성형 과정:재료의 성형 작업 | 제조 과학

다양한 기본 성형 작업 각각에 대한 간략한 설명과 분석을 제공했습니다. 독자가 이제 이러한 프로세스, 특히 관련된 역학에 대한 아이디어를 얻었기를 바랍니다. 그러나 이러한 프로세스에는 크고 작은 변형이 많이 있습니다. 이 기사에서는 관련 기술 측면과 함께 이들 중 일부에 대해 논의할 것입니다.

성형 과정:재료의 성형 작업

작업 번호 1. 롤링 :

한 번에 최종 단면을 얻는 것은 거의 불가능합니다. 일반적으로 롤링은 연속적인 방식으로 서로 다른 폴링 장비를 사용하여 여러 패스로 수행됩니다. 전체 상점을 일반적으로 압연기라고 합니다. 평평한 스트립을 롤링할 때 동일한 롤 쌍을 사용하여 연속 단계를 수행할 수 있습니다.

상단 롤은 일반적으로 각 패스 후 간격을 제어하기 위해 조정됩니다. 광범위한 재료 취급 문제를 피하기 위해 롤 회전 방향을 반대로 하는 기능을 제공하는 것이 바람직합니다. 결과적으로 공작물은 연속적인 패스로 앞뒤로 움직입니다. 때로는 3단 압연기를 사용하여 공간을 최적화할 수 있습니다.

열간 압연 중에는 작업이 계속 냉각되므로 시간 경과를 최소화해야 합니다. 이것은 압연기의 레이아웃에서 주요 고려 사항 중 하나여야 합니다. 일반적으로 지원 롤을 제공하여 작업 이동이 용이합니다. 작업이 충분히 길고 유연하다면 3단 압연기는 첫 번째 패스가 완료되기 전에도 두 번째 패스를 공급하기 위한 일부 장치를 제공할 수 있습니다. 이것은 일반적으로 루핑 밀로 알려진 것에 의해 달성됩니다.

루핑은 리피터라고 하는 구부러진 튜브나 홈통을 사용하여 기계적으로 수행할 수 있습니다. 하나의 롤 패스가 다른 롤 패스에 인접하도록 압연 장비를 적절하게 배치함으로써 유연하고 긴 작업을 위해 연속 다중 패스 압연을 수행할 수도 있습니다.

일반적으로 드래프트로 알려진 특정 면적 감소에 대해 롤을 구부리는 경향이 있는 롤 분리력은 식 (3.20)에 의해 주어진 롤 반경 R에 따라 선형으로 증가합니다.

따라서 대형 드라이브 롤을 사용하여 롤의 굽힘 처짐을 매우 효과적이고 경제적으로 제어할 수 없습니다. 롤 처짐을 줄이는 더 좋고 경제적인 방법은 백킹 롤을 사용하는 것입니다.

이 그림에서는 받침 롤을 사용하는 두 가지 다른 방법을 보여줍니다. 롤 분리력은 구동 롤의 반경에 따라 달라지므로 항상 작은 크기로 유지되는 반면 지지 롤에는 강성을 높이기 위해 더 큰 반경이 제공됩니다.

그러나 어느 정도의 롤 굽힘은 불가피하지만 비원통 롤(그림 3.36a)을 사용하면 롤 분리력 아래에서 구부러져 다음을 제공합니다. 롤 사이의 균일한 간격(그림 3.36b). 그림 3.36a에 표시된 롤을 볼록 캠버가 있는 롤이라고 합니다. 캠버가 없는 롤의 경우 압연 스트립의 두께는 그림 3.36c에 설명된 것처럼 중앙에 더 있습니다. 롤이 두껍고 짧은 빔으로 끝에서 단순히 지지되는 것을 고려하면 중앙의 처짐은 다음과 같이 표현될 수 있습니다.

λ₁의 일반적인 값 및 λ₂ 너비가 l인 스트립의 경우 1.0과 0.2이고 너비가 l/2인 스트립의 경우 0.5와 0.1입니다.

