JP2012125777A - 有底円筒状部材、有底薄肉延伸円筒状部材、底部円板状有底円筒状部材及び底部円板状有底薄肉延伸円筒状部材の製造方法、並びに、有底円筒状部材有底薄肉円筒状部材、底部円板状有底延伸円筒状部材及び底部円板状有底薄肉延伸円筒状部材 - Google Patents
有底円筒状部材、有底薄肉延伸円筒状部材、底部円板状有底円筒状部材及び底部円板状有底薄肉延伸円筒状部材の製造方法、並びに、有底円筒状部材有底薄肉円筒状部材、底部円板状有底延伸円筒状部材及び底部円板状有底薄肉延伸円筒状部材 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】本製造方法は、中実円柱状の素材1を鍛造加工することにより該素材の一端側の端部に向かって杯状に拡径された杯状拡径部2bを形成し、該杯状拡径部及び該杯状拡径部の小径側に一体に形成されている円柱状部2aを備える中間部材2を得る工程と、中間部材の杯状拡径部をしごき加工することにより杯状拡径部が円筒状に加工された円筒状部3bを形成し、該円筒状部及び該円筒状部の一端側に一体に形成されている円柱状部3aを備える有底円筒状部材を得る工程と、を含むことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
1.中実円柱状の素材を鍛造加工することにより該素材の一端側の端部に向かって杯状に拡径された杯状拡径部を形成し、該杯状拡径部及び該杯状拡径部の小径側に一体に形成されている円柱状部を備える中間部材を得る工程と、
前記中間部材の前記杯状拡径部をしごき加工することにより前記杯状拡径部が円筒状に加工された円筒状部を形成し、該円筒状部及び該円筒状部の一端側に一体に形成されている円柱状部を備える有底円筒状部材を得る工程と、を含むことを特徴とする有底円筒状部材の製造方法。
2.前記1.記載の製造方法で製造した有底円筒状部材の前記円筒状部をスピニング加工することにより前記円筒状部の肉厚よりも薄肉になるように軸線方向に延伸した薄肉延伸円筒状部を形成し、該薄肉延伸円筒状部及び該薄肉延伸円筒状部の一端側に一体に形成されている円柱状部を備える有底薄肉延伸円筒状部材を得る工程を含むことを特徴とする有底薄肉延伸円筒状部材の製造方法。
3.前記スピニング加工は、回転させた前記有底円筒状部材の前記円筒状部の外径側の面に加工ローラの外径側の面を押し当てながら、延伸させる方向に向かって該加工ローラを移動させることにより薄肉延伸円筒状部を形成する加工であって、当該加工の間は前記円筒状部の内径側の面には加工用工具を当接させない加工である前記2.記載の有底薄肉延伸円筒状部材の製造方法。
4.前記1.記載の製造方法で製造した有底円筒状部材を鍛造加工することにより前記円柱状部の底部側が円板状に拡径された円板状拡径部を形成し、該円板状拡径部及び該円板状拡径部の一端側に一体に形成されている円筒状部を備える底部円板状有底円筒状部材を得る工程を含むことを特徴とする底部円板状有底円筒状部材の製造方法。
5.前記底部円板状有底円筒状部材を得る工程では、前記円板状拡径部の底部側の面形状を形成するための第1の型と、前記円筒状部の外側面側の面形状及び前記円板状拡径部の前記底部側の面以外の面形状を形成するための第2の型と、前記円筒状部の有底円筒内面形状を形成するための第3の型と、を用いて前記円板状拡径部と前記円筒状部とを形成し、
その後、前記第3の型を最初に離型する前記4.記載の底部円板状有底円筒状部材の製造方法。
6.前記4.又は前記5.記載の製造方法で製造した底部円板状有底円筒状部材の前記円筒状部をスピニング加工することにより該円筒状部の肉厚よりも薄肉になるように軸線方向に延伸した薄肉延伸円筒状部を形成し、該薄肉延伸円筒状部及び該薄肉延伸円筒状部の一端側に一体に形成されている円板状拡径部を備える底部円板状有底薄肉延伸円筒状部材を得る工程を含むことを特徴とする底部円板状有底薄肉延伸円筒状部材の製造方法。
