JP2004261857A - 鍛造品の成形方法及び鍛造品の成形方法において使用する予備成形装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】歩留りが向上して、コストの削減を可能にする鍛造品の成形方法及びこれに使用する予備成形装置を提供すること。
【解決手段】本発明の鍛造品の成形方法は、棒状の出発素材Aを所定の長さに切断する切断工程と、切断した出発素材Aを軸方向に圧縮変形させる、大径部1、3、9の素地となる大径素地部15を形成する予備成形工程と、成形した予備成形品Bを型に嵌め、所望の形状の鍛造品に成形する鍛造工程とを備えている。また本発明の予備成形装置17は、出発素材Aの軸方向に摺動可能で出発素材Aの周胴部の一部を保持するフローティングクランプ19、21と、出発素材Aの両端面を挟持する固定受座23及び可動受座25とを備え、フローティングクランプ19、21の内壁面には大径素地部15の成形を促す成形案内凹部31、33が設けられている。
【選択図】 図1
【解決手段】本発明の鍛造品の成形方法は、棒状の出発素材Aを所定の長さに切断する切断工程と、切断した出発素材Aを軸方向に圧縮変形させる、大径部1、3、9の素地となる大径素地部15を形成する予備成形工程と、成形した予備成形品Bを型に嵌め、所望の形状の鍛造品に成形する鍛造工程とを備えている。また本発明の予備成形装置17は、出発素材Aの軸方向に摺動可能で出発素材Aの周胴部の一部を保持するフローティングクランプ19、21と、出発素材Aの両端面を挟持する固定受座23及び可動受座25とを備え、フローティングクランプ19、21の内壁面には大径素地部15の成形を促す成形案内凹部31、33が設けられている。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、棒状の出発素材を使用して大径部と小径部を有する鍛造品を成形する鍛造品の成形方法及び鍛造品の成形方法において、鍛造に先立って行なわれる予備成形工程で使用される予備成形装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば大径部が直径40mm、小径部が直径30mmの図3に示すような鍛造品を成形する場合には、従来は大径部の直径に合わせて直径40mmの出発素材Aを使用していた。この場合の鍛造品の成形方法を図4に基づいて説明する。
先ず、図4(a)に示すように切断工程において直径40mmの出発素材Aを、成形する鍛造品の形状、寸法等に応じて適宜の長さに切断する。次に図4(b)に示すように予備処理工程において、成形する鍛造品の形状に合わせて熱を加えない状態で冷間曲げ加工を施す。
【0003】
そして図4(c)に示すように粗鍛造工程において、曲げ加工が施された出発素材Aに対して所定の温度に加熱した状態で熱間粗鍛造を施し中間成形品Cを成形する。続いて図4(d)に示すように仕上げ鍛造工程において、中間成形品Cに対して熱間仕上げ鍛造を施し、最終成形品Dに成形していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図4(c)に示す粗鍛造工程では、大径部に合わせて直径40mmの出発素材Aを使用したことに関連して余剰の廃材Wが大量に発生してしまう。このような廃材Wはそのまま廃棄されるか、再利用され再び棒状の出発素材Aに加工されるが、何れにしても歩留りが悪く、コストの増大を招来する大きな要因となっていた。
そこで、本発明は成形する鍛造品の小径部に対応した直径の出発素材を使用することを前提にし、これを実現させるための予備成形を鍛造に先立って行なうことで、歩留りが向上して、コストの削減を可能にする新規な鍛造品の成形方法及び鍛造品の成形方法において使用する予備成形装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項1記載の発明は、棒状の出発素材を使用して大径部と小径部を有する鍛造品を成形する鍛造品の成形方法において、棒状の出発素材を所定の長さに切断する切断工程と、切断した出発素材を軸方向に圧縮変形させることによって、大径部の素地となる大径素地部を形成する予備成形工程と、成形した予備成形品を型に嵌め、所望の形状の鍛造品に成形する鍛造工程とを備えていることを特徴とする鍛造品の成形方法である。
【0006】
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の鍛造品の成形方法において、予備成形工程では出発素材の軸方向に摺動可能なフローティングクランプによって、出発素材における周胴部の一部を保持すると共に、出発素材の両端面を固定受座と可動受座の間に挟持させ、可動受座を軸方向に移動させることによって出発素材を軸方向に圧縮変形させ、フローティングクランプ内壁面に形成されている成形案内凹部によって案内させながら大径素地部を形成するようにしたことを特徴とする鍛造品の成形方法である。
