JPH05253635A - 金属軸の冷間加工方法及び装置 - Google Patents

金属軸の冷間加工方法及び装置

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JPH05253635A
JPH05253635A JP15572491A JP15572491A JPH05253635A JP H05253635 A JPH05253635 A JP H05253635A JP 15572491 A JP15572491 A JP 15572491A JP 15572491 A JP15572491 A JP 15572491A JP H05253635 A JPH05253635 A JP H05253635A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 鋼棒又は鋼管のような等径の長い金属素材を
加工して、軸付ローラのような大径部と小径部を有する
軸を加工する方法及び装置。 【構成】 金型を金属素材の外周側から均等、かつ間欠
的に加圧すると共に、前記金型の非加圧毎に、前記金型
を前進させて、かつ金属素材を前進させると共に回転さ
せつつ加工する金属軸の冷間加工方法。クランクモーシ
ョンによる二つの加圧機構の間へ、離接可能に支持した
金属素材の外周側へ、均等に当接できる分割金型を配置
し、前記二つの加圧機構を一体的ハウジング内へ設置す
ると共に、同期機構を付設し、前記ハウジング内には、
前記加圧機構の前進後退機構を設置すると共に、該前進
後退機構の同期機構を設置し、前記加圧機構の前進後退
方向と直角の方向より金属素材を挿入する金属素材挿入
機構及び金属素材の回転機構を設置した金属軸の冷間加
工装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、金属軸を冷間加工す
ることを目的とした金属軸の冷間加工方法及び装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】従来、金属管をクランクモーションによ
り凹凸成形する金属管成形機が知られている(特開昭6
0−96321号)。
【0003】前記金属管成形機は、冷間でクランクモー
ションによる加圧機構と、反力受け油圧機構との間に金
型を配し、前記反力受け油圧機構の反力受け側を前進、
後退させるように構成したものである。
【0004】
【発明により解決すべき課題】前記、従来の金属管成形
機は、クランクモーションによる加圧機構と反力受け油
圧機構との間に金型を配設したので、加工度の進行に伴
い、反力受け油圧機構のみを前進させることになり、金
型による加圧力の入力方向が一方向となる。従って、金
属管は全周で加圧加工されるけれども、入力方向が一方
向の為に、金属管の振動による騒音の発生は免れず、か
つ金属管が不安定になり易い問題点があった。
【0005】
【課題を解決する為の手段】然るにこの発明は、一対の
クランクモーションによる加圧機構の間に金型を介装す
ると共に、前記加圧機構を同期させて前進後退させるこ
とにより、前記従来の問題点を解決したのである。
【0006】即ちこの発明は、金属素材を金型により加
圧成形する冷間加工において、前記金型を金属素材の外
周側から間欠的に加圧すると共に、前記金型の非加圧時
毎に、前記金型を前進させることを特徴とした金属軸の
冷間加工方法である。
【0007】また、他の発明は、金属素材を金型により
加圧成形する冷間加工において、前記金型を金属素材の
外周側から間欠的に加圧すると共に、前記金型の非加圧
時毎に、前記金型を前進させ、前記金型の非加圧時毎
に、前記金属素材を所定角度宛回転させることを特徴と
した金属軸の冷間加工方法である。
【0008】次に、前記金型の前進は、ねじの回転、又
は流体圧の蓄力と放出とを繰返すことにより行ったもの
であり、ねじの回転による前進の蓄力は回転方向に対
し、ゴム又はスプリングを介在させ、流体圧による前進
は流体の圧縮によるものとしたものである。更に、金型
の間欠加圧は、偏心ローラの回転によるクランクモーシ
ョンによるものとしたものである。
【0009】また、装置の発明はクランクモーションに
よる二つの加圧機構の間へ、離接可能に支持した金属素
材の外周側へ均等に当接できる分割金型を配置し、前記
二つの加圧機構を一体的ハウジング内へ設置すると共
に、同期機構を付設し、前記ハウジング内には前記加圧
機構の前進後退機構を設置すると共に、該前進後退機構
の同期機構を付設したことを特徴とする金属軸の冷間加
