JPH0628771B2 - 密閉鍛造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、密閉鍛造法に関するものである。

〔従来の技術〕

鍛造品、特にトラックリンクのように薄肉部と厚肉部と
の肉厚が成形方向に急激に変化する部分を有する複雑な
形状をした鍛造品は通常の開放型の鍛造法にては複数の
工程、例えばバスタ、ブロッカ、フィニッシュ等の工程
を経て素材を完成品に鍛造して、多くのバリを出すこと
により金型内に材料を充満させて鍛造加工を行わなけれ
ばなない。このため、この通常の鍛造法では省資源、省
エネルギの点から好ましくない。

そこで、一般的に完全密閉コイニングと呼ばれているバ
リを出さない密閉鍛造法が考えられるが、今のところ
０．１〜２kg程度の単純形状の小物部品にしか適用され
ていない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の上記密閉鍛造法は、１工程で成形するもの、ある
いは複数工程で成形するもののいずれの場合でも、各工
程での成形素材は上、下の型（ポンチ）間に充満するべ
く成形がされるが、この従来の密閉鍛造法をトラックリ
ンクのように薄肉部と厚肉部との肉厚が成形方向に大き
く変化する複雑形状で大物物品の成形に採用した場合、
金型内に材料が充満しにくく、満足する成形品を得よう
とすると、成形荷重が大きくなり、非常に大きな鍛圧機
が必要となる。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本発明は上記のことにかんがみなされたもので、トラッ
クリンクのように薄肉部と厚肉部との肉厚が成形方向に
急激に変化する部分を有する複雑な形状で、しかも大物
部品を従来の密閉鍛造法に比べて少ない成形荷重で、し
かも欠肉が生じることなく、さらに重量管理を容易にし
た密閉鍛造加工を行なうことができる密閉鍛造法を提供
しようとするもので、その構成は、穴状に形成された下
型と、この下型内に外周が密に嵌合する上型を用い、か
つ薄肉部と厚肉部との肉厚が成形方向に急激に変化する
部分をもつ成形品を密閉鍛造する密閉鍛造法において、
成形工程を複数に分け、先の成形工程では、上記薄肉部
と厚肉部との肉厚が成形方向に急激に変化する部分以外
の部分の成形品の形状になっており、また薄肉部と厚肉
部との肉厚が成形方向に急激に変化する部分を成形品の
断面形状より成形方向に大きな形状にした金型にて成形
し、後の成形工程で、薄肉部と厚肉部との肉厚が成形方
向に急激に変化する部分を成形品の形状にし、他の部分
を成形品の断面形状より成形方向に大きな形状にした金
型にて成形するようにし、これにより成形時の成形素材
の外周は密閉されてここからバリが生じることがなくな
り、また、上型と下型の対向間では、先の成形工程で成
形品として欠肉が生じやすい薄肉部と厚肉部との肉厚が
成形方向に急激に変化する部分に隙間が生じ、次の成形
工程では上記先の成形工程で隙間があいた部分の成形が
なされると共に他の部分に対向する部分の成形材料と型
との間に隙間が生じることになり、従って上記先の成形
工程にて隙間が生じた部分に材料の流動性により材料が
移動され、次の成形工程にてこの材料が移動した部分が
成形されて薄肉部と厚肉部との肉厚が成形方向に急激に
変化する部分に材料が充満される。

〔実施例〕

第１図から第３図は本発明に係る密閉鍛造法の実施態様
を模式的に示す。

なお実際の鍛造成形では成形型の作動方向（成形方向）
と直角方向の平面内において種々の形状に成形される
が、この実施例では説明を簡単にするために、成形型の
作動方向（成形方向）と直角方向の一方向の断面形状に
ついてのみで説明する。

素材１は断面粗成形工程２にて粗成形し、この材料を第
１、第２の成形工程３，４にて密閉鍛造法にて順次成形
する。

第２図は上記第１の成形工程３にて用いる第１の金型装
置Ｉを、また第３図は第２の成形工程４にて用いる第２
の金型装置IIをそれぞれ示す。この両金型装置Ｉ，IIは
穴状に形成された下型５ａ，５ｂとこの下型５ａ，５ｂ
の穴状部に外周が密に嵌合する上型６ａ，６ｂとからな
っており、下型５ａ，５ｂの成形面は成形品の下側形状
を、また上型６ａ，６ｂの成形面は成形品の上側形状を
それぞれ成形する形状になっているが、それぞれの上型
６ａ，６ｂの及び下型５ａ，５ｂの成形面の形状はその
工程にて変えてある。

