JP2006272458A - Shaft forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軸形成方法に関する。より詳細には、金属板を鍛造加工することにより、平坦部と一体に平坦部から突出する中空の軸を形成する方法に関する。 The present invention relates to a shaft forming method. More specifically, the present invention relates to a method for forming a hollow shaft that protrudes from a flat portion integrally with the flat portion by forging a metal plate.
下記特許文献1に、金属板をプレス加工して中空の軸を製造する方法が記載されている。特許文献1の記載によると、まずプレス加工によって金属板を半抜きする第1工程と、半抜きされた領域をダイに保持したまま当該半抜き領域にパンチを押し込んで後方押し出しする第2工程とを含む製造方法により、金属板に中空の軸が形成される。
しかしながら、特許文献1に記載された方法は、半抜きする第1工程と後方押し出しする第2工程とが必須なので、多段の軸を製造しようとすると工数が増加して、製造コストが嵩むという問題があった。また、この方法では、軸を形成する材料は加工時に被加工領域に存在している量に限られる。このため、製品の軸部分において所期の強度を維持するために肉厚を確保しようとすると、形成し得る軸の高さが制限される。 However, since the method described in Patent Document 1 requires the first step of half-punching and the second step of rearward extrusion, the number of steps increases when manufacturing a multistage shaft, and the manufacturing cost increases. was there. In this method, the material forming the shaft is limited to the amount existing in the region to be processed at the time of processing. For this reason, if it is going to secure thickness in order to maintain the intensity | strength in the axial part of a product, the height of the axis | shaft which can be formed will be restrict | limited.
上記課題を解決するために、本発明の第1の形態においては、金属板を鍛造加工することにより、金属板から突出し、先端ほど直径が小さい多段で中空の軸を形成する軸形成方法であって、根元の軸外径と同一の内径を有する穴が形成されているダイの、穴の上面に、加工すべき金属板を乗せる準備工程と、根元の軸内径と同一の外径を有するパンチで穴の上面に支持されている金属板を穴に押し込みながら、ダイの穴の内部に予め設けられているノックアウトをパンチの先端と対向させた状態で、金属板に対してノックアウトで背圧をかけることにより、パンチの先端に押される金属板を軸の側面に圧延する初回鍛造工程と、直前に形成された軸の外径と同一の外径を有し、さらに奥にこれから形成する軸の外径と同一の内径を有する段付き穴が形成されている段付きダイの、段付き穴に、加工すべき金属板におけるすでに形成された軸を挿入する軸挿入工程と、直前に形成された軸の内径と同一の外径を有し、さらに先端にこれから形成する軸の内径と同一の外径を有する段付きパンチで、段付き穴に挿入されている金属板を段付き穴にさらに押し込みながら、段付き穴の内部に予め設けられているノックアウトを段付きパンチの先端と対向させた状態で、金属板に対してノックアウトで背圧をかけることにより、段付きパンチの先端に押される金属板を軸の側面に圧延する段付き鍛造工程とを含む軸形成方法が提供される。これにより、段付き鍛造工程を所要回数繰り返して、1回の鍛造工程だけでは形成し得ない高さの多段の軸を形成できるようになる。また、単一の工程で1段の軸を形成できるので、多段の軸を形成しても工数が著しく増加することはない。 In order to solve the above-described problem, the first embodiment of the present invention is a shaft forming method in which a metal plate is forged to form a multi-stage hollow shaft that protrudes from the metal plate and has a smaller diameter toward the tip. A preparation step of placing a metal plate to be processed on the upper surface of the hole of a die in which a hole having the same inner diameter as the base shaft outer diameter is formed, and a punch having the same outer diameter as the shaft inner diameter While pushing the metal plate supported on the upper surface of the hole into the hole, with the knockout provided inside the die hole facing the tip of the punch, the back pressure is applied to the metal plate by knockout. The initial forging process of rolling the metal plate pushed by the tip of the punch onto the side surface of the shaft, and the outer diameter of the shaft formed just before the shaft, and the shaft to be formed in the back Stepped with the same inner diameter as the outer diameter The step insertion die of the stepped die in which the hole is formed has a shaft insertion step of inserting the shaft already formed in the metal plate to be processed into the stepped hole, and an outer diameter equal to the inner diameter of the shaft formed immediately before. In addition, with a stepped punch having the same outer diameter as the inner diameter of the shaft to be formed at the tip, a metal plate inserted into the stepped hole is further pushed into the stepped hole and provided in advance in the stepped hole. Stepping the metal plate pushed by the tip of the stepped punch to the side of the shaft by applying back pressure to the metal plate with knockout with the knockout being opposed to the tip of the stepped punch A shaft forming method including a forging process is provided. This makes it possible to form a multi-stage shaft having a height that cannot be formed by only one forging process by repeating the stepped forging process a required number of times. In addition, since a single-stage shaft can be formed in a single process, the number of man-hours does not increase significantly even if a multi-stage shaft is formed.
また、実施形態のひとつによると、上記軸形成方法において、軸挿入工程後かつ段付き鍛造工程の前に、既に形成された軸内に被加工材を挿入する材料挿入工程を更に備え、段付き鍛造工程において、金属板及び被加工材を軸の側面に圧延する軸形成方法が提供される。これにより、被加工領域に材料を補いながら加工できるので、多段にわたって軸を形成しても、肉厚の減少により軸の強度が低下することがない。 Further, according to one of the embodiments, the shaft forming method further includes a material insertion step of inserting the workpiece into the already formed shaft after the shaft insertion step and before the stepped forging step. In the forging process, there is provided a shaft forming method for rolling a metal plate and a workpiece on the side surface of the shaft. Thereby, since it can process while supplementing a material to a to-be-processed area | region, even if it forms a shaft in multiple steps, the intensity | strength of a shaft does not fall by the reduction in thickness.
また、他の実施形態のひとつによると、上記軸形成方法において、被加工材をパンチで打ち抜くことにより形成し、材料挿入工程において、被加工材におけるダレ側を軸の先端側に挿入する軸形成方法が提供される。これにより、前段の鍛造工程で形成された軸の先端内部に被加工材が密着し、段付き鍛造工程において欠陥が生じにくくなる。 Further, according to one of the other embodiments, in the above-described shaft forming method, the workpiece is formed by punching out, and in the material insertion step, the shaft is formed by inserting the sag side of the workpiece into the tip end side of the shaft. A method is provided. As a result, the workpiece is brought into close contact with the inside of the tip of the shaft formed in the preceding forging process, and defects are less likely to occur in the stepped forging process.
また、他の実施形態のひとつによると、上記軸形成方法において、段付き鍛造工程において、段付きダイと段付きパンチとノックアウトとによって画成される空間の体積が、金属板および前記被加工材における被加工領域の体積の合計と等しくなるように、被加工材の体積が調整されている軸形成方法が提供される。これにより、被加工材により肉厚の減少が補われると同時に、必要な材料を最小限にして製品の製造ができる。 According to another embodiment, in the shaft forming method, in the stepped forging step, the volume of the space defined by the stepped die, the stepped punch, and the knockout is a metal plate and the workpiece. A shaft forming method is provided in which the volume of the workpiece is adjusted so as to be equal to the sum of the volumes of the workpiece regions. As a result, the reduction in wall thickness is compensated by the work material, and at the same time, the product can be manufactured with a minimum of necessary materials.
