JP3365976B2 - ハブディスクの成形方法及び同成形に用いる金属スピニングローラ - Google Patents
ハブディスクの成形方法及び同成形に用いる金属スピニングローラInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は円形ブランク状工作
物の一部にハブを簡易かつ効率よく形成できるようにし
たハブディスクの成形方法及び精度の向上のためにハブ
ディスクの成形加工に使用する金属スピニングローラに
関する。
物の一部にハブを簡易かつ効率よく形成できるようにし
たハブディスクの成形方法及び精度の向上のためにハブ
ディスクの成形加工に使用する金属スピニングローラに
関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ドイツ
特許第１９７０６４６６Ａ１号に前記緒言の方法が開示
されている。流動成形ローラは円板状の金属ブランク
（素材）を圧縮して、この材料の中央領域を中心固定の
オーバアームサポート上で軸方向に流動させ、その結果
ハブが形成されるようにしたものである。材料の軸方向
の流動はオーバアームサポートの輪郭によって制限され
ている。半径方向の圧力によっては材料の軸方向流動を
もたらすだけの圧縮応力の状態の達成は困難である。基
本的に大きな作用力が必要である。これは望ましくない
材料の大流失を招き、工作物の厚みを不都合に減少させ
る。大きな力の結果として、特に高度の成形作業では、
ハブが成形作業中に円形ブランクから引きちぎられると
いう危険が存在する。
特許第１９７０６４６６Ａ１号に前記緒言の方法が開示
されている。流動成形ローラは円板状の金属ブランク
（素材）を圧縮して、この材料の中央領域を中心固定の
オーバアームサポート上で軸方向に流動させ、その結果
ハブが形成されるようにしたものである。材料の軸方向
の流動はオーバアームサポートの輪郭によって制限され
ている。半径方向の圧力によっては材料の軸方向流動を
もたらすだけの圧縮応力の状態の達成は困難である。基
本的に大きな作用力が必要である。これは望ましくない
材料の大流失を招き、工作物の厚みを不都合に減少させ
る。大きな力の結果として、特に高度の成形作業では、
ハブが成形作業中に円形ブランクから引きちぎられると
いう危険が存在する。
【０００３】同じような方法がドイツ特許第４４４４５
２６Ｃ１号に開示されている。この場合に、ハブは流動
成形機の主軸の工具ピン上で成形され、材料の軸方向流
動はテールストックにより制限される。後者は工具ピン
の直径より大きな直径を有している。制限されて得られ
た材料は対応する予定位置に流動するのみである。高圧
縮応力によりもたらされる問題点はドイツ特許第１９７
０６４６６Ａ１号の問題点と同様である。
２６Ｃ１号に開示されている。この場合に、ハブは流動
成形機の主軸の工具ピン上で成形され、材料の軸方向流
動はテールストックにより制限される。後者は工具ピン
の直径より大きな直径を有している。制限されて得られ
た材料は対応する予定位置に流動するのみである。高圧
縮応力によりもたらされる問題点はドイツ特許第１９７
０６４６６Ａ１号の問題点と同様である。
【０００４】さらに、他のハブの成形方法がドイツ特許
第１９６４３８２０Ｃ１号に開示されている。ここに記
載の方法では、外側に係合するローラが最初に屈曲部を
形成し、つぎに圧縮されハブになるようになっている。
この方法は屈曲加工中に材料の変形が大きくなると割れ
が発生し、これが終局的に工作物の不安定性を生ずると
いう欠点がある。この方法で成形されたハブはその後の
応力状態において、中実ハブよりも弱い強度を有する。
大きい力が加えられると、屈曲部がクラックの伝播を助
長する。
第１９６４３８２０Ｃ１号に開示されている。ここに記
載の方法では、外側に係合するローラが最初に屈曲部を
形成し、つぎに圧縮されハブになるようになっている。
この方法は屈曲加工中に材料の変形が大きくなると割れ
が発生し、これが終局的に工作物の不安定性を生ずると
いう欠点がある。この方法で成形されたハブはその後の
応力状態において、中実ハブよりも弱い強度を有する。
大きい力が加えられると、屈曲部がクラックの伝播を助
長する。
【０００５】加えてハブを成形する別の方法がドイツ特
許第１９５１３６３４Ｃ２号に開示され、ここでは工作
物のフランジ状の突起が、半径方向に２個の「ウイン
グ」状に引き裂かれ、次にこのウイングの一方がチャッ
クに押しつけられ、かつこのウイングはターンドラウン
ドとなり、その結果不良ハブができてしまう。
許第１９５１３６３４Ｃ２号に開示され、ここでは工作
物のフランジ状の突起が、半径方向に２個の「ウイン
グ」状に引き裂かれ、次にこのウイングの一方がチャッ
クに押しつけられ、かつこのウイングはターンドラウン
ドとなり、その結果不良ハブができてしまう。
【０００６】ハブ成形方法の別の例がヨーロッパ特許８
２４０４９Ａ１によっても公知である。この場合に、金
