JP6527787B2 - 鍛造加工用素材の製造装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、切断機で切断された切断素材の稜角部に、短時間に、かつ、大量生産可能に、面付けを行うことができる鍛造加工用素材の製造装置及びその製造方法を提供することにある。
本発明1の鍛造加工用素材の製造装置は、
棒状素材を所定の長さに切断して切断素材を生成する切断機の近傍に設けられ、前記切断素材の両端の稜角部に、一対の金型の面を押圧させるプレス成形で面付けを行う面付け装置を備えた鍛造加工用素材の製造装置であって、
前記一対の金型は、一方の側に、前記切断素材の一方の稜角部を押圧して所定の断面形状の面を形成するための一方の面付け用金型面が形成されている一方の金型と、他方の側に、前記切断素材の他方の稜角部を押圧して所定の断面形状の面を形成するための他方の面付け用金型面が形成されている他方の金型とからなり、
前記一対の金型は、前記面付けを行うとき、前記一方の金型の外周部が前記他方の金型の案内用内周部に嵌入、案内される構成になっており、
前記所定の断面形状の面は、所定の半径のR状面である ことを特徴とする。
前記所定の断面形状の面は、前記R状面と、前記R状面に連続する所定の角度のテーパー面とからなるものである ことを特徴とする。
本発明3の鍛造加工用素材の製造装置は、本発明1又は2において、
前記所定の断面形状の面は、前記R状面と、前記R状面に連続する所定の角度のテーパー面とからなるものである ことを特徴とする。
前記切断機と前記面付け装置との間には、前記切断素材を、順次、前記面付け装置に搬送するための搬送装置が設けられている ことを特徴とする。
棒状素材を所定の長さに切断して切断素材を生成する切断機の近傍に設けられ、前記切断素材の両端の稜角部に、一対の金型の面を押圧させるプレス成形で面付けを行う面付け装置を備えた鍛造加工用素材の製造装置における製造方法であって、
前記一対の金型は、一方の側に、前記切断素材の一方の稜角部を押圧して所定の断面形状の面を形成するための一方の面付け用金型面が形成されている一方の金型と、他方の側に、前記切断素材の他方の稜角部を押圧して所定の断面形状の面を形成するための他方の面付け用金型面が形成されている他方の金型とからなるものであり、
前記切断機で棒状素材を所定の長さに切断する工程と、
切断された前記切断素材を、前記面付け装置に、順次、搬送する工程と、
前記面付け装置で、前記一方の金型と前記他方の金型とを相対的に接近する方向に移動させ、前記切断素材の両端の稜角部にプレス成形で面付けを行う工程と
からなる[ことを特徴とする]鍛造加工用素材の製造方法において、
前記面付けを行う工程は、前記一方の金型の外周部が前記他方の金型の案内用内周部に嵌入、案内されている状態で前記面付けを行う工程とからなり、
前記所定の断面形状の面は、所定の半径を有するR状面である ことを特徴とする。
前記所定の断面形状の面は、前記R状面と、前記R状面に連続する所定の勾配のテーパー面とからなるものである ことを特徴とする。
本発明7の鍛造加工用素材の製造方法は、本発明5又は6において、
前記所定の断面形状の面は、前記R状面と、前記R状面に連続する所定の角度のテーパー面と、前記テーパー面に連続する前記R状面とからなるものである ことを特徴とする。
前記面付けを行う工程は、前記稜角部に隣接する端面部が平面状になるまで加圧する工程を含むものである ことを特徴とする。
切断機10は、切断機本体11に、一対の切断刃である固定刃(図示せず)と可動刃(図示せず)とを備え、固定刃に対して可動刃を昇降動作させて、剪断力により棒状素材5Aを切断するものである。棒状素材5Aを載置している素材架台12、棒状素材5Aを切断機本体11側に送り出すためのピンチローラ13、切断時の棒状素材5Aの先端の位置を定める定寸装置14等が設けられている。なお、この切断機10は、棒状素材5Aを高速で切断することができる周知なものであり、この実施の形態の説明では詳細な説明を省略する。また、この説明では、切断機を、シャー切断方式の切断機として説明を行っているが、他の方式の切断機(例えば、鋸切断機等)であってもよい。切断された切断素材5Bは、第1搬送装置30により面付け装置20側に順次搬送される。
