JPH0366439A - 転造加工装置 - Google Patents

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） 本発明はロール状又は平板状の転造加工用金型を用いて
、円柱形状の素材から相互に直径が相違した複数の成形
部を有する転造製品を成形するようにした転造加工装置
に関する。

（従来の技術） 円柱形状の素材を段付軸等の転造製品に成形する場合に
は、それぞれロール状となった２つの金型を用い、これ
らの間で素材を塑性変形させることによって、転造加工
を行なう場合があり、このような金型はロールダイスと
も言われている。また、ロールダイスを用いることなく
、平形ダイスとも言われる平板状の２つの金型を用い、
これらの間で転造加工する場合もある。ロールダイスを
用いる場合には両方のロールダイスを相互に逆方向に回
転し、平形ダイスを用いる場合には通常−方のダイスの
みを移動させ他方のダイスを固定させている。このよう
な転造加工用の金型のうち、ロール状の金型本体の表面
に突起部が設けられた金型を用いた加工は、クロスロー
リング加工と一般に指称されている。

一般の転造加工によって成形される転造製品は、段付き
軸等のように素材から加工される複数の成形部の中心が
相互に一致したものが一般であるが、特開昭６２−２３
４６３０号公報や特開昭６２−２３４６３１号公報に示
されるように、成形部が偏心したような製品の加工にも
転造加工が行なわれるようになりつつある。

これらの公報に開示されているように、相互に直径が相
違した複数の成形部を転造加工する場合には、従来では
、各々の成形部の直径に対応した円周長さをピッチとし
て金型相互の相対移動方向に沿って凸部と凹部とを形戊
していた。つまり、これらのピッチは成形部の部分によ
って相違させていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述したように各成形部における直径に
対応させて転造加工面の凹部と凸部とのピッチを、相互
に変化させると、金型相互の相対移動に伴なって、金型
の凹凸部のピッチと各成形部とが確実に一致することな
く、ずれを発生させ、高品質の鍛造製品を成形すること
ができな（なることがあった。

本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので
あり、相互に直径が相違した複数の成形部を有する製品
を高精度で成形し得るようにすることを目的とする。

（：ＪＡ題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明は、ロール状又は平板
状の転造加工用第１金型と、当該第１金型に対応した第
２金型とを相対移動させ、前記両金型間に設置された円
柱形状の素材を前記両金型の前記相対移動により直径が
相違した複数の成形部を有する転造製品に加工する転造
加工装置であって、前記両金型の表面に前記相対移動方
向に沿って凹部と凸部とが連続した転造加工面を帯状に
前記成形部の数に対応させて複数形成し、前記それぞれ
の転造加工面における前記凸部と前記凹部とのなすピッ
チ間隔の全てを、最大径の前記成形部を成形する転造加
工面のピッチ間隔に設定してなる転造加工装置である。

（作用） 径が相違した複数箇所の成形部を有する転造製品を成形
する際には、本発明の転造加工装置にあっては、成形部
のうち最も径が大きい部分つまり最大径の成形部を加工
するための転造加工面に形戊された凸部と凹部とのピッ
チによって、他の部分の転造加工面をも形成したことか
ら、素材が金型から比較的強い拘束力を受ける大径の部
分を基準として、素材は転造加工の際に金型に沿って転
動することになる。このために、素材が転造金型の加工
面に沿ってころがり接触をして塑性加工される際には、
素材と金型との位置が所定の位置となるように確実に移
動し、ずれることなく、高精度で転造製品を加工するこ
とができる。

（実施例） 以下、図示する本発明の実施例に基いて本発明の詳細な
説明する。

第３図はクランクシャフトＳの一例を示す図であり、こ
のようなりランクシャフトＳを製造するには、まず、円
柱形状の素材を用いて熱間で本発明の転造加工装置によ
り、第４図に示す転造製品Ｗを成形した後に、プレスに
よってこれを鍛造することによって第３図に示す最終形
状の製品Ｓを成形するようにしている。従来では、この
ようなりランクシャフトＳを製造するには、一般の鍛造
型を用いて熱間で複数回の鍛造工程を経て製造していた
が、最終製品までの全体の加工工数を減少させて、生産
効率を向上させるべく、まず、本発明の転造加工装置を
用いて円柱素材を熱間で第４図に示すような転造製品Ｗ
ｌつまり半製品を製造した後に、鍛造によって最終製品
Ｓを得るようにしている。

第１図及び第２図は、説明の便宜のために本発明の転造
加工装置の基本形状を示す図であり、このような加工装
置によって、第２図（Ｃ）に示すような、基準軸部１と
、これよりも径が大きくしかも基準軸部１の中心Ｏに対
してＥｌだけ偏心した大径部２と、この大径部２よりも
外径が小さくかつ前記基準軸１の中心Ｏに対してＥ２だ
け偏心した小径部３とを有する転造製品Ｗが加工される
。

このような転造製品Ｗを加工するための転造加工装置が
第１図に示されている。図示するように、転造加工装置
は、転造加工用第１金型１０と第２金型２０とからなり
、それぞれ平板状に示されているが、ロール状の金型の
場合でもその表面を平面形状に展開すれば、第１図と同
様となる。

