JP2829596B2 - 軸部品およびその製造方法 - Google Patents

軸部品およびその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、大径部とこれに
連続する小径部とを一体に有する軸受鋼などからなる軸
部品の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の大径部と小径部とからなる軸部品
は、例えば大径部に対する小径部の断面積比が50%以
下のものでは、高強度材であることから切削加工により
形成されている。図4はかかる切削加工により得られる
軸部品1の断面図であり、これが大径部1aと切削によ
り形成された小径部1bとからなり、ファイバーフロー
Pは前記小径部1bでは切断されている。
【0003】また、従来から低炭素鋼等の軸受鋼よりも
変形抵抗の低い素材からなる軸部品の製造方法として、
特公平7−67593号公報にその一例が示されている
様な鍛造工程が一般的である。
【0004】この製造方法は、頭部となる部分を残して
軸部に素材製造時の冷間加工と合わせて絞り加工を施
し、軸部分の先端に円筒頭部を整形し、該円筒頭部をダ
イス型孔より突出するように据込んでパンチで叩打し先
端を、偏平な円錐頭部とし、こうして得られたボルト材
を所定形状のダイス型孔に没入するようにパンチで据込
んで、頭部の外周を所定形状に張り出すように圧造し、
さらに該頭部をダイス型孔より突出するように支持した
状態で頭部の凹みを、端面矯正するというものである。
【0005】しかしながら、前記切削による軸部品の製
造方法では、切削した部分がすべて切り屑となるため、
素材の歩留りが悪く、素材費が高くなるほか、大径部と
小径部のつなぎ目で図4に示すようにファイバーフロー
Pが切断され、かつ小径部では鍛錬のきいていない素材
の内部が表面に出てくるため、軸部品としての強度が低
下するという課題があった。
【0006】また、前記公報に記載の軸部の製造方法で
は、大径部と小径部がそれぞれパンチ側とダイス側に成
形され、両部の同軸度がパンチおよびダイス間の同軸度
や鍛造機械の剛性に左右されて悪くなり、この同軸度の
悪さを矯正するには、パンチに大きな荷重を負荷しなけ
ればならず、一方、軸受鋼は変形抵抗が高いのでダイス
内に素材を十分に充満させることができず、結果として
コーナ部に欠肉を生じ、また同軸度を改善できないとい
う課題があった。
【0007】一方、前記のような同軸度の悪さを改善
し、ファイバーフローの切断をなくして部品の強度を高
めるために、図5(a)に示すように、一つの大径孔部
2aと小径孔部2bからなるダイス型孔2を持つダイス
3を使用し、表面に潤滑被膜を施した棒材や線材の切断
部材を素材4として、これを大径孔部2a内に入れて押
し出し、図5(b)に示すような大径部5aと小径部5
bとからなる軸部品5を製造する方法が考えられてい
る。
【0008】このような軸部品の製造方法では、素材4
の切断端面には潤滑被膜がないため、前記鍛造の際に潤
滑被膜のない端面部5cがダイス型孔2の大径孔部2a
と小径孔部2bとが連続する部位のコーナR部で強度に
擦られながら移動し、このとき前記端面部5cが図5
(b)に示すように小径部外周の5bの大部分を被うこ
ととなる。また、前記小径部5bにおいて、素材とダイ
ス型孔2とが潤滑油によって潤滑されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
軸部品の製造方法にあっては、前記小径部5bの大部分
を被う前記端面部5cとダイス3との間が潤滑油で潤滑
されているにも拘らず、前記押し出し時に前記コーナR
部で潤滑油切れを生じ、ダイス3と小径部5bとが焼き
付くという課題があった。特に、素材4が軸受鋼である
場合には、これの変形抵抗が高いため、SCMなどの一
般的な鍛造用鋼などに比べて、油膜切れによる焼き付き
が生じ易く、鍛造が困難であるという課題があった。
【0010】この発明は前記のような課題を解決するも
のであり、素材の歩留りの向上とファイバフローの切断
を回避しながら大径部と小径部の同軸度を確保でき、か
つ鍛造時の油膜切れによる素材の焼き付きを防止できる
高強度の軸部品およびその製造方法を提供することを目
的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記目的達成のために、
請求項1の発明にかかる軸部品は、表面に潤滑被膜を施
した棒材または線材からなる素材を、大径孔部とこれに
連続する小径孔部で形成され、大径孔部の底部コーナが
円弧面に形成されてなるダイス型孔を有するダイスの、
大径孔部内に挿入し、この大径孔部内で前記素材をパン
チにより押し出し、この押し出した前記素材を前記ダイ
ス型孔内から分離し、潤滑油をかけ直した後、前記ダイ
スまたは前記ダイスと同様の別のダイスの、大径孔部内
に挿入して、この大径孔部に連続する小径孔部内に押し
出し、この押し出しにより得られた素材を、大径孔部と
これに連続する小径孔部で形成され、大径孔部の底部コ
ーナが角状に形成されたダイス型孔を有するダイスの、
ダイス型孔内に挿入し押し出す鍛造で形成され、ファイ
バーフローが大径部から小径部に連続し、かつ大径部と
小径部とが角状の段部をなして連続することを特徴とす
る。
【0012】また、請求項2の発明にかかる軸部品の製
造方法は、表面に潤滑被膜を施した棒材または線材から
なる素材を、大径孔部とこれに連続する小径孔部で形成
