JP4872827B2

JP4872827B2 - 異形フランジ付き棒状鍛造品の製造方法

Info

Publication number: JP4872827B2
Application number: JP2007168470A
Authority: JP
Inventors: 有規石泉
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 2007-06-27
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2027-06-27
Also published as: JP2009006338A

Description

本発明は、アプセッタによる据込鍛造によって、星形等の異形フランジが端部に一体に成形された異形フランジ付き棒状鍛造品を製造する方法に関するものである。

アプセッタは、周知のように、素材を挟着する一対のグリップ型と、該グリップ型の開閉方向と直交する方向から該素材の端部を加圧するポンチとからなり、素材がトランスファ装置によって複数の粗鍛造型から仕上鍛造型、バリ抜き型へと順に搬送されるようにした自動搬送据込鍛造機であり、下記特許文献１には、このアプセッタによる熱間据込鍛造によって自動車のリヤアクスルシャフト等のフランジ付き棒状鍛造品を製造する方法が開示されている。
なお、上記仕上鍛造工程では、鍛造品にあえてバリを生じさせ、バリが生じることによって該鍛造品の内部に空隙ができることなく、強度が保持されるようにすることは、一般に知られている鍛造の技術的事項である。従って、バリを生じさせることと、そのバリを除去することは、熱間据込鍛造においても必須の工程である。
特開平０５−２７７６１６号公報

ところで、特許文献１は、棒状部の端部に外周が円形のフランジを据込み加工により成形する鍛造方法を開示するものであるが、例えば、図１，図２に例示したような、異形フランジ付き棒状鍛造品（同図の鍛造品は、棒状部１の一端に五角形の星形の異形フランジ２を形成した自動車用サイドドライブシャフトを示すが、三角形、その他、多角形の異形フランジを有するものでも同じ。）を製造しようとすると、この特許文献１に示された方法によっては、仕上鍛造工程においてその異形フランジの外周縁部がグリップ型を開閉させる際に干渉するという問題があった。即ち、図１０に示したように、矢印方向に開閉する一対のグリップ型１０１と、該グリップ型の開閉方向と直交する方向から進出するポンチ１０２とにより棒状部１の端部にフランジ２を成形することは、該フランジ２が円形である場合には、該グリップ型１０１とポンチ１０２との見切り位置１０３（即ち、バリ１０４ができる位置）を該フランジ２の厚みの略中間部に設定することが可能であったが、フランジ２が上記のような異形である場合には、該グリップ型１０１の開閉方向と対面しない部位（図１１に符号１００で示した太線の部位）がグリップ型１０１を開閉させる際に干渉し成形できないので、このように見切り位置１０３を厚みの略中間部に設定することは困難であった。なお、図１１中、１０６は一対のグリップ型１０１の型割面を示す。

そこで、図１２に示したように、フランジ２の全厚みがポンチ１０２の先端に形成された凹部面１０５により成形されるように見切り位置１０３を該フランジの背面部に設定することが考えられた。しかしそうするとフランジ２の背面がバリ１０４の背面と連なる平坦面になるので、この鍛造品をバリ抜工程の抜型にセットするに際して位置決めができなく（即ち、自由回転してしまうため）なり、フランジ２が円形である場合は自由回転しても支障がないものの、フランジ２が上記のような異形である場合には抜型にセットするに際して回転位置も正確に決められていないと該フランジや鍛造品を破損させるという問題があった。

本発明の第１の課題は、図１，図２に例示したような異形フランジ付き棒状鍛造品を据込鍛造によって製造可能にすることにある。
また、本発明の第２の課題は、仕上鍛造工程にて成形された異形フランジ付き棒状鍛造品をバリ抜工程の抜型にセットするに際して位置決めが正確に行われるようにし、不良品の発生を低減させることにある。

上記課題を解決するため本発明に係る異形フランジ付き棒状鍛造品の製造方法は、アプセッタの一対のグリップ型により棒状部を挟着し、該グリップ型の開閉方向と直交する方向からポンチを該棒状部の端部に据え込むことにより、該棒状部に異形フランジを成形すると同時に該ポンチとグリップ型とが対向する見切り位置に該異形フランジの外周面から連なるバリが成形されるようにした多段据え込み鍛造による異形フランジ付き棒状鍛造品の仕上鍛造工程において、該異形フランジの外周面のうちグリップ型の開閉方向と対面しない部位は該異形フランジの全厚みがポンチの先端に形成された凹部面により成形されるように前記見切り位置を該異形フランジの背面部に設定することで該グリップ型の開閉動が干渉されないようにすると共に、異形フランジの外周面のうちグリップ型の開閉方向と対面する部位は該グリップ型に突部を設け該突部の内面およびポンチの先端に形成された凹部面とにより成形されるように前記見切り位置を該異形フランジの厚みの略中間部に設定し、該突部によって前記バリの背面に凹所が成形され、バリ抜工程において該凹所を位置決め用として仕上鍛造品が抜型にセットされるようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、据え込み鍛造により棒状部の一端に五角形星形、三角形星形、等の所望形状の異形フランジを容易に成形することが可能となり、製品形状の多様化に対応することができる。また、バリの背面に成形された凹所を位置決め用とすることでフランジ付き棒状鍛造品を抜型に正確にセットすることができ、常に正常にバリ抜きがなされ、不良品の発生が減少する。

