CN108290205A - 异径筒状体的利用冷锻制造的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种异径筒状体的利用冷锻制造的制造方法，其中，相对于开设有预备孔的成形体，通过对该预备孔进行深孔加工从而成形大径孔部，通过对该大径孔部的底面进行冲切来成形小径孔部，从而冷锻制造异径筒状体，这时，要防止通过在深孔加工中使用在顶端面的中央具有突起部的冲头而在大径孔部的底面形成的利用突起部形成的凹部的内周面产生的死区金属所导致的内部损伤。将深孔冲头(120d)的突起部(125d)的外径(D1)预先设为小于之后对该底面(27d)进行冲切而形成的小径孔部(21e)的内径(D2)。由此，能够将在深孔加工后的成形体的大径孔部(25d)的底面(27d)的、利用突起部(125d)形成的凹部(28d)的内周面(29d)产生的内部损伤K在小径孔部(21e)的冲切成形时与冲切屑一同除去。

Description

异径筒状体的利用冷锻制造的制造方法

技术领域

本发明涉及一种异径筒状体的利用冷锻制造的制造方法，该异径筒状体为像作为用于测量排气的氧气浓度的气体传感器的主要结构部件的主体金属件、或者作为火花塞的主要结构部件的主体金属件那样的、形成为异径筒状的部件，且是该部件(成品)的机械加工之前的原材料、即作为该部件通过切削加工、螺纹切削加工等而成为成品之前的原材料。

背景技术

图4是汽车等使用的气体传感器(例如氧气传感器。以下也只称作传感器)1的剖视图(例如与专利文献1的图5的传感器相同的构造)。该传感器1由形成为异径筒状的主体金属件(金属件主体)10、在其内侧形成为顶端(图示下端)封闭的筒状的检测元件(传感器元件)31以及为了保护该元件31的内侧、传感器内的端子金属件71、端子金属件91等而覆盖的保护筒41等构成。其中，主体金属件10形成为从顶端朝向后方同心地具有异径的圆筒部11、多边形部15以及异径的圆筒部17的异径筒状构造。并且，该主体金属件10的内周面形成为，从顶端朝向后方经由台阶部形成为大径，在靠顶端的小径孔部21的内周面22和与其相接续的后方的大径孔部25的内周面26的边界设有形成为顶端稍微缩窄的锥形的、朝向后方的环状架面(环状的架)24。元件31使设于其前后的中间部位的外周面的外凸缘33借助密封件51、保持件52支承于该朝向后方的环状架面24从而固定于主体金属件10内。另外，该元件31是通过这样的压接加工来固定的：在外凸缘33的后方配置有密封材料53和保持件54等，并使主体金属件10的后方的圆筒部(也称作筒状部)17的后端侧的薄壁圆筒部19向中心线侧弯曲且向前方压缩、变形。这样的传感器1借助设于主体金属件10的顶端侧的圆筒部(也称作筒状部)11的外周面的螺纹13而将多边形部15旋转并拧入从而安装于汽车等的排气管，该传感器1基于元件31的内外的氧气浓度差而在其内外的电极间产生电动势，并将基于此的信号向控制电路输出，被使用于检测排气中的氧气浓度并进行空燃比控制。另外，在本申请中，在针对主体金属件10说到顶端时，是指图4中的该主体金属件10的下端，在说到后端时，是指与下端相反的一端。

图5表示作为构成上述的传感器1的主体金属件(部件成品)10在机械加工之前的原材料(切削、螺纹切削加工前的原材料)即利用冷锻形成的异径筒状体10e的形状、构造。另外，关于该异径筒状体10e及后述的直到其成形为止的各成形阶段的成形体的各部分，对于与主体金属件(部件成品)10或该异径筒状体10e相对应的部位(包括实质相同的部位)适当地标注与它们相同的附图标记来进行说明。该异径筒状体10e具有外径相对较大的多边形部(凸缘)15以及在前后夹着该多边形部(凸缘)15的前侧的筒状部11e、后侧的筒状部17e。其中，在图5的异径筒状体10e中，其顶端侧的筒状部11e的靠顶端的部位形成为比与该靠顶端的部位相接续的靠后方的部位的外径小的、小径筒部(小径部)12e。这样的异径筒状体(原材料)10e以冷锻品成形为也包括其内周面22e、内周面26e在内地与上述成品接近的形状、尺寸。由此，从顶端向后方同轴地设置有内径为小径的小径孔部21e和内径为相对大径的大径孔部25e，并且为了像上述那样支承检测元件31，在该两个孔部的前后的边界设置有顶端缩窄的锥形的、朝向后方的环状架面24e。另外，图5的异径筒状体10e通过这样的工序制造：利用通常由将圆棒较短地切断而成的圆柱体形成的原始材料(例如SUS430)，经过镦锻、开孔、挤出或者这些复合变形的多次成形工序，逐渐扩大变形，最后对应成为小径孔部21e的部位进行冲切(参照专利文献2的图2的(G))。