압연기에 투입되는 원료는 일반적으로 크기에 따라 블룸 또는 빌렛이라고 하는 직사각형 단면입니다. 압연 후 다른 단면을 얻으려면 작업이 점차적으로 변화하는 형상을 가진 폼 롤을 사용하여 여러 단계를 거쳐야 합니다. 예를 들어 그림 3.37은 정사각형 빌렛에서 원형의 얇은 막대를 생성하면서 두 롤 사이의 간격 형상이 어떻게 변하는지 보여줍니다.

롤은 일반적으로 주강 또는 단조강으로 만들어집니다. 합금 주철은 때때로 비용을 낮추기 위해 사용됩니다. 분명히 더 비싼 특수 합금강을 사용하여 우수한 강도 및 강성 특성을 얻을 수 있습니다. 핫롤은 거칠게(때로는 노치가 있음) 작업에 좋은 물기를 제공하는 반면, 콜드 롤은 최종 제품에 좋은 마무리를 제공하기 위해 미세한 표면을 제공하기 위해 연마됩니다.

압연의 주요 매개변수는 - (i) 온도 범위(열간 압연에서), (ii) 압연 속도 일정 및 (iii) 다양한 패스에 대한 감소 할당을 포함합니다. 이 모든 것이 차례로 제품의 치수 정확도와 물리적 및 기계적 특성에 영향을 미칩니다.

작업 번호 2. 단조 :

기본 단조 작업에는 다양한 변형이 있으며 가장 일반적으로 시행되는 방법은 다음과 같습니다.

(i) Smith Forging:

Smith 단조는 아마도 가장 오래된 금속 가공 공정일 것입니다. 여기에서 열간 공작물은 휴대용 도구와 망치를 사용하여 원하는 모양을 제공합니다. 요즘에는 전동 망치를 사용하여 반복 타격을 가합니다. 모루와 망치는 대부분 평평하며 두드리는 사이의 작업을 조작하여 원하는 모양(물론 제한된 종류만 있음)을 얻습니다.

(ii) 드롭 단조:

낙하 단조에서는 충격 하중(블로우)이 공작물에 가해져 폐쇄형 다이의 두 반쪽이 형성하는 캐비티를 위한 금속 흐름을 유발합니다. 완전한 충전을 위해 일반적으로 과량의 재료가 제공됩니다. 이 초과 재료는 원주 방향으로 흘러나와 플래시를 형성하고 나중에 트리밍됩니다. 제품 형상이 복잡한 경우 최종 형태를 얻기 위해 금형 세트가 필요할 수 있습니다.

(iii) 프레스 단조:

프레스 단조는 반복적인 타격 대신 점진적인 힘을 가합니다. 그러나 작업의 복잡성에 따라 최종 제품을 얻기 위해 금형 세트가 필요할 수 있습니다. 여기에서 다이의 두 반쪽을 정렬하는 것이 드롭 단조보다 문제가 덜한 것이 분명합니다. 한 번의 스트로크로 작업이 완료되기 때문에 공기와 여분의 다이 윤활유가 빠져나갈 수 있도록 준비해야 합니다.

(iv) 혼란스러운 단조:

대부분의 경우 작업의 일부만 위조하면 됩니다. 일반적인 예는 막대의 한쪽 끝에서 볼트 머리를 단조하는 것입니다. 이러한 국부적인 단조 작업은 일반적으로 업셋팅으로 알려져 있습니다. 업세팅 작업은 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이 폐쇄 및 개방 둘 다일 수 있다. 각각 3.38a 및 3.38b. 분명히 이 작업에는 스톡 바의 길이 방향 압축이 포함됩니다.

따라서 좌굴을 방지하기 위해 지지되지 않는 단조 길이와 관련하여 다음 규칙을 준수합니다.

(a) 열린 작업에서 지지되지 않은 부분의 길이(l)는 작업의 직경인 d인 3d를 초과해서는 안 됩니다.

(b) l이 3d를 초과하면 다이 직경 D ≤ 1.5d로 폐쇄 작업을 수행해야 합니다.

(c) 닫힌 작업 중에 지지되지 않은 길이가 다이 캐비티(그림 3.38c)를 넘어 l₁만큼 확장되는 경우 , l₁ ≤ 라.