第１図にあっては、前記大径部２を転造加工する転造加
工面１１と小径部３を転造加工する転造加工面１２とが
示されており、それぞれの転造加工面１１．１２は、両
金型が相対移動する方向に沿って凸部と凹部とが連続し
た帯状の加工面となっている。第１図では、基準軸１の
部分を成形する転造加工面は示されていないが、この部
分は偏心していないので、このための転造加工面には、
凸部と凹部は形成されておらず、徐々に両金型１０．２
０の相互間の間隔が相対移動に伴なって狭くなるように
設定されている。この図にあっては、説明の便宜上、金
型の相対移動によって素材が２回転することにより、転
造製品Ｗが成形されるこようにして示しており、素材は
位ＭＷｌの部分で搬入された後、位置Ｗ２のところまで
矢印で示す方向に回転し、最終的に位ｗＩＷのところま
で回転し、転造加工が終了することになる。

前記転造加工面１１つまり大径部２を転造加工するため
の転造加工面は、大径部２の円周の長さをＬとすると、
凹部から相対移動方向下流側に隣接する他の四部までの
距離、つまりこの転造加工面１１のピッチＬが前記円周
長さＬと同一に設定されている。これに対して、小径部
３の円周方向の長さは、この小径部３が前記大径部２よ
りも径が小さいので、大径部２の円周長さよりも短くな
るが、この小径部３を転造加工する転造加工面１２の前
記ピッチも同一のピッチＬに設定されている。

第２金型２０にも大径部２を転造加工するための転造加
工面２１と、小径部３を転造加工するための転造加工面
２２とがそれぞれ帯状に連なって形成され、転造加工面
２１の凹部と凸部εのピッチは前記第１金型の転造面１
１と同様のピッチとなり、転造加工面２２の凹部と凸部
とのピッチは前記第１金型の転造面１２と同様のピッチ
となっている。ただし、それぞれの転造加工面によって
形成される大径部２と小径部３とが基準軸１の中心Ｏに
対して偏心しているので、凹部と凸部との位相が相互に
ずれている。例えば、転造加工面１１の凸部１１ａに対
応する位置には、転造加工面２１の凹部２１ｂが形成さ
れている。

このように大径部２を成形するための転造加工面１１．
２１のピッチＬと同様のピッチＬで、小径部を成形する
ための転造加工面１２．２２を形成した結果、大径部２
は両金型１０１２０の相対移動によって転造加工がなさ
れる際には、転造加工面１１．２１を位置Ｗｌから位置
Ｗまでに、ころがるようにして加工されることになる。

これに対して、小径部３を加工するための転造加工面１
２．２２は、転造加工面１１．２１と同一のピッチとな
っているので、これらの転造加工面１２．２２によって
加工される際には、その小径部３は、ころがりのみなら
ず、滑りを起しなから転造加工がなされることになる。

大径部２は他の部分よりも径が最も大きい部分となって
いるので、両金型１０．２０によって最も大きな拘束力
を受けることになり、その部分を基準として素材の送り
が設定されることになる。

本発明の基本原理は、上述したように、偏心した部分を
有する転造製品Ｗを成形する際に、金型に凸部と凹部が
金型の相対移動方向に連続して形成される複数の帯状の
転造加工面のピッチを、最も径が大きい部分を転造加工
するための転造加工面のピッチに、他の部分の転造加工
面のピッチをも一致させることにより、最も径が大きい
部分は両金型の間でころがり接触させなから転造加工し
、これよりも径が小さい部分では、ころがりのみならず
滑り接触を起させながら転造加工するようにしたもので
ある。

第５図は上述した本発明の基本原理を発展させて、第３
図に示されたクランクシャフトＳを最終製品とする前工
程のための第４図に示された転造製品Ｗを加工するため
に用いられる転造加工装置を示す図である。

第３図に示されたクランクシャフトＳは、これの回転中
心軸０と同心となったジャーナル部Ｊと、これに対して
偏心したクランクビン部Ｃと、これとは逆の方向に偏心
したバランスウェイト部Ｂとを有しており、クランクピ
ン部Ｃが４つあることから、４気筒つまり４シリンダエ
ンジン用のクランクシャフトである。図示するクランク
シャフトＳは、第４図に示された転造製品Ｗをプレスを
用いて鍛造加工することによって得られるが、第４図に
示された転造製品Ｗは、ジャーナル部Ｊに相当する偏心
していない基準軸部５１と、バランスウェイト部Ｂに相
当する大径部５２と、クランクビン部Ｃに相当する小径
部５３とを有しており、大径部５２と小径部５３は基準
軸部５１の中心Ｏに対して偏心している。

したがって、第４図に示される転造製品Ｗを加工するた
めの転造加工装置の第１金型３０は、大径部５２に対応
して３つの大径部用の転造加工面３１と、小径部５３に
対応して３つの小径部用の転造加工面３２とを有してお
り、それぞれ金型の相対移動方向に帯状に連なって形成
されている。

他の転造加工面も同様に第４図に示された転造製品Ｗの
形状に対応させてそれぞれ帯状に転造加工面が形成され
ており、第１金型３０と対をなす第２金型４０はその一
部が第７図に示されている。

