JP2653227B2 - 筒状部品の内径しごき加工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、内周面に段部を有する筒状部品の内径しご
き加工方法に係り、特に、冷間鍛造等により形成された
プレフォーム（予備成形品）の内周面に内径しごき加工
を施して高い寸法精度を得る方法に関するものである。

従来の技術 冷間鍛造等により比較的粗い精度にて形成されたプレ
フォームを高い精度の寸法形状に仕上げる加工方法の一
手段として、例えば特開昭63−112036号公報等に記載さ
れているように、ポンチやダイを用いて押込み圧力によ
り材料を変位させるしごき加工が従来より行われてい
る。そして、かかるしごき加工により、例えば第３図に
示すように、第１内周面12と、その第１内周面12に連な
るとともに内径が第１内周面12よりも小径の第２内周面
14とを備え、それら第１内周面12と第２内周面14との境
に段部16を有する筒状部品10の内径しごき加工を行う場
合、従来では第４図に示すようなしごき型を用いて、そ
れら第１内周面12および第２内周面14の内径しごき加工
を同時に行う方法が採られていた。

具体的に説明すると、図における上下方向に駆動され
る図示しない上型に取り付けられるとともに上記段部16
に対応した段部18を有するポンチ20が、ダイ22内の筒状
部品10に向かって第１内周面12側の開口26から挿入され
ることにより、第１内周面12とその下の第２内周面14と
が同時にしごき加工され、それらの第１内周面12および
第２内周面14が仕上げられるのである。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のようなポンチによる従来のしご
き加工においては、第１内周面と第２内周面とが同時に
しごき加工されることから、ポンチの大径部とダイの内
壁との間で圧迫される第１内周面のしごき加工により、
第２内周面のしごき加工で押し出された材料の第１内周
面側（上例では上方）への流れが阻害され、その材料が
ポンチの先端側に押し出されて第４図に示されているよ
うに第２内周面14上にバルジ（肉溜り）Ｂが発生した
り、これに起因して肉の巻き込みや割れが生じたりする
ことがあった。

これに対し、第１内周面と第２内周面とを別々のしご
き型によってそれぞれ別個に内径しごき加工することが
考えられるが、そうした場合には、第１内周面と第２内
周面との間で位置ずれを生じたり、２つのしごき型によ
る別工程となるために加工コストが増大したりする欠点
があった。

本発明は以上の事情を背景として為されたものであ
り、その目的とするところは、前記第１内周面および第
２内周面の内径しごき加工を、単独のしごき型によりバ
ルジ等を発生させることなく高い寸法精度にて行うこと
にある。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するためには、第１内周面と第２内
周面とのしごき加工のタイミングをずらし、第２内周面
のしごき加工後に第１内周面のしごき加工を行うように
すればよく、本発明の要旨とするところは、第１内周面
と、その第１内周面に連なる第１内周面よりも小径の第
２内周面とを備えた筒状部品の内径しごき加工方法であ
って、（ａ）前記筒状部品における第１内周面側の開口
を通して挿入されるポンチを前記第２内周面内に突き入
れて、その第２内周面を内径しごき加工する第１しごき
工程と、（ｂ）前記ポンチが前記第２内周面内に突き入
れられた状態で、そのポンチをガイド軸としてスリーブ
ポンチを前記第１内周面内に突き入れることにより、そ
の第１内周面を内径しごき加工する第２しごき加工とを
有することにある。

作用および発明の効果 上記筒状部品の内径しごき加工方法においては、先
ず、第１しごき工程において第１内周面側の開口から挿
入されるポンチによって第２内周面がしごき加工され
る。このとき、第２内周面よりも大径の第１内周面はポ
ンチの通過を許容するだけでポンチによって圧迫される
ことがないため、第２内周面のしごき加工によって押し
出された材料は第１内周面側へ良好に流動させられる。
そして、続く第２しごき工程において、第２内周面を加
工したポンチをガイド軸としてスリーブポンチが第１内
周面内に突き入れられることにより、その第１内周面が
しごき加工される。このとき、第２内周面内に嵌まり込
んだままのポンチによって、スリーブポンチが高精度に
位置決めされた状態で第１内周面内に突き入れられるた
め、第２内周面と第１内周面との間で芯ずれ等の位置ず
れを生じるおそれはない。

