JP2010046704A - Method, apparatus and die for manufacturing bolt - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing bolts by which timewise and financial load required to manufacture the bolts is reduced by making it possible to manufacture the bolts with necessary mechanical properties without applying any heat treatment. <P>SOLUTION: In a shaft-like workpiece WK cut into a prescribed length, a head T of the bolt is preformed in the upper end part of the workpiece WK with a die 10 for manufacturing the bolts, also the diameter is reduced by contracting the under part of the head T and an under head part N is preformed. Next, in the workpiece WK, the outside diameter of the under head part N is further contracted with the die 20 for manufacturing the bolt and the head T is further preformed in the state where the expansion of the outside diameter of the under head part N is controlled. Furthermore, in the workpiece WK, the outside diameter of the under head part N is further contracted with the die 30 for manufacturing the bolts and the head T is finally formed in the state where the enlargement of the outside diameter is controlled. In this way, the forming of the head T is performed in the state where the Bauschinger effect is suppressed. A male thread part is reshaped in the preformed under head part N by form rolling or cutting. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、塑性加工によりボルトを製造するボルトの製造法、ボルト製造装置およびボルト製造用金型に関する。   The present invention relates to a bolt manufacturing method for manufacturing bolts by plastic working, a bolt manufacturing apparatus, and a bolt manufacturing die.

従来から、機械部品などの締結に用いられる機械要素としてのボルトは、切削加工や塑性加工などにより製造されている。これらのうち、塑性加工は、切削加工などの他の製造方法に比べて生産性および経済性に優れていることから産業界において多用されている。一般に、塑性加工によるボルトの製造は、素材を冷間鍛造法などにより塑性変形させてボルトの形状を成形した後、熱処理を施してボルトの機械的性質の調整が行われている。この場合、ボルトの熱処理は、塑性加工による内部応力を除去してボルトに機械的強度および靭性を付加する極めて重要な工程である。   Conventionally, bolts as machine elements used for fastening machine parts and the like have been manufactured by cutting or plastic working. Of these, plastic working is frequently used in the industry because it is more productive and economical than other manufacturing methods such as cutting. In general, in the manufacture of bolts by plastic working, the material is plastically deformed by a cold forging method or the like to form the shape of the bolt, and then heat treatment is performed to adjust the mechanical properties of the bolt. In this case, the heat treatment of the bolt is a very important process for removing internal stress due to plastic working and adding mechanical strength and toughness to the bolt.

しかし、ボルトの製造工程における熱処理は、熱処理に必要な時間的負担および経済的負担が大きくボルトの製造効率を低下させるという問題がある。また、熱処理は、寸法変化や表面粗さの悪化が不可避的に生じるため、熱処理後の仕上げ加工が必須であり、更にボルトの製造効率を低下させるという問題があった。このため、例えば、下記特許文献１および下記特許文献２には、ボルトの素材の構成成分や組成を工夫することにより熱処理を行わずにボルトを塑性加工して製造する方法がそれぞれ提案されている。
特開平０８−３６４０号公報 特開２００３−３２１７４５号公報 However, the heat treatment in the bolt manufacturing process has a problem that the time burden and the economic burden necessary for the heat treatment are large and the bolt production efficiency is lowered. In addition, since heat treatment inevitably causes dimensional changes and deterioration of surface roughness, finishing after heat treatment is essential, and there is a problem that the manufacturing efficiency of bolts is further reduced. For this reason, for example, the following patent document 1 and the following patent document 2 each propose a method of plastically manufacturing a bolt without heat treatment by devising the constituent components and composition of the bolt material. .
Japanese Patent Laid-Open No. 08-3640 JP 2003-321745 A

しかしながら、上記した各ボルトの製造方法においては、焼入れや焼戻しなどの熱処理を行わない一方で、ブルーイング処理、ベーキング処理または析出処理などの各種処理が必須の工程とされている。この場合、ブルーイング処理は約２００〜４００℃の温度に成形したボルトを加熱する処理であり、ベーキング処理は１５０〜２５０℃の温度に成形したボルトを加熱する処理であり、析出処理は５５０〜７００℃の温度に成形したボルトを加熱する処理である。すなわち、上記した従来技術に係る各ボルトの製造方法においては、従来の熱処理に準じた熱処理が行われており、熱処理に必要な時間的負担および経済的負担が十分に解消されていないという問題があった。   However, in each of the above-described bolt manufacturing methods, heat treatment such as quenching and tempering is not performed, while various treatments such as bluing treatment, baking treatment, and precipitation treatment are indispensable steps. In this case, the bluing treatment is a treatment for heating the bolt formed at a temperature of about 200 to 400 ° C., the baking treatment is a treatment for heating the bolt formed at a temperature of 150 to 250 ° C., and the precipitation treatment is 550 to 500 ° C. It is the process which heats the bolt shape | molded at the temperature of 700 degreeC. That is, in each bolt manufacturing method according to the above-described prior art, the heat treatment is performed in accordance with the conventional heat treatment, and the time burden and the economic burden necessary for the heat treatment are not sufficiently solved. there were.

本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、塑性加工によるボルトの製造方法において、熱処理を行うことなく必要な機械的性質を備えたボルトを製造可能にすることにより、ボルトの製造に掛かる時間的および経済的負担を軽減することができるボルトの製造方法、ボルト製造装置およびボルト製造用金型を提供することにある。   The present invention has been made to cope with the above-mentioned problems, and its object is to make it possible to manufacture bolts having necessary mechanical properties without performing heat treatment in a bolt manufacturing method by plastic working. It is an object of the present invention to provide a bolt manufacturing method, a bolt manufacturing apparatus, and a bolt manufacturing die that can reduce the time and economical burden of manufacturing the bolt.

上記目的を達成するため、請求項１に係る本発明の特徴は、軸状に形成された素材を塑性変形させて外径を小径化する小径化工程と、素材における一方の端部を塑性変形させてボルトの頭部を成形する頭部成形工程とを含むボルトの製造方法において、頭部成形工程は、小径化した素材の外径の拡大を規制した状態でボルトの頭部を成形することにある。   In order to achieve the above object, the present invention according to claim 1 is characterized in that a shaft-shaped material is plastically deformed to reduce the outer diameter, and one end of the material is plastically deformed. In the bolt manufacturing method including the head forming step of forming the head of the bolt, the head forming step forms the head of the bolt in a state in which expansion of the outer diameter of the material having a reduced diameter is restricted. It is in.

この場合、前記ボルトの製造方法において、頭部形成工程は、例えば、小径化した素材の外径以下の内径に形成された規制筒内に素材を配置することにより素材の外径の拡大を規制するとよい。また、この場合、前記ボルトの製造方法において、前記素材は、例えば、冷間鍛造用鋼線材、ステンレス線材または非調質線材を用いるとよい。   In this case, in the bolt manufacturing method, in the head forming step, for example, the expansion of the outer diameter of the material is regulated by placing the material in a regulating cylinder formed with an inner diameter equal to or smaller than the outer diameter of the material having a reduced diameter. Good. In this case, in the bolt manufacturing method, the material may be, for example, a steel wire for cold forging, a stainless wire, or a non-tempered wire.

