JP2001030038A - Method for forming flange in upsetter - Google Patents

Method for forming flange in upsetter

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JP2001030038A
JP2001030038A JP11206469A JP20646999A JP2001030038A JP 2001030038 A JP2001030038 A JP 2001030038A JP 11206469 A JP11206469 A JP 11206469A JP 20646999 A JP20646999 A JP 20646999A JP 2001030038 A JP2001030038 A JP 2001030038A
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flange
elongation
upset
upsetter
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孝哉 河合
Hiroaki Matsubara
弘明 松原
Kenji Miyazaki
健二 宮崎
Toshiyuki Ochi
敏行 落
Koji Takahara
浩司 高原
秀樹 ▲高▼森
Hideki Takamori
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    • B21J5/08Upsetting

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a flange at the end part of a large-sized shaft without lowering productivity by using a device low in equipment cost. SOLUTION: In an upsetter 1 for forming a flange 3 by clamping the shaft with a die while making the one end part of a shaft 2 having both end parts into a free state and making another end part into a projecting state, and performing the hot upsetting of the end part of the projecting shaft, when upsetting the end part of the projecting shaft, an upsetting condition is set so that an elongation in the axial direction of the free end of the shaft 2 is allowed by a prescribed quantity.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アプセッター(据
え込み鍛造機)により軸端部にフランジを成形する方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming a flange at an end of a shaft by an upsetter (upsetting forging machine).

【0002】[0002]

【従来の技術】舶用の推進軸、中間軸等の大型軸の端部
にフランジを形成する技術として、例えば、特公昭56
−12333号公報に記載のものが公知である。この従
来の技術は、軸の一端部のフランジ付根をクランプせず
にガイド用金型でガイドし、該軸の一端部に付与される
成形軸力を該軸の他端部で支承して、該軸の一端部にフ
ランジを成形するものであった。前記ガイド用金型は、
ガイドしている軸部が軸方向に圧縮されること、若しく
は、座屈することを防止するために設けられており、前
記軸部を径方向からクランプするための機能は有してい
ないものであった。
2. Description of the Related Art As a technique for forming a flange at an end of a large shaft such as a marine propulsion shaft or an intermediate shaft, for example, Japanese Patent Publication No.
The one described in -12333 is known. In this conventional technique, a root with a flange at one end of a shaft is guided by a guide mold without clamping, and a forming axial force applied to one end of the shaft is supported at the other end of the shaft. A flange was formed at one end of the shaft. The guide mold,
It is provided to prevent the guiding shaft portion from being compressed or buckled in the axial direction, and does not have a function for clamping the shaft portion from the radial direction. Was.

【0003】なお、前記公報には、「アプセッターによ
る製法」として、「これは軸径をつかみ、突出部の据え
込み鍛造(熱間)を行ってフランジを成形するものであ
るが、つかみ力が非常に大きいので、現有のアプセッタ
ーでは、小径のものだけ採用されているのが現状であ
る。」と記載されている。即ち、従来のアプセッターに
よるフランジ成形技術は、軸の滑り(軸の自由端の伸
び)が生じないように軸径を完全につかむと言うもので
あった。
[0003] In the above-mentioned publication, as a "production method using an upsetter", "this is a method of gripping a shaft diameter and performing upsetting forging (hot) on a protruding portion to form a flange. Because it is very large, the current upsetters currently use only small diameter ones. " In other words, the conventional flange forming technique using an upsetter is to completely grip the shaft diameter so that the shaft does not slip (elongation of the free end of the shaft).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前記従来の反成形側軸
端部を支承するものでは、この支承部の移動装置、位置
検出装置、固定装置等が必要となり、設備が長大にな
り、設備費が高くつくと言う問題があった。そして、こ
のような設備では、フランジ成形するに際して、前記支
承部を、加工する軸の長さに合わせて位置決め固定する
必要があり、その都度、段取り替えを要し、生産性を低
下させ、多品種の生産に不向きであるという問題があっ
た。
In order to support the conventional non-molding shaft end, a moving device, a position detecting device, a fixing device, and the like for the supporting portion are required. Was expensive. In such a facility, when the flange is formed, it is necessary to position and fix the bearing in accordance with the length of the shaft to be machined. In each case, a setup change is required, and the productivity is reduced. There was a problem that it was not suitable for the production of varieties.

