JP2023513139A - リングまたは管状部材のブランクを製造するための装置および方法 - Google Patents
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Abstract
軸受リングブランク、または歯車リングブランク、または管状接続部材ブランクを製造するための方法は、a)鋼管を用意する段階と、b)前記管を分割して、軸線方向貫通空洞をそれぞれ有する複数のスラグ(30、30')にする段階と、c)前記スラグ(30、30')を、冷間形成ステーションのダイアセンブリ(20)に供給する段階であって、前記形成ステーションがパンチアセンブリ(10)も有する、段階と、d)前記スラグ(30、30')を、前記ダイアセンブリ(20)に通して密閉前方押出しにかける段階であって、前記パンチアセンブリ(10)の押圧部材(11)によって後続スラグ(30')に付与される推力により、先行スラグ(30)が前記ダイアセンブリ(20)に通されて、その変形が生じてブランク(40)になり、その間に前記パンチアセンブリ(10)の制限部材(12)が、前記後続スラグ(30')の前記軸線方向空洞と前記先行スラグ(30)の前記軸線方向空洞の少なくとも一部分とを塞ぐ、段階とを備える。
Description
本発明は一般に、環状または管状の部材の製造に関する。
第1の態様において、本発明は、回転軸受の構成要素の製造に関し、軸受用の内側リングおよび/または外側リングを得るために使用される鋼ブランクの製造に関して特に開発されてきている。
第2の態様において、本発明は、ギヤなどの構成要素の製造に関し、歯車を得るために使用される鋼リングブランクの製造に関して特に開発されてきている。
第3の態様において、本発明は、機械部材用の接続構成要素の製造に関し、概してピストンピンおよびブッシュを得るために、特にカテナリ用ブッシュおよび振動ダンパ用ブッシュ(サイレントブロックなど)を得るために使用される鋼ブランクの製造に関して特に開発されてきている。
軸受用リングは、通常、完全な(中実の)鋼片から出発して、熱間鍛造作業によって得られる。基本的には、出発片が熱間ドリル加工されて、軸線方向に中空の円柱形の半完成品が画定され、その後この半完成品が、材料除去、トラック形成、熱処理、研削のための機械加工など、他の加工作業にかけられる。この加工技術は、良好な機械特性および動作特性を有するリングを得ることを可能にするが、多量の材料スクラップを伴う。熱間鍛造に使用される機械の生産性が低下し、関連する減価償却の管理コストが非常に高くなる。従来の旋削によって得られる軸受リングの場合に、同様の問題が存在している。
同様に、歯車用のリングブランクも、通常、完全な鋼片から出発して、熱間鍛造作業によって得られる。基本的には、出発片が熱間ドリル加工されて、軸線方向に中空の円柱形の半完成品、すなわちリングブランクが画定され、その後この半完成品が、材料除去、歯の形成、熱処理、研削のための機械加工など、他の加工作業にかけられる。この加工技術は、良好な機械特性および動作特性を有するリングを得ることを可能にするが、多量の材料スクラップを伴う。熱間鍛造に使用される機械の生産性が低下し、関連する減価償却の管理コストが非常に高くなる。従来の旋削によって得られるギヤのブランクの場合に、同様の問題が存在している。
カテナリ用または振動ダンパ用のピストンピンまたはブッシュなどの機械的な接続部材は、軸線方向の貫通穴を備えた長手方向に延びた本体で区別される。ピストンピンは、通常、円柱形の完全な鋼片から出発して製造され、この鋼片が、旋削作業または鍛造作業により軸線方向に穴開けされる。カテナリ用または振動ダンパ用のブッシュは、同様の技術で、または適切な直径の管を直接旋削することにより、製造されることが可能である。次いで、対応するブランクは、台の除去、端面仕上げ、熱処理、研削とともに、機械加工作業などの他の機械加工作業にかけられる。
上記の機械加工技術は、良好な機械特性および動作特性を有する管状構成要素を得ることを可能にするが、大量の削りくずが出る。旋削作業に使用される機械の生産性は非常に低く、その一方で鍛造技術は、直径の小さい(示唆的に外径最大30mmの)構成要素にしか適用することができない。
本発明の目的は、基本的に、上で参照した欠点を克服することであり、特に、幾何学的精度および信頼性の良好な特徴を呈し、さらに参照した先行技術と比較してかなり低いコストで製造可能な、回転軸受用の鋼リングブランク、歯車用の鋼リングブランク、ならびに鋼から作られた管状機械接続部材のブランク、特にピストンピン、およびカテナリ用または振動ダンパ用のブッシュのブランクから選択される構成要素を得られるようにする方法および装置を提供することである。
この目的および以下に出現する他の目的はさらに、添付の特許請求の範囲において参照される特徴を呈する方法および装置によって、本発明により得られ、これらは、本発明に関して本明細書に提供される技術的教示の不可欠な部分を形成している。
要するに、本発明の基礎をなす概念は、回転軸受リング用のブランク、または歯車リング用のブランク、または管状接続部材ブランクのブランクを、円柱片の冷間変形によって製造することであり、この円柱片は、出発管、特に熱間圧延によって得られる管を単に分割してスラグ(slug)にすることによって得られる。優先的実施形態において、前述したスラグの冷間変形は、管形状片の密閉前方押出し(contained forward extrusion)の特定の技術を使用して得られる。
このために、優先的に、出発管を分割することにより得られたスラグが、冷間形成ステーションのダイアセンブリに供給される。このステーションにおいて、スラグは密閉前方押出しにかけられて、パンチアセンブリにより押しやられてダイアセンブリを通る。前記パンチアセンブリの押圧部材によって後続スラグに付与される推力により、先行スラグが前記ダイアセンブリに通されて、対応するその変形が生じて、リングまたは管状部材のブランクになり、その間に前述したパンチアセンブリの制限部材が、前記後続スラグの前記軸線方向空洞と前記先行スラグの前記軸線方向空洞の少なくとも一部分とを塞ぐ。
本発明の実質的な利点は、スラグを得るための半完成出発品が単純な管で構成されていることによって示され、この単純な管は、それほど精密な幾何学的寸法を有している必要はなく、すなわち十分な公差を有した状態で製造されることが可能である。この観点において、本発明による方法および装置は有利なことに、熱間圧延により得られる鋼管の使用を可能にし、熱間圧延は、通常、対応する外径および内径の定義が不正確であること、および前述した径の間で同芯性が欠落していることによって区別される。
本発明のさらなる実質的な利点は、材料の冷間変形により得られるかなりの生産性、すなわち短時間で大量の機械加工済み片を得られることによって示され、これには設備の観点から大きな節約が伴う。一方で、必要な設備は最小限(パンチアセンブリおよびダイアセンブリ)であり、他方で、そのような設備が摩耗する時間は非常に限定的である。
本発明のさらに重要な利点は、従来そのようなタイプの冷間加工には不適切だと考えられていた鋼の冷間変形を可能にすることであり、これは通常、軸受鋼、特に100Cr6鋼の場合に該当する。
本発明のさらに重要な利点は、通常は熱間鍛造技術で得ることが可能な、大きい外径および大きい厚さを有するリングを、冷間加工により得られるようにすることである。
本発明のさらなる重要な利点は、大きい外径および/または大きい厚さを有する管状部材ブランクを、冷間形成により得られるようにすることである。
