JPH02179336A - 鋳造鍛造方法 - Google Patents

鋳造鍛造方法

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JPH02179336A
JPH02179336A JP33460988A JP33460988A JPH02179336A JP H02179336 A JPH02179336 A JP H02179336A JP 33460988 A JP33460988 A JP 33460988A JP 33460988 A JP33460988 A JP 33460988A JP H02179336 A JPH02179336 A JP H02179336A
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    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、鋳造鍛造方法に関し、さらに詳しくは、複数
のアーム部を有する部材(例えば、サスペンションアー
ム等)を製造する際に用いられる鋳造鍛造方法に関する
ものである。
(従来技術) 一般に、自動車のサスペンションアームのような複数の
アーム部を有する部材としては、鋼板製のものが多く用
いられてきていたが、近年の軽量化指向に対応すべくア
ルミ等の軽合金材によりサスペンションアーム等を製造
する試みがなされてきている。ところが、サスペンショ
ンアーム等のように大きな強度を要求される部材を軽合
金で製造する場合、要求強度を満たすためには鍛造によ
る方法を採用するのが望ましい。
ところで、一般に行なわれている金属の鍛造方法として
は、溶解鋳造されたビレットあるいはインゴットを圧延
または自由鍛造により一定形状(例えば、丸棒状等)の
素材に成形した後、該素材を型鍛造することによって所
定形状の鍛造製品を得る方法が良く知られている。しか
しながら、上記の如き鍛造方法による場合、鍛造に要す
る工程が極めて多くならざるを得ないばかりでなく、鍛
造製品の周囲に形成されるパリが極めて大きくなって製
品歩留りが良くないという問題がある。特に、複数のア
ーム部を有するサスペンションアーム等のような複雑形
状の部材を製造する場合には、極めて大きなパリの発生
を余儀なくされ、製品歩留りを悪化させる大きな要因と
なってくるところから、解決を要する重要な技術的課題
とされてきている。
かかる課題に対処すべく、特開昭51−120953号
公報に記載されているように、鋳型を用いて製品と近似
形状の鍛造用粗形素材を鋳造した後、該粗形素材を製品
形状に型鍛造する方法が提案されている。
(発明が解決しようとする課題) 上記公知例の方法における如(、鋳型を用いて製品と近
似形状の鍛造用粗形素材を鋳造するようにした場合、前
記公知例に実施例として記載されているピストンのよう
な比較的単純な形状のものでは格別問題とならないが、
複数のアーム部を有する部材(即ち、サスペンションア
ーム等)に近似した形状の素材を鋳造する場合、鋳型構
造が複雑化するとともに、鋳バリの発生も多くなるとい
う問題が生じ、さらに鋳型鋳造による鍛造用粗形索材の
生産性も良くないという問題がある。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、極めて簡
易な手法により、複雑形状の鍛造製品における製品歩留
りの向上を図り且つ鍛造用粗形素材の生産性を向上せし
め得るようにすることを目的とするものである。
(課題を解決するための方法) 本発明では、上記課題を解決するために、断面が放射方
向に延びる複数のアーム形状からなる金属素材を連続鋳
造法により成形した後、該金属素材を所定厚さに切断し
て複数の放射状アーム部を有する粗形索材を製作し、該
粗形索材における少なくとも1本の放射状アーム部を曲
げ成形し、その後、所定形状に鍛造成形するようにして
いる。
