JP2008286254A - Piston forming method and piston - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は底面に開口部がある円筒状周壁の頭部内側にピストンロッド先端部を嵌合できる嵌合部を備えたピストンの形成方法と、ピストンに関するものである。 The present invention relates to a piston forming method including a fitting portion capable of fitting a tip end portion of a piston rod inside a head portion of a cylindrical peripheral wall having an opening on the bottom surface, and a piston.
従来のピストンは、図1、図2に示すように円筒状周壁1の底面に開口部2があり、円筒状周壁1の頭部3の内側中心部に嵌合部4が内側に突出して形成され、嵌合部4はピストンロッド先端部を嵌合できる円弧形状に凹陥しており、円筒状周壁1の外周面5にOリング嵌合用の凹溝6が二本形成されている。このピストンの従来の成形方法は、ビレット(金属製丸棒)を所定長に切断したビレット片を予備加圧して厚さを整え、その後にパンチで加圧押出し成形して円筒状周壁1、開口部2、頭部3、嵌合部4を形成し、その後に、円筒状周壁1の外周面5を切削加工又は研削加工して外周面5にOリング嵌合用の凹溝6をリング状に二本形成し、前記外周面5を所定外径寸法になるまで切削又は研削して、開口部2の端面部(開口部端面:スカート部)7や頭部3をも切削している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the conventional piston has an
従来のピストン形成方法は、ビレットを確実に拘束(固定)せずに所定長に切断(自由切断)しているため切断されたビレット片の長さ、形状、外径寸法等にばらつきが出る。このため次のような課題があった。
(1)ビレット片を予備加圧して厚さを整えてから加圧押出し成形しても、得られるピストンの円筒状周壁1の外径寸法や肉厚、頭部3から開口部2の端面部7までの寸法(長さ)等に設計寸法と誤差が出たり、寸法がピストンごとにばらついたりする。
(2)予備加圧したビレット片であっても厚さ、形状、外径寸法等に誤差やばらつきがあると、パンチで加圧押出し成形した場合にパンチがビレット片中心から位置ずれし易く、成形されるピストンの円筒状周壁1の形状、肉厚、外形寸法等にばらつきが出易い。
(3)ばらつきのある円筒状周壁1の外周面5を切削又は研削して所定寸法に仕上げるためには個々のピストンで切削量も異なるため前記切削加工又は研削加工が面倒である。
(4)ビレット片が所定切断寸法よりも長い場合は、押出し成形される円筒状周壁1の長さが長くなる(深さが深くなる)ため、ピストンを所定全長寸法に切削加工するための切削量が多くなり、ビレット片(材料)の無駄が多くなり、コスト高の一因となる。
(5)形状、外径寸法にばらつきのあるビレット片をそのままパンチで加圧押出し成形すると、パンチがビレット片中心から位置ずれし易くなり、位置ずれすると成形されるピストンの形状、寸法にもばらつきが出る。
In the conventional piston forming method, the billet is cut to a predetermined length (free cutting) without being constrained (fixed) reliably, so that the length, shape, outer diameter size, etc. of the cut billet pieces vary. For this reason, there were the following problems.
(1) The outer diameter and thickness of the cylindrical peripheral wall 1 of the obtained piston, the end face portion of the
(2) Even if the pre-pressed billet piece has an error or variation in thickness, shape, outer diameter, etc., the punch is likely to be misaligned from the center of the billet piece when pressed and extruded with a punch. Variations are likely to occur in the shape, thickness, outer dimensions, and the like of the cylindrical peripheral wall 1 of the molded piston.
(3) In order to cut or grind the outer
(4) When the billet piece is longer than the predetermined cutting dimension, the length of the cylindrical peripheral wall 1 to be extruded is increased (the depth is increased), so that the cutting for cutting the piston into the predetermined full length dimension is performed. The amount increases and the billet piece (material) is wasted, which contributes to high costs.
(5) If a billet piece with variations in shape and outer diameter is pressed and extruded with a punch as it is, the punch will be easily displaced from the center of the billet piece, and if the position is displaced, the shape and dimensions of the molded piston will also vary. coming out.