また、他の実施形態のひとつによると、上記軸形成方法において、段付きパンチにおけるこれから形成する軸内径と同一の外径の押し込み方向の長さは、段付きダイにおけるこれから形成する軸外径と同一の内径の押し込み方向の長さよりも短い軸形成方法が提供される。これにより、初回鍛造工程において形成された軸と段付き鍛造工程において形成される軸の間、あるいは段付き鍛造工程により形成された軸相互の間の境界における強度低下を防止できる。 Further, according to one of the other embodiments, in the shaft forming method, the length in the pushing direction of the same outer diameter as the shaft inner diameter to be formed in the stepped punch is equal to the shaft outer diameter to be formed from the stepped die. A method of forming an axis shorter than the length of the same inner diameter in the pushing direction is provided. Thereby, the strength reduction at the boundary between the shaft formed in the initial forging process and the shaft formed in the stepped forging process or between the shafts formed by the stepped forging process can be prevented.
また、他の実施形態のひとつによると、上記軸形成方法において、パンチおよびダイ用いて軸の頂面の中心から放射状に形成される3以上の線状の切り欠きを形成する切り欠き工程と、バーリングパンチおよびバーリングダイを用いて切り込みにより画成される複数のセクター状の切片押し曲げて切片を軸の高さ方向に直立させる立ち上げ工程と、曲げパンチおよび曲げダイを用いて軸方向に直立する前記切片の先端部を前記軸に対して放射状に曲げ、切片に頂面に対して直立する直立部と、直立部の先端から放射状に延在する水平部とを形成する曲げ工程とを更に備えることができる。これにより、金属板に形成された軸の先端に、更に、他の部材を装着するための構造を形成できる。従って、軸に装着した部材の脱落を防止する部材を軸に直接に装着することができる。 Further, according to one of the other embodiments, in the shaft forming method, a notch step of forming three or more linear notches formed radially from the center of the top surface of the shaft using a punch and a die, A plurality of sector-shaped section push-bending defined by cutting using a burring punch and a burring die to stand upright in the axial direction of the section, and a vertical process using a bending punch and a bending die. Bending the tip of the section radially with respect to the axis, and bending the section to form an upright part standing upright with respect to the top surface of the section and a horizontal part extending radially from the tip of the upright part. Can be provided. Thereby, the structure for mounting | wearing with another member further can be formed in the front-end | tip of the axis | shaft formed in the metal plate. Therefore, the member that prevents the member attached to the shaft from falling off can be directly attached to the shaft.
また、上記軸形成方法において、水平部の先端部が軸の側面を軸方向に延長して画成される領域の内側に位置するように形成することが好ましい。これにより、装着する部材に軸を挿通するときに、水平部が部材に干渉することがない。 In the shaft forming method, it is preferable that the tip of the horizontal portion is formed so as to be positioned inside a region defined by extending the side surface of the shaft in the axial direction. Thereby, when the shaft is inserted through the member to be mounted, the horizontal portion does not interfere with the member.
また、上記軸形成方法において、曲げ工程が、直立する切片の先端部を90°未満の中間角度まで曲げる中間曲げ工程と、先端部を90°まで曲げて水平部とする最終曲げ工程とを更に備えることができる。これにより、単一の工程における加工量が抑制され、軸の頂面から供給される限られた材料を破断することがなく曲げることができる。従って、水平部を確実に形成できる。 Further, in the shaft forming method, the bending step further includes an intermediate bending step of bending the tip portion of the upstanding section to an intermediate angle of less than 90 °, and a final bending step of bending the tip portion to 90 ° to obtain a horizontal portion. Can be provided. Thereby, the processing amount in a single process is suppressed, and the limited material supplied from the top surface of the shaft can be bent without breaking. Accordingly, the horizontal portion can be reliably formed.
また、上記軸形成方法の曲げ工程において、曲げダイの一部が、直立部に側方から当接して変形を防止する。これにより、切片の直立部が不整に変形することが防止され、略円筒状の直立部が形成される。 Further, in the bending step of the shaft forming method, a part of the bending die comes into contact with the upright portion from the side to prevent deformation. As a result, the upright portion of the section is prevented from being irregularly deformed, and a substantially cylindrical upright portion is formed.
また、上記軸形成方法の曲げ工程において、軸の内側から頂面の裏面に曲げ受けを当接させ、頂面の変形を防止することが好ましい。これにより、曲げ工程において軸の頂面が変形することが防止され、他の部材を円滑に装着できる直立部が形成される。 Further, in the bending step of the shaft forming method, it is preferable to prevent deformation of the top surface by bringing a bending receiver into contact with the back surface of the top surface from the inside of the shaft. As a result, the top surface of the shaft is prevented from being deformed in the bending step, and an upright portion that can be smoothly mounted with other members is formed.
更に、上記軸形成方法において、水平部および頂面の間隔はが、直立部に装着されるCリングの厚さに略等しい。これにより、軸に装着された部材の抜けを防止するためのCリングを、隙間無く装着できる。従って、軸に装着した部材およびその動作にガタが生じることがない。 Further, in the shaft forming method, the distance between the horizontal portion and the top surface is substantially equal to the thickness of the C-ring attached to the upright portion. As a result, the C-ring for preventing the member attached to the shaft from coming off can be attached without a gap. Therefore, there is no backlash in the member mounted on the shaft and its operation.
また、本発明の第2の形態として、軸の根元の外径と同一の内径を有する穴が形成されているダイの、穴の上面に、加工すべき金属板を乗せる準備工程と、根元の軸の内径と同一の外径を有するパンチで穴の上面に支持されている金属板を穴に押し込みながら、ダイの穴の内部に予め設けられているノックアウトをパンチの先端と対向させた状態で、金属板に対してノックアウトで背圧をかけることにより、パンチの先端に押される金属板を軸の側面に圧延する初回鍛造工程と、直前に形成された軸の外径と同一の外径を有し、さらに奥にこれから形成する軸の外径と同一の内径を有する段付き穴が形成されている段付きダイの、段付き穴に、加工すべき金属板におけるすでに形成された軸を挿入する軸挿入工程と、直前に形成された軸の内径と同一の外径を有し、さらに先端にこれから形成する軸の内径と同一の外径を有する段付きパンチで、段付き穴に挿入されている金属板を段付き穴にさらに押し込みながら、段付き穴の内部に予め設けられているノックアウトを段付きパンチの先端と対向させた状態で、金属板に対してノックアウトで背圧をかけることにより、段付きパンチの先端に押される金属板を軸の側面に圧延する段付き鍛造工程とを含む軸形成方法により形成され、金属板を鍛造加工することにより形成された、金属板から突出し、先端ほど直径が小さい多段で中空の軸を有する軸製品が提供される。これにより、金属板に多段の軸を一体に備えた軽量な軸製品が廉価に供給される。 Further, as a second embodiment of the present invention, a preparation step of placing a metal plate to be processed on the upper surface of a hole of a die in which a hole having the same inner diameter as the outer diameter of the base of the shaft is formed; While pushing the metal plate supported on the upper surface of the hole with the punch having the same outer diameter as the inner diameter of the shaft into the hole, the knockout provided in advance inside the hole of the die is opposed to the tip of the punch. By applying back pressure to the metal plate by knockout, the initial forging step of rolling the metal plate pushed by the tip of the punch onto the side surface of the shaft and the same outer diameter as the outer diameter of the shaft formed immediately before Insert the shaft already formed in the metal plate to be processed into the stepped hole of the stepped die that has a stepped hole with the same inner diameter as the outer diameter of the shaft to be formed in the back. Shaft insertion process to be performed and the shaft formed immediately before With the stepped punch having the same outer diameter as the inner diameter of the shaft to be formed at the tip, and further pushing the metal plate inserted into the stepped hole into the stepped hole, With the knockout provided in the inside of the tapped hole facing the tip of the stepped punch, the metal plate pushed by the tip of the stepped punch is pivoted by applying back pressure to the metal plate by knockout. A shaft product that is formed by a forging process including a stepped forging step that rolls to the side surface of the metal plate and that is formed by forging the metal plate and has a multi-stage hollow shaft that protrudes from the metal plate and has a smaller diameter toward the tip. Is provided. As a result, a lightweight shaft product in which a multistage shaft is integrally provided on a metal plate is supplied at a low price.