このようにしたことにより、連続鋳造法により成形され
た金属素材を所定厚さに切断するという極めて簡易な手
法により鍛造用組型素材が製作されることとなり、該組
型素材を型鍛造するだけで複数のアーム部を有する鍛造
製品が歩留り良く製作できることとなっているのである
なお、連続鋳造法により断面が複数のアーム形状からな
る金属素材を鋳造する場合、アーム形状部に曲がり部が
あると、冷却時における熱収縮(熱収縮は金属素材の中
心に向けて収縮する)によって連続鋳造の鋳造素材を成
形する金型にアーム形状部の曲がり部が抱き付き、凝固
した鋳造素材をスムーズに連続的に成形できないという
問題があるが、本発明のように、連続鋳造法により断面
が放射方向に延びる複数のアーム形状からなる金属素材
を鋳造した後、該金属素材を切断して得られた組型素材
のアーム部を曲げ加工し、その後、型鍛造するようにす
れば、アーム部に曲がり部が存在する部材であっても、
容易に得られることとなるのである。
(発明の効果) 本発明によれば、連続鋳造法により成形された金属素材
を所定厚さに切断するという極めて簡易な手法により鍛
造用組型素材が製作されることとなり、該組型素材を型
鍛造するだけで複数のアーム部を有する鍛造製品を歩留
り良く製作することができるという優れた効果がある。
また、連続鋳造法により断面が複数のアーム形状からな
る金属素材を鋳造する場合、アーム形状部に曲がり部が
あると、冷却時における熱収縮によって凝固時のアーム
形状部の曲がり部が連続鋳造用金型に抱き付き、鋳造素
材をスムーズに連続的に成形できないという問題がある
が、本発明のように、連続鋳造法により鋳造された金属
素材を切断して得られた組型素材のアーム部を曲げ加工
した後、型鍛造するようにすれば、アーム部に曲がり部
が存在する部材であっても、容易に製作できるという効
果もある。
(実施例) 以下、添付の図面に示す実施例に基づいて本発明の鋳造
鍛造方法を説明する。
以下の説明においては、自動車のサスペンション装置に
おけるアッパーアームを鋳造鍛造方法により製作する場
合を実施例としている。
本実施例における鋳造鍛造方法では、第1図図示の如く
、連続鋳造工程A1素材切断工程B1予備成形工程C1
荒鍛造工程D、仕上げ鍛造工程Eおよびトリミング工程
Fか順次行なわれることとなっている。
前記連続鋳造工程Aにおいては、アルミ合金等の軽合金
溶湯を用いた連続鋳造法(例えば、ホット・トップ鋳造
法)により、断面が3個の放射状に延びるアーム形状か
らなる金属素材1(第2図イ図示)が鋳造される。該連
続鋳造は、第15図参照の連続鋳造装置101は、金属
名高102が供給されるヘッダー103下方に鋳造され
るべき金属素材lの断面形状を有する連続鋳造用金型1
04を備えており、該金型104の周囲には冷却水を噴
出させるためのノズル105が付設されている。符号1
06は連続鋳造される連続鋳造品(即ち、金属素材)I
の下端を受止める支持台、107は金型104に至る前
の金属溶f&I02の周囲に対して加圧空気を作用させ
るための空気通路、lO8は潤滑油通路である。
前記金属素材lは、連続鋳造における凝固時に金属素材
1の中心部に向けて熱収縮するが、アーム形状を放射状
に延びる形状とすることにより、熱収縮が許容されると
ころから、連続鋳造用金型104(第15図参照)に金
属素材lが抱き付くことはなくなり、連続鋳造をスムー
ズに行うことができるのである。
前記素材切断工程Bにおいては、前記連続鋳造工程Aに
おいて鋳造された金属素材lを所定厚さに切断して、製
品であるアッパーアームに近い形状の鍛造用組型素材2
(第2図口図示)が製作される。該組型素材2は、放射
状に延びる3本のアーム部21.22.23からなって
いる。
前記予備成形工程Cにおいては、前記素材切断工程Bに
おいて製作された組型素材2における2本のアーム部2
1.22の先端部21a、22aを相対向する方向に曲
げ加工することによって予備成形品3(第2図ハ図示)