属スピニングローラが工作物材料を工作物の中心に向か
って波状に移動し終局的にハブが成形される。この方法
では短い薄壁のハブしかできないという欠点がある。ま
た、この成形工程は、複雑な三次元応力状態を設定する
必要があるため、困難を伴う。
２４０４９Ａ１によっても公知である。この場合に、金
属スピニングローラが工作物材料を工作物の中心に向か
って波状に移動し終局的にハブが成形される。この方法
では短い薄壁のハブしかできないという欠点がある。ま
た、この成形工程は、複雑な三次元応力状態を設定する
必要があるため、困難を伴う。
【０００７】ドイツ特許第１９６２０８１２Ａ１号は管
状工作物から簡単な方法でハブを成形できることを提供
している。これ自体の適当な機能方法は結論的に異なっ
た出発材料に基づいており、したがって円形ブランクか
ら成形する場合における従来の欠点を除くには不適当で
ある。
状工作物から簡単な方法でハブを成形できることを提供
している。これ自体の適当な機能方法は結論的に異なっ
た出発材料に基づいており、したがって円形ブランクか
ら成形する場合における従来の欠点を除くには不適当で
ある。
【０００８】その他の従来のハブ成形方法では２個以上
の半完成部品を一体として接合して使用している。この
接合の結果、常に製作公差を生じ、これが最終製品の品
質を低下させている。一体として接合することは常に溶
接により実施しているので、工作物が熱影響により歪む
という望ましくない結果をもたらす。また、工作物の構
造が変化する恐れもある。
の半完成部品を一体として接合して使用している。この
接合の結果、常に製作公差を生じ、これが最終製品の品
質を低下させている。一体として接合することは常に溶
接により実施しているので、工作物が熱影響により歪む
という望ましくない結果をもたらす。また、工作物の構
造が変化する恐れもある。
【０００９】 また、穴の開いている荒地（前成形品）
に、円筒状のマンドレルを圧力をかけて挿通することに
よりハブを成形することも公知である。その結果とし
て、材料の一部は穴開き荒地の穴の周縁がしごき出され
てハブとなる。この方法はハブの成形可能な厚さや長さ
に関して限界が存在する。
に、円筒状のマンドレルを圧力をかけて挿通することに
よりハブを成形することも公知である。その結果とし
て、材料の一部は穴開き荒地の穴の周縁がしごき出され
てハブとなる。この方法はハブの成形可能な厚さや長さ
に関して限界が存在する。
【００１０】本発明は上述の点に鑑みてなされたもの
で、上述した従来例の欠点を除去し、特に簡単で効果的
な成形方法を提供し、かつこの成形方法に使用して複数
個のハブ形状を正確に成形することができる金属スピニ
ングローラを提供することを目的とする。
で、上述した従来例の欠点を除去し、特に簡単で効果的
な成形方法を提供し、かつこの成形方法に使用して複数
個のハブ形状を正確に成形することができる金属スピニ
ングローラ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】 上述した目的は特許請
求の範囲に記載の第１項および第１４項の発明の特徴に
より達成される。本発明は前記ローラを前記工作物に送
り込む際に、成形されるべきハブの外周形状に一致する
ような外郭を有する圧接面が隣接形成され、該圧接面に
続いた所定位置に円周状に突起が形成されたローラを前
記切削刃部分から前記工作物に対して送り込むことで、
前記工作物の材料の一部分が前記ローラの圧接面に沿っ
て分離され、この分離された材料の流動が前記ローラの
圧接面に沿って成形されるべきハブの軸線方向に前記突
起によって制限されるまで流動され、さらに前記圧接面
によって半径方向に圧縮され、前記圧接面、前記突起及
び前記オーバアームサポートとの間に所定形状のハブが
成形されることを特徴とする。
求の範囲に記載の第１項および第１４項の発明の特徴に
より達成される。本発明は前記ローラを前記工作物に送
り込む際に、成形されるべきハブの外周形状に一致する
ような外郭を有する圧接面が隣接形成され、該圧接面に
続いた所定位置に円周状に突起が形成されたローラを前
記切削刃部分から前記工作物に対して送り込むことで、
前記工作物の材料の一部分が前記ローラの圧接面に沿っ
て分離され、この分離された材料の流動が前記ローラの
圧接面に沿って成形されるべきハブの軸線方向に前記突
起によって制限されるまで流動され、さらに前記圧接面
によって半径方向に圧縮され、前記圧接面、前記突起及
び前記オーバアームサポートとの間に所定形状のハブが
成形されることを特徴とする。
【００１２】 本方法は幾何学的に簡単な形状の荒地、
たとえば円板状ブランク状工作物から出発して、効果的
な方法で複雑な工作物を成形する。特に、数個の半完成
部品を一体として接合する必要がない。ローラの送入中
に先ず工作物をこのローラに形成された分離用または切
削用の縁、すなわち刃に接触させることにより、少ない