(v) 스웨이징:

스웨이징은 성형 다이의 반경 방향 움직임으로 반복 타격을 얻는 충격 단조의 특별한 변형입니다. 이 작업은 일반적으로 막대와 튜브의 직경과 테이퍼를 줄이는 데 사용됩니다.

(vi) 롤 단조:

전조 단조는 두 개의 평행한 샤프트에 의해 고정된 두 개의 반원형 홈이 있는 롤로 수행됩니다. 이 공정은 막대의 직경을 줄이는 데 사용됩니다. 가열된 공작물은 열린 위치에서 다이 사이에 배치됩니다. 롤의 반 회전 후 공작물이 롤아웃됩니다. 그런 다음 더 작은 홈에 넣고 원하는 치수가 될 때까지 작업을 계속합니다.

다이는 단조 작업의 가장 중요한 구성 요소 중 하나이므로 공정의 성공은 다이의 설계에 크게 좌우된다는 것은 분명합니다.

단조 금형의 기본 기능은 다음과 같습니다(그림 3.41 참조).

(i) 모서리 주변의 금속 흐름을 쉽게 하려면 항상 적절한 필렛 반경을 제공해야 합니다. 이것은 또한 과도한 다이 마모 및 모서리 근처의 금속 파손을 방지하는 데 도움이 됩니다.

(ii) 몰딩 패턴과 마찬가지로 여기에서도 모든 수직 표면에 적절한 구배를 주어 금형에서 작업을 쉽게 제거할 수 있도록 해야 합니다.

(iii) 이미 언급했듯이 다이 가장자리 주변에는 플래시라고 하는 과잉 재료를 수용할 수 있는 공간이 제공되어야 합니다. 이 플래시를 받으려면 플래시 거터를 제공하는 것이 좋습니다.

열간 단조에서 단조 제품은 일반적으로 후속 전체 마무리 작업을 거치지 않기 때문에 금형 치수에는 수축 허용량(냉각 후 제품의 수축을 보상하기 위해)이 포함되어야 합니다. 단조 금형은 일반적으로 높은 작업 부하를 받기 때문에 고 또는 중 탄소 합금강으로 만들어집니다. 경도(R_c ) 다이의 범위는 일반적으로 45-60입니다.

작업 번호 3. 그림:

드로잉 작업은 주로 막대와 와이어의 직경을 줄이는 데 사용됩니다. 드로잉 속도는 큰 직경의 경우 10m/min에서 매우 가는 와이어의 경우 1800m/min까지 다양합니다. 작업을 시작하기 위해 스톡의 시작 끝이 다이에 쉽게 들어갈 수 있도록 더 작은 직경으로 스웨이징됩니다.

또한 충격 동작을 방지하기 위해 작업이 느린 속도로 시작됩니다. 큰 감소에서 작업은 여러 패스로 수행될 수 있습니다. 지속적인 냉간 가공으로 인해 충분한 열이 발생하기 때문에 금형을 물로 냉각해야 할 수 있습니다. 간혹 드로우 다이를 통해서도 튜브를 뽑는 경우가 있는데 이 경우 작업을 싱킹(sinking)이라고 합니다.

일반적으로 대형 다이는 고탄소 또는 고속 강철로 만들어지는 반면 텅스텐 카바이드는 중간 크기 다이에 사용됩니다. 가는 와이어를 그리기 위해 다이는 다이아몬드로 만들어집니다.

작업 번호 4. 딥 드로잉:

딥 드로잉 프로세스의 역학에 대한 설명을 보면 판금을 다이에 최대한 끌어들이려고 시도해야 함을 알 수 있습니다. 이것은 컵 벽의 얇아짐을 최소화하는 데 도움이 됩니다. 결과적으로, 블랭크의 외부 둘레가 감소하여 압축 후프 응력을 유발하고 한계를 초과하면 컵 플랜지의 플라스틱 주름이 발생할 수 있습니다. 이러한 주름은 나중에 다림질할 수 없지만 블랭크 홀더를 사용하면 피할 수 있습니다.