【0005】一方、反成形側軸端部を支承せず、フラン
ジ付根を滑りを生じないように完全にクランプする従来
のアプセッターでは、大型軸端部のフランジを成形する
場合、非常に大きなクランプ力と大きなクランプ金型が
必要となり、設備費が高くつくという問題があった。そ
こで、本発明は、前記問題を解決するものであり、設備
費の安い装置を用いて、生産性を低下させることなく、
大型軸端部のフランジ成形を可能とした、アプセッター
におけるフランジ成形方法を提供することを目的とす
る。
On the other hand, in the conventional upsetter, which does not support the shaft end on the opposite side of the forming side and completely clamps the root with the flange without slipping, when forming the flange at the end of the large shaft, a very large clamping force is required. Therefore, there is a problem that a large clamping die is required and the equipment cost is high. Therefore, the present invention is to solve the above problems, using a device with low equipment cost, without lowering the productivity,
An object of the present invention is to provide a method of forming a flange in an upsetter, which enables the formation of a flange of a large shaft end.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、次の手段を講じた。即ち、本発明のフラ
ンジ成形方法の特徴とするところは、両端部を有する軸
の一端部を自由状態にし、他端部を突出状態として金型
によりクランプし、該突出軸端部を熱間アプセット(据
え込み鍛造)してフランジを成形するアプセッターにお
いて、前記突出軸端部をアプセットするとき、前記軸の
自由端の軸方向伸びを所定量だけ許容するよう、アプセ
ット条件を設定する点にある。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention takes the following measures. That is, the feature of the flange forming method of the present invention is that one end of a shaft having both ends is set in a free state, the other end is set in a protruding state and clamped by a mold, and the end of the protruding shaft is hot-upset. In an upsetter for forming a flange by (upsetting forging), when upsetting the protruding shaft end, an upsetting condition is set so as to allow a predetermined amount of axial elongation of the free end of the shaft.

【0007】なお、前記軸の直径をパラメータとして、
所定のアプセット条件の下で、前記軸の自由端の軸方向
伸びを予め求めておき、当該求めたデータを基に、実操
業のアプセット条件を設定するのが好ましい。前記アプ
セット条件は、突出軸端部及び金型によりクランプされ
るクランプ部の加熱温度分布をほぼ一定とし、前記軸の
自由端部の伸びをゼロとするクランプ力以下の力で前記
クランプ部をクランプし、かつ、アプセット速度を一定
にするものである。
[0007] By using the diameter of the shaft as a parameter,
It is preferable that the axial elongation of the free end of the shaft is determined in advance under predetermined upset conditions, and the upset conditions for the actual operation are set based on the obtained data. The upset condition is such that the heating temperature distribution of the protruding shaft end and the clamp portion clamped by the mold is substantially constant, and the clamp portion is clamped with a force equal to or less than the clamping force that makes the free end portion of the shaft have no elongation. And the upset speed is kept constant.

【0008】前記クランプ部の突出軸端部側から3分の
2の部分を突出軸端部と同じ800℃以上に加熱し、か
つ、アプセット速度が10mm/sec以下であること
が好ましい。
It is preferable that two-thirds of the clamp portion from the end of the protruding shaft be heated to 800 ° C. or higher, which is the same as the end of the protruding shaft, and that the upset speed be 10 mm / sec or less.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図1,2に示すものは、本発明方法に用いるアプ
セッター1であり、該アプセッターは、熱間据え込み鍛
造(アプセット)により、軸2の端部にフランジ3を形
成するものである。このアプセッター1は、水平方向に
所定間隔を有して対向配置されたシリンダーフレーム4
とベースフレーム5とを有し、両フレーム4,5は、タ
イロッド6で連結されている。前記シリンダフレーム4
には油圧力等により水平方向に伸長するメインシリンダ
7が設けられ、該メインシリンダ7に押盤8が設けられ
ている。前記ベースフレーム5には、前記押盤8に対向
してクランプ金型9が設けられている。
Embodiments of the present invention will be described below. FIGS. 1 and 2 show an upsetter 1 used in the method of the present invention, which forms a flange 3 at an end of a shaft 2 by hot upsetting (upset). The upsetter 1 includes a cylinder frame 4 opposed to the cylinder frame 4 at a predetermined interval in the horizontal direction.
And a base frame 5. Both frames 4 and 5 are connected by a tie rod 6. The cylinder frame 4
Is provided with a main cylinder 7 that extends in the horizontal direction due to hydraulic pressure or the like, and a push plate 8 is provided on the main cylinder 7. A clamp die 9 is provided on the base frame 5 so as to face the push plate 8.

