JP2003225732A - 継手部材の製造方法 - Google Patents
継手部材の製造方法Info
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Abstract
継手部材の製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】中心胴部3と、該中心胴部3の外周面に配
設された複数の短軸部4…と、を備えた継手部材の製造
方法である。被加工材を塑性加工して中心胴部3と小径
部44を有する複数の短軸部4…を形成する外形成型工程
と、短軸部4の端面4aの中心部を中心胴部3の径方向
内方に向かってパンチ部材5が押圧して短軸部4に孔部
6を形成する部分成型工程と、を有している。そして、
部分成型工程において、短軸部4の余剰肉を短軸部4の
小径部44と金型キャビティ内面との間に形成された逃げ
用空間7へ逃がすものである。
Description
用いられる継手部材の製造方法に関する。
ャーナルやスパイダー等の継手部材は、中心胴部の外周
面に所定角度───例えば90°(又は 120°)───で
4(3)個の短軸部が設けられた構造であり、この短軸
部の先端面には、グリース充填用の孔部を形成してい
る。この継手部材の外径形状の成型は、閉塞鍛造により
素材を所定形状に成型することにより行われている。ま
た、短軸部の先端面のグリース充填用の孔部(グリース
ポケット)は、ボール盤等を使用して機械加工により、
夫々の短軸部の端面に加工を施している。
継手部材の製造方法では、閉塞鍛造時に於て、上型と下
型にて形成された密閉状の短軸部用キャビティに素材を
一気に充満させるため、荷重の急激な上昇と成型圧が高
いことにより金型に大きな負担が掛かり、そのため金型
寿命が短いという問題があった。また、素材の多少の重
量誤差によっても、製品欠陥である欠肉やバリさし等が
発生してしまうため、素材の重量管理を厳密に行う必要
があり、品質及び製造コストの面で問題があった。さら
に、ボール盤等によるグリース充填用の孔部の形成は、
夫々の短軸部において継手部材の姿勢を変更して行わな
ければならず、手間を要し、また、その芯の位置合わせ
が必要であり、品質及び製造コストの面で問題があっ
た。
品質の向上と製造コストの低減を図り得る継手部材の製
造方法を提供することを目的とする。
めに、本発明に係る継手部材の製造方法は、中心胴部
と、該中心胴部の外周面に所定中心角度で配設された複
数の短軸部…と、を備えた継手部材の製造方法であっ
て、被加工材を塑性加工して上記中心胴部と該中心胴部
の外周面に部分的に小径部を有する複数の短軸部を形成
する外形成型工程と、上記短軸部の端面の中心部を上記
中心胴部の径方向内方に向かってパンチ部材が押圧して
該短軸部に孔部を形成する部分成型工程と、を有し、該
部分成型工程において、該短軸部の余剰肉を、該短軸部
の上記小径部と、金型のキャビティ内面との間に形成さ
れた逃げ用空間へ逃がすものである。また、他の製造方
法として、中心胴部と、該中心胴部の外周面に所定中心
角度で配設された複数の短軸部と、を備えた継手部材の
製造方法であって、被加工材を塑性加工して上記中心胴
部と該中心胴部の外周面に部分的に小径部を有する複数
の短軸部を形成する外形成型工程と、上記中心胴部に該
中心胴部の軸方向に貫孔を形成する孔開工程と、上記短
軸部の端面の中心部を上記中心胴部の径方向内方に向か
ってパンチ部材が押圧して該短軸部に孔部を形成する部
分成型工程と、を有し、該部分成型工程において、該短
軸部の余剰肉を、該短軸部の上記小径部と金型のキャビ
ティ内面との間に形成された逃げ用空間、及び/又は、
上記貫孔へ逃がすものである。また、上記部分成型工程
後、駆動手段により上記パンチ部材を上記孔部から強制
的に離間させる戻し工程を有するものである。
づき、本発明を詳説する。
に示すように、軸心L2 方向に一端面1と他端面2を有
する中心胴部3と、中心胴部3の外周面に所定中心角度
θで配設された複数の短軸部(腕部)4…と、を備えた
継手部材の製造方法である。具体的には、鍛造装置(ト
ランスファープレス機)を使用して、冷間又は熱間鍛造
