JP5718078B2 - 閉塞鍛造装置および閉塞鍛造方法 - Google Patents
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Description
また、本発明の別の目的は、放射状軸部品の品質向上し得る閉塞鍛造装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明の別の目的は、設備の大型化を抑制し得る閉塞鍛造装置を提供することを目的とする。
さらに、特許請求の範囲に記載された請求項5の技術的手段を採用する。この手段によると、複数の軸部の付け根に繋がる前記放射状軸部品の本体部は、一対のパンチ、一方の金型および他方の金型により成形され、複数の軸部は、複数の横型により成形され、本体部の側壁部には、一方の金型と他方の金型との合わせ面によるバリが形成されており、数の軸部には、バリが形成されていない。
また、請求項5の発明で製造された放射状軸部品には、その本体部の側壁部にバリ(分割線やパーティングラインともいう)が形成される。
まず、本実施形態に係る閉塞鍛造装置10の構成概要を図1を参照して説明する。なお、図1(A)には、閉塞鍛造装置10の縦断面(図1(B)に示す一点鎖線1Aによる断面)、図1(B)には、図1(A)に示す一点鎖線1Bによる横断面、がそれぞれ図示されている。
ここで、横型装置50の全体構成を説明する前に、横型ダイ51の構成を図2(D)から図2(F)等を参照して説明する。なお、図2(D)には横型ダイ51の正面、図2(E)には横型ダイ51の側面、図2(F)には横型ダイ51の底面、図2(G)には図2(D)に示す一点鎖線2Gによる横型ダイ51の断面、がそれぞれ図示されている。
ここで、図2(A)〜図2(C)等に、下型ダイ24の中央部分を含む構成の一部が図示されているので、横型ダイ51に対する上型ダイ23および下型ダイ24の構成を説明する。なお、図2(A)には下型ダイ24の部分平面(または上型ダイ23の部分底面)、図2(B)には図2(A)に示す2B方向矢視、図2(C)には図2(A)に示す一点鎖線2Cによる縦断面、がそれぞれ図示されている。また図2(H)には、図2(A)に示す一点鎖線2Cによる下型ダイ24の断面において横型装置50を組み合わせた状態が図示されている。
即ち、図2(H)に示すように、横型装置50は、横型ダイ51、軸穴ピン53、横型ダイケース54等から構成されており、横型ダイ51を横型ダイケース54に収容することにより、横型ダイ51に対して所定方向に付勢力が働き得るように構成している。
ここでカム機構について説明する。本実施形態の場合、4セット設けられる横型装置50は、これから説明するカム機構によって同期して、下型ダイ24のホルダ凹部26に位置するようにパンチ穴24aに向けて前進したり、またパンチ穴24aから遠ざかるように後退する。
次に、このように構成される閉塞鍛造装置10によって閉塞鍛造されるワーク100の構成を図3を参照して説明する。なお、図3(A)には、ワーク100の平面、図3(B)には図3(A)に示す一点鎖線3Bによる断面、図3(C)には図3(A)に示す一点鎖線3Cによる断面、図3(D)には図3(A)に示す3D線方向矢視、図3(E)には図3(A)に示す3E線方向矢視、がそれぞれ図示されている。
続いて、前述した横型装置50による衝撃緩和機能の効果を図4および図5に基づいて説明する。なお、図4(A)には上型ダイ23が加圧前の下降直前にある状態、図4(B)には上型ダイ23が下型ダイ24に当接した状態、図4(C)には上型ダイ23が下死点にありインサートパンチ31およびノックアウトパンチ32によって加圧された状態、がそれぞれ図示されている。また、図5(A)には図4(A)に示す一点鎖線αの範囲内、図5(B)には図4(A)に示す一点鎖線βの範囲内、図5(C)には図4(A)に示す一点鎖線γの範囲内、をそれぞれ拡大して表したものが図示されている。
