JP2011240411A5

JP2011240411A5 -

Info

Publication number: JP2011240411A5
Application number: JP2011194793A
Authority: JP
Filing date: 2011-09-07
Publication date: 2012-11-01
Anticipated expiration: 2027-02-28

Description

この発明は、以下のような発明である。
（１）熱間密閉鍛造工程ユニット、熱間閉塞鍛造工程ユニット、熱間穴あけ鍛造工程ユニット、熱間複動鍛造工程ユニットから同種を含んで選ばれた、成形予定の鍛造製品に対応させた２つ以上の工程ユニットを、または、熱間密閉鍛造工程ユニット、熱間閉塞鍛造工程ユニット、熱間穴あけ鍛造工程ユニット、熱間複動鍛造工程ユニットから同種を含んで選ばれた、成形予定の鍛造製品に対応させた２つ以上の工程ユニット、および、１つの待機工程ユニットを同一鍛造機械内に着脱可能に組み込んだ鍛造手段と、各工程ユニットの金型を加熱する複数の金型加熱手段と、各工程ユニットの金型の温度を検出する複数の金型温度検出手段と、鍛造製品の温度を検出する鍛造製品温度検出手段と、この鍛造製品温度検出手段および複数の金型温度検出手段の出力に基づいて複数の金型加熱手段を制御する金型温度制御手段と、を用い、金型温度制御手段に、成形予定の鍛造製品の温度を所定の範囲とし、この所定の範囲を満たすように各工程ユニットの各成形において温度管理がなされるようにした温度パターンを予め設定し、鍛造製品温度検出手段により鍛造製品温度を検出し、所定の温度範囲から外れたと判定したとき、その結果を金型温度制御手段へフィードバックし、金型温度制御手段に予め設定した温度パターンに基づいて、各金型の金型加熱手段への制御を切り替え、鍛造製品温度を所定の範囲内に制御する、ことを特徴とする熱間鍛造による鍛造方法。特に、鍛造手段に、トランスファー又は産業用ロボットが備えられていて、このトランスファー又は産業用ロボットを用いて最終の工程ユニットから取り出した鍛造製品の温度を、鍛造製品温度検出手段により検出することを特徴とする熱間鍛造による鍛造方法である。
（２）なお、上流の工程ユニットから下流の工程ユニットへ粗材または鍛造製品を搬送して鍛造するサイクルが１０秒以内である、ことが好ましい。
（３）上流の工程ユニットから粗材または鍛造製品を取り出して下流の工程ユニットにセットする移送手段を設ける、ことが好ましい。
（４）工程ユニットの金型表面に設定量の潤滑剤を噴霧する潤滑剤噴霧手段を設ける、ことが好ましい。
（５）素材がアルミニウムまたはアルミニウム合金である、ことが好ましい。
（６）熱間穴あけ鍛造工程ユニットから発生する金属片を鍛造手段外へ排出する排出手段を設ける、ことが好ましい。
（７）成形予定の鍛造製品に対応させた各工程ユニット、この各工程ユニットの金型温度制御手段にセットする温度制御条件を鍛造製品に対応した組み合わせ情報の一部として予め記憶する記憶手段と、各工程ユニットを予め備えて置く工程ユニットストック手段と、この工程ユニットストック手段から工程ユニットを取り出し、各工程ユニットの取付位置へ移動して工程ユニットをセットする工程ユニット移載手段と、記憶手段が記憶した組み合わせ情報に基づいて工程ユニット移載手段を制御する工程ユニット移載制御手段と、を設ける、ことが好ましい。
（８）成形予定の鍛造製品形状に合わせて工程ユニットを選択し、組み合わせて鍛造製品を製造する、ことが好ましい。
（９）（８）に記載の鍛造製品製造方法で製造する、ことが好ましい。

