KR20130132738A

KR20130132738A - 4-다이 단조장치

Info

Publication number: KR20130132738A
Application number: KR1020137002521A
Authority: KR
Inventors: 알렉세이 미카일로비치 볼로딘; 블라디스라브 알렉시비치 소로킨; 니콜라이 파블로비치 페트로브; 빅토르 안드리비치 라졸킨; 바실리 바실레비치 니키틴; 블라디슬라브 바디모비치 고르쉬코브; 안드레이 그리고리에비치 우바로브
Original assignee: 오크리에토에 아치오네르노에 오브쉐스트보 짜즈프레스매쉬
Priority date: 2010-10-18
Filing date: 2011-05-26
Publication date: 2013-12-05
Also published as: CN103025452A; EP2631021A1; WO2012053931A1; EP2631021A4; RU2446906C1

Abstract

본 발명은 압력 금속 처리 분야에 관한 것으로, 즉, 수압 단조 프레스에서 잉곳과 다양한 형태의 강철 및 합금의 단조 동안 사용될 수 있는 4-다이 단조장치에 관한 것이다.
본 발명의 목적은, 단조장치의 구성의 변화를 통하여 단조장치를 프레스의 동작 영역으로부터 제거하는 시간과 프레스의 동작 영역에 설치하는 시간을 감소시킴으로써 프로세스의 효율성을 증가시키기 위한 것이다.
본 발명은, 상부 및 하부 다이들의 홀더들은, 경사면 각각의 축의 뒷면에 4-다이 단조장치의 대칭 종단면에 대하여 대칭적으로 배열되고 상부 및 하부 다이들의 홀더들 내부에 배치된 3개의 개구들을 가진 돌출부들을 가진다. 3개의 개구들 중 1개는 4-다이 단조장치의 대칭 종단면의 축을 따라 배열되며, 나머지 2개는 대칭 종단면에 대하여 양측에 대칭적으로 배열된다. 스프링들은, 상부 다이의 홀더의 하부 다이의 홀더에 대한 수직 이동이 가능하도록, 4-다이 단조장치의 대칭 종단면의 축을 따라 배열된 개구들 내에 설치된다. 센터링 가이드들은 대칭 종단면에 대하여 양측에 대칭적으로 배열된 개구들 내에 설치되며, 센터링 가이드들의 단면은 상부 다이의 홀더들의 센터링 가이드들이 수직이동될 수 있도록 하부 다이의 홀더의 개구들에 삽입되어 있다. 상부 및 하부 다이들의 홀더들의 경사면들에 설치된 윤활판들은 U자 모양의 단면을 가지며, 상부 및 하부 다이들의 홀더들의 경사면들을 덮고, 측부 다이들의 홀더들의 경사면들은 상부 및 하부 다이들의 홀더들에 설치된 윤활판들을 덮는 측부 다이들의 홀더들의 직사각형 측벽들로 한정된다. 게다가, 측부 세트 가이드들은 측부 다이들의 홀더들의 직사각형 측벽들에 정지되도록 고정되어, 측부 다이들의 홀더들의 경사면들이 접촉하는 윤활판들의 면에 대향하는 측에 배열된 윤활판들의 면의 엣지부(edge section)와 이동가능하게 접촉되도록 윤활판들의 측부를 덮는다.
본 발명은, 또한 4-다이 단조장치가 윤활판들을 위한 윤활제 공급 시스템을 구비한다.
본 발명은, 또한 4-다이 단조장치가 다이들 및 다이들의 홀더들을 냉각시키는 워터 시스템을 구비할 수 있다.
본 발명은, 4-다이 단조장치를 프레스의 동작 영역으로부터 제거하기 위한 시간과 프레스의 동작 영역에 설치하는 시간을 상당히 감소시키기 때문에, 프로세스의 효율성을 증가시킬 수 있다.

Description

4-다이 단조장치{Four-die forging apparatus}

본 발명은 압력 금속 처리 분야에 관한 것으로, 즉, 수압 단조 프레스(hydraulic forging press)에서 잉곳(ingot)과 다양한 형태의 강철 및 합금의 단조 동안 사용될 수 있는 4-다이(die) 단조장치에 관한 것이다.

본 발명은, 연장된 축을 가진 물품들, 예를 들어 바(bar), 기둥, 중간 축, 토션 축(torsion shaft), 롤링 밀(rolling mill)의 롤(roll) 및 유사한 물품들의 제조 동안, 또한 거칠게 단조된 잉곳, 롤링(rolling)된 탄소강, 중간 합금, 도구 및 고합금강, 및 비철 금속 및 합금의 제조 동안 기계 공학 및 야금산업에서 사용될 수 있다.

