多方向型鍛造の金型構造と設計

Jun 23, 2024

ご伝言

多方向型鍛造は、多方向型鍛造油圧プレスで複数の分割面を持つ組み合わせ鍛造金型を使用し、プレスの1ストロークの作用でバリや鍛造傾斜のない(または非常に小さい)複雑な形状の多方向穴鍛造を得る特殊なプロセスです。

 

多方向型鍛造油圧プレスは、通常の型鍛造油圧プレスの垂直作業シリンダーに加えて、2つまたは4つの水平作業シリンダーも装備されており、クロスビームまたは可動クロスビームの中央に穴あき作業シリンダーが設置されています。このように、多方向型鍛造油圧プレスには合計4つまたは6つの独立したスライドがあり、個別にまたは組み合わせて動作できます。したがって、ブランクを互いに垂直な方向に加圧することができ、つまり、垂直分割、水平分割、垂直と水平の組み合わせ分割などの形式での多方向型鍛造をプレスで実現できます。

 

多方向型鍛造の金型構造 多方向型鍛造の金型構造には以下の形式があります。
1.1 水平分割金型構造 水平分割金型の分割面は水平面と平行です。金型内の鍛造品は主に水平作業プランジャーの双方向押し出しによって形成されます。2つの凹型ダイはくさび形の圧力プレートネジで上下のダイシートに固定され、2つの水平パンチはそれぞれ油圧プレスの2つの水平プランジャーのクランプシートに取り付けられています。パンチガイド部と上下のダイの閉じたガイドピンとガイドスリーブによってセンタリングが確保されます。

 

1.2 垂直分割金型構造 垂直分割金型の分割面は水平面に対して垂直です。 鍛造品は主に油圧プレスの垂直プランジャーによって成形されます。 2本の水平プッシュロッドの一端は水平作業シリンダーのプランジャークランプシートに取り付けられ、他端はピンで凹型に接続され、凹型の2つの半分を押して底板上で移動させ、金型を開閉し、底板中央の位置決めブロックに依存してパンチと凹型キャビティの中心を位置決めします。 凹型の2つの半分には、位置ずれを防ぐためにガイドピンが必要です。


1.3 ジョイントパーティング金型構造 金型は垂直パーティング面と水平パーティング面を有し、ジョイントパーティング金型です。 左右2つの下凹金型で構成され、垂直パーティング金型を形成し、上凹金型は水平パーティング金型を形成し、垂直および水平ジョイントパーティング金型構造を形成します。 上凹金型の中央には、パンチが押し出されるためのガイド穴が開けられています。

 

1.4 特殊構造金型 また、鍛造品の形状や設備条件に応じて、特殊構造金型も設計できます。特殊構造金型とは、水平分割、垂直分割、ジョイント分割構造を用いた鍛造成形のニーズを満たすことができない金型、または設備機能の不足を補うために設計された金型を指します。

 

上記4つの多方向金型構造のうち、水平分割構造が最も広く使用されています。鍛造品の両端に深い穴がある場合、水平分割構造がよく使用されます。


鍛造品の一端に深い穴がある場合は、水平分割を使用するか、垂直分割を使用できます。鍛造品のサイズが大きく、より大きな締め付け力が必要な場合は、水平分割が適しています。これは、多方向金型鍛造油圧プレスの垂直作業シリンダー圧力が一般に水平作業シリンダー圧力よりも大きいため、より大きな締め付け力を得ることができるためです。鍛造品が平面上で3つまたは4つの凹型金型を開閉する必要がある場合、通常は垂直分割が使用され、特殊なフォーク型構造も使用できます。

多方向型鍛造の金型には複数のパーティング面があるため、他の鍛造方法では製造できない、あるいは製造が困難な複雑な形状の鍛造品を多方向型鍛造で製造することができます。


2.3.1 ガイダンスの基本形式 ダイガイダンスの最初の形式は、鍛造品が変形すると、余分な金属が直径方向に沿って横方向のバリを生成することです。 このバリは掃除が難しく、できるだけ避けるべきです。 ダイガイダンスのもう1つの形式は、余分な金属がある場合、それが直径の外周に流れて縦方向のバリを生成することです。これは掃除しやすいので、よく使用されます。 2.3.2 パンチとダイのクリアランス パンチとダイの間には一定のクリアランスが必要です。 クリアランスに影響を与える主な要因は、水平作業シリンダーの同心度、ダイの高さと作業台の高さの精度、可動クロスビームの変形とダイの弾性変形、パンチの取り付けの変位などです。設計時には総合的に考慮する必要があります。

2.4 深穴鍛造用金型の設計 深穴鍛造では、パンチを深穴から引き抜くときに、一定の突き出し力が必要です。このとき、パンチを引き抜くときに鍛造品が変形する可能性があることを考慮する必要があります。したがって、パンチを引き抜いたときに鍛造品が破損したり変形したりしないように、設計時に鍛造品とキャビティの間に十分なせん断面が必要です。

