KR930002406B1 - Forging method - Google Patents

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Abstract

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Description

단조방법Forging Method

제1도는 본 발명의 실시예에 있어서, 트리밍후의 크랭크축의 중량을 피이드백 제어하는 블록도,1 is a block diagram for feedback control of the weight of a crankshaft after trimming in an embodiment of the present invention;

제2도는 동 크랭크축의 단조공정순서를 표시한 단조공정도.2 is a forging process diagram showing the forging process sequence of the crankshaft.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

W2: 금속소재W 2 : Metal Material

본 발명은, 금속소재를 단조하는 방법의 개량에 관한 것이다. 종래부터, 금속소재를 단조하는 경우, 단조횟수가 증가해감에 따라서 단조금형의 금형마모가 점점 증가하기 때문에, 이 금형마모량이 허용범위를 넘는 직전에서 상기 단조금형을 새로운 것으로 교환하도록 되어 있다. 한편, 예를들면 일본국 특공소 62-19931호 공보로부터도 이해할 수 있는 바와같이 단조에 제공되는 금속소재의 중량은, 단조품의 결육(缺肉)을 방지하기 위하여, 상기 단조금형의 금형마모량의 허용범위를 예측한 다음에 어느 정도의 플래쉬(버어)가 발생하도록 상기 금형마모량의 허용범위의 최대량에 상당하는 양만큼 미리 많게 할 수 있도록, 예를들면 장척물을 소정치수로 절단하므로서 설정되어 있다.The present invention relates to an improvement of a method of forging a metal material. Conventionally, when forging a metal material, as the number of forging dies increases, the wear of the forging die gradually increases, so that the forging die is replaced with a new one just before the amount of die wear exceeds the allowable range. On the other hand, as can be understood from, for example, JP-A-62-19931, the weight of the metal material provided in the forging is equal to the amount of die wear of the forging die in order to prevent the forging of the forging. After predicting the allowable range, it is set by cutting the long object to a predetermined dimension so that a predetermined amount of flash (burr) can be generated in advance by an amount corresponding to the maximum amount of the allowable range of the mold wear amount. .

그러나, 상기의 종래 방법에 의해 헝성되는 금속소재의 중량은 항상 일정하기 때문에, 예를들면 단조횟수가 적은 단계에서는 단조금형의 금형마모량이 적기 때문에, 단조후의 플래쉬량이 많아져서 그만큼 수율이 나쁘고 코스트상승이 된다. 또한 상기한 바와같이 단조후의 플래쉬량이 많아진다는 것은 단조시에 있어서 금속소재에 대한 단조금형의 플래쉬랜드(flash land)의 저항이 커지기 때문에, 이 플래쉬랜드의 마모가 심해져서 금형수명이 단명화를 초래하기도 한다. 또, 예를들면 온간단조일때에 있어서는 금속소재는 상기한 바와같이 금형마모량의 허용범위의 최대량에 상당하는 양만큼 많이 설정되어 있기 때문에, 온간단조에 소요되는 가열에너지가 많아진다.However, since the weight of the metal material formed by the above-described conventional method is always constant, for example, the amount of die wear of the forging die is small at the stage of forging frequency, so that the amount of flash after forging increases, so that the yield is bad and the cost is increased. Becomes In addition, as described above, the increase in the amount of flash after forging increases the resistance of the flash land of the forging die to the metal material during the forging, so that the wear of the flash land is increased, resulting in shortening of the mold life. Sometimes. For example, in the case of warm forging, since the metal material is set in an amount corresponding to the maximum amount of the allowable range of the mold wear amount as described above, the heating energy required for the forging is increased.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로하는 바는, 단조에 제공되는 금속소재의 중량을 단조금형의 금형마모량에 따라서 변경하도록 하므로서, 단조후의 플래쉬량을 상기 단조금형의 금형마모량의 증감에 상관없이 항상 일정량으로 설정할 수 있고, 이에 의해 예를들면 단조횟수가 적은 단계라도, 상기 플래쉬량의 증대를 억제해서 코스트의 저감화를 도모하고, 또한 금속소재에 대한 단조금명의 플래쉬랜드의 저항증대를 억제해서 금형수명 연장화를 도모할려고 하는데 있다. 또한, 예를들면 온간단조시에있어서의 금속소재의 온간단조에 소요되는 가열에너지의 저감화도 도모할려고 하는데 있다.The present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to change the weight of the metal material provided in the forging according to the amount of mold wear of the forging die, so that the flash amount after the forging of the mold wear amount of the forging die is changed. Irrespective of the increase or decrease, it can always be set to a certain amount. For example, even if the number of forging times is small, the increase in the flash amount is suppressed to reduce the cost, and the resistance of the flash land with the forged gold to the metal material is also reduced. It aims to prolong mold life by suppressing increase. In addition, for example, it is intended to reduce the heating energy required for the warm forging of a metal material during the forging.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 해결수단은 금속소재를 단조하는 방법으로서, 먼저, 상기 금속소재를 단조한 후의 단조금형의 금형마모량을 측정한다. 이어서, 이 측정정보에 의거해서 다음회의 단조에 제공되는 금속소재의 중량을 바꾸도록 제어하도록 한다.In order to achieve the above object, the solution of the present invention is a method of forging a metal material, first, measuring the amount of mold wear of the forging die after forging the metal material. Subsequently, control is made to change the weight of the metal material provided for the next forging based on this measurement information.

