KR101851187B1 - Radial forging method for a shaft with 4 pole bodies and shaft manufactured by the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 4극 몸체를 가지는 축제품 방사형 단조방법 및 그 방법에 의해 제조된 축제품에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 종전과 달리 방사형 단조(Radial Forging)를 적용함으로써 4극 몸체(Pole bodies)에 대한 최적화 가공이 가능해질 수 있는 4극 몸체를 가지는 축제품 방사형 단조방법 및 그 방법에 의해 제조된 축제품에 관한 것이다.The present invention relates to a shaft product radial forging method having a quadrupole body and a shaft product manufactured by the method. More particularly, the present invention relates to a shaft product manufactured by a four-pole body (Pole bodies ) And a shaft product manufactured by the method. [0002] In the present invention,
샤프트(shaft) 특히, 4극 일체형 로터 샤프트(Salient 4 pole rotor shaft)는 발전기에서 회전운동을 통하여 전기를 생성하는 중심축으로 발전기의 핵심 부품이다.Shafts In particular, the Salient 4 pole rotor shaft is a core part of the generator as a center shaft that generates electricity through rotational motion in the generator.
4극 일체형 로터 샤프트는 진동, 과속에 대처하기 위하여 샤프트 몸체(Rotor shaft body)와, 4개의 돌출된 4극 몸체(4 Pole bodies)가 일체형으로 가공된다.The 4-pole integral rotor shaft is integrally formed with a rotor shaft body and four protruding 4 pole bodies to cope with vibration and overspeed.
이와 같은 4극 일체형 로터 샤프트는 발전기에 적용되기 때문에 고온, 고압 하에 노출될 수밖에 없으며, 고속회전함에 있어 비틀림에 의한 피로균열이 발생할 수 있다.Since such a four-pole integrated rotor shaft is applied to a generator, it must be exposed under high temperature and high pressure, and fatigue cracks due to twisting may occur in high-speed rotation.
또한 4극 일체형 로터 샤프트는 제품의 특성상 외경 단차 변화가 크게 발생된다. 따라서 4극 일체형 로터 샤프트는 기능 만족을 위해 정격속도의 120% 이상의 임계회전속도를 견딜 수 있는 강도를 요구한다.In addition, due to the characteristics of the product, the change in the outer diameter step of the 4-pole integral rotor shaft occurs to a large extent. Therefore, the 4-pole integral rotor shaft requires strength to withstand a critical rotation speed of 120% or more of the rated speed for the purpose of function satisfaction.
한편, 4극 일체형 로터 샤프트에 대한 작업, 즉 단조 작업은 환봉형 다단 소성가공으로 이루어지는 것이 보통이다.On the other hand, the work for the four-pole integral rotor shaft, that is, the forging work, is usually a round-bar type multi-stage plastic working.
하지만, 환봉의 다단 소성 가공으로 4극 일체형 로터 샤프트를 가공할 경우, 가공의 한계로 인해 투입 원자재가 증가하게 되어 제품가격이 높아지는 현상이 발생되는 문제점이 있다.However, there is a problem in that when the 4-pole integral rotor shaft is machined by the multi-stage plastic working of the round bar, the input raw material is increased due to the limit of processing, and the product price is increased.
특히, 종래기술에는 기본적인 형상까지 단조 후 돌출 4극 형상을 절삭가공으로만 제작하여 왔기 때문에 소재의 낭비 및 추가적인 인건비용으로 인해 가격경쟁력 측면에서 불리한 단점을 보여 왔음은 물론 소성 가공을 통하여 발생된 메탈 플로(Metal Flow)가 단절되어 제품의 강도저하 원인이 발생하게 되는 문제점이 있다.Particularly, in the prior art, since the protruding quadrupole shape after the forging has been manufactured by cutting only the basic shape, it has been disadvantageous in terms of price competitiveness due to waste of material and additional labor cost. In addition, There is a problem in that the metal flow is cut off and the strength of the product is lowered.