すなわち、この実施例では成形しようとする成形品の断
面形状は第４図に示すようになっていて、中間部の薄肉
部Ａと左右の厚肉部Ｂ，Ｃとを有しており、薄肉部Ａに
対して厚肉部Ｂ，Ｃが段状になっていて薄肉部と厚肉部
との肉厚が成形方向に急激に変化している。このような
鍛造により成形される成形品にあっては、その薄肉部と
厚肉部との肉厚が成形方向に急激に変化する部分７ａ，
７ｂ，８ａ，８ｂに仮想線で示すような欠肉が生じやす
い。これは鍛造成形時における材料の流動性の問題から
この部分に材料が充満しにくいことによる。

そこで、第２図で示す第１の金型装置Ｉにおける上型６
ａの成形面には、この上型６ａにて成形される部分での
薄肉部と厚肉部との肉厚が成形方向に急激に変化する部
分７ａ，７ｂに対向する部分が、正常の成形面９ａ，９
ｂより成形方向に凹ました切欠き部１０ａ，１０ｂが設
けてある。また下型５ａにも同様に、この下型５ａにて
成形される部分での薄肉部と厚肉部との肉厚が成形方向
に急激に変化する部分８ａ，８ｂに対向する部分が、正
常の成形面１１ａ，１１ｂより成形方向に凹ました切欠
き部１２ａ，１２ｂが設けてある。

一方、第３図に示す第２の金型装置IIにおける上型６ｂ
の成形面の形状は上型６ｂにて成形される部分であると
ころの薄肉部と厚肉部との肉厚が成形方向に急激に変化
する部分７ａ，７ｂに対向する部分が成形部１３ａ厚肉
部１３ｂとなっており、他の部分が正常の成形面に対し
て成形方向に凹ました切欠き部１４ａ，１４ｂとなって
いる。また下型５ｂにも同様に、この下型５ｂにて成形
される部分での薄肉部と厚肉部との肉厚が成形方向に急
激に変化する部分８ａ，８ｂに対向する部分が成形部１
５ａ，１５ｂとなっており、他の部分が正常の成形面に
対して成形方向に凹ました切欠き部１６ａ，１６ｂとな
っている。

なお、上記両金型装置Ｉ，IIにおいて、第１の金型装置
Ｉの切欠き部１０ａ，１０ｂ，１２ａ，１２ｂの長さに
対して、第２の金型装置IIの成形部１３，１５ａ，１５
ｂの長さの方が長くなっており、また各型における切欠
き部は正常な成形面に対してなめらかな円弧面にて連続
されている。

上記金型装置Ｉ，IIを用いての密閉鍛造法を以下に説明
する。

まず第１の成形工程では、薄肉部と厚肉部との肉厚が成
形方向に急激に変化する部分が上型６ａの切欠き部１０
ａ，１０ｂ及び下型５ａの切欠き部１２ａ，１２ｂによ
る空間部に対向することにより成形圧が作用しないので
成形されず、他の部分が上型６ｂの成形面及び下型５ａ
の成形面にて成形される。このとき、この上型６ａ及び
下型５ａによる成形部分は密閉鍛造されることにより、
型内に密に封じ込められる。

そしてこの成形部分にてあまった材料は上型６ａ及び下
型５ａに押圧されていない切欠き部１０ａ，１０ｂ，１
２ａ，１２ｂに対向する空間部に材料の流動性（塑性変
形）により移動される。

このように第１の成形工程３にて成形された成形品は薄
肉部と厚肉部との肉厚が成形方向に急激に変化する部分
以外の部分が完成品の形状に成形され、薄肉部と厚肉部
との肉厚が成形方向に急激に変化する部分は上記成形部
分にてあまって移動してきた材料にて盛りあがってい
る。

このとき上型６ａ及び下型５ａの切欠き部１０ａ，１０
ｂ，１２ａ，１２ｂに対向する空間部に移動する材料移
動量は薄肉部と厚肉部との肉厚が成形方向に急激に変化
する部分での形状を成形するに足りるだけの量、あるい
はわずかに多い量であることが望ましく、そのように素
材１の大きさを決める。

次に上記の第１の成形工程３にて成形された成形品を第
２の金型装置IIの下型５ｂに入れ、これの上型６ｂにて
第２の成形工程４を行なう。

この工程では、第２の金型装置IIの上型６ｂ及び下型５
ｂの成形部１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂにて、上記
第１の成形工程３にて材料が移動された薄肉部と厚肉部
との肉厚が成形方向に急激に変化する部分が成形され、
この部分の材料は充満成形される。