상기 구성에 의해, 본 발명 방법에서는, 금속소재를 단조한 후, 단조금형의 금형마모량이 측정되고, 이 측정정보에 의거해서 다음회의 단조에 제공되는 금속소재의 중량이 바꾸어지도록 제어되기 때문에, 단조후의 플래쉬량이 상기 단조금형의 금형마모량의 증감에 관계없이 항상 일정량으로 설정되고, 이에 의해 예를들면 단조횟수가 적은 단계에 있어서도, 상기 플래쉬량의 증대가 억제되어서 코스트의 저감화를 도모할 수있고, 또한 금속소재에 대한 단조금형의 플래쉬랜드의 저항증대가 억제되어서 금형수명의 연명화(延命化)를 도모할 수 있게 된다. 또한, 예를들면 온간단조시에 있어서의 금속소재의 온간단조에 소요되는 가열에너지의 저감화도 도모할 수 있게 된다.According to the above configuration, in the method of the present invention, after forging a metal material, the amount of mold wear of the forging die is measured, and the weight of the metal material provided for the next forging is controlled based on this measurement information. The subsequent flash amount is always set to a constant amount irrespective of the increase or decrease of the forging die of the forging die, whereby the increase of the flash amount is suppressed even in a step where the number of forging times is small, so that the cost can be reduced. In addition, the increase in resistance of the flashland of the forging die to the metal material is suppressed, thereby extending the life of the mold. Further, for example, it is possible to reduce the heating energy required for the warm forging of the metal material during the forging.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the Example of this invention is described based on drawing.

제2도는 본 발명의 실시예에 관한 단조방법을 자동차등 차량의 엔진부품으로서의 크랭크축에 적용한 경우에 있어서의 그 단조공정순서를 표시하며, 이 단조공정 순서에 의거해서 크랭크축을 단조하는 요령을 제1도를 참조하면서 설명한다.2 shows the forging process sequence in the case where the forging method according to the embodiment of the present invention is applied to a crankshaft as an engine part of a vehicle such as an automobile, and provides a method for forging a crankshaft based on the forging process sequence. It demonstrates referring 1 degree.

먼저, 장척물인 막대형상체(W1)를 준비하고, 절단공정(1)에서 상기 막대형상체(W1)를 단조시에 어느정도의 플래쉬가 발생하도륵 소정치수로 절단해서 금속소재(W2)를 얻는다. 이어서, 이 금속소재(W2)를 가열공정(2)에 반입하고, 재결정온도 이하의 온간에 있어서 소성가공하는 소위 온간단조가 가능한 온도로 가열한 후, 로울성형공정(3)으로 반입하여, 얻고져하는 단조품(크랭크축(W3))형상에 균형잡힌 용량배분의 예비형상으로 로울성형한다.First, prepare the long is water rod-like body (W 1), and the cutting step (1) was cut in a flash occurs, even reuk predetermined size to some extent when the rod-like body (W 1) forging a metal material (W 2 Get) Subsequently, the metal material W 2 is brought into the heating step 2, heated to a temperature at which a so-called warm forging to be fired at a temperature below the recrystallization temperature is carried out, and then carried into the roll forming step 3, The rollers are roll-formed into a preliminary shape of capacity distribution, which is balanced on the obtained forged product (crankshaft W 3 ).