따라서 로터 샤프트 제조원가 경쟁력 확보가 절실히 필요하게 된 상황이며, 이에 대한 방안으로 4극 몸체(4 pole bodies)를 최종 형상에 근접한 형태로 성형하는 신개념의 단조기술 개발을 통한 투입원자재 절감, 가공 공수의 축소를 통하여 원가경쟁력을 확보하는 방안이 필요한 실정이다.
참고로 본 출원은 산업통상자원부와 한국산업기술진흥원의 "지역특화산업육성사업(R&D, R0005623)"으로 수행된 연구결과이다. Therefore, it is necessary to secure the competitiveness of the rotor shaft manufacturing cost. In order to solve this problem, the new concept forging technology that shapes the 4 pole bodies into the shape close to the final shape is used to reduce the input raw materials, It is necessary to secure cost competitiveness.
For reference, this application is the result of research conducted by the Ministry of Commerce, Industry and Energy and the Korea Institute of Industrial Technology Development (R & D, R0005623).
본 발명의 목적은, 종전과 달리 방사형 단조(Radial Forging)를 적용함으로써 4극 몸체(4 pole bodies)에 대한 최적화 가공이 가능해질 수 있는 4극 몸체를 가지는 축제품 방사형 단조방법 및 그 방법에 의해 제조된 축제품을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a shaft product radial forging method and a method therefor which can be optimized for four pole bodies by applying radial forging, And to provide a manufactured shaft product.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 4극 몸체를 가지는 축제품 방사형 단조방법은, 환봉으로 된 축제품의 원자재를 회전시키면서 단조 가공하여 길이방향을 따라 직경이 상이한 다단구조의 샤프트 몸체(Rotor shaft body)로 가공하는 예비 가공단계; 및 상기 샤프트 몸체를 회전시키지 않고 방사형 단조(Radial Forging) 가공하되 상기 샤프트 몸체에서 직경이 가장 큰 제1 몸체부에 4극 몸체(4 Pole bodies)를 형성시키는 방사형 단조 가공단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a method of forging a shaft product having a quadrupole body, comprising the steps of: rotating a raw material of a rounded shaft product while forging to form a shaft body having a multi- a shaft body; And a radial forging process in which the shaft body is radially forgotten without rotating the shaft body to form 4 pole bodies in the first body portion having the largest diameter in the shaft body, do.
상기 샤프트 몸체는, 상기 제1 몸체부의 양 단부에서 상기 제1 몸체부의 직경보다 작게 단차지게 형성되는 한 쌍의 제2 몸체부; 및 상기 한 쌍의 제2 몸체부의 양 단부에서 상기 제2 몸체부의 직경보다 작게 단차지게 형성되는 한 쌍의 제3 몸체부를 더 포함하며, 상기 방사형 단조 가공단계 시 상기 제1 몸체부에 타격이 진행됨으로써 상기 제2 및 제3 몸체부의 길이는 변하지 않고 상기 제1 몸체부의 길이만 증가될 수 있다.Wherein the shaft body includes a pair of second body portions formed at both ends of the first body portion so as to be stepped smaller than a diameter of the first body portion; And a pair of third body portions formed at both ends of the pair of second body portions so as to be stepped smaller than the diameter of the second body portion, wherein during the radial forging step, the first body portion is struck The lengths of the second and third body parts do not change and only the length of the first body part can be increased.
상기 예비 가공단계는, 상기 원자재가 로딩되어 그 일단부가 제1 매니퓰레이터(manipulator)에 클램핑되는 단계; 상기 제1 매니퓰레이터가 상기 원자재를 회전 또는 이동시키면서 일반 단조 금형과의 상호 작용을 통해 상기 제1 몸체부와 상기 제2 및 제3 몸체부의 반쪽을 가공하는 단계; 상기 제1 매니퓰레이터의 반대편에 배치되는 제2 매니퓰레이터로 가공제품이 옮겨져 상기 제2 매니퓰레이터에 클램핑되는 단계; 및 상기 제2 매니퓰레이터가 상기 가공제품을 회전 또는 이동시키면서 상기 일반 단조 금형과의 상호 작용을 통해 상기 제2 및 제3 몸체부의 나머지 반쪽을 가공하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the preliminary processing step includes loading the raw material and clamping one end of the raw material to a first manipulator; Machining half of the first body portion and the second and third body portions through interaction with a general forging die while the first manipulator rotates or moves the raw material; Moving a workpiece to a second manipulator disposed opposite the first manipulator and clamping the workpiece to the second manipulator; And machining the other half of the second and third body portions through interaction with the general forging die while the second manipulator rotates or moves the workpiece.
