JP2011200906A - Method and device for partial heating and heading small diameter bar - Google Patents
Method and device for partial heating and heading small diameter bar Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011200906A JP2011200906A JP2010070366A JP2010070366A JP2011200906A JP 2011200906 A JP2011200906 A JP 2011200906A JP 2010070366 A JP2010070366 A JP 2010070366A JP 2010070366 A JP2010070366 A JP 2010070366A JP 2011200906 A JP2011200906 A JP 2011200906A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rod
- shaped material
- heading
- punch
- lower die
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Abstract
Description
本発明は、マグネシウム合金部材の鍛造加工に関し、特に棒状素材からの鍛造加工による部分加熱ヘッディング加工方法およびその加工装置に関するものである。 The present invention relates to a forging process of a magnesium alloy member, and more particularly to a partial heating heading processing method by a forging process from a rod-shaped material and a processing apparatus therefor.
特開５−３０５３８０号公報（特許文献１）に、「Ｍｇ合金をオイルバスに浸漬して加熱することで従来に比べ相当低い温度で鍛造成形を行うことができる。」という記載がある。この製造方法は、押出し成形したマグネシウム合金試験片をオイルバスに浸漬し、加熱されたマグネシウム合金試験片をオイルバスから引き上げ直ちに温間鍛造成形するマグネシウム合金部材の鍛造加工方法である。 Japanese Patent Laid-Open No. 5-305380 (Patent Document 1) has a description that “forging can be performed at a considerably lower temperature than before by immersing and heating the Mg alloy in an oil bath”. This manufacturing method is a forging method of a magnesium alloy member in which an extruded magnesium alloy specimen is immersed in an oil bath, and the heated magnesium alloy specimen is pulled up from the oil bath and immediately warm-formed.
「Ｍｇ合金線の冷間引抜きとマイクロねじの製造技術」（非特許文献１）に、マグネシウム合金の線材を用いた圧造加工で、「１４０℃では非常に加工性が悪く、２００℃ではすべてのねじ頭部が良好な形状になり、加工可能な温度といえる。」という記載がある。この圧造加工は、マグネシウム合金の棒状素材を下型で固持し、上型のパンチで棒状素材を押圧する鍛造加工であり、金型および棒状素材を加工温度２００℃まで加熱して行う。 “For cold drawing of Mg alloy wire and micro screw manufacturing technology” (Non-Patent Document 1), forging using a magnesium alloy wire, “at 140 ° C, the workability is very bad, at 200 ° C all The screw head has a good shape and can be said to be a processable temperature. " This forging process is a forging process in which a magnesium alloy bar-shaped material is held in a lower mold and the bar-shaped material is pressed with an upper mold punch, and the mold and the bar-shaped material are heated to a processing temperature of 200 ° C.
しかしながら、特許文献１には、マグネシウム合金素材の鍛造加工を１５０℃で行うため、事前にオイルバスを使用して素材全体を加熱している。そのため、加熱に要する設備や工程を増やす必要があった。また素材全体が加熱されることで結晶粒の粗大化および硬さの低下が発生する問題があった。 However, in Patent Document 1, in order to forge a magnesium alloy material at 150 ° C., the entire material is heated in advance using an oil bath. Therefore, it is necessary to increase the facilities and processes required for heating. In addition, there is a problem that the whole material is heated, resulting in coarse crystal grains and a decrease in hardness.
非特許文献１では、マグネシウム合金の鍛造加工を２００℃の温間圧造で行っており、棒状素材および鍛造に用いる金型全体を高温に保持する必要があった。そのため、加熱に要するエネルギの増大や高温にさらされる金型の劣化が起こる問題があった。また、マグネシウム合金の棒状素材全体を高温に維持することで、結晶粒の粗大化および硬さの低下が発生する問題があった。 In Non-Patent Document 1, forging of a magnesium alloy is performed by warm forging at 200 ° C., it is necessary to keep the rod-shaped material and the entire mold used for forging at a high temperature. For this reason, there are problems in that the energy required for heating increases and the mold exposed to high temperatures deteriorates. Moreover, there existed a problem that the coarsening of a crystal grain and the fall of hardness generate | occur | produced by maintaining the whole rod-shaped raw material of a magnesium alloy at high temperature.
本発明は、このようなマグネシウム合金の鍛造加工の現状を鑑みてなされたものであり、マグネシウム合金の棒状素材全体を加熱する工程を削減して、加工に必要な部分を必要最小限加熱した鍛造加工を実現し、かつ加熱による成形品への熱影響を少なくすることを目的としてなされたものである。また、棒状素材を連続して鍛造加工できる加工装置を実現しようとするものである。 The present invention has been made in view of the present state of forging processing of such a magnesium alloy, forging in which the steps required to heat the entire rod-shaped material of the magnesium alloy are reduced, and the portions necessary for processing are heated to the minimum necessary. It was made for the purpose of realizing the processing and reducing the thermal influence on the molded product by heating. Further, the present invention intends to realize a processing apparatus that can continuously forge a rod-shaped material.
本願発明者は、上記課題を解決するためにマグネシウム合金の棒状素材の加熱をヘッディングパンチからの伝熱で行い、かつ鍛造加工を行うことによって従来の素材全体を加熱保持する工程を伴わない新規な鍛造加工方法を実現したものである。また、部分加熱ヘッディング加工という新規な加工方法であるが故に、複数の棒状素材を連続的に加工することができる新規な加工装置を実現したものである。 In order to solve the above problems, the inventor of the present application performs heating of a rod-shaped material of a magnesium alloy by heat transfer from a heading punch, and performs a forging process and does not involve a process of heating and holding the entire conventional material. This realizes the forging method. Moreover, since it is a novel processing method called partial heating heading processing, a novel processing apparatus capable of continuously processing a plurality of rod-shaped materials is realized.
即ち、請求項１に記載の部分加熱ヘッディング加工方法は、マグネシウム合金の棒状素材を下型ダイスで固持して、ヘッディングパンチで棒状素材を塑性変形させる部分加熱ヘッディング加工方法であって、２２８〜３５１℃に加熱したヘッディングパンチの平面を棒状素材の塑性変形部位に接触させて伝熱により棒状素材を加熱する工程と、加熱された塑性変形部位をヘッディングパンチで加工速度０．１〜１１ｍｍ／ｓで押圧して塑性変形させる工程とからなることを特徴とする。本発明にいう下型ダイスは、鍛造加工中の棒状素材を固持する金型であり加熱せずに使用する。ヘッディングパンチは、棒状素材を加圧して強制的に塑性変形させる金型であり、加熱して使用する。 That is, the partial heating heading processing method according to claim 1 is a partial heating heading processing method in which a rod-shaped material of magnesium alloy is held by a lower die and the rod-shaped material is plastically deformed by a heading punch. A step of bringing the flat surface of the heading punch heated to 0 ° C. into contact with the plastic deformation portion of the rod-shaped material and heating the rod-shaped material by heat transfer; and processing the heated plastic deformation portion with a heading punch at a processing speed of 0.1 to 11 mm / s. And a step of plastic deformation by pressing. The lower die referred to in the present invention is a die that holds the rod-shaped material being forged and is used without being heated. The heading punch is a die that pressurizes a rod-shaped material to forcibly plastically deform it, and is used by heating.
請求項２に記載の部分加熱ヘッディング加工方法は、請求項１に記載の発明において、ヘッディングパンチの２２８〜３５１℃に加熱された平面で棒状素材の塑性変形対象部位を伝熱により加熱する工程と、ヘッディングパンチで棒状素材の塑性変形部位を押圧して加工速度０．１〜１１ｍｍ／ｓで塑性変形させる工程が同時であることを特徴とする。 The method for partially heating heading according to claim 2 is the method according to claim 1, wherein the plastic deformation target portion of the rod-shaped material is heated by heat transfer in a plane heated to 228 to 351 ° C. of the heading punch. The step of pressing the plastic deformation portion of the rod-shaped material with a heading punch and plastically deforming at a processing speed of 0.1 to 11 mm / s is simultaneous.
請求項３に記載の部分加熱ヘッディング加工方法は、請求項１又は２に記載の発明において、ヘッディングパンチに接触した棒状素材の端部のみ外径が広がり皿ヘッド形状に成形されることを特徴とする。本発明にいう皿ヘッド形状は、本発明の鍛造加工方法によって棒状素材の端部が圧縮され、棒状素材の端部の外径が２倍以上に広がった形状をいう。 The partial heating heading processing method according to claim 3 is characterized in that, in the invention according to claim 1 or 2, the outer diameter is widened only at the end of the rod-shaped material in contact with the heading punch and is formed into a dish head shape. To do. The dish head shape referred to in the present invention refers to a shape in which the end portion of the rod-shaped material is compressed by the forging method of the present invention and the outer diameter of the end portion of the rod-shaped material is expanded more than twice.
請求項４に記載の部分加熱ヘッディング加工方法は、マグネシウム合金の棒状素材を下型ダイスで固持して窪み成型部を有するヘッディングパンチで塑性変形させる部分加熱ヘッディング加工方法であって、ヘッディングパンチの１９５〜３５１℃で加熱された窪み成型部を棒状素材の塑性変形対象部位に接触させて伝熱により棒状素材を加熱する工程と、その加熱された塑性変形部位をヘッディングパンチで加工速度０．４〜３１ｍｍ／ｓで押圧して塑性変形させ窪み成型部に充満させる工程とからなることを特徴とする。本発明にいう窪み成型部は、ヘッディングパンチ表面に設けた凹形状の窪み型であり、棒状素材を目的の形状へ塑性変形させることができる。 The partial heating heading processing method according to claim 4 is a partial heating heading processing method in which a magnesium alloy rod-shaped material is held by a lower die and is plastically deformed by a heading punch having a recessed molding portion. A process in which a hollow molding part heated at 351 ° C. is brought into contact with a plastic deformation target portion of the rod-shaped material and the rod-shaped material is heated by heat transfer, and the heated plastic deformation portion is processed with a heading punch at a processing speed of 0.4 to And a step of plastically deforming by pressing at 31 mm / s to fill the hollow molding part. The hollow molding part referred to in the present invention is a concave hollow mold provided on the surface of the heading punch, and can plastically deform the rod-shaped material into a target shape.
請求項５に記載の部分加熱ヘッディング加工方法は、請求項４に記載の発明において、ヘッディングパンチの１９５〜３５１℃に加熱された窪み成型部を棒状素材の塑性変形対象部位に接触させて伝熱により棒状素材を加熱する工程と、その加熱された塑性変形部位をヘッディングパンチで加工速度０．４〜３１ｍｍ／ｓで押圧して塑性変形させ窪み成型部に充満させる工程が同時であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to the fourth aspect, the heat transfer is carried out by bringing the hollow molding portion of the heading punch heated to 195 to 351 ° C. into contact with the plastic deformation target portion of the rod-shaped material. The step of heating the rod-shaped material by the step and the step of pressing the heated plastic deformation portion with a heading punch at a processing speed of 0.4 to 31 mm / s to plastically deform and fill the hollow molding part are simultaneous. And
請求項６に記載の連続ヘッディング加工装置は、複数の棒状素材を保持する下型ダイスと、鍛造加工中の棒状素材の端面を受け止める下型受部と、内部に発熱体が設置され棒状素材を塑性変形させるヘッディングパンチとを備えるピン部品の連続ヘッディング加工装置であって、棒状素材の塑性変形部位を加熱されたヘッディングパンチに接触させて加熱させ、棒状素材の塑性変形部位をヘッディングパンチで押圧して鍛造加工することを特徴とする。
本発明にいう下型受部とは、鍛造加工中の棒状素材がヘッディングパンチからの加圧によって下型ダイス側へ移動することを防ぐため、下型ダイスに連結して設置し棒状素材の端面を受け止める下型である。
The continuous heading processing apparatus according to claim 6, wherein a lower die holding a plurality of rod-shaped materials, a lower die receiving portion for receiving an end face of the rod-shaped material being forged, a heating element installed therein, This is a continuous heading processing device for a pin part including a heading punch for plastic deformation, wherein the plastic deformation portion of the rod-shaped material is heated by contacting the heated heading punch, and the plastic deformation portion of the rod-shaped material is pressed by the heading punch. And forging.
