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よくわかる鍛造機械|「鍛造」ハンマや「鍛造」プレスのちがいを解説

よくわかる鍛造機械|「鍛造」ハンマや「鍛造」プレスのちがいを解説

公開日:
2020/06/12(2020/09/28 更新)by 甲斐 智
関連キーワード:
| プレス機械 | 塑性加工 | 鍛造 |

鍛造機械は、「鍛造(たんぞう)」で使われる機械のひとつです。

鍛造機械は金属をプレスする「プレス機械」のなかまですが、ビレット(厚い金属材料)を加圧するため、より高い機械強度がもとめられます。

この記事では、自社の工場だけでは知ることのできない「鍛造機械」の種類を、図解とともに解説します。

鍛造機械ってどんな機械?

鍛造機械は「鍛造」で使われる機械です。
プレス機械とあわせて「鍛圧機械」に分類されます。

駆動方法や加圧の仕組みによって、おおきな部品の熱間自由鍛造には「鍛造ハンマー」、ちいさな部品の冷間型鍛造には「鍛造プレス」、生産性をもとめた「フォーマー」など、さまざまな種類に分けられます。

鍛圧機械とは:
「鍛圧」とはなんでしょう。一般にはなじみのない言葉ですね。「たんあつ」と読みます。
1939年商工省が業界の組織化を図ったとき、鍛造機(ハンマー等)や圧造機(プレス機械・プレスブレーキ等)などを総称する言葉として一字づつとり、「鍛圧機械」という造語をしたようです。
引用元: 一般社団法人日本鍛圧機械工業会「鍛圧機械とは?」

サーボ駆動によって、安定成形と生産性を両立した「サーボプレス」もあります。

鍛造機械の種類

鍛造ハンマーの種類

鍛造ハンマーは、おもに「熱間鍛造」で使われる鍛造機械です。
エアドロップハンマーをはじめ、さまざまな機械があります。

エアドロップハンマー

金属加工と鍛造機械について|エアドロップハンマー

エアドロップハンマーは「ラム」とよばれる機械部品を落下させ、ワークを打撃する鍛造機械です。
ラムは圧縮エアで加速され、おおきな打撃エネルギーが生まれます。

エアドロップハンマーのメリット

瞬間的におおきな圧力をかけることができる
ハンマーの落下スピードが速いため、生産性が高い
打撃の強弱によって、複雑なカタチの成形ができる
打撃時の接触がみじかいため、熱間鍛造の熱が逃げにくい

エアドロップハンマーのデメリット

× ハンマーが高速で上下し衝突するため、振動・騒音がおおきい
× ハンマーの制御がむずかしく、精度の高い鍛造には不向き
× 大がかりな耐振・防音工事が必要

カウンターブローハンマー

「ラム」の落下と同時に、加工ワークを治具ごと引き上げて打撃する機械です。
上下からワークを打撃することで、圧力を増加させ振動を少なくすることができます。

スプリングハンマー

金属加工と鍛造機械について|スプリングハンマー

鍛冶(かじ)で使われる、小型の汎用ハンマーです。
人手による金槌とくらべ生産性が高く、つち目(たたき跡)にバラツキがありません。

ペダル操作で打撃圧力や回数を調整するため、作業者の熟練が必要です。

鍛造プレスの種類

鍛造プレスは「ラム(駆動部)」を、さまざまな動力でスライドさせる鍛造機械です。
鍛造ハンマーにくらべ、振動・騒音が少なく、「ラム」が制御しやすいため精度の高い鍛造ができます。

鍛造では「金型」を押しつける時間が長いほど、成形が安定します。(この効果を形状凍結とよびます)
そのため下死点(スライドの最下点)での加圧時間が長くなるよう、さまざまな工夫がされてます。

エアドロップハンマーをはじめ、さまざまな機械があります。

スライドの動力によって、4種類に分けられます。

ここでは「鍛造」で使われる鍛造プレスについてまとめています。
一般的なプレス加工で使われる機械は、「プレス機械」をご覧ください。

機械鍛造プレス

金属加工と鍛造機械について|機械鍛造プレス

機械鍛造プレスは、フライホイールの回転運動を「ラム」のスライド運動に換えて、圧力をかける鍛造プレスです。
1回ごとの圧力量が決まっているため、任意の位置でスライドを止めることはできません。

加工スピードが速いため生産性が高く、自動化ラインにも組み入れられています。
大量生産の冷間型鍛造に多く使われます。

液圧鍛造プレス

金属加工と鍛造機械について|液圧鍛造プレス

液圧鍛造プレスは、油圧や水圧で「ラム」をスライドさせ圧力をかける鍛造プレスです。
小ロットのおおきな製品から大量生産のちいさな製品まで、多岐にわたり利用されています。

