以NEDMAX-NM 633L來探討大型冷鍛機的材料供給

本篇譯自日本???世界2004年8月號



  NEDSCHROEF.HERENTARS公司(比利時)大型冷鍛造機「NEDMAX-NM 633L」(照相1)機械內容如下:
   此規格的冷鍛造機的問題點在於材料的供給。大直徑材料的操作處理困難且費時間,一般生產製品是屬大型的,盤元重量不關線徑是同樣的,因此大型冷鍛造機比小型冷鍛造機的盤元材料供給次數會增加。

■照相1.
NEDMAX-NM63L


更換盤元材料時的生產時間
   大型冷鍛造機使用材料的量如圖面1的傳動軸,此傳動軸可以依NEDSCHROEF NP536,5模冷鍛造機以每分生產45個速度生產。此傳動軸是使用30mm徑材料切斷長度327mm成型。(參照工程圖面2),此時的胚料重量約1.8公斤,大部分盤元的重量是1,500公斤,可生產830個傳動軸。平均生產速度每分鐘45個,1,500公斤盤元18分鐘就生產完。

〈NEDMAXNM633L的主要內容〉
成型載重 5,500kN
模具個數 6
切斷徑 33mm (600N/mm2)
切斷長度 375mm
生產速度 80個/分
模具徑 170mm (T型模具時200mm)
Kicr Out長度 310mm

直列伸線與伸線完材料的比較
   一般來說(在歐洲比較多)在冷作鍛造公司比較喜歡冷鍛造線上的直列伸線,因為直列伸線比使用伸線完盤元可降低材料費。
   經過酸洗、皮模處理的盤元(直列伸線用)比伸線完的線材要追加成本約55歐幣/頓的計算。假使1年生產傳動軸5,500,000個(2交換,每分45個),材料消費量約10,000噸。如使用伸線完的材料則55歐幣×10,000噸=550,000/年,比直列線增加成本,因此直列伸線的材料成本比較低。
  

 
■圖面2.同工程圖  
   
   


盤元更換時間
   雖然直列伸線材料費降低,但更換盤元比較複雜。即使用直列伸線機時,各盤元的前端每次要通過伸線機的伸線模子送至冷鍛造機系統(進給輥或線位進給)。把線前端磨尖通過伸線模子推進去,故通常作業困難需要30分鐘。
   代替方法有把前一個盤元的尾端接下一個盤元前端的方法。但是大直徑盤元的對頭式焊接也需要時間,焊接後2個盤元接合部分要燒鈍冷卻再加以磨平,如此作業在20mm以上大徑材料也需要30分鐘。
   如傳動軸零件時,像前述18分鐘的更換盤元之間僅能生產18分鐘,此時30分鐘的盤元更換時間是把機械的稼動率減少至最大的37.5%((18分/48分)×100%)剩下62.5%是更換盤元((30分/48分)×100%)。實際上還考慮模子更換時間、調整時間、保養時間等稼動率會更減少。

為要提高機械的稼動率必需減少盤元的更換時間
   另外一個方法是伸線完的線材直接引進冷鍛造機,如此可以減少盤元的更換時間約8分鐘,機械稼動率可由37.5%提高約70%。((8分/26分)×100%)但是這樣會如前述材料費會相當的高(55歐幣/噸)。

NM633L伸線機內藏型線位進給(參照相片2)
   NEDMAX NM633L是裝備著伸線機的線位進給,將伸線至最後直徑材料送入機台內。為最短時間內更換舊油,在伸線模具前裝備著油壓推出機,又在機台內切斷機構之後方裝備著「第2送線裝置」,此裝置可實現直列伸線與8分鐘以內更換盤元。由於使用「第2線材送料裝置」可把各盤元的最尾端送入機台內,除了各盤元的最初與最後的3、4個切斷胚料之外沒有材料損失。
  

■照相2.NM633L伸線機內藏式線位進給



  
年生產量
   8分鐘與30分鐘的盤元更換時間對生產有非常大的差異。1.8公斤的傳動軸以每分鐘生產45個速度,70%的稼動率一年生產4,000小時,即一年生產8,700,000個、15,660噸。如果更換盤元時間是30分鐘一年祇生產5,300,000個。
   又如果使用伸線完線材,材料費的增加是變成15,660噸×55歐幣=860,000歐幣

切斷精密度
   為同時進行線位進給與直列伸線,伸線後的線材公差是非常的小,每一個盤元的直徑差異也沒有,使用伸線後線材事實上是有差異的。
   NEDMAX NM633由於線位進給而無停止器的送材料,每秒1公尺以上速度進行沖擊切斷高速切斷裝置。由於沖切斷、線位進給與直列伸線系統的組合故切斷長度的公差非常的小。
   本機械的最大速度(80個/分)切斷55個。(圖面3)
   切斷胚料22.3mm直徑,104mm長度,平均重量317.23公克。在55個當中最大差異是0.22公克(或0.07%)。

SLAG料
   最後還有一種供給切斷SLAG方法,此方法為如果切斷SLAG能充分供應就無需要停機械,SLAG料雖然無需要更換盤元但有下列短處。
1.SLAG價格比伸線完線材或直列伸線用線材貴很多。
2.無柔軟性冷作鍛造工程,材料的體積變更不可能。
3.SLAG料裝置投資費用高。
4.更換規格模子長時間。
   無柔軟性與成本高為其短處,如果切斷SLAG就無法變更其體積,但在冷作鍛造此體積調整是為機械與模子的熱膨脹與摩耗所必要的。

結論
   機械稼動率與財力費用對最終冷作鍛造品影響很大,特別是大型冷作鍛造機的材料供給方法是競爭的決勝點。

■圖面3.切斷密度