により、種々の工程を経て被加工材(素材)Wを所定形
状に順次成型し、高品質の継手部材(ジャーナルやスパ
イダー等)を低コストに製造するものである。また、短
軸部4の端面4aの略中心部には、グリース充填用の孔
部6(グリースポケット)が形成されている。
説明すると、図1と図2の側部断面図に示すように、作
業位置の第一加工部Aにおいて、プレス機の軸心Lを中
心軸とする下型9は、下ダイ10と、下ダイ10の(軸心L
を中心軸とする)連通孔11に沿って摺動する下パンチ12
と、を有している。下ダイ10は、下型9と上型16とによ
り形成される所定形状のキャビティ8の下半分を主に構
成する下型凹部9bを有し、下型凹部9bは、軸心Lを
中心とする略偏平半球状の中心凹部13と、その中心凹部
13の周面から所定中心角度θ(=90°)で放射状に配設
された、径方向視断面形状が半円形の4個の下径方向凹
部14…と、を有している。なお、所定中心角度θは90°
に限らず、 120°であってもよく、3個の下径方向凹部
14…としてもよい。そして、下径方向凹部14は、外径部
(先端部)側が中心部(基端部)側より径が小さい段付
き半円柱状空間を形成するよう、下型段付き部9aを有
している。下パンチ12は、下ダイ10の連通孔11の内径寸
法と略等しい外径寸法の円柱形状であり、下型凹部9b
に開口する連通孔11を摺動し下型凹部9b側に突出可能
としている。また、下パンチ12の先端部は円形断面の小
径凸部15を有している。
9と合わせ面を挟んで鏡像させた構成であり、軸心Lを
中心軸とする上型16は、上ダイ17と、上ダイ17の(軸心
Lを中心軸とする)連通孔18に沿って摺動する上パンチ
19と、を有している。上ダイ17は、上記キャビティ8の
上半分を主に構成する上型凹部16bを有し、上型凹部16
bは、軸心Lを中心とする略偏平半球状の中心凹部20
と、その中心凹部20の周面から所定中心角度θ(=90
°,又は 120°)で放射状に配設され、上記下型9の下
径方向凹部14に対応する、径方向視断面が半円形状の4
個の上径方向凹部21…と、を有している。そして、上径
方向凹部21は、外径部(先端部)側が中心部(基端部)
側より径が小さい段付き半円柱形状空間を形成するよ
う、上型段付き部16aを有している。上パンチ19は、上
ダイ17の連通孔18の内径寸法と略等しい外径寸法の円柱
形状であり、上型凹部16bに開口する連通孔18を摺動し
上型凹部16b側に突出可能としている。また、上パンチ
19の先端部は円形断面の小径凸部22を有している。
いて、下型9の下型凹部9bと上型16の上型凹部16bと
の間に例えば円柱ブロック状の被加工材Wを設置し、図
2に示す如く下型9と上型16とを相対的に接近させて型
閉めして、軸方向閉塞鍛造することにより被加工材Wを
塑性加工し、図3に示すような中間体W1 を成型する。
上ダイ17とが型閉めし、下型凹部9bと上型凹部16bと
で形成されるキャビティ8内に、下パンチ12の小径凸部
15と上パンチ19の小径凸部22とが進入することにより、
被加工材Wを塑性変形させ、一端面1と他端面2に上凹
部51と下凹部52を有する中心胴部3と、中心胴部3の外
周面に所定中心角度θ(θ=90°,又は 120°)で配設
されて径方向外方へ突出した、部分的に小径部44を有す
る複数(4個)の段付き短軸部4…が形成され、図3に
示す中間体W1 を得る(外形成型工程)。この工程での
段付き短軸部4は、外周面に段付き部4bを形成したも
ので、外径部(先端部)側が中心部(基端部)側より直
径の小さい段付き円柱形状を成しており、この短軸部4
の段付き外径寸法は、金型キャビティ8の下径方向凹部
14と上径方向凹部21とによる空間の内径寸法となる。
と上径方向凹部21とによる空間の容積は、形成される段
付き短軸部4の体積よりも予め大きく設定されているた
め、軸方向閉塞鍛造により被加工材Wが径方向(軸心L
に直角な方向)に流れるよう塑性変形する際、流れた被
加工材Wは下・上径方向凹部14,21の下・上径方向端面
14a,21aに到達せず(当たらず)に段付き短軸部4が
形成される。即ち、従って、これにより成型圧が低減さ
れている。
段(図示省略)によって中間体W1を第一加工部Aから
