JP4143857B2 - 型鍛造方法及び鍛造型 - Google Patents

Description

本発明は、金型内でワークを移動させて荒地、仕上等の複数の鍛造工程を行う鍛造方法及び鍛造型に関するものである。

一般的に、自動車等のエンジンのクランクシャフトは、熱間鍛造によって所定形状に成形された後、バリ抜き、鍛造調質、機械加工及び熱処理が施されて完成される。複雑な形状を有する多気筒エンジン用のクランクシャフトの熱間鍛造においては、切断、加熱されたビレットは、荒地鍛造及び仕上鍛造の２つの鍛造工程を経て、所定形状に成形される。多気筒エンジン用のクランクシャフトの従来の熱間鍛造型の一例について、図２を参照して説明する。

図２に示すように、熱間鍛造型１の金型は、荒地鍛造用のインプレッション２Ａ、３Ａを有する上型２及び下型３と、仕上鍛造用のインプレッション４Ａ、５Ａを有する上型４及び下型５とからなり、荒地鍛造用の上下型２、３と仕上鍛造用の上下型４、５と互いに隣接して配置されて、プレス機械のボルスター６、７に装着されている。インプレッション２Ａ、４Ａの周囲には、鍛造材料の余肉を逃がすためのフラッシュランド及びガッターが形成されている。

そして、切断、加熱されたビレットを荒地鍛造用の下型３にセットし、型打して荒地鍛造品Ｗ１（ワーク）を成形した後、更に、荒地鍛造品Ｗ１を移動して仕上鍛造用の下型５にセットし、型打して仕上鍛造を行う。このようにして、荒地鍛造及び仕上鍛造の２工程を順次実行することによって、所定形状の鍛造品を得る。

このとき、荒地鍛造用の下型３から仕上鍛造用の下型５への荒地鍛造品Ｗ１の移動は、作業者の手作業によって行われるが、荒地鍛造品Ｗ１は、重量が大きいため、相当の労力を要する。そこで、図２に示すように、仕上鍛造用の上型４と下型５のインプレッション４Ａ、５Ａを反転させて配置し、荒地鍛造品Ｗ１を下型３から下型３、５上で転動、反転させて、仕上鍛造用の下型５にセットすることにより、移動のための労力を大幅に軽減するとともに、サイクルタイムを短縮することができる。

しかしながら、上記従来の熱間鍛造型１では、次のような問題がある。荒地鍛造品Ｗ１の周囲には、鍛造によってバリ８が突出するため、プレス機械のストロークＳの不足によって、バリ８が上型２、４及び下型３，５と干渉して、荒地鍛造品Ｗ１を反転させることができない場合がある。この場合、プレス機械のストロークＳを増大させることによって、荒地鍛造品Ｗ１の反転が可能となるが、設備改修のため多大なコストがかかる。また、反転ピッチ（反転による荒地鍛造品Ｗ１の移動距離）が増大することにより、工程間ピッチ（荒地鍛造用のインプレッション２Ａ、３Ａと仕上鍛造用のインプレッション４Ａ、５Ａとの間の距離）が大きくなるため、装置全体が大型化するという問題を生じる。
なお、特許文献１には、プレス機械において、工程間でワークを移動する際、ワークとツールとの干渉を防止する技術が開示されている。
実公平３−２１７７５号公報

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、工程間のワークの移動を容易に行うことができる型鍛造方法及び鍛造型を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、金型内に複数のインプレッションを形成し、該複数のインプレッション間でワークを移動して、順次、複数の鍛造工程を行う型鍛造方法において、前記金型の表面の前記インプレッションの側部に前記ワークの反転ピッチが移動工程間の型ピッチと一致するように設定された所定の深さの凹部を形成し、鍛造後のワークを前記凹部内に挿入しながら転動、反転して次工程へ移動することを特徴とする。
請求項２に係る発明の型鍛造方法は、上記請求項１の構成において、前記凹部は、移動工程間において隣接する２つの前記インプレッション間の中央に配置されていることを特徴とする。
請求項３に係る発明の型鍛造方法は、上記請求項１又は２の構成において、前記凹部の両側部には、該凹部の底部側で互いに接近する傾斜面が形成されていることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、金型内に複数のインプレッションを備え、該複数のインプレッション間でワークを移動して、順次、複数の鍛造工程を行う鍛造型において、前記金型の表面の前記インプレッションの側部に、鍛造後のワークを挿入しながら転動、反転して次工程へ移動する凹部が形成され、該凹部は、前記ワークの反転ピッチが移動工程間の型ピッチと一致するように設定された所定深さの凹部であることを特徴とする。
請求項５に係る発明の鍛造型は、上記請求項４の構成において、前記凹部は、移動工程間において隣接する２つの前記インプレッション間の中央に配置されていることを特徴とする。
請求項６に係る発明の鍛造型は、上記請求項４又は５の構成において、前記凹部の両側部には、該凹部の底部側で互いに接近する傾斜面が形成されていることを特徴とする。

