KR101243636B1 - Second forging mold device for forming a mainshaft - Google Patents

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KR101243636B1
KR101243636B1 KR1020110115583A KR20110115583A KR101243636B1 KR 101243636 B1 KR101243636 B1 KR 101243636B1 KR 1020110115583 A KR1020110115583 A KR 1020110115583A KR 20110115583 A KR20110115583 A KR 20110115583A KR 101243636 B1 KR101243636 B1 KR 101243636B1
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forging
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이창규
강호경
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현진소재주식회사
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Abstract

PURPOSE: A secondary forging mold device for a main shaft is provided to enable to replace a plurality of forging mold devices into a large forging mold device, thereby reducing manufacturing costs and improving portability. CONSTITUTION: A secondary forging mold device(100) for a main shaft comprises a plurality of pillars(110), an outer flange frame(130), an outer ring frame(120), a guide frame(115), an inner flange mold(150), an inner ring mold(140), and an inner guide mold(160). The outer flange frame is fixed to the top of the pillar so that an opened portion is formed in the central portion of the outer flange frame. The outer ring frame is joined to the top of the outer flange frame so that an opened portion is formed in the central portion of the outer ring frame. The guide frame is fixed to the inside of the pillar under the outer flange frame.

Description

메인샤프트용 2차 단조 금형장치{Second forging mold device for forming a mainshaft}Second forging mold device for main shaft {Second forging mold device for forming a mainshaft}

본 발명은 풍력발전용 부품의 일종인 메인샤프트를 제조하기 위한 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 가열한 잉곳 소재를 자유 단조하여 성형한 1차 성형체의 금속 내부 조직을 더욱 미세하게 단조하기 위한 2차 단조 금형으로서 다양한 규격의 메인샤프트에 범용성 있게 적용할 수 있도록 개선한 메인샤프트용 2차 단조 금형에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for manufacturing a main shaft, which is a kind of components for wind power generation, specifically, a secondary for further forging a metal internal structure of a primary molded body formed by free forging of a heated ingot material. As a forging die, the present invention relates to a secondary forging die for main shaft, which is improved to be universally applied to main shafts of various standards.

최근 화석연료를 대체할 새로운 에너지원으로서 태양에너지, 풍력에너지 등을 개발하고자 하는 노력들이 활발하게 전개되고 있는데, 풍력발전소는 이러한 노력의 일환으로서 바람이 가지는 운동에너지를 이용하여 전력을 생산하는 에너지 생성 시스템의 일종이다. Recently, efforts are being made to develop solar energy and wind energy as a new energy source to replace fossil fuels. As a part of such efforts, wind power plants generate energy by using kinetic energy of wind. It is a kind of system.

이러한 풍력발전소에 사용되는 메인샤프트는 지속적인 피로하중 및 진동 등에 의한 가혹한 운전조건을 견딜 수 있어야 하므로 주로 단조 공정을 통해 생산된다.The main shaft used in such a wind power plant is mainly produced through a forging process because it must be able to withstand harsh operating conditions due to continuous fatigue load and vibration.

일반적으로 풍력발전용 메인샤프트는 열처리로에서 약 1200℃ 정도의 고온으로 가열한 잉곳을 단조용 유압 프레스로 가압하여 업셋팅 한 후 상기 업세팅 후 소재를 유압 프레스의 상부 다이 및 하부 다이 사이에 위치시켜 그 길이방향을 따라(횡으로) 반복 가압하게 된다. 이를 코깅(cogging)이라 하는데, 이 과정에서 소재의 직경이 작아지고 길이가 길어지게 된다. 이후 상기 코깅된 소재의 외주면을 다이로 반복 가압하여 마무리 단조작업을 수행함으로써 대략의 메인샤프트 중간제품을 제조하게 된다. 이렇게 형성된 중간 제품은 메인샤프트의 최종 규격과 현저한 차이를 보이므로 다시 황삭 등의 절삭공정을 거쳐 최종제품으로 완성된다. In general, the main shaft for wind power is upset by pressurizing the ingot heated to a high temperature of about 1200 ° C. in a heat treatment furnace with a forging hydraulic press, and then placing the material between the upper die and the lower die of the hydraulic press after the upsetting. The pressure is repeatedly applied along the longitudinal direction (laterally). This is called cogging, which results in a smaller diameter and longer length of material. Thereafter, the outer circumferential surface of the cogged material is repeatedly pressurized with a die to perform a final forging operation, thereby manufacturing an approximate main shaft intermediate product. The intermediate product thus formed shows a remarkable difference from the final specification of the main shaft, so it is finished to the final product through a cutting process such as roughing.