また、ひとつの実施形態として、上記軸製品は、パンチおよびダイ用いて、軸の頂面の中心から放射状に形成される3以上の線状の切り込みを形成する打ち抜き工程と、バーリングパンチおよびバーリングダイを用いて、切り込みにより画成される複数のセクター状の切片押し曲げて、切片を軸の高さ方向に直立させる立ち上げ工程と、曲げパンチおよび曲げダイを用いて、軸方向に直立する切片の先端部を軸に対して放射状に曲げる曲げ工程とを更に備える軸形成方法により形成され、軸の頂面に対して直立する直立部と、直立部の先端から放射状に延在する水平部とを更に備える軸製品であり得る。これにより、留め具等を装着して、軸に装着した部品の脱落を防止できる。 Further, as one embodiment, the shaft product includes a punching process using a punch and a die to form three or more linear cuts formed radially from the center of the top surface of the shaft, and a burring punch and a burring die. A plurality of sector-shaped sections formed by cutting and bending, and a section that stands upright in the height direction of the shaft, and a section that stands upright in the axial direction using a bending punch and a bending die A bending step of bending the tip of the shaft radially with respect to the shaft, an upright portion standing upright with respect to the top surface of the shaft, and a horizontal portion extending radially from the tip of the upright portion; A shaft product further comprising Accordingly, it is possible to prevent a component attached to the shaft from falling off by attaching a fastener or the like.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。 The above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention, and sub-combinations of these feature groups can also be the invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention. However, the following embodiments do not limit the invention according to the scope of claims, and all combinations of features described in the embodiments are included. It is not necessarily essential for the solution of the invention.
図1は、初回鍛造工程で使用する初回鍛造装置100の構造を、初回鍛造工程実施直前の状態で示す図である。同図に示すように、初回鍛造装置100は、径が一定の穴116を有するストレートダイ110と、穴116の内部に収容されたノックアウト120と、ストレートダイ110の上方に配置された押さえ部材150と、押さえ部材150を貫通する径の一定なストレートパンチ140とを備えている。
FIG. 1 is a diagram illustrating the structure of an
ノックアウト120は、穴116の内部で下方から付勢部材130により支持されている。また、初期状態では、ノックアウト120の頂面は、ストレートダイ110の上面よりも僅かに低い位置、具体的には加工する金属板10の厚さの1/3に相当する高さ程度低い位置に待機している。
The
一方、押さえ部材150は、ストレートダイ110の穴116と同じ径の貫通穴を有し、ストレートダイ110の上面におかれた金属板10を、ストレートダイ110の穴116の周囲で上方から押さえつける。従って、金属板10は、専ら穴116の上方に位置する領域だけが加工により変形する。また、ストレートパンチ140は、押さえ部材150の貫通穴に挿通され、上方から金属板10を圧下できる。
On the other hand, the pressing
ここで、ストレートダイ110の穴116の内径は、形成しようとする軸の外径と同一である。一方、ストレートパンチ140の外径は、形成しようとする軸の内径と同一である。
Here, the inner diameter of the
なお、この実施形態で材料として用いた金属板10は、厚さ1.2mmの電気亜鉛メッキ冷延鋼板(SECC)である。ストレートダイ110、ノックアウト120およびストレートパンチ140は、いずれも超硬材製のものを用い、押さえ部材150は合金工具鋼(SKD)製のものを用いた。また、ストレートパンチ140の外径は7.1mm、ノックアウト120の外径は7.4mmとした。初期状態では、ノックアウト120の上端がストレートダイ110の上面から0.4mm下がったところで待機するような長さの付勢部材130を選択した。
In addition, the
更に、ストレートパンチ140の下端面である加圧面144は、周囲から中央に向かってなだらかに盛り上がるドーム状の形状で、曲率R300の曲面である。また、加圧面の肩部142も、その全周にわたって曲率R0.5でラウンド加工されている。更に、ノックアウト120の上端面である背圧面124は、上記加圧面144のドーム形状と相補的な逆ドーム形状を有する。更に、ストレートダイ110の穴116の開口肩部112も曲率R0.2でラウンド加工されている。
Furthermore, the
これらの形状により、加工される金属板10の特定の部位に極端な応力集中が生じることがなくなり、円滑な加工ができる。また、それにより、初回鍛造装置100の耐久性も向上される。
With these shapes, extreme stress concentration does not occur in a specific part of the
図2は、図1に示した初回鍛造装置100において、ストレートパンチ140を降下させた状態を示す図である。なお、図1と共通の構成要素には共通の参照符号を付し、重複する説明は省いている。
FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which the
同図に示すように、ストレートパンチ140下端の加圧面144は金属板10をストレートダイ110の穴116の内部に押し込む。このとき、金属板10は、当初はストレートパンチ140だけによって押されて変形しはじめるが、やがて、裏面がノックアウト120の背圧面124に当接する。ノックアウト120は、ストレートパンチ140によって金属板10と共に圧下され、付勢部材130を圧縮する。このため、付勢部材130のバネ定数に従って、ノックアウト120は金属板10に対して下側から背圧を印加するようになる。
As shown in the figure, the
こうして、ストレートパンチ140の加圧面144とノックアウト120の背圧面124とに挟まれた金属板10は圧延され、ストレートダイ110の内面とストレートパンチ140との間隙に押し出される。なお、ストレートパンチ140の上面で押さえ部材150に押さえられている領域では、金属板10は変形しない。また、ストレートダイ110内面、ストレートパンチ140周面およびノックアウト120の背圧面124により画成される空間で軸を形成する金属材料の体積は、ストレートパンチ140を金属板10に垂直に投影した領域に存在した金属板10の体積と略等しい。
In this way, the
図3は、初回鍛造工程を経て金属板10に形成された初段軸14を、その断面形状で示す図である。同図に示すように、初段軸14は、金属板10の平坦部12から連続して一体に形成された中空の軸である。また、初段軸14の先端面16も、初段軸14の側面と連続して一体に形成されている。
FIG. 3 is a view showing the
なお、本実施形態では、初段軸14の外径は約7.4mmで一定である。また、初段軸14の高さは、金属板10の平坦部12から先端面16までの長さL1で約8mmであった。また、初段軸14の肉厚は、側面部分において0.15mm程度、先端面16において0.35mm程度で、それぞれ略均一であった。
In the present embodiment, the outer diameter of the
図4は、初回鍛造工程に続いて実施される材料挿入工程を、後述する段付き鍛造工程において使用する段付き鍛造装置200の一部の構造と共に示す断面図である。同図に示すように、段付き鍛造装置200は、穴216を有する段付きダイ210と、穴216の内部に配置されたノックアウト220および段付きダイ210の上方に配置された押さえ部材150を備えている。なお、ここで用いられている押さえ部材150は、図1および図2に示した初回鍛造装置100で用いたものと同じ部材であり、金属板10に形成された初段軸14の内径に等しい貫通穴を有している。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a material insertion process performed after the initial forging process together with a partial structure of a stepped forging
これに対して、段付きダイ210に形成された穴216は、その上端開口付近ではストレートダイ110の穴116と等しい内径を有する一方、初段軸14の高さと同じ深さの位置に段差部218を有し、そこから深い範囲では内径がより小さくなっている。従って、そこに収容されたノックアウト220の外径も小さくなっている。なお、ノックアウト220は、初回鍛造装置100と同様に、下方から付勢部材230により支持されている。