상기 방사형 단조 가공단계는, 상기 샤프트 몸체의 양 단부를 클램핑한 제3 및 제4 매니퓰레이터가 상기 샤프트 몸체를 일 방향으로 비회전 이동시켜 4개의 방사형 단조 금형을 통과시키면서 상기 방사형 단조 가공을 진행하는 일 방향 방사형 단조 가공단계를 포함할 수 있다.The radial forging may be performed by a third and a fourth manipulator clamping both ends of the shaft body to rotate the shaft body in one direction to pass the four radial forging dies, Direction radial forging step.
상기 방사형 단조 가공단계는, 상기 샤프트 몸체의 양 단부를 클램핑한 제3 및 제4 매니퓰레이터가 상기 샤프트 몸체를 역 방향으로 비회전 이동시켜 상기 4개의 방사형 단조 금형을 통과시키면서 상기 방사형 단조 가공을 진행하는 역 방향 방사형 단조 가공단계를 더 포함할 수 있다.The radial forging may be performed by a third and a fourth manipulator clamping both ends of the shaft body to rotate the shaft body in the reverse direction to pass the radial forging die through the four radial forging dies And may further include a reverse radial forging step.
상기 방사형 단조 가공단계의 진행 후, 제품을 열처리하는 열처리 가공단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include a heat treatment step of heat treating the product after the radial forging step.
본 발명에 따르면, 종전과 달리 방사형 단조(Radial Forging)를 적용함으로써 4극 몸체(4 pole bodies)에 대한 최적화 가공이 가능해질 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명에 따르면, 투입원자재 절감, 소재회수율 증대 및 절삭가공비용 절감을 통한 가격경쟁력을 확보하고, 나아가 강도면에서도 종래보다 훨씬 우수한 품질을 제공할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명에 따르면, 메탈 플로(Metal Flow)가 단절되지 않고 연결되는 형태를 갖추게 됨으로써 제품의 강도 향상은 물론 수명 향상까지 기대할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by applying radial forging unlike the prior art, it is possible to optimize the processing for 4 pole bodies. Further, according to the present invention, it is possible to secure price competitiveness by reducing the input raw material, increasing the material recovery rate and reducing the cutting processing cost, and further, it is possible to provide a quality that is much higher than the conventional one in terms of strength. Further, according to the present invention, the metal flow can be connected without being disconnected, thereby improving the strength of the product and improving the service life.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 4극 몸체를 가지는 축제품 방사형 단조방법에 의해 환봉의 원자재가 로터 샤프트로 가공되는 과정을 도시한 도면이다.
도 2는 로터 샤프트의 정면도이다.
도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 4는 방사형 단조 금형의 배치도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 4극 몸체를 가지는 축제품 방사형 단조방법의 순서도이다.
도 6a 내지 도 6i는 예비 가공단계의 단계별 공정도이다.
도 7a 내지 도 7g는 방사형 단조 가공단계의 단계별 공정도이다.FIG. 1 is a view illustrating a process in which raw material of a round bar is processed into a rotor shaft by a shaft product radial forging method having a quadrupole body according to an embodiment of the present invention.
2 is a front view of the rotor shaft;
3 is a sectional view taken along the line AA in Fig.
4 is a layout diagram of a radial forging die.
5 is a flowchart of a shaft product radial forging method having a quadrupole body according to an embodiment of the present invention.
6A to 6I are step-by-step process diagrams of the pre-processing step.
7A to 7G are step-by-step process diagrams of the radial forging process.