工装置であり、他の装置の発明は、クランクモーション
による二つの加圧機構の間へ、離接可能に支持した分割
金型を配置し、前記二つの加圧機構を一体的にハウジン
グへ内設置すると共に、同期機構を付設し、前記ハウジ
ングには前記加圧機構の前進後退機構を設置すると共
に、該前進後退機構の同期機構を設置し、前記加圧機構
の前進後退方向と直角の方向より金属素材を挿入する金
属素材挿入機構及び金属素材の回転機構を設置したこと
を特徴とする金属軸の冷間加工装置である。
【0010】次に、加圧機構はクランクモーションによ
る回転力と連動する摺動角筒にローラースライダーを介
して直線移動可能に構成されたものであり、前進後退機
構は、ねじの回転による前進手段と、流体圧による後退
手段を結合し、又は流体圧による前進後退手段としたも
のである。
【0011】前記において、金型の加圧力はクランクモ
ーションに基づくものであるから、間欠的に行われる。
即ち金属素材を金型で加圧する圧力は、例えば200ト
ン位であるから、加圧時に加圧機構を前進させる為に
は、更に大きな力を必要とし、大容量のモータ、又は大
容量の油圧機構を必要とすることになる。そこでこの発
明においては、クランクモーションによる間欠加圧の間
(加圧しない時)に加圧機構を前進させることにより比
較的小さい力で加圧機構を前進させることができる。然
し乍ら、クランクモーションによる非加圧時を捕えて加
圧機構を瞬時に移動させるには、複雑な制御機構を必要
とするけれども、この発明においては、予めねじの回転
方向、又は流体圧の前進方向に蓄力しておくことによ
り、加圧力の弛むと同時に瞬時にねじを回転し、又は流
体圧により押杆を瞬発前進させることができる。このよ
うにして加圧機構の前進についての問題点を解決した。
【0012】前記と同様に、金属素材の回転について
も、加圧成形時には回転できないので、金型が弛んだ時
に回転させる。また金型は割型であるから、加圧加工時
にはセットされた金型が正しい位置を保つことができる
けれども、非加圧時にはフリー状態となる。そこで非加
圧時には金型を常時案内枠側へ当接すべく金型保持装置
を付設してある。
【0013】この発明によれば、金属軸を冷間加工する
ので、熱間加工のように加工材料を加熱する必要なく、
これに伴う設備及び時間を節減できることになる。従っ
て加工能率を著しく向上し得ると共に、熱間加工の際発
生する、加熱による各種問題点(材質の変化又は製品内
部等の発錆)を生じるおそれはない。この発明における
金属素材は、金属棒又は金属管である。従って製品は、
内側が充実したもの(金属棒の加工)と、内側に透孔を
有するもの(金属管の加工)とがある。
【0014】
【作用】この発明によれば、一対の加圧機構により金型
を同時間欠加圧するので、金型加圧時の入力方向のバラ
ンスがよく、加工時に金属素材の振動が発生しない。ま
た、加圧機構は蓄力機構を介して前進後退機構と連結し
たので、非加圧時に加圧機構が瞬発前進することにな
り、前進機構及び金属素材の回転機構の容量は比較的小
さくても容易に目的を達成できる。
【0015】
【実施例1】次に、この発明の製造方法の実施例につい
て説明する。
【0016】直径160mm、の鋼棒36を金型12の間
に挿入し、毎分350回、加圧力200トンで加工し、
毎秒3mm宛加圧機構を前進した所、直径160mmの太軸
57の両端に、直径80mmの小軸56を60秒間で連続
成形できた。そこで、小軸56をその中心で切断すれ
ば、図8の製品58ができる。
【0017】
【実施例2】この発明の装置の実施例について説明す
る。
【0018】即ち、図1乃至図3において、上下フレー
ム1、2の内側左右両側部に駆動軸3、3の両端部を軸
受け4、4へ夫々回転自在に架設し、各駆動軸3、3の
一側突出部へプーリー5、5を固定する。前記駆動軸
3、3の中央部には加圧ローラ6、6が偏心して設けて
ある。前記加圧ローラ6、6の外側には多数のローラベ
アリグ7、7を介して摺動角筒8、8の中央孔9、9が
前記加圧ローラ6、6に遊嵌されている。前記摺動角筒
8、8の内側壁は、ローラベアリング10、10を介し
て加圧盤11、11の外側壁に当接し、加圧盤11、1
1の内側壁は、金型12の外壁と相似形に凹入形成して
金型支承部13、13としてある。金型12は4つの分
割型14a、14b、14c、14dよりなり、前後両
側の流体圧シリンダー15、15により、各分割型14
a、14b、14c、14dを支持させてある。前記上
下フレーム1、2の左右両外側には、支枠16、16
に、モーター17、17が横向に突出固定され、モータ
17、17の回転軸18、18の内端はカップリング1