【0010】前記クランプ金型9は、上下に分割され、
その中央部に前記軸2をクランプするための孔が形成さ
れている。そして、上下の金型を互いに接近させて、前
記孔内の軸2をクランプするためのクランプ装置10が
設けられている。このクランプ装置10は、油圧シリン
ダ等から構成されている。前記クランプ金型9によりク
ランプされる軸2は、その一端部が、自由状態とされ、
他端部が前記金型から突出して、該突出軸端部が前記押
盤8により軸方向に押圧されて、所定の外径で所定の厚
みを有するフランジ3に形成されるのであるが、該軸2
は、このアプセッター1にセットされる前に、突出軸端
部及び金型9によりクランプされる所定長さのクランプ
部11が、800℃以上に加熱されている。この実施の
形態では、1200℃に加熱され、その加熱部の温度分
布はほぼ一定とされている。
The clamp mold 9 is divided into upper and lower parts,
A hole for clamping the shaft 2 is formed at the center thereof. A clamp device 10 is provided for clamping the shaft 2 in the hole by bringing the upper and lower molds closer to each other. The clamp device 10 is configured by a hydraulic cylinder or the like. One end of the shaft 2 clamped by the clamp mold 9 is in a free state,
The other end protrudes from the mold, and the protruding shaft end is pressed in the axial direction by the pusher 8 to form a flange 3 having a predetermined outer diameter and a predetermined thickness. Axis 2
Before being set in the upsetter 1, the end of the protruding shaft and the clamp portion 11 having a predetermined length to be clamped by the mold 9 are heated to 800 ° C. or higher. In this embodiment, heating is performed at 1200 ° C., and the temperature distribution of the heating section is substantially constant.

【0011】本発明においては、前記突出軸端部をアプ
セットするとき、前記軸の自由端の軸方向伸びを所定量
だけ許容するよう、アプセット条件を設定している。即
ち、アプセット条件としては、成形力(押盤8による推
力)、クランプ力(クランプ金型9によるつかみ力)、
金型長さ、フランジ厚、フランジ径、クランプ部の軸
径、加熱状況、アプセット速度(押盤の移動速度)等が
あり、これらのアプセット条件を適宜設定することによ
り、軸の自由端の軸方向伸びを所定量だけ許容するので
ある。
In the present invention, when the projecting shaft end is upset, the upsetting condition is set such that a predetermined amount of axial extension of the free end of the shaft is allowed. That is, the upset conditions include a forming force (thrust by the pressing plate 8), a clamping force (gripping force by the clamp die 9),
There are mold length, flange thickness, flange diameter, shaft diameter of clamp part, heating condition, upset speed (moving speed of the press platen), etc. By setting these upset conditions appropriately, the shaft at the free end of the shaft can be used. That is, a predetermined amount of directional elongation is allowed.

【0012】図3〜6に示すグラフは、クランプ金型9
のクランプ力と、該クランプ力による軸2の軸方向抵抗
力と、押盤8の推力との関係を、軸径をパラメータとし
て示したものであり、クランプ金型9にクランプされて
いる軸2の滑り(自由端の伸び)の限界を示すものであ
る。図3において滑りの限界を説明すれば、変形抵抗値
が2.00kg/mm2で、摩擦抵抗がμ=0.30の
材料を、金型長400mm、最大クランプ力2,111
トンの装置においてアプセットするとき、軸径が480
mmのとき、推力と抵抗力が交差しているので、480
mm以下の軸径のものでは滑りが生じず、それ以上の径
の軸では滑りが生じることを示している。
The graphs shown in FIGS.
The relationship between the clamping force, the axial resistance of the shaft 2 due to the clamping force, and the thrust of the pusher 8 is shown using the shaft diameter as a parameter. This shows the limit of the slip (elongation of the free end) of the slab. 3, the material having a deformation resistance value of 2.00 kg / mm 2 and a frictional resistance of μ = 0.30 is molded from a material having a mold length of 400 mm and a maximum clamping force of 2,111.
When upsetting in a ton device, the shaft diameter is 480
mm, the thrust and the resistance intersect, so 480
The graph shows that no slip occurs when the shaft diameter is equal to or less than mm, and slip occurs when the shaft has a larger diameter.

