JP6798949B2 - Forging die equipment and forging method - Google Patents
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Description
本発明は、鍛造金型装置および鍛造方法に関し、特に、継手軸線に対して傾斜するトラック溝を有する等速自在継手の内側継手部材を製造するための鍛造金型装置および鍛造方法に関する。 The present invention relates to a forging die device and a forging method, and more particularly to a forging die device and a forging method for manufacturing an inner joint member of a constant velocity universal joint having a track groove inclined with respect to the joint axis.
図24に示すような等速自在継手の内側継手部材1を製造(成形)する装置としては、特許文献1等に記載の鍛造金型装置が知られている。内側継手部材1は、軸心孔2を有する円盤形状体からなり、その外径面に、溝底断面形状が曲線状のトラック溝3を周方向に沿って所定ピッチで形成したものである。この装置は、図25と図26に示すように、複数の分割ダイス5を円周方向に並べたダイス列6と、このダイス列6の内側に挿入された素材W1を軸方向に圧縮する上下一対のパンチ7,8等を備えたものである。なお、ダイス列6は、下方のパンチ8が付設される下型(図示省略)に配設され、上方パンチ7は上型(図示省略)に付設されている。
As an apparatus for manufacturing (molding) the inner joint member 1 of the constant velocity universal joint as shown in FIG. 24, the forging die apparatus described in Patent Document 1 and the like is known. The inner joint member 1 is made of a disk-shaped body having an axial center hole 2, and
分割ダイス5は、一対の側面5a、5aが装置外径側から装置内径側に向かって接近するテーパ面とされた平面視三角形状のブロック体からなり、図25および図26に示すように、8個が周方向に沿って配設されることによって、ダイス列6を形成する。そして、各分割ダイスの内径部には、トラック溝成形型面5bおよび外径面成形型面5cが設けられ、弾性機構によって、常時外径方向へ付勢されている。
The
このため、自由状態では、図25や図26に示すように、各分割ダイス5は、外径方向にスライドした状態となって、周方向に隣り合う分割ダイス5間に隙間が設けられた状態となっている。従って、ダイス列6の内径側には、投入する素材(ワーク)W1よりも大きいスペースが形成される。
Therefore, in the free state, as shown in FIGS. 25 and 26, each of the divided
このように設定された鍛造金型装置では、ダイス列6を、各分割ダイス5を外径方向にスライドさせた、図25と図26に示すような開状態として、このダイス列6の内径側に設けられたスペースに素材W1を投入する。この場合、下パンチ8を上昇させておいて、この下パンチ8にて素材W1を受ける。
In the forging die apparatus set in this way, the die row 6 is set to the open state as shown in FIGS. 25 and 26 in which each of the divided
この状態で、上型を下降させる。この下降によって、ダイス列6の分割ダイス5が内径方向へ移動する。その後、上パンチ7の下降及び下パンチ8の上昇を行って、上パンチ7にて素材W1の上面を押圧するとともに、下パンチ8にて素材W1の下面を押圧する。すなわち、上パンチ7と下パンチ8にて素材W1を上下から圧縮する。これによって、素材が上下パンチ7,8で囲まれる空間内で塑性変形して鍛造成形が終了する。すなわち、鍛造済素材(図示省略)が形成される。その後は、この鍛造金型装置を開状態(上下型を分離状態)として、下パンチ8をノックアウトピンとして鍛造済素材を取り出すことになる。
In this state, lower the upper mold. By this lowering, the split die 5 of the die row 6 moves in the inner diameter direction. After that, the
ところで、溝底縦断面形状がアンダーカット形状(溝底縦断面形状が直線部と曲線部とを有するもの)を持った曲線状のトラック溝を有し、且つトラック溝が内輪軸方向に対し傾斜角度を有する等速自在継手の内側継手部材を成形する場合、上記従来技術にて成形を行うが製品形状の特性から素材の比(全高/径)が1.1と小さくなる。 By the way, the groove bottom vertical cross-sectional shape has an undercut shape (the groove bottom vertical cross-sectional shape has a straight portion and a curved portion), and the track groove is inclined with respect to the inner ring axis direction. When molding the inner joint member of a constant velocity universal joint having an angle, the molding is performed by the above-mentioned conventional technique, but the ratio of materials (total height / diameter) becomes as small as 1.1 due to the characteristics of the product shape.
また、分割ダイス5は、アンダーカット形状である鍛造済素材が排出方向へ干渉しないように、十分な隙間を設けるため、成形時以外は弾性機構(ばね部材)により拡径している。そこに素材W1を投入した場合、分割ダイスと素材W1の隙間が大きく不安定な状態となる可能性が高い。結果、図25(a)(b)に示すように挿入不良(この場合、素材W1の軸線WLが上下パンチ7、8の軸線Lに対して傾斜する状態)になったり、図26(a)(b)に示すように、横倒れ(素材W1の軸線WLが上下パンチ7、8の軸線Lに対して直交する状態)等が発生する。このような挿入不良や横倒れ等が発生すれば、成形不可能(金型破損)となる。
Further, the diameter of the
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、素材投入時に、素材(ワーク)が挿入不良や横倒れ等が発生することなく、高精度の鍛造成形を行うことができる鍛造金型装置および鍛造方法を提供するものである。 Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a forging die apparatus and a forging method capable of performing high-precision forging molding without the material (work) being inserted poorly or falling sideways at the time of material injection. Is to provide.
