JP3860889B2 - しごき加工方法およびその装置 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、等速ジョイント外輪の如き、カップ状部を有する部材のしごき加工方法およびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、等速ジョイント外輪のようにカップ状部を有する部材の製造方法においては、先ず、所定の長さに切断された円柱状のワーク10の表面にボンデライト処理によって燐酸塩被膜等の潤滑用化成被膜を形成した後(図11A参照)、前方押出加工により、軸部12が形成される(図11B参照)。次に、ワーク10の未加工部14に据込加工を施し、据込部16が形成される(図11C参照)。
【0003】
次いで、図11Cの状態に形成されたワーク10に低温焼鈍を施し、このとき発生するスケールをショットブラスト処理によって除去し、さらに、ボンデライト処理によって潤滑用化成被膜を形成する。そして、後方押出加工によりワーク10に凹部18を画成してカップ状部20を形成する(図11D参照)。
【0004】
次に、図11Dの状態に形成されたワーク10に再び低温焼鈍、ショットブラスト処理、ボンデライト処理を施し、前記凹部18にポンチ(図示せず)を挿入してしごき加工を行う(図11E参照)。以上のようにして、等速ジョイント外輪が得られる。
【0005】
この場合、しごき加工の工程では、図12Aに示すように、先ず、カップ状部20の凹部18をしごき加工装置22を構成するパンチ24の先端部に装着する。次に、ダイ26を下方に変位させると、カップ状部20の素材が前記ダイ26によって流動し(図12B参照)、凹部18がパンチ24の外周形状に沿って変形する(図12C参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来のしごき加工方法およびその装置では、しごき加工の際にカップ状部20に引張応力が作用する。もし、しごき加工の前に低温焼鈍、ショットブラスト処理、ボンデライト処理を施さないと、しごき加工の際に前記の引張応力のために凹部18の壁面に割れ27が生じる懸念がある(図12C参照)。このため、低温焼鈍、ショットブラスト処理およびボンデライト処理のようなしごき加工の前工程が必要となり、製造工程が多く、製造時間が長くなるという問題があった。
【0007】
そこで、図13Aに示すように、しごき加工装置22を構成するパンチ24の外周部にリングパンチ28を装着すると、しごき加工時においてカップ状部20の開口端部がリングパンチ28に当接してカップ状部20の変形が規制され(図13B参照)、圧縮応力が作用して割れが防止される。しかしながら、カップ状部20が成形されるにつれ、カップ状部20がリングパンチ28に対して相対的に変位するため、凹部18の内面がパンチ24の先端部から離間してしまい、該凹部18の成形精度が低下するという問題があった(図13C参照)。
【0008】
また、特開平9−14279号公報の等速ジョイントの外輪成形方法および装置では、内型を構成するマンドレルの外周側にボール転動溝を形成するための移動可能な複数のセグメントを設け、素材が外ダイスの変位作用下に変形して該素材の端面がセグメントを押圧すると、セグメントが後退する構成が開示されている。ところが、この方法および装置では、複数のボール転動溝のそれぞれに対して移動可能なセグメントが必要で装置が複雑になり、多数の部品を組み付けるため、それぞれの部品を高精度に製造する必要があり、装置の製造コストが高騰するという問題があった。
【0009】
本発明は前記の課題を解決すべくなされたものであって、しごき加工の前工程が不要となり、製造時間を短縮することが可能で高精度な形状精度が得られるとともに、製造コストを低廉化することが可能なしごき加工方法およびその装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本願の第1の方法発明は、ワークのカップ状部の先端面がパンチの外周に設けられたリングパンチから離間するように、前記カップ状部に前記パンチの先端部を装着する工程と、
前記パンチに対してダイを相対的に変位させて該ダイにより前記カップ状部の外周をしごく工程と、
前記ダイの変位作用下に前記カップ状部の開口端部を前記パンチの外周に設けられたリングパンチに当接させて前記カップ状部に圧縮応力を与える工程と、
前記ダイをさらに変位させるとともに、前記カップ状部の内面と前記パンチの先端部とが当接した状態を維持するように前記リングパンチを前記ダイと同方向に変位させて成型品を得る工程と、
を有することを特徴とする。
【0011】
前記第1の方法発明によれば、前記カップ状部の変形に伴って前記リングパンチを前記ダイと同方向に変位させることにより、前記リングパンチによる前記カップ状部に対する圧縮応力を制御することができ、前記カップ状部に割れが発生することが防止される。
【0012】
また、本願の第2の方法発明は、 ワークのカップ状部の先端面がパンチの外周に設けられたリングパンチから離間するように、前記カップ状部に前記パンチの先端部を装着する工程と、
