JP2011177755A - 鍛造成形方法及び鍛造成形金型 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの曲げ量を大きくすることができる鍛造成形技術を提供することを課題とする。
【解決手段】図（ａ）に示されるように、曲げ工程では、棒状のワーク２６を下型１２に配置する。このとき、凸部３６により、棒状のワーク２６を安定して配置させることができる。上型１１を矢印（２）のように移動させ、棒状のワーク２６をプレスする。
すると、図（ｂ）に示されるように、ワーク２６は、Ｖ字状に曲げられる。上型１１を矢印（３）のように移動させてワーク２６の上方を解放し、ノックアウト部３７を矢印（４）のように移動させる。
【効果】棒状ワークの曲げ方向とプレス方向とが一致するので、プレスの力をそのまま曲げる力に利用でき、ワークの曲げ量を大きくすることができる。
【選択図】図７

Description

本発明は、複数の金型間にワークを移動して、順次、複数の鍛造工程を行う鍛造技術に関する。

従来、複数の金型間において搬送装置でワークを搬送させる鍛造技術が知られている（例えば、特許文献１（図２）参照。）。

特許文献１の技術を図面に基づいて以下に説明する。
鍛造工程のうち曲げ工程では、図１１（ｂ）の断面図である図１１（ａ）に示されるような下型１０１が使用される。

下型１０１は、図７（ｂ）に示すように、左移動面１０２、連続面１０３、潰し型面１０４及び右移動面１０５を有している。棒状のワークは、潰し型面１０４で加圧され延ばされると共に、左移動面１０２で平面視左に移動され、右移動面１０５で平面視右に移動される。結果、棒状のワークは全体として、くの字状に曲げられる。

ところで、図１１（ｂ）のｃ−ｃ線断面図である図１１（ｃ）や、図１１（ｂ）のｄ−ｄ線断面図である図１１（ｄ）に示すように、左移動面１０２、連続面１０３及び右移動面１０５は、緩やかに傾斜している。棒状のワークは、上型と下型１０１に挟まれて上下方向に力を受けるが、左移動面１０２、連続面１０３及び右移動面１０５の傾斜をすべり左又は右に移動する。
しかし、棒状のワークは、上下方向に受けた力で左右方向に曲げられるので、左右方向の移動量が小さくなる。すなわち、ワークの曲げ量を大きくすることができる鍛造成形技術が求められている。

特開２００１−１０５０８７公報

本発明は、ワークの曲げ量を大きくすることができる鍛造成形技術を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、棒状のワークを曲げる曲げ工程と、この曲げられたワークを潰す潰し工程と、この潰されたワークを所定の形状に成形する成形工程とからなる鍛造成形方法であって、前記曲げ工程では、前記棒状のワークをＶ字形に曲げ、且つこのＶ字状の中心線が通る面が曲げ用プレスの軸に平行になるようにして曲げ加工を実施し、前記潰し工程では、前記Ｖ字状の中心線が通る面が潰し用プレスの軸と直交するようにして潰し加工実施することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、上型と下型の間に棒状のワークを配置して打撃することで棒状のワークを曲げる鍛造成形金型において、下型は、棒状のワークの中央部近傍に対応する位置が山状となるように膨らむ膨らみ部を有し、この膨らみ部は、棒状のワークの中央部近傍から端面部に対応する位置に向かって下がるように傾斜する傾斜部と、この傾斜部の途中に棒状のワークに接触する凸部と、を備えたことを特徴とする。

請求項３に係る発明では、膨らみ部は、棒状のワークの中央部に対応する位置にワークを押し上げるノックアウト部を備えたことを特徴とする。

請求項１に係る発明では、曲げ工程では、棒状のワークをＶ字形に曲げ、且つこのＶ字状の中心線が通る面が曲げ用プレスの軸に平行になるようにして曲げ加工を実施し、潰し工程では、Ｖ字状の中心線が通る面が潰し用プレスの軸と直交するようにして潰し加工を実施する。棒状ワークの曲げ方向とプレス方向とが一致するので、プレスの力をそのまま曲げる力に利用でき、ワークの曲げ量を大きくすることができる。

加えて、棒状ワークの曲げ方向とプレス方向とが一致するので、プレスの力を最小限にすることができ、金型への負荷を軽減し、金型の寿命の向上を図ることができる。
更に加えて、曲げ工程で曲げられたワークを９０度反転して、潰し工程の金型にワークを配置するので、潰し工程における通常のワークの配置と同様になり、既存の設備を使用することができ、生産設備のコストの増加を抑えることができる。