【0007】
請求項3記載の発明は、請求項1または2に記載の鍛造品の成形方法において、鍛造工程は予備成形品を中間成形品に加工する粗鍛造工程と、中間成形品を最終成形品に加工する仕上げ鍛造工程とによって構成されていることを特徴とする鍛造品の成形方法である。
【0008】
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の鍛造品の成形方法において、鍛造工程の前段には予備成形工程によって成形された予備成形品に曲げ加工あるいは穴開け加工等の鍛造に先立っての予備処理を施す予備処理工程が設けられていることを特徴とする鍛造品の成形方法である。
【0009】
請求項5記載の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の鍛造品の成形方法において、鍛造工程の後段には鍛造工程によって成形された最終成形品にネジ加工あるいはバリ取り加工等の仕上げ処理を施す仕上げ処理工程が設けられていることを特徴とする鍛造品の成形方法である。
【0010】
請求項6記載の発明は、棒状の出発素材を使用して大径部と小径部を有する鍛造品を成形する鍛造品の成形方法において使用され、大径部の素地となる大径素地部を形成する予備成形装置であって、出発素材の軸方向に摺動可能で出発素材の周胴部の一部を保持するフローティングクランプと、出発素材の両端面を挟持する固定受座及び可動受座とを備え、フローティングクランプの内壁面には大径素地部の成形を促す成形案内凹部が設けられていることを特徴とする鍛造品の成形方法において使用する予備成形装置である。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて具体的に説明する。
図3は本実施の形態によって成形される鍛造品の一例を示す最終成形品の斜視図である。
最終成形品Dは図3に示すようにU字状をしており、湾曲した最終成形品Dの端部には、同形状の両端大径部1、3が設けられている。
両端大径部1、3は円筒状の部材で、軸方向の中心には所定深さの雌ネジ部5が形成されている。両端大径部1、3の外形寸法は一例として40mmに設定されている。
【0012】
両端大径部1、3の間には、両端大径部1、3より径の小さな仮想円直径を有する小径部7が設けられている。小径部7は矩形断面の角棒状の部材をU字状に湾曲させたような形状を有している。また小径部7の中間には小径部7より仮想円直径の大きな中間大径部9が設けられている。中間大径部9は直径の大きな大径円板11の上下に大径円板11より直径の小さな円柱状のボス13を形成した多段円柱状ないし多段円板状の部材である。
【0013】
小径部7及び中間大径部9の説明で使用した仮想円直径とは、小径部7ないし中間大径部9の断面積を基に、これらが円形断面であった場合を想定して算出した仮想円の直径を意味する。
また実際には円形断面でない小径部7及び中間大径部9について使用した「小径」及び「大径」の語も、上記と同様、仮想円を想定することを前提として使用するものである。
本実施の形態では小径部7の仮想円直径が30mm、中間大径部9の仮想円直径が両端大径部1、3の直径と同じ、40mmに設定している。また本実施の形態では、上記両端大径部1、3と中間大径部9を総称して「大径部」の語を使用する。
【0014】
次に上記図3に示す最終成形品Dを成形する場合を例にとって図1、2に基づいて本発明の実施の形態に係る鍛造品の成形方法及び鍛造品の成形方法において使用する予備成形装置について具体的に説明する。
図1は本発明の実施の形態に係る鍛造品の成形方法の流れを示す説明図である。図2は本発明の実施の形態に係る予備成形装置の概要及びその作動状態を併せ示す縦断側面図並びに成形案内凹部における横断面図である。
【0015】
本実施の形態では、出発素材Aとして直径30mmの円形断面の丸棒を使用する。出発素材Aとしては成形の容易な種々の金属製材料等が使用できる。本実施の形態では、一例として日本工業規格(JIS)H4000に規定する材質記号A6061BE−0のアルミニウム合金を使用した。
出発素材Aは図1(a)に示す切断工程において、最終成形品Dの形状、寸法等から割り出した所定の長さに切断する。また切断によって生じた内部応力等を除去し、金属組織を安定化させるために必要に応じて鈍し処理を行なう。
【0016】
次に図1(b)に示す予備成形工程において、切断した出発素材Aを軸方向に圧縮変形させることによって大径部(両端大径部1、3及び中間大径部9の両方を意味する。以下同様の意味で使用する。)の素地となる大径素地部15を形成する。