前記パンチに対してダイを相対的に変位させて該ダイにより前記カップ状部の外周をしごく工程と、
前記ダイの変位作用下に前記カップ状部の開口端部を前記パンチの外周に設けられたリングパンチに当接させて前記カップ状部に圧縮応力を与える工程と、
前記ダイをさらに変位させるとともに、前記カップ状部の内面と前記パンチの先端部とが当接した状態を維持するように前記パンチを前記ダイと反対方向に変位させて成型品を得る工程と、
を有することを特徴とする。
【0013】
前記第2の方法発明によれば、前記カップ状部の変形に伴って前記パンチを前記ダイと反対方向に変位させることにより、前記リングパンチによる前記カップ状部に対する圧縮応力を制御することができ、前記カップ状部に割れが発生することが防止される。
【0014】
この場合、前記成型品が等速ジョイント外輪であると、該等速ジョイント外輪を製造する工程を短縮することができ、好適である。
【0015】
また、本願の装置発明は、ワークのカップ状部に装着されるパンチと、
前記パンチに対して相対的に変位可能であり、前記カップ状部の外周をしごくダイと、
前記パンチの外周部に配設され、該パンチに対して相対的に変位可能に設けられるとともに、前記カップ状部に前記パンチが装着された時点では前記カップ状部の先端面から離間するリングパンチと、
を備え、前記リングパンチは、前記ダイによってしごかれて延伸した前記カップ状部の開口端部に当接して前記パンチと前記ダイとの相対的な変位作用下に前記カップ状部に圧縮応力を与えることを特徴とする。
【0016】
前記装置発明によれば、前記カップ状部に割れが発生する懸念が払拭され、しごき加工の前工程を省略することが可能である。
【0017】
この場合、前記ワークが等速ジョイント外輪であると、該等速ジョイント外輪を製造する設備を簡易なものとすることができ、好適である。
【0018】
【発明の実施の形態】
本発明に係るしごき加工方法について、それを実施する装置との関係において、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【0019】
図1において、参照符号30は、本発明の第1の実施の形態に係るしごき加工方法およびその装置によって製造されるワークであるバーフィールド型(ボールタイプ)の等速ジョイント外輪を示す。この等速ジョイント外輪30は、カップ状部32と軸部34とを備え、前記カップ状部32には凹部36が画成される。該凹部36を形成する壁部には、図2に示すように、等速ジョイント外輪30の軸線方向に沿って6本の転動溝38a〜38fが画成される。
【0020】
次に、第1の実施の形態に係るしごき加工装置40について、図3を参照して説明する。このしごき加工装置40は基台42を備え、該基台42の中央部には孔部44が画成される。該孔部44は段部46を介して大径な孔部48に連通する。前記孔部44には変位部材50が摺動自在に挿通し、該変位部材50の下部はシリンダ51に連結される。前記変位部材50の上部には前記孔部48に挿入される大径部52が形成され、該大径部52の上部中央には台部材53が固着され、大径部52の縁部近傍には複数の台部材54が固着される。
【0021】
前記基台42の上部にはプレート56が固着され、該プレート56の中央部には円盤部材58が固着される。該円盤部材58の中央には台部材53に対応する位置にピン部材60が摺動自在に挿通され、該ピン部材60の上部には棒状のパンチ62が連結される。該パンチ62の外周面は前記等速ジョイント外輪30の凹部36の形状に沿って形成され、このため、パンチ62には転動溝38a〜38fを形成する突部64a〜64fが形成される。前記パンチ62の下部外周はリング状の支持部材66により変位自在に保持され、該支持部材66は前記プレート56に摺動自在に挿通する複数のピン部材68を介して前記台部材54に支持される。
【0022】
前記支持部材66の上部には前記パンチ62を囲繞するとともに該パンチ62に対して摺動自在にリングパンチ70が設けられる。該リングパンチ70の下部には段部72が形成され、該段部72には押さえ部材74が係合する。該押さえ部材74は前記支持部材66に固着され、このため、リングパンチ70は前記支持部材66に固定される。前記リングパンチ70の内周には前記突部64a〜64fが摺動自在に係合する溝部76a〜76fが画成される。
【0023】
前記しごき加工装置40には前記基台42に対して接近離間可能に円筒状の変位部材80が設けられ、該変位部材80の下部にはリング状に形成されたダイ82が固定部材84によって固着される。該ダイ82の内周には傾斜したしごき面86が形成される。
【0024】
本発明の第1の実施の形態に係るしごき加工装置40は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について、第1の実施の形態に係るしごき加工方法との関連で説明する。
【0025】
先ず、従来技術と同様に、円柱状のワーク10に前方押出加工、据込加工および後方押出加工が施される(図11A〜図11D参照)。