이하, 본 발명을 첨부도면을 참고하여 보다 상세하게 설명한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 4극 몸체를 가지는 축제품 방사형 단조방법에 의해 환봉의 원자재가 로터 샤프트로 가공되는 과정을 도시한 도면, 도 2는 로터 샤프트의 정면도, 도 3은 도 2의 A-A선에 따른 단면도, 도 4는 방사형 단조 금형의 배치도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 4극 몸체를 가지는 축제품 방사형 단조방법의 순서도, 도 6a 내지 도 6i는 예비 가공단계의 단계별 공정도, 그리고 도 7a 내지 도 7g는 방사형 단조 가공단계의 단계별 공정도이다.FIG. 2 is a front view of a rotor shaft; FIG. 3 is a front view of the rotor shaft; FIG. 3 is a front view of the rotor shaft; Fig. 5 is a flow chart of a shaft product radial forging method having a quadrupole body according to an embodiment of the present invention, Figs. 6A to 6I are sectional views of a preforming 7A to 7G are step-by-step process diagrams of the radial forging process.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 4극 몸체를 가지는 축제품 방사형 단조방법은 예비 가공단계(S10), 방사형 단조 가공단계(S20) 그리고 열처리 가공단계(S30)를 포함할 수 있다.Referring to these drawings, a shaft product radial forging method having a quadrupole body according to the present embodiment may include a preliminary machining step (S10), a radial forging step (S20), and a heat treatment machining step (S30).
참고로, 본 실시예에 따른 4극 몸체를 가지는 축제품 방사형 단조방법에 의해 제작되는 축제품은 샤프트(130)로서 대형 선박용 발전기에서 회전운동을 통하여 전기를 생성하는 중심축인 4극 일체형 로터 샤프트(Salient 4 pole rotor shaft, 130)일 수 있다.For reference, a festival product manufactured by a shaft product radial forging method having a quadrupole body according to the present embodiment is a
하지만, 이러한 사항에 본 발명의 권리범위가 제한되지 않는다. 즉 로터 샤프트가 아닌 일반 대형 샤프트 역시 축제품이기 때문에 이러한 샤프트에도 본 발명의 권리범위가 적용될 수 있다. 다만, 이하에서는 축제품을 4극 일체형 로터 샤프트(Salient 4 pole rotor shaft, 130)라 하여 설명하기고 한다.However, the scope of the present invention is not limited to these matters. That is, since a general large shaft other than a rotor shaft is also a shaft product, the scope of the present invention can be applied to such a shaft. In the following description, the shaft product is referred to as a salient 4-pole rotor shaft (130).
본 실시예에 따른 4극 몸체를 가지는 축제품 방사형 단조방법에 대해 구체적으로 알아보면, 우선, 예비 가공단계(S10)는 도 1의 (a)에서 (b)처럼 환봉의 원자재(110)를 회전시키면서 단조 가공하여 길이방향을 따라 직경이 상이한 다단구조의 샤프트 몸체(120, Rotor shaft body)로 가공하는 공정이다.First, the preliminary machining step S10 is to rotate the round rod
즉 도 6a 내지 6i의 단계를 거치면서 도 1의 (a)에 도시된 환봉의 원자재(110)를 단조 가공해서 도 1의 (b)에 도시된 길이방향을 따라 직경이 상이한 다단구조의 샤프트 몸체(120)를 제작할 수 있다.That is, while the
샤프트 몸체(120)는 중심부를 이루되 가장 직경이 큰 제1 몸체부(121)와, 제1 몸체부(121)의 양 단부에서 제1 몸체부(121)의 직경보다 작게 단차지게 형성되는 한 쌍의 제2 몸체부(122)와, 한 쌍의 제2 몸체부(122)의 양 단부에서 제2 몸체부(122)의 직경보다 작게 단차지게 형성되는 한 쌍의 제3 몸체부(123)를 포함한다. 본 실시예의 경우, 3단 구조가 적용되나 2단 혹은 4단 이상의 구조도 충분히 가능하다.The
이와 같은 예비 가공단계(S10)에서는 통상적인 일반 단조 금형(140)과, 제1 및 제2 매니퓰레이터(161,162, manipulator)가 사용될 수 있다.In the preliminary machining step (S10), a conventional general forging die (140) and first and second manipulators (161, 162) can be used.