このとき、この部分は密閉成形されるので、この部分の
材料がこの部分の成形に必要な量より多い場合には、こ
のときのあまった材料がこの工程が用いる上型６ｂ及び
下型５ｂの切欠き部１４ａ，１４ｂ，１６ａ，１６ｂに
よる空間部に移動される。

なおこのときの移動量は上記第１の成形工程３での切欠
き部１０ａ，１０ｂ，１２ａ，１２ｂに対向する空間部
に移動する材料の移動量を適正にすることにより少なく
することができる。そしてこの第２の成形工程４での材
料の許容移動量は鍛造品の厚みの成形公差で決まるが、
トラックリンクの場合、厚み公差の上限が１．６mm程度
以下になるように設定する。

またこの第２の成形工程４での上型６ｂ及び下型５ｂの
成形部１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂの長さは第１の
成形工程３での上型６ａ及び下型５ａの切欠き部１０
ａ，１０ｂ，１２ａ，１２ｂの長さより少し長く、かつ
各成形部と切欠き部との境界部をなめらかに連続した形
状にしておくことにより、薄肉部と厚肉部との肉厚が成
形方向に急激に変化しやすい部分の周辺部は第２の金型
装置IIの上型６ｂ及び下型５ｂにて重複成形され、この
部分と他の部分との境界部は滑らかに連続した状態で成
形される。またこのときは、第２の金型装置IIの上型６
ｂ及び下型５ｂの切欠き部１４ａ，１４ｂ，１６ａ，１
６ｂで、これの成形部１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂ
との境界部以外は成形品と接触しない。

なおこの第２の成形工程４の加工量を複数回にわけて行
なってもよく、最終工程にサイジング工程を入れる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、成形金型の作動方向に薄肉部と厚肉部
との肉厚が成形方向に急激に変化する形状を有する成形
品、例えばトラックリンク等の成形を、これの上記薄肉
部と厚肉部との肉厚が成形方向に急激に変化する部分に
欠肉が生じることなく密閉鍛造を行なうことができる。

また各成形工程での各成形面の一部に非成形部が存在す
ることになり、各成形工程とも完全な密閉状態となるこ
とがなく、このため、素材重量が成形品の重量より少し
多くても、そのオーバ分はこれの最終工程時における金
型の切欠き部に逃げることができ、通常一般の密閉鍛造
法のように成形作動のストロークエンド時における金型
面圧の急増が生じることがなく、面圧急増による金型の
破損をなくすことができる。

さらに、本発明によれば上記したように、どの成形工程
においても完全な密閉状態とならないことにより、従来
の密閉鍛造に比べて半分以下の成形荷重にて欠肉が生じ
ることなく成形できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工程説明図、第２図は第１図のＡ−Ａ
線に沿う断面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ線に沿う断面
図、第４図は成形品の一例を示す断面図である。 １は素材、２は断面粗成形工程、３，４は第１、第２の
成形工程、５ａ，５ｂは下型、６ａ，６ｂは上型、７
ａ，８ａ，８ｂは薄肉部と厚肉部との肉等が成形方向に
急激に変化する部分、９ａ，９ｂ，１１ａ，１１ｂは正
常の成形面、１０ａ，１０ｂ，１２ａ，１２ｂ，１４
ａ，１４ｂ，１６ａ，１６ｂは切欠き部、１３ａ，１３
ｂ，１５ａ，１５ｂは成形部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】穴状に形成した下型と、この下型内に外周
   が密に嵌合する上型を用い、かつ薄肉部と厚肉部との肉
   厚が成形方向に急激に変化する部分をもつ成形品を密閉
   鍛造する密閉鍛造法において、成形工程を複数に分け、
   先の成形工程では、上記薄肉部と厚肉部との肉厚が成形
   方向に急激に変化する部分以外の部分が成形品の形状に
   なっており、また薄肉部と厚肉部との肉厚が成形方向に
   急激に変化する部分を成形品の断面形状より成形方向に
   大きな形状にした金型にて成形し、後の成形工程で、薄
   肉部と厚肉部との肉厚が成形方向に急激に変化する部分
   を成形品の形状にし、他の部分を成形品の断面形状より
   成形方向に大きな形状にした金型にて成形するようにし
   たことを特徴とする密閉鍛造法。