此外，未图示出用于汽车发动机的点火的火花塞，但众所周知的是，其由以下构件等构成：异径圆筒状的主体金属件(金属件主体)，其在外周面具有用于向发动机安装的安装用(拧入用)的螺纹；筒状的绝缘体，其以内插于该主体金属件的方式保持，并在内部含有在顶端突出的中心电极；以及接地电极，其为了在与中心电极的顶端之间形成火花间隙而焊接于主体金属件的顶端。在成为这样的火花塞用的主体金属件(成品)之前的、尚未被切削加工等的原材料的基本形状、构造也与上述传感器的原材料的基本形状、构造相同或类似，因而，该原材料也以与上述相同的工序制造。

并且，这样的异径筒状体10e也通过例如下面这样的成形过程被锻造(参照图6)。如图6中的A、B所示，利用原始材料，经过通过轴向的压缩进行的镦锻、挤出等的两个阶段的成形工序(第1工序、第2工序)，制得第1工序成形体10a、第2工序成形体10b。然后，在第3工序中，通过打入冲头进行开孔、镦锻而在其后端面成形出大径孔部25e的预备孔(凹部)25c和多边形部15，从而制得第3工序成形体10c(参照图6中的C)。然后，对该成形体10c，在第4工序中，向该预备孔25c压入冲头，将顶端部挤出，在深孔加工中进行后方挤出的同时成形出大径孔部25d，制得第4工序成形体10d(参照图6中的D)。然后，在第5工序中，对该成形体的大径孔部25d的底面27d进行冲切，成形出小径孔部21e，从而成为异径筒状体(第5工序成形体)10e(参照图6中的E)。

对于在用这样的异径筒状体10e制造的主体金属件10中的、用于支承检测元件31的朝向后方的环状架面24，实际上通过在所述第4工序中对第3工序成形体(参照图6中的C)10c的预备孔25c进行深孔加工(成形大径孔部25d)而成形。具体而言，该朝向后方的环状架面24在如下的第4工序成形体10d的成形过程中成形：在该第4工序中，如图7左边的A所示，将第3工序成形体10c从顶端侧填装于冲模(模具)100d，将深孔冲头120d如图7右边的B所示那样压入，通过该压入对大径孔部(有底孔)25d进行精加工，其中，该冲模(模具)100d能够接收该第3工序成形体10c的包括多边形部15的前方部位，并具有形成于第4工序成形体10d的前方部位的形状部位105d的模腔。这样，如图7所示，该深孔冲头120d的顶端面(图示下端面)在其靠外周的部位具有朝向中央倾斜的环状面(倾斜面)124d，用以成形异径筒状体10e的朝向后方的环状架面24e。另一方面，在之后的冲切工序(第5工序)中，如图8左边的A所示，将第4工序成形体10d填装于冲切用的冲模100e，然后，如图8右边的B所示，利用冲切冲头120e对大径孔部25d的底面27d的内侧的部位(底面)进行冲切，这时，该靠周缘的倾斜的环状面(倾斜面)24d的部位残存下来，该残存下来的环状面形成为异径筒状体10e的环状架面24e，该面形成为主体金属件10的环状架面24。

另一方面，在冲切前的开深孔(第4工序。图7)中使用的冲头120d的顶端面中，在比用于形成朝向后方的环状架面24的靠外周缘的部位(环状倾斜面)124d靠内侧(中心)的位置同轴地具有突起部(突起)125d，该突起部(突起)125d经由环状倾斜面124d相对地以预定的外径D1向前方突出微量(0.2mm～0.5mm)，并具有顶端稍尖状的锥形面(参照图7)。此外，这样在深孔冲头120d的顶端面设置突起部125d的第一理由在于，通过在该开孔(第4工序)的初期，即在该冲头120d的顶端被向预备孔25c的底面27c按压时防止一下子对该底面27c施加大载荷(压缩力)，而能够确保第4工序成形体(原材料)10c在冲模100d内的定位或稳定，能够防止深孔加工的大径孔部25d偏心、倾斜。即，通过预先设置突起部125d，在大径孔部25d的开孔过程的初期(突起部125d的顶端面被向预备孔25c的底面27c按压并直到该压入结束为止)，该冲头120d的顶端面不会整面接触该预备孔25c的底面27c，因此，在该初期阶段，能够使作用于原材料的载荷较小，因此能够得到没有偏心等的成形。特别是像第4工序成形体10d那样，在利用开设有预备孔25c的第3工序成形体10c，应将其顶端部以缩径状向前方挤出，并且使开深孔与向后方的挤出一同进行的形状的成形体中，为了维持精度，在突起部125d被压入到预备孔25c的底面27c之后，需要通过第3工序成形体10c的顶端部的缩径来进行挤出，并且与开深孔一同向后方进行挤出。