【0013】表1にクランプ力の大きさによる滑りの抑
制限界を示す。
Table 1 shows the limit of slip suppression depending on the magnitude of the clamping force.

【0014】[0014]

【表1】 [Table 1]

【0015】前記表中の「クランプ力」とは、各金型長
において軸方向の抵抗力を最大限発生させるクランプ力
のことである。但し、前提条件としてクランプ部軸径の
最大値を800mmとしている。金型長400mmの
時、伸び無し最大軸径は、480mmであるが、このと
きに必要なクランプ力は、図3より約1200トンとな
り、それ以上のクランプ力は、上下の金型により相殺さ
れる。前記表1から明らかなように、直径800mmま
での軸径を有するフランジ付き軸材のフランジ成形をア
プセット法で実施する場合、従来のように、クランプ部
の滑りを許容せずに設備設計を行うと、金型長800m
m、クランプ力3,500トン超の大型設備が必要とな
る。
The term "clamping force" in the above table refers to a clamping force that generates the maximum axial resistance at each mold length. However, as a precondition, the maximum value of the shaft diameter of the clamp portion is set to 800 mm. When the mold length is 400 mm, the maximum shaft diameter without elongation is 480 mm. At this time, the necessary clamping force is about 1200 tons as shown in FIG. 3, and the clamping force exceeding that is offset by the upper and lower molds. You. As is clear from Table 1, when the flange forming of the flanged shaft having a shaft diameter of up to 800 mm is performed by the upset method, the equipment is designed without allowing the sliding of the clamp portion as in the related art. And mold length 800m
m, large equipment with a clamping force of more than 3,500 tons is required.

【0016】本発明では、クランプ力を小さく設定し、
発生する伸びを許容し、かつ、予測し、適正形状にフラ
ンジ成形するのである。即ち、本発明の実施の形態で
は、図3に代えて図7に示すように、金型長400mm
で、最大クランプ力を1,000トンとしている。尚、
前記図3〜7及び表1における「滑り」とは、軸2が金
型9との摩擦力に抗して相対移動することを意味する
が、以下において用いる「滑り」とは、軸2が金型9と
の摩擦力に抗して相対移動することのみを意味するので
はなく、材料流動も含めて軸2の自由端が軸方向に伸び
ることを意味する。従って、「滑り量」とは、軸端の
「移動量」をいう。以下、これらを「伸び」と称する。
In the present invention, the clamping force is set small,
The elongation that occurs is allowed and predicted, and the flange is formed into an appropriate shape. That is, in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 7 instead of FIG.
And the maximum clamping force is 1,000 tons. still,
“Slip” in FIGS. 3 to 7 and Table 1 means that the shaft 2 relatively moves against the frictional force with the mold 9. It does not mean that the free end of the shaft 2 extends in the axial direction including the flow of the material, not only the relative movement against the frictional force with the mold 9. Therefore, the “slip amount” refers to the “movement amount” of the shaft end. Hereinafter, these are referred to as “elongation”.

【0017】本発明では、伸びを完全に抑制するために
金型長、クランプ力を大きくせずに、伸びを許容するこ
とにより、目標形状の成形を実現する製造方法である。
そのため、伸びを許容した場合の精度を予測する必要が
ある。図8に伸び予測誤差と取代の関係を示す。図9
は、伸び予測に対し誤差が0mmの場合の取代を示して
いる。予測伸びに対し伸び量が大きくなった場合、フラ
ンジ厚みの外取代が増大し、内取代及び径取代が減少す
る(図10参照)。また、予測伸びに対し、伸び量が小
さくなった場合、外取代が減少し、内取代と径取代が増
大する(図11参照)。この関係を示したのが前記図8
である。
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a target shape by allowing elongation without increasing the mold length and clamping force in order to completely suppress elongation.
Therefore, it is necessary to predict the accuracy when elongation is allowed. FIG. 8 shows the relationship between the growth prediction error and the allowance. FIG.
Shows the allowance when the error is 0 mm with respect to the elongation prediction. When the amount of elongation becomes larger than the predicted elongation, the allowance for the flange thickness increases, and the allowance for the inside and diameter decreases (see FIG. 10). In addition, when the amount of elongation is smaller than the predicted elongation, the allowance for outside work is reduced, and the allowance for internal work and diameter are increased (see FIG. 11). FIG. 8 shows this relationship.
It is.