The lower die receiving portion referred to in the present invention is an end face of the rod-shaped material that is connected to the lower die to prevent the rod-shaped material being forged from moving toward the lower die due to the pressure from the heading punch. It is the lower mold that catches.
請求項７に記載の連続ヘッディング加工装置は、請求項６に記載の発明において、下型受部は内部に次に鍛造加工される棒状素材が装填されるものであって、下型ダイスに保持した棒状素材を鍛造加工した後に、次に鍛造加工される棒状素材と鍛造加工された棒状素材が一列になる位置に下型受部を移動させて、次に鍛造加工される棒状素材が下型ダイスに装填されることで鍛造加工された棒状素材を下型ダイスから押出すことを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the continuous heading processing apparatus according to the sixth aspect of the invention, wherein the lower die receiving portion is loaded with a rod-shaped material to be forged next, and is held by the lower die. After forging the rod-shaped material, the lower die receiving part is moved to a position where the rod-shaped material to be forged next and the forged rod-shaped material are aligned, and the rod-shaped material to be forged next is the lower die. The bar-shaped material forged by being loaded into a die is extruded from a lower die.
本発明の部分加熱ヘッディング加工方法は、鍛造加工前にマグネシウム合金の棒状素材全体を加熱する工程を設けることなく、金型についても全体を加熱せずにその一部のみを加熱しておくことで、棒状素材を鍛造加工した成形品を得ることができた。
マグネシウム合金の鍛造加工に必要な加熱を必要最小限に抑えることで、成形品への熱影響を少なくすることができた。
また、同部分加熱ヘッディング加工方法を用いた加工装置によって、連続した鍛造加工が可能となり成形品の多数個生産につながった。
The partial heating heading processing method of the present invention is to heat only a part of the mold without heating the whole without using a step of heating the entire magnesium alloy rod-shaped material before forging. A molded product obtained by forging a rod-shaped material could be obtained.
By minimizing the heating required for forging of magnesium alloys, the thermal effect on the molded product could be reduced.
The processing equipment using the partial heating heading processing method enabled continuous forging and led to the production of a large number of molded products.
以下、本発明法における具体的な部分加熱ヘッディング加工方法について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施例に係る部分加熱ヘッディング加工用装置の全体構成を示す正面断面図である。
図１において、部分加熱ヘッディング加工用装置は可動金型部１０、受け金型部３０により構成され、棒状素材９０を鍛造加工する金型装置である。
Hereinafter, a specific partial heating heading processing method in the method of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a front sectional view showing the overall configuration of a partial heating heading processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, the partial heating heading processing apparatus is a mold apparatus that includes a movable mold part 10 and a receiving mold part 30 and forges a rod-shaped material 90.
加工前は、可動金型部１０と受け金型部３０は離れた状態を保っている。
可動金型部１０は、部分加熱ヘッディング加工を行う際に通しロッド３８に沿って受け金型部側へ移動する。可動金型部１０の移動により成型部１２が棒状素材９０を押圧する。このとき、受け金型部３０は棒状素材を介して伝わる可動金型部１０からの加圧力を受け止める。
Prior to processing, the movable mold part 10 and the receiving mold part 30 are kept apart.
The movable mold part 10 moves to the receiving mold part side along the through rod 38 when performing the partial heating heading process. The molding part 12 presses the rod-shaped material 90 by the movement of the movable mold part 10. At this time, the receiving mold part 30 receives the applied pressure from the movable mold part 10 transmitted through the rod-shaped material.
（可動金型部）
図１において、可動金型部１０はヘッディングパンチ１１、成型部１２、セラミック製の発熱体１４、熱電対１５、断熱材１６、上型フランジ１７および通しロッド位置穴１９を主要部として構成される。
(Movable mold part)
In FIG. 1, the movable mold part 10 includes a heading punch 11, a molding part 12, a ceramic heating element 14, a thermocouple 15, a heat insulating material 16, an upper mold flange 17, and a through rod position hole 19. .
ヘッディングパンチ１１には、成型部１２を設けている。本実施では成型部１２を平らな面にしてある。ヘッディングパンチの内部には、セラミック製の発熱体１４を設けている。部分加熱ヘッディング加工を行う前に、ヘッディングパンチ内部の発熱体１４が成型部１２を加熱する。加熱時は熱電対１５によって温度を監視する。成型部１２の表面は発熱体によって４００℃まで加熱することができる。成型部１２の表面は、発熱体に流れる電流を調節することで温度制御できる。熱電対１５は、成型部１２の表面温度を温度制御することができるように、できるだけ成型部１２の表面に近い部分に設置する。本実施においては、成型部１２から発熱体側へ２．５ｍｍヘッディングパンチ内部に入った部分にあらかじめ熱電対１５を設置し、ヘッディングパンチ内部の温度を測定する。 The heading punch 11 is provided with a molding part 12. In this embodiment, the molding part 12 is a flat surface. A ceramic heating element 14 is provided inside the heading punch. The heating element 14 inside the heading punch heats the molding part 12 before performing the partial heating heading process. During the heating, the temperature is monitored by the thermocouple 15. The surface of the molding part 12 can be heated to 400 ° C. by a heating element. The temperature of the surface of the molding part 12 can be controlled by adjusting the current flowing through the heating element. The thermocouple 15 is installed as close to the surface of the molded part 12 as possible so that the surface temperature of the molded part 12 can be controlled. In this embodiment, a thermocouple 15 is installed in advance in a portion that enters the 2.5 mm heading punch from the molding part 12 to the heating element side, and the temperature inside the heading punch is measured.
図２は部分加熱ヘッディング加工用装置の可動金型部１０の斜視図である。図２において可動金型部１０は、ヘッディングパンチ１１、成型部１２、熱電対１５、断熱材１６、上型フランジ１７、発熱体固定ホルダ１８および通しロッド位置穴１９を主要部として構成される。 FIG. 2 is a perspective view of the movable mold part 10 of the apparatus for partial heating heading processing. In FIG. 2, the movable mold part 10 is composed mainly of a heading punch 11, a molding part 12, a thermocouple 15, a heat insulating material 16, an upper mold flange 17, a heating element fixing holder 18 and a through rod position hole 19.
成型部１２は平らな面である。ヘッディングパンチ内部にはセラミック製の発熱体がある。発熱体の発熱により、成型部１２を加熱することができる。熱電対１５は、ヘッディングパンチ内部の成型部１２に近い部分の温度を測定する。断熱材１６はヘッディングパンチから上型フランジへの伝熱を防ぐ。通しロッド位置穴１９は、受け金型部３０の通しロッド３８で連結される。 The molding part 12 is a flat surface. Inside the heading punch is a ceramic heating element. The molding part 12 can be heated by the heat generated by the heating element. The thermocouple 15 measures the temperature of the part near the molding part 12 inside the heading punch. The heat insulating material 16 prevents heat transfer from the heading punch to the upper mold flange. The through rod position hole 19 is connected by a through rod 38 of the receiving mold part 30.
可動金型部１０は、プレス機のシリンダの動きによって上下に可動する。プレス機は、加工時にプレス機上に設置した受け金型部に向かってシリンダが下降する構造となっている。下降したシリンダが上型フランジ１７を押すことによって、可動金型部１０は受け金型部３０側へ移動される。ヘッディングパンチ１１に設けられた成型部１２が可動金型部１０の移動に伴い棒状素材９０を押圧する。 The movable mold part 10 is moved up and down by the movement of the cylinder of the press machine. The press machine has a structure in which a cylinder descends toward a receiving mold part installed on the press machine during processing. When the lowered cylinder pushes the upper mold flange 17, the movable mold part 10 is moved to the receiving mold part 30 side. The molding part 12 provided in the heading punch 11 presses the rod-shaped material 90 as the movable mold part 10 moves.
（受け金型部）
図１において、受け金型部３０は下型ダイス３２、下型ダイス受け３４、ノックアウトピン３５、下型ベース３６、下型フランジ３７および通しロッド３８を主要部として構成される。
(Receiving mold part)
In FIG. 1, the receiving mold part 30 includes a lower die 32, a lower die receiver 34, a knockout pin 35, a lower die base 36, a lower die flange 37 and a through rod 38 as main parts.
下型ダイス３２は、被加工材となる棒状素材９０を固持する。この際、棒状素材９０の塑性変形される部分を可動金型部側に突き出した状態で固持される。下型ダイス受け３４は、ノックアウトピン３５を固持する。ノックアウトピン３５は、部分加熱ヘッディング加工後に棒状素材９０を下型ダイスから外す機能をもっている。下型ベース３６は、下型ダイス３２と下型ダイス受け３４を固持する。下型フランジ３７は、通しロッド３８を固持する。通しロッド３８は、前述の可動金型部１０の通しロッド穴１９で連結される。 The lower die 32 holds a rod-shaped material 90 as a workpiece. At this time, the part of the rod-shaped material 90 that is plastically deformed is held in a state of protruding to the movable mold part side. The lower die receiver 34 holds the knockout pin 35. The knockout pin 35 has a function of removing the rod-shaped material 90 from the lower die after the partial heating heading. The lower die base 36 holds the lower die 32 and the lower die receiver 34. The lower mold flange 37 holds the through rod 38. The through rod 38 is connected by the through rod hole 19 of the movable mold portion 10 described above.
図３は部分加熱ヘッディング加工装置の受け金型部３０の斜視図である。受け金型部３０は下型ダイス３２、下型ベース３６、下型フランジ３７および通しロッド３８を主要部として構成される。下型ベース３６は、内部に下型ダイス受け３４およびノックアウトピン３５を固持している。通しロッド３８は、可動金型部１０の通しロッド穴１９で連結される。 FIG. 3 is a perspective view of the receiving mold part 30 of the partial heating heading processing apparatus. The receiving mold part 30 includes a lower die 32, a lower die base 36, a lower die flange 37, and a through rod 38 as main parts. The lower mold base 36 holds the lower mold die receiver 34 and the knockout pin 35 inside. The through rod 38 is connected by the through rod hole 19 of the movable mold part 10.
受け金型部は、プレス機上に設置して使用する。部分加熱ヘッディング加工時は、下型ダイスで固持している棒状素材９０が圧縮され塑性変形する。このとき受け金型部３０は棒状素材を介して伝わる可動金型部１０からの加圧力を受け止める。 The receiving mold part is used on a press machine. At the time of partial heating heading, the rod-shaped material 90 held by the lower die is compressed and plastically deformed. At this time, the receiving mold part 30 receives the applied pressure from the movable mold part 10 transmitted through the rod-shaped material.
加工前には、可動金型部１０と受け金型部３０は離れた状態を保っている。
熱電対で測定された温度が所定の温度に達したら、可動金型部１０を受け金型部側へ移動して、部分加熱ヘッディング加工を行う。可動金型部１０は、部分加熱ヘッディング加工を行う際に通しロッド３８に沿って受け金型部側へ移動する。成型部底面１２が可動金型部１０の移動により棒状素材９０の上端面９１に接触し棒状素材９０を押圧する。棒状素材は押圧されることで塑性変形される。
Prior to processing, the movable mold part 10 and the receiving mold part 30 are kept apart.
When the temperature measured by the thermocouple reaches a predetermined temperature, the movable mold part 10 is moved to the mold part side to perform partial heating heading. The movable mold part 10 moves to the receiving mold part side along the through rod 38 when performing the partial heating heading process. The molding unit bottom surface 12 comes into contact with the upper end surface 91 of the rod-shaped material 90 by the movement of the movable mold unit 10 and presses the rod-shaped material 90. The rod-shaped material is plastically deformed by being pressed.