圧縮力により工作することができ、その結果従来技術の
大きな力を必要とした欠点が除去される。従来のローラ
に比べ、切削刃（切削縁）を有するローラは工作物に比
較的容易に食い込むことができる。その後、ローラを半
径方向に移動させる結果として、半径方向の圧縮力によ
り、材料はハブのほぼ軸線方向に流動する。
たとえば円板状ブランク状工作物から出発して、効果的
な方法で複雑な工作物を成形する。特に、数個の半完成
部品を一体として接合する必要がない。ローラの送入中
に先ず工作物をこのローラに形成された分離用または切
削用の縁、すなわち刃に接触させることにより、少ない
圧縮力により工作することができ、その結果従来技術の
大きな力を必要とした欠点が除去される。従来のローラ
に比べ、切削刃（切削縁）を有するローラは工作物に比
較的容易に食い込むことができる。その後、ローラを半
径方向に移動させる結果として、半径方向の圧縮力によ
り、材料はハブのほぼ軸線方向に流動する。
【００１３】 従来技術の場合と違って、成形されるべ
きハブの軸線方向に沿った材料流動は例えば工具ピンの
ような中心成形装置から離れず、金属スピニングローラ
に直接配置される。その結果、即座に作用する力は減少
されるので、これは正確な寸法に迅速に加工する成形法
にとって大なる効果をもたらす。本発明による方法は、
ハブの軸線方向の長さおよび形状がローラの形状、すな
わち、圧接用肩部や段部を有する圧接領域の外郭により
決定される。このことは例えば、材料の初期の軸線方向
流動がローラにより制限され張り出し部が形成され、こ
れが更なる半径方向送り込みにより圧縮されて厚肉とな
ることを確実にする。ローラの形状により成形すること
に関連した別の効果として、ローラを単に取り替えるこ
とによりハブの形状を変化させることもできる。圧接領
域は直線状、凸状または凹状の外部形状を備えること
で、円筒形でないハブも成形することができる。
きハブの軸線方向に沿った材料流動は例えば工具ピンの
ような中心成形装置から離れず、金属スピニングローラ
に直接配置される。その結果、即座に作用する力は減少
されるので、これは正確な寸法に迅速に加工する成形法
にとって大なる効果をもたらす。本発明による方法は、
ハブの軸線方向の長さおよび形状がローラの形状、すな
わち、圧接用肩部や段部を有する圧接領域の外郭により
決定される。このことは例えば、材料の初期の軸線方向
流動がローラにより制限され張り出し部が形成され、こ
れが更なる半径方向送り込みにより圧縮されて厚肉とな
ることを確実にする。ローラの形状により成形すること
に関連した別の効果として、ローラを単に取り替えるこ
とによりハブの形状を変化させることもできる。圧接領
域は直線状、凸状または凹状の外部形状を備えること
で、円筒形でないハブも成形することができる。
【００１４】 半径方向の移動が終了した後で、成形作
業の終了前に、校正のために保持時間を設けるようにす
ることが有効である。これは先行の作業段階と関連し
て、ハブの形状およびマンドレルの構造を付加的に改善
する。加工硬化が生じるが、これはハブの割れに対して
大きな抵抗をもたらし、かつ高い対摩耗性と疲労強度を
もたらす。
業の終了前に、校正のために保持時間を設けるようにす
ることが有効である。これは先行の作業段階と関連し
て、ハブの形状およびマンドレルの構造を付加的に改善
する。加工硬化が生じるが、これはハブの割れに対して
大きな抵抗をもたらし、かつ高い対摩耗性と疲労強度を
もたらす。
【００１５】ハブ及び／またはオーバアームサポート及
び／またはオーバアームサポートの延長部が少なくとも
１個の支持ローラにより支持されるならば、より効果的
である。すなわち、高強度材料を成形するときに工具で
工作物を過剰にはらみ出せたりまたは屈曲するのを低減
し、その結果、寸法の高精密度化が達成される。
び／またはオーバアームサポートの延長部が少なくとも
１個の支持ローラにより支持されるならば、より効果的
である。すなわち、高強度材料を成形するときに工具で
工作物を過剰にはらみ出せたりまたは屈曲するのを低減
し、その結果、寸法の高精密度化が達成される。
【００１６】また、工作物を支持するために少なくとも
１個の軸方向支持ローラを送り込むことが有効となる。
これは、特に、特別薄肉の円形ブランク壁が選ばれると
きに効果的である。この壁厚の選択は成形するハブの寸
法の決定に関連して主としてほぼ理論的に計算される。
また、軸方向の支持ローラを使用することが効果的であ
るかどうかを決定することができる。薄壁の場合に支持
ローラを使用すれば工作物の成形作業中のはらみ出しを
防止することができ、円形ブランクの縁またはリムを加
工硬化したり円滑にすることができる。
１個の軸方向支持ローラを送り込むことが有効となる。
これは、特に、特別薄肉の円形ブランク壁が選ばれると
きに効果的である。この壁厚の選択は成形するハブの寸
法の決定に関連して主としてほぼ理論的に計算される。
また、軸方向の支持ローラを使用することが効果的であ
