JPH0342978B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は溝を有する筒状部品の製造方法に係
り、特に、冷間押出し加工を利用して簡単かつ安
価に製造する方法に関するものである。

従来技術とその課題 両端が開口する円筒形状を成しているととも
に、その周壁を半径方向に貫通する溝が一端から
軸心と平行に設けられている筒状部品、例えばカ
ツプリング等の製造に際して、冷間押出し加工を
用いたものがあるが、溝への素材の流動を阻止す
る部分に局部的に高負荷が加わるため、パンチ寿
命が短く、製造設備に要する費用が嵩むという問
題があつた。また、このような問題を避けるため
に、冷間押出し加工では溝のない筒状部品を成形
し、その後にフライス等の機械加工を行つて溝を
切削加工する方法があるが、その場合には切削加
工に時間が掛かつて製造コストが高くなるなど、
必ずしも満足できるものではなかつた。

本発明は以上の事情を背景として為されたもの
で、その目的とするところは、冷間押出し加工を
利用して溝を有する筒状部品を簡単かつ安価に製
造できるようにするとともに、製造設備に要する
費用も少なくすることにある。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するために、本発明は、両端
が開口する筒形状を成しているとともに、その周
壁を半径方向に貫通する溝が一端から軸心と平行
に設けられている筒状部品の製造方法であつて、 (a)前記筒状部品の外径と略同じ外径寸法の略円
注形状を成す成形素材を用意する工程と、(b)前記
筒状部品の外径と略同じ内径寸法の内周面を有す
るダイスと、その筒状部品の内径と略同じ外径寸
法の第１突出部とその筒状部品の溝に対応する形
状の第２突出部とを有し且つその第１突出部と第
２突出部との間に〓間が設けられたパンチと、を
備えた押出し装置により前記成形素材に冷間押出
し加工を施して、前記筒状部品と略同じ円筒形状
を成すとともに前記〓間により前記溝の内周側に
周壁に一体に連なる余肉が設けられ且つ前記一端
と反対側の端部に底部を備えた形状の有底筒状部
品を成形する押出し工程と、(c)前記有底筒状部品
の前記底部および前記余肉を内抜き加工によつて
取り除く内抜き工程とを含むことを特徴とする。

なお、上記パンチの〓間が第１突出部側へ侵入
する状態で設けられ、前記余肉が前記溝から円筒
形状の内周側へ膨出させられている場合には、前
記内抜き加工は、例えば前記底部の中央部分を打
ち落とすピアス加工と、その底部の外周部分と共
に前記余肉を剃り落とすシエービング加工とを含
んで行われる。

また、上記内抜き加工に先立つて、スリツテイ
ング加工等により上記余肉を前記一端側から破断
して円筒形状の内周側へ折り曲げておくようにし
ても良い。余肉の一部または全部が溝内に存在す
る場合でも、上記のようにその余肉を予め内周側
へ折り曲げておくことにより、内抜き加工によつ
て取り除くことができる。

作用および発明の効果 このような製造方法においては、先ず、製造す
べき筒状部品の外径と略同じ外径寸法の成形素材
が用意され、押出し工程においてダイスと第１突
出部および第２突出部が〓間を隔てて設けられた
パンチとを有する押出し装置を用いて上記成形素
材に冷間押出し加工が施されることにより、筒状
部品と略同じ円筒形状を成すとともに底部および
余肉を備えた形状の有底筒状部品が成形される。
上記余肉は、パンチの第１突出部と第２突出部と
の間の〓間内に成形素材が流動したものであるた
め、特に溝を成形する第２突出部に加わる局部的
な高負荷が軽減され、パンチ寿命が向上する。そ
して、その後に内抜き工程で上記有底筒状部品の
底部および余肉が内抜き加工によつて取り除かれ
るが、これはフライス等によつて溝加工する場合
に比較して簡単かつ迅速に行うことができる。

したがつて、かかる本発明の製造方法によれ
ば、溝を有する筒状部品を簡単かつ安価に製造で
きるとともに、冷間押出し加工を行うパンチの寿
命が向上して、製造設備に要する費用も低減され
るのである。

