단조는 압축력을 사용하여 금속을 형성하는 제조 공정입니다. 고품질 공급 업체로서 고품질 단조 구성 요소의 생산을 보장하기 위해 신중한 설계 고려 사항의 중요성을 이해합니다. 이 블로그 게시물에서는 고객과 협력 할 때 고려해야 할 주요 단조 설계 고려 사항에 대해 논의 할 것입니다.
재료 선택
재료의 선택은 설계를 단조하는 근본적인 측면입니다. 다른 금속과 합금에는 최종 위조 부품의 성능과 적합성에 크게 영향을 줄 수있는 고유 한 특성이 있습니다. 강도, 연성, 인성, 부식성 및 내열성과 같은 요인은 구성 요소의 의도 된 적용에 따라 신중하게 평가되어야합니다.
예를 들어, 중량 감소 및 연료 효율이 중요한 자동차 응용 분야에서는 알루미늄 및 마그네슘 합금과 같은 재료가 저밀도 및 강도 대 중량비로 인해 종종 선호됩니다.자동차 부품 용 마그네슘 합금 주물엔진 블록, 변속기 케이스 및 스티어링 너클과 같은 구성 요소에 특히 인기가 있습니다. 반면, 해양 및 항공 우주 성분과 같은 고강도 및 내구성이 필요한 응용 분야에서는 강철 합금이 일반적으로 사용됩니다.
부분 형상
단조 부분의 형상은 단조 과정에서 중요한 역할을합니다. 복잡한 모양과 기능은 단조의 어려움을 증가시킬 수 있으며 추가 처리 단계 또는 특수 툴링이 필요할 수 있습니다. 단조 부품을 설계 할 때는 적절한 금속 흐름을 보장하고 결함의 위험을 최소화하기 위해 초안 각도, 필렛 반경 및 이별 라인과 같은 요소를 고려하는 것이 중요합니다.
드래프트 각도는 다이에서 단조 부분을 제거하는 데 필수적입니다. 일반적으로 수직 표면에 적용되며 부품이나 다이에 손상을 입히지 않고 쉽게 배출 할 수 있도록 설계되어야합니다. 반면에 필렛 반경은 스트레스 농도를 줄이고 부품의 피로 수명을 향상시키는 데 도움이됩니다. 단조 중에 균열 및 기타 결함을 방지하기 위해 날카로운 모서리와 가장자리에 통합되어야합니다.
이별 라인은 단조 다이의 두 반쪽 사이의 인터페이스입니다. 플래시 (초과 금속)를 최소화하고 부품 전체에 균일 한 금속 분포를 보장하는 방식으로 이별 라인을 배치하는 것이 중요합니다. 또한, 이별 라인은 다이에서 단조 부품을 쉽게 제거하고 후속 가공 작업을 용이하게하도록 설계되어야합니다.
공차 및 표면 마감
공차 및 표면 마감 요구 사항은 단조 설계에서 중요한 고려 사항입니다. 공차는 단조 부분의 치수와 모양의 허용 가능한 변화를 지정하는 반면, 표면 마감은 부품 표면의 품질을 나타냅니다. 공차와 표면 마감 모두 최종 구성 요소의 성능 및 기능에 큰 영향을 줄 수 있습니다.
다른 부품에 정확하게 맞아야하거나 중요한 기능적 요구 사항이있는 구성 요소에는 타이트 공차가 종종 필요합니다. 그러나 단조에서 밀접한 공차를 달성하는 것은 어려울 수 있으며 추가 처리 단계 또는보다 정확한 툴링이 필요할 수 있습니다. 특정 응용 프로그램 및 제조 기능에 따라 적절한 공차를 결정하기 위해 단조 공급 업체와 긴밀히 협력하는 것이 중요합니다.
표면 마감 요구 사항은 단조 부품의 적용에 따라 다를 수 있습니다. 경우에 따라 마찰을 줄이고, 부식 저항을 개선하거나, 부품의 미적 외관을 향상시키기 위해서는 부드러운 표면 마감이 필요할 수 있습니다. 다른 경우, 더 거친 표면 마감은 부품의 기능에 따라 허용되거나 심지어 바람직 할 수 있습니다. 단조 공정은 일반적으로 다양한 표면 마감을 달성 할 수 있지만 특정 표면 마감 요구 사항을 충족시키기 위해 가공, 연삭 또는 연마와 같은 추가 마감 작업이 필요할 수 있습니다.
