JPH0732080A - 型鍛造品の成形方法及びその装置 - Google Patents

型鍛造品の成形方法及びその装置

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JPH0732080A
JPH0732080A JP19764993A JP19764993A JPH0732080A JP H0732080 A JPH0732080 A JP H0732080A JP 19764993 A JP19764993 A JP 19764993A JP 19764993 A JP19764993 A JP 19764993A JP H0732080 A JPH0732080 A JP H0732080A
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punch
die
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molded
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JP19764993A
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English (en)
Inventor
Kenji Iwata
健二 岩田
Tsunehisa Sekiguchi
常久 関口
Shigeyuki Koide
茂幸 小出
Original Assignee
Japan Steel Works Ltd:The
株式会社日本製鋼所
Showa Denko Kk
昭和電工株式会社
Nippon Baruji Kogyo Kk
日本バルジ工業株式会社
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 型鍛造品の予備成形方法及びその装置の提
供。 【構成】 素材6を第2パンチ3の第2素材接触面3a
に接触させてコンテナ部9に収容すると共に、基部空間
12aに1個以上のオリフィス13a,13bを介して
横方向に接続し、オリフィス13a,13bよりも断面
積が大きな延出部空間12b,12cを有するキャビテ
ィ12を画成した後、第1パンチ5と第2パンチ3とで
素材6を圧縮させ、素材6をキャビティ12の基部空間
12a内にほぼ充満させて一次成形を終了させ、更に素
材6を所定寸法にまで圧縮し、余剰材料をオリフィス1
3a,13bから延出部空間12b,12cに押し出さ
せ、異形をなす成形品を成形する 【効果】 異形をなして非軸対称度の高い製品に対し、
予備成形工程を短縮することが可能になり、全鍛造工程
の生産性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、型鍛造品の成形方法及
びその装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術及びその課題】アルミニウムの鍛造は、鉄
系に比較してスケールが発生せず、鍛造温度が低い等の
有利な条件が多く、このため鋼の型鍛造よりも複雑な形
状の部材への適用が求められ、また製造者はそれを実現
してきている。アルミニウム鍛造の歴史は、軽量化の要
請が大きな航空機部品として始まつていることから、複
雑形状の精密鍛造が求められ、従来は多工程、低生産性
を甘受しながらこれを実現してきたのであるが、アルミ
ニウム鍛造品の需要が自動車部品に向けられるに従つて
従来の鍛造品の代替として低コスト化が求められてい
る。
【0003】このため、過去のアルミニウム鍛造の材料
歩留りの悪さ、生産性の低さから脱皮するために新しい
塑性加工法が必要となりつつあり、一方、アルミニウム
の熱間加工の優位性からその可能性も充分ある。ところ
で、軸対称形状の鍛造品にあつては、種々の断面形状を
有する棒状の素材を軸方向に圧縮加工することにより、
ほぼ合理的なメタルフローを有して最終的に仕上金型の
キャビティに材料を充満することが可能である。しか
し、非軸対称形状の鍛造品にあつては、棒状の素材か
ら、複数の荒地用の金型によつて概形を与えた予備成形
品を得ると共に、更に繰り返して成形を与えて段階的に
最終形状に近づけてゆく必要がある。
【0004】すなわち、荒地用の金型によつて非軸対称
形状の鍛造製品の概形を与える作業は、鍛造製品の形状
に適合した材料体積の方向性及び分布を有する予備成形
品を得る作業であり、この予備成形品を得る作業にあつ
ては、各種の金型を使用して繰り返して成形を与えて段
階的に最終形状に近づけてゆく作業を伴い、熱間鍛造に
おいて多工程となり、1ヒートでの鍛造完了は行われて
いない。
【0005】特に非軸対称度合いの高い製品形状にあつ
ては、鍛造成形工程が多工程になることは勿論のこと、
中間にバリ取りのためのトリミング工程が必要になる。
その結果、製品コストに大きな影響を与える材料歩留り
と生産性を大いに悪化させると共に、再加熱を要する場
合にはエネルギー消費も増大する。これらの多工程の成
形手順を省いて極めて大きな圧力にて金型のキャビティ
に材料を充満したとしても、欠肉、割れきず等の表面及