大径素地部15は図示のようなラグビーボール状の幾分いびつな球体形状を有しており、その最大直径は大径部の直径よりも大きく、両端大径部1、3及び中間大径部9を形作るのに充分な体積を有している。
【0017】
予備成形工程では、図2に示すような予備成形装置17が使用される。予備成形装置17は出発素材Aの軸方向に摺動可能で出発素材Aの周胴部の一部を保持する二基のフローティングクランプ19、21と、フローティングクランプ19、21の摺動を案内するガイド22と、出発素材Aの両端面を挟持する固定受座23及び可動受座25とを備えている。
フローティングクランプ19、21はそれぞれ上クランプ27と下クランプ29とによって構成される分割式の構造を有している。上クランプ27及び下クランプ29の内壁面には、大径素地部15の成形を促す成形案内凹部31、33が設けられている。
【0018】
このうち成形案内凹部31は両端大径部1、3を成形するのに使用される部分であり、図2に示すようにフローティングクランプ19では左側に位置し、フローティングクランプ21では右側に位置している。
また成形案内凹部33は中間大径部9を成形するのに使用される部分であり、図2に示すようにフローティングクランプ19では右側に位置し、フローティングクランプ21では左側に位置している。
【0019】
固定受座23と可動受座25には、共に出発素材Aの端面を保持するための凹陥部35が形成されている。固定受座23は図示しない基盤に対して取り付けられ、固定状態を維持している。一方、可動受座25は油圧等を利用した図示しない適宜の駆動手段の可動部に対して取り付けられ、所定の方向(本実施の形態では出発素材Aの軸方向)に所定ストローク往復動し、出発素材Aに軸方向の圧縮力を加える。
【0020】
予備成形工程では、先ず図2(a)に示すようにフローティングクランプ19、21におけるそれぞれの下クランプ29の上に出発素材Aを載置して、固定受座23と可動受座25におけるそれぞれの凹陥部35に出発素材Aの両端面を保持させ、挟持状態とする。
次にフローティングクランプ19、21におけるそれぞれの上クランプ27を上方から宛がい、出発素材Aの周胴部の一部を下クランプ29と共に保持し、大径部を形成したい部位に対応した位置にガイド22に沿って各フローティングクランプ19、21を移動させる。
【0021】
次に図2(b)に示すように可動受座25を固定受座23側に移動させることによって出発素材Aに軸方向に押圧力を加える。これによって出発素材Aは圧縮され、軸方向に収縮すると共に、これと直交する半径方向に膨張する。
また出発素材Aの軸方向の収縮に伴って、フローティングクランプ19、21も可動受座25の移動方向に移動するようになり、出発素材Aの半径方向の膨張に伴って、出発素材Aの一部は成形案内凹部31、33に案内されながら成形案内凹部31、33内に至るようになり、図示のような形状の予備成形品Bが成形される。
【0022】
そして、図1(c)に示す予備処理工程において、予備成形工程によって成形された予備成形品Bは熱を加えない状態で鍛造に先立っての予備処理としての冷間曲げ加工が行なわれ、図示のようなU字状に湾曲成形が行なわれる。
次に図1(d)に示す粗鍛造工程に移行し、予備成形品Bを中間成形品Cに加工する。粗鍛造工程は成形を容易にするために鍛造工程を2工程に分け、次に述べる仕上げ鍛造工程において精度の高い最終成形品Dが得られるように粗成形する工程である。
【0023】
粗鍛造工程では、ハンマないしプレス機を使用し、成形しようとする形状に応じて形彫りした上型と下型を用い、上型をハンマないしプレス機の押圧板、下型を金敷きないしプレス機のベース盤に取り付けて、所定温度に加熱した予備成形品Bに対して上型を落下させて鍛造を行なう。尚、この点については次に述べる仕上げ鍛造工程でも同様である。
粗鍛造を行なうと図示のように中間成形品Cには至らない余剰部分である廃材Wが発生する。しかし本実施の形態では最終成形品Dの小径部7の仮想円直径に相当する直径30mmの出発素材Aを使用し、上述の予備成形工程において、鍛造に先立って大径素地部15を形成するようにしたことにより、図4(c)に示す直径40mmの出発素材Aを使用した従来の鍛造品の成形方法における粗鍛造に比べて廃材Wの発生量は遥かに少なくなっている。
【0024】
次に図1(e)に示す仕上げ鍛造工程に移行し、中間成形品Cを最終成形品Dに加工する。仕上げ鍛造工程は鍛造工程を2工程に分けた他の1つの工程であり、最終成形品Dの品質に直結する精度の要求される工程である。
仕上げ鍛造工程でも上記粗鍛造工程と同様、ハンマないしプレス機が使用され、所定の温度に加熱した中間成形品Cに対して上型を落下させて鍛造を行なう。
そして、仕上げ処理工程に移行し、両端大径部1、3に対して仕上げ処理としてのネジ加工が施され、雌ネジ部5を形成し、バリ取り加工等の仕上げ処理が行なわれ、図3に示すような最終成形品Dが得られる。
