일반적으로 사용되는 단조 방법과 그 장점 및 단점

1. 자유 단조

자유 단조는 단조 장비의 상부 및 하부 앤빌 사이에 있는 블랭크에 간단한 범용 공구를 사용하거나 직접 외부 힘을 가하여 블랭크를 변형시켜 원하는 기하학적 형상과 내부 품질을 갖춘 단조품을 얻는 가공 방법을 말합니다.

자유단조는 주로 소량 생산 방식으로 단조품을 제조합니다. 단조 해머와 유압 프레스 등의 단조 장비를 사용하여 원자재를 성형하고 품질이 우수한 단조품을 얻습니다. 자유단조는 열간 단조 방식을 채택합니다.

자유 단조 공정은 기본 공정, 보조 공정 및 마무리 공정으로 구성됩니다.
자유 단조의 기본 공정은 업세팅, 드로잉, 펀칭, 벤딩, 커팅, 트위스팅, 시프팅 및 포징 등으로 구성됩니다. 하지만 실제 생산에서 가장 흔히 사용되는 공정은 업세팅, 드로잉, 펀칭 세 가지입니다.
보조 공정: 턱 압착, 강괴 가장자리 압착, 어깨 부분 절단 등과 같은 사전 변형 공정.
마무리 공정: 단조품 표면의 결함을 줄이는 공정으로, 단조품 표면의 불균일성을 제거하고 형상을 다듬는 것 등이 포함됩니다.

이점:
(1) 단조 유연성이 뛰어나 100kg 미만의 작은 조각도 생산할 수 있고 최대 300톤의 무거운 조각도 생산할 수 있습니다.
(2) 사용된 도구는 간단한 범용 도구입니다.
(3) 단조품의 성형은 블랭크를 다양한 영역에서 점진적으로 변형시키는 것입니다. 따라서 동일한 단조품을 단조하는 데 필요한 단조 장비의 톤수는 다이 단조에 비해 훨씬 작습니다.
(4) 장비의 정밀도 요구 사항이 낮음.
(5) 생산주기가 짧다.

단점:
(1) 생산 효율은 다이 단조보다 훨씬 낮다.
(2) 단조품은 단순한 모양, 낮은 치수정밀도, 거친 표면을 가지고 있습니다.
(3) 노동자는 노동 강도가 높고 높은 기술 수준을 요구합니다.
(4) 기계화와 자동화를 실현하는 것은 쉽지 않습니다.

2. 금형 단조

금형 단조는 특수 금형 단조 장비에서 금형을 이용하여 블랭크를 성형함으로써 단조품을 얻는 단조 방법을 말합니다. 이 방법으로 생산된 단조품은 치수가 정밀하고, 가공 여유가 작으며, 구조가 복잡하고 생산성이 높습니다.

사용하는 장비에 따라 해머 단조, 크랭크 프레스 단조, 평판 단조기 단조, 마찰 프레스 단조 등으로 분류됩니다.
장점:
(1) 생산 효율이 높아짐. 다이 단조 과정에서 금속의 변형은 다이 캐비티 내에서 이루어지므로 원하는 형상을 빠르게 얻을 수 있다.

(2) 복잡한 형상의 단조품을 제작할 수 있습니다.
(3) 금속 유선 분포를 더욱 합리적으로 만들고 부품의 수명을 향상시킬 수 있습니다.
(4) 다이 단조품의 크기가 더 정확하고 표면 품질이 더 좋으며 가공 여유가 더 작습니다.
(5) 금속 재료를 절약하고 절단 작업량을 줄입니다.
(6) 충분한 배치가 있는 경우 부품 비용을 줄일 수 있습니다.

단점:
(1) 다이 단조품의 무게는 일반 다이 단조 장비의 용량에 의해 제한되며 대부분 7kg 미만입니다.
(2) 단조 금형의 제조 주기가 길고 비용이 많이 든다.
(3) 다이 단조 장비의 투자 비용은 자유 단조 프레스보다 크다.

3. 롤 단조

롤 단조는 서로 반대 방향으로 회전하는 부채꼴 모양의 다이 한 쌍을 사용하여 빌릿을 소성 변형시켜 원하는 단조품 또는 단조 빌릿을 얻는 단조 공정을 말합니다.