び内部の欠陥が生じ、健全な製品は得られない。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来の技術的課題に鑑みてなされたものであり、請求項1
の発明の構成は、第1ダイ1の貫通孔1aに摺動自在に
嵌合し、成形品17の基部17aとほぼ同一の平面形状
の第1素材接触面5aを有する第1パンチ5と、棒状の
素材6を収容するコンテナ部9を第2ダイ2の貫通孔2
aとの間に区画する第2素材接触面3aを有する第2パ
ンチ3とを、第1素材接触面5aと第2素材接触面3a
とを縦方向に対向させて配置し、素材6を第2パンチ3
の第2素材接触面3aに接触させてコンテナ部9に収容
すると共に、第1ダイ1と第2ダイ2との間に形成さ
れ、基部空間12aと1個以上の延出部空間(12b,
12c)とを有するキャビティ12を画成し、基部空間
12aの一側面を、第1素材接触面5aにて区画させ、
延出部空間(12b,12c)を、基部空間12aにオ
リフィス(13a,13b)を介して横方向に接続し、
オリフィス(13a,13b)よりも断面積が大きくな
るように区画させた後、第1パンチ5と第2パンチ3と
で素材6を圧縮変形させ、棒状の素材6の全体をキャビ
ティ12の基部空間12a内にほぼ充満させて一次成形
を終了させ、更に、第2ダイ2の第3素材接触面2bと
第2パンチ3の第2素材接触面3aとを合致させた状態
で、圧縮変形後の素材6を第1パンチ5にて所定寸法に
まで圧縮し、余剰材料をオリフィス(13a,13b)
から延出部空間(12b,12c)に押し出させ、異形
をなす成形品17を成形することを特徴とする型鍛造品
の成形方法である。請求項2の発明の構成は、第1駆動
装置7によつて駆動されて摺動自在、かつ成形品17の
基部17aとほぼ同一の平面形状の第1素材接触面5a
を有する第1パンチ5を貫通孔1aに嵌合して備え、第
2駆動装置(7,8)によつて駆動される第1ダイ1
と、第1パンチ5の第1素材接触面5aと縦方向に対向
する第2パンチ3と、第2パンチ3を貫通孔2aに摺動
自在に嵌合し、第3駆動装置4によつて駆動され、棒状
の素材6を収容するコンテナ部9を第2パンチ3の第2
素材接触面3aにて区画可能であると共に、該貫通孔2
aの周囲の第3素材接触面2bと第2パンチ3の第2素
材接触面3aとが、最下降位置にて合致する第2ダイ2
とを備え、第1ダイ1と第2ダイ2との間に形成され、
第1パンチ5の第1素材接触面5aによつて一側面が区
画されると共に、棒状の素材6の全体を圧縮変形させて
受入れ可能な基部空間12aと、基部空間12aに1個
以上のオリフィス(13a,13b)を介して横方向に
接続し、オリフィス(13a,13b)よりも断面積が
大きな延出部空間(12b,12c)とを有するキャビ
ティ12が画成可能であることを特徴とする型鍛造品の
成形装置である。そして、請求項3の発明のように、オ
リフィス(13a,13b)の区画部に突出部10aが
臨み、第4駆動装置11によつて駆動されるオリフィス
用ブロック10を、オリフィス(13a,13b)の断
面積が増減変更されるように移動可能に設けることがで
きる。
【0007】
【作用】請求項1の発明によれば、棒状の素材6を第2
素材接触面3aに接触させてコンテナ部9に収容し、第
1ダイ1と第2ダイ2とを密着させて、キャビティ12
を画成させる。次に、例えば第1パンチ5、第1ダイ1
及び第2ダイ2を一体として第2パンチ3に向けて相対
移動させ、棒状の素材6の全体を圧縮変形させてキャビ
ティ12の基部空間12a内に向けて押し出して一次成
形を終了させる。このように、一次成形は、素材6の全
体をキャビティ12の基部空間12a内に据込んでなさ
れ、大きな抵抗を生じず小さな押圧力で変形する。この
ため、一次成形での押圧面積は小さくて良く、素材6の
断面積と同程度にすることができる。また、一次成形で
は、小さな押圧力で据込むことにより、オリフィス(1
3a,13b)が抵抗となるので、素材6を延出部空間
(12b,12c)に若干はみ出す程度として、主とし
て基部空間12a内に充満させることができる。
【0008】その後、第1パンチ5のみを移動させて全
体が圧縮変形後の素材6を所定寸法にまで加圧し、余剰
材料をオリフィス13a,13bから押し出させ、異形
をなす成形品を成形する。その際、一次成形よりも大き
な押圧力を成形品17の基部17aとほぼ同一の平面形
状を有する第1パンチ5に作用させることより、成形品
17の基部17aの1側面の全面が加圧され、素材6は
オリフィス13a,13bを通じて延出部空間(12
b,12c)に流出する。
【0009】このように、成形品17の基部17aの1
側面に該当する箇所の全面が加圧されるので、基部空間
12a内での素材6の滞留がなく、円滑なメタルフロー
が得られる。また、オリフィス13a,13bよりも延
出部空間12b,12cの断面積の方が大きく設定され
ているので、第1ダイ1と第2ダイ2との間による素材
6に対する拘束力が著しく減少する。従つて、第1パン
チ5に与える成形荷重である加圧力は比較的小さくてよ
い。
【0010】このような2段階の成形工程を経て、棒状
の素材6から、欠肉、割れきず等の表面及び内部の欠陥
のない成形品17が得られる。この成形品17が予備成