棒状素材９０として、マグネシウム合金（ＡＺ３１）を３００℃で押出し成形して得た円柱棒材を用いた。棒状素材サイズは外径が１．７ｍｍで長さ２０ｍｍである。棒状素材はあらかじめ潤滑剤をうすく塗布した。潤滑剤は二硫化モリブデンを使用した。棒状素材の両端面はその長さや面粗さを整えるため砥石によって研磨して使用した。棒状素材は端部を刃物による切断（機械的切断）がされている。その切断面は凹凸や切断バリがある。棒状素材の切断面には、鍛造時に成型部と接触する面との熱伝達等のバラつきをなくすことと、均一な粗さをもった面にすることと、バリ等による長さの誤差を無くすことを目的に砥石による研磨を行った。 As the rod-shaped material 90, a cylindrical rod material obtained by extruding a magnesium alloy (AZ31) at 300 ° C. was used. The rod-shaped material size has an outer diameter of 1.7 mm and a length of 20 mm. The rod-shaped material was preliminarily coated with a lubricant. As the lubricant, molybdenum disulfide was used. Both end surfaces of the rod-shaped material were used after being polished with a grindstone to adjust the length and surface roughness. The rod-shaped material is cut (mechanical cutting) with a blade at the end. The cut surface has irregularities and cut burrs. The cut surface of the rod-shaped material eliminates variations such as heat transfer with the surface that contacts the molded part during forging, has a uniform roughness, and eliminates errors in length due to burrs, etc. For this purpose, polishing with a grindstone was performed.
部分加熱ヘッディング加工時において、あらかじめ成型部１２は発熱体１４により加熱した。成型部の表面温度は２８３℃にした。なお、熱電対１５による測定温度は、成型部１２から発熱体側へ２．５ｍｍヘッディングパンチ内部に入った部分である。室温にさらされる成型部１２の表面との間には温度勾配がある。このため、熱電対で測定されるヘッディングパンチ内部の温度を３５０℃にすることで成型部１２の表面温度を２８３℃に制御した。 During the partial heating heading processing, the molding part 12 was heated by the heating element 14 in advance. The surface temperature of the molded part was 283 ° C. Note that the temperature measured by the thermocouple 15 is the portion that enters the 2.5 mm heading punch from the molding portion 12 to the heating element side. There is a temperature gradient between the surface of the molded part 12 exposed to room temperature. For this reason, the surface temperature of the molding part 12 was controlled to 283 ° C. by setting the temperature inside the heading punch measured with a thermocouple to 350 ° C.
部分加熱ヘッディング加工は、可動金型部１０をプレス機による加工速度１．０ｍｍ／ｓで受け金型部側へ移動させて行った。成型部１２の平らな面が棒状素材９０を押圧し塑性変形させた。 The partial heating heading process was performed by moving the movable mold part 10 to the receiving mold part side at a processing speed of 1.0 mm / s by a press machine. The flat surface of the molded part 12 pressed the rod-shaped material 90 to cause plastic deformation.
加工開始時において、２８３℃になっている成型部１２の表面は棒状素材の上端面９１に接触する。これにより、成型部から棒状素材へと伝熱が始まる。２８３℃の成型部の表面が棒状素材の上端面９１に接触した直後に、部分加熱ヘッディング加工装置を側面から赤外線カメラで撮影した。図４は、撮影した温度分布図である。図中には、ヘッディングパンチ表面、棒状素材表面および下型ダイス表面の温度分布状態を示している。棒状素材は、成型部側から温度の低い下型ダイス側にかけて温度勾配が生じている。このことは、成型部と接触する棒状素材の端部が最も加熱されていることを表している。つまり、加熱された棒状素材の端部が棒状素材全体の中で最も軟らかく塑性変形されやすい部分である。 At the start of processing, the surface of the molded part 12 at 283 ° C. comes into contact with the upper end surface 91 of the rod-shaped material. Thereby, heat transfer starts from the molding part to the rod-shaped material. Immediately after the surface of the molded part at 283 ° C. contacted the upper end surface 91 of the rod-shaped material, the partial heating heading processing apparatus was photographed from the side with an infrared camera. FIG. 4 is a photographed temperature distribution diagram. In the figure, the temperature distribution states of the heading punch surface, the bar-shaped material surface, and the lower die surface are shown. The rod-shaped material has a temperature gradient from the molding part side to the lower die side having a low temperature. This indicates that the end of the rod-shaped material that comes into contact with the molded part is heated most. That is, the end of the heated rod-shaped material is the softest and most easily plastically deformed portion of the entire rod-shaped material.
成型部１２が棒状素材９０を押圧することで、最も加熱されている棒状素材の端部が圧縮される。このとき、棒状素材の端部が成型部１２の平らな面に沿って外径が広がる。 When the molding portion 12 presses the rod-shaped material 90, the end portion of the rod-shaped material that is most heated is compressed. At this time, the outer diameter of the end of the rod-shaped material increases along the flat surface of the molded part 12.
次に棒状素材が部分加熱ヘッディング加工によって成形される過程を説明する。図５は、部分加熱ヘッディング加工用装置の正面断面図の拡大図である。この拡大図は、棒状素材９０、ヘッディングパンチ１１、成型部１２、下型ダイス３２、下型ダイス受け３４およびノックアウトピン３５で構成された部分である。図中（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、棒状素材が成形されていく過程を示す。 Next, a process in which a rod-shaped material is formed by partial heating heading will be described. FIG. 5 is an enlarged view of a front sectional view of the partial heating heading processing apparatus. This enlarged view is a portion composed of a rod-shaped material 90, a heading punch 11, a molding part 12, a lower die 32, a lower die receiver 34 and a knockout pin 35. In the drawing, (a), (b), and (c) show the process of forming the rod-shaped material.
棒状素材９０は、下型ダイス３２で固持されている。ヘッディングパンチ１１は下型ダイス側へ移動する。成型部１２は棒状素材の上端面９１に接触し棒状素材の端部を押圧する。 The rod-shaped material 90 is held by the lower die 32. The heading punch 11 moves to the lower die side. The molding part 12 contacts the upper end surface 91 of the rod-shaped material and presses the end of the rod-shaped material.
図５（ａ）は、２８３℃の成型部１２の平らな面が棒状素材の上端面９１に接触した状態を示す。この接触により棒状素材は２８３℃の成型部から伝熱される。棒状素材は、上端面９１から温度の低い下型ダイス側にかけて温度勾配が生じる。成型部と接触する棒状素材の端部が最も加熱される。また、その棒状素材の端部が最も軟らかくなる。
図５（ｂ）は、ヘッディングパンチ１１が下型ダイス側へ移動した状態を示す。棒状素材は２８３℃の成型部１２の平らな面に押圧される。棒状素材の端部は圧縮され、外径が広がり始める。棒状素材の端部の外径は、成型部１２の平らな面に沿って広がる。このとき、棒状素材は加工途中素材９２の形状に塑性変形される。なお、この間、加工途中素材９２は成型部１２から伝熱され続ける。
図５（ｃ）は、さらにヘッディングパンチ１１が下型ダイス側へ移動し、部分加熱ヘッディング加工が完了した状態を示す。棒状素材の端部はさらに圧縮される。棒状素材の端部は圧縮されることで、成型部１２に平らな面に沿ってさらに外径が広がる。加工完了時に棒状素材の端部は皿ヘッド形状に塑性変形される。塑性変形された棒状素材は皿ヘッドを有するピン部品９３の形状となる。棒状素材が塑性変形する間、成型部から棒状素材へ伝熱されつづける。常に棒状素材の端部が最も加熱されることから棒状素材の端部が最も圧縮される。棒状素材の端部は、成型部１２の平らな面に沿って外径が広がり続け、皿ヘッド形状になるまで塑性変形される。
FIG. 5A shows a state where the flat surface of the molding part 12 at 283 ° C. is in contact with the upper end surface 91 of the rod-shaped material. By this contact, the rod-shaped material is transferred from the molding part at 283 ° C. In the rod-shaped material, a temperature gradient is generated from the upper end surface 91 to the lower die side where the temperature is low. The end of the rod-shaped material that comes into contact with the molded part is heated most. Further, the end of the rod-shaped material becomes the softest.
FIG. 5B shows a state where the heading punch 11 has moved to the lower die side. The rod-shaped material is pressed against the flat surface of the molding part 12 at 283 ° C. The ends of the rod-shaped material are compressed and the outer diameter begins to expand. The outer diameter of the end of the rod-shaped material extends along the flat surface of the molded part 12. At this time, the rod-shaped material is plastically deformed into the shape of the material 92 during processing. During this time, the material 92 during processing continues to be transferred from the molding part 12.
FIG. 5C shows a state where the heading punch 11 is further moved to the lower die side and the partial heating heading processing is completed. The end of the rod-shaped material is further compressed. By compressing the end portion of the rod-shaped material, the outer diameter further expands along the flat surface of the molded portion 12. When the processing is completed, the end of the rod-shaped material is plastically deformed into a dish head shape. The plastically deformed rod-shaped material has a shape of a pin part 93 having a dish head. While the rod-shaped material is plastically deformed, heat is continuously transferred from the molding part to the rod-shaped material. Since the end of the rod-shaped material is always heated most, the end of the rod-shaped material is compressed most. The end of the rod-shaped material is plastically deformed until the outer diameter continues to expand along the flat surface of the molded part 12 and becomes a dish head shape.
本実施では、押圧されて塑性変形した棒状素材の端部の外径が元の棒状素材外径の２倍になるまで成形を行って皿ヘッドを有するピン部品９３を得た。本実施による部分加熱ヘッディング加工方法は、伝熱による成型部１２から棒状素材９０へと発生する温度勾配を効果的に利用した加工法である。このように、棒状素材の端部を伝熱しながら塑性変形させることで、割れや亀裂を起こさず鍛造加工を完了することができた。 In the present embodiment, molding was performed until the outer diameter of the end of the bar-shaped material that was pressed and plastically deformed was twice the outer diameter of the original bar-shaped material to obtain a pin component 93 having a pan head. The partial heating heading processing method according to the present embodiment is a processing method that effectively uses a temperature gradient generated from the molded portion 12 to the rod-shaped material 90 due to heat transfer. Thus, the forging process could be completed without causing cracks or cracks by plastically deforming the end of the rod-shaped material while transferring heat.
なお、本実施によって得られた皿ヘッドを有するピン部品９３は、ノックアウトピン３５でヘッディングパンチ側へ押出すことによって、下型ダイスから取り外せる。 The pin part 93 having the dish head obtained in this embodiment can be removed from the lower die by being pushed out to the heading punch side with the knockout pin 35.
本実施例では、前記発明を実施するための形態と同様に部分加熱ヘッディング加工を実施した。表１は、部分加熱ヘッディング加工を実施した加工条件と成形状態の結果である。表中には、棒状素材の外径、パンチ内部温度、成型部の表面温度、加工速度、荷重および成形状態を示す。棒状素材は、長さが２０ｍｍで外径が１．７および２．９ｍｍの２種類のものを使用した。成型部の表面温度は、２２８℃から３５１℃の範囲で実施した。また、加工速度は０．１から１１ｍｍ／ｓの範囲で実施した。表中の荷重は加工中の最大荷重値である。成形状態は、加工後に得られた皿ヘッドを有するピン部品の形状の確認結果である。成形状態は、外径が元の棒状素材外径の２倍以上になり、外観を目視して図５（ｃ）の皿ヘッド付きピン部品９３の形状となったものを良好とした。 In this example, the partial heating heading process was performed in the same manner as in the embodiment for carrying out the invention. Table 1 shows the results of processing conditions and molding conditions in which partial heating heading was performed. The table shows the outer diameter of the rod-shaped material, the punch internal temperature, the surface temperature of the molding part, the processing speed, the load, and the molding state. Two types of rod-shaped materials having a length of 20 mm and outer diameters of 1.7 and 2.9 mm were used. The surface temperature of the molding part was carried out in the range of 228 ° C to 351 ° C. The processing speed was in the range of 0.1 to 11 mm / s. The load in the table is the maximum load value during processing. The molding state is a result of confirming the shape of the pin part having the dish head obtained after processing. The molded state was good when the outer diameter was more than twice the outer diameter of the original rod-shaped material, and the outer appearance was visually changed to the shape of the pin part 93 with a countersink in FIG.