7.前記スピニング加工は、回転させた底部円板状有底円筒状部材の前記円筒状部の外径側の面に加工ローラの外径側の面を押し当てながら、延伸させる方向に向かって該加工ローラを移動させることにより薄肉延伸円筒状部を形成する加工であって、当該加工の間は前記円筒状部の内径側の面には加工用工具を当接させない加工である前記6.記載の底部円板状有底薄肉延伸円筒状部材の製造方法。
8.前記1.記載の製造方法で製造したことを特徴とする有底円筒状部材。
9.前記2.又は前記3.記載の製造方法で製造したことを特徴とする有底薄肉延伸円筒状部材。
10.前記4.又は前記5.記載の製造方法で製造したことを特徴とする底部円板状有底円筒状部材。
11.前記6.又は前記7.記載の製造方法で製造したことを特徴とする底部円板状有底薄肉延伸円筒状部材。
また、前記スピニング加工は、回転させた前記有底円筒状部材の前記円筒状部の外径側の面に加工ローラを押し当てながら、延伸させる方向に向かって該加工ローラを移動させることにより薄肉延伸円筒状部を形成する加工であって、当該加工の間は前記円筒状部の内径側の面には加工用工具を当接させない加工である場合は、内径側の面を規定する成形型を必要としないので、加工用工具数を減らすことができる。その結果、簡易な構成による加工を実現することができる。
また、前記底部円板状有底延伸円筒状部材を得る工程では、前記円板状拡径部の底部側の面形状を形成するための第1の型と、前記円筒状部の外側面側の面形状及び前記円板状拡径部の前記底部側の面以外の面形状を形成するための第2の型と、前記円筒状部の有底円筒内面形状を形成するための第3の型と、を用いて前記円板状拡径部と前記円筒状部とを形成し、その後、前記第3の型を最初に離型する場合は、第2の型と第3の型とを同時に離型する場合と比較して、金型とワークとが固着してしまうことなく容易に離型することができる。
また、前記スピニング加工は、回転させた前記底部円板状有底円筒状部材の前記円筒状部の外径側の面に加工ローラを押し当てながら、延伸させる方向に向かって該加工ローラを移動させることにより薄肉延伸円筒状部を形成する加工であって、当該加工の間は前記円筒状部の内径側の面には加工用工具を当接させない加工である場合は、内径側の面を規定する成形型を必要としないので、加工用工具数を減らすことができる。その結果、簡易な構成による加工を実現することができる。
本実施形態に係る有底円筒状部材の製造方法は、中実円柱状の素材を鍛造加工することにより該素材の一端側の端部に向かって杯状に拡径された杯状拡径部を形成し、該杯状拡径部及び該杯状拡径部の小径側に一体に形成されている円柱状部を備える中間部材を得る工程と、この中間部材の杯状拡径部をしごき加工することにより杯状拡径部が円筒状に加工された円筒状部を形成し、該円筒状部及び該円筒状部の一端側に一体に形成されている円柱状部を備える有底円筒状部材を得る工程と、を含むことを特徴とする。
上記円柱状部の外径の大きさは特に問わないが、例えば、上記素材の外径の大きさと略同一であることができる。
なお、上記しごき加工を行うに際し、予め焼き鈍し処理を実行しておくようにしてもよい。これにより延伸性が向上し、より容易に加工することができるからである。
本実施形態に係る有底薄肉延伸円筒状部材の製造方法は、上記実施形態1の製造方法で製造した有底円筒状部材の円筒状部をスピニング加工することにより円筒状部の肉厚よりも薄肉になるように軸方向に延伸した薄肉延伸円筒状部を形成し、該薄肉延伸円筒状部及び該薄肉延伸円筒状部の一端側に一体に形成されている円柱状部を備える有底薄肉延伸円筒状部材を得る工程を含むことを特徴とする。