그러나 블랭크 홀더의 과도한 압력으로 인해 재료가 다이에 쉽게 그려지지 않습니다. 드로잉 비율(r_j로 정의됨)인 경우 / r_d ) 1.2 이하이면 블랭크 홀더 없이도 작업이 가능합니다. 그림 3.43과 같이 블랭크와 다이 프로파일의 두께에 따라 더 높은 드로잉 비율 값을 얻을 수 있습니다.

블랭크 직경과 최종 컵 직경의 비율이 너무 크면 작업이 한 단계 이상 수행됩니다. 첫 번째 작업 이후의 연속적인 그리기 작업을 다시 그리기라고 합니다. 그림 3.44a와 3.44b는 두 가지 일반적인 다시 그리기 작업을 보여줍니다. 그림 3.44b에 표시된 작업을 역 다시 그리기라고 합니다. 이 작업에서 처음에 꺼낸 컵이 뒤집어지기 때문입니다. 이 작업은 기존의 다시 그리기 작업보다 더 가혹한 재료 작업을 포함하는 것으로 보입니다.

그러나 실제 상황은 지금 설명하는 것과 정반대입니다. 기존의 다시 그리기(그림 3.44a)에서 재료는 블랭크 홀더와 다이 코너 주변에서 반대 방향으로 구부러집니다. 반면에, 역 도면에서(그림 3.44b); 재료는 외부 및 내부 다이 모서리를 따라 한 방향으로만 구부러집니다. 극단적인 경우, 그림 3.44c와 같이 다이에 둥근 모서리가 제공될 수 있으며, 그 결과 재료가 덜 심하게 작업됩니다.

초기 작업 중에 약간의 변형 경화가 발생하므로 일반적으로 다시 그리기 작업을 시작하기 전에 (연성을 복원하기 위해) 어닐링을 권장합니다.

일반적으로 금속의 흐름은 작업물 전체에 걸쳐 균일하지 않으며 대부분의 경우 불필요한 금속을 제거하기 위해 그려진 부분을 다듬어야 합니다. 이러한 트리밍은 수동 작업 또는 별도의 트리밍 다이를 사용하여 수행할 수 있습니다.

펀치에서 작업을 제거하려면 드로우 다이의 아래쪽에 약간의 홈을 가공하여 수행할 수 있습니다. 리턴 스트로크 동안 펀치 압력이 컵에서 제거됩니다. 결과적으로 당겨진 컵이 뒤로 튕겨져 나오는 경향이 있습니다. 이 동작으로 인해 리세스는 위쪽으로 스트로크하는 동안 인발된 컵이 펀치와 함께 움직이는 것을 방지합니다.

작업 번호 5. 굽힘:

우리가 제공한 굽힘 작업의 분석은 모서리가 판금으로 생산되어야 하는 경우에만 적용할 수 있습니다. 그러나 이 작업을 통해 더 복잡한 모양을 얻을 수도 있습니다. 일반적으로 이러한 작업에는 하나 이상의 단계가 필요할 수 있습니다. 복잡한 모양을 만들기 위해 일련의 윤곽이 있는 롤을 사용하여 굽힘 작업이 연속적으로 수행됩니다. 유휴 롤러는 이러한 형상을 생산하는 동안 측면에서 작업을 누르는 데 필요할 때 사용됩니다.

튜브 및 기타 속이 빈 부분은 와이퍼 롤을 사용하여 폼 블록 주위에 작업을 감아 구부릴 수도 있습니다. 와이퍼 롤의 곡률이 일정할 경우 제작하고자 하는 곡률의 중심에 힌지 결합될 수 있습니다. 그림 3.48은 이러한 튜브를 구부리는 작업을 설명합니다. 내부 공간을 모래와 같은 충전재로 채워 튜브가 무너지는 것을 방지할 수 있습니다. 튜브 벤딩 작업을 설명하는 다이어그램입니다.