如图7右边的B、图9所示，通过具有这样的突起部125d的深孔冲头120d的压入(第4工序)来形成第4工序成形体10d，在该第4工序成形体10d的大径孔部25d的底面(孔底面)27d的靠中央的部位形成有与突起部125d(突起)相对应的凹部28d。另一方面，以往将突起部125d的外径、即利用突起部125d形成的凹部的内径D1设为与第5工序的冲切冲头120e的顶端的外径、即异径筒状体10e的朝向后方的环状架面24的内径(小径孔部21的内径)D2大致相同(参照专利文献2的段落0057)。其原因在于，通过预先这样设置，在对该大径孔部25d的底面27d进行冲切时，冲切冲头120e能够被利用突起部125d形成的凹部28d的内周面引导。并且，若预先这样设置并预先将冲切冲头120e的顶端面设为与该凹部28d的底面相比顶端急剧缩窄(顶端变细)的锥形，则能够将残存于该凹部28d内的润滑剂(油)排出，也能够谋求防止精加工面(精加工表面)精度的下降。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-278806号公报

专利文献2：日本特开2002-011543号公报

发明内容

发明要解决的问题

此外，在第4工序中，像上述那样，利用在顶端面具有突起部125d的深孔冲头120d开设大径孔部25d，然后，在第5工序中，对该孔的底面27d中的、利用突起部125d形成的凹部28d的部位进行冲切，在开设了小径孔部21e之后成为异径筒状体(成品)10e，对于该异径筒状体(成品)10e，如图6中的E的放大图中所示，有时在该小径孔部21e的内周面22e中的靠朝向后方的环状架面24e的部位产生微小的向外侧延伸的裂纹等内部损伤K。在经过之后的对外径等的切削、螺纹加工而成为主体金属件(成品)并组装为传感器时，像上述那样，这样的朝向后方的环状架面24e是成为用于支承检测元件等的支承面的部位，并且是起到非常重要的作用的部位。

本申请发明的发明者们对于所述内部损伤K的产生原因进行了各种试验等并反复进行了调查、研究，其结果了解到其产生原因如下。在第4工序中使用的深孔冲头120d(参照图7)的在顶端面突出的突起部125d的外周面127d与突起部125d外侧的、冲头120d的顶端面(环状倾斜面)124d之间的交叉部沿周向成为“边角”(参照图7中的放大图)。突起部125d的突出量为较微小的0.2mm～0.5mm，但在微观观察的情况下，在该交叉部存在“边角”。因此，在利用深孔冲头120d的顶端面按压预备孔25c的底面27c来开设深孔的情况下，金属材料的流动性在该“边角”处较差。其结果是，在开深孔后的深孔(大径孔部25d)的底面27d的、利用突起部125d形成的凹部(孔)28d的内周面29d与该凹部28d的外侧的、之后会成为朝向后方的环状架面24的面(环状面)24d之间的交叉部即与“边角”相对应的部位，具有沿周向凸出的角(拐角)，该角(拐角)尤其在冷锻中易于成为死区金属。实际上，在这样的开深孔后的成形体(第4工序成形体10d)的阶段中，在以经过轴线的平面剖切得到的纵剖面观察时，如图9所示，在利用突起部125d形成的凹部28d的内周面29d能够看到，在环状面24d的下部以从该凹部28d的底面(或者其附近)沿该环状面24d的方式向外侧延伸的裂纹、褶皱等内部损伤(死区金属导致的内部损伤)K。

即，对于第5工序成形体(异径筒状体10e)，如图9所示，利用具有与凹部28d的内径D1大致一致的外径D2的冲切冲头120e，对这样的第4工序成形体10d的大径孔部25d的底面27d的由突起部125d形成的凹部28d的部位进行冲切，来成形小径孔部21e，因此，上述那样的裂纹等的因死区金属导致的内部损伤K以保持原样地残存下来的方式在该小径孔部21e的内周面22e中的靠朝向后方的环状架面24e的部位产生。另外，用于火花塞的主体金属件用的异径筒状体也呈现为，具有与用于传感器的主体金属件的异径筒状体相同的“朝向后方的环状架面”的形状、构造，并且同样地制造，因此存在与所述课题相同的课题。并且，该架面是形成用于支承将中心电极包围的绝缘体的支承面的部位，并且是起到重要的作用的部位。