このように構成した請求項１に係る本発明の特徴によれば、小径化工程により外径が小径化された軸状の素材を頭部成形工程において、素材の外径の拡大を規制した状態でボルトの頭部の塑性加工を行っている。すなわち、小径化工程によって加工硬化した素材の外径の拡大を防止した状態でボルトの頭部の成形が行われる。これにより、一旦縮小変形した素材の外径が拡大変形することによる素材の降伏点の低下、すなわち、バウシンガー効果を抑制した状態でボルトの頭部の成形が行われる。そして、ボルトの頭部が形成された素材（半製品）に対して従来技術による雄ネジの成形（例えば、転造加工や切削加工）を行うことによりボルトが完成する。すなわち、小径化工程で強化された素材の機械的性質を維持した状態でボルトの製造が行われる。この結果、熱処理を行うことなく必要な機械的性質を備えたボルトを製造することができ、ボルトの製造に係る時間的および経済的負担を軽減することができる。なお、この場合、熱処理には、焼入れ、焼戻しの他、ブルーイング処理、ベーキング処理または析出処理などの処理も含むものである。   According to the feature of the present invention according to claim 1 configured as described above, in the head forming process, the expansion of the outer diameter of the material is regulated in the head forming process of the shaft-shaped material whose outer diameter has been decreased by the process of reducing the diameter. The plastic part of the bolt head is processed. That is, the bolt head is formed in a state in which the expansion of the outer diameter of the work-hardened material is prevented by the process of reducing the diameter. Thereby, the head part of the bolt is formed in a state where the yield point of the material is reduced by the outer diameter of the material once reduced and deformed, that is, the Bauschinger effect is suppressed. A bolt is completed by forming a male screw (for example, rolling or cutting) by a conventional technique on a material (semi-finished product) on which the bolt head is formed. That is, the bolt is manufactured in a state where the mechanical properties of the material reinforced in the diameter reduction process are maintained. As a result, a bolt having necessary mechanical properties can be manufactured without performing heat treatment, and the time and cost burden related to the manufacture of the bolt can be reduced. In this case, the heat treatment includes treatment such as bluing treatment, baking treatment or precipitation treatment in addition to quenching and tempering.

また、請求項３に係る本発明の他の特徴は、前記ボルトの製造方法において、規制筒は、小径化した素材の外径未満の内径に形成されていることにある。   Another feature of the present invention according to claim 3 is that, in the bolt manufacturing method, the regulating cylinder is formed to have an inner diameter less than the outer diameter of the material having a reduced diameter.

このように構成した請求項３に係る本発明の他の特徴によれば、素材の外径を規制する規制筒の内径が、小径化した素材の外径未満に形成されている。このため、頭部成形工程においては、素材の端部にボルトの頭部を成形する際、小径化した素材の外径を更に小径化する塑性加工が行われる。これにより、素材に対して更に加工効果が生じて機械的性質が強化される。この結果、熱処理を行うことなく機械的性質をより強化したボルトを製造することができる。   According to the other characteristic of the present invention according to claim 3 configured as described above, the inner diameter of the regulating cylinder for regulating the outer diameter of the material is formed to be smaller than the outer diameter of the reduced material. For this reason, in the head forming step, when forming the head of the bolt at the end of the material, plastic working is performed to further reduce the outer diameter of the reduced material. Thereby, the processing effect is further generated on the material, and the mechanical properties are strengthened. As a result, a bolt with enhanced mechanical properties can be manufactured without performing heat treatment.

また、請求項４に係る本発明の他の特徴は、前記ボルトの製造方法において、規制筒は、小径化した素材を挿入する開口部に同小径化した素材の外径より大径に形成された案内部を備えることにある。これによれば、規制筒内に素材を挿入し易くなるため、精度よく素材を規制筒内に挿入でき、頭部成形工程における加工精度を向上させることができる。   According to another aspect of the present invention according to claim 4, in the bolt manufacturing method, the regulating cylinder is formed to have a diameter larger than the outer diameter of the material having the same diameter in the opening portion into which the material having the reduced diameter is inserted. There is a guide section provided. According to this, since it becomes easy to insert a raw material in a control cylinder, a raw material can be inserted in a control cylinder with high precision, and the processing precision in a head forming process can be improved.

また、本発明はボルトの製造方法の発明として実施できるばかりでなく、同製造方法を用いたボルト製造装置および同製造方法に用いられるボルト製造用金型の発明としても実施できるものである。   The present invention can be implemented not only as an invention of a bolt manufacturing method, but also as an invention of a bolt manufacturing apparatus using the manufacturing method and a bolt manufacturing die used in the manufacturing method.

以下、本発明に係るボルトの製造方法の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１〜図３は、本発明に係るボルトの製造方法における主要な工程の加工状態を模式的に示す断面図である。なお、本明細書において参照する各図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。   Hereinafter, an embodiment of a bolt manufacturing method according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 3 are cross-sectional views schematically showing machining states of main steps in the bolt manufacturing method according to the present invention. Note that each drawing referred to in the present specification is schematically represented by exaggerating some of the components in order to facilitate understanding of the present invention. For this reason, the dimension, ratio, etc. between each component may differ.

（製造用金型１０，２０，３０の構成）
本発明に係るボルトの製造方法においては、主として、３つのボルト製造用金型１０，２０，３０を用いる。ボルト製造用金型１０は、図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、主として、ダイ１１とパンチ１２とを備えている。 (Configuration of manufacturing molds 10, 20, 30)
In the bolt manufacturing method according to the present invention, three bolt manufacturing molds 10, 20, and 30 are mainly used. As shown in FIGS. 1A and 1B, the bolt manufacturing mold 10 mainly includes a die 11 and a punch 12.

ダイ１１は、ダイス鋼（例えば、ＪＩＳ−ＳＫＤ１１）で構成された略円筒状の金型であり、その中心部に軸状の素材であるワークＷＫを収容して塑性加工するための縮径加工孔１３を備えている。縮径加工孔１３は、ダイ１１の上部側に形成された大径部１３ａと同ダイ１１の下側に形成された小径部１３ｂとが絞り部１３ｃを介して互いに連通した状態で形成されている。これらのうち、大径部１３ａは、製造されるボルトの頭部の外径を予備成形する部分である。一方、小径部１３ｂは、製造されるボルトの首下部分（軸部とネジ部）の外径を予備成形する部分である。本実施形態においては、呼び径がＭ１０のボルトの製造を想定し、大径部１３ａの外径を１１.０３ｍｍとし、小径部の外径を９.０５ｍｍとしている。なお、ダイ１１の上面における大径部１３ａの開口部にはワークＷＫを挿入し易くするための面取り加工が施されている。   The die 11 is a substantially cylindrical mold made of die steel (for example, JIS-SKD11), and a diameter reducing process for accommodating a workpiece WK, which is a shaft-shaped material, at the center thereof for plastic working. A hole 13 is provided. The diameter-reduced hole 13 is formed in a state in which a large-diameter portion 13a formed on the upper side of the die 11 and a small-diameter portion 13b formed on the lower side of the die 11 are communicated with each other via the narrowed portion 13c. Yes. Among these, the large diameter portion 13a is a portion for preforming the outer diameter of the head of the bolt to be manufactured. On the other hand, the small-diameter portion 13b is a portion for preforming the outer diameter of the lower neck portion (shaft portion and screw portion) of the manufactured bolt. In the present embodiment, assuming that a bolt having a nominal diameter of M10 is manufactured, the outer diameter of the large diameter portion 13a is 11.03 mm, and the outer diameter of the small diameter portion is 9.05 mm. A chamfering process for facilitating insertion of the workpiece WK is performed on the opening of the large diameter portion 13a on the upper surface of the die 11.