本発明の鍛造金型装置は、継手軸線に対して傾斜するトラック溝を有する等速自在継手の内側継手部材を製造するための鍛造金型装置であって、複数の分割ダイスを周方向に沿って配設されてなるダイス列と、ダイス列の各ダイスを径方向に沿って往復動させる往復動機構と、ダイス列の内側に投入された素材を軸方向に圧縮する上下一対のパンチとを備え、前記往復動機構を制御して、ダイス列の各ダイスを外径方向に移動させて周方向に沿って隣り合うダイス間に隙間を設ける開状態と、ダイス列の各ダイスを内径方向に移動させて周方向に沿って隣り合うダイスを密着させる閉状態との切り換えを所望のタイミングで行わせる制御機構を設け、前記制御機構は、少なくとも素材投入時に、ダイス列の各ダイスを内径方向に移動させて素材を安定姿勢に維持する閉状態とするものであり、前記内側継手部材は、周方向に隣り合うトラック溝の傾斜方向が反対方向に形成され、各トラック溝の溝底縦断面形状が、円弧部と直線部とを有するアンダーカット形状であるものである。 The forging mold device of the present invention is a forging mold device for manufacturing an inner joint member of a constant velocity universal joint having a track groove inclined with respect to the joint axis, and a plurality of split dies are formed along the circumferential direction. A row of dies arranged in a row, a reciprocating mechanism that reciprocates each die of the row of dies along the radial direction, and a pair of upper and lower punches that compress the material put inside the row of dies in the axial direction. In the open state, the reciprocating mechanism is controlled to move each die in the die row in the outer diameter direction to provide a gap between adjacent dies along the circumferential direction, and each die in the die row is moved in the inner diameter direction. A control mechanism is provided at a desired timing to switch between a closed state in which adjacent dies are moved and brought into close contact with adjacent dies along the circumferential direction, and the control mechanism causes each die in the die row to be placed in the inner diameter direction at least when the material is charged. The inner joint member is formed in a closed state in which the material is moved to maintain a stable posture, and the inclined directions of adjacent track grooves in the circumferential direction are formed in opposite directions, and the groove bottom longitudinal cross-sectional shape of each track groove is formed. Is an undercut shape having an arc portion and a straight portion .
本発明の鍛造金型装置によれば、素材投入時に、ダイス列の各ダイスを内径方向に移動させて素材を安定姿勢に維持する閉状態とするものであるので、この装置に投入された素材の挿入不良や横倒れ等の発生を有効に防止できる。 According to the forging die apparatus of the present invention, when the material is charged, each die in the die row is moved in the inner diameter direction to maintain the material in a stable posture. Therefore, the material charged into the device is in a closed state. It is possible to effectively prevent the occurrence of improper insertion and sideways fall.
前記往復動機構をシリンダ機構にて構成し、このシリンダ機構の動作を前記制御機構にて制御することができる。シリンダ機構として、空気圧シリンダであっても、油圧シリンダであってもよい。空気圧シリンダは、シンプルな構造なので取り扱いが簡単で、価格も安くでき、また、応答性や大きさ・重量、情報処理能力は平均的でバランスが取れたシリンダとなる。油圧シリンダは、小型の油圧ポンプでも大きな力を出すことができ、応答速度が非常に速く、コントロールもしやすいことから、超低速から高速まで幅広く利用できるシリンダである。位置決めも正確にコントロールすることができ、大出力が可能である。電動シリンダ等であってもよい。電動シリンダは、ボールネジ、リニアガイド、ACサーボモータで構成された電気駆動のシリンダであり、エアシリンダと同様に使え、ポンプが不要で電源に接続するだけの簡単な配線で使えるほか、オイルミストの飛散がない、ランニングコストが安いなどの利点がある。 The reciprocating mechanism can be configured by a cylinder mechanism, and the operation of the cylinder mechanism can be controlled by the control mechanism. The cylinder mechanism may be a pneumatic cylinder or a hydraulic cylinder. The pneumatic cylinder has a simple structure, so it is easy to handle, the price can be reduced, and the responsiveness, size / weight, and information processing capacity are average and well-balanced. A hydraulic cylinder is a cylinder that can be widely used from ultra-low speed to high speed because it can generate a large force even with a small hydraulic pump, has a very fast response speed, and is easy to control. Positioning can also be controlled accurately, and high output is possible. It may be an electric cylinder or the like. The electric cylinder is an electrically driven cylinder consisting of a ball screw, linear guide, and AC servo motor. It can be used in the same way as an air cylinder, it does not require a pump and can be used with simple wiring just by connecting it to a power supply, and it can also be used with oil mist. There are advantages such as no scattering and low running cost.
