JP2003071540A - 閉塞部を有する中空材の製造方法及びその装置 - Google Patents
閉塞部を有する中空材の製造方法及びその装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】端末部を鍛造成形後に連続的に押出加工出来る
新規な金属加工方法及びその装置、特に、閉塞部を有す
る中空材を得るのに好適な製造方法及びその装置の提供
を目的とする。 【解決手段】金属加工素材９をコンテナ部４に挿入し、
コンテナ部４の前方に閉塞鍛造用金型６を配置し、後方
より当該金属加工素材９を加圧して鍛造加工する鍛造手
段と、当該コンテナ部４の前方と閉塞鍛造用金型６の間
に押出ダイス５を配置して後方より当該加工素材を加圧
して押出加工する押出加工手段とを併設した。
新規な金属加工方法及びその装置、特に、閉塞部を有す
る中空材を得るのに好適な製造方法及びその装置の提供
を目的とする。 【解決手段】金属加工素材９をコンテナ部４に挿入し、
コンテナ部４の前方に閉塞鍛造用金型６を配置し、後方
より当該金属加工素材９を加圧して鍛造加工する鍛造手
段と、当該コンテナ部４の前方と閉塞鍛造用金型６の間
に押出ダイス５を配置して後方より当該加工素材を加圧
して押出加工する押出加工手段とを併設した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
及びマグネシウム合金等の軽金属の金属加工方法に関
し、特に鍛造と押出加工とを連続的に行う金属加工方法
及びその装置に係る。
及びマグネシウム合金等の軽金属の金属加工方法に関
し、特に鍛造と押出加工とを連続的に行う金属加工方法
及びその装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム合金やマグネシウム合金等
の軽金属の金属加工方法として、閉塞鍛造及び押出加工
方法は広く採用されている。閉塞鍛造は、各種異形形状
の製品外形形状に相似したキャビテイを有する金型内に
金属加工素材をパンチ加圧して塑性加工を行う工法であ
り、製品形状の異形性や高強度が得られる点で優れてい
るが、細長い製品形状、特に、中空材の金属加工が非常
に困難であった。一方、押出加工は、例えば、直接押出
の場合にコンテナ部内に略円柱状の金属加工素材を投入
し、前方に押出ダイスを配置し、後方よりラム圧にて加
圧して同一断面形状の細長い製品（形材）を得る工法で
あり、断面形状の自由度が高く、中空材を得るのに優れ
ているが、押出方向に対して製品（形材）形状を変える
ことが非常に困難な技術である。
の軽金属の金属加工方法として、閉塞鍛造及び押出加工
方法は広く採用されている。閉塞鍛造は、各種異形形状
の製品外形形状に相似したキャビテイを有する金型内に
金属加工素材をパンチ加圧して塑性加工を行う工法であ
り、製品形状の異形性や高強度が得られる点で優れてい
るが、細長い製品形状、特に、中空材の金属加工が非常
に困難であった。一方、押出加工は、例えば、直接押出
の場合にコンテナ部内に略円柱状の金属加工素材を投入
し、前方に押出ダイスを配置し、後方よりラム圧にて加
圧して同一断面形状の細長い製品（形材）を得る工法で
あり、断面形状の自由度が高く、中空材を得るのに優れ
ているが、押出方向に対して製品（形材）形状を変える
ことが非常に困難な技術である。
【０００３】従来、例えば、自動車部品で言えば、プロ
ペラシャフト、ステアリングシャフト等の端末にフラン
ジやフック状の連結部を有し、シャフト部が中空材から
なる部品は一般にスチール製であり、フランジやフック
状の端末部を鍛造成形し、シャフト部をパイプ素材を用
いて成形し、これらの部品を溶接等にて結合していた。
ペラシャフト、ステアリングシャフト等の端末にフラン
ジやフック状の連結部を有し、シャフト部が中空材から
なる部品は一般にスチール製であり、フランジやフック
状の端末部を鍛造成形し、シャフト部をパイプ素材を用
いて成形し、これらの部品を溶接等にて結合していた。
【０００４】しかし、これらの部品をアルミニウム合金
等の軽金属を採用し、軽量化しつつ、高強度及び耐久性
を確保しようとすると溶接による結合では溶接時の熱影
響で部分的に強度低下を来したり、ひずみ変形にて耐久
性に問題が生じる技術的課題のみならず、製造工程が複
雑で高価なものになってしまう問題もあった。
等の軽金属を採用し、軽量化しつつ、高強度及び耐久性
を確保しようとすると溶接による結合では溶接時の熱影
響で部分的に強度低下を来したり、ひずみ変形にて耐久
性に問題が生じる技術的課題のみならず、製造工程が複
雑で高価なものになってしまう問題もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、端末部を鍛