され、大径孔部の底部コーナが円弧面に形成されてなる
ダイス型孔を有するダイスの、大径孔部内に挿入し、こ
の大径孔部内で前記素材をパンチにより押し出す第1工
程と、この第1工程で押し出した前記素材を前記ダイス
型孔内から分離し、潤滑油をかけ直した後、前記ダイス
または前記ダイスと同様の別のダイスの、大径孔部内に
挿入して、この大径孔部に連続する小径孔部内に押し出
す第2工程と、この第2工程での押し出しにより得られ
た素材を、大径孔部とこれに連続する小径孔部で形成さ
れ、大径孔部の底部コーナが角状に形成されたダイス型
孔を有するダイスの、ダイス型孔内に挿入して押し出
し、大径部と小径部とが角状の段部をなして連続する軸
部品とする第3工程とを実施することを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の一形態
を図について説明する。この発明は第1工程,第2工程
および第3工程よりなり、まず、第1工程では、図1
(a)に示すように、表面に潤滑被膜を施した棒材また
は線材を所定長に切断した素材11を、ダイス12に設
けられて底部コーナがやや大きい円弧面13をなすダイ
ス型孔14の大径孔部14a内に挿入し、この大径孔部
14a内で前記素材11をパンチ15により押し出す。
【0014】こうすることで、この第1工程では、前記
素材11の押し出しによって成形されようとする軸部品
の素材11が、大径孔部14aと小径孔部14bとのつ
なぎ部分で大き目の円弧面13に沿って滑らかに流動
し、図1(b)のようになる。
【0015】このとき、素材11の下端である切断端面
部16の一部が、図1(b)のように、円弧面13に沿
って内側(中心部側)へ回り込む。この回り込みは、ダ
イス12の前記円弧面13の円弧半径(コーナR)を、
(大径孔部14aの直径−小径孔部14bの直径)×
0.75以上とすることでなされる。
【0016】この円弧面13の円弧半径がその値より小
さいと、円弧面13にある素材11の前記内側への回り
込みが停滞し、素材端面16が円弧面13の中心部側へ
殆んど回り込まない。
【0017】一方、この発明では、前記素材11の外周
面に施された潤滑被膜が大径部に続く小径部の外周まで
十分に回り込むようになる。
【0018】なお、軸受鋼は一般鍛造用鋼材より変形抵
抗が高いため、断面減少率が50%以上の場合、潤滑被
膜の小径部外周への回り込みが不完全となる。そこで、
このまま押し出しを行うと、ダイス型孔14の底部の潤
滑油が素材11の角部(コーナ)で削ぎ落とされて、潤
滑油による潤滑効果が失われてしまい、前記の焼き付き
が生じる。
【0019】このため、この発明では、図1により鍛造
した素材11をダイス型孔14から一旦分離して、第2
工程ではダイス型孔14内に潤滑油をかけ直して、再び
そのダイス型孔14の大径孔部14a内に素材11を図
1(c)に示すように挿入し、さらに、図1(d)に示
すようにパンチ15により押し出す。
【0020】こうすることで、ダイス型孔14の前記円
弧面13と素材11の大径部11aおよび小径部11b
の角部とで十分な潤滑が確保され、焼き付きを生じるこ
となく前記小径部11bが形成されていく。なお、前記
円弧面13と小径孔部14bとが連続する部位のコーナ
ーR部の半径は、潤滑油膜切れを防止して潤滑効果を十
分に確保するために、0.2mm以上とする必要があ
る。
【0021】続いて、第3工程では、図1(d)で得ら
れた大径部11aおよび小径部11bが連続する素材1
1をダイス型孔14から分離し、これを新たに用意し
た、底部コーナが角状部17をなす他のダイス18の、
大径孔部19aおよび小径孔部19bを持ったダイス型
孔19内に、潤滑油を施した後、図1(e)に示すよう
に挿入する。
【0022】そして、パンチ20によりその素材11を
再び押し出すことで、図1(f)に示すように、その角
状部17にて大径部11aおよび小径部11bが角状の
段部で連続する素材11である軸部品が形成される。こ
のようにして、軸受鋼製の軸部品の鍛造が可能となっ
た。
【0023】そして、前記軸部品は一つのダイスで成形
されるために、大径部11aと小径部11bとの同軸精
度が、例えば0.05mm以下となり、従来技術により
得られた製品より格段に向上する。また、大径部11a
と小径部11bのつなぎ部には焼き付きが発生せず、素
材11がなめらかに流動するため、つなぎ部のファイバ
ーフローが図2に示すように切断されることなく、滑ら
かにつながっており、また、切削品のように鍛錬のきい
ていない素材の内部が小径部の表面に出てくることがな
いため、部品の強度は低下しない。なお、前記第1工程
および第2工程で円弧面13の円弧半径を(大径部直径
−小径部直径)×2以上にすると、第3工程で大径部1
1a下側に角部に欠肉が発生するため、前記径はこの値
以下にする。
【0024】なお、前記実施の形態では一つの大径部1
1aおよび一つの小径部11bが連続する素材11の軸
部品の製造について述べたが、図3に示すような外径が
3段以上に異なる軸部品21の製造にも、本発明の方法
を同様にして適用できる。
【0025】
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明によれ
ば、大径部と小径部とが角状の段部をなして連続する軸
部品が、鍛造で形成され、かつ大径部から小径部にファ
イバーフローが切断されないので高強度であると共に、
大径部と小径部の同軸度の精度が高い効果を奏する。