形品である場合には、後工程にとつてほぼ合理的なメタ
ルフローを有し、非軸対称な製品形状に適合した材料体
積の方向性と分布とを有する予備成形品が得られる。こ
のため、後工程において最終形状の鍛造品を成形する作
業は、単純な軸対称形状として取り扱うことができ、熱
間鍛造において1ヒートにて後工程を完了することも可
能であり、しかも品質良好な製品を得ることができる。
【0011】請求項2の発明は、請求項1の型鍛造品の
成形方法を実施するための装置に関する。請求項2の発
明によれば、棒状の素材6を第2素材接触面3aに接触
させてコンテナ部9に収容し、第1ダイ1と第2ダイ2
とを密着させて、キャビティ12を画成させる。次に、
第1パンチ5、第1ダイ1及び第2ダイ2を一体として
第2パンチ3に向けて相対移動させ、棒状の素材6の全
体を圧縮変形させてキャビティ12の基部空間12a内
に向けて押し出し、素材6全体の据込みを行い、一次成
形を終了させる。その際、第1パンチ5は、第1駆動装
置7によつて駆動され、第1ダイ1は、第2駆動装置
(7,8)によつて駆動され、第2ダイ2は、第3駆動
装置4によつて駆動される。一次成形の終了状態では、
第2ダイ2が最下降位置を採り、貫通孔2aの周囲の第
3素材接触面2bと第2パンチ3の第2素材接触面3a
とが合致している。
【0012】その後、第1パンチ5のみを移動させて圧
縮変形後の素材6を更に所定寸法まで加圧し、余剰材料
をオリフィス13a,13bから押し出させ、異形をな
す成形品を成形する。余剰材料は、基部空間12aから
オリフィス13a,13bを経て延出部空間12b,1
2cに側方押出しされる。その際、オリフィス13a,
13bよりも延出部空間12b,12cの断面積の方が
大きく設定されているので、第1ダイ1と第2ダイ2と
の間による素材6に対する拘束力が著しく減少する。従
つて、第1パンチ5に与える成形荷重である加圧力は比
較的小さくてよい。このようにして、素材6の据込みと
側方押出しとを単一の装置にて行うことができる。
【0013】このような2段階の成形工程を経て、棒状
の素材6から、欠肉、割れきず等の表面及び内部の欠陥
のない成形品17が得られる。この成形品17が予備成
形品である場合には、後工程にとつてほぼ合理的なメタ
ルフローを有し、非軸対称な製品形状に適合した材料体
積の方向性と分布とを有する予備成形品が得られる。こ
のため、請求項1の発明と同様の作用が得られる。
【0014】そして、請求項3の発明のように、オリフ
ィス13a,13bの区画部に突出部10aが臨み、第
4駆動装置11によつて駆動されるオリフィス用ブロッ
ク10を、オリフィス13a,13bの断面積が増減変
更されるように移動可能に設ければ、オリフィス用ブロ
ック10を移動させ、オリフィス13a,13bの断面
積を突出部10aによつて増減変更させて、成形品の形
状を変化させることができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1〜図7は、本発明方法の実施に使用す
る装置の1実施例を示す。図1中において符号15は門
形をなすフレームを示し、フレーム15の上部には復動
式のシリンダ装置からなる第1駆動装置7によつて縦方
向に昇降駆動される第1パンチ5を備え、下端部には、
後記する第2ダイ2が最下降位置を採つた際に係止する
段面15aを有する。第1パンチ5は、第1駆動装置7
のピストンロッド7aの先端に支持部材16を介して固
設され、支持部材16の横方向先端部には複数個の復動
式の上シリンダ装置8が固設されている。この第1駆動
装置7及び上シリンダ装置8により、第2駆動装置を構
成している。
【0016】各上シリンダ装置8のピストンロッド8a
の下端には、第1ダイ1が固設され、第1ダイ1の貫通
孔1aに第1パンチ5が摺動自在に嵌合している。第1
パンチ5の後記するキャビティ12を区画する第1素材
接触面5aは、製品である成形品17の基部17aと適
合する形状を有し、図2,図3に示すようにほぼ三角形
をなしている。第1ダイ1は、キャビティ12の後記す
る基部空間12aを区画する側面を貫通孔1aの周壁に
て形成し、後記する第2ダイ2と組み合わされてオリフ
ィス13a,13bを形成するための横方向の開放部を
周壁に有している。従つて、第1ダイ1の貫通孔1a
は、第1パンチ5の第1素材接触面5aと適合するほぼ
三角形をなしている。なお、オリフィス13a,13b
は、本実施例にあつては2個形成されているが、1個以
上が形成されていればよい。
【0017】一方、フレーム15の下部には、第2パン
チ3が第1パンチ5と対向させて固設され、第2パンチ
3の上面のキャビティ12の基部空間12aの一部を区
画する第2素材接触面3aは、図3に示すように第1パ
ンチ5の第1素材接触面5aよりも小面積であり、か
つ、平面視にて第1素材接触面5aに包含される円形を
なしている。
【0018】また、第2パンチ3の周辺に位置させて、
第3駆動装置である下シリンダ装置4がフレーム15に
複数個固設されている。各下シリンダ装置4のピストン
ロッド4aの上端には、第2ダイ2が取付けられ、第2
ダイ2の貫通孔2aに第2パンチ3が相対摺動自在に嵌
合し、第2ダイ2の貫通孔2aの周囲上面は、その他の