パンチ１２は、ダイ１１の図示上方に配置され、ダイ１１の縮径加工孔１３内に挿入されて同縮径加工孔１３内に配置されたワークＷＫを押圧する金型である。すなわち、パンチ１２は、ダイ１１と同様のダイス鋼（例えば、ＪＩＳ−ＳＫＤ１１）で構成されており、ダイ１１の縮径加工孔１３の内径に対応した外径の略円柱状に形成されている。なお、図１（Ａ），（Ｂ）においては、パンチ１２の下側部分のみ示し上側部分を省略している。   The punch 12 is a mold that is disposed above the die 11 and is inserted into the diameter-reducing hole 13 of the die 11 and presses the workpiece WK disposed in the diameter-reducing hole 13. That is, the punch 12 is made of die steel similar to the die 11 (for example, JIS-SKD11), and is formed in a substantially cylindrical shape having an outer diameter corresponding to the inner diameter of the diameter-reduced hole 13 of the die 11. . 1A and 1B, only the lower part of the punch 12 is shown, and the upper part is omitted.

ボルト製造用金型２０は、図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、主として、ダイ２１とパンチ２２とを備えている。ダイ２１は、ダイス鋼（例えば、ＪＩＳ−ＳＫＤ１１）で構成された略円筒状の金型であり、その中心部に軸状の素材であるワークＷＫを収容して塑性加工するための縮径加工孔２３を備えている。縮径加工孔２３は、ダイ２１の上面に開口する案内部２３ａと、同案内部２３ａに連通する小径部２３ｂとで構成されている。これらのうち、案内部２３ａは、小径部２３ｂ内にワークＷＫを挿入し易くするための部分であり、前記縮径加工孔１３の小径部１３ｂより若干大きな内径で形成されている。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the bolt manufacturing mold 20 mainly includes a die 21 and a punch 22. The die 21 is a substantially cylindrical mold made of die steel (for example, JIS-SKD11), and a diameter reducing process for plastic processing by accommodating a workpiece WK which is a shaft-shaped material at the center thereof. A hole 23 is provided. The diameter-reduction processing hole 23 includes a guide portion 23a that opens on the upper surface of the die 21 and a small-diameter portion 23b that communicates with the guide portion 23a. Among these, the guide part 23a is a part for facilitating insertion of the workpiece WK into the small diameter part 23b, and is formed with an inner diameter slightly larger than the small diameter part 13b of the diameter reducing hole 13.

一方、小径部２３ｂは、製造されるボルトの首下部分の外径を更に小径化して予備成形する部分であり、前記ダイ１１における小径部１３ｂの内径よりも小さく形成されている。本実施形態においては、案内部２３ａの外径を９.０７ｍｍとするとともに深さを５.００ｍｍとし、小径部２３ｂの外径を９.０２ｍｍとしている。   On the other hand, the small-diameter portion 23b is a portion that is preliminarily formed by further reducing the outer diameter of the lower neck portion of the bolt to be manufactured, and is formed smaller than the inner diameter of the small-diameter portion 13b in the die 11. In this embodiment, the outer diameter of the guide portion 23a is 9.07 mm, the depth is 5.00 mm, and the outer diameter of the small diameter portion 23b is 9.02 mm.

パンチ２２は、ダイ２１の図示上方に配置され、ダイ２１の上面上においてワークＷＫを押圧することによりワークＷＫの上端部を塑性変形させてボルトの頭部の外形を予備成形するとともに、同ワークＷＫを縮径加工孔２３内に押し込むための金型である。すなわち、パンチ２２は、ダイ２１と同様のダイス鋼（例えば、ＪＩＳ−ＳＫＤ１１）で構成された略円柱状に形成されている。そして、パンチ２２の下面中央部には、ワークＷＫの上端部を圧縮変形させることによりボルトの頭部を予備成形するための頭部成形部２４がパンチ２２の下面から窪んだ状態で形成されている。なお、図２（Ａ），（Ｂ）においては、パンチ２２の下側部分のみ示し上側部分を省略している。   The punch 22 is arranged above the die 21 and presses the work WK on the upper surface of the die 21 to plastically deform the upper end of the work WK to preform the outer shape of the bolt head. This is a mold for pushing WK into the diameter reducing hole 23. That is, the punch 22 is formed in a substantially cylindrical shape made of die steel similar to the die 21 (for example, JIS-SKD11). A head forming portion 24 for preforming the head portion of the bolt by compressing and deforming the upper end portion of the work WK is formed in a state where it is recessed from the lower surface of the punch 22 at the center of the lower surface of the punch 22. Yes. 2A and 2B, only the lower part of the punch 22 is shown and the upper part is omitted.

ボルト製造用金型３０は、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、主として、ダイ３１とパンチ３２とを備えている。ダイ３１は、ダイス鋼（例えば、ＪＩＳ−ＳＫＤ１１）で構成された略円筒状の金型であり、その中心部に軸状の素材であるワークＷＫを収容して塑性加工するための縮径加工孔３３を備えている。縮径加工孔３３は、ダイ３１の上面に開口する案内部３３ａと、同案内部３３ａに連通する小径部３３ｂとで構成されている。これらのうち、案内部３３ａは、小径部３３ｂ内にワークＷＫを挿入し易くするための部分であり、前記縮径加工孔２３の小径部２３ｂより若干大きな内径で形成されている。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the bolt manufacturing die 30 mainly includes a die 31 and a punch 32. The die 31 is a substantially cylindrical mold made of die steel (for example, JIS-SKD11), and a diameter reducing process for plastic processing by accommodating a workpiece WK which is a shaft-shaped material at the center thereof. A hole 33 is provided. The reduced diameter processing hole 33 includes a guide portion 33a that opens on the upper surface of the die 31 and a small diameter portion 33b that communicates with the guide portion 33a. Among these, the guide part 33a is a part for facilitating insertion of the workpiece WK into the small diameter part 33b, and is formed with an inner diameter slightly larger than the small diameter part 23b of the diameter reducing hole 23.

一方、小径部３３ｂは、製造されるボルトの首下部分の外径を更に小径化して予備成形する部分であり、前記ダイ２１における小径部２３ｂの内径よりも小さく形成されている。本実施形態においては、案内部３３ａの外径を９.０５ｍｍとするとともに深さを５.００ｍｍとし、小径部３３ｂの外径を９.００ｍｍとしている。   On the other hand, the small-diameter portion 33b is a portion that is preliminarily formed by further reducing the outer diameter of the lower neck portion of the manufactured bolt, and is formed smaller than the inner diameter of the small-diameter portion 23b in the die 21. In the present embodiment, the outer diameter of the guide portion 33a is 9.05 mm, the depth is 5.00 mm, and the outer diameter of the small diameter portion 33b is 9.00 mm.

