초고속 프레스 작업에서의 공구수명 및 부품품질 향상

Abstract

본 연구는 소형전자기기에 들어가는 커넥터(Connector)의 도체 역할을 하는 콘택트(Contact)제조 공정의 생산성 향상에 관한 것이다. 콘택트는 최근 전자부품의 소형정밀화에 따라 수 마이크로미터의 정밀도를 요구받고 있다. 또한, 적시 생산을 위한 고도의 생산성과 원가경쟁력이 요구된다. 이를 위해 한 번의 작업으로 여러 개의 제품을 동시 생산하는 다개취(Multi cavity)공법이 사용되는데 이 공법은 부품의 가공 정밀도와 조립 오차로 인해 제품 정밀도 확보가 어렵다. 이에 대한 해결방법으로 단일개취 초고속 프레스 기술(Single cavity ultra-high speed press)이 개발되었으나 SPM(Stroke Per Minute) 고속화에 따른 작업 시 충격량의 증가, 금형의 내구성 저하, 급격한 공구 마모 등의 문제가 과제로 남아 있다. 본 연구에서는 초고속 프레스 라인을 구성하고 압전 센서(Piezoelectric sensor)를 이용하여 SPM에 따른 블랭킹 하중(Blacking force)과 진동의 변화를 분석하여 펀치마모와 버(Burr) 발생의 상관관계를 조사하였다. 또한, 초고속 조건에서 펀치 마모에 영향을 미치는 설계 변수들을 도출하였고 이 중에서 영향도가 큰 설비 스트로크와 스트리퍼 가동량에 변화를 주어 회전 관성과 충격량을 최소화하는 연구를 수행하였다. 또한 설비와 금형에서 발생하는 진동과 채터링 현상을 분석하기 위해 FFT(Fast Fourier Transform), STFT(Short Time Fourier Transform) 분석을 사용하였다. 이를 통해 2,000SPM작업 조건에서 공구 수명을 50%이상 향상시킬 수 있었다.