JP2000326045A - 軸付き円盤部品の冷間鍛造成形方法及び成形金型装置 - Google Patents
軸付き円盤部品の冷間鍛造成形方法及び成形金型装置Info
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Abstract
を廃止し、加工効率の向上と生産性の向上を図る。 【解決手段】 下型2に対して上下動自在な上型2に、
ばね剛性の強い皿バネ15で支持される上受台16を設
けて、上受台16の下面に上ダイス17を取付け、下型
2の下受台6をばね剛性の弱いクッション部材5で支持
して、下受台6を所定ストローク降下できるようにし、
下型2に打抜きポンチ7を固定する。そして下受台6に
クランク軸Caをセットした後、上型3を降下させる
と、クランク軸Caが所定ストローク降下して、打抜き
ポンチ7でピン穴pが打抜かれ、更に上型3を降下させ
ると、クランク軸Caに対して上ダイス17が相対的に
降下し、外周のバリbが打抜かれるようにする。
Description
等のエンジンのクランク軸を冷間鍛造した後、ウェイト
部の外周とピン穴の打抜きを同一工程で行うための技術
に関する。
クランクシャフトの製造において、左右の軸付き円盤状
の分割型クランク軸を成形し、これをピンで連結するよ
うな方法が採用されることがあり、このような分割型ク
ランク軸の成形方法として、例えば特開昭59−493
6号のように熱間鍛造で成形する技術が主流である。
成形するとスケールが発生する等の問題から、成形後に
切削加工によって取り除かなければならず、また必要な
精度を確保するための機械加工も必要になって、加工効
率が悪いという問題がある。また、熱間鍛造の工程と機
械加工の工程の工程系列が異なるため、段取り換えに手
間がかかるという問題もある。
簡素化し、生産性に優れた成形方法を提供することを目
的とする。
本発明は、冷間鍛造で成形した軸付き円盤部品の軸部を
成形金型の下受台で保持し、上型を下降させて軸付き円
盤部品の円盤部を下受台と上受台で保持して軸付き円盤
部品を所定ストローク降下させ、この際、下型の打抜き
ポンチにより円盤部の所定部位に穴を打抜いた後、更に
上型を下降させて上ダイスにより円盤部の外周の打抜き
を行うようにした。
る作業と円盤部の外周を打抜く作業を同一の工程で行う
ことにより、工程の簡素化が図られ、生産性を向上させ
ることが出来る。また、このような軸付き円盤部品は連
続した冷間鍛造により成形されるため、熱間鍛造のよう
な成形後のスケールの除去等の機械加工が廃止され、工
程の簡素化が一層図られる。更に、軸付き円盤部品の軸
部を基準にして穴を打抜くため、精度の良い穴明け加工
とバランスの良い外周打抜きが行え、精度確保のための
機械加工も廃止出来る。ここで、軸付き円盤部品が分割
型クランク軸のような場合に、打抜きポンチで打抜く穴
はピン穴とされ、また円盤部の外周の打抜きは、鍛造時
に生じるバリ等の打抜きとされる。
ち抜かれた抜きカスを上受台のタマリ部に入り込ませ、
上ダイスによって打抜かれた抜きカスを下型と上ダイス
間で保持し、その後上型が上昇した際、それぞれの抜き
カスを打ち抜き前の円盤部の原位置にはめ込んでワーク
払出し時に排出するようにした。
て払出すようにすれば、成形金型に打抜きカスの排出路
等を設ける必要がなく、除去時間に時間をかけるような
不具合も生じない。
付き円盤部品の軸部を保持し且つ所定ストローク上下動
自在な下受台と、下型に固定される打抜きポンチと、上
型の下降により下受台とともに軸付き円盤部品の円盤部
を保持する上受台と、この上受台に対して相対的に上下
動自在な上ダイスを設け、上型の下降により軸付き円盤
部品を所定ストローク降下させる途中で、打抜きポンチ
により円盤部に穴を明けることが出来るようにし、上型
が更に降下すると、軸つき円盤部品の下降が停止して円
盤部の外周を上ダイスにより打抜くことが出来るように
すれば好適である。
した図面に基づき説明する。ここで図1は本発明に係る
成形金型装置の説明図、図2及び図3は成形金型による
打抜き工程を示す作用図、図4は自動二輪車等のクラン
クシャフトの組立図、図5はクランクシャフトの左側の
クランク軸の斜視図、図6はクランク軸の冷間鍛造工程
の説明図である。
の分割型クランクシャフトのような軸付き円盤部品を製
造する技術に関し、冷間鍛造で成形した軸付き円盤部品
の円盤部に対するピン穴の穴あけと、外周の打抜きを同
一工程で行うことで、工程を簡素化するとともに、精度
確保のための機械加工も廃止出来るようにされており、
実施形態では、図4に示すようなクランクシャフトCの
うち、一方側(例えば左側)の軸付き円盤状のクランク
軸Caの成形に適用されている。
円盤状の左右の分割型クランク軸Ca、Cbと、これら
クランク軸Ca、Cbのウェイト部wのピン穴pに結合
される結合ピンCcによって一体化されており、一方側
