JP5466592B2 - Work forging method - Google Patents
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Description
本発明は、棒状ワークを出発材料として、柱部の端部に鍔部を有する成形品を得るワークの鍛造方法の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a method for forging a workpiece that uses a rod-shaped workpiece as a starting material to obtain a molded product having a flange at the end of a column portion.
棒状ワークを下型にセットし、上型パンチを下降させることで棒状ワークを押して成形品を得る鍛造方法が知られている（例えば、特許文献１（図２）参照。）。 A forging method is known in which a rod-shaped workpiece is set on a lower die and an upper die punch is lowered to push the rod-shaped workpiece to obtain a molded product (see, for example, Patent Document 1 (FIG. 2)).
この特許文献１の技術を図面に基づいて以下に説明する。
図９に示すように、ダイセット１０１にクランププレート１０２を介して上型１０３が取付けられ、ダイセット１０４にクランププレート１０５を介して下型１０６が取付けられている。
The technique of this
As shown in FIG. 9, the
上型１０３内にノックアウトピン１０７が昇降自在に設けられ、下型１０６内にノックアウトピン１０８が昇降自在に設けられている。
ノックアウトピン１０７で上型１０３から棒状ワーク１０９を突出して分離することができる。同様に、ノックアウトピン１０８で下型１０６から棒状ワーク１０９を突出して分離することができる。
A
The rod-
下型１０６と上型１０３の間に棒状ワーク１０９をセットし、上型１０３を下降させることで棒状ワーク１０９が下型１０６に押されて成形品が得られる。
しかし、長尺の棒状ワーク１０９を成形するには、下型１０６を上下に長くする必要があり、鍛造装置が高さ方向に大きくなる。
A rod-
However, in order to form the long rod-
また、成形後に棒状ワーク１０９をノックアウトする際、下型１０６が長いのでノックアウトストロークが長くなり、ノックアウトピン１０８に負荷が掛かる。すなわち、鍛造装置が小型化でき、ノックアウトストロークを短くすることができる棒状ワークの鍛造方法が求められている。
Further, when the rod-
本発明は、鍛造装置が小型化でき、ノックアウトストロークを短くすることができるワークの鍛造方法を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a method for forging a workpiece in which a forging device can be reduced in size and a knockout stroke can be shortened.
請求項１に係る発明は、筒形キャビティ及びこの筒形キャビティの下端から先細り状に延びるテーパ状キャビティを有する下型に、前記筒形キャビティと同径の穴が開いている部分型を載せ、この部分型及び前記下型へワークを上から差し込み、このワークの上端を上型パンチで押して塑性変形させることで、柱部とこの柱部の一端から延びるテーパ部と前記柱部の他端に形成される鍔部とからなる成形品を得るワーク鍛造方法において、
このワーク鍛造方法は、量産に先立って実施するトライ工程と、量産鍛造を実施する量産工程と、からなり、前記トライ工程は、高さ寸法が異なる部分型を複数個準備する準備工程と、複数個から選択した部分型を前記下型に載せる部分型載せ工程と、前記部分型及び前記下型へ前記ワークを差し込むワークセット工程と、このワークの上方突出長さを知るために、前記部分型の上面から前記ワークの上端までの長さを計測する長さ計測工程と、得られる成形品での鍔部の高さ寸法が所定寸法範囲に収まるように、前記上型パンチの押力を段階的に変更しながら前記上型パンチを下げて成形品を得る試し鍛造工程と、このときの前記押力を記録すると共に、前記長さ情報を記録する記録工程と、前記部分型載せ工程、ワークセット工程、長さ計測工程、試し鍛造工程及び記録工程を、前記部分型を替えながら複数回実施して、複数個の前記長さ情報と複数個の前記押力情報を取得し、複数個の前記長さ情報と複数個の前記押力情報とから前記長さと前記押力との相関マップを作成する工程と、からなり、前記量産工程は、量産で設定する上型の押力を前記相関に当てはめて、前記部分型の上面から前記ワークの上端までの長さを決定する工程と、量産に供するワークの上方突出長さが、前工程で得られた前記部分型の上面から前記ワークの上端までの長さに適合する下型を選択する選択工程と、選択された部分型を用いて鍛造を実施する鍛造工程とからなる、ことを特徴とする。
In the first aspect of the invention, a partial mold having a hole having the same diameter as that of the cylindrical cavity is placed on a lower mold having a cylindrical cavity and a tapered cavity extending from the lower end of the cylindrical cavity. A workpiece is inserted into the partial mold and the lower mold from above, and the upper end of the workpiece is pushed and plastically deformed by an upper punch, so that a column portion, a taper portion extending from one end of the column portion, and the other end of the column portion are inserted. In the work forging method to obtain a molded product composed of the formed heel part,
This work forging method includes a trial process that is performed prior to mass production, and a mass production process that performs mass production forging. The trial process includes a preparation process that prepares a plurality of partial dies having different height dimensions, and a plurality of preparation processes. In order to know a partial mold placing step of placing a partial die selected from the individual on the lower die, a workpiece setting step of inserting the workpiece into the partial die and the lower die, and an upward protruding length of the workpiece, the partial die A step of measuring the length from the upper surface of the workpiece to the upper end of the workpiece, and the pressing force of the upper punch so that the height dimension of the collar portion of the obtained molded product is within a predetermined dimension range A trial forging process for obtaining a molded product by lowering the upper mold punch while changing the position, a recording process for recording the pressing force at this time, and recording the length information, a partial mold placing process, a workpiece Set process, length The measurement process, the trial forging process and the recording process are performed a plurality of times while changing the partial mold, a plurality of the length information and the plurality of pressing force information are obtained, and the plurality of the length information and And a step of creating a correlation map between the length and the pressing force from a plurality of the pressing force information, and the mass production step applies the upper die pressing force set in mass production to the correlation, The step of determining the length from the upper surface of the partial mold to the upper end of the workpiece, and the upward protruding length of the workpiece for mass production is the length from the upper surface of the partial mold to the upper end of the workpiece obtained in the previous step And a forging step for performing forging using the selected partial die.