（１）の発明によれば、熱間密閉鍛造工程ユニット、熱間閉塞鍛造工程ユニット、熱間穴あけ鍛造工程ユニット、熱間複動鍛造工程ユニットから同種を含んで選ばれた、成形予定の鍛造製品に対応させた２つ以上の工程ユニットを、または、熱間密閉鍛造工程ユニット、熱間閉塞鍛造工程ユニット、熱間穴あけ鍛造工程ユニット、熱間複動鍛造工程ユニットから同種を含んで選ばれた、成形予定の鍛造製品に対応させた２つ以上の工程ユニット、および、１つの待機工程ユニットを同一鍛造機械内に着脱可能に組み込んだ鍛造手段と、各工程ユニットの金型を加熱する複数の金型加熱手段と、各工程ユニットの金型の温度を検出する複数の金型温度検出手段と、鍛造製品の温度を検出する鍛造製品温度検出手段と、この鍛造製品温度検出手段および複数の金型温度検出手段の出力に基づいて複数の金型加熱手段を制御する金型温度制御手段とを備えているので、同一鍛造手段内に２つ以上の工程ユニットを組み合わせて取り付けることにより、１回加熱した素材から複雑な形状の鍛造製品を安価に得ることが可能となるとともに、トリム工程を経ずに鍛造製品が得られるため、材料歩留まりが高く、複雑な形状の鍛造製品を安価に得ることができる。
また、金型温度制御手段に、成形予定の鍛造製品の温度を所定の範囲とし、この所定の範囲を満たすように各工程ユニットの各成形において温度管理がなされるようにした温度パターンを予め設定し、鍛造製品温度検出手段により鍛造製品温度を検出し、所定の温度範囲から外れたと判定したとき、その結果を金型温度制御手段へフィードバックし、金型温度制御手段に予め設定した温度パターンに基づいて、各金型の金型加熱手段への制御を切り替え、鍛造製品温度を所定の範囲内に制御する、特に、鍛造手段に、トランスファー又は産業用ロボットが備えられていて、このトランスファー又は産業用ロボットを用いて最終の工程ユニットから取り出した鍛造製品の温度を、鍛造製品温度検出手段により検出するので、鍛造製品は応力腐食割れや粗大結晶粒が発生しないため、応力腐食割れや機械的強度の低下が発生せず、内部品質が良好で複雑な鍛造製品を得ることができる。
また、少量多品種の生産時に専用機を必要とせず、複雑な形状の鍛造製品に合わせて工程ユニットを交換できるため、効率よく安価な鍛造製品を得ることができる。
また、複雑な形状の鍛造製品に合わせて工程ユニットを交換でき、メタルフローを制御しながら逐次鍛造成形が実施できるため、ひけやかぶり等が発生しない複雑な形状の鍛造製品を得ることができる。
また、従来では実施できなかった製造工程中の鍛造製品の温度を監視できるため、鍛造製品の温度異常による品質不具合を早期に発見することができる。
また、鍛造製品の温度を測定しながら各工程ユニットの金型温度を、連携するようにパターン制御しながら調節することができるため、鍛造製品の寸法精度が安定し、鍛造製品のかじり、焼きつき等の外観不良や、内部品質不良発生を早期に防ぐことができる。
また、素材から１回の鍛造で鍛造製品を成形する場合、鍛造製品形状によって金型寿命が著しく短くなる場合があるが、鍛造工程を複数回に分けて鍛造製品を成形しているので、金型寿命を長くすることができる。
（２）上流の工程ユニットから下流の工程ユニットへ粗材または鍛造製品を搬送して鍛造するサイクルを１０秒以内にしたので、最終工程の鍛造時の鍛造製品温度低下や温度ばらつきを小さくすることができるため、鍛造製品の寸法精度や孔（穴）あけ寸法精度が向上するとともに、金型加熱手段による温度制御をより確実に実現することができる。
（３）上流の工程ユニットから粗材または鍛造製品を取り出して下流の工程ユニットにセットする移送手段を設けたので、安全性を向上させて省力化をはかることができるため、安価な鍛造製品を得ることができる。
また、鍛造機械が１サイクル稼動する時、一度に工程ユニット数の鍛造成形が実施できるため、安価な鍛造製品を得ることができる。
（４）工程ユニットの金型の表面に設定量の潤滑剤を噴霧する潤滑剤噴霧手段を設けたので、省力化をはかることができるため、安価な鍛造製品を得ることができる。
また、素材の表面積と鍛造製品の表面積との比があまりに大きすぎる場合、素材を大変形させる鍛造によって現れる新生面と金型との間で焼きつきが発生するため、各工程ユニットに潤滑剤を噴霧しながら鍛造することにより、鍛造製品表面にかじり等が発生しにくくなる。
（５）素材がアルミニウムまたはアルミニウム合金であるので、アルミニウムまたはアルミニウム合金の鍛造製品を得ることができる。
（６）熱間穴あけ鍛造工程ユニットから発生する金属片（廃材）を鍛造手段（鍛造装置、鍛造機械）外へ排出する排出手段を設けたので、排出手段から排出される金属片を一個所に集めることにより、金属片（廃材）の再利用がはかれることにより、安価な鍛造製品を得ることができる。
（７）成形予定の鍛造製品に対応させた各工程ユニット、この各工程ユニットの金型温度制御手段にセットする温度制御条件を鍛造製品に対応した組み合わせ情報の一部として予め記憶する記憶手段と、各工程ユニットを予め備えて置く工程ユニットストック手段と、この工程ユニットストック手段から工程ユニットを取り出し、各工程ユニットの取付位置へ移動して工程ユニットをセットする工程ユニット移載手段と、記憶手段が記憶した組み合わせ情報に基づいて工程ユニット移載手段を制御する工程ユニット移載制御手段とを設けたので、生産する鍛造製品の変更時における工程ユニット（金型）交換にかかる時間を減らすことができ、少量多品種生産によって工程ユニット（金型）交換頻度が増えた場合、工程ユニット（金型）交換頻度に迅速に対応することができる。
また、工程ユニット（金型）交換にかかる時間を減らすことができることにより、単位時間あたりの製造数量に及ぼす影響を少なくすることができ、生産する品種と製造数量とが増大し、製造コストを安価にすることができる。
（８）成形予定の鍛造製品形状に合わせて工程ユニットを選択し、組み合わせて鍛造製品を製造するので、複雑な形状の鍛造製品を安価に得ることができる。
（９）（８）に記載の鍛造製品製造方法で鍛造製品を製造したので、複雑な形状の鍛造製品を得ることができる。