取出し、次の第二加工部Bへ搬送する。まず、第二加工
部Bについて説明する。この第二加工部Bは、図4と図
5に示すように、第二軸心L 2 方向に開閉する第二下型
30及び第二上型31と、第二軸心L2 に直角な径方向にス
ライド自在に設けられ複数の段付き短軸部4…に対応す
る複数のパンチ部材5…と、を備えている。
型された中間体W1 の下半分(上記下型9に対応する部
位)の形状に対応する下型凹部32を有する下ダイ35と、
下型凹部32に開口する連通孔36を摺動して下型凹部32に
突出可能であって中間体W1の下凹部52の形状に対応す
る先端形状の下パンチ37と、を有している。また、第二
上型31は、第二下型30と合わせ面を挟んで鏡像させた構
成であり、中間体W1 の上半分(上記上型16に対応する
部位)の形状に対応する上型凹部33を有する上ダイ38
と、上型凹部33に開口する連通孔39を摺動して上型凹部
33に突出可能であって中間体W1 の上凹部51の形状に対
応する先端形状の上パンチ40を有している。
31とにより形成されるキャビティ34は、中間体W1 の中
心胴部3の外形状に対応する中心空室部41と、短軸部4
の一部分の外形状に対応する径方向空室部42と、を有す
る。この径方向空室部42の内面形状は、段付き短軸部4
の基端部である大径部43の外形状に一致する形状を有
し、径方向(基端側から先端側)に渡って同一断面形状
である。従って、段付き短軸部4の小径部44と金型のキ
ャビティ34(径方向空室部42の内壁)との間には隙間を
形成し、この隙間を、後述する短軸部4の余剰肉を逃が
す周方向の逃げ用空間7としている。
に第二下型30と第二上型31とが型締めを行いながら、図
5に示すように、段付き短軸部4の端面4aの中心部
を、中心胴部3の径方向内方(第二軸心L2 )に向かっ
てパンチ部材5が押圧して、段付き短軸部4の端面4a
側から孔部6を形成する(部分成型工程)。このパンチ
部材5による径方向の押圧は、複数の短軸部4…に対し
て同時に行うのが好ましい。そして、この部分成型工程
において、孔部6を形成する際に流れる短軸部4の余剰
肉を、段付き短軸部4の外周部の上記逃げ用空間7へ逃
がす(材料流動させる)よう鍛造する。即ち、孔部6を
形成していく際、段付き短軸部4が外径方向に塑性変形
して拡径していく。従って、これにより成型圧が低減さ
れている。なお、短軸部4端面4aの中心部(孔部6配
設部)に、予めパンチ部材ガイド用の凹状の窪み(マー
キング)を設けてもよく、この場合、孔部6の形成位置
を正確にし、かつ、パンチ部材5の寿命を長くすること
ができる。
方向の長さは、孔部6の成形長さ(深さ)と略等しく設
定している。即ち、段付き短軸部4の小径部44の長さ
は、形成される孔部6の長さと略同一としている。ま
た、径方向空室部42の容積は、短軸部4の体積よりも大
きく設定されているため、孔部6をパンチ部材5により
塑性加工する際、塑性変形する(流れる)中間体W1 の
短軸部4は径方向空室部42の径方向端面42aに到達せず
(当たらず)に孔部6が形成される。
室部42の径方向端面42a側へ余剰肉部を逃がしつつ孔部
6を有する短軸部4…を所定形状に成型(分流方式)す
るので、素材への急激な荷重の負荷を防止し、成型圧を
低減させる。これによって所定形状に成型することがで
き、金型寿命が延びる。
明すると、中心胴部3と中心胴部3の外周面に複数の段
付き短軸部4…を形成する外形成型工程までは上述と同
様であるが、この外形成型工程の後、図7に示すよう
に、中心胴部3に、中心胴部3の軸方向(軸心L方向)
に貫孔26を形成する孔開工程を有する。即ち、継手部材
は、図11に示すような中心胴部3に貫孔26を有するもの
となる。
の外形成型工程後、上型16・下型9を開型して中間体W
1 を、ロボット等の自動ハンドリング手段(図示省略)
によって取出し、中間体W1 を(図示省略の)加工部に
移送し、図7に示すように、打抜き加工(ピアシング)
により中間体W1 の一端面1から他端面2までが貫通す
るよう、貫孔26を貫設する。即ち、上凹部51と下凹部52
の間の肉部27を、図示省略の打抜き手段(切除手段)に
より除去し、図7、図8に示す第二中間体W2を成型す