이러한 종래의 방법에서는 주로 단조용 유압 프레스를 이용한 자유단조로 메인샤프트를 제조하게 되므로 유압 프레스 엔빌의 크기, 종류 및 플랜지의 크기에 의하여 성형에 제한을 받게 되며, 제품의 전장길이를 정확하게 맞추기 어렵다는 문제가 있다. 또한, 소재를 그 길이방향으로 이동시켜가며 단조하여 제작하므로 소재 자체의 하중에 의하여 샤프트 몸체 부분이 휘어지는 현상이 발생하여 추후 공정에서 이를 교정하는 작업이 별도로 요구되므로 공정시간이 오래 걸리고 생산성이 저하되는 문제가 있다. 아울러, 플랜지와 샤프트 사이의 단차나 곡선 형상을 정확하게 형성하기 어려워 추후 절삭가공 등에 시간이 많이 소요되며, 재료의 낭비가 심하다는 문제가 있다. 또한, 플랜지의 상단부면 및 샤프트의 하단부면을 직접 단조할 수 없는 공정 특성상 단부면 표면이 불균일하게 되고 불필요한 단조 여유가 지나치게 발생하기 때문에 소재의 낭비를 초래하여 비경제적이라는 문제가 있다. 게다가 소재를 일정한 한 방향으로만 지속적으로 단조가공하게 됨에 따라 내부 조직에 결함이 생겨 UT 검사 등에서 검출되는 불량률이 높다는 단점이 있다. In the conventional method, since the main shaft is manufactured by free forging using a forging hydraulic press, the molding is limited by the size, type, and flange size of the hydraulic press anvil, and it is difficult to accurately match the overall length of the product. There is. In addition, the material is moved in its longitudinal direction and manufactured by forging, which causes the shaft body to be bent due to the load of the material itself. there is a problem. In addition, it is difficult to accurately form the step or the curved shape between the flange and the shaft, it takes a lot of time for later cutting and the like, there is a problem that waste of material is severe. In addition, there is a problem that the surface of the end surface becomes uneven and unnecessary forging margin is excessively generated due to the process characteristics in which the upper end face of the flange and the lower end face of the shaft cannot be directly forged, resulting in waste of material and being uneconomical. In addition, as the material is continuously forged in only one direction, defects occur in the internal tissue, which causes a high defect rate detected by the UT inspection.

그리하여 출원인의 등록특허 제10-1047155호 "풍력발전용 메인샤프트 성형장치 및 이를 이용한 메인샤프트 제조방법"(2011.07.06)에서는 가열된 잉곳을 단조용 유압 프레스로 자유 단조하여 최종 제품인 메인샤프트와 유사한 형상을 가지는 1차 성형체로 성형하고, 이를 재가열한 후 도14에서와 같은 성형장치에 로딩한 후 2차로 형단조함으로써 최종 제품의 메인샤프트에 보다 근접한 형상의 2차 성형체를 획득하는 것으로 하였다. Thus, the applicant's registered patent No. 10-1047155, "Main shaft forming apparatus for wind power generation and main shaft manufacturing method using the same" (2011.07.06) is similar to the final product main shaft by freely forging the heated ingot by a forging hydraulic press The secondary molded body having a shape closer to the main shaft of the final product was obtained by molding into a primary molded body having a shape, reheating it, and then loading it into a molding apparatus as shown in FIG.

이와 같은 출원인의 등록특허에 의하면 단조품인 2차 성형체가 최종 제품의 형상과 규격에 거의 일치하게 제조되므로 후공정인 황삭, 중삭 및 정삭 등의 공정량이 감소하고, 제품 내부의 금속 조직이 미세하여 결함이 적어지는 장점이 있다. According to the applicant's registered patent, the secondary molded body, which is a forging product, is manufactured to almost conform to the shape and specifications of the final product, thereby reducing the amount of processing such as roughing, medium cutting, and finishing, and the metal structure inside the product is fine. This has the advantage of being less.

그러나, 종래의 2차 단조 금형의 경우 안착대, 안착시트 및 몸체 성형틀의 내경부의 규격이 일정하여 메인샤프트의 규격이 달라지는 경우에는 다른 규격을 가지는 단조 금형을 별도로 구비해야하는 단점이 있었다. However, in the case of the conventional secondary forging die, when the specifications of the inner diameter of the seating plate, the seating seat, and the body molding frame are constant, the size of the main shaft is different, there is a disadvantage in that a separate forging die having different specifications is provided.

즉, 메인샤프트의 규격이 1.6MW,2.0MW,3.6MW 등으로 달라지는 경우 이에 적용될 단조 금형도 그에 맞는 것으로 금형 전체를 교체해야하기 때문에 이는 다양한 규격의 단조 금형의 제작비용을 증가시킬 뿐만 아니라 이들을 보관할 장소문제를 야기하게 되었다.
In other words, if the size of the main shaft is changed to 1.6MW, 2.0MW, 3.6MW, etc., the forging die to be applied to this also needs to be replaced. This not only increases the manufacturing cost of forging dies of various specifications, but also stores them. It caused a place problem.

