최근 몇 년 동안 금속 브레이크 벤딩 머신은 다양한 산업 분야에서 널리 사용되고 있으며 벤딩 머신의 가공 범위가 확대되고 있습니다. 그러나 굽힘력 계산에 대한 체계적인 논의는 없었다. 현재 다양한 프레스 브레이크 벤딩 머신 제조업체의 매뉴얼에서 권장하는 굽힘력 계산 공식은 대략 두 가지 유형이 있습니다.
P - 굽힘력, KN;
S - 시트 두께, mm;
l - 시트의 굽힘 길이, m;
V - 하부 다이 개구부의 너비, mm;
σb - 재료 인장 강도, MPa.
제조사에서 권장하는 굽힘력 매개변수 테이블도 위의 공식에 따라 계산됩니다.
굽힘력 계산식의 도출과정 및 적용범위
그림 1은 시트 굽힘 작업의 개략도입니다. 다음은 굽힘력 계산식의 유도 과정과 두 가지 추가 매개변수 조건에 대해 설명합니다. 첫째, 제품 설명서에 이러한 권장 사항이 있습니다. 자유 굽힘에서 선택된 하부 다이 개방 폭 V는 판 두께 S의 8~10배입니다. 여기에서 종횡비를 취합니다.
그림 1 굽힘의 개략도
P - 굽힘력
S - 시트 두께
V - 하부 다이 개방 폭
r - 시트가 구부러질 때 내부 반경
K - 굽힘 변형 영역의 수평 투영 너비
=9
둘째, 제조업체는 굽힘력 매개변수 테이블에 굽힘 공작물의 다이 너비 V와 내경 r의 해당 값을 나열합니다. 일반적으로 r=(0.16~0.17)V. 여기서 직경 대 너비 비율 
=0.16.
판금의 굽힘 과정에서 변형 영역의 재료는 높은 소성 변형 상태에 있으며 중심선을 중심으로 비스듬히 구부러집니다. 굽힘 영역의 외부 표면에는 경우에 따라 미세 균열이 나타날 수 있습니다. 변형 영역의 단면에서 중심층 부근을 제외하고 다른 지점의 응력은 재료의 인장 강도에 가깝습니다. 중성층의 상부는 압축되고 하부는 인장된다. 그림 2는 변형 영역의 단면 및 해당 응력 다이어그램을 보여줍니다.
그림 2 응력 다이어그램
S - 시트 두께
l - 시트 굽힘 길이
변형 영역 단면의 굽힘 모멘트는 다음과 같습니다.
변형 영역에서 기계의 굽힘력에 의해 생성된 굽힘 모멘트는 다음과 같습니다(그림 1 참조).
에서
벤딩 머신에서 자유 벤딩을 위해 범용 금형을 사용할 때 대부분의 판금이 90° 구부러집니다. 그림 3과 같이 K는 다음과 같습니다.
K를 방정식 (1)에 대입하면 다음을 얻습니다.
일반 재료의 인장 강도 σb=450N/mm2, 식 (2)를 다음으로 대체:
유도 과정에서 식 (2) 또는 식 (3)을 사용하여 굽힘력을 계산할 때 두 개의 추가
위에서 언급한 매개변수 조건이 충족되어야 합니다. 즉, 종횡비
=9, 직경 대 너비 비율
=0.16, 그렇지 않으면 큰 오류가 발생합니다.
그림 3 자유 굽힘
S - 시트 두께
r - 시트가 구부러질 때 내부 반경
K - 굽힘 변형 영역의 수평 투영 너비
굽힘력 계산을 위한 새로운 방법 및 단계
설계 또는 프로세스 요구 사항으로 인해 위의 두 가지 추가 요구 사항을 동시에 충족하기 어려운 경우가 있습니다. 이때 권장 계산식은 굽힘력을 계산하는 데 사용해서는 안 되며 다음 단계에 따라 수행해야 합니다.
(1) 판 두께 S, 굽힘 반경 r 및 하부 금형 개구부 V에 따라 폭 대 두께 비율 및 지름 대 폭 비율을 각각 계산합니다.
(2) 시트의 변형에 따른 변형 영역의 돌출 폭을 계산합니다.
(3) 식 (1)을 적용하여 굽힘력을 계산합니다.
계산 과정에서 굽힘 반경의 차이와 해당 변형 영역의 변화를 고려했습니다. 이를 통해 계산된 굽힘력은 일반적으로 권장되는 공식으로 계산된 결과보다 더 정확하고 신뢰할 수 있습니다. 이제 그림 4와 같이 설명할 예를 제공합니다.
그림 4 새로운 계산 방법
알려진: 시트 두께 S=6mm, 시트 길이 l=4m, 굽힘 반경 r=16mm, 하부 다이 개방 폭 V=50mm, 재료 인장 강도 σb=450N/mm2. 자유 굽힘에 필요한 굽힘력을 구하십시오.
먼저 가로 세로 비율과 지름 대 너비 비율을 찾습니다.
둘째, 변형 영역의 투영 너비를 계산합니다.
마지막으로 식 (1)을 사용하여 굽힘력을 찾습니다.
일반적인 권장 공식을 사용하여 굽힘력을 계산하는 경우:
에서 
= 1.5, 둘의 차이는 1.5배임을 알 수 있다. 이러한 오차가 발생하는 이유는 이 예에서 굽힘 반경이 상대적으로 크고 해당 변형 면적이 커지기 때문에 굽힘 시 더 큰 굽힘력이 필요하기 때문이다. 이 예에서 직경 대 너비 비율은 0.32로 위에서 소개한 매개변수의 추가 조건을 초과했습니다. 굽힘력을 계산하기 위해 일반적으로 권장되는 공식을 사용하는 것은 분명히 부적절합니다. 이 예에서 새로운 계산 방법의 장점을 볼 수 있습니다.
결론
여기에서 소개한 굽힘력을 계산하는 단계와 공식은 판금의 각도 굽힘뿐만 아니라 아크 굽힘(엄밀히 말해서 매우 큰 굽힘 반경을 가진 각도 굽힘이라고 해야 함)에도 적용할 수 있습니다. 시트가 호 모양으로 구부러질 때 금형의 모양이 특수하다는 점에 유의해야합니다. 변형 영역의 투영을 계산할 때 기술 과정에서 설정된 기술 매개 변수에 따라 계산해야하며 이는 간단한 공식으로 표현할 수 없습니다.
호형 금형을 설계할 때 이 글에서 소개한 굽힘력 계산 방법을 사용하면 만족스러운 결과를 얻을 수 있다.