本発明は円筒状周壁の外周面を切削加工又は/及び研削加工しなくとも、外周面の外径寸法を所定寸法(例えば設計寸法)どおりに加圧押出し成形することのできるピストン形成方法であり、前記課題を解消できる成形方法、ピストンを提供するものである。 The present invention is a piston forming method capable of pressure-extruding the outer peripheral surface of the outer peripheral surface according to a predetermined size (for example, design size) without cutting or / and grinding the outer peripheral surface of the cylindrical peripheral wall. The present invention provides a molding method and a piston capable of solving the above-mentioned problems.
本件出願のピストン形成方法は、底面に開口部がある円筒状周壁の頭部内側にピストンロッド先端部を嵌合できる嵌合部が形成されたピストンの形成方法において、ビレットを所定長に切断してビレット片を得、ビレット片を予備加圧してビレット片に芯出し位置決め部を形成し、その後に前記芯出し位置決め部を基準としてビレット片をパンチで加圧押出し成形して前記円筒状周壁、前記嵌合部、前記開口部、頭部を備えたピストンを成形する方法である。この場合、円筒状周壁の外周面を切削加工又は/及び研削加工しなくとも円筒状周壁の外径寸法が所定寸法になるように加圧押出し成形することができる。この場合、ビレットは拘束切断しても自由切断してもよいが、拘束切断することによりビレット片を所定寸法長に切断し易くなり、円筒状周壁の外周面を切削加工又は/及び研削加工しなくとも円筒状周壁の外径寸法を所定寸法に加圧押出し成形し易くしてある。 The piston forming method of the present application is a method for forming a piston in which a fitting portion capable of fitting a piston rod tip portion is formed inside a head portion of a cylindrical peripheral wall having an opening on a bottom surface, and a billet is cut to a predetermined length. To obtain a billet piece, pre-press the billet piece to form a centering positioning portion on the billet piece, and then press and extrude the billet piece with a punch on the basis of the centering positioning portion to form the cylindrical peripheral wall, This is a method of forming a piston having the fitting part, the opening part, and the head part. In this case, even if the outer peripheral surface of the cylindrical peripheral wall is not cut or / and ground, it can be pressure-extruded so that the outer diameter of the cylindrical peripheral wall becomes a predetermined dimension. In this case, the billet may be constrained or freely cut, but the constrained cutting makes it easy to cut the billet piece into a predetermined length, and the outer peripheral surface of the cylindrical peripheral wall is cut or / and ground. At least, the outer diameter dimension of the cylindrical peripheral wall is set to a predetermined dimension to facilitate extrusion molding.
本件出願のピストンは、芯出し位置決め部が形成されたビレット片が加圧押出し成形されて前記円筒状周壁、前記嵌合部、前記開口部、頭部、開口部端面が成形され、円筒状周壁の外径寸法及び開口部端面の寸法が切削加工又は/及び研削加工せずに所定寸法(設計寸法)に成形されたものである。 In the piston of the present application, the billet piece formed with the centering positioning part is pressure-extruded to form the cylindrical peripheral wall, the fitting part, the opening part, the head part, and the opening end face, and the cylindrical peripheral wall. The outer diameter dimension and the dimension of the end face of the opening are formed into predetermined dimensions (design dimensions) without cutting or / and grinding.
本件出願のピストン形成方法は、予備加圧により、所定長に切断されたビレット片に芯出し位置決め部を形成し、そのビレット片をその芯出し位置決め部を基準として加圧押出し成形して円筒状周壁と嵌合部を成形するので次のような効果がある。
(1)ピストンを芯ずれなく加圧押出し成形でき、円筒状周壁を均一肉厚に成形でき、切削加工又は/及び研削加工しなくとも外形寸法を設計寸法に成形することができ、高精度のピストンを成形できる。
(2)ビレットを拘束切断する場合は特に、所定長で、外形変形の少ないビレット片を得ることができ、それを成形するため、円筒状周壁の肉厚、外径寸法のばらつきがほとんどない。このため成形後に切削加工又は/及び研削加工を行う必要がほとんどなく、それら加工の手間、ばらつきといった問題が一切なく、均一品質のピストンを成形でき、ピストン成形時間も短縮されるため、生産性が向上し、大幅な作業改善、コスト低減が可能となる。
(3)切削による材料の無駄が削減され、コスト低減にも貢献できる。
In the piston forming method of the present application, a pre-pressurization forms a centering positioning portion on a billet piece cut to a predetermined length, and the billet piece is subjected to pressure extrusion molding based on the centering positioning portion to form a cylindrical shape. Since the peripheral wall and the fitting portion are formed, the following effects are obtained.
