■ 목 차 1 . 금형 의 분류 1 . 1 금형 의 개요 1 . 2 금형 의 종류 2 . 프레스 가공 방법 의 종류 , 특징 2 . 1 전단 가공 그룹 2 . 2 굽 힘 가공 그룹 2 . 3 드로잉 가공 그룹 2 . 4 성 형 가공 그룹 2 . 5 압축 가공 그룹 3 . 전단 금형 3 . 1 전단 금형 의 종류 3 . 2 전단 가공 특성 3 . 3 전단 금형 의 기본 구조 3 . 4 전단 금형 부품 의 기능 및 설계 3 . 5 전단 금형 설계 1 . 금형 의 분류 1 . 1 금형 의 개요 금형 은 재료 의 소성 ( Plasticity ) , 전연 성 ( Malleability , Ductility ) , 유동 성 ( Fluidity ) 등 의 성질 을 이용 하 여 재료 를 가공 성 형 , 제품 을 생산 하 는 도구 로서 금속 재료 를 사용 하 여 만들 어 진 형 ( 型 ) 을 말 하 며 『 동일 형상 , 동일 규격 의 제품 을 대량 생산 하 기 위해 모체 가 되 는 틀 』 이라고 함 . 우리 나라 에서 는 다이 ( Die ) 와 몰드 ( Mould ) 를 통칭 하 는 의미 로서 ‘ 금형 ’ 또는 ‘ 형 ’, 그리고 중국 , 대만 , 홍콩 , 싱가포르 등 중화 경제 권 에 속하 는 국가 에서 는 ‘ 모구 ’ 라 말 한다 . 또 영국 을 비롯 하 여 독일 , 프랑스 , 미국 등 서방 선진국 에서 는 Special Tooling 이 라는 용어 를 사용 하 고 있 다 . 1 . 2 금형 의 종류 ( 1 ) 프레스 금형 ( Press Die ) 직선 왕복 운동 을 하 는 프레스 기계 에 금형 이 라는 특수 공구 를 설치 하 여 주로 금속 제품 을 성형 가공 하 는 금형 을 말 함 ( 2 ) 사출 금형 ( Injection Mould ) 사출 금형 은 고분자 ( 플라스틱 합성 수지 ) 재료 를 가열 용융 또는 반 용융 상태 에서 강한 압력 을 가하 여 코어 ( Core ) 와 캐비 티 ( Cavity ) 사이 의 빈 공간 에 주입 냉각 시켜 성형품 을 만드 는 금형 을 말 한다 . ㆍ생산 제품 : 일상 생활 용품 , 사무 용 기기 , 자동차 부품 , 장식품 , 항공기 부품 , 전기 전자 부품 , 컴퓨터 , 핸드폰 , 완구 , CD , 렌즈 , 건축 자재 등 . ( 3 ) 다이 캐스팅 금형 ( Die casting Mould ) 저 용융 금속 인 Al , Zn , Mg 합금 등 을 정밀 한 형상 의 금형 에 고압 으로 주입 하 여 제품 을 생산 하 는 방법 으로 원리 는 사출 금형 과 유사 하 다 . ㆍ성형 재료 : Al , Zn , Cu , Mg 등 ㆍ생산 제품 : 자동차 부품 , 전기 전자 , 통신 기기 부품 , 정밀 기계 , 가정용품 , 항공기 부품 , 완구 , 스포츠 용품 등 ( 4 ) 단조 금형 ( Forging Die ) 공작물 을 냉간 또는 가열 한 상태 에서 해머 , 프레스 등 으로 충격 이나 압력 을 가하 여 원 하 는 형상 으로 가공 하 는 금형 이 다 . ( 5 ) 고무 금형 ( Rubber Mould ) 고무 및 합성 고무 소재 를 금형 에 넣 어 열 과 압력 을 가하 여 고무 제품 을 성형 하 는 금형 으로 플라스틱 의 압축 성 형법 과 유사 하 다 . ㆍ생산 제품 : 자동차 부품 ( 타이어 , 몰딩 재 ) , 신발 , 구두 , 골프공 등 . ( 6 ) 유리 금형 ( Glass Mould ) 유리 의 원료 를 금형 에 넣 고 , 고온 고압 으로 압력 을 가하 여 제품 을 제조 하 거나 , 공기 의 압력 으로 유리 를 부풀 게 하 