る。なお、図7の28は肉部27を打抜いた後の捨て材であ
る。
等の自動ハンドリング手段(図示省略)によって、第二
加工部Bへ搬送する。まず、第二加工部Bについて説明
すると、この第二加工部Bは、図9と図10に示すよう
に、第二軸心L2 方向に開閉する第二下型30及び第二上
型31と、第二軸心L2 に直角な径方向にスライド自在に
設けられ、複数の短軸部4…に対応する複数のパンチ部
材5…と、を備えている。
工程により成型された第二中間体W 2 の下半分(上記下
型9に対応する部位)の形状に略対応する下型凹部32を
有する下ダイ35と、下型凹部32に開口する連通孔36を摺
動して下型凹部32に突出可能であって、第二中間体W2
の貫孔26の一方側の形状に対応する先端形状の下パンチ
37と、を有している。また、第二上型31は、第二下型30
と合わせ面を挟んで鏡像させた構成であり、第二中間体
W2 の上半分(上記上型16に対応する部位)の形状に略
対応する上型凹部33を有する上ダイ38と、上型凹部33に
開口する連通孔39を摺動して、上型凹部33に突出可能で
あって、第二中間体W2 の貫孔26の他方側の形状に対応
する先端形状の上パンチ40と、を有している。
31とにより形成されるキャビティ34は、第二中間体W2
の中心胴部3の外形状に対応する中心空室部41と、段付
き短軸部4の一部分の外形状に対応する径方向空室部42
と、を有する。この径方向空室部42の内面形状は、段付
き短軸部4の基端部である大径部43の外形状に一致する
内面形状を有し、径方向(基端側から先端側)に渡って
同一断面形状である。従って、段付き短軸部4の小径部
44と金型のキャビティ34(径方向空室部42の内壁)との
間には隙間を形成し、この隙間を、後述する短軸部4の
余剰肉を逃がす周方向の逃げ用空間7としている。
に第二下型30と第二上型31とが型締めを行いながら、図
10に示すように、段付き短軸部4の端面4aの中心部
を、中心胴部3の径方向内方(第二軸心L2 )に向かっ
てパンチ部材5が押圧して、段付き短軸部4の端面4a
側から孔部6を形成する(部分成型工程)。このパンチ
部材5による径方向の押圧は、複数の短軸部4…に対し
て同時に行うのが好ましい。そして、この部分成型工程
において、孔部6を形成する際に流れる短軸部4の余剰
肉を、段付き短軸部4の外周部の逃げ用空間7及び(又
は)貫孔26周面に逃がす(材料流動させる)よう鍛造す
る。即ち、孔部6を形成していく際、段付き短軸部4が
外径方向に塑性変形して拡径していき、さらに、貫孔26
の表面を凸状に(第二軸心L2 方向へ)隆起させる。こ
の時の貫孔26の表面の隆起(捨て軸)は、下パンチ37と
上パンチ40との間に隙間を開けることにより容易に形成
でき、これによりさらに成型圧が低減されている。
直角な方向の長さは、孔部6の成形長さ(深さ)と略等
しく設定している。即ち、段付き短軸部4の小径部44の
長さは、形成される孔部6の長さと略同一としている。
また、径方向空室部42の容積は、短軸部4の体積よりも
大きく設定されているため、孔部6をパンチ部材5によ
り塑性加工する際、塑性変形する(流れる)第二中間体
W2 の短軸部4は径方向空室部42の径方向端面42aに到
達せず(当たらず)に孔部6が形成される。なお、この
孔部6は、短軸部4の端面4aから貫孔26まで貫通状と
してもよい。この時は、貫孔26の表面の隆起部を形成し
つつ孔部6を開けることとなる。
び径方向空室部42の径方向端面42a側へ余剰肉部を逃が
しつつ孔部6を有する短軸部4…を所定形状に成型(分
流方式)するので、素材への急激な荷重の負荷を防止
し、成型圧を低減させる。これによって所定形状に成型
することができ、金型寿命が延びる。
に、孔部6を形成する部分成型工程後であって、駆動手
段Mによりパンチ部材5を孔部6から強制的に離間させ
る戻し工程について説明する。なお、パンチ部材5と、
パンチ部材5を保持固定するパンチ保持具48と、は一体
組立式となっている。即ち、パンチ部材5の基端部はT
字型であり、パンチ保持具48はパンチ部材5の基端部に
対応した(嵌合する)溝形状を有している。
おいて孔部6をパンチ部材5が成型する際、駆動手段M