도 6a 내지 6i를 참조하여 예비 가공단계(S10)를 보다 자세히 살펴본다.6A to 6I, the preliminary machining step S10 will be described in more detail.
우선 도 6a처럼 원자재(110)가 로딩되어 그 일단부가 제1 매니퓰레이터(161)에 클램핑된다. 이어 도 6b 내지 도 6c처럼 제1 매니퓰레이터(161)가 원자재(110)를 회전 또는 이동시키면서 일반 단조 금형(140)과의 상호 작용을 통해 제1 몸체부(121)와 제2 및 제3 몸체부(123)의 반쪽을 가공한다.First, as shown in FIG. 6A, the
원자재(110)의 반쪽에 대해 단조 가공이 완료되면 도 6d처럼 제1 매니퓰레이터(161)가 원위치로 빠지고 반대편의 제2 매니퓰레이터(162)가 일반 단조 금형(140) 쪽으로 접근된다.When the forging process is completed for the half of the
그리고는 도 6e 내지 도 6g처럼 제1 매니퓰레이터(161)의 반대편에 배치되는 제2 매니퓰레이터(162)로 가공제품이 옮겨져 제2 매니퓰레이터(162)에 클램핑된다.6E to 6G, the workpiece is transferred to the
그러 다음, 도 6h처럼 제2 매니퓰레이터(162)가 가공제품을 회전 또는 이동시키면서 일반 단조 금형(140)과의 상호 작용을 통해 제2 및 제3 몸체부(123)의 나머지 반쪽을 가공한다.Then, as shown in FIG. 6H, the
그러면 도 6i 및 도 1의 (b)처럼 길이방향을 따라 직경이 상이한 다단구조의 샤프트 몸체(120)가 만들어진다.Thereby, a
한편, 방사형 단조 가공단계(S20)는 도 1의 (b)에서 (c)처럼 샤프트 몸체(120)의 제1 몸체부(121)에 4극 몸체(131, 4 pole bodies)를 형성시키는 공정이다. 이때는 전술한 예비 가공단계(S10)와 달리 샤프트 몸체(120)를 회전시키지 않고 방사형 단조(Radial Forging) 가공한다.Meanwhile, the radial forging step S20 is a step of forming four
앞서 기술한 종래방식과 달리 4개의 일체형 4극 몸체(131)를 최적화된 형태로 성형하려면 본 실시예와 같은 방사형 단조 가공이 유일하다.Unlike the conventional method described above, the radial forging is uniquely the same as in the present embodiment in order to form the four integral four-
참고로, 방사형 단조 가공은 도 4처럼 90도 간격으로 설치된 4개의 방사형 단조 금형(150)을 통하여 샤프트 몸체(120)를 반경방향 내측으로 타격하여 성형하는 소성 가공방법이다. 이와 같은 방사형 단조 가공은 높은 생산성, 고품질 유지, 프로그램에 의한 수치제어가 용이해지는 이점을 제공한다. 따라서 소재회수율 증대 및 절삭가공비용 절감을 통한 가격경쟁력을 확보하고, 나아가 강도 측면에서 더 우수한 품질을 제공할 수 있다.For reference, the radial forging is a plastic working method in which the
한편, 앞서 기술한 일반적인 로터 샤프트 가공 시에는 메탈 플로(Metal Flow)가 단절되는 현상이 발생하는 것이 일반적이지만 본 실시예처럼 방사형 단조 가공단계(S20)를 진행하게 되면 메탈 플로(Metal Flow)가 연결되는 형태를 갖추게 됨으로써 제품의 강도 향상은 물론 수명 향상까지 기대할 수 있다.On the other hand, in the above-described general rotor shaft machining, a phenomenon that the metal flow is disconnected generally occurs. However, when the radial forging step S20 is performed as in the present embodiment, the metal flow is connected The strength of the product can be improved as well as the lifetime can be improved.