【0026】
次に、図3に示すように、等速ジョイント30の凹部36をパンチ62の先端部に装着する。この場合、転動溝38a〜38fには突部64a〜64fが係合する。
【0027】
次いで、図4に示すように、変位部材80を基台42に接近する方向に変位させ、ダイ82のしごき面86によって等速ジョイント外輪30の外周をしごくと、カップ状部32の内周面はパンチ62の外周形状に沿って変形する。このとき、カップ状部32の長さが長くなり、該カップ状部32に引張応力が作用する。ダイ82を所定量変位させると、カップ状部32の下端部はリングパンチ70の上端部に当接し、該リングパンチ70によってカップ状部32に圧縮応力が作用する。このため、前記引張応力によりカップ状部32に割れの生じる懸念がない。
【0028】
前記変位部材80のさらなる変位作用下にダイ82が基台42に向かって変位すると、カップ状部32はさらに長くなる。同時に、シリンダ51を付勢して変位部材50を下方、すなわちダイ82の変位方向と同方向に変位させると、台部材54、ピン部材68および支持部材66を介してリングパンチ70が前記ダイ82の変位方向と同方向に変位する(図5参照)。このため、カップ状部32に作用する圧縮応力が制御されて該圧縮応力が必要以上に大きくなることが阻止され、カップ状部32の内面がパンチ62の先端部から離間することが防止される。従って、カップ状部32はパンチ62に沿って変形し、高精度な成形を行うことができる。以上のようにしてしごき加工が施されることにより、等速ジョイント外輪30が完成する。
【0029】
次に、第2の実施の形態に係るしごき加工方法およびその装置について、図6を参照して説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成要素については同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【0030】
第1の実施の形態では、カップ状部32に対する圧縮応力を制御するために、リングパンチ70をダイ82と同方向に変位させたが、第2の実施の形態では、パンチ62がダイ82と反対方向に変位するように構成される。すなわち、このしごき加工装置90の変位部材50の中央に設けられた台部材53にはピン部材92の一端部が固着され、該ピン部材92の他端部はパンチ62に固着される。このため、変位部材50の変位によってパンチ62が変位する。一方、支持部材66の下部にはプレート56に挿通される複数のピン部材94が固着されるが、該ピン部材94は台部材54から離間しており、変位部材50の変位が支持部材66に伝達されることはない。
【0031】
本発明の第2の実施の形態に係るしごき加工装置90は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について、第2の実施の形態に係るしごき加工方法との関連で説明する。
【0032】
先ず、第1の実施の形態と同様に、円柱状のワーク10に前方押出加工、据込加工および後方押出加工が施される(図11A〜図11D参照)。次に、図6に示すように、等速ジョイント30の凹部36をパンチ62の先端部に装着する。次いで、図7に示すように、変位部材80を基台42に接近する方向に変位させ、ダイ82のしごき面86によって等速ジョイント外輪30の外周をしごくと、カップ状部32の内周面はパンチ62の外周形状に沿って変形する。このとき、カップ状部32の長さが長くなり、該カップ状部32に引張応力が作用する。ダイ82を所定量変位させると、カップ状部32の下端部はリングパンチ70の上端部に当接し、該リングパンチ70によってカップ状部32に圧縮応力が作用する。
【0033】
前記変位部材80のさらなる変位作用下にダイ82が基台42に向かって変位すると、カップ状部32はさらに長くなり、凹部36の内面はパンチ62の先端部から離間する方向に変位しようとする。そこで、シリンダ51を付勢して変位部材50を上方、すなわちダイ82の変位方向と反対方向に変位させると、台部材53、ピン部材92を介してパンチ62が前記ダイ82の変位方向と反対方向に変位する(図8参照)。このため、パンチ62の先端部は凹部36の内面と当接した状態を維持し、また、カップ状部32に作用する圧縮応力が制御されて該圧縮応力が必要以上に大きくなることが防止される。従って、カップ状部32はパンチ62の外周形状に沿って変形し、高精度な成形を行うことができる。
【0034】
以上のようにしてしごき加工が施されることにより、等速ジョイント外輪30が完成する。
【0035】
本実施の形態ではバーフィールド型の等速ジョイント外輪を例に挙げて説明したが、図9、図10に示すように、トリポート型(ローラタイプ)の等速ジョイント外輪100も同様の方法によって製造することが可能である。
【0036】
【発明の効果】
本発明に係るしごき加工方法およびその装置によれば、以下のような効果ならびに利点が得られる。
【0037】