등록특허 제10-1047155호 "풍력발전용 메인샤프트 성형장치 및 이를 이용한 메인샤프트 제조방법" (2011.07.06)Registered Patent No. 10-1047155 "Main Shaft Forming Device for Wind Power Generation and Main Shaft Manufacturing Method Using the Same" (2011.07.06) 등록특허 제10-0197022호 "크랭크샤프트의 중도 냉각 배제 연속단류선 형성 형단조공법 및 장치"(1999.06.15)Registered Patent No. 10-0197022 "Method and Apparatus for Forming Continuous Open-Circuit Line forging Crankshaft Excessive Cooling" (1999.06.15) 공개특허공보 제10-2005-0036067호 "대형 엔진 실린더커버의 형단조 공법 및 장치"(2005.04.21)Korean Patent Publication No. 10-2005-0036067 "A die forging method and apparatus for a large engine cylinder cover" (2005.04.21) 등록실용신안 제20-0418621호 "단조장치"(2006.06.13)Utility Model Registration No. 20-0418621 "Forging Device" (2006.06.13)

본 발명에서는 성형하고자 하는 메인샤프트의 규격이 달라질 때마다 단조 금형 전체를 그에 맞는 사이즈로 일일이 교체할 필요가 없이 단조 금형의 기본 골격인 외곽틀은 그대로 유지한 채 내부에 장착되는 금형만을 간단히 착탈식으로 교체할 수 있도록 함으로써 다양한 규격의 사이즈를 가지는 다수의 단조 금형 일체를 구비할 필요가 없도록 하고자 한다. In the present invention, each time the size of the main shaft to be molded is changed, the entire forging die does not need to be replaced with a size appropriately, and only the mold mounted inside the main frame of the forging die is simply detachable. By making it possible to replace it, it is not necessary to have a plurality of forging dies having various sizes of sizes.

특히 본 발명에서는 한 대의 단조 금형 장치로 다수의 단조 금형 장치를 대체할 수 있도록 함으로써 단조 금형 장치 제조비용의 절감, 부피와 중량이 큰 단조 금형 장치의 이동문제 및 보관 장소의 협소 문제 등을 해결하고자 한다.
Particularly, in the present invention, it is possible to replace a plurality of forging die devices with one forging die device, thereby reducing the manufacturing cost of the forging die device, a problem of moving the forging die device having a large volume and weight, and narrowing the storage space. do.

전술한 기술적 과제의 해결을 위하여 본 발명에서는, 가열된 잉곳을 단조용 유압 프레스로 자유 단조하여 획득한 플랜지부와 샤프트부로 이루어지는 1차 성형체를 로딩하여 형 단조하기 위한 것으로서, 지면과 접촉하여 하중을 지지하는 다수의 지주; 상기 지주의 상단에 고정 결합하는 것으로서 중앙부에 개방구가 형성되고 측면에는 다수의 체결공이 관통하여 형성되며 단차진 내경면을 가지는 외곽 플랜지틀; 상기 외곽 플랜지틀의 상부에 결합하는 것으로서 중앙부에 개방구가 형성되고 측면에는 다수의 체결공이 관통하여 형성되는 외곽 링틀; 상기 외곽 플랜지틀 하방의 상기 지주의 내측에 고정 설치되는 것으로서 중앙부에 관통구가 형성되는 가이드틀; 상기 외곽 플랜지틀의 내부에 착탈식으로 장착되는 것으로서 상기 외곽 플랜지틀의 내경면에 대응하는 외경면을 가지고 중앙부에 형성되는 개방구의 내경면이 제조될 메인샤프트의 플랜지부의 외곽 라인에 대응하는 형상을 가지는 내측 플랜지 금형; 상기 외곽 링틀의 내부에 착탈식으로 장착되어 상기 내측 플랜지 금형의 상부에 위치하는 내측 링 금형; 및 상기 가이드틀의 상부에 착탈식으로 장착되는 것으로서 중앙부에 관통구를 가지는 내측 가이드 금형; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 메인샤프트용 2차 단조 금형장치에 관하여 개시한다. In order to solve the above technical problem, the present invention is for forging and loading a primary molded body comprising a flange portion and a shaft portion obtained by freely forging a heated ingot with a forging hydraulic press. A plurality of support posts; An outer flange formed to be fixedly coupled to the upper end of the support, and having a plurality of fastening holes penetrating through the center thereof and having a stepped inner diameter surface; An outer ring frame coupled to an upper portion of the outer flange frame and having an opening formed at a central portion thereof, and having a plurality of fastening holes penetrated at a side thereof; A guide frame fixed to the inner side of the support below the outer flange frame and having a through hole formed in a central portion thereof; A shape corresponding to the outer line of the flange portion of the main shaft to be manufactured to be detachably mounted inside the outer flange frame having an outer diameter surface corresponding to the inner diameter surface of the outer flange frame, the inner diameter surface of the opening is formed in the center shaft Having an inner flange mold; An inner ring mold detachably mounted inside the outer ring mold and positioned on an upper portion of the inner flange mold; And an inner guide mold detachably mounted on an upper portion of the guide frame and having a through hole at a central portion thereof. Disclosed is a secondary forging die apparatus for a main shaft, comprising: a main shaft.

여기서, 상기 내측 링 금형의 개방구 내경면은 상부의 경사 내경면과 하부의 경사 내경면으로 이루어질 수 있다. Here, the opening diameter inner diameter surface of the inner ring mold may be made of an inclined inner diameter surface of the upper portion and the inclined inner diameter surface of the lower portion.

한편, 상기 내측 플랜지 금형의 개방구 내경면은 상부에서부터 라운드부, 곡선 단차부 및 직선부가 연속하여 형성될 수 있다. On the other hand, the inner diameter of the opening opening of the inner flange die may be formed in a continuous round portion, a curved step portion and a straight portion.