그후, 이 로울성형후의 금속소재(W2)를 단조공정(4)에 반입하여 상부금형과 하부금형으로 이루어진 단조금형에 의해서 소정의 형상으로 단조한다. 그런연후, 얻어진 단조품으로서의 크랭크축(W3)를 트리밍공정(5)으로 반입하여 트리밍금형(8)의 하부금형(11)위에 세트하고, 그 위쪽에 배치된 상부금형(10)의 하강동작에 의해서, 상부금형(10)과 하부금형(11)로서 트리밍해서 불필요한 플래쉬를 제거한다. 이어서, 이 트리밍후의 크랭크축(W3)을 사이징(sizing)공정(6)으로 반입하여 스탬핑 교정한후, 쇼트블라스트공정(7)으로 반입하여 표면의 연마청소를 행하여, 단조작업을 종료한다.Thereafter, the metal material W 2 after the roll forming is brought into the forging step 4, and forged into a predetermined shape by a forging mold consisting of an upper mold and a lower mold. After that, the obtained crankshaft W 3 as a forged product is brought into the trimming step 5 and set on the lower mold 11 of the trimming mold 8, and then the lowering operation of the upper mold 10 disposed thereon. By this, the upper mold 10 and the lower mold 11 are trimmed to remove unnecessary flashes. Subsequently, the crankshaft W 3 after this trimming is carried in to the sizing step 6 to be stamped and corrected, and then brought into the shot blasting step 7 to clean the surface, and the forging operation is completed.

그리고, 본 발명 방법의 특징으로서, 상기 트리밍공정(5)에서 트리밍된 크랭크축(W3)은 받침대(9)위에 재치(載置)되어, 그 중량이 받침대(9)의 하부에 설치된 계량기(12)에 의해 계량된다. 이 계량치는 단조금형의 금형마모량으로 대치할 수 있다. 즉 계량치가 커진다는 것은, 단조시에 있어서의 단조금형의 금형마모가 심하게 되어서 크랭크축(W3)의 중량이 증대된 것을 나타내는 것이며, 따라서, 상기 크랭크축(W3)의 중량을 계량한다는 것은 간접적으로 단조금형의 금형마모량을 측정하고 있는 것으로도 되는 것이다. 상기 계량된 크랭크축(W3)의 계량치는 CPU(중앙처리수단)(13)으로 피이드백되고, 여기서 CPU(13)에 미리 기억되어 있는 금속소재(W2)중량의 기준치와 비교되어서, 오일실린더(15)를 작동제어하는 CU(제어수단)(14)에작동보정신호가 입력된다. 그리고 상기 오일실린더(15)를 CU(14)에 의해서 작동제어하여, 오일실린더(15)의 피스톤로드(15a) 선단부에 형성되어 있는 스토퍼(16)의 돌출량을 조정한다. 이에 의해서, 공작물지지대(17)에 지지되어 있는 상기 막대형상체(Wl)의 끝부분을 위치결정하고, 상하에 배치되어 있는 절단칼(18)에 의해서 막대형상체(W1)를 소정치수로 절단하므로서 다음회의 단조에 제공되는 금속소재(W2)의 중량을 변경하도록 제어하도록 한다.As a feature of the method of the present invention, the crankshaft W 3 trimmed in the trimming step 5 is placed on the pedestal 9 so that its weight is provided under the pedestal 9. Is metered by 12). This measure can be replaced by the amount of mold wear of the forging die. In other words, the increase in the measured value indicates that the mold forging of the forging die during forging is severe and the weight of the crankshaft W 3 is increased. Therefore, the weight of the crankshaft W 3 is measured. It is also possible to indirectly measure the amount of die wear in forging dies. The weighed value of the weighed crankshaft W 3 is fed back to the CPU (central processing means) 13, where it is compared with a reference value of the weight of the metal material W 2 stored in advance in the CPU 13, An operation correction signal is input to the CU (control means) 14 which controls the operation of the cylinder 15. The oil cylinder 15 is operated and controlled by the CU 14 to adjust the amount of protrusion of the stopper 16 formed at the tip of the piston rod 15a of the oil cylinder 15. Thereby, the end part of the rod-shaped body W l supported by the work support 17 is positioned, and the rod-shaped body W 1 is predetermined dimension by the cutting knife 18 arranged above and below. By cutting with a control to change the weight of the metal material (W 2 ) provided in the next forging.