部分よりも上方に膨出してキャビティ12の基部空間1
2aを区画する第3素材接触面2bを形成し、この第3
素材接触面2bの外形は、平面視にて、第1パンチ5の
第1素材接触面5aと一致している。
【0019】しかして、第2ダイ2を各下シリンダ装置
4によつて図1に示すように上昇駆動した状態で、第2
ダイ2の貫通孔2aの第2パンチ3の第2素材接触面3
aよりも上側に、素材6を収容する空間となるコンテナ
部9を形成可能である。なお、各下シリンダ装置4及び
各上シリンダ装置8は、それぞれ図外の圧力調整弁を付
属し、内圧を所定圧に維持することができるようになつ
ている。
【0020】そして、図4に示すように第1駆動装置7
及び各上シリンダ装置8によつて第1ダイ1を下降駆動
し、第1ダイ1の周縁部を第2ダイ2上に密着させた状
態で、図2に示すように円形以外の異形断面つまり非軸
対称をなすキャビティ12が画成される。キャビティ1
2は、第1パンチ5の第1素材接触面5aと、第2パン
チ3の第2素材接触面3a及び第2ダイ2の第3素材接
触面2bとで上下面が区画され、第1ダイ1の側壁によ
つて側面が区画される基部空間12aと、このキャビテ
ィ12の基部空間12aにオリフィス13a,13bを
介して接続し、第1ダイ1と第2ダイ2とで区画されて
横方向に延びる延出部空間12b,12cとからなり、
基部空間12aによつて成形品17の基部17aが成形
され、延出部空間12b,12cによつて成形品17の
延出部17b,17cが成形される。
【0021】なお、オリフィス13a,13bは、通
常、第1ダイ1と第2ダイ2とで区画されるが、第1パ
ンチ5の第1素材接触面5aが第1ダイ1によるキャビ
ティ12の区画面の上面よりも下降した際、オリフィス
13a,13bの区画部の上縁が第1素材接触面5aの
周縁部に置き替わり、オリフィス13a,13bの断面
積が縮小する。延出部空間12b,12cは、第3素材
接触面2bから下方に拡大し、また、第1ダイ1の側壁
によつて図2に示すように横方向にも拡大して、オリフ
ィス13a,13bを通過して延びる素材6の拘束力を
減少させ、第1パンチ5に与える加圧力を軽減可能とし
てある。
【0022】しかして、キャビティ12に素材6が充満
して形成される成形品17は、図2に示すように平面視
にてキャビティ12の形状とほぼ合致するものであり、
キャビティ12の基部空間12aと合致する基部17a
と、図2に仮想線にて示すようにキャビティ12の延出
部空間12b,12cに隙間を有して延び、基部17a
から横方向に接続する延出部17b,17cとを有して
いる。
【0023】6は成形される棒状の素材であり、種々の
断面形状を与えることが可能であるが、本実施例にあつ
ては第2パンチ3の第2素材接触面3aに合わせて円形
断面をなしている。素材6は、非鉄系金属、特にアルミ
ニウム又はその合金である。しかして、素材6を第2ダ
イ2の第2素材接触面3a上に乗せてコンテナ部9に収
容することにより、第1パンチ5の第1素材接触面5a
と第2パンチ3の第2素材接触面3aとで素材6を挟装
させ得る。
【0024】次に、このような構造の成形装置を用いて
鍛造を行う第1方法について説明する。先ず、加熱した
棒状の素材6を図1に示すようにコンテナ部9に挿入
し、図4に示すように第1駆動装置7によつて支持部材
16を下降駆動し、第1パンチ5及び各上シリンダ装置
8を下降させると共に、各上シリンダ装置8に往き作動
を与え、第1ダイ1に第1パンチ5に関する相対下降移
動を与え、第1ダイ1のオリフィス13a,13bの区
画部の上縁から第1素材接触面5aを上方に没入させ、
この状態で第1ダイ1の周縁部を第2ダイ2に密着させ
てキャビティ12を画成し、素材6を第1パンチ5の第
1素材接触面5aと第2パンチ3の第2素材接触面3a
との間に挟装させる。
【0025】この状態から、図5に示すように第1駆動
装置7によつて第1ダイ1、第1パンチ5及び第2ダイ
2を一体として下降させれば、素材6が第1パンチ5の
第1素材接触面5aと第2パンチ3の第2素材接触面3
aとの間で加圧されて据込みされる。勿論、各上シリン
ダ装置8による第1ダイ1の押圧力の方が、各下シリン
ダ装置4による第2ダイ2の押圧力よりも大きくなるよ
うに、それぞれの設定圧力が設定されている。続いて第
1パンチ5の第1素材接触面5aと第2パンチ3の第2
素材接触面3aとの間で素材6の全体が圧縮変形されて
据込みされ、第1パンチ5の第1素材接触面5aと第2
ダイ2の第3素材接触面2bとの間となるキャビティ1
2の基部空間12a内に向けて素材6の全体が押し出さ
れて充満する。この状態は図5に示すようであり、素材
6は、当初の円形断面部分が消滅して、その一部がオリ
フィス13a,13bから若干突出している。
【0026】このようにして、第2パンチ3の第2素材
接触面3aが第2ダイ2の第3素材接触面2bと合致し
た際、同時に第2ダイ2がフレーム15の段面15aに
係止して下降を停止するので、第1駆動装置7を停止さ
せ、一次成形を終了させる。このような一次成形に際
し、押圧面積となる第2素材接触面3aは比較的小さ
く、素材6の断面積と同程度である。
【0027】かくして、一次成形では、小さな押圧力で