上記スピニング加工における押し当て量、延伸させる方向への移動回数等は特に問わない。
なお、上記スピニング加工を行うに際し、上記有底円筒状部材に予め焼き鈍し処理を実行しておくようにしてもよい。これにより延伸性が向上し、より容易に加工することができるからである。
本実施形態にかかる底部円板状有底円筒状部材の製造方法は、上記実施形態1の製造方法で製造した有底円筒状部材を鍛造加工することにより円柱状部の底部側が円板状に拡径された円板状拡径部及び該円板状拡径部の一端側に一体に形成された円筒状部を形成し、該円板状拡径部及び該円筒状部を備える底部円板状有底円筒状部材を得る工程を含むことを特徴とする。
本実施形態に係る底部円板状有底薄肉延伸円筒状部材の製造方法は、上記実施形態3の製造方法で製造した底部円板状有底延伸円筒状部材の円筒状部をスピニング加工することにより円筒状部の肉厚よりも薄肉になるように軸方向に延伸した薄肉延伸円筒状部を形成し、該薄肉延伸円筒状部及び該薄肉延伸円筒状部の一端側に一体に形成されている円板状拡径部を備える底部円板状有底薄肉延伸円筒状部材を得る工程を含むことを特徴とする。
<実施例1>
(1)有底円筒状部材の構成
本実施例に係る有底円筒状部材3は、図1(a)〜(c)に示すように、素材1を鍛造加工して得られる中間部材2をしごき加工して得られる部材であり、円柱状部3aと、円筒状部3bと、を備えている。円柱状部3aの外径D3aと、円筒状部3bの外径D3bとは略等しくなっている。また、有底円筒状部材3には、円筒状部3b側の端部側に開口する有底孔3cが形成されている。有底孔3cは、内径d3c、深さH3cとなっている。
次に、上記有底円筒状部材の製造方法について説明する。
まず、図1(a)に示す中実円柱状の素材1に対して鍛造加工を施すことにより、図1(b)に示す円柱状部2aと一方の端部が拡径する杯状拡径部2bとを有する中間部材2を得る。本実施例において、上記鍛造加工は熱間鍛造を採用している。この熱間鍛造では、図2に示すように、杯状拡径部2bの内壁形状を形成するための凸状部11aを有する上金型11と、素材1を保持するとともに、杯状拡径部2bの外壁形状を形成するための凹状部12aを有する下金型12と、を用いる。凹状部12aには、その下方からノックアウトピン13が挿入されており、凹状部12aに素材1を挿入した際に、素材1が保持されるようになっている。また、下金型12には上金型11と係合する際に上金型11を加圧方向に案内する案内部12bが設けられており、上金型11にはこの案内部12bに案内される被案内部11bが設けられている。更に、上金型11には、凸状部11aの基端側に、鍛造加工の際に杯状拡径部2bの端部の肉が偏って成長するのを抑制するための成長抑制部11cが設けられている。
また、図7に示すように、素材1を鍛造加工する際に杯状拡径部2bの端部の肉が偏って成長した場合には、偏って成長した端部が成長抑制部11cに接触することにより、それ以上の成長を抑制され、高さが略均等な杯状拡径部2bが形成される。
以上のように、本実施例では、最初に、熱間鍛造加工により、一端側の端部に向かって拡径するように形成された杯状拡径部2bを備える中間部材2を得るようにし、その後、冷間しごき加工により杯状拡径部2bを円筒状に加工した円筒状部3bを形成することにより有底円筒状部材3を得るようにしている。これにより、中実円柱状の素材から後方押出し成形により同様の部材を得る場合と比較して、小さな加圧力で容易に円筒状部3bの形状を形成することができる。また、過大な加圧力を負荷することがないので、金型寿命の向上を図ることができる。更に、一旦拡径して杯状拡径部2bを形成してから円筒状部3bを形成するようにしているので、後方押出し成形では得難い薄肉の円筒状部3bを備える有底円筒状部材3を得ることができる。