本発明の鍛造方法は、継手軸線に対して傾斜するトラック溝を有する等速自在継手の内側継手部材を製造する鍛造方法であって、複数の分割ダイスを周方向に沿って配設されてなるダイス列と、ダイス列の各ダイスを径方向に沿って往復動させる往復動機構と、ダイス列の内側に投入された素材を軸方向に圧縮する上下一対のパンチとを備えた鍛造金型装置を用い、素材をダイス列の内側に投入する素材投入工程と、上下のパンチを相対的に接近させる閉塞工程と、上下のパンチをさらに接近させて素材を圧縮する成形工程と、上下のパンチを相対的に離間させる開放工程と、成形されてなる成形品を排出する排出工程とを備え、素材投入工程と閉塞工程と成形工程とにおいては、ダイス列の各ダイスを内径方向に移動させて素材を安定姿勢とする閉状態とし、開放工程と排出工程とにおいては、ダイス列の各ダイスを外径方向に移動させた開状態とするものであり、前記内側継手部材は、周方向に隣り合うトラック溝の傾斜方向が反対方向に形成され、各トラック溝の溝底縦断面形状が、円弧部と直線部とを有するアンダーカット形状であるものである。 The forging method of the present invention is a forging method for manufacturing an inner joint member of a constant velocity universal joint having a track groove inclined with respect to the joint axis, and comprises a plurality of split dies arranged along the circumferential direction. A forging mold device equipped with a die row, a reciprocating mechanism that reciprocates each die of the die row along the radial direction, and a pair of upper and lower punches that axially compress the material put into the inside of the die row. A material loading process in which the material is charged inside the die row, a closing process in which the upper and lower punches are relatively close to each other, a forging process in which the upper and lower punches are further brought closer to compress the material, and an upper and lower punches are performed. It includes an opening process that relatively separates the products and a discharge process that discharges the molded product, and in the material loading process, closing process, and molding process, each die in the die row is moved in the inner diameter direction to form the material. In the opening process and the discharging process, each die in the die row is moved in the outer diameter direction to be in an open state, and the inner joint members are adjacent to each other in the circumferential direction. The inclined directions of the track grooves are formed in opposite directions, and the groove bottom vertical cross-sectional shape of each track groove is an undercut shape having an arc portion and a straight portion .
本発明の鍛造方法によれば、素材投入工程と閉塞工程と成形工程とにおいては、ダイス列の各ダイスを内径方向に移動させて素材を安定姿勢とする閉状態としているので、この装置に投入された素材の挿入不良や横倒れ等の発生を有効に防止できる。また、開放工程と排出工程とにおいては、ダイス列の各ダイスを外径方向に移動させた開状態とするので、鍛造完成品の鍛造金型装置からの取り出しが容易である。 According to the forging method of the present invention, in the material charging step, the closing step, and the molding step, each die in the die row is moved in the inner diameter direction to keep the material in a stable posture. It is possible to effectively prevent the occurrence of improper insertion of the material and sideways fall. Further, in the opening step and the discharging step, each die in the die row is moved in the outer diameter direction to be in an open state, so that the forged finished product can be easily taken out from the forging die device.
本発明では、投入された素材の挿入不良や横倒れ等を有効に防止できる。このため、高精度の鍛造加工(成形)を行うことができる。また、開放工程と排出工程とにおいては、ダイス列の各ダイスを外径方向に移動させた開状態とすることができ、鍛造完成品の鍛造金型装置からの取り出しが容易であり、生産性に優れる。 In the present invention, it is possible to effectively prevent improper insertion of the input material, sideways overturning, and the like. Therefore, high-precision forging (molding) can be performed. Further, in the opening process and the discharging process, each die in the die row can be moved in the outer diameter direction to be in an open state, and the forged finished product can be easily taken out from the forging die device, resulting in productivity. Excellent for.
