JP5938264B2 - Manufacturing method for hollow products - Google Patents
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Description
本発明は、中空品の製造方法に関し、詳しくは、外周面に段付きのある中空品の鍛造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a hollow article, and more particularly, to a method for forging a hollow article having a stepped outer peripheral surface.
従来、外周面に大径部と小径部が形成され、この大径部と小径部との間に段差が形成され、軸方向の両端が開口する中空部を有する中空品の製造方法として、図7に示すものが知られている。 Conventionally, as a method of manufacturing a hollow product, a large diameter portion and a small diameter portion are formed on the outer peripheral surface, a step is formed between the large diameter portion and the small diameter portion, and a hollow portion having both ends in the axial direction is open. 7 is known.
この製造方法は、先ず、軸方向に亘って一定の太さの外径と一定の内径の中空101aを有する金属製のパイプからなる素材(ブランク)101を、図7(a)に示すように、素材101の大径部の外径と略同径の第1孔102と、該第1孔102の下部に第1孔102の内径より小さな径の第2孔103とが連続して形成されたダイス104内に配置する。
In this manufacturing method, first, a material (blank) 101 made of a metal pipe having a hollow 101a having a constant outer diameter and a constant inner diameter in the axial direction is shown in FIG. The
次に、図7(b)に示すように、素材101の上方から、芯金105とスリーブパンチ106とをダイス104方向に移動させ、芯金105を素材101の中空101a内に挿通するとともに、図7(c)に示すように、スリーブパンチ106により、素材101を第2孔103方向に押し込んで、素材101をスリーブパンチ106の進行方向である第2孔103方向に塑性流動させる前方押し出し加工を行うことにより、素材101の下部の外面を縮径させ、外周面に段が形成された段付きの中空品107を製造する(例えば、特許文献1参照)。
Next, as shown in FIG. 7B, the
前記従来の製造方法においては、図7(b)に示すように、芯金105は、中空101aの下端開口から突出するように挿入されるとともに、図7(c)に示すように、前方押し出し加工する際には、芯金105は、中空101aの軸方向全体亘って配置されるように、芯金105の軸方向の長さが設定されている。
In the conventional manufacturing method, as shown in FIG. 7 (b), the
そのため、製造する中空品における、中空部の直径Dに対する軸方向長さ(全長)LであるL/Dが大きな中空品110を製造する場合には、図7(c)に示すように、芯金105の軸方向の長さを長くする必要がある。しかし、芯金105を長くすると、芯金105と素材101との接触面積が増し、摩擦力が増大してしまうために、芯金105が早期に折損する等により、芯金105の寿命が短くなってしまう恐れがある。
Therefore, in the case of manufacturing a hollow product 110 having a large L / D that is an axial length (full length) L with respect to the diameter D of the hollow portion in the hollow product to be manufactured, as shown in FIG. It is necessary to lengthen the axial length of the
そこで、本発明は、前記従来技術の製造方法よりも、芯金の寿命を長くできる中空品の製造方法を提供することを目的とするものである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a hollow article that can extend the life of the cored bar as compared with the manufacturing method of the prior art.
前記の課題を解決するために、本発明に係る中空品の製造方法は、スリーブパンチと該スリーブパンチ内に挿通される芯金とダイスを用いて、両端が開口する中空部を有する素材を、前方押し出し加工することにより、外周面を段付き状に形成する、両端が開口する中空部を有する中空品の製造方法において、
前記スリーブパンチを複数備え、スリーブパンチを段階的に継ぎ足していくことにより、前方押し出し加工の際の前記スリーブパンチの先端部から突出する芯金の突出量を、段階的に小さくしながら、複数回前方押し出し加工を行い、段階的に中空品を製造することを特徴とするものである。
In order to solve the above-described problems, a method for manufacturing a hollow article according to the present invention uses a sleeve punch, a cored bar inserted into the sleeve punch, and a die, and a material having a hollow portion that is open at both ends. In the method for producing a hollow product having a hollow portion that is open at both ends, by forming the outer peripheral surface into a stepped shape by performing forward extrusion processing,
By providing a plurality of the sleeve punches and adding the sleeve punches in stages, the amount of protrusion of the core bar protruding from the tip of the sleeve punch at the time of forward extrusion is reduced in stages while being reduced in stages. A hollow product is manufactured in stages by performing forward extrusion processing.