종래 기술에 따른 4-다이 단조장치는, 상부 및 하부 홀더(holder)들의 경사면들에 대응되는 경사면을 가진 측부 다이들의 2개의 홀더들과 가이드들-세그먼트들(guides-segments)에 의해 움직일 수 있게 연결된, 경사면들을 가진 상부 및 하부 다이들의 2개의 홀더들, 및 대응하는 홀더들에 부착된 4개의 다이들로 이루어진다.

이러한 4-다이 단조장치의 단점들은, 이러한 구성이 상기 4-다이 단조장치의 높은 신뢰성 및 내구성을 제공하지 못하며, 얻어진 물품들 및 단조된 부품들의 정교함을 제공하지 못한다는 점에 있다.

또한, 경사면들을 가진 상부 및 하부 다이들의 2개의 홀더들; 상기 상부 및 하부 다이들의 홀더들의 경사면들에 대응된 경사면들을 가지고, 8개의 측부 세트 가이드들(lateral set guides)에 의해 상기 상부 및 하부 다이들과 움직일 수 있게 연결되는 측부 다이들의 2개의 홀더들; 및 상기 다이들의 홀더들의 경사면들에 설치된 윤활판들; 및 4개의 다이들을 구비하고, 상기 측부 세트 가이드들이 중심으로 이동되도록 조정됨에 따라 상기 다이들의 홀더들이 중심으로 이동되는 4-다이 단조장치가 공지되어 있다.

상기 공지된 단조장치의 단점은, 상기 단조장치의 구성이, 4-다이 단조장치가 단조영역으로부터 나오고, 필요하다면 프레스의 동작 영역으로 다시 들어가는 것과 같은 도구의 빠른 변화를 필요로 하는 프로세스(process)에 있어서 미가공품(blank) 또는 물품의 제조 프로세스의 높은 효율성을 제공하지 못한다는 점이다. 이러한 단점은, 상부 다이의 홀더를 프레스의 이동 부분(하이 크로스헤드(high corsshead) 또는 상부 다이)에 단단하게 고정하는 작업 및 하부 다이의 홀더를 프레스의 테이블에 단단하게 고정하는 작업이 필요하다는 점과 관련되어 있다. 프레스의 동작 영역으로부터 단조장치를 제거하기 위해, 상기 단조장치를 프레스의 상부 이동 부분으로부터 분리해야 하며, 이러한 분리 작업은 많은 시간을 필요로 한다. 상기 단조장치를 프레스의 동작 영역에 설치하는 작업도 많은 시간을 필요로 한다.

1. 일본 출원 제58-12088호, MПК B21 J 9/06, 9/02, 13/02, 2007. 2. 러시아 특허공보 제2314175호, MПК B21 J 13/02, 2005

본 발명의 목적은, 단조장치의 구성의 변화를 통하여 단조장치를 프레스의 동작 영역으로부터 제거하는 시간과 프레스의 동작 영역에 설치하는 시간을 감소시킴으로써 프로세스의 효율성을 증가시키기 위한 것이다.