여 성형 하 는 가공법 이 다 . ㆍ금형용 소재 : 주철 , 내열강 ㆍ성형 재료 : 유리 ㆍ생산 제품 : 각종 유리병 , 컵 , 유리 용기 , 브라운관 전면 유리 , 전기 라이트 렌즈 , 전구 , 이 화학 용 기구 등 . ( 7 ) 분말 야금 금형 ( Powder Metallurgy Mould ) 금속 및 비금속 ( W , Mo , Al 2 O 3 ) 분말 을 금형 에 넣 어 고온 고압 으로 원 하 는 형상 의 제품 을 성형 하 는 방법 으로 일명 소결 금형 이 라 한다 . ㆍ금형용 소재 : 합금 공구강 , 초경합금 ㆍ성형 재료 : 금속 및 비 금속분 말 ( Ag - W , Cu - W , C - Cu , Al 2 O 3 ) 등 . ㆍ생산 제품 : 각종 절삭 공구 , 기어 , 오 일 리스 베어링 , 자석 , 세라믹 , 초경 금형 공구 , 방전 가공 전극 등 . ( 8 ) 요업 금형 ( Ceramic Mould ) 일반 적 으로 벽돌 , 타일 등 의 제품 을 만드 는 세라믹 성형 용 과 일명 사기그릇 이 라고 하 는 접시 , 찻잔 , 인형 등 을 제조 하 는 도자기 형 등 을 요업 금형 이 라고 한다 . ㆍ금형용 소재 : 합금 공구강 , 초경합금 , 고속도강 등 . ㆍ성형 재료 : 점토 , 석고 , 요업 분말 , Al 2 O 3 분 말 등 . ㆍ생산 제품 : 각종 식기 , 도자기 , 전기 절연재 ( 애자 ) , 건축재 ( 타일 , 세면기 등 ) ( 9 ) 주조 금형 ( Casting Mould ) 주물사 , 석고 , 플라스틱 , 알루미늄 등 으로 주형 을 제작 하 여 용융 재료 를 주입 하 여 제품 을 생산 하 는 방법 이 다 . ㆍ주형용 소재 : 주물사 , 주철 , 강 , 청동 , Al 등 . ㆍ성형 재료 : 주철 , 구리 합금 , 알루미늄 등 . ㆍ생산 제품 : 자동차 부품 ( 엔진 블록 , 캠축 ) , 공작 기계 프레임 , 구조 가 복잡 한 부품 , 기계 , 전기 , 전자 부품 등 . 2 . 프레스 가공 방법 의 종류 , 특징 2 . 1 전단 가공 그룹 전단기 ( Shearing machine ) 나 금형 ( Die ) 을 사용 하 여 재료 에 파단 강도 이상 의 압력 을 가하 여 잘라 내 는 가공 을 말 하 며 그 종류 는 다음 과 같 다 . ( 1 ) 전단 ( Shearing ) 전단기 ( Shearing machine ) 로 소재 의 일부 를 전단 하 는 작업 . 이 중 에서 스크랩 이 거의 없 게 규칙 적 인 배열 로 전단 하 는 공정 을 특히 컷오프 ( Cut - off ) 작업 이 라 함 그림 2 - 1 전단 ( 2 ) 블 랭킹 ( Blanking ) 소재 로부터 정해진 형상 을 절단 해 내 어 그것 을 제품 으로 사용 하 는 작업 그림 2 - 2 블 랭킹 ( 3 ) 피어싱 ( Piercing ) 제품 으로 사용 하 고자 하 는 소재 로부터 구멍 을 뚫 어 내 는 작업 . 이 작업 을 펀칭 ( Punching ) 이 라고 도 한다 그림 2 - 3 피어싱 ( 4 ) 트리밍 ( Trimming ) 성형 된 제품 의 불 규칙 한 가장자리 부위 를 절단 하 는 작업 그림 2 - 4 트리밍 ( 5 ) 노 칭 ( Notching ) 소재 의 가장자리 로부터 원 하 는 형상 을 절단 하 는 것 으로 전단 선 윤곽 이 폐곡선 을 이루 지 않 음 그림 2 - 5 노 칭 ( 6 ) 슬로팅 ( Slotting ) 판재 의 중앙부 에서 가늘 고 긴 홈 을 절단 하 는 작업 으로 피어싱 과 유사 함 그림 2 - 6 슬로팅 ( 7 ) 슬리 팅 ( Slitting ) 판재 의 일부 에 가 는 절 입선 을 가공 하 는 작업 또는 넓 은 판재 를 일정 한 간격 의 좁 은 코일 또는 스트립 으로 가공 하 는 작업 그림 2 - 7 슬리 팅 ( 8 ) 세 퍼 레이팅 ( Separating ) 성형 된 제품 을 2 개 이상 으로 분리 하 는 작업 그림 2 - 8 세 퍼 레이팅 ( 9 ) 퍼 포 레이팅 ( Perforating ) 판재 상 에 많 은 구멍 을 규칙 적 인 배열 로 피어싱 하 는 작업 그림 2 - 9 퍼 포 레이팅 ( 10 ) 셰 이빙 ( Shaving ) 앞 공정 에서 전단 된 블랭크 재의 전 단면 을 평평 하 게 가공 하 기 위해 다시 한 번 전단 하 는 작업 그림 2 - 10 셰 이빙 2 . 2 굽 힘 가공 그룹 가공 판재 의 중립면 ( Neatural plane ) 을 기준 으로 인장 과 압축 이 동시 에 작용 하 는 가공법 으로 재료 에 힘 을 가하 여 굽힘 응력 을 발생 시켜 여러 가지 모양 의 제품 을 만드 는 가공법 으로 종류 는 다음 과 같 다 . ( 1 ) 컬링 ( Curling ) 판 또는 용기 의 가장자리 부 에 원형 단면 의 테두리 를 만드 는 가공 그림 2 - 11 컬링 ( 2 ) 시 밍 ( Seaming ) 2 장 의 판재 의 단부 를 굽히 면서 겹쳐 눌러 접합 하 는 가공 그림 2 - 12 시 밍 ( 3 ) 벤딩 ( Bending ) 굽힘 작업 의 총칭 으로 V 형 , U 형 , L 형 굽힘 , 채널 굽힘 , 컬링 , 시 밍 등 도 이 에 속함 그림 2 - 13 벤딩 ( 4 ) 버링 ( Burring ) 평판 에 구멍 을 뚫 고 그 구멍 보다 큰 직경 을 가진 펀치 를 밀 어 넣 어서 구멍 에 플랜지 를 만드 는 가공 . 그림 2 - 14 버링 ( 5 ) 플랜 징 ( Flanging ) 소재 의 단부 를 직각 으로 굽히 는 작업 으로 굽힘 선 의 형상 에 따라 세 가지 로 분류 된다 . ㆍ스트레이트 플랜 징 ( Straight flanging ) ㆍ스트레치 플랜 징 ( Stretch flanging ) ㆍ슈링크 플랜 징 ( Shringk flanging ) 그림 2 - 15 스트레이트 플랜 징 그림 2 - 16 스트레치 플랜 징 그림 2 - 17 슈 링크 플랜 징 2 . 3 드로잉 가공 그룹 금속판 또는 소성 이 큰 재료 를 다 이 속 으로 끌 고 들어가 면서 이음매 가 없 는 컵 , 그릇 모양 의 용기 를 주름 ( wrinkling ) 이나 , 균열 ( crack ) 이 발생 치 않 게 성형 하 는 가공법 으로서 그 종류 는 다음 과 같 다 . ( 1 ) 드로잉 ( Drawing ) 평판 소재 를 펀치 가 다 이 속 으로 유입 시키 면서 펀치 모양 의 용기 를 성형 하 는 가공 으로 깊이 가 깊 을 때 특히 디프 드로잉 이 라 함 . 그림 2 - 18 드로잉 ( 2 ) 재 드로잉 ( Redrawing ) 1 차 드로잉 된 용기 의 직경 을 감소 시키 면서 다시 한 번 드로잉 하 면서 제품 깊이 를 증가 시키 는 가공 . 그림 2 - 19 재 드로잉 ( 3 ) 리스트 라이킹 ( Restriking ) 전 공정 에서 만들 어 진 제품 의 형상 이나 치수 를 정확 하 게 하 기 위해 변형 된 부분 을 밀 어 교정 하 는 마무리 작업 . 그림 2 - 20 리스트 라이킹 ( 4 ) 아이어 닝 ( Ironing ) 제품 의 측벽 두께 를 얇 게 하 면서 제품 의 높이 를 높 게 하 는 훑 기 가공 을 말 함 . 그림 2 - 21 아이어 닝 2 . 