작업 번호 6. 돌출:

압출은 가장 가능성 있고 유용한 금속 가공 공정 중 하나이며 적용 모드에서 많은 변형이 있습니다. 고온 및 저온 조건 모두에서 수행할 수 있습니다. 열간 압출은 작업 부하(특히 고강도 재료의 경우)를 줄이는 데 도움이 되지만 냉각 배열 및 빠른 다이 마모와 같은 더 많은 문제를 야기합니다.

이미 제시한 단순 전방 압출 공정에 대한 분석에서, 이 직접 공정에서 전체 빌렛이 전진해야 하므로 큰 마찰 손실과 높은 마찰 손실이 발생한다는 것이 분명합니다. 작업 부하. 이러한 높은 작업 부하의 결과로 컨테이너는 높은 반경 방향 응력을 받습니다.

위의 문제는 빌릿이 고정되어 있는 역방향 압출 공정을 사용하여 피할 수 있습니다. 따라서 빌릿과 컨테이너 사이에는 마찰력이 없고 다이-컨테이너 경계면에서만 작용합니다. 후자의 크기는 전방 압출 공정에서 발생하는 마찰력의 크기보다 훨씬 작습니다. 따라서 작업 부하가 감소하고 빌릿 길이와 무관합니다.

관형 섹션은 그림 3.51과 같이 램과 함께 맨드릴을 사용하여 압출할 수도 있습니다. 초기 블랭크 형상에 따라 개방형(그림 3.51a) 및 폐쇄형(그림 3.51b) 최종 제품을 모두 얻을 수 있습니다. 맨드릴은 그림 3.51c에 표시된 것처럼 램 또는 별도의 본체에 고정될 수 있습니다.

박벽 캔은 충격 압출을 사용하여 얻을 수 있습니다. 이 공정은 부드럽고 연성이 있는 재료로 제한되며 일반적으로 추운 조건에서 수행됩니다.

램으로 직접 빌릿에 하중을 가하는 대신 그림 3.53a와 같이 유체 매체를 사용할 수 있습니다. 이 공정을 정수압 압출이라고 합니다. 여기에서 빌릿-컨테이너 인터페이스의 마찰 손실이 제거됩니다.

이 과정을 약간 변형하면 상대적으로 부서지기 쉬운 재료를 압출할 수 있습니다. 이때, 빌릿에 가해지는 큰 정수압과는 별도로, 수용실의 제품은 더 낮은 압력(빌릿에 가해지는 압력의 약 1/2)으로 유지된다. 그림 3.53b에서 볼 수 있듯이 재료는 더 낮은 변형률 구배를 받습니다. 이 과정에서 매우 큰 물체를 생산할 수 있습니다. 그러나 프로세스가 본질적으로 느리기 때문에 적용이 제한됩니다.

단면이 균일하지 않은 복잡한 모양의 작업을 생성하려면 분할 다이가 있는 폐쇄 캐비티 압출을 사용할 수 있습니다. 프로세스는 폐쇄형 다이 단조와 유사하며 그림 3.53c에 나와 있습니다.

모든 빌릿은 일반적으로 산화물 층으로 덮여 있습니다. 정상적인 압출 과정에서 이 산화물 층은 소성 변형 동안 층류가 보장되지 않는 한 제품의 코어로 당겨질 수 있습니다(강도 특성 감소). 작업 부하를 줄일 뿐만 아니라 흐름 층류를 유지하기 위해 빌릿, 다이 및 컨테이너 사이에 윤활제를 사용해야 합니다. 결과적으로 빌릿의 외부 표면은 제품의 스킨을 형성합니다. 표면층을 유지하는 이러한 원리는 이제 논의된 바와 같이 고강도 재료 및 클래드 제품의 열간 압출에도 사용됩니다.

강의 열간 압출 중 빌릿의 온도 범위는 1200-1500°C입니다. 다이는 과도한 마모율을 피하기 위해 더 낮은 온도(약 200°C)에서 유지되어야 합니다. 유리의 점도는 온도에 민감하기 때문에 유리 섬유(또는 분말)는 일반적으로 윤활제로 사용됩니다. 따라서, 다이 표면에서 점도가 높아 다이 마모에 대한 우수한 보호를 제공하고 제품에 유리 스킨(약 0.025mm 두께)의 형성을 촉진합니다. 동시에 빌릿-컨테이너 경계면에서 유리의 점도가 훨씬 낮기 때문에 작업 부하가 감소합니다.