本発明に係る型鍛造方法及び鍛造型によれば、工程間でワークを移動する際、ワークの突出部を凹部内に挿入することにより、ワークを金型に干渉することなく、転動、反転して次工程に移動することができる。その結果、ワークの工程間の移動が容易になり、サイクルタイムを短縮することができる。また、金型のストロークが小さくてすむ。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図２に示す従来例に対して、同様の部分には同一の符号を付して、異なる部分についてのみ詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態に係る熱間鍛造型９（鍛造型）では、仕上鍛造用の上型４と下型５のインプレッション４Ａ、５Ａは、荒地鍛造用の上型２及び下型３のインプレッション２Ａ、３Ａに対して、反転した位置に配置されている。下型３、５の金型表面上において、インプレッション３Ａのインプレッション５Ａ側の側部、すなわち、インプレッション３Ａとインプレッション５との間には、凹部１０が形成されている。凹部１０は、型打された荒地鍛造品Ｗ１（ワーク）を下型３から仕上鍛造用の下型５へ向って転動、反転させたとき、荒地鍛造品Ｗ１から突出するバリ８が挿入され、これにより、反対側から突出するバリ８が上型２、４と干渉することがなく、また、転動、反転された荒地鍛造品Ｗ１が仕上鍛造用の下型５にセットされるように、反転ピッチが型ピッチＰと一致すべく、その形状及び寸法が設定されている。したがって、凹部１０は、移動工程間において隣接する２つのインプレッション４Ａ、５Ａの中央（図示のものでは、下型３、５間の接合部）に配置されている。本実施形態では、凹部１０は、断面形状が台形とされて両側部に傾斜面が形成されており、また、反転中の荒地鍛造品Ｗ１のバリ８の先端部が凹部１０の底部に当接するようになっている。

仕上鍛造用の下型５及びボルスター７の表面には、インプレッション５Ａの外側の側部に凹部１１が形成されている。凹部１１は、上記凹部１０と同様、型打された仕上鍛造品Ｗ２（ワーク）をインプレッション５Ａから外側へ転動、反転させたとき、仕上鍛造品Ｗ２から突出するバリ１１が凹部１１に挿入されることにより、反対側に突出するバリ１２が上型４及びボルスター６に干渉しないように、その形状及び寸法が設定されており、また、断面形状が台形となっている。

以上のように構成した本実施形態の作用について、次に説明する。
切断、加熱されたビレットを荒地鍛造用の下型３にセットし、型打して荒地鍛造を行う。型打された荒地鍛造品Ｗ１を転動、反転して、仕上鍛造用の下型５にセットする。このとき、反転中の荒地鍛造品Ｗ１から突出するバリ８が凹部１０に挿入されることにより、反対側から突出するバリ８が上型２、４と干渉することなく、荒地鍛造品Ｗ１を円滑に転動、反転させることができる。荒地鍛造品Ｗ１の反転ピッチと型ピッチＰとが一致しており、また、反転中に凹部１０に挿入されたバリ８は、凹部１０の両側部の傾斜面に案内され、凹部１０の底部に当接して安定的に支持されるので、反転された荒地鍛造品Ｗ１を仕上鍛造用の下型５に容易にセットすることができる。

そして、下型５にセットされた荒地鍛造品Ｗ１を型打して仕上鍛造を行う。その後、型打された仕上鍛造品Ｗ２を外側へ転動、反転して、熱間鍛造型１から取出す。このとき、上記と同様に、仕上鍛造品Ｗ２から突出するバリ１２が凹部１１に挿入されることにより、反対側から突出するバリ１２が上型４及びボルスター６と干渉することないので、仕上鍛造品Ｗ２を円滑に反転して容易に取出すことができる。このようにして、荒地、仕上鍛造工程間のワークの移動を円滑かつ容易に行うことができるので、サイクルタイムを短縮して生産性を向上させることができる。また、プレス機械のストロークＳを増大させる必要がないので、設備コストも安価ですみ、熱間鍛造型９の汎用性を高めることができる。

なお、上記実施形態では、一例として熱間鍛造について説明しているが、本発明は、これに限らず、温間鍛造及び冷間鍛造にも同様に適用することができる。鍛造工程は、荒地及び仕上鍛造の２工程に限らず、他の複数の工程にも同様に適用することができる。また、ワークは、クランクシャフトに限らず、他の鍛造品であってもよい。

本発明の一実施形態に係るクランクシャフトの熱間鍛造型の要部の概略構成を示す縦断面図である。 従来のクランクシャフトの熱間鍛造型の要部の概略構成を示す縦断面図である。

符号の説明

２ 上型（金型）、２Ａ インプレッション、３ 下型（金型）、３Ａ インプレッション、４ 上型（金型）、４Ａ インプレッション、５ 下型（金型）、５Ａ インプレッション、９ 熱間鍛造型（鍛造型）、１０、１１ 凹部、Ｗ１ 荒地鍛造品（ワーク）、Ｗ２ 仕上鍛造品（ワーク）

Claims (6)

1. 金型内に複数のインプレッションを形成し、該複数のインプレッション間でワークを移動して、順次、複数の鍛造工程を行う型鍛造方法において、前記金型の表面の前記インプレッションの側部に前記ワークの反転ピッチが移動工程間の型ピッチと一致するように設定された所定の深さの凹部を形成し、鍛造後のワークを前記凹部内に挿入しながら転動、反転して次工程へ移動することを特徴とする型鍛造方法。
2. 前記凹部は、移動工程間において隣接する２つの前記インプレッション間の中央に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の型鍛造方法。
3. 前記凹部の両側部には、該凹部の底部側で互いに接近する傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の型鍛造方法。
4. 金型内に複数のインプレッションを備え、該複数のインプレッション間でワークを移動して、順次、複数の鍛造工程を行う鍛造型において、前記金型の表面の前記インプレッションの側部に、鍛造後のワークを挿入しながら転動、反転して次工程へ移動する凹部が形成され、該凹部は、前記ワークの反転ピッチが移動工程間の型ピッチと一致するように設定された所定深さの凹部であることを特徴とする鍛造型。
5. 前記凹部は、移動工程間において隣接する２つの前記インプレッション間の中央に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の鍛造型。
6. 前記凹部の両側部には、該凹部の底部側で互いに接近する傾斜面が形成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の鍛造型。

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