本発明により得ることができるブランクは、従来の方法を使用して得ることができる同様の片の剛性よりも比較的高い剛性によって区別され、また、提案されるタイプの加工により、材料の最適な内部構造が得られることによっても区別される。
本発明により得ることができるリングブランクおよび/または管状部材ブランクの幾何学的精度は、最終的なブランクの両方の径においていずれにしても非常に高く、これによりその後の機械加工作業をかなり削減することができる。同様に、材料の節約(原材料および不合格品の解消)が達成される。
本発明のさらなる目的、特徴、および利点は、単なる非限定的な例として提供される添付図面を参照して、以下の詳細な説明からはっきり明らかになるであろう。
可能な実施形態による、回転軸受リングのブランク、または歯車のブランク、または管状部材ブランクのブランクを冷間形成するための装置を示す部分概略図である。
可能な実施形態による、リングブランクを得るために出発片として使用される鋼管状スラグを示す斜視図である。
可能な実施形態により得ることができる鋼リングブランクを示す斜視図である。
可能な実施形態による、管状部材ブランクを得るために出発片として使用される鋼管状スラグを示す斜視図である。
可能な実施形態により得ることができる鋼管状部材ブランクを示す斜視図である。
可能な実施形態による、ブランクの冷間形成のために使用可能なダイアセンブリを示す概略上面図である。
図4のV-V線による、前述したダイアセンブリを示す概略断面図である。
他の可能な実施形態による、ブランクの冷間形成のために使用可能なダイアセンブリを示す、図5と同様の概略断面図である。
他の可能な実施形態による、ブランクの冷間形成のために使用可能なダイアセンブリを示す、図5と同様の概略断面図である。
図4~図5に示したタイプのダイアセンブリを異なるスケールで示す概略斜視図である。
可能な実施形態による、ブランクの冷間形成のために使用可能なパンチアセンブリを示す概略断面図である。
可能な実施形態による、リングまたは管状部材のブランクの製造に想定される、連続した可能な作業段階を示す概略断面図である。
可能な実施形態による、リングまたは管状部材のブランクの製造に想定される、連続した可能な作業段階を示す概略断面図である。
可能な実施形態による、リングまたは管状部材のブランクの製造に想定される、連続した可能な作業段階を示す概略断面図である。
可能な実施形態による、リングまたは管状部材のブランクの製造に想定される、連続した可能な作業段階を示す概略断面図である。
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可能な実施形態による、リングまたは管状部材のブランクの製造に想定される、連続した可能な作業段階を示す概略断面図である。
可能な実施形態による、リングまたは管状部材のブランクの製造に想定される、連続した可能な作業段階を示す概略断面図である。
可能な実施形態による、リングまたは管状部材のブランクを得ることを目的とした可能な作業順序を示す簡略ブロック図である。
本明細書の枠組みにおいて「実施形態」または「一実施形態」を参照することは、その実施形態に関して説明する特定の構成、構造、または特徴が、少なくとも1つの実施形態に含まれることを示すことを意図している。したがって、本明細書の様々な箇所に存在し得る「実施形態」、「一実施形態」、「様々な実施形態」、「可能な実施形態による」などの言い回しは、必ずしも1つの同じ実施形態を参照しているわけではない。さらに、本明細書において定義される特定の構成、構造、または特徴は、示された実施形態とは異なる実施形態を含む1つまたは複数の実施形態に、任意の適切な方法で組み込まれてよい。本明細書で使用される参照番号および空間参照(「上側」、「下側」、「上部」、「下部」など)は、便宜上提供されているだけであり、したがって保護範囲または実施形態の範囲を定義するものではない。図では、同様のまたは技術的に互いに等しい要素を指すために、同じ参照番号が使用される。
本明細書および以下の特許請求の範囲において、別段に明示されている場合または文脈から明らかな場合を除き、
-「ブランク」、「リングブランク」、「ギヤリングブランク」、「管状部材ブランク」などの用語は、それぞれ円柱形の半完成品の構成要素を示すことを意図しており、この構成要素は、実質的に画定された寸法を有し、本発明による装置および方法を介して得ることができ、回転軸受の内側リングもしくは外側リングを得るため、または歯車もしくは管状部材、例えばピストンピンもしくはカテナリ用ブッシュもしくは振動ダンパ用ブッシュを得るために後で機械加工されるように設計された半完成リングを得るために、それら自体知られている様式で後で仕上げまたは機械加工されるものであり、
-「管スラグ」、「管状スラグ」、「環状スラグ」などの用語は、実質的に円柱形で軸線方向に中空の管状本体を示すことを意図しており、例えば出発管のせん断によって得られ、本発明により想定されるように使用前に仕上げの機械加工作業に必ずしもかけられないものであり、
-「管」という用語は、実質的に円柱形で軸線方向に中空の本体を示すことを意図しており、必ずしも仕上げされず、せん断または切断されてスラグになり得るものであり、
-「プレス」という用語は、材料を変形させ、その材料に所望の形状を付与するために、材料に対して高圧を生じさせることが可能な、機械加工中の材料を圧縮するように設計された作業機械を示すことを意図している。
-「ブランク」、「リングブランク」、「ギヤリングブランク」、「管状部材ブランク」などの用語は、それぞれ円柱形の半完成品の構成要素を示すことを意図しており、この構成要素は、実質的に画定された寸法を有し、本発明による装置および方法を介して得ることができ、回転軸受の内側リングもしくは外側リングを得るため、または歯車もしくは管状部材、例えばピストンピンもしくはカテナリ用ブッシュもしくは振動ダンパ用ブッシュを得るために後で機械加工されるように設計された半完成リングを得るために、それら自体知られている様式で後で仕上げまたは機械加工されるものであり、
-「管スラグ」、「管状スラグ」、「環状スラグ」などの用語は、実質的に円柱形で軸線方向に中空の管状本体を示すことを意図しており、例えば出発管のせん断によって得られ、本発明により想定されるように使用前に仕上げの機械加工作業に必ずしもかけられないものであり、
-「管」という用語は、実質的に円柱形で軸線方向に中空の本体を示すことを意図しており、必ずしも仕上げされず、せん断または切断されてスラグになり得るものであり、
-「プレス」という用語は、材料を変形させ、その材料に所望の形状を付与するために、材料に対して高圧を生じさせることが可能な、機械加工中の材料を圧縮するように設計された作業機械を示すことを意図している。
図1には、本発明の教示による、回転軸受リング、または歯車リング、またはピストンピンおよびブッシュなどの管状接続部材の製造に使用可能な装置が概略的に示してある。特に、全体的に1で指示される装置は、リングまたは管状部材のブランクを得るために使用される。例示された事例において、装置1は、少なくとも1つの形成ステーションを備えている。好ましい実施形態において、この装置は、管を好ましくはせん断により分割してスラグにするための、少なくとも1つのステーションをさらに備えている。特に有利な実施形態において、装置1は、以下から選択された1つまたは複数の付属システムを含んでいる。
-スラグを形成ステーションに移送するためのマニピュレータシステム
-管を装填するためのシステム
-可能なせん断ステーションに管を送出すためのハンドリングシステム、および
-装置からブランクを取り出すための放出システム。
-スラグを形成ステーションに移送するためのマニピュレータシステム