また、前記スリーブパンチ及び芯金を、複数回、往復動させるうちの少なくとも1回において、前記素材における前記芯金とは反対側の開口部から、前記中空部内に他の芯金を挿入するようにしてもよい。 Further, at least one of reciprocating the sleeve punch and the cored bar a plurality of times, another cored bar is inserted into the hollow part from the opening on the material opposite to the cored bar. It may be.
本発明は、前方押し出し加工の際の前記スリーブパンチの先端部から突出する芯金の突出量を、段階的に小さくしながら、複数回前方押し出し加工を行い、段階的に中空品を製造するようにしたことにより、前記L/Dが大きな中空品を製造する場合に、前記従来の製造方法よりも、芯金の長さを短くすることができ、芯金と素材との摩擦力を低減し、芯金の寿命を延ばすことができる。 According to the present invention, the forward extrusion process is performed a plurality of times while the amount of protrusion of the core metal protruding from the tip of the sleeve punch at the time of the forward extrusion process is reduced stepwise, and a hollow product is manufactured stepwise. As a result, when manufacturing a hollow product having a large L / D, the length of the cored bar can be made shorter than the conventional manufacturing method, and the frictional force between the cored bar and the material can be reduced. , Can extend the life of the cored bar.
本発明を実施するための形態を図に示す実施例に基づいて説明する。
[実施例1]
図1乃至図3は本発明の実施例1を示す。
A mode for carrying out the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings.
[Example 1]
1 to 3 show a first embodiment of the present invention.
先ず、本発明の中空品の製造方法に用いる製造装置1について説明する。
この製造装置1は、図1に示すように、上側ベース2Aと下側ベース2Bを有し、図示しない移動手段により、上側ベース2Aと下側ベース2Bは、その相対距離が変化するように、移動することができるようになっている。本実施例においては、下側ベース2Bを固定し、図示しない移動手段、例えば、シリンダにより上側ベース2Aを、図1における上下方向に移動させ、下側ベース2Bに対する相対距離を変化させることができるようになっている。なお、以下において、図1の上下方向を上下、その左右方向を左右として説明する。
First, the
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、前記上側ベース2Aには、第1スリーブパンチ3と、第1スリーブパンチ3の中空部3a内に挿通された第1芯金4、及び、第2スリーブパンチ5と、第2スリーブパンチ5の中空部5a内に挿通された第2芯金6が設けられ、下側ベース2Bにはダイス7が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
前記第1スリーブパンチ3及び第1芯金4、第2スリーブパンチ5及び第2芯金6は、図示しない移動手段、例えば、エアシリンダにより、左右方向に往復移動させ、第1スリーブパンチ3と第1芯金4の軸心X1、若しくは、第2スリーブパンチ5と第2芯金6の軸芯X2と、ダイス7の軸心X3とを一致させることができるようになっている。
The
