JP2006198662A - Method for forming hollow stepped shaft - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軸方向中間部に軸部より大径の段状部を有すると共に、軸心部の軸方向全長にわたって貫通孔を設けた中空段付軸の成形方法に関するものである。 The present invention relates to a method for forming a hollow stepped shaft having a stepped portion having a diameter larger than that of a shaft portion at an axially intermediate portion and having a through hole over the entire axial length of the shaft center portion.
従来のこの種の中空段付軸の成形方法としては、素材に初めから中空の管体を用い、この中空の素材の内部に低触点の充填材を充填してからこれを開放型あるいは密閉型の中で充填材と共に軸方向両側が押圧し、これの中間部を上記型内に設けた環状の凹部内に向けて拡径変形させるようにしている(例えば特許文献1参照)。 As a conventional method of forming a hollow stepped shaft of this type, a hollow tube is used as a raw material from the beginning, and a filler with a low touch point is filled into the hollow raw material, which is then opened or sealed. Both sides in the axial direction are pressed together with the filler in the mold, and the intermediate portion thereof is expanded and deformed into an annular recess provided in the mold (see, for example, Patent Document 1).
素材としての管体の単価は中実材(棒材)に対し重量単価で3〜5倍であり、このため上記従来の素材に管体を用いる成形方法では素材費が高いという問題があった。 The unit price of the tubular body as a raw material is 3 to 5 times the weight unit price with respect to the solid material (bar material), and thus there is a problem that the material cost is high in the above-described conventional molding method using the tubular body. .
また、この種の中空段付軸の場合、これの大径部に歯車を成形することがあり、そしてこの歯車の歯底に、軸心部に設けた貫通孔に連通する油孔を設け、貫通孔に供給された潤滑油をこの油孔を介して歯車部に供給するものがある。 Further, in the case of this type of hollow stepped shaft, a gear may be formed on the large diameter portion thereof, and an oil hole communicating with a through hole provided in the shaft center portion is provided on the tooth bottom of the gear, There is one that supplies the lubricating oil supplied to the through hole to the gear portion through the oil hole.
このときにおいて、上記貫通孔の上記油孔を設けた部分の内径が、これの軸方向両側の部分より大径であれば、他の部分との遠心力の差により油孔より歯車部への潤滑油の供給を加圧装置を用いることなく容易に供給することができるが、塑性変形により成形される中空段付軸の場合、この中空段付軸の貫通孔の軸方向中間部を他の部分より大径にするには、機械加工によらなければならず、これの成形にコストがかかるという問題がある。 At this time, if the inner diameter of the portion provided with the oil hole of the through hole is larger than the diameter on both sides in the axial direction, the difference from the centrifugal force with the other portion causes the oil hole to the gear portion. Lubricating oil can be easily supplied without using a pressurizing device, but in the case of a hollow stepped shaft formed by plastic deformation, the axial intermediate portion of the through hole of this hollow stepped shaft In order to make the diameter larger than the part, it is necessary to use machining, and there is a problem that it is costly to form.
本発明は上記のことに鑑みなされたもので、中実の、例えば丸棒を素材として用いて素材のコストを低くできると共に、軸方向中間部の内径が他の部分の内径より大きくした貫通孔を容易に成形することができるようにした中空段付軸の成形方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above, and it is possible to reduce the cost of a material by using a solid, for example, round bar as a material, and the inner diameter of the axial intermediate portion is larger than the inner diameter of other portions. It is an object of the present invention to provide a method for forming a hollow stepped shaft that can be easily formed.
上記目的を達成するために、本発明に係る中空段付軸の成形方法は、中実棒状の素材の軸方向両側を、対向部に段状大径部を有する上下の金型にて保持し、ついで素材の少なくとも軸方向一方端から素材より小径のパンチを押圧してこのパンチによる押し出し成形により外周部に上記段状大径部に沿う大径部を、また軸心部にパンチにより全長にわたって同径の貫通孔をそれぞれ成形し、上記大径部の両側の軸部のそれぞれの端部を他の上下の金型により縮径成形して貫通孔の両端部を中間部より小径に縮径するようにした。 In order to achieve the above object, a hollow stepped shaft forming method according to the present invention holds both sides in the axial direction of a solid rod-shaped material with upper and lower molds having stepped large diameter portions at opposing portions. Next, a punch having a diameter smaller than that of the material is pressed from at least one axial end of the material, and a large diameter portion along the stepped large diameter portion is formed on the outer peripheral portion by extrusion molding with this punch, and the punch is formed on the axial center portion over the entire length. Each through hole with the same diameter is molded, and each end of the shaft part on both sides of the large diameter part is reduced in diameter by other upper and lower molds, and both ends of the through hole are reduced in diameter to a smaller diameter than the intermediate part. I tried to do it.
