JPH0337451B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は例えば自動車用ミツシヨンシヤフト等
の如き多段軸を冷間押出しにより製造する方法に
関する。

（従来の技術及び解決しようとする問題点） 自動車用ミツシヨンシヤフト等の多段軸を塑性
加工により製造するために従来において熱間クロ
スロールによる方法、又は比較的小径のブランク
材による各段毎の絞り、アツプセツトによる方法
が一般的に行われていた。前者は成形精度が低
く、所定精度を得るために機械加工に依存しなけ
ればならない問題があり、又後者は各段毎に成形
工程を必要とし、工程数が多くなる問題があり、
加えて工程相互間で各段軸部の芯ずれ、軸の曲り
が生じ、成形加工し得る段数にも限界があり、仕
上げ成形のために旋盤加工等の機械加工に大きく
依存せざるを得ない不具合があつた。

本発明は前記不具合を解消すべく案出されたも
のであつて、本発明の目的とする処は、一回のプ
レス工程等のワンシヨツト成形で精度に優れる多
段軸を製造でき、また旋盤等の機械加工による後
加工を不要ならしめ、低コストで材料歩留り良好
に多段軸を製造できるようにした方法を提供する
にある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は前記目的を達成するため、冷間押出し
により多段軸２を成形するに際し、初段の軸部２
ｂの軸径に対する最大径軸部２ａの軸径を、該初
段の軸部２ｂ成形時に生ずる加工発熱が200℃〜
300℃の領域に昇温することとなる減面率で設定
し、初段の軸部２ｂ成形から次段以降の軸部２
ｃ，２ｄ，２ｅ成形までを連続する１工程で行な
うことを特徴とする。

（作 用） 初段の軸部２ｂの冷間押出し成形時に生ずる加
工熱により温間押出し並みに多段軸２を製造で
き、成形荷重を低減せしめることが出来る。しか
も多段を１工程で連続的に成形するため、夫々別
個の工程で成形するような際に生起しがちな各段
軸部の芯ずれ、軸の曲り等の不具合がなく、しか
も旋盤等の機械加工による後加工を不要ならしめ
ることができる。

（実施例） 以下に本発明の好適一実施例を添付図面に基づ
いて詳述する。

第１図は多段軸に成形される未加工素材のブラ
ンク材１を示し、ブランク材１は円柱状となつて
いる。第２図はブランク材１から本発明に係る方
法により製造された多段軸２を示し、この多段軸
２は複数段、図示例では五段の軸部２ａ〜２ｅか
らなり、一方の軸端の最大径軸部２ａから他方の
軸端の最小径段軸部２ｅへ径が次第に小さくなる
ように形成されており、各軸部の間に段部２ｆ〜
２ｉが設けられている。この段部２ｆ〜２ｉのう
ち最大径軸部２ａと初段軸部２ｂ間の段部２ｆは
他の段部２ｇ〜２ｉよりも段差量が大きく且つテ
ーパ状となつている。上記ブランク材１は最大径
軸部２ａの径と同じ径か若しくはこの径よりも小
さ目の径に予め設定される。

第３図は本発明に係る方法を実施するためのプ
レス式押出し絞り金型装置を示し、この図は成形
加工前、後を合成した半截断面図として示され、
左半截図が成形前、右半截図が成形後である。こ
の金型装置は四個の絞りダイス３，４，５，６と
ブランク材コンテナ７とを有し、各絞りダイス３
〜６は同軸的に重ね合せられて上下に配置され、
最上位の初段絞りダイス３の上面にコンテナ７が
同じく同軸的に配置される。各絞りダイス３〜６
の上下に貫通する内径孔３ａ〜６ａにはランド部
３ｂ〜６ｂが環状に設けられ、内方に突出形成さ
れている。ランド部間の間隔は多段軸２の夫々の
段軸部２ｂ〜２ｅの軸長さと同じに設定され、こ
の間隔を実現できるように絞りダイス３〜６の上
下厚さ寸法が設定されている。初段絞りダイス３
にはテーパ状絞り孔８が形成され、この絞り孔８
の上部が大径孔３ｃとなつており、絞り孔８の下
部に連続してランド部３ｂ、内径孔３ａが形成さ
れる。コンテナ７の内径孔７ｂの径は上記大径孔
３ｃと同じで、且つこれらの孔３ｃ，７ｂの径は
多段軸２の最大径軸部２ａと同じになつている。

初段絞りダイス３に設けられてテーパ状絞り孔
８により初段軸部２ｂが押出し成形され、第３図
中、９はプレス手段のラム１０に垂下設置された
パンチであり、又、１１は最下位の絞りダイス６
に挿入されたノツクアウトパンチである。