成型部の表面温度が高温になるほど加工速度が速くても良好な成形状態が得られた。棒状素材外径が１．７ｍｍの場合、成型部の表面温度が２２８℃であっても、加工速度を０．１ｍｍ／ｓまで遅くすれば良好な成形状態が得られた。 As the surface temperature of the molded part increased, a good molded state was obtained even if the processing speed was high. When the outer diameter of the rod-shaped material was 1.7 mm, even if the surface temperature of the molded part was 228 ° C., a good molded state was obtained by reducing the processing speed to 0.1 mm / s.
図６に皿ヘッドを有するピン部品９３の断面観察結果を示す。この皿ヘッドを有するピン部品は、成型部の表面温度２８３℃および加工速度１ｍｍ／ｓの加工条件で得られたものである。
図６において、（ａ）は鍛造加工による塑性変形部の断面観察結果である。（ｂ）は未変形部の断面観察結果である。（ａ）には、鍛造加工特有の成形品の形状に沿って途切れなく湾曲した鍛流線４１が見られた。一方、（ｂ）には棒状素材が押出し加工によって成形されたことを表すまっすぐな塑性流れ線４２が見られ、湾曲した鍛流線は見られなかった。
FIG. 6 shows a cross-sectional observation result of the pin component 93 having a dish head. The pin component having the dish head is obtained under the processing conditions of the surface temperature of the molding part 283 ° C. and the processing speed of 1 mm / s.
In FIG. 6, (a) is the cross-sectional observation result of the plastic deformation part by a forge process. (B) is a cross-sectional observation result of an undeformed part. In (a), a forged stream 41 curved without interruption along the shape of the molded product peculiar to forging was seen. On the other hand, in (b), a straight plastic flow line 42 indicating that the rod-shaped material was formed by extrusion processing was seen, and a curved forging line was not seen.
図７に皿ヘッドを有するピン部品の写真９４のミクロ組織とビッカース硬さを測定した結果を示す。この皿ヘッドを有するピン部品は、成型部の表面温度２８３℃および加工速度１ｍｍ／ｓの加工条件で得られたものである。
図７において、（ａ）は塑性変形箇所で観察した結晶粒４３ａ、４４ａ、４５ａとその観察箇所でのビッカース硬さ４３ｂ、４４ｂ、４５ｂである。（ｂ）は、未変形箇所で観察した結晶粒４６ａとビッカース硬さ４６ｂである。（ａ）の塑性変形箇所の結晶粒４３ａ、４４ａ、４５ａは、未変形箇所の結晶粒４６ａとほぼ同じ粒径であった。塑性変形箇所は、部分加熱ヘッディング加工中に加熱されるが結晶粒の粗大化は見られなかった。また、塑性変形箇所の硬さ４３ｂ、４４ｂ、４５ｂはビッカース硬さ７５．１〜７９．３であった。塑性変形箇所は、未変形箇所の硬さ４６ｂであるビッカース硬さ６１．０よりも硬く強度が向上していた。
（比較例）
FIG. 7 shows the result of measuring the microstructure and Vickers hardness of a photograph 94 of a pin part having a dish head. The pin component having the dish head is obtained under the processing conditions of the surface temperature of the molding part 283 ° C. and the processing speed of 1 mm / s.
In FIG. 7, (a) is the crystal grains 43a, 44a, 45a observed at the plastic deformation locations and the Vickers hardness 43b, 44b, 45b at the observed locations. (B) is the crystal grain 46a and the Vickers hardness 46b observed in the undeformed portion. The crystal grains 43a, 44a, 45a in the plastically deformed portion (a) had substantially the same particle size as the crystal grains 46a in the undeformed portion. The plastic deformation portion was heated during the partial heating heading, but no coarsening of the crystal grains was observed. Moreover, the hardness 43b, 44b, 45b of the plastic deformation location was Vickers hardness 75.1-79.3. The plastic deformation portion was harder than Vickers hardness 61.0, which is the hardness 46b of the undeformed portion, and the strength was improved.
(Comparative example)
図８は、融解（鋳造）成形を行った場合のミクロ組織およびビッカース硬さを示す。素材は、本発明の実施と同じマグネシウム合金（ＡＺ３１）を用いた。融解（鋳造）成形は、本発明の実施よりも高い６５０℃以上に加熱して成形される。得られた成形品の結晶粒４７ａは、本発明の実施で得られた結晶粒４３ａ、４４ａ、４５ａよりも粗大化していた。また、成形品の硬さ４７ｂはビッカース硬さ５０．８である。本発明の実施で得られた図７（ａ）に示す塑性変形箇所の硬さ４３ｂ、４４ｂ、４５ｂのビッカース硬さ７５．１〜７９．３よりも低下していた。 FIG. 8 shows the microstructure and Vickers hardness when melting (casting) molding is performed. The material used was the same magnesium alloy (AZ31) as in the practice of the present invention. Melting (casting) molding is performed by heating to 650 ° C. or higher, which is higher than the practice of the present invention. The crystal grains 47a of the obtained molded product were coarser than the crystal grains 43a, 44a, and 45a obtained in the practice of the present invention. Further, the hardness 47b of the molded product is Vickers hardness 50.8. It was lower than the Vickers hardness 75.1 to 79.3 of the plastic deformation portions 43b, 44b, 45b shown in FIG. 7A obtained by the practice of the present invention.
図９は、ヘッディングパンチおよび下型ダイスを含めた金型全体と棒状素材全体を加熱してヘッディング加工した塑性変形箇所のミクロ組織とビッカース硬さを示す。素材は、本発明の実施と同じマグネシウム合金ＡＺ３１を用いた。ヘッディング加工時の金型全体と棒状素材全体の温度は、３５０℃である。ヘッディング加工時の加工速度は１ｍｍ／ｓである。得られた成形品の結晶粒４８ａは、融解（鋳造）成形で得られた結晶粒４７ａより小さい。しかし、得られた結晶粒４８ａは、本発明の実施で得られた結晶粒４３ａ、４４ａ、４５ａよりも粗大化していた。また、塑性変形箇所の硬さ４８ｂはビッカース硬さ５１．１である。塑性変形箇所の硬さ４８ｂは、本発明の実施で得られた図７（ａ）に示す塑性変形箇所の硬さ４３ｂ、４４ｂ、４５ｂのビッカース硬さ７５．１〜７９．３よりも低下していた。 FIG. 9 shows the microstructure and Vickers hardness of a plastically deformed portion where the entire die including the heading punch and the lower die and the entire rod-shaped material are heated and subjected to heading. The material used was the same magnesium alloy AZ31 as in the practice of the present invention. The temperature of the entire mold and the entire rod-shaped material during heading is 350 ° C. The processing speed during heading processing is 1 mm / s. The crystal grain 48a of the obtained molded product is smaller than the crystal grain 47a obtained by melting (casting) molding. However, the obtained crystal grain 48a was coarser than the crystal grains 43a, 44a, and 45a obtained by carrying out the present invention. Moreover, the hardness 48b of a plastic deformation location is Vickers hardness 51.1. The hardness 48b of the plastic deformation location is lower than the Vickers hardness 75.1 to 79.3 of the plastic deformation locations 43b, 44b, and 45b shown in FIG. 7A obtained by the implementation of the present invention. It was.
実施例、比較例から明らかなごとく、素材を高温にするほど結晶粒が粗大化し、硬さは低下した。このため本発明の部分加熱ヘッディング加工方法で得られる硬さを達成することは難しくなる。また、本発明の部分加熱ヘッディング加工方法は、融解（鋳造）成形や金型および棒状素材全体を加熱保持する工法よりも加熱に要するエネルギが少ない工法である。 As is clear from the examples and comparative examples, the crystal grains became coarser and the hardness decreased as the temperature of the material was increased. For this reason, it becomes difficult to achieve the hardness obtained by the partial heating heading processing method of the present invention. Moreover, the partial heating heading processing method of the present invention is a method that requires less energy for heating than melting (casting) molding or a method of heating and holding the entire mold and rod-shaped material.
第二の実施例は、棒状素材から歯車ヘッド付きピン部品および六角ヘッド付きピン部品へ鍛造加工する部分加熱ヘッディング加工方法について説明する。 In the second embodiment, a partial heating heading method for forging a rod-shaped material into a pin component with a gear head and a pin component with a hexagon head will be described.
図１０は、本発明の第二の実施例に係る部分加熱ヘッディング加工用装置の全体構成を示す正面断面図である。図１０において、部分加熱ヘッディング加工用装置は可動金型部１０、受け金型部３０により構成され、棒状素材９０を鍛造加工する金型装置である。
実施例１で使用した図１に示す部分加熱ヘッディング加工用装置との違いは、可動金型部１０のヘッディングパンチ１１に歯車または六角の型を掘り込んだ点である。実施例１の平らな面でできた成型部１２に対し、本実施では歯車または六角の型形状の窪み成型部１３を設けた。
FIG. 10 is a front sectional view showing the overall configuration of the apparatus for partially heating heading processing according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 10, the partial heating heading processing apparatus is a mold apparatus that includes a movable mold part 10 and a receiving mold part 30 and forges a rod-shaped material 90.
The difference from the partial heating heading processing apparatus shown in FIG. 1 used in Example 1 is that a gear or a hexagonal die is dug into the heading punch 11 of the movable mold part 10. In contrast to the molding part 12 made of the flat surface of the first embodiment, a hollow molding part 13 having a gear or hexagonal shape is provided in this embodiment.
加工前は、可動金型部１０と受け金型部３０は離れた状態を保っている。
可動金型部１０は、部分加熱ヘッディング加工を行う際に通しロッド３８に沿って受け金型部側へ移動する。可動金型部１０の移動により窪み成型部１３が棒状素材９０を押圧する。棒状素材は押圧されることで塑性変形される。このとき、受け金型部３０は棒状素材を介して伝わる可動金型部１０からの加圧力を受け止める。
Prior to processing, the movable mold part 10 and the receiving mold part 30 are kept apart.
The movable mold part 10 moves to the receiving mold part side along the through rod 38 when performing the partial heating heading process. The depression molding part 13 presses the rod-shaped material 90 by the movement of the movable mold part 10. The rod-shaped material is plastically deformed by being pressed. At this time, the receiving mold part 30 receives the applied pressure from the movable mold part 10 transmitted through the rod-shaped material.
（可動金型部）
図１０における可動金型部１０は、ヘッディングパンチ１１、窪み成型部１３、窪み成型部の底面１３ａ、窪み成型部側面１３ｂ、セラミック製の発熱体１４、熱電対１５、断熱材１６、上型フランジ１７および通しロッド位置穴１９を主要部として構成される。
(Movable mold part)
10 includes a heading punch 11, a recess molding portion 13, a bottom surface 13a of the recess molding portion, a recess molding portion side surface 13b, a ceramic heating element 14, a thermocouple 15, a heat insulating material 16, and an upper mold flange. 17 and the through rod position hole 19 are constituted as main parts.
