JP2009274094A - 鍛造加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークに対し、打ち抜き加工を行うと同時に精緻なサイジングを行う。
【解決手段】第４鍛造加工装置１８は、コイルスプリング３８によって下型３２に指向して弾発付勢される上型３６を具備する。パンチ５２によってワーク２２に打ち抜き加工が施されるのが開始されると同時に、ワーク２２に対してサイジングを行うための上型３６がワーク２２を押圧し始める。この際、コイルスプリング３８が圧縮されるが、該コイルスプリング３８の圧縮は、圧縮途中の状態で停止される。このため、該コイルスプリング３８は完全には圧縮されず、従って、上型３６にはプレス装置２６の加圧力が伝達されない。この状態の上型３６によって、ワーク２２に対するサイジングが施される。
【選択図】図４

Description

本発明は、他の鍛造加工装置とともに鍛造加工ユニットを構成する鍛造加工装置に関する。

自動車の構成部品であるミッションギアは、例えば、特許文献１に記載されるような鍛造加工ユニットによって作製される。すなわち、この鍛造加工ユニットは第１鍛造加工装置〜第４鍛造加工装置によって構成され、先ず、この中の第１鍛造加工装置によって、略円柱体形状であるワークが圧潰される。

圧潰されたワークは、トランスファーによって第２鍛造加工装置に流され、該第２鍛造加工装置によって傘歯車の形状に予備成形される。その後、第３鍛造加工装置によってワークに歯部が形成され、最後に、第４鍛造加工装置によってワークに打ち抜き加工が施される。これにより、貫通孔が形成されたミッションギアが得られるに至る。

なお、第１鍛造加工装置によって圧潰された最初のワークが前記トランスファーによって第２鍛造加工装置に移送されると同時に、第１鍛造加工装置には、２個目のワークが移送される。同様に、最初のワークが前記トランスファーによって第３鍛造加工装置に移送されると同時に、２個目のワークが第２鍛造加工装置に移送され、且つ３個目のワークが第１鍛造加工装置に移送される。さらに、最初のワークが前記トランスファーによって第４鍛造加工装置に移送されると同時に、２個目、３個目のワークが第３鍛造加工装置、第２鍛造加工装置に移送され、且つ４個目のワークが第１鍛造加工装置に移送される。

前記第１鍛造加工装置〜第４鍛造加工装置は、同一の駆動源によって同時に駆動される。このため、最初のワークから４個目のワークに対し、鍛造加工が同時に営まれる。

貫通孔が形成されたワークは、第４鍛造加工装置から取り出され、その後、別の鍛造加工装置によって該ワークに対するサイジングが行われる。

ここで、第４鍛造加工装置において、サイジングと、打ち抜き加工とを同時に実施することが可能となれば、ミッションギアの製造工程数を低減することも可能となると考えられる。この種の鍛造加工装置としては、特許文献２に記載されたものが知られている。

すなわち、特許文献２記載の鍛造加工装置は、コイルスプリングを介してパンチホルダに上型を連結し、この上型でワークを押圧してサイジングを行うと同時に、パンチホルダに保持されたパンチでワークに貫通孔を形成するものである。

この装置において、上型がワークを押圧する際には、前記コイルスプリングが完全に圧縮される。結局、この装置では、上型にプレス装置の加圧力が伝達され、これによりワークを押圧する。

特許第３４０６２１２号公報 特開昭６１−１６２２３８号公報

特許文献２記載の従来技術では、上記したように、プレス装置の加圧力が伝達された上型によってワークに対するサイジングが行われる。しかしながら、この構成ではワークに過度に大きな荷重が付与されてしまい、このため、寸法が規格外である不良品が作製される場合がある。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、打ち抜き加工と同時に精緻なサイジングを行うことが可能な鍛造加工装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、他の鍛造加工装置とともに鍛造加工ユニットを構成し、同一の駆動源によって前記他の鍛造加工装置と同時に駆動され、前記他の鍛造加工装置によって鍛造加工が施されたワークに対してさらなる鍛造加工を施す鍛造加工装置であって、
前記ワークを押圧してコイニングを行うための下型及び上型と、
前記上型を弾発付勢する弾性部材と、
前記ワークに対して打ち抜き加工を行うためのパンチと、
を具備し、
前記上型が該上型の下死点で前記ワークに対して成形を行うと同時に前記パンチによって前記ワークに対する打ち抜き加工が行われ、
前記成形は、前記弾性部材が圧縮途中で行われることを特徴とする。