油圧による「油圧鍛造プレス」が主流ですが、おおきな製品の熱間鍛造では、メンテナンス性と安全面から「水圧鍛造プレス」も使われます。

油圧鍛造プレス

油圧で「ラム」をスライドさせ、圧力をかける鍛造プレスです。

機械鍛造プレスとくらべ、任意の位置でスライドを止めることができるため、試作や材料の変形試験にも使うことができます。

加圧速度は遅く(1~10mm/s)、放熱しやすいちいさな部品の熱間鍛造には不向きです。

水圧鍛造プレス

水圧で「ラム」をスライドさせ、圧力をかける鍛造プレスです。
油圧鍛造プレスとくらべメンテナンスが容易でコストも低いため、おおきな機械が多いです。

熱間鍛造時の過熱による火災・事故などの心配がありません。

火力発電のタービンや、発電機ローターなどのおおきな製品の熱間鍛造で使われています。

鍛造サーボプレス

金属加工と鍛造機械について|鍛造サーボプレス

鍛造サーボプレスは、サーボモータで「ラム」を直接スライドさせる鍛造プレスです。

サーボモータでスライドを駆動するため、加圧力や加圧量の精密な制御ができます。
いままでむずかしかったマグネシウムなどの難加工材や、複雑なカタチの鍛造もできるようになります。

加圧速度の制御による「生産性向上」と、加圧量の制御による「歩留まり低下」を両立。
少量多品種に対応した、「NC制御」の鍛造サーボプレスも増えています。

横型鍛造機の種類

横型鍛造機は、高速の自動鍛造に対応した「横型クランクプレス」です。
フィーダーで材料を供給しながら、切断・圧縮・成形の工程を自動で行います。

生産性が非常に高く、複数の超硬工具(ダイス・パンチ)を使い、高速加工します。

おもにボルト・ねじ・ボールなどの機械要素部品を、冷間~熱間で鍛造
とくに横型鍛造機による冷間鍛造は、「圧造」ともよばれます。

鍛造ヘッダー

ボルトやねじなどの「ヘッダー加工」で使われる、横型の鍛造機械です。

  • シングルヘッダー
    1個のダイスに対し、1個のパンチを使うヘッダーです。
  • ダブルヘッダー(2度打ちヘッダー)
    1個のダイスに対し、2個のパンチを使うヘッダーです。
  • ツーダイ・ツーブローヘッダー
    2個のダイスに対し、2個のパンチを使うヘッダーです。
  • ツーダイ・スリーブローヘッダー(2工程ヘッダー)
    2個のダイスに対し、3個のパンチを使うヘッダーです。

鍛造フォーマー

ヘッダーを4段以上搭載し、多工程に特化した横型鍛造機です。

鍛造アプセッタ

特殊ボルトやフランジ製品の「アプセット加工」で使われる、横型の鍛造機械です。

回転鍛造機の種類

金属加工と鍛造機械について|回転鍛造機の種類

回転鍛造機は、ワークや工具を「回転」させながら成形する鍛造機械です。
回転鍛造の種類にあわせて、さまざまな機械があります。

ねじ転造盤

金属加工と鍛造機械について|ねじ転造盤

ねじ転造」で使われる鍛造機械です。
転造ダイスにワークを回転させながら押しつけることで、ねじ山を成形します。

歯車転造盤

金属加工と鍛造機械について|歯車転造盤

歯車転造」で使われる鍛造機械です。
転造ダイスにワークを回転させながら押しつけることで、歯型を成形します。

揺動プレス鍛造機

揺動鍛造」で使われる鍛造機械です。
円すい型の工具を傾けながら回転させ加圧することで、成形します。

ロール鍛造機

ロール転造」で使われる鍛造機械です。
回転ロールでバー材を伸ばし、ハンマーや鍛造プレスの前工程の荒地を成形をします。

クロスローリングマシン

クロスローリング加工」で使われる鍛造機械です。
ダイス付きの回転ロールの間にバー材を転がし、部品を成形します。

スエージングマシン

スエージング加工」で使われる鍛造機械です。
高速で往復運動するダイスにバー材を通しながら圧延することで、外径を絞り成形します。

リングロールミル

リングローリング」で使われる鍛造機械です。
リング状の金属を圧延しながら伸ばすことで、フランジなどの製品を成形します。

トリミングプレス

金属加工と鍛造機械について|トリミングプレス

トリミングプレスは、鍛造・圧造でできた「バリ」や余肉を除去するための機械です。
鍛造機械とおなじラインにならべて、最終仕上げの工程で使います。

鍛造機械とは?まとめ

この記事では、自社の工場だけではなかなか知ることのできない「鍛造機械」の種類や加圧の仕組みを解説しました。

鍛造プレスの現場ではいま、搬送ロボットや「IoT」による急速な自動化が進む一方で、省エネや環境対策など、さらなる技術革新ももとめられています。

「鍛造機械」を知ることで、ものづくりの最新動向を知るきっかけとなればうれしいです。

この記事(鍛造機械)の編集者

甲 斐 智(KAI Satoshi)

甲 斐 智(KAI Satoshi)

1979年 神戸生まれ
多摩美術大学修了後、工作機械周辺機器メーカーの販売促進部門
14年以上に渡り、工作機械業界・FA業界のWebマーケティングに携わる

・株式会社モノト 代表
・株式会社アプト Webディレクター
・一般社団法人日本機械学会 特別員
・東京商工会議所

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