【0025】
以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても本発明に含まれる。
例えば、鍛造品の形状によっては成形が容易な場合もあり、その場合には鍛造工程を粗鍛造工程と仕上げ鍛造工程の2工程に分けずに1工程のみによって行なうことも可能である。あるいはこれとは逆に鍛造品の形状が複雑で成形が困難な場合には更に工程を増やし、3工程以上に分けて鍛造を行なうことも可能である。
【0026】
また鍛造品の形状によっては中間大径部9が複数箇所設けられる場合や中間大径部9が存在しない場合もあり、その場合には、フローティングクランプ19、21を更に増設したり、一基のみ設けるようにすることも可能である。
また鍛造品の形状によっては予備処理工程と、仕上げ処理工程のいずれか一方、あるいは双方を省略することも可能であり、その処理の内容も雄ネジの形成、止め輪を嵌めるための溝加工、雌ネジの形成を容易にするための穴開け加工、あるいは焼入れやメッキ等の表面処理等、種々の処理が採用できる。
また出発素材Aの材料としては組成を異にする他のアルミニウム合金やアルミニウム単体、銅等の他の非鉄金属、あるいはこれらを含有する合金、軟鋼等、比較的成形の容易な鉄、あるいはこれらを含有する合金等が使用できる。
さらに、上記実施の形態では、3ヶ所に大径素地部15を形成する例を示したが本発明はこれに限定されず、1ヶ所または2ヶ所、或いは4ヶ所以上に大径素地部15を形成する場合にも適用できる。また、最終形成品DはU字状に湾曲する形状を有しているが、コの字状、クランク形状等、湾曲する形状に拘わらず本発明を適用でき、さらに最終製品が湾曲しない真っ直ぐな形状のものでも本発明を適用することができる。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば、成形する鍛造品の小径部に対応した直径の出発素材を使用することを前提にし、これを実現させるための予備成形を鍛造に先立って行なうことで、歩留りが向上して、コストの削減ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る鍛造品の成形方法の流れを示す説明図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る鍛造品の成形方法において使用する予備成形装置の概要及び作動状態を併せ示す縦断側面図並びに成形案内凹部における横断面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る鍛造品の成形方法によって成形される鍛造品の一例を示す最終成形品の斜視図である。
【図4】従来の鍛造品の成形方法の流れを示す説明図である。
【符号の説明】
1 両端大径部 3 両端大径部
5 雌ネジ部 7 小径部
9 中間大径部 11 大径円板
13 ボス 15 大径素地部
17 予備成形装置 19 フローティングクランプ
21 フローティングクランプ 22 ガイド
23 固定受座 25 可動受座
27 上クランプ 29 下クランプ
31 成形案内凹部(両端大径部成形用の)
33 成形案内凹部(中間大径部成形用の)
35 凹陥部 A 出発素材
B 予備成形品 C 中間成形品
D 最終成形品 W 廃材
【発明の属する技術分野】
本発明は、棒状の出発素材を使用して大径部と小径部を有する鍛造品を成形する鍛造品の成形方法及び鍛造品の成形方法において、鍛造に先立って行なわれる予備成形工程で使用される予備成形装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば大径部が直径40mm、小径部が直径30mmの図3に示すような鍛造品を成形する場合には、従来は大径部の直径に合わせて直径40mmの出発素材Aを使用していた。この場合の鍛造品の成形方法を図4に基づいて説明する。
先ず、図4(a)に示すように切断工程において直径40mmの出発素材Aを、成形する鍛造品の形状、寸法等に応じて適宜の長さに切断する。次に図4(b)に示すように予備処理工程において、成形する鍛造品の形状に合わせて熱を加えない状態で冷間曲げ加工を施す。
【0003】
そして図4(c)に示すように粗鍛造工程において、曲げ加工が施された出発素材Aに対して所定の温度に加熱した状態で熱間粗鍛造を施し中間成形品Cを成形する。続いて図4(d)に示すように仕上げ鍛造工程において、中間成形品Cに対して熱間仕上げ鍛造を施し、最終成形品Dに成形していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図4(c)に示す粗鍛造工程では、大径部に合わせて直径40mmの出発素材Aを使用したことに関連して余剰の廃材Wが大量に発生してしまう。このような廃材Wはそのまま廃棄されるか、再利用され再び棒状の出発素材Aに加工されるが、何れにしても歩留りが悪く、コストの増大を招来する大きな要因となっていた。