が成形される。この予備成形加工は、第3図図示のプレ
ス金型11により行なわれるが、該予備成形に入る前に
、前記組型素材2は、予じめ400〜450℃に加熱さ
れる。
前記プレス金型11は、図示しない加圧昇降手段によっ
て昇降作動せしめられる可動上型11aと、該可動上型
11aと型合せされる固定下型llbとからなっており
、型合せ時において両者間に形成される空間部11cの
形状に倣ってアーム部21.22の先端部21a、22
aが相対向する方向に曲げ加工されるようになっている
。つまり、固定下型zbに対して第3図鎖線図示の姿勢
でセットされた組型素材2は、可動上型11aによる加
圧力によって空間部11cの形状に倣った予備成形品3
となるのである。かくして得られた予備成形品3は、3
本のアーム部31,32.33からなり、2本のアーム
部31.32の先端部31a32aが相対向する方向に
曲げ成彩されたものとなっている。
前記荒鍛造工程りにおいては、前記予備成形品3に対し
て密閉型鍛造による荒鍛造が施される。
該荒鍛造は、第4図ないし第9図図示の鍛造金型12に
より行なわれる。該鍛造金型12は、相互に型合せ可能
とされた可動上型12aと固定下型12bとからなって
おり、型合せ時において両者間に形成される空間部12
cの形状に倣って予備成形品3(第1図ハ図示)が荒鍛
造量4(第1図工、ホ図示)となるように鍛造成形され
るようになっている。符号13は荒鍛造後の荒鍛造量4
を離型させるためのノックアウトビンである。そして、
本実施例においては、可動上型12aと固定下型+2b
との型合せによって形成される空間部12cは密閉状態
とされており、前記ノックアウトピン13.13.13
先端が臨ましめられる部分にのみパリ形成用の隙間S 
、S + 、 S tが形成されるようになっている。
上記した如く、荒鍛造工程りにおいて使用される鍛造金
型12を密閉型としたことにより次のような作用が得ら
れる。
即ち、荒鍛造工程りへ送られてくる予備成形品3は、連
続鋳造法により鋳造された金属素材lを所定厚さに切断
して得られた組型素材2における2本のアーム部21.
22の先端部21a、21bを曲げ加工したものである
ため肉厚が−様なものとなっているが、仕上げ鍛造後に
得られる仕上げ鍛造品5には、第2図(ト)図示の如く
、肉厚の厚い部分(例えば、アーム部51,52.53
の先端部)と肉厚の薄い部分(例えば、アーム部51,
52゜53の中間部)とが存在することとなっている。
従って、荒鍛造工程りにおいては、仕上げ鍛造後におい
て薄肉部となる部分から厚肉部となる部分への肉厚移動
を行う必要が生じるが、上記した如く、鍛造金型12を
密閉型構造とすることによって、前述の肉厚移動が容易
に行なわれることとなるのである。上記した如く、荒鍛
造により得られた荒鍛造品4では、第2図(ニ)、(ホ
)図示の如く、アーム部41,42.43の先端部が肉
厚部となり、アーム部41,42.43の中間部が肉薄
部となっている。なお、バリ形成用の隙間S 、、S 
、、S 、により形成されるバリ44.44.44(第
2図工図示)には、ノックアウトピンl 3,13.1
3の先端が当接され、荒鍛造品4の離型を容易ならしめ
る作用を有する。
前記仕上げ鍛造工程Eにおいては、前記荒鍛造工程りに
おいて荒鍛造成彩された荒鍛造品4に対して型鍛造によ
る仕上げ鍛造が施される。該仕上ア鍛造は、第4図およ
び第1O図ないし第14図図示の鍛造金型14により行
なわれる。該鍛造金型14は、相互に型合仕可能とされ
た可動上型14aと固定下型14bとからなっており、
型合せ時において両者間に形成される空間部14cの形
状に倣って荒鍛造品4(第1図工、ホ図示)が仕上げ鍛
造品5(第2図へ、ト図示)となるように鍛造成形され
るようになっている。なお、本実施例においては、荒鍛
造用の鍛造金型12と仕上げ鍛造用の鍛造金型14とは
、一体化された型ユニットとして構成されており、1回