【0018】前記図8〜11から判るように、伸び予測
を誤ると、機械加工仕上げ形状に対し、マイナス値が発
生し、寸法不良となるので、本発明においては、伸び予
測を正確に行わなければならないことが判る。そこで、
本発明では、伸び予測誤差が生じないようにするため、
伸び予測誤差発生要因を分析した。即ち、伸び量の変化
は、成形力、フランジ厚、フランジ径、軸径、加熱状
況、アプセット速度等によって変化する。これらのパラ
メータを確実に予測し、また、一定化することにより、
伸び量の正確な予測が可能になる。
As can be seen from FIGS. 8 to 11, if the elongation is incorrectly predicted, a negative value is generated with respect to the machined finished shape, resulting in dimensional defects. Therefore, in the present invention, the elongation must be accurately predicted. It turns out we have to. Therefore,
In the present invention, in order to prevent the elongation prediction error from occurring,
The factors that caused the growth prediction error were analyzed. That is, the change in the amount of elongation changes depending on the forming force, flange thickness, flange diameter, shaft diameter, heating condition, upset speed, and the like. By reliably predicting and stabilizing these parameters,
Accurate prediction of elongation becomes possible.

【0019】そこで、本発明では、先ず、アプセット速
度の変化がどのように伸び量に影響を与えているかを調
べた。図12は、金型長400mm、クランプ力1,0
00トン、軸径480mm、突出軸端部とクランプ部の
2/3の範囲を均一加熱状態として、アプセット速度
(押盤の移動速度)を変化させたときの、軸端部の伸び
(滑り量)を測定した結果を示すグラフである。この図
より、アプセット速度の増加により伸び量が増加する傾
向にあり、更に変化量の傾きも大きくなるため、アプセ
ット速度は、低速域かつ一定である必要があることが判
る。
Therefore, in the present invention, first, it was examined how the change in the upset speed affects the elongation amount. FIG. 12 shows a mold length of 400 mm and a clamping force of 1.0.
When the upset speed (moving speed of the press platen) was changed under the condition of a uniform heating state in a range of 00 tons, a shaft diameter of 480 mm, and a 2/3 range of the protruding shaft end and the clamp portion, the elongation (slip amount) of the shaft end 4) is a graph showing the result of the measurement. From this figure, it can be seen that the amount of elongation tends to increase with an increase in the upset speed, and the gradient of the change amount also increases, so that the upset speed needs to be constant in a low-speed range.

【0020】尚、アプセット速度と押盤8の押圧力と
は、相関関係にあり、速度が速いと押圧力は大きくな
る。次に、加熱状態と伸び量の関係を調べた。即ち、ク
ランプ部軸径540mm、アプセット速度10mm/s
ecを一定として、突出軸端部を加熱すると共にクラン
プ部11の加熱範囲を変化させた場合の伸び量のばらつ
きを測定した。その測定結果を図13に示す。尚、クラ
ンプ部加熱状況の100%とは、クランプ金型長9の全
長に渡って、軸突出端部と同じ温度に加熱したと言う意
味である。
It should be noted that the upset speed and the pressing force of the pressing plate 8 have a correlation, and the higher the speed, the greater the pressing force. Next, the relationship between the heating state and the amount of elongation was examined. That is, the shaft diameter of the clamp portion is 540 mm, and the upset speed is 10 mm / s.
With ec constant, the end of the protruding shaft was heated, and the variation in the amount of elongation when the heating range of the clamp portion 11 was changed was measured. FIG. 13 shows the measurement results. It should be noted that 100% of the heating state of the clamp portion means that the heating is performed to the same temperature as the shaft protruding end portion over the entire length of the clamp mold length 9.

