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四面鍛造装置は、従来のオープンダイ油圧鍛造プレスで四面ラジアル鍛造法によって長軸の鍛造品を製造するために設計された特殊な鍛造ツールです。同様のスタンドアロンマシンはラジアル鍛造マシンとして知られています。
この装置は、変形しにくいものも含め、幅広い形状と等級の普通鋼および高合金鋼と合金のインゴットとブランクを変形処理するために使用され、一定断面と可変断面の円形、正方形および多角形の鍛造棒、平滑および段付きシャフト、車軸、厚肉パイプ、機械チューブ、シェルなどのブランクを含む、さまざまな中実および中空の 鍛造品を生成します。
設計と運用
この装置は、上部ケースと下部ケースから構成され、それぞれに上部ダイと下部ダイが取り付けられており、スライダーは特別に設計されたガイドによってケースと運動学的に相互接続され、取り付けられたサイドダイを保持します。 この装置は、通常のダイと同じように、オープンダイ鍛造プレスのツールテーブルに取り付けられます。 そこで、装置の下部ケースはツールテーブルに固定され、常に静止したままですが、上部ケースはプレスラムに取り付けられ、常にプレスラムと一緒に移動します。 プレスラムが上昇すると、上部ダイも上昇し、サイドダイが引っ込んで、装置の作業スペースが開き、そこにマニピュレーターによってワークピースが供給されます。 プレスラムが下降すると、ワークピースは 4 つのダイによって同時に縮小されます。 その後、サイクルが繰り返されます。
2つのサイコロから4つのサイコロへ
19 世紀後半には、油圧式鍛造プレスが登場し、鍛造工場でハンマーに取って代わり始めました。 [1]鍛造プレスでの鍛造は、2 つの金型によって行われ、そのうちの 1 つは往復運動し、もう 1 つは静止しています。これが、従来のプレスでの鍛造の生産性が比較的低く、労働集約度が高い理由です。従来の鍛造方法を使用して 2 つの金型で低延性で変形しにくい鋼や合金を鍛造することは非常に難しく、変形ゾーンでの引張応力が高く、さまざまな鍛造欠陥や不良品の割合が高くなるため、事実上不可能な場合もあります。[2] 1970 年代には、機械式ラジアル鍛造機 (RFM) が長軸鍛造品の大量生産に使用され始めました。この機械式 RFM では、ワーク ピースが数対の金型によって同時にラジアル方向に縮小されます。機械式 RFM でのラジアル鍛造プロセスは、鍛造の生産性が高いことを特徴としています。しかし、これらの機械の設計によって制限されるワークピースの小さな単一の縮小は、主にワークピースの表面領域に歪みの局在化をもたらし、コア領域の金属は加工されないままになります。[3] 80〜90年代には、機械式RFMに固有の欠点のない油圧機械式および油圧ラジアル鍛造機が登場しました。[4] [5]それでも、ラジアル鍛造機は、多目的鍛造プレスと比較して非常に特殊で高価な機器です。幅広い鍛造品を製造する企業でこのような機械を適用することは、経済的に不利で不便です。 オープンダイ油圧鍛造プレスでラジアル鍛造法によって長軸鍛造品を製造する問題は、マルチダイ鍛造装置を使用することで解決できます。設計と動作原理が異なるこのような装置が最初に登場したのは、1980年代です。[6] [7] [8]現在、最も普及し有名なのは、ウクライナとロシアの科学者によって設計された上記の設計の4ダイ鍛造装置です。四型鍛造装置は現在、世界に類似品がありません。ロシア、ウクライナ、スペイン、中国、ドイツの工場で効果的に使用されています。
4ダイス鍛造装置による鍛造の利点
油圧鍛造プレスで 4 型鍛造装置を使用すると、従来の 2 型鍛造方法と比較して、次の利点が得られます。
- 変形領域における金属の好ましい応力およびひずみ状態により、延性が低く変形しにくい鋼および合金を鍛造する能力
- 金属の横方向の広がりがないため、必要なサイズと形状の鍛造品を得るために必要なプレスストロークの数が少なくなり、鍛造プロセスの生産性が平均で2倍に向上します[9]
- プレス稼働時間が短縮され、鍛造パス間で金属を再加熱するために必要なエネルギーキャリアの消費量も削減され、再加熱中の金属損失も減少するため、電力を節約できます。
- 装置内でサイジングした後の鍛造品の寸法精度が高くなり、鍛造公差を2～2.5倍、鍛造余裕を1.5倍に減らしてさらなる機械加工が可能になる[9]
- 金属収量が10～12%増加する[9]
- 操作の柔軟性が高く、さまざまな鍛造材料に合わせて機器を迅速に調整できます。
- 4 型鍛造装置は比較的低コスト、低運用経費、そして長年の産業運用によって実証された高い信頼性を備えています。
参照
- Viktor Lazorkin、Yuriy Melnykov。オープンダイ鍛造プレスにおける4つの金型によるインゴットとブランクの鍛造の新技術。Proc. 18th IFM 2011、9月12～15日、ピッツバーグ、米国、p. 326-332 （英語）。
- JR Gonzalez、PF David、J. Cordon、JM Llanos。Sidenor の新しいラジアル鍛造装置プロセスの FEM シミュレーション。Proc. 17th IFM 2008、11 月 3 ～ 7 日、サンタンデール、スペイン、p. 237 ～ 243 (英語)。
注記
- ^ Okhrimenko Ya.M. 鍛造およびスタンピング生産技術：高等教育機関向け教科書。 – モスクワ：Mashinostroenie、1976年。 – 560ページ（ロシア語）
- ^ Tyurin VA プレスにおけるインゴット鍛造の理論とプロセス。 – モスクワ：Mashinostroenie、1979年。 – 240ページ（ロシア語）
- ^ ラジアル鍛造機での鍛造 / VA Tyurin、VA Lazorkin、IA Pospelov、Kh.P.フラホフスキー / VA チューリン編集。 – モスクワ：マシノストロエニエ、1990年。 – 256ページ。ISBN 5-217-00859-8 (ロシア語)
- ^ エクスプレス情報。チェルメティンフォマツィヤ研究所。モスクワ、1988年。金属成形、金属科学と熱処理、粉末冶金。第11号。– p. 1-3 （ロシア語）
- ^ Nieschwitz P.-J.、Meybohm C. 少量バッチの柔軟な鍛造のための油圧駆動ラジアル鍛造機 // Stahl und Eisen. – 1990. – Heft 11. – P. 101-108. (英語)
- ^ Kharitonov LV、Katkov IS、Rudalev NF 油圧鍛造プレスによる多面鍛造の装置とプロセス // 鍛造とスタンピング生産 - 1989. - No. 6. - P. 3-4 (ロシア語)
- ^ Lytkin IN、Mishulin А.А.、Shlyakhin NP、Agakhi К.G. 4 ダイ ツールを使用したワークピースの成形と絞り用プレスの選択 // 鍛造およびスタンピング生産 – 1988. – No. 3. - P. 5-8 (ロシア語)
- ^ 特許番号 JP61273230 日本、IPC B21J7/18。四方タップを備えた鍛造装置/中里栄一; 日本製鋼所 - 出願番号 JP19850114; 1986 年 12 月 3 日公開(英語)
- ^ abc Victor Lazorkin、Nikolay Petrov。4ダイラジアル鍛造装置 - 従来の鍛造プレスの付属改良。Proc. 16th IFM 2006、10月15-19日 Cutlers Hall、シェフィールド、英国、p. 269-276 （英語）