の鍛造作業により荒鍛造と仕上げ鍛造とが同時に行える
ようになっている。符号15は仕上げ鍛造後の仕上げ鍛
造品5を離型させるためのノックアウトビンである。そ
して、本実施例においては、可動上型!4aと固定下型
14bとの型合せによって形成される空間部+4cは非
密閉状態とされており、該空間部14cの周縁部にパリ
形成用の隙間S、が形成されるようになっている。
上記の如くして得られた仕上げ鍛造品5においては、第
2図(へ)、(ト)図示の如く、製品6(即ち、アッパ
ーアーム)となる形状部周縁全周に亘ってバリ54が形
成されることとなるが、前工程である荒鍛造工程りまで
において製品6に近似した形状とされているところから
、前記バリ54の形成は、極めて少なく抑えられること
となる。
しかして、次工程であるトリミング工程Fにおいては、
前記バリ54を切除することによって製品6(第2図チ
図示)が得られるのであるが、この時切除されるバリ5
4の量が極めて少なく抑えられることとなり、製品歩留
りが大幅に向上することとなるのである。
上記した如く、本実施例によれば、連続鋳造工程Aにお
いて連続鋳造法により鋳造された金属素11を、素材切
断工程Bにおいて所定厚さに切断して3本のアーム部2
1.22.23からなる粗形素材2を製作し、予備成形
工程Cにおいて前記粗形素材2の2本のアーム部21.
22の先端部21a、22aを相対向する方向に曲げ加
工した後、荒鍛造工程りおよび仕上げ鍛造工程Eにおい
て鍛造成形し、その後トリミング工程Fにおいてバリ切
除を行うようにしたので、粗形素材2(実質的には、予
備成形品3)を得るまでの工程が極めて簡略化されるこ
ととなるとともに、これらの工程において廃棄される素
材がほとんどなく、しかも鍛造後におけるバリ54の形
成も極めて少なく抑えられることとなり、工程の簡略化
および製品歩留りの向上が図れるのである。
上記実施例では、3本のアーム部を有するアッパーアー
ムを製造する場合について説明したが、本発明は、複数
のアーム部を有する部材を製造する場合のすべてに適用
可能である。
また、上記実施例では、軽合金からなる連続鋳造素材を
用いたものについて説明したが、連続鋳造により得られ
る連鋳馴を金属素材とするものにも本発明は適用できる
ことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の鋳造鍛造方法における工程を示す工程
順序図、第2図(イ)〜(チ)は本発明方法の各工程に
おいて成形される成形品の形状変化を示す図、第3図は
本発明の実施例における予備成形工程において用いられ
るプレス金型の縦断面図、第4図は本発明の実施例にお
いて荒鍛造工程および仕上げ鍛造工程において用いられ
る鍛造金型の固定下型を示す平面図、第5図、第6図、
第7図、第8図、第9図、第10図、第11図、第12
図、第13図および第14図は第4図図示の鍛造金型の
型合せ状態におけるV−■、Vl−Vl、■−■、■−
■、IX−IX、 X−X、 XI−XI、■−■、X
[[I−XIIIおよびXI’/−XIV断面図、第1
5図は連続鋳造装置の概略を示す断面図である。 1・・・・・・・・金属素材 2・・・・・・・・粗形素材 2+、22.23・・アーム部 (ニ) (ホ) 1   :合−電材 2    ill形禦材 21.22.23:アーム部 第2図 第15図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、断面が放射方向に延びる複数のアーム形状からなる
    金属素材を連続鋳造法により成形した後、該金属素材を
    所定厚さに切断して複数の放射状アーム部を有する粗形
    素材を製作し、該粗形素材における少なくとも1本の放
    射状アーム部を曲げ成形し、その後、所定形状に鍛造成
    形することを特徴とする鋳造鍛造方法。
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