造成形後に連続的に押出加工出来る新規な金属加工方法
及びその装置、特に、閉塞部を有する中空材を得るのに
好適な製造方法及びその装置の提供を目的とする。
造成形後に連続的に押出加工出来る新規な金属加工方法
及びその装置、特に、閉塞部を有する中空材を得るのに
好適な製造方法及びその装置の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の目
的は、金属加工素材の先端部をまず、閉塞鍛造成形し、
その後、連続的に押出加工する金属加工装置を得る点に
あり、金属加工素材をコンテナ部に挿入し、コンテナ部
の前方に閉塞鍛造用金型を配置し、後方より当該金属加
工素材を加圧して鍛造加工する鍛造手段と、当該コンテ
ナ部の前方と閉塞鍛造用金型の間に押出ダイスを配置し
て後方より当該加工素材を加圧して押出加工する押出加
工手段とを併設した。その好ましい装置の構成は、請求
項２に記載した発明の構成にあり、プレスの上下可動上
部ダイに、パンチ取付装置が備えられ、その直下に金属
加工素材を投入セットするコンテナ部を上下方向に配設
し、このコンテナ部前方に位置するコンテナ部の直下に
押出ダイスを固定配置し、当該押出ダイスの前方に閉塞
鍛造用金型を脱着自在に連結し、この閉塞鍛造用金型を
固定及び解除するウエッジ装置を備え、押出加工時に閉
塞鍛造用金型を下部方向にスライドさせながら支持する
エレベーター装置を備えた。
的は、金属加工素材の先端部をまず、閉塞鍛造成形し、
その後、連続的に押出加工する金属加工装置を得る点に
あり、金属加工素材をコンテナ部に挿入し、コンテナ部
の前方に閉塞鍛造用金型を配置し、後方より当該金属加
工素材を加圧して鍛造加工する鍛造手段と、当該コンテ
ナ部の前方と閉塞鍛造用金型の間に押出ダイスを配置し
て後方より当該加工素材を加圧して押出加工する押出加
工手段とを併設した。その好ましい装置の構成は、請求
項２に記載した発明の構成にあり、プレスの上下可動上
部ダイに、パンチ取付装置が備えられ、その直下に金属
加工素材を投入セットするコンテナ部を上下方向に配設
し、このコンテナ部前方に位置するコンテナ部の直下に
押出ダイスを固定配置し、当該押出ダイスの前方に閉塞
鍛造用金型を脱着自在に連結し、この閉塞鍛造用金型を
固定及び解除するウエッジ装置を備え、押出加工時に閉
塞鍛造用金型を下部方向にスライドさせながら支持する
エレベーター装置を備えた。
【０００７】これにより、閉塞鍛造時は、連結固定され
た押出ダイスと閉塞鍛造用金型にてキャビテイ部を形成
し、押出加工時は閉塞鍛造用金型をフリーな状態にする
ことで押出ダイスとコンテナ部にて押出装置を形成する
ように作用する。
た押出ダイスと閉塞鍛造用金型にてキャビテイ部を形成
し、押出加工時は閉塞鍛造用金型をフリーな状態にする
ことで押出ダイスとコンテナ部にて押出装置を形成する
ように作用する。
【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の金属加工装置を用いた金属加工方法の提供を目的と
し、請求項１又は２記載の金属加工装置を用いてコンテ
ナ部の前方に押出ダイスと閉塞鍛造用金型とを連結固定
し、後方より金属加工素材を加圧して先端部を閉塞鍛造
した後に上記閉塞鍛造用金型の固定を解除してコンテナ
部の前方に押出加工用ダイスをそのまま固定した状態に
てコンテナ部の後方より引き続き加圧して押出加工す
る。これにより、まず、連結固定された押出ダイスと閉
塞鍛造用金型にて閉塞鍛造時のキャビテイを形成し、コ
ンテナ部内に金属加工素材を投入して、後方より加圧し
て、この金属加工素材の先端部を鍛造成形し、かつ、コ
ンテナ部内に金属加工素材の一部を残存させる。次に、
閉塞鍛造用金型の固定を解除してフリーの状態にして引
き続きコンテナ部の後方より加圧すると鍛造成形された
金属加工素材の先端部が閉塞鍛造用金型とともに前方に
移動し、押出ダイスにてコンテナ部内に残存していた金
属加工素材が押出加工される。
載の金属加工装置を用いた金属加工方法の提供を目的と
し、請求項１又は２記載の金属加工装置を用いてコンテ
ナ部の前方に押出ダイスと閉塞鍛造用金型とを連結固定
し、後方より金属加工素材を加圧して先端部を閉塞鍛造
した後に上記閉塞鍛造用金型の固定を解除してコンテナ
部の前方に押出加工用ダイスをそのまま固定した状態に
てコンテナ部の後方より引き続き加圧して押出加工す
る。これにより、まず、連結固定された押出ダイスと閉
塞鍛造用金型にて閉塞鍛造時のキャビテイを形成し、コ
ンテナ部内に金属加工素材を投入して、後方より加圧し
て、この金属加工素材の先端部を鍛造成形し、かつ、コ
ンテナ部内に金属加工素材の一部を残存させる。次に、
閉塞鍛造用金型の固定を解除してフリーの状態にして引