本実施例では、上記実施例1の製造方法により得た有底円筒状部材から、薄肉延伸円筒状部と円柱状部とを備える有底薄肉延伸円筒状部材を得る方法について説明する。
本実施例に係る有底薄肉延伸円筒状部材4は、図13(b)に示すように、円柱状部4aと薄肉延伸円筒状部4bとを備えている。また、有底薄肉延伸円筒状部材4には、薄肉延伸円筒状部4b側の端部側に開口する有底孔4cが形成されている。薄肉延伸円筒状部4bは、図13(a)及び(b)に示すように、その外径D4bが有底円筒状部材3の円筒状部3bの外径D3bよりも小さくなっている。また、有底孔4cは、その内径d4cが、有底円筒状部材3の有底孔3cの内径d3cと略等しい大きさとなっており、その深さH4cは、有底円筒状部材3の有底孔3cの深さH3cより大きくなるように加工される。更に、薄肉延伸円筒状部4bの肉厚t4bは、有底円筒状部材3の円筒状部3bの肉厚t3bよりも小さくなっている。即ち、本実施例に係る有底薄肉延伸円筒状部材4においては、薄肉延伸円筒状部4bとして、有底円筒状部材3の円筒状部3bよりも薄肉であり且つ軸方向に延伸された部位が形成される。
次に、上記有底薄肉延伸円筒状部材の製造方法について説明する。本実施例では、上述のようにして得た有底円筒状部材3に対してスピニング加工を施す。本実施例において、上記スピニング加工は冷間スピニングとしている。この冷間スピニング加工では、図14に示すように、加工ローラ31と、チャック32と、を用いる。加工ローラ31は、ワークとなる有底円筒状部材3の中心方向(図14のx軸方向)及び軸方向(図14のz軸方向)に自在に移動可能なように図示しない移動手段により支持されている。また、加工ローラ31は、z軸方向の軸回りに回転自在に軸支されており、回転する有底円筒状部材3の外周面に押し当てられた際に、その回転に連れて回転するようになっている。
以上のように、本実施例では、冷間スピニング加工により、有底円筒状部材3の円筒状部3bの肉厚よりも薄肉になるように軸方向に延伸した薄肉延伸円筒状部4bを形成するようにしている。これにより、鍛造加工により同様の薄肉延伸円筒状部を形成する場合と比較して、より肉厚の小さい薄肉延伸円筒状部を容易に形成することができる。
また、冷間スピニング加工は、回転させた有底円筒状部材3の円筒状部3bの外径側の面に加工ローラ31を押し当てながら、延伸させる方向に向かって加工ローラ31を移動させることにより薄肉延伸円筒状部4bを形成する加工であって、当該加工の間は円筒状部の内径側の面には加工用工具を当接させない加工であるので、通常のスピニング加工のような成形型を必要とせずに、容易に薄肉延伸円筒状部を形成することができる。
本実施例では、上記実施例1の製造方法により得た有底円筒状部材から、円板状拡径部と円筒状部とを備える底部円板状有底円筒状部材を得る方法について説明する。
本実施例に係る底部円板状有底円筒状部材5は、図16(b)に示すように、円板状拡径部5aと円筒状部5bとを備えている。また、底部円板状有底円筒状部材5には、円筒状部5b側の端部側に開口する有底孔5cが形成されている。円筒状部5bは、図16(a)及び(b)に示すように、その外径D5bが有底円筒状部材3の円筒状部3bの外径D3bと略等しい大きさとなっている。また、有底孔5cは、その内径d5cが、有底円筒状部材3の有底孔3cの内径d3cと略等しい大きさとなっており、その深さH5cは、有底円筒状部材3の有底孔3cの深さH3cと略等しい大きさとなっている。
次に、上記底部円板状有底円筒状部材の製造方法について説明する。