2.5 パンチ設計 2 多方向ダイス鍛造金型設計のポイント パンチの形状は、鍛造品の内穴形状に応じて決定する必要があります。 パンチ加工多方向ダイス鍛造金型設計は、部品形状の要件を満たし、鍛造品の品質が確保されるようにする必要があります。 したがって、金型を設計するときは、次の点に注意する必要があります。 2.1 キャビティの位置 (1)キャビティの位置を配置するときは、ダイス開力の中心が金型キャビティ形状の中心と一致しないことが多いことに注意してください。 局所的なダイス開きやバリを避けるために、キャビティのダイス開力の中心を金型閉力の中心に近づけるように注意してください。 (2)キャビティのレイアウトは、特に非対称で複雑な形状のボスや枝状の多方向鍛造品の場合、鍛造品の成形に役立つものでなければなりません。

2.2 多方向金型鍛造品の寸法精度を確保するには、金型ガイド装置の位置決めと芯出しが特に重要です。金型の動きを良好にガイドし、組み合わせ後に中心が互いに揃っていることを保証するには、一方では、金型合わせ面の設計が位置決めの役割を果たす必要があり、同時に金型にガイド部品を設置して、金型の位置ずれを防止する必要があります。一般的には円筒形のガイドピンが使用され、ガイドピンはホットプレスによって一方の金型に押し込まれます。もう一方の金型にはガイド穴が加工されています(またはガイドスリーブがガイド穴に押し込まれています)。それらの間の隙間は0.5mmです。一般的に、金型には2本のガイドピンが必要です。金型が3つの金型で構成されている場合、ガイドピンは円筒形にすることができ、ガイド溝と一致します。


2.3 ダイガイド ダイガイドの設計では、水平パンチがダイ鍛造プロセス中に一定の同心度を保つために、十分に長いガイド穴が必要です。パンチ作業部のサイズパラメータは、次の式に従って計算および選択できます(参照):鍛造品の内径、線収縮係数、鍛造品の内径のA許容差。

 

  • ダイハンドル
  • 上部固定プレート
  • 上パンチ
  • 右位置決めプレート
  • 左位置決めブロック
  • 下パンチ
  • 春
  • 下部固定プレート
  • 下型ベース

3.1 Determination of key dimensions between processes Since this part has to be formed through multiple processes, in order to facilitate the subsequent process to insert the forming core into the already formed workpiece, and in order to make the core more easily pulled out of the workpiece after forming, the opening width after forming in the previous process must be larger than the opening width of the semi-finished product in the next process, that is: b, >>実行3、参照

 

3.2 熱処理の詳細。部品の曲げ変形が大きく、外観が割れやすいことはすでに述べたとおりです。このため、切断された丸鋼ビレットは、成形前に曲げ成形部で局部的に焼鈍し、冷間引抜中の内部応力を除去し、塑性変形能力を向上させて割れを回避する必要があります。ただし、全面的な高温焼鈍は酸化スケールを生成する可能性があり、電気めっき後の表面外観に影響を与えるため、全面的な高温焼鈍は使用しないでください。実際の生産は、地域の状況に合わせて行われます。コークス炉を使用して、小型送風機で空気入口に空気を導入し、酸素供給を増やして火力を向上させます。次に、C25mm〜(:B0mmの穴がいくつか開いたメッシュ鉄板を炉口に置き、ブランクの成形部分をメッシュに置いて数分間焼きます。これにより、高周波電気炉と電気エネルギーへの投資が節約され、生産設備が簡単になり、準備サイクルが短く、効果が速く、変換が速く、製品コストが削減されます。

 

4 結論 上記の加工方法と金型により、量産検証後、成形効果は非常に満足のいくものであり、クロムメッキ製品の外観は非常に美しく、輸出製品の要件を完全に満たし、企業に外貨収入をもたらし、経済利益を向上させます。


(29ページから続く) 2.6 プッシュロッドの設計 垂直分割構造では、金型を押す水平プッシュロッドの剛性が不十分な場合、プッシュロッドが変形しやすく、金型の閉じに役立たず、バリが発生する可能性があります。 良好な金型押し付け効果を実現し、鍛造品にバリが発生しないようにするには、金型を押す水平プッシュロッドに十分な剛性を持たせるように設計する必要があります。


2.7 ダイス材料多方向ダイス鍛造油圧プレスは作業速度が遅く、ダイスと熱間鍛造の接触時間が長く、温度が高く、表面は冷熱交互の影響を何度も受けます。疲労亀裂が発生しやすく、変形は主に押し出しによって引き起こされます。ダイスの摩耗は深刻です。そのため、パンチとダイスの材料には、高硬度、耐熱性、良好な赤硬度、耐冷熱疲労性、熱伝導性が求められます。