JP2012135769A - 軸肥大加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】薄いフランジ状の肥大部を棒状のワークピースに一体として形成することができ、且つ肥大部の強度も確保することができる軸肥大加工方法を提供する。
【解決手段】金属棒材のワークピースが配置されるべき基準線に沿って互いに接離可能な一対のホルダユニットが離間した状態で、ワークピースの両端をそれぞれ一対のホルダユニットで保持する保持プロセスと、一対のホルダユニットを基準線に沿って互いに近接する方向に相対的に押し込み、ワークピースを軸方向に縮める方向に加圧する圧縮プロセスと、ワークピースの軸線と交差する方向にエネルギを加え、該エネルギを加えた部位にワークピースよりも大径の肥大部を形成する肥大プロセスとを含む、第1工程と、肥大部を焼鈍する焼鈍工程と、第1工程と同様のプロセスを含む第2工程であって、肥大プロセスにて、肥大部にエネルギを加える第2工程とを備えた。
【選択図】図1
【解決手段】金属棒材のワークピースが配置されるべき基準線に沿って互いに接離可能な一対のホルダユニットが離間した状態で、ワークピースの両端をそれぞれ一対のホルダユニットで保持する保持プロセスと、一対のホルダユニットを基準線に沿って互いに近接する方向に相対的に押し込み、ワークピースを軸方向に縮める方向に加圧する圧縮プロセスと、ワークピースの軸線と交差する方向にエネルギを加え、該エネルギを加えた部位にワークピースよりも大径の肥大部を形成する肥大プロセスとを含む、第1工程と、肥大部を焼鈍する焼鈍工程と、第1工程と同様のプロセスを含む第2工程であって、肥大プロセスにて、肥大部にエネルギを加える第2工程とを備えた。
【選択図】図1
Description
本発明は、軸肥大加工方法に関するものである。
軸肥大加工機が特許文献1に記載されている。この軸肥大加工機によって、肥大部を有する棒状のワークピースを得ることができる。しかしながら、肥大部の径や厚さには限界があり、薄いフランジ状の肥大部を形成することは困難であった。したがって、特許文献1に開示された内容のみでは、例えば薄いフランジ状のギヤを軸部材の中間部分に一体として形成することはできず、このようなものはやはり各部品を製造して圧入等により組立加工する必要があった。
本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、薄いフランジ状の肥大部を棒状のワークピースに一体として形成することができ、且つ肥大部の強度も確保することができる軸肥大加工方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成するため、本発明では、金属棒材のワークピースに対し、該ワークピースよりも大径の肥大部を形成する第1工程であって、前記ワークピースが配置されるべき基準線に沿って互いに接離可能な一対のホルダユニットが離間した状態で、前記ワークピースの両端をそれぞれ前記一対のホルダユニットで保持する保持プロセスと、前記一対のホルダユニットを前記基準線に沿って互いに近接する方向に相対的に押し込み、前記ワークピースを軸方向に縮める方向に加圧する圧縮プロセスと、ホルダユニットを傾動させるような方法で前記ワークピースの軸線と交差する方向にエネルギを加え、該エネルギを加えた部位に前記肥大部を形成する肥大プロセスとを含む、第1工程と、前記肥大部を焼鈍する焼鈍工程と、前記第1工程と同様のプロセスを含む第2工程であって、前記肥大プロセスにて、前記肥大部に前記エネルギを加える第2工程とを備えたことを特徴とする軸肥大加工方法を提供する。
請求項2の発明では、前記焼鈍工程は、誘導加熱により前記肥大部のみ加熱することを特徴としている。
請求項3の発明では、前記焼鈍工程は、炉内で前記ワークピースを加熱することを特徴としている。
請求項3の発明では、前記焼鈍工程は、炉内で前記ワークピースを加熱することを特徴としている。
請求項1の発明によれば、第1工程でワークピースに対し肥大部を形成した後、焼鈍工程を行うため、第1工程で硬化した肥大部を軟化させることができる。そして、肥大部をさらに肥大させるための第2工程を行う際に、焼鈍工程で肥大部は軟化しているため、肥大部を薄くすることができ、径をさらに大きくすることができる。したがって、棒状のワークピースから薄いフランジ状の肥大部を形成することができる。この薄いフランジ状の肥大部はワークピースに一体として形成されるため取扱い性がよく、且つ第2工程により肥大部の強度も確保されている。
請求項2の発明によれば、効率よく簡便に肥大部を加熱することができるので、例えば第1工程及び第2工程と同ライン上で焼鈍工程を行うことができ、生産性が向上する。