そこで、本発明は成形する鍛造品の小径部に対応した直径の出発素材を使用することを前提にし、これを実現させるための予備成形を鍛造に先立って行なうことで、歩留りが向上して、コストの削減を可能にする新規な鍛造品の成形方法及び鍛造品の成形方法において使用する予備成形装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項1記載の発明は、棒状の出発素材を使用して大径部と小径部を有する鍛造品を成形する鍛造品の成形方法において、棒状の出発素材を所定の長さに切断する切断工程と、切断した出発素材を軸方向に圧縮変形させることによって、大径部の素地となる大径素地部を形成する予備成形工程と、成形した予備成形品を型に嵌め、所望の形状の鍛造品に成形する鍛造工程とを備えていることを特徴とする鍛造品の成形方法である。
【0006】
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の鍛造品の成形方法において、予備成形工程では出発素材の軸方向に摺動可能なフローティングクランプによって、出発素材における周胴部の一部を保持すると共に、出発素材の両端面を固定受座と可動受座の間に挟持させ、可動受座を軸方向に移動させることによって出発素材を軸方向に圧縮変形させ、フローティングクランプ内壁面に形成されている成形案内凹部によって案内させながら大径素地部を形成するようにしたことを特徴とする鍛造品の成形方法である。
【0007】
請求項3記載の発明は、請求項1または2に記載の鍛造品の成形方法において、鍛造工程は予備成形品を中間成形品に加工する粗鍛造工程と、中間成形品を最終成形品に加工する仕上げ鍛造工程とによって構成されていることを特徴とする鍛造品の成形方法である。
【0008】
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の鍛造品の成形方法において、鍛造工程の前段には予備成形工程によって成形された予備成形品に曲げ加工あるいは穴開け加工等の鍛造に先立っての予備処理を施す予備処理工程が設けられていることを特徴とする鍛造品の成形方法である。
【0009】
請求項5記載の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の鍛造品の成形方法において、鍛造工程の後段には鍛造工程によって成形された最終成形品にネジ加工あるいはバリ取り加工等の仕上げ処理を施す仕上げ処理工程が設けられていることを特徴とする鍛造品の成形方法である。
【0010】
請求項6記載の発明は、棒状の出発素材を使用して大径部と小径部を有する鍛造品を成形する鍛造品の成形方法において使用され、大径部の素地となる大径素地部を形成する予備成形装置であって、出発素材の軸方向に摺動可能で出発素材の周胴部の一部を保持するフローティングクランプと、出発素材の両端面を挟持する固定受座及び可動受座とを備え、フローティングクランプの内壁面には大径素地部の成形を促す成形案内凹部が設けられていることを特徴とする鍛造品の成形方法において使用する予備成形装置である。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて具体的に説明する。
図3は本実施の形態によって成形される鍛造品の一例を示す最終成形品の斜視図である。
最終成形品Dは図3に示すようにU字状をしており、湾曲した最終成形品Dの端部には、同形状の両端大径部1、3が設けられている。
両端大径部1、3は円筒状の部材で、軸方向の中心には所定深さの雌ネジ部5が形成されている。両端大径部1、3の外形寸法は一例として40mmに設定されている。
【0012】
両端大径部1、3の間には、両端大径部1、3より径の小さな仮想円直径を有する小径部7が設けられている。小径部7は矩形断面の角棒状の部材をU字状に湾曲させたような形状を有している。また小径部7の中間には小径部7より仮想円直径の大きな中間大径部9が設けられている。中間大径部9は直径の大きな大径円板11の上下に大径円板11より直径の小さな円柱状のボス13を形成した多段円柱状ないし多段円板状の部材である。
【0013】
小径部7及び中間大径部9の説明で使用した仮想円直径とは、小径部7ないし中間大径部9の断面積を基に、これらが円形断面であった場合を想定して算出した仮想円の直径を意味する。
また実際には円形断面でない小径部7及び中間大径部9について使用した「小径」及び「大径」の語も、上記と同様、仮想円を想定することを前提として使用するものである。
