포밍이란? 성형 공정의 종류 [Notes &PDF]

성형 공정의 종류

성형 공정은 두 그룹으로 분류됩니다. 벌크 성형 및 판금 성형 .

또한, 위의 레이아웃에서 볼 수 있듯이 성형 공정의 세부 분류.

이제 모든 유형에 대해 자세히 알아보겠습니다.

#1. 대량 성형

벌크 성형은 표면적이 부피 비율보다 작은 제품을 대량으로 생산하는 방법입니다. .

여기에서 가공을 수행하기 위해 인장력, 압축력, 전단력 또는 이 둘의 조합이 처리됩니다.

일련의 도구와 다이가 있는 기계에서 수행됩니다. 도구와 다이 자체를 사용하면 다이가 생산할 출력과 동일한 모양을 갖고 있으며 도구를 다이에 눌러 재료에 모양을 생성한다는 것을 이해하게 됩니다.

벌크 성형은 압연, 단조, 압출 및 드로잉이라는 공정을 작업 공정으로 포함합니다.

1.1 롤링

압연은 봉, 판재, 판재 등의 반제품과 앵글, U자형, 프로파일 등의 완제품을 제조하는 데 사용되는 대표적인 성형 공정입니다. 롤링은 뜨겁거나 차갑게 할 수 있습니다.

이 과정에서 슬래브 형태의 빌렛은 반대 방향으로 회전하는 두 개의 롤 사이에서 압축되어 빌렛의 두께를 줄이고 새로운 형태로 제작합니다. 회전하는 롤러는 슬래브를 공간으로 끌어당겨 압축합니다. 최종 제품은 빌릿의 축소된 크기입니다.

다양한 압연기는 다양한 성형품을 생산하기 위해 시간이 지남에 따라 발전해 왔습니다. 각각은 아래에 설명되어 있습니다.

1.2 2단 압연기

Two-High Rolling Mill은 2개의 수평 롤이 다른 롤 위에 쌓인 3개의 별도 스탠드로 구성됩니다.

이 유형의 밀에서는 하나 또는 두 개의 롤러를 조정할 수 있습니다. 금속은 작동 중에 동일한 속도로 회전하지만 다른 방향으로 회전하는 두 개의 롤러 사이를 통과합니다.

1.3 3단 압연기

Three-High Rolling Mill의 경우 하나의 롤이 다른 롤 위에 겹쳐져 있는 세 개의 롤이 있습니다. 단일 패스에는 한 번에 두 개의 롤이 사용됩니다. 이 경우 롤 방향은 변경되지 않습니다.

첫 번째 축소에 상단 2개의 롤이 사용되면 시트는 추가 축소를 위해 하단 2개의 롤로 재배치됩니다. 이 주기는 원하는 감소가 달성될 때까지 반복됩니다.

1.4 4단 압연기

Four-High Rolling Mill은 두께를 줄이는 데 사용되는 두 개의 작은 롤과 작은 롤을 지지하는 데 사용되는 두 개의 큰 백업 롤로 구성됩니다.

롤이 짧은 경우 롤 시트의 접촉 면적이 줄어들기 때문에 필요한 롤 힘이 낮아집니다.

작은 롤 사이를 지날 때 작은 롤의 탄성 처짐을 줄이기 위해 큰 지지 롤러가 필요합니다.

1.5 클러스터 밀

Cluster Mill은 2개의 작동 롤과 4개 이상의 백업 롤로 구성됩니다.

필요한 백업 또는 지지 롤의 수는 작업(작은 직경) 롤에 필요한 지지의 양에 따라 결정됩니다. 클러스터 밀은 일반적으로 냉간 압연 작업에 사용됩니다.

1.6 링 롤링

링 압연은 직경이 두꺼운 두꺼운 링 부품을 더 큰 직경의 얇은 링으로 압연하는 성형 방법입니다.

두꺼운 벽의 링이 압축됨에 따라 변형된 재료가 늘어나 링의 직경이 증가합니다.

1.7 단조

단조는 압축 및 인장력이 공작물 또는 빌렛에 적용되어 금형 및 펀치라는 한 쌍의 도구를 사용하여 최종 제품으로 제작되는 벌크 성형 방법입니다.

단조에는 개방형 또는 폐쇄형 다이를 사용할 수 있습니다. 대부분의 경우 개방형 단조는 원재료를 나중에 성형하거나 기계가공에 적합한 모양으로 성형하는 데 사용됩니다.

이 과정에서 빌렛은 두 개의 다이 사이에서 압축됩니다. 다이에는 최종 제품에 생성될 모양의 윤곽이 포함되어 있습니다. 한 쌍의 다이 사이에서 Billet을 압축하면 Billet에 형상이 부여되어 최종 제품이 됩니다.

1.7.1 개방형 단조

인출, 솎아내기 등과 같은 작업의 경우 개방형 단조는 한 쌍의 평평한 다이로 수행됩니다.