以下本発明の実施の形態を図1〜図23に基づいて説明する。図1と図2は、本発明に係る鍛造金型装置の要部断面図を示す。この鍛造金型装置は、図22と図23に示す等速自在継手141の内側継手部材143を鍛造成形するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 23. 1 and 2 show a cross-sectional view of a main part of the forging die apparatus according to the present invention. This forging die device forges the inner
等速自在継手141は、球状内周面146に軸方向に延びる複数のトラック溝147が形成された外側継手部材142と、球状外周面148に外側継手部材142のトラック溝147と対をなす複数のトラック溝149が形成された内側継手部材143と、外側継手部材142のトラック溝147と内側継手部材143のトラック溝149との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材としての複数のボール144と、ボール144を保持する保持器145とを備える。保持器は、外側継手部材142の球状内周面146および内側継手部材143の球状外周面148にそれぞれ嵌合する球状外周面152および球状内周面153を有する。
The constant velocity
この等速自在継手141において、外側継手部材142のトラック溝147は、作動角0°の状態で継手中心Oを含んで継手の軸線n−nと直交する平面(継手中心平面)を境にしてその奥側および開口側を、それぞれ、継手中心Oを曲率中心とする円弧部147aおよび直線部147bとしたものである。一方、内側継手部材143のトラック溝149は、継手中心平面を境にしてその開口側および奥側を、それぞれ、継手中心Oを曲率中心とする円弧部149aおよび直線部149bとしたものである。
In this constant velocity
そして、図23に示すように、トラック溝147,149は、それぞれ、継手の軸線に対して周方向に傾斜すると共にその傾斜方向が周方向に隣り合うトラック溝147A,147Bおよび149A,149Bで互いに反対方向に形成されている。このため、トラック溝147Aの円弧部147aは円弧部147Aaと呼び、トラック溝147Aの直線部147bは円弧部147Abと呼び、トラック溝147Bの円弧部147aは円弧部147Baと呼び、トラック溝147Bの直線部147bは円弧部147Bbと呼びことになる。また、トラック溝149Aの円弧部149aは円弧部149Aaと呼び、トラック溝149Aの直線部149bは円弧部149Abと呼び、トラック溝149Bの円弧部149aは円弧部149Baと呼び、トラック溝149Bの直線部149bは円弧部149Bbと呼びことになる。
Then, as shown in FIG. 23, the
外側継手部材142および内側継手部材143の対をなすトラック溝147A,149Aおよび147B,149Bの各交差部にボール144が配置されている。したがって、図示のような作動角0°の状態で両継手部材142,143が相対回転すると、トラック溝147A,149Aの間に形成されるくさび角の開く方向と、147B,149Bの間に形成されるくさび角の開く方向とが互いに反対方向となり、保持器145の周方向に隣り合うポケット部145aにボール144から相反する方向の力が作用することから、保持器145は継手中心O位置で安定する。このため、保持器145の球状外周面152と外側継手部材142の球状内周面146との接触力、および保持器145の球状内周面153と内側継手部材143の球状外周面148との接触力が抑制され、継手の作動性が向上する結果、トルク損失や発熱が抑えられ、耐久性が向上する。
本発明の鍛造金型装置は、図1等に示す炭素鋼等からなる円柱状の素材(ワーク)W1を、トラック溝149の仕上がり形状および球形外面を有する形状のもの、すなわち、図24に示す形状の内側継手鍛造品143´を鍛造することになる。そして、この鍛造にて得た鍛造済素材Wは、図10等に示すように、内径孔19が、軸方向の中間に底壁20を有する未貫通のものである。このため、この鍛造済素材Wの底部をプレス工程で打ち抜き、または旋削加工で除去し、その内径孔に雌スプラインを形成し、幅面と球面外面とを旋削又は研削等の機械加工で仕上げる。さらに、内径孔の開口縁等の細部の機械加工を行い、熱処理を施すことによって、等速自在継手の内側継手部材143を形成する。なお、内側継手鍛造品143´は、機械加工による仕上げ加工、及び熱処理を行っていない部品であり、従来の等速自在継手の内側継手部材1と同一形状品である。このため、従来の内側継手部材1を示す図24に、本発明の鍛造金型装置で鍛造した内側継手鍛造品の符号143´を付している。
In the forging die apparatus of the present invention, the columnar material (work) W1 made of carbon steel or the like shown in FIG. 1 or the like is shown in the finished shape of the
鍛造金型装置は、図6に示すように、上型21と、下型22と、上型21側に配設される上パンチ部材23と、下型22側に配設される下パンチ部材24と、下型22側に配設されるダイス列26等とを備える。
As shown in FIG. 6, the forging die apparatus includes an
上型21は、油圧シリンダ等の上型昇降駆動機構K1(図4参照)により昇降可能とされる。また、上型21には、上パンチ部材23が上下動可能に収納される孔部27が形成され、上パンチ部材23は、油圧シリンダ等の上パンチ上下動機構U1(図4参照)により上下動可能とされる。上パンチ部材23は、図6〜図13等に示すように、パンチ本体23aと、このパンチ本体23aの外周側に配設される上リングパンチ23bと、これらを受けるボス部23cとを有する。なお、孔部27の内径面には、上パンチ部材23をガイドするガイド構造28が設けられている。
The upper die 21 can be raised and lowered by an upper die raising and lowering drive mechanism K1 (see FIG. 4) such as a hydraulic cylinder. Further, the
下型22は、油圧シリンダ等の下型昇降駆動機構K2(図4参照)により昇降可能とされる。また、下型22には、下パンチ部材24が上下動可能に収納される孔部30が形成され、下パンチ部材24は、油圧シリンダ等の下パンチ上下動機構U2(図4参照)により上下動可能とされる。下パンチ部材24は、図1と図2に示すように、パンチ本体24aと、このパンチ本体24aの外周側に配設されるリングパンチ24bと、これらを受けるボス部24cとを有する。なお、孔部30の内径面には、下パンチ部材24をガイドするガイド構造31が設けられている。
The
下型22側に配設されるダイス列26は、図14と図15等に示すように、周方向に沿って配設される複数個(図例では、8個)の分割ダイス25からなる。各分割ダイス25は、一対の側面25a,25aが装置外径側から装置内径側に向かって接近するテーパ面とされた平面視三角形状のブロック体からなる。
As shown in FIGS. 14 and 15, the