롤 단조 변형은 복잡한 3차원 변형입니다. 변형되는 재료의 대부분은 길이 방향으로 흘러 빌릿의 길이를 증가시키고, 소량의 재료는 측면으로 흘러 빌릿의 폭을 증가시킵니다. 롤 단조 공정 동안 빌릿 뿌리 부분의 단면적은 지속적으로 감소합니다. 롤 단조 공정은 롤 성형 원리를 이용하여 블랭크를 점진적으로 변형시키는 공정입니다.

롤 단조는 축 연장, 슬래브 압연, 길이 방향으로 재료 분산 등의 변형 공정에 적합합니다. 롤 단조를 통해 커넥팅 로드, 트위스트 드릴 비트, 렌치, 도로 스파이크, 괭이, 곡괭이, 터빈 블레이드 등을 생산할 수 있습니다.

일반적인 금형 단조와 비교했을 때, 롤 단조는 장비 구조가 간단하고 생산이 안정적이며 진동과 소음이 적고 자동화가 용이하며 생산 효율이 높다는 장점이 있습니다.

4. 타이어 금형 단조

타이어 금형 단조는 자유 단조 방식으로 블랭크를 제작한 후 타이어 금형에서 성형하는 단조 공법입니다. 자유 단조와 금형 단조의 중간 형태이며, 금형 단조 설비가 부족하고 대부분 자유 단조 해머를 사용하는 중소기업에서 널리 사용됩니다.

타이어 금형 단조에는 여러 종류의 타이어 금형이 사용되며, 생산에 일반적으로 사용되는 금형으로는 드롭형, 버클형, 세트형, 쿠션형, 클램핑형 등이 있습니다.

폐쇄형 실린더 금형은 주로 회전 단조품 제작에 사용됩니다. 예를 들어, 양 끝에 돌출부가 있는 기어는 비회전 단조품 제작에 사용되기도 합니다. 폐쇄형 실린더 금형 단조는 플래시가 발생하지 않는 단조 방식입니다.

복잡한 형상의 타이어 금형 단조품의 경우, 원통형 금형에 두 개의 반쪽 금형(즉, 분할면)을 추가하여 결합 원통형 금형을 만들어야 합니다. 그리고 블랭크는 이 두 개의 반쪽 금형으로 구성된 캐비티에서 성형됩니다.

복합 필름은 일반적으로 상부 금형과 하부 금형의 두 부분으로 구성됩니다. 상부 금형과 하부 금형을 정확하게 맞추고 단조품의 이동을 방지하기 위해 가이드 포스트와 가이드 핀이 위치 고정에 자주 사용됩니다. 금형 클램핑은 주로 커넥팅 로드, 포크 단조품 등과 같이 복잡한 형상의 비회전 단조품을 생산하는 데 사용됩니다.

자유단조와 비교했을 때, 타이어 금형단조는 다음과 같은 장점을 가지고 있습니다.
(1) 블랭크가 다이 캐비티에서 형성되므로 단조품의 크기가 비교적 정확하고 표면이 비교적 매끄럽다.
(2) 유선조직의 분포가 합리적이어서 품질이 높습니다.
(3) 타이어 다이 단조는 비교적 복잡한 형상의 단조품을 제작할 수 있습니다. 단조품의 형상이 다이 캐비티에 의해 제어되므로 블랭크가 빠르게 성형됩니다. 생산성은 자유 단조보다 1~5배 높습니다.
(4) 남은 블록이 거의 없으므로 가공 여유가 적습니다. 이는 금속 재료를 절약할 뿐만 아니라 가공 시간도 줄입니다.

단점:
(1) 더 큰 톤수를 가진 단조 망치가 필요합니다.
(2) 소형 단조품만 생산 가능합니다.
(3) 타이어 금형의 수명이 짧다.
(4) 작업 중 타이어 금형을 이동시키기 위해 일반적으로 인력에 의존해야 하므로 노동 강도가 상대적으로 높습니다.
(5) 타이어 다이 단조는 중소 배치 단조품을 생산하는 데 사용됩니다.

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