横型鍛造機のサプライヤーとして、鍛造サイクルタイムについてよく質問を受けます。これは生産性とコスト効率に直接影響するため、鍛造業界の誰にとっても非常に重要な側面です。では、実際に横型鍛造機の鍛造サイクルタイムはどのくらいなのかを分析してみましょう。
鍛造サイクルタイムの定義
鍛造サイクル時間は、横型鍛造機で 1 回の完全な鍛造作業を完了するのにかかる合計時間です。この時間には、原材料が機械にロードされてから完成した鍛造部品が排出されるまでのすべてのステップが含まれます。それは実際の鍛造ストロークだけではありません。これには一連のサブプロセスが含まれます。
まず、ロード時間です。これは、オペレーターまたは自動システムが原材料、通常はビレットまたは予備成形品を鍛造金型に配置するときです。このプロセスの速度は、ローディング機構の設計によって異なります。一部のマシンにはロード時間を大幅に短縮できる高度なロボットローダーが装備されていますが、他のマシンは手作業に依存しているため、多少時間がかかる場合があります。
材料がロードされた後、終了時間が影響します。鍛造プロセスを開始するには、鍛造金型を素材の周囲に閉じる必要があります。これには、機械の機械コンポーネントまたは油圧コンポーネントの動きが含まれます。当社のような油圧式横型鍛造機では油圧横型鍛造機この範囲では、油圧システムは流体圧力を使用して金型を迅速かつ正確に動かします。金型が閉じるまでにかかる時間は、機械のサイズ、金型設計の複雑さ、油圧シリンダーの圧力設定などの要因に影響されます。
次に、実際の鍛造時間です。これは、金型が材料に力を加えて形状を変える瞬間です。鍛造力と力の適用時間は、硬度や延性などの材料特性、および最終製品の望ましい形状によって異なります。たとえば、より硬い材料では、適切な形状を得るためにより長い鍛造時間やより高い鍛造力が必要になる場合があります。
鍛造が完了すると、開封時間が続きます。鍛造部品を取り出すには、金型を開く必要があります。閉鎖時間と同様に、開放時間も機械の機械設計と作動システムの種類 (機械式、油圧式、または空気圧式) の影響を受けます。
いよいよ荷降ろしの時間です。完成した部品は金型から取り出されます。自動アンロード システムは部品を迅速に取り出すことができますが、部品を損傷することなく安全にアンロードできるように適切に調整する必要があります。
鍛造サイクルタイムに影響を与える要因
- 機械設計：横型鍛造機自体の設計がサイクルタイムに大きく影響します。最適化された形状と効率的な作動システムを備えた機械は、さまざまな操作をより速く実行できます。たとえば、うまく設計された平鍛造機最適化されていないものと比較して、鍛造サイクル時間が短くなります。高度な制御システムを備えた機械は、さまざまなコンポーネントの動作を正確に調整することでサイクル タイムを短縮することもできます。
- 材料特性：材質が異なれば鍛造特性も異なります。硬度が高く延性が低い材料は、鍛造に多くの時間と力を必要とします。たとえば、高強度合金鋼を鍛造する場合は、柔らかいアルミニウム合金と比較して、より大きな鍛造力を長期間にわたって加える必要があります。原材料の大きさや形状も重要です。より大きく、より複雑な形状のビレットは、積み込み、鍛造、積み降ろしに時間がかかる場合があります。
- 金型設計：鍛造金型設計の複雑さはサイクルタイムに影響します。複雑な形状の金型では、閉じる段階と開く段階で機械コンポーネントのより正確な動きが必要になる場合があります。また、一度に複数の部品を鍛造するために金型に複数のキャビティがある場合、ロードおよびアンロードのプロセスがより複雑になり、全体のサイクル時間が長くなる可能性があります。ただし、サイクル時間を適切に管理できれば、1 サイクルで複数の部品を鍛造する方が、長期的にはより効率的になります。
- オペレータースキル：手動操作に依存する機械では、オペレーターのスキルが重要な役割を果たします。熟練したオペレーターは、材料の積み下ろしを迅速かつ正確に行うことができ、また機械の設定をタイムリーに調整することもできます。経験の浅いオペレータは作業の実行に時間がかかり、鍛造サイクル タイムの増加につながる可能性があります。
鍛造サイクルタイムの測定と最適化
鍛造サイクル タイムを測定するには、単純なストップウォッチまたはより高度な監視システムを使用できます。これらのシステムは、各サブプロセスにかかった時間を記録できるため、プロセスのボトルネックを特定するのに役立ちます。
ボトルネックを特定したら、鍛造サイクル タイムを最適化する方法がいくつかあります。読み込み時間が遅い場合は、自動読み込みシステムへのアップグレードを検討してください。金型の開閉時間が長い機械の場合は、油圧コンポーネントや機械コンポーネントをチェックして保守し、それらが最高の状態で動作していることを確認できます。おそらく、油圧システムの圧力設定を調整することで、これらの動きをスピードアップできる可能性があります。
鍛造時間が問題となる場合は、さまざまな鍛造技術を検討してください。たとえば、材料を予熱すると延性が高まり、鍛造に必要な時間と力が軽減されます。また、金型設計を最適化することにより、鍛造プロセスの効率が向上し、サイクルタイムが短縮されます。
鍛造サイクルタイムが重要な理由
鍛造サイクルタイムが短いほど生産性が高くなります。製造環境では、一分一秒が貴重です。一定時間内により多くの鍛造部品を生産できれば、より高い生産需要に対応でき、利益が増加する可能性があります。また、機械の稼働にかかる固定費が多数の部品に分散されるため、部品あたりのコストも削減されます。
さらに、一貫した短い鍛造サイクル時間により、より優れた品質管理が保証されます。サイクルタイムが安定すると、鍛造プロセスの予測が容易になり、より均一な部品が得られます。これは、自動車や航空宇宙分野など、精度と品質が重要な業界にとって特に重要です。
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お気軽にご相談ください。当社はお客様の生産要件について話し合い、現在の鍛造プロセスを分析し、最適な機械と最適化戦略を推奨します。一緒に鍛造の生産性と効率を向上させましょう。
参考文献
- ASMハンドブック委員会。 「鍛造」 ASM ハンドブック、第 14 巻 A。 ASM インターナショナル、2013 年。
- ドセット、ラリー、他「金属成形: プロセスと金型設計」プレンティス・ホール、1998年。
- カルパクジャン、セローペ、スティーブン R. シュミット。 「ものづくりの工学と技術」ピアソン、2014 年。