また、前記余肉が前記溝から円筒形状の内周側
へ膨出させられ、上記内抜き工程が、前記底部の
中央部分を打ち落とすピアス加工と、その底部の
外周部分と共に前記余肉を剃り落とすシエービン
グ加工とを含んで行われる場合には、底部および
余肉を高い寸法精度で取り除くことができ、筒状
部品の寸法精度や仕上げ面粗さが向上する。な
お、必要に応じて更にバニシ仕上げ等を行うこと
も可能である。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図および第２図は、それぞれ本発明に従う
製造方法によつて製造された筒状部品の一例を示
す斜視図および縦断面図である。かかる筒状部品
１０は、軸心方向の両端部が開口する円筒形状を
成しているとともに、軸心まわりの対照的な２位
置には、周壁１２を半径方向に貫通する一対の溝
１４が軸心方向の一端１６から軸心と平行に設け
られている。なお、この筒状部品１０はＳ３５Ｃ
等の炭素鋼、或いはその他の金属材料にて構成さ
れている。

そして、このような溝１４を有する筒状部品１
０は、第３図に示されている円柱形状の炭素鋼等
から成る素材１７を用いて、以下の製造工程に従
つて製造される。素材１７の外径寸法は前記筒状
部品１０の外径寸法よりも小さく、また、予め焼
鈍、ボンデ処理（潤滑処理）等の前処理が施され
ており、この素材１７には先ず冷間すえ込み鍛造
加工が行われる。

第４図は、かかるすえ込み鍛造加工を行うため
の装置の一例を示す要部縦断面図で、前記筒状部
品１０の外径と同一寸法の内周面２０が形成され
たダイス２２と、そのダイス２２内に高圧で押し
込まれるパンチ２４と、ダイス２２内に上下方向
の移動可能に配設されたノツクアウト２６とを備
えている。ダイス２２の内周面２０は、上端開口
部近傍では円筒形状を成しているが、それよりも
下側では、第５図からも明らかなように軸心に対
して対称的な二位置が略平行に内周側へ突き出さ
れた太鼓形状を成している。また、上記ノツクア
ウト２６は、第４図に示されている下降端におい
てそれ以上の下降が阻止されるようになつている
とともに、上端面外周部は僅かに上方へ突き出す
曲面とされている。

したがつて、パンチ２４がダイス２２内に高圧
で押し込まれることにより、予めそのダイス２２
内に配置された素材１７は、第６図および第７図
に示されているように、上端部では筒状部品１０
の外径と同一の外径寸法を有する円形状を成して
いるが、中央部から下端にかけては軸心に対して
対照的な二位置に一対の平坦面２８が設けられた
太鼓形状を成し、且つその下端の外周角部はＲ形
状を成すように成形される。これが成形素材１８
であり、ダイス２２およびパンチ２４を用いて素
材１７にすえ込み鍛造加工を行う工程が、成形素
材１８を用意する工程である。なお、かかる冷間
すえ込み鍛造加工を行うことなく、切削加工等に
よつて成形素材１８と同様な形状の素材を用意す
ることもできる。また、前記第７図は成形素材１
８の底面図である。

続いて、その成形素材１８には冷間前方押出し
加工が施される。第８図は、かかる冷間前方押出
し加工を行うための装置の一例を示す要部縦断面
図で、前記筒状部品１０の外径と同一寸法の内周
面３０が形成されたダイス３２と、そのダイス３
２内に位置固定に設けられたカウンタパンチ３４
と、それ等ダイス３２とカウンタパンチ３４との
間に上下方向の移動可能に配設された一対のノツ
クアウト３６と、ダイス３２内に高圧で押し込ま
れるパンチ３８とを含んで構成されている。カウ
ンタパンチ３４は、第９図にも明らかに示されて
いるように、前記筒状部品１０の内径と同一寸法
の外径を有するとともに、軸心に対して対称的な
二位置が内側に湾曲して凹まされた円柱形状の突
出部４０と、その突出部４０の凹所の外側に僅か
な〓間４２を隔てて突出部４０と平行に設けられ
た一対の突出部４４とを備えている。突出部４４
は、周方向すなわち第９図の上下方向において筒
状部品１０の溝１４と同一の幅寸法を有している
とともに、上端面は周方向において上方へ膨出す
る半円形状とされており、且つ外側の面は筒状部
品１０の外周面と同じ円弧形状を成して前記ダイ
ス３２の内周面３０に密着させられている。ま
た、前記ノツクアウト３６は、突出部４０の外周
面と突出部４４の周方向の端面とダイス３２の内
周面３０との間の円弧形状の空間内に配設されて
いる。なお、第８図は、第９図における−断
面に対応する図である。