き続きコンテナ部の後方より加圧すると鍛造成形された
金属加工素材の先端部が閉塞鍛造用金型とともに前方に
移動し、押出ダイスにてコンテナ部内に残存していた金
属加工素材が押出加工される。
【０００９】請求項４記載の発明の目的は、押出加工に
おいて、中空部を有する製品の製造に適した先端部に閉
塞部を有する中空材の製造方法を得る点にあり、請求項
１又は２記載の金属加工装置を用いてコンテナ部の内壁
に摺接する略円柱形状で加圧面が平面に形成された平面
パンチを用いて金属加工素材を加圧して閉塞鍛造後に加
圧面から突出してマンドレル部を備えた段付パンチに
て、上記金属加工素材を加圧塑性変形させて、メス型ダ
イスの開口部と上記マンドレル部先端との間に所定の隙
間を形成後に閉塞鍛造用金型の固定を解除し、引き続き
押出加工する。
おいて、中空部を有する製品の製造に適した先端部に閉
塞部を有する中空材の製造方法を得る点にあり、請求項
１又は２記載の金属加工装置を用いてコンテナ部の内壁
に摺接する略円柱形状で加圧面が平面に形成された平面
パンチを用いて金属加工素材を加圧して閉塞鍛造後に加
圧面から突出してマンドレル部を備えた段付パンチに
て、上記金属加工素材を加圧塑性変形させて、メス型ダ
イスの開口部と上記マンドレル部先端との間に所定の隙
間を形成後に閉塞鍛造用金型の固定を解除し、引き続き
押出加工する。
【００１０】請求項５記載の発明の目的は、中空部を有
する押出加工部分の形状が例えば、図１２（ロ）に示す
ように、セレーション形状を有するものや、図１２
（ハ）に示すように、異形断面形状を有する製品の製造
方法を得る点にあり、パンチの加圧面から突出して備え
られたマンドレル部の断面形状をセレーション形状や異
形形状とした。
する押出加工部分の形状が例えば、図１２（ロ）に示す
ように、セレーション形状を有するものや、図１２
（ハ）に示すように、異形断面形状を有する製品の製造
方法を得る点にあり、パンチの加圧面から突出して備え
られたマンドレル部の断面形状をセレーション形状や異
形形状とした。
【００１１】請求項６記載の発明の目的は、製品の中空
部の押出方向の肉厚を変化させる方法を得る点にあり、
パンチの加圧面から突出して備えられたマンドレル部の
軸方向に段差部を設けた。
部の押出方向の肉厚を変化させる方法を得る点にあり、
パンチの加圧面から突出して備えられたマンドレル部の
軸方向に段差部を設けた。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明に係る金属加工装置の例を
図１に示す。プレス機の上下可動上部ダイ１に、パンチ
スライド装置（パンチ取付装置）２を介して加圧用のパ
ンチとし、平面パンチ３０、段付パンチ３１、インナー
パンチ付平面パンチ３２等、各種のパンチが脱着出来る
ようになっていて、左右にスライドさせるだけで加工工
程に応じてパンチが選択使用できる。パンチの直下に
は、上下方向にコンテナ部４が設けられ、コンテナ内部
に金属加工素材９が投入される。コンテナ部は、必要に
応じて加熱装置が取り付けられ、温調が可能になってい
る。コンテナ部の前方に位置する直下に、押出ダイス５
が備えられ、この押出ダイスと連結して鍛造成形部のキ
ャビテイ部を成形するように閉塞鍛造用金型６が備えら
れ、必要に応じて金型ホルダー６１にて支持されてい
る。また、閉塞鍛造用金型６は、固定あるいは解除出来
るようにウエッジ装置７が備えられている。なお、コン
テナ部４、押出ダイス５、閉塞鍛造用金型６（金型ホル
ダー６１）とウエッジ装置の位置決めが容易になるよう
にダイセット１００に収納されているが、それぞれの型
が支持出来れば上記に限定されるものではない。
図１に示す。プレス機の上下可動上部ダイ１に、パンチ
スライド装置（パンチ取付装置）２を介して加圧用のパ
ンチとし、平面パンチ３０、段付パンチ３１、インナー
パンチ付平面パンチ３２等、各種のパンチが脱着出来る
ようになっていて、左右にスライドさせるだけで加工工
程に応じてパンチが選択使用できる。パンチの直下に
は、上下方向にコンテナ部４が設けられ、コンテナ内部
に金属加工素材９が投入される。コンテナ部は、必要に
応じて加熱装置が取り付けられ、温調が可能になってい
る。コンテナ部の前方に位置する直下に、押出ダイス５
が備えられ、この押出ダイスと連結して鍛造成形部のキ
ャビテイ部を成形するように閉塞鍛造用金型６が備えら
れ、必要に応じて金型ホルダー６１にて支持されてい
る。また、閉塞鍛造用金型６は、固定あるいは解除出来
るようにウエッジ装置７が備えられている。なお、コン
テナ部４、押出ダイス５、閉塞鍛造用金型６（金型ホル
ダー６１）とウエッジ装置の位置決めが容易になるよう
にダイセット１００に収納されているが、それぞれの型
が支持出来れば上記に限定されるものではない。