パンチ３２は、ダイ３１の図示上方に配置され、ダイ３１の上面上においてワークＷＫを押圧することによりワークＷＫの上端部を塑性変形させてボルトの頭部の外形を最終成形するとともに、同ワークＷＫを縮径加工孔３３内に押し込むための金型である。すなわち、パンチ３２は、ダイ３１と同様のダイス鋼（例えば、ＪＩＳ−ＳＫＤ１１）で構成された略円柱状に形成されている。そして、パンチ３２の下面中央部には、ワークＷＫの上端部を圧縮変形させることによりボルトの頭部を最終成形するための頭部成形部３４がパンチ３２の下面から窪んだ状態で形成されている。なお、図３（Ａ），（Ｂ）においては、パンチ３２の下側部分のみ示し上側部分を省略している。   The punch 32 is disposed above the die 31 and presses the work WK on the upper surface of the die 31 to plastically deform the upper end of the work WK to finally form the outer shape of the bolt head. This is a mold for pushing WK into the diameter reducing hole 33. That is, the punch 32 is formed in a substantially cylindrical shape made of die steel (for example, JIS-SKD11) similar to the die 31. Then, a head forming portion 34 for finally forming the head of the bolt by compressing and deforming the upper end portion of the work WK is formed in a state where it is recessed from the lower surface of the punch 32 at the center of the lower surface of the punch 32. Yes. 3A and 3B, only the lower part of the punch 32 is shown and the upper part is omitted.

このように構成された３つのボルト製造用金型１０，２０，３０は、図示しない鍛造装置においてダイ１１，２１，３１にパンチ１２，２２，３２が対向するとともにダイ１１，２１，３１に向って進退可能な状態で配置されている。また、鍛造装置内に配置されるボルト製造用金型１０，２０，３０のダイ１１，２１，３１の下方には、成形後のワークＷＫを押返してボルト製造用金型１０，２０，３０から排出するためのノックアウトピン（図示せず）がそれぞれ設けられている。   The three bolt manufacturing dies 10, 20, and 30 configured in this way are arranged so that the punches 12, 22, and 32 face the dies 11, 21, and 31 and face the dies 11, 21, and 31 in a forging device (not shown). It is arranged in a state that can be advanced and retracted. Further, below the dies 11, 21, and 31 of the bolt manufacturing molds 10, 20, and 30 disposed in the forging device, the molded workpiece WK is pushed back and the bolt manufacturing molds 10, 20, and 30 are moved back. Knockout pins (not shown) for discharging from each are provided.

（ボルトの製造工程）
次に、このように構成されたボルト製造用金型１０，２０，３０を備えた鍛造装置を用いてボルトを製造する各工程について説明する。本実施形態においては、ワークＷＫとしてステンレス材（ＪＩＳ−ＳＵＳ３０４）を用い、ねじ呼び径でＭ１０のボルトを製造する工程について説明する。 (Bolt manufacturing process)
Next, each process of manufacturing a bolt using the forging apparatus provided with the bolt manufacturing molds 10, 20, and 30 configured as described above will be described. In the present embodiment, a process of manufacturing a bolt of M10 with a screw nominal diameter using a stainless steel (JIS-SUS304) as the workpiece WK will be described.

まず、作業者は、直径が１１.００ｍｍのステンレス線材を、製造対象であるボルトの長さに対応する長さで切断してワークＷＫとする。本実施形態においては、約４８.００ｍｍの長さに切断する。この場合、作業者は、切断したワークＷＫの一方の先端部にテーパ加工（所謂、面取り加工）を施すことにより、ワークＷＫをボルト製造用金型１０内にセットし易くしておく。   First, an operator cuts a stainless steel wire having a diameter of 11.00 mm with a length corresponding to the length of a bolt that is a manufacturing object, thereby forming a workpiece WK. In this embodiment, it cut | disconnects to the length of about 48.00 mm. In this case, the operator makes it easy to set the work WK in the bolt manufacturing die 10 by performing a taper process (so-called chamfering process) on one tip of the cut work WK.

次に、作業者は、ボルト製造用金型１０を用いてボルトの頭部Ｔの外径を予備成形するとともに、同ボルトの首下部Ｎ（軸部とネジ部）の外径を予備成形する。具体的には、作業者は、ワークＷＫの一方の先端部からダイ１１の縮径加工孔１３における大径部１３ａ内に挿入して同大径部１３ａ内にワークＷＫを配置する。次に、作業者は、鍛造装置を操作して、ボルト製造用金型１０によるワークＷＫの鍛造加工を実行する。この操作に応答して鍛造装置は、パンチ１２をダイ１１の縮径加工孔１３における大径部１３ａ内に進入させるとともに、同パンチ１２を絞り部１３ｃの手前における所定の位置まで進入させる。   Next, the operator preforms the outer diameter of the bolt head T using the bolt manufacturing die 10 and preforms the outer diameter of the neck lower portion N (shaft portion and screw portion) of the bolt. . Specifically, the operator inserts the workpiece WK into the large-diameter portion 13a from the one end portion of the workpiece WK into the large-diameter portion 13a in the diameter-reducing hole 13 of the die 11. Next, the operator operates the forging device to execute the forging process of the workpiece WK with the bolt manufacturing die 10. In response to this operation, the forging device causes the punch 12 to enter the large-diameter portion 13a in the diameter-reducing hole 13 of the die 11, and causes the punch 12 to enter a predetermined position before the narrowed portion 13c.

これにより、大径部１３ａ内に配置されたワークＷＫの一方の先端部側は、絞り部１３ｃを介して小径部１３ｂに押し出されて外径が絞られる。この場合、小径部１３ｂによって絞られたワークＷＫの首下部Ｎは、加工硬化により硬さや引張り強さなどの機械的性質が向上する。また、大径部１３ａ内に配置されたワークＷＫの他方の端部側は、据え込まれることにより大径部１３ａの内径に対応する内径に拡大変形する。これにより、本実施形態においては、頭部Ｔの外径が１１.０３ｍｍに成形されるとともに、首下部Ｎの外径が９.０５ｍｍに成形される。すなわち、このボルト製造金型１０を用いたボルトの首下部Ｎ（軸部とネジ部）の外径を予備成形する工程が、本発明に係る小径化工程に相当する。そして、鍛造装置は、パンチ１２を図示上方に退避させるとともに図示しないノックアウトピンにより成形されたワークＷＫをダイス１１内から排出する。   Thereby, one end part side of the work WK arranged in the large diameter part 13a is pushed out to the small diameter part 13b via the restricting part 13c, and the outer diameter is reduced. In this case, mechanical properties such as hardness and tensile strength of the neck portion N of the work WK narrowed down by the small diameter portion 13b are improved by work hardening. Further, the other end portion side of the work WK arranged in the large diameter portion 13a is expanded and deformed to an inner diameter corresponding to the inner diameter of the large diameter portion 13a. Thereby, in this embodiment, while the outer diameter of the head T is shape | molded to 11.03 mm, the outer diameter of the neck lower part N is shape | molded to 9.05 mm. That is, the step of preforming the outer diameter of the lower neck portion N (shaft portion and screw portion) of the bolt using the bolt manufacturing die 10 corresponds to the diameter reduction step according to the present invention. Then, the forging device retracts the punch 12 upward in the drawing and discharges the work WK formed by a knockout pin (not shown) from the die 11.

次に、作業者は、ボルト製造用金型２０を用いてボルトの頭部Ｔの外形を予備成形するとともに、同ボルトの首下部Ｎの外径を更に予備成形する。具体的には、作業者は、鍛造装置における図示しないワーク支持装置にワークＷＫを支持させて、同ワークＷＫを縮径加工孔２３の同軸上に配置した状態でワークＷＫの首下部Ｎの下端部をダイ２１の縮径加工孔２３における案内部２３ａ内に挿入する。そして、作業者は、鍛造装置を操作して、ボルト製造用金型２０によるワークＷＫの鍛造加工を実行する。この操作に応答して鍛造装置は、パンチ２２をダイ２１の上面に向けて下降させて同上面を押圧する。   Next, the operator preforms the outer shape of the head portion T of the bolt using the bolt manufacturing die 20 and further preforms the outer diameter of the neck lower portion N of the bolt. Specifically, the operator supports the workpiece WK on a workpiece support device (not shown) in the forging device, and places the workpiece WK on the same axis as the diameter-reducing hole 23 so that the lower end of the neck lower portion N of the workpiece WK. The portion is inserted into the guide portion 23 a in the diameter reducing hole 23 of the die 21. Then, the operator operates the forging device to execute the forging process of the workpiece WK with the bolt manufacturing die 20. In response to this operation, the forging device lowers the punch 22 toward the upper surface of the die 21 and presses the upper surface.