コンテナ７に前記ブランク材１を投入セツト
し、ラム１０の降下動によりパンチ９からブラン
ク材１に圧縮荷重を作用させると、ブランク材１
はコンテナ７の内径孔７ｂ内面に拘束されつつ内
部応力が増大し、これが降伏点以上に高まるとテ
ーパ状絞り孔８によつて絞り押出されて軸方向に
塑性鍛造され、初段絞りが成されて軸方向へ延び
最大径軸部２ａの下部に初段軸部２ｂが形成され
る。そしてこの初段軸部２ｂを押出し成形するに
際し、加工発熱が温間押出し領域に昇温する減面
率（εa）（加工度、即ち断面減少率で押出しを行
う。ここに減面率（εa）とは、最大径軸部２ａ
の径をd₁、初段軸部２ｂの径をd₂とした場合、 εa＝d² ₁−d² ₂／d² ₁で表わされる。

ブランク材１の下端がランド部３ｂを過ぎ初段
軸部２ｂが成形された後、ラム１０の更なる降下
動により次位のランド部４ｂによつて次段の段軸
部２ｃの押出し成形が開始され、この成形にはパ
ンチ９による押出荷重の他、初段押出し成形時に
発生した高温の加工熱が参加し、冷間押出法であ
りながら温間押出法並みとなる。初段軸部２ｂの
加工により発生した加工熱はブランク材１の加工
硬化による変形抵抗の増加を相殺するものであ
り、ブランク材１の材料塑性流を確保でき、低変
形抵抗状態下において次段の絞り押出成形によつ
て段軸部２ｃが成形加工される。

引き続きラム１０、パンチ９が降下することに
より段軸部２ｃに続いて段軸部２ｄ，２ｅがラン
ド部５ｂ，６ｂによつて連続して押出し成形され
ることとなり、この押出し成形もパンチ９の押出
荷重と高温の加工熱とによつて行われ、この加工
熱には前段の押出し成形時に生じた熱が加わり、
低変形抵抗と材料流動性は維持されるため、パン
チ９の成形荷重は小さく、低荷重で多段軸２を成
形でき、パンチ９の一回のプレス工程によるワン
シヨツト成形で多段軸２を製造できる。

製造された多段軸２は絞りダイス３〜６によつ
て所望する軸径となつており、又、各段軸部２ｂ
〜２ｅの軸長さもランド部３ｂ〜６ｂによつて所
望する長さになつており、加えてランド部３ｂ〜
６ｂは段軸部２ｂ〜２ｅの曲りに対する矯正効果
を有するため、絞りダイス３〜６が同軸的に配置
されていることと併せ段軸部２ｂ〜２ｅの同芯、
曲り精度は高精度となつている。

成形完了後、ノツクアウトパンチ１１の上動に
より多段軸２を払い出す。

第４図は断面減少率εaとブランク材温度との
関係線図、第５図はブランク材温度と変形抵抗の
関係線図、第６図は本発明方法による押出し荷重
と従来の冷間押出しにおける理論荷重との差異を
示す。

S50C材で径48mmのブランク材を用い、初段軸
部２ｂの減面率を50％として冷間押出しを行う
と、第４図に示すようにブランク材温度は約300
℃になり、この状態で更に小径の軸部２ｃ，２
ｄ，２ｅを押出すと第６図に示すように通常の成
形荷重の約60％で成形することができた。

第４図に示すように減面率は20％以上でブラン
ク材１を昇温させることができるが、第５図に示
すようにブランク材１温度は温間押出し領域
（200℃〜300℃）である200℃以上好ましくは240
℃以上で成形を容易に行え、斯かる温度は減面率
を40％としたときに得られる。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように本発明によれば一
回のプレス工程等のワンシヨツト成形で精度に優
れる多段軸を製造でき、また旋盤等の機械加工に
よる後加工を不要ならしめ、低コストで材料歩留
り良好に多段軸を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はブランク材を示す図、第２図は製造さ
れた多段軸の図、第３図は本発明に係る方法を実
施するための装置の断面図で、成形加工前、後を
合成した半截図、第４図は断面減少率εaとブラ
ンク材温度との関係線図、第５図はブランク材温
度と変形抵抗の関係線図、第６図は本発明方法に
よる押出し荷重と従来の冷間押出しにおける理論
荷重との差異を示す図である。 尚図面中、１はブランク材、２は多段軸、２ａ
は最大径軸部、２ｂは初段軸部、２ｃ〜２ｅはそ
れ以降の段軸部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 冷間押出しにより多段軸を成形するに際し、
   初段の軸部の軸径に対する最大径軸部の軸径を、
   該初段の軸部成形時に生ずる加工発熱が200℃〜
   300℃の領域に昇温することとなる減面率で設定
   し、初段の軸部成形から次段以降の軸部成形まで
   を連続する１工程で行なうことを特徴とする多段
   軸の製造方法。