据込むことにより、オリフィス(13a,13b)が抵
抗となり、素材6は延出部空間(12b,12c)に若
干はみ出す程度に止まり、主として基部空間12a内に
充満する。そして、この段階ではキャビティ12の容積
の方が素材6の体積よりも充分に大きいので、この段階
での成形品には流れのアンバランスは生じない、また、
第1ダイ1を支持する各上シリンダ装置8の圧力及び第
2ダイ2を支持する各下シリンダ装置4の圧力は、いず
れもキャビティ12の基部空間12aに充満する素材6
による型開放圧力以上に維持させてあり、上述したよう
に各上シリンダ装置8の圧力の方が各下シリンダ装置4
の圧力よりも高めに設定されている。
【0028】その後、第2パンチ3の第2素材接触面3
aと第2ダイ2の第3素材接触面2bとを合致させたま
ま、第1パンチ5のみを下降させる。すなわち、第1駆
動装置7によつて支持部材16を介して第1パンチ5を
下降駆動すると共に、上シリンダ装置8によつて第1ダ
イ1の移動を拘束した状態として、キャビティ12の基
部空間12aを区画する第1ダイ1の側壁に沿つて第1
パンチ5を下降させて、全体が圧縮変形後の素材6を第
1パンチ5の第1素材接触面5aによつて所定寸法にま
で更に圧縮変形させ、余剰材料の全てをオリフィス13
a,13bからキャビティ12の延出部空間12b,1
2cに向けて横方向に側方押出しさせ、異形をなす成形
品17を成形する。
【0029】このようにして比較的大きな押圧面積とな
る第1素材接触面5aによつて素材6を圧縮し、図6に
示すようにキャビティ12の延出部空間12b,12c
の先端にまで素材6をほぼ充満させる。しかして、第1
方法においては、オリフィス13a,13bの区画部は
変化せず、成形品17の側面視による形状は、図6に示
すように基部17a及び延出部17b,17cが同一肉
厚を有して接続している。
【0030】このように一次成形にて素材6の全体に対
する上下方向の据込みが行われ、二次成形では、第2素
材接触面3aと第3素材接触面2bとが平面を形成する
状態で、第1パンチ5の第1素材接触面5aによつて成
形品17の基部17aの1側面の全面が加圧されて側方
押出しのみが行われるので、基部空間12a内での素材
6の滞留がなく、デッドメタルの発生が抑止され、内部
欠陥のない良好なメタルフローを有する成形品17が得
られる。また、キャビティ12の延出部空間12b,1
2cは、オリフィス13a,13bよりも断面積が拡大
しているので、横方向へ押し出された素材6は、第1ダ
イ1及び第2ダイ2に軽く接触しながら反り又は垂れ下
がりによる変形を防止される程度で、摩擦抵抗が軽減さ
れて自由に流出する。
【0031】かくして、オリフィス13a,13bから
キャビティ12の各辺(延出部空間12b,12c)に
向かう流れが自由になるので、第1ダイ1と第2ダイ2
との間による素材6に対する拘束力が著しく減少する。
従つて、第1駆動装置7によつて第1パンチ5に与える
成形荷重である加圧力は、比較的小さくてよい。
【0032】成形終了後は、図7に示すように第1駆動
装置7に帰り作動を与えると共に各上シリンダ装置8に
帰り作動を与え、第1ダイ1及び第1パンチ5を当初位
置に復帰させ、かつ、各下シリンダ装置4に往き作動を
与え、これによつて第2パンチ3の第2素材接触面3a
と成形品17との間の密着を解除して、成形品17を外
部に取り出す。
【0033】かくして、棒状の素材6から1ヒートかつ
2段階の熱間鍛造によつて、欠肉、割れきず等の表面及
び内部の欠陥のない成形品17が得られる。この成形品
17が予備成形品である場合には、後工程にとつてほぼ
合理的なメタルフローを有し、非軸対称な製品形状に適
合した材料体積の方向性と分布とを有するため、後工程
において最終形状の製品を成形する鍛造作業は、単純な
軸対称形状として取り扱うことができ、熱間鍛造におい
て1ヒートにて後工程を完了することも可能であり、し
かも品質良好な製品を得ることができる。
【0034】図8〜図10は、第2方法に係る成形装置
を示し、第1方法に係る成形装置と実質的に同一の部分
には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。この
成形装置にあつては、第1ダイ1のオリフィス13a,
13bの区画部に、オリフィス13a,13bを絞る突
出部1bを形成してある。
【0035】第1方法と同様に加熱した棒状の素材6を
コンテナ部9に収容し、図5と同様に第1駆動装置7に
よつて第1ダイ1、第1パンチ5及び第2ダイ2を一体
として下降させ、図8に示すように一次成形を終了させ
る。一次成形の終了状態において、第2パンチ3の第2
素材接触面3aが第2ダイ2の第3素材接触面2bと合
致し、第2パンチ3の第2素材接触面3aが第2ダイ2
の一部を形成し、第1パンチ5の第1素材接触面5a
が、第1ダイ1の突出部1bよりも適当に上方に没入し
ている点は前記第1方法と同様である。また、一次成形
の終了状態において、素材6は、当初の円形断面部分が
消滅して、その一部が、第1ダイ1の突出部1bによつ
て上縁が絞られたオリフィス13a,13bから若干流
出している点も、前記第1方法と近似している。