請求項２に係る発明では、ワークは、棒状ワークであることを特徴とする。
In the invention which concerns on
請求項３に係る発明では、鍛造工程で実施する鍛造は、冷間鍛造であることを特徴とする。
The invention according to
請求項４に係る発明では、量産工程は、鍛造工程にて成形されたワークを下型から離間させるノックアウト工程を有することを特徴とする。
The invention according to
請求項５に係る発明では、筒形キャビティ及びこの筒形キャビティの下端から先細り状に延びるテーパ状キャビティを有する下型に、筒形キャビティと同径の穴が開いている部分型を載せ、この部分型及び下型へワークを上から差し込み、このワークの上端を、上型パンチで押して塑性変形させることで、柱部とこの柱部の一端から延びるテーパ部と柱部の他端に形成される鍔部とからなる成形品を得るワーク鍛造装置に内蔵される電子記憶媒体に記憶され、当該ワーク鍛造装置の動作を制御するワーク鍛造動作プログラムであって、このワーク鍛造動作プログラムは、量産に先立って実施するトライ作業部プログラムを有し、トライ作業部プログラムは、複数個の部分型から１つを、選択し且つ下型に載せる部分型載せ部分と、部分型及び下型へワークを差し込むワークセット部分と、このワークの上方突出長さをワーク鍛造装置が認識するために、部分型の上面からワークの上端までの長さを計測する長さ計測部分と、得られる成形品での鍔部の高さ寸法が所定寸法範囲に収まるように、上型パンチの押力を段階的に変更しながら上型パンチを下げて成形品を得る試し鍛造部分と、試し鍛造部分を実行する際の押力情報と共に、長さ情報を電子記憶媒体に記録する記録部分と、部分型載せ部分、ワークセット部分、長さ計測部分、試し鍛造部分および記録部分を、部分型を替えながら複数回実行して、複数個の前記長さ情報と複数個の前記押力情報とから長さと押力との相関マップを作成する相関マップ作成部分と、からなることを特徴とする。 In the invention according to claim 5, on the lower mold having a cylindrical cavity and a tapered cavity extending from the lower end of the cylindrical cavity, a partial mold having a hole having the same diameter as the cylindrical cavity is placed. The workpiece is inserted into the partial mold and the lower mold from above, and the upper end of the workpiece is plastically deformed by pushing the upper mold punch, thereby forming the column portion, the tapered portion extending from one end of the column portion, and the other end of the column portion. A workpiece forging operation program that is stored in an electronic storage medium built in a workpiece forging device that obtains a molded product that includes a flange and controls the operation of the workpiece forging device. Having a trial work section program executed in advance, the trial work section program selecting one of a plurality of partial molds and placing them on a lower mold, a partial mold, A work set part for inserting the work into the mold, and a length measuring part for measuring the length from the upper surface of the partial mold to the upper end of the work in order for the work forging device to recognize the upward projecting length of the work are obtained. The trial forging part that lowers the upper die punch and obtains the molded product while changing the pressing force of the upper die punch stepwise so that the height dimension of the collar part in the molded product is within the predetermined dimension range, and the trial forging part Change the partial die for the recording part that records the length information on the electronic storage medium, the partial die mounting part, the work set part, the length measurement part, the trial forging part, and the recording part. However, it is characterized in that it comprises a correlation map creating part that executes a plurality of times and creates a correlation map between length and pressing force from the plurality of length information and the plurality of pressing force information.