これにより、縮径加工孔２３上に配置されたワークＷＫの首下部Ｎは、パンチ２２に押されることにより小径部２３ｂ内に圧入されて外径が絞られる。この場合、小径部２３ｂによって絞られたワークＷＫの首下部Ｎは、加工硬化により更に硬さや引張り強さなどの機械的性質が向上する。また、ワークＷＫの頭部Ｔは、ダイ２１の上面に押し当てられた後、パンチ２１の頭部成形部２４とダイ２１の上面とに押圧されて予備成形される。   Thereby, the neck lower part N of the workpiece WK arranged on the diameter reducing hole 23 is pressed into the small diameter part 23b by being pressed by the punch 22, and the outer diameter is reduced. In this case, the mechanical properties such as hardness and tensile strength of the neck portion N of the work WK narrowed down by the small diameter portion 23b are further improved by work hardening. Further, the head T of the work WK is pressed against the upper surface of the die 21 and then pressed by the head forming portion 24 of the punch 21 and the upper surface of the die 21 to be preformed.

この場合、ワークＷＫの首下部Ｎは、縮径加工孔２３の小径部２３ｂ内において外径の拡大が規制された状態であるため、ワークＷＫの頭部Ｔの予備成形によって首下部Ｎの外径が拡大変形することはない。このため、頭部Ｔの予備成形において、一旦縮小変形したワークＷＫの首下部Ｎの外径が拡大変形することによる同首下部Ｎの降伏点の低下、すなわち、バウシンガー効果が生じることはない。これにより、ワークＷＫの首下部Ｎの機械的性質は維持される。このボルト製造用金型２０における縮径加工孔２３の小径部２３ｂが本発明に係る規制筒に相当する。   In this case, the neck lower portion N of the work WK is in a state in which the expansion of the outer diameter is restricted in the small diameter portion 23b of the diameter reducing hole 23. The diameter does not expand and deform. For this reason, in the preforming of the head T, the yield point of the neck lower portion N is not lowered by the outer diameter of the neck lower portion N of the workpiece WK once reduced and deformed, that is, the Bausinger effect does not occur. . Thereby, the mechanical property of the neck lower part N of the workpiece | work WK is maintained. The small diameter portion 23b of the diameter reducing hole 23 in the bolt manufacturing die 20 corresponds to a regulation cylinder according to the present invention.

なお、縮径加工孔２３の案内部２３ａにおいては、ワークＷＫの首下部Ｎの外径の拡大を規制していない。このため、案内部２３ａに位置するワークＷＫの首下部Ｎは、頭部Ｔの予備成形に起因して外径が拡大変形してバウシンガー効果が生じ機械的性質が低下する。しかし、案内部２３ａによってワークＷＫの首下部Ｎの外径が拡大変形する範囲は極めて小さいこと、および次工程であるボルト製造用金型３０による加工によって再度絞られることにより、製造されるボルト全体としての機械的性質には影響しない。   In addition, in the guide part 23a of the diameter reducing hole 23, enlargement of the outer diameter of the neck lower part N of the workpiece WK is not restricted. For this reason, the neck lower part N of the work WK located in the guide part 23a is enlarged and deformed due to the preforming of the head part T, and a Bauschinger effect is produced, and the mechanical properties are lowered. However, the range in which the outer diameter of the neck lower portion N of the workpiece WK is enlarged and deformed by the guide portion 23a is extremely small, and the entire bolt to be manufactured is reduced by processing by the bolt manufacturing die 30 which is the next process. Does not affect the mechanical properties.

これらにより、本実施形態においては、頭部Ｔの外形が予備成形されるとともに、首下部Ｎの外径が９.０２ｍｍに成形される。なお、縮径加工孔２３の案内部２３ａに位置したワークＷＫの首下部Ｎの外径は９.０７ｍｍに拡大する。すなわち、このボルト製造金型２０を用いてボルトの頭部Ｔを予備成形する工程が、本発明に係る頭部成形工程に相当する。そして、鍛造装置は、パンチ２２を図示上方に退避させるとともに図示しないノックアウトピンにより成形されたワークＷＫをダイス２１内から排出する。   Thus, in the present embodiment, the outer shape of the head T is preformed and the outer diameter of the neck lower portion N is formed to 9.02 mm. In addition, the outer diameter of the neck lower part N of the workpiece | work WK located in the guide part 23a of the diameter reduction process hole 23 expands to 9.07 mm. In other words, the step of preforming the bolt head T using the bolt manufacturing die 20 corresponds to the head forming step according to the present invention. Then, the forging device retracts the punch 22 upward in the drawing and discharges the work WK formed by a knockout pin (not shown) from the inside of the die 21.

次に、作業者は、ボルト製造用金型３０を用いてボルトの頭部Ｔの外形を最終成形するとともに、同ボルトの首下部Ｎの外径を更に予備成形する。具体的には、作業者は、鍛造装置における図示しないワーク支持装置にワークＷＫを支持させて、同ワークＷＫを縮径加工孔３３の同軸上に配置した状態でワークＷＫの首下部Ｎの下端部をダイ３１の縮径加工孔３３における案内部３３ａ内に挿入する。そして、作業者は、鍛造装置を操作して、ボルト製造用金型３０によるワークＷＫの鍛造加工を実行する。この操作に応答して鍛造装置は、パンチ３２をダイ３１の上面に向けて下降させて同上面を押圧する。   Next, the operator finally molds the outer shape of the bolt head T using the bolt manufacturing die 30 and further preforms the outer diameter of the neck lower portion N of the bolt. Specifically, the operator supports the workpiece WK on a workpiece support device (not shown) in the forging device, and places the workpiece WK on the same axis as the diameter reducing hole 33 so that the lower end of the neck lower portion N of the workpiece WK. The portion is inserted into the guide portion 33 a in the diameter reducing hole 33 of the die 31. Then, the operator operates the forging device to execute the forging process of the workpiece WK with the bolt manufacturing die 30. In response to this operation, the forging device lowers the punch 32 toward the upper surface of the die 31 and presses the upper surface.

これにより、縮径加工孔３３上に配置されたワークＷＫの首下部Ｎは、パンチ３２に押されることにより小径部３３ｂ内に圧入されて外径が絞られる。この場合、小径部３３ｂによって絞られたワークＷＫの首下部Ｎは、加工硬化により更に硬さや引張り強さなどの機械的性質が向上する。また、前記ボルト製造用金型２０による加工によって外径が拡大したワークＷＫの首下部Ｎの上部部分は、案内部３３ａ内に圧入されることにより外径が絞られる。このため、案内部３３ａによって絞られた部分は加工硬化により再度機械的性質が向上する。   Thereby, the neck lower part N of the workpiece WK disposed on the diameter reducing hole 33 is pressed into the small diameter part 33b by being pressed by the punch 32, and the outer diameter is reduced. In this case, the mechanical properties such as hardness and tensile strength of the neck portion N of the work WK narrowed down by the small diameter portion 33b are further improved by work hardening. In addition, the outer diameter of the upper portion of the neck lower portion N of the workpiece WK whose outer diameter has been expanded by processing with the bolt manufacturing die 20 is pressed into the guide portion 33a, thereby reducing the outer diameter. For this reason, the mechanical property of the portion squeezed by the guide portion 33a is improved again by work hardening.