ヘッディングパンチ１１に設けた窪み成型部１３は、歯車または六角の型を掘り込んでいる。部分加熱ヘッディング加工を行う前に、ヘッディングパンチ内部のセラミック製の発熱体１４が窪み成型部１３を加熱する。加熱時は熱電対１５によって温度を監視する。窪み成型部１３の底面１３ａは発熱体によって４００℃まで加熱することができる。窪み成型部の底面１３ａは、発熱体に流れる電流を調節することで温度制御できる。熱電対１５は、窪み成型部の底面１３ａの温度を温度制御することができるように、できるだけ窪み成型部の底面１３ａに近い部分に設置する。本実施においては、窪み成型部の底面１３ａから発熱体側へ２．５ｍｍヘッディングパンチ内部に入った部分にあらかじめ熱電対１５を設置し、ヘッディングパンチ内部の温度を測定する。断熱材１６はヘッディングパンチから上型フランジへの伝熱を防ぐ。通しロッド位置穴１９は、受け金型部３０の通しロッド３８で連結される。 The hollow molding part 13 provided in the heading punch 11 digs a gear or a hexagonal mold. Prior to performing the partial heating heading, the ceramic heating element 14 inside the heading punch heats the hollow molding portion 13. During heating, the temperature is monitored by the thermocouple 15. The bottom surface 13a of the hollow molding part 13 can be heated to 400 ° C. by a heating element. The bottom surface 13a of the hollow molding part can be controlled in temperature by adjusting the current flowing through the heating element. The thermocouple 15 is installed as close as possible to the bottom surface 13a of the hollow molding part so that the temperature of the bottom surface 13a of the hollow molding part can be controlled. In this embodiment, a thermocouple 15 is installed in advance in a portion that enters the 2.5 mm heading punch from the bottom surface 13a of the hollow molding portion to the heating element side, and the temperature inside the heading punch is measured. The heat insulating material 16 prevents heat transfer from the heading punch to the upper mold flange. The through rod position hole 19 is connected by a through rod 38 of the receiving mold part 30.
図１１は部分加熱ヘッディング加工用装置の可動金型部１０の斜視図である。図１１において可動金型部１０は、ヘッディングパンチ１１、窪み成型部１３、熱電対１５、断熱材１６、上型フランジ１７、発熱体固定ホルダ１８および通しロッド位置穴１９を主要部として構成される。 FIG. 11 is a perspective view of the movable mold portion 10 of the partial heating heading processing apparatus. In FIG. 11, the movable mold part 10 includes a heading punch 11, a hollow molding part 13, a thermocouple 15, a heat insulating material 16, an upper mold flange 17, a heating element fixing holder 18 and a through rod position hole 19. .
可動金型部１０は、プレス機のシリンダの動きによって上下に可動する。プレス機は加工時にプレス機上に設置した受け金型部に向かってシリンダが下降する構造をなっている。下降したシリンダが上型フランジ１７を押すことによって、可動金型部１０は受け金型部側へ移動する。ヘッディングパンチ１１に設けられた窪み成型部１３が可動金型部１０の移動に伴い棒状素材９０を押圧する。 The movable mold part 10 is moved up and down by the movement of the cylinder of the press machine. The press machine has a structure in which a cylinder descends toward a receiving mold part installed on the press machine during processing. When the lowered cylinder pushes the upper mold flange 17, the movable mold part 10 moves to the receiving mold part side. The hollow molding part 13 provided in the heading punch 11 presses the rod-shaped material 90 as the movable mold part 10 moves.
（受け金型部）
図１０において、受け金型部３０は下型ダイス３２、下型ダイス受け３４、ノックアウトピン３５、下型ベース３６、下型フランジ３７および通しロッド３８を主要部として構成される。
(Receiving mold part)
In FIG. 10, the receiving mold part 30 includes a lower die 32, a lower die receiver 34, a knockout pin 35, a lower die base 36, a lower die flange 37 and a through rod 38 as main parts.
受け金型部３０の概略は図１の可動金型部１０と同じである。型ダイス３２は、被加工材となる棒状素材９０を固持する。この際、棒状素材９０の塑性変形される部分を可動金型部側に突き出した状態で固持される。下型ダイス受け３４は、ノックアウトピン３５を固持する。ノックアウトピン３５は、部分加熱ヘッディング加工後に棒状素材９０を下型ダイスから外す機能をもっている。下型ベース３６は、下型ダイス３２と下型ダイス受け３４を固持する。下型フランジ３７は、通しロッド３８を固持する。通しロッド３８は、可動金型部１０の通しロッド穴１９で連結される。 The outline of the receiving mold part 30 is the same as that of the movable mold part 10 of FIG. The die 32 holds a rod-shaped material 90 that is a workpiece. At this time, the part of the rod-shaped material 90 that is plastically deformed is held in a state of protruding to the movable mold part side. The lower die receiver 34 holds the knockout pin 35. The knockout pin 35 has a function of removing the rod-shaped material 90 from the lower die after the partial heating heading. The lower die base 36 holds the lower die 32 and the lower die receiver 34. The lower mold flange 37 holds the through rod 38. The through rod 38 is connected by the through rod hole 19 of the movable mold part 10.
図１２は部分加熱ヘッディング加工装置の受け金型部３０の斜視図である。受け金型部３０は下型ダイス３２、下型ベース３６、下型フランジ３７および通しロッド３８を主要部として構成される。下型ベース３６は、内部に下型ダイス受け３４およびノックアウトピン３５を固持している。通しロッド３８は、可動金型部１０の通しロッド穴１９で連結される。 FIG. 12 is a perspective view of the receiving mold part 30 of the partial heating heading processing apparatus. The receiving mold part 30 includes a lower die 32, a lower die base 36, a lower die flange 37, and a through rod 38 as main parts. The lower mold base 36 holds the lower mold die receiver 34 and the knockout pin 35 inside. The through rod 38 is connected by the through rod hole 19 of the movable mold part 10.
受け金型部３０は、プレス機上に設置して使用する。部分加熱ヘッディング加工時は、下型ダイスで固持している棒状素材９０が圧縮され塑性変形する。このとき受け金型部３０は棒状素材を介して伝わる可動金型部１０からの加圧力を受け止める。 The receiving mold part 30 is used on a press machine. At the time of partial heating heading, the rod-shaped material 90 held by the lower die is compressed and plastically deformed. At this time, the receiving mold part 30 receives the applied pressure from the movable mold part 10 transmitted through the rod-shaped material.
加工前は、可動金型部１０と受け金型部３０は離れた状態を保っている。
熱電対で測定された温度が所定の温度に達したら、可動金型部１０を受け金型部側へ移動して、部分加熱ヘッディング加工を行う。可動金型部１０は、部分加熱ヘッディング加工を行う際に通しロッド３８に沿って受け金型部側へ移動する。窪み成型部の底面１３ａが可動金型部１０の移動により棒状素材９０の上端面９１に接触し棒状素材９０を押圧する。棒状素材は押圧されることで鍛造加工される。このとき、受け金型部３０は棒状素材を介して伝わる可動金型部１０からの加圧力を受け止める。
Prior to processing, the movable mold part 10 and the receiving mold part 30 are kept apart.
When the temperature measured by the thermocouple reaches a predetermined temperature, the movable mold part 10 is moved to the mold part side to perform partial heating heading. The movable mold part 10 moves to the receiving mold part side along the through rod 38 when performing the partial heating heading process. The bottom surface 13a of the hollow molding part contacts the upper end surface 91 of the bar-shaped material 90 by the movement of the movable mold part 10, and presses the bar-shaped material 90. The rod-shaped material is forged by being pressed. At this time, the receiving mold part 30 receives the applied pressure from the movable mold part 10 transmitted through the rod-shaped material.
棒状素材９０として、マグネシウム合金（ＡＺ３１）を３００℃で押出し成形して得た円柱棒材を用いた。棒状素材サイズは外径が１．７ｍｍで長さ２０ｍｍである。棒状素材９０は、下型ダイス３２から５ｍｍ突き出た状態で下型ダイス３２に装填した。棒状素材はあらかじめ潤滑剤をうすく塗布した。潤滑剤は二硫化モリブデンを使用した。棒状素材の両端面はその長さや面粗さを整えるため砥石によって研磨して使用した。棒状素材は端部を刃物による切断（機械的切断）がされている。その切断面は凹凸や切断バリがある。棒状素材の切断面には、鍛造時に成型部と接触する面との熱伝達等のバラつきをなくすことと、均一な粗さをもった面にすることと、バリ等による長さの誤差を無くすことを目的に砥石による研磨を行った。 As the rod-shaped material 90, a cylindrical rod material obtained by extruding a magnesium alloy (AZ31) at 300 ° C. was used. The rod-shaped material size has an outer diameter of 1.7 mm and a length of 20 mm. The rod-shaped material 90 was loaded into the lower die 32 in a state protruding 5 mm from the lower die 32. The rod-shaped material was preliminarily coated with a lubricant. As the lubricant, molybdenum disulfide was used. Both end surfaces of the rod-shaped material were used after being polished with a grindstone to adjust the length and surface roughness. The rod-shaped material is cut (mechanical cutting) with a blade at the end. The cut surface has irregularities and cut burrs. The cut surface of the rod-shaped material eliminates variations such as heat transfer with the surface that contacts the molded part during forging, has a uniform roughness, and eliminates errors in length due to burrs, etc. For this purpose, polishing with a grindstone was performed.
あらかじめ窪み成型部１３は、部分加熱ヘッディング加工前に発熱体１４により加熱した。窪み成型部の底面１３ａの表面温度は２０６℃にした。なお、熱電対１５による測定温度は、窪み成型部の底面１３ａから発熱体側へ２．５ｍｍヘッディングパンチ内部に入った部分である。室温にさらされる窪み成型部の底面１３ａの表面との間には温度勾配がある。このため、熱電対で測定されるヘッディングパンチ内部の温度を２７０℃にすることで窪み成型部の底面１３ａの表面温度を２０６℃に制御した。 The hollow molding part 13 was previously heated by the heating element 14 before the partial heating heading process. The surface temperature of the bottom surface 13a of the hollow molding part was set to 206 ° C. Note that the temperature measured by the thermocouple 15 is a portion that enters the 2.5 mm heading punch from the bottom surface 13a of the hollow molding portion to the heating element side. There is a temperature gradient between the surface of the bottom surface 13a of the hollow molding part exposed to room temperature. For this reason, the surface temperature of the bottom surface 13a of the hollow molding part was controlled to 206 ° C. by setting the temperature inside the heading punch measured with a thermocouple to 270 ° C.
部分加熱ヘッディング加工は、可動金型部１０はプレス機による加工速度０．５ｍｍ／ｓで受け金型部側へ移動させて行った。ヘッディングパンチに設けた窪み成型部の底面１３ａが棒状素材を押圧し塑性変形させた。 The partial heating heading process was performed by moving the movable mold part 10 to the receiving mold part side at a processing speed of 0.5 mm / s by a press machine. The bottom surface 13a of the hollow molding part provided in the heading punch pressed the rod-shaped material to cause plastic deformation.
次に棒状素材９０が部分加熱ヘッディング加工によって成形される過程を説明する。図１３は、部分加熱ヘッディング加工用装置の正面断面図の拡大図である。この拡大図は、棒状素材９０、ヘッディングパンチ１１、窪み成型部１３、下型ダイス３２、下型ベース３６およびノックアウトピン３５で構成された部分である。図中（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、棒状素材が成形されていく過程を示す。 Next, a process in which the rod-shaped material 90 is formed by partial heating heading will be described. FIG. 13 is an enlarged view of a front sectional view of the partial heating heading processing apparatus. This enlarged view is a portion constituted by a rod-shaped material 90, a heading punch 11, a hollow molding portion 13, a lower die 32, a lower die base 36 and a knockout pin 35. In the drawing, (a), (b), and (c) show the process of forming the rod-shaped material.
棒状素材９０は、下型ダイス３２で固持されている。ヘッディングパンチ１１は下型ダイス側へ移動する。窪み成型部の底面１３ａは棒状素材の上端面９１に接触し棒状素材の端部を押圧する。 The rod-shaped material 90 is held by the lower die 32. The heading punch 11 moves to the lower die side. The bottom surface 13a of the hollow molding part comes into contact with the upper end surface 91 of the bar-shaped material and presses the end of the bar-shaped material.