【００１３】また、ウエッジ装置７には、くさび状のウ
エッジ７１ａ、７１ｂが左右に可動可能に取り付けら
れ、鍛造用金型を固定あるいは解除出来るようになって
いて、解除されると上記鍛造用金型６が下方向にスライ
ド支持出来るようにエレベーター装置８が備えられてい
る。エレベーター装置８には、ガイド８１が設けられ、
エジェクター８２にて上下可動するようになっていて、
その直下にノックアウトガイド８３が設けられ、製品を
押出加工後にノックガイド８３のサイドからサブウエッ
ジ８４を挿入することにより、図４（ト）に示すよう
に、リペルロッド６２を上方向に加圧して製品を金型か
らノックアウトさせることが出来るようになっている。
なお、図１に示す金属加工装置の例は、エレベーター装
置をフロアレベルの下部に設けてプレス機の高さを比較
的低くおさえているが、金属加工素材の押出加工の長さ
が維持出来れば、装置の全てをフロアレベルの上部に設
けてもよく、また、図１に示すような上下方向に配置す
る必要もなく、横方向に配置してもよい。
エッジ７１ａ、７１ｂが左右に可動可能に取り付けら
れ、鍛造用金型を固定あるいは解除出来るようになって
いて、解除されると上記鍛造用金型６が下方向にスライ
ド支持出来るようにエレベーター装置８が備えられてい
る。エレベーター装置８には、ガイド８１が設けられ、
エジェクター８２にて上下可動するようになっていて、
その直下にノックアウトガイド８３が設けられ、製品を
押出加工後にノックガイド８３のサイドからサブウエッ
ジ８４を挿入することにより、図４（ト）に示すよう
に、リペルロッド６２を上方向に加圧して製品を金型か
らノックアウトさせることが出来るようになっている。
なお、図１に示す金属加工装置の例は、エレベーター装
置をフロアレベルの下部に設けてプレス機の高さを比較
的低くおさえているが、金属加工素材の押出加工の長さ
が維持出来れば、装置の全てをフロアレベルの上部に設
けてもよく、また、図１に示すような上下方向に配置す
る必要もなく、横方向に配置してもよい。
【００１４】このような金属加工装置を使用して金属加
工する方法の形態例を以下図に基づいて説明する。図２
（イ）に示すように、コンテナ部４の直下に、押出ダイ
ス５及び閉塞鍛造用金型６が連結固定され、コンテナ部
内に金属加工素材９が投入される。なお、コンテナ温度
及び金型加工素材の予熱温度等の加工条件は、プレス機
の加圧能力、製品形状等により任意に選定され得るもの
であるが、アルミニウム合金の場合には、３００〜６０
０℃程度に加熱するのが望ましい。また、コンテナ部
４、押出ダイス５、閉塞鍛造用金型６の位置関係の拡大
図を図５に示し、ダイス５の断面斜視図を図６に、閉塞
鍛造用金型６の断面斜視図を図７にそれぞれ示す。押出
ダイス５の上部には、メス型ダイス開口部５１が設けら
れ、この部分に嵌着するように閉塞鍛造用金型６が形成
されるとともに製品の鍛造成形部形状に近似したキャビ
テイ６ａが設けられている。なお、言うまでもなく、要
求される製品形状に合わせてキャビテイ形状が形成され
る。図２（イ）に示すように、コンテナ部に金属加工素
材９を投入後、図８に示すような加圧面３０ａが平面に
形成されている平面パンチ３０で加圧すると、図２
（ロ）に示すように、キャビテイ形状に合わせて鍛造成
形部９１が得られ、コンテナ部には加工素材の一部が残
存している。
工する方法の形態例を以下図に基づいて説明する。図２
（イ）に示すように、コンテナ部４の直下に、押出ダイ
ス５及び閉塞鍛造用金型６が連結固定され、コンテナ部
内に金属加工素材９が投入される。なお、コンテナ温度
及び金型加工素材の予熱温度等の加工条件は、プレス機
の加圧能力、製品形状等により任意に選定され得るもの
であるが、アルミニウム合金の場合には、３００〜６０
０℃程度に加熱するのが望ましい。また、コンテナ部
４、押出ダイス５、閉塞鍛造用金型６の位置関係の拡大
図を図５に示し、ダイス５の断面斜視図を図６に、閉塞
鍛造用金型６の断面斜視図を図７にそれぞれ示す。押出
ダイス５の上部には、メス型ダイス開口部５１が設けら
れ、この部分に嵌着するように閉塞鍛造用金型６が形成
されるとともに製品の鍛造成形部形状に近似したキャビ
テイ６ａが設けられている。なお、言うまでもなく、要
求される製品形状に合わせてキャビテイ形状が形成され
る。図２（イ）に示すように、コンテナ部に金属加工素
材９を投入後、図８に示すような加圧面３０ａが平面に
形成されている平面パンチ３０で加圧すると、図２
（ロ）に示すように、キャビテイ形状に合わせて鍛造成
形部９１が得られ、コンテナ部には加工素材の一部が残
存している。
【００１５】次に、図９に示すような段付パンチ３１に
取り替えて、図３（ハ）に示すように、加圧すると図３