9を介して加圧杆20の後端と連結されて、加圧杆20
の先端は前記摺動角筒8の反力受け外壁48に当接す
る。また、加圧杆20の後端側外側には、雄螺糸21が
設けてあり、前記支枠16に横設した螺管22と螺合し
てある。次に、回転軸18、18の外端部にはプーリー
23が固定され、プーリー23と同期軸24のプーリー
25にはタイミングベルト26が装着してある。
【0019】前記フレーム1の上部と、前後両側には下
向コ状のモータ台27、27が摺動自在に嵌装され、モ
ータ台27、27の前後両側は夫々摺動角筒8、8の案
内ハウジング45に連結固定する。前記モータ台27、
27上には、モータ28、28を設置し、モータ28、
28の軸29の一側にプーリー30を固定して、前記プ
ーリー5との間にベルト31を装着する。また、前記軸
29の他側は連動装置32、32を介して同期軸33と
連結してある。前記同期軸33は、中央部にスプライン
継手61を有し、伸縮可能となっている(図1、図
4)。
【0020】前記フレーム1、2の前面には、材料台3
4が金型の加圧方向と直角に敷設され、材料台34の上
部に設けたレール35、35上へ鋼棒36の支持挿入装
置37が架設されている。前記フレーム1、2の背面に
は、金型載置台(図示してない)が設置されている。ま
た前記支枠16、16の外壁にはモータ17を中心にし
て上下左右に流体圧シリンダー38、38が夫々4本宛
横設され、各流体圧シリンダー38、38のロッド3
9、39の先端に前記摺動角筒8、8の反力受け外壁4
8(案内ハウジング45の一側を形成)が連結してあ
る。図中40は減速機、41はブラケットである。
【0021】前記実施例について、その動作を説明す
る。先づ鋼棒36の支持挿入装置37へ、鋼棒36(材
料)の一側を把持した後、支持挿入装置37を図1中、
矢示42の方向へ前進させて、鋼棒36の他側を金型1
2内へ挿入する。この場合に流体圧シリンダー15の先
端側には加圧空気が挿入されている為、金型12は全開
位置に保持されている。次に、モータ17と28を始動
する。モータ17の始動により図2中、回転軸18が加
圧杆20を矢示43の方向へ前進させる方向へ回転す
る。この場合に、加圧杆20には螺管22に螺合してい
る為に、螺管22が回転すると、加圧杆20は矢示43
の方向へ前進する。図5中、前記螺管22の外端部内側
には放射状の腕44、44を設けてあり、モータ17の
回転軸18端に設けた放射状の腕47と内外に交叉して
その間にゴム片46を介装し、蓄力カップリング19を
形成する。図5において、回転軸18を矢示49の方向
へ回転した時、金型の加圧時ならば、加圧杆20が摺動
角筒8の外壁に加圧当接維持状態の為に、螺管22は回
転しない。そこで、ゴム片46は回転軸18の回転角だ
け腕47により圧縮される。ついで、加圧杆20の当接
加圧力が開放されると、前記ゴム片46の蓄力は瞬時に
開放され、螺管22を矢示49の方向へ回転するので、
加圧杆20は回転のねじ送り分だけ矢示43の方向へ前
進する。モータ17の回転が前記と逆方向の場合には、
加圧杆20に抵抗がない為、螺管22の回転に伴って加
圧杆20は矢示50の方向へ後退する。この場合に、流
体圧シリンダー38のロッド側に加圧空気(又は加圧
油)を送入し、ロッド39を矢示50側へ引込めること
によって、前記摺動角筒8を含む案内ハウジング45を
同方向へ摺動させる。従って摺動角筒8の案内ハウジン
グ45の摺動に伴って金型12も開放されるので、鋼棒
36を次位の加工位置に前進させ、又は金型12から取
外すことができる。
【0022】前記において、加圧ローラを図2中、矢示
51の方向へ回転すると、駆動軸3との偏心量宛クラン
クモーションにより加圧盤11を矢示52の方向へ加圧
するので、加圧盤11の内端を介し、金型12を互いに
近接する方向(矢示53、54)へ加圧し、鋼管を加工
する。前記のように、摺動角筒8は加圧動作と、前進動
作を交互に行うので、鋼棒36は逐次加圧され所定の形
状に加工される。
【0023】
【発明の効果】この発明によれば、金属素材を一対の加
圧機構によりクランクモーションで加圧しつつ、一対の
加圧機構を夫々前進させたので、加圧方向及び前進方向
共に同一中心線上で動作する為に安定性よく、連続加工
することができる効果がある。
【0024】また、前進機構に蓄力機構を具備させたの
で、加圧時には停止し、前進時に瞬発前進させることが
できる効果がある。従って前進機構は比較的容量が小さ
くても円滑に駆動させることができる効果がある。
【0025】また、金属素材に蓄力回転機構を付与した