図１３（ａ）は、加工開始時において棒状素材の上端面９１が窪み成型部の底面１３ａに接触した状態を示す。この接触により、棒状素材９０は２０６℃の窪み成型部の底面１３ａから伝熱される。棒状素材９０は、上端面９１から温度の低い下型ダイス側にかけて温度勾配が生じる。窪み成型部１３ａと接触する棒状素材の端部が最も加熱される。また、その棒状素材の端部が最も軟らかくなる。
図１３（ｂ）は、ヘッディングパンチ１１が下型ダイス側へ移動した状態を示す。棒状素材は２０６℃の窪み成型部の底面１３ａに押圧される。伝熱により加熱された棒状素材の端部は圧縮され、外径が広がり始める。棒状素材の端部は、窪み成型部１３の中で外形が膨らみ、その膨らみが窪み成型部の側面１３ｂに接触する。これにより窪み成型部の側面１３ｂからも棒状素材へ伝熱が行われる。このとき、棒状素材は、端部が膨らんだ加工途中素材９５、９７の形状に塑性変形される。なお、この間、加工途中素材９５、９７は窪み成形部の底面１３ａおよび窪み成型部の側面１３ｂから伝熱され続ける。
図１３（ｃ）は、さらにヘッディングパンチ１１が下型ダイス側へ移動し、部分加熱ヘッディング加工が完了した状態を示す。加工途中素材９５、９７は、さらに押圧されて塑性変形し窪み成型部１３に充満する。これにより棒状素材は歯車ヘッドを有するピン部品９６または六角ヘッドを有するピン部品９８に塑性変形される。棒状素材の端部は、加工中に窪み成型部内で最も加熱され最も軟らかくなることから、棒状素材の端部で塑性変形が進み歯車ヘッドまたは六角ヘッド形状に成形される。このように、本実施例では、成型部に歯車形状または六角形状の窪み穴を設けて、窪み成型部から棒状素材への伝熱を利用することで歯車または六角ヘッドを有するピン部品を得ることができた。
FIG. 13A shows a state in which the upper end surface 91 of the rod-shaped material is in contact with the bottom surface 13a of the recessed molding portion at the start of processing. By this contact, the rod-shaped material 90 is transferred from the bottom surface 13a of the hollow molding portion at 206 ° C. The rod-shaped material 90 has a temperature gradient from the upper end surface 91 to the lower die side where the temperature is low. The end of the rod-shaped material that comes into contact with the hollow molding portion 13a is heated most. Further, the end of the rod-shaped material becomes the softest.
FIG. 13B shows a state in which the heading punch 11 has moved to the lower die side. The rod-shaped material is pressed against the bottom surface 13a of the hollow molding part at 206 ° C. The ends of the rod-shaped material heated by heat transfer are compressed and the outer diameter begins to expand. The end of the rod-shaped material swells in the hollow molding portion 13 and the bulge contacts the side surface 13b of the hollow molding portion. Thereby, heat transfer is also performed from the side surface 13b of the hollow molding part to the rod-shaped material. At this time, the rod-shaped material is plastically deformed into the shapes of the mid-process materials 95 and 97 whose end portions swell. During this time, the raw materials 95 and 97 are continuously transferred from the bottom surface 13a of the recess forming portion and the side surface 13b of the recess forming portion.
FIG. 13C shows a state in which the heading punch 11 is further moved to the lower die side and the partial heating heading processing is completed. The mid-process materials 95 and 97 are further pressed and plastically deformed to fill the hollow molding portion 13. As a result, the rod-shaped material is plastically deformed into a pin part 96 having a gear head or a pin part 98 having a hexagonal head. The end of the rod-shaped material is heated most in the hollow molding portion during processing and becomes softest, so that plastic deformation proceeds at the end of the rod-shaped material and is formed into a gear head or hexagon head shape. Thus, in this embodiment, a pin part having a gear or a hexagonal head is obtained by providing a gear-shaped or hexagonal recessed hole in the molded part and utilizing heat transfer from the recessed molded part to the rod-shaped material. I was able to.
本実施例は、窪み成型部の底面温度および加工速度をいくつかの条件に変えた部分加熱ヘッディング加工を実施した。加工後は、成形品の外観を目視して図１３（ｃ）に示す歯車ヘッドを有するピン部品９６の形状または六角ヘッドを有するピン部品９８の形状になったものを良好とした。 In this example, partial heating heading processing was performed in which the bottom surface temperature and processing speed of the hollow molding portion were changed to several conditions. After processing, the appearance of the molded product was visually observed, and the pin component 96 having a gear head shape or the pin component 98 having a hexagon head shown in FIG.
表２は、部分加熱ヘッディング加工を実施した加工条件と成形状態の結果である。表中には、窪み成型部の型形状、パンチ内部温度、窪み成型部の表面温度、加工速度、荷重および成形状態を示す。成型部の表面温度は、１９５℃から３５１℃の範囲で実施した。また、加工速度は０．４から３１ｍｍ／ｓの範囲で実施した。表中の荷重は加工中の最大荷重値である。成形状態は、加工後に得られた歯車ヘッドを有するピン部品または六角ヘッドを有するピン部品の形状の確認結果である。成形状態は、外観を目視して図１３（ｃ）に示す歯車ヘッドを有するピン部品９６の形状または六角ヘッドを有するピン部品９８の形状となったものを良好とした。 Table 2 shows the results of processing conditions and molding conditions in which partial heating heading was performed. The table shows the mold shape of the hollow molding part, the punch internal temperature, the surface temperature of the hollow molding part, the processing speed, the load, and the molding state. The surface temperature of the molded part was in the range of 195 ° C to 351 ° C. The processing speed was in the range of 0.4 to 31 mm / s. The load in the table is the maximum load value during processing. The molding state is a confirmation result of the shape of the pin part having a gear head or the pin part having a hexagonal head obtained after processing. As the molding state, the appearance of the pin component 96 having a gear head or the shape of a pin component 98 having a hexagon head shown in FIG.
窪み成型部の底面１３ａの温度が高温になるほど加工速度が速くても良好な成形状態が得られた。また、窪み成型部の底面温度が実施例１の皿ヘッドを有するピン部品の鍛造加工で測定した成型部の表面温度より低い１９５℃であっても良好な成形品を得ることができた。 Even when the processing speed is higher as the temperature of the bottom surface 13a of the hollow molding portion is higher, a good molding state is obtained. Moreover, even if the bottom surface temperature of the hollow molding part was 195 ° C. lower than the surface temperature of the molding part measured by the forging process of the pin part having the dish head of Example 1, a good molded product could be obtained.
以上に説明したように、ヘッディングパンチに歯車または六角の型を掘り込んだ窪み成型部１３を設け、窪み成型部を加熱した状態で部分加熱ヘッディング加工を行い、棒状素材から歯車ヘッドを有するピン部品９６や六角ヘッドを有するピン部品９８へ鍛造加工することができた。従来の加工方法のような棒状素材や金型全体をあらかじめ加熱させる必要はなく、ヘッディングパンチのみに発熱体を装填しあらかじめ加熱しておくことで、マグネシウム合金のヘッディング加工を実現することができた。 As described above, a pin part having a gear head from a rod-shaped material by providing a hollow molding part 13 in which a gear or a hexagonal die is dug in a heading punch and performing partial heating heading while the hollow molding part is heated. 96 and a pin part 98 having a hexagon head could be forged. It is not necessary to heat the rod-shaped material or the entire mold in advance as in the conventional processing method, and it was possible to realize magnesium alloy heading by loading a heating element only to the heading punch and heating in advance. .
第三の実施例は、棒状素材の連続ヘッディング加工装置について説明する。同装置は、実施例１および２の部分加熱ヘッディング加工方法を利用することで複数の棒状素材を連続的に加工することができる。図１４は棒状素材の連続ヘッディング加工装置の構成を示した斜視図である。図１４において、棒状素材の連続ヘッディング加工装置は、可動金型部５０および受け金型部７０により構成され、棒状素材９０を鍛造加工する金型装置である。 In the third embodiment, a continuous heading processing apparatus for a rod-shaped material will be described. The apparatus can continuously process a plurality of rod-shaped materials by using the partial heating heading processing method of the first and second embodiments. FIG. 14 is a perspective view showing a configuration of a continuous heading processing apparatus for a rod-shaped material. In FIG. 14, the continuous heading processing apparatus for a bar-shaped material is a mold apparatus that is configured by a movable mold part 50 and a receiving mold part 70 and forges a bar-shaped material 90.
鍛造加工前は、可動金型部５０と受け金型部７０は離れた状態を保っている。
可動金型部５０は、部分加熱ヘッディング加工を行う際に受け金型部７０の通しロッド７３に沿って受け金型部側へ移動する。可動金型部５０の移動によりヘッディングパンチ５１に設けた窪み成型部５２、５３が棒状素材９０を押圧して鍛造加工する。このとき、受け金型部７０は棒状素材を介して伝わる可動金型部５０からの加圧力を受け止める。
Before the forging process, the movable mold part 50 and the receiving mold part 70 are kept apart.
The movable mold part 50 moves to the receiving mold part side along the through rod 73 of the receiving mold part 70 when performing the partial heating heading process. As the movable mold part 50 moves, the recessed molding parts 52 and 53 provided in the heading punch 51 press the bar-shaped material 90 for forging. At this time, the receiving mold part 70 receives the applied pressure from the movable mold part 50 transmitted through the rod-shaped material.
（可動金型部）
図１４における可動金型部５０は、ヘッディングパンチ５１、六角の型を掘り込んだ窪み成型部５２、歯車の型を掘り込んだ窪み成型部５３、上型フランジ５５、通しロッド位置穴５６、プレス断熱材５７およびフランジ断熱材５８を主要部として構成される。なお、ヘッディングパンチ内部には、セラミック製の発熱体が設置されている。
(Movable mold part)
14 includes a heading punch 51, a hollow molding portion 52 in which a hexagonal die is dug, a hollow molding portion 53 in which a gear die is dug, an upper die flange 55, a through rod position hole 56, a press. The heat insulating material 57 and the flange heat insulating material 58 are comprised as a main part. A ceramic heating element is installed inside the heading punch.
ヘッディングパンチ５１に設けた窪み成型部５２、５３は、部分加熱ヘッディング加工を行う前に、ヘッディングパンチ内部の発熱体１４により加熱される。発熱体は、シリンダ断熱材５７を外すことでヘッディングパンチ５１の内部に設置できる。フランジ断熱材５８はヘッディングパンチから上型フランジへの伝熱を防ぐ。通しロッド位置穴５６は、受け金型部７０の通しロッド７３で連結される。 The hollow molding parts 52 and 53 provided in the heading punch 51 are heated by the heating element 14 inside the heading punch before performing the partial heating heading process. The heating element can be installed inside the heading punch 51 by removing the cylinder heat insulating material 57. The flange heat insulating material 58 prevents heat transfer from the heading punch to the upper mold flange. The through rod position hole 56 is connected by a through rod 73 of the receiving mold part 70.
可動金型部５０は、プレス機のシリンダの動きによって可動する。プレス機は、加工時にプレス機上に設置した受け金型部７０に向かってシリンダが押圧する構造をなっている。シリンダが断熱材５７を押すことによって、可動金型部５０は受け金型部側へ移動する。ヘッディングパンチ５１に設けられた窪み成型部５２、５３が可動金型部５０の移動に伴い棒状素材９０を押圧する。 The movable mold part 50 is moved by the movement of the cylinder of the press machine. The press machine has a structure in which a cylinder presses toward a receiving mold part 70 installed on the press machine during processing. When the cylinder pushes the heat insulating material 57, the movable mold part 50 moves to the receiving mold part side. The hollow molding parts 52 and 53 provided in the heading punch 51 press the bar-shaped material 90 as the movable mold part 50 moves.
（受け金型部）
図１４において、受け金型部７０は下型ダイス７１、下型フランジ７２、通しロッド７３、下型ダイス底面７４、下型受部７６および棒状素材挿入口７７を主要部として構成される。
(Receiving mold part)
In FIG. 14, the receiving mold part 70 includes a lower die 71, a lower die flange 72, a through rod 73, a lower die bottom surface 74, a lower die receiving part 76, and a rod-shaped material insertion port 77 as main parts.
