제조업에서는 많은 판금 가공품이 만들어지고 있고 가공 도면이 큰 역할을 하고 있습니다. 설계자나 가공자에게 좋은 도면이란 어떤 것일까요? 도면의 기초와 자주 사용되는 기호, 자주 있는 문제와 대책 등을 알아보겠습니다. 
목차
판금 가공 시 도면의 역할이란?
가공자는 설계자가 작성한 가공 도면을 토대로 가공 방법이나 완성 치수 정밀도 등을 파악해야 합니다. 가공이 어려운 경우는 협의하며 도면을 바탕으로 설계자와 커뮤니케이션합니다. 서로 인식을 맞추기 위해서는 공통 룰로 작성된 도면이어야 합니다. 가공 도면은 설계자와 가공자의 공통 언어라고 할 수 있습니다. 설계자는 부품의 치수 정밀도, 형상이나 재료 등의 조건을 도면으로 가공자에게 지시합니다. 도면에 기재되어 있는 내용은 가공자가 달성해야 하는 사양입니다.
판금 부품의 설계부터 제조까지의 흐름
판금 가공 부품의 설계부터 제조까지 몇 가지 공정이 있습니다. 다음으로 그 절차를 해설합니다.
- 구상 설계 가공 부품의 설계 공정은 구상 설계로부터 시작됩니다. 여기에서는 필요한 기능과 그 기능을 달성하기 위해서는 어떤 형상이어야 하는지를 이미지하는 단계입니다. 러프한 그림을 수기 등으로 그려 관계자에게 설명하고 설계자의 머리 속에 있는 이미지를 공유합니다. 판금 가공 부품의 기능에는 커버 등과 같이 무언가를 덮을 목적의 것, 프레임과 같이 지지하기 위한 것, 냉각 공기의 통로를 만드는 것 등이 있습니다. 필요한 기능을 생각하고 구상해 갑니다.
- 설계 다음으로 CAD로 모델을 작성합니다. 현재는 대부분의 개발 현장에서 설계에３D CAD가 이용되고 있을 것입니다. 재질, 판 두께를 결정하고 형상을 만듭니다. 3D 모델을 만든 후 CAD 기능을 사용하여 도면으로 합니다.
- 발주, 가공 협의 작성된 도면을 토대로 설계자와 가공자는 가공이 가능한지 협의합니다. 도면을 본 단계에서 특별히 문제가 없다면 협의하지 않습니다. 이 시점에서 설계자에게 공차 변경이나 형상 변경이 의뢰될 수도 있습니다. 또한 비용과 납기 조정도 함께 논의할 수도 있을 것입니다. 예를 들어 가공업자에 재고가 있는 재질로 변경하면 납기가 빨라진다는 조정이 이에 해당합니다.
- 가공 협의가 끝나고 모든 조건이 합의되고 정리되면 가공 작업이 됩니다. 판금 가공에는 레이저 가공기, 프레스 브레이크, 용접 설비 등이 사용됩니다.
- 검사와 납품 검사에서 부품이 가공 도면대로 마감되었는지 측정합니다. 복잡한 형상의 부품은 3차원 측정기를 사용하여 측정합니다. 검사 결과 공차 내라면 합격품으로 납품합니다.
판금 부품의 가공 도면 작성 시 주의해야 할 포인트
가공 도면에는 상술한 공차나 형상 등 다양한 정보가 기재되지만 그것만으로는 좋은 도면이라고 할 수 없습니다. 아래 포인트에도 주의해야 합니다.
- 룰을 지킨다 도면의 크기나 투영 방법, 축척이나 부분 도면의 표기 방법 등 가공 도면의 룰이 정해져 있으므로 확인합시다.
- 표제란을 작성한다 표제란은 부품 번호나 부품 명칭, 재질과 공차 등급, 재료의 판 두께 등이 기재되어 있는 표입니다. 표제란의 내용은 회사에 따라 다소 다릅니다.