るかどうかを決定することができる。薄壁の場合に支持
ローラを使用すれば工作物の成形作業中のはらみ出しを
防止することができ、円形ブランクの縁またはリムを加
工硬化したり円滑にすることができる。
【００１７】 また好適な実施の形態によれば、ローラ
の切削刃は工作物の外縁の外周面に押し当てられる。そ
の結果、円形ブランクの全周の材料がハブの成形に使用
できる。そしてある環境で希望されている均一厚さのハ
ブディスクが得られる。
の切削刃は工作物の外縁の外周面に押し当てられる。そ
の結果、円形ブランクの全周の材料がハブの成形に使用
できる。そしてある環境で希望されている均一厚さのハ
ブディスクが得られる。
【００１８】 本方法の別の実施の形態によれば、ロー
ラの切削刃が工作物の外縁の内周面に押し当てられる。
この変形例も外縁を厚肉にする場合に効果的である。こ
れは外縁に歯構造やその他の任意の輪郭を形成する際に
有効である
ラの切削刃が工作物の外縁の内周面に押し当てられる。
この変形例も外縁を厚肉にする場合に効果的である。こ
れは外縁に歯構造やその他の任意の輪郭を形成する際に
有効である
【００１９】また、本方法は成形された工作物の縁を流
動成形法、カーリング法または屈曲圧縮法により厚くし
たり丸く曲げたりするように一層発展され、さらに別の
ローラで輪郭や歯の構造が成形される。このことによ
り、任意の必要性により異なった形式の部品を成形する
ことが可能となる。
動成形法、カーリング法または屈曲圧縮法により厚くし
たり丸く曲げたりするように一層発展され、さらに別の
ローラで輪郭や歯の構造が成形される。このことによ
り、任意の必要性により異なった形式の部品を成形する
ことが可能となる。
【００２０】オーバアームサポートは円筒状が好適であ
り、これにより円筒状の内郭を有する従来のハブをオー
バアームサポートとローラとの間に成形するこができ
る。基本的に、オーバアームサポートは円錐構造のよう
な別の形状が考えられる。
り、これにより円筒状の内郭を有する従来のハブをオー
バアームサポートとローラとの間に成形するこができ
る。基本的に、オーバアームサポートは円錐構造のよう
な別の形状が考えられる。
【００２１】別の効果的な方法例によれば、円形ブラン
ク状工作物が互いに押し当てられる２本のオーバアーム
サポートにより固定されかつこの状態において前記工作
物が両側を加工されかつハブ部が両側に形成される。前
記方法をこのように遂行することにより再固定すること
なく工作物の両側でハブを形成することができ、そのそ
れぞれの場合の内径は、対応する部位の外径に等しい。
したがって、１回の作業と１回の取り付けにより２個の
ハブを成形することができる。
ク状工作物が互いに押し当てられる２本のオーバアーム
サポートにより固定されかつこの状態において前記工作
物が両側を加工されかつハブ部が両側に形成される。前
記方法をこのように遂行することにより再固定すること
なく工作物の両側でハブを形成することができ、そのそ
れぞれの場合の内径は、対応する部位の外径に等しい。
したがって、１回の作業と１回の取り付けにより２個の
ハブを成形することができる。
【００２２】少なくとも２個のローラにより加工を同時
に効果的に行うことができる。最新の流動成形機では１
０個以上のスピニングローラを同時に送り込むことがで
きる。複数個のスピニングローラが工作物の周囲に効果
的に配設され、半径方向の横応力または曲げ応力が十分
に補正されるようになっている。前記ローラは対になっ
て軸方向を向くように配置され、かつ送り込まれること
ができる。後者の場合には外周に溝を有する支持ローラ
で前記工作物の外側リムを支持することが効果的であ
る。これは特に、２個のハブを成形する結果として、残
されるものはすべて薄い中央ウェブであり、そこで安定
の結果として前記中央ウェブのはらみ出しを防止するこ
とができる。
に効果的に行うことができる。最新の流動成形機では１
０個以上のスピニングローラを同時に送り込むことがで
きる。複数個のスピニングローラが工作物の周囲に効果
的に配設され、半径方向の横応力または曲げ応力が十分
に補正されるようになっている。前記ローラは対になっ
て軸方向を向くように配置され、かつ送り込まれること
ができる。後者の場合には外周に溝を有する支持ローラ
で前記工作物の外側リムを支持することが効果的であ
る。これは特に、２個のハブを成形する結果として、残
されるものはすべて薄い中央ウェブであり、そこで安定
の結果として前記中央ウェブのはらみ出しを防止するこ
とができる。
【００２３】また、本発明は円形ブランク状工作物の材
料部分を分離することができる分離用縁または切削刃を
外周に備え、同時に外郭および外周配列の突起を有する
近接した圧接面を備え、前記圧接面の外郭が成形される
べきハブの外周形状に一致する金属スピニングローラに
関する。特に、前記ローラは同時に数種の役割を果た
す。第１に工作物の中に比較的容易に前記ローラを通す