図2に示すように、棒状素材5Aを所定寸法に切断された切断素材5Bは、コンベア装置31により搬送され、姿勢変換用搬送部材32を介して、面付け装置20側に搬送される。コンベア装置31は、図示しない駆動体により駆動されるエンドレスのコンベア311と、このコンベア311がエンドレスに回転するように両端等で回転可能に支持しているガイドローラ312等から構成されている。切断機10から連続的に排出される切断された切断素材5Bは、コンベア311に載置されて移動する。この切断素材5Bは、姿勢変換用搬送部材32の入口部321から搬入され、出口部322から搬出される。即ち、コンベア311側では、切断素材5Bの中心軸線が水平方向を向く姿勢で搬送されているが、この姿勢変換用搬送部材32内を通過することにより、切断素材5Bは中心軸線が垂直方向を向くように姿勢が変換される。切断素材5Bは、面付け装置20側の第2搬送装置40に受け渡される。
図4に示す第2搬送装置40は、切断素材5Bを一対の把持部材48で把持して、1回の搬送動作で所定の移動ストロークSt分移動させるトランスファー装置である。搬送装置基台41上には、一対の把持部材からなる第1移動台44が搭載されている。第1移動台44(図5参照)は、一方の把持部材48aと他方の把持部材48bとからなり、把持部材48aと把持部材48bとは、開閉方向(図3、4における矢印X方向)に移動可能に設けられている。搬送装置基台41と第1移動台44との間には、搬送装置基台41に固定された直線ガイド部材422と、この上を移動するスライド部材421とから構成される直動ガイド42、42が設けられている(図5参照)。
図1、図6、及び図7に従って、面付け装置20の説明を行う。この面付け装置20は、一方の金型である上金型22と、他方の金型である下金型23とからなる一対の金型20A内に切断素材5Bを入れ、一対の金型20A内において切断素材5Bを加圧して、切断素材5Bの稜角部に面を形成した鍛造加工用素材5を製造するためのものである。この面付け装置20の基本構成は、プレス成形を行う機械などと同一またはほぼ同一のものであり、この実施の形態の説明では、一対の金型20A及び一対の金型20Aの近傍、ラム21等の構成を中心に説明を行う。
図8に基づいて、上金型22について説明を行う。上金型22は、外周部223の直径がDa(例えばφ80mm)、両端面間の長さ(高さ)がLa(例えば、75mm)の円筒形状の工具鋼(SKD)製の部材である。上金型22には、一対の金型20Aとして面付け装置20に、各々、取り付けられたとき、下金型23と対向する側に開口した凹状の上側金型面220が形成されている。上側金型面220は、R状金型面部221、傾斜金型面部222、下端面部224、凹状底面部225等から構成されている。傾斜金型面部222は、断面視したとき、所定の角度θa度(例えば、5度)傾斜した傾斜面(テーパー面(円錐面))からなる金型面である。R状金型面部221は、断面視したとき、凹状底面部225と傾斜金型面部222との角部であって、所定の半径Ra(例えば、2.5mm)に形成されている部位である。上金型22の外周部223は、後述する下金型23の第2内周部234に嵌合される部位である。なお、傾斜金型面部232の角度θa、及び、R状金型面部221の半径Raは、鍛造加工用素材の大きさ、材質、後工程の加工方法等により、適宜選択される数値のものである。