側面25a,25aは径方向に延びるものであって、図14と図15に示すように、装置中心にスライドして、周方向に隣り合う分割ダイス25の相対面する側面同士が接触乃至密接した状態となれば、ダイス列26が平面視リング形状をなすことになる。また、このダイス列26の各分割ダイスの内径部に、所定ピッチでトラック溝成形型面25bおよび外径面成形型面25cが設けられる。各分割ダイス25の外径部は、上方から下方に向かって外径方向へ拡径するテーパ面部29とされる。このテーパ面部29は、中央の第1部29aと、この第1部29aの両側の一対の第2部29b、29bと、第2部29b、29bに連設される一対の側部29c、29cとからなる。
The side surfaces 25a and 25a extend in the radial direction, and as shown in FIGS. 14 and 15, the side surfaces 25a and 25a slide toward the center of the device so that the side surfaces of the split dies 25 adjacent to each other in the circumferential direction come into contact with or come into close contact with each other. In this state, the
各分割ダイス25は、図1と図2等に示すように、往復動機構Mを介して径方向に沿って往復動する。往復動機構Mはシリンダ機構M1にて構成される。この場合のシリンダ機構M1は、シリンダーチューブ32と、このシリンダーチューブ32内に嵌入されるピストンロッド33と、シリンダーチューブ32内に収容されるスプリング34とを備えた単動シリンダである。
As shown in FIGS. 1 and 2, each of the split dies 25 reciprocates along the radial direction via the reciprocating mechanism M. The reciprocating mechanism M is composed of a cylinder mechanism M1. The cylinder mechanism M1 in this case is a single-acting cylinder including a
シリンダーチューブ32には、第1室35と第2室36とが設けられる。すなわち、シリンダーチューブ32は、有底円筒体からなる本体部32aと、この本体部32aの開口に設けられる蓋部材32bとを備え、本体部32aの底壁32a1の凹部が設けられ、この凹部が前記第2室36を構成する。また、蓋部材32bと本体部32aの底壁32a1との間で前記第1室35を構成する。
The
ピストンロッド33は、ピストン部33aと軸本体33bとからなり、ピストン部33aが第1室35に往復動自在に嵌入され、軸本体33bが蓋部材32bの貫通孔を介して第1室35から外部に突出する。そして、ピストン部33aと蓋部材32bとの間にスプリング34が介在されている。このため、自由状態では、図1に示すように、ピストンロッド33がこのスプリング34の弾性力に押圧されてピストン部33aが本体部32aの底壁32a1に接触した状態となっている。
The
ピストンロッド33の軸本体33bの突出端部には、分割ダイス25に連結される連結部材37が取付られている。この連結部材37は、ピストンロッド33の軸本体33bの突出端部にボルト部材40を介して取付られて軸方向に延びる第1部37aと、この第1部37aから内径方向に延びる第2部37bと、この第2部37bから軸方向(上下方向)に延びる第3部37cとからなり、第3部37cが分割ダイス25にボルト部材41を介して連結される。なお、分割ダイス25は、下型22に設けられて受け台42に受けられている。
A connecting
そして、第2室36には油圧路39が接続され、この油圧路39からこの第2室36に油圧が供給されることになる。このため、図1に示す状態(第2室36に油圧が供給されていな状態であって、ピストン部33aが本体部32aの底壁32a1に接触している状態)では、分割ダイス25が内径方向に移動して、図14と図15に示すように、周方向に沿って隣り合う分割ダイス25の相対面する側面25a、25aが接触する状態のダイス列26が閉状態となっている。
Then, a
この図1に示す状態から、第2室36に油圧を供給すれば、ピストンロッド33が図2に示すように、外径方向へ移動することになる。このように移動すれば、連結部材37を介して連結されている分割ダイス25が外径方向に移動してダイス列26が開状態(周方向に沿って隣り合う分割ダイス25の相対面する側面25a、25a間に隙間が形成される状態、図19〜図21等に示す状態)となる。
If the flood control is supplied to the
ところで、周方向に沿って複数個(この場合、8個)の分割ダイス25毎に図3に示すようにシリンダ機構M1が接続されることになる。各シリンダ機構M1には油圧路39が接続される。この油圧路39には、油圧タンク45と、減圧制御弁46と、制御弁47と、シャトル弁48,49等が配設され、油圧回路Hが形成される。
By the way, the cylinder mechanism M1 is connected to each of a plurality of (in this case, eight) split dies 25 along the circumferential direction as shown in FIG. A
また、上型21には、図6等に示すように、ダイスベース50が配置され、ダイスベース50の内側には上側プレート51が設けられている。このダイスベース50は、各分割ダイス25の外径端部が嵌合する複数の凹部52を有するものであり、この凹部52の内面に、分割ダイス25の外径部に沿うように、ダイスガイド面53が形成されている。すなわち、ダイスガイド面53がダイスベース50の軸方向の移動によって、分割ダイス25を内径方向へ押圧する面となる。
Further, as shown in FIG. 6 and the like, the
この装置は、図4に示すような制御機構(制御手段)55を備える。CPU(Central Processing Unit)を中心としてROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等がバスを介して相互に接続されたマイクロコンピューター等で構成することができる。また、制御機構55には、記憶手段としての記憶装置を備え、上下型21,22の上下動のタイミング、上下パンチ部材23,24の上下動のタイミング、油圧回路Hの制御弁47に切り換えるタイミング等は予め記憶されている。記憶手段としての記憶装置は、HDD(Hard Disc Drive)やDVD(Digital Versatile Disk)ドライブ、CD−R(Compact Disc-Recordable)ドライブ、EEPROM(Electronically Erasable and Programmable Read Only Memory)等からなる。なお、ROMには、CPUが実行するプログラムやデータが格納されている。すなわち、上下型21,22の昇降動作、上下パンチの上下動作、ダイス列の開閉動作のタイミング制御を行うことになる。
This device includes a control mechanism (control means) 55 as shown in FIG. It can be composed of a microcomputer or the like in which a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), or the like is connected to each other via a bus, centering on a CPU (Central Processing Unit). Further, the
