JP2018089658A - Steering knuckle forging preliminary molding method - Google Patents
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Description
本発明は、ステアリングナックルの鍛造予備成形方法に関するものである。 The present invention relates to a forging preforming method for a steering knuckle.
ステアリングナックルの一部であるナックルアームは、自動車の前輪に角度を付けるための重要な部品である。ステアリングナックルは一般的に、鍛造によって成形される。ナックルアームは、鍛造前の棒状粗材の径に対し幅広い形状を取る。特許文献1には、熱間据込鍛造による鍛造材の製造方法が開示されている。
The knuckle arm, which is a part of the steering knuckle, is an important part for angling the front wheels of the automobile. The steering knuckle is generally formed by forging. The knuckle arm takes a wide shape with respect to the diameter of the rod-like coarse material before forging.
発明者は、ステアリングナックルの鍛造予備成形である曲げ加工に関し、以下の問題点を見出した。
図4は、本発明が解決しようとする課題にかかる据え込み鍛造による棒状粗材の曲げ加工の模式断面図である。図4に示すように、絞り形状を有する上型31と下型32によって狭持された棒状粗材10の側面に対し、上型31を下降させつつ、水平にパンチP2を押し込むことによって、棒状粗材10を座屈させる曲げ加工を行いつつ、棒状粗材10の先端部の絞り加工を行っている。しかしながら、この加工方法では、パンチP2を押し込んだ上側にバリBが発生してしまい、歩留まりが低下するという問題があった。
The inventor has found the following problems with respect to bending, which is forging preforming of a steering knuckle.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a bending process of a rod-like rough material by upset forging according to the problem to be solved by the present invention. As shown in FIG. 4, by pressing the punch P2 horizontally while lowering the
本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、バリ発生による歩留まりの低下を抑制することが可能な、ステアリングナックルの鍛造予備成形方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides a method for forging preforming of a steering knuckle that can suppress a decrease in yield due to the occurrence of burrs.
本発明にかかるステアリングナックルの鍛造予備成形方法では、加熱された棒状粗材を上型と下型とからなる据え込み型によって狭持する。絞り形状を有する上型で棒状粗材の先端部を絞り加工すると共に、上型と下型との間の棒状粗材の側面にパンチを押し込み、棒状粗材を曲げ加工する。棒状粗材の側面にパンチを押し込む際、パンチを前記上型と同調させながら下降させる。 In the forging pre-forming method for a steering knuckle according to the present invention, the heated rod-like coarse material is held by an upsetting die composed of an upper die and a lower die. The top end of the rod-like coarse material is drawn with an upper die having a drawing shape, and a punch is pushed into the side surface of the rod-like coarse material between the upper die and the lower die to bend the rod-like coarse material. When the punch is pushed into the side surface of the rod-like coarse material, the punch is lowered while being synchronized with the upper die.
本発明により、バリ発生による歩留まりの低下を抑制することが可能な、ステアリングナックルの鍛造予備成形方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a forging pre-forming method for a steering knuckle that can suppress a decrease in yield due to generation of burrs.
以下、本発明の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、図面は適宜、簡略化されている。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiment. In addition, the drawings are appropriately simplified for the sake of clarity.
図1、図2、及び図3を参照して、本実施の形態にかかるステアリングナックルの製造方法について説明する。
はじめに、図1を参照し、ステアリングナックルの鍛造成形方法の全体の流れについて説明する。図1は、実施の形態にかかるステアリングナックルの鍛造成形方法を示すフローチャートである。まず、棒状粗材を加熱(ステップS1)し、曲げ成形(ステップS2)、潰し成形(ステップS3)を行う。曲げ成形及び潰し成形は、予備成形である。棒状粗材の径に対し、幅広い形状を有するステアリングナックルを形成するにあたり、予備成形を経ることにより、粗材が型の隅々まで行き渡りやすくなることで、バリや傷を抑制することができる。次に、ステアリングナックルの大まかな形状を成形する荒地成形(ステップS4)を行う。そして、仕上げ成形(ステップS5)を行い、トリミング(ステップS6)を行うことで、ステアリングナックルが製造される。
A method for manufacturing a steering knuckle according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 2, and 3.
First, the overall flow of the method for forging a steering knuckle will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a flowchart illustrating a method for forging a steering knuckle according to an embodiment. First, the rod-shaped coarse material is heated (step S1), and bending forming (step S2) and crushing forming (step S3) are performed. Bending and crushing are preforms. When forming a steering knuckle having a wide shape with respect to the diameter of the rod-shaped coarse material, the rough material can easily spread to every corner of the mold through pre-forming, thereby suppressing burrs and scratches. Next, rough ground forming (step S4) for forming a rough shape of the steering knuckle is performed. Then, finish molding (step S5) is performed, and trimming (step S6) is performed to manufacture the steering knuckle.