本実施の形態では小径部7の仮想円直径が30mm、中間大径部9の仮想円直径が両端大径部1、3の直径と同じ、40mmに設定している。また本実施の形態では、上記両端大径部1、3と中間大径部9を総称して「大径部」の語を使用する。
【0014】
次に上記図3に示す最終成形品Dを成形する場合を例にとって図1、2に基づいて本発明の実施の形態に係る鍛造品の成形方法及び鍛造品の成形方法において使用する予備成形装置について具体的に説明する。
図1は本発明の実施の形態に係る鍛造品の成形方法の流れを示す説明図である。図2は本発明の実施の形態に係る予備成形装置の概要及びその作動状態を併せ示す縦断側面図並びに成形案内凹部における横断面図である。
【0015】
本実施の形態では、出発素材Aとして直径30mmの円形断面の丸棒を使用する。出発素材Aとしては成形の容易な種々の金属製材料等が使用できる。本実施の形態では、一例として日本工業規格(JIS)H4000に規定する材質記号A6061BE−0のアルミニウム合金を使用した。
出発素材Aは図1(a)に示す切断工程において、最終成形品Dの形状、寸法等から割り出した所定の長さに切断する。また切断によって生じた内部応力等を除去し、金属組織を安定化させるために必要に応じて鈍し処理を行なう。
【0016】
次に図1(b)に示す予備成形工程において、切断した出発素材Aを軸方向に圧縮変形させることによって大径部(両端大径部1、3及び中間大径部9の両方を意味する。以下同様の意味で使用する。)の素地となる大径素地部15を形成する。
大径素地部15は図示のようなラグビーボール状の幾分いびつな球体形状を有しており、その最大直径は大径部の直径よりも大きく、両端大径部1、3及び中間大径部9を形作るのに充分な体積を有している。
【0017】
予備成形工程では、図2に示すような予備成形装置17が使用される。予備成形装置17は出発素材Aの軸方向に摺動可能で出発素材Aの周胴部の一部を保持する二基のフローティングクランプ19、21と、フローティングクランプ19、21の摺動を案内するガイド22と、出発素材Aの両端面を挟持する固定受座23及び可動受座25とを備えている。
フローティングクランプ19、21はそれぞれ上クランプ27と下クランプ29とによって構成される分割式の構造を有している。上クランプ27及び下クランプ29の内壁面には、大径素地部15の成形を促す成形案内凹部31、33が設けられている。
【0018】
このうち成形案内凹部31は両端大径部1、3を成形するのに使用される部分であり、図2に示すようにフローティングクランプ19では左側に位置し、フローティングクランプ21では右側に位置している。
また成形案内凹部33は中間大径部9を成形するのに使用される部分であり、図2に示すようにフローティングクランプ19では右側に位置し、フローティングクランプ21では左側に位置している。
【0019】
固定受座23と可動受座25には、共に出発素材Aの端面を保持するための凹陥部35が形成されている。固定受座23は図示しない基盤に対して取り付けられ、固定状態を維持している。一方、可動受座25は油圧等を利用した図示しない適宜の駆動手段の可動部に対して取り付けられ、所定の方向(本実施の形態では出発素材Aの軸方向)に所定ストローク往復動し、出発素材Aに軸方向の圧縮力を加える。
【0020】
予備成形工程では、先ず図2(a)に示すようにフローティングクランプ19、21におけるそれぞれの下クランプ29の上に出発素材Aを載置して、固定受座23と可動受座25におけるそれぞれの凹陥部35に出発素材Aの両端面を保持させ、挟持状態とする。
次にフローティングクランプ19、21におけるそれぞれの上クランプ27を上方から宛がい、出発素材Aの周胴部の一部を下クランプ29と共に保持し、大径部を形成したい部位に対応した位置にガイド22に沿って各フローティングクランプ19、21を移動させる。
【0021】
次に図2(b)に示すように可動受座25を固定受座23側に移動させることによって出発素材Aに軸方向に押圧力を加える。これによって出発素材Aは圧縮され、軸方向に収縮すると共に、これと直交する半径方向に膨張する。
また出発素材Aの軸方向の収縮に伴って、フローティングクランプ19、21も可動受座25の移動方向に移動するようになり、出発素材Aの半径方向の膨張に伴って、出発素材Aの一部は成形案内凹部31、33に案内されながら成形案内凹部31、33内に至るようになり、図示のような形状の予備成形品Bが成形される。
【0022】
そして、図1(c)に示す予備処理工程において、予備成形工程によって成形された予備成形品Bは熱を加えない状態で鍛造に先立っての予備処理としての冷間曲げ加工が行なわれ、図示のようなU字状に湾曲成形が行なわれる。
次に図1(d)に示す粗鍛造工程に移行し、予備成形品Bを中間成形品Cに加工する。粗鍛造工程は成形を容易にするために鍛造工程を2工程に分け、次に述べる仕上げ鍛造工程において精度の高い最終成形品Dが得られるように粗成形する工程である。