請求項２に係る発明では、下型は、棒状のワークの中央部近傍に対応する位置が山状となるように膨らむ膨らみ部を有し、この膨らみ部は、傾斜部と、ワークに接触する凸部と、を備えている。金型の構造が簡易であるので、金型の製造コストの低減を図ることができる。

加えて、凸部がワークに接触するので、棒状のワークを配置する際、下型にワークを安定して配置することができ、ワークの加工品質を安定させることができる。
更に加えて、凸部がいわゆるせぎりの役割を果たすので、ワークを伸ばすことができる。

請求項３に係る発明では、膨らみ部は、棒状のワークの中央部に対応する位置にワークを押し上げるノックアウト部を備えている。曲げられたワークの下側のうち最も高い位置を押し上げるので、回転位相を動かさずにノックアウトが可能であり、次工程への９０度反転を正確に行うことができ、製品の品質を向上させることができる。

本発明に係る鍛造成形金型の全体及び搬送装置を説明する図である。 図１の２−２矢視図である。 図１の３−３線断面図である。 ノックアウト部を説明する図である。 曲げ工程におけるワークの向きを説明する図である。 潰し工程におけるワークの向きを説明する図である。 曲げ工程を説明する図である。 ワークの反転を説明する図である。 ワークを潰し工程の金型に配置した平面図である。 曲げ工程における力の作用図である。 従来技術の基本原理を説明する図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。

先ず、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、鍛造成形装置１０は、曲げ工程用の上型１１、曲げ工程用の下型１２、潰し工程用の上型１３、潰し工程用の下型１４、荒工程用の上型１５、荒工程用の下型１６、仕上げ工程用の上型１７、仕上げ工程用の下型１８及びワークの搬送装置２１と、からなる。
搬送装置２１は、搬送装置本体２２からアーム２３が延ばされ、このアーム２３の先端にワーク保持部２４が設けられている。ワーク保持部２４は、軸２５を中心にして矢印のように回転可能であり、ワークを９０度回転させて搬送し次工程の金型１４に配置することができる。なお、搬送装置２１は、ワークを９０度に限定せず、所定の角度回転させて搬送し次工程の金型１４に配置することができる。

次に曲げ工程及び潰し工程におけるワークの配置を説明する。
図２に示されるように、曲げ工程用の下型１２は、棒状のワーク２６が配置される平面視で直線的な直線凹部２７を有している。棒状のワーク２６の軸方向の長さよりも、直線凹部２７の長手方向の長さの方が長く設定されており、棒状のワーク２６は直線凹部２７の長手方向に沿って配置される。
潰し工程の下型１４は、曲げられたワーク２６が配置されるクランクシャフト形状のクランク凹部２８を有している。曲げられたワーク２６は、ワークの山部３１が横になるように倒してクランクシャフト形状のクランク凹部２８に合わせて配置する。

次に下型の構造について説明する。
図３に示されるように、下型１２は、配置された棒状のワーク２６の中央部３２近傍に対応する位置が山状となるよう膨らむ膨らみ部３３を有している。この膨らみ部３３は、棒状のワーク２６の中央部３２近傍から端面部３４に対応する位置に向かって下がるように傾斜する傾斜部３５を有し、この傾斜部３５の途中に棒状のワーク２６に接触する凸部３６が設けられている。

また、膨らみ部３３は、棒状のワーク２６の中央部３２に対応する位置にプレスにより曲がったワーク２６を押し上げるノックアウト部３７を備えている。ノックアウト部３７は平坦部３８を有しており、平坦部３８とこの平坦部３８の両脇にある凸部３６とで棒状のワーク２６を安定して支持することができる。凸部３６は、棒状のワーク２６を配置する際は棒状のワーク２６を支持し、プレスする際は棒状のワーク２６に窪みを成形する。
なお、傾斜部３５には、棒状のワーク２６に接する凸部３６の他に、棒状のワーク２６に窪みを成形するために、別途窪み用凸部４１を設けても差し支えない。

上型１１は、配置された棒状のワーク２６の中央部３２近傍に対応する位置に直線凹部４２を有している。この直線凹部４２は、棒状のワーク２６の中央部３２近傍から端面部３４に対応する位置に向かって下がるように傾斜する上型傾斜部４３を有し、この上型傾斜部４３の途中に棒状のワーク２６に窪みを成形するための窪み用凸部４４が設けられている。