前記第1スリーブパンチ3と第1芯金4は、図示しない夫々異なる移動手段、例えば、シリンダに接続され、軸X1方向(上下方向)に、前記第1スリーブパンチ3に対して第1芯金4が相対的に移動できるようになっている。また、前記第2スリーブパンチ5と第2芯金6も、図示しない夫々異なる移動手段、例えば、シリンダに接続され、軸X2方向(上下方向)に、前記第2スリーブパンチ5に対して第2芯金6が相対的に移動できるようになっている。
The
前記第1スリーブパンチ3には、内部に第1芯金4が挿通できる中空部3aが形成され、中空部3aの下端は開口している。第1スリーブパンチ3の下端面は、素材11の上端の形状に対応した形状に形成されている。
The
前記第2スリーブパンチ5には、内部に第2芯金6が挿通できる中空部5aが形成され、中空部5aの下端は開口している。第2スリーブパンチ5の下端面は、素材11の上端の形状に対応した形状に形成されている。
The
前記第1芯金4は、所定の長さで、その外周形状は製造する中空品25(図3参照)の中空部25aに対応した形状に形成されている。該第1芯金4は、第1スリーブパンチ3の中空部3a内に挿通されて、第1スリーブパンチ3に対し摺動できるようになっている。
The
図1に示すように、前記第2芯金6は、前記第1芯金4と同じ長さで、その外周形状は製造する中空品25の中空部25aに対応した形状に形成されており、第2スリーブパンチ5の中空部5a内に挿通されて、第2スリーブパンチ5に対し摺動できるようになっている。
As shown in FIG. 1, the
第1スリーブパンチ3の上下方向(軸X1方向)の長さは、図1に示すように、第2スリーブパンチ5の上下方向の長さよりも短く設定され、前記第1芯金4と第2芯金6の長さは同じに設定されていることから、第1スリーブパンチ3の下端からの第1芯金4の最大突出量は、第2スリーブパンチ5の下端からの第2芯金6の最大突出量よりも長くなっている。
As shown in FIG. 1, the length of the
前記ダイス7には、図1〜3に示すように、素材11の外形に対応した形状に形成された内壁を有する大径部12が形成されている。該大径部12の下部には、下方に向かうほど大径部12の下端の内径から縮径する縮径部13が設けられ、該縮径部13の下部には、前記大径部12の内径よりも小径で、製造する中空品25の外面に対応した形状に形成された内壁を有する小径部14が設けられている。前記大径部12と縮径部13と小径部14は連続して形成され、夫々の中心軸は、同一線X3上に形成されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
次に、本発明の中空品の製造方法について説明する。
(第1の工程)
先ず、図1,2(a)に示すように、図示しないエアシリンダによる移動操作により、前記第1スリーブパンチ3と第1芯金4の軸心X1が、ダイス7の大径部12の軸心(素材11の中空部11aの軸心)X3と同一線上に位置するようにする。また、第1芯金4は、第1スリーブパンチ3の下端(先端部)から所定量突出するようにする。
Next, the manufacturing method of the hollow goods of this invention is demonstrated.
(First step)
First, as shown in FIGS. 1 and 2, the axis X <b> 1 of the
次に、図1,2(a)に示すように、素材11を、大径部12内に挿入し、配置する。該素材11の外径は、大径部12の内径と略同じか若干小さく設定されている。この素材11は、金属製で、軸方向に芯金4,6を挿通できる中空部11aが形成され、その両端が開口していれば、任意のものを用いることができる。例えば、円筒を所定の長さに切断したものを用いることができる。
Next, as shown in FIGS. 1 and 2A, the
次に、上側ベース2Aを下降させて、図2(b)に示すように、第1スリーブパンチ3及び第1芯金4を、一体的に、ダイス7側(下側)に移動し、第1スリーブパンチ3が素材11に当接する前に、第1芯金4を中空部11a内に挿入する。その後、第1スリーブパンチ3の下端面を、素材11の上端面に当接させる。前記第1芯金4の外径は、ダイス7の小径部14の内径よりも小さく設定されており、第1芯金4の外周面と、ダイス7の縮径部13及び小径部14の内周面間で、成形空間が形成されるようになっている。
Next, the