請求項１に係る発明では、トライ工程で、棒状ワークの上方突出長さと押力との相関マップ作成し、量産工程で、上型の押力を、相関に当てはめて部分型の上面から棒状ワークの上端までの長さを決定し、量産に供する棒状ワークの上方突出長さが、前工程で得られた部分型の上面から棒状ワークの上端までの長さに適合する部分型を選択し、選択された部分型を用いて鍛造を実施する。ワークが長尺であっても、棒状ワークの上端が部分型の上面に対して所望の高さ上回るだけなので、上型パンチを下げて鍛造を実施しても材料が下型からこぼれることなく鍔部が形成される。鍔部の体積分だけ材料が鍔部にとられ、棒状ワークの柱部が短くなるので、下型を短くすることができる。結果、鍛造装置が小型化でき、ノックアウトストロークを短くすることができるワークの鍛造方法を提供することができる。
In the invention according to
請求項２に係る発明では、ワークは、棒状ワークである。長尺ワークの鍛造は、金型が長くなり鍛造装置全体も大型化する傾向にあるが、この点、本発明では比較的短い金型でも良く、鍛造装置全体の小型化を図ることができる。
In the invention which concerns on
請求項３に係る発明では、鍛造工程で実施する鍛造は、冷間鍛造である。冷間鍛造での長尺ワークの鍛造は、ワークが座屈し易いため、技術的に難しいと言われているが、この点、本発明では冷間鍛造であっても長尺ワークの鍛造を容易に実施することができる。
In the invention which concerns on
請求項４に係る発明では、量産工程は、鍛造工程にて成形された棒状ワークを下型から離間させるノックアウト工程を有する。下型を比較的短くすることができるので、ノックアウトのストロークを短くすることができ、サイクルタイムを小さくすることができる。
In the invention which concerns on
請求項５に係る発明では、ワーク鍛造動作プログラムは、量産に先立って実施するトライ作業部プログラムを有する。ワーク鍛造装置に、このようなワーク鍛造動作プログラムが記憶、実行されるので、量産に先立って実施するトライ作業が自動化されるから、相関マップを、人手を掛けずに作成することができる。 In the invention which concerns on Claim 5, a workpiece | work forge operation | movement program has a try work part program implemented prior to mass production. Since the workpiece forging operation program is stored and executed in the workpiece forging apparatus, the trial work performed prior to mass production is automated, so that the correlation map can be created without manpower.
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings are viewed in the direction of the reference numerals.
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、鍛造装置１０は、ベース１１と、このベース１１から上へ延びる柱１２と、この柱１２の上端から水平に延びる梁１３と、ベース１１に支持部材１４を介して載せられるロアプレート１５と、このロアプレート１５から上へ延びるガイドポスト１６と、このガイドポスト１６で案内されるアッパプレート１７と、梁１３に設けられアッパプレート１７を昇降する昇降シリンダ１８とからなる。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the
詳細には、昇降シリンダ１８から下へ延びるピストンロッド２１にアッパプレート１７が連結され、アッパプレート１７の下部にワークとしての棒状ワーク２３を押す上型パンチ２４が設けられている。上型パンチ２４は上型枠２５に支持され、この上型枠２５は第１のクランププレート２６に支持され、この第１のクランププレート２６は第１のボルト２７によってアッパプレート１７に固定されている。
なお、上型パンチ２４の下面２８は平面であるが、ワークの形状に合わせて下面としてのコア２８の形状を適宜変更しても差し支えない。
More specifically, an
Although the
ロアプレート１５の上部に棒状ワーク２３を支持する下型３１が設けられている。この下型３１は下型枠３２に囲われ、この下型枠３２は第２のクランププレート３３に支持され、この第２のクランププレート３３は第２のボルト３４によってロアプレート１５に固定されている。下型３１及び下型枠３２の上部に穴３５が開いている部分型３６が載せられている。
A
下型３１は、筒形キャビティ３７及びこの筒形キャビティ３７の下端から先細り状に延びるテーパ状キャビティ３８を有し、筒形キャビティ３７とテーパ状キャビティ３８とでキャビティ４１が構成される。
なお、実施例において、テーパ状キャビティ３８は、テーパ部を２ヵ所有しているが、これに限定されず、１ヵ所、３ヵ所以上のテーパ部を有する形態でも差し支えない。
The
In the embodiment, the tapered
ベース１１に、ノックアウトピン４２によって棒状ワーク２３をノックアウトするノックアウト用シリンダ４３が設けられている。なお、図示しない６軸多関節ロボットが鍛造装置１０の近傍に配置され、この６軸多関節ロボットが棒状ワーク２３をキャビティ４１に差し込んでもかまわない。図示しない制御部が鍛造装置１０と図示しない６軸多関節ロボットとに接続されそれぞれ制御する。制御部には、鍛造装置１０と図示しない６軸多関節ロボットとの動作を制御するシーケンスプログラムが記憶され、更に鍛造に必要な種々のパラメータを記録および出力することができる電子記憶媒体も内蔵される。
The base 11 is provided with a
以上の述べた鍛造装置１０の作用を次に述べる。