【0021】加熱の理想状態は、フランジ成形部(突出
軸端部)が高温かつ均一に加熱されており、クランプ部
11が低温であることであるが、フランジ成形部とクラ
ンプ部11は連続した部位であるので、フランジ部3を
十分に且つクランプ部11を低温に保つことは困難であ
る。フランジ形成部を高温にすると、クランプ部も高温
になり成形力に対する抵抗力が減少するため、伸び量が
増加し、クランプ部を低温にすると、フランジ成形部も
低温になるため、成形時の変形抵抗が増大し、成形力が
増加、成形不可能になる。若しくは、成形されたフラン
ジ形状が不適切なものになる。これらのことから、伸び
量を予測する上で、クランプ部の加熱状況による伸び量
の変化を把握する必要がある。
The ideal state of heating is that the flange forming section (projecting shaft end) is uniformly heated at a high temperature and the clamp section 11 is at a low temperature, but the flange forming section and the clamp section 11 are continuous. Since it is a part, it is difficult to keep the flange portion 3 sufficiently and the clamp portion 11 at a low temperature. When the temperature of the flange forming part is high, the clamping part also becomes high temperature and the resistance to the forming force decreases, so the amount of elongation increases, and when the temperature of the clamping part is low, the temperature of the flange forming part also becomes low. Resistance increases, molding force increases, and molding becomes impossible. Or, the formed flange shape becomes inappropriate. From these facts, in estimating the amount of elongation, it is necessary to grasp the change in the amount of elongation due to the heating state of the clamp portion.

【0022】前記図13によれば、クランプ部11の約
2/3(60%)までを突出軸端部と同じ温度に均一加
熱したとき、伸び量が最も少なくなっていることが判
る。その他の種々の実験により、伸び量は、クランプ部
11の軸径によって変化することが判った。そこで、精
度の良い伸び予測を行うために、クランプ部軸径をパラ
メータとして、アプセット速度、加熱状況による伸び量
の変化を定量化した。そして、伸び量が最小になるアプ
セット速度及びクランプ部加熱状況を常に再現させ、そ
の条件下でのクランプ部軸径と伸び量の関係を示すテー
ブルを基に実操業を行った。図14に前記テーブルの一
例を示す。
According to FIG. 13, it can be seen that when up to about 2/3 (60%) of the clamp portion 11 is uniformly heated to the same temperature as the end of the protruding shaft, the amount of elongation is the smallest. From various other experiments, it was found that the amount of elongation varies depending on the shaft diameter of the clamp portion 11. Therefore, in order to perform accurate elongation prediction, the change in the amount of elongation due to the upset speed and the heating state was quantified using the shaft diameter of the clamp portion as a parameter. Then, the upset speed and the heating condition of the clamp portion where the amount of elongation was minimized were always reproduced, and actual operation was performed based on a table showing the relationship between the shaft diameter of the clamp portion and the amount of elongation under the conditions. FIG. 14 shows an example of the table.

【0023】即ち、加工する軸2の直径をパラメータと
して、所定のアプセット条件の下で、該軸2の自由端の
軸方向伸びを予め求めて、図14に示すようなテーブル
を作成し、そして、このテーブルを基に、実操業のアプ
セット条件を設定するのである。例えば、図15に示す
両端にフランジ3を有する製品(軸径500mm、フラ
ンジ間距離8,000mm)をアプセットにより成形す
る場合、その素材形状寸法をいくらに設計すれば良い
か、及び、どの位置を金型9でクランプすれば良いか
を、前記図14のテーブルにより求めるのである。
That is, using the diameter of the shaft 2 to be processed as a parameter, the axial extension of the free end of the shaft 2 is determined in advance under predetermined upset conditions, and a table as shown in FIG. 14 is created. Based on this table, the upset conditions for the actual operation are set. For example, when a product having a flange 3 at both ends shown in FIG. 15 (shaft diameter: 500 mm, distance between flanges: 8,000 mm) is formed by upset, how much the material shape and size should be designed, and which position It is determined from the table in FIG. 14 whether the clamping should be performed by the mold 9.

