판금 평탄도 및 평탄도 공차 표준: 완벽한 가이드

"판금 플랫"은 실제로 무엇을 의미합니까?

엔지니어들이 금속판이 "평평하다"고 말할 때, 그들은 막연한 시각적 인상을 말하는 것이 아닙니다. 제조에서 평탄도는 정확한 기하학적 특성입니다. 이는 시트 표면이 완벽한 평면에 얼마나 밀접하게 일치하는지를 나타냅니다. 휘어짐, 뒤틀림, 가장자리 파동 또는 중앙 버클 등 이상적인 평면에서 벗어나는 것은 측정 가능한 평탄도 오류입니다.

이러한 편차는 예측 가능한 이유로 발생합니다. 압연, 냉각, 슬리팅 또는 열처리 중에 내부 응력이 금속에 도입됩니다. 이러한 응력이 고르지 않으면 시트가 왜곡됩니다. 그 결과 평평한 테이블 위에 고르지 않게 놓인 표면이 만들어졌으며 높은 점이 참조 평면에서 멀어졌습니다.

평탄도 공차는 실제 표면과 완벽한 참조 평면 사이의 최대 허용 거리를 정의합니다. 평탄도 공차가 다음인 시트 ¼인치(6.35mm) 측정된 길이에 걸쳐 그 양만큼 벗어나면 안 됩니다. 해당 임계값을 초과하는 모든 것은 사양을 벗어나며 다운스트림 제조에 문제를 일으킬 수 있습니다.

평탄도 공차를 이해하는 것은 추상적인 작업이 아닙니다. 이는 부품이 깨끗하게 레이저 절단되는지, 왜곡 없이 용접되는지, 올바르게 조립되는지에 직접적인 영향을 미칩니다. 이것이 허용 가능한 한계를 정의하기 위한 업계 표준이 존재하는 이유입니다.

평탄도 공차 측정 방법

업계에서는 두 가지 기본 측정 방법이 사용되며 각각은 서로 다른 제품 형태에 적합합니다.

플랫 테이블 방식 시트제품에 사용됩니다. 시트는 활 모양이 위쪽을 향하도록 인증된 평평한 표면에 놓여 있습니다. 그런 다음 직선자 또는 측정 도구를 사용하여 테이블 위 시트의 가장 높은 지점을 찾습니다. 평탄도 편차는 측정된 간격에서 재료 두께를 뺀 값과 같습니다. 이 방법은 간단하며 코일 레벨 시트에 대한 ASTM A480에 참조되어 있습니다.

36인치 룰 방식 플레이트 제품에 대한 표준 접근 방식입니다. 36인치(914mm) 직선자를 플레이트의 오목한 면에 배치하고 양쪽 끝이 표면에 닿도록 합니다. 가장 넓은 지점에서 룰과 플레이트 사이에 벌어진 간격이 평탄도 편차입니다. ASTM A480은 A240에 따라 생산된 판에 대해 이 절차를 지정합니다.

대부분의 게시된 평탄도 공차 표는 두 가지 품질 수준을 구분합니다.

• 상업적인 품질 - 달리 명시하지 않는 한 제공된 표준 수준; 일반 제작을 위한 최소 기능 요구 사항을 충족합니다.
• 우수한(정밀) 품질 - 롤러 레벨링 또는 장력 레벨링을 통해 더 엄격한 허용 오차가 달성됩니다. 레이저 절단, CNC 가공 및 공차가 엄격한 어셈블리에 필요합니다.

측정 규칙은 부품 크기에 따라 다릅니다. 두 치수 모두 36인치 미만인 시트의 경우 평탄도 편차는 어느 방향에서든 ¼인치를 초과해서는 안 됩니다. 길이가 36인치에서 72인치 사이인 부품의 경우 허용되는 편차는 일반적으로 동일한 너비의 전체 ​​10피트 시트에 대해 지정된 공차의 75%입니다.

평탄도 공차에 대한 주요 산업 표준

여러 국제 표준이 판금 평탄도를 관리하며, 어떤 표준이 재료 및 응용 분야에 적용되는지 아는 것이 올바르게 지정하고 조달하는 데 필수적입니다.

ASTM A480 평판 압연 스테인리스강 및 내열 합금 판, 시트 및 스트립에 대해 북미에서 가장 널리 참조되는 표준입니다. 폭, 두께, 성질에 따라 평탄도의 한계를 정의하고, 판재(코일레벨)와 후판(열연) 제품을 구분합니다. 듀플렉스 2205 또는 슈퍼 듀플렉스 2507과 같이 최소 수율이 35KSI를 초과하는 고강도 등급의 경우 표준 공차 값에 1.5를 곱하여 이러한 합금의 더 큰 스프링백을 반영합니다.