次に、図1のフローチャートの一部に対応する図2の模式斜視図を参照しつつ、各ステップについて詳細に説明する。図2は、実施の形態にかかるステアリングナックルの鍛造成形方法を示すフローチャートの一部に対応する、鍛造成形途中の各ステップにおける成形材の模式斜視図である。
まず、棒状粗材10の加熱を行う(ステップS1)。本実施の形態においては、棒状粗材10として、図2の最上部に示すような棒状形状のアルミニウム材を用い、約500℃で加熱を行っているが、棒状粗材10としては、加工できる金属であれば、どのような金属を用いてもよく、加熱温度は金属の種類によって適宜決定される。さらに、本実施の形態においては鍛造として、棒状粗材の加熱を伴う熱間鍛造を用いているが、鍛造の種類としては、冷間鍛造であっても、温間鍛造であってもよい。
Next, each step will be described in detail with reference to the schematic perspective view of FIG. 2 corresponding to a part of the flowchart of FIG. FIG. 2 is a schematic perspective view of a molding material at each step during forging, corresponding to a part of a flowchart showing a method for forging a steering knuckle according to an embodiment.
First, the rod-shaped
次に、曲げ成形(ステップS2)を行う。曲げ成形では、棒状粗材10の長手方向が鉛直方向に設置される。鉛直方向に設置された棒状粗材10は、上下の据え込み型に狭持され、加工される。図2の上から2番目の図は、曲げ成形によって加工された、曲げ成形材11の模式斜視図である。曲げ成形では、曲げ成形材11の長手方向から突出するように、突出部11aが成形される。突出部11aは、曲げ成形以降の加工においてさらに引き伸ばされ、棒状粗材10の当初の材料径に対し幅広い形状であるステアリングナックルのナックルアームとなる。
Next, bending molding (step S2) is performed. In bending, the longitudinal direction of the rod-shaped
ここで曲げ成形について、図3を用いてより詳細に説明する。図3は、実施の形態にかかる曲げ成形において、棒状粗材を据え込み鍛造するとともにパンチを棒状粗材へ押し込む際にパンチが上型と同調しながら下降する工程を示した概略断面図である。ステップS1で加熱された棒状粗材10は、上型21と下型22とからなる据え込み型によって狭持される。曲げ成形は、(1)絞り成形および(2)座屈曲げ成形の、2種類の工程を同時に行う。
Here, bending will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a step in which the punch descends in synchronism with the upper die when the rod-like coarse material is upset and forged and the punch is pushed into the rod-like coarse material in bending according to the embodiment. . The rod-shaped
(1)絞り成形
上型21は絞り形状を有している。図3において、上型21が順に下降することで、棒状粗材10の先端部は絞り加工されたものとなる。このように、上型21が絞り形状を有することにより、絞り形状を成形するための別工程を設ける必要が無い。そのため、全体の成形時間を短縮でき、加熱された棒状粗材10の温度低下を防止することができるため、全工程において棒状粗材10の成形性を維持することが可能となる。
(1) Drawing Molding The upper die 21 has a drawing shape. In FIG. 3, when the upper mold |
(2)座屈曲げ成形
上述のように、(1)で上型21が下降し、棒状粗材10の先端部が絞り加工されるとともに、パンチP1による棒状粗材10の座屈曲げ成形が行われる。
「座屈」とは、棒状の物体の上部から、ある一定以上の荷重を加えた際に、物体の一部が急激に折れ曲がる現象である。座屈する位置は制御することができないため、座屈は本来回避されるべきである。ただし、本実施の形態においては、上型21の下降および棒状粗材10の側面からのパンチP1により棒状粗材10を押し込むことにより、座屈する位置を制御している。
(2) Seat bend forming As described above, the
“Buckling” is a phenomenon in which a part of an object is suddenly bent when a load of a certain level or more is applied from the upper part of the rod-shaped object. Since the buckling position cannot be controlled, buckling should be avoided by nature. However, in the present embodiment, the buckling position is controlled by lowering the
座屈によって折れ曲がった部分を、パンチP1でさらに押し込むことにより、幅の広い型の隅々まで粗材を行き渡らせることが可能となり、突出部11aが形成される。突出部11aは、最終的に、棒状粗材10の当初の材料径に対し幅広い形状である、ステアリングナックルのナックルアームとなる。また、座屈曲げ成形を用いることにより、より低荷重による曲げ成形を行うことが可能となる。
By further pushing the bent portion by buckling with the punch P1, it becomes possible to spread the rough material to every corner of the wide mold, and the protruding
さらに、パンチP1が棒状粗材10に押し込まれる際、据え込み型の上型21が下降する速度に同調させながら、パンチP1も下降させる。これによって、パンチP1の押し込みによるバリを防ぐことができるため、歩留まりを向上させることができる。
Further, when the punch P1 is pushed into the rod-like
次に、潰し成形(ステップS3)を行う。潰し成形では、粗材の長手方向が水平になるように設置され、プレス加工によって成形される。図2の上から3番目の図は、プレス加工による潰し成形によって加工された、潰し成形材12の模式斜視図である。プレス加工によって、突出部11aが引き伸ばされ、突出部12aが形成される。