On the other hand, the
このような段付きダイ210には、初回鍛造工程において初段軸14を形成された金属板10が装荷される。前述の通り、段付きダイ210の上面から段差部218までの深さは初段軸14の高さに等しく、開口から段差部218までの穴216の内径はストレートダイ110の穴116の内径に等しい。従って、初段軸14は段付きダイ210の穴216の内部に入り込み、金属板10の平坦部12は、段付きダイ210の上面に密着する。更に、密着した平坦部12は、押さえ部材150により上方から押さえられる。
Such a stepped
また、材料挿入工程では、初段軸14の先端面16の内側に、被加工材20が挿入される。被加工材20は、初段軸14の内径と略同じ径を有する円板状の材料で、先端面16の内面に水平に載置される。
In the material insertion step, the
なお、この実施例では、段付きダイ210の穴216の小径部分の内径は3mmとした。また、ノックアウト220の上端が、段差部218から0.4mm下がったところで待機するような長さの付勢部材230を選択した。
In this embodiment, the inner diameter of the small diameter portion of the
更に、ノックアウト220の上端面である背圧面124は、後述する段付きパンチ先端の加圧面のドーム形状と相補的な逆ドーム形状とした。また、段付きダイ210の穴216の開口肩部212に対しては曲率R0.2で、小径部の開口肩部には曲率R0.2で、それぞれラウンド加工を施した。
Further, the
図5は、図4に示した材料挿入工程において初段軸14に挿入された被加工材20の形状を示す図である。同図に示すように、この被加工材20は、金属板10と同じ材料から打ち抜き加工によって作成した円板状の部材である。
FIG. 5 is a view showing the shape of the
ここで、当業者によく知られている通り、打ち抜き加工によって得られる部材においては、ダレ面22とバリ面24とが表裏をなしている。即ち、打ち抜き加工時にダイに当接していた面は、材料の塑性変形により周縁部がなだらかなダレ面22が形成される。これに対して、打ち抜き加工時にパンチに当接した面では、材料の脆性破壊により周縁部が荒れたバリ面24が形成される。
Here, as is well known to those skilled in the art, the sagging
ここで、好ましい実施形態によれば、図4に示した材料挿入工程において被加工材20を初段軸14の内部に挿入するときに、周縁部の形状がなだらかなダレ面が初段軸14の底面に対面する向きにすることが好ましい。これにより、後述する段付き鍛造工程において被加工材20が圧延されるときに、初段軸14の内面と被加工材20との間の密着性が良好になり、欠陥が生じにくくなる。
Here, according to a preferred embodiment, when the
図6は、図4に示した段付き鍛造装置200に対して、段付きパンチ240を装着した状態を示す図である。なお、図4と共通の構成要素には共通の参照符号を付し、重複する説明は省いている。
FIG. 6 is a view showing a state in which a stepped
同図に示すように、段付きパンチ240は、ストレートパンチ140の外径と同じ外径を有する大径部241と、その先端(下端)のより小径の小径部243とを一体に備えており、大径部241の表面と小径部243の表面とは、段差部248を介して連続している。
As shown in the figure, the stepped
この実施例では、段付きパンチ240において、小径部243の外径は2.7mmであり、これから形成する第2段軸の内径に等しい。なお、段付きパンチ240下端の加圧面244は、曲率R20で周囲から中央に向かってなだらかに盛り上がるドーム状の形状を有し、更に、加圧面244の肩部242もその全周にわたって曲率R0.5でラウンド加工されている。
In this embodiment, in the stepped
図7は、図4および図6に示した段付き鍛造装置200において、段付きパンチ240を降下させた状態を示す図である。なお、図4および図6と共通の構成要素には共通の参照符号を付し、重複する説明は省いている。
FIG. 7 is a view showing a state in which the stepped
同図に示すように、段付きパンチ240を降下させると、その小径部243は初段軸14の側面内部には触れることなく降下し、やがて、初段軸14の先端面に当接して圧下する。このとき、初段軸14の先端縁部が段差部218により係止されるので、段付きパンチ240先端の加圧面244は、初段軸14の先端面と被加工材20とを同時に圧下し、段付きダイ210の穴216の小径部分に押し込む。同時に、ノックアウト220が金属板10に下方から背圧をかけるので、段付きパンチ240先端の加圧面244とノックアウト220の背圧面224とに挟まれた金属板10および被加工材20は圧延され、段付きダイ210の小径部部分の内面と段付きパンチ240の小径部243との間隙に押し出される。
As shown in the figure, when the stepped
図8は、上記の段付き鍛造工程によって段付きの軸を形成された金属板10の断面形状を示す断面図である。同図に示すように、段付き鍛造工程を経て、金属板10は、大径の初段軸14と小径の第2段軸15とを一体に備えた製品となる。ここで、図中に示すように、第2段軸15の内面では、段付きパンチ240およびノックアウト220によって側面に押し出された被加工材20によって肉厚が補われている。従って、第2段軸15も、初段軸14に匹敵する強度を有している。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a cross-sectional shape of the
本実施形態において、第2段軸15の高さは、平坦部12から先端までの長さから初段軸14の長さL1を差し引いた長さL2で表すと4mmであった。また、その外径は3mmであった。更に、第2段軸15の先端面16において、金属板10の厚さは0.1mm、被加工材20の厚さは0.3mmであった。更にまた、第2段軸15の側面において、金属板10の厚さは0.05mm、被加工材20の厚さは0.1mmであった。
In the present embodiment, the height of the second stepped
なお、段付きパンチ240の小径部243によって第2段軸15へと加工された金属板10および被加工材20の体積は、段付きパンチ240の加圧面244を初段軸14の先端面の内側に垂直に投影した領域に存在する金属板10および被加工材20の体積に等しい。また、この体積は、段付きパンチ240を圧下した状態で、段付きダイ210の小径部の内面と、段付きパンチ240の小径部243の外面と、ノックアウト220の背圧面224の上面とによって画成される空間の体積に等しい。従って、材料挿入工程において挿入する被加工材20の体積(主に厚さ)を適宜選択することにより、過不足の無い量で段付き鍛造工程を実施できる。
Note that the volume of the
また、図8を子細に見ると、段差部18において、金属板10の肉厚が増加していることが判る。これは、図7を参照すると判るように、降下させた段付きパンチ240の段差部248および段付きダイ210の段差部218の高さ方向の間隔が、段付きパンチ240および段付きダイ210の水平方向の間隔よりも広いために形成された断面形状である。これにより、初段軸14と第2段軸15との境界である段差部18の強度が高くなっている。
8 shows that the thickness of the
図9は、上記の段付き鍛造工程によって金属板10を加工して得られた段付きの軸製品99の形状を示す斜視図である。同図に示すように、初段軸14と初段軸14に対して段差部18を介して結合された第2段軸15とが、元の金属板10から下垂するように一体に形成されている。初段軸14および第2段軸15は、いずれも表面の平滑な円柱状である。従って、比較的薄い金属板10を用いて、単なる折り曲げや穴あけの他に、それ自体が他の部材を軸支できるような軸を形成することができる。
FIG. 9 is a perspective view showing the shape of a stepped
なお、この実施形態では説明の便宜のために金属板10を初段軸14よりも僅かに広いものとして描いたが、より大きな金属板10のブランクにこのような軸を形成することにより、種々の機能を有する金属製品を実現できる。また、上記実施例では初段軸14および第2段軸15の2段の軸を形成する場合について説明したが、段付き鍛造工程を繰り返すことにより、より段数の多い多段軸を形成できる。この場合、段数の増加に伴って使用する段付きダイ210および段付きパンチ240の径は適宜暫減させていく。
In this embodiment, for convenience of explanation, the
以上の説明から明らかなように、この発明によれば、1段につき1回の鍛造工程を繰り返すことにより多段の軸を形成できる。従って、例えば、家電製品、OA製品、事務機器等において構造材として用いられる亜鉛メッキ鋼板、アルミメッキ鋼板、SUS430、SUS304、アルミ(A1050)またはアルミ合金(A5052、A5083、A6061等)の板材等に所望の軸を形成できる。 As is apparent from the above description, according to the present invention, a multistage shaft can be formed by repeating the forging process once per stage. Therefore, for example, on galvanized steel sheets, aluminum plated steel sheets, SUS430, SUS304, aluminum (A1050) or aluminum alloy (A5052, A5083, A6061, etc.) used as structural materials in home appliances, OA products, office equipment, etc. A desired axis can be formed.