본 발명은, 경사면들을 가진 상부 및 하부 다이들의 2개의 홀더들; 상기 상부 및 하부 다이들의 홀더들의 경사면들에 대응된 경사면들을 가지고, 8개의 측부 세트 가이드들에 의해 상기 상부 및 하부 다이들과 움직일 수 있게 연결되는 측부 다이들의 2개의 홀더들; 및 상기 다이들의 홀더들의 경사면들에 설치된 윤활판들; 및 4개의 다이들을 구비하고, 상기 측부 세트 가이드들이 중심으로 이동되도록 조정됨에 따라 상기 다이들의 홀더들이 중심으로 이동되는 4-다이 단조장치로서, 상기 상부 및 하부 다이들의 홀더들은, 상기 경사면 각각의 축의 뒷면에 상기 4-다이 단조장치의 대칭 종단면에 대하여 대칭적으로 배열되고 상기 상부 및 하부 다이들의 홀더들 내부에 배치된 3개의 개구들을 가진 돌출부들을 가지고, 상기 3개의 개구들 중 1개는 상기 4-다이 단조장치의 대칭 종단면의 축을 따라 배열되며, 나머지 2개는 상기 대칭 종단면에 대하여 양측에 대칭적으로 배열되고; 스프링들은, 상기 상부 다이의 홀더의 상기 하부 다이의 홀더에 대한 수직 이동이 가능하도록, 상기 4-다이 단조장치의 대칭 종단면의 축을 따라 배열된 개구들 내에 설치되고, 센터링 가이드들(centering guides)은 상기 대칭 종단면에 대하여 양측에 대칭적으로 배열된 개구들 내에 설치되며, 상기 센터링 가이드들의 단면은 상기 상부 다이의 홀더들의 센터링 가이드들이 수직이동될 수 있도록 상기 하부 다이의 홀더의 개구들에서 감소되며; 상기 상부 및 하부 다이들의 홀더들의 경사면들에 설치된 윤활판들은 U자 모양의 단면을 가지며, 상기 상부 및 하부 다이들의 홀더들의 경사면들을 덮고, 상기 측부 다이들의 홀더들의 경사면들은 상기 상부 및 하부 다이들의 홀더들에 설치된 윤활판들을 덮는 측부 다이들의 홀더들의 직사각형 측벽들로 한정되며, 측부 세트 가이드들은 상기 측부 다이들의 홀더들의 직사각형 측벽들에 정지되도록 고정되어, 측부 다이들의 홀더들의 경사면들이 접촉하는 윤활판들의 면에 대향하는 측에 배열된 윤활판들의 면의 엣지부(edge section)와 이동가능하게 접촉되도록 윤활판들의 측부를 덮는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 또한 상기 4-다이 단조장치가 윤활판들을 위한 윤활제 공급 시스템을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 또한 상기 4-다이 단조장치가 상기 다이들 및 상기 다이들의 홀더들을 냉각시키는 워터 시스템(water system)을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 4-다이 단조장치가 도 1-6에 의해 설명된다.
도 1은 정지 조건 상태의 4-다이 단조장치의 정면도(도면의 좌측은 닫힌 위치이고, 도면의 우측은 열린 위치임)이고;
도 2는 4-다이 단조장치의 측면도이며;
도 3은 4-다이 단조장치의 평면도이고;
도 4는 도 1의 A-A의 단면도이며;
도 5는 4-다이 단조장치의 사시도이고;
도 6은 미가공품(축소 시의 미가공품의 단면에 빗금이 쳐져 있음)을 축소시키는 4-다이 단조장치를 도시한다.

4-다이 단조장치는 프레스의 테이블(도면에 도시되지 않음)에 설치된 상부 다이의 홀더(1), 하부 다이의 홀더(2), 측부 다이들의 홀더들(3, 4), 측부 다이들의 홀더들이 상부 및 하부 다이들의 홀더들과 움직일 수 있게 연결시켜주는 8개의 측부 세트 가이드들(5-8), 상부 다이(9), 하부 다이(10), 측부 다이들(11, 12), 4개의 센터링 가이드들(13-16)로 이루어진다(도 1-5). 상부 및 하부 다이들의 홀더들(1, 2)은 측부 다이들의 홀더들(3, 4)의 경사면들에 대응하는 경사면들을 가진다. 상부 및 하부 다이들의 홀더들(1, 2)은, 경사면 각각의 뒷면에 4-다이 단조장치의 대칭 종단면(0-0)에 대하여 대칭적으로 배열되고 상부 및 하부 다이들의 홀더들 내부에 배치된 3개의 개구들(21-23, 24-26)을 가진 돌출부들을 가진다. 3개의 개구들 중 1개(22 또는 25)는 4-다이 단조장치의 대칭 종단면의 축을 따라 4-다이 단조장치의 양측에 배열되며, 나머지 2개(21, 23 또는 24, 26)는 대칭 종단면에 대하여 양측에 대칭적으로 배열된다. 스프링들(27)은, 상부 다이의 홀더(1)의 하부 다이의 홀더(2)에 대한 수직 이동이 가능하도록, 4-다이 단조장치의 대칭 종단면(0-0)의 축을 따라 배열된 개구들(22 및 25) 내에 설치된다. 기둥 형태로 형성된 센터링 가이드들(13-16)은, 4-다이 단조장치의 대칭 종단면(0-0)에 대하여 양측에 대칭적으로 배열된 개구들(21,23,24,26) 내에 설치된다. 센터링 가이드들의 단면은, 상부 다이의 홀더(1)의 센터링 가이드들이 수직이동될 수 있도록 하부 다이의 홀더(2)의 개구들(21, 23, 24, 26)에서 감소된다. 윤활판들(28)은 상부 및 하부 다이들의 홀더들(1, 2)의 경사면들에 설치되고, U자 모양의 단면을 가진다(도 1, 4, 5). 윤활판들(28)은 보통 청동으로 만들어지고, 상부 및 하부 다이들의 홀더들(1, 2)의 경사면들을 덮는다. 측부 다이들의 홀더들(3, 4)의 경사면들은 윤활판들(28)을 덮는 측부 다이들의 홀더들의 직사각형 측벽들로 한정된다. 측부 세트 가이드들(5-8)은 측부 다이들의 홀더들(3, 4)의 직사각형 측벽들에 정지되도록 고정되어, 측부 다이들의 홀더들(3, 4)의 경사면들이 접촉하는 윤활판들의 엣지부와 이동가능하게 접촉되도록 윤활판들(28)의 측부를 덮는다.