AMS 2242 항공우주 판금 응용 분야의 평탄도 및 관련 치수 공차를 다룹니다. AMS 2242에 따른 공차는 일반적으로 상용 사양보다 엄격하며 항공기 구조에 사용되는 알루미늄, 티타늄 및 고성능 합금 시트에 적용됩니다.

ISO 9013 및 관련 ISO 표준은 유럽의 열 절단 부품에 대한 평탄도 및 표면 품질을 관리합니다. EN 10029 평탄도를 포함한 열간압연 강판 공차를 다룹니다. 이는 유럽 표준에 따라 운영되는 제조업체에 대한 주요 참고 자료입니다.

이러한 모든 표준이 공유하는 한 가지 중요한 차이점은 다음과 같습니다. 공장에서 생산된 제품 풀 사이즈 형태로. 평판이나 시트가 더 작은 조각으로 절단되거나, 용접 열에 노출되거나, 가공되면 원래 밀 공차는 더 이상 법적으로 적용되지 않습니다. 하지만 평판이 좋은 공급업체와 제작업체는 가능한 한 이를 유지하려고 노력합니다.

제조 과정도 중요하다. 냉간 압연 시트 일반적으로 열간압연판보다 더 낮은 온도에서 더 잘 제어된 변형을 겪기 때문에 더 조밀한 평탄도를 얻습니다. 이와 대조적으로 열간 압연 판은 공장에서 나올 때 고르지 않게 냉각되어 잔류 응력과 뒤틀림이 발생합니다. 어닐링은 추가적인 움직임을 추가합니다. 열간 압연 판을 허용 가능한 한도 내로 가져오려면 평탄화 장비가 필요한 경우가 많습니다.

재료별 평탄도 공차: 비교

다양한 금속은 압연 및 냉각 시 다르게 반응하므로 평탄도 공차가 재료에 따라 다릅니다. 아래 표에는 표준 너비와 두께에서 일반적인 판금 재료에 대한 일반적인 상용 품질 평탄도 공차가 요약되어 있습니다.

이 수치는 공장의 시작 조건을 나타냅니다. 실제로 수령 후 절단, 용접 또는 열 노출로 인해 시트가 이러한 한계를 벗어날 수 있습니다. 이것이 바로 많은 정밀 제작업체가 크기에 맞게 절단된 재료를 지정하거나 중요한 작업 전에 자체 레벨링을 수행하는 이유입니다.

다운스트림 프로세스에서 평탄도가 중요한 이유

눈에 보이는 시트라도 생산에 실패할 수 있습니다. 불량한 평탄도의 결과는 관련된 프로세스에 따라 다르게 나타납니다.

에서 레이저 절단 , 평탄도 편차로 인해 빔의 초점이 재료 표면에서 멀어지게 됩니다. 몇 밀리미터의 활이라도 가장자리 번짐, 일관되지 않은 절단 폭 또는 불완전한 절단을 생성할 수 있습니다. 특히 얇은 게이지 재료에서는 더욱 그렇습니다. 빔이 예측 가능한 성능을 발휘하려면 시트가 절단 테이블 위에 편평하게 놓여 있어야 합니다. 방법에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다. 금속 레벨링 기술 절단하기 전에 시트를 준비하는 데 사용됩니다.

에서 용접 , 구부러지거나 뒤틀린 시트는 접합부에 더 많은 충전재가 필요하고 용접이 약하고 일관성이 떨어지는 틈을 만듭니다. 평탄도 편차로 인한 맞춤 문제는 제조 공장에서 재작업이 발생하는 주요 원인입니다.

에서 CNC 가공 , 고정 장치에 평평하게 고정되지 않은 시트는 진동하고 도구 압력으로 인해 휘어지며 치수 오류가 발생합니다. 이는 재료의 고유 강성이 거의 없는 박판 부품에 특히 중요합니다.

에서 프레스 브레이크 벤딩 , 평평한 입력 시트는 예측 가능한 스프링백 각도를 생성합니다. 그러나 구부러진 시트는 다이와 불균일하게 접촉하여 굽힘 라인 전체에 각도 불일치가 발생합니다. 이는 다중 굽힘 부품에서 복합적인 문제입니다.

조립 및 밀봉 또한 영향을 받습니다. 평평하지 않은 결합 플랜지, 캐비닛 패널 및 인클로저 프레임은 구조적 무결성과 밀봉 성능을 모두 손상시키는 틈을 만듭니다.

엔지니어링 경험 법칙 — 길이 인치당 ±0.005인치 — 판금 작업에서 평탄도 기대치를 위한 실질적인 출발점을 제공하지만 전자, 항공우주, 제약 장비 제조와 같은 정밀 산업에서는 더 엄격한 요구 사항이 일반적입니다.