請求項3の発明によれば、焼鈍炉を用いてワークピース全体を加熱するので、確実に肥大部を加熱して軟化させることができる。
請求項3の発明によれば、焼鈍炉を用いてワークピース全体を加熱するので、確実に肥大部を加熱して軟化させることができる。
本発明に係る軸肥大加工方法は、まず第1工程(ステップS1)を行う。この第1工程は、金属棒材からなるワークピース1に対し、このワークピース1よりも大径の肥大部を形成するものである。第1工程では、まず図2に示すような保持プロセスを行う。保持プロセスでは、ワークピース1をホルダユニット2で保持する。このホルダユニット2はワークピース1に対して左右両端に配置されている。この一対のホルダユニット2でワークピース1の両端を保持する。ホルダユニット2はスリーブ状であり、ワークピース1の端部における外表面を覆うものである。このとき、ワークピース1は所定の基準線Aに沿って配置され、ホルダユニット2の軸線もこの基準線Aに沿って配置されている。一対のホルダユニット2は、図示しない案内手段等によって、基準線Aに沿って互いに接離可能である。保持されたワークピース1は、肥大されるべき部位が露出した状態で保持されている。すなわち、一対のホルダユニット2は所定の離間距離を保ってワークピース1を保持している。
保持プロセス後、圧縮プロセスを行う。圧縮プロセスでは、一対のホルダユニット2を基準線Aに沿って互いに近接する方向に相対的に押し込み、ワークピース1を軸方向に縮める方向に加圧する。一対のホルダユニット2を相対的に押し込むため、両方のホルダユニット2を互いに押し込んでもよいし、一方のホルダユニット2のみを押し込んでもよい。このように加圧された状態で、次なる肥大プロセスを行う。肥大プロセスでは、ワークピース1の軸線と交差する方向にエネルギを加える。このエネルギは、例えば一方のホルダユニット2を傾動させて得る。この傾動時に、両方のホルダユニット2を同方向に回転させて、ワークピース1を回転させてもよい。あるいは、ワークピース1を回転させることなく、軸方向に縮む方向に圧縮してその一方の端部を首振り旋回運動させたり、あるいはワークピース1を軸方向に縮む方向に圧縮してその一方の端部を捻り運動させたりしてもよい。もしくは、上記圧縮の後、肥大されるべき部位に交番衝撃トルクを加えてもよい。
以上説明した第1工程は、室温にて行われる。
このようにしてエネルギを加えられたワークピース1は、図3に示すように、当該エネルギを加えられた部位に肥大部3が形成される。このようにして形成された肥大部3をさらに薄型化及び大径化したい場合は、上記第1工程の後、次なる焼鈍工程(ステップS2)を行う。
このようにしてエネルギを加えられたワークピース1は、図3に示すように、当該エネルギを加えられた部位に肥大部3が形成される。このようにして形成された肥大部3をさらに薄型化及び大径化したい場合は、上記第1工程の後、次なる焼鈍工程(ステップS2)を行う。
焼鈍工程は、肥大部を加熱して第1工程により硬化した肥大部を軟化させるものである。焼鈍方法としては、電磁誘導加熱(IH)等の誘導加熱を利用できる。IHを用いれば、肥大部のみを加熱できる。このため、効率よく簡便に肥大部を加熱することができ、例えば第1工程及び第2工程と同ライン上で焼鈍工程を行うことができるようになり、生産性が向上する。あるいは、焼鈍炉内でワークピース1の全体を加熱してもよい。このようにしても、確実に肥大部3を軟化させることができる。
そして、次なる第2工程(ステップS3)を行う。この第2工程では、上述した第1工程と同様のプロセスが行われる。すなわち、肥大部3が形成されたワークピース1の両端をホルダユニット2で保持し、軸方向に圧縮し、軸線と交差する方向にエネルギを加える。このとき、エネルギは肥大部3の部位に加えられる。これにより、図4に示すような薄肉の薄肉肥大部4が形成される。この薄肉肥大部4は、第1工程で形成された肥大部3よりも薄く、且つ径が大きい。このようにして形成されたワークピース1は、図5に示すように、径が大きく、薄いフランジ状の肥大部である薄肉肥大部4を有し、軸肥大加工を1回行ったのみでは得られない形状を有している。すなわち、軸肥大加工たる第1工程及び第2工程を行うからこそ得られる形状である。そして、第2工程を行うに際して、第1工程で硬化した肥大部3を焼鈍工程で軟化させることもこの薄肉肥大部4を形成できる要因となっている。
換言すれば、第1工程でワークピース1に対し肥大部3を形成した後、焼鈍工程を行うため、第1工程で硬化した肥大部3を軟化させることができる。そして、肥大部3をさらに肥大させるための第2工程を行う際に、焼鈍工程で肥大部3は軟化しているため、肥大部3を薄くすることができ、径をさらに大きくすることができる。したがって、棒状のワークピース1から薄いフランジ状の薄肉肥大部4を形成することができる。この薄肉肥大部4はワークピース1に一体として形成されるため取扱い性がよく、且つ第2工程により薄肉肥大部4の強度も確保されている。