-管を装填するためのシステム
-可能なせん断ステーションに管を送出すためのハンドリングシステム、および
-装置からブランクを取り出すための放出システム。
例示された事例において、少なくとも前述した形成ステーションはプレス2に実装されており、このプレス2は、全体的に知られた一般的な構造を有しているが、図1において10および20によりそれぞれ全体的に指示された「パンチアセンブリ」および「ダイアセンブリ」として以下に定義する部分は例外であり、これらは本発明の特定の目的の一部を形成している。
図4~図8および図9を参照しながらそれぞれ詳細に説明されるアセンブリ10および20は、実質的に互いに同軸の位置で、優先的には一方がプレス2の可動部分に、他方が固定部分において、プレス2に取り付けられている。例において、プレス2は水平プレスであるが、原理的に、他の実施形態における垂直プレスの使用が除外されることはない。
示してある例において、プレス2は、全体的に2'として指示される耐荷重構造を備えており、この耐荷重構造がガイド3を支持しており、このガイド3に沿って、スライドまたはラム4が摺動可能に取り付けられている。スライド4は、例えばプレス2の固定構造の交差部材6によって担持された作動アセンブリ5を介して、矢印Fによって示してあるように往復運動で並進することが可能である。作動アセンブリ5は、アセンブリ10と20との間で示唆的には50~500トンに含まれる十分な閉鎖力を生じさせるのに適した、知られているタイプのもの(例えば、ピストン駆動式の液圧作動アセンブリまたはカム駆動式の機械作動アセンブリ)であってよい。この例では、前述したパンチアセンブリ10が、スライド4に固定して関連付けられており、その一方でダイアセンブリ20が、構造2'に関連付けられており、それにより2つの当該アセンブリ間で相対運動を得ることができる。
優先的には、構造2'のダイアセンブリ20の下に通路2aが画定されており、この通路2aを通って、プレス2での機械加工により得られたブランクが、取出し区域または放出区域7に到達することができる。取出し区域7は、放出システムの一部を形成していてよく、好ましくは、後の機械加工作業に向けて、例えば旋削、および/または熱処理、および/または研削、および/または表面仕上げの作業に向けてブランクを移送するのに適したコンベアを備えている。
既に述べたように、装置1は、マニピュレータシステムを含んでいてよい。図1に例示された事例において、プレス2には、スライド4の移動と同期する移送システム8が関連付けられており、この移送システム8は、当業者にはそれ自体知られている方法で構築されていて、機械加工すべき粗い出発片を、ダイアセンブリ20に対応した位置に自動的に位置決めするために事前調整された手段を含んでいる。
様々な実施形態において、プレス2の少なくとも作動、すなわちそのアクチュエータアセンブリ5の作動および移送システム8の作動を、同期して管理するために事前調整された制御システムCSが、装置1に設けられている。様々な優先的な実施形態において、前述した制御システムCSは、先に参照したものから選択された1つまたは複数のさらなるステーションもしくはプレス2の付属システムも同様に管理する。
例えば、再び図1を参照すると、全体的に100で指示された装填システムから来る金属管Tを分割してスラグにするための分離ステーションが、9で指示されており、このステーション9およびこのシステム100は、当業者に知られている技術により構築可能である。ステーション9で得られた管スラグは、アセンブリ10および20を使用して実施されることになる加工の対象である粗い出発片を構成している。
様々な実施形態において、こうしてステーション100は、例えばそれ自体知られている概念の送出システム9aを介して、出発管Tを供給し、出発管Tと実質的に同じ寸法(すなわち、外径および内径)を有する管状スラグを得るために、各管は、それら自体知られている様式により分割され、例えば可動せん断/固定せん断のシステムによってステーション9においてせん断される。マニピュレータまたは移送システム8により、前述したスラグは、ダイアセンブリ20に対応した位置に個々に位置決めされる。
個々のスラグをダイアセンブリ20に位置決めする様式に関わらず、プレス2が作動することにより、したがってダイアセンブリ20に対してパンチアセンブリ10が閉鎖することにより、出発スラグの面積がかなり縮小することによって、明確に画定された幾何学的寸法を有する、軸受リングまたは歯車リングまたは管状部材のブランクを得ることができるようになる。
図2には、軸受用または歯車用のリングブランクを得るためにプレス2で加工されることになる粗い出発片の例が概略的に示してあり、その一方で図2bisには、管状部材のブランクを得るためにプレス2で加工されることになる粗い出発片の例が概略的に示してある。既に述べたように、全体的に30または30bisによって指示される当該出発片は、基本的には金属材料の、特に鋼の管状または環状のスラグにより構成されている。スラグ30または30bisは、実質的に円形の2つの端面31と周囲または外側の周方向表面32aとを有する実質的に円柱形の本体からなる。スラグ30または30bisの本体には、軸線方向に空洞33が通っており、こうしてこの空洞33も、周囲または内側の周方向表面32bを画定している。スラグ30または30bisの外径Aおよび内径B、すなわち壁32aおよび32bの直径は、いびつな場合があり十分な公差を提供することがあるが、実質的には事前決定されている。管状部材のブランクを得るために使用される図2bisのスラグ30bisは、リングブランクを得るために使用されるスラグ30よりも大きい軸線方向寸法Lを有している。
これに関して、管状スラグ30または30bisの本体は、好ましくは、それら自体知られている技術により形成された出発管のせん断により得られることに留意すべきである。優先的には、管は熱間圧延により形成され、熱間圧延は、本発明を実施するために使用される加工鋼に適した、強化された比較的安価な技術である。
スラグ30または30bisの端面31は、管Tの分割後、実質的に平坦で互いに平行であるが、その内径Bは、多少いびつな場合がある。このいびつさは、せん断工程により生じる変形に起因するか、または熱間圧延の工程では、特にその厚さに関して精密な一定の出発管を得られないという事実に起因する場合があり、このために、スラグ30または30bisは、図2または図2bisに例示してあるように、外径Aにより特定される周囲と内径Bにより特定される周囲との間で形状および同芯性のかなりの誤差を呈することがある。しかし、本発明による装置および方法は、有利なことに、比較的いびつな管状スラグ、つまり予備的な仕上げの機械加工作業を必ずしも要求しない管状スラグでも使用可能にする。
様々な優先的実施形態において、軸受リングブランク用のスラグ30が得られる出発管Tは、冷間変形に対して高い抵抗を有する、特に約65kg/mm2より低くない引張強度を有する鋼で形成されている。本発明を実施するために特に適した鋼は、焼きなましされた100Cr6鋼など、軸受鋼の群に属するものである。当然ながら、軸受リングに使用される材料が、良好な機械的強度、耐摩耗性、ならびに耐衝撃性および耐腐食性を呈し、かつ良好な寸法安定性を保証するならば、他の金属材料を使用して出発管したがってスラグ30を得ることが可能である。
様々な好ましい実施形態において、歯車リングのブランクを得るためのスラグ30を得るための出発管Tは、約50kg/mm2より低くない引張強度を有する鋼で形成されている。本発明を実施するために特に適した鋼は、16MnCr5鋼または20MnCr5鋼など、肌焼き鋼の群に属するものである。当然ながら、歯車リングに使用される材料が、良好な機械的強度、耐摩耗性、ならびに耐衝撃性および耐腐食性を呈し、かつ良好な寸法安定性を保証するならば、他の金属材料を使用して出発管したがってスラグ30を得ることが可能である。