下型ダイス７１は、複数の棒状素材９０を固持することができる。下型受部７６には、複数設けた棒状素材挿入口７７がある。そこから一度に複数の棒状素材９０ｃを挿入することができる。また、下型受部７６は、挿入された棒状素材９０ｃを下型ダイス７１まで送り込める。 The lower die 71 can hold a plurality of rod-shaped materials 90. The lower mold receiving portion 76 has a plurality of rod-shaped material insertion ports 77 provided. From there, a plurality of rod-shaped materials 90c can be inserted at a time. Further, the lower mold receiving portion 76 can feed the inserted rod-shaped material 90 c to the lower mold die 71.
加工前は、可動金型部５０と受け金型部７０は離れた状態を保っている。
部分加熱ヘッディング加工は可動金型部５０を受け金型部側へ移動して行う。可動金型部５０は、部分加熱ヘッディング加工を行う際に通しロッド７３に沿って受け金型部側へ移動する。窪み成型部５２、５３が棒状素材９０の上端面９１に接触し棒状素材９０を押圧する。棒状素材は押圧されることで塑性変形される。このとき、受け金型部７０は棒状素材を介して伝わる可動金型部５０からの加圧力を受け止める。可動金型部５０は、加工後に通しロッドに沿って受け金型部７０から離れる方向へ移動する。
Before processing, the movable mold part 50 and the receiving mold part 70 are kept apart.
The partial heating heading is performed by moving the movable mold part 50 to the mold part side. The movable mold part 50 moves to the receiving mold part side along the through rod 73 when performing the partial heating heading process. The hollow molding parts 52 and 53 come into contact with the upper end surface 91 of the rod-shaped material 90 and press the rod-shaped material 90. The rod-shaped material is plastically deformed by being pressed. At this time, the receiving mold part 70 receives the applied pressure from the movable mold part 50 transmitted through the rod-shaped material. The movable mold part 50 moves in a direction away from the receiving mold part 70 along the threading rod after processing.
図１４に本実施例における棒状素材の連続ヘッディング加工装置の部分断面図を示す。図中（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、棒状素材の連続ヘッディング加工装置の稼動する過程を示す。 FIG. 14 is a partial cross-sectional view of a continuous heading processing apparatus for a rod-shaped material in this embodiment. In the figure, (a), (b), (c), and (d) show a process in which the continuous heading processing apparatus for rod-shaped material operates.
図１４（ａ）は、部分加熱ヘッディング加工が行われる前に下型ダイス７１が複数の棒状素材９０を固持した状態を示す。棒状素材９０はヘッディングパンチ側へ突き出した状態で固持される。その突き出した部分が可動金型部５０のヘッディングパンチ５１の窪み成型部５２で鍛造加工される。ヘッディングパンチの窪み成型部５２は、ヘッディングパンチ内部に設置した発熱体５９により加熱されている。加工時には、ヘッディングパンチ５１が下型ダイス側へ移動し棒状素材の上端面９１が窪み成型部の底面５３ａに接触する。これにより、棒状素材９０は窪み成型部の底面５３ａから伝熱される。棒状素材９０は、ヘッディングパンチ５１が下型ダイス側へ移動することによって、押圧され塑性変形される。このとき、下型受部７６の下型ダイス７１と接する面７６が棒状素材の鍛造加工されない側の端面９９を受け止める。これにより押圧される棒状素材９０がヘッディングパンチ側からの加圧力によって加圧方向へ移動することを防ぐ。加工中の温度および加工速度等の条件や棒状素材の塑性変形における詳細は、前述の実施例２と同様のため説明を割愛する。 FIG. 14A shows a state in which the lower die 71 holds a plurality of rod-shaped materials 90 before partial heating heading is performed. The rod-shaped material 90 is held in a state of protruding toward the heading punch. The protruding portion is forged by the hollow molding portion 52 of the heading punch 51 of the movable mold portion 50. The hollow molding portion 52 of the heading punch is heated by a heating element 59 installed inside the heading punch. At the time of processing, the heading punch 51 moves to the lower die side, and the upper end surface 91 of the rod-shaped material comes into contact with the bottom surface 53a of the hollow molding part. Thereby, the rod-shaped raw material 90 is heat-transferred from the bottom face 53a of the hollow molding part. The rod-shaped material 90 is pressed and plastically deformed by moving the heading punch 51 toward the lower die. At this time, the surface 76 in contact with the lower die 71 of the lower die receiving portion 76 receives the end surface 99 on the non-forged side of the rod-shaped material. This prevents the pressed rod-shaped material 90 from moving in the pressurizing direction due to the pressure applied from the heading punch side. The conditions such as the temperature during processing and the processing speed and the details of the plastic deformation of the rod-shaped material are the same as those in Example 2 described above, so the description is omitted.
図１４（ｂ）は、ヘッディングパンチ５１が下型ダイス側へ移動し棒状素材９０が窪み成型部５２に充満して鍛造加工が終了した状態を示す。鍛造加工が完了すると、下型受部７６が下型ダイス底面７４に沿って移動する。下型受部７６は、下型受部内部に装填されている次に鍛造加工される棒状素材９０ａと鍛造加工された棒状素材９０とが一列に並ぶ位置で止まる。 FIG. 14B shows a state in which the heading punch 51 has moved to the lower die side, the bar-shaped material 90 has been filled in the hollow molding portion 52, and the forging process has been completed. When the forging process is completed, the lower mold receiving portion 76 moves along the lower mold die bottom surface 74. The lower die receiving portion 76 stops at a position where the rod-shaped material 90a to be forged next and loaded into the lower die receiving portion are aligned in a line.
図１４（ｃ）は、ヘッディングパンチ５１が下型ダイス７１から離れ、新たな棒状素材９０ｃが棒状素材挿入口７７から下型受け７６に挿入される状態を示す。この新たな棒状素材９０ｃが、下型受け７６の内部に装填されて次に鍛造加工される棒状素材９０ａおよびその次ぎに鍛造加工される棒状素材９０ｂを介して鍛造加工された棒状素材９０をヘッディングパンチ側へ押出す。 FIG. 14C shows a state in which the heading punch 51 is separated from the lower die 71 and a new bar-shaped material 90 c is inserted into the lower mold receiver 76 from the bar-shaped material insertion port 77. The new rod-shaped material 90c is loaded into the lower mold receiver 76 and headed to the rod-shaped material 90a to be forged next and the rod-shaped material 90 forged through the rod-shaped material 90b to be forged next. Extrude to the punch side.
図１４（ｄ）は、鍛造加工された棒状素材９０が下型ダイスから押出されて離型し、次に鍛造加工される棒状素材９０ｂが下型ダイス７１に装填される状況を示す。新たな棒状素材９０ｃが下型受け７６の内部に装填されたことにより、鍛造加工された棒状素材の離型と次の棒状素材の下型ダイスへの装填が同時に行える。鍛造加工された棒状素材の離型と新たな棒状素材の装填を同時に行った後、次の鍛造加工を行うため図１４（ａ）の状態へと戻る。 FIG. 14D shows a situation in which the bar-shaped material 90 that has been forged is extruded from the lower die and released from the mold, and the bar-shaped material 90 b that is then forged is loaded into the lower die 71. Since the new bar-shaped material 90c is loaded into the lower mold receiver 76, the forged bar-shaped material can be released and loaded into the lower die of the next bar-shaped material at the same time. After releasing the forged bar-shaped material and loading a new bar-shaped material at the same time, the process returns to the state shown in FIG.
以上のように、本実施例の棒状素材の連続ヘッディング加工装置を用いることで、棒状素材を連続して下型ダイス７１へ送り込み、かつ複数の棒状素材を一度に鍛造加工することが可能となる。窪み成型部５２からの棒状素材９０への伝熱によって棒状素材の最も加熱された棒状素材の端部が窪み成型部５２で塑性変形される。この間、棒状素材９０の塑性変形される部分から下型ダイス側へと温度が低くなる温度勾配が発生している。下型ダイス７１は棒状素材の温度の低い部分を固持しているため下型ダイスへの伝熱は少ない。このため、ヘッディングパンチから離れている下型受け７６や次に鍛造加工される棒状素材９０ａへの伝熱はさらに少なく室温に近い温度を保つことができる。下型ダイス側への伝熱が少なく加熱が抑えられることは、金型への熱影響が少なく金型寿命の向上が見込まれる。また、下型受け７６の移動や棒状素材の供給のため下型受け７６に棒状素材を送り込む駆動装置等への熱影響も少なくできる。このことは、耐熱が必要な生産設備構造の簡素化につながり好都合である。 As described above, by using the bar-shaped material continuous heading processing apparatus of this embodiment, it is possible to continuously feed the bar-shaped material to the lower die 71 and forge a plurality of bar-shaped materials at a time. . The end of the most heated rod-shaped material of the rod-shaped material is plastically deformed by the depressed-molded portion 52 by heat transfer from the recessed molding portion 52 to the rod-shaped material 90. During this time, a temperature gradient is generated in which the temperature decreases from the plastically deformed portion of the rod-shaped material 90 to the lower die side. Since the lower die 71 holds the low temperature portion of the rod-shaped material, there is little heat transfer to the lower die. For this reason, the heat transfer to the lower die receiver 76 that is away from the heading punch and the rod-shaped material 90a to be forged next is further reduced, and the temperature close to room temperature can be maintained. The fact that there is little heat transfer to the lower die side and the heating is suppressed, the heat effect on the die is small and the life of the die is expected to be improved. Further, it is possible to reduce the influence of heat on the driving device that feeds the rod-shaped material into the lower mold receiver 76 for the movement of the lower mold receiver 76 and the supply of the rod-shaped material. This is advantageous because it simplifies the structure of a production facility that requires heat resistance.
また、棒状素材は伝熱の少ない下型受け側から供給され加工寸前までは室温付近に保たれる。よって棒状素材は鍛造加工されるときにだけ加熱されるため、結晶粒の粗大化や硬さの低下を抑制する効果が得られる。 Further, the rod-shaped material is supplied from the lower mold receiving side with less heat transfer, and is kept near room temperature until just before processing. Therefore, since the rod-shaped material is heated only when it is forged, the effect of suppressing the coarsening of crystal grains and the decrease in hardness can be obtained.