【0023】
粗鍛造工程では、ハンマないしプレス機を使用し、成形しようとする形状に応じて形彫りした上型と下型を用い、上型をハンマないしプレス機の押圧板、下型を金敷きないしプレス機のベース盤に取り付けて、所定温度に加熱した予備成形品Bに対して上型を落下させて鍛造を行なう。尚、この点については次に述べる仕上げ鍛造工程でも同様である。
粗鍛造を行なうと図示のように中間成形品Cには至らない余剰部分である廃材Wが発生する。しかし本実施の形態では最終成形品Dの小径部7の仮想円直径に相当する直径30mmの出発素材Aを使用し、上述の予備成形工程において、鍛造に先立って大径素地部15を形成するようにしたことにより、図4(c)に示す直径40mmの出発素材Aを使用した従来の鍛造品の成形方法における粗鍛造に比べて廃材Wの発生量は遥かに少なくなっている。
【0024】
次に図1(e)に示す仕上げ鍛造工程に移行し、中間成形品Cを最終成形品Dに加工する。仕上げ鍛造工程は鍛造工程を2工程に分けた他の1つの工程であり、最終成形品Dの品質に直結する精度の要求される工程である。
仕上げ鍛造工程でも上記粗鍛造工程と同様、ハンマないしプレス機が使用され、所定の温度に加熱した中間成形品Cに対して上型を落下させて鍛造を行なう。
そして、仕上げ処理工程に移行し、両端大径部1、3に対して仕上げ処理としてのネジ加工が施され、雌ネジ部5を形成し、バリ取り加工等の仕上げ処理が行なわれ、図3に示すような最終成形品Dが得られる。
【0025】
以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても本発明に含まれる。
例えば、鍛造品の形状によっては成形が容易な場合もあり、その場合には鍛造工程を粗鍛造工程と仕上げ鍛造工程の2工程に分けずに1工程のみによって行なうことも可能である。あるいはこれとは逆に鍛造品の形状が複雑で成形が困難な場合には更に工程を増やし、3工程以上に分けて鍛造を行なうことも可能である。
【0026】
また鍛造品の形状によっては中間大径部9が複数箇所設けられる場合や中間大径部9が存在しない場合もあり、その場合には、フローティングクランプ19、21を更に増設したり、一基のみ設けるようにすることも可能である。
また鍛造品の形状によっては予備処理工程と、仕上げ処理工程のいずれか一方、あるいは双方を省略することも可能であり、その処理の内容も雄ネジの形成、止め輪を嵌めるための溝加工、雌ネジの形成を容易にするための穴開け加工、あるいは焼入れやメッキ等の表面処理等、種々の処理が採用できる。
また出発素材Aの材料としては組成を異にする他のアルミニウム合金やアルミニウム単体、銅等の他の非鉄金属、あるいはこれらを含有する合金、軟鋼等、比較的成形の容易な鉄、あるいはこれらを含有する合金等が使用できる。
さらに、上記実施の形態では、3ヶ所に大径素地部15を形成する例を示したが本発明はこれに限定されず、1ヶ所または2ヶ所、或いは4ヶ所以上に大径素地部15を形成する場合にも適用できる。また、最終形成品DはU字状に湾曲する形状を有しているが、コの字状、クランク形状等、湾曲する形状に拘わらず本発明を適用でき、さらに最終製品が湾曲しない真っ直ぐな形状のものでも本発明を適用することができる。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば、成形する鍛造品の小径部に対応した直径の出発素材を使用することを前提にし、これを実現させるための予備成形を鍛造に先立って行なうことで、歩留りが向上して、コストの削減ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る鍛造品の成形方法の流れを示す説明図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る鍛造品の成形方法において使用する予備成形装置の概要及び作動状態を併せ示す縦断側面図並びに成形案内凹部における横断面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る鍛造品の成形方法によって成形される鍛造品の一例を示す最終成形品の斜視図である。
【図4】従来の鍛造品の成形方法の流れを示す説明図である。
【符号の説明】
1 両端大径部 3 両端大径部
5 雌ネジ部 7 小径部
9 中間大径部 11 大径円板
13 ボス 15 大径素地部
17 予備成形装置 19 フローティングクランプ
21 フローティングクランプ 22 ガイド
23 固定受座 25 可動受座
27 上クランプ 29 下クランプ
31 成形案内凹部(両端大径部成形用の)
33 成形案内凹部(中間大径部成形用の)
35 凹陥部 A 出発素材