- 치수 기준을 지시한다 부품의 기준을 정확히 지시합시다. 복잡한 형상이라도 많은 치수는 기준으로부터 지시됩니다. 기준은 데이텀으로 지시됩니다.
- 치수는 정면도에 최대한 집약한다 도면은 정면도, 우측면도, 평면도 등 여러 방향으로 투영됩니다. 치수는 최대한 정면도에 집약하면 보기 쉽고 이해하기 쉬운 도면이 됩니다.
- 돌출부에 대한 처리 판금 가공품에서는 타공이나 외형 컷 시에 돌출부가 발생할 가능성이 높아집니다. 돌출부를 그대로 둘 것인지 또는 돌출부를 처리할 것인지 허용 가능한 돌출부의 높이 등을 지시합시다.
- 가공 가능한 공차 설정으로 한다 가공 가능한 공차는 가공 방법이나 재료, 크기 등에 따라 다릅니다. 판금 가공은 홀과 홀의 거리가 ±0.05 정도, 홀에서 벤딩 근본까지는 ±0.15 정도가 한계입니다. 무리한 공차 설정을 하지 않도록 주의합시다.
- 벤딩 근본이 부푸는 것을 고려한 형상으로 한다 CAD 모델로는 알아채기 어렵지만 L자 벤딩의 판금 측면은 평면이 아닙니다. 벤딩의 근본이 약간 부풀어 있습니다. 예를 들어 두께 2㎜의 L자 벤딩 측면은 2㎜ 폭의 L형 평면이 아니므로 전면을 무언가와 접촉하는 듯한 설계를 해버리면 들뜸이 발생하게 됩니다. 주의합시다. 최근에는 벤딩 팽창을 미리 고려하여 전개도를 수정하는 기능을 탑재한 CAD도 있습니다.
- 벤딩 내 R의 지시 벤딩 안쪽에 R을 붙일 지 여부를 지시할 수 있습니다. R이 없으면 응력이 집중되어 파손되기 쉬워지므로 하중이 가해지는 경우는 R을 붙입시다.
- 벤딩 높이를 너무 낮게하지 않는다 벤딩 높이가 너무 낮으면 프레스 브레이크로 가공할 수 없습니다. 판 두께의 4배 정도 높이를 확보합시다. 예를 들어 판 두께가 2㎜라면 최저 8㎜의 벤딩 높이를 확보하도록 지시합시다.
판금 가공 도면에서 자주 사용되는 기호
가공 도면에서는 다양한 기호가 사용됩니다. 여기에서는 주요 기호를 소개합니다.
- 모따기 판금 가공품의 모서리가 뾰족하면 잡을 때 대단히 위험하므로 모서리를 컷하는 모따기를 합니다. 모따기 지시에는 「C」라는 기호를 사용하고 「C3」와 같이 지시합니다.
- R 모따기와 같이 다치지 않도록 R을 붙입니다. 벤딩 내 R의 지시에도 사용합니다. R의 지시는 「R」의 기호를 사용하고 「R5」와 같이 기재합니다.
- 엣지의 지시 기호 엣지의 지시 기호는 JISB0051에 기재되어 있습니다. 돌출부를 제거하려는 경우는 마이너스 수치로 지시합니다. 그림의 지시에서는 홀은 돌출부를 허용하지 않고 -0.05~- 1㎜의 처짐을 허용합니다.
- 직경 직경 기호는 가공 도면에서 자주 사용됩니다. 위치 결정 홀, 나사 예비 홀, 경량화를 위한 홀 등 지시하는 홀은 다양합니다.
- 데이텀 가공 도면의 기준은 데이텀으로도 지시할 수 있습니다. 데이텀은 면이나 홀의 축 선 등으로 지시합니다.