図２に示されるように、高さＭ（Ｍ１、Ｍ２、・・・、Ｍｎ）の異なる部分型３６を複数個準備する（準備工程）。図示しないオペレータ又は６軸ロボットが、複数個から選択した部分型３６を下型３１に載せる（部分型載せ工程）。オペレータ又は６軸ロボットは、部分型３６及び下型３１へ矢印（１）の向きに棒状ワーク２３を差し込む（ワークセット工程）。
The operation of the forging
As shown in FIG. 2, a plurality of
棒状ワーク２３の上方突出長さＬ、すなわち部分型３６の上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの長さＬの情報を、オペレータ又は６軸ロボットは計測する（長さ計測工程）。なお、６軸多関節ロボットで計測する場合は、多関節ロボットは、光を照射して反射光を受光して長さを計測するレーザ変位計に持ち替えて長さＬを測定する。レーザ変位計は、鍛造装置１０と図示しない６軸多関節ロボットとを制御する制御部６２に接続されている。
昇降シリンダ１８を可動させ上型パンチ２４の押力Ｆを、段階的に変更しながら矢印（２）のように上型パンチ２４を下げて成形品を得る（試し鍛造工程）。このとき、速度計測器５３で上型パンチ２４の速度Ｖを計測し、ロードセル５４で上型パンチ２４の押力Ｆを計測し、速度Ｖ、押力Ｆ及び長さＬの情報を、制御部６２は記録する（記録工程）。速度計測器５３及びロードセル５４もまた制御部６２に接続される。
The operator or 6-axis robot measures information on the upward projecting length L of the rod-shaped
The raising / lowering
図３に示されるように、棒状ワーク２３は、キャビティ４１に押し込まれて塑性変形し、柱部５５とこの柱部５５の一端から延びるテーパ部５６と柱部５５の他端に形成される鍔部５７とからなる成形品となる。
As shown in FIG. 3, the rod-shaped
制御部６２は上型パンチ２４を、矢印（３）のように上昇させる。そして、鍔部５７の高さＨ、すなわち部分型３６の上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの高さＨを、レーザ変位計を把持する６軸多関節ロボット又はオペレータが計測し、鍔部５７の横方向に広がった外径Ｄを計測する。
ノックアウト用シリンダ４３を可動させ、ノックアウトピン４２を矢印（４）のように上昇させることで、棒状ワーク２３はノックアウトされる。
The controller 62 raises the
The rod-
次にトライ工程をフローで説明する。
図４に示されるように、ステップ（以下、ＳＴと記す。）０１で、高さ寸法の異なる部分型３６を複数個準備する（準備工程）。
ＳＴ０２で、複数個から選択した部分型３６を下型３１に載せる（部分型載せ工程）。
ＳＴ０３で、部分型３６及び下型３１へ棒状ワーク２３を差し込む（ワークセット工程）。
Next, the trial process will be described with reference to a flow.
As shown in FIG. 4, in step (hereinafter referred to as ST) 01, a plurality of
In ST02, a plurality of
In ST03, the rod-shaped
ＳＴ０４で、棒状ワーク２３の上方突出長さＬを計測する（長さ計測工程）。
ＳＴ０５で上型パンチ２４を下降させ、ＳＴ０６で鍛造を実施する（試し鍛造工程）。
ＳＴ０７で、押力Ｆを計測し、押力Ｆ、長さＬの情報を記録する（記録工程）。
ＳＴ０８で、上型パンチ２４が所定位置まで下がったか否かを判定し、下がっている場合はＳＴ０９に進み、下がっていない場合はＳＴ０５に戻る。
In ST04, the upward projecting length L of the rod-shaped
In ST05, the
In ST07, the pressing force F is measured, and information on the pressing force F and the length L is recorded (recording process).
In ST08, it is determined whether or not the
ＳＴ０９で棒状ワーク２３の上部が鍔状となり、ＳＴ１０で上型パンチ２４を上昇させる。
ＳＴ１１で、鍔部５７の下面が部分型３６（下型）の上面に当たっているか判定し、当たっている場合はＳＴ１２に進み、当たっていない場合はＳＴ１６に進む。
In ST09, the upper portion of the rod-shaped
In ST11, it is determined whether or not the lower surface of the
ＳＴ１２で、部分型３６（下型）の上面から鍔部５７の上面までの高さＨを計測する。
ＳＴ１３で、Ｈが１０ｍｍ以上か否かを判定し、Ｈが１０ｍｍ以上の場合はＳＴ１４に進み、Ｈが１０ｍｍ未満の場合はＳＴ１６に進む。
ＳＴ１４で、Ｈが３０ｍｍ以下か否かを判定し、Ｈが３０ｍｍ以下の場合はＳＴ１５に進み、Ｈが３０ｍｍより大きい場合はＳＴ１８に進む。
In ST12, the height H from the upper surface of the partial mold 36 (lower mold) to the upper surface of the
In ST13, it is determined whether or not H is 10 mm or more. If H is 10 mm or more, the process proceeds to ST14, and if H is less than 10 mm, the process proceeds to ST16.
In ST14, it is determined whether or not H is 30 mm or less. If H is 30 mm or less, the process proceeds to ST15, and if H is greater than 30 mm, the process proceeds to ST18.