次にノックアウト部３７について説明する。
図４に示されるように、下型１２は、ワークの中央部３２に対応する位置にノックアウト部３７が昇降自在に設けられている。ノックアウト部３８は、平坦部３８と、この平坦部の両側に湾曲した湾曲部４５とを備えており、平坦部３８と湾曲部４５とで曲げられたワーク２６を支持する。

曲げ工程でプレスされたワーク２６は、曲げられた状態となり、ノックアウト部３７で押し上げられる。ワークの端面部３４が、下型１２の縁４６より上側に移動するので、搬送装置（図１、符号２１）のワーク保持部（図１、符号２４）によりワーク２６の保持が容易になる。

次に曲げ工程におけるワーク２６の向きについて説明する。
図５に示されるように、曲げ工程では、棒状のワーク２６をＶ字形に曲げ、このＶ字状の中心線５１が通る面５２が、曲げようプレスの軸５３に平行になるようにして曲げ工程が実施されている。

次に潰し工程におけるワーク２６の向きについて説明する。
図６に示されるように、潰し工程では、棒状のワーク２６のＶ字状の中心線５１が通る面５２が、潰し用プレスの軸５４と直交するようにして潰し加工を実施する。

以上に述べた鍛造成形装置１０の作用を説明する。
図７（ａ）に示されるように、曲げ工程では、棒状のワーク２６を下型１２に配置する。このとき、凸部３６により、棒状のワーク２６を安定して配置させることができる。上型１１を矢印（２）のように移動させ、棒状のワーク２６をプレスする。
すると、図７（ｂ）に示されるように、ワーク２６は、Ｖ字状に曲げられる。上型１１を矢印（３）のように移動させてワーク２６の上方を解放し、ノックアウト部３７を矢印（４）のように移動させる。

図８（ａ）に示されるように、Ｖ字状に曲げられたワーク２６は、上昇されている。図８（ｂ）は図８（ａ）のｂ矢視図であり、搬送装置（図１、符号２１）のワーク保持部（図１、符号２４）でワーク２６を保持し、図８（ｂ）の矢印（５）のように、ワーク２６を９０度回転させ、図８（ｃ）に示す向きにする。

図９に示されるように、ワーク２６を矢印（６）のように移動させ、潰し工程用の下型１４に配置する。潰し工程では、ワーク２６にプレスを実施し、更に、荒工程及び仕上げ工程からなる成形工程で、ワーク２６を所定の形状に成形する。

次に曲げ工程における力の作用について説明する。
図１０（ａ）は比較例における棒状ワーク１１０の曲げ部分の断面図であり、棒状のワーク１１０を下型１１１に配置し、上型１１２を矢印（７）のように移動させる。棒状のワーク２６は、下型１１１の傾斜部１１３及び上型１１２の傾斜部１１４から矢印（８）の向きに力を受ける。そして、ワーク１１０の曲げ部分は矢印（９）のように移動する。

図１０（ｂ）は比較例における棒状ワーク１１０の曲げ部分の移動量を示す図であり、棒状ワーク１１１の中心の移動距離はＬ１となる。

図１０（ｃ）は実施例における棒状ワーク２６の曲げ部分の断面図であり、棒状のワーク２６を下型１２に配置し、上型１１を矢印（１０）のように移動させる。棒状のワーク２６は、上型１１から矢印（１１）の向きに力を受ける。そして、ワーク２６の曲げ部分は矢印（１２）のように移動する。

図１０（ｄ）は実施例における棒状ワーク２６の曲げ部分の移動量を示す図であり、棒状ワーク２６の中心の移動距離はＬ２となる。実施例では、プレスの軸方向５３とワーク２６が曲げられる方向が一致するので、比較例と同じ力の大きさでプレスを実施しても、ワーク２６の曲げ量を大きくすることができる。すなわち、Ｌ１＜Ｌ２となる。

以上に述べた内容をまとめて以下に記載する。
上記図１、図５〜図１０に示したように、棒状のワーク２６を曲げる曲げ工程と、この曲げられたワーク２６を潰す潰し工程と、この潰されたワーク２６を所定の形状に成形する成形工程とからなる鍛造成形方法であって、曲げ工程では、棒状のワーク２６をＶ字形に曲げ、且つこのＶ字状の中心線５１が通る面５２が曲げ用プレスの軸５３に平行になるようにして曲げ加工を実施し、潰し工程では、Ｖ字状の中心線５１が通る面５２が潰し用プレスの軸５４と直交するようにして潰し加工実施する。