１０ 可動金型部
１１ ヘッディングパンチ
１２ 成型部
１４ 発熱体
１５ 熱電対
１６ 断熱材
１７ 上型フランジ
１９ 通しロッド位置穴
３０ 受け金型部
３２ 下型ダイス
３４ 下型ダイス受け
３５ ノックアウトピン
３６ 下型ベース
３７ 下型フランジ
３８ 通しロッド
４１ 鍛流線
４２ 塑性流れ線
４３ａ、４４ａ、４５ａ 塑性変形箇所の結晶粒
４６ａ 未変形箇所の結晶粒
４３ｂ、４４ｂ、４５ｂ 塑性変形箇所の硬さ
４６ｂ 未変形箇所の硬さ
４７ａ 融解成形で得られた結晶粒
４７ｂ 融解成形で得られた硬さ
４８ａ ３５０℃全体加熱の鍛造加工で得られた結晶粒
４８ｂ ３５０℃全体加熱の鍛造加工で得られた硬さ
５０ 可動金型部
５１ ヘッディングパンチ
５２ 六角の型を掘り込んだ窪み成型部
５３ 歯車の型を掘り込んだ窪み成型部
５５ 上型フランジ
５６ 通しロッド位置穴
５７ プレス断熱材
５８ フランジ断熱材
５９ 発熱体
７０ 受け金型部
７１ 下型ダイス
７２ 下型フランジ
７３ 通しロッド
７４ 下型ダイス底面
７６ 下型受部
７７ 棒状素材挿入口
９０ 棒状素材
９１ 棒状素材の上端面
９２ 加工途中素材
９３ 皿ヘッドを有するピン部品
９５ 加工途中素材
９６ 歯車ヘッドを有するピン部品
９７ 加工途中素材
９８ 六角ヘッドを有するピン部品
９９ 鍛造加工されない側の端面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Movable metal mold | die part 11 Heading punch 12 Molding part 14 Heat generating body 15 Thermocouple 16 Heat insulating material 17 Upper mold flange 19 Through rod position hole 30 Die mold part 32 Lower die 34 Lower die receiver 35 Knockout pin 36 Lower mold base 37 Lower mold flange 38 Through rod 41 Forging line 42 Plastic flow lines 43a, 44a, 45a Crystal grain 46a in plastic deformation part Crystal grain 43b, 44b, 45b in plastic deformation part Hardness 46b in plastic deformation part Hardness in undeformed part 47a Crystal grain 47b obtained by melt molding Hardness 48a obtained by melt molding Crystal grain 48b obtained by forging processing at 350 ° C overall heating Hardness 50 obtained by forging processing at 350 ° C overall heating Movable gold Die part 51 Heading punch 52 Dimple molding part 53 in which a hexagonal die is dug Dimple molding part 55 in which a gear die is dug Upper mold flange 6 Passing rod position hole 57 Press heat insulating material 58 Flange heat insulating material 59 Heating element 70 Receiving die part 71 Lower die 72 Lower die flange 73 Through rod 74 Lower die bottom face 76 Lower die receiving part 77 Rod material insertion port 90 Rod material 91 Upper end surface 92 of rod-shaped material 92 Material during processing 93 Pin component 95 having countersunk head 95 Material during processing 96 Pin component having gear head 97 Material during processing 98 Pin component 99 having hexagon head 99 End surface on the side not to be forged
Claims (7)
その伝熱された部位をヘッディングパンチで加工速度０．１〜１１ｍｍ／ｓで押圧して塑性変形させる工程をそなえることを特徴とする部分加熱ヘッディング加工方法。 This is a partial heating heading method in which a magnesium alloy rod-shaped material is held by a lower die and plastically deformed by a heading punch, and the plastic deformation target portion of the rod-shaped material is brought into contact with the plane of the heading punch heated to 228-351 ° C. Heat transfer process,
A partial heating heading method comprising the step of plastically deforming the heated portion by pressing with a heading punch at a processing speed of 0.1 to 11 mm / s.
その伝熱された部位をヘッディングパンチで加工速度０．１〜１１ｍｍ／ｓで押圧して塑性変形させる工程が同時であることを特徴とする請求項１に記載の部分加熱ヘッディング加工方法。 A step of transferring heat by bringing the plane heated to 228 to 351 ° C. of the heading punch into contact with the plastic deformation target portion of the rod-shaped material;
2. The method of partial heating heading processing according to claim 1, wherein the step of plastically deforming the heated portion by pressing with a heading punch at a processing speed of 0.1 to 11 mm / s is simultaneous.
その伝熱された部位をヘッディングパンチで加工速度０．４〜３１ｍｍ／ｓで押圧して塑性変形させ窪み成型部に充満させる工程をそなえることを特徴とする部分加熱ヘッディング加工方法。 A forging method in which a rod-shaped material of a magnesium alloy is held by a lower die and plastically deformed by a heading punch having a hollow molding portion, and the hollow molding portion of the heading punch heated to 195 to 351 ° C. is plasticized. A process of transferring heat by contacting the deformation target part;
A partial heating heading processing method comprising the step of pressing the heat-transferred portion with a heading punch at a processing speed of 0.4 to 31 mm / s to plastically deform and fill the hollow molding part.
その伝熱された部位をヘッディングパンチで加工速度０．４〜３１ｍｍ／ｓで押圧して塑性変形させ窪み成型部に充満させる工程が同時であることを特徴とする請求項４に記載の部分加熱ヘッディング加工方法。 A step of transferring heat by bringing a hollow molding portion heated to 195 to 351 ° C. of the heading punch into contact with a plastic deformation target portion of the rod-shaped material;
5. The partial heating according to claim 4, wherein the step of pressing the heat-transferred portion with a heading punch at a processing speed of 0.4 to 31 mm / s to plastically deform and fill the hollow molding portion is simultaneous. Heading processing method.
鍛造加工中の棒状素材の端面を受け止める下型受部と、
内部に発熱体が設置され棒状素材を塑性変形させるヘッディングパンチとを備える棒状素材の連続ヘッディング加工装置であって、
棒状素材の塑性変形部位を加熱されたヘッディングパンチに接触させて加熱させ、
棒状素材の塑性変形部位をヘッディングパンチで押圧して塑性変形させる、
ことを特徴とする棒状素材の連続ヘッディング加工装置。 A lower die holding a plurality of rod-shaped materials,
A lower mold receiving part for receiving the end face of the rod-shaped material being forged,
A bar-shaped material continuous heading processing device comprising a heading punch in which a heating element is installed and plastically deforms the bar-shaped material,
The plastic deformation part of the rod-shaped material is brought into contact with the heated heading punch and heated,
Pressing the plastic deformation part of the rod-shaped material with a heading punch to plastically deform,
This is a continuous heading processing device for rod-shaped materials.
鍛造加工中の棒状素材の端面を受け止め次に鍛造加工される棒状素材が装填される下型受部と、
内部に発熱体が設置され棒状素材を塑性変形させるヘッディングパンチとを備える棒状素材の連続ヘッディング加工装置であって、
棒状素材の塑性変形部位を加熱されたヘッディングパンチに接触させて加熱させ、
棒状素材の塑性変形部位をヘッディングパンチで押圧して塑性変形させて、
次に鍛造加工される棒状素材と鍛造加工された棒状素材が一列になる位置に下型受部を移動させて、
次に鍛造加工される棒状素材が下型ダイスに装填されることで鍛造加工された棒状素材を下型ダイスから押出す、
ことを特徴とする棒状素材の連続ヘッディング加工装置。 A lower die holding a plurality of rod-shaped materials,
Receiving the end face of the rod-shaped material being forged, and a lower mold receiving portion loaded with the rod-shaped material to be forged next;
A bar-shaped material continuous heading processing device comprising a heading punch in which a heating element is installed and plastically deforms the bar-shaped material,
The plastic deformation part of the rod-shaped material is brought into contact with the heated heading punch and heated,
Press the plastic deformation part of the rod-shaped material with a heading punch to cause plastic deformation,
Next, move the lower die receiving part to the position where the rod-shaped material to be forged and the rod-shaped material forged are aligned,
Next, the forged rod-shaped material is loaded into the lower die, and the forged rod-shaped material is extruded from the lower die.
This is a continuous heading processing device for rod-shaped materials.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010070366A JP5660527B2 (en) | 2010-03-25 | 2010-03-25 | Partial heating heading processing method and processing apparatus for small diameter bar |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010070366A JP5660527B2 (en) | 2010-03-25 | 2010-03-25 | Partial heating heading processing method and processing apparatus for small diameter bar |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011200906A true JP2011200906A (en) | 2011-10-13 |
| JP5660527B2 JP5660527B2 (en) | 2015-01-28 |
Family
ID=44878187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010070366A Active JP5660527B2 (en) | 2010-03-25 | 2010-03-25 | Partial heating heading processing method and processing apparatus for small diameter bar |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5660527B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113510212A (en) * | 2021-07-06 | 2021-10-19 | 山东威玛装备科技股份有限公司 | Pipe end upsetting process for titanium alloy drill pipe body |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05305380A (en) * | 1992-04-28 | 1993-11-19 | Mazda Motor Corp | Manufacture of magnesium alloy member |
| JPH0775846A (en) * | 1993-09-07 | 1995-03-20 | Nippon Steel Corp | Production of high strength bolt excellent in delayed fracture resistance |
| JP2003266136A (en) * | 2002-03-12 | 2003-09-24 | Ahresty Corp | Caulking method for formed article made of magnesium alloy |
| JP2004230453A (en) * | 2003-01-31 | 2004-08-19 | Nitto Seiko Co Ltd | Component heading device |
| JP2006110594A (en) * | 2004-10-14 | 2006-04-27 | Maruemu Works Co Ltd | Method for working material difficult to be worked |
| JP2008087066A (en) * | 2006-10-05 | 2008-04-17 | Gooshuu:Kk | High-strength raw material, its manufacturing method, and its manufacturing apparatus |
-
2010
- 2010-03-25 JP JP2010070366A patent/JP5660527B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05305380A (en) * | 1992-04-28 | 1993-11-19 | Mazda Motor Corp | Manufacture of magnesium alloy member |
| JPH0775846A (en) * | 1993-09-07 | 1995-03-20 | Nippon Steel Corp | Production of high strength bolt excellent in delayed fracture resistance |
| JP2003266136A (en) * | 2002-03-12 | 2003-09-24 | Ahresty Corp | Caulking method for formed article made of magnesium alloy |
| JP2004230453A (en) * | 2003-01-31 | 2004-08-19 | Nitto Seiko Co Ltd | Component heading device |
| JP2006110594A (en) * | 2004-10-14 | 2006-04-27 | Maruemu Works Co Ltd | Method for working material difficult to be worked |
| JP2008087066A (en) * | 2006-10-05 | 2008-04-17 | Gooshuu:Kk | High-strength raw material, its manufacturing method, and its manufacturing apparatus |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113510212A (en) * | 2021-07-06 | 2021-10-19 | 山东威玛装备科技股份有限公司 | Pipe end upsetting process for titanium alloy drill pipe body |
| CN113510212B (en) * | 2021-07-06 | 2023-06-27 | 山东威玛装备科技股份有限公司 | Upsetting process for pipe end of titanium alloy drill pipe body |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5660527B2 (en) | 2015-01-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10814370B2 (en) | Special-purpose die for shaping aluminum-magnesium alloy by rotating extrusion | |
| JP6626441B2 (en) | Method of manufacturing forged products and other processed products | |
| CN101422861B (en) | Accurate forming method of special-shape deep-hole type parts | |
| JP2013530047A5 (en) | ||
| JP4377901B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing high-strength processed material | |
| KR101210889B1 (en) | Severe plastic deformation system and method for working wire rod using the same | |
| CN105414233A (en) | Backward extrusion die with back pressure and processing technology adopting same | |
| JP5660527B2 (en) | Partial heating heading processing method and processing apparatus for small diameter bar | |
| TW201323109A (en) | Method for manufacturing magnesium alloy | |
| JP2017164755A (en) | Manufacturing method for press-molded article and press-molded article | |
| US20170072455A1 (en) | Burr-freebolt forging mould | |
| CN109386530B (en) | Forming structure and forming method of special-shaped stud bolt | |
| CN114985500A (en) | Continuous swaging composite forming device and method | |
| JP3674399B2 (en) | Stepped shaft manufacturing method and stepped shaft manufacturing apparatus | |
| JP6566566B2 (en) | Heat sink forging material, heat sink forging material manufacturing method, and heat sink manufacturing method | |
| WO2017163161A1 (en) | A finisher die assembly and a forging process to make a pinion drive, and a pinion drive | |
| JPH04200833A (en) | Production of cold forged product | |
| US11931787B2 (en) | Method and system for forming protrusions, and method for manufacturing metal component having protrusions | |
| JPS58163541A (en) | Forging method of part having long fin | |
| KR101276631B1 (en) | Apparatus and method for severe plastic deformation | |
| KR20190058876A (en) | Manufacturing method of automobile parts using press molding | |
| RU2759280C1 (en) | Method of manufacturing blades from two-phase titanium alloys | |
| RU2724235C2 (en) | Method of forming thin-piece forged piece | |
| RU2262408C1 (en) | Hollow article hot forging method | |
| RU2600599C1 (en) | Method of producing composite rod parts |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130304 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140123 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140218 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140326 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140516 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141028 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141125 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5660527 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |