JP6897403B2 - 据込鍛造機及びそれを用いたビレットの製造方法 - Google Patents
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図10は、本実施形態の据込鍛造機が用いられる型鍛造部材の製造設備のレイアウト図の一例である。本実施形態の据込鍛造機が用いられる型鍛造部材の製造設備のレイアウトは、図10に限られないが、図10を参照して、型鍛造部材の製造設備は、加熱炉2と、据込鍛造機3と、傾斜圧延機4と、型鍛造機5とを備える。加熱炉2と据込鍛造機3との間、据込鍛造機3と傾斜圧延機4との間、傾斜圧延機4と型鍛造機5との間には、それぞれ搬送機構6が配置される。搬送機構6は、加熱炉2から抽出されたビレット1を据込鍛造機3に搬送したり、据込鍛造機3で据込鍛造されたビレット1を傾斜圧延機4に搬送したり、傾斜圧延機4で縮径圧延されたビレット1を型鍛造機5に搬送したりする。搬送機構6はたとえば、搬送ローラー、チェーン式コンベア、ロボットアーム等である。
加熱炉2はビレット1を所定の温度に加熱する。加熱炉2は周知のものでよい。加熱炉2はたとえば、ウォーキングビーム式の連続式加熱炉であってもよいし、ロータリーハース式の連続式加熱炉であってもよい。
傾斜圧延機4は据込鍛造機3の下流に配置される。図11は、傾斜圧延機4を出側から見た斜視図である。図11を参照して、傾斜圧延機4は3つの傾斜ロール40を含む。3つの傾斜ロール40は、パスラインLまわりに等間隔に配置される。図12は、傾斜圧延機4を入側から見た正面図である。図11及び図12では、3つの傾斜ロール40がパスラインLまわりに等間隔(120°ごと)に配置される。
据込鍛造機3は加熱炉2と傾斜圧延機4との間に配置される。図15は本実施形態の据込鍛造機3の側面図である。図15では、据込鍛造機3の一部を断面図(ハッチング部分)で示す。図15を参照して、据込鍛造機3は、第1据込鍛造金型31と、第2据込鍛造金型32と、据込駆動機構33とを備える。据込鍛造機3は、ビレット1をビレット1の軸方向に据込鍛造する。
図16は、第1及び第2テーパー穴310、320の中心軸を含む、第1及び第2据込鍛造金型31、32の断面図である。図16を参照して、第1据込鍛造金型31は、第1ビレット対向面311と、第1裏面312とを含む。第1ビレット対向面311は、据込鍛造時のビレット1の第1端面10に対向する第1テーパー穴310を含む。第1裏面312は、第1ビレット対向面311と反対側に配置される。第2据込鍛造金型32は、第2ビレット対向面321と、第2裏面322とを含む。第2ビレット対向面321は、据込鍛造時のビレット1の第2端面11に対向する第2テーパー穴320を含む。第2裏面322は、第2ビレット対向面321と反対側に配置される。
図16を参照して、第1テーパー穴310は、第1内周面313を含む。第1テーパー穴310の中心軸を含む、第1据込鍛造金型31の断面(たとえば、図16)における第1内周面313の幅は、第1ビレット対向面311から第1裏面312に向かって減少する。第2テーパー穴320は、第2内周面323を含む。第2テーパー穴320の中心軸を含む、第2据込鍛造金型32の断面(たとえば、図16)における第2内周面323の幅は、第2ビレット対向面321から第2裏面322に向かって減少する。
据込駆動機構33は、第1据込鍛造金型31を、据込鍛造時のビレット1の軸方向に駆動可能である。図15を参照して、据込鍛造時には、据込駆動機構33により、第1据込鍛造金型31が図中矢印で示す方向に駆動する。そして、第1据込鍛造金型31を第2の据込鍛造金型32へ相対的に近づける。これにより、ビレット1の端部が据込鍛造される。
ビレット1の製造方法は、ビレット支持工程と、据込鍛造工程とを備える。以下、各工程について説明する。
支持工程では、初めに、周知の加熱炉2を用いて、ビレット1を所定の温度に加熱する。ビレット1を加熱した後、加熱炉2から抽出する。次に、加熱炉2から抽出されたビレット1を、ビレット1の軸方向を水平に支持する。ここで、水平とは、重力と直角に交わる方向にのみに限定されず、重力と直角に交わる方向から30°以下の範囲でずれている場合を含む。
据込鍛造工程では、据込駆動機構33で第1据込鍛造金型31をビレット1の軸方向に駆動する。そして、第1据込鍛造金型31を相対的に第2据込鍛造金型32に近づける。第1及び第2据込鍛造金型31、32はテーパー穴310及び320を含むため、ビレット1の端部は、テーパー穴310及びテーパー穴320の形状に変形する。そのため、ビレット1の端部がテーパー形状に成形される。
図24は、図15及び図21とは異なる、第2の実施形態による据込鍛造機3の側面図である。図24では、据込鍛造機3の一部を断面図(ハッチング部分)で示す。図24を参照して、据込鍛造機3は、第1据込鍛造金型31、第2据込鍛造金型32及び据込駆動機構33に加え、第1及び第2拘束工具91、92と、第1及び第2拘束工具支持機構93、94と、第1及び第2弾性部材95、96とを新たに備える。
図25は、据込鍛造機3が第1及び第2の拘束工具91、92を備える場合において、据込鍛造時のビレット1の軸方向から見たビレット1の軸方向中央部及び第1及び第2の拘束工具91、92の断面図である。図25を参照して、第1及び第2拘束工具91、92は、ビレット1の側面12と接触する第1及び第2拘束面910及び920を含む。
好ましくは、図25及び図26において示すとおり、第1及び第2の拘束面910、920の据込鍛造時のビレット1の軸方向から見た断面の形状は弓状である。第1及び第2の拘束面910、920の断面形状が弓状であれば、据込鍛造時におけるビレット1と第1及び第2の拘束面910、920との接触面積を大きくすることができる。このため、据込鍛造時において、第1及び第2拘束工具91、92がビレット1の形状を維持しつつ、ビレットを拘束しやすい。そのため、より効率的にビレット1の座屈を抑制できる。ここで、弓状とは、一部又は全体が弧をなして曲がっている状態をいう。弓状はたとえば、楕円弧、円弧である。弓状は、複数の曲率を有した形状であってもよいし、中央部が曲率を有し、端部が直線状となっている形状でもよい。
図25を参照して、第1弾性部材95は、第1拘束工具91と第1拘束工具支持機構93との間に配置される。第2弾性部材96は、第2拘束工具92と第2拘束工具支持機構94との間に配置される。ここでいう弾性部材とは、外力を加えられた場合にひずみが生じて変形するものの、外力が除去されたときには元の形状に戻る部材を意味する。弾性部材はたとえば、ばね及びゴム等である。
第1拘束工具支持機構93は、第1拘束工具91の第1拘束面910と反対側に配置され、第1拘束工具91を支持する。第2拘束工具支持機構94は、第2拘束工具92の第2拘束面920と反対側に配置され、第2拘束工具92を支持する。
据込鍛造機3が第1及び第2拘束工具91、92を備える場合、据込鍛造機3はさらに、スライド機構97、98を備えることが好ましい。図29は、図15、図21及び図24とは異なる、第3の実施形態による据込鍛造機3の側面図である。図29では、据込鍛造機3の一部を断面図(ハッチング部分)で示す。図29を参照して、据込鍛造機3は、シリンダ931に取り付け可能な、スライド機構97を備える。据込鍛造機3は、拘束工具支持架台941の直下にさらにスライド機構98を備える。スライド機構97は、シリンダ931に取り付けられており、シリンダ931を据込鍛造時のビレット1の軸方向にスライド可能である。スライド機構97は、シリンダ931をスライドさせることにより、その下に取り付けられた第1拘束工具91を据込鍛造時のビレット1の軸方向にスライドさせる。スライド機構98は、拘束工具支持架台941を据込鍛造時のビレット1の軸方向にスライド可能である。スライド機構98は、拘束工具支持架台941をスライドさせることにより、その上に取り付けられた第2拘束工具92を据込鍛造時のビレット1の軸方向にスライドさせる。
上述の第1及び第2拘束工具91、92を備える第2及び第3の実施形態において、第1及び第2の弾性部材95、96は無くてもよい。図31は、図24〜30とは異なる、第4の実施形態による、据込鍛造時のビレット1の軸方向から見た、ビレット1の軸方向中央部及び第1及び第2拘束工具91、92の断面図である。図31を参照して、第1及び第2拘束工具91、92は、拘束工具支持部材930、940に直接取り付けられている。この場合であっても、第1及び第2拘束工具の拘束面910、920は、据込鍛造時のビレット1の側面12を拘束する。そのため、据込鍛造時において、ビレット1の座屈を抑制できる。
10、11 ビレットの端面
12 ビレットの側面
3 据込鍛造機
31、32 据込鍛造金型
310、320 テーパー穴
311、321 据込鍛造金型のビレット対向面
312、322 据込鍛造金型の裏面
313、323 テーパー穴の内周面
33 据込駆動機構
91、92 拘束工具
910、920 拘束工具の拘束面
93、94 拘束工具支持機構
95、96 弾性部材
97、98 スライド機構
Claims (5)