また、本発明に係る他の中空段付軸の成形方法は、中実棒状の素材の軸方向両側を、対向部に段状大径部を有する上下の金型にて保持し、ついで素材の少なくとも軸方向一方端から素材より小径のパンチを押圧してこのパンチによる押し出し成形により外周部に上記段状大径部に沿う大径部を、また軸心部にパンチにより、パンチの押圧方向の先端側を小径にした貫通孔をそれぞれ成形し、軸方向一端部で、かつ貫通孔の大径側の外周部を他の金型により縮径成形して貫通孔の大径側端部を縮径するようにした。 Further, another hollow stepped shaft forming method according to the present invention is to hold both sides in the axial direction of a solid rod-shaped material with upper and lower molds having stepped large-diameter portions at opposing portions, and then At least one end in the axial direction is pressed with a punch having a diameter smaller than that of the material, and by extrusion molding with this punch, a large-diameter portion along the stepped large-diameter portion is formed on the outer peripheral portion, and a punch in the axial center portion. Each through hole with a small diameter on the tip side is molded, and the outer diameter part on the large diameter side of the through hole is reduced in diameter with another mold to reduce the large diameter side end of the through hole. I tried to diameter.
本発明に係る成形方法によれば、中実の、例えば丸棒を素材として用いることにより、素材に管体を用いた従来の場合に比較してその素材コストを大幅に低くすることができる。また、中実の素材をパンチによる押出し成形により貫通孔と共に中間部の段状部を拡径変形するため、大径に増肉変形された部分の鍛流線が軸方向に巻き込み座屈することがなくなり、この段状部の鍛流線が切断されることがなく流動状になって、この部分での亀裂等の欠陥が発生することがない。 According to the molding method of the present invention, by using a solid, for example, round bar, as a material, the material cost can be significantly reduced as compared with the conventional case where a tube is used as the material. In addition, since the solid material is expanded by deforming the stepped portion of the intermediate portion together with the through-hole by extrusion molding with a punch, the forging line of the portion thickened and deformed to a large diameter may be wound in the axial direction and buckled. The forged streamline of the stepped portion is not cut and becomes fluidized, and defects such as cracks do not occur in this portion.
そして、軸方向中間部の内径を他の部分より大径にした貫通孔を機械加工によることなく、一連の塑性変形による成形工程にて容易に成形することができる。 And the through-hole which made the internal diameter of the axial direction intermediate part larger diameter than another part can be easily shape | molded by the shaping | molding process by a series of plastic deformation, without machining.
中実の素材を成形型内で軸方向に押圧することにより外周形状を成形金型に沿う形状であるところの軸方向中間部に段状部を有する形状に成形し、これと共に、軸心部をパンチにて打抜いて中空にして、管体より価格が安い中実の素材を用いて成形すると共に、段状拡径部に亀裂が発生することがない中実段付軸を成形する。 By pressing a solid material in the mold in the axial direction, the outer peripheral shape is molded into a shape having a stepped portion in the middle in the axial direction which is a shape along the mold, and together with this, the shaft center portion Is punched out with a punch, and is formed using a solid material that is cheaper than the tube, and a solid stepped shaft that does not cause cracks in the stepped diameter-expanded portion is formed.