本発明の鍛造方法は、前記鍛造金型装置を用いて、図5に示すように、素材投入工程61と、閉塞工程62と、成形工程63と、開放工程64と、排出工程65とを備える。素材投入工程61には、鍛造金型装置への素材投入前のダイス列を閉状態とする準備工程(素材投入前(閉))と、ダイス列26を閉状態で鍛造金型装置へ素材を投入する投入工程(素材投入時(閉))とがある。また、閉塞工程62には、ダイス列26を閉状態を維持しつつ上下型21,22を素材に接触させる工程(上下型接触時(閉))と、上下型を相対的に接近させて、金型装置を閉塞状態とする工程(上下型閉塞時(閉))とがある。成形工程63は上下パンチ部材部材23、24を相互に接近させて成形する工程(成形時(閉))である。開放工程64には、上下型21,22を相互に離間させてダイス列を開状態とする工程(上下型開放時(開))と、ダイス列26を開状態のまま上型21を上昇させる工程(上型上昇時(開))とがある。排出工程65は、鍛造済素材を金型装置から排出する工程(ワーク排出時(開))である。なお、図5の各工程の(閉)とは、ダイス列26が閉状態(シリンダ機構M1の第2室36に油圧を供給することなく、スプリング34の弾性力にてピストンロッド33を内径方向へ移動させて、各分割ダイス25を内径方向へ移動させている状態)であることを示し、図5の各工程の(開)とは、ダイス列26が開状態(シリンダ機構M1の第2室36に油圧を供給して、スプリング34の弾性力に抗してピストンロッド33を外径方向へ移動させて、各分割ダイス25を外径方向へ移動させている状態)であることを示している。
As shown in FIG. 5, the forging method of the present invention includes a
次に、図5に示す工程を、図6〜図13、及び図14〜図21を用いて説明する。まず、図6に示すように、上型21と下型22とが離間した金型装置開状態とする。この際、下パンチ部材24を下降させておく。また、シリンダ機構M1の第2室36に油圧を供給することなく、スプリング34の弾性力にてピストンロッド33を内径方向へ移動させて、各分割ダイス25を内径方向へ移動させて、分割ダイス25を内径方向に移動させる。すなわち、図14に示すように、周方向に隣り合う分割ダイス25の側面を接触するダイス列閉状態とする。これが、準備工程(素材投入前(閉))である。
Next, the steps shown in FIG. 5 will be described with reference to FIGS. 6 to 13 and 14 to 21. First, as shown in FIG. 6, the
この状態で、図7に示すように、円柱形状の素材(ワーク)W1を、ダイス列26の内部に投入する投入工程(素材投入時(閉))を行う。このように素材W1を投入すれば、下パンチ部材24のパンチ本体24aの上面24a1で、素材W1の下面W1aが受けられ、また、素材W1の外周面W1cは、図15に示すように、ダイス列26の内径面部にて接触している。これによって、素材W1は、その軸線が上下パンチ部材23,24の軸線に一致した正規位置に保持される。
In this state, as shown in FIG. 7, a charging step (when the material is charged (closed)) is performed in which the cylindrical material (work) W1 is charged inside the
次に、図8に示すように、上型21と下型22とを相対的に接近させて、上パンチ部材23のパンチ本体23aの下面23a1を素材W1の上面W1bに接触させる。すなわち、図5に示す閉塞工程62の上下型接触時(閉)状態とする。その後、図9に示すように、上パンチ部材23と下パンチ部材24とをさらに接近させる。これにより、素材W1の上面W1bに形成される凹部に上パンチ部材23の下部を嵌合させるとともに、素材W1の下面W1aに形成された凹部に下パンチ部材24の上部を嵌合させる工程、すなわち、図5に示す上下型閉塞時(閉)を行う。図8及び図9に示す状態では、図16及び図17に示すように、素材W1の外周面W1cはダイス列26の内径面部にて接触している。
Next, as shown in FIG. 8, the
次に、図10に示すように、上パンチ部材23と下パンチ部材24とをさらに接近させて、鍛造済素材W(内径孔19が、軸方向の中間に底壁20を有する未貫通のものである)を図18に示すように成形する。すなわち、図5の成形時(閉)を行う。この場合、上パンチ部材23は、そのパンチ本体23aの下端部よりも上リングパンチ23bの下面23b1が上方に後退しているとともに、下パンチ部材24の上端部よりも下リングパンチ24bの下方に後退している。
Next, as shown in FIG. 10, the
このため、上パンチ部材23のパンチ本体23aの下端部及び下パンチ部材24のパンチ本体24aの上端部にて底壁20付きの内径孔19を成形し、上パンチ部材23の上リングパンチ23bの下面23b1(図6参照)が、鍛造済素材(鍛造済ワーク)Wの上面Wbを成形し、下パンチ部材24の下リングパンチ24bの上面24b1(図1参照)が、鍛造済ワークWの下面Waを成形する。その後は、図11に示すように、上下型21、22を離間させるとともに、ダイス列26の分割ダイス25を僅かに外径方向へスライドさせてダイス列26を、図19に示すように、開状態(シリンダ機構M1の第2室36に油圧を供給して、スプリング34の弾性力に抗してピストンロッド33を外径方向へ移動させて、各分割ダイス25を外径方向へ移動させている状態)とする。すなわち、図5に示す上下型開放時(開)とする。なお、図19に示す開状態では、分割ダイス25をさらに外径方向へスライド可能な状態の開状態である。
Therefore, an
その後は、図12に示すように、上下型21,22を離間させて上パンチ部材23を上昇させるとともに、図20に示すように、分割ダイス25をさらに外径方向へスライドさせてダイス列26を開状態(シリンダ機構M1の第2室36に油圧を供給して、スプリング34の弾性力に抗してピストンロッド33を外径方向へ移動させて、各分割ダイス25を外径方向へ移動させている状態)とする。すなわち、図5の上型上昇時(開)とする。つぎに、図13に示すように、下パンチ部材24を上昇させて、鍛造済ワークWの取り出しを行う(この状態では、ダイス列26は図21に示す状態である)。すなわち、図5のワーク排出時(開)とする。これによって、鍛造加工が終了する。
After that, as shown in FIG. 12, the upper and
本発明の鍛造金型装置によれば、素材投入時に、ダイス列26の各ダイス25を内径方向に移動させて素材W1を安定姿勢に維持する閉状態とするものであるので、この装置に投入された素材W1の挿入不良や横倒れ等の発生を有効に防止できる。
According to the forging die apparatus of the present invention, when the material is charged, each die 25 of the