ので、非加圧時に比較的小さい力で瞬発回転させる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施装置の斜視図
【図2】同じく一部を省略した縦断正面図
【図3】同じく一部を省略した横断平面図
【図4】同じく一部を省略した側面図
【図5】同じく蓄力カップリングの一部縦断拡大側面図
【図6】同じく一部縦断拡大正面図
【図7】この発明により製造した軸の一部正面図
【図8】同じく製品の正面図
【符号の説明】
1、2 フレーム 3、3 駆動軸 4、4 軸受け 5、5 プーリー 6 加圧ローラ 7 ローラベアリング 8 摺動角筒 9 中央孔 10 ローラベアリング 11 加圧盤 12 金型 13 金型支承部 14 分割型 15 シリンダー 16 支枠 17 モータ 18 回転軸 19 ゴム材 20 加圧杆 21 雄螺糸 22 螺管 23、25 プーリー 24 同期軸 26 タイミングベルト 27 モータ台 28 モータ 29 軸 30 プーリー 31 連動装置 33 同期軸 34 材料台 35 レール 36 鋼棒 37 支持挿入装置

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属素材を金型により加圧成形する冷間
    加工において、前記金型を金属素材の外周側から間欠的
    に加圧すると共に、前記金型の非加圧時毎に、前記金型
    を前進させることを特徴とした金属軸の冷間加工方法
  2. 【請求項2】 金属素材を金型により加圧成形する冷間
    加工において、前記金型を金属素材の外周側から間欠的
    に加圧すると共に、前記金型の非加圧時毎に、前記金型
    を前進させ、前記金型の非加圧時毎に、前記金属素材を
    所定角度宛回転させることを特徴とした金属軸の冷間加
    工方法
  3. 【請求項3】 金型の前進は、ねじの回転、又は流体圧
    の蓄力と放出とを繰返すことにより行った請求項1又は
    2記載の金属軸の冷間加工方法
  4. 【請求項4】 ねじの回転による前進の蓄力は回転方向
    に対し、ゴム又はスプリングを介在させ、流体圧による
    前進は流体の圧縮によるものとした請求項3記載の金属
    軸の冷間加工方法
  5. 【請求項5】 金型の間欠加圧は、偏心ローラの回転に
    よるクンクモーションとした請求項1又は2記載の金属
    軸の冷間加工方法
  6. 【請求項6】 クランクモーションによる二つの加圧機
    構の間へ、離接可能に支持した金属素材の外周側へ均等
    に当接できる分割金型を配置し、前記二つの加圧機構を
    一体的ハウジング内へ設置すると共に、同期機構を付設
    し、前記ハウジング内には、前記加圧機構の前進後退機
    構を設置すると共に、該前進後退機構の同期機構を付設
    したことを特徴とする金属軸の冷間加工装置
  7. 【請求項7】 クランクモーションによる二つの加圧機
    構の間へ、離接可能に支持した分割金型を配置し、前記
    二つの加圧機構を一体的にハウジングへ内設置すると共
    に、同期機構を付設し、前記ハウジングには、前記加圧
    機構の前進後退機構を設置すると共に、該前進後退機構
    の同期機構を設置し、前記加圧機構の前進後退方向と直
    角の方向より金属素材を挿入する金属素材挿入機構及び
    金属素材の回転機構を設置したことを特徴とする金属軸
    の冷間加工装置
  8. 【請求項8】 加圧機構は、クランクモーションによる
    回転力と連動する摺動角筒にローラースライダーを介し
    て直線移動可能に構成された請求項6又は7記載の金属
    軸の冷間加工装置
  9. 【請求項9】 加圧機構の前進後退機構は、ねじの回転
    による前進手段と、流体圧による後退手段とを結合し、
    又は流体圧による前進後退手段とした請求項6又は7記
    載の金属軸の冷間加工装置
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6096321A (ja) * 1983-10-28 1985-05-29 Keiichiro Yoshida 金属管成形機
JPS6282138U (ja) * 1985-11-07 1987-05-26

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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