（ニ）に示すように、コンテナ部内の金属加工素材が変
形する。この際に、図９に示す段付パンチ３１の加圧面
３１ａに突出して設けられているマンドレル部３１ｂの
先端部が押出ダイス５のメス型ダイス開口部に位置する
まで変形させる。次に、図３（ホ）に示すように、ウエ
ッジ７１ａ、７１ｂを後退させて鍛造用金型の固定を解
除して加圧すると、ダイス５とマンドレル部３１ｂで形
成した隙間から金属加工素材が押出され、押出加工部９
２が成形される。
取り替えて、図３（ハ）に示すように、加圧すると図３
（ニ）に示すように、コンテナ部内の金属加工素材が変
形する。この際に、図９に示す段付パンチ３１の加圧面
３１ａに突出して設けられているマンドレル部３１ｂの
先端部が押出ダイス５のメス型ダイス開口部に位置する
まで変形させる。次に、図３（ホ）に示すように、ウエ
ッジ７１ａ、７１ｂを後退させて鍛造用金型の固定を解
除して加圧すると、ダイス５とマンドレル部３１ｂで形
成した隙間から金属加工素材が押出され、押出加工部９
２が成形される。
【００１６】次に図４（ヘ）に示すように、インナーパ
ンチ付平面パンチ３２に取り替えて加圧すると、インナ
ーパンチ３２ｂにて製品が打ち抜き落とされるその後、
図１に示すように、エジェクター８２にて下端をノック
アウトガイド８３に装着し、サブウエッジ８４を挿入す
ると図４（ヘ）にて説明すると、リペルロッド６２が上
昇し、製品をノックアウトさせることが出来る。このよ
うにして得られた製品９０の斜視図を図１２（イ）に示
す。なお、図１７に型構造を示すように、リペルロッド
６２の形状を段付にし、リペルロッドの先端部６２ａが
鍛造成形部を貫通し、段付パンチのマンドレル部の先端
に当たらないように所定のクリアランスを設けて臨ませ
ておき、製品をノックアウトする際にリペルロッドの先
端部が上部に貫通し製品に孔明を開けることも出来る。
ンチ付平面パンチ３２に取り替えて加圧すると、インナ
ーパンチ３２ｂにて製品が打ち抜き落とされるその後、
図１に示すように、エジェクター８２にて下端をノック
アウトガイド８３に装着し、サブウエッジ８４を挿入す
ると図４（ヘ）にて説明すると、リペルロッド６２が上
昇し、製品をノックアウトさせることが出来る。このよ
うにして得られた製品９０の斜視図を図１２（イ）に示
す。なお、図１７に型構造を示すように、リペルロッド
６２の形状を段付にし、リペルロッドの先端部６２ａが
鍛造成形部を貫通し、段付パンチのマンドレル部の先端
に当たらないように所定のクリアランスを設けて臨ませ
ておき、製品をノックアウトする際にリペルロッドの先
端部が上部に貫通し製品に孔明を開けることも出来る。
【００１７】本発明において、押出加工時のパンチを円
柱マンドレル部を有する段付パンチ３１の代わりに図１
０に示すようなマンドレル部にセレーション１３１ｂを
設けて加工すると図１２（ロ）に示すような中空部内側
にセレーションを有する押出加工部１９２からなる製品
１９０が得られ、図１１に示すようなマンドレル部２３
１ｂを断面異形形状にすると図１２（ハ）に示すような
中空断面異形形状を有する押出加工部２９２からなる製
品２９０が得られる。従って、マンドレル部の断面形状
を各種変更することにより、任意の断面中空部からなる
閉塞部を有する中空材が得られることになる。
柱マンドレル部を有する段付パンチ３１の代わりに図１
０に示すようなマンドレル部にセレーション１３１ｂを
設けて加工すると図１２（ロ）に示すような中空部内側
にセレーションを有する押出加工部１９２からなる製品
１９０が得られ、図１１に示すようなマンドレル部２３
１ｂを断面異形形状にすると図１２（ハ）に示すような
中空断面異形形状を有する押出加工部２９２からなる製
品２９０が得られる。従って、マンドレル部の断面形状
を各種変更することにより、任意の断面中空部からなる
閉塞部を有する中空材が得られることになる。
【００１８】また、押出加工時の段付パンチの形状とし
て、図１３に示すような加圧面３３１ａから突出して設
けられたマンドレル部が径の大きい径大マンドレル部３
３１ｂと比較して径の小さい径小マンドレル部３３１ｃ
からなる軸方向に段差部を設けて金属加工すると図１４
にその模式図を示すように図１４（イ）に示す、径小マ
ンドレル部３３１ｃが押出ダイス５のメス型ダイス開口
部に位置する状態で押出された後に図１４（ロ）に示す
ように、径大マンドレル部３３１ｂがメス型ダイス開口
部に位置するようになるとマンドレル部とダイス間の隙
間が狭くなるが、ダイスの開口部で外径（外形）が拘束
されるので外形が滑らかで内径寸法が異なる押出成形部
が得られる。この時の寸法関係を図１４（ハ）に示す。
て、図１３に示すような加圧面３３１ａから突出して設
けられたマンドレル部が径の大きい径大マンドレル部３