更に、他の実施形態に従うと、上記のようにして形成された軸製品99の第2段軸15の先端に、第2段軸15に装着された部材に対する抜け止め部材を装着できるフランジを形成できる。なお、以下の説明において、図1〜図9と共通の部材には共通の参照符号を付して、重複する説明を省く。
Furthermore, according to another embodiment, a flange that can attach a retaining member to a member attached to the
図10は、次の工程において使用する打ち抜きダイ810の形状を示す図である。同図に示すように、打ち抜きダイ810は、全体としては立方体の中実な金属塊812であり、その中央に、上面から底面まで貫通した貫通穴814を備えている。貫通穴814の水平断面形状は十字型である。
FIG. 10 is a diagram showing the shape of a punching die 810 used in the next step. As shown in the drawing, the punching die 810 is a
一方、図11は、図10に示した打ち抜きダイ810と組み合わせて使用する打ち抜きパンチ820の形状を示す斜視図である。打ち抜きパンチ820は、四角柱状の押圧部822と、前記打ち抜きダイ810の貫通穴814と相補的な断面形状を有する打ち抜き部824とを備えている。ここで、打ち抜き部824の水平断面形状は、打ち抜きに適した間隙を残して貫通穴814と略同じ形状と寸法を有している。従って、貫通穴814に打ち抜き部824を挿入したとき、打ち抜き部824および貫通穴814の間には打ち抜きに適した隙間がある。また、打ち抜き部824の端面の縁部826は鋭利な角に仕上げられている。
On the other hand, FIG. 11 is a perspective view showing the shape of a punching
上記のような打ち抜きダイ810および打ち抜きパンチ820を成形装置に装着するとき、打ち抜きダイ810の貫通穴814の内部に、打ち抜きパンチ820の打ち抜き部824が円滑に貫入するように、相互に位置決めされる。このように装着された打ち抜きダイ810の表面に、第2段軸15の天面が当接するように、図9に示した軸製品99がセットされる。このとき、第2段軸15の天面の中心と、打ち抜きダイ810の貫通穴814の中心とが一致するように、軸製品99は位置決めされる。更に、この状態で打ち抜きパンチ820を降下させると、第2段軸15の天面の一部は打ち抜きパンチ820の打ち抜き部824の断面と同形状に切り抜かれる。
When the punching die 810 and the punching
図12は、上記のような打ち抜き加工により切欠き部32を形成された軸製品99の形状を示す斜視図である。同図に示すように、第2段軸15の天面には、その中央から径方向に放射状に切欠き部32が形成される。換言すると、天面には、4つのセクター状(扇型)の切片34が切り出される。
FIG. 12 is a perspective view showing the shape of the
図13は、次の立ち上げ工程において使用されるバーリングダイ310の形状を示す斜視図である。同図に示すように、バーリングダイ310は、立方体の金属塊312により形成され、その中央には円筒状の内面を有する貫通穴314を備えている。この貫通穴314の内径は、第2段軸15の先端に形成されるセクター状の切片14の外径と実質的に等しい。
FIG. 13 is a perspective view showing the shape of the burring die 310 used in the next startup process. As shown in the drawing, the burring die 310 is formed of a
図14は、図9に示したバーリングダイ310と組み合わせて使用するバーリングパンチ320の形状を示す斜視図である。同図に示すように、バーリングパンチ320は、径の一定した円柱状の直胴部322と、直胴部322の一端に形成された砲弾型の先端部324とを備えている。ここで、直胴部322の外径は、第2段軸15の先端に形成されるセクター状の切片14の内径と実質的に等しい。
FIG. 14 is a perspective view showing the shape of a burring
図15は、上記のようなバーリングダイ310およびバーリングパンチ320を装着した成形装置910により軸製品99を加工する様子を示す断面図である。同図に示すように、第2段軸15は、その天面がバーリングダイ310の上面に当接するようにセットされる。また、第2段軸15の天面の中心とバーリングダイ310の貫通穴314の中心とが一致するようにセットされる。この状態で、バーリングパンチ320を、第2段軸15の内側から、貫通穴314の内部に向かって貫入させると、前工程において天面に形成された各切片34が、貫通穴314の内部で第2段軸15の高さ方向に曲げられる。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a state in which the
図16は、上記のように加工された軸製品99の形状を示す斜視図である。同図に示すように、第2段軸15の天面に形成されたセクター状の切片34は、それぞれ、天面から第2段軸15の高さ方向に立ち上がっている。ただし、図15からも判るように、天面の周縁部には、一定の幅の領域が変形せずに残されて肩部36が形成されている。
FIG. 16 is a perspective view showing the shape of the
図17は、軸製品99に対する次の工程で使用する予備曲げダイ410の形状を示す斜視図である。同図に示すように、予備曲げダイ410は、各々が半円形の加工面418を有する一対の分割ダイ411、412により形成される。これら分割ダイ411、412が加工面418を有する側方端面で対面しつつ結合されたとき、その上面に対して45°に傾斜した曲げ加工面418と、上面に対して直角に形成された小支持面416とを含む円形の加工部が形成される。この加工部の内径は、図16に示した軸製品99の天面に立ち上がった複数の切片34の外径に略等しい。また、この加工面418の下方には、軸製品99の初段軸14および第2段軸15の側面に相補的な形状を有する大支持面414、415が形成される。
FIG. 17 is a perspective view showing the shape of the pre-bending die 410 used in the next step for the
図18は、上記予備曲げダイ410と組み合わせて使用する予備曲げパンチ420の形状を示す斜視図である。同図に示すように、予備曲げパンチ420は、全体に円形の水平断面形状を有し、円筒状の直胴部422と、その先端に形成された直胴部422よりも小径の貫入部424とを備えている。貫入部424が形成された直胴部422の端面には、両者の径の差に相当する段差が形成されている。この段差は、直胴部422の側面に対して45°傾斜しており、後述する曲げ加工に寄与する加工面423をなしている。一方、貫入部424の先端周縁部にも傾斜面が形成されているが、これは、貫入部424が第2段軸15の内側に円滑に貫入するように形成された面取り部425である。また、貫入部424は、軸製品99の天面から立ち上がった切片34の内側に貫入できる外径を有している。
FIG. 18 is a perspective view showing the shape of the
図19は、図17および図18に示した予備曲げダイ410および予備曲げパンチ420を用いて予備曲げ加工を実施するときに、第2段軸15の不要な変形を防止するための予備曲げ受け430の形状を示す斜視図である。同図に示すように、予備曲げ受け430は、立方体の金属塊432から突出した円筒状の直胴部434を備えている。また、直胴部434の先端面438は水平で、その中央には、図18に示した予備曲げパンチ420の貫入部424の外径と相補的な内径の陥没部439を備えている。更に、直胴部434上端の周縁部には、後述するように第2段軸15の内側に円滑に挿入できるように面取り部436が形成されている。従って、直胴部434の先端面438は、面取り部436と陥没部439に挟まれた環状の領域だけが水平面をなしている。
FIG. 19 shows a preliminary bending receiver for preventing unnecessary deformation of the
図20は、図17〜図19に示した予備曲げダイ410、予備曲げパンチ420および予備曲げ受け430を装着した成形装置920の動作を説明する断面図である。同図に示すように、軸製品99は、その第2段軸15を下方に向けて、内部に予備曲げ受け430を挿入した状態で成形装置920にセットされる。このとき、予備曲げ受け430の直胴部434は、第2段軸15の内面に略密着している。また、直胴部434の先端面438は、第2段軸15の肩部36の裏面に当接している。更に、軸製品99の金属板10部分も、予備曲げ受け430の金属塊432の表面に略密着している。従って、後述するような予備曲げ加工を受けても、軸製品99が、その内側に向かって変形することはない。
20 is a cross-sectional view for explaining the operation of the
また、成形装置920において、予備曲げダイ410を形成する分割ダイ411、412は第2段軸15の側方に、互いに対向して配置される。更に、予備曲げパンチ420は、第2段軸15の下方から、半津下受け430に対向して配置される。このとき、予備曲げ受け430の陥没部439と、予備曲げパンチ420の貫入部424は、互いに同一の軸上に配列されている。
Further, in the forming
図21は、図20に示した成形装置920において、一対の分割ダイ411、412を互いに近づけて、第2段軸15に側方から当接させると同時に、分割ダイ411、412も相互に当接させた状態を示す。このとき、分割ダイ411、412の大支持面414、415は、初段軸14、第2段軸15の側面に略密着している。また、分割ダイ411、412の小支持面416は、第2段軸15の切片34の付け根付近に密着している。ただし、この段階では、軸製品99に対して実質的な変形は生じておらず、まだ予備曲げ加工はされていない。
FIG. 21 shows the