投入された素材W1の挿入不良や横倒れ等を有効に防止できる。このため、高精度の造加工(成形)を行うことができる。また、開放工程64と排出工程64とにおいては、ダイス列26の各ダイス25を外径方向に移動させた開状態とすることができ、鍛造完成品である鍛造済ワーク(鍛造済素材)Wの鍛造金型装置からの取り出しが容易であり、生産性に優れる。また、素材投入工程61と閉塞工程62と成形工程63とにおいては、ダイス列26の各ダイス25を内径方向に移動させて素材を安定姿勢とする閉状態としているので、トラック溝149が継手軸線に対して傾斜するとともに、アンダーカット形状であっても、挿入不良や横倒れ等の発生を有効に防止することができ、安定した鍛造加工(成形)を行うことができる。
It is possible to effectively prevent the inserted material W1 from being improperly inserted or falling sideways. Therefore, high-precision molding can be performed. Further, in the
往復動機構Mをシリンダ機構M1にて構成し、このシリンダ機構M1の動作を制御機構55にて制御することができる。シリンダ機構M1として、空気圧シリンダであっても、油圧シリンダであってもよい。空気圧シリンダは、シンプルな構造なので取り扱いが簡単で、価格も安くでき、また、応答性や大きさ・重量、情報処理能力は平均的でバランスが取れたシリンダとなる。油圧シリンダは、小型の油圧ポンプでも大きな力を出すことができ、応答速度が非常に速く、コントロールもしやすいことから、超低速から高速まで幅広く利用できるシリンダである。位置決めも正確にコントロールすることができ、大出力が可能である。電動シリンダ等であってもよい。電動シリンダは、ボールネジ、リニアガイド、ACサーボモータで構成された電気駆動のシリンダであり、エアシリンダと同様に使え、ポンプが不要で電源に接続するだけの簡単な配線で使えるほか、オイルミストの飛散がない、ランニングコストが安いなどの利点がある。
The reciprocating mechanism M is configured by the cylinder mechanism M1, and the operation of the cylinder mechanism M1 can be controlled by the
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、等速自在継手として、アンダーカットフリータイプの固定式等速自在継手であったが、バーフィールドタイプの固定式等速自在継手であってもよいまた、クロスグルーブタイプの摺動式等速自在継手であってもよい。クロスグルーブタイプの等速自在継手を用いる場合、フロートタイプやノンフロートタイプであってもよく、トリポードタイプを用いる場合、シングルローラタイプであっても、ダブルローラタイプであってもよい。また、内側継手部材のトラック溝数の増減は任意であり、溝形状として、アンダーカット形状に限るものではなく、溝底が円弧部のみのものであってもよい。すなわち、ダイス列26の分割ダイス25の数の増減は任意であり、トラック溝成形型面25bおよび外径面成形型面25cの形状も任意に設定できる。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be modified in various ways. As a constant velocity universal joint, an undercut-free type fixed constant velocity universal joint is used. However, it may be a barfield type fixed constant velocity universal joint, or a cross groove type sliding constant velocity universal joint. When a cross-groove type constant velocity universal joint is used, it may be a float type or a non-float type, and when a tripod type is used, it may be a single roller type or a double roller type. Further, the number of track grooves of the inner joint member can be increased or decreased arbitrarily, and the groove shape is not limited to the undercut shape, and the groove bottom may be only an arc portion. That is, the number of the divided dies 25 in the
上下型21,22を接近・離間させる場合、下型22を固定して上型21のみを上下動させても、上下型21,22の両者を上下動させても、上型21を固定して下型のみを上下動させてもよい。また、上下パンチ部材23,24を接近・離間させる場合、下パンチ部材24を固定して上パンチ部材23のみを上下動させても、上下パンチ部材23,24の両者を上下動させても、上パンチ部材23を固定して下パンチ部材24のみを上下動させてもよい。
When the upper and
また、前記実施形態では、素材投入工程61と閉塞工程62と成形工程63とにおいてダイス列26を閉状態とし、開放工程64と排出工程65とにおいてダイス列26を開状態としている。このように構成することが、高精度の鍛造する上で好ましい。しかしながら、制御機構(制御手段)55にて、ダイス列26の開状態と、ダイス列26の閉状態との切り換えを所望のタイミングで行わせることができるので、少なくとも、素材投入工程61において、ダイス列26を閉状態となっていればよいので、他の工程において、ダイス列26を、閉状態としたり、開状態としたりできる。
Further, in the above-described embodiment, the
23 上パンチ部材
24 下パンチ部材
25 分割ダイス
25a 側面
26 ダイス列
55 制御機構
61 素材投入工程
62 閉塞工程
63 成形工程
64 開放工程
65 排出工程
143 内側継手部材
149 トラック溝
149a 円弧部
149b 直線部
M 往復動機構
M1 シリンダ機構
W1 素材(ワーク)
W 鍛造済素材(鍛造済ワーク)
23
W Forged material (forged work)
Claims (3)
複数の分割ダイスを周方向に沿って配設されてなるダイス列と、ダイス列の各ダイスを径方向に沿って往復動させる往復動機構と、ダイス列の内側に投入された素材を軸方向に圧縮する上下一対のパンチとを備え、
前記往復動機構を制御して、ダイス列の各ダイスを外径方向に移動させて周方向に沿って隣り合うダイス間に隙間を設ける開状態と、ダイス列の各ダイスを内径方向に移動させて周方向に沿って隣り合うダイスを密着させる閉状態との切り換えを所望のタイミングで行わせる制御機構を設け、前記制御機構は、少なくとも素材投入時に、ダイス列の各ダイスを内径方向に移動させて素材を安定姿勢に維持する閉状態とするものであり、前記内側継手部材は、周方向に隣り合うトラック溝の傾斜方向が反対方向に形成され、各トラック溝の溝底縦断面形状が、円弧部と直線部とを有するアンダーカット形状であることを特徴とする鍛造金型装置。 A forging die device for manufacturing an inner joint member of a constant velocity universal joint having a track groove inclined with respect to the joint axis.