(1) The piston can be pressed and extruded without misalignment, the cylindrical peripheral wall can be formed to a uniform wall thickness, and the outer dimensions can be formed to the design dimensions without cutting or / and grinding. Piston can be molded.
(2) Especially when the billet is constrained and cut, a billet piece having a predetermined length and little external deformation can be obtained. Since the billet is molded, there is almost no variation in the thickness and outer diameter of the cylindrical peripheral wall. For this reason, there is almost no need to perform cutting and / or grinding after molding, there is no problem such as labor and dispersion of the machining, uniform quality pistons can be molded, and piston molding time is shortened, so productivity is improved. It is possible to improve the work and reduce the cost.
(3) Material waste due to cutting is reduced, which can contribute to cost reduction.
本件出願のピストンは、切削加工又は/及び研削加工されずに所定寸法に加圧押出し成形されているため、均一品質で安価な製品となる。 Since the piston of the present application is pressure-extruded to a predetermined size without being subjected to cutting or / and grinding, it becomes a product of uniform quality and low cost.
(実施形態1)
本発明のピストン形成方法及びピストンの実施形態の一例を図1〜図6に基づいて説明する。図1、図2のピストン8は円筒状周壁1の底面に開口部2があり、円筒状周壁1の頭部3の内側中央部にロッドの円弧状の先端部(図示しない)を嵌合できる嵌合部4を備えている。このピストン8は次の手順で成形される。
(Embodiment 1)
An example of a piston forming method and a piston embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The
(ビレットの切断)
図3、図4に示すように金属丸棒状のビレット10を切断パンチ11の降下で所定長のビレット片12に切断する。このとき、ビレット10をホルダ13のビレット挿通孔14に差し込んでビレット10を所定長突出させ、この状態でビレット10が位置ずれしないように保持(拘束)し、その突出部を切断パンチ11の降下によって切断(拘束切断)して所定長(所定肉厚)の円盤状のビレット片12を得る。
(Cutting billet)
As shown in FIGS. 3 and 4, the
(予備加圧)
前記ビレット片12を図5(a)のように、円盤状の予備加圧ダイス15のセット空間16内にセットする。ビレット片12はセット空間16の下に配置されている昇降可能なノックアウト17の上にセットされる。このビレット片12を予備加圧パンチ18の降下によって上から加圧して図5(a)、図6(a)、(b)のようにビレット片12の表面(上面)中心部に半球状に窪んだ芯出し位置決め部19を形成する。予備加圧パンチ18は底面中心部に凸部20が突設されており、その凸部20で上から加圧して前記芯出し位置決め部19を形成することができる。芯出し位置決め部19の形成位置、形状等は前記以外であってもよく、例えば、図7(a)、(b)のようにビレット片12の表面外周寄り位置にリング溝状に形成することもでき、図8(a)、(b)のようにビレット片12の表面中心部に半球状に窪んだ芯出し位置決め部19と、その外側のリング溝状の芯出し位置決め部19との双方を形成することもでき、その他の位置、形状とすることもできる。
(Pre-pressurization)
The
(加圧押出しによる本成形)
芯出し位置決め部19の形成が終了したら、図5(a)のノックアウト17を降下させてビレット片12をノックアウト17の上から取出して、図5(b)に示すように円盤状の成形ダイス21の中心部に開口されたセット空間22内にセットする。成形ダイス21の下には円盤状のダイパッド23、ダイボルスター24が積層されている。成形ダイス21のセット空間22内にセットされたビレット片12は図5(b)に示すように成形パンチ25で加圧押出し成形されて図1、図2に示す形状のピストン8が成形される。
(Main molding by pressure extrusion)
When the formation of the