本実施例においては、図16(a)に示す有底円筒状部材3に対して鍛造加工を施すことにより、図16(b)に示す円板状拡径部5aと円筒状部5bとを備える底部円板状有底円筒状部材5を得る。本実施例において、上記鍛造加工は熱間鍛造を採用している。この熱間鍛造では、図17に示すように、偏平状の凸状部41aを備える上金型41(本発明に係る第1の型として例示する)と、貫通孔42aが形成された下金型42(本発明に係る第2の型として例示する)と、貫通孔42aに下方から挿入された状態で固定的に配置される丸棒状のピン43(本発明に係る第3の型として例示する)と、を用いる。これらの型は、上金型41、下金型42及びピン43の順に上から配置されている。下金型42は、その外周側をガイド45により上下動可能に支持されているとともに、その下方から流体シリンダ46により押圧された状態となっている。本実施例において、上記流体シリンダ46は、圧縮性流体である窒素ガスを封入した流体シリンダを用いている。また、貫通孔42aとピン43との間には、それらの隙間を上下動可能な円筒状のノックアウトスリーブ44が配設されている。
以上のように、本実施例では、熱間鍛造加工により、有底円筒状部材3の円柱状部3aの底部側が円板状に拡径された円板状拡径部5aを形成するようにしている。これにより、円板状拡径部5aとこの円板状拡径部5aと一体に形成された円筒状部5bとを備える底部円板状有底円筒状部材5を容易に得ることができる。
本実施例では、上記実施例3の製造方法により得た底部円板状有底円筒状部材から、薄肉延伸円筒状部と円板状拡径部とを備える底部円板状有底薄肉延伸円筒状部材を得る方法について説明する。
本実施例に係る底部円板状有底薄肉延伸円筒状部材6は、図22(b)に示すように、円板状拡径部6aと薄肉延伸円筒状部6bとを備えている。また、底部円板状有底薄肉延伸円筒状部材6には、薄肉延伸円筒状部6b側の端部側に開口する有底孔6cが形成されている。薄肉延伸円筒状部6bは、図22(a)及び(b)に示すように、その外径D6bが底部円板状有底円筒状部材5の円筒状部5bの外径D5bよりも小さくなっている。また、有底孔6cは、その内径d6cが、底部円板状有底円筒状部材5の有底孔6cの内径d6cと略等しい大きさとなっており、その深さH6cは、底部円板状有底円筒状部材5の有底孔5cの深さH5cより大きくなるように加工される。更に、薄肉延伸円筒状部6bの肉厚t6bは、底部円板状有底円筒状部材5の円筒状部5bの肉厚t5bよりも小さくなっている。即ち、本実施例に係る底部円板状有底薄肉延伸円筒状部材6においては、薄肉延伸円筒状部6bとして、底部円板状有底円筒状部材5の円筒状部5bよりも薄肉であり且つ軸方向に延伸された部位が形成される。
次に、上記底部円板状有底薄肉延伸円筒状部材の製造方法について説明する。本実施例では、上述のようにして得た底部円板状有底円筒状部材5に対してスピニング加工を施す。本実施例において、上記スピニング加工は冷間スピニングとしている。この冷間スピニング加工では、図23に示すように、加工ローラ51と、チャック52と、を用いる。加工ローラ51は、上記実施例2の加工ローラ31と略同様の構成であり、ワークとなる有底円筒状部材3の中心方向(図23のx軸方向)及び軸方向(図23のz軸方向)に自在に移動可能なように図示しない移動手段により支持されている。また、加工ローラ51は、z軸方向の軸回りに回転自在に軸支されており、回転する底部円板状有底円筒状部材5の外周面に押し当てられた際に、その回転に連れて回転するようになっている。更に、加工ローラ51は、その押し当て面51aが略円弧状をなしているとともに、その曲率半径R51aは、底部円板状有底円筒状部材5の円筒状部5bの肉厚t5bの約3倍に設定されている。また、加工ローラ51は、その外径D51がワークとなる底部円板状有底円筒状部材5の円筒状部5bの外径D5bの約3倍に設定されている。