次に、更に、上側ベース2Aを、所定位置となるまで下降させて、図2(c)に示すように、第1スリーブパンチ3及び第1芯金4を、一体的に所定位置まで下降させて、前方押し出し加工を行い、中間品21を作製する。この際、図2(c)に示すように、中間品21の下端から、芯金4の先端が突出するようになっている。
Next, the
次に、第1スリーブパンチ3に対して第1芯金4を相対的に移動させて、すなわち、第1スリーブパンチ3をダイス7内のそのままの位置に残して、第1芯金4のみを上方に移動させて、中間品21の少なくとも中空部21a内から第1芯金4を抜き出す。
Next, the
次に、上側ベース2Aを、上方に移動させて、図2(d)に示すように、第1スリーブパンチ3及び第1芯金4を、所定位置まで上昇させる。中間品21は、ダイス7の大径部12内等に挿入されたままである。このように、第1芯金4のみを、先に中空部21aから抜き出すことにより、確実に、中間品21は、ダイス7の大径部12内等に残留する。
Next, the
(第2の工程)
次に、図示しないエアシリンダにより、前記第1スリーブパンチ3及び第1芯金4と、第2スリーブパンチ5及び第2芯金6を、図1の右方向に移動させて、図3(a)に示すように、前記第2スリーブパンチ5と第2芯金6の軸芯X2が、ダイス7の大径部12の軸心X3(中間品21の中空部21aの軸心)と同一となるように、前記第1スリーブパンチ3及び第1芯金4を、第2スリーブパンチ5及び第2芯金6に置き換える。また、第2芯金6は、第2スリーブパンチ5の下端から所定量突出させ、この突出量は、図3(a)に示すように、図2(a)の状態における第1芯金4の突出量より小さく設定されている。
(Second step)
Next, the
次に、上側ベース2Aを下降させて、図3(b)に示すように、第2スリーブパンチ5及び第2芯金6を、一体的に、ダイス7側(下側)に移動し、第2スリーブパンチ5が中間品21と当接する前に、第2芯金6を中空部21a内に挿入する。その後、第2スリーブパンチ5の下端面を、中間品21の上端面に当接させる。
Next, the
次に、更に、上側ベース2Aを、所定位置となるまで下降させて、図3(c)に示すように、第2スリーブパンチ5及び第2芯金6を、一体的に所定位置まで下降させる。この時の、第2スリーブパンチ5の下端面は、第1の工程の図2(c)における第1スリーブパンチ3の下端面よりも、下方に位置するまで移動させて、第1の工程における図2(c)の状態よりも、更に深く前方押し出し加工を行い、外周面に段付きのある中空品25を作製する。この際、第2芯金6の下端は、図3(c)に示すように、中空品25の下端からは突出しない。また、第2芯金6の下端は、図3(c)に示すように、縮径部13より下方に位置することが好ましい。
Next, the
次に、第2芯金6のみを、上方に移動させて、中空品25の中空部25a内から、第2芯金6を抜き出した後、図2(d)に示すように、上側ベース2Aを、所定位置まで上昇させる。
Next, only the
次に、ダイス7の小径部14の下方から、図1に示すノックアウトピン28を上方に移動させて、ダイス7から中空品25を排出する。
Next, the
上記のように、段階的に芯金の突出量を減少させて、複数の工程により中空品25を製造(鍛造)することにより、前記L/Dが大きな中空品を製造(鍛造)する場合に、前記従来の製造方法よりも、芯金を短くすることができるために、芯金と素材との摩擦力を低減し、芯金の寿命を延ばすことができる。
As described above, when the
なお、実施例1においては、2回の前方押し出し加工で素材11から中空品25を作製したが、複数回の前方押し出し加工を有し、前方押し出し加工の際におけるスリーブパンチの下端面からの芯金の突出量を、加工毎に徐々に減少させればよく、前方押し出し加工の回数や、その際の芯金のスリーブパンチの下端面(先端部)からの突出量は、中空品25のL/Dの関係や、素材11の材質に応じて任意に設定する。
In Example 1, the
また、前記第1スリーブパンチ3及び第1芯金4を、第2スリーブパンチ5及び第2芯金6に置き換える方法は、前述のようなスライド式のほか、回転テーブル式等任意の方法を用いることができる。
Further, as a method of replacing the
[実施例2]
図4は本発明の実施例2を示す。
[Example 2]
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention.