図5はこの実施例1にて成形しようとする中空段付軸の一例を示すもので、この中空段付軸1は軸方向中間部に他の部分より大径にした段状部2と、この段状部2の軸方向両側の軸部3,4とを有しており、かつ軸心部に中間部を他の部分より大径にした貫通孔5を有して中空になっている。
FIG. 5 shows an example of a hollow stepped shaft to be molded in the first embodiment. The hollow stepped shaft 1 has a stepped portion 2 having a larger diameter than other portions in an axially intermediate portion, The stepped portion 2 has
図1から図3は、上記中空段付軸1を成形するための第1工程の第1・第2・第3のステップを示す。図中6は中実の丸棒を用いた素材である。7は第1金型装置で、8はその上型、9は下型、10,11はそれぞれ上下のパンチである。上型8と下型9には素材6が嵌入される穴部8a,9aが同心状に設けてあると共に、対向部に各穴部8a,9aより大径にした段状大径部8b,9bが設けてある。また上下のパンチ10,11は素材6より小径で上下の型8,9の穴部8a,9a内に入り込むようになっている。
FIGS. 1 to 3 show the first, second, and third steps of the first step for forming the hollow stepped shaft 1. In the figure, 6 is a material using a solid round bar. 7 is a first mold apparatus, 8 is an upper mold thereof, 9 is a lower mold, and 10 and 11 are upper and lower punches, respectively. The upper mold 8 and the lower mold 9 are provided with concentric holes 8a and 9a into which the
図4は第2工程を示すもので、図中12は第2金型装置、13はその上型、14は下型である。上型13と下型14には成形しようとする中空段付軸1の段状部2の中間部を割面にしてそれぞれにこの中空段付軸1の段状部2を成形する段成形部13a,14aと、一方の軸部3と他の軸部4を成形する軸成形部13b,14bとを有している。この軸成形部13b,114bの軸方向端部には軸成形部13b,14bより小径にした絞り部13c,14cが設けてある。
FIG. 4 shows the second step, in which 12 is a second mold apparatus, 13 is an upper mold, and 14 is a lower mold. The
次に、第1・第2の金型装置7,12を用いての成形方法を図1から図4にて説明する。
Next, a molding method using the first and
まず、図1から図3に示す第1工程の第1ステップ(図1)にて、型締め状態の第1の金型装置7の穴部8a,9a内に素材6をセットする。このとき素材6はスリーブ状のノックアウト16、またはパンチ11及びノックアウト16の双方にて支持されて上下方向に位置決めされる。この素材6の上下方向(軸方向)の位置は、図5で示した中空段付軸(成形品)1の段状部2の軸方向での設置位置に応じて設定される(図1の左側参照)。
First, in the first step (FIG. 1) of the first process shown in FIGS. 1 to 3, the
ついで、第2ステップ(図2)にて、上下のパンチ10,11を対向方向へ作動して素材6の軸方向側から押出し成形する。これにより、素材6の両端部はそれぞれ前後方押出しにより上下の型8,9の開放側へ筒状に押出し成形されると共に、中間部が上下の型8,9の段状大径部8b,9b内に拡径変形される。このとき、素材6を支持しているノックアウト16は下側の後方押出し成形に応じて下動される。
Next, in the second step (FIG. 2), the upper and
図2に示す第2ステップにて両パンチ10,11の先端が段状大径部8b,9bに対向する位置まで達した状態で、このパンチ10,11による押出し成形の終了となり、素材6の軸方向中間部に両パンチ10,11の対向間に位置する栓状部17を隔てて軸方向両側に筒状部18a,18bが成形される。そしてこれと共に中間部で段状大径部8b,9bに対向する位置に段状拡径部18cが成形される。このときの段状拡径部18cは中実状態から段状に拡径変形されるため、この部分に座屈が生じることがなく連続した鍛流線にて変形される。
In the second step shown in FIG. 2, the extrusion of the
ついで、図3に示した第3ステップにて、例えば、下側のパンチ11を抜き出し、上側のパンチ10をさらに押出し動作する。これにより上記栓状部17が軸方向に剪断されて抜きカスとして押出されて第1工程が終了し、貫通孔を有する中空段付きの中間成形体19が成形される。
Next, in the third step shown in FIG. 3, for example, the
中間成形体19は図4に示す第2工程にて仕上げ成形される。第2金型装置12の下型14の軸成形部14bの大径部に中間成形体19の下側の筒状部18bを挿入して中間成形体19を第2金型12内にセットする。またこの実施例では中間成形体19の中空部内にはマンドレル15は挿入しない。
The intermediate molded
ついで上型13を下動する。これにより、中間成形体19は、筒状部18a,18bの端部が上型13と下型14の軸成形部13b,14bより小径になっている絞り部13c,14cにて縮径成形されてこの部分の孔径が縮径される。また、段状大径部18cは上型13と下型14の段成形部13a,14aにて軸方向に押されて拡径変形され、この段成形部13a,14aの内側形状に成形される。これにより、図5に示すように、外側形状が図4に示す第2金型装置12の形状に沿う形状に仕上げ成形されて貫通孔5の中間部がこれの両側部より大径になった段状部2を有する中空段付軸1が得られる。
Next, the
なお、この第2工程においては、縮径部分に孔径を規定するマンドレルを部分的に挿入してもよい。 In the second step, a mandrel that defines the hole diameter may be partially inserted into the reduced diameter portion.
