据え込み

据え込みは、体積成形の基本操作の一つであり、断面を局所的に増加させた部品を得ることができます。プロセスの本質は、素材を軸方向に圧縮し、金属を側方へ再配分して金型キャビティを満たすことです。これにより、棒状部品に太さ、フランジ、カラー、段付きの遷移が形成されます。

プロセスの本質

据え込みは、圧縮下での金属の塑性流動に基づいています。素材は分割金型に固定され、自由端がパンチによって軸方向に圧縮されます。力を受けて金属は半径方向に流れ、工具の成形キャビティを満たします。その結果、指定された太さを持つ部品が得られ、素材の質量は変わりません。

この操作の主な制限の一つは、据え込み部の長さと元の素材の直径との比です。冷間据え込みでは、通常1パスで最大2.5〜3直径分の区間が据え込まれます。より大きな太さが必要な場合は、中間成形を挟んで複数のパスに分割します。

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設備

据え込みは、いくつかのタイプの設備で実行されます：

  • 分割金型を備えた横型据え込み機。
  • 単一ポジションおよび多ポジションの据え込みプレス。
  • 締結部品の大量生産用冷間ヘッダー。
  • 熱間鍛造プレス。

設備の選択は、素材サイズ、必要な精度、生産量によって異なります。冷間ヘッダーは高速で最小限の公差を実現し、熱間据え込みプレスは大断面の素材を加工できます。

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熱間および冷間据え込み

据え込みは冷間でも熱間でも実行できます。それぞれに特徴があります。

  • 冷間据え込み：高精度、きれいな表面、加工硬化による金属強化、最小限の廃棄物。
  • 熱間据え込み：変形抵抗が低い、大きな素材の加工が可能、スケールと後続のトリミングを考慮する必要あり。

冷間据え込みは主に締結部品や精密部品の製造に使用され、熱間据え込みは複雑な形状の鍛造品や大型フランジ製品に使用されます。

代表的な部品と用途

据え込みは、太さのある部品の製造に産業界で広く使用されています：

  • ボルト、ネジ、リベット、スタッド。
  • 段付き遷移を持つシャフト。
  • フランジ、カラー、リング状の太さ。
  • 後続の機械加工用素材。

主な応用分野は、自動車産業、締結部品製造、機械製造、石油・ガス設備です。

利点

  • 金属の除去ではなく再配分による材料節約。
  • 塑性流動による金属組織の改善。
  • 量産および大量生産での高い生産性。
  • 機械加工代を最小限に抑えた精密素材の製造が可能。

他の操作との関係

据え込みはBulk metal formingクラスに属します。この操作は、棒状素材の端部にヘッドを成形するHeadingと組み合わせて実行されることがよくあります。据え込みの後には、正確な寸法を得るためにトリミング（Trimming）とキャリブレーション（Calibrating）が行われることもあります。

よくある質問

  • 据え込みと圧縮の違いは？ 圧縮は素材の軸方向圧縮の一般的な概念であり、据え込みは断面が局所的に増加する特殊なケースです。
  • 加工できる材料は？ 炭素鋼および合金鋼、アルミニウムおよび銅合金、ステンレス鋼。
  • 冷間据え込みで達成可能な公差は？ 精度は設備によって異なりますが、機械加工代を最小限に抑えた素材を得ることができます。