Next, crushing molding (step S3) is performed. In the crushing molding, the coarse material is placed so that the longitudinal direction thereof is horizontal, and is molded by pressing. The third drawing from the top in FIG. 2 is a schematic perspective view of the crushed
次に、荒地成形(ステップS4)を行う。荒地成形では、潰し成形と同様、粗材の長手方向が水平になるように設置され、プレス加工によって成形される。図2の最下部の図は、荒地成形によって加工された、荒地成形材13の模式斜視図である。プレス加工によって、突出部12aがさらに引き伸ばされ、突出部13aが形成される。その後、仕上げ成形(ステップS5)及びトリミング(ステップS6)を経て、最終的に、突出部13aはナックルアーム部となる。以上の工程を経ることで、ナックルアームを有するステアリングナックルが製造される。
Next, wasteland forming (step S4) is performed. In the rough ground molding, like the crushing molding, the longitudinal direction of the rough material is set to be horizontal, and is molded by press working. The lowermost view of FIG. 2 is a schematic perspective view of the
図4に示す座屈による曲げ加工では、上型と下型によって狭持された棒状粗材の側面に対し水平にパンチを押し込む。そのため、パンチを押し込んだ上側にバリが発生してしまい、歩留まりが悪くなるという問題があった。 In the bending process by buckling shown in FIG. 4, the punch is pushed horizontally into the side surface of the rod-like coarse material held by the upper die and the lower die. Therefore, there is a problem that burrs are generated on the upper side where the punch is pushed in, and the yield is deteriorated.
そこで本実施の形態では、棒状粗材の側面にパンチを押し込む際、パンチを絞り形状を有する上型と同調させながら下降させる。パンチと上型とが同調して下降し加工することで、バリの発生を防ぐことができる。よって、本実施の形態にかかるステアリングナックルの鍛造予備成形方法により、バリ発生による歩留まりの低下を抑制する、ステアリングナックルの鍛造予備成形方法を提供することができる。 Therefore, in the present embodiment, when the punch is pushed into the side surface of the rod-like coarse material, the punch is lowered while being synchronized with the upper die having a drawing shape. Generation of burrs can be prevented by lowering and processing the punch and the upper die in synchronization. Therefore, the steering knuckle forging preforming method according to the present embodiment can provide a steering knuckle forging preforming method that suppresses a decrease in yield due to the occurrence of burrs.
さらに、曲げ加工と絞り加工とを同時に行うことで、成形時間を短くすることができる。成形時間が短いことで、加熱した粗材の温度の低下を防ぐことができるため、成形性を維持することができる。 Furthermore, the molding time can be shortened by simultaneously performing the bending process and the drawing process. By reducing the molding time, it is possible to prevent the temperature of the heated coarse material from being lowered, so that the moldability can be maintained.
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
10、100 棒状粗材
11、101 曲げ成形材
12 潰し成形材
13 荒地成形材
11a、12a、13a 突出部
21、31 上型
22、32 下型
P1、P2 パンチ
B バリ
10, 100 Bar-shaped
Claims (1)
前記棒状粗材の前記側面に前記パンチを押し込む際、前記パンチを前記上型と同調させながら下降させる、
ステアリングナックルの鍛造予備成形方法。 The heated rod-like coarse material is sandwiched by an upset die composed of an upper die and a lower die, and the tip of the rod-like coarse material is drawn with the upper die having a drawn shape, and the upper die and the A forging preforming method for a steering knuckle, in which a punch is pushed into a side surface of the rod-like coarse material between a lower die and the rod-like coarse material is bent,
When the punch is pushed into the side surface of the rod-like coarse material, the punch is lowered while being synchronized with the upper die,
Steering knuckle forging preforming method.
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