[기계공학]스프링백의 발생원인과 방지대책

소개글

스프링백에 관한 리포트입니다.

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본문내용

재료에 소성 변형을 준 후 힘을 제거하면 탄성회복에 의해 어느정도 원래 형으로 돌아온다. 특히 굽힘 가공에 있어서는 그림1에 나타나듯이 이 현상이 굽힘부의 곡율반경 및 각도의 변화로 되어 나타나므로 제품의 형상정도에 직접 관계한다. 이 현상은 스피링 백(Spring back) 이라 부르고, 굽힙가공에 있어서 가장 중요한 문제의 하나이다. 여기서 탄성회복을 이해하기 위하여 단순한 일축 응력의 변형에 대해서 생각해 본다. 그림1에 나타낸 응력-변형률 선도에 있어서 B점까지 변형시켜 외력을 제거하면 OA에 평행하게 BC의 경로를 통해 응력, 변형률이 감소하고 OC가 영구 변형률로 남는다. 이때의 DC가 탄성회복 하는 변형률로 된다. 이 회복변형률은 OA의 경사, 즉 재료의 탄성회복이 적을수록 또 같은 변형률을 주는데 필요한 응력이 높은 재료일수록 커진다.
또 같은 재료라도 최초에 준 변형률이 클수록 탄성회복하는 변형률의 비가 적게 된다. 이것은 굽힘가공에 있어서 스프링 백 /에 대해서도 같다고 말할 수 있다. 즉 탄성계수가 작은데 변형저항이 큰 재료일수록 스프링 백은 커진다. 또 원주방향 변형률이 클수록 즉 굽힘 반경이 작고 판 두께가 두꺼울수록 스프링 백은 적게 된다. 스프링 백은 그림2에 나타난 판두께 단면에 작용하는 응력과 변형률의 분균일한 분포가 원인이다.
따라서 이를 적게 하는데는, 단면내의 변형률을 균일하게 하는 것으로 굽힘선과 직선인 방향에 인장력을 주면서 굽히는 인장굽힘(Stretch bending)을 하는데, 판두께 방향으로 강제적으로 가압하는 등의 방법을 들 수 있다. 우선 형굽힘 등에 있어서는 필히 탄성회복에 의
해 외측으로 열리는 것에 한정되지 않고, 그림3에 나타내듯이 금형의 구속등에 의해 굽힘부 이외에도 변형이 일어나고, 전체적으로 내측으로 변형하는 스프링 고우(Spring-go)를 나타낼 수도 있다. 이러한 탄성 회복 현상을 완전히 억제하는 것은 어렵고, 일반적으로는 탄성회복을 고려해서 미리 형에 굽힘각도 및 굽힘반경을 보정한다.

참고 자료

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