すなわち、本発明においては、上型が下死点に到達して前記ワークに対して成形を行うとき、弾性部材は完全には圧縮されていない。このため、上型を下降させた駆動装置（例えば、プレス装置）の加圧力が上型に伝達されない。従って、ワークには、弾性部材から弾発付勢された上型による加圧力のみが成形荷重として作用する。

以上のように、ワークに過度の加圧力が作用することがなく、適切な成形荷重のみが作用する。従って、ワークに対して精緻なサイジングを行うことが可能となる。これにより、最終製品を得るまでの工程数を低減することが可能となり、作業が効率化するとともに、生産効率が向上する。

なお、弾性部材は、上型がワークから離間することに伴って伸張するが、場合によっては、自身の弾発付勢力のみで伸張し得ないことがある。このような場合には、鍛造加工装置に通路を設け、該通路を介して、弾性部材を伸張状態に復帰させることを支援する圧縮気体を供給するようにすればよい。

さらに、弾性部材がコイルスプリングである場合、該コイルスプリングの内部に案内部材を通すことが好ましい。この場合、コイルスプリングが案内部材に沿って収縮するので、コイルスプリングが位置ズレを起こすことを回避することができるからである。

本発明によれば、上型を弾発付勢する弾性部材が圧縮される途中で上型が下死点に到達してワークに当接するので、上型、ひいてはワークに上型を下降させる下降機構の加圧力が伝達されない。このため、ワークに適切な成形荷重が付与されるので、打ち抜き加工と同時に精緻なサイジングを行うことができる。

このように、打ち抜き加工とサイジングを同一工程として行うことができるため、最終製品を得るまでの工程数を低減することが可能となる。従って、作業が効率化するとともに生産効率が向上する。

以下、本発明に係る鍛造加工装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本実施の形態に係る鍛造加工装置を含む鍛造加工ユニット１０の概略全体側面図である。この鍛造加工ユニット１０は、左方から、第１鍛造加工装置１２、第２鍛造加工装置１４、第３鍛造加工装置１６、及び本実施の形態に係る鍛造加工装置としての第４鍛造加工装置１８を備える。

この鍛造加工ユニット１０は、トランスファー２０を含む。後述するように、ワークは、該トランスファー２０の作用下に第１鍛造加工装置１２を上流、第４鍛造加工装置１８を下流として移送される。

なお、図１中、参照符号２４は、ワークを供給するためのワーク供給機構である。

図１に示されるように、第１鍛造加工装置１２〜第４鍛造加工装置１８は、共通のプレス装置２６を具備する。すなわち、第１鍛造加工装置１２〜第４鍛造加工装置１８においては、前記プレス装置２６が駆動されることによって鍛造加工が同時に行われる。

ここで、第４鍛造加工装置１８の要部概略縦断面図を図２に示す。この第４鍛造加工装置１８は、下型ホルダ３０に保持された下型３２と、上型ホルダ３４に保持された上型３６と、該上型３６を弾発付勢するコイルスプリング３８（弾性部材）とを備える。

前記下型ホルダ３０には、基盤４０が外嵌されている。そして、下型ホルダ３０内には、排出用ベース４２が収容されている。この排出用ベース４２には、ワーク２２に対して打ち抜き加工が施された後の打ち抜き片を排出する排出路４４と、該排出路４４に連通する第１通路４６が形成されている。

排出用ベース４２には、ボルト４８を介して給気用ホルダ４９が連結されている。この給気用ホルダ４９には、図示しない冷却用エア供給源が接続されるとともに、前記第１通路４６に連通する第２通路５０が形成されている。すなわち、第２通路５０は、第１通路４６を介して排出路４４に連通する。

下型ホルダ３０は、排出用ベース４２の上端部と前記下型３２とに外嵌され、これにより下型３２を保持している。なお、下型３２は、前記下型ホルダ３０の貫通孔から若干突出している。

幅方向寸法が下型３２と略同等に設定された上型３６には、その下端部近傍にキャビティ５１が形成されている。勿論、このキャビティ５１は、ワーク２２を収容することが可能である。

上型３６の略中央部には、パンチ５２を挿通するための挿通穴５３が形成されている。そして、図３に示すように、この挿通穴５３を囲繞するようにして６個の挿入穴５４が形成されている。なお、図２においては、その中の２個が示されている。

上型ホルダ３４（図２参照）には、パンチ５２を保持したパンチホルダ５６と、該パンチホルダ５６を押圧するための押圧ホルダ５８とが収容されている。この中、パンチホルダ５６における前記挿入穴５４の各々の位置に対応する位置には、貫通孔６０がそれぞれ形成されている。一方、押圧ホルダ５８には、前記貫通孔６０の各々に連なるようにして６個の収容穴６２が形成されている。

