JP5720241B2 - 揺動鍛造装置および揺動鍛造方法を用いた穿孔方法 - Google Patents
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前記鍛造工具と、
前記鍛造工具を揺動させて前記素材の表面の一部を該鍛造工具の端面により押圧する工具揺動手段と、
前記工具揺動手段と協調して、前記基準軸と前記工具軸とが交差する揺動点を該基準軸に沿って相対移動させる工具送り手段と、
前記鍛造工具が自転しないように該鍛造工具の前記工具軸に対する回転を規制する回転規制手段と、
前記鍛造工具に向かって開口し、前記鍛造工具により前記素材から内部へ押し出される材料を剪断して該素材から分離する開口端部を有する剪断分離手段と、
を備え、前記鍛造工具で前記素材に貫通穴を穿孔することを特徴とする。
前記鍛造工具が自転しないように該鍛造工具の前記工具軸に対する回転を規制しつつ該鍛造工具を揺動させて前記素材の表面の一部を該鍛造工具の端面により押圧する工具揺動工程と、
前記工具揺動工程と協調して、前記基準軸と前記工具軸とが交差する揺動点を該基準軸に沿って相対移動させる工具送り工程と、
前記工具送り工程において前記鍛造工具により前記素材から押し出される材料を剪断して該素材から分離する剪断分離工程と、
を含み、前記素材に貫通穴を穿孔することを特徴とする。
本発明の揺動鍛造装置は、基準軸に対して傾斜させた鍛造工具の工具軸を揺動させて素材を加工する揺動鍛造装置であって、主として鍛造工具、工具揺動手段、工具送り手段および剪断分離手段を備える。なお、工具揺動手段および工具送り手段の基本的な構成および作用に関しては、一般的な揺動鍛造装置においても周知である。また、揺動工具の工具軸に対する回転を規制する回転規制手段として、たとえば、特許文献2などに記載の回転止め機構のような部材を備えてもよいがあるが、回転規制手段の構成に特に限定はない。本発明の揺動鍛造装置は、鍛造工具および剪断分離手段を組み合わせて使用することで、貫通穴の加工が可能となる。
本発明の穿孔方法は、主として、工具揺動工程、工具送り工程および剪断分離工程を含む。以下に、それぞれの工程について説明する。
揺動鍛造装置は、鍛造工具10、素材保持手段20、工具揺動手段30、回転規制手段40、工具送り手段50および剪断分離手段60を備える。
φ26mm×12mmの円柱形素材W1に、以下の条件で貫通穴を穿孔した。穿孔方法を、図3を用いて説明する。
φ26mm×12mmの円柱形素材W1に、以下の条件で貫通穴を穿孔した。穿孔方法を、図5を用いて説明する。本実施例では、揺動鍛造による加工は、2回行った。
実施例1−1および実施例1−2について、工具圧下量に対する成形荷重を測定した。結果を図7に示した。
素材として、コンロッドを想定したさお付き形状素材W2を準備した。素材W2の形状を図8に示した。素材W2は、円形部2aおよび円形部2aの側面から径方向に延出するさお部2bからなる。この素材W2の円形部2aに、穿孔を行った。
二つの素材W2をさお部の端面で対称になるように連結した外形を有する連結型さお付形状素材W3を準備した。この素材W3の両端部の円形部に、穿孔を行った。
φ26mm×12mmの円柱形の素材を用い、実施例1−2と同様にして貫通穴を形成した。貫通穴を形成後の素材について、ビッカース硬さ測定を行った。ビッカース硬さ測定は、円柱の直径の位置で軸方向に切断した断面に対して、ビッカース硬さ計を用いて測定荷重200gfで行った。硬さ測定は、軸方向の三か所において、図11の矢印に沿って、貫通穴の表面から外側に向かって間隔を隔てて行った。測定結果を図11のグラフに示した。
Claims (14)
- 基準軸に対して傾斜させた鍛造工具の工具軸を揺動させて素材を加工する揺動鍛造装置であって、
前記鍛造工具と、
前記鍛造工具を揺動させて前記素材の表面の一部を該鍛造工具の端面により押圧する工具揺動手段と、
前記工具揺動手段と協調して、前記基準軸と前記工具軸とが交差する揺動点を該基準軸に沿って相対移動させる工具送り手段と、
前記鍛造工具が自転しないように該鍛造工具の前記工具軸に対する回転を規制する回転規制手段と、
前記鍛造工具に向かって開口し、前記鍛造工具により前記素材から内部へ押し出される材料を剪断して該素材から分離する開口端部を有する剪断分離手段と、
を備え、前記鍛造工具で前記素材に貫通穴を穿孔することを特徴とする揺動鍛造装置。 - 前記剪断分離手段は、穿孔される前記貫通穴の軸方向と垂直方向の断面形状に応じた内周面を有する筒状ダイスである請求項1に記載の揺動鍛造装置。
- 前記基準軸と前記工具軸との成す角θが5〜15°である請求項1または2に記載の揺動鍛造装置。
- 前記鍛造工具は、前記工具軸と母線との成す角をα’としたときに(90−α’)で表される先端角度αが5〜15°である円錐形状の先端部をもつ請求項1〜3のいずれかに記載の揺動鍛造装置。
- さらに、少なくとも前記基準軸に対して垂直方向への前記素材の変形を規制する変形規制手段を備える請求項1〜4のいずれかに記載の揺動鍛造装置。
- 前記変形規制手段は、前記素材を収容する変形規制型である請求項5記載の揺動鍛造装置。
- 基準軸に対して傾斜させた鍛造工具の工具軸を揺動させて素材を成形する揺動鍛造方法を用い、
前記鍛造工具が自転しないように該鍛造工具の前記工具軸に対する回転を規制しつつ該鍛造工具を揺動させて前記素材の表面の一部を該鍛造工具の端面により押圧する工具揺動工程と、
前記工具揺動工程と協調して、前記基準軸と前記工具軸とが交差する揺動点を該基準軸に沿って相対移動させる工具送り工程と、
前記工具送り工程において前記鍛造工具により前記素材から押し出される材料を剪断して該素材から分離する剪断分離工程と、
を含み、前記素材に貫通穴を穿孔することを特徴とする穿孔方法。 - 前記工具揺動工程および前記工具送り工程は、自由鍛造により前記素材を穿孔する工程である請求項7に記載の穿孔方法。
- 前記素材は有底穴を有し、
前記工具揺動工程および前記工具送り工程は、前記鍛造工具により該有底穴の底部を穿孔する工程である請求項7または8に記載の穿孔方法。 - 前記有底穴は、前記鍛造工具を用いた揺動鍛造方法を用いて形成される請求項9記載の穿孔方法。
- 前記工具揺動工程および前記工具送り工程は、少なくとも前記基準軸に対して垂直方向への前記素材の変形を規制する変形規制手段を用いて該素材を穿孔する工程である請求項7に記載の穿孔方法。
- 前記変形規制手段は、前記素材を収容する変形規制型である請求項11に記載の穿孔方法。
- 前記工具揺動工程は、前記基準軸と前記工具軸との成す角θを5〜15°にして前記鍛造工具を揺動させる工程である請求項7〜12のいずれかに記載の穿孔方法。
- コネクティングロッド、ピストンピンまたは中空軸部品の製造に用いる請求項7〜13のいずれかに記載の穿孔方法。
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