프레스 펀칭(전단) 하중 계산기

P = L × t × τ입니다. L은 잘리는 둘레(mm), t는 판 두께(mm), τ는 전단강도(MPa)입니다. 판을 뚫을 때 잘리는 면은 둘레 × 두께만큼의 넓이이고, 그 면을 전단으로 끊는 것이므로 넓이에 전단강도를 곱하면 됩니다. 원형이면 L = πd, 사각형이면 L = 2(a+b)입니다.

잘리는 면이 구멍의 옆면이지 바닥이 아니기 때문입니다. 그래서 지름을 두 배로 키우면 힘도 두 배지 네 배가 아닙니다. 같은 넓이라도 가늘고 긴 구멍이 둘레가 길어 힘이 더 듭니다 — 20×20 사각형은 둘레가 80mm이지만 같은 넓이의 80×5는 170mm라 두 배 넘게 듭니다.

인장강도에서 어림합니다. 실무에서는 τ ≈ (0.6 ~ 0.8) × σ를 씁니다. 재료 자료표에는 인장강도만 실린 경우가 많기 때문입니다. 어디까지나 어림이라 이 계산기는 계수를 입력으로 노출했고, 계수를 0.6에서 0.8로 바꾸면 결과도 그 비율만큼 달라집니다.

뚫는 힘이 펀치 자신에게도 그대로 걸리기 때문입니다. 원형 펀치의 압축응력은 σ = P / (πd²/4) = 4tτ / d로 지름에 반비례합니다. 펀치 재료가 견디는 압축응력을 σ_allow라 하면 d_min = 4tτ / σ_allow가 됩니다. 「판 두께보다 작은 구멍은 뚫기 어렵다」는 현장의 경험칙이 이 식에서 나온 것입니다.

이 계산기는 그 감소량을 수치로 내지 않습니다. 펀치나 다이에 전단각을 주면 절단이 한꺼번에 일어나지 않고 한쪽부터 차례로 일어나 최대 하중이 크게 떨어지지만, 그 크기는 전단 높이와 형상, 재료의 연성에 따라 달라 하나의 식으로 못 박기 어렵기 때문입니다. 총 일량은 거의 그대로이고 시간에 걸쳐 나눠 걸린다는 점만 알아 두면 됩니다. 여기서 내는 값은 전단각 없는 평평한 펀치 기준이라 안전한 쪽입니다.

참고용으로만 보시기 바랍니다. 실제 금형에서는 스트리핑 하중, 여러 펀치가 동시에 내려가는지 여부, 프레스의 슬라이드 위치별 능력, 재료의 실제 전단강도 편차가 모두 얽혀 있습니다. 여유 계수를 두고 설계하되 최종 판단은 금형·프레스 자료와 담당자의 검토를 따라야 합니다.

전송되지 않습니다. 모든 계산은 브라우저 안에서 이뤄지고, 입력값은 이 기기에만 남습니다.