【0024】即ち、図14に示すテーブルによれば、軸
径500mmの場合、予測伸び量は20mmである。従
って、一端部のアプセットにより、軸端は20mm伸び
るので、両端アプセットすれば、合計40mm伸びるこ
とになる。よって、素材形状は、フランジ成形部(突出
軸端部)12の長さをa、bとすると、素材の全長は、
a+b+(8,000−40)=(a+b+7,96
0)mmとなる。そして図16(A)に示すように、最
初の一端部をアプセットするとき金型9で7,960m
mの位置でクランプし、図14に示すアプセット条件で
アプセットする。そして、他端部をアプセットするとき
は、図16(B)に示すように、7,980mmの位置
でクランプすれば、図15に示すフランジ間距離8,0
00mmの両端フランジの軸が高精度に成形できる。実
操業では、これらに加えて加熱による熱膨張を加味す
る。
That is, according to the table shown in FIG. 14, when the shaft diameter is 500 mm, the predicted elongation is 20 mm. Therefore, the shaft end is extended by 20 mm due to the upset at one end, and if both ends are upset, the shaft end is extended by a total of 40 mm. Therefore, assuming that the length of the flange forming portion (projecting shaft end) 12 is a and b, the overall length of the material is
a + b + (8,000-40) = (a + b + 7,96)
0) mm. Then, as shown in FIG. 16 (A), when the first end is upset, 7,960 m
Clamp at the position of m and upset under the upset conditions shown in FIG. When upsetting the other end, as shown in FIG. 16 (B), by clamping at a position of 7,980 mm, the distance between flanges shown in FIG.
Shafts of both ends flanges of 00 mm can be formed with high precision. In actual operation, thermal expansion due to heating is taken into account in addition to these.

【0025】なお、本発明は、前記実施の形態に示すも
のに限定されるものではない。
The present invention is not limited to the above embodiment.

【0026】[0026]

【発明の効果】本発明によれば、低コストで、高生産性
のフランジ付き軸材の生産が可能になる。
According to the present invention, a low-cost, high-productivity flanged shaft material can be produced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明方法に使用するアプセッターの
概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an upsetter used in the method of the present invention.

【図2】図2は、図1の金型の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the mold of FIG. 1;

【図3】図3は、金型長400mmのときのアプセッタ
ーのクランプ力と推力と抵抗力の関係を、クランプ部軸
径をパラメータとして示したグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the clamping force, thrust, and resistance of the upsetter when the mold length is 400 mm, with the shaft diameter of the clamping unit as a parameter.

【図4】図4は、金型長500mmのときのアプセッタ
ーのクランプ力と推力と抵抗力の関係を、クランプ部軸
径をパラメータとして示したグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the clamping force, the thrust, and the resistance of the upsetter when the mold length is 500 mm, using the shaft diameter of the clamping unit as a parameter.

【図5】図5は、金型長600mmのときのアプセッタ
ーのクランプ力と推力と抵抗力の関係を、クランプ部軸
径をパラメータとして示したグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the clamping force, the thrust, and the resistance of the upsetter when the mold length is 600 mm, using the shaft diameter of the clamping unit as a parameter.

【図6】図6は、金型長700mmのときのアプセッタ
ーのクランプ力と推力と抵抗力の関係を、クランプ部軸
径をパラメータとして示したグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the clamping force, thrust, and resistance of the upsetter when the mold length is 700 mm, with the shaft diameter of the clamping unit as a parameter.

【図7】図7は、本発明の実施の形態に用いたアプセッ
ターのクランプ力と推力と抵抗力の関係を、クランプ部
軸径をパラメータとして示したグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a clamping force, a thrust force, and a resistance force of the upsetter used in the embodiment of the present invention, using a shaft diameter of a clamp portion as a parameter.

【図8】図8は、伸び予測誤差と取代の関係を示すグラ
フである。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the growth prediction error and the allowance.

【図9】図9は、伸び予測誤差が0の場合の取代の関係
を示す図面である。
FIG. 9 is a drawing showing the relationship of allowance when the elongation prediction error is 0.

【図10】図10は、伸び予測誤差が+の場合の取代の
関係を示す図面である。
FIG. 10 is a drawing showing the relationship of allowance when the elongation prediction error is +.

【図11】図11は、伸び予測誤差が−の場合の取代の
関係を示す図面である。
FIG. 11 is a drawing showing the relationship of the allowance when the elongation prediction error is-.

【図12】図12は、アプセット速度と伸び量の関係を
示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing a relationship between an upset speed and an elongation amount.

【図13】図13は、クランプ部加熱状態と伸び量の関
係を示すグラフである。
FIG. 13 is a graph showing a relationship between a heated state of a clamp portion and an elongation amount.