そして、前記成形素材１８は、前記平坦面２８
が形成された部分がカウンタパンチ３４の一対の
突出部４４上に位置する姿勢でダイス３２内に配
置され、パンチ３８により高圧で下方へ押圧され
る。これにより、その成形素材１８は、突出部４
０，４４とダイス３２とによつて形成される一対
の円弧形状の空間および前記突出部４０と４４と
の間の一対の〓間４２内へ塑性流動させられ、下
向きに開口する有底円筒形状に成形される。第１
０図および第１１図は、このようにして成形され
た有底筒状部品４６を示す縦断面図および横断面
図であり、前記パンチ３８と突出部４０との間に
挟圧されることによつて成形された底部４８と、
突出部４０，４４とダイス３２との間の円弧形状
の空間内へ押し出されることによつて成形された
一対の溝５０を有する周壁５２と、突出部４０と
４４との間の〓間４２内へ押し出されることによ
り連結部５４を介して上記周壁５２に一体に連結
され且つ内周側へ膨出する一対の余肉５６とから
構成されている。上記溝５０および周壁５２は前
記筒状部品１０の溝１４、周壁１２に対応するも
ので、それ等と全く同一形状を成している。ま
た、底部４８は筒状部品１０の一端１６と反対側
の開口部分に対応する位置に設けられる。このよ
うにダイス３２、カウンタパンチ３４、およびパ
ンチ３８等を備えた押出し装置により、前記成形
素材１８から有底筒状部品４６を成形する工程が
押出し工程である。また、カウンタパンチ３４は
本発明のパンチに相当するもので、突出部４０，
４４はそれぞれ第１突出部、第２突出部に相当す
る。

その後、上記有底筒状部品４６にはピアス加工
が施される。第１２図は、かかるピアス加工を行
うための装置の一例を示す要部縦断面図で、有底
筒状部品４６の外径と略同じ径寸法の内周面５８
を備えたダイス６０と、そのダイス６０内に上下
方向の移動可能に設けられたノツクアウト６２
と、前記底部４８を打ち抜くパンチ６４とを備え
ている。パンチ６４は、前記一対の余肉５６の最
近接距離と略同じ径寸法の切刃を備えており、前
記底部４８のうち余肉５６よりも内側の中央部分
を打ち落とすようになつている。また、ノツクア
ウト６２は、第１３図から明らかなように上記パ
ンチ６４の切刃と略同じ径寸法の円穴６６を有す
る円筒形状を成している。なお、第１２図は第１
３図におけるXII−XII断面に対応する図である。

上記ノツクアウト６２は第１２図に示されてい
る高さ位置よりも下方への移動が阻止され、前記
有底筒状部品４６は、ダイス６０内に嵌合された
状態でそのノツクアウト６２上に保持される。そ
して、その状態でパンチ６４が更に下降させられ
ることにより、その切刃によつて底部４８の中央
部分が打ち抜かれ、打ち抜かれたスクラツプはノ
ツクアウト６２の円穴６６内を下方へ排出され
る。有底筒状部品４６の底部４８の中央部分は、
前記押出し工程の際にパンチ３８の先端に設けら
れた突出部により薄肉とされており、比較的容易
に打ち落とすことができる。第１４図および第１
５図は、上記ピアス加工によつて底部４８の中央
部分が打ち抜かれ、円穴６８が形成された有底筒
状部品４６を示す縦断面図および横断面図であ
る。