図9に基づいて、下金型23について説明を行う。下金型23は、外周部237の直径がDb(例えば、φ110mm)、両端面間の長さ(高さ)がLb(例えば、135mm)の円筒形状の工具鋼(SKD)製の部材である。下金型23には、一対の金型20Aとして面付け装置20に、各々、取り付けられたとき、上金型22に対向する側に開口した凹状の下側金型面230が形成されている。下側金型面230は、R状金型面部231、傾斜金型面部232、凹状底面部236、第1内周部233等から構成されている。傾斜金型面部232は、断面視したとき、所定の角度θa度(例えば、5度)傾斜した傾斜面(テーパー面)であり、大径側が第1内周部233と連続するように形成されている金型面である。R状金型面部231は、断面視したとき、凹状底面部236と傾斜金型面部232との角部であって、所定の半径Ra(例えば、R2.5mm)に形成されている金型面部である。なお、傾斜金型面部232の角度θa、及び、R状金型面部231の半径Raは、鍛造加工用素材の大きさ、材質、後工程の加工方法等により、適宜選択される数値のものである。
この製造装置1における鍛造加工用素材の製造方法について説明を行う。図10は、第2搬送装置40の一対の把持部材48の搬送動作、ラム21の昇降移動動作、及び、ノックアウト部材27aの昇降移動動作の関係を示した動作説明図である。棒状素材5Aは、切断機10で所望の寸法に切断される。切断機10で切断された切断素材5Bは、第1搬送装置30のコンベア装置31で搬送され切断機10から搬出される。この切断素材5Bは、姿勢変換用搬送部材32で姿勢の変換がされ、第2搬送装置40に受け渡される。即ち、切断素材5Bは、その中心線が水平から鉛直方向に姿勢変換されて、第1位置P1に位置し、一対の把持部材48で把持され、面付け装置20側に順次搬送される。
図11には、この製造装置1で製造された鍛造加工用素材5の例1を示す。前述した一対の金型20Aで加圧して切断素材5Bの稜角部に面が形成された鍛造加工用素材を製造すると、図11のような形状となり尖った稜角部が形成されない。
[鍛造加工用素材の例2]
図12には、この製造装置1で製造された鍛造加工用素材の例2である鍛造加工用素材5cを示す。R状金型面部のみが形成されている一対の金型で加圧して鍛造加工用素材を製造すると、図12のような形状となる。この例2の鍛造加工用素材5cにおいても、尖った稜角部が形成されないので問題が発生するおそれが生じない。
図13には、この製造装置1で製造された鍛造加工用素材の例3である鍛造加工用素材5dを示す。前述した一対の金型20Aで、例1の鍛造加工用素材5を製造した加圧条件より低い条件で加圧して鍛造加工用素材を製造すると、図13のような形状となる。中央部に、加圧されていない切断機で切断された状態の切断面が凹んだ状態の凹部5d1が残るが、この形状でも問題が発生することがない。
図14には、鍛造加工用素材の製造装置1で製造された鍛造加工用素材の例4である鍛造加工用素材5eを示す。R状金型面部のみが形成されている一対の金型で、例2の鍛造加工用素材5cを製造した加圧条件より低い条件で加圧して鍛造加工用素材を製造すると、図14のような形状となる。中央部に、加圧されていない切断機で切断したままの切断面が凹んだ状態の凹部5e1が残るが、この形状でも問題が発生することがない
5A…棒状素材
5B…切断素材
5…鍛造加工用素材
10…切断機
20…面付け装置
20A…一対の金型
21…ラム
22…上金型
220…上側金型面
221…R状金型面部
222…傾斜金型面部
223…外周部
23…下金型
230…下側金型面
231…R状金型面部
232…傾斜金型面部
233…第1内周部
234…第2内周部
24…楔状固定部材
25…リング状固定部材
26…面付け装置本体
27…下金型ホルダ
28…ホルダ固定部材
29…上金型取付部材
30…第1搬送装置
31…ベルトコンベア
32…姿勢変換用搬送部材
40…第2搬送装置
41…搬送装置基台
42…直動ガイド
43…第2移動台
44…第1移動台
45…直動ガイド
46…第1駆動伝達機構
47…駆動モータ
48…一対の把持部材(48a…一方の把持部材、48b…他方の把持部材
49…取付部材