前記収容穴６２の各々にはスプリングガイド部材６４が挿入されており、収容穴６２の天井面に着座したスプリングガイド部材６４の上端面には、連結ボルト６６が螺合されている。すなわち、スプリングガイド部材６４は、連結ボルト６６を介して押圧ホルダ５８に位置決め固定されている。一方、各スプリングガイド部材６４の下端部は、前記挿入穴５４に挿入される。

各収容穴６２には、コイルスプリング３８も収容される。各スプリングガイド部材６４は各コイルスプリング３８に通されており、換言すれば、スプリングガイド部材６４はコイルスプリング３８に囲繞されている。

コイルスプリング３８の下端は、上型３６における挿入穴５４の近傍に着座している。一方、上端は収容穴６２の天井面に着座し、このため、コイルスプリング３８は、上型３６を下型３２に指向して弾発付勢している。

押圧ホルダ５８の上方には、前記プレス装置２６の駆動軸（図示せず）が連結され、前記駆動軸が駆動された際に変位する変位プレート６８が配置される。すなわち、前記駆動軸が図２における下方に変位した際には、変位プレート６８が下方に変位して押圧ホルダ５８を押圧する。

また、押圧ホルダ５８には、図示しない圧縮エア供給源に接続された入力ポート７０が形成されている。この入力ポート７０は、上型３６とパンチホルダ５６との間に形成された室７２に連通している。

本実施の形態に係る鍛造加工装置は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果について説明する。なお、以下においては、ミッションギアを成形する場合を例示する。

はじめに、図１に示すワーク供給機構２４から、略円柱体形状のワークが第１鍛造加工装置１２に供給される。そして、該第１鍛造加工装置１２において、該ワーク２２が圧潰される。

圧潰されたワークは、トランスファー２０によって第２鍛造加工装置１４に流され、該第２鍛造加工装置１４によって傘歯車の形状に予備成形されるとともに、その略中央部に若干の陥没が形成される。

次に、ワークは、トランスファー２０によって第３鍛造加工装置１６に流され、該第３鍛造加工装置１６の作用下に歯部が形成されてワーク２２となる。

次に、ワーク２２は、トランスファー２０によって第４鍛造加工装置１８に流され、この第４鍛造加工装置１８において、ワーク２２にサイジング及び打ち抜き加工が施される。

以上の工程において、第１鍛造加工装置１２によって圧潰された最初のワークが前記トランスファー２０によって第２鍛造加工装置１４に移送されると同時に、第１鍛造加工装置１２には、２個目のワークが移送される。同様に、最初のワークが前記トランスファー２０によって第３鍛造加工装置１６に移送されると同時に、２個目のワークが第２鍛造加工装置１４に移送され、且つ３個目のワークが第１鍛造加工装置１２に移送される。さらに、最初のワークが前記トランスファー２０によって第４鍛造加工装置１８に移送されると同時に、２個目、３個目のワークが第３鍛造加工装置１６、第２鍛造加工装置１４に移送され、且つ４個目のワークが第１鍛造加工装置１２に移送される。

前記第１鍛造加工装置１２〜第４鍛造加工装置１８は、同一のプレス装置２６によって同時に駆動される。このため、最初のワークから４個目のワークに対して鍛造加工が同時に営まれる。

ここで、第４鍛造加工装置１８におけるサイジング及び打ち抜き加工につき説明する。第４鍛造加工装置１８に移送されたワーク２２は、先ず、下型３２に載置され、図２に示す状態となる。

この状態でプレス装置２６（図１参照）が駆動され、これにより、前記駆動軸が図２の下方に向かって変位する。この変位に追従し、変位プレート６８、押圧ホルダ５８、パンチホルダ５６及びパンチ５２が下降する。

同時に、給気用ホルダ４９の第２通路５０に接続された前記冷却用エア供給源から冷却用エアが供給される。この冷却用エアは、排出用ベース４２に形成された第１通路４６及び排出路４４を経由してワーク２２の下端面に到達する。

パンチ５２は、ワーク２２の上端面に当接してさらに下降し、図４に示すように、最終的に、ワーク２２を貫くことで該ワーク２２に貫通孔を形成する。この際に生じた打ち抜き片は、排出用ベース４２の排出路４４を介して外部へと排出される。

ここで、上記したように、ワーク２２の下端面には冷却用エアが供給されている。この冷却用エアにより、打ち抜き加工に際して発生する加工熱が速やかに除去される。

この打ち抜き加工と同時に、スプリングガイド部材６４が挿入穴５４の底面に向かってさらに進行する一方、押圧ホルダ５８が下降することに伴って上型３６が下死点まで下降して、そのキャビティ５１でワーク２２を囲繞する。換言すれば、キャビティ５１を形成する面がワーク２２に当接する。

