JP4066364B2 - Forging die - Google Patents
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Description
本発明は、軸方向に長く延びる長物ワークを鍛造成形する鍛造用金型に関する。 The present invention relates to a forging die for forging a long workpiece extending in the axial direction.
軸方向に長く延びる長物ワークとしては、例えば自動車のステリング装置に使用されるタイロッドのアームなどがある。アームW104は図4の(エ)に示される如く、一方端部にハウジング部165、他方端部167には内側に相手部材と螺合する雌螺子部が形成され、一方端部のハウジング部165と他方端部167は軸部162により連結している。このようなアームW104は、図4の(ア)に示す如き丸棒材W100に、図4の(イ)に示す如く一方端部に頭部161を鍛造成形して中間成形品W102を成形し、次いで図4の(ウ)に示す如く軸部162を所望の形状に折曲成形して第二中間成形品W103を成形した後、図4の(エ)に示す如く、頭部161にハウジング165を成形して、アームW104を製造していた。
As a long workpiece extending in the axial direction, for example, there is a tie rod arm used in a vehicle steering device. As shown in FIG. 4D, the arm W104 has a
ここで、自動車部品においては近年軽量化が求められており、上記の如きアームW104も軽量化を図る必要がある。そこで図1の(オ)に示す如く、軽量化のために軸部を細くしたアームW4が考えられる。このアームW4の他方端部64は内側に相手部材と螺合する雌螺子部を形成するため軸部62より大径の厚肉部63が成形されている。この軸部を細くしたアームW4を成形する場合、図1の(ア)に示す如く丸棒材W0の一方端部にハウジング部65を成形するための頭部61を形成して図1の(イ)に示す如く予備成形体W1を成形した後、軸径を細く成形する。このとき一般的な軸方向から押圧する鍛造装置では、中間成形品W2の他方端部に形成される厚肉部63の径が軸部62の径より大径に形成されているので厚肉部63を鍛造装置から引き抜くことができない。そのため、切削加工を施して軸径を細くすることが考えられるが、切削加工を施すと加工工数が増加し、加えて費用が高くなるという問題点があった。
Here, in recent years, automobile parts are required to be reduced in weight, and it is necessary to reduce the weight of the arm W104 as described above. In view of this, as shown in FIG. 1 (o), an arm W4 having a thin shaft portion for lightening can be considered. The
そこで鍛造により予備成形品W1から中間成形品W2を成形する工程で、厚肉部63を鍛造装置から引き抜くために、周方向に分割された分割部を有し径方向に拡縮自在である分割ダイを有する鍛造装置を使用することが考えられる。このとき中間成形品W2の軸部62の長さに合わせて軸方向に長い分割ダイが必要となるが、分割ダイは外周テーパを有する略円錐形状であるため、軸方向長さが延びると縮径する先端部の肉厚が薄くなって、分割ダイの強度が低下するという問題が発生する。そこで分割ダイの強度を高めるため分割ダイの先端部の肉厚を厚くすると、金型が大型化してしまうという不具合が発生する。
Therefore, in the step of molding the intermediate article W2 from preform W1 by forging, in order to withdraw the
解決しようとする問題点は、軸方向に長く延びる長物ワークを鍛造成形する時に鍛造用金型である外周テーパを有する分割ダイもワークに合わせて軸方向に長くする必要があるので、先端部の肉厚が薄くなって強度が低下する点である。 The problem to be solved is that when a long workpiece extending in the axial direction is forged, the split die having an outer peripheral taper that is a forging die also needs to be elongated in the axial direction in accordance with the workpiece. The thickness is reduced and the strength is lowered.