以上のように、本実施例では、冷間スピニング加工により、底部円板状有底円筒状部材5の円筒状部5bの肉厚よりも薄肉になるように軸方向に延伸した薄肉延伸円筒状部6bを形成するようにしている。これにより、鍛造加工により同様の薄肉延伸円筒状部を形成する場合と比較して、より肉厚の薄い薄肉延伸円筒状部を容易に形成することができる。
Claims (11)
- 中実円柱状の素材を鍛造加工することにより該素材の一端側の端部に向かって杯状に拡径された杯状拡径部を形成し、該杯状拡径部及び該杯状拡径部の小径側に一体に形成されている円柱状部を備える中間部材を得る工程と、
前記中間部材の前記杯状拡径部をしごき加工することにより前記杯状拡径部が円筒状に加工された円筒状部を形成し、該円筒状部及び該円筒状部の一端側に一体に形成されている円柱状部を備える有底円筒状部材を得る工程と、を含むことを特徴とする有底円筒状部材の製造方法。 - 請求項1記載の製造方法で製造した有底円筒状部材の前記円筒状部をスピニング加工することにより前記円筒状部の肉厚よりも薄肉になるように軸線方向に延伸した薄肉延伸円筒状部を形成し、該薄肉延伸円筒状部及び該薄肉延伸円筒状部の一端側に一体に形成されている円柱状部を備える有底薄肉延伸円筒状部材を得る工程を含むことを特徴とする有底薄肉延伸円筒状部材の製造方法。
- 前記スピニング加工は、回転させた前記有底円筒状部材の前記円筒状部の外径側の面に加工ローラの外径側の面を押し当てながら、延伸させる方向に向かって該加工ローラを移動させることにより薄肉延伸円筒状部を形成する加工であって、当該加工の間は前記円筒状部の内径側の面には加工用工具を当接させない加工である請求項2記載の有底薄肉延伸円筒状部材の製造方法。
- 請求項1記載の製造方法で製造した有底円筒状部材を鍛造加工することにより前記円柱状部の底部側が円板状に拡径された円板状拡径部を形成し、該円板状拡径部及び該円板状拡径部の一端側に一体に形成されている円筒状部を備える底部円板状有底円筒状部材を得る工程を含むことを特徴とする底部円板状有底円筒状部材の製造方法。
- 前記底部円板状有底円筒状部材を得る工程では、前記円板状拡径部の底部側の面形状を形成するための第1の型と、前記円筒状部の外側面側の面形状及び前記円板状拡径部の前記底部側の面以外の面形状を形成するための第2の型と、前記円筒状部の有底円筒内面形状を形成するための第3の型と、を用いて前記円板状拡径部と前記円筒状部とを形成し、
その後、前記第3の型を最初に離型する請求項4記載の底部円板状有底円筒状部材の製造方法。 - 請求項4又は5記載の製造方法で製造した底部円板状有底円筒状部材の前記円筒状部をスピニング加工することにより該円筒状部の肉厚よりも薄肉になるように軸線方向に延伸した薄肉延伸円筒状部を形成し、該薄肉延伸円筒状部及び該薄肉延伸円筒状部の一端側に一体に形成されている円板状拡径部を備える底部円板状有底薄肉延伸円筒状部材を得る工程を含むことを特徴とする底部円板状有底薄肉延伸円筒状部材の製造方法。
- 前記スピニング加工は、回転させた底部円板状有底円筒状部材の前記円筒状部の外径側の面に加工ローラの外径側の面を押し当てながら、延伸させる方向に向かって該加工ローラを移動させることにより薄肉延伸円筒状部を形成する加工であって、当該加工の間は前記円筒状部の内径側の面には加工用工具を当接させない加工である請求項6記載の底部円板状有底薄肉延伸円筒状部材の製造方法。
- 請求項1記載の製造方法で製造したことを特徴とする有底円筒状部材。
- 請求項2又は3記載の製造方法で製造したことを特徴とする有底薄肉延伸円筒状部材。
- 請求項4又は5記載の製造方法で製造したことを特徴とする底部円板状有底円筒状部材。
- 請求項6又は7記載の製造方法で製造したことを特徴とする底部円板状有底薄肉延伸円筒状部材。
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