ために使用される。次に、ハブの成形のための送り込み
中に必要な材料の流れを導く。次に、軸方向の材料の流
れに対し、境界を形成しかつ半径方向の圧力と厚肉化と
を導き、希望の最終形状にする。
料部分を分離することができる分離用縁または切削刃を
外周に備え、同時に外郭および外周配列の突起を有する
近接した圧接面を備え、前記圧接面の外郭が成形される
べきハブの外周形状に一致する金属スピニングローラに
関する。特に、前記ローラは同時に数種の役割を果た
す。第１に工作物の中に比較的容易に前記ローラを通す
ために使用される。次に、ハブの成形のための送り込み
中に必要な材料の流れを導く。次に、軸方向の材料の流
れに対し、境界を形成しかつ半径方向の圧力と厚肉化と
を導き、希望の最終形状にする。
【００２４】切削刃に近接したローラの外周面が鈍角ま
たは有効な鋭角を形成し、この結果くさび状切削刃が形
成される。これはハブが直角をなすように適用する場合
に、適当な自由空間を提供し、この自由空間はローラを
自由に送り込みできるようにする。
たは有効な鋭角を形成し、この結果くさび状切削刃が形
成される。これはハブが直角をなすように適用する場合
に、適当な自由空間を提供し、この自由空間はローラを
自由に送り込みできるようにする。
【００２５】
【発明の実施の形態】本発明を実施の形態および添付図
面について以下詳細に説明する。図１は円形ブランク状
工作物２からハブディスクを成形する際の途中工程を示
す。工作物２は流動成形機の取付サポート４に挿入さ
れ、かつ円筒状オーバアームサポート６により前記取付
サポート４に固定されている。オーバアームサポート６
の外径は成形しようとするハブの内径に一致している。
流動成形機の主軸はオーバアームサポート６と共に回転
し、かつ特別の外郭（外部輪郭）１４を有する回転軸に
関し対称形状をなるローラ８が工作物２の中心に対して
半径方向に送り込まれる。ローラ８は切削刃１０を有
し、かつ切削刃１０に接近しているローラ８の外表面１
２、１３は鋭角をなしている。ローラ８を送り出すこと
により一部の材料が分離されてローラ８の圧接面２８に
沿って前進し、その結果、円形ブランク状工作物２から
円周カラー１６が成形され、ローラ８の送り込み中に絶
えず変化する。材料の軸方向の流れはローラ８の円周縁
または突起３４により制限される。この実施の形態にお
いて、オーバアームサポート６の延長部１８は支持ロー
ラ２０により支持されている。これにより強硬な鋼を加
工するのに必要な強い力を作用させることができる。
面について以下詳細に説明する。図１は円形ブランク状
工作物２からハブディスクを成形する際の途中工程を示
す。工作物２は流動成形機の取付サポート４に挿入さ
れ、かつ円筒状オーバアームサポート６により前記取付
サポート４に固定されている。オーバアームサポート６
の外径は成形しようとするハブの内径に一致している。
流動成形機の主軸はオーバアームサポート６と共に回転
し、かつ特別の外郭（外部輪郭）１４を有する回転軸に
関し対称形状をなるローラ８が工作物２の中心に対して
半径方向に送り込まれる。ローラ８は切削刃１０を有
し、かつ切削刃１０に接近しているローラ８の外表面１
２、１３は鋭角をなしている。ローラ８を送り出すこと
により一部の材料が分離されてローラ８の圧接面２８に
沿って前進し、その結果、円形ブランク状工作物２から
円周カラー１６が成形され、ローラ８の送り込み中に絶
えず変化する。材料の軸方向の流れはローラ８の円周縁
または突起３４により制限される。この実施の形態にお
いて、オーバアームサポート６の延長部１８は支持ロー
ラ２０により支持されている。これにより強硬な鋼を加
工するのに必要な強い力を作用させることができる。
【００２６】図２は図１に類似の装置を示す。図１と違
って瞬間的な状況が図示されており、ローラ８は円形ブ
ランク状工作物２の縁、すなわちリムに配置されてい
る。この時に工作物２は未だ何等の材料移動を受けてい
ない。ローラ８の切削刃１０が工作物２のリムと接触す
ることにより、外側リムから始まって、工作物２から材
料が均一に分岐されてハブの成形に使用される。図２に
示す構成において、ローラ８の分離用または切削用の刃
１０が工作物２の縁またはリムに適用される。しかしな
がら、工作物２のリムの内部でのみ施工され、その結果
工作物２の周縁部分が中央部よりも肉厚になり、このこ
とは後続の任意の作業に有効となる。
って瞬間的な状況が図示されており、ローラ８は円形ブ
ランク状工作物２の縁、すなわちリムに配置されてい
る。この時に工作物２は未だ何等の材料移動を受けてい
ない。ローラ８の切削刃１０が工作物２のリムと接触す
ることにより、外側リムから始まって、工作物２から材
料が均一に分岐されてハブの成形に使用される。図２に
示す構成において、ローラ８の分離用または切削用の刃
１０が工作物２の縁またはリムに適用される。しかしな
がら、工作物２のリムの内部でのみ施工され、その結果