対向して配置される一対の第一金型及び第二金型を備え、第一金型は第二金型に対して進退可能に配置され、軸方向に延びる長物ワークを鍛造成形する鍛造用金型において、第二金型は、第一金型側に位置する一方端部の大径部から他方端部の小径部に向けて縮径する外周テーパを有し、周方向に分割されて軸線垂直方向に拡縮自在の分割ダイと、分割ダイの外周側に配置され、内周に分割ダイの外周テーパと略同一の内周テーパを有するリングとを備え、分割ダイは軸線方向に連続的に複数配置され、リングに対し軸線方向に相対的に進退可能であるとともに、連続的に配置される各分割ダイの小径部に当接する他の分割ダイの大径部は当接する小径部より大径であることを最も主要な特徴とする。 A pair of first and second molds arranged in opposition to each other, the first mold is disposed so as to be movable back and forth with respect to the second mold, and for forging a long workpiece extending in the axial direction. In the mold, the second mold has an outer peripheral taper that is reduced in diameter from a large diameter portion at one end located on the first mold side toward a small diameter portion at the other end, and is divided in the circumferential direction. A split die that can be expanded and contracted in the direction perpendicular to the axis, and a ring that is disposed on the outer peripheral side of the split die and has an inner peripheral taper substantially the same as the outer peripheral taper of the split die on the inner periphery. The split die is continuous in the axial direction. Are arranged in a plurality, and are capable of moving forward and backward relative to the ring in the axial direction, and the large-diameter portions of the other divided dies that are in contact with the small-diameter portions of the continuously arranged divided dies are larger than the small-diameter portions that are in contact with each other. The most important feature is the diameter.
本発明の鍛造用金型は、分割ダイが軸方向に複数配置されているので、軸方向に長く延びる長物ワークの成形時に一つの分割ダイの軸方向長さを短くでき、よって先端が薄くなることなく充分な厚みを有しているので装置を大型化することなく分割ダイの強度を高めることができ、鍛造で軸方向に長く延びる長物ワークを成形することができる。 In the forging die according to the present invention, since a plurality of divided dies are arranged in the axial direction, the length of one divided die in the axial direction can be shortened when a long workpiece extending in the axial direction is formed, and thus the tip becomes thin. Since it has a sufficient thickness without increasing the size of the apparatus, the strength of the split die can be increased, and a long workpiece extending in the axial direction can be formed by forging.
軸方向に長く延びる長物ワークを鍛造用金型にて成形するという目的を、鍛造用金型を大型化することなく強度を高めて実現した。 The purpose of forming a long workpiece extending in the axial direction with a forging die was realized by increasing the strength without increasing the size of the forging die.
図1は、軸方向に長く延びる長物ワークの一例として、自動車のステアリング装置等に使用されるタイロッドのアームW4を鍛造成形する工程を表す。まず、図1の(ア)に示す如く円柱状の素材W0に鍛造成形を施して、(イ)に示す如く一方端部に頭部61を形成して予備成形体W1を成形する。続いてこの予備成形体W1に鍛造成形を施し、(ウ)に示す如く他方端部64に厚肉部63を形成し、頭部61と他方端部64とを繋ぐ軸部62は厚肉部63より小径に形成される中間成形品W2を成形する。続いて中間成形品W2の軸部62を折曲して所望の形状に成形して(エ)に示す如く第二中間成形品W3を成形し、最後に頭部61に内周空間を有するハウジング65を成形し、(オ)に示す如きアームW4が完成する。
FIG. 1 shows a step of forging a tie rod arm W4 used in an automobile steering device or the like as an example of a long workpiece extending in the axial direction. First, as shown in FIG. 1A, a cylindrical material W0 is forged, and a
上記アームW4の製造工程において、予備成形体W1から中間成形品W2を形成する鍛造用金型を備えた鍛造装置1を図2に基づいて説明する。 A forging device 1 including a forging die for forming an intermediate molded product W2 from the preform W1 in the manufacturing process of the arm W4 will be described with reference to FIG.