그리고, 이 중량제어된 금속소재(W2)는 중량체커(중량계측수단)(19)에 의해 중량이 체크된다. 그리고, 체크데이터가 CU(제어수단)(20)을 경유해서 상기 CPU(13)에 입력되어, 상기 다음회의 단조에 제공되는 금속소재(W2)가 소정치수로 절단되어 있는지 없는지, 즉 금속소재(W2)의 중량이 소정중량으로 설정되어있는지 아닌지의 확인을 행한다.The weight-controlled metal material W 2 is then checked for weight by a weight checker (weight measuring means) 19. Then, the check data is input to the CPU 13 via the CU (control means) 20, so that the metal material W 2 provided for the next forging is cut to a predetermined dimension, that is, the metal material It is checked whether or not the weight of (W 2 ) is set to a predetermined weight.

이와같이, 본 실시예에서는, 트리밍후의 크랭크축(W3)의 중량을 계량기(12)에 의해 계량하고, 이 계량치에 의거해서 다음회의 단조에 제공되는 금속소재(W2)의 절단치수(중량)를 제어하기 때문에, 크랭크축(W3)단조후의 플래쉬량을 단조금형의 금형마모량의 증감에 상관없이 항상 일정량으로 설정할 수 있고, 이에 의해서 예를들면 단조횟수가 적은 단계에 있어서도, 상기 플래쉬량의 증대를 억제하여 코스트의 저감화를 도모하고, 또한 금속소재(W2)에 대한 단조금형의 플래쉬랜드의 저항증대를 억제해서 금형수명의 연명화를 도모할 수 있다. 또한, 예를들면 온간단조때에 있어서의 금속소재(W2)의 온간단조에 소요되는 가열에너지의 저감화도 도모할 수 있다.As described above, in this embodiment, the weight of the crankshaft W 3 after trimming is measured by the meter 12, and the cut dimension (weight) of the metal material W 2 that is provided for the next forging based on this metering value. ), The amount of flash after the crankshaft (W 3 ) forging can always be set to a constant amount regardless of the increase or decrease of the amount of die wear of the forging die, whereby for example, even in a step where the number of forging times is small, It is possible to reduce the increase in the cost, reduce the cost, and increase the resistance of the flashland of the forging die against the metal material (W 2 ), thereby extending the life of the mold. In addition, for example, the heating energy required for the warm forging of the metal material W 2 in the warm forging can be reduced.

또한, 상기 실시예에서는, 트리밍후의 크랭크축(W3)의 중량을 계측하도록 하였으나, 금속소재(W2)를 단조한 후의 단조금형의 금형마모량을 직접 측정하고, 이 측정정보에 의거해서 다음회의 단조에 제공되는 금속소재(W2)의 중량을 변경하도록 제어하게 하는 것도 채용가능하다. 그러나, 이 방법에서는, 복수개의 단조품을 연속적으로 단조하는 경우에 있어서는 측정하기 어렵고, 상기 실시예에 의한 방법쪽이 하기 쉽다고 하는 장점이 있다.Further, in the above embodiment, the weight of the crankshaft W 3 after trimming was measured, but the amount of die wear of the forging die after forging the metal material W 2 was measured directly, and based on the measurement information, It is also possible to employ a control to change the weight of the metal material W 2 provided in the forging. However, this method has an advantage of being difficult to measure in the case of continuously forging a plurality of forged products, and easy to do by the method according to the above embodiment.