工作物２の周縁部分が中央部よりも肉厚になり、このこ
とは後続の任意の作業に有効となる。
【００２７】 図３はハブ２２がオーバアームサポート
６上に成形される作業段階を示す。ハブ２２の軸方向の
拡大はローラ８の面上に半径方向に円周状をなして形成
された突起３４により制限される。圧接面２８の間隔が
ハブ２２の希望の厚さに一致した時にローラ８の送り込
み作業が停止される。ハブ２２を校正しかつ加工硬化さ
せるため前記状態内で保持時間を設けることができる。
６上に成形される作業段階を示す。ハブ２２の軸方向の
拡大はローラ８の面上に半径方向に円周状をなして形成
された突起３４により制限される。圧接面２８の間隔が
ハブ２２の希望の厚さに一致した時にローラ８の送り込
み作業が停止される。ハブ２２を校正しかつ加工硬化さ
せるため前記状態内で保持時間を設けることができる。
【００２８】図４は再び本発明による方法の中間段階を
示している。この場合には、少なくとも１個の軸方向の
支持ローラ２４が存在し、この支持ローラ２４は単独
に、または図１〜３の半径方向のローラ２０と一緒に使
用することができる。支持ローラ２４は成形中に工作物
２がはらみ出すのを防止し、かつ円形ブランクリムを一
層加工硬化させ、かつ円滑にすることができる。このこ
とは特に壁の厚さが薄いときに有効である。
示している。この場合には、少なくとも１個の軸方向の
支持ローラ２４が存在し、この支持ローラ２４は単独
に、または図１〜３の半径方向のローラ２０と一緒に使
用することができる。支持ローラ２４は成形中に工作物
２がはらみ出すのを防止し、かつ円形ブランクリムを一
層加工硬化させ、かつ円滑にすることができる。このこ
とは特に壁の厚さが薄いときに有効である。
【００２９】図５は本発明により成形された工作物の例
を示し、この例によればハブ２２の成形に続いて、半径
方向円形ブランク部が反対向きとなっている。反対向き
とされた円形ブランク部に多数のＶ断面が形成されてい
る。
を示し、この例によればハブ２２の成形に続いて、半径
方向円形ブランク部が反対向きとなっている。反対向き
とされた円形ブランク部に多数のＶ断面が形成されてい
る。
【００３０】図６に本発明の別の実施の形態が図示され
ている。重要な点は工作物が２個のオーバアームサポー
ト６、６′により保持されていることである。２個のロ
ーラ８、８′が同時に送り込まれ、工作物２の異なった
側面に作用することである。したがって、工作物２の両
側にカラー１６、１６′が得られ、かつ終局的にオーバ
アームサポート６、６′の外径に基づいたハブが得られ
る。したがって、単一の作動により工作物２の両側にハ
ブを成形できる。
ている。重要な点は工作物が２個のオーバアームサポー
ト６、６′により保持されていることである。２個のロ
ーラ８、８′が同時に送り込まれ、工作物２の異なった
側面に作用することである。したがって、工作物２の両
側にカラー１６、１６′が得られ、かつ終局的にオーバ
アームサポート６、６′の外径に基づいたハブが得られ
る。したがって、単一の作動により工作物２の両側にハ
ブを成形できる。
【００３１】図７は、成形作業中に薄い中央ウェブ２７
のみが残され、中央ウェブ２７は幾何学的に不安定であ
る。よって、図７に示すように、円周溝３２で中央ウェ
ブ２７を安定させる別の支持ローラ３０を使用すること
が特に有効である。これは中央ウェブ２７が膨らむのを
防止する。同時にローラ３０を使用して工作物が半径方
向に薄くなるのを防止することができるが、これは直径
の増大を招くであろう。ハブの成形に続いて、本発明の
他の実施の形態における中央ウェブ２７や円形ブランク
リムを多くの異なった方法で修正することができる。
のみが残され、中央ウェブ２７は幾何学的に不安定であ
る。よって、図７に示すように、円周溝３２で中央ウェ
ブ２７を安定させる別の支持ローラ３０を使用すること
が特に有効である。これは中央ウェブ２７が膨らむのを
防止する。同時にローラ３０を使用して工作物が半径方
向に薄くなるのを防止することができるが、これは直径
の増大を招くであろう。ハブの成形に続いて、本発明の
他の実施の形態における中央ウェブ２７や円形ブランク
リムを多くの異なった方法で修正することができる。
【００３２】 図８は本発明によるローラの例を最終的
に示す。重要な点は切削刃１０、それに隣接する圧接面
２８に続く半径方向に円周状をなす突起３４である。円
周面１２、１３は切削刃１０にほとんど直角な鋭角をな
し、その結果ローラ８を独創的な方法に使用することが
できる。作業時に、回転中心線が圧接面２８に向かって
傾斜しているローラ８は次のように、すなわち材料が外
郭１４を有する圧接面２８に沿って工作物の軸線にほぼ
平行に、ローラ８の突起３４まで流動するよう配置され
る。前記ハブの軸方向長さと形状はローラ８の形状によ
って適宜設定できる。上記説明、図面および請求の範囲
に開示された本発明の特徴は、個々別々にまたは適当に
組み合わせて本発明の実施にとって重要である。