３１ｂと比較して径の小さい径小マンドレル部３３１ｃ
からなる軸方向に段差部を設けて金属加工すると図１４
にその模式図を示すように図１４（イ）に示す、径小マ
ンドレル部３３１ｃが押出ダイス５のメス型ダイス開口
部に位置する状態で押出された後に図１４（ロ）に示す
ように、径大マンドレル部３３１ｂがメス型ダイス開口
部に位置するようになるとマンドレル部とダイス間の隙
間が狭くなるが、ダイスの開口部で外径（外形）が拘束
されるので外形が滑らかで内径寸法が異なる押出成形部
が得られる。この時の寸法関係を図１４（ハ）に示す。
【００１９】上記と同様の原理にて押出加工時に図１５
に示すような加圧面４３１ａより突出して設けられたマ
ンドレル部の形状が、径中マンドレル部４３１ｂ、径小
マンドレル部４３１ｃ、径大マンドレル部４３１ｄから
なる段付パンチ４３１を用いると、その押出加工時の模
式図を図１６に示すように、ダイス５とマンドレル部の
隙間は図１６（イ）、（ロ）、（ハ）のように変化する
が、押出成形部の内径が径大マンドレル部４３１ｄで拘
束されるので、この場合には、内形が滑らかで外形に段
差の有する押出成形部が得られ、その寸法関係を図１６
（ニ）に示す。
に示すような加圧面４３１ａより突出して設けられたマ
ンドレル部の形状が、径中マンドレル部４３１ｂ、径小
マンドレル部４３１ｃ、径大マンドレル部４３１ｄから
なる段付パンチ４３１を用いると、その押出加工時の模
式図を図１６に示すように、ダイス５とマンドレル部の
隙間は図１６（イ）、（ロ）、（ハ）のように変化する
が、押出成形部の内径が径大マンドレル部４３１ｄで拘
束されるので、この場合には、内形が滑らかで外形に段
差の有する押出成形部が得られ、その寸法関係を図１６
（ニ）に示す。
【００２０】
【発明の効果】本発明においては、閉塞鍛造手段の間に
押出加工手段を加工方向に併設させたので、金属加工素
材の先端部を鍛造成形後に押出加工できるというそれぞ
れの加工方法の特徴を結合させた金属加工方法が得られ
るとともに、押出ダイスの前方に閉塞鍛造用金型を固定
あるいはフリーの状態にて連結させたので非常に簡単な
構造の金属加工装置になる。また、押出加工時のパンチ
形状を段付パンチとし、マンドレル部の断面形状や軸方
向に段差部を設けることにより、任意断面形状の中空部
を有する製品や押出成形部の押出方向の径や肉厚も任意
に変化させることができる。
押出加工手段を加工方向に併設させたので、金属加工素
材の先端部を鍛造成形後に押出加工できるというそれぞ
れの加工方法の特徴を結合させた金属加工方法が得られ
るとともに、押出ダイスの前方に閉塞鍛造用金型を固定
あるいはフリーの状態にて連結させたので非常に簡単な
構造の金属加工装置になる。また、押出加工時のパンチ
形状を段付パンチとし、マンドレル部の断面形状や軸方
向に段差部を設けることにより、任意断面形状の中空部
を有する製品や押出成形部の押出方向の径や肉厚も任意
に変化させることができる。
【００２１】従来、異形状の閉塞端末部と、中空部を有
する金属素材を溶接等にて接合して製造せざるを得なか
ったのに対して、本発明により得られる製品は、接合す
ることなく一体的に閉塞部を有する中空材製品が簡単
に、しかも、安価に製造できるとともに高強度で耐久信
頼性の高い製品になる。
する金属素材を溶接等にて接合して製造せざるを得なか
ったのに対して、本発明により得られる製品は、接合す
ることなく一体的に閉塞部を有する中空材製品が簡単
に、しかも、安価に製造できるとともに高強度で耐久信
頼性の高い製品になる。
【図１】本発明に係る金属加工装置を示す。
【図２】鍛造成形工程を示す。
【図３】押出加工工程を示す。
【図４】製品の取り出し工程を示す。
【図５】コンテナ部、ダイス及び鍛造型の位置関係を示
す。
す。
【図６】押出ダイスの断面斜視図を示す。
【図７】閉塞鍛造用型の断面斜視図を示す。
【図８】平面パンチを示す。
【図９】段付パンチを示す。
【図１０】セレーションを有する段付パンチを示す。
【図１１】マンドレル部が異形形状の段付パンチを示
す。
す。
【図１２】本発明にて得られる製品形状の例を示す。
【図１３】マンドレル部に軸方向段差がある段付パンチ
を示す。
を示す。
【図１４】図１３に示すパンチによる押出模式図を示
す。
す。
【図１５】マンドレル部に軸方向段差がある段付パンチ
の他の例を示す。
の他の例を示す。
【図１６】図１５に示すパンチによる押出模式図を示
す。
す。
【図１７】鍛造成形部に孔明を形成する場合の型構造の
例を示す。
例を示す。
１ 上部ダイ
２ パンチスライド装置（パンチ取付装置）
２１ パンチホルダー
３０ 平面パンチ
３０ａ、３１ａ、１３１ａ、２３１ａ、３３１ａ、４３