한편, 방사형 단조 가공단계(S20)에서는 통상적인 일반 단조 금형(140) 대신에 4개의 방사형 단조 금형(150)과, 제3 및 제4 매니퓰레이터(163,164, manipulator)가 사용될 수 있다.Meanwhile, in the radial forging step S20, four radial forging dies 150 and third and
방사형 단조 가공단계(S20) 시 샤프트 몸체(120)의 제1 몸체부(121)에 4극 몸체(131)가 형성되는데, 이때는 회전 없이 개의 방사형 단조 금형(150)에 의한 타격만으로 방사형 단조 가공이 진행되기 때문에 제2 및 제3 몸체부(123)의 길이는 변하지 않고 제1 몸체부(121)의 길이만 증가될 수 있다.In the radial forging step S20, the four-
이러한 방사형 단조 가공단계(S20)는 일 방향 방사형 단조 가공단계(S21)와, 역 방향 방사형 단조 가공단계(S22)를 포함할 수 있다.This radial forging step S20 may include a one-direction radial forging step S21 and a reverse radial forging step S22.
일 방향 방사형 단조 가공단계(S21)는 샤프트 몸체(120)의 양 단부를 클램핑한 제3 매니퓰레이터(163)와 제4 매니퓰레이터(163)가 샤프트 몸체(120)를 일 방향으로 비회전 이동시켜 4개의 방사형 단조 금형(150)을 통과시키면서 방사형 단조 가공을 진행하는 공정이다.In the one-direction radial forging step S21, the
그리고 역 방향 방사형 단조 가공단계(S22)는 샤프트 몸체(120)의 양 단부를 클램핑한 제3 매니퓰레이터(163)와 제4 매니퓰레이터(163)가 샤프트 몸체(120)를 역 방향으로 비회전 이동시켜 4개의 방사형 단조 금형(150)을 통과시키면서 방사형 단조 가공을 진행하는 공정이다.In the reverse radial forging step S22, the
본 실시예의 경우, 역 방향 방사형 단조 가공단계(S22)가 진행된 후, 일 방향 방사형 단조 가공단계(S21)가 한 번 더 진행되어 로터 샤프트(130)가 만들어질 수 있도록 한다.In the case of this embodiment, after the reverse radial forging step S22 is performed, the one-direction radial forging step S21 is performed again so that the
도 7a 내지 7g를 참조하여 방사형 단조 가공단계(S20)를 보다 자세히 살펴본다.The radial forging step S20 will be described in more detail with reference to FIGS. 7A through 7G.
우선, 도 7a처럼 예비 가공단계(S10)에서 만들어진 샤프트 몸체(120)가 로딩되어 그 일단부가 제3 매니퓰레이터(163)에 클램핑된다. 이어 도 7b 및 도 7c처럼 제3 매니퓰레이터(163)가 제4 매니퓰레이터(163) 측으로 이동되어 샤프트 몸체(120)의 타단부가 제4 매니퓰레이터(163)에 클램핑되도록 한다. 이로써 샤프트 몸체(120)의 양 단부가 제3 매니퓰레이터(163)와 제4 매니퓰레이터(163)에 클램핑된다.First, as shown in FIG. 7A, the
다음, 도 7d처럼 제3 매니퓰레이터(163)와 제4 매니퓰레이터(163)가 샤프트 몸체(120)를 일 방향으로 비회전 이동시켜 4개의 방사형 단조 금형(150)을 통과시키면서 방사형 단조 가공을 진행한다.Next, as shown in FIG. 7D, the
다음, 도 7e처럼 제3 매니퓰레이터(163)와 제4 매니퓰레이터(163)가 샤프트 몸체(120)를 역 방향으로 비회전 이동시켜 4개의 방사형 단조 금형(150)을 통과시키면서 방사형 단조 가공을 진행한다.Next, as shown in FIG. 7E, the
그런 다음, 도 7f처럼 제3 매니퓰레이터(163)와 제4 매니퓰레이터(163)가 샤프트 몸체(120)를 일 방향으로 비회전 이동시켜 4개의 방사형 단조 금형(150)을 통과시키면서 방사형 단조 가공을 진행한다.Then, as shown in FIG. 7F, the
그러면 도 7g 및 도 1의 (c)처럼 샤프트 몸체(120)의 제1 몸체부(121)에 4극 몸체(131)가 형성된 로터 샤프트(130)가 만들어질 수 있다.The
마지막으로, 열처리 가공단계(S30)는 방사형 단조 가공단계(S20)의 진행 후, 제품을 열처리하는 공정이다. 즉 도 1의 (c)와 같이 제작된 로터 샤프트(130)를 열처리하는 과정이다. 열처리에 의해 완제품이 될 수 있다. 물론, 열처리 가공단계(S30)가 반드시 적용되어야 하는 것은 아니며, 필요 시 생략될 수 있다.Finally, the heat treatment step S30 is a step of heat treating the product after the radial forging step S20. That is, a process of heat-treating the