또한, 상기 내측 가이드 금형은 상부의 플랜지와 이보다 폭이 좁도록 하방으로 돌출하여 연장되는 삽통으로 이루어지고, 상기 플랜지와 삽통의 중앙부를 관통하는 관통구가 형성되는 것이 바람직하다. In addition, the inner guide mold is made of a flange of the upper portion and the insertion tube extending downwards so as to be narrower than this, it is preferable that the through hole penetrating through the center portion of the flange and the insertion tube is formed.

본 발명에 의하면 단조 성형하고자 하는 메인샤프트의 규격이 달라지는 경우 그에 맞는 내부 금형만을 교체하여 외곽틀에 간단히 탈부착할 수 있게 되므로 단조 금형장치 전체를 일일이 별도의 사이즈로 제조할 필요가 없어 단조 금형 제조 및 유지에 소요되는 비용을 절감할 수 있게 된다. According to the present invention, when the standard of the main shaft to be forged is changed, it is possible to simply attach and detach the outer mold by simply replacing the inner mold so that the entire forging die apparatus does not need to be manufactured in a separate size. The cost of maintenance can be reduced.

특히, 규격이 다른 메인샤프트를 단조 성형하고자 할 때마다 무게와 부피가 큰 단조 금형장치를 현장 내에서 이리 저리 이동시킬 필요가 없어 메인샤프트 가공시간이 단축되며, 다양한 규격의 단조 금형장치를 현장 내에서 보관할 경우 발생할 수 있는 보관 장소의 협소 문제를 해결할 수 있다는 장점이 있다.
In particular, whenever you want to forge a main shaft with different specifications, you don't have to move the forging mold device that has a large weight and volume. The advantage is that it can solve the problem of narrowing of the storage space that can occur when storing at.

도1은 메인샤프트의 1차,2차 성형체와 완제품의 외관 사시도.
도2는 본 발명의 2차 단조 금형장치에 성형체가 로딩된 모습을 보인 사용 상태도.
도3 및 도4는 본 발명의 2차 단조 금형장치의 외곽틀의 외관 사시도 및 종단면도.
도5 및 도6은 내부 금형이 장착된 본 발명의 2차 단조 금형장치의 외관 사시도 및 종단면도.
도7은 본 발명의 외곽 링틀의 외관 사시도, 정단면도 및 저면도.
도8은 본 발명의 외곽 플랜지틀의 정단면도 및 저면도.
도9는 본 발명의 지주 및 지주 슈의 정면도.
도10은 본 발명의 가이드틀의 측단면도 및 평면도.
도11은 본 발명의 내측 링금형의 외관 사시도 및 정단면도.
도12는 본 발명의 내측 플랜지 금형의 정단면도.
도13은 본 발명의 내측 가이드 금형의 외관 사시도 및 평면도.
도14는 종래의 메인샤프트 단조 성형장치의 사용 상태도.
1 is a perspective view of the primary and secondary molded bodies of the main shaft and the finished product.
Figure 2 is a use state showing the appearance that the molded body is loaded on the secondary forging die apparatus of the present invention.
3 and 4 are an external perspective view and a longitudinal sectional view of the outer frame of the secondary forging die apparatus of the present invention.
5 and 6 are an external perspective view and a longitudinal sectional view of the secondary forging die apparatus of the present invention, the inner mold is mounted.
Figure 7 is an external perspective view, front cross-sectional view and bottom view of the outer ring frame of the present invention.
Figure 8 is a front sectional view and a bottom view of the outer flange frame of the present invention.
9 is a front view of the support and the support shoe of the present invention.
Figure 10 is a side sectional view and a plan view of the guide frame of the present invention.
11 is an external perspective view and a front sectional view of the inner ring mold of the present invention.
Figure 12 is a front sectional view of the inner flange mold of the present invention.
Figure 13 is an external perspective view and a plan view of the inner guide mold of the present invention.
14 is a use state diagram of a conventional main shaft forging apparatus;

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구성과 작동원리에 관하여 상술한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation principle of the present invention will be described in detail.

도1은 메인샤프트의 1차,2차 성형체와 완제품의 외관 사시도이다. 도1의 (a)는 가열로에서 약 1200℃로 가열한 잉곳을 단조용 유압 프레스로 자유 단조하여 성형한 1차 성형체(10)를 나타낸 것으로서 플랜지부(11)와 샤프트부(12)로 이루어진다. 1 is an external perspective view of the primary and secondary molded bodies of the main shaft and the finished product. FIG. 1 (a) shows a primary molded body 10 formed by free forging of an ingot heated at about 1200 ° C. in a heating furnace by a forging hydraulic press, and includes a flange part 11 and a shaft part 12. .

2차 형 단조를 위하여 가열로에서 재차 가열된 1차 성형체(10)는 후술할 2차 단조 금형장치(100)의 내부에 로딩된 후 단조용 유압 프레스에 의하여 가압되어 도1의 (b)와 같은 2차 성형체(20)로 성형된다. 도면에서 미설명부호 21은 플랜지부를 나타내고, 22는 샤프트부를 나타낸다. The primary molded body 10 heated again in the heating furnace for secondary type forging is loaded into the secondary forging die apparatus 100 which will be described later, and then pressurized by a forging hydraulic press, and the method shown in FIG. The same secondary molded body 20 is molded. In the drawings, reference numeral 21 denotes a flange portion, and 22 denotes a shaft portion.