ＳＴ１５で、部分型載せ工程、ワークセット工程、長さ計測工程、試し鍛造工程及び記録工程を部分型を替えながら複数回実施し、複数個の長さＬと複数個の押力Ｆの情報から長さＬと押力Ｆの相関を見出し相関マップを作成する（長さと押力の相関を見出す工程）。なお、長さＬと押力Ｆの相関だけでなく、長さＬと上型パンチ２４の速度Ｖとの相関や、長さＬ、押力Ｆ及び速度Ｖの相関を見出し相関マップを作成しても差し支えない。
In ST15, the partial mold placing process, the work setting process, the length measuring process, the trial forging process, and the recording process are performed a plurality of times while changing the partial mold, and from the information of the plurality of lengths L and the plurality of pressing forces F. The correlation between the length L and the pressing force F is found and a correlation map is created (step of finding the correlation between the length and the pressing force). Not only the correlation between the length L and the pressing force F but also the correlation between the length L and the speed V of the
また、ＳＴ１６で棒状ワーク２３を撤去し、ＳＴ１７で上型パンチ２４の押力Ｆを大きく設定し、ＳＴ０３へ進む。
また、ＳＴ１８で棒状ワーク２３を撤去し、ＳＴ１９で部分型３６（下型）の上面を高く設定したものを選択し、ＳＴ０２へ進む。
In ST16, the rod-
In ST18, the rod-shaped
次に長さＬと押力Ｆの相関マップの作成について説明する。
図５（ａ）に示されるように、横軸に押力Ｆ、縦軸にワークの上方突出長さＬをとる。制御部（図３、符号５７）に内蔵される電子記憶媒体から採取されたパラメータを出力する。
相関マップの作成は、制御部６２で行われるか、鍛造装置１０の制御部６２に接続される図示しない上位コンピュータで行われるかどちらでもかまわない。
鍔部（図３、符号５７）の高さＨが１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下の合格範囲にある場合の押力Ｆ、長さＬに対応する点を、制御部６２又は上位コンピュータの仮想空間上に複数プロットする。
制御部６２又は上位コンピュータの仮想空間上で作成された相関マップは、制御部６２又は上位コンピュータに内蔵される電子記憶媒体に送信されて記憶される。
（ｂ）に示されるように、（ａ）でプロットした点を滑らかに結ぶ。得られた曲線から長さＬと押力Ｆの相関が見出され、長さＬと押力Ｆの相関マップが作成される。
Next, creation of a correlation map between the length L and the pressing force F will be described.
As shown in FIG. 5A, the horizontal axis represents the pressing force F, and the vertical axis represents the upward projecting length L of the workpiece. The parameters collected from the electronic storage medium built in the control unit (FIG. 3, reference numeral 57) are output.
The creation of the correlation map may be performed either by the control unit 62 or by a host computer (not shown) connected to the control unit 62 of the forging
A plurality of points corresponding to the pressing force F and length L in the case where the height H of the collar portion (FIG. 3, reference numeral 57) is within an acceptable range of 10 mm or more and 30 mm or less on the virtual space of the control unit 62 or the host computer. Plot.
The correlation map created in the virtual space of the control unit 62 or the host computer is transmitted to and stored in an electronic storage medium built in the control unit 62 or the host computer.
As shown in (b), the points plotted in (a) are smoothly connected. A correlation between the length L and the pressing force F is found from the obtained curve, and a correlation map between the length L and the pressing force F is created.
次に量産工程をフローで説明する。
図６に示されるように、ＳＴ２０で、量産で使用する鍛造装置に応じて設定する押力Ｆを決定する。
ＳＴ２１で、押力Ｆを相関マップに当てはめて、部分型３６の上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの長さＬ０（ワーク突出長さＬ０）を決定する（長さを決定する工程）。量産に供する棒状ワーク２３の上方突出長さＬ０が、長さを決定する工程で得られた部分型３６の上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの長さに適合する部分型３６を選択する（選択工程）。
Next, the mass production process will be described with reference to a flow.
As shown in FIG. 6, in ST20, the pressing force F set according to the forging device used in mass production is determined.
In ST21, the pressing force F is applied to the correlation map to determine the length L 0 (work projecting length L 0 ) from the
ＳＴ２２で、上型パンチ２４を下降させて鍛造を実施する（鍛造工程）。
ＳＴ２３で上型パンチ２４を上昇させ、ＳＴ２４でノックアウトピン４２を上昇させ、棒状ワーク２３を取り出す。
In ST22, the
In ST23, the
次に棒状ワーク２３の上方突出長さＬ０について説明する。
図７（ａ）に示されるように、長さＬと押力Ｆの相関マップから、棒状ワーク２３の上方突出長さＬ０を決定する。
（ｂ）に示されるように、部分型３６がない状態において、棒状ワーク２３を下型に差し込んだ際の、下型３１の上面５８から棒状ワーク２３の上端５２までの長さＬ１１を計測する。
It will now be described upper projection length L 0 of the rod-shaped
As shown in FIG. 7A, the upward projecting length L 0 of the rod-
As shown in (b), in the absence of
（ｃ）に示されるように、部分型３６を下型３１に載せた際、部分型３６の上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの長さがＬ０となるような厚さの部分型３６を選択する。部分型３６の厚さは、（Ｌ１１−Ｌ０）となる。
（ｄ）に示されるように、下型３１に部分型３６を載せると、部分型３６の上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの長さはＬ０となる。
なお、量産の下型は、前記下型３１の部分型３６が載せられたものが一体となってキャビティ４１を同様の形状をしたキャビティが形成されたものであってもよい。すなわち、その場合も上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの長さはやはりＬ０となる。
As (c), the time of carrying the
As shown (d), the Placing
The mass-produced lower mold may be one in which a
次にノックアウトのストロークについて説明する。
図８（ａ）は比較例に係る鍛造装置１２０であり、棒状ワーク１２１は下型１２２に差し込まれている。棒状ワーク１２１の上端１２３は、下型１２２の上面１２４よりも低い位置にある。昇降シリンダ１２５を作動させ上型パンチ１２６を下降させ、鍛造を実施する。
Next, the knockout stroke will be described.