図３は、加熱された棒状素材を複数の据え込み鍛造工程（多段階）およびバリ抜き工程を経て図１，図２に示した異形フランジ付き棒状鍛造品に成形するアプセッタの要部の断面図で、同図中、Ａ，Ｂ，Ｃは予備成形工程、Ｄは仕上鍛造工程、Ｅはバリ抜工程を担う部所である。予備成形工程Ａ，Ｂ，Ｃは、夫々一対のグリップ型４ａ，４ｂ，４ｃ（一方のグリップ型については図３にはその紙面上方となるので図示されず）が開閉動するように設けられ、該各グリップ型の開閉方向と直交する方向から夫々ポンチ５ａ，５ｂ，５ｃが該各グリップ型の端面に対し進退動するよう構成されている。また、仕上鍛造工程Ｄは、一対のグリップ型４ｄが開閉動するように設けられ、該グリップ型の開閉方向と直交する方向からポンチ５ｄが該グリップ型の端面に対し進退動するよう構成され、バリ抜工程Ｅは、一対のグリップ型４ｅとポンチ５ｅとにより抜型が構成され、該グリップ型４ｅの開閉方向と直交する方向からポンチ５ｅが該グリップ型の端面に対し進退動するよう構成されている。

加熱された棒状素材は、先ず予備成形工程Ａのグリップ型４ａによって挟着固定され、該ポンチ５ａを該棒状素材に対して突っ込むことにより、祖鍛造品ａに成形される。そして該ポンチ５ａを後退し、該グリップ型４ａを開いて該祖鍛造品ａをトランスファ装置（図示せず）によってチャッキングして予備成形工程Ｂに移動し、該予備成形工程Ｂのグリップ型４ｂにより該祖鍛造品を挟着固定した後、ポンチ５ｂを突っ込むことにより該予備成形工程Ｂで祖鍛造品ｂを成形する。同様に該祖鍛造品ｂをトランスファ装置によって予備成形工程Ｃに移動し、グリップ型４ｃにより該祖鍛造品を挟着固定した後、ポンチ５ｃを突っ込むことにより、該予備成形工程Ｃで祖鍛造品ｃを成形する。このような多段据え込み鍛造工程により、棒状素材の端部が少しずつ目的とするフランジ形状に成形加工される。なお、祖鍛造品ｃは、この段階では未だフランジ部の外周が円形であり、次の仕上鍛造工程Ｄにて該フランジ部が異型、即ち、五角形星形に成形される。

次いで、祖鍛造品ｃはトランスファ装置により仕上鍛造工程Ｄに移動され、該仕上鍛造工程によって祖鍛造品ｃが図４，図５に示したような異形フランジ２の周囲にバリ６を有する仕上鍛造品ｄに成形される。図６はこの仕上鍛造品ｄを成形するための一対のグリップ型４ｄを２点鎖線で示したもので、図中、符号７は一対のグリップ型４ｄの型割面を示す。また、図７はそのＸ−Ｘ線断面図である。この仕上鍛造工程では、異形フランジ２の外周面のうち図４に符号８にて示したグリップ型４ｄの開閉方向と対面しない部位は、図７の上半部に示されるように、異形フランジ２の全厚みがポンチ５ｄの先端に形成された凹部面９により成形されるように見切り位置１０を該異形フランジ２の背面部に設定する。これによりグリップ型４ｄの開閉動が干渉されることなく上記部位８が成形される。また、異形フランジ２の外周面のうちグリップ型４ｄの開閉方向と対面する部位１１については、図６および図７の下半部に示したように該グリップ型４ｄに端面１２から突出する突部１３を設け、該突部の内面およびポンチ５ｄ先端の凹部面９とにより、該部位１１が成形されるように、見切り位置１４を該異形フランジ２の厚みの略中間部に設定する。
なお、１５、１６はグリップ型４ｄの相対する面に棒状部１を挟着固定するために形成された半円状面である。

この仕上鍛造工程Ｄでは、上記グリップ型４ｄによって棒状部１を挟着固定し、ポンチ５ｄを突っ込むことにより、異形フランジ２が成形されると同時に該異形フランジ２の周囲の見切り位置１０および見切り位置１３にバリ６が形成される。その際、異形フランジ２の外周面のうちグリップ型４ｄの開閉方向と対面する部位１１は突部１３によって成形されることから図５に符号１７で示した凹所がバリ６の背面に成形される。