상기 2차 형 단조를 마친 2차 성형체(20)는 후 공정인 열처리, 황삭, 중삭 및 정삭 등의 기계가공을 거쳐 도1의 (c)와 같은 메인샤프트(30)로 제조된다. 도면에서 미설명부호 31은 플랜지부, 32는 중간부 샤프트, 33은 하단부 샤프트를 각각 나타낸다. After completing the secondary type forging, the secondary molded body 20 is manufactured as a main shaft 30 as shown in FIG. 1C through machining such as heat treatment, roughing, medium cutting, and finishing. In the drawings, reference numeral 31 denotes a flange portion, 32 denotes an intermediate shaft, and 33 denotes a lower shaft.

도2는 본 발명의 2차 단조 금형장치에 성형체가 로딩된 모습을 보인 사용 상태도인데, 자유 단조에 의하여 형성된 후 재가열된 1차 성형체(10)는 집게차(manipulator)나 천정형 크레인에 의하여 2차 단조 금형장치(100)의 내부에 도시한 바와 같이 로딩된다. 이후 단조용 유압 프레스에 의하여 1차 성형체(10)의 플랜지부(11) 상면을 반복적으로 가압하여 2차 단조 금형장치(100)의 내주면 형상에 대응하는 외주면 형상을 가지는 2차 성형체(20)가 얻어진다. Figure 2 is a state of use showing a state in which the molded body is loaded on the secondary forging die apparatus of the present invention, the primary molded body 10 is reheated after being formed by free forging secondary forging by a manipulator or a crane crane As shown in the mold apparatus 100, it is loaded. Thereafter, the secondary molded body 20 having an outer circumferential surface shape corresponding to the inner circumferential surface shape of the secondary forging die apparatus 100 by repeatedly pressing the upper surface of the flange portion 11 of the primary molded body 10 by a forging hydraulic press is Obtained.

도3 및 도4는 본 발명의 2차 단조 금형장치의 외곽틀의 외관 사시도 및 종단면도이다. 도시한 도면은 2차 단조 금형장치(100)의 구성 중 내부 금형을 제외한 외곽틀만을 나타낸 것으로서, 본 발명의 금형장치 외곽틀은 크게 지면에 접촉하는 다수의 지주(110)와, 상기 지주(110)의 상단에 결합하는 외곽 플랜지틀(130)과, 상기 외곽 플랜지틀(130)의 상부에 결합하는 외곽 링틀(120)과, 상기 외곽 플랜지틀(130) 하방의 상기 지주(110)의 내측 외주면에 결합하는 가이드틀(115)로 이루어진다. 3 and 4 are an external perspective view and a longitudinal sectional view of the outer frame of the secondary forging die apparatus of the present invention. The figure shows only the outer frame excluding the internal mold of the configuration of the secondary forging die apparatus 100, the mold apparatus outer frame of the present invention is a large number of struts 110 and the strut 110 in contact with the ground greatly Outer flange frame 130 coupled to the upper end of the), outer ring frame 120 coupled to the upper portion of the outer flange frame 130, and the inner outer peripheral surface of the support 110 under the outer flange frame 130 Guide frame 115 is coupled to the.

상기 외곽 링틀(120)은 도7에 도시한 바와 같이 전체적으로 중앙부가 개구된 링 형상을 가지는데 링 몸체(121)의 중앙부에 개방구(122)가 형성되고 링 몸체(121)의 측면에 다수의 체결공(121a)이 관통하여 형성된다. The outer ring frame 120 has a ring shape having a central opening at its entirety, as shown in FIG. 7. An opening 122 is formed at the center of the ring body 121 and a plurality of side surfaces of the ring body 121 are formed. The fastening hole 121a is formed therethrough.

상기 외곽 플랜지틀(130) 역시 도8에 도시한 바와 같이 전체적으로는 중앙부가 개구되는 링 형상을 이루나 개방된 내주면에 다수의 계단식 단차가 형성된다. 즉, 플랜지틀 몸체(131)의 중심부에는 상하로 관통하는 개방구(132)가 형성되고, 측면에는 다수의 체결공(131b)이 관통하여 형성되며, 저면에는 원주방향으로 다수개의 지주 결합홈(131a)이 오목하게 형성된다. 상기 플랜지틀 몸체(131)의 외주면은 직선의 원주면 형상을 이루나 내경면(133)은 다단의 내경면 단차(133a)를 가지게 된다. As shown in FIG. 8, the outer flange frame 130 also has a ring shape in which the central portion is opened, but a plurality of stepped steps are formed on the open inner circumferential surface. That is, an opening 132 penetrating up and down is formed at the center of the flange frame body 131, and a plurality of fastening holes 131b are formed at the side thereof, and a plurality of strut coupling grooves circumferentially at the bottom surface thereof. 131a is formed concave. The outer circumferential surface of the flange frame body 131 forms a straight circumferential surface shape, but the inner diameter surface 133 has a multi-stage inner diameter step 133a.