50…取付部材
51…駆動モータ
52…第2駆動伝達機構
Claims (8)
- 棒状素材を所定の長さに切断して切断素材を生成する切断機の近傍に設けられ、前記切断素材の両端の稜角部に、一対の金型の面を押圧させるプレス成形で面付けを行う面付け装置を備えた鍛造加工用素材の製造装置であって、
前記一対の金型は、一方の側に、前記切断素材の一方の稜角部を押圧して所定の断面形状の面を形成するための一方の面付け用金型面が形成されている一方の金型と、他方の側に、前記切断素材の他方の稜角部を押圧して所定の断面形状の面を形成するための他方の面付け用金型面が形成されている他方の金型とからなり、
前記一対の金型は、前記面付けを行うとき、前記一方の金型の外周部が前記他方の金型の案内用内周部に嵌入、案内される構成になっており、
前記所定の断面形状の面は、所定の半径のR状面である
ことを特徴とする鍛造加工用素材の製造装置。 - 請求項1に記載された鍛造加工用素材の製造装置において、
前記所定の断面形状の面は、前記R状面と、前記R状面に連続する所定の角度のテーパー面とからなるものである
ことを特徴とする鍛造加工用素材の製造装置。 - 請求項1又は2に記載された鍛造加工用素材の製造装置において、
前記所定の断面形状の面は、前記R状面と、前記R状面に連続する所定の角度のテーパー面と、前記テーパー面に連続する前記R状面とからなるものである
ことを特徴とする鍛造加工用素材の製造装置。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載された鍛造加工用素材の製造装置において、
前記切断機と前記面付け装置との間には、前記切断素材を、順次、前記面付け装置に搬送するための搬送装置が設けられている
ことを特徴とする鍛造加工用素材の製造装置。 - 棒状素材を所定の長さに切断して切断素材を生成する切断機の近傍に設けられ、前記切断素材の両端の稜角部に、一対の金型の面を押圧させるプレス成形で面付けを行う面付け装置を備えた鍛造加工用素材の製造装置における製造方法であって、
前記一対の金型は、一方の側に、前記切断素材の一方の稜角部を押圧して所定の断面形状の面を形成するための一方の面付け用金型面が形成されている一方の金型と、他方の側に、前記切断素材の他方の稜角部を押圧して所定の断面形状の面を形成するための他方の面付け用金型面が形成されている他方の金型とからなるものであり、
前記切断機で棒状素材を所定の長さに切断する工程と、
切断された前記切断素材を、前記面付け装置に、順次、搬送する工程と、
前記面付け装置で、前記一方の金型と前記他方の金型とを相対的に接近する方向に移動させ、前記切断素材の両端の稜角部にプレス成形で面付けを行う工程と
からなる[ことを特徴とする]鍛造加工用素材の製造方法において、
前記面付けを行う工程は、前記一方の金型の外周部が前記他方の金型の案内用内周部に嵌入、案内されている状態で前記面付けを行う工程とからなり、
前記所定の断面形状の面は、所定の半径を有するR状面である
ことを特徴とする鍛造加工用素材の製造方法。 - 請求項5に記載された鍛造加工用素材の製造方法において、
前記所定の断面形状の面は、前記R状面と、前記R状面に連続する所定の勾配のテーパー面とからなるものである
ことを特徴とする鍛造加工用素材の製造方法。 - 請求項5又は6に記載された鍛造加工用素材の製造方法において、
前記所定の断面形状の面は、前記R状面と、前記R状面に連続する所定の角度のテーパー面と、前記テーパー面に連続する前記R状面とからなるものである
ことを特徴とする鍛造加工用素材の製造方法。 - 請求項5から7のいずれか1項に記載された鍛造加工用素材の製造方法において、
前記面付けを行う工程は、前記稜角部に隣接する端面部が平面状になるまで加圧する工程を含むものである
ことを特徴とする鍛造加工用素材の製造方法。
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