ワークに低温焼鈍、ショットブラスト処理、ボンデライト処理等の前工程を施さなくとも、しごき加工の際にワークのカップ状部に割れが発生する懸念がなく、また、カップ状部の内面とパンチの先端部とが当接した状態を維持することにより、成形精度を向上することができる。このため、従来、しごき加工に必要であった前記の前加工の工程を省略することができ、製造時間が短縮され、製造効率が向上する。
【0038】
また、部品点数が少なくて済むため、それぞれの部品を高精度に製造する必要がなくなり、さらに、しごき加工装置の組付が簡素化されるため、このしごき加工装置の製造コストを低廉化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態で製造される等速ジョイント外輪を示す概略縦断面図である。
【図2】図1の等速ジョイント外輪を示す概略正面図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態に係るしごき加工装置を示す縦断面図である。
【図4】図3のしごき加工装置において、ダイが変位して等速ジョイント外輪をしごいている状態の縦断面図である。
【図5】図3のしごき加工装置において、リングパンチがダイと同方向に変位している状態の縦断面図である。
【図6】本発明の第2の実施の形態に係るしごき加工装置を示す縦断面図である。
【図7】図6のしごき加工装置において、ダイが変位して等速ジョイント外輪をしごいている状態の縦断面図である。
【図8】図6のしごき加工装置において、パンチがダイと反対方向に変位している状態の縦断面図である。
【図9】本発明の他の実施の形態で製造される等速ジョイント外輪を示す概略縦断面図である。
【図10】図9の等速ジョイント外輪を示す概略正面図である。
【図11】従来技術に係る等速ジョイント外輪の製造方法を示し、
図11Aは、加工前のワークであり、
図11Bは、ワークに前方押出加工が施された状態であり、
図11Cは、ワークに据込加工が施された状態であり、
図11Dは、ワークに後方押出加工が施された状態であり、
図11Dは、ワークにしごき加工が施された状態である。
【図12】従来技術に係るしごき加工方法を示し、
図12Aは、ワークをパンチに装着した状態であり、
図12Bは、ダイが変位してしごき加工が施されている状態であり、
図12Cは、ワークに割れが生じた状態である。
【図13】他の従来技術に係るしごき加工方法を示し、
図13Aは、ワークをパンチに装着した状態であり、
図13Bは、ダイが変位してしごき加工が施されている状態であり、
図13Cは、ワークがパンチから離間した状態である。
【符号の説明】
30、100…等速ジョイント外輪 32…カップ状部
40、90…しごき加工装置 50、80…変位部材
51…シリンダ 60、68、92、94…ピン部材
62…パンチ 70…リングパンチ
82…ダイ 86…しごき面
Claims (5)
- ワークのカップ状部の先端面がパンチの外周に設けられたリングパンチから離間するように、前記カップ状部に前記パンチの先端部を装着する工程と、
前記パンチに対してダイを相対的に変位させて該ダイにより前記カップ状部の外周をしごく工程と、
前記ダイの変位作用下に前記カップ状部の開口端部を前記パンチの外周に設けられたリングパンチに当接させて前記カップ状部に圧縮応力を与える工程と、
前記ダイをさらに変位させるとともに、前記カップ状部の内面と前記パンチの先端部とが当接した状態を維持するように前記リングパンチを前記ダイと同方向に変位させて成型品を得る工程と、
を有することを特徴とするしごき加工方法。 - ワークのカップ状部の先端面がパンチの外周に設けられたリングパンチから離間するように、前記カップ状部に前記パンチの先端部を装着する工程と、
前記パンチに対してダイを相対的に変位させて該ダイにより前記カップ状部の外周をしごく工程と、
前記ダイの変位作用下に前記カップ状部の開口端部を前記パンチの外周に設けられたリングパンチに当接させて前記カップ状部に圧縮応力を与える工程と、
前記ダイをさらに変位させるとともに、前記カップ状部の内面と前記パンチの先端部とが当接した状態を維持するように前記パンチを前記ダイと反対方向に変位させて成型品を得る工程と、
を有することを特徴とするしごき加工方法。 - 請求項1または2記載のしごき加工方法において、
前記成型品は等速ジョイント外輪であることを特徴とするしごき加工方法。 - ワークのカップ状部に装着されるパンチと、
前記パンチに対して相対的に変位可能であり、前記カップ状部の外周をしごくダイと、
前記パンチの外周部に配設され、該パンチに対して相対的に変位可能に設けられるとともに、前記カップ状部に前記パンチが装着された時点では前記カップ状部の先端面から離間するリングパンチと、
を備え、前記リングパンチは、前記ダイによってしごかれて延伸した前記カップ状部の開口端部に当接して前記パンチと前記ダイとの相対的な変位作用下に前記カップ状部に圧縮応力を与えることを特徴とするしごき加工装置。 - 請求項4記載のしごき加工装置において、
前記ワークは等速ジョイント外輪であることを特徴とするしごき加工装置。
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