【0036】その後、図9に示すように第1パンチ5の
みを移動させて第1パンチ5の第1素材接触面5aと第
1ダイ1の突出部1bとを合致させる。この間、素材6
は突出部1bによつて絞られたオリフィス13a,13
bから均一な厚さのままで側方押出しされる。更に図1
0に示すように第1パンチ5のみを移動させれば、第1
パンチ5の第1素材接触面5aと第2パンチ3の第2素
材接触面3a及び第2ダイ2の第3素材接触面2bとの
間の素材6が側方押出しされる。
【0037】次いで、突出部1bによる拘束から開放さ
れて、第1パンチ5の第1素材接触面5aの端縁にて上
縁が区画されるオリフィス13a,13bから、第1パ
ンチ5の下降量に応じて厚さが減少しながら余剰材料が
押し出されるので、キャビティ12の横方向に側方押出
しされる素材6を延出部空間12b,12cの先端にま
でほぼ充満させることにより、異形をなす成形品17が
成形される。成形終了後は、第1方法と同様に第1ダイ
1、第1パンチ5及び第2ダイ2を当初位置に復帰さ
せ、第2パンチ3の第2素材接触面3aと成形品17と
の間の密着を解除して、成形品17を外部に取り出す。
【0038】しかして、成形品17の延出部17b,1
7cの側面視による形状は、延出部17b,17cの先
端部が平坦面をなし、基部17aに向けて次第に薄肉と
なる傾斜面を形成する。また、オリフィス13a,13
bの区画部の上縁は、一次成形までは第1ダイ1の突出
部1bにて形成され、一次成形後は第1パンチ5の周縁
にて形成され、キャビティ12の延出部空間12b,1
2cは、下及び左右のみならず上側もオリフィス13
a,13bよりも断面積が拡大しているので、横方向へ
押し出された素材6は、第1ダイ1による拘束をも生ず
ることがなく、第1駆動装置7によつて第1パンチ5に
与える成形荷重となる加圧力は比較的小さくて済む他、
第1方法とほぼ同様の作用が得られる。
【0039】図11,図12は、第3方法に係る成形装
置を示し、第1方法又は第2方法に係る成形装置と実質
的に同一の部分には同一の符号を付してそれらの説明を
省略する。この成形方法にあつては、第2方法と比較し
て、成形終了時の第1ダイ1と第1パンチ5との相対位
置にのみ相違がある。
【0040】すなわち、第1,第2方法と同様に、加熱
した棒状の素材6をコンテナ部9に収容し、図5と同様
に第1駆動装置7によつて第1ダイ1、第1パンチ5及
び第2ダイ2を一体として下降させ、図11に示すよう
に一次成形を終了させる。一次成形の終了状態におい
て、第2パンチ3の第2素材接触面3aが第2ダイ2の
第3素材接触面2bと合致し、第2パンチ3の第2素材
接触面3aが第2ダイ2の一部を形成し、第1パンチ5
の第1素材接触面5aが、第1ダイ1の突出部1bより
も適当に上方に没入している点は、前記第1,第2方法
と同様である。また、素材6は、据込みによつて当初の
円形断面部分が消滅して、その一部が、第1ダイ1の突
出部1bによつて上縁が絞られたオリフィス13a,1
3bから若干流出している点も、前記第2方法と近似し
ている。
【0041】その後、図12に示すように第1パンチ5
のみを移動させて第1パンチ5の第1素材接触面5aと
第1ダイ1の突出部1bとを合致させるように素材6を
圧縮し、側方押出しする。この間、素材6は突出部1b
によつて上縁が絞られたオリフィス13a,13bから
均一な厚さのままで余剰材料が押し出され、第1パンチ
5の第1素材接触面5aと第1ダイ1の突出部1bとが
合致した際、キャビティ12の横方向の延出部空間12
b,12cに素材6をほぼ充満させ、異形をなす成形品
17を成形させる。成形終了後は、第1,第2方法と同
様に第1ダイ1、第1パンチ5及び第2ダイ2を当初位
置に復帰させ、第2素材接触面3aと成形品17との間
の密着を解除して、成形品17を外部に取り出す。
【0042】しかして、成形品17の基部17a及び延
出部17b,17cの側面視による形状は、連続した平
坦面を形成する。また、オリフィス13a,13bの上
縁は、常時、第1ダイ1の突出部1bにて形成され、キ
ャビティ12の延出部空間12b,12cは、下及び左
右のみならず上側もオリフィス13a,13bよりも断
面積が拡大しているので、オリフィス13a,13bか
ら横方向へ側方押出しされた素材6は、第1ダイ1によ
る拘束を生ずることがなく、第1駆動装置7によつて第
1パンチ5に与える成形荷重である加圧力は比較的小さ
くて済む他、第1方法と同様の作用が得られる。
【0043】図13〜図15は、第4方法に係る成形装
置を示し、第1方法に係る成形装置と実質的に同一の部
分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。こ
の成形方法にあつては、上記の第1ダイ1の突出部1b
に替えて、突出部10aを備えるオリフィス用ブロック
10を設け、突出部10aによつてオリフィス13a,
13bの上縁を絞つている。オリフィス用ブロック10
は、支持部材16に固設した復動式のシリンダ装置から
なる第4駆動装置11によつて駆動され、第1ダイ1に
対して昇降可能である。
【0044】しかして、この成形装置によれば、オリフ
ィス13a,13bから押し出される成形品17の延出