１ａ 加圧面 ３１、１３１、２３１、３３１、４３１ 段付パンチ ３１ｂ、１３１ｂ、２３１ｂ、マンドレル部 ３３１ｂ 径大マンドレル部 ３３１ｃ 径小マンドレル部 ４３１ｂ 径中マンドレル部 ４３１ｃ 径小マンドレル部 ４３２ｄ 径大マンドレル部 ３２ インナーパンチ付平面パンチ ３２ａ アウターパンチ ３２ｂ インナーパンチ ４ コンテナ部 ５ 押出ダイス ５１ メス型ダイス開口部 ６ 閉塞鍛造用金型 ６ａ キャビティ ６１ 金型ホルダー ６２ リペルロッド ６２ａ段付リペルロッド先端部 ７ ウエッジ装置 ７１ａ、７１ｂ ウエッジ ８ エレベーター装置 ８１ ガイド ８２ エジェクター ８３ ノックアウトガイド ８４ サブウエッジ ９ 金属加工素材 ９０、１９０、２９０ 製品形状 ９１ 鍛造成形部 ９２ 押出成形部 １００ ダイセット
１ａ 加圧面 ３１、１３１、２３１、３３１、４３１ 段付パンチ ３１ｂ、１３１ｂ、２３１ｂ、マンドレル部 ３３１ｂ 径大マンドレル部 ３３１ｃ 径小マンドレル部 ４３１ｂ 径中マンドレル部 ４３１ｃ 径小マンドレル部 ４３２ｄ 径大マンドレル部 ３２ インナーパンチ付平面パンチ ３２ａ アウターパンチ ３２ｂ インナーパンチ ４ コンテナ部 ５ 押出ダイス ５１ メス型ダイス開口部 ６ 閉塞鍛造用金型 ６ａ キャビティ ６１ 金型ホルダー ６２ リペルロッド ６２ａ段付リペルロッド先端部 ７ ウエッジ装置 ７１ａ、７１ｂ ウエッジ ８ エレベーター装置 ８１ ガイド ８２ エジェクター ８３ ノックアウトガイド ８４ サブウエッジ ９ 金属加工素材 ９０、１９０、２９０ 製品形状 ９１ 鍛造成形部 ９２ 押出成形部 １００ ダイセット
─────────────────────────────────────────────────────
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(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ２１Ｊ 13/02 Ｂ２１Ｊ 13/02 Ｈ
13/03 13/03
(72)発明者 開発 利彦
富山県新湊市奈呉の江12番地の３ アイシ
ン軽金属株式会社内
Ｆターム(参考） 4E029 EA02
4E087 AA10 BA04 CA14 CA22 DA05
EC00 EC12 EC17 EC50 ED22
HA35 HA38 HA82 HB01
Claims (6)
- 【請求項１】金属加工素材をコンテナ部に挿入し、コン
テナ部の前方に閉塞鍛造用金型を配置し、後方より当該
金属加工素材を加圧して鍛造加工する鍛造手段と、当該
コンテナ部の前方と閉塞鍛造用金型の間に押出ダイスを
配置して後方より当該加工素材を加圧して押出加工する
押出加工手段とを併設したことを特徴とする金属加工装
置。 - 【請求項２】プレスの上下可動上部ダイに、パンチ取付
装置が備えられ、その直下に金属加工素材を投入セット
するコンテナ部を上下方向に配設し、このコンテナ部前
方に位置するコンテナ部の直下に押出ダイスを固定配置
し、当該押出ダイスの前方に閉塞鍛造用金型を脱着自在
に連結し、この閉塞鍛造用金型を固定及び解除するウエ
ッジ装置を備え、押出加工時に閉塞鍛造用金型を下部方
向にスライドさせながら支持するエレベーター装置を備
えたことを特徴とする請求項１記載の金属加工装置。 - 【請求項３】請求項１又は２記載の金属加工装置を用い
てコンテナ部の前方に押出ダイスと閉塞鍛造用金型とを
連結固定し、後方より金属加工素材を加圧して先端部を
閉塞鍛造した後に上記閉塞鍛造用金型の固定を解除して
コンテナ部の前方に押出加工用ダイスをそのまま固定し
た状態にてコンテナ部の後方より引き続き加圧して押出
加工することを特徴とする金属加工方法。 - 【請求項４】請求項１又は２記載の金属加工装置を用い
てコンテナ部内壁に摺接する略円柱形状で加圧面が平面
に形成された平面パンチを用いて金属加工素材を加圧し
て閉塞鍛造後に、加圧面から突出してマンドレル部を備
えた段付パンチにて、上記金属加工素材を加圧塑性変形
させて、メス型ダイスの開口部と上記マンドレル部先端
との間に所定の隙間を形成後に閉塞鍛造用金型の固定を
解除し、引き続き押出加工することを特徴とする先端部
に閉塞部を有する中空材の製造方法。 - 【請求項５】パンチの加圧面から突出して備えられたマ
ンドレル部の断面形状が異形形状であることを特徴とす
る請求項４記載の先端部に閉塞部を有する中空材の製造
方法。 - 【請求項６】パンチの加圧面から突出して備えられたマ
ンドレル部の軸方向に段差部を有することを特徴とする