本发明是鉴于在利用冷锻成形气体传感器、火花塞的部件即具有用于将元件、绝缘体支承于内周面的、朝向后方的环状架面的主体金属件用的异径筒状体时产生的如上课题而完成的，本发明的目的在于，在该异径筒状体的制造中，防止在该朝向后方的环状架面内产生裂纹等内部损伤。

用于解决问题的方案

技术方案1所述的本发明是一种异径筒状体的利用冷锻制造的制造方法，该异径筒状体具有在轴线方向上贯通的构造，从顶端向后方同轴地具有内径为小径的小径孔部和内径为相对大径的大径孔部，并且在该两个孔部的前后的边界具有呈顶端缩窄状的、朝向后方的环状架面，该异径筒状体的利用冷锻制造的制造方法包括以下工序：

从柱状的原始材料经过一个或多个成形工序，在后端面成形所述大径孔部的预备孔，

然后，在通过深孔冲头的压入来对该预备孔进行深孔加工从而成形所述大径孔部时，

使用如下的深孔冲头：在冲头自身的顶端面的靠外周的部位具有朝向中央倾斜的环状倾斜面，用以成形所述异径筒状体的所述朝向后方的环状架面，并且经由该环状倾斜面，在该顶端面的中心同轴地具有以预定的外径向前方突出的突起部，从而在自身的底面成形大径孔部，该大径孔部具有之后会成为所述朝向后方的环状架面的环状面、和在该环状面的内侧利用所述突起部形成的凹部，

然后，通过冲切冲头的打入，以使所述朝向后方的环状架面残存下来的方式对该大径孔部的底面进行冲切，从而成形该朝向后方的环状架面和所述小径孔部，

该异径筒状体的利用冷锻制造的制造方法的特征在于，

将所述深孔冲头的所述突起部的外径D1预先设为小于所述小径孔部的内径D2。

根据技术方案1所述的利用冷锻制造异径筒状体的制造方法，技术方案2所述的本发明的特征在于，在所述冲切冲头的打入中，该冲切冲头的外周面利用被所述深孔冲头深孔后的所述大径孔部的内周面引导。

根据技术方案1或2所述的异径筒状体的利用冷锻制造的制造方法，技术方案3所述的本发明的特征在于，将该冲切冲头的顶端面和后方部位连通的连通孔设于该冲切冲头内，以防止所述冲切冲头的顶端面将利用所述突起部形成的凹部封闭。

发明的效果

在本发明的制造方法中，在进行开深孔时使用在顶端面突出有突起部的深孔冲头，因此该突起部的外周面与其外侧的冲头的顶端面之间的交叉部沿周向成为“边角”。在利用这样的冲头进行深孔加工来成形大径孔部的情况下，在该孔的底面的靠中心的部位，形成有利用突起部形成的凹部。因而，在该阶段中的该凹部的内周面与该凹部的外侧且在对小径孔部进行冲切之后成为朝向后方的环状架面的面之间的交叉部，形成沿周向凸出的角(拐角)。并且，这样的角(拐角)易于成为死区金属，这与以往的制造方法中的问题相同。因此，在利用该突起部形成的凹部的内周面中的、之后会成为环状架面的面的下部，能够看到从该凹部的底面(或者靠底面的部位)向外侧延伸的裂纹、褶皱等由于死区金属所导致的内部损伤的存在，这也与以往相同。

但是，在本发明中，将所述深孔冲头的所述突起部的外径D1预先设为小于通过冲切而成形的所述小径孔部的内径D2(D2>D1)。即，在本发明中，突起部的外径(利用突起部形成的凹部的内径)D1小于之后的所述大径孔部的底面的冲切径(小径孔部的内径D2)。因此，在比冲切后成为朝向后方的环状架面的面靠内周的部位且利用突起部形成的凹部的外侧的部位、即小径孔部的内径D2和突起部的外径D1之间的部位也在该冲切中被冲切。由此，在利用突起部形成的凹部的内周面中的、以向外侧延伸的方式产生的裂纹等内部损伤中的、位于小径孔部的内径D2和突起部的外径D1之间的部位(区域)的内部损伤在该冲切中作为冲切屑被除去。结果，根据本发明，能够减少该冲切后的异径筒状体中的、其朝向后方的环状架面内产生的内部损伤。