4-다이 단조장치는 또한 윤활판들을 위한 윤활제 공급 시스템 및 다이들 및 다이들의 홀더들을 냉각시키는 워터 시스템이 제공될 수 있다(도시되지 않음).

4-다이 단조장치는 다음과 같은 방식으로 동작한다.

4-다이 단조장치는 상부 수평 다이(도시되지 않음)의 하부에 있는 수압 단조 프레스의 동작 영역에 설치된다. 또한, 상부 다이의 홀더(1)는 프레스의 이동부들에 고정되어 있지 않다. 그러나, 하부 다이의 홀더(2)는 프레스의 이동가능 테이블(도시되지 않음)에 단단히 고정되어 있다. 스프링(27)에 의해 프레스의 상부 다이를 위로 이동시킬 때(도시되지 않음), 상부 다이의 홀더(1)는 상부 다이(9)와 함께 위로 이동하고, 동시에 측부 세트 가이드들(5-8)에 의해 측부 다이들(11, 12)과 함께 측부 다이들의 홀더들(3, 4)을 서로 멀어지도록 이동시킴으로써 4-다이 단조장치의 동작 영역을 연다(도 1, 5).

다이들(9, 11, 12)을 서로 멀어지도록 이동시키는 과정은 다음과 같은 방식으로 수행된다. 측부 다이들의 홀더들(3, 4)은 U자형 단면을 가진 윤활판들의 측부 세트 가이드들(5-8)을 이용하여 윤활판들(28)을 따라 위쪽 그리고 옆쪽으로 이동한다. 측부 세트 가이드들(5-8)은 볼트들에 의해 측부 다이들의 홀더들(3, 4)의 직사각형 측벽들에 고정되고, 윤활판들(28)의 엣지부 밑에 위치한다. 측부 세트 가이드들(5-8)을 통하여 측부 다이들의 홀더들(3, 4)을 들어 올리기 위해 측부 다이들의 홀더들(3, 4)에 (스프링들(27)로부터) 수직방향 힘을 인가하는 동안, 이러한 수직방향 힘은, 측부 다이들의 홀더들(3, 4)의 경사면들이 접촉하는 윤활판들의 면에 반대되는 쪽에 위치된 윤활판들(28)의 면들의 엣지부로 전달된다. 4-다이 단조장치의 대칭 수직면(C-C)에 대한 윤활판들의 각도 위치(주로, 45°)로 인하여, 측부 세트 가이드들(5-8)의 측부에 인가된 힘들은 측부 다이들의 홀더들(3, 4)을 위쪽 그리고 옆쪽으로 이동시킨다.

다이들이 서로 멀어지도록 이동된 후, 미가공품은 조종기(도시되지 않음)에 의해 동작 영역으로 전달된다. 그 다음에, 프레스의 이동이 전환되어, 이동가능 크로스헤드는 상부 수평 다이(도시되지 않음)를 통해 상부 다이(9)와 함께 상부 다이의 홀더(1)를 미가공품을 향하여 이동시킨다. 이와 동시에, 측부 다이들의 홀더들(3, 4)은 또한 측부 다이들(11, 12)과 함께 미가공품을 향하여 이동한다. 모든 3개의 이동가능 다이들(9, 11, 12) 및 하부 정지 다이(10)은 미가공품의 축소를 동시에 시작한다(도 6). 미가공품의 축소가 완료되면, 프레스의 이동가능 크로스헤드는 프레스의 상부 수평 다이와 함께 윗방향으로 이동하고, 상부 다이의 홀더(1)도 스프링(27)에 의해 윗방향으로 들어올려짐에 따라, 축을 중심으로 미가공품의 종방향 이동 및/또는 회전을 위해 4-다이 단조장치의 동작 영역이 열리며, 축소 사이클이 반복된다. 프레스의 동작 영역으로부터 4-다이 단조장치를 가져오기 위해, 프레스의 상부 크로스헤드만을 들어올려야 하며, 이에 따라 프레스의 상부 수평 다이의 동작면과 상부 다이의 홀더와의 작은 간극(10-200 mm)을 만든 후에 프레스의 동작 영역으로부터 4-다이 단조장치를 가져온다. 4-다이 단조장치는 동작 영역 근처의 프레스의 기구 테이블 위에 위치할 수 있고, 동시에 또 다른 도구가 프레스의 동작 영역에 설치될 수 있으며, 이러한 새로운 도구를 이용하여 프레스에 대한 작업을 계속할 수 있다. 필요하다면, 4-다이 단조장치를 프레스의 동작 영역으로 빠르게 가져올 수 있다. 프레스의 동작 영역으로부터 4-다이 단조장치를 가져오는데 걸리는 시간은 1-3 분이다. 이와 동일한 시간이 프레스의 동작 영역에 4-다이 단조장치를 설치하는 데에 필요하다. 종래 기술에 따른 4-다이 단조장치를 이용한다면, 프레스의 동작 영역으로부터 4-다이 단조장치를 제거하는 데에 걸리는 시간은 20-30 분이고, 4-다이 단조장치를 프레스의 동작 영역에 설치하는 데에 걸리는 시간은 15-20 분이다.