ただし、径を変化させるのみの成形を行なう部分は、凹
部及び凸部を有しておらず、ストレートとなっている。

第７図は第６図における■−■線に沿う断面図であり、
この部分は大径部５２を成形するための転造加工面３１
の部分に対応している。前記大径部５２の円周長さをＬ
とすると、この転造加工面３１の凹部と凸部とのなす素
材１回転分のピッチも前記りと同一となっており、他の
部分のピッチも全てこのＬの値に設定されている。第２
金型４０についても、転造加工面３１に対応して転造加
工面４１が第７図に示すように形成されている。

したがって、このような転造加工用の金型３０゜４０を
用いて、円柱形状の素材Ｗｌを転造加工すると、大径部
５２は金型３０．４のの転造加工面３１．４１に沿って
ころがり接触しながら塑性加工されることになるが、こ
れよりも径が小さい部分、例えば小径部５３はころがり
と共に滑り接触しながら塑性加工されることになる。尚
、第５図及び第６図は２つの金型によって構成される本
発明の転造加工装置の一方の金型３０のみを示している
が、これと対をなす他の金型４０も凹部と凸部との位相
がずれていることを除き、基本的には同一の構造となっ
ている。

また、これらの図においては、金型３０が平板状となっ
て示されているが、上述したロール状のものでも良く、
ロール状とした場合には、この転造加工はタロスローリ
ング加工とも言われることになる。

上述した本発明の転造加工装置を用いて円柱形状の素材
Ｗｌを転造製品Ｗとするには、両金型の間の搬入部に素
材Ｗｌを投入し、少くとも一方の金型を移動させること
によって、またロー状の金型を用いる場合には両金型を
回転させて転造加工面を両方共移動させることによって
、両金型の間で素材を回転させながら、搬出位置まで転
動させる。この転造回転数は、第５〜７図に示されてい
るのが、７回転程度の部分であるが、１回転における塑
性加工量を考慮して、通常はこれ以上の回転によって１
つの転造製品Ｗの加工が完了することになる。この回転
あっては、この回転ピッチを最も径が大きく加工される
部分を基準として設定しているので、転造加工面におけ
る凹部と凸部との位置が、素材に対してピッチずれを起
すことなく、所望の位置となるようにして高精度で転造
製品を成形することが可能となる。

（発明の効果） 以上のように、本発明にあっては、両金型の表面に前記
相対移動方向に沿って凹部と凸部とが連続した転造加工
面を帯状に成形部の数に対応させて複数形成し、前記そ
れぞれの転造加工面における前記凸部と前記凹部とのな
すピッチ間隔の全てを、最大径の前記成形部を成形する
転造加工面のピッチ間隔に設定したので、両金型によっ
て強い拘束力を受けることになる最大径部を基準として
素材が両金型の間を転動することになり、金型に形成さ
れた転造加工面と素材の回転位置とが加工時にずれるこ
とがなくなり、所望の精度で転造加工を行なうことが可
能となり、主として偏心部を有する製品の生産能率を大
幅に向上させることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本原理を説明するための本発明の転
造加工装置の基本形状を示す断面図、第２図（Ａ）〜第
２図（Ｃ）はそれぞれ第１図に示された転造加工装置に
よって加工されている素材の各位置における形状とその
位置における転造加工面の形状とを示し第１図における
■−■線に相当する方向の断面図、第３図は本発明の転
造加工装置によって転造加工された後に所定の工程を経
て最終製品となるクランクシャフトを示す正面図、ｈ？
Ｓ４図は第３図に示されたクランクシャフトを製造する
ために本発明の転造加工装置によって加工が完了した転
造製品を示す正面図、第５図は第４図に示された転造製
品を成形するための本発明の一実施例としての転造加工
装置を構成する２つの転造加工型の一方を示す斜視図、
第６図は第５図の平面図、第７図は第６図における■−
■線に沿う断面図である。 ２・・・大径部（成形部）、３・・・小径部（成形部）
、１０・・・第１金型、２０・・・第２金型、１１・・
・転造加工面、１２・・・転造加工面、２１・・・転造
加工面、２２・・・転造加工面、３０・・・第１金型、
４０・・・第２金型、３１・・・転造加工面、３２・・
・転造加工面、５２・・・大径部（成形部）、５３・・
・小径部（成形部）、Ｗ・・・転造製品、Ｗｌ・・・素
材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ロール状又は平板状の転造加工用第１金型と、当該第１
   金型に対応した第２金型とを相対移動させ、前記両金型
   間に設置された円柱形状の素材を前記両金型の前記相対
   移動により直径が相違した複数の成形部を有する転造製
   品に加工する転造加工装置であって、前記両金型の表面
   に前記相対移動方向に沿って凹部と凸部とが連続した転
   造加工面を帯状に前記成形部の数に対応させて複数形成
   し、前記それぞれの転造加工面における前記凸部と前記
   凹部とのなすピッチ間隔の全てを、最大径の前記成形部
   を成形する転造加工面のピッチ間隔に設定してなる転造
   加工装置。