另外，从利用突起部形成的凹部的内周面向半径方向外侧延伸的内部损伤的深度、即之后会成为环状架面的面内的内部损伤的产生区域根据异径筒状体的尺寸、深孔冲头的突起部的突出量、锻造对象的金属材料的流动性等而不同。另一方面，对于从利用突起部形成的凹部的内周面向半径外侧延伸的内部损伤的区域，能够通过对试验成形品进行剖切等来把握。并且，所述小径孔部的内径D2根据每个异径筒状体的尺寸而设定为预定的径。因而，以在对小径孔部进行冲切时能够将包含该内部损伤的部分作为冲切屑冲切除去(同时冲切)的方式，基于该把握来设定所述突起部的外径(尺寸)D1即可。另外，作为本发明的制造对象的异径筒状体并不限定于传感器用主体金属件在机械加工之前的原材料，也能够应用于火花塞用主体金属件在机械加工之前的原材料。

在本发明中，冲切的冲头没有被利用突起部形成的凹部引导，因此，如技术方案2所述，预先设为该冲头的外周面被大径孔部的内周面引导即可。此外，在本发明中，冲切冲头的外径D2大于利用突起部形成的凹部的内径D1，但通过预先设为像技术方案3所述那样，能够防止该冲头的顶端面封闭该凹部。由此，能够将残存于凹部内的润滑剂经由连通孔向后方排出，因此能够谋求防止因封入有润滑剂而导致成形面的表面粗糙。

附图说明

图1是说明将本发明的制造方法具体化的实施方式例的图，是对预备孔形成后的中间成形体即第3工序成形体(图6中的C)的预备孔进行深孔加工(成形大径孔部)的工序(第4工序)的、包括冲模等的工序说明用剖视图。

图2是说明在图1中进行深孔加工(成形大径孔部)之后的第4工序成形体中的、在其朝向后方的环状架面内产生的损伤(裂纹)的位置的、图1中的P2部的放大图。

图3是对图1的开深孔(大径孔部的成形)后的第4工序成形体进行冲切(成形小径孔部)的工序(第4工序)的、包括冲模等的工序说明用剖视图。

图4是说明以往的气体传感器的一例的概略结构剖视图。

图5是用于图4的气体传感器的主体金属件(部件成品)在机械加工之前的材料(原材料)即利用冷锻成形的成形体(异径筒状体)的剖视图。

图6表示利用冷锻成形图5的成形体(异径筒状体)的工序的一例，并且是说明在各工序中成形的成形体的半剖视图。

图7是在成形图5的成形体(图6中的E)的以往的工序中的、对预备孔形成后的中间成形体即第3工序成形体(图6中的C)的预备孔进行深孔加工(成形大径孔部)的工序(第4工序)的、包括冲模等的工序说明用剖视图。

图8是在成形图5的成形体(图6中的E)的以往工序中的、对开深孔(大径孔部的成形)后的第4工序成形体进行冲切(成形小径孔部)的工序(第4工序)的、包括冲模等的工序说明用剖视图。

图9是说明在图7中进行开深孔(大径孔部的成形)之后的第4工序成形体中的、在该朝向后方的环状架面内产生的损伤的、图7中的P1部的放大图。

具体实施方式

下面参照图1～图3详细地说明本发明的异径筒状体的利用冷锻制造的制造方法的实施方式例。其中，在本例中制造的异径筒状体与图5(图6中的E)所示的异径筒状体相同。并且，其制造工序也与用于成形图6所示的各成形体(A～E)的工序相同。即，如图6中的A、B所示，从柱状的原始材料经过多个成形工序，成形出图6中的C所示的、在后端面成形有大径孔部25d的预备孔25c的第3工序成形体10c，然后，对于该第3工序成形体10c，在第4工序中，通过压入深孔冲头对该预备孔25c进行深孔加工而成形大径孔部25d，从而形成第4工序成形体10d，然后，在第5工序中，通过打入冲切冲头来对该大径孔部25d的底面27d进行冲切而成形小径孔部21e，从而制得异径筒状体10e。因此，本实施方式例的制造方法与上述以往技术的制造方法基本相同，它们的不同点实质上仅仅在于，使在第4工序(参照图7)中用于对预备孔25c进行开深孔的深孔冲头120d的顶端面中的、向前方突出的突起部125d的外径D1适量地小于小径孔部21e的内径D2，下面，包含在第4工序、第5工序中使用的冲模、冲头等在内地，对于图6所示的由第3工序成形体10c制得第5工序成形体(异径筒状体完成品)的过程进一步详细地说明。