図22は、図20および図21に示した成形装置920において、予備曲げパンチ420を上昇させて予備曲げ加工を実施している状態を示す断面図である。同図に示すように、第2段軸15の切片34において、その付け根付近は、予備曲げダイ410の小支持面416および予備曲げパンチ420の貫入部424の側面に挟まれ、第2段軸15の天面に対して直立したまま保持されている。これに対して、切片34の先端近傍は、予備曲げパンチ420の加工面423により、予備曲げダイ410の加工面418に押し付けられ、第2段軸15の天面に対して45°の角度をなすまで、第2段軸15の外側に向かって曲げられる。なお、すでに述べた通り、軸製品99の切片34の先端近傍以外の部分は、予備曲げ受け430および予備曲げダイ410に挟まれている。従って、上記の予備曲げ加工により外力が印加されても、切片34の先端以外の部分は全く変形しない。
FIG. 22 is a cross-sectional view showing a state in which the pre-bending process is performed by raising the
図23は、上記のような予備曲げ加工により成形された軸製品99の外形を示す斜視図である。同図に示すように、切片34の各々は、第2段軸15への付け根付近の幅広部35では、第2段軸15の高さ方向に直立している。一方、切片34の先端部37は、第2段軸15の中心から離れる方向に拡げられている。
FIG. 23 is a perspective view showing the outer shape of the
図24は、軸製品99に対する次の工程で使用する仕上げ曲げダイ510の形状を示す斜視図である。同図に示すように、仕上げ曲げダイ510は、各々が半円形の小支持面516を有する一対の分割ダイ511、512により形成される。これら分割ダイ511、512が小支持面516を有する側方端面を対向させつつ結合されたとき、小支持面516に隣接する上面の一部領域が曲げ加工面518となる。小支持面516の内径は、図16に示した軸製品99の天面に立ち上がった複数の切片34の外径に略等しい。また、小支持面516の下方には、軸製品99の初段軸14および第2段軸15の側面に相補的な形状を有する大支持面514、515が形成される。
FIG. 24 is a perspective view showing the shape of the finish bending die 510 used in the next step for the
図25は、上記仕上げ曲げダイ510と組み合わせて使用する仕上げ曲げパンチ520の形状を示す斜視図である。同図に示すように、仕上げ曲げパンチ520は、全体に円形の水平断面形状を有し、円柱状の直胴部522と、その先端に形成された直胴部522よりも小径の貫入部524とを備えている。貫入部524が形成された側の直胴部522の端面には、両者の径の差に相当する段差が形成されている。この段差は、後述する曲げ加工に寄与する加工面523をなしている。一方、貫入部524の先端周縁部にも傾斜面が形成されているが、これは、貫入部524が第2段軸15の内側に円滑に貫入するように形成された面取り部525である。また、貫入部524は、軸製品99の天面から立ち上がった切片34の内側に貫入できる外径を有している。
FIG. 25 is a perspective view showing the shape of a
図26は、図24および図25に示した仕上げ曲げダイ510および仕上げ曲げパンチ520を用いて仕上げ曲げ加工を実施するときに、第2段軸15の不要な変形を防止するための先端曲げ受け530の形状を示す斜視図である。同図に示すように、仕上げ曲げ受け530は、立方体の金属塊532から突出した円筒状の直胴部534を備えている。また、直胴部534の先端面538は水平で、その中央には、図24に示した仕上げ曲げパンチ520の貫入部524の外径と相補的な内径の陥没部539を備えている。更に、直胴部534上端の周縁部には、後述する仕上げ曲げ加工において第2段軸15の内側に円滑に挿入できるように面取り部536が形成されている。従って、直胴部534の先端面538は、面取り部536と陥没部539に挟まれた環状の領域だけが水平面をなしている。
FIG. 26 shows a tip bending receiver for preventing unnecessary deformation of the
図27は、図24〜図26に示した仕上げ曲げダイ510、仕上げ曲げパンチ520および仕上げ曲げ受け530を装着した成形装置930の動作を説明する断面図である。同図に示すように、軸製品99は、その第2段軸15を下方に向けて、内部に仕上げ曲げ受け530を挿入した状態で成形装置930にセットされる。このとき、仕上げ曲げ受け530の直胴部534は、第2段軸15の内面に略密着している。また、直胴部534の先端面538は、第2段軸15の肩部36の裏面に当接している。更に、軸製品99の金属板10部分も、仕上げ曲げ受け530の金属塊532の表面に略密着している。従って、後述するような仕上げ曲げ加工を受けても、軸製品99が、その内側に向かって変形することはない。
FIG. 27 is a cross-sectional view for explaining the operation of the forming
また、成形装置930において、仕上げ曲げダイ510を形成する分割ダイ511、512は第2段軸15の側方に、互いに対向して配置される。更に、仕上げ曲げパンチ520は、第2段軸15の下方から、仕上げ曲げ受け530に対向して配置される。このとき、仕上げ曲げ受け530の陥没部539と、仕上げ曲げパンチ520の貫入部524は、互いに同一の軸上に配列されている。
Further, in the
図28は、図27に示した成形装置930において、一対の分割ダイ511、512を互いに近づけて、第2段軸15に当接させると同時に、分割ダイ511、512自体も相互に当接させた状態を示す。このとき、分割ダイ511、512の大支持面514、515は、初段軸14および第2段軸15の側面に略密着している。また、分割ダイ511、512の小支持面516は、第2段軸15の切片34の付け根付近に密着している。ただし、この段階では、軸製品99に対して実質的な変形は生じておらず、まだ仕上げ曲げ加工はされていない。
FIG. 28 shows the
図29は、図27および図28に示した成形装置930において、仕上げ曲げパンチ520を上昇させて仕上げ曲げ加工を実施している状態を示す断面図である。同図に示すように、第2段軸15の切片34において、その付け根付近は、仕上げ曲げダイ510の小支持面516および仕上げ曲げパンチ520の貫入部524の側面に挟まれ、第2段軸15の天面に対して直立したまま保持されている。これに対して、切片34の先端近傍は、仕上げ曲げパンチ520の加工面523により、仕上げ曲げダイ510の加工面518に押し付けられ、第2段軸15の天面に対して90°の角度をなすまで、第2段軸15の外側に向かって曲げられる。なお、すでに述べた通り、軸製品99の切片34の先端近傍以外の部分は、仕上げ曲げ受け530および仕上げ曲げダイ510に挟まれている。従って、上記の仕上げ曲げ加工により外力が印加されても、切片34の先端以外の部分は全く変形しない。
FIG. 29 is a cross-sectional view showing a state where the
図30は、上記のような仕上げ曲げ加工により成形された軸製品99の外形を示す斜視図である。同図に示すように、切片34の各々は、第2段軸15への付け根付近の幅広部35では、第2段軸15の高さ方向に直立している。一方、切片34の先端部37は、第2段軸15の中心から離れる方向に拡げられ、天面と平行になるまで拡がってフランジを形成する。従って、先端部37は、立ち上げ工程において起立された切片34(図16)を90°曲げたことになる。
FIG. 30 is a perspective view showing the outer shape of the
上記のように作成された軸製品99では、切片34の先端は、第2段軸15の径内の領域に止まっている。従って、第2段軸15と相補的な形状の軸穴を有する部品、例えば、歯車、カム、レバー等を第2段軸15に挿通させることができる。また、第2段軸15の高さと同じ厚さの部品を装着した後、切片34の幅広部35にCクリップ、Eクリップ等留め具を装着することにより、第2段軸15に装着した部品の脱落を防止できる。さらに、切片34の先端部37および第2段軸15の肩部36の間隔を、これら留め具の厚さと同じにしておくことにより、第2段軸15に装着した部品は軸のガタなしに回転できる。なお、CクリップまたはEクリップは、樹脂、金属等の弾性材料により形成され、幅広部35と同じ内径を有し、第2段軸15の外径よりも大きな外径を有し、一部が切られた環状の部品である。また、幅広部35に対して側方から押し込んで容易に装着できるので、簡単な作業で第2段軸15に部品を取り付けることができる。
In the
なお、上記実施形態では、切片34の曲げ加工を、予備曲げ工程および仕上げ曲げ工程にわけて実施したが、材料の加工性、厚さ等が十分に大きければ、予備曲げ工程を省略して1回の曲げ工程でフランジを形成することもできる。
In the above embodiment, the bending process of the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることができることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and improvements can be made to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