そして、上記有底筒状部品４６には更にシエー
ビング加工が施される。第１６図は、かかるシエ
ービング加工を行うための装置の一例を示す要部
縦断面図で、有底筒状部品４６の外径と略同じ径
寸法の内周面７０を備えたダイス７２と、そのダ
イス７２内に上下方向の移動可能に設けられたノ
ツクアウト７４と、筒状部品１０の内径と等しい
外径寸法の切刃を有するパンチ７６とを備えてい
る。ノツクアウト７４は、第１７図からも明らか
なように有底筒状部品４６の周壁５２と略同じ寸
法の円筒形状を成しているとともに、一対の溝５
０に対応する部分には、その溝５０と略同じ寸法
で上方に突き出す一対の突起７８が設けられてい
る。なお、第１６図は第１７図における―
断面に対応する図である。

上記ノツクアウト７４は第１６図に示されてい
る高さ位置よりも下方への移動が阻止され、前記
有底筒状部品４６は、溝５０が上記突起７８に嵌
合させられた状態でそのノツクアウト７４上に保
持される。そして、その状態でパンチ７６が更に
下降させられることにより、その切刃によつて前
記円穴６８の内周縁部および余肉５６が剃り落と
され、ノツクアウト７４内を通つて下方へ排出さ
れる。これにより、前記筒状部品１０が得られ
る。このシエービング加工および前記ピアス加工
を含む加工工程が内抜き工程に相当する。なお、
必要に応じて更にバニシ仕上げ或いは切削加工、
研削加工等による仕上げ加工が行われる。

このように、本実施例では、冷間前方押出し加
工によつて溝５０の内周側に余肉５６を有する有
底筒状部品４６を成形した後、ピアス加工によつ
て底部４８の中央部分を打ち抜いて円穴６８を形
成するとともに、シエービング加工によつてその
円穴６８の内周縁部と共に上記余肉５６を剃り落
とすことにより、所望する筒状部品１０を製造す
るようになつているため、フライス等の機械加工
によつて筒状部品１０の溝１４を切削加工する場
合に比較して、筒状部品１０を能率的に簡単かつ
安価に製造できる。

また、シエービング加工によつて底部４８およ
び余肉５６を取り除くようになつているため、筒
状部品１０の寸法精度や仕上げ面粗さが向上する
のであり、更に、上記余肉５６は周壁５２から内
周側に膨出するように設けられているため、筒状
部品１０の溝１４の内壁面は押出し加工によつて
成形されたままで、破断跡等を生じることもない
のである。

一方このように冷間前方押出し加工によつて
は、溝１４に対応する溝５０の内周側に余肉５６
を有する有底筒状部品４６が成形されるところか
ら、鍛造時に成形素材１８はその余肉５６側へ流
動させられ、冷間押出し加工によつて余肉５６が
ない筒状部品１０を直接成形する場合に比較し
て、カウンタパンチ３４の特に突出部４４に加わ
る局部的な高負荷が軽減される。これにより、パ
ンチ寿命が向上させられて製造設備に要する費用
が低減され、筒状部品１０が一層安価に製造され
得るようになる。特に、本家施例では成形素材１
８に一対の平坦面２８が設けられ、上記突出部４
４上における素材の量が少なくされているため、
その突出部４４に対する負荷が一層軽減される。

以上、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明したが、本発明は他の態様で実施すること
もできる。

例えば、前記実施例ではピアス加工およびシエ
ービング加工によつて底部４８および余肉５６を
取り除くようになつているが、予めスリツテイン
グ加工等により前記連結部５４を有底筒状部品４
６の開口端側から破断しつつ余肉５６を内周側へ
折り曲げるなどしておくことにより、ピアス加工
だけで上記底部４８および余肉５６を取り除くこ
とも可能である。

また、上記余肉５６を折り曲げて連結部５４を
破断する場合には、少なくともその連結部５４が
破断できる程度に薄肉であれば良いとともに、余
肉５６は必ずしも溝５０の内周側へ膨出させる必
要はなく、その一部或いは全部が溝５０内に存在
するようになつていても差支えない。溝５０内に
余肉５６が存在する場合には、その余肉５６を折
り曲げて内抜き加工により除去した後、切削加
工、研削加工等によつて溝５０の内壁面を仕上げ
加工することが望ましい。

