JP2000117387A - 複合成形方法 - Google Patents

複合成形方法

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JP2000117387A
JP2000117387A JP10294815A JP29481598A JP2000117387A JP 2000117387 A JP2000117387 A JP 2000117387A JP 10294815 A JP10294815 A JP 10294815A JP 29481598 A JP29481598 A JP 29481598A JP 2000117387 A JP2000117387 A JP 2000117387A
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正八 西内
Fumio Takeshima
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 １回の成形によって、エンジンバルブの如き
一端部が傘部で残りが軸部となった製品を得る。 【解決手段】 複合成形装置のダイの上面にはバルブ傘
部の下面形状に倣った成形面とバルブの軸部を絞り成形
する成形ランドが設けられ、パンチ下面にはバルブ傘部
の下面形状に倣った成形面が設けられている。その装置
を用いて同時に据込成形と絞り成形を行うことで、傘部
と軸部が連続した形状となったエンジンバルブ等が得ら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば棒状素材を
予備成形した中間素材から、１回の成形工程によってエ
ンジンバルブやプーリーシャフト等を成形する成形方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、棒状素材からエンジンバルブを製
造するには、特開平４−１９３９１２号公報に開示され
るように、棒状素材を１１５０〜１２５０℃まで加熱し
た状態で熱間加工している。しかしながら、この方法に
よると、設備が大掛りになるとともに、周囲が高温にな
り環境衛生の点からも好ましくない。
【０００３】そこで、クランクプレス装置やパーツフォ
ーマ装置を用いた冷間加工（据込成形）でエンジンバル
ブを製造することも行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したクランクプレ
ス装置による場合には、成形後の形状精度は良好である
が、成形速度を速めると傘部に割れが生じるため、据込
成形に時間がかかり、量産性に課題がある。また、パー
ツフォーマ装置による場合には、据込成形速度が速く量
産性に優れているが、材料の変形が据込成形速度に追従
できないため傘部と軸部に連なる傘Ｒ形状が滑らかに成
形できないという課題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、先ず、素材に対し予備成形を施す。この予備成
形によって、１回の据込成形で目的とする傘部等の最終
形状になり、また１回の絞り成形で目的とする軸部の径
となる中間素材を得る。そして、この中間素材に対し、
同時に据込成形と絞り成形とを施すことで１回の成形ス
トロークによって、エンジンバルブ等の目的とする製品
を得る。
【０００６】ところで、エンジンバルブ等の材料として
は、オーステナイト系耐熱鋼及びマルテンサイト系耐熱
鋼が用いられる。そして、これらの素材に所定の前処理
を施すことで、限界据込み率が大幅に向上する知見を得
た。所定の前処理は、オーステナイト系耐熱鋼とマルテ
ンサイト系耐熱鋼とで、全く異なり、オーステナイト系
耐熱鋼については、固溶体範囲まで加熱した後急冷し、
過飽和固溶状態を維持したまま成形を行い、マルテンサ
イト系耐熱鋼については、焼鈍した後に成形を行うこと
で、据込限界率が大幅に向上する。
【０００７】図１は、固溶体範囲まで加熱した後急冷
し、過飽和固溶状態を維持したオーステナイト系耐熱鋼
及び焼鈍したマルテンサイト系耐熱鋼のテストピース温
度と限界据込み率との関係を示すグラフであり、上記の
条件で行うことで、何れの耐熱鋼も低温（３００℃以
下）において限界据込み率が従来の素材に比較して大幅
に向上することが分る。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図２（ａ）〜（ｃ）は中間素
材を得るまでの工程を説明した図、図３は本発明に係る
複合成形方法を適用した工程を説明した図である。
【０００９】本発明にあっては、図２（ａ）〜（ｃ）に
示す工程によって、後述する１回の据込兼絞り成形によ
って製品の最終形状とすることができる中間素材を得
る。即ち、先ず図２（ａ）に示すように、第１の絞り成
形装置のダイに棒状素材をセットし、パンチにて絞り成
形することで、大径部と軸部とを成形する。
【００１０】次いで、図２（ｂ）に示すように、大径部
と軸部とを備えた素材を第２の絞り成形装置のダイにセ
ットし、パンチにて軸部と中径軸部と小径軸部に絞り成
形する。
【００１１】そして、図２（ｃ）に示すように、大径部
と中径軸部と小径軸部とを備えた素材を予備成形装置の
ダイにセットし、パンチにて大径部をオニオン形状に据
込成形するとともに中径軸部と小径軸部については絞り
成形にて同一径の軸部とした中間素材を得る。
【００１２】ここで、棒状素材から中間素材を得るため
に、合計３回の成形工程を経るようにしたのは、棒状素
材から中間素材をいきなり成形すると、断面減少率や限
界据込み率が限界値を超え、素材の一部に割れが発生す
るからである。したがって、最終製品形状との関係で、
１回の予備成形で中間素材が得られる場合もあり、逆に
４回以上の成形工程を経る必要が生じる場合もある。ま
た、途中の成形工程において座屈の虞れがある場合に
は、本実施例のように中径軸部を一旦形成し、最後の予
備成形において、当該中径軸部を消失するようにすれば
よい。
【００１３】以上の如くして中間素材を得たならば、図
３に示す複合成形装置によって、据込成形と絞り成形と
を同時に施す。即ち、複合成形装置はダイとパンチとか
らなり、ダイの上面にはバルブ傘部の下面形状に倣った
成形面とバルブの軸部を絞り成形する成形ランドが設け
られ、パンチ下面にはバルブ傘部の下面形状に倣った成
形面が設けられている。このように、据込成形と絞り成
形とを同時に施すことで、傘部と軸部とが段差なく連続
した形状が得られる。
【００１４】図示例にあっては、中間素材の一端部をオ
ニオン形状にしたが、図４に示すような、ある程度バル
ブ傘部に近い形状にしてもよい。
【００１５】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
エンジンバルブ等を成形するにあたり、据込成形と絞り
成形とを同時に行うことで、傘部と軸部とを同時にしか
も１回の成形工程で製造するようにしたので、傘部と軸
部との連続部の形状が精度よくスムーズに連続した形状
となるので、後工程の研削加工を省略することが可能に
なる。
【００１６】また、冷間加工にて上記の工程を行うこと
で、加熱設備が不要になるので、装置が簡略化でき、環
境衛生上も好ましく、また却って限界据込み率が向上す
るため、製品精度を高めることにもなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】耐熱鋼素材として、オーステナイト系耐熱鋼及
びマルテンサイト系耐熱鋼を用いた場合の据込成形時の
加熱温度（１００℃〜６００℃）と限界据込み率との関
係を示すグラフ
【図２】（ａ）〜（ｃ）は中間素材を得るまでの工程を
説明した図
【図３】本発明に係る複合成形方法を適用した工程を説
明した図
【図４】中間素材の別実施例を示す図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｌ 3/24 Ｆ０１Ｌ 3/24 Ｄ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一端を大径部とし残りを軸状部とした素
    材に対し、前記大径部については据込成形を、前記軸状
    部については絞り成形を同時に施し、しかも１回のスト
    ロークで最終製品形状まで成形することを特徴とする複
    合成形方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の複合成形方法におい
    て、前記素材はオーステナイト系耐熱鋼またはマルテン
    サイト系耐熱鋼とし、また前記成形は素材の第２変態点
    以下の温度で行う冷間加工とすることを特徴とする複合
    成形方法。
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