이 피복재 공정의 또 다른 유용한 응용은 예를 들어 우라늄 및 토륨의 방사성 핵연료봉 생산에 있습니다. 막대는 대기 가스에 덜 반응하고 산화 및 기타 유형의 오염으로부터 연료 막대를 보호하는 구리 또는 황동으로 통조림으로 만들어집니다. 빌릿은 클래딩 재료로 만들어진 커버로 준비됩니다.

작업 번호 7. 펀칭 및 블랭킹:

펀칭 및 블랭킹은 금속 스트립의 전단과 관련된 가장 일반적인 판금 작업이지만 – (i) 노칭, (ii) 랜싱, (iii) 슬리팅, (iv) 니블링, (v) 트리밍.

노칭 작업에서는 판금 측면에서 재료가 제거되는 반면, 랜싱은 스크랩을 생성하지 않고 금속을 부분적으로 절단합니다. 랜싱은 종종 탭을 형성하기 위해 굽힘과 결합됩니다. 슬리 팅은 코일 판금을 길이 방향으로 절단하여 더 좁은 스트립을 생성하는 작업입니다.

니블링 작업에서는 외부 경계나 천공된 구멍에서 시작하여 겹치는 노치를 생성하여 판금에서 복잡한 모양을 잘라냅니다. 특별한 도구를 사용하지 않고 작은 치수의 단순 원형 또는 삼각형 펀치가 고정된 위치에서 왕복됩니다. 원하는 절단 모양을 얻기 위해 판금이 안내됩니다. 트리밍은 플랜지 또는 플래시에서 과도한 재료를 제거하는 것을 말합니다.

작업 시간과 비용을 줄이는 데 있어 블랭킹용 다이와 펀치의 설계는 매우 중요한 역할을 합니다. 전형적인 단순한 다이펀치 조합. 펀치와 다이의 정확한 상대 위치는 가이드 포스트 세트의 도움으로 유지됩니다. 스트리퍼는 리턴 스트로크 동안 펀치에서 판금 공작물을 제거하는 데 도움이 되는 반면 스프링이 장착된 푸시오프 핀은 펀치 면에서 블랭크를 제거하는 데 도움이 됩니다. 스트리퍼는 드로잉을 방지하는 블랭크 홀더 역할도 합니다.

공간과 시간을 최적화하기 위해 동일한 어셈블리에서 둘 이상의 다이와 펀치 세트를 사용하여 스트로크에서 둘 이상의 작업을 수행할 수 있습니다(그림 3.56). 이러한 어셈블리는 일반적으로 복합 다이로 알려져 있습니다. 블랭킹 펀치와 다이는 그림 3.56에서 반전된 위치에 있음을 주목해야 합니다. 블랭킹 전에 내부 구멍의 피어싱이 수행되어야 함은 분명합니다. 때로는 드로잉(또는 굽힘)과 블랭킹의 조합이 경제성을 위해 사용되기도 합니다.

위의 상황에서 한 위치에서만 두 가지 이상의 작업이 수행됩니다. 그러나 다른 위치에서 일련의 다이 펀치 요소를 사용하는 것도 가능합니다. 여기에서 각 스테이션에서 하나의 작업이 수행되고 금속 스톡이 다음 스테이션으로 진행됩니다. 따라서 지속적인 작업이 가능합니다. 이러한 다이 어셈블리를 프로그레시브 다이라고 합니다.

블랭킹 작업의 또 다른 중요한 측면은 최적의 레이아웃 설계(네스팅이라고도 함)로 스크랩을 최소화하는 것입니다. 이것은 그림 3.58에 개략적으로 표시되어 있습니다. 레이아웃에 대한 제한은 그림 3.58b에 나와 있습니다. 블랭크의 가장자리와 스트립의 측면 사이의 최소 간격은 g =t + 0.015h로 주어지며, 여기서 t는 스트립의 두께이고 h는 블랭크의 너비입니다.