図11は、この実施例2にて成形しようとする中空段付軸の他例を示すもので、この中空段付軸21は軸方向中間部に他の部分より大径にした歯車成形部22と、この歯車成形部22の軸方向両側の軸部23,24とを有しており、かつ軸心部に軸方向中間部を他の部分より大径にした貫通孔25を有して中空になっている。
FIG. 11 shows another example of the hollow stepped shaft to be molded in the second embodiment. The hollow stepped
図6、図7は、上記中空段付軸21を成形するための第1工程の第1・第2のステップを示し、図8は第2工程を、さらに図9は第3工程を、図10は第4工程を示す。
6 and 7 show the first and second steps of the first step for forming the hollow stepped
そして26は第1金型装置で、27はその上型、28は下型、29はパンチ、30はノックアウトパンチである。上型27と下型28には素材6が嵌入される穴部27a,28aが同心状に設けてあると共に、対向部に各穴部27a,28aより大径にした段状大径部27b,28bが設けてある。またパンチ29は素材6より小径である。
26 is a first mold apparatus, 27 is an upper mold thereof, 28 is a lower mold, 29 is a punch, and 30 is a knockout punch. The
第2工程を示す図8において、31は抜き用パンチであり、この抜き用パンチ31は上記パンチ29の径と同径の胴部の先端に小径の抜き型31aが設けてある。
In FIG. 8 showing the second step,
第3工程を示す図9において、32は第2金型装置で、33はその上型、34は下型で、この両型33,34の対向部に歯車成形部を成形する段状大径部33a,34aが設けてある。
In FIG. 9 showing the third step, 32 is a second mold apparatus, 33 is an upper mold thereof, 34 is a lower mold, and a stepped large diameter is formed by forming a gear forming portion at the opposing portion of both
第4工程を示す図10において、35は第3金型装置で、36は上型、37は下型で、上型36の開口部側に他の部分(軸部)より小径にした絞り部36aを有している。
In FIG. 10 showing the fourth step, 35 is a third mold apparatus, 36 is an upper mold, 37 is a lower mold, and an aperture part having a smaller diameter than the other part (shaft part) on the opening side of the
次に、第1から第3の金型装置26,35を用いての成形方法を図6から図10にて説明する。
Next, a molding method using the first to
まず、図6、図7に示す第1工程にて、穴部27a,28a内にセットされた素材6がノックアウトパンチ30にて支持された状態で下方へ作動するパンチ29にて押圧され、このパンチ29にて素材6に有底の穴が成形されつつ段状部が成形される。
First, in the first step shown in FIGS. 6 and 7, the
ついで、図8にて示す第2工程にて、パンチ29の代わりに抜き用パンチ31を上記穴部に挿入し、これを下動する。これによりこれの抜き型31aにて上記穴の底部が栓状に抜かれて貫通孔となる。このときの貫通孔の先端部は他の部分より小径になる。
Next, in the second step shown in FIG. 8, the punching
図9に示す第3工程では、上下の型33,34の段状大径部33a,34aにて段状部の歯車成形部が成形される。
In the third step shown in FIG. 9, stepped gear forming portions are formed by the stepped large diameter portions 33 a, 34 a of the upper and
図10にて示す第4工程では、上型36の下動により上側の軸部の端部が上型36の絞り部36aにて縮径されて、この部分の貫通孔径が縮径される。これにより図11に示すように、軸方向中間に歯車素材となる大径部が、また軸心部には、軸方向中間部が両端部より大きな内径となる貫通孔25が成形される。
In the fourth step shown in FIG. 10, the
なお、図11にて示した中空段付軸21における大径部は上記したように歯車成形部となるもので、この大径部に転造等の塑性加工、あるいはホブによる機械加工にて歯車38を加工し、さらにこれの歯底と貫通孔の大径部とを連通する油孔39を設ける。
The large diameter portion in the hollow stepped
なお、この実施例2において、図8にて示した第2工程でのパンチ31のかわりに図8に示した第1工程のパンチ29をそのまま用い、第1工程の終了段階で、このパンチ29をさらに押動して第1工程にて設けられた孔を貫通してもよい。この場合の貫通孔は全長にわたって同径となるので、この両端支部を実施例1で図4に示すように、上下の金型にて貫通孔の両端部を縮径する。
In Example 2, instead of the
上記両実施例において、段状部2、歯車成形部22の仕上げ成形を軸部の縮径成形より前に、中空部にマンドレルを挿入して別工程で行うようにしてもよい。これにより、段状部2、歯車成形部22の仕上げ成形時に、この部分の内径側が中空部内に膨出するのを上記マンドレルにて防止することができる。その後軸部の縮径成形を行うことにより、軸方向中間部に成形される他の部分より大径の中空孔を滑らかな円筒状にすることができる。
In both of the above embodiments, the finish molding of the stepped portion 2 and the
また、上記両実施例では、各成形加工を上下方向に行うようにした例で示したが、これは横方向に成形加工するようにしてもよいことはもちろんであり、この発明を説明する明細書中における上下の語句は横方向(左右)と実質的に同義語である。 Moreover, in both the above-described embodiments, an example in which each forming process is performed in the vertical direction is shown. However, this may be formed in the horizontal direction, and the description of the present invention will be made. The upper and lower words in the book are substantially synonymous with the horizontal direction (left and right).