FIG. 8A shows a forging
すると、想像線で示す上型パンチ１２６の位置まで、上型パンチ１２６は下降する。上型パンチ１２６のコアロッド１２７は、棒状ワーク１２１の上端１２３から想像線で示すコアロッド１２７の下端１２８までの長さＳ１で負荷を受ける。すなわち、負荷を受けるストロークはＳ１となる。
また、棒状ワーク１２１の鍛造後、棒状ワーク１２１がキャビティ１２９内に完全に入っているため、棒状ワーク１２１を取り出す際のノックアウトピン１３０のストロークＳ２は長くなる。
Then, the
Further, after the bar-shaped
図８（ｂ）は実施例に係る鍛造装置１０であり、鍛造時、想像線で示す上型パンチ２４の位置まで、上型パンチ２４は下降する。鍛造時、上型パンチ２４は、棒状ワーク２３の上端５２から想像線で示す上型パンチ２４の下面６１までの長さＳ３で負荷を受ける。すなわち、負荷を受けるストロークはＳ２となる。
FIG. 8B shows the forging
Ｓ１＞Ｓ３であるため、比較例に比べて実施例は、上型パンチ２４及び下型３１に掛かる負荷が小さい。また、棒状ワーク２３の鍛造後、棒状ワーク２３がキャビティ４１内に入っている部分が比較例に比べて短いので、棒状ワーク２３を取り出す際のノックアウトピン４２のストロークＳ４が短くなる。結果、ノックアウトピン４２の負荷も小さくなる。なお、ノックアウトのストロークはＳ４以下であってもよい。
Since S1> S3, the load applied to the
以上に述べた鍛造装置１０の作用効果を以下に記載する。
上記の図１に示されるように、筒形キャビティ３７及びこの筒形キャビティ３７の下端から先細り状に延びるテーパ状キャビティ３８を有する下型３１に、筒形キャビティ３７と同径の穴３５が開いている部分型３６を載せ、この部分型３６及び下型３１へワーク２３を上から差し込み、このワーク２３の上端５２を上型パンチ２４で押して塑性変形させることで、図３に示される柱部５５とこの柱部５５の一端から延びるテーパ部５６と柱部５５の他端に形成される鍔部５７とからなる成形品を得るワーク鍛造方法において、このワーク鍛造方法は、量産に先立って実施するトライ工程と、量産鍛造を実施する量産工程と、からなり、トライ工程は、高さ寸法が異なる部分型３６を複数個準備する準備工程と、複数個から選択した部分型３６を下型３１に載せる部分型載せ工程と、部分型３６及び下型３１へワーク２３を差し込むワークセット工程と、このワーク２３の上方突出長さを知るために、部分型３６の上面５１からワーク２３の上端５２までの長さを計測する長さ計測工程と、得られる成形品での鍔部５７の高さ寸法が所定寸法範囲に収まるように、上型パンチ２４の押力を段階的に変更しながら上型パンチ２４を下げて成形品を得る試し鍛造工程と、このときの押力を記録すると共に、長さ情報を記録する記録工程と、部分型載せ工程、ワークセット工程、長さ計測工程、試し鍛造工程及び記録工程を、部分型３６を替えながら複数回実施して、複数個の長さ情報と複数個の押力情報を取得し、複数個の長さ情報と複数個の押力情報とから長さと押力との相関マップを作成する工程と、からなり、量産工程は、量産で設定する上型パンチ２４の押力を相関に当てはめて、部分型３６の上面からワーク２３の上端までの長さを決定する工程と、量産に供するワーク２３の上方突出長さが、前工程で得られた部分型３６の上面５１からワーク２３の上端５２までの長さに適合する下型３１を選択する選択工程と、選択された部分型３６を用いて鍛造を実施する鍛造工程とからなる。
The effects of the forging
As shown in FIG. 1 above, a
この工程により、ワーク２３が長尺であっても、ワーク２３の上端５２が部分型３６の上面５１に対して所望の高さ上回るだけなので、上型パンチ２４を下げて鍛造を実施しても材料が下型３１からこぼれることなく鍔部５７が形成される。鍔部５７の体積分だけ材料が鍔部５７にとられ、ワーク２３の柱部５５が短くなるので、下型３１を短くすることができる。結果、鍛造装置１０が小型化でき、ノックアウトストロークを短くすることができるワークの鍛造方法を提供することができる。
Even if the
上記の図１に示されるように、ワーク２３は、棒状ワークである。
この構成により、長尺ワークの鍛造は、金型３１が長くなり鍛造装置１０全体も大型化する傾向にあるが、この点、本発明では比較的短い金型３１でも良く、鍛造装置１０全体の小型化を図ることができる。
As shown in FIG. 1 above, the
With this configuration, forging of a long workpiece tends to increase the size of the forging
上記の図２に示されるように、鍛造工程で実施する鍛造は、冷間鍛造である。
この工程により、冷間鍛造での長尺ワークの鍛造は、ワーク２３が座屈し易いため、技術的に難しいと言われているが、この点、本発明では冷間鍛造であっても長尺ワークの鍛造を容易に実施することができる。
As shown in FIG. 2 above, forging performed in the forging process is cold forging.
