. 채터 마크가 발견된다면 즉시 연

마 작업자에게 알려 연마 조건등을 수정을 해야한다 이러한 채터마크는 너무 단단.

한 그라인드 휠을 사용 충분히 드레싱이 안된 휠을 사용 너무 빠른 연마 속도 너, , ,

무 깊은 절삭 깊이 그라인딩 머신의 베어링 마모등으로 생겨날 수 있다 또한 연마, .

작업 중에서 과열로 변색 됐는지 육안으로 확인하여야 한다.

절삭칼의 연마작업중에 축에 안전하게 고정되어 지는 것과 흔들림이 없는 것이 중

요하다 대부분의 경우에 연마작업을 한 후 바로 사용되어지지 않으므로 윤활작업.

을 하여 부식과 흠 집이 나지 않도록 주의깊게 보관 되어야 한다 불론 연마 작업.

후 생길 수 있는 버 는 즉시 제거 되어야 한다(burr) .

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슬리팅 문제 발생원인㉧

여유값 은 아주 중요한 요소들 중에 하나이며 작업중에 알맞은 여유값을(clearance)

유지하기 위하여 항상 세심한 주의가 필요하다 무뎌진 절삭칼 또한 문제를 일으킨.

다 절삭칼날이 예리함이 없어져 무뎌지기 시작하면 슬리팅 머신은 절삭 작업을 하.

기 위한 동력이 더 들어가게 된다 절삭칼에 가해지는 수평압력은 정도 증가. 400%

하게 된다 이 수평압력이 증가함에 따라 절삭칼의 칩핑이 일어난다 절삭칼날에서. .

떨어져나간 반달 모양의 칩이나 조각들을 보면 아크 바닥을 보아서 거기에(arc)

가 나타나면 이것은 절삭칼에 과도한 압력이 가해지고 있다square shoulder effect

는 것이다.

The Half Moon ShapeThe Half Moon ShapeThe Half Moon ShapeThe Half Moon Shape

과도한 압력은 무딘 절삭칼 알맞지 않은 셋업 절삭칼들 사이의 비평형 부적절하, , ,

게 연마된 절삭칼들으로 인해 발생한다 또한 이것은 축의 굽힘 물 발생. (delfection)

시키고 이로인해 축에서 주변으로 더 많은 운동을 일으켜 베어링을 마모 시킨다.

축의 평형성도 종종 점검해야 한다 이것은 쉽게 두 축 중 위의 축의 양단에 절삭.

칼을 장착하여 그 축을 아래로 내려 필러게이지 로 두축의 수평을 측(feeler gauge)

정한다.

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연속적인 작업후에 절삭칼에 사용되는 합금강은 단련 작업을 하며 절삭칼의 직경에

관계없이 경도가 유지된다 절삭칼의 용적 무게가 줄어드는 유일한 이유는 조기 날.

무딤과 칩핑을 방지하기 위하며 절삭의 피로된 부분을 제거하기 때문이다. 기억해

야 할 것은 지속적인 공구 연마 작업을 통해서 직경이 줄어 들기 때문에 절삭 속도

에 변화가 생기고 절삭날이 더 많은 양을 절삭하게 된다 어떤 의. fabricator 16in

절삭이 줄어들어 가 되었을 때 같은 속도로 절삭을 할 경우 절삭날의 원주1in 15in

방향으로 시간당 마일을 더 이동한 것이 된다 분명히 절삭날은 더 많은 양8 7 . 15in

을 절삭한 것이 되고 이로인해 더 빨리 이 무뎌 질것이다.

절삭날의 직경이 점차로 작아질수록 날의 무딤은 가속화 된다( .)

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슬리팅 머신 설비 참고자료◎

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제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도제 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도4444

판재 가공에 있어서 버의 존재는 버를 가공하기 위한 새로운 공정을 추가시키고 이

것은 장비의 신설 또는 후처리 공정을 동반하여 경제적 손실을 유발시킨다 또한.

버가 생성된 판재를 가공시킬 경우 재료의 소모로 인하여 실제 제품을 생산할 때

원재료의 소모를 야기시켜 원재료구입비가 증가된다.

따라서 이러한 버가 없는 가공공정을 개발할 경우 제품의 치수안정성 그리고 공정

단축에 의한 경제성도 향상시킬수가 있다 그리고 현재 지원사업의 결과로 인하여.

보다 다양한 종류의 소재와 다양한 두께의 판재를 절단가공시킬 수 있는 가능성이

매우 커져서 판재 절단가공기술의 업그레이드가 가능할 것으로 판단된다.

제 장 기술지원결과의 활용계획제 장 기술지원결과의 활용계획제 장 기술지원결과의 활용계획제 장 기술지원결과의 활용계획5555

논버 절단기술의 지원결과로 응용하여 소재의 절단가공영역을 확장할 수 있다 즉.

펀칭 형상절단등 다양한 절단기술 분야에 이러한 논버슬리팅의 요소기술을 적용할,

수 있다.

현재 논버절단기술의 적용을 위하여서는 롤의 가공이 요구되고 장비에 대한 투자가

요구된다 그렇지만 향후 다양한 소재의 절단이 지원기업에 요구될 경우 본 지원기.

술이 적용된 공정장비를 설치하여 기업화를 진행시킬 것으로 판단된다 그러할 경.

우 양산규모에 발생하는 여러 재료적 공정적 인자를 더욱 지원해야할 가능성이 클

것으로 판단된다.

제 장 참고문헌제 장 참고문헌제 장 참고문헌제 장 참고문헌6666

실용 프레스금형 가공 기슬 데이터 집1) -pp.45, (DE028)

파인블랭킹 금형 전단력 계산 성안당2) - pp.39 ( )