B 予備成形品 C 中間成形品
D 最終成形品 W 廃材
Claims (6)
- 棒状の出発素材を使用して大径部と小径部を有する鍛造品を成形する鍛造品の成形方法において、棒状の出発素材を所定の長さに切断する切断工程と、切断した出発素材を軸方向に圧縮変形させることによって、大径部の素地となる大径素地部を形成する予備成形工程と、成形した予備成形品を型に嵌め、所望の形状の鍛造品に成形する鍛造工程とを備えていることを特徴とする鍛造品の成形方法。
- 請求項1に記載の鍛造品の成形方法において、予備成形工程では出発素材の軸方向に摺動可能なフローティングクランプによって、出発素材における周胴部の一部を保持すると共に、出発素材の両端面を固定受座と可動受座の間に挟持させ、可動受座を軸方向に移動させることによって出発素材を軸方向に圧縮変形させ、フローティングクランプ内壁面に形成されている成形案内凹部によって案内させながら大径素地部を形成するようにしたことを特徴とする鍛造品の成形方法。
- 請求項1または2に記載の鍛造品の成形方法において、鍛造工程は予備成形品を中間成形品に加工する粗鍛造工程と、中間成形品を最終成形品に加工する仕上げ鍛造工程とによって構成されていることを特徴とする鍛造品の成形方法。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の鍛造品の成形方法において、鍛造工程の前段には予備成形工程によって成形された予備成形品に曲げ加工あるいは穴開け加工等の鍛造に先立っての予備処理を施す予備処理工程が設けられていることを特徴とする鍛造品の成形方法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の鍛造品の成形方法において、鍛造工程の後段には鍛造工程によって成形された最終成形品にネジ加工あるいはバリ取り加工等の仕上げ処理を施す仕上げ処理工程が設けられていることを特徴とする鍛造品の成形方法。
- 棒状の出発素材を使用して大径部と小径部を有する鍛造品を成形する鍛造品の成形方法において使用され、大径部の素地となる大径素地部を形成する予備成形装置であって、出発素材の軸方向に摺動可能で出発素材の周胴部の一部を保持するフローティングクランプと、出発素材の両端面を挟持する固定受座及び可動受座とを備え、フローティングクランプの内壁面には大径素地部の成形を促す成形案内凹部が設けられていることを特徴とする鍛造品の成形方法において使用する予備成形装置。
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JP2003056835A Pending JP2004261857A (ja) | 2003-03-04 | 2003-03-04 | 鍛造品の成形方法及び鍛造品の成形方法において使用する予備成形装置 |
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JP (1) | JP2004261857A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006080504A1 (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-03 | Showa Denko K.K. | 据え込み加工方法及び据え込み加工装置 |
US7360387B2 (en) | 2005-01-31 | 2008-04-22 | Showa Denko K.K. | Upsetting method and upsetting apparatus |
EP2484462A3 (de) * | 2011-02-04 | 2012-10-24 | SMS Meer GmbH | Verwendung eines Warmstauchverfahrens, Verwendung eines Umformwerkzeugs, Verfahren zum Erzeugen einer Schmiedevorform und Umformvorrichtung oder Warmstauchvorrichtung |
CN103252443A (zh) * | 2013-04-25 | 2013-08-21 | 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 | 一种加工燃气轮机弧度为r430的异型配重块的模具及用其加工异型配重块的方法 |
-
2003
- 2003-03-04 JP JP2003056835A patent/JP2004261857A/ja active Pending
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