상기 지주(110)는 도9의 (a)에 도시한 바와 같이 원기둥 형상의 것으로서 상부 구조물인 외곽 링틀(120)과 외곽 플랜지틀(130)의 하중을 지지하는 역할을 하며, 지주(110)의 하단에 도9의 (b)와 같은 중공 원통 형상의 지주 슈(111)가 결합한다. 도면에서 미설명부호 111a는 지주(110)가 삽입되기 위한 관통공을 나타낸다. The support 110 is a cylindrical shape as shown in Figure 9 (a) serves to support the load of the outer ring frame 120 and the outer flange frame 130, which is the upper structure, of the support 110 A hollow cylindrical strut shoe 111 as shown in FIG. 9 (b) is coupled to the bottom. In the figure, reference numeral 111a denotes a through hole for inserting the strut 110.

상기 가이드틀(115)은 도10에 도시한 바와 같이 사각 판상의 가이드틀 몸체(115a)의 중앙부에 개방부인 관통구(115b)가 형성되고, 몸체(115a)의 네 모서리에는 지주(110)의 외주면 곡률에 대응하는 곡률을 가지는 결합 요홈(115c)이 각 형성된다. 도면에서 미설명부호 115d는 체결공을 나타낸다. As shown in FIG. 10, the guide frame 115 is formed with a through hole 115b, which is an opening part, in the center of the rectangular guide frame body 115a, and at four corners of the body 115a, Coupling grooves 115c each having a curvature corresponding to the outer circumferential surface curvature are formed. In the figure, reference numeral 115d denotes a fastening hole.

이와 같은 구성의 외곽틀은 후술할 내부 금형과 조합하여 2차 단조 금형장치를 구성하게 된다. The outer frame of such a configuration constitutes a secondary forging die apparatus in combination with an internal mold to be described later.

도5 및 도6은 내부 금형이 장착된 본 발명의 2차 단조 금형장치의 외관 사시도 및 종단면도이다. 5 and 6 are an external perspective view and a longitudinal sectional view of the secondary forging die apparatus of the present invention with the internal mold mounted.

상기 외곽 플랜지틀(130)의 내경면에는 도시한 바와 같이 내측 플랜지 금형(150)이 밀착하여 장착되어 체결공(131b)을 통하여 핀 고정되며, 상기 내측 플랜지 금형(150)의 상부에는 내측 링 금형(140)이 밀착하여 장착되어 외곽 링틀(120)의 체결공(121a)을 통하여 핀 고정된다. An inner flange mold 150 is mounted in close contact with the inner diameter surface of the outer flange mold 130 to be pinned through a fastening hole 131b, and an inner ring mold is formed on the upper portion of the inner flange mold 150. 140 is mounted in close contact with the pin is fixed through the fastening hole 121a of the outer ring frame 120.

상기 가이드틀(115) 상에는 내측 가이드 금형(160)이 체결공(115d)을 통하여 볼트나 나사 등에 의하여 고정 부착된다. The inner guide mold 160 is fixedly attached to the guide frame 115 by bolts or screws through the fastening hole 115d.

상기 내측 링 금형(140)은 도11에 도시한 바와 같이 전체적으로 중앙부가 개방되는 링 형상을 가지는데, 구체적으로는 링 금형 몸체(141)의 중앙부에 개방구(142)가 형성되고, 개방구(142)의 내경면은 하방의 경사 내경면(141c)과 상부의 경사 내경면(141b)으로 이루어진다. 도면에서 미설명부호 141a는 링 금형 몸체(141)의 상면으로서 평탄한 직선을 이룬다. 상기 링 금형 몸체(141)의 측면에는 외곽 링틀(120)의 체결공(121a)과 대응하는 위치에 체결홈(141d)이 오목하게 형성된다. As shown in FIG. 11, the inner ring mold 140 has a ring shape in which a central portion thereof is opened. Specifically, an opening 142 is formed at a central portion of the ring mold body 141. The inner diameter surface of 142 consists of a downward inclined inner diameter surface 141c and the upper inclined inner diameter surface 141b. Reference numeral 141a in the drawing forms a flat straight line as the upper surface of the ring mold body 141. A fastening groove 141d is formed in a side surface of the ring mold body 141 at a position corresponding to the fastening hole 121a of the outer ring frame 120.

상기 내측 플랜지 금형(150)은 플랜지 금형 몸체(151)의 중앙부에 개방구(152)가 형성되고, 측면에는 상기 외곽 플랜지틀(130)의 체결공(131b)에 대응하는 위치에 체결홈(151a)이 오목하게 형성된다. The inner flange mold 150 has an opening 152 formed in the center of the flange mold body 151, the fastening groove 151a at a position corresponding to the fastening hole 131b of the outer flange frame 130 on the side ) Is formed concave.

상기 내측 플랜지 금형 몸체(151)의 외경면(153) 형상은 이와 결합하는 외곽 플랜지틀(130)의 내경면(133) 형상에 대응하도록 형성한다. 도면에서 미설명부호 153a는 외경면 단차를 나타낸다. The outer diameter surface 153 of the inner flange mold body 151 is formed to correspond to the inner diameter surface 133 of the outer flange frame 130 coupled thereto. In the figure, reference numeral 153a denotes an outer diameter step.