According to this process, forging of a long workpiece by cold forging is said to be technically difficult because the
上記の図３に示されるように、量産工程は、鍛造工程にて成形された棒状ワーク２３を下型３１から離間させるノックアウト工程を有する。
この工程により、下型３１を比較的短くすることができるので、ノックアウトのストロークを短くすることができ、サイクルタイムを小さくすることができる。
As shown in FIG. 3 described above, the mass production process includes a knockout process for separating the bar-shaped
By this step, the
上記の図２、図３に示されるように、筒形キャビティ３７及びこの筒形キャビティ３７の下端から先細り状に延びるテーパ状キャビティ３８を有する下型３１に、筒形キャビティ３７と同径の穴３５が開いている部分型３６を載せ、この部分型３６及び下型３１へワーク２３を上から差し込み、このワーク２３の上端を、上型パンチ２４で押して塑性変形させることで、柱部５５とこの柱部５５の一端から延びるテーパ部５６と柱部５５の他端に形成される鍔部５７とからなる成形品を得るワーク鍛造装置１０に内蔵される電子記憶媒体に記憶され、当該ワーク鍛造装置１０の動作を制御するワーク鍛造動作プログラムであって、このワーク鍛造動作プログラムは、量産に先立って実施するトライ作業部プログラムを有し、トライ作業部プログラムは、複数個の部分型３６から１つを、選択し且つ下型３１に載せる部分型載せ部分と、部分型３６及び下型３１へワーク２３を差し込むワークセット部分と、このワーク２３の上方突出長さＬをワーク鍛造装置１０が認識するために、部分型３６の上面５１からワーク２３の上端５２までの長さを計測する長さ計測部分と、得られる成形品での鍔部５７の高さ寸法が所定寸法範囲に収まるように、上型パンチ２４の押力を段階的に変更しながら上型パンチ２４を下げて成形品を得る試し鍛造部分と、試し鍛造部分を実行する際の押力情報と共に、長さ情報を電子記憶媒体に記録する記録部分と、部分型載せ部分、ワークセット部分、長さ計測部分、試し鍛造部分および記録部分を、部分型３６を替えながら複数回実行して、複数個の前記長さ情報と複数個の押力情報とから長さと押力との相関マップを作成する相関マップ作成部分と、からなる。
As shown in FIGS. 2 and 3, a hole having the same diameter as that of the cylindrical cavity 37 is formed in the
この構成により、ワーク鍛造動作プログラムは、量産に先立って実施するトライ作業部プログラムを有する。ワーク鍛造装置１０に、このようなワーク鍛造動作プログラムが記憶、実行されるので、量産に先立って実施するトライ作業が自動化されるから、相関マップを、人手を掛けずに作成することができる。
With this configuration, the workpiece forging operation program has a try work section program that is executed prior to mass production. Since such a workpiece forging operation program is stored and executed in the
尚、本発明に係る棒状ワークの鍛造方法は、実施の形態ではビレットを円柱状の長尺ワークとして適用したが、ビレットは円柱部とテーパ部とからなる長尺ワークに適用可能であり、一般の長尺ワークに適用することは差し支えない。 In the embodiment, the forging method of the rod-shaped workpiece according to the present invention is applied to the billet as a cylindrical long workpiece, but the billet can be applied to a long workpiece consisting of a cylindrical portion and a tapered portion. It can be applied to other long workpieces.
本発明のワークの鍛造方法は、軸付円盤部品に好適である。 The method for forging a workpiece according to the present invention is suitable for a disk component with a shaft.
１０…鍛造装置、２３…ワーク（棒状ワーク）、２４…上型パンチ、３１…下型、３５…部分型の穴、３６…部分型、３７…筒形キャビティ、３８…テーパ状キャビティ、４１…キャビティ、４２…ノックアウトピン、５１…部分型の上面、５２…棒状ワークの上端、５５…柱部、５６…テーパ部、５７…鍔部、６２…制御部、Ｌ…部分型の上面から棒状ワークの上端までの長さ（上方突出長さ）、Ｍ…部分型の高さ、Ｈ…鍔部の高さ、Ｄ…鍔部の径、Ｆ…押力、Ｖ…上型の速度。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
このワーク鍛造方法は、量産に先立って実施するトライ工程と、量産鍛造を実施する量産工程と、からなり、
前記トライ工程は、
高さ寸法が異なる部分型を複数個準備する準備工程と、
複数個から選択した部分型を前記下型に載せる部分型載せ工程と、
前記部分型及び前記下型へ前記ワークを差し込むワークセット工程と、
このワークの上方突出長さを知るために、前記部分型の上面から前記ワークの上端までの長さを計測する長さ計測工程と、
得られる成形品での鍔部の高さ寸法が所定寸法範囲に収まるように、前記上型パンチの押力を段階的に変更しながら前記上型パンチを下げて成形品を得る試し鍛造工程と、
このときの前記押力を記録すると共に、前記長さ情報を記録する記録工程と、
前記部分型載せ工程、ワークセット工程、長さ計測工程、試し鍛造工程及び記録工程を、前記部分型を替えながら複数回実施して、複数個の前記長さ情報と複数個の前記押力情報を取得し、複数個の前記長さ情報と複数個の前記押力情報とから前記長さと前記押力との相関マップを作成する工程と、からなり、
前記量産工程は、
量産で設定する上型の押力を前記相関に当てはめて、前記部分型の上面から前記ワークの上端までの長さを決定する工程と、
量産に供するワークの上方突出長さが、
前工程で得られた前記部分型の上面から前記ワークの上端までの長さに適合する下型を選択する選択工程と、
選択された部分型を用いて鍛造を実施する鍛造工程とからなる、ことを特徴とするワーク鍛造方法。 A partial mold having a hole with the same diameter as the cylindrical cavity is placed on a lower mold having a cylindrical cavity and a tapered cavity extending from the lower end of the cylindrical cavity to the partial mold and the lower mold. A work piece is inserted from above, and the upper end of the work piece is pushed and plastically deformed by an upper die punch, thereby comprising a pillar part, a tapered part extending from one end of the pillar part, and a flange part formed at the other end of the pillar part. In the work forging method to obtain a molded product,
This work forging method consists of a trial process to be carried out prior to mass production and a mass production process to carry out mass production forging.