一方、ワークＷＫの頭部Ｔは、ダイ２１の上面に押し当てられた後、パンチ２１の頭部成形部２４とダイ２１の上面とに押圧されて最終成形される。この場合、ワークＷＫの首下部Ｎは、縮径加工孔３３の小径部３３ｂ内において外径の拡大が規制された状態であるため、ワークＷＫの頭部Ｔの予備成形によって首下部Ｎの外径が拡大変形することはない。このため、前記と同様に、頭部Ｔの予備成形において、一旦縮小変形したワークＷＫの首下部Ｎの外径が拡大変形することによる同首下部Ｎの降伏点の低下、すなわち、バウシンガー効果が生じることはない。このため、ワークＷＫの首下部Ｎの機械的性質は維持される。このボルト製造用金型３０における縮径加工孔３３の小径部３３ｂが本発明に係る規制筒に相当する。   On the other hand, the head T of the workpiece WK is pressed against the upper surface of the die 21, and then pressed by the head forming portion 24 of the punch 21 and the upper surface of the die 21 to be finally formed. In this case, the neck lower portion N of the work WK is in a state in which the expansion of the outer diameter is restricted in the small diameter portion 33b of the diameter reducing hole 33. The diameter does not expand and deform. For this reason, in the same manner as described above, in the pre-forming of the head T, the yield point of the neck lower portion N is reduced due to the outer diameter of the neck lower portion N of the workpiece WK once reduced and deformed, that is, the Bausinger effect. Will not occur. For this reason, the mechanical properties of the lower neck N of the work WK are maintained. The small diameter portion 33b of the diameter reducing hole 33 in the bolt manufacturing die 30 corresponds to a regulation cylinder according to the present invention.

これらにより、本実施形態においては、頭部Ｔの外形が最終成形されるとともに、首下部Ｎの外径が９.００ｍｍに成形される。なお、縮径加工孔２３の案内部２３ａに位置したワークＷＫの首下部Ｎの外径は９.０５ｍｍに成形される。すなわち、このボルト製造金型３０を用いてボルトの頭部Ｔを最終成形する工程が、本発明に係る頭部成形工程に相当する。そして、鍛造装置は、パンチ３２を図示上方に退避させるとともに図示しないノックアウトピンにより成形されたワークＷＫをダイス３１内から排出する。   Accordingly, in the present embodiment, the outer shape of the head T is finally molded, and the outer diameter of the neck lower portion N is molded to 9.00 mm. In addition, the outer diameter of the neck lower part N of the workpiece | work WK located in the guide part 23a of the diameter reduction process hole 23 is shape | molded to 9.05 mm. That is, the step of finally forming the head portion T of the bolt using the bolt manufacturing die 30 corresponds to the head forming step according to the present invention. Then, the forging device retracts the punch 32 upward in the drawing and discharges the workpiece WK formed by a knockout pin (not shown) from the die 31.

次に、作業者は、ボルトの頭部Ｔの外形が最終成形されるとともに、同ボルトの首下部分Ｎの外径が予備成形されたワークＷＫに対して雄ネジ部を成形する。この雄ネジ部の成形は、公知の方法によって行われる。すなわち、図４に示すように、ワークＷＫの首下部Ｎに対して転造加工または切削加工を用いて雄ネジＳを成形する。これにより、ボルトＢが完成する。   Next, the operator forms a male screw portion on the workpiece WK in which the outer shape of the head portion T of the bolt is finally formed and the outer diameter of the neck lower portion N of the bolt is preformed. The male screw part is formed by a known method. That is, as shown in FIG. 4, the male screw S is formed by rolling or cutting the lower neck N of the work WK. Thereby, the bolt B is completed.

ここで、本発明に係るボルトの製造方法により製造したボルトと、従来の冷間多段鍛造法（熱処理なし）により製造したボルトの引張り試験結果を図５に示す。試験に用いたボルトの仕様は、呼び径がＭ１０ｍｍ、首下長さが５５ｍｍ、ねじピッチが１.２５、素材がＪＩＳ−ＳＵＳ３０４である。図５に示すように、従来の冷間多段鍛造法により製造したボルトの引張り荷重が約５０ｋＮ（０.２％耐力）であるのに対し、本発明に係るボルトの製造方法により製造したボルトの引張り荷重は約５６ｋＮ（０.２％耐力）であり、約１割ほど高い。この約５６ｋＮの引張り荷重は、従来の冷間多段鍛造法により製造したボルトに対してブルーイング処理を施したボルトの引張り荷重に相当する。すなわち、本発明に係るボルトの製造方法によれば、ブルーイング処理などの熱処理を施すことなくボルトを製造することができることを意味している。   Here, the tension test result of the bolt manufactured by the bolt manufacturing method according to the present invention and the bolt manufactured by the conventional cold multi-stage forging method (without heat treatment) is shown in FIG. The specifications of the bolt used for the test are a nominal diameter of M10 mm, a neck length of 55 mm, a screw pitch of 1.25, and a material of JIS-SUS304. As shown in FIG. 5, the bolt manufactured by the conventional cold multi-stage forging method has a tensile load of about 50 kN (0.2% proof stress), whereas the bolt manufactured by the bolt manufacturing method according to the present invention The tensile load is about 56 kN (0.2% proof stress), which is about 10% higher. This tensile load of about 56 kN corresponds to the tensile load of a bolt that has been subjected to a blueing treatment on a bolt manufactured by a conventional cold multistage forging method. That is, the bolt manufacturing method according to the present invention means that the bolt can be manufactured without performing heat treatment such as bluing treatment.

上記作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、ボルト製造用金型１０により外径が小径化されたワークＷＫに対して、ボルト製造用金型２０，３０によりワークＷＫ（首下部Ｎ）の外径の拡大を規制した状態でボルトの頭部の塑性加工を行っている。すなわち、ボルト製造用金型１０による小径化工程によって加工硬化したワークＷＫの外径の拡大を防止した状態でボルトの頭部Ｔの成形が行われる。これにより、一旦縮小変形したワークＷＫの外径が拡大変形することによるワークＷＫの降伏点の低下、すなわち、バウシンガー効果が抑制された状態でボルトの頭部Ｔの成形が行われる。また、ボルト製造用金型２０，３０による頭部Ｔの成形工程においては、ワークＷＫの首下部Ｎの外径を更に小径化させている。すなわち、ボルト製造用金型１０，２０，３０による小径化工程で強化されたワークＷＫの機械的性質を維持した状態でボルトの製造が行われる。この結果、熱処理を行うことなく必要な機械的性質を備えたボルトを製造することができ、ボルトの製造に係る時間的および経済的負担を軽減することができる。   As can be understood from the above description of the operation, according to the above-described embodiment, the workpiece WK (necked by the bolt manufacturing molds 20 and 30) is compared with the workpiece WK whose outer diameter is reduced by the bolt manufacturing mold 10. The head portion of the bolt is plastically processed in a state where the expansion of the outer diameter of the lower part N) is restricted. That is, the head portion T of the bolt is formed in a state in which the expansion of the outer diameter of the work WK that has been work-hardened by the diameter reduction process by the bolt manufacturing die 10 is prevented. Thus, the head portion T of the bolt is formed in a state in which the yield point of the work WK is reduced due to the outer diameter of the work WK once being reduced and deformed, that is, the Bausinger effect is suppressed. Further, in the process of forming the head T with the bolt manufacturing dies 20 and 30, the outer diameter of the neck lower portion N of the work WK is further reduced. That is, the bolt is manufactured in a state where the mechanical properties of the workpiece WK reinforced in the diameter reduction process by the bolt manufacturing molds 10, 20, and 30 are maintained. As a result, a bolt having necessary mechanical properties can be manufactured without performing heat treatment, and the time and cost burden related to the manufacture of the bolt can be reduced.