様々な優先的実施形態において、スラグ30bisを得るための出発管Tは、約50kg/mm2より低くない引張強度を有する鋼から作られている。本発明を実施するために特に示される鋼は、肌焼き鋼(例えば、ピストンピン用の16MnCr5)、高周波焼入れに適した鋼(カテナリ用のブッシュ向け)、および低合金鋼(振動ダンパ用のブッシュ向け)の群に属するものである。当然ながら、参照したタイプの管状接続部材に使用される材料が、良好な機械的強度、耐摩耗性、ならびに耐衝撃性および耐腐食性を呈し、かつ良好な寸法安定性を保証するならば、出発管したがってスラグ30bisの製造に他の金属材料を使用することが可能である。
図3には、本発明により得ることができる、40によって指示された軸受リングまたは歯車リングのブランクの例が概略的に示してあり、その一方で図3bisには、本発明により得ることができる、40bisによって指示された管状接続部材のブランクの例が概略的に示してあり、ここでこのブランクは、ピストンピン、またはカテナリ用ブッシュ、または(例えば、サイレンブロックタイプの)振動ダンパ用ブッシュであると仮定されるものとする。
知られている技術で後に仕上げることが可能なブランク40または40bisは、先にそれぞれ30または30bisによって指示されたタイプの管状スラグから出発して得られてよい。
ブランク40または40bisは、41aおよび41bによって指示される反対側の2つの端面と、直径A'の周囲または外側の周方向表面42aと、直径B'の周囲または内側の周方向表面42bとを有している。出発スラグ30または30bisとそれぞれ同様に、ブランク40または40bisも、軸線方向に空洞43が通っており、この場合この空洞43は、本発明による方法の結果、十分に高い精度で画定されている。スラグ30または30bisとは異なり、実際にブランク40または40bisは、以下に説明する特定の変形方法の結果、直径A'およびB'によって特定される周囲の精密な同芯性を備えた、一定の精密な直径寸法を有している。
大まかに言えば、ブランク40または40bisの外径A'は、明確に画定されており、対応する出発スラグ30または30bisの外径Aよりもかなり小さく、他方で、優先的には直径BとB'との寸法差が、直径AとA'との寸法差より少なくても、ブランク40または40bisの内径B'は、対応するスラグ30または30bisの内径Bよりも小さい。さらに、本発明により想定される冷間変形の方法のために、ブランク40または40bisは、それぞれ対応する管状出発スラグ30または30bisの軸線方向寸法Lよりも長い軸線方向寸法L'を有している。
以下でも確認されるように、ここで慣例的に「上面」として画定されるブランク40または40bisの端面41aは、(10分の数ミリメートル、例えば10分の5~15だけ)わずかに凹形の表面を有しており、その一方で、ここで慣例的に「下面」として画定される端面41bは、(10分の数ミリメートル、例えば10分の5~10だけ)わずかに凸形の表面を有している。
先に述べたように、本発明の基礎をなす概念は、管状スラグから出発し、この管状スラグの面積(つまり、直径A'-B'によって画定される環状部に照らした直径A-Bによって画定される環状部の面積)をかなり縮小させて、ブランクを得るというものである。本発明によれば、この面積の縮小は、ここで「管形状片の密閉前方押出し」として定義される特定の冷間変形技術によって得られる。例えば軸受鋼を使用して本発明により得られる面積の縮小は、示唆的に20%~40%に含まれ、その一方で肌焼き鋼は、示唆的に20%~50%に含まれる。
従来の密閉前方押出し(「密閉前方押出し」または「捕捉前方押出し(trapped forward extrusion)」または「閉鎖ダイ前方押出し(closed-die forward extrusion)」という用語により知られている)では、完全な金属片が、出発直径よりも小さい直径の広がりを有するダイのオリフィスに、スラストブッシュを介して部分的に押しやられる。前述の片は、押出が実施される前に全体がダイに収容される。最終的な片は、全体の長さが増大しており、直径が縮小した変形部分を有している。適した材料については最大で70%にすらなる、出発片の面積の主な縮小を概して生じさせることが可能な密閉前方押出しは、通常、半径方向表面によって互いに接続された、かなり異なる直径の軸線方向部分を有する完全な構成要素を得るために使用される。他方で、管形状片の前方押出しは、軸線方向の空洞を有する出発片の押出し技術であり、出発片がダイにはめられるのと同じ方向から、この空洞にパンチが挿入され、前方押出しが実施される瞬間に、押し出される部分の内径をこのパンチが収容し、パンチアセンブリのブッシュが、片をダイから押し出す。
他方で、本発明により提案される管形状片の密閉前方押出しの技術は、不完全な出発片、つまり管状片の機械加工を想定しており、機械加工されている管状片が、先行する管状片を押して、ダイアセンブリの面積縮小領域および形成領域に通すことを想定している。
様々な優先的実施形態において、出発管Tは、分割されてスラグ30または30bisになる前に、リン酸処理工程にかけられる。代替的に、例えば管を分割してスラグにすることが、プレス2から離れた意図的に設計された装置で実施される場合には、管の分割後に、スラグ30がそのような工程を受けなくてはならない場合がある。リン酸処理工程は、スラグを冷間変形の後工程に適したものにする。
図4~図8は、本発明によるダイアセンブリ20の例を様々な視点で示している。
例示された事例において、ダイアセンブリ20は単一の本体により構成されているが、他の実施形態では、ダイアセンブリ20は、変形を受けることになる管状スラグの長さまたは得るべきブランクの長さにより、互いに重ねられた少なくとも2つの片で形成されてもよい。ダイアセンブリ20を構成する1つまたは複数の本体は、工具用の特殊鋼または硬質金属から作られることが好都合であり得る。
特に図4、図5、および図8を参照すると、アセンブリ20の本体は、軸線方向の貫通空洞21を有している。空洞21の上側部分は、軸線方向に延びたスラグ30または30bisの受入れ領域を形成していて、22によって指示されている。この領域22は、好ましくは一定の円形断面を有しており、出発スラグ30または30bisの外径Aより、ほんのわずかに(10分の数ミリメートル、例えば10分の5~10だけ)大きい直径を有している。直径Aと受入れ領域22の直径との間のこの少しの寸法差は、スラグ30または30bisの同領域22への挿入を容易にしながらも、スラグ30または30bisのプレス中に材料の望ましくない横方向移動を生む過剰な空間を残さないようにすることを目的としている。
本発明の重要な特徴によれば、空洞21内で、スラグ30または30bisを受けるための領域22のすぐ下に、面積縮小領域23が画定されており、この面積縮小領域23は、徐々に減少する直径を有しており、その後に、図5において全体的に24で指示された形成領域が続いている。
面積縮小領域23は、基本的には、空洞21の表面の環状帯によって画定されていて、この環状帯は、図5に例示してあるように円錐形輪郭を有していてもよいし、または図6に例示してあるように凹形の曲線状輪郭を有していてもよい。円錐形輪郭の場合、円錐度(conicity)は示唆的に10°~20°に含まれてよい。それに代わり、可能な凹形輪郭は、領域22の直径と領域23の最小直径との差に実質的に等しい一定の曲率半径を有していてよい。当然ながら、リングのブランクまたは得るべき管状部材の特徴に応じておおよそ示された曲率半径を有する凹形輪郭を使用することが可能である。したがって、概して面積縮小領域23の輪郭は、受入れ領域22の直径に対応した最大直径を有し、形成領域24の最小直径に対応した最小直径を有している。