- 기하 공차 위치도 위치도는 기하 공차의 일종이지만 판금 가공에서는 그다지 많이 사용되지 않습니다. 데이텀에서의 위치를 지시합니다. 사각으로 둘러싸여 있는 치수는 「이론적으로 정확한 치수」라고 하고 위치도와 함께 자주 사용됩니다.
- 기하 공차 직각도 직각도는 벤딩면에 자주 지시됩니다. 판금 도면에서는 직각도보다는 각도의 치수 공차로 지시하는 것이 일반적입니다. 기하 공차의 일종으로 기준에 대해 어느 정도 정확하게 직각인지를 나타냅니다. 위치도와 위아래로 나열되어 있지만 데이텀 A를 지시하고 있는 오른쪽 도면에 직각도를 지시해도 좋을 것입니다.
판금 가공 현장에서 자주 있는 문제와 그 대책
판금 가공에서는 다른 기계 가공에는 없는 문제가 일어나는 경우가 있습니다. 여기에서는 판금 가공에서 일어날 수 있는 문제를 소개합니다.
- 스프링 백에 의한 벤딩 직각도 이탈 스프링 백이란 펀치로 밀어넣고 있을 때는 원하는 각도로 되어 있던 것이 펀치를 떼면 약간만 판이 열려 원래대로 돌아가려는 현상입니다. 이 현상의 대책으로는 2단 벤딩, 스트라이킹, V 노치, 리브 처리(쐐기) 등이 있습니다. 2단 벤딩은 1번째에 어느 정도 원하는 각도까지 구부린 뒤 다시 한번 마감 벤딩을 하는 방법입니다. 스트라이킹은 벤딩 근본을 오목하게 처리하는 방법으로 Ｖ 노치에서는 벤딩 근본에 Ｖ자 오목을 처리합니다.
리브 처리(쐐기)는 벤딩 근본에 삼각형 리브를 처리하는 가공법입니다. 그림의 벤딩부 중앙에 리브가 처리된 것이 보입니다.
- 벤딩 근본 부근의 홀 변형 홀을 가공한 후 벤딩을 하는 경우 벤딩 근본에 홀이 가까우면 구부릴 때 홀이 변형될 수 있습니다. 변형시키지 않으려면 홀과 벤딩의 거리를 최소한 판 두께의 4배 정도 잡는 것이 좋을 것입니다. 충분한 거리를 둘 수 없는 경우는 구부린 뒤 홀을 가공합니다. 단, 가공 공정이 늘어나므로 비용 상승의 요인이 됩니다.
- 벤딩을 전개하면 간섭하고 있어 가공할 수 없다 벤딩 전개 시 간섭은 3D CAD에서 자주 있는 문제입니다. CAD에서는 정확한 형태를 하고 있어도 벤딩을 전개하면 간섭하고 있는 경우가 있습니다. 모델을 작성했다면 한번은 벤딩을 전개하여 간섭이 없는지 확인합시다.
- 탭의 유효 깊이를 확보할 수 없다 박판에 나사의 예비 홀을 가공할 때 탭의 유효 깊이를 확보할 수 있는지 주의해야 합니다. 살 두께가 얇아서 탭을 잘라도 1산밖에 맞물리지 않아 금방 풀려 버립니다. 박판일 때는 버링 가공을 해서 탭의 유효 깊이를 확보합시다.
정리
판금 부품 설계 시 가공 도면을 작성할 때의 포인트와 자주 있는 문제, 대책에 대해 알아봤습니다. 설계자가 일방적으로 가공자에게 도면으로 지시해도 가공할 수 없는 경우가 있습니다. 한편 가공자의 말대로 공차를 확대하면 기능에 영향을 줄 수 있습니다. 도면이라는 공통 언어로 커뮤니케이션하여 질 좋은 제품 제조를 할 수 있도록 합시다. 한국미스미 meviy에서는 판금 부품을 즉시 견적 및 가공할 수 있습니다. 지금 바로 3D CAD 데이터를 meviy에 업로드하여 서비스를 이용해보세요.