이러한 구성에 의해, 예비 가공단계(S10)를 통해 도 1의 (a)에서 (b)처럼 환봉의 원자재(110)를 회전시키면서 단조 가공하여 길이방향을 따라 직경이 상이한 다단구조의 샤프트 몸체(120)로 가공한 후, 방사형 단조 가공단계(S20)를 통해 도 1의 (b)에서 (c)처럼 샤프트 몸체(120)의 제1 몸체부(121)에 4극 몸체(131)를 형성시킨 다음, 열처리를 함으로써 최종 제품인 로터 샤프트(130)를 제작할 수 있다.With this configuration, the
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 종전과 달리 방사형 단조(Radial Forging)를 적용함으로써 4극 몸체(4 pole bodies)에 대한 최적화 가공이 가능해질 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described above, radial forging can be applied to optimize 4 pole bodies.
또한 본 발명에 따르면, 투입원자재 절감, 소재회수율 증대 및 절삭가공비용 절감을 통한 가격경쟁력을 확보하고, 나아가 강도면에서도 종래보다 훨씬 우수한 품질을 제공할 수 있는 효과가 있다. 실제 본 발명이 적용될 경우, 투입원자재를 24% 이상 절감시킬 수 있는 효과가 있다.Further, according to the present invention, it is possible to secure price competitiveness by reducing the input raw material, increasing the material recovery rate and reducing the cutting processing cost, and further, it is possible to provide a quality that is much higher than the conventional one in terms of strength. When the present invention is actually applied, there is an effect that the input raw material can be reduced by 24% or more.
또한 본 발명에 따르면, 메탈 플로(Metal Flow)가 단절되지 않고 연결되는 형태를 갖추게 됨으로써 제품의 강도 향상은 물론 수명 향상까지 기대할 수 있는 효과가 있다.Further, according to the present invention, the metal flow can be connected without being disconnected, thereby improving the strength of the product and improving the service life.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. It is therefore intended that such modifications or alterations be within the scope of the claims appended hereto.
110: 원자재 120: 샤프트 몸체
121: 제1 몸체부 122: 제2 몸체부
123: 제3 몸체부 130: 로터 샤프트
131: 극몸체 140: 일반 단조 금형
150: 방사형 단조 금형 161~164: 매니퓰레이터110: Raw material 120: Shaft body
121: first body part 122: second body part
123: third body part 130: rotor shaft
131: pole body 140: general forging mold
150: Radial forging die 161 to 164: Manipulator
Claims (7)
상기 샤프트 몸체를 회전시키지 않고 방사형 단조(Radial Forging) 가공하되 상기 샤프트 몸체에서 직경이 가장 큰 제1 몸체부에 4극 몸체(4 Pole bodies)를 형성시키는 방사형 단조 가공단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 4극 몸체를 가지는 축제품 방사형 단조방법.
And a pair of second body parts formed to be stepwise smaller than the first body part at both ends of the first body part along the length direction by forging while rotating the raw material of the shaft product, And a pair of third body portions formed at both ends of the pair of second body portions so as to be stepped smaller than the diameter of the second body portion, into a rotor shaft body; And
Characterized in that it includes a radial forging process in which the shaft body is not rotated but forms a 4-pole body in the first body portion having the largest diameter in the shaft body A method of radial forging of a shaft product having a four - pole body.