(左側)のクランク軸Caは、図5に示すように、円盤
部としてのウェイト部wと、軸部としての多段軸部jを
備え、ウェイト部wにピン穴pを備えている。そして、
本発明では、ウェイト部wのピン穴pの打抜きと、ウェ
イト部wの外周の打抜きを以下に説明する成形金型装置
で同時に加工するようにし、どちらのクランク軸Ca、
Cbの成形にも適用出来るが、説明上、左側のクランク
軸Caの成形を代表例にして説明する。
型2に対して上下動自在な上型3を備えており、下型2
は、固定台4と、この固定台4の中央の凹部内にウレタ
ン等のクッション部材5を介して上下動自在に配設され
る下受台6と、この下受台6の所定部位の中間部を上下
方向に挿通する打抜きポンチ7と、下受台6の上部側周
囲にウレタン等のクッション材8を介して配設されるス
トリッパ9を備えており、前記下受台6の下方には、所
定のクリアランスをおいて位置規制部材11が配設され
るとともに、前記打ち抜きポンチ7は、上端部が下受台
6の上面に概略一致するように下端部が固定台4に固定
されている。
ウトピン12が配設されており、この下ノックアウトピ
ン12の上部の下受台6には、クランク軸Caの多段軸
部jを嵌入せしめることの出来る保持孔が設けられてい
る。そしてこの保持孔に多段軸部jを挿入してセットし
た際、下受台6の上面でウェイト部w下面を支持すると
ともに、ストリッパ9の上面で外周のバリbを支持する
ことが出来るようにしている。
4の中央部に皿バネ15を介して配設される上受台16
と、この上受台16の周囲に配設されて可動台14の下
部に固定される上ダイス17を備えており、上受台16
には、前記下型2の打抜きポンチ7に対応する箇所に、
打抜きポンチ7を挿入せしめることの出来るタマリ部1
8が設けられている。
カス押出しピン19が設けられ、また上受台16の中央
部には、上ノックアウトピン21が配設されている。そ
して、前記下受台6の下面を支持するクッション部材5
やストリッパ9の下部を支持するクッション材8のばね
剛性を弱くし、これに較べて、上受台16の上部の皿バ
ネ15のばね剛性を強くしている。
いるが、成形金型装置1の作用等について説明する前
に、まず、クランク軸Caの冷間鍛造の概要について簡
単に説明する。
ら連続した冷間鍛造工程を経て成形されるが、上記のよ
うなビレットの組成成分は、C(炭素)が0.46〜
0.49WT%、Si(珪素)が0.14WT%以下、Mn
(マンガン)が0.55〜0.65WT%、P(リン)が
0.015WT%以下、S(硫黄)が0.015WT%以
下、Cu(銅)が0.15WT%以下、Ni(ニッケル)
が0.15WT%以下、Cr(クロム)が0.10〜0.
20WT%含まれる鋼材としている。これは熱間鍛造素材
であるJIS S48Cの成分組成を基本にし、焼入れ
性確保のためCとMn量を同等にするとともに、材料割
れの要因になりやすいSiとPとSの量を削減した成分
組成にしたものである。
棒材からビレットを製造する方法は、酸洗を行った後、
第1回目の球状化焼鈍しを行い、セメンタイトを球状化
して素材全体の加工性を向上させ、内部まで歪みを与え
ることが出来るようにするとともに、パーライトの微細
化を図り、次に、酸洗、ボンデ処理を行って引抜き加工
を行い、限界据込み率の向上を図り、次いで、この棒材
を所望の寸法に切断し、これを酸洗した後、2回目の球
状化焼鈍しを行い、炭化物の分散を図るとともに球状化
率を高めるようにしている。そして2回目の球状化焼鈍
しが終えると、ショットブラスト、ボンデ処理を行って
表面調整を行い、冷間鍛造用ビレットを得るようにして
いる。
備すると、図6に示すように、第1工程として多段形状
の中間素材を成形し、次いで第2工程で大径部の径を広
げるよう据え込み、第3工程で大径部の厚みを左右非対
称に荒地成形してウェイト部としての概略の形状に仕上
げる。そして第4工程で大径部を左右非対称形状に仕上
成形して必要に応じてスプライン部やセンタ孔等を必要
箇所に形成する。そして、前記成形金型装置1は、以上
のような連続冷間鍛造で成形された軸付き円盤状のクラ
ンク軸Caに対し第5工程において適用され、ウェイト
部wへのピン穴の打抜きと外周に生じるバリの打抜きを
同時に行うようにされており、以下、その成形方法につ
いて図2及び図3に基づき説明する。
中央の保持孔内に、クランク軸Caの多段軸部jを挿入
してセットする。この際、ウェイト部w下面は下受台6
の上面で支持され、外周のバリbはストリッパ9で支持
される。
ト部w上面に当接すると、ウェイト部wは上受台16と
下受台6で挟まれて保持されるようになり、更に上型3
が降下すると、クッション部材5やクッション材8のば
ね剛性は皿バネ15のばね剛性より弱いため、クッショ
ン部材5とクッション材8が縮み、このため、クランク
軸Caが降下して、図2(b)に示すように、打抜きポ
ンチ7によってピン穴pが打抜かれる。また下受台6の