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。   Furthermore, in carrying out the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.

例えば、上記実施形態においては、ワークＷＫに対してボルト製造用金型２０，３０を用いて２回の成形工程によって頭部Ｔの成形を行った。しかし、頭部Ｔの成形工程の数は、当然、上記実施形態に限定されるものではない。すなわち、ワークＷＫの首下部Ｎの外径の拡大を規制した状態で成形が行われれば、１回の成形工程で頭部Ｔを成形してもよいし、３回以上の成形工程によって頭部Ｔを成形するようにしてもよい。これらによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。   For example, in the said embodiment, the head T was shape | molded by 2 shaping | molding processes using the metal molds 20 and 30 for bolt manufacture with respect to the workpiece | work WK. However, the number of steps for forming the head T is naturally not limited to the above embodiment. That is, if the molding is performed in a state where the expansion of the outer diameter of the neck lower portion N of the work WK is restricted, the head T may be molded in one molding process, or the head may be formed by three or more molding processes. T may be formed. Also by these, the same effect as the above-mentioned embodiment can be expected.

また、上記実施形態においては、ボルト製造用金型２０，３０の縮径加工孔２３，３３における小径部２３ｂ，３３ｂの内径を、ボルト製造用金型１０によって小径化されたワークＷＫの首下部Ｎの外径未満とした。これは、ボルト製造用金型２０，３０による頭部Ｔの成形工程において、首下部Ｎを更に小径化することにより加工硬化させて機械的性質を向上させるためである。しかし、本発明に係るボルトの製造方法によれば、頭部Ｔの成形工程においてワークＷＫの首下部Ｎの外径の拡大を規制すれば機械的性質の低下を抑制することができる。すなわち、ボルト製造用金型２０，３０の縮径加工孔２３，３３における縮径部２３ｂ，３３ｂの内径は、ボルト製造用金型１０によって小径化された首下部Ｎの外径以下であればよい。   Further, in the above-described embodiment, the inner diameter of the small diameter portions 23 b and 33 b in the diameter reducing holes 23 and 33 of the bolt manufacturing molds 20 and 30 is the neck lower part of the work WK whose diameter is reduced by the bolt manufacturing mold 10. The outer diameter was less than N. This is because in the process of forming the head T by the bolt manufacturing molds 20 and 30, the neck lower part N is further reduced in diameter to be work-hardened to improve the mechanical properties. However, according to the bolt manufacturing method of the present invention, if the expansion of the outer diameter of the lower neck N of the work WK is restricted in the process of forming the head T, the deterioration of the mechanical properties can be suppressed. That is, the inner diameters of the reduced diameter portions 23b and 33b in the diameter reducing holes 23 and 33 of the bolt manufacturing molds 20 and 30 are equal to or less than the outer diameter of the neck portion N reduced in diameter by the bolt manufacturing mold 10. Good.

また、上記実施形態においては、ボルト製造用金型２０，３０の上面における縮径加工孔２３，３３の開口部に案内部２３ａ，３３ａを設けた。これは、小径部２３ｂ，３３ｂの内径よりも大きい外径のワークＷＫ（首下部Ｎ）を円滑に小径部２３ｂ，３３ｂ内に挿入するためである。したがって、ボルト製造用金型２０，３０の小径部２３ｂ，３３ｂの内径がワークＷＫ（首下部Ｎ）の外径に等しい場合などには、必ずしも必要ではない。これによれば、ワークＷＫにおける首下部Ｎの上部に案内部２３ａ，３３ａによる外径の拡大が生じないため、首下部Ｎに生じる筋状の線を解消できるとともに、ボルト製造用金型１０による小径化工程により向上した機械的強度を維持した状態で頭部Ｔの成形を行うことができる。 Moreover, in the said embodiment, the guide parts 23a and 33a were provided in the opening part of the diameter reduction process holes 23 and 33 in the upper surface of the metal mold | dies 20 and 30 for bolt manufacture. This is because the workpiece WK (neck lower portion N) having an outer diameter larger than the inner diameter of the small diameter portions 23b and 33b is smoothly inserted into the small diameter portions 23b and 33b. Accordingly, it is not always necessary when the inner diameter of the small diameter portions 23b, 33b of the bolt manufacturing molds 20, 30 is equal to the outer diameter of the workpiece WK (neck lower portion N). According to this, since the outer diameter is not enlarged by the guide portions 23a and 33a in the upper portion of the neck lower portion N in the work WK, the streak-like line generated in the neck lower portion N can be eliminated and the bolt manufacturing die 10 is used. The head T can be molded while maintaining the mechanical strength improved by the process of reducing the diameter.

また、上記実施形態においては、ワークＷＫを構成する素材にステンレス線材（ＪＩＳ−ＳＵＳ３０４）を用いた。しかし、本発明に係るボルトの製造方法によって製造されるボルトの素材の種類は、当然、上記実施形態に限定されるものではない。具体的には、冷間鍛造用鋼線材、調質・非調質線材、アルミニウム線材など幅広い素材を用いることができる。   Moreover, in the said embodiment, the stainless steel wire (JIS-SUS304) was used for the raw material which comprises the workpiece | work WK. However, the type of bolt material manufactured by the bolt manufacturing method according to the present invention is naturally not limited to the above embodiment. Specifically, a wide range of materials such as steel wire for cold forging, tempered / non-tempered wire, aluminum wire can be used.

また、上記実施形態においては、作業者がボルト製造用金型１０，２０，３０を備えた鍛造装置を各工程ごとに操作しながらボルトの製造を行った。しかし、本発明は、必ずしも各工程ごとに作業者が鍛造装置を操作することにより製造する必要はない。すなわち、コンピュータからなる制御装置を用いた自動制御によって、素材となるワークＷＫを連続的にボルト製造用金型１０，２０，３０に供給するとともに、各ボルト製造用金型１０，２０，３０における各加工を連続的に行うようにしてもよいことは当然である。   Moreover, in the said embodiment, the operator manufactured the bolt, operating the forging apparatus provided with the metal mold | die 10,20,30 for bolt manufacture for every process. However, the present invention does not necessarily have to be manufactured by the operator operating the forging device for each process. That is, the workpiece WK as a raw material is continuously supplied to the bolt manufacturing molds 10, 20, and 30 by automatic control using a control device including a computer, and the bolt manufacturing molds 10, 20, and 30 Of course, each processing may be performed continuously.