공정 선택
고유 한 장점과 한계가있는 여러 가지 위조 프로세스가 있습니다. 위조 공정의 선택은 부품의 크기와 모양, 위조되는 재료, 생산량 및 최종 구성 요소의 원하는 특성과 같은 요인에 따라 다릅니다.
가장 일반적인 단조 프로세스 중 일부에는 오픈 디키 단조, 폐쇄 자리 단조 및 인상적인 단조가 포함됩니다. Open-Die Forging은 두 개의 평평한 다이 또는 모양의 다이 사이에서 금속을 형성하는 간단하고 다재다능한 공정입니다. 일반적으로 크고 단순한 모양의 부품 또는 단조 공정에서 높은 수준의 유연성이 필요한 부품에 사용됩니다. 반면에 닫힌 다이 단조는 닫힌 다이 캐비티 내에서 금속을 형성하는 것을 포함합니다. 정밀도와 반복성이 높은 복잡한 모양의 부품을 생산하는 데 일반적으로 사용됩니다. 인상적인 디키 단조는 금속에 특정한 모양을 부여하도록 설계된 인상이나 구멍이있는 다이를 사용하는 유형의 폐쇄-다이 단조입니다. 복잡한 세부 사항과 높은 표면 마감 요구 사항이있는 부품을 생산하는 데 종종 사용됩니다.
툴링 디자인
툴링 디자인은 단조 설계의 중요한 측면입니다. 단조 다이 및 기타 툴링 구성 요소는 단조 공정과 관련된 고압 및 힘을 견딜 수 있도록 설계하고 지정된 차원 및 품질 요구 사항을 충족하는 부품을 생산하도록 설계되어야합니다.
툴링을 설계 할 때는 다이 재료, 다이 지오메트리 및 다이 냉각과 같은 요소를 고려하는 것이 중요합니다. 다이 재료는 긴 도구 수명과 일관된 부품 품질을 보장하기 위해 강도, 경도 및 내마모성을 가져야합니다. 다이 지오메트리는 금속 흐름을 최적화하고 결함의 위험을 최소화하도록 설계되어야하며, 다이 냉각 시스템은 다이 온도를 제어하고 과열을 방지하도록 설계되어야합니다.
단조 다이 외에도 특정 단조 공정 및 부품 설계에 따라 펀치, 맨드 렐 및 인서트와 같은 다른 툴링 구성 요소도 필요할 수 있습니다. 이 구성 요소는 단조 다이와 함께 작동하여 적절한 금속 흐름을 보장하고 지정된 치수 및 품질 요구 사항을 충족하는 부품을 생산하도록 설계되어야합니다.
비용 고려 사항
비용은 항상 설계를 위조하는 데 중요한 고려 사항입니다. 부품을 위조하는 비용은 재료 비용, 툴링 비용, 생산량 및 부품의 복잡성을 포함한 여러 요인에 따라 다릅니다.
단조 비용을 최소화하려면 부품의 설계 및 단조 과정을 최적화하는 것이 중요합니다. 여기에는 저렴한 재료를 사용하거나 부품 형상을 단순화하거나 처리 단계의 수를 줄이거 나 생산량을 증가시키는 것이 포함될 수 있습니다. 또한, 단조 공급 업체와 긴밀히 협력하여 유리한 가격을 협상하고 비용 절감 기회를 식별하면 위조 부품의 전체 비용을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
결론
결론적으로, 단조 설계는 여러 요인을 신중하게 고려해야하는 복잡하고 도전적인 프로세스입니다. Forgings 공급 업체로서 우리는 단조 설계 요구 사항이 충족되도록 고객과 긴밀히 협력하는 것의 중요성을 이해합니다. 재료 선택, 부분 형상, 공차 및 표면 마감, 공정 선택, 툴링 설계 및 비용 고려 사항과 같은 요소를 고려함으로써 고객이 특정 요구 및 요구 사항을 충족하는 고품질 위조 구성 요소를 생산할 수 있도록 도울 수 있습니다.
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참조
- ASM 핸드북, Volume 14A : Metalworking -Forging, ASM International, 2013.
- George E. Totten과 D. Scott Mackenzie, CRC Press, 2009 년 편집 기술 핸드북, 제 2 판.
- 금속 형성 : 프로세스 및 응용 프로그램, 제 3 판, Rajiv S. Mishra와 Diran Apelian, Elsevier, 2014 년 편집.