下面は位置規制部材11に当接してそれ以上降下出来な
くなる。
すように、皿バネ15とストリッパ9のクッション材8
が縮んで可動台14が降下し、上ダイス17によりウェ
イト部w外周のバリbが打抜かれる。この際、前記打抜
きポンチ7で打抜かれた打抜きカスはタマリ部18に入
り込み、またバリbは上ダイス17とストリッパ9の間
に収まっている。以上のような手順により、ピン穴pの
打抜きとウェイト部w外周のバリbの打抜きが同時に行
われる。
3(b)に示すように、打抜きポンチ7で打抜かれた抜
きカスは元の位置のピン穴pに戻され、また、打抜かれ
たバリbはウェイト部w外周の元の位置に戻される。そ
してそれぞれの打抜きカスは、ワーク払出し時に排出さ
れる。
6の保持孔に嵌合させて打抜き加工を行えば、ピン穴p
の精度が保証され、また外周をバランス良く加工するこ
とが出来、精度保証のための機械加工を廃止することが
出来る。
と外周の成形を同時に行えば、効率良く加工することが
出来る。また、抜きカスを元の位置に戻してワーク払出
しを行うため、金型に抜きカスの排出路等を設ける必要
がなく、しかも排出時間に手間取るような不具合を防止
出来る。
されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載し
た事項と実質的に同一の構成を有し、同一の作用効果を
奏するものは本発明の技術的範囲に属する。例えば軸付
き円盤部品はクランク軸以外の部品でも良い。
した軸付き円盤部品を下受台と上受台で保持し、上型を
下降させて軸付き円盤部品を所定ストローク降下させ
て、下型の打抜きポンチにより円盤部に穴を打抜いた
後、更に上型を下降させて上ダイスにより円盤部の外周
の打抜きを行うようにしたため、穴明け作業と外周打抜
き作業が同一の工程で行われ、生産性を向上させること
が出来る。また、精度の良い穴明け加工とバランスの良
い外周打抜きを行うことが出来る。また、それぞれの抜
きカスを打ち抜き前の位置に戻してワーク払出し時に排
出するようにしたため、成形金型に打抜きカスの排出路
等を設ける必要がなく、除去時間に時間をかけるような
不具合も生じない。
7…打抜きポンチ、11…位置規制部材、16…上受
台、17…上ダイス、18…タマリ部、Ca…クランク
軸。
Claims (3)
- 【請求項1】 冷間鍛造で成形した軸付き円盤部品の軸
部を成形金型の下受台で保持し、上型を下降させて軸付
き円盤部品の円盤部を下受台と上受台で保持して軸付き
円盤部品を所定ストローク降下させ、この際、下型の打
抜きポンチにより円盤部の所定部位に穴を打抜いた後、
更に上型を下降させて上ダイスにより円盤部の外周の打
抜きを行うようにしたことを特徴とする軸付き円盤部品
の冷間鍛造成形方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の軸付き円盤部品の冷間
鍛造方法において、前記打抜きポンチによって打ち抜か
れた抜きカスを上受台のタマリ部に収容し、上ダイスに
よって打抜かれた抜きカスを下型と上ダイス間で保持す
るとともに、その後上型が上昇した際、それぞれの抜き
カスを打ち抜き前の円盤部の原位置に嵌め込んでワーク
払出し時に排出するようにしたことを特徴とする軸付き
円盤部品の冷間鍛造成形方法。 - 【請求項3】 冷間鍛造で成形した軸付き円盤部品の円
盤部の所定部位に穴を明け、同時に円盤部の外周を打抜
くようにした成形金型装置であって、前記軸付き円盤部
品の軸部を保持し且つ所定ストローク上下動自在な下受
台と、下型に固定される打抜きポンチと、上型の下降に
より前記下受台とともに軸付き円盤部品の円盤部を保持
する上受台と、この上受台に対して相対的に上下動自在
な上ダイスを備え、上型の下降により前記軸付き円盤部
品を所定ストローク降下させる途中で、前記打抜きポン
チにより円盤部に穴を明けることが出来るようにされ、
上型が更に降下すると、軸つき円盤部品の下降が停止し
て円盤部の外周を前記上ダイスにより打抜くことが出来
るようにされることを特徴とする成形金型装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13957099A JP4010705B2 (ja) | 1999-05-20 | 1999-05-20 | 軸付き円盤部品の成形金型装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4010705B2 (ja) |
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-
1999
- 1999-05-20 JP JP13957099A patent/JP4010705B2/ja not_active Expired - Fee Related
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