개방형 단조는 다양한 산업 분야에서 필수적인 기술입니다.

그것은 금속, 특히 강철 및 강철 합금의 거칠고 마무리 모양을 가능하게 합니다. 타격 시 공작물이 측면으로 자유롭게 움직일 수 있도록 측면이 열린 다이가 필요합니다. 이 디자인은 또한 매우 큰 공작물을 단조할 수 있습니다.

1.7.2 폐쇄형 단조

폐쇄형 다이 단조는 두 개의 성형 다이 사이에 생성된 공동으로 원료 빌렛을 압축하여 수행됩니다.

다이 캐비티의 모양은 제품을 성형하여 얻을 수 있습니다. 폐쇄형 다이포밍은 밸브 부품, 펌프 부품, 소형 기어, 커넥팅 로드, 스패너 및 기타 품목을 만드는 데 사용됩니다.

1.7.3 코인화

코이닝 공정은 엠보싱 펀치에서 독특한 모양을 부여하기 위해 원료 표면에 압축 응력을 가하는 것입니다.

인쇄된 금속 동전과 메달이 그 예입니다.

1.7.4 인상 단조

Impression Die Forging에서 금형 표면은 압축하는 동안 공작물에 전달되는 형태를 가지므로 금속 흐름을 크게 제한합니다. 다이 인상 외부에 추가로 왜곡된 재료를 플래시라고 합니다. 이것은 나중에 제거됩니다.

인상형 단조는 공차가 엄격한 제품을 생산할 수 없습니다.

필요한 정확도를 얻으려면 일반적으로 기계 가공이 필요합니다.

단조 공정은 제품의 기본 형상을 생성하며, 구멍 및 나사산과 같이 정밀 마무리가 필요한 부품에 추가 가공이 수행됩니다.

1.7.5 플래시 덜 단조

플래시 없는 단조 기술에서, 플래시 없는 단조에서 공작물은 금형 내에서 완전히 제한되고 플래시가 생성되지 않습니다. 초기 사용되는 공작물의 양은 다이 캐비티의 부피와 일치하도록 정밀하게 관리되어야 합니다.

이 플래시 없는 단조 기술은 요구에 따라 Al, Mg 및 이들의 합금과 같은 가공 재료뿐만 아니라 기본 및 대칭 부품 형상을 만드는 데 적합합니다.

1.7.6 롤 단조

롤 단조는 완성품의 원하는 모양과 관련하여 일치하는 홈이 있는 대향 롤러 세트를 통과하여 원통형 또는 직사각형 막대의 단면을 줄이는 데 사용되는 성형 방법입니다. 압연과 단조를 병행하기도 하지만 단조공정으로 분류된다.

이 과정에서 롤러는 변형 정도에 따라 부분적으로 회전합니다. 롤 단조 제품은 동일한 품목의 가공에 비해 더 강하고 필요한 입자 구조를 갖는 경우가 많습니다.

1.7.7 궤도 단조

Orbital Forging에서는 동시에 압연되어 작업물에 밀어 넣어지는 원뿔 모양의 상단 다이에 의해 이 방법의 재료에 모양이 부여됩니다. 하부 다이는 작업을 지원하는 데 사용됩니다.

원뿔의 경사진 축으로 인해 성형 공정의 어느 지점에서나 공작물 표면의 아주 작은 부분만 압착됩니다.

높은 다이가 회전함에 따라 압축 원 아래 영역. 성형의 모든 단계에서 부분 변형 접촉으로 인한 프레스 하중 요구량이 크게 감소합니다.

1.7.8 등온 단조

등온 단조는 성형 과정에서 작업을 고온으로 유지하는 열간 단조 기술입니다. 단조 금형도 마찬가지로 동일한 고온에서 유지됩니다. 차가운 다이 표면과 접촉하는 작업의 차가움을 제거하여 금속이 더 쉽게 흐르고 필요한 노력이 줄어듭니다.

이 기술은 기존의 단조보다 비용이 많이 들고 일반적으로 Ti, 초합금 및 복잡한 구성 요소 형태와 같이 위조가 어려운 금속에 사용됩니다. 다이 재료의 빠른 산화를 방지하기 위해 작업은 진공 또는 불활성 환경에서 수행됩니다.

1.8 압출

압출은 원하는 단면 모양을 생성하기 위해 다이 구멍을 통해 작업 금속을 강제 또는 압축하는 것과 관련된 벌크 성형 절차입니다.

압출은 일반적으로 두 가지 작업 방식으로 배포됩니다. 하나는 직접 또는 정방향 압출이고 다른 하나는 간접 또는 역방향 압출입니다.

1.8.1 직접 또는 정방향 압출

직접 압출에서는 금속 빌렛이 먼저 컨테이너에 로드됩니다. 용기에는 윤곽선 모양의 다이 구멍이 있습니다. 그런 다음 숫양을 사용하여 금속 빌렛을 다이 구멍으로 밀어 넣어 제품을 생산합니다.