- 第1端面と、前記第1端面と反対側の第2端面と、前記第1端面と前記第2端面との間の側面とを含む円柱状のビレットを据込鍛造する据込鍛造機であって、
据込鍛造時の前記ビレットの前記第1端面に対向する第1テーパー穴を含む第1ビレット対向面と、前記第1ビレット対向面と反対側に配置される第1裏面とを含む第1据込鍛造金型と、
前記据込鍛造時の前記ビレットの前記第2端面に対向する第2テーパー穴を含む第2ビレット対向面と、前記第2ビレット対向面と反対側に配置される第2裏面とを含む第2据込鍛造金型と、
前記第1据込鍛造金型を、前記据込鍛造時の前記ビレットの軸方向に駆動可能な据込駆動機構とを備え、
前記第1据込鍛造金型と前記第2据込鍛造金型とは、水平方向に配列され、
前記第1テーパー穴は、
第1内周面を含み、
前記第1据込鍛造金型の前記第1テーパー穴の中心軸を含む断面における前記第1内周面の幅は、前記第1ビレット対向面から前記第1裏面に向かって減少し、
前記第2テーパー穴は、
第2内周面を含み、
前記第2据込鍛造金型の前記第2テーパー穴の中心軸を含む断面における前記第2内周面の幅は、前記第2ビレット対向面から前記第2裏面に向かって減少し、
前記据込鍛造機はさらに、
前記据込鍛造時において、前記ビレットの軸方向中央部の軸周りに配置され、前記ビレットの側面と接触する第1拘束面を含む第1拘束工具と、
前記据込鍛造時において、前記ビレットを挟んで前記第1拘束工具の反対側であって、且つ、前記据込鍛造時の前記ビレットの軸方向中央部の軸周りに配置され、前記ビレットの側面と接触する第2拘束面を含む第2拘束工具と、
前記第1拘束工具の前記第1拘束面と反対側に配置され、前記第1拘束工具を支持する第1拘束工具支持機構と、
前記第2拘束工具の前記第2拘束面と反対側に配置され、前記第2拘束工具を支持する第2拘束工具支持機構とを備え、
前記据込鍛造機はさらに、
前記第1拘束工具と前記第1拘束工具支持機構との間に配置される第1弾性部材と、
前記第2拘束工具と前記第2拘束工具支持機構との間に配置される第2弾性部材とを備える、据込鍛造機。 - 請求項1に記載の据込鍛造機であってさらに、
前記第1及び第2拘束面の、前記据込み鍛造時の前記ビレットの軸方向に垂直な断面の形状は、弓状である、据込鍛造機。 - 請求項1又は請求項2に記載の据込鍛造機であってさらに、
前記第1及び第2拘束工具を、前記据込鍛造時の前記ビレットの軸方向にスライド可能なスライド機構を備え、
前記据込鍛造時において、前記据込駆動機構が前記第1据込鍛造金型を前記ビレットの軸方向に駆動させている間、前記第1及び第2拘束工具が前記スライド機構により前記ビレットの軸方向にスライドしながら、前記第1及び第2拘束面が前記ビレットの軸方向中央部の側面との接触を維持する、据込鍛造機。 - 請求項3に記載の据込鍛造機であって、
前記スライド機構は無駆動である、据込鍛造機。 - 請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の据込鍛造機を用いたビレットの製造方法であって、
加熱された円柱状の前記ビレットを前記ビレットの軸方向を水平に支持する工程と、
前記据込駆動機構により前記第1据込鍛造金型を前記ビレットの軸方向に駆動して前記ビレットに対して据込鍛造を実施し、前記ビレットの端部をテーパー形状にする工程とを備える、ビレットの製造方法。
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JP2017150398A JP6897403B2 (ja) | 2017-08-03 | 2017-08-03 | 据込鍛造機及びそれを用いたビレットの製造方法 |
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JP2019025535A JP2019025535A (ja) | 2019-02-21 |
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JPS5634829Y2 (ja) * | 1980-04-25 | 1981-08-17 |
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2017
- 2017-08-03 JP JP2017150398A patent/JP6897403B2/ja active Active
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