10 金属板、12 平坦部、14 初段軸、15 第2段軸、16 先端面、18 段差部、20 被加工材、22 ダレ面、24 バリ面、32 切欠き部、34 切片、35 幅広部、36 肩部、37 先端部、99 軸製品、100 初回鍛造装置、110 ストレートダイ、112 開口肩部、116 穴、120 ノックアウト、124 背圧面、130 付勢部材、140 ストレートパンチ、142 肩部、144 加圧面、150 押さえ部材、200 段付き鍛造装置、210 段付きダイ、212 開口肩部、216 穴、218 段差部、220 ノックアウト、224 背圧面、230 付勢部材、240 段付きパンチ、241 大径部、243 小径部、242 肩部、244 加圧面、248 段差部、310 バーリングダイ、312 金属塊、314 貫通穴、320 バーリングパンチ、322 直胴部、324 先端部、410 予備曲げダイ、411 分割ダイ、412 分割ダイ、414、415 大支持面、416 小支持面、418 加工面、420 予備曲げパンチ、422 直胴部、424 貫入部、425 面取り部、423 加工面、430 予備曲げ受け、432 金属塊、434 直胴部、436 面取り部、438 先端面、439 陥没部、510 仕上げ曲げダイ、511 分割ダイ、512 分割ダイ、514、515 大支持面、516 小支持面、518 加工面、520 仕上げ曲げパンチ、522 直胴部、523 加工面、524 貫入部、525 面取り部、530 仕上げ曲げ受け、532 金属塊、534 直胴部、536 面取り部、538 先端面、539 陥没部、810 打ち抜きダイ、812 金属塊、814 貫通穴、820 打ち抜きパンチ、822 押圧部、824 打ち抜き部、826 縁部、910 成形装置、920 成形装置、930 成形装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Metal plate, 12 Flat part, 14 First stage axis | shaft, 15 2nd stage axis | shaft, 16 Tip end surface, 18 Level difference part, 20 Work material, 22 Sagging surface, 24 Burr surface, 32 Notch part, 34 Section, 35 Wide part , 36 shoulder, 37 tip, 99 axis product, 100 initial forging device, 110 straight die, 112 opening shoulder, 116 hole, 120 knockout, 124 back pressure surface, 130 biasing member, 140 straight punch, 142 shoulder, 144 Pressurizing surface, 150 pressing member, 200 stepped forging device, 210 stepped die, 212 opening shoulder, 216 holes, 218 stepped portion, 220 knockout, 224 back pressure surface, 230 biasing member, 240 stepped punch, 241 large Diameter part, 243 Small diameter part, 242 Shoulder part, 244 Pressure surface, 248 Step part, 310 Burling die, 31 2 metal block, 314 through hole, 320 burring punch, 322 straight body, 324 tip, 410 pre-bending die, 411 split die, 412 split die, 414, 415 large support surface, 416 small support surface, 418 working surface, 420 Pre-bending punch, 422 Straight body part, 424 Penetration part, 425 Chamfer part, 423 Machining surface, 430 Pre-bending receiver, 432 Metal lump, 434 Straight body part, 436 Chamfer part, 438 Tip face, 439 Depression part, 510 Finish Bending die, 511 Division die, 512 Division die, 514, 515 Large support surface, 516 Small support surface, 518 Processing surface, 520 Finish bending punch, 522 Straight body portion, 523 Processing surface, 524 Penetration portion, 525 Chamfered portion, 530 Finished bending receiver, 532 metal block, 534 straight body part, 536 chamfered part, 538 Front end surface, 539 Depressed part, 810 Punching die, 812 Metal lump, 814 Through hole, 820 Punching punch, 822 Pressing part, 824 Punching part, 826 Edge part, 910 Forming apparatus, 920 Forming apparatus, 930 Forming apparatus
Claims (13)
根元の軸の外径と同一の内径を有する穴が形成されているダイの、前記穴の上面に、加工すべき前記金属板を乗せる準備工程と、
前記根元の軸の内径と同一の外径を有するパンチで前記穴の上面に支持されている前記金属板を前記穴に押し込みながら、前記ダイの前記穴の内部に予め設けられているノックアウトを前記パンチの先端と対向させた状態で、前記金属板に対して前記ノックアウトで背圧をかけることにより、前記パンチの先端に押される前記金属板を前記軸の側面に圧延する初回鍛造工程と、
直前に形成された軸の外径と同一の外径を有し、さらに奥にこれから形成する軸の外径と同一の内径を有する段付き穴が形成されている段付きダイの、前記段付き穴に、加工すべき前記金属板におけるすでに形成された前記軸を挿入する軸挿入工程と、
直前に形成された前記軸の内径と同一の外径を有し、さらに先端にこれから形成する軸の内径と同一の外径を有する段付きパンチで、前記段付き穴に挿入されている前記金属板を前記段付き穴にさらに押し込みながら、前記段付き穴の内部に予め設けられているノックアウトを前記段付きパンチの先端と対向させた状態で、前記金属板に対して前記ノックアウトで背圧をかけることにより、前記段付きパンチの先端に押される前記金属板を前記軸の側面に圧延する段付き鍛造工程と
を含む軸形成方法。 By forging a metal plate, it protrudes from the metal plate, and is a shaft forming method for forming a hollow shaft with multiple stages having a smaller diameter toward the tip,
A preparatory step of placing the metal plate to be processed on the upper surface of the hole of the die in which the hole having the same inner diameter as the outer diameter of the base shaft is formed;
While pushing the metal plate supported on the upper surface of the hole into the hole with a punch having the same outer diameter as the inner diameter of the root shaft, a knockout provided in advance in the hole of the die An initial forging step of rolling the metal plate pressed against the tip of the punch to the side surface of the shaft by applying back pressure to the metal plate with the knockout while facing the tip of the punch,
The stepped die of the stepped die having the same outer diameter as that of the shaft formed immediately before and further having a stepped hole having the same inner diameter as the outer diameter of the shaft to be formed in the back. A shaft insertion step of inserting into the hole the shaft already formed in the metal plate to be processed;
The metal inserted into the stepped hole with a stepped punch having the same outer diameter as the inner diameter of the shaft formed immediately before and having the same outer diameter as the inner diameter of the shaft to be formed at the tip. While pushing the plate further into the stepped hole, a back pressure is applied to the metal plate with the knockout with a knockout provided in advance in the stepped hole facing the tip of the stepped punch. A step forming method comprising: a stepped forging step of rolling the metal plate pushed by the tip of the stepped punch onto the side surface of the shaft.