また、この上縦カム41の後方には、さらに上型ダイベース15、下型ダイベース16、ダイリング21およびダイリング22が位置(存在)し、いずれも環状部材であることから、上型ダイ23と下型ダイ24とが当接して閉塞空間Sを形成する際やインサートパンチ31とノックアウトパンチ32とによって素材Mを閉塞空間S内に押し出す際に、横型ダイ51のキャビティ52内で横型ダイ51を押し返す方向(反下型ダイ24方向)に作用する力が加わっても、このような上縦カム41や上型ダイベース15等の環状部材により対抗することが可能となる。したがって、上縦カム41や上型ダイベース15等の環状部材が設けられていない場合に比べ、横型ダイ51の後退を阻止するために必要となる抗力を小さくできるので、当該抗力を発生させる加圧装置の小型化が可能になり、設備の大型化を抑制することができる。[効果6]
次に、閉塞鍛造工程における閉塞鍛造装置10の一連動作を図6〜図9に基づいて説明する。なお、図6(A)には素材Mを投入する前の状態、図6(B)には素材Mを投入した後、上型ダイ23の下降によって上縦カム41により横型ダイ51が前進する直前の状態、図6(C)には横型ダイ51の前進が完了した状態、図7(D)には上型ダイ23のさらなる下降によって上縦カム41によるバックアップが完了した状態、図7(E)にはインサートパンチ31およびノックアウトパンチ32によって素材Mが加圧されて閉塞空間S内に押し出された状態、図7(F)には上型ダイ23および下型ダイ24が基準位置Oまで上昇した状態、図8(G)には上型ダイ23が上昇して下型ダイ24から離型した状態、図8(H)には横型ダイ51が後退して下型ダイ24から離型した状態、図8(I)には鍛造後のワーク100をノックアウトパンチ32が蹴り出す状態、をそれぞれ表したものが図示されている。
11…ラム
12…ベッド
15…上型ダイベース
16…下型ダイベース
21,22…ダイリング(環状部材)
23…上型ダイ(他方の金型)
23a…パンチ穴
24…下型ダイ(一方の金型)
24a…パンチ穴
24b…内周壁
24c…切欠部(パンチ穴の外周周囲)
24d…三角形状部(パンチ穴の外周周囲)
24e…側壁部(パンチ穴の外周周囲)
25,26…ホルダ凹部
25a,26a…円錐凹部(横型ホルダ)
25b,26b…円柱凹部(横型ホルダ)
25c,26c…ガイド凹部
27,28…仕切部
31…インサートパンチ(一対のパンチ、パンチの他方)
32…ノックアウトパンチ(一対のパンチ、パンチの一方)
41…上縦カム(横型移動手段、一方のカム)
42…下縦カム
50…横型装置
51…横型ダイ(横型)
51a…円錐台部
51b…中空円柱部
51c…フランジ部
52…キャビティ
52a…開口部
53…軸穴ピン
54…横型ダイケース
55…円筒部
56…円底部
57…カム付きフランジ(横型移動手段、他方のカム)
58,59…コイルバネ(付勢手段)
100…ワーク(放射状軸部品)
110…本体部
111…上面部
112,114…パンチ面
112a,114a…パンチ範囲内側
112b,114b…パンチ範囲外側周囲(パンチ面の外側周囲)
113…下面部
115…側縁部
120…軸部
M…素材(金属素材)
P…パンチ範囲
S…閉塞空間
Claims (5)
- 複数の軸部が放射状に形成される放射状軸部品を閉塞鍛造する閉塞鍛造装置であって、
前記軸部の形状をなすキャビティを有し金属素材を囲むようにこのキャビティの開口部を当該金属素材に向けて放射状に配置可能な複数の横型と、
前記金属素材を加圧可能に対向する一対のパンチと、