上記した両実施例における成形は素材6の一部または全体を常温で、または200〜700℃の酸化被覆の付かない加熱範囲で行う。なお、常温で成形したときにも、素材は変形により200〜700℃に昇温される。
The molding in both of the above-described embodiments is carried out by heating a part or the whole of the
1,21…中空段付軸、2…段状部、3,4…軸部、5…貫通孔、6…素材、7…第1金型装置、8…上型、9…下型、8a,9a…穴部、8b,9b…段状大径部、10,11…パンチ、12…第2金型装置、13…上型、14…下型、13a,14a…段成形部、13b、14b…軸成形部、13c,14c…絞り部、15a,15b…マンドレル、16…ノックアウト、17…栓状部、18a,18b…筒状部、18c…段状拡径部、19…中間成形体、21…中空段付軸、22…歯車成形部、23,24…軸部、25…貫通孔、26…第1金型装置、27…上型、28…下型、27a,28a…穴部、27b、28b…段状大径部、29…パンチ、30…ノックアウトパンチ、31…抜き用パンチ、31a…抜き型、32…第2金型装置、33…上型、34…下型、33a,34a…段状大径部、35…第3金型装置、36…上型、37…下型、36a…絞り部、38…歯車、39…油孔。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
ついで素材の少なくとも軸方向一方端から素材より小径のパンチを押圧してこのパンチによる押し出し成形により外周部に上記段状大径部に沿う大径部を、また軸心部にパンチにより全長にわたって同径の貫通孔をそれぞれ成形し、
上記大径部の両側の軸部のそれぞれの端部を他の上下の金型により縮径成形して貫通孔の両端部を中間部より小径に縮径するようにしたことを特徴とする中空段付軸の成形方法。 Hold both sides in the axial direction of the solid rod-shaped material with upper and lower molds that have stepped large diameter parts at the opposing part,
Next, a punch having a diameter smaller than that of the material is pressed from at least one end in the axial direction of the material, and the large diameter portion along the stepped large diameter portion is formed on the outer peripheral portion by extrusion molding using the punch, and the punch is formed on the axial center portion over the entire length. Each through hole with a diameter,
A hollow characterized in that each end of the shaft portion on both sides of the large-diameter portion is reduced in diameter by other upper and lower molds, and both end portions of the through hole are reduced in diameter from the intermediate portion. A method of forming a stepped shaft.
ついで素材の少なくとも軸方向一方端から素材より小径のパンチを押圧してこのパンチによる押し出し成形により外周部に上記段状大径部に沿う大径部を、また軸心部にパンチにより、パンチの押圧方向の先端側を小径にした貫通孔をそれぞれ成形し、
軸方向一端部で、かつ貫通孔の大径側の外周部を他の金型により縮径成形して貫通孔の大径側端部を縮径するようにしたことを特徴とする中空段付軸の成形方法。
Hold both sides in the axial direction of the solid rod-shaped material with upper and lower molds that have stepped large diameter parts at the opposing part,
Next, a punch having a diameter smaller than that of the material is pressed from at least one end in the axial direction of the material, and a large diameter portion along the stepped large diameter portion is formed on the outer peripheral portion by extrusion molding using the punch, and a punch is formed on the shaft center portion by the punch. Forming each through-hole with a small diameter on the tip side in the pressing direction,
Hollow stepping, characterized in that one end of the axial direction and the outer diameter of the large diameter side of the through hole are reduced in diameter by another mold to reduce the diameter of the large diameter side end of the through hole Shaft forming method.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH0386335A (en) * | 1989-08-28 | 1991-04-11 | Kondoo Seiko Kk | Cylindrical member and its manufacture |
JPH07148545A (en) * | 1993-11-29 | 1995-06-13 | Fukui Byora Kk | Production of mouth piece pin |
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-
2005
- 2005-01-21 JP JP2005014166A patent/JP4748995B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
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