A die row in which a plurality of split dies are arranged along the circumferential direction, a reciprocating mechanism for reciprocating each die in the die row along the radial direction, and a material charged inside the die row in the axial direction. Equipped with a pair of upper and lower punches to compress into
By controlling the reciprocating mechanism, each die in the die row is moved in the outer diameter direction to provide a gap between adjacent dies along the circumferential direction, and each die in the die row is moved in the inner diameter direction. A control mechanism is provided to switch to a closed state in which adjacent dies are brought into close contact with each other along the circumferential direction at a desired timing, and the control mechanism moves each die in the die row in the inner diameter direction at least when the material is charged. The inner joint member is formed in a closed state in which the material is maintained in a stable posture, and the inclined directions of the adjacent track grooves in the circumferential direction are formed in opposite directions, and the groove bottom longitudinal cross-sectional shape of each track groove is formed. A forging mold device having an undercut shape having an arc portion and a straight portion .
複数の分割ダイスを周方向に沿って配設されてなるダイス列と、ダイス列の各ダイスを径方向に沿って往復動させる往復動機構と、ダイス列の内側に投入された素材を軸方向に圧縮する上下一対のパンチとを備えた鍛造金型装置を用い、
素材をダイス列の内側に投入する素材投入工程と、上下のパンチを相対的に接近させる閉塞工程と、上下のパンチをさらに接近させて素材を圧縮する成形工程と、上下のパンチを相対的に離間させる開放工程と、成形されてなる成形品を排出する排出工程とを備え、 素材投入工程と閉塞工程と成形工程とにおいては、ダイス列の各ダイスを内径方向に移動させて素材を安定姿勢とする閉状態とし、開放工程と排出工程とにおいては、ダイス列の各ダイスを外径方向に移動させた開状態とするものであり、前記内側継手部材は、周方向に隣り合うトラック溝の傾斜方向が反対方向に形成され、各トラック溝の溝底縦断面形状が、円弧部と直線部とを有するアンダーカット形状であることを特徴とする鍛造方法。 A forging method for manufacturing an inner joint member of a constant velocity universal joint having a track groove inclined with respect to the joint axis.
A row of dies in which a plurality of split dies are arranged along the circumferential direction, a reciprocating mechanism for reciprocating each die of the row of dies along the radial direction, and a material charged inside the row of dies in the axial direction. Using a forging die device equipped with a pair of upper and lower punches to compress
The material loading process in which the material is charged inside the die row, the closing process in which the upper and lower punches are relatively close to each other, the molding process in which the upper and lower punches are further brought closer to compress the material, and the upper and lower punches are relatively close to each other. It is equipped with an opening process for separating and discharging a molded product, and in the material charging process, closing process, and molding process, each die in the die row is moved in the inner diameter direction to stabilize the material. In the opening step and the discharging step, each die in the die row is moved in the outer diameter direction to be in the open state, and the inner joint member is formed of track grooves adjacent to each other in the circumferential direction. A forging method characterized in that the inclination directions are formed in opposite directions and the groove bottom vertical cross-sectional shape of each track groove is an undercut shape having an arc portion and a straight portion .
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