또, 상기 실시예에서는, 금속소재(W2)의 중량을 설정하는데, 절단길이를 바꾸도록 하고 있으나, 단조금형의 금형마모량에 따라서 금속소재(W2)를 직경이 다른 것으로 바꾸도록 하는 것도 채용가능하다.In the above embodiment, the weight of the metal material W 2 is set to change the cutting length. However, the metal material W 2 may be changed to a different diameter depending on the amount of die wear of the forging die. It is possible.

또, 상기 실시예에서는, 소정중량의 금속소재(W2)를 얻을 수 있도록 막대형상체(W1)의 끝부분을 위치결정하는 수단으로서 오일실린더(15)를 사용하고 이 오일실린더(15)의 피스톤로드(15a) 선단부에 형성되고 있는 스토퍼(16)의 돌출량을 조정하도록 하였으나, 모우터등의 작동에 의해 막대형상체(W1)의 끝부분을 위치결정하도록 해도 된다.In the above embodiment, the oil cylinder 15 is used as the means for positioning the end of the rod-shaped body W 1 so as to obtain the metal material W 2 having a predetermined weight. Although the protrusion amount of the stopper 16 formed at the tip end of the piston rod 15a is adjusted, the end of the rod-shaped body W 1 may be positioned by operation of a motor or the like.

이상 설명한 바와같이, 본 발명 방법에 의하면, 금속소재를 단조한 후의 단조금형의 금형마모량을 측정하고, 이 측정정보에 의거해서 다음회의 단조에 제공되는 금속소재의 중량을 변경하도록 제어하므로, 단조품단조후의 플래쉬량을 상기 단조금형의 금형마모량의 증감에 상관없이 항상 일정량으로 설정할 수 있다. 따라서, 예를들면 단조횟수가 적은 단계에 있어서도, 상기 플래쉬량의 증대를 억제해서 코스트의 저감화를 도모할 수 있다. 또, 금속소재에 대한 단조금형의 플래쉬랜드의 저항증대를 억제해서 금형수명의 연명화를 도모할 수 있다. 또한, 예를들면 온간단조때에 있어서의 금속소재의 온간단조에 소요되는 가열에너지의 저감화까지도 도모할 수 있다.As described above, according to the method of the present invention, the amount of die wear of the forging die after the forging of the metal material is measured and controlled to change the weight of the metal material provided for the next forging based on the measurement information. The subsequent flash amount can always be set to a constant amount irrespective of the increase or decrease of the mold wear amount of the forging die. Therefore, for example, even in a step where the number of forging times is small, the increase in the flash amount can be suppressed and the cost can be reduced. In addition, the increase in resistance of the flash land of the forging die to the metal material can be suppressed, and the die life can be extended. Further, for example, the heating energy required for the warm forging of the metal material in the forging can be reduced.

Claims (3)

금속소재를 단조하는 방법에 있어서, 상기 금속소재를 단조한 후의 단조금형의 금형마모량을 측정하고, 이 측정정보에 의거해서 다음회의 단조에 제공되는 금속소재의 중량을 변경하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 단조방법.A method of forging a metal material, characterized by measuring the amount of mold wear of the forging die after forging the metal material, and controlling to change the weight of the metal material provided for the next forging based on the measurement information. Forging method. 제1항에 있어서, 단조금형의 금형마모량을 측정하는 공정이, 플래쉬(버어)제거를 행한 후의 단조품의 중량을 측정하는 공정인 것을 특징으로 하는 단조방법.The forging method according to claim 1, wherein the step of measuring the amount of die wear of the forging die is a step of measuring the weight of the forged product after flash removal. 제1항 또는 제2항에 있어서, 금속소재의 중량을 변경하도록 제어하는 공정이, 금속소재의 절단치수를 제어하는 공정인 것을 특징으로 하는 단조방법.The forging method according to claim 1 or 2, wherein the step of controlling the weight of the metal material is a step of controlling the cutting dimension of the metal material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101129138B1 (en) * 2005-08-24 2012-03-23 현대중공업 주식회사 Width controllable inserting die for forging crankshaft

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101129138B1 (en) * 2005-08-24 2012-03-23 현대중공업 주식회사 Width controllable inserting die for forging crankshaft

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