図5に例示してあるものなどの様々な実施形態において、ダイアセンブリ20は、密閉前方押出しの実行を目的としてサイズ設定されており、すなわち出発スラグ30(または30bis)がプレスされる前であってもその全体を収容するのに十分な長さの受入れ領域22を有している。それに代わり、図7に例示してあるものなどの他の実施形態においては、アセンブリ20は、開放前方押出しを実現するように事前調整されているか、または短い長さの受入れ領域22を有しており、したがってこの場合、領域22に全体が収容されずにそこから少なくともわずかに突出したスラグ(30または30bis)を用いてプレス加工が行われる。当然ながら、開放前方押出しを実施するようにアセンブリが事前調整された場合には、図6に示したタイプの凹形輪郭も使用されてよい。
既に述べたように、面積縮小領域23の後に形成領域24が続いており、この形成領域24は、面積縮小領域23の最小直径とブランク40または40bisの外径A'に実質的に対応した最小直径を有している。
様々な実施形態において、形成領域24は、最小入口直径および最大出口直径を有しており、前述した最小入口直径は、面積縮小領域23の最小出口直径に対応しており、最大出口直径は、面積縮小領域23の最小出口直径と最大入口直径との間に含まれている。
様々な実施形態において、形成領域24は、一定の円形断面の入口部分24aを備えており、その後に、徐々に増大する円形断面または円錐断面の出口部分24bが続いている。
入口部分24aは、数ミリメートル(例えば1~4mm)の長さ、およびブランク40または40bisに望まれる外径A'に実質的に等しい直径を有している。他方で、部分24bはわずかに長く(示唆的に部分24aの少なくとも2倍)、その直径は、一定して示唆的に10分の1~2ミリメートルだけわずかに増大している。図4~図8において、部分24aおよび24bの寸法は、図面をより簡単に理解できるようにするため意図的に誇張されていることに留意すべきである。
動作時、スラグ30または30bisの材料(ここでは軸受鋼または肌焼き鋼)は、領域24の入口部分24a(実質的に引抜き用鋼板のように作用する)を通って縮小するように押しやられ、次いでわずかに広い部分24bにおいて解放されることが可能になる。このように、材料は、部分24bの表面上でそれほどスライドすることがなく、こうしてブランク40または40bisが出てくるときにそれに損傷を生じさせる恐れのある摩擦が防止され、同様にブランクを得るために必要な推力を不要に増大しなくてはならないことが防止される。
形成領域24の後に、優先的には、部分24bの最大出口直径に実質的に対応した直径を有する好ましくは一定の円形断面の放出領域25が続いている。
図9には、可能な実施形態によるパンチアセンブリ10の断面図が概略的に示してある。アセンブリ10は、プレス部材または押圧部材を備えており、この部材は、提供された例において円柱形ブッシュ11によって示されており、例えば工具用の特殊鋼から作られており、実質的に平坦な(ここでは「下面」として慣例的に定義される)端面11aを有している。ブッシュ11の外径は、ダイアセンブリ20の受入れ領域22の直径よりもわずかに(10分の数ミリメートル、例えば10分の1~5だけ)小さく、出発スラグ30または30bisの外径Aよりもわずかに(10分の数ミリメートル、例えば10分の1~5だけ)大きい。
アセンブリ10は、ここでは12によって指示されたパンチによって表される形状制限部をさらに備えている。パンチ12は、細長い円柱形本体を有しており、示してある例において、この円柱形本体は、ブッシュ11の空洞内にそれと同軸に、好ましくはそれに対して相対的に固定された位置で、部分的に収容されている(ただし、例えば以下で参照するタイプの引き抜システムが提供される可能性がある場合を除く)。例えば工具用の特殊鋼から作られたパンチ12の本体は、それぞれの部分12aを有しており、この部分12aは、ブッシュ11の面11aから軸線方向に突出して、使用時には、ダイアセンブリ20の空洞21に軸線方向に位置合わせされる。
本体部分12aの直径は、出発スラグ30または30bisの内径B'よりも(数ミリメートル、例えば1~5mmだけ)小さく、それぞれ得るべきブランク40または40bisの内径B'に実質的に等しい。より正確には、変形した片の鋼に弾性応答があることから、本体部分12aの直径は、前述した直径B'よりも100分の数ミリメートルだけ小さい。
得るべきブランク40または40bisの内径B'は何か、変形を受けるスラグ30または30bisにもたらすことが望まれる全体的な面積縮小は何か、かつダイアセンブリ20の領域23~24を通して外径の縮小が生じるときには、軸線方向における鋼の適切なスライドを妨げる軸の横方向への圧搾/圧壊を防止するために、スラグ30または30bisの内径Bが素早くパンチ12に直面しなくてはならないことを考慮して、部分12aの直径が評価される。同様に、ダイアセンブリ20の空洞21の様々な領域の寸法は、得ることが望まれるブランク40の外径A'は何か、および変形を受けるスラグ30または30bisにもたらすことが望まれる全体的な面積縮小は何かに応じて、選択される。
例示された事例において、パンチ12の部分12aは、スラグ30または30bisへの挿入を容易にするように好ましくは円錐形である先端12bで終わる。以下で述べるように、アセンブリ10がダイアセンブリ20から引き抜かれるとき(すなわち、図1のプレス2のスライド4が固定部分2'から離れるように移動するとき)には、特にパンチ12の引き抜きを容易にするために、同部分12aは、わずかに円錐形状を有していてよい。これにより、知られている同期引き抜きシステム(例えば、定時ストリッパタイプ、または定時取出しタイプ、または定時ノックアウトタイプ)に、パンチ側で必ずしも頼る必要がなくなるが、必要であればこれが想定されてもよい。
示唆として、本体部分12aは、アセンブリ20の空洞21の長さに少なくとも等しい長さを有していてよい。より全般的には、スラストブッシュ11の面11aが、ダイアセンブリ20のレセプションエリア22に収容されたスラグ30または30bisの上面に載った瞬間に、部分12aの一部分が面積縮小領域23と形成領域24との両方に係合するような、本体部分12aの長さであれば十分である。
先に説明したように、様々な実施形態において、図1のプレス2は、ダイアセンブリ20に対してパンチアセンブリ10を往復して並進させるための手段3~5を備えている。取り付けられた状態で、アセンブリ10のブッシュ11は、ブッシュ11のより小さい部分とパンチ12の本体部分12aとが、ダイアセンブリ20の空洞21内に来ることができるように、ダイアセンブリ20の空洞21に対して軸線方向に位置合わせされており、次いで空洞自体から引き抜かれる。
図10~図16には、先に説明したタイプのアセンブリ10および20を使用するプレス2の、可能な加工順序が示してある。上の図において、アセンブリ10および20は、単に表示の必要性から垂直方向に配置されており、同じ理由で、アセンブリ10および20、ならびにスラグ30、30'およびブランク40は、短縮した長さで示されていることに留意すべきである。図10~図16は、スラグ30から出発する軸受リングまたは歯車のブランク40の製造を例示しており、スラグ30bisからから出発する管状部材のブランク40bisの製造も、同様に実施されることが当然とみなされる。