두 개의 연속적인 공백(b) 가장자리 사이의 간격은 스트립 두께 t에 따라 다릅니다. 표 3.1은 b의 다양한 값을 보여줍니다. 때로는 블랭크에 대한 곡물 흐름의 상대 방향(압연 스트립이 스톡으로 사용되는 경우)이 지정됩니다. 이러한 경우 중첩의 자유도가 거의 상실됩니다.

원형 공백에서는 여러 행을 선택해야만 스크랩을 어느 정도 절약할 수 있습니다.

작업 번호 8. 고에너지 비율 성형 공정:

우리가 논의한 모든 금속 성형 공정에서 기존의 에너지원이 사용됩니다. 이 외에도 화학, 자기, 방전과 같은 에너지원을 사용할 수 있습니다. 이러한 모든 프로세스에서 에너지 흐름 속도는 훨씬 더 높기 때문에 일반적으로 HER(고에너지 속도) 프로세스라고 합니다. 움직이는 물체의 운동에너지는 속도의 제곱에 비례하므로 상대적으로 작은 물체가 고속으로 움직이는 물체가 많은 양의 에너지를 공급할 수 있다.

예를 들어 500kN 용량의 프레스가 0.15m 거리를 이동하면 75kJ의 에너지가 전달됩니다. 무게가 42kN인 망치가 6m/sec의 속도로 공작물을 치면 대략 동일한 양의 에너지가 전달될 수 있습니다. 그러나 무게가 26N에 불과한 해안가는 폭발물에 의해 240m/sec의 빠른 속도로 이동하여 동일한 양의 에너지를 공급할 수 있습니다. 이 원리는 작은 기계와 장비를 만드는 데 사용할 수 있습니다.

이제 우리가 언급한 세 가지 경우의 에너지 방출 속도를 고려해 보겠습니다. 첫 번째 경우의 일반적인 소비 시간은 약 0.5초로 150kW의 전력을 나타냅니다. 드롭 해머는 정지하는 데 약 0.06초가 걸리며 관련된 전력은 1.25MW로 밝혀졌습니다. 폭발 작업은 약 0.0007초 만에 완료되며, 이는 107MW의 전력을 의미한다. 이것은 마지막 케이스가 가장 컴팩트할 뿐만 아니라 가장 강력한 기계가 된다는 것을 나타냅니다. 고속 성형 작업, 즉 폭발 및 방전 성형은 전술한 원리를 기반으로 합니다.

지금 논의 중 세 가지 일반적인 HER 프로세스:

i. 폭발적인 형성 :

그림 3.60은 폭발 성형의 두 가지 방식을 보여줍니다. 둘 다 폭발물을 폭발시켜 유체 매체(보통 물)의 충격파를 생성합니다. 요금.

소형 부품의 경우 협소한 공간에서 충격파면 전체를 사용하는 반면, 큰 물체의 경우 일부만 사용합니다. 분명히 제한되지 않은 작업은 덜 효율적입니다. 그러나 폭발 성형의 불가피한 제어 부족으로 인해 제한된 작업에서 금형 파손의 위험이 더 큽니다.

전형적인 폭발물에는 더 높은 에너지를 위한 TNT와 다이너마이트, 낮은 에너지를 위한 화약이 포함됩니다. 작업물 바로 위에 높은 폭발물을 배치하고 최대 35kN/mm ² 압력 생성될 수 있습니다. 저폭약의 경우 압력이 350N/mm ² 으로 제한됩니다. .

물을 전달 매체로 사용하여 얻은 최대 압력 p는 다음과 같이 계산됩니다.