首先，说明在第4工序中加工的第3工序成形体10c(参照图6等)。该第3工序成形体10c由第2工序成形体10b成形为具有顶端侧的圆柱部和后端侧的圆筒部，并且在该两个部位的前后之间的外周面突出形成有之后会成为主体金属件11中的多边形部15的部位。后端侧的圆筒部是相当于异径筒状体(参照图5)10e的后端侧的筒状部17e的部位。这样的第3工序成形体10c如图6中的C所示在其后端面(中央)设有凹部，该凹部形成为大径孔部25的预备孔25c。其中，该预备孔25c呈现为后端侧相对于顶端侧形成为稍微大径的异径孔，与顶端侧(多边形部15)相对应的部位设为与之后通过深孔加工形成为大径孔部的内径大致相同的径，并且其后方的内径以与后端侧的筒状部17e的内径大致一致的方式相对于顶端侧大一圈。另外，在本例中，这样的预备孔25c的底面27c位于多边形部15的前后方向的中间，该底面27c形成为中心(中央)稍微处于低位的顶端缩窄的锥形。

另一方面，对于在第4工序中由这样的第3工序成形体(图6中的C)10c通过深孔加工得到的第4工序成形体(图6中的D)10d，使比多边形部15靠前方的部位(圆筒部)的顶端部缩径并挤出，并且也通过该深孔加工而向后方被挤出，从而形成为大径孔部25d，多边形部15和顶端部(小径部)12d之间的部位(被螺纹加工的筒部)14d伸长，以形成为比该小径部12d相对大径的异径圆筒的筒状部。并且，被冲切形成为小径孔部之前的大径孔部25d的底面27d设定为位于比被螺纹加工的相对大径的部位的顶端稍微靠后方(图示上方)的位置。

如图1所示，在由开设有预备孔的第3工序成形体10c通过深孔加工成形第4工序成形体10d时使用的冲模100d具有模腔，该模腔能够以微小间隙接收第3工序成形体10c的包括其多边形部15的前方部位，且形成为第4工序成形体10d的前方部位的形状105d。该模腔具有：自顶端侧的小径的圆形孔106d，其能够成形异径圆筒的筒状部11e；以及圆形孔107d，其位于该圆形孔106d的后方，比该圆形孔106d大径且能够接收第3工序成形体10c的顶端部位的外周面，用于形成被螺纹加工的筒状部11e。并且，在与该两个圆形孔相接续的后方具有能够以微小间隙接收第3工序成形体10c的多边形部15的多边形孔。这些冲模100d的各孔(模腔)呈从前方向后方扩径的、同心的异径孔。另外，中间的圆形孔107d预计会伴随着深孔加工而向材料的后方挤出(伸长)，而设定得短于筒状部11e中的之后会被螺纹加工的筒部的前后长度。另外，在圆形孔106d内的、冲模100d内的下部配置有用于支承第4工序成形体10d的顶端面和成形后取出的定位销(圆柱体)140d。

此外，在该第4工序中使用的深孔冲头120d能够通过开孔而成形预定长度、预定直径的大径孔部25d，并且具有形成为能够内插于预备孔25c的轴部(圆柱部)130d。并且，该深孔冲头120d的顶端面在靠其外周的部位具有朝向中央倾斜的环状倾斜面124d，用以成形异径筒状体(参照图5、图6中的E)10e的朝向后方的环状架面24e。并且，经由该环状倾斜面124d在顶端面的中心同轴地具有以预定的外径D1形成为圆形并向前方突出微量(0.2mm～0.5mm)的突起部125d。其中，该突起部125d的外周缘形成为位于比异径筒状体10e的朝向后方的环状架面24e的内周缘端(小径孔部21e的内周面)靠内侧(中心侧)的位置。即，以往突起部125d的外径D1与之后冲切形成的小径孔部21e的内径D2大致相同，与此相对，本实施方式设定为突起部125d的外径D1适量地小于小径孔部21e的内径D2。并且，环状倾斜面124d的锥形是与异径筒状体10e的朝向后方的环状架面24e相同的锥形，此外，在本例中，突起部125d也设为其顶端面的中央稍微突出的顶端变细的锥形。

