판금 부품 은 소량 다품종 생산에 적합하기도 하며, FA라인을 구성하는 독자 부품의 제조 등에 자주 사용되고 있습니다. 그러나, 재료가 비교적 얇은 금속이 되어 버리기 때문에, 조건에 따라서는 강성이나 강도에 과제를 안는 케이스도 적지 않습니다. 이 기사에서는, 판금 부품의 강도를 향상시키는 방법을 3회에 걸쳐, 실제 사례로 소개합니다.
이번 소재는 워크를 반송하는 컨베이어의 지지대 주위입니다. 워크를 회전시켜 흐르는 방향을 전환하는 장치에서 워크를 회전 스테이지로 보내는 컨베이어와 회전 스테이지에서 배출되어 온 워크를 다음 공정으로 운반하는 컨베이어가 있습니다. 이 컨베이어를 임의의 높이에 고정하기 위한 브라켓의 설계를 해 나갑니다. 가장 심플한 설계로서는, 아래 그림과 같이 판금을 L자형으로 구부렸을 뿐의 형상이 됩니다. 그러나 이 형상에서는 판금의 굽힘 부분의 강도가 부족하고, 컨베이어의 가로로 유동이 발생하는 등의 문제가 상정됩니다. 이러한 경우 브라켓의 강도를 향상 시키기 위해 할 수 있는 궁리에는 어떤 것이 있습니까?
목차
①리브를 용접한다
가장 먼저 생각나는 것이 리브를 추가하여 강도를 높이는 것입니다. 아래 그림과 같은 형상을 브라켓에 용접합니다. 판금의 강성을 증가시키는 방법으로는 가장 많이 보는 방법이라고 해도 과언이 아닐 것입니다.
이 설계를 할 때 고려하고 싶은 포인트는 그림 내의 빨간 동그라미로 표시한 절곡 가공 부분입니다. 추가되는 리브의 모서리 부분을 잘라내고 브라켓의 절곡 R에 대해 틈을 비웠습니다. 이러한 공간이 있음으로써 리브가 브라켓의 절곡 R의 영향을 받기 어렵거나 용접이 쉬워지는 등의 장점이 있습니다.
②절곡 모서리에 조리개를 넣는다
만약 리브가 용접할 수 없는 경우에는 브라켓의 절곡부분에 조리개 가공을 넣는 방법도 있습니다.
이것은 심플한 방식으로 강도를 높일 수 있는 방법입니다. 부품을 추가하거나 사용하는 부재의 양을 늘릴 필요 없이, 1 공정만 추가하면 되는 변경으로, 강도가 증가하는 것이 포인트가 됩니다. 그러나 전술한 리브를 추가하는 방법에 비하면 강도는 그다지 높지 않습니다. 재료등을 추가하지 않고, 아주 조금만 강도를 향상시키고 싶을 때에 사용하면 좋은 방법입니다.
③리브를 나사로 고정한다
브라켓 설치 후 절곡 부분의 강도가 부족하다고 판명된 경우에는 아래 그림과 같이 나사로 리브를 설치하는 방법도 있습니다.
기본적인 생각으로는 용접의 예와 같습니다. 그러나 이번에는 브라켓 설치 후에 리브를 추가할 예정이기 때문에 리브에 절곡을 추가하고 나사를 장착할 수 있는 면을 만들었습니다. 이러한 설계를 할 때는 빨간 동그라미로 표시한 부분에서 나사 머리끼리 간섭하지 않도록 주의해야 합니다. 따라서 이 예에서도 용접의 예보다 절단면을 크게 취하고 있습니다. 또한 브라켓을 장착한 받침대에 대해 리브를 고정하는 탭을 열 수 없을 가능성도 있으므로 나사부 설계에 주의해야 합니다.
④브라켓 안쪽에 보강재를 넣는다
이외에도 브라켓 설치 후 강도가 부족하다고 판명된 경우에는 리브가 아닌 쌍을 이루는 브라켓과 연결시키는 보강 브라켓을 넣는 방법도 있습니다.
이 설계에는 두가지 포인트가 있습니다.
첫 번째는 추가하는 부재도 L자형으로 1회 절곡이 매우 심플한 형상입니다. 두 번째는 마주보는 브라켓끼리 연결함으로써 컨베이어 가로의 유동에 대해 매우 효과적인 구조로 되어 있는 것입니다. 빨간 동그라미로 표시한 나사 관통 구멍은 긴 구멍으로 되어 있어 컨베이어 폭 치수의 편차를 흡수할 수 있도록 설계되어 있습니다. 앞의 예처럼 리브를 나사로 체결하는 케이스에서는 리브를 고정하는 나사와 받침대와의 간섭이 걱정되었지만, 이 설계에서는 그럴 염려도 없습니다.
정리
비교적 가공이 용이한 것은 ①의 예일 것입니다. ③④도 ①보다는 현장에서의 작업이 증가하지만, 어려운 가공은 되지 않습니다. 한편으로 설비등의 조건이 추궁당하는 것은 ②의 조리개를 더하는 방법이 됩니다. 강도를 비교해보면①,③,④는 치수에 따라서 순위가 앞뒤로 가지만 별로 큰차이는 없습니다. 하지만 ②의 안의 강도는 ①,③,④의 비해 강하지 않기에 강도를 약간 올리고 싶을 때 사용할 수 있는 방법이 됩니다.