폭발성 장약과 물의 자유 표면 사이의 거리는
무한한 형태로 격리 거리의 2배 이상이어야 합니다. 그렇지 않으면 많은 에너지가 손실되어 작업 효율성이 떨어집니다. 다양한 유형의 도구를 사용하여 다양한 모양을 만들 수 있습니다. 일반적으로 재료 특성에 대한 공정의 효과는 기존 성형의 효과와 유사합니다.

ii. 전기 유압 성형 :

폭발 대신 스파크 형태의 방전을 사용하여 유체에 충격파를 생성할 수도 있습니다. 이러한 충격파 발생 원리를 이용한 작업을 전기 유압 성형이라고 합니다. 이 공정의 특성은 폭발 성형의 특성과 매우 유사합니다. 커패시터 뱅크는 충전 회로를 통해 충전됩니다. 그 후 스위치가 닫히고 전극 간극 내에서 스파크가 발생하여 커패시터가 방전됩니다.

이 과정의 에너지 수준은 폭발 성형의 에너지 수준보다 낮습니다. 공작물에 대해 발생하는 최고 압력은 (스파크를 통해) 방출되는 에너지 양과 격리 거리의 함수입니다.

iii. 전자기 형성 :

유압 성형에서와 마찬가지로 전자기 성형에서도 전기 에너지는 먼저 커패시터 뱅크에 저장됩니다. 이 에너지는 스위치를 닫아 코일을 통해 방출됩니다. 코일은 자기장을 생성합니다. 이 필드의 강도는 전류 값에 따라 다릅니다. 금속 가공물이 이 자기장(시간에 따라 다름)에 있기 때문에 작업에 전류가 유도되어 자체 자기장을 설정합니다.

이 필드의 방향은 단단히 고정된 코일이 공작물을 다이로 밀어내는 방향입니다. 공작물은 분명히 전기 전도성이어야 하지만 자성일 필요는 없습니다. 코일의 짧은 수명은 이러한 작업의 주요 문제입니다.

작업 번호 9. 주화:

코이닝은 얇은 피삭재에 원하는 두께 변화(측면 구속으로 인해)를 부여하는 폐쇄형 다이 단조 작업입니다. 이름에서 알 수 있듯이 이 프로세스는 코인 및 다이 면의 잘 정의된 인상이 필요한 기타 유사한 물체를 생산하는 데 널리 사용됩니다.

작업 번호 10. 스레드 롤링:

나사형 물체(예:볼트 및 나사)의 대량 생산을 위해 2개의 평평한 왕복 다이(또는 반대 방향으로 회전하는 나사산 롤)를 사용하여 플라스틱을 통해 공작물에 나사산을 얻을 수 있습니다. 흉한 모습. 이것은 기본적으로 롤링 작업이므로 스레드 롤링이라는 이름이 붙습니다.

작업 번호 11. 튜브 피어싱 :

이음매 없는 튜브의 생산은 매우 중요하며 일반적으로 튜브 피어싱 작업으로 이루어집니다. 이 작업에서 단단한 막대 스톡은 반대 방향으로 회전하는 두 개의 경사 롤러를 통해 한쪽 끝의 맨드릴 위로 강제로 흐릅니다. 롤러의 속도와 경사 정도에 따라 이송 속도가 결정됩니다. 이 작업은 뜨거운 상태에서 수행됩니다.

롤이 동시에 압착되고 회전하면 재료가 타원형으로 변형되고 장축을 따라 균열이 발생합니다. 변형된 재료의 추가 회전으로 인해 균열이 확장되어 맨드릴에 의해 최종적으로 모양과 크기가 결정되는 구멍으로 변형됩니다.

작업 번호 12. 회전 :

방적 과정에서 회전면이 있는 물체는 판금에서 생성됩니다. 블랭크는 회전하는 폼 다이에 고정되고 판금 블랭크는 특수 모양의 도구나 롤러를 사용하여 이 다이 위에 놓입니다. 작업 중에 판금이 동시에 얇아지는 경우 이 과정을 전단 방사라고 합니다.

작업 번호 13. 스트레치 포밍 :

판금 굽힘 작업에서 압축 응력은 항상 발생하며 특정 상황에서는 이 응력이 국소 좌굴 또는 주름을 유발할 만큼 클 수 있습니다. 이러한 문제는 작업 중에 금속 스트립을 장력 상태로 유지하여 피할 수 있습니다. 이러한 스트레칭과 굽힘의 동시 과정을 스트레칭 성형이라고 합니다.