상기 내측 플랜지 금형 몸체(151)의 내경면(154)은 제조될 메인샤프트(30)의 플랜지부(31)의 외곽 형상에 대응하는 형상을 가지도록 형성하는데, 구체적으로는 2차 단조 금형장치(100)에 의하여 형 단조 되어 얻어지는 2차 성형체(20)의 플랜지부(21)의 외곽 라인 형상과 대응한다. 본 실시예에서는 내경면(154)이 위에서부터 라운드부(154a), 곡선 단차부(154b) 및 직선부(154c)로 이루어지도록 한다. The inner diameter surface 154 of the inner flange mold body 151 is formed to have a shape corresponding to the outer shape of the flange portion 31 of the main shaft 30 to be manufactured, specifically, the secondary forging die device ( Corresponding to the outer line shape of the flange portion 21 of the secondary molded body 20 obtained by die forging by 100). In this embodiment, the inner diameter surface 154 is composed of a round portion 154a, a curved stepped portion 154b, and a straight portion 154c from above.

즉, 전술한 내측 링 금형(140)의 내경면의 형상은 2차 성형체(20)의 플랜지부(21)의 상단부 외곽 라인에 대응하는 형상을 가지고, 내측 플랜지 금형(150)의 내경면(154)의 형상은 2차 성형체(20)의 플랜지부(21)의 하단부 외곽 라인에 대응하는 형상을 가진다. That is, the shape of the inner diameter surface of the inner ring mold 140 described above has a shape corresponding to the upper edge portion outer line of the flange portion 21 of the secondary molded body 20, the inner diameter surface 154 of the inner flange mold 150 ) Has a shape corresponding to the lower end outer line of the flange portion 21 of the secondary molded body (20).

따라서 자유 단조로 메인샤프트(30)의 외관에 대체로 유사하게 선 성형된 1차 성형체(10)를 2차 단조 금형장치(100)의 내부 금형 내부에 장착한 후 형 단조하게 되면 1차 성형체(10)의 플랜지부(11)가 상하로 압축되면서 측방으로 확장되어 내부 금형의 내주면 형상대로 가압 성형 되는 것이다. Therefore, the primary molded body 10, which is preformed in a similar manner to the appearance of the main shaft 30 by free forging, is mounted inside the internal mold of the secondary forging mold apparatus 100, and then die forged. The flange portion 11 of the) is compressed up and down and is laterally expanded to be press-molded in the shape of the inner circumferential surface of the inner mold.

상기 내측 가이드 금형(160)은 전술한 가이드틀(115)의 상면에 고정 부착되어 이에 삽입되는 1차 성형체(10)의 샤프트부(12)를 지지하는 역할을 한다. 구체적으로 상기 내측 가이드 금형(160)의 몸체(161)의 중앙부에는 관통구(162)가 형성되고, 상기 관통구(162) 주변의 몸체(161)에는 상기 가이드틀(115)의 체결공(115d)에 대응하는 체결공(161c)이 다수개 형성된다. The inner guide mold 160 serves to support the shaft portion 12 of the primary molded body 10 fixedly attached to and inserted into the upper surface of the guide frame 115 described above. Specifically, a through hole 162 is formed in the center portion of the body 161 of the inner guide mold 160, and the fastening hole 115d of the guide frame 115 is formed in the body 161 around the through hole 162. A plurality of fastening holes 161c corresponding to) are formed.

본 실시예에서는 상기 가이드 금형 몸체(161)를 하방의 삽통(161a)과 상기 삽통(161a)의 상부에 일체로 형성되는 플랜지(161b)로 구성한다. 상기 삽통(161a)의 외경 또는 폭은 상기 가이드틀(115)의 관통구(115b)보다 약간 작거나 공차 없이 같도록 하여 삽입될 수 있도록 하고, 상기 플랜지(161b)는 상기 삽통(161a)보다 폭이 크도록 하여 가이드틀(115)의 상부에 걸려 지지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다. In the present embodiment, the guide mold body 161 is configured with a lower insertion tube 161a and a flange 161b integrally formed at an upper portion of the insertion tube 161a. The outer diameter or width of the insertion tube 161a may be inserted so as to be slightly smaller than or equal to the through hole 115b of the guide frame 115, and the flange 161b may be wider than the insertion tube 161a. It is preferable to make it large so that it can be caught and supported by the upper part of the guide frame 115.

이상과 같은 구성을 가지는 2차 단조 금형장치(100)에 의하면 제조하려는 메인샤프트의 형상이나 규격에 따라 그에 맞는 적절한 내부 금형을 간단히 교체하여 1차 성형체를 형 단조할 수 있게 되어 매우 편리하다.
According to the secondary forging die apparatus 100 having the above configuration, it is very convenient to simply forge the primary molded body by simply replacing the appropriate internal mold according to the shape or size of the main shaft to be manufactured.

본 발명은 풍력 발전용 메인샤프트를 제조하기 위하여 1차로 자유 단조하여 획득한 1차 성형체를 2차로 형 단조함에 있어서 메인샤프트의 형상이나 규격에 맞도록 단조 금형장치 전체를 교체하지 않고 적절한 내부 금형만을 외곽틀에 장착하면 되므로 2차 단조 금형 제작원가가 절감되고, 공정시간이 단축되며, 장치의 보관이나 유지보수가 편리하다. 따라서, 본 발명의 2차 단조 금형장치를 대형 사프트류를 단조 성형하는 분야에서 적용하는 경우 생산성이 향상될 것으로 기대된다.
In the present invention, in manufacturing the primary molded body obtained by free forging for the first time in order to manufacture the main shaft for wind power generation in the second, only the appropriate internal mold without replacing the entire forging die apparatus to meet the shape or specification of the main shaft. Since it can be mounted on the outer frame, the cost of manufacturing the second forging die is reduced, the processing time is shortened, and the device is easy to store or maintain. Therefore, productivity is expected to be improved when the secondary forging die apparatus of the present invention is applied in the field of forging molding large shafts.