図2に示されるのは第一金型11及び第二金型21を備える鍛造装置1である。21は固定型の第二金型で、予備成形品W1を投入する型彫空間38を有する分割ダイ22,26と、分割ダイ22,26の内周側に配置される略円筒状のマンドレル35とを備え、分割ダイ22,26の外周側にはリング40が配置されている。分割ダイ22,26は周方向に分割される四個の分割部から構成され、この分割部は予備成形体W1の径方向に拡縮自在である。この分割ダイ22,26は第一金型11側に配置される大径部22a,26aから小径部22b,26bに向かって漸次縮径する外周テーパ22c,26cを有する略円錐形状で、軸方向に二つの分割ダイ22,26が並設されている。第一分割ダイ22は第一金型11側に配置され、大径側端部は予備成形体W1の頭部61の軸側半部と略同形の凹部23が形成され、凹部23から連続してストレート部24が形成されている。第二分割ダイ26は、第一分割ダイ22の小径部22bに第二分割ダイ26の大径部26aが当接し、第一分割ダイ22のストレート部24と連続してストレート部24より大径の大ストレート部27が形成されている。分割ダイ22,26の外周側に配置されるリング40は軸線方向に二つのリング28,30が並設しており、第一金型11側に配置される第一リング28と第一リング28の反第一金型側に配置される第二リング30とは、金属製の廻り止めピン31により連結している。この第一リング28及び第二リング30は第一分割ダイ22及び第二分割ダイ26をそれぞれ保持している。第一リング28の内周面は第一分割ダイ22の外周面と略同一の内周テーパ28cが形成され、第二リング30も同様に内周面が第二分割ダイ26の外周面と略同一の内周テーパ30cが形成されている。また第一分割ダイ22の大径22a側端部は外周側に段部25が形成されており、この段部25及び第一リング28に当接して環状のフランジ32が配置され、このフランジ32は第一リング28と螺子33により結合している。また第一リング28は外周面に周状の周状凹部29が形成されている。各リング28,30の外周側にはケース41が配置され、ケース41と第一リング28との間にピン42が嵌合している。また、マンドレル35の周囲には小ばね36が配設され、更に小ばね36の外側で第二リング30下方に小ばね36より大径の大ばね37が周状に間隔をおいて複数配設されている。
FIG. 2 shows a forging device 1 including a
次に可動型である第一金型11について説明する。12は円柱状のパンチで、その第二金型21側端部には予備成形体W1の頭部61を押圧するための、頭部61上半部と略同一形状の凹部13が形成されている。またこのパンチ12の外周側にはパンチ12を保持する円筒状のパンチホルダ14が配設されている。
Next, the movable
次に上記鍛造装置1を用いて中間成形品W2を成形する工程を説明する。 Next, a process of forming the intermediate molded product W2 using the forging device 1 will be described.
まず、図2の左半部に示す如く、第二金型21の型彫空間38に頭部61が第一金型11側に配置されるように予備成形体W1を投入する。このとき分割ダイ22,26は拡がった状態であり、分割ダイ22,26の内周面と予備成形体W1との間には僅かな間隙が生じている。予備成形体W1を所定の位置に配置した後、図2の右半部に示す如く第一金型11のパンチ12を第二金型21側へ移動させ、パンチ12が予備成形体W1の頭部61及び第一分割ダイ22に当接し、双方を押圧する。すると第一分割ダイ22が下方に移動するので第一リング28の内周テーパ28cに沿って第一分割ダイ22の内径は縮径し、予備成形体W1と第一分割ダイ22との間の間隙がなくなる。第二分割ダイ26においても同様で、第一分割ダイ22に連動して下方へ移動し、第二リング30の内周テーパ30cに沿って第二分割ダイ26の内径は縮径し、第一分割ダイ22及び第二分割ダイ26がそれぞれ分割部が当接した状態となる。更にパンチ12が予備成形体W1及び第一分割ダイ22を押圧し、予備成形体W1の他方端部64はマンドレル35に当接する。そして更に縮径した第一分割ダイ22及び第二分割ダイ26は第一リング28及び第二リング30と一体となって更に下方へ移動し、図3に示す如く、予備成形体W1は鍛造肉が第二分割ダイ26の大ストレート部27とマンドレル35の上端面により画設された型彫空間38に拡がり、他方端部64に厚肉部63を形成するとともに軸部62を完成品W4と同径に形成して、中間形成品W2が完成する。その後パンチ12は上側に退避し、小ばね36及び大ばね37の付勢力により第一分割ダイ22、第二分割ダイ26及びリング40も上方に移動し、それとともに第一分割ダイ22及び第二分割ダイ26が拡径し、中間成形品W2は鍛造装置1から取り出される。
First, as shown in the left half part of FIG. 2, the preform W1 is introduced so that the
尚、上記実施例では二つの分割ダイ22,26が軸線方向に連続して並んでいるが、分割ダイの数は限定されるわけではなく、製品の長さに合わせて変えればよい。 In the above embodiment, the two divided dies 22 and 26 are continuously arranged in the axial direction. However, the number of divided dies is not limited and may be changed according to the length of the product.
11 第一金型
21 第二金型
22 (第一)分割ダイ
22a (第一分割ダイ)大径部
22b (第一分割ダイ)小径部
22c (第一分割ダイ)外周テーパ
26 (第二)分割ダイ
26a (第二分割ダイ)大径部
26b (第二分割ダイ)小径部
26c (第二分割ダイ)外周テーパ
28c (第一リング)内周テーパ
30c (第二リング)内周テーパ
40 リング
W2 ワーク
11 First mold
21 Second mold 22 (first) split
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