例えば、出発管Tのせん断により図1のステーション9で得られたスラグ30(または30bis)は、図10に概略的に示してあるように、下死点に向かって移動する図1のプレス2のスライド4とともに、ダイアセンブリ20の、特にその受入れ領域22の空洞21に対応する位置内に、システム8によって移送される。ブッシュ11の面11aがスラグ30(または30bis)の上面に接触するとき、マニピュレータシステム8はスラグ自体を解放し、このスラグは、図11に示してあるように空洞21に押し込まれる。
優先的には、領域22の高さは、スラグ30(または30bis)の高さL(図2)より大きく、こうしてスラグ30(または30bis)は、領域22に完全に収容される。先に説明したように、示してある実施形態において、面積縮小領域23は、円錐形の表面(図5もしくは図7)または凹形の曲線状表面(図6)を有する帯によって特定される。既に述べたように、スラグ30(または30bis)の外径は、受入れ領域22の直径より少し小さいだけであり、挿入が容易になるが、それと同時に、密閉前方押出しの工程を妨げることなる、プレス開始時の横方向へのスラグ材料の望ましくない移動が、防止される。
既に述べたように、図1のプレス2のスライド4は、パンチアセンブリ10をダイアセンブリ20内に入れる。理解できるように、パンチ12の本体部分12aは、スラグ30(または30bis)の軸線方向穴に入り込み、スラストブッシュ11の端面11aは、スラグ自体の上面を押して、領域22~24に通るようそれを押しやる。図12において見える位置で、ブッシュ11の面11aが面積縮小領域23の口に対応する位置にきたときに前進が中断されるように、アセンブリ10の移動は制御される。
このように、スラグ30(または30bis)の部分的な変形がもたらされ、これは図12において確認できる。この段階において、パンチ12の本体部分12aは、内側のスラグ30(または30bis)の半径方向の変形、すなわちその横方向の圧壊を防止する。既に述べたように、スラグの材料は、面積縮小領域23に入った後、越えられない障害に素早く直面しなくてはならないので、スラグ30(または30bis)の内径Bは、パンチ12の直径よりほんのわずかに大きいだけであり、したがって、この材料の通路は、パンチ12の部分12aによって塞がれていない領域23~25によって示された箇所だけであり、このように、変形済み材料は、これらの領域を塞ぐことにより片を形成することができ、その幾何学的寸法は、スラグ30(または30bis)の出発時の幾何学的寸法が精密でなくても、非常に精密である。図12で示すことができるように、アセンブリ10の軸線方向移動の終わりに、材料の一部分は領域23を塞いでいて、材料の残りの部分は、領域24~25に係合している。
その後、図13で確認できるように、スライド4は、パンチアセンブリ10を後退させるように動作する。スラグ30(または30bis)の変形済み材料は、ダイアセンブリ20内にしっかり把持されており、それにより空洞21に沿って片が持ち上がるリスクが回避されることに留意すべきである。さらに、既に述べたように、この問題を防止するため、パンチ12の部分12aはわずかに円錐形の形状を有していてよく、変形済みスラグ30(または30bis)の穴からその滑り出しを容易にすることが好都合である。パンチ12は、場合により、その耐摩耗性を向上させるように設計されたコーティングを備えていてよく、このコーティングは、場合により、摩擦を低減し、変形済みスラグからパンチ自体の取り出しを容易にすることを補助するものであってよい。これが十分でない場合には、既に述べたように、プレス2は、パンチアセンブリ側に適切な同期引き抜きシステムを備えることが可能である。このために、例えばスラストブッシュ11が、可動のプレートまたは支持体に取り付けられてよく、この可動のプレートまたは支持体が、スライド4およびパンチ12の戻りの段階中に、プレス2に組み込まれた知られているカム機構により、ブッシュ11自体と一緒に短期間にわたって押され続ける。
この時点で、マニピュレータシステム8は、先に説明した方法と同様に、図14で30'(または30bis')によって指示された後続スラグをダイアセンブリ20に位置決めして、それをブッシュ11と合わせて受入れ領域22に挿入させる。この状態が、図15に示してある。
パンチアセンブリ10は、その後、図16で確認できるように、スライド4により下死点にもたらされて、後続スラグ30'(または30bis')の部分的な変形と、先行スラグ30の最終的な変形およびダイアセンブリ20から領域25を通したその排出との両方を生じさせる。
特に、ブッシュ11は、ここで後続スラグ30'(または30bis)'を下方に押し、このスラグ30'(または30bis)の下面が、対応する圧力を、まだ領域23を塞いでいる先行スラグ30(または30bis)の材料の一部分に加える。アセンブリ10が徐々に前進するにつれ、後続スラグ30(または30bis)'を構成する材料は、空洞21の領域23~25内で、先行スラグ30(または30bis)の材料と入れ替わる。先行スラグ30(または30bis)は、空洞21に沿って前進するように押しやられて、領域24を完全に通過することにより、それ自体の前方縮小を完了し、次いで領域25に入って、ブランク40(または40bis)の形でアセンブリ20から出る。次いでブランク40(または40bis)は、例えば図1の通路2aを通って放出区域7に落ちることが可能である。
図10~図16を参照しながら先に説明した段階は、方法の開始に関するものであり、その結果、パンチアセンブリ10の3回目の後退の後に、第3のスラグがダイアセンブリ20の受入れ領域22に導入されることになる。アセンブリ10のその後の前進の後に、前述の第3のスラグが、既に部分的に変形した第2のスラグ30'(または30bis')を押して、新たなブランク40(または40bis)が得られ、さらなるスラグおよびさらなるブランクについても同様に続く。製造を開始するために、ダイアセンブリ20を出る第1の変形済み片40(または40bis)は、実際には全ての後続片とは異なる状態である(前方押出し中にいかなる先行する障害/片にも直面しない)ことから、この第1の変形済み片40(または40bis)を廃棄することが賢明な場合がある。
既に説明したように、プレス2から出るブランク40(または40bis)は、次いで、回転軸受リングの製造、またはギヤの製造、またはピストンピンおよびブッシュの製造の分野においてそれら自体知られている作業で、仕上げ処理にかけられ、これらの作業は本発明の目的とは無関係である。既に述べたように、説明した特定の方法の結果、ブランク40(図3)または40bis(図3bis)の上面41aは、わずかに凹形の表面を有しており、その一方で下面41b(図3または図3bis)は、わずかに凸形の表面を有している。ブランク40または40bisの上面41aのいびつさを低減するために、凹形の曲線輪郭(図6)を使用するのではなく、示唆的に10°~20°、好ましくは約15°に含まれる傾斜を有する円錐形輪郭(図5および図7)を、面積縮小領域23において使用することが賢明である。面41aおよび/または41bの前述した表面のいびつさをなくすために、ブランク40または40bisを、特に従来の旋削によって平滑化することができる。
提案される冷間変形技術は、軸線方向への材料の適切なスライドおよびダイアセンブリ20の領域23~24の完全な充填を可能にし、こうして高い機械的強度の、非常に精密な公差を有するブランクを提供して、明らかに抑えた推力量を使用して、後の仕上げ段階に送ることが可能になる。鋼は、(熱間鍛造または従来の旋削により得ることができるものより明らかに高い)高剛性をもつブランクを得るように、弾性抵抗の点を越えて変形されて、高い剛性重量比および最適な鍛流線(非破壊のグレインフロー)を有する。