4 성 형 가공 그룹 재료 의 판 두께 를 고의로 축소 시키 지 않 으며 , 금형 의 상하 형 사이 에 넣 고 압력 을 가해 원 하 는 형상 으로 만드 는 가공법 으로 재료 변형 이 작 은 그룹 에 한정 된다 . ( 1 ) 엠보싱 ( Embossing ) 재료 의 판두 께 변화 는 일으키 지 않 으면서 국부 적 으로 돌기 형상 의 소성 변형 을 시켜 제품 의 강성 을 증가 시키 는 작업 . 그림 2 - 22 엠보싱 ( 2 ) 비 딩 ( Beading ) 엠보싱 과 마찬가지 로 제품 의 강성 을 증가 시키 기 위한 것 으로 대체로 형상 세장비 가 큰 작업 . 그림 2 - 23 비 딩 ( 3 ) 익스 팬 딩 ( Expanding ) 원통 의 단부 내경 을 확대 시키 는 가공 . 그림 2 - 24 익스 팬 딩 ( 4 ) 벌 징 ( Bulging ) 원통형 부품 의 내부 에 고무 또는 유체 를 이용 하 여 직경 을 팽창 시키 는 가공 . 그림 2 - 25 벌 징 ( 5 ) 네 킹 ( Necking ) 원통형 부품 의 직경 을 감소 시키 는 가공 . 그림 2 - 26 네 킹 ( 6 ) 플 래 팅 ( Flatting ) 소재 의 표면 을 평평 하 게 하 는 작업 으로 스트레이트 닝 ( Straightening ) 이 라고 도 함 . 그림 2 - 27 플 래 팅 2 . 5 압축 가공 그룹 재료 에 강한 압축력 을 가하 여 소재 변형 을 일으키 면서 금형 내부 의 형상 대로 제품 이 성형 되 도록 하 는 공정 으로 , 여기 에 는 압인 가공 ( Coining ) , 마킹 ( Marking ) , 사이징 ( Sizing ) , 압입 가공 ( Indenting Indentation ) , 업 세팅 ( Upsetting ) , 스웨이징 ( Swaging ) , 헤딩 ( Heading ) , 단조 ( Forging ) , 압출 ( Extrusion ) , 충격 압출 ( Impact extrusion ) 등 이 있 다 . ( 1 ) 압인 ( Coining ) 재료 를 밀폐 된 금형 속 에서 강 하 게 눌러 금형 과 같 은 모양 을 재료 의 표면 에 만드 는 정밀 단조 가공 . 그림 2 - 28 압인 ( 2 ) 마킹 ( Marking ) 재료 의 일부분 에 만 마크 또는 문자 를 각인 하 는 가공 . 그림 2 - 29 마킹 ( 3 ) 업 세팅 ( Upsetting ) 재료 를 상하 방향 으로 압축 하 여 높이 를 줄이 고 단면 을 넓히 는 가공 . 그림 2 - 30 업 세팅 ( 4 ) 스웨이징 ( Swaging ) 재료 를 반경 방향 으로 압축 하 여 직경 이나 두께 를 줄여서 길 이나 폭 을 넓히 는 가공 . 그림 2 - 31 스웨이징 ( 5 ) 헤딩 ( Heading ) 원기둥 재료 의 일부 를 상하 로 압축 하 여 볼트 , 리벳 등 과 같이 부품 의 머리 를 만드 는 일종 의 업 세팅 가공 . 그림 2 - 32 헤딩 ( 6 ) 압출 ( Extrusion ) 다 이 속 에 재료 를 넣 고 펀치 로 재료 를 압축 하 면 다이 의 구멍 ( 전방 압출 ) 또는 펀치 와 다이 의 틈새 ( 후방 압출 ) 로 재료 가 유동 하 여 원 하 는 형상 을 만드 는 가공 . 그림 2 - 33 압출 ( 7 ) 충격 압출 ( Impact Extrusion ) 치약 튜브 와 같 은 얇 은 벽 의 깊 은 용기 를 만들 때 적용 되 는 일종 의 후방 압출 가공 을 말 한다 . 다이 에 경금속 을 넣 고 펀치 가 고속 으로 하강 하 면 재료 는 그 충격 으로 연신 되 면서 성형 됨 . 그림 2 - 34 충격 압출