による押圧体46の矢印a方向への第二軸心L2 に沿った
前進動作により、押圧体46の押圧勾配面47が、パンチ保
持具48の第一被押圧勾配面49を押圧し、該パンチ保持具
48をパンチ部材5の軸心方向(矢印b方向)にスライド
移動させる。このカム作用によりパンチ部材5が孔部6
を成型する。
に、押圧体46が矢印a方向と反対の矢印c方向へ後退動
作し、押圧勾配面47と第一被押圧勾配面49とが離間す
る。その後、駆動手段Mの戻し用操作体50が矢印d方向
への第二軸心L2 に沿った前進動作により、戻し用操作
体50の戻し用押圧勾配面53が、パンチ保持具48の第二被
押圧勾配面54を押圧し、該パンチ保持具48をパンチ部材
5の軸心方向(矢印e方向)にスライド移動させて、パ
ンチ部材5を孔部6から強制的に離間させることができ
る。即ち、鍛造装置の一軸(軸心Lと第二軸心L2 )の
みの動作により、全体の成型および、その一軸に直角な
方向の孔成型を行うことができる。なお、孔部6の形状
は円柱形状に限らず他の形状のものでもよく、また、図
示省略するが、孔部6の底部に突起部を有するもの等と
してもよい。その後、図示省略のロボット等の自動ハン
ドリング手段によって継手部材を加工部から取出し、研
磨工程等を経て最終完成品に仕上げられる。
に記載する効果を奏する。
て、孔部6の成型の際、短軸部4の余剰肉を短軸部4の
外周部の逃げ用空間7へ逃がすため、荷重の急激な上昇
が防止され、かつ、成型圧が低減し、それによって金型
の負担が軽減して金型寿命が延びると共に、製品形状に
容易に成型することができる。従って、鍛造により簡単
に孔開けをも行い、低コストにて高精度・高品質の継手
部材を作製することができる。
て、孔部6の成型の際、短軸部4の余剰肉を短軸部4の
外周部の逃げ用空間7及び/又は貫孔26へ逃がすため、
より一層荷重の急激な上昇が防止され、かつ、成型圧が
低減し、それによって金型の負担が軽減して金型寿命が
延びると共に、製品形状に容易に成型することができ
る。従って、鍛造により簡単に孔開けをも行い、低コス
トにて高精度・高品質の継手部材を作製することができ
る。
6から自動的に離間させ、製品の取り出しを容易にする
ことができる。
図である。
面図である。
面図である。
である。
側部断面図である。
側部断面図である。
面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】 中心胴部3と、該中心胴部3の外周面に
所定中心角度θで配設された複数の短軸部4…と、を備
えた継手部材の製造方法であって、被加工材Wを塑性加
工して上記中心胴部3と該中心胴部3の外周面に部分的
に小径部44を有する複数の短軸部4…を形成する外形成
型工程と、上記短軸部4の端面4aの中心部を上記中心
胴部3の径方向内方に向かってパンチ部材5が押圧して
該短軸部4に孔部6を形成する部分成型工程と、を有
し、該部分成型工程において、該短軸部4の余剰肉を、
該短軸部4の上記小径部44と、金型のキャビティ内面と
の間に形成された逃げ用空間7へ逃がすことを特徴とす
る継手部材の製造方法。 - 【請求項2】 中心胴部3と、該中心胴部3の外周面に
所定中心角度θで配設された複数の短軸部4…と、を備
えた継手部材の製造方法であって、被加工材Wを塑性加
工して上記中心胴部3と該中心胴部3の外周面に部分的
に小径部44を有する複数の短軸部4…を形成する外形成
型工程と、上記中心胴部3に該中心胴部3の軸方向に貫
孔26を形成する孔開工程と、上記短軸部4の端面4aの
中心部を上記中心胴部3の径方向内方に向かってパンチ
部材5が押圧して該短軸部4に孔部6を形成する部分成
型工程と、を有し、該部分成型工程において、該短軸部
4の余剰肉を、該短軸部4の上記小径部44と金型のキャ
ビティ内面との間に形成された逃げ用空間7、及び/又
は、上記貫孔26へ逃がすことを特徴とする継手部材の製
造方法。 - 【請求項3】 上記部分成型工程後、駆動手段Mにより
上記パンチ部材5を上記孔部6から強制的に離間させる
戻し工程を有する請求項1又は請求項2記載の継手部材
の製造方法。
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