また、前記実施例では前方押出し加工によつて
有底筒状部品４６を成形する場合について説明し
たが、加工条件によつては後方押出し加工によつ
て有底筒状部品を成形することも可能である。

また、筒状部品１０の材質や溝１４の本数等
は、必要に応じて適宜変更できる。

また、前記実施例の有底筒状部品４６の周壁５
２は目的とする筒状部品１０の周壁１２と同一形
状を成しているが、周壁１２とは寸法が異なる周
壁５２を有する有底筒状部品４６を押出し成形す
るとともに、バニシ仕上げ等の仕上げ加工によつ
て周壁１２と同一寸法となるようにしても差支え
ない。

その他一々例示はしないが、本発明は当業者の
知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で
実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に従つて製造される筒状部
品の一例を示す斜視図で、第２図はその縦断面図
である。第３図は第１図の筒状部品を製造するた
めの素材を示す斜視図である。第４図は第３図の
素材に冷間すえ込み鍛造加工を行うための装置の
一例を示す要部縦断面図で、第５図は第４図の装
置におけるダイス側の平面図である。第６図は第
４図の装置によつて鍛造成形された素材の側面図
で、第７図はその底面図である。第８図は第６図
の成形素材に冷間前方押出し加工を行うための装
置の一例を示す要部縦断面図で、第９図における
−断面に対応する図であり、第９図は第８図
の装置におけるダイス側の平面図である。第１０
図は第８図の装置よつて成形された有底筒状部品
を示す縦断面図で、第１１図は第１０図における
−断面図である。第１２図は第１０図の
有底筒状部品にピアス加工を行うための装置の一
例を示す要部縦断面図で、第１３図の−
断面に対応する図であり、第１３図は第１２図の
装置におけるダイス側の平面図である。第１４図
は第１２図の装置によつてピアス加工された有底
筒状部品の縦断面図で、第１５図は第１４図にお
ける−断面図である。第１６図は第１４
図の有底筒状部品にシエービング加工を行うため
の装置の一例を示す要部縦断面図で、第１７図の
−断面に対応する図であり、第１７図は
第１６図の装置におけるダイス側の平面図であ
る。 １０：筒状部品、１２：周壁、１４：溝、１
６：一端、１８：成形素材、３０：内周面、３
２：ダイス、３４：カウンタパンチ（パンチ）、
４０：突出部（第１突出部）、４２：〓間、４
４：突出部（第２突出部）、４６：有底筒状部品、
４８：底部、５０：溝、５２：周壁、５６：余
肉。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 両端が開口する円筒形状を成しているととも
   に、その周壁を半径方向に貫通する溝が一端から
   軸心と平行に設けられている筒状部品の製造方法
   であつて、 前記筒状部品の外径と略同じ外径寸法の略円柱
   形状を成す成形素材を用意する工程と、 前記筒状部品の外径と略同じ内径寸法の内周面
   を有するダイスと、該筒状部品の内径と略同じ外
   径寸法の第１突出部と該筒状部品の溝に対応する
   形状の第２突出部とを有し且つ該第１突出部と第
   ２突出部との間に〓間が設けられたパンチと、を
   備えた押出し装置により前記成形素材に冷間押出
   し加工を施して、前記筒状部品と略同じ円筒形状
   を成すとともに前記〓間により前記溝の内周側に
   周壁に一体に連なる余肉が設けられ且つ前記一端
   と反対側の端部に底部を備えた形状の有底筒状部
   品を成形する押出し工程と、 前記有底筒状部品の前記底部および前記余肉を
   内抜き加工によつて取り除く内抜き工程と を含むことを特徴とする溝を有する筒状部品の製
   造方法。 ２ 前記パンチの〓間は前記第１突出部側へ侵入
   する状態で設けられ、前記余肉は前記溝から円筒
   形状の内周側へ膨出させられており、前記内抜き
   工程は、前記底部の中央部分を打ち落とすピアス
   加工と、該底部の外周部分と共に前記余肉を剃り
   落とすシエービング加工とを含むものである請求
   項１に記載の溝を有する筒状部品の製造方法。