前記実施例1においては、複数の芯金4,6を用いたが、本実施例2では、同一の芯金を用い、スリーブパンチを、加工毎に段階的に継ぎ足すことにより、前方押し出し加工の回数を経るごとに、スリーブパンチ先端からの芯金の突出量を徐々に短くしたものである。
In the first embodiment, the plurality of
本発明の実施例2の中空品の製造方法について説明する。
先ず、前記実施例1における図2(a)〜(d)と同様の第1の工程を行い中間品21を製造する。
The manufacturing method of the hollow goods of Example 2 of this invention is demonstrated.
First, the intermediate |
次に、図4(a)に示すように、前記第1スリーブパンチ3の下方に、第2スリーブパンチ31を、芯金4の先端側から挿入し、図示しない適宜な取付方法により、第1スリーブパンチ3に対し、取り外し可能に取付けて継ぎ足す。第2スリーブパンチ31は、軸X1方向に、その両端が開口する中空部31aが形成され、該中空部31a内を芯金4が、摺動できるようになっている。
Next, as shown in FIG. 4 (a), a
前記第1スリーブパンチ3の下方に、第2スリーブパンチ31を継ぎ足すことにより、第2スリーブパンチ31の下端面からの芯金4の最大突出量は、前記第1スリーブパンチ3のみを取付けた場合の芯金4の最大突出量よりも短くなる。
By adding the
第2スリーブパンチ31の継ぎ足し方法は任意の方法を用いることができ、例えば、産業用ロボットにより第2スリーブパンチ31を搬送して、プランジャー等により第1スリーブパンチ3に固定しても良いし、人手により行っても良い。
Any method can be used for adding the
次に、上側ベース2Aを下降させて、図4(b),(c)に示すように、両スリーブパンチ3,31及び芯金4を、一体的に下方に移動し、前記実施例1の第2の工程と同様に、第1の工程よりも、更に深く前方押し出し加工を行い、外周面に段付きのある中空品25を作製する。
Next, the
その他の構造及び製造方法は、前記実施例1と同様である。
本実施例2においても、前記実施例1と同様の作用、効果を奏することができる。
Other structures and manufacturing methods are the same as those in the first embodiment.
Also in the second embodiment, the same operations and effects as the first embodiment can be achieved.
更に、第2の工程においても、第1の工程と同一のスリーブパンチと芯金を用いることができるために、前記実施例1よりも製造装置を安価に製造できる。また、前方押し出し加工毎の芯金の突出量を、容易に変えることができる。 Furthermore, since the same sleeve punch and cored bar as in the first step can be used in the second step, the manufacturing apparatus can be manufactured at a lower cost than in the first embodiment. Moreover, the protrusion amount of the metal core for each front extrusion process can be easily changed.
[実施例3]
図5は本発明の実施例3を示す。
[Example 3]
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention.
前記実施例2では、前記第1スリーブパンチ3の下方に、第2スリーブパンチ31を取付けることにより、第2スリーブパンチ31の下端面からの芯金4の最大突出量を、前記第1スリーブパンチ3のみを取付けた場合の芯金4の最大突出量よりも短くしたが、実施例3として、図5(a)に示すように、前記第2スリーブパンチ31を中間品21の上方に載置した状態で、図5(b),(c)に示すように、第1スリーブパンチ3及び芯金4を、一体的に下降させて、前記実施例1の第2の工程と同様に、第1の工程よりも、更に深く前方押し出し加工を行い、中空品25を作製するようにしてもよい。
In the second embodiment, by attaching the
中空品25を鍛造した後に、ノックアウトピン28を上昇させて、ダイス7から中空品25を排出する際、先に、産業用ロボット等により第2スリーブパンチ31を取出した後に、中空品25を取り出すようにする。
After forging the
本実施例3は、前記実施例2とは第2スリーブパンチ31の設置位置が異なる以外の構造及び製造方法は、前記実施例2と同様である。
本実施例3においても、前記実施例1,2と同様の作用、効果を奏することができる。
The structure and manufacturing method of the third embodiment are the same as those of the second embodiment except that the installation position of the
Also in the third embodiment, the same operations and effects as the first and second embodiments can be achieved.