【図14】図14は、クランプ部軸径と伸び量のテーブ
ルである。
FIG. 14 is a table of a clamp part shaft diameter and an elongation amount;

【図15】図15は、本発明方法により成形する両端フ
ランジの軸材をしめす正面図である。
FIG. 15 is a front view showing a shaft material of both end flanges formed by the method of the present invention.

【図16】図16は、本発明方法を示す説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram showing the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アプセッター 2 軸 3 フランジ 9 金型 11 クランプ部 1 Upsetter 2 Axis 3 Flange 9 Mold 11 Clamp

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮崎 健二 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目3番1号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 落 敏行 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目3番1号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 高原 浩司 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目3番1号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者 ▲高▼森 秀樹 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目3番1号 株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 Fターム(参考) 4E087 AA10 BA17 CA31 CA46 CB01 CC01 DB15 EA32 EA34 EB03 EC22 EC50 EC54 EF03 HA35 HB13  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kenji Miyazaki 2-3-1, Shinhama, Arai-machi, Takasago-shi, Hyogo Inside Kobe Steel, Ltd. Takasago Works (72) Inventor Toshiyuki Ochi 2-chome, Araimachi, Takasago-shi, Hyogo Prefecture No. 1 Inside Kobe Steel, Ltd. Takasago Works (72) Inventor Koji Takahara 2-3-1, Shinhama, Araimachi, Takasago City, Hyogo Prefecture Inside Kobe Steel, Ltd. Takasago Works (72) Inventor ▲ Hideki Mori Mori Hyogo Prefecture 2-3-1 Shinhama, Arai-machi, Takasago-shi Kobe Steel, Ltd. Takasago Works F-term (reference) 4E087 AA10 BA17 CA31 CA46 CB01 CC01 DB15 EA32 EA34 EB03 EC22 EC50 EC54 EF03 HA35 HB13

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 両端部を有する軸の一端部を自由状態に
し、他端部を突出状態として金型によりクランプし、該
突出軸端部を熱間アプセットしてフランジを成形するア
プセッターにおいて、 前記突出軸端部をアプセットするとき、前記軸の自由端
の軸方向伸びを所定量だけ許容するよう、アプセット条
件を設定することを特徴とするアプセッターにおけるフ
ランジ成形方法。
1. An upsetter, wherein one end of a shaft having both ends is free, and the other end is protruded, clamped by a mold, and the protruding shaft end is hot-set to form a flange. A method of forming a flange in an upsetter, comprising setting upset conditions so as to allow a predetermined amount of axial extension of a free end of the shaft when upsetting the protruding shaft end.
【請求項2】 前記軸の直径をパラメータとして、所定
のアプセット条件の下で、前記軸の自由端の軸方向伸び
を予め求めておき、当該求めたデータを基に、実操業の
アプセット条件を設定することを特徴とする請求項1記
載のアプセッターにおけるフランジ成形方法。
2. An axial elongation of a free end of the shaft is determined in advance under a predetermined upset condition using the diameter of the shaft as a parameter, and based on the obtained data, an upset condition of an actual operation is determined. 2. The method according to claim 1, wherein the flange is set.
【請求項3】 前記アプセット条件は、突出軸端部及び
金型によりクランプされるクランプ部の加熱温度分布を
ほぼ一定とし、前記軸の自由端部の伸びをゼロとするク
ランプ力以下の力で前記クランプ部をクランプし、か
つ、アプセット速度を一定にするものであることを特徴
とする請求項1又は2記載のアプセッターにおけるフラ
ンジ成形方法。
3. The upset condition is such that a heating temperature distribution of a protruding shaft end and a clamp portion clamped by a mold is made substantially constant, and a force equal to or less than a clamping force that makes elongation of a free end of the shaft zero. 3. The method for forming a flange in an upsetter according to claim 1, wherein the clamp portion is clamped and the upset speed is kept constant.
【請求項4】 前記クランプ部の突出軸端部側から3分
の2の部分を突出軸端部と同じ800℃以上に加熱し、
かつ、アプセット速度が10mm/sec以下であるこ
とを特徴とする請求項3記載のアプセッターにおけるフ
ランジ成形方法。
4. A two-thirds portion of the clamp portion from the side of the protruding shaft is heated to 800 ° C. or higher, which is the same as the end of the protruding shaft.
4. The flange forming method in an upsetter according to claim 3, wherein the upset speed is 10 mm / sec or less.
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