これに伴い、コイルスプリング３８が圧縮される。なお、コイルスプリング３８の内部にスプリングガイド部材６４が挿入されているため、例えば、一部のコイルスプリング３８が傾斜してその他のコイルスプリング３８と圧縮長さが相違するような事態が発生することが回避される。

ここで、本実施の形態においては、上型３６が下死点に到達した際、コイルスプリング３８は完全には圧縮されず、圧縮途中の状態にある。換言すれば、上型３６は、いわゆるフローティング状態にある。従って、上型３６がワーク２２に当接したとき、ワーク２２にはプレス装置２６の駆動力が作用しない。

すなわち、この場合、ワーク２２には、コイルスプリング３８から弾発付勢された上型３６による加圧力のみが成形荷重として作用する。このため、ワーク２２に適切な荷重が付与され、精緻なサイジングを施すことが可能となる。従って、寸法精度に優れたミッションギアを得ることができる。

以上の打ち抜き加工及びサイジングが終了した後、前記プレス装置２６の作用下に、変位プレート６８、押圧ホルダ５８、パンチホルダ５６及びパンチ５２が上昇される。また、前記圧縮エア供給源から供給された圧縮エアが、入力ポート７０を介して、上型３６とパンチホルダ５６との間の室７２に導入される。

上型３６がミッションギアから離間すると、コイルスプリング３８が伸張して上型３６を下型３２に指向して弾発付勢し、図２に示す状態に復帰させる。仮にコイルスプリング３８が自身の弾発付勢力で伸張し得ない場合、室７２に導入された圧縮エアがコイルスプリング３８の伸張を促す。その結果、コイルスプリング３８が伸張して元の状態に戻る。

以上のように、本実施の形態によれば、サイジングを行う上型３６をフローティング状態としてワーク２２を押圧するようにしているので、打ち抜き加工を行うと同時に精緻なサイジングを施すことが可能となる。従って、ミッションギアを得るまでの工程数の低減を図ることができ、作業が効率化するとともに、生産効率を向上させることができる。

得られたミッションギアは、図示しないノックアウトピンの作用下に、下型３２から離脱される。

なお、上記した実施の形態においては、ミッションギアを作製する場合を例示して説明したが、本発明は、特にこの場合に限定されるものではなく、打ち抜き加工とサイジングを同時に行って最終製品を得る場合全般に適用することができる。

本実施の形態に係る鍛造加工装置を具備する鍛造加工ユニットを模式的に示した全体概略側面模式図である。 本実施の形態に係る鍛造加工装置の要部概略縦断面図である。 図２の鍛造加工装置の要部概略平面図である。 図２の鍛造加工装置を構成する上型が下死点に到達した状態を示す要部概略縦断面図である。

符号の説明

１０…鍛造加工ユニット １８…第４鍛造加工装置
２６…プレス装置 ３２…下型
３６…上型 ３８…コイルスプリング
４２…排出用ベース ４４…排出路
４９…給気用ホルダ ５１…キャビティ
５２…パンチ ５４…挿入穴
５６…パンチホルダ ５８…押圧ホルダ
６２…収容穴 ６４…スプリングガイド部材
６８…変位プレート ７０…入力ポート
７２…室

Claims (3)

1. 他の鍛造加工装置とともに鍛造加工ユニットを構成し、同一の駆動源によって前記他の鍛造加工装置と同時に駆動され、前記他の鍛造加工装置によって鍛造加工が施されたワークに対してさらなる鍛造加工を施す鍛造加工装置であって、
   前記ワークを押圧してコイニングを行うための下型及び上型と、
   前記上型を弾発付勢する弾性部材と、
   前記ワークに対して打ち抜き加工を行うためのパンチと、
   を具備し、
   前記上型が該上型の下死点で前記ワークに対して成形を行うと同時に前記パンチによって前記ワークに対する打ち抜き加工が行われ、
   前記成形は、前記弾性部材が圧縮途中で行われることを特徴とする鍛造加工装置。
2. 請求項１記載の鍛造加工装置において、前記弾性部材を伸張状態に復帰させることを支援する圧縮気体を供給するための通路が形成されたことを特徴とする鍛造加工装置。
3. 請求項１又は２記載の鍛造加工装置において、前記弾性部材がコイルスプリングであり、且つ前記コイルスプリングの内部に案内部材が通されていることを特徴とする鍛造加工装置。

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