に示す。重要な点は切削刃１０、それに隣接する圧接面
２８に続く半径方向に円周状をなす突起３４である。円
周面１２、１３は切削刃１０にほとんど直角な鋭角をな
し、その結果ローラ８を独創的な方法に使用することが
できる。作業時に、回転中心線が圧接面２８に向かって
傾斜しているローラ８は次のように、すなわち材料が外
郭１４を有する圧接面２８に沿って工作物の軸線にほぼ
平行に、ローラ８の突起３４まで流動するよう配置され
る。前記ハブの軸方向長さと形状はローラ８の形状によ
って適宜設定できる。上記説明、図面および請求の範囲
に開示された本発明の特徴は、個々別々にまたは適当に
組み合わせて本発明の実施にとって重要である。
【００３３】
【発明の効果】以上に述べたように、簡単で効果的に所
定形状のハブを有するハブディスクを成形でき、かつこ
の成形方法に使用した金属スピニングローラにより、複
数個のハブ形状を正確に成形することができるという効
果を奏する。
定形状のハブを有するハブディスクを成形でき、かつこ
の成形方法に使用した金属スピニングローラにより、複
数個のハブ形状を正確に成形することができるという効
果を奏する。
【図１】第１方法での途中工程における流動成形機の一
部断面側面図。
部断面側面図。
【図２】第２方法での途中工程における流動成形機の一
部断面側面図。
部断面側面図。
【図３】第３方法での途中工程における流動成形機の一
部断面側面図。
部断面側面図。
【図４】第４方法での途中工程における流動成形機の一
部断面側面図。
部断面側面図。
【図５】本発明の方法により成形される工作物の断面
図。
図。
【図６】第５方法での途中工程における流動成形機の一
部断面側面図。
部断面側面図。
【図７】第６方法での途中工程における流動成形機の一
部断面側面図。
部断面側面図。
【図８】本発明によるローラの断面図。
２ 工作物
４ 取付サポート
６，６′オーバアームサポート
８，８′ローラ
１０ 切削刃（切削縁）
１１ 円周面
１２，１３ 外表面
１４ 外郭
１６ 円周カラー
１８ 延長部
２２ ハブ
２４ 支持ローラ
２７ 中央ウェブ
２８ 圧接面
３０ ローラ
３２ 円周溝
３４ 突起
フロントページの続き
(72)発明者 ゲオルド スペッヘト
ドイツ連邦共和国ハルゼヴィンケル、オ
スザイデ ６
(72)発明者 ラルフ グリュネヴァルド
ドイツ連邦共和国ドレンスタインフル
ト、ヴァイデンブスク 19
(72)発明者 マセアス スカッヘトゥルプ
ドイツ連邦共和国ゼンデン、イェーゼン
ネルストラッセ 70
(56)参考文献 特開 平10−137882（ＪＰ，Ａ)
特開 昭64−87020（ＪＰ，Ａ)
特許3053219（ＪＰ，Ｂ２)
米国特許5829291（ＵＳ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B21D 53/26
B21D 22/16
B21D 53/30
Claims (15)
- 【請求項１】円形ブランク状の工作物が流動成形機の中
に置かれ、かつ少なくとも１個のオーバアームサポート
により固定され、前記オーバアームサポートの外郭の領
域は成形されるべきハブの内郭の領域に一致し、前記工
作物が回転され、切削刃を有する少なくとも１個のロー
ラが送り込まれかつほぼ半径方向に移動され、前記工作
物が部分的に分離され、さらに該部分的に分離された材
料が前記オーバアームサポートに対して成形されること
で前記ハブが成形されるハブディスクの成形方法におい
て、 前記ローラを前記工作物に送り込む際に、成形されるべ
きハブの外周形状に一致するような外郭を有する圧接面
が隣接形成され、該圧接面に続いた所定位置に円周状に
突起が形成されたローラを前記切削刃部分から前記工作
物に対して送り込むことで、前記工作物の材料の一部分
が前記ローラの圧接面に沿って分離され、この分離され
た材料の流動が前記ローラの圧接面に沿って軸方向に前
記突起によって制限されるまで流動され、さらに前記圧
接面によって半径方向に圧縮され、前記圧接面、前記突
起及び前記オーバアームサポートとの間に前記ハブが成
形されることを特徴とするハブディスクの成形方法。 - 【請求項２】前記材料は、前記ローラの半径方向への送
り込みより、前記圧接面での厚み付けがなされることを
特徴とする請求項１記載のハブディスクの成形方法。 - 【請求項３】前記半径方向移動が停止した後、前記ハブ
の成形作業の終了前に、校正のための保持時間が設けら
れたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
ハブディスクの成形方法。 - 【請求項４】前記ハブおよび／または前記オーバアーム
サポートおよび／または前記オーバアームサポートの延
長部が少なくとも１個の支持ローラにより支持されたこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に