先に説明した方法を使用して、発明者によって実施された実地試験は、得るべきリングブランクの冷間形成を可能にしてきており、このリングブランクは、高い幾何学的精度およびかなりの機械的信頼性を有し、外径が20~100mmに含まれ、厚さが3~25mm(軸受用リング)または3~35mm(歯車用リング)に含まれ、長さが20~75mm(軸受用リング)または50~150mm(歯車用リング)に含まれており、焼きなましされた100Cr6鋼(軸受用リング)または肌焼き鋼、特に16MnCr5または20MnCr5(歯車用リング)を使用した。説明した方法は、いずれにしても、試験した寸法とは異なる寸法を有するリングブランクを得るためにも使用されてよい。
同様に、先に説明した方法は、得るべき管状接続部材のブランクの冷間形成を可能にしてきており、この管状接続部材のブランクは、高い幾何学的精度およびかなりの機械的信頼性を有しており、外径が20~80mmに含まれ、厚さが3~30mmに含まれ、長さが50~150mmに含まれ、肌焼き鋼(特に16MnCr5)を使用した。しかし、説明した方法は、試験された寸法とは異なる寸法を有する管状部材ブランクを得るためにも使用されてよく、得るべきブランクのタイプに応じて異なる鋼を使用してもよい(例えば、カテナリ用ブッシュ向けの高周波焼入れ鋼、または振動ダンパ用ブッシュ向けの低合金鋼)。
図17は、本発明による方法の複数の段階の好ましい順序を簡略ブロック図によって示す。ブロックIは、分離ステーションに向けた出発管Tの供給および送出の段階を示しており、管自体は、段階IIの通りに分割されてスラグ30または30bisになる。次いで、スラグが、段階IIIの通りに個々にダイアセンブリ20に装填され、これは、段階IVの通り、アセンブリ10および20によるその後の冷間変形のために行われる。この後に、ブランク40または40bisを放出する段階が続く。
確認してきたように、優先的に必要に応じて、様々な段階I-Vを1つの同じ装置で実施することができる。段階IIは、例えば段階IVの通りにスラグの冷間変形を実施するように事前調整された同じプレス(2)に組み込まれたせん断ステーション(8)によって、実施されてよい。このプレス(2)は、段階Iの通りに、せん断すべき管の供給および送出を行うためのシステム(100)、段階IIIの通りに、せん断された個々のスラグをダイアセンブリに装填するためのマニピュレータシステム(8)、および段階Vの通りに、プレス(2)からブランクを取り出すためのシステム(7)を備えていることが好都合なことがある。既に述べたように、好ましくは段階I~Vにおいて参照した様々な作業を同期するように、または協調して管理するように事前調整された制御システムCSが、装置またはプレスに設けられることが好都合である。
前の説明から、本発明の特徴がはっきり明らかになっており、同様にその利点も明らかになっている。
当然ながら、本発明の構造および実施形態の詳細事項は、例として本明細書で説明および図示してきたものとは大きく異なる場合があるが、それにより、以下の特許請求の範囲において定義する本発明の範囲から逸脱することはない。
先に説明および図示した例では、第1のサイクル後、装置1の各サイクルにおいて、アセンブリ20の領域23~25に部分的に収容されたスラグ30(または30bis)が空洞21から排出されることが考えられている。しかし、領域25の軸線方向寸法は、装置1の第2のサイクルで前述のスラグ30(または30bis)はまだ領域25内にあるか、一部しか空洞21の外側になく、次いで第3のサイクルの後に完全に排出され、装置のその後のサイクルも同様に続くような寸法であってよいことが明らかである。
提供された例において、装置1、すなわちプレス2は、管Tのベンチせん断用のステーション9を組み込むように構成されているが、これは本質的な特徴を構成しているわけではない。実際に、可能な変形実施形態において、管Tは、切断ステーションまたはせん断ステーションによって分割されてスラグ30または30bisにされることが可能である。さらに、ベンチせん断または切断またはせん断の段階は、プレス2とは異なる意図的に提供された装置において得られてよく、次いでそれら自体知られている自動様式に応じて、スラグ30または30bisの移送または装填のためのシステムをプレス自体に想定してよい。切断およびせん断の場合、スラグは、場合により残ったばりをなくすために、ピーニングの工程にかけられてよい。
本発明による装置は、製造ラインの形態で提供されてよく、説明した作業は、管、スラグ、およびブランクをそれぞれ送出または搬送するためのシステムによって互いに接続された対応する機械工具によって実施される。
Claims (15)
- -回転軸受リングブランク、
-歯車リングブランク
-ピストンピン、カテナリ用ブッシュ、および振動ダンパ用ブッシュなどの管状接続部材ブランク
のなかから選択されるブランクを製造するための方法であって、
i)鋼から作られた管を用意する段階であって、回転軸受リングブランクを製造する場合には、前記鋼が軸受鋼、好ましくは100Cr6鋼であり、歯車リングブランクまたは管状接続部材ブランクを製造する場合には、前記鋼が好ましくは肌焼き鋼である、段階と、
ii)前記管を分割して、軸線方向貫通穴をそれぞれ有する複数のスラグ(30、30';30bis、30bis')にする段階と、
iii)前記複数のスラグ(30、30';30bis、30bis')を、冷間形成ステーションのダイアセンブリに供給する段階であって、前記冷間形成ステーションがパンチアセンブリも有している、段階と、
iv)先行スラグ(30;30bis)を、前記ダイアセンブリに通して密閉前方押出しにかける段階であって、前記パンチアセンブリの押圧部材によって後続スラグ(30';30bis')に付与される推力により、前記先行スラグ(30;30bis)が前記ダイアセンブリの軸線方向貫通空洞に通されて、その冷間変形が生じてブランクになり、その間に前記パンチアセンブリの制限部材が、前記後続スラグ(30';30bis')の前記軸線方向貫通穴と前記先行スラグ(30;30bis)の前記軸線方向貫通穴の少なくとも一部分とを塞ぐ、段階と
を備える、方法。 - 前記管が、熱間圧延された管である、請求項1に記載の方法。
- 前記管および前記先行スラグ(30;30bis)のうちの1つが、段階iii)の前にリン酸処理工程にかけられる、請求項1または2に記載の方法。
- 前記ブランクが、少なくとも1つの対応する端面の平滑化作業にかけられる、請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。
- 段階ii)が、分離ステーションにおいて実施され、前記分離ステーションにおいて、前記管が、ベンチせん断、切断、またはせん断のうちの1つにかけられる、請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。
- 段階iii)が、各スラグ(30、30';30bis、30bis')を、マニピュレータシステムにより、前記ダイアセンブリの前記軸線方向貫通空洞に対応した位置に個々に位置決めする段階を含む、請求項5に記載の方法。
- 前記マニピュレータシステムが、前記分離ステーションを出るスラグ(30、30';30bis、30bis')をピックアップし、前記スラグ(30、30';30bis、30bis')を、前記冷間形成ステーションの作動と同期して、前記ダイアセンブリの前記軸線方向貫通空洞に対応した前記位置に移送する、請求項6に記載の方法。