The trial process includes
A preparation step of preparing a plurality of partial molds having different height dimensions;
A partial mold placing step of placing a plurality of partial molds selected on the lower mold;
A workpiece setting step of inserting the workpiece into the partial mold and the lower mold;
In order to know the upward projecting length of this workpiece, a length measuring step for measuring the length from the upper surface of the partial mold to the upper end of the workpiece;
A trial forging step of obtaining the molded product by lowering the upper die punch while changing the pressing force of the upper die punch stepwise so that the height dimension of the collar portion in the obtained molded product falls within a predetermined size range; ,
A recording step of recording the pressing force at this time and recording the length information;
The partial mold placing process, the work setting process, the length measuring process, the trial forging process, and the recording process are performed a plurality of times while changing the partial mold, and a plurality of the length information and a plurality of the pressing force information. And creating a correlation map of the length and the pressing force from a plurality of the length information and a plurality of the pressing force information,
The mass production process
Applying a pressing force of an upper die set in mass production to the correlation, and determining a length from an upper surface of the partial die to an upper end of the workpiece;
The upward projecting length of the workpiece for mass production is
A selection step of selecting a lower die that matches the length from the upper surface of the partial die obtained in the previous step to the upper end of the workpiece;
A work forging method, comprising: a forging step of forging using a selected partial die.
このワーク鍛造動作プログラムは、量産に先立って実施するトライ作業部プログラムを有し、
前記トライ作業部プログラムは、
前記複数個の部分型から１つを、選択し且つ前記下型に載せる部分型載せ部分と、
前記部分型及び前記下型へ前記ワークを差し込むワークセット部分と、
このワークの上方突出長さを前記ワーク鍛造装置が認識するために、前記部分型の上面から前記ワークの上端までの長さを計測する長さ計測部分と、
得られる成形品での鍔部の高さ寸法が所定寸法範囲に収まるように、前記上型パンチの押力を段階的に変更しながら前記上型パンチを下げて成形品を得る試し鍛造部分と、
前記試し鍛造部分を実行する際の前記押力情報と共に、前記長さ情報を電子記憶媒体に記録する記録部分と、
前記部分型載せ部分、ワークセット部分、長さ計測部分、試し鍛造部分および記録部分を、前記部分型を替えながら複数回実行して、複数個の前記長さ情報と複数個の前記押力情報とから前記長さと前記押力との相関マップを作成する相関マップ作成部分と、からなることを特徴とするワーク鍛造動作プログラム。 A partial mold having a hole with the same diameter as the cylindrical cavity is placed on a lower mold having a cylindrical cavity and a tapered cavity extending from the lower end of the cylindrical cavity to the partial mold and the lower mold. By inserting the workpiece from above and pressing the upper end of the workpiece with an upper die punch to cause plastic deformation, the column portion, the tapered portion extending from one end of the column portion, and the flange portion formed at the other end of the column portion A workpiece forging operation program for controlling the operation of the workpiece forging device, which is stored in an electronic storage medium built in the workpiece forging device to obtain a formed product,
This work forging operation program has a trial work section program to be implemented prior to mass production,
The try work section program is:
Selecting one of the plurality of partial molds and placing the partial mold on the lower mold;
A workpiece set portion for inserting the workpiece into the partial mold and the lower mold;
In order for the workpiece forging device to recognize the upward projecting length of the workpiece, a length measuring portion that measures the length from the upper surface of the partial mold to the upper end of the workpiece;
A trial forging portion for obtaining a molded product by lowering the upper die punch while gradually changing the pressing force of the upper die punch so that the height dimension of the collar portion in the obtained molded product is within a predetermined size range; ,
Along with the pressing force information when executing the trial forging portion, a recording portion for recording the length information in an electronic storage medium,
The partial mold placement part, the work set part, the length measurement part, the trial forging part and the recording part are executed a plurality of times while changing the partial mold, and a plurality of the length information and a plurality of the pressing force information. A workpiece forging operation program, comprising: a correlation map creating portion for creating a correlation map between the length and the pressing force from
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