このように、本発明の内径しごき加工方法によれば、
小径の第２内周面の内径しごき加工によって押し出され
た材料がスムーズに第１内周面側へ流動させられるた
め、第２内周面が良好に内径しごき加工され、バルジや
肉の巻き込み等が発生しないとともに、第１内周面をし
ごき加工するスリーブポンチは第２内周面を内径しごき
加工したポンチに案内されて第１内周面内に突き入れら
れるため、第１内周面と第２内周面との間で位置ずれな
どを生ずることがない。また、筒状部品を途中で移動さ
せる必要がなくて短時間で加工でき、且つ加工設備も安
価に構成され得るため、加工コストを従来と同程度に維
持することも可能なのである。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図は、本発明にしたがって前記筒状部品10を内径
しごき加工する加工装置の縦断面図である。筒状部品10
は、前記第３図に示されているように第１内周面12およ
び第２内周面14を備えており、それら第１内周面12と第
２内周面14との境に段部16を有している。また、筒状部
品10の外周面24は一定の外径であり、第１内周面12側の
端部に開口26を有するとともに、第２内周面14側の端部
には底部28を有している。そして、このような筒状部品
10は、予め冷間鍛造により目的とする製品よりも内径が
小さめに形成されており、内径しごき加工により所望す
る内径寸法とされるようになっている。なお、この筒状
部品10は、例えばステンレス鋼や炭素鋼等の金属材料に
て構成されている。

第１図において、しごき型30は、上下方向に駆動され
る上型32にそれぞれ取り付けられたポンチ34とスリーブ
ポンチ36、および、下型38に固定されたダイ40等から構
成されている。スリーブポンチ36は複数のボルト42によ
り上型32の下面に固定されているとともに、その内周面
44内にポンチ34が上下方向の相対移動可能に挿通させら
れている。ポンチ34は、そのポンチ34と上型32との間に
介挿された圧縮コイルスプリング46により常には下方へ
付勢されているとともに、図示しないストッパによって
スリーブポンチ36に対する下降限界位置が規定されてい
る。なお、ポンチ34およびスリーブポンチ36のそれぞれ
の先端部には、内径しごき加工の際に前記筒状部品10の
段部16および開口26内に圧入され得るように、それぞれ
テーパが施されている。

第１図および第２図は、本発明方法にしたがって前記
筒状部品10が内径しごき加工される際の第１しごき工程
および第２しごき工程をそれぞれ示す図であり、第１し
ごき工程が行われる前においては、しごき型30の上型32
および下型38が第１図における状態よりも上下に充分大
きく離隔させられ、図示しない供給装置、或いは手作業
によって、ダイ40内に筒条部品10がその開口26を上向き
にして予め装填される。そして、第１しごき工程が開始
されると、上型32が下降して圧縮コイルスプリング46に
付勢された状態のままポンチ34が筒状部品10の開口26を
通して挿入され、第１内周面12を貫通した状態のポンチ
34によって、第２内周面14の内径しごき加工が行われる
とともに、そのポンチ34の先端面48により筒状部品10の
底部28の内側における底面50が形成される。なお、筒状
部品10の底部28は、ダイ40内に配設されたノックアウト
52により受け止められている。

このとき、筒状部品10の第１内周面12はポンチ34と接
触しておらず、ポンチ34からなんの力も受けないことか
ら、しごき加工される第２内周面14の部分の材料は良好
に上方へ流動し、それに伴って開口26は若干上昇させら
れる。上記圧縮コイルスプリング46の付勢力は、第２内
周面14のしごき加工に際してポンチ34が押し戻されるこ
とがない程度の大きさに予め設定されている。また、第
１図からも判るように、スリーブポンチ36は、ダイ40の
上部に部分的に挿入させられているが、筒状部品10の上
端の位置までは到達していない。

続いて第２しごき工程に移ると、さらに下降させられ
た上型32とともにスリーブポンチ36が、筒状部品10内に
すでに嵌まり込んで下降停止しているポンチ34に対して
相対移動しつつ、そのポンチ34をガイド軸として筒状部
品10内に突き入れられる。これにより、筒状部品10の第
１内周面12がスリーブポンチ36によって内径しごき加工
されるとともに、スリーブポンチ36の先端面54が段部16
の平坦面を形成する。なお、ポンチ34は停止したままで
あり、ポンチ34の後端面56が上型32の下面に当接するま
で圧縮コイルスプリング46が圧縮されるとともに、この
当接により上型32の下降が停止するようになっている。

この第２しごき工程においては、第２内周面14の加工
が終了したポンチ34をガイド軸としてスリーブポンチ36
が突き入れられるため、ポンチ34が嵌まり込んだままの
第２内周面14に対してスリーブポンチ36が略完全な同心
状態で第１内周面12のしごき加工を行うことになる。ま
た、第２内周面14の内径しごき加工は既に終了してお
り、第１内周面12のしごき加工によって押し出された材
料のみが上方へ流動させられるため、その第１内周面12
の内径しごき加工がスムーズに行われるとともに、段部
16における平坦面が高い平面精度にて形成される。

そして、第２しごき加工が終了したあとは、上型32が
上昇さられるとともに、ノックアウト52が上方に突き上
げられて筒状部品10がダイ40内から排出される。

このように、本実施例における筒状部品の内径しごき
加工方法によれば、先ず、第１しごき工程において、ポ
ンチ34によって第２内周面14のみが内径しごき加工され
ることから、第１内周面12および第２内周面14を同時に
しごき加工する従来の場合に比較して、第１内周面12側
の材料によって第２内周面14側の材料の上方への流動が
停滞させられることがなく、バルジや肉の巻き込み等を
生ずることなく第２内周面14および底面50が良好に加工
される。

一方、第２しごき工程においては、スリーブポンチ36
の突き入れ動作がポンチ34をガイド軸として行われ、第
１しごき工程において形成された第２内周面14を基準と
して第１内周面12のしごき加工が行われるため、別々の
しごき型によって第１内周面12および第２内周面14をそ
れぞれしごき加工する場合に比較して、第１内周面12と
第２内周面14との間で位置ずれが生じたり、段部16にお
ける平坦面精度が低下したりするなどの欠点がない。

また、単一のしごき型30を用いて筒状部品10を途中で
移動することなく第１しごき工程と第２しごき工程とが
連続的に行われるため、加工時間が短くて済むとともに
加工設備も安価に構成され、加工コストが従来と同程度
に維持されるのである。特に、本実施例においてはポン
チ32およびスリーブポンチ36が共に上型32の下降に伴っ
て筒状部品10内に挿入されるようになっているため、そ
れらを別々に駆動する場合に比較して、加工設備に要す
るコストが一層低減される。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
したが、本発明は他の態様で実施することもできる。

たとえば、前述の実施例においては、外周面24の外径
が一定で第２内周面14側の端末に底部28を有する筒状部
品10に内径しごき加工を行う場合であったが、外径が一
定でない筒状部品や第２内周面14側の端部に開口を有す
る筒状部品に対しても、本発明の内径しごき加工方法を
同様に適用してしごき加工を行うことが可能である。

また、前述の実施例においては、横断面が同心円状で
ある筒状部品10の内径しごき加工を行う場合であった
が、横断面が多角形や楕円形である筒状部品などであっ
ても、或いは、第１内周面と第２内周面とにおける横断
面が異なる形状である筒状部品であっても、本発明の内
径しごき加工方法を同様に適用して加工することが可能
である。

また、前述の実施例においては、第１内周面12および
第２内周面14が１組存在する筒状部品10の内径しごき加
工を行う場合であったが、２段以上の段数を有する３つ
以上の内周面を内径しごき加工する場合においても、ス
リーブポンチを２重以上に配設してしごき工程を３段以
上にすることにより、本発明の内径しごき加工方法を同
様に適用して加工することが可能である。

また、前述の実施例においては、第１しごき工程にお
いてポンチ34がスリーブポンチ36側に押し込まれないよ
うにする圧縮コイルスプリング46が配設されていたが、
これに替えて、例えば油圧シリンダなどを用いて同様に
機能する機構を構成することもできる。また、ポンチ34
だけを下降させる駆動装置を独立に配設したり、下型40
を上型32に対して接近させるようにしたりしても差し支
えないなど、本発明方法の実施に際しては種々の構成の
加工装置が用いられ得る。

また、前述の実施例においては、第１しごき工程と第
２しごき工程とが完全にタイミングをずらして行われて
いたが、バルジ等の発生が防止できる程度まで、すなわ
ち第１しごき加工の終了前に第２しごき工程が一部開始
されても第２内周面14の内径しごき加工が第１内周面12
の内径しごき加工によってさほど影響されないようであ
れば、ポンチ34とスリーブポンチ36との相対移動ストロ
ークを短縮するなどして、第１内周面12のしごき加工と
第２内周面14のしごき加工とを一時的に並行して行うよ
うにすることも可能である。

また、前述の実施例においては、筒状部品10が第１内
周面12と第２内周面14との境に平坦面状の段部16を有す
る場合であったが、平坦面状ではない段部を有する筒状
部品の内径しごき加工にも、本発明は同様に適用され得
る。

その他一々例示はしないが、本発明は当業者の知識に
基づいて種々の変更，改良を加えた態様で実施すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明方法が好適に実施される
内径しごき加工装置の構成を示す縦断面図で、第１図は
第１しごき工程を示すものであり、第２図は第２しごき
工程を示すものである。第３図は、本発明方法にしたが
って加工される筒状部品の一例を示す断面図である。第
４図は、従来の方法による内径しごき加工装置を説明す
る縦断面図である。 10:筒状部品 12:第１内周面 14:第２内周面 34:ポンチ 36:スリーブポンチ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１内周面と、該第１内周面に連なる該第
   １内周面よりも小径の第２内周面とを備えた筒状部品の
   内径しごき加工方法であって、 前記筒状部品における第１内周面側の開口を通して挿入
   されるポンチを前記第２内周面内に突き入れて、該第２
   内周面を内径しごき加工する第１しごき工程と、 前記ポンチが前記第２内周面内に突き入れられた状態で
   該ポンチをガイド軸としてスリーブポンチを前記第１内
   周面内に突き入れることにより、該第１内周面を内径し
   ごき加工する第２しごき工程と を有することを特徴とする筒状部品の内径しごき加工方
   法。