本発明の一実施形態に係るボルトの製造方法においてボルト製造用金型を用いてボルトの頭部および首下部を予備成形する加工状態を模式的に示しており、（Ａ）はボルト製造用金型内にワークを投入した状態を示す断面図であり、（Ｂ）はボルト製造用金型内にてワークを押出し加工する状態を示した断面図である。The bolt manufacturing method which concerns on one Embodiment of this invention WHEREIN: The processing state which preforms the head of a bolt and the neck lower part using a bolt manufacture metal mold | die is shown typically, (A) is a metal for bolt manufacture. It is sectional drawing which shows the state which put the workpiece | work in the type | mold, (B) is sectional drawing which showed the state which extrudes a workpiece | work in the metal mold | die for bolt manufacture. 本発明の一実施形態に係るボルトの製造方法においてボルト製造用金型を用いてボルトの頭部および首下部を予備成形する加工状態を模式的に示しており、（Ａ）はボルト製造用金型にてワークを加工する前の状態を示す断面図であり、（Ｂ）はボルト製造用金型内にてワークを塑性加工する状態を示した断面図である。The bolt manufacturing method which concerns on one Embodiment of this invention WHEREIN: The processing state which preforms the head of a bolt and the neck lower part using a bolt manufacture metal mold | die is shown typically, (A) is a metal for bolt manufacture. It is sectional drawing which shows the state before processing a workpiece | work with a type | mold, (B) is sectional drawing which showed the state which plastically processes a workpiece | work within the metal mold | die for bolt manufacture. 本発明の一実施形態に係るボルトの製造方法においてボルト製造用金型を用いてボルトの頭部を最終成形するとともに首下部を予備成形する加工状態を模式的に示しており、（Ａ）はボルト製造用金型にてワークを加工する前の状態を示す断面図であり、（Ｂ）はボルト製造用金型内にてワークを塑性加工する状態を示した断面図である。The bolt manufacturing method concerning one embodiment of the present invention shows typically the processing state which carries out final forming of the head of a bolt using a bolt manufacture metallic mold, and pre-forms the neck lower part, (A) It is sectional drawing which shows the state before processing a workpiece | work with a metal mold | die for bolt manufacture, (B) is sectional drawing which showed the state which plastically processes a workpiece | work within the metal mold | die for bolt manufacture. 本発明に係るボルトの製造方法により製造されるボルトの外観を示す正面図である。It is a front view which shows the external appearance of the volt | bolt manufactured by the manufacturing method of the volt | bolt which concerns on this invention. 本発明に係るボルトの製造方法により製造したボルトと、従来の冷間多段鍛造法（熱処理なし）により製造したボルトの引張り試験結果を示すグラフである。It is a graph which shows the tension test result of the volt | bolt manufactured by the volt | bolt manufacturing method which concerns on this invention, and the volt | bolt manufactured by the conventional cold multistage forging method (without heat processing).

符号の説明Explanation of symbols

ＷＫ…ワーク、Ｔ…頭部、Ｎ…首下部、Ｂ…ボルト、１０，２０，３０…ボルト製造用金型、１１，２１，３１…ダイ、１２，２２，２３…パンチ、１３，２３，３３…縮径加工孔、１３ａ…大径部、１３ｂ，２３ｂ，３３ｂ…小径部、２３ａ，３３ａ…案内部。 WK ... Workpiece, T ... Head, N ... Lower neck, B ... Bolt 10,20,30 ... Die for bolt manufacturing 11,21,31 ... Die, 12,22,23 ... Punch, 13,23, 33 ... Diameter-reduced hole, 13a ... Large diameter part, 13b, 23b, 33b ... Small diameter part, 23a, 33a ... Guide part.

Claims (7)

軸状に形成された素材を塑性変形させて外径を小径化する小径化工程と、
前記素材における一方の端部を塑性変形させてボルトの頭部を成形する頭部成形工程とを含むボルトの製造方法において、
前記頭部成形工程は、前記小径化した素材の外径の拡大を規制した状態で前記ボルトの頭部を成形することを特徴とするボルトの製造方法。 A diameter reducing process for plastically deforming the shaft-shaped material to reduce the outer diameter;
In a bolt manufacturing method including a head forming step of plastically deforming one end of the material to form a head of the bolt,
The method of manufacturing a bolt, wherein the head forming step forms the head of the bolt in a state where expansion of the outer diameter of the material having the reduced diameter is restricted. 請求項１に記載したボルトの製造方法において、
前記頭部形成工程は、前記小径化した素材の外径以下の内径に形成された規制筒内に前記素材を配置することにより前記素材の外径の拡大を規制することを特徴とするボルトの製造方法。 In the manufacturing method of the volt | bolt of Claim 1,
The head forming step restricts the expansion of the outer diameter of the material by disposing the material in a regulating cylinder formed with an inner diameter equal to or smaller than the outer diameter of the material with the reduced diameter. Production method. 請求項２に記載したボルトの製造方法において、
前記規制筒は、前記小径化した素材の外径未満の内径に形成されていることを特徴とするボルトの製造方法。 In the bolt manufacturing method according to claim 2,
The method of manufacturing a bolt, wherein the restriction cylinder is formed to have an inner diameter less than an outer diameter of the reduced diameter material. 請求項２または請求項３に記載したボルトの製造方法において、
前記規制筒は、前記小径化した素材を挿入する開口部に同小径化した素材の外径より大径に形成された案内部を備えることを特徴とするボルトの製造方法。 In the bolt manufacturing method according to claim 2 or 3,
The said control cylinder is provided with the guide part formed more largely than the outer diameter of the same diameter reduced material in the opening part which inserts the said diameter reduced material, The manufacturing method of the volt | bolt characterized by the above-mentioned. 請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載したボルトの製造方法において、
前記素材は、冷間鍛造用鋼線材、ステンレス線材または非調質線材であることを特徴とするボルトの製造方法。 In the manufacturing method of the volt | bolt as described in any one of Claim 1 thru | or 4,
The said raw material is a steel wire for cold forging, a stainless steel wire, or a non-tempered wire, The manufacturing method of the volt | bolt characterized by the above-mentioned. 軸状に形成された素材を塑性変形させて外径を小径化する小径化手段と、
前記素材における一方の端部を塑性変形させてボルトの頭部を成形する頭部成形手段とを備えるボルト製造装置において、
前記頭部成形手段は、前記小径化した素材の外径の拡大を規制した状態で前記ボルトの頭部を成形することを特徴とするボルト製造装置。 A diameter reducing means for plastically deforming a shaft-shaped material to reduce the outer diameter;
In a bolt manufacturing apparatus comprising head forming means for plastically deforming one end of the material to form a head of a bolt,
The bolt manufacturing apparatus, wherein the head forming means forms the head of the bolt in a state in which expansion of the outer diameter of the material having the reduced diameter is restricted. 軸状に形成された素材を塑性変形させて外径を小径化する工程と、前記素材における一方の端部を塑性変形させてボルトの頭部を成形する工程とを含むボルトの製造方法に用いられるボルト製造用金型であって、
前記小径化した素材の外径以下の内径に形成され、同小径化した素材が配置される規制筒を備えることを特徴とするボルト製造用金型。 Used in a bolt manufacturing method including a step of plastically deforming a shaft-shaped material to reduce an outer diameter, and a step of plastically deforming one end portion of the material to form a bolt head. A bolt manufacturing mold,
A bolt manufacturing die, comprising: a regulation cylinder that is formed to have an inner diameter that is equal to or smaller than an outer diameter of the reduced-diameter material and on which the reduced-diameter material is disposed.
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