10: 1차 성형체 20: 2차 성형체
30: 메인샤프트 110: 지주
111: 지주 슈 115: 가이드틀
120: 외곽 링틀 130: 외곽 플랜지틀
140: 내측 링 금형 150: 내측 플랜지 금형
160: 내측 가이드 금형
10: primary molded body 20: secondary molded body
30: main shaft 110: prop
111: holding shoe 115: guide frame
120: outer ring frame 130: outer flange frame
140: inner ring mold 150: inner flange mold
160: inner guide mold

Claims (4)

가열된 잉곳을 단조용 유압 프레스로 자유 단조하여 획득한 플랜지부와 샤프트부로 이루어지는 1차 성형체를 로딩하여 형 단조하기 위한 것으로서,
지면과 접촉하여 하중을 지지하는 다수의 지주;
상기 지주의 상단에 고정 결합하는 것으로서 중앙부에 개방구가 형성되고 측면에는 다수의 체결공이 관통하여 형성되며 단차진 내경면을 가지는 외곽 플랜지틀;
상기 외곽 플랜지틀의 상부에 결합하는 것으로서 중앙부에 개방구가 형성되고 측면에는 다수의 체결공이 관통하여 형성되는 외곽 링틀;
상기 외곽 플랜지틀 하방의 상기 지주의 내측에 고정 설치되는 것으로서 중앙부에 관통구가 형성되는 가이드틀;
상기 외곽 플랜지틀의 내부에 착탈식으로 장착되는 것으로서 상기 외곽 플랜지틀의 내경면에 대응하는 외경면을 가지고 중앙부에 형성되는 개방구의 내경면이 제조될 메인샤프트의 플랜지부의 외곽 라인에 대응하는 형상을 가지는 내측 플랜지 금형;
상기 외곽 링틀의 내부에 착탈식으로 장착되어 상기 내측 플랜지 금형의 상부에 위치하는 내측 링 금형; 및
상기 가이드틀의 상부에 착탈식으로 장착되는 것으로서 중앙부에 관통구를 가지는 내측 가이드 금형;
을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 메인샤프트용 2차 단조 금형장치.
For forging by loading the primary molded body consisting of the flange portion and the shaft portion obtained by free forging the heated ingot with a forging hydraulic press,
A plurality of struts in contact with the ground to support the load;
An outer flange formed to be fixedly coupled to the upper end of the support, and having a plurality of fastening holes penetrating through the center thereof and having a stepped inner diameter surface;
An outer ring frame coupled to an upper portion of the outer flange frame and having an opening formed at a central portion thereof, and having a plurality of fastening holes penetrated at a side thereof;
A guide frame fixed to the inner side of the support below the outer flange frame and having a through hole formed in a central portion thereof;
A shape corresponding to the outer line of the flange portion of the main shaft to be manufactured to be detachably mounted inside the outer flange frame having an outer diameter surface corresponding to the inner diameter surface of the outer flange frame, the inner diameter surface of the opening is formed in the center shaft Having an inner flange mold;
An inner ring mold detachably mounted inside the outer ring mold and positioned on an upper portion of the inner flange mold; And
An inner guide mold detachably mounted on an upper portion of the guide frame and having a through hole at a central portion thereof;
Secondary forging die device for the main shaft, characterized in that comprises a.
제1항에 있어서,
상기 내측 링 금형의 개방구 내경면은 상부의 경사 내경면과 하부의 경사 내경면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 메인샤프트용 2차 단조 금형장치.
The method of claim 1,
The opening diameter of the inner ring of the inner diameter of the mold die secondary forging apparatus for the main shaft, characterized in that consisting of the inclined inner diameter of the upper surface and the inclined inner diameter of the lower portion.
제1항에 있어서,
상기 내측 플랜지 금형의 개방구 내경면은 상부에서부터 라운드부, 곡선 단차부 및 직선부가 연속하여 형성되는 것을 특징으로 하는 메인샤프트용 2차 단조 금형장치.
The method of claim 1,
The inner diameter surface of the opening opening of the inner flange mold is the secondary forging die device for the main shaft, characterized in that the rounded portion, the curved stepped portion and the straight portion is formed continuously from the top.
제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 내측 가이드 금형은 상부의 플랜지와 이보다 폭이 좁도록 하방으로 돌출하여 연장되는 삽통으로 이루어지고, 상기 플랜지와 삽통의 중앙부를 관통하는 관통구가 형성되는 것을 특징으로 하는 메인샤프트용 2차 단조 금형장치.

4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The inner guide mold is composed of a top flange and an insertion tube extending downwardly so as to have a smaller width than the upper guide mold, and a through hole penetrating through the center portion of the flange and the insertion tube is formed. Device.

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