这样，在第4工序中，将第3工序成形体10c填装于冲模100d(图1中的左图(A))，并如图1中的右图(B)所示，将深孔冲头120d向该预备孔(凹部)25c压入预定量，从而制得第4工序成形体10d。其中，在该压入中，深孔冲头120d的顶端面的突起部125d在所述压入之初被向预备孔25c的底面27c按压，在该底面27c形成与突起部125d相对应的凹部，伴随着该压入，第3工序成形体10c的顶端部位在冲模100d的前方的圆形孔106d内被向前方挤出，并且，进行开深孔，包含多边形部15的后方部位相对地被向后方挤出。然后，通过深孔冲头120d的预定行程(预定量)的压入结束，大径孔部的成形(开深孔)结束，制得如图1中的右图(B)所示的第4工序成形体10d。在这样制得的第4工序成形体10d的大径孔部25d的底面27d形成为将深孔冲头120d的顶端面转印而成的部位。因而，在该底面27d的中央形成了利用突起部125d形成的凹部28d，在该凹部28d的靠外的部位形成了之后会成为朝向后方的环状架面24的环状面24d，该环状面24d与凹部28d的内周面29d的交叉部成为沿周向凸出的角(参照图2)。这一点与以往的工序中的情况相同。因此，如图2的放大图中所示，在这样的凹部28d的内周面29d中，有时在其外侧的环状面24d的下部产生从该凹部28d的底面(或者其附近)向外侧延伸的裂纹、褶皱等由于死区金属所导致的内部损伤K。这一点也与以往的工序中的情况相同。

但是，像上述那样，深孔冲头120d的突起部125d的外径D1设为比下一个工序(第5工序)中利用冲切冲头进行冲切成形的小径孔部21e的内径D2小(参照图2)。因此，之后与以往同样地，如图3中的左图(A)所示，将该第4工序成形体10d填装于第5工序中的冲切用的冲模100e，并如图3中的右图(B)所示，通过将具有相当于小径孔部21e的内径D2的顶端外径的冲切冲头120e打入，在其底面27d冲切出小径孔部21e，从而利用突起部125d形成的凹部28d的外侧的部分且环状面24d的位于比之后会成为朝向后方的环状架面24的面靠内周的位置的部分(小径孔部21e的内径D2和突起部125d的外径D1之间的部位)，在该冲切中作为冲切屑U被冲切并除去。即，如图2的放大图中所示，存在于凹部28d的外侧的部分且是比内径D2靠内侧的位置的裂纹等的内部损伤K在小径孔部21e的成形(冲切)中与冲切屑U一同被除去。由此，与以往将D1和D2设为大致相同的制造方法相比，能够可靠地降低该冲切后的异径筒状体10e中的其朝向后方的环状架面24e内的内部损伤的产生。

另外，在第5工序中使用的冲模100e实质上与第4工序中使用的冲模100d是相同的构造，并具有能够将第4工序成形体10d大致无间隙地填装的模腔。其中，顶端的支承(定位销)150e形成为不会与冲切冲头120e发生干扰的管构造。此外，冲切冲头120e设为如下设定(外径)：相对于靠顶端的部位的冲切径的轴部(圆柱部)，其靠后方的部位的轴部125e设置得较粗，在冲切过程中被大径孔部25d的内周面所引导。并且，在该冲头120e设有在其顶端面和该冲头的后方侧面具有开口(未图示)并连通的排除润滑油的孔H。

在上述例子中，如上所述那样，从利用突起部125d形成的凹部28d的内周面向半径方向外侧延伸的内部损伤K的深度即之后会成为环状架面24的面内的内部损伤的产生区域根据异径筒状体10e的尺寸、形状、构造等会到达什么程度是通过将试验成形品剖切等来把握的，并且基于此对深孔冲头120d的突起部125d的外径(尺寸)D1进行设定即可。在对小径孔部21e的冲切中，以能够将尽量多地包括所产生的内部损伤K的部分作为冲切屑冲切除去(同时冲切)的方式设定突起部125d的外径(尺寸)D1即可。

另外，在本例中，冲切冲头120e的靠其后方的部位的轴部125e设为在冲切过程中被大径孔部25d的内周面引导的设定(外径)，因此，能够不偏心且高精度地进行稳定的冲切。此外，虽然设为D2>D1的尺寸关系，但在该冲切冲头120e设有在其顶端面和该冲头的后方侧面之间连通的、排除润滑油的孔H，因此能够防止该冲头120e的顶端面将利用突起部形成的凹部28d封闭。由此，能够将凹部28d内的润滑剂经由连通孔H向后方排出，因此能够谋求防止因封入有润滑剂而导致成形面的表面粗糙。