상기 방사형 단조 가공단계 시 상기 제1 몸체부에 타격이 진행됨으로써 상기 제2 및 제3 몸체부의 길이는 변하지 않고 상기 제1 몸체부의 길이만 증가되는 것을 특징으로 하는 4극 몸체를 가지는 축제품 방사형 단조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the first body part is struck at the radial forging step so that the length of the second body part and the third body part do not change and only the length of the first body part is increased. Way.
상기 예비 가공단계는,
상기 원자재가 로딩되어 그 일단부가 제1 매니퓰레이터(manipulator)에 클램핑되는 단계;
상기 제1 매니퓰레이터가 상기 원자재를 회전 또는 이동시키면서 일반 단조 금형과의 상호 작용을 통해 상기 제1 몸체부와 상기 제2 및 제3 몸체부의 반쪽을 가공하는 단계;
상기 제1 매니퓰레이터의 반대편에 배치되는 제2 매니퓰레이터로 가공제품이 옮겨져 상기 제2 매니퓰레이터에 클램핑되는 단계; 및
상기 제2 매니퓰레이터가 상기 가공제품을 회전 또는 이동시키면서 상기 일반 단조 금형과의 상호 작용을 통해 상기 제2 및 제3 몸체부의 나머지 반쪽을 가공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 4극 몸체를 가지는 축제품 방사형 단조방법.
3. The method of claim 2,
The pre-
The raw material is loaded and one end thereof is clamped to a first manipulator;
Machining half of the first body portion and the second and third body portions through interaction with a general forging die while the first manipulator rotates or moves the raw material;
Moving a workpiece to a second manipulator disposed opposite the first manipulator and clamping the workpiece to the second manipulator; And
And machining the other half of the second and third body portions through interaction with the general forging die while the second manipulator rotates or moves the workpiece. Product radial forging method.
상기 방사형 단조 가공단계는,
상기 샤프트 몸체의 양 단부를 클램핑한 제3 및 제4 매니퓰레이터가 상기 샤프트 몸체를 일 방향으로 비회전 이동시켜 4개의 방사형 단조 금형을 통과시키면서 상기 방사형 단조 가공을 진행하는 일 방향 방사형 단조 가공단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 4극 몸체를 가지는 축제품 방사형 단조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the radial forging comprises:
And a radial forging step of performing radial forging by passing the four radial forging dies while the third and fourth manipulators clamping both ends of the shaft body rotate the shaft body in one direction Wherein the radial forging of the shaft product has a quadrupole body.
상기 방사형 단조 가공단계는,
상기 샤프트 몸체의 양 단부를 클램핑한 제3 및 제4 매니퓰레이터가 상기 샤프트 몸체를 역 방향으로 비회전 이동시켜 상기 4개의 방사형 단조 금형을 통과시키면서 상기 방사형 단조 가공을 진행하는 역 방향 방사형 단조 가공단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 4극 몸체를 가지는 축제품 방사형 단조방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the radial forging comprises:
And the third and fourth manipulators clamping both ends of the shaft body rotate the shaft body in the opposite direction to rotate the radial forging process while passing the four radial forging dies, Further comprising the steps of: (a) forming a four-pole body;
상기 방사형 단조 가공단계의 진행 후, 제품을 열처리하는 열처리 가공단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 4극 몸체를 가지는 축제품 방사형 단조방법.
The method according to claim 1,
Further comprising a heat treatment step of heat treating the product after the radial forging step is performed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160169195A KR101851187B1 (en) | 2016-12-13 | 2016-12-13 | Radial forging method for a shaft with 4 pole bodies and shaft manufactured by the same |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102028426B1 (en) | 2018-07-06 | 2019-11-04 | 강경식 | Radial forging machine |
CN111922264A (en) * | 2020-06-22 | 2020-11-13 | 大冶特殊钢有限公司 | Radial forging non-rotating forging method |
-
2016
- 2016-12-13 KR KR1020160169195A patent/KR101851187B1/en active IP Right Grant
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KR102028426B1 (en) | 2018-07-06 | 2019-11-04 | 강경식 | Radial forging machine |
CN111922264A (en) * | 2020-06-22 | 2020-11-13 | 大冶特殊钢有限公司 | Radial forging non-rotating forging method |
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