유압식 레벨링 기계가 표준 평탄도를 달성하는 방법

공장에서 생산된 재료가 특정 용도에 필요한 평탄도를 충족하지 못하는 경우 유압 레벨링 기계 표준 산업 솔루션입니다. 수동 교정 또는 프레스 기반 평탄화와 달리 유압식 롤러 레벨러는 시트 전체 표면에 걸쳐 체계적이고 일관되게 평탄도를 교정합니다.

작동 원리는 시트를 정밀하게 간격을 두고 교대로 상부 및 하부 롤러를 통과시키는 것과 관련됩니다. 시트가 각 롤러 간격을 통과할 때 반대 방향으로 반복적으로 구부러집니다. 각 굽힘 주기는 내부 응력 변화의 진폭을 줄여 단면 전체에 걸쳐 응력 분포를 점진적으로 균등화합니다. 그 결과 시트는 휘어짐이나 뒤틀림을 유발하는 고정된 응력 없이 안정적이고 평평한 상태로 기계에서 배출됩니다.

달성 가능한 평탄도를 결정하는 유압식 레벨링 기계의 주요 성능 매개변수는 다음과 같습니다.

• 롤러 직경 및 간격 - 더 좁은 간격의 더 작은 직경의 롤러는 더 큰 굽힘 강도를 생성하여 더 얇은 시트에서 더 심각한 왜곡을 수정할 수 있습니다.
• 유압 및 롤 갭 제어 — 정밀한 유압 작동을 통해 롤 간격을 폭 전체에 걸쳐 독립적으로 조정할 수 있으며 석궁 및 가장자리 파동을 동시에 보상할 수 있습니다.
• 서보 구동 피드 제어 — 레벨러를 통한 일관된 재료 속도는 새로운 평탄도 오류를 유발할 수 있는 국부적인 과도한 굽힘을 방지합니다.
• 재료 두께 범위 - 잘 설계된 레벨러는 전체 교정 기능으로 정의된 두께 범위를 포괄합니다. 해당 범위 밖에서 작동하면 효율성이 떨어집니다.

최신 CNC 제어식 유압 레벨러는 공장 사양이 요구하는 것보다 훨씬 높은 평탄도 값을 달성할 수 있으므로 엄격한 공차를 협상할 수 없는 산업에 없어서는 안 될 요소입니다.

귀하의 응용 분야에 적합한 평탄도 표준 선택

평탄도 공차를 올바르게 지정하려면 기능 요구 사항, 재료 성능 및 비용이라는 세 가지 요소의 균형이 필요합니다. 허용 오차가 엄격해지면 재료 비용, 처리 시간 및 거부율이 증가하므로 과소 지정뿐만 아니라 과도하게 지정하는 것도 실제 문제입니다.

올바른 표준을 선택하기 위한 실용적인 프레임워크는 다음과 같습니다.

1. 먼저 기능적 요구사항을 정의하세요. 품질에 영향을 미치기 전에 다운스트림 프로세스에서 허용할 수 있는 평탄도 편차가 어느 정도인지 물어보십시오. 레이저 절단의 경우 ±1mm일 수 있습니다. 구조 프레임의 경우 ±5mm가 허용될 수 있습니다. 재료 스펙이 아닌 프로세스부터 시작하세요.
2. 재료와 지역에 맞게 표준을 맞추세요. 북미에서는 스테인리스강에 ASTM A480을, 탄소강판 및 시트에는 ASTM A6/A568을, 유럽에서는 EN 10029를, 항공우주 알루미늄에는 AMS 2242를 사용합니다. 잘못된 표준을 적용하면 공급업체와 사양이 모호해집니다.
3. 품질 수준을 명시적으로 지정합니다. 상업적인 품질이 충분하다면 이를 기술하세요. 우수하거나 정밀한 품질이 필요한 경우 이를 명시하고 더 긴 리드 타임과 더 높은 단가에 대비하세요.
4. 후처리 평준화를 고려하십시오. 밀 평탄도가 불충분한 응용 분야의 경우 유능한 공급업체로부터 크기에 맞게 절단된 재료를 지정하거나 내부 레벨링을 수행하는 것이 프리미엄 밀 제품을 소싱하는 것보다 비용 효율적입니다.
5. 후속 작업을 설명합니다. 부품을 수령한 후 용접, 플라즈마 절단 또는 열처리할 경우 해당 공정에서 발생하는 평탄도 변화를 고려하세요. 열 노출 후에는 밀 공차가 더 이상 적용되지 않습니다.

다양한 재료 유형과 두께 범위에 걸쳐 작업하는 제조업체의 경우 생산 라인에 통합된 유압식 레벨링 시스템은 일관된 평탄도 준수를 위한 가장 안정적인 경로를 제공합니다. JingShi의 다양한 제품을 살펴보세요 판금 응용 프로그램 정밀 레벨링이 특정 제조 작업흐름에 어떻게 적합한지 이해하기 위한 레벨링 솔루션입니다.