次いで該仕上鍛造品ｄはトランスファ装置によってバリ抜工程Ｅに移動される。該バリ抜工程Ｅは、図８にも示したように一対のグリップ型４ｅとポンチ５ｅとにより抜型が構成されている。グリップ型４ｅの対向面には仕上鍛造品ｄの棒状部１を回転可能および軸方向にスライド可能に挟着する半円弧面２０が形成され、該グリップ型４ｅの端面には該仕上鍛造品ｄの前記凹所１７に合致する位置決め部１８が突設されている。また、ポンチ５ｅの先端面は異形フランジ２の正面形状に相当する五角形星形に形成されている。このため、仕上鍛造品ｄを該グリップ型４ｅにセットし、ポンチ５ｅを進出させ異形フランジ２を押圧したとき、該仕上鍛造品ｄの凹所１７が位置決め部１８に合致することで該仕上鍛造品ｄが所定の回転状態に正確に位置決めされ、次いで該ポンチ５ｅが異形フランジ２を強力に押し込むことにより図９に示したようにバリ６のみが該グリップ型４ｅの端面に残され、鍛造品が軸方向にスライドすることによりバリ抜きがなされる。このように、凹所１７を位置決めに利用することにより、仕上鍛造品ｄの回転状態が正確に位置決めされることから、常に損傷のないバリ抜きがなされ、図１，図２に示した異形フランジ付き棒状鍛造品になる。

このように本発明では、ポンチとグリップ型とが対向する見切り位置を異形フランジの外周面のうちグリップ型の開閉方向と対面しない部位は異形フランジの背面部に設定し、異形フランジの外周面のうちグリップ型の開閉方向と対面する部位は該異形フランジの厚みの略中間部に設定したことにより、グリップ型の開閉動が干渉されることなく異形フランジを成形できると共に、バリの背面に凹所が成形されることから該凹所をバリ抜工程で位置決め用とし利用でき、これによって常に確実にバリ抜きが行われ、不良品の発生が抑えられ、歩留まりを向上させると共に抜型を損傷させるおそれがないなど有益である。

本発明によって製造される異形フランジ付き棒状鍛造品の斜視図。図１の異形フランジ付き棒状鍛造品の部分断面側面図。本発明に係る異形フランジ付き棒状鍛造品に成形するアプセッタの要部の断面図。本発明に係る仕上鍛造工程にて成形される鍛造品の斜視図。図５の鍛造品の背面の斜視図。本発明に係る仕上鍛造工程の鍛造品とそのグリップ型の断面図。図６のＸ−Ｘ線断面図。本発明に係るバリ抜き工程の抜型の縦断面図。図８の作動状態図。従来の仕上鍛造工程のグリップ型とポンチの縦断面図。従来の仕上鍛造工程のグリップ型の横断面図。従来の仕上鍛造工程のグリップ型とポンチの縦断面図。

符号の説明

Ａ，Ｂ，Ｃ予備成形工程
Ｄ仕上鍛造工程
Ｅバリ抜工程
ａ〜ｃ祖鍛造品
ｄ仕上鍛造品
１棒状部
２異形フランジ
４ａ〜４ｅグリップ型
５ａ〜５ｅポンチ
６バリ
８異形フランジの外周面のうちグリップ型の開閉方向と対面しない部位
９凹部面
１０見切り位置
１１異形フランジの外周面のうちグリップ型の開閉方向と対面する部位
１２端面
１３突部
１４見切り位置
１７凹所
１８位置決め部

Claims

アプセッタの一対のグリップ型により棒状部を挟着し、該グリップ型の開閉方向と直交する方向からポンチを該棒状部の端部に据え込むことにより、該棒状部に異形フランジを成形すると同時に該ポンチとグリップ型とが対向する見切り位置に該異形フランジの外周面から連なるバリが成形されるようにした多段据え込み鍛造による異形フランジ付き棒状鍛造品の仕上鍛造工程において、該異形フランジの外周面のうちグリップ型の開閉方向と対面しない部位は該異形フランジの全厚みがポンチの先端に形成された凹部面により成形されるように前記見切り位置を該異形フランジの背面部に設定することで該グリップ型の開閉動が干渉されないようにすると共に、異形フランジの外周面のうちグリップ型の開閉方向と対面する部位は該グリップ型に突部を設け該突部の内面およびポンチの先端に形成された凹部面とにより成形されるように前記見切り位置を該異形フランジの厚みの略中間部に設定し、該突部によって前記バリの背面に凹所が成形され、バリ抜工程において該凹所を位置決め用として仕上鍛造品が抜型にセットされるようにしたことを特徴とする異形フランジ付き棒状鍛造品の製造方法。