記載のハブディスクの成形方法。 - 【請求項５】少なくとも１個の支持ローラが前記工作物
の支持のため送り込まれるようにしたことを特徴とする
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のハブディ
スクの成形方法。 - 【請求項６】前記ローラの切削刃を、前記工作物の外側
リムの外周面に押し当てるようにしことを特徴とする請
求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のハブディス
クの成形方法。 - 【請求項７】前記ローラの切削刃を、前記工作物の外側
リムの内周面に押し当てられるようにしたことを特徴と
する請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のハブ
ディスクの成形方法。 - 【請求項８】成形された前記工作物のリムが流動成形法
またはカーリング法または屈曲圧縮法により増肉厚され
および／または成形され、輪郭または歯構造が別のロー
ラにより形成されるようにしたことを特徴とする請求項
１乃至請求項７のいずれか１項に記載のハブディスクの
成形方法。 - 【請求項９】前記円形ブランク状工作物の中心部が互い
に作用する２個のオーバアームサポートにより固定さ
れ、前記工作物がこの取り付け状態で両面が加工され、
ハブ部がウェブを挟んだ両側に形成されたことを特徴と
する請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のハブ
ディスクの成形方法。 - 【請求項１０】少なくとも２個のローラにより加工を同
時に行うようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求
項９のいずれか１項に記載のハブディスクの成形方法。 - 【請求項１１】複数個のローラが工作物の周囲に配設さ
れ、半径方向に送り込まれ、成形作業中に半径方向の横
力が十分に補正されるようにしたことを特徴とする請求
項１０に記載のハブディスクの成形方法。 - 【請求項１２】前記ローラが対になって軸方向を向くよ
うに配置されかつ半径方向に送り込まれるようにしたこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項
に記載のハブディスクの成形方法。 - 【請求項１３】１対のローラについて、外周に溝を有す
る半径方向を向いた支持ローラが前記工作物の外側リム
を支持するようにしたことを特徴とする請求項１２に記
載のハブディスクの成形方法。 - 【請求項１４】 円形ブランク状工作物の材料部分を分離
することができる切削刃を外周に備え、同時に外郭およ
び外周配列の突起を有する近接した圧接面を備え、前記
圧接面の外郭が成形されるべきハブの外周形状に一致さ
せたことを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれ
か１項に記載のハブディスクの成形方法に使用する金属
スピニングローラ。 - 【請求項１５】 前記切削刃に近接したローラの外周面が
鋭角および楔状の切削刃として形成されたことを特徴と
する請求項１４に記載の金属スピニングローラ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19849981.7 | 1998-10-29 | ||
| DE19849981A DE19849981C5 (de) | 1998-10-29 | 1998-10-29 | Verfahren zum Formen eines scheibenförmigen Teiles mit Nabe und Drückrolle für das Verfahren |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000135533A JP2000135533A (ja) | 2000-05-16 |
| JP3365976B2 true JP3365976B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=7886102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15894499A Expired - Fee Related JP3365976B2 (ja) | 1998-10-29 | 1999-06-07 | ハブディスクの成形方法及び同成形に用いる金属スピニングローラ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6105410A (ja) |
| JP (1) | JP3365976B2 (ja) |
| DE (1) | DE19861391B4 (ja) |
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