部17b,17cの肉厚をオリフィス用ブロック10の
突出部10aによつて変化させることが可能である。例
えば、第3方法と同様に加熱した棒状の素材6をコンテ
ナ部9に収容し、図13に示すように第1ダイ1に対し
て若干上昇させたオリフィス用ブロック10よりも第1
素材接触面5aを適当に没入させた状態に至る間で、素
材6全体の圧縮変形を行い、据込みによる一次成形を終
了する。その際、図13に示すように素材6はオリフィ
ス用ブロック10の突出部10aによつて上縁が絞られ
たオリフィス13a,13bから比較的断面積が大きい
状態で若干流出している。このようにして、第2パンチ
3の第2素材接触面3aが第2ダイ2の第3素材接触面
2bと合致した状態で、第2パンチ3の第2素材接触面
3aに第2ダイ2の一部を形成させて、一次成形が終了
する。
【0045】その後、図14に示すように第1駆動装置
7によつてオリフィス用ブロック10及び第1パンチ5
を一体として下降駆動し、オリフィス13a,13bの
断面積を減少させると共に、第1パンチ5によつて素材
6を加圧する。これにより、成形品17のオリフィス1
3a,13bから押し出される部分、つまり延出部17
b,17cは、側面視にてオリフィス13a,13bに
向けて次第に断面積を減少し、上面が傾斜面を形成す
る。
【0046】次に、オリフィス用ブロック10を所定位
置に保持したまま、第1駆動装置7によつて第1パンチ
5のみを更に下降させて第1パンチ5の第1素材接触面
5aとオリフィス用ブロック10の突出部10aとを合
致させる。オリフィス用ブロック10の位置保持は、オ
リフィス用ブロック10の突起部を第1ダイ1に係止さ
せて容易になされ得る。この間、素材6の余剰材料は、
オリフィス用ブロック10の突出部10aによつて上縁
が絞られたオリフィス13a,13bから均一な厚さの
ままで横方向に側方押出しされ、図15に示される異形
をなす成形品17が成形される。そして、第1パンチ5
の第1素材接触面5aとオリフィス用ブロック10の突
出部10aとが合致した際、キャビティ12の延出部空
間12b,12cに素材6をほぼ充満させて成形を終了
させる。
【0047】成形後は、第1ダイ1及び第1パンチ5を
当初位置に復帰させると共にオリフィス用ブロック10
を当初位置に復帰させ、かつ、下シリンダ装置4に往き
作動を与え、第2パンチ3の第2素材接触面3aと成形
品17との間の密着を解除して、成形品17を外部に取
り出す。
【0048】しかして、オリフィス13a,13bの上
縁は、常時、オリフィス用ブロック10の突出部10a
によつて形成され、第3方法と同様に第1駆動装置7に
よつて第1パンチ5に与える成形荷重である加圧力は比
較的小さくて済む他、成形品17の肉厚を側方押出し成
形途中において増減変化させて所望形状の成形品17を
得ることができる。なお、オリフィス用ブロック10を
昇降駆動するようにしたが、横方向に往復駆動するよう
にして、成形品17の横幅を側方押出し成形途中におい
て増減変化させて所望形状の成形品17を得ることも可
能である。
【0049】ところで、上記の実施例にあつては、三角
形断面をなす成形品を得る場合について説明したが、オ
リフィス13a,13bは少なくとも1個形成されれば
よく、成形品17が基部17aから横方向に延びる少な
くとも1個の延出部17b,17cを有する各種の非軸
対称な成形品に対して広く適用が可能であることは勿論
である。また、オリフィス13a,13bの形状を変更
することにより、オリフィス13a,13bに合わせた
形状の延出部17b,17cを有する成形品17を得る
ことができる。
【0050】
【発明の効果】以上の説明によつて理解されるように、
本発明にかかる型鍛造品の成形方法及びその装置によれ
ば、下記の効果を得ることができる。 (1)異形をなして非軸対称度の高い製品に対し、予備
成形工程を短縮することが可能になり、ひいては鍛造工
程全体の生産性を向上させることができる。 (2)非軸対称度の高い製品に対し、最終製品形状に適
合した成形形状を得ることが可能となり、材料歩留りが
向上する。このような効果は、特に、アルミニウム、ア
ルミニウム合金等の熱間流動性に優れる金属又はその合
金において、良好に得られる。
【0051】(3)成形荷重を低減することが可能とな
り、同時に、従来の閉塞鍛造にみられるように、成形時
に大きな内圧が発生し、上下型を閉塞するために過大な
荷重を与える必要もないので、装置の能力、規模を小さ
くできる。 (4)1次成形で、材料をコンテナから押し出して据込
みし、合理的な流れでキャビティに流し込むことができ
るため、小断面積の素材を使用可能である。このため、
切断工数を低減し、材料歩留りを向上させることが可能
となる。 (5)熱間加工にあつては、再加熱によるエネルギー消
費を著しく軽減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1方法に係る型鍛造品の成形装置
を一部断面にて示す正面図。
【図2】 同じくキャビティを拡大して示す平面図。
【図3】 同じく成形品の基部を示す斜視図。
【図4】 同じく作用説明図。
【図5】 同じく作用説明図。