[実施例4]
図6は本発明の実施例4を示す。
[Example 4]
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention.
本実施例4は、前記実施例1〜3の第2の工程において、スリーブパンチ3,5及び芯金4,6を下降させる際に、図6に示すように、小径部14の下方から、他の芯金41を上方に移動させて、中間品21の中空部21a内に挿入するようにしたものである。
In the second step of the first to third embodiments, when the sleeve punches 3 and 5 and the cored
他の芯金41の外径は、中空部21aの内径と同じか若干短く設定されている。他の芯金41を中空部21a内に挿入した際に、図6(c)に示すように、芯金4,6と当接しないようになっている。
The outer diameter of the
他の芯金41は、第2の工程の際、図6(a)に示すように、スリーブパンチ3,5及び芯金4,6を下降させる前に所定量上方に移動させても良いし、スリーブパンチ3,5及び芯金4,6を下降させると同時に、所定量上方に移動させても良い。
In the second step, the
前方押し出し加工を行った後、図6(d)に示すように、スリーブパンチ3,5及び芯金4,6を上昇させるとともに、他の芯金41を、下方に移動させて中空品25の中空部25aから引き抜いた後、任意の取出手段によりダイス7から中空品25を取り出す。
After performing the forward extrusion process, as shown in FIG. 6D, the sleeve punches 3 and 5 and the core bars 4 and 6 are raised, and the other core bars 41 are moved downward to After pulling out from the
本実施例では、2回の前方押し出し加工で中空品25を製造し、その2回目の前方押し出し加工の際に、他の芯金41を中空部内に挿入するようにしたが、複数回の前方押し出し加工で中空品25を製造する際、2回目以降の加工の少なくとも1回で他の芯金41を中空部内に挿入するようにすればよい。
In this embodiment, the
その他の構造及び製造方法は、前記実施例1〜3と同様である。
本実施例4においても、前記実施例1〜3と同様の作用、効果を奏することができる。
Other structures and manufacturing methods are the same as those in the first to third embodiments.
Also in the fourth embodiment, the same operations and effects as the first to third embodiments can be achieved.
更に、上方と下方から芯金4(6),41を、中空部21a内に挿入するようにしたことにより、中空品25の中空部25aの内径精度及び内外径の同軸度を、前記実施例1〜3より一層高めることができる。
Further, by inserting the cored bars 4 (6) and 41 into the
3,5,31 スリーブパンチ
4,6 芯金
7 ダイス
11素材
25 中空品
41 他の芯金
3, 5, 31
Claims (2)
前記スリーブパンチを複数備え、スリーブパンチを段階的に継ぎ足していくことにより、前方押し出し加工の際の前記スリーブパンチの先端部から突出する芯金の突出量を、段階的に小さくしながら、複数回前方押し出し加工を行い、段階的に中空品を製造することを特徴とする中空品の製造方法。 Using a sleeve punch and a metal core and a die inserted into the sleeve punch, a material having a hollow portion that opens at both ends is extruded forward to form an outer peripheral surface in a stepped shape. Both ends are opened. In the method for producing a hollow product having a hollow portion,
By providing a plurality of the sleeve punches and adding the sleeve punches in stages, the amount of protrusion of the core bar protruding from the tip of the sleeve punch at the time of forward extrusion is reduced in stages while being reduced in stages. A method for producing a hollow product, comprising performing a forward extrusion process to produce a hollow product in stages.
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