- 段階iii)およびiv)が、
a)前記ダイアセンブリの前記軸線方向貫通空洞の受入れ領域に、前記先行スラグ(30;30bis)をはめる段階と、
b)前記パンチアセンブリと前記ダイアセンブリとを軸線方向に接近させる段階であって、
b1)前記押圧部材が前記先行スラグ(30)に対する推力を生じさせ、前記推力が生じ始めたときに、前記制限部材の細長い本体部分の第1の部分が、前記先行スラグ(30;30bis)の貫通穴に延在し、前記細長い本体部分の第2の部分が、前記ダイアセンブリの前記軸線方向貫通空洞の面積縮小領域および形成領域に延在し、
b2)その後、前記押圧部材が、前記先行スラグ(30;30bis)を、前記受入れ領域から前記面積縮小領域を通過して前記形成領域に向かうように押し、
前記接近の終わりに、前記先行スラグ(30:30bis)が変形されてきており、それぞれの上側部分が、前記細長い本体部分のそれぞれの部分によって塞がれていない前記面積縮小領域に係合し、それぞれの下側部分が、前記細長い本体部分のそれぞれの部分によって塞がれていない前記形成領域の少なくとも一部分に係合する
ように、前記パンチアセンブリと前記ダイアセンブリとを軸線方向に接近させる段階と、
c)前記パンチアセンブリと前記ダイアセンブリとの間で、軸線方向の後退を生じさせる段階と、
d)前記後続スラグ(30';30bis')を前記受入れ領域にはめる段階と、
e)前記パンチアセンブリと前記ダイアセンブリとを軸線方向にさらに接近させる段階であって、前記押圧部材が前記後続スラグ(30':30bis')を、前記受入れ領域から前記形成領域に向かって押しやり、前記制限部材の前記細長い本体部分の少なくとも一部分が、前記後続スラグ(30';30bis')の前記貫通穴に延在し、前記細長い本体部分の別の部分が、前記先行スラグ(30;30bis)の前記貫通穴に少なくとも部分的に係合し、こうして前記後続スラグ(30';30bis')が前記先行スラグ(30;30bis)を押し、それにより前記先行スラグ(30;30bis)の上側部分も、前記形成領域を通過し、さらに接近させる前記段階の終わりに、前記後続スラグ(30':30bis')が変形されてきており、それぞれの上側部分が、前記細長い本体部分のそれぞれの部分によって塞がれていない前記面積縮小領域に係合し、それぞれの下側部分が、前記細長い本体部分のそれぞれの部分によって塞がれていない前記形成領域の少なくとも一部分に係合するように、前記パンチアセンブリと前記ダイアセンブリとを軸線方向にさらに接近させる段階と、
f)不定数の後続スラグ(30')に対して、c~eの段階を繰り返す段階と
を備える、請求項1から7のいずれか1項に記載の方法。 - -鋼から作られた回転軸受リングブランク
-鋼から作られた歯車リングブランク、
-鋼から作られた管状接続部材ブランク
のなかから選択されたブランク、
特に、ブランクであって、前記ブランクの2つの反対側の端面の間に延在した軸線方向貫通穴および外周面をそれぞれ有するブランクを冷間形成するための装置であって、
パンチアセンブリ、ダイアセンブリ、ならびに前記パンチアセンブリおよび前記ダイアセンブリを互いに対して軸線方向に並進させるための作動システムを有する冷間形成ステーションであって、前記ダイアセンブリが軸線方向貫通空洞を有し、前記パンチアセンブリが、前記ダイアセンブリの前記軸線方向貫通空洞に軸線方向に位置合わせされた押圧部材を有する、冷間形成ステーションと、
鋼管状スラグ(30、30';30bis、30bis')、特に軸線方向貫通穴および外周面をそれぞれ有するスラグを供給するための供給装置であって、1つの前記鋼管状スラグ(30、30';30bis、30bis')を、前記冷間形成ステーションに対し、前記ダイアセンブリの前記軸線方向貫通空洞に対応した位置に自動的に供給するように事前調整された供給装置と、
制御システムと
を備え、
前記ダイアセンブリの前記軸線方向貫通空洞が、
1つの前記鋼管状スラグ(30、30';30bis、30bis')を少なくとも部分的に受けるための、前記軸線方向貫通空洞の実質的に円柱形状を有する第1の表面部分によって画定された受入れ領域であって、第1の直径を有する受入れ領域と、
得るべきブランクの外側輪郭に対して相補的な形状を有する、前記軸線方向貫通空洞の第2の表面部分によって画定された形成領域であって、前記第1の直径よりも小さい最小直径を有する形成領域と、
軸線方向において前記受入れ領域と前記形成領域との間に含まれた面積縮小領域であって、前記受入れ領域の前記第1の直径に対応した入口直径と、前記形成領域の前記最小直径に対応した出口直径とを有する面積縮小領域と
を有し、
前記パンチアセンブリの前記押圧部材が、前記受入れ領域の前記第1の直径よりもわずかに小さい外径を有し、さらに制限部材であって、前記押圧部材の端面から前記押圧部材と実質的に同軸に軸線方向に突出した細長い本体部分を含む、1つの前記鋼管状スラグ(30、30';30bis、30bis')の軸線方向貫通穴に係合するための制限部材を有し、
前記ダイアセンブリの前記軸線方向貫通空洞に対応した位置に、少なくとも1つの第1の鋼管状スラグ(30';30bis')または後続スラグを位置決めした後に、前記押圧部材が前記第1の鋼管状スラグ(30';30bis')を前記受入れ領域から前記形成領域に向かって押し、ひいては前記第1の鋼管状スラグ(30';30bis')が、下にある第2の鋼管状スラグ(30;30bis)または先行スラグを、前記形成領域を通過するように押しやり、その間に、前記制限部材の前記細長い本体部分が、前記第1の鋼管状スラグ(30';30bis')の前記軸線方向貫通穴と、前記第2の鋼管状スラグ(30;30bis)の前記軸線方向貫通穴の少なくとも一部分とを通って延在するような方法で、前記冷間形成ステーションの前記作動システムと前記鋼管状スラグ(30;30bis)の前記供給装置とを同期または協調して管理するように、前記制御システムが事前調整されている、装置。 - 前記供給装置が、管を分割して複数の前記鋼管状スラグ(30、30';30bis、30bis')にするように事前調整された分離ステーションを備え、前記分離ステーションが、好ましくはベンチせん断ステーション、切断ステーション、せん断ステーションのなかから選択される、請求項9に記載の装置。
- 前記供給装置が、各鋼管状スラグ(30、30';30bis、30bis')を、前記ダイアセンブリの前記軸線方向貫通空洞に対応した前記位置に個々に位置決めするためのマニピュレータシステムを備える、請求項10に記載の装置。
- 前記マニピュレータシステムが、前記分離ステーションから出る1つの前記鋼管状スラグ(30、30';30bis、30bis')をピックアップし、前記鋼管状スラグ(30、30';30bis、30bis')を、前記冷間形成ステーションの前記作動システムの作動と同期して、前記ダイアセンブリの前記軸線方向貫通空洞に対応した前記位置に移送するように事前調整されている、請求項11に記載の装置。
- 前記供給装置が、前記管を前記分離ステーションに向かって前進させるように事前調整された前進システムを備える、請求項10に記載の装置。
- 前記面積縮小領域が、示唆的に10°~20°に含まれる傾斜をもつ円錐形輪郭を有する、請求項9から13のいずれか1項に記載の装置。
- 請求項1から7のいずれか1項に記載の方法により得られる、回転軸受リングのブランク、または歯車リングのブランク、または管状接続部材のブランク。
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