【図6】 同じく作用説明図。
【図7】 同じく作用説明図。
【図8】 本発明の第2方法に係る型鍛造品の成形装置
を一部断面にて示す正面図。
【図9】 同じく作用説明図。
【図10】 同じく作用説明図。
【図11】 本発明の第3方法に係る型鍛造品の成形装
置を一部断面にて示す正面図。
【図12】 同じく作用説明図。
【図13】 本発明の第4方法に係る型鍛造品の成形装
置を一部断面にて示す正面図。
【図14】 同じく作用説明図。
【図15】 同じく作用説明図。
【符号の説明】
1:第1ダイ、1a:貫通孔、1b:突出部、2:第2
ダイ、2a:貫通孔、2b:第3素材接触面、3:第2
パンチ、3a:第2素材接触面、4:下シリンダ装置
(第3駆動装置)、4a:ピストンロッド、4b:シリ
ンダ、5:第1パンチ、5a:第1素材接触面、6:素
材、7:第1駆動装置(第2駆動装置)、7a:ピスト
ンロッド、8:上シリンダ装置(第2駆動装置)、8
a:ピストンロッド、9:コンテナ部、10:オリフィ
ス用ブロック、10a:突出部、11:第4駆動装置、
12:キャビティ、12a:基部空間、12b,12
c:延出部空間、13a,13b:オリフィス、15:
フレーム、16:支持部材、17:成形品、17a:基
部、17b,17c:延出部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関口 常久 東京都港区芝大門1丁目13番9号 昭和電 工株式会社内 (72)発明者 小出 茂幸 神奈川県南足柄市壗下306 日本バルジ工 業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1ダイの貫通孔に摺動自在に嵌合し、
    成形品の基部とほぼ同一の平面形状の第1素材接触面を
    有する第1パンチと、棒状の素材を収容するコンテナ部
    を第2ダイの貫通孔との間に区画する第2素材接触面を
    有する第2パンチとを、第1素材接触面と第2素材接触
    面とを縦方向に対向させて配置し、素材を第2パンチの
    第2素材接触面に接触させてコンテナ部に収容すると共
    に、第1ダイと第2ダイとの間に形成され、基部空間と
    1個以上の延出部空間とを有するキャビティを画成し、
    基部空間の一側面を、第1素材接触面にて区画させ、延
    出部空間を、基部空間にオリフィスを介して横方向に接
    続し、オリフィスよりも断面積が大きくなるように区画
    させた後、第1パンチと第2パンチとで素材を圧縮さ
    せ、素材をキャビティの基部空間内にほぼ充満させて一
    次成形を終了させ、更に、第2ダイの第3素材接触面と
    第2パンチの第2素材接触面とを合致させた状態で、第
    1パンチにて素材を所定寸法にまで圧縮し、余剰材料を
    オリフィスから延出部空間に押し出させ、異形をなす成
    形品を成形することを特徴とする型鍛造品の成形方法。
  2. 【請求項2】 第1駆動装置によつて駆動されて摺動自
    在、かつ成形品の基部とほぼ同一の平面形状の第1素材
    接触面を有する第1パンチを貫通孔に嵌合して備え、第
    2駆動装置によつて駆動される第1ダイと、第1パンチ
    の第1素材接触面と縦方向に対向する第2パンチと、第
    2パンチを貫通孔に摺動自在に嵌合し、第3駆動装置に
    よつて駆動され、棒状の素材を収容するコンテナ部を第
    2パンチの第2素材接触面にて区画可能な第2ダイとを
    備え、第1ダイと第2ダイとの間に形成され、第1パン
    チの第1素材接触面によつて一側面が区画される基部空
    間と、基部空間に1個以上のオリフィスを介して横方向
    に接続し、オリフィスよりも断面積が大きな延出部空間
    とを有するキャビティが画成可能であることを特徴とす
    る型鍛造品の成形装置。
  3. 【請求項3】 オリフィスの区画部に突出部が臨み、第
    4駆動装置によつて駆動されるオリフィス用ブロック
    を、オリフィスの断面積が増減変更されるように移動可
    能に設けることを特徴とする請求項2の型鍛造品の成形
    装置。
JP19764993A 1993-07-16 1993-07-16 型鍛造品の成形方法及びその装置 Pending JPH0732080A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006181577A (ja) * 2004-12-24 2006-07-13 Denso Corp 高圧配管部品の製造方法および高圧配管部品
JP2015182101A (ja) * 2014-03-24 2015-10-22 鹿児島県 タイロッドエンドの鍛造金型及びタイロッドエンドの製造方法並びにタイロッドエンド

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JP2006181577A (ja) * 2004-12-24 2006-07-13 Denso Corp 高圧配管部品の製造方法および高圧配管部品
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