なお、上記第2工程も、上記第1工程と同様に、室温にて行われる。すなわち、第1工程及び第2工程はいわゆる冷間加工である。このように冷間加工としたのは、ワークピース1の材料が銅である場合、200℃〜300℃における銅の脆性域を考慮したものである。600℃〜900℃で行われるいわゆる温間、あるいはそれ以上の温度で行われるいわゆる熱間で軸肥大加工を行うと、ワークピース1の両端領域と肥大加工領域で温度差が生じるため、ワークピース1の長手方向に沿って温度勾配が生じる。このとき、ある領域において上記脆性域となる部分が生じ、肥大加工部にこの脆性域が含まれてしまうと、肥大部の強度等に問題が生じ、製品としての信頼性が低下してしまう。
しかしながら、第1工程で肥大化された肥大部をある程度軟化させる必要があるため、本発明では別工程で焼鈍工程を行っている。したがって、第2工程を行うに際し、焼鈍されて加熱されたワークピース1を室温まで温度を下げる冷却プロセスが行われる。なお、第1工程を行うに際してもワークピース1を室温と同様の温度とする温度調整プロセスが行われる。このように、肥大部を形成するに際して第1工程と第2工程で合計2回、ワークピース1を室温と同様の温度にするためのプロセスを行うことで、大径且つ薄型のフランジ形状の肥大部を形成することを可能としている。ここで、上記では冷却プロセスと温度調整プロセスの基準を室温としたが、材料によっては、その材料が加工硬化する範囲の温度としてもよい。
1 ワークピース
2 ホルダユニット
3 肥大部
4 薄肉肥大部
2 ホルダユニット
3 肥大部
4 薄肉肥大部
Claims (3)
- 金属棒材のワークピースに対し、該ワークピースよりも大径の肥大部を形成する第1工程であって、
前記ワークピースが配置されるべき基準線に沿って互いに接離可能な一対のホルダユニットが離間した状態で、前記ワークピースの両端をそれぞれ前記一対のホルダユニットで保持する保持プロセスと、
前記一対のホルダユニットを前記基準線に沿って互いに近接する方向に相対的に押し込み、前記ワークピースを軸方向に縮める方向に加圧する圧縮プロセスと、
前記ワークピースの軸線と交差する方向にエネルギを加え、該エネルギを加えた部位に前記肥大部を形成する肥大プロセスとを含む、第1工程と、
前記肥大部を焼鈍する焼鈍工程と、
前記第1工程と同様のプロセスを含む第2工程であって、前記肥大プロセスにて、前記肥大部に前記エネルギを加える第2工程とを備えたことを特徴とする軸肥大加工方法。 - 前記焼鈍工程は、誘導加熱により前記肥大部のみ加熱することを特徴とする請求項1に記載の軸肥大加工方法。
- 前記焼鈍工程は、炉内で前記ワークピースを加熱することを特徴とする請求項1に記載の軸肥大加工方法。
Priority Applications (1)
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JP2010287687A JP2012135769A (ja) | 2010-12-24 | 2010-12-24 | 軸肥大加工方法 |
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JP (1) | JP2012135769A (ja) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6245442A (ja) * | 1985-08-20 | 1987-02-27 | Tadashi Iura | 軸材の拡径成形方法、及びその装置 |
JPH01218734A (ja) * | 1988-02-29 | 1989-08-31 | Musashi Seimitsu Ind Co Ltd | ボールジョイントハウジングの冷間鍛造方法 |
JP2008194741A (ja) * | 2007-02-15 | 2008-08-28 | Ntn Corp | フランジ構造体製造方法 |
JP2008200697A (ja) * | 2007-02-19 | 2008-09-04 | Iura Co Ltd | 軸肥大加工機 |
-
2010
- 2010-12-24 JP JP2010287687A patent/JP2012135769A/ja active Pending
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