압출 제품에는 튜브, 캔, 컵, 소형 기어, 샤프트 등이 포함됩니다.

빌릿의 일부는 항상 모든 압출의 끝에 남아 있으며 맞대기라고 합니다.

1.8.2 간접 또는 역방향 압출

다이는 컨테이너에 장착되는 대신 램에 장착됩니다. 금속은 램에 의해 압축될 때 램의 움직임과 반대 방향으로 램 면의 다이 구멍을 통해 흐릅니다.

Billet과 Container 사이에 상대적인 운동이 없기 때문에 접촉시 마찰이 없고 따라서 ram force가 직접 압출보다 작습니다.

1.9 와이어 드로잉:

와이어 드로잉 공정은 막대에서 직경을 줄이고 인장력으로 길이를 늘려 작은 직경의 와이어를 만드는 데 사용됩니다.

와이어 드로잉은 악보를 만드는 데 사용됩니다. 튜브 드로잉을 사용하여 이음매 없는 튜브를 만들 수 있습니다.

이 과정에서 막대나 막대를 다이 구멍을 통해 당겨 원하는 두께의 와이어를 형성하여 단면적을 줄입니다.

2. 충격 압출

충격 압출은 항상 차가운 형태로 수행됩니다. 후방 충격 압출은 매우 얇은 벽을 허용합니다. 예를 들어, 치약 튜브 또는 배터리 상자 제조.

더 빠른 속도와 더 짧은 스트로크로 수행됩니다. 압력을 가하는 대신 충격 압력을 사용하여 다이를 통해 빌렛을 압출합니다. 그러나 충격은 전방 또는 후방 압출 또는 이 둘의 조합으로 수행할 수 있습니다.

2.1 정수압 압출

정수압압출기법에서 빌릿은 공정 중 용기 내부의 유체로 둘러싸여 있으며 유체는 램의 전진운동에 의해 압력을 받습니다. 유체로 인해 용기 내부의 마찰이 없고 다이 구멍에서의 마찰이 최소화됩니다. 고온에서 작업하는 동안 특수 유체 및 방법을 사용해야 합니다.

재료의 연성은 재료에 정수압이 있고 마찰이 없을 때 증가합니다. 결과적으로 이 접근 방식은 기존의 압출 절차에 너무 취약한 금속에 활용될 수 있습니다.

이 방법은 큰 감소율을 생각할 수 있는 연성 금속에 사용됩니다.

#2. 판금 성형

판금 성형에는 일련의 도구를 사용하여 원하는 가능한 모양으로 시트, 판 및 스트립을 제작하기 위해 인장 및 전단력을 적용하는 작업이 포함됩니다. 펀치와 다이는 제작 과정에서 도구로 사용됩니다.

판금 성형은 작업과 관련이 있습니다. Bending, Drawing, Shearing, Blanking, Punching을 통해 재료를 생산합니다.

시트 성형 방법은 Deep Drawing, Cutting, Bending, Hemming, Flanging, Curling, Stretch Forming/Stretching, Stamping과 같은 소성 시트 변형 기술을 사용합니다.

2.1 딥 드로잉:

딥 드로잉은 판금의 두께를 변경하지 않고 인장 및 압축력을 사용하여 판금을 속이 빈 컵으로 만드는 판금 공정입니다.

이 과정에서 시트를 다이 개구부 위에 놓고 펀치로 밀어 넣습니다. 블랭크 홀더는 다이 표면에서 시트를 평평하게 유지하는 데 사용됩니다.

대부분의 경우 해당 부품을 생성하는 데 필요한 변경이 상당합니다(드로잉 비율이 매우 높음). 이러한 경우 부품의 완전한 성형을 위해서는 두 번 이상의 딥 드로잉 단계가 필요합니다.

그리기 작업을 완료하는 데 필요한 추가 그리기 단계를 다시 그리기라고 합니다.

2.2 시트 굽힘:

시트 굽힘은 직선 축 주위의 금속 변형으로 정의됩니다. 중립면의 내부 모서리에 있는 금속은 압축되는 반면 중립면의 외부 모서리에 있는 금속은 굽힘 작업 중에 늘어납니다. 판금의 두께는 굽힘의 결과로 변하지 않습니다.

2.3 스트레칭 또는 스트레칭 성형:

스트레치 성형은 판금을 의도적으로 늘리고 구부림과 동시에 모양을 변경하는 판금 성형 공정입니다.

시트는 턱이나 드로우 비드로 양쪽 끝을 잡고 펀치로 늘려 시트에 항복 강도 이상으로 응력을 가하고 원하는 모양으로 가공합니다.

변형이 풀릴 때 금속이 소성 변형되었습니다. 스트레칭과 굽힘의 결합된 충격으로 인해 부품의 스프링 백이 낮아집니다.

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