前記段付き鍛造工程において、前記金属板および前記被加工材を前記軸の側面に圧延する請求項1に記載の軸形成方法。 After the initial forging step and before the stepped forging step, further includes a material insertion step of inserting a workpiece into the shaft already formed,
The shaft forming method according to claim 1, wherein in the stepped forging step, the metal plate and the workpiece are rolled onto a side surface of the shaft.
バーリングパンチおよびバーリングダイを用いて、前記切り込みにより画成される複数のセクター状の切片押し曲げて、前記切片を前記軸の高さ方向に直立させる立ち上げ工程と、
曲げパンチおよび曲げダイを用いて、軸方向に直立する前記切片の先端部を前記軸に対して放射状に曲げ、前記切片に、前記頂面に対して直立する直立部と、前記直立部の先端から放射状に延在する水平部とを形成する曲げ工程と
を更に備える請求項1に記載の軸形成方法。 A punching process using a punch and a die to form three or more linear cuts formed radially from the center of the top surface of the shaft;
Using a burring punch and a burring die, a plurality of sector-shaped section push-bending defined by the incision, and a rising process for standing the section in the height direction of the shaft;
Using a bending punch and a bending die, the tip of the section that stands upright in the axial direction is bent radially with respect to the axis, and the section stands upright with respect to the top surface, and the tip of the upright section The shaft forming method according to claim 1, further comprising a bending step of forming a horizontal portion extending radially from the horizontal portion.
前記根元の軸の内径と同一の外径を有するパンチで前記穴の上面に支持されている前記金属板を前記穴に押し込みながら、前記ダイの前記穴の内部に予め設けられているノックアウトを前記パンチの先端と対向させた状態で、前記金属板に対して前記ノックアウトで背圧をかけることにより、前記パンチの先端に押される前記金属板を前記軸の側面に圧延する初回鍛造工程と、
直前に形成された軸の外径と同一の外径を有し、さらに奥にこれから形成する軸の外径と同一の内径を有する段付き穴が形成されている段付きダイの、前記段付き穴に、加工すべき前記金属板におけるすでに形成された前記軸を挿入する軸挿入工程と、
直前に形成された前記軸の内径と同一の外径を有し、さらに先端にこれから形成する軸の内径と同一の外径を有する段付きパンチで、前記段付き穴に挿入されている前記金属板を前記段付き穴にさらに押し込みながら、前記段付き穴の内部に予め設けられているノックアウトを前記段付きパンチの先端と対向させた状態で、前記金属板に対して前記ノックアウトで背圧をかけることにより、前記段付きパンチの先端に押される前記金属板を前記軸の側面に圧延する段付き鍛造工程と
を含む軸形成方法により形成され、
金属板を鍛造加工することにより形成された、前記金属板から突出し、先端ほど直径が小さい多段で中空の軸を有する軸製品。 A preparation step of placing the metal plate to be processed on the upper surface of the hole of the die in which the hole having the same inner diameter as the outer diameter of the base of the shaft is formed;
While pushing the metal plate supported on the upper surface of the hole into the hole with a punch having the same outer diameter as the inner diameter of the root shaft, a knockout provided in advance in the hole of the die An initial forging step of rolling the metal plate pressed against the tip of the punch to the side surface of the shaft by applying back pressure to the metal plate with the knockout while facing the tip of the punch,
The stepped die of the stepped die having the same outer diameter as that of the shaft formed immediately before and further having a stepped hole having the same inner diameter as the outer diameter of the shaft to be formed in the back. A shaft insertion step of inserting into the hole the shaft already formed in the metal plate to be processed;
The metal inserted into the stepped hole with a stepped punch having the same outer diameter as the inner diameter of the shaft formed immediately before and having the same outer diameter as the inner diameter of the shaft to be formed at the tip. While pushing the plate further into the stepped hole, a back pressure is applied to the metal plate with the knockout with a knockout provided in advance in the stepped hole facing the tip of the stepped punch. By forming, a stepped forging step of rolling the metal plate pushed to the tip of the stepped punch to the side surface of the shaft is formed by a shaft forming method,
A shaft product that is formed by forging a metal plate and has a multi-stage hollow shaft that protrudes from the metal plate and has a smaller diameter toward the tip.
バーリングパンチおよびバーリングダイを用いて、前記切り込みにより画成される複数のセクター状の切片押し曲げて、前記切片を前記軸の高さ方向に直立させる立ち上げ工程と、
曲げパンチおよび曲げダイを用いて、軸方向に直立する前記切片の先端部を前記軸に対して放射状に曲げる曲げ工程と
を更に備える軸形成方法により形成され、
前記軸の前記頂面に対して直立する直立部と、前記直立部の先端から放射状に延在する水平部とを更に備える請求項12に記載の軸製品。 A punching process using a punch and a die to form three or more linear cuts formed radially from the center of the top surface of the shaft;
Using a burring punch and a burring die, a plurality of sector-shaped section push-bending defined by the incision, and a rising process for standing the section in the height direction of the shaft;
Using a bending punch and a bending die, and formed by a shaft forming method further comprising a bending step of bending a distal end portion of the section standing upright in the radial direction with respect to the shaft,
The shaft product according to claim 12, further comprising an upright portion that stands upright with respect to the top surface of the shaft, and a horizontal portion that extends radially from a tip of the upright portion.
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