Claims

熱間密閉鍛造工程ユニット、熱間閉塞鍛造工程ユニット、熱間穴あけ鍛造工程ユニット、熱間複動鍛造工程ユニットから同種を含んで選ばれた、成形予定の鍛造製品に対応させた２つ以上の工程ユニットを、または、熱間密閉鍛造工程ユニット、熱間閉塞鍛造工程ユニット、熱間穴あけ鍛造工程ユニット、熱間複動鍛造工程ユニットから同種を含んで選ばれた、成形予定の鍛造製品に対応させた２つ以上の工程ユニット、および、１つの待機工程ユニットを同一鍛造機械内に着脱可能に組み込んだ鍛造手段と、
各工程ユニットの金型を加熱する複数の金型加熱手段と、
各工程ユニットの金型の温度を検出する複数の金型温度検出手段と、
鍛造製品の温度を検出する鍛造製品温度検出手段と、
この鍛造製品温度検出手段および複数の金型温度検出手段の出力に基づいて複数の金型加熱手段を制御する金型温度制御手段と、
を用い、
金型温度制御手段に、成形予定の鍛造製品の温度を所定の範囲とし、この所定の範囲を満たすように各工程ユニットの各成形において温度管理がなされるようにした温度パターンを予め設定し、
鍛造製品温度検出手段により鍛造製品温度を検出し、所定の温度範囲から外れたと判定したとき、その結果を金型温度制御手段へフィードバックし、金型温度制御手段に予め設定した温度パターンに基づいて、各金型の金型加熱手段への制御を切り替え、鍛造製品温度を所定の範囲内に制御する、
ことを特徴とする熱間鍛造による鍛造方法。
前記鍛造手段に、トランスファー又は産業用ロボットが備えられていて、このトランスファー又は産業用ロボットを用いて最終の工程ユニットから取り出した鍛造製品の温度を、前記鍛造製品温度検出手段により検出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の熱間鍛造による鍛造方法。