【0026】また、請求項2の発明によれば第1工程
で、表面に潤滑被膜を施した棒材または線材からなる素
材を、ダイスに設けられて底部コーナが円弧面をなすダ
イス型孔の大径孔部内に挿入し、この大径孔部内で前記
素材をパンチにより押し出し、第2工程で、押し出した
前記素材を前記大径孔部内から分離し、潤滑油をかけ直
した後再び前記ダイスまたは前記ダイスと同様の別のダ
イスの、大径孔部内に挿入してこの大径孔部に連続する
小径孔部内に押し出し、第3工程で、この第2工程での
押し出しにより得られた素材を底部コーナが角状をなす
他のダイスに設けられたダイス型孔内に挿入して押し出
し、大径部と小径部とが角状の段部で連続する軸部品と
するようにしたので、素材の歩留まりの向上とファイバ
ーフローの切断を回避しながら大径部と小径部の同軸度
を確保でき、かつ鍛造時の油膜切れによる素材の焼き付
きを防止できる高強度の軸部品の製造を実現できるとい
う効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の一形態による軸部品の製造方
法を示す製造工程図である。
【図2】この発明により得られる軸部品のファイバーフ
ローを示す説明図である。
【図3】この発明の他の実施の形態により製造される軸
部品を示す正面図である。
【図4】従来方法により製造された軸部品のファイバー
フローを示す説明図である。
【図5】従来の軸部品の製造方法を示す製造工程図であ
る。
【符号の説明】
11 素材 12 ダイス 13 円弧面 14 ダイス型孔 14a 大径孔部 14b 小径孔部 15 パンチ 17 角状部
フロントページの続き (72)発明者 岡 本 寛 富山県高岡市石丸708番地の16 エヌケ イ精圧株式会社内 (72)発明者 中 田 光 昭 富山県高岡市石丸708番地の16 エヌケ イ精圧株式会社内 (72)発明者 入 澤 捷 史 富山県高岡市石丸708番地の16 エヌケ イ精圧株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B21K 1/06 B21J 3/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に潤滑被膜を施した棒材または線材
    からなる素材を、大径孔部とこれに連続する小径孔部で
    形成され、大径孔部の底部コーナが円弧面に形成されて
    なるダイス型孔を有するダイスの、大径孔部内に挿入
    し、この大径孔部内で前記素材をパンチにより押し出
    し、 この押し出した前記素材を前記ダイス型孔内から分離
    し、潤滑油をかけ直した後、前記ダイスまたは前記ダイ
    スと同様の別のダイスの、大径孔部内に挿入して、この
    大径孔部に連続する小径孔部内に押し出し、 この押し出しにより得られた素材を、大径孔部とこれに
    連続する小径孔部で形成され、大径孔部の底部コーナが
    角状に形成されたダイス型孔を有するダイスの、ダイス
    型孔内に挿入し押し出す鍛造で形成され、ファイバーフ
    ローが大径部から小径部に連続し、かつ大径部と小径部
    とが角状の段部をなして連続することを特徴とする軸部
    品。
  2. 【請求項2】 表面に潤滑被膜を施した棒材または線材
    からなる素材を、大径孔部とこれに連続する小径孔部で
    形成され、大径孔部の底部コーナが円弧面に形成されて
    なるダイス型孔を有するダイスの、大径孔部内に挿入
    し、この大径孔部内で前記素材をパンチにより押し出す
    第1工程と、 この第1工程で押し出した前記素材を前記ダイス型孔内
    から分離し、潤滑油をかけ直した後、前記ダイスまたは
    前記ダイスと同様の別のダイスの、大径孔部内に挿入し
    て、この大径孔部に連続する小径孔部内に押し出す第2
    工程と、 この第2工程での押し出しにより得られた素材を、大径
    孔部とこれに連続する小径孔部で形成され、大径孔部の
    底部コーナが角状に形成されたダイス型孔を有するダイ
    スの、ダイス型孔内に挿入して押し出し、大径部と小径
    部とが角状の段部をなして連続する軸部品とする第3工
    程とを実施する軸部品の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010201457A (ja) * 2009-03-03 2010-09-16 Ngk Spark Plug Co Ltd スパークプラグ用主体金具の製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010201457A (ja) * 2009-03-03 2010-09-16 Ngk Spark Plug Co Ltd スパークプラグ用主体金具の製造方法
JP4741687B2 (ja) * 2009-03-03 2011-08-03 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグ用主体金具の製造方法
US8322184B2 (en) 2009-03-03 2012-12-04 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Method of producing metallic shell for spark plug

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