請求項４記載の先端部に閉塞部を有する中空材の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001263695A JP4694738B2 (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 閉塞部を有する中空材の製造方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001263695A JP4694738B2 (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 閉塞部を有する中空材の製造方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003071540A true JP2003071540A (ja) | 2003-03-11 |
| JP4694738B2 JP4694738B2 (ja) | 2011-06-08 |
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ID=19090408
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001263695A Expired - Fee Related JP4694738B2 (ja) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | 閉塞部を有する中空材の製造方法及びその装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4694738B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102773392A (zh) * | 2012-07-20 | 2012-11-14 | 荣成金辰机械制造有限公司 | 一种气动闭塞模架 |
| JP2014213382A (ja) * | 2013-04-26 | 2014-11-17 | 財団法人金属工業研究発展中心 | マルチアクション押出成形装置、マルチアクション押出成形機および押出成形方法 |
| CN107185985A (zh) * | 2017-07-17 | 2017-09-22 | 大连康丰科技有限公司 | 大长度异形铜管生产线及生产方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0751756A (ja) * | 1993-08-17 | 1995-02-28 | Showa Alum Corp | 押出材の連続型付け加工方法および連続型付け加工装置 |
| JP2001191110A (ja) * | 1999-12-28 | 2001-07-17 | Showa Alum Corp | 可変断面押出材の製造方法 |
| JP2003071515A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-11 | Aisin Keikinzoku Co Ltd | 両端末閉塞中空材及び後端末偏肉・増肉中空材の製造方法及びその装置 |
-
2001
- 2001-08-31 JP JP2001263695A patent/JP4694738B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH0751756A (ja) * | 1993-08-17 | 1995-02-28 | Showa Alum Corp | 押出材の連続型付け加工方法および連続型付け加工装置 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102773392A (zh) * | 2012-07-20 | 2012-11-14 | 荣成金辰机械制造有限公司 | 一种气动闭塞模架 |
| JP2014213382A (ja) * | 2013-04-26 | 2014-11-17 | 財団法人金属工業研究発展中心 | マルチアクション押出成形装置、マルチアクション押出成形機および押出成形方法 |
| CN107185985A (zh) * | 2017-07-17 | 2017-09-22 | 大连康丰科技有限公司 | 大长度异形铜管生产线及生产方法 |
| CN107185985B (zh) * | 2017-07-17 | 2023-09-19 | 大连康丰科技有限公司 | 大长度异形铜管生产线及生产方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4694738B2 (ja) | 2011-06-08 |
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