成形パンチ25は図5(b)、図9に示すように先端部にリング状の空間部形成突部26が形成され、その内側中心部に嵌合部形成突部28が同心円状に形成され、嵌合部形成突部28の先端部27が球形に形成され、嵌合部形成突部28の先端部27は空間部形成突部26の先端面29よりも下方まで突設されている。また、空間部形成突部26の外周面に外側加圧部30が形成され、空間部形成突部26の内周面に内側加圧部31が形成されている。この成形パンチ25を降下させて図5(b)に示すビレット片12を加圧すると、嵌合部形成突部28の先端面27がビレット片12の中心の芯出し位置決め部19に嵌合して位置決めされ、その後に、空間部形成突部26の先端部29がビレット片12の表面に押し当たり、その状態で成形パンチ25が更に降下して加圧押出し成形され、ピストン8の円筒状周壁1、開口部2、頭部3、嵌合部4、円筒状周壁1の外周面5、開口端面7が同時に成形される。円筒状周壁1及び開口部2は空間部形成突部26による加圧押出しで、嵌合部4は嵌合部形成突部28による加圧押出しで、開口端面7は外側加圧部30による加圧で、嵌合部周壁端面4aは内側加圧部31による加圧で夫々成形され、頭部3はビレット片12が前記加圧押出し時にダイパッド23に平らに押されて形成される。この成形方法によれば嵌合部形成突部28の先端面27と半球状に窪んだ芯出し位置決め部19の嵌合により成形パンチ25が位置決めされ、成形パンチ25が位置ずれすることなくビレット片12全体を均等に加圧することができるため偏肉、偏心の無いピストン8が成形される。また、嵌合部形成突部28、その先端部27、空間部形成突部26、その先端面29、外側加圧部30、内側加圧部31の形状やサイズを加圧押出し成形するピストンの円筒状周壁1、開口部2、頭部3、嵌合部4、円筒状周壁1の外周面5、開口端面7の形状、サイズ、深さ等の設計値に合わせて形成しておけば、ピストン8の円筒状周壁1の外径、長さ、開口部2の口径、深さ等が設計値どおりに成形される。
As shown in FIGS. 5B and 9, the
前記成形パンチ25の形状、構造は図9に示すもの以外のものであってもよく、ビレット片12の芯出し位置決め部5の位置、形状等に合わせて、ビレット片12を芯ずれせずに加圧押出し成形できる形状、構造であり、ピストン8をその設計値どおりに成形できるものであればよい。
The shape and structure of the
(溝の形成、仕上げ加工)
円筒状周壁1と嵌合部2が形成されたピストンの円筒状周壁1の外周面5に切削加工や研削加工でOリング嵌合用の凹溝6を二本形成して図1、図2に示す形状のピストン8とする。ピストン8はこの他にも外周面5の全面を研削したり、開口部端面7や頭部3を切削或いは研磨したりして仕上げられる。必要に応じてメッキしたり塗装したりすることもできる。
(Groove formation, finishing)
Two
(実施形態2)
本発明のピストン形成方法では、ビレット10を所定長に切断できれば、ビレット10をホルダ13で拘束せずに切断(自由切断)することも可能であるが、その場合はホルダ13による拘束とは別の方法でビレット10を保持するのが好ましい。
(Embodiment 2)
In the piston forming method of the present invention, if the
(実施形態3)
本発明のピストン形成方法では、ビレットの切断−予備加圧−加圧押出し成形−溝の形成、仕上げ加工の各作業の一部又は全部をバッチ式で行うことも、全自動の連続作業で行うこともできる。
(Embodiment 3)
In the piston forming method of the present invention, part or all of the operations of billet cutting, pre-pressurization, pressure extrusion molding, groove formation, and finishing are performed in a batch manner, or in a fully automatic continuous operation. You can also.
本発明のピストン形成方法及びピストンでは、その形成方法とピストンに限られず、他の金属製品の加圧押出し成形と、金属製品に応用することができる。 The piston forming method and piston of the present invention are not limited to the forming method and piston, but can be applied to pressure extrusion molding of other metal products and metal products.
1 円筒状周壁
2 開口部
3 頭部
4 嵌合部
5 外周面
6 凹溝
7 スカート部
8 ピストン
10 ビレット
11 切断パンチ
12 ビレット片
13 ホルダ
14 ビレット挿通孔
15 予備加圧ダイス
16 セット空間
17 ノックアウト
18 予備加圧パンチ
19 芯出し位置決め部
20 凸部
21 成形ダイス
22 セット空間
23 ダイパッド
24 ダイボルスター
25 成形パンチ
26 空間部形成突部
27 嵌合部形成突部の先端部
28 嵌合部形成突部
29 空間部形成突部の先端面
30 外側加圧部
31 内側加圧部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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