前記パンチの一方が貫通可能なパンチ穴、このパンチ穴を中心に前記複数の横型を放射状に位置決め可能に前記複数の横型に対応する複数の横型ホルダ、および、これらの複数の横型ホルダのうち周方向に隣接する横型ホルダの双方の一部を形成するとともに前記パンチ穴の外側周囲形状の一部に前記パンチ穴から離れる方向に肉厚が厚くなる逆テーパ形状を形成する仕切部を有する一方の金型と、
前記パンチの他方が貫通可能なパンチ穴を有するとともに、前記一対のパンチ、前記一方の金型および前記複数の横型によって閉塞空間を形成可能に前記一方の金型に対応して設けられる他方の金型と、
を備えることを特徴とする閉塞鍛造装置。 - 前記複数の横型は、前記キャビティと同一軸で前記開口部に向かって縮径して先端部に当該開口部が開口する円錐台部とこの円錐台部の大径側に繋がる中空円柱部とを有し、
前記一方の金型は、前記横型ホルダが前記横型の径方向断面下半分相当に合致する下側半円凹部を有し、前記仕切部が前記下側半円凹部の立ち上がる周壁部分に相当し、
前記他方の金型は、前記一方の金型の上方に位置し、前記横型の径方向断面上半分相当に合致する上側半円凹部を有し、
前記他方の金型の前記上側半円凹部の立ち下がる周壁部分の下端が、前記一方の金型の前記仕切部の上端に当接して前記閉塞空間を形成する場合において、
前記パンチ穴を中心に前記一方の金型上で放射状に配置可能に前記複数の横型を前記パンチ穴方向に前進させ得る横型移動手段と、
前記複数の横型を反重力方向および前記パンチ穴方向に付勢する付勢手段と、を備え、
前記閉塞空間を形成する前に、前記横型移動手段は、前記横型の円錐台部の先端が前記パンチ穴に突出するまで前記横型を前記付勢手段とともに前進させ、
前記閉塞空間を形成する際に、前記他方の金型は、前記上側半円凹部が前記横型の円錐台部に当接して、前記付勢手段に抗して前記横型を重力方向に付勢することを特徴とする請求項1記載の閉塞鍛造装置。 - 前記横型移動手段は、前記横型の移動方向軸とは異なる軸方向に移動可能な一方のカムと前記横型の移動方向軸と同じ軸方向に移動可能な他方のカムとからなり、
前記一方のカムは、所定方向に移動して前記他方のカムを、前記付勢手段とともに前記横型を前進させる方向に押した後、前進後の前記他方のカムの後方に位置し、
前記一方のカムのさらに後方には、前記一方の金型の周囲を囲む環状部材が位置することを特徴とする請求項2記載の閉塞鍛造装置。 - 複数の軸部が放射状に形成される放射状軸部品を閉塞鍛造する閉塞鍛造方法であって、
対向する一対のパンチと、前記軸部の形状をなすキャビティを有する複数の横型と、パンチ穴を中心に前記複数の横型を放射状に位置決め可能に前記複数の横型に対応する複数の横型ホルダおよびこれらの複数の横型ホルダのうち周方向に隣接する横型ホルダの双方の一部を形成するとともに前記パンチ穴の外側周囲形状の一部に前記パンチ穴から離れる方向に肉厚が厚くなる逆テーパ形状を形成する仕切部を有する一方の金型と、パンチ穴を有するとともに前記一方の金型に対応して設けられる他方の金型と、によって閉塞空間を区画形成し、
前記閉塞空間内の金属素材を前記一対のパンチで加圧することで前記キャビティと前記パンチ穴の外側周囲に前記金属素材を押し出して前記放射状軸部品を鍛造することを特徴とする閉塞鍛造方法。 - 前記複数の軸部の付け根に繋がる前記放射状軸部品の本体部は、前記一対のパンチ、前記一方の金型および前記他方の金型により成形され、
前記複数の軸部は、前記複数の横型により成形され、
前記本体部の側壁部には、前記一方の金型と前記他方の金型との合わせ面によるバリが形成されており、前記複数の軸部には、前記バリが形成されていないことを特徴とする請求項4記載の閉塞鍛造方法。
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