この構成により、棒状ワーク２６の曲げ方向とプレス方向とが一致するので、プレスの力をそのまま曲げる力に利用でき、ワーク２６の曲げ量を大きくすることができる。
加えて、棒状ワーク２６の曲げ方向とプレス方向とが一致するので、プレスの力を最小限にすることができ、金型（上型１１、下型１２）への負荷を軽減し、金型（上型１１、下型１２）の寿命の向上を図ることができる。
更に加えて、曲げ工程で曲げられたワーク２６を９０度反転して、潰し工程の金型（上型１３、下型１４）にワークを配置するので、潰し工程における通常のワーク２６の配置と同様になり、既存の設備を使用することができ、生産設備のコストの増加を抑えることができる。

上記図２、図３に示したように、上型１１と下型１２の間に棒状のワーク２６を配置して打撃することで棒状のワーク２６を曲げる鍛造成形金型（上型１１、下型１２）において、下型１２は、棒状のワーク２６の中央部３２近傍に対応する位置が山状となるように膨らむ膨らみ部３３を有し、この膨らみ部３３は、棒状のワーク２６の中央部３２近傍から端面部３４に対応する位置に向かって下がるように傾斜する傾斜部３５と、この傾斜部３５の途中に棒状のワーク２６に接触する凸部３６と、を備えた。

この構成により、金型（上型１１、下型１２）の構造が簡易であるので、金型（上型１１、下型１２）の製造コストの低減を図ることができる。
加えて、凸部３６がワーク２６に接触するので、棒状のワーク２６を配置する際、下型１２にワーク２６を安定して配置することができ、ワーク２６の加工品質を安定させることができる。
更に加えて、凸部３６がいわゆるせぎりの役割を果たすので、ワーク２６を伸ばすこと

上記図４に示したように、膨らみ部３３は、棒状のワーク２６の中央部３２に対応する位置にワーク２６を押し上げるノックアウト部３７を備えた。
この構成により、曲げられたワーク２６の下側のうち最も高い位置を押し上げるので、回転位相を動かさずにノックアウトが可能であり、次工程への９０度反転を正確に行うことができ、製品の品質を向上させることができる。

尚、本発明に係る鍛造成形技術の曲げ工程では、ワーク２６を１箇所のみ曲げてＶ字状のワーク２６としたが、これに限定されず、２箇所曲げてＷ字状のワークとしてもよく、曲げられたワークの中心線が通る面が曲げようプレスの軸に平行になるような曲げ工程に適用することは差し支えない。

本発明の鍛造方法は、複数の金型間にワークを移動して、順次、複数の鍛造工程を行う鍛造技術に好適である。

１０…鍛造成形装置、１１…曲げ工程用の上型、１２…曲げ工程用の下型、１３…潰し工程用の上型、１４…潰し工程用の下型、２６…ワーク、３２…ワークの中央部、３３…膨らみ部、３４…ワークの端面部、３５…傾斜部、３６…凸部、３７…ノックアウト部、５１…Ｖ字状の中心線、５２…Ｖ字状の中心線が通る面、５３…曲げ用プレスの軸、５４…潰し用プレスの軸。

Claims (3)

1. 棒状のワークを曲げる曲げ工程と、この曲げられたワークを潰す潰し工程と、この潰されたワークを所定の形状に成形する成形工程とからなる鍛造成形方法であって、
   前記曲げ工程では、前記棒状のワークをＶ字形に曲げ、且つこのＶ字状の中心線が通る面が曲げ用プレスの軸に平行になるようにして曲げ加工を実施し、
   前記潰し工程では、前記Ｖ字状の中心線が通る面が潰し用プレスの軸と直交するようにして潰し加工実施することを特徴とする鍛造成形方法。
2. 上型と下型の間に棒状のワークを配置して打撃することで前記棒状のワークを曲げる鍛造成形金型において、
   前記下型は、前記棒状のワークの中央部近傍に対応する位置が山状となるように膨らむ膨らみ部を有し、
   この膨らみ部は、前記棒状のワークの中央部近傍から端面部に対応する位置に向かって下がるように傾斜する傾斜部と、この傾斜部の途中に前記棒状のワークに接触する凸部と、を備えたことを特徴とする鍛造成形金型。
3. 前記膨らみ部は、前記棒状のワークの中央部に対応する位置に前記ワークを押し上げるノックアウト部を備えたことを特徴とする請求項２記載の鍛造成形金型。

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