此外，本例的异径筒状体10e在其前方的筒状部11e的靠顶端的部位具有外径相对较小的小径筒部(小径部)12e，在大径孔部25d的成形过程中，使之后会成为该小径筒部(小径部)12e的小径部位穿过冲模100d的前方的较小的圆形孔106d并将其挤出成形。因此，在深孔冲头120d的压入(第4工序)中，能够不偏心等地得到稳定的成形，因此在该压入过程中，以如下这样进行变化的方式设定突起部125d的外径D1较好。即，如下这样设置较好：通过该压入，在压入之初，深孔冲头120d的顶端面的突起部125d被向第3工序成形体10c的预备孔25c的底面27c按压，利用比较小的载荷(冲压载荷)将该底面27c向前方按压，使第3工序成形体的多边形部15的朝向顶端的面成为由冲模100d的、应支承该朝向顶端的面的朝向后方的环状多边形面115d支承的状态，接着，突起部125d按压预备孔25c的底面27c以使其凹陷，前方之后会成为小径筒部(小径部)12e的小径部位被向圆形孔106d内挤出，然后，实质上利用深孔加工形成的大径孔部25d通过向后方挤出而成形。

在此，突起部125d被向预备孔25c的底面27c压入，将直到深孔冲头120d的顶端面被按压于预备孔25c的底面27c整体为止施加的载荷设为L1。然后，随着该压入进行，载荷增大，将直到前方之后会成为小径筒部(小径部)12e的小径部位向前方挤出并成形为止施加的载荷设为L2。接着，伴随着冲头120d被进一步压入、进行开深孔，将直到向后方被挤出(伸长)而大径孔部25d的成形(开深孔)结束为止施加的载荷设为L3。在该情况下，如下设置较好：将突起部125d的外径D1设为小于小径孔部21e的内径D2，除此之外，使这些载荷保持L1<L2及L1<L3、且L2≤L3的关系。

另外，在上述方式中，针对如下的情况进行了说明：由原始材料经过五个工序而成形异径筒状体10e的情况，且是在其第3工序中开设预备孔25c而形成第3工序成形体10c，对于第3工序成形体10c，在第4工序中进行开深孔，在第5工序中进行冲切的情况，但在本发明中，到异径筒状体成形为止的工序数量根据异径筒状体的具体的纵横(高度、直径、壁厚等)尺寸比、成形难度(或者金属材料的变形容易性)而设定为适当的数量即可。此外，异径筒状体(用于传感器、火花塞的主体金属件在机械加工之前的原材料)的形状、构造并不限定于上述例子中的形状、构造，根据加工部位、加工余量等，使异径状态等具体化为适当变更的形状、构造的状态即可。

附图标记说明

10e、异径筒状体；21e、小径孔部；24e、朝向后方的环状架面；24d、之后会成为朝向后方的环状架面的环状面；25e、大径孔部；25c、大径孔部的预备孔；25d、大径孔部；27d、大径孔部的底面；28d、利用突起部形成的凹部；120d、深孔冲头；124d、深孔冲头的顶端面的靠外周的部位的环状倾斜面；125d、突起部；120e、冲切冲头；D1、突起部的外径；D2、小径孔部的内径。

Claims (3)

1.一种异径筒状体的利用冷锻制造的制造方法，该异径筒状体具有在轴线方向上贯通的构造，从顶端向后方同轴地具有内径为小径的小径孔部和内径为相对大径的大径孔部，并且在这两个孔部的前后的边界具有呈顶端缩窄状的、朝向后方的环状架面，该异径筒状体的利用冷锻制造的制造方法包括以下工序：

从柱状的原始材料经过一个或多个成形工序，在后端面成形所述大径孔部的预备孔，

然后，在通过深孔冲头的压入来对该预备孔进行深孔加工从而成形所述大径孔部时，

使用如下的深孔冲头：在冲头自身的顶端面的靠外周的部位具有朝向中央倾斜的环状倾斜面，用以成形所述异径筒状体的所述朝向后方的环状架面，并且经由该环状倾斜面，在该顶端面的中心同轴地具有以预定的外径向前方突出的突起部，从而在自身的底面成形大径孔部，该大径孔部具有之后会成为所述朝向后方的环状架面的环状面、和在该环状面的内侧利用所述突起部形成的凹部，

然后，通过冲切冲头的打入，以使所述朝向后方的环状架面残存下来的方式对该大径孔部的底面进行冲切，从而成形该朝向后方的环状架面和所述小径孔部，

该异径筒状体的利用冷锻制造的制造方法的特征在于，

将所述深孔冲头的所述突起部的外径D1预先设为小于所述小径孔部的内径D2。

2.根据权利要求1所述的异径筒状体的利用冷锻制造的制造方法，其特征在于，

在所述冲切冲头的打入中，该冲切冲头的外周面利用被所述深孔冲头开深孔后的所述大径孔部的内周面引导。

3.根据权利要求1或2所述的异径筒状体的利用冷锻制造的制造方法，其特征在于，

将该冲切冲头的顶端面和后方部位连通的连通孔设于该冲切冲头内，以防止所述冲切冲头的顶端面将利用所述突起部形成的凹部封闭。