그러므로, 본 발명은, 4-다이 단조장치를 프레스의 동작 영역으로부터 제거하기 위한 시간과 프레스의 동작 영역에 설치하는 시간을 상당히 감소시키기 때문에, 프로세스의 효율성을 증가시킬 수 있다.

Claims

경사면들을 가진 상부 및 하부 다이들의 2개의 홀더들; 상기 상부 및 하부 다이들의 홀더들의 경사면들에 대응된 경사면들을 가지고, 8개의 측부 세트 가이드들에 의해 상기 상부 및 하부 다이들과 움직일 수 있게 연결되는 측부 다이들의 2개의 홀더들; 및 상기 다이들의 홀더들의 경사면들에 설치된 윤활판들; 및 4개의 다이들을 구비하고, 상기 측부 세트 가이드들이 중심으로 이동되도록 조정됨에 따라 상기 다이들의 홀더들이 중심으로 이동되는 4-다이 단조장치로서,
상기 상부 및 하부 다이들의 홀더들은, 상기 경사면 각각의 축의 뒷면에 상기 4-다이 단조장치의 대칭 종단면에 대하여 대칭적으로 배열되고 상기 상부 및 하부 다이들의 홀더들 내부에 배치된 3개의 개구들을 가진 돌출부들을 가지고, 상기 3개의 개구들 중 1개는 상기 4-다이 단조장치의 대칭 종단면의 축을 따라 배열되며, 나머지 2개는 상기 대칭 종단면에 대하여 양측에 대칭적으로 배열되고;
스프링들은, 상기 상부 다이의 홀더의 상기 하부 다이의 홀더에 대한 수직 이동이 가능하도록, 상기 4-다이 단조장치의 대칭 종단면의 축을 따라 배열된 개구들 내에 설치되고, 센터링 가이드들은 상기 대칭 종단면에 대하여 양측에 대칭적으로 배열된 개구들 내에 설치되며, 상기 센터링 가이드들의 단면은 상기 상부 다이의 홀더의 센터링 가이드들이 수직이동될 수 있도록 상기 하부 다이의 홀더의 개구들에서 감소되며;
상기 상부 및 하부 다이들의 홀더들의 경사면들에 설치된 윤활판들은 U자 모양의 단면을 가지며, 상기 상부 및 하부 다이들의 홀더들의 경사면들을 덮고, 상기 측부 다이들의 홀더들의 경사면들은 상기 상부 및 하부 다이들의 홀더들에 설치된 윤활판들을 덮는 측부 다이들의 홀더들의 직사각형 측벽들로 한정되며, 측부 세트 가이드들은 상기 측부 다이들의 홀더들의 직사각형 측벽들에 정지되도록 고정되어, 측부 다이들의 홀더들의 경사면들이 접촉하는 윤활판들의 면에 대향하는 측에 배열된 윤활판들의 면의 엣지부(edge section)와 이동가능하게 접촉되도록 윤활판들의 측부를 덮는 것을 특징으로 하는 4-다이 단조장치.
제 1 항에 있어서, 상기 4-다이 단조장치는 윤활판들을 위한 윤활제 공급 시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 4-다이 단조장치.
제 1 항에 있어서, 상기 4-다이 단조장치는 상기 다이들 및 상기 다이들의 홀더들을 냉각시키는 워터 시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 4-다이 단조장치.