JPH08257668A - 鍛造成形方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】鍛造成形中、ワークに対するバリの発生を押さ
えることで切削工程を削減して歩留まりを向上させ、さ
らに、ワークを変形させることなく下型から離脱するこ
とができる鍛造成形方法およびその装置を提供する。 【構成】ガイドピン１６と、該ガイドピン１６に沿って
摺動する第１下型１８と、第１下型１８を囲繞する第２
下型２０と、第２下型２０の外壁に摺動自在に設けられ
た中間型２８と、該中間型２８の下面に配設された皿ば
ね２６と、前記第１と第２の下型１８、２０に対して相
対的に変位し、ガイドピン１６が挿入する第１上型３６
と、第１上型３６を囲繞する第２上型３８とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、第１の型と第２の型と
を相対的に変位させることにより、該第１の型と第２の
型との間に保持されたワークを挟圧して所定形状の鍛造
品を得る鍛造成形方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ドライブピニオンギアの如き部材
を成形するために、鍛造成形装置が広く用いられてい
る。

【０００３】図８〜図１２は、従来の鍛造成形装置の動
作を説明する断面図、図１３は、図８に示す鍛造成形装
置で成形されたワークの断面図である。

【０００４】従来の鍛造成形装置６０は、円柱状に形成
されたガイドピン６２と、該ガイドピン６２を囲繞する
第１の下型６４と、該第１下型６４を囲繞する第２の下
型６６とを含む。前記第１下型６４は前記ガイドピン６
２の外壁に沿って摺動自在であると共に前記第２下型６
６の内部に沿って摺動する。前記第１下型６４の下面に
ノックアウトピン６８が当接し、該ノックアウトピン６
８は図示しないアクチュエータ、例えば、シリンダによ
って上下動可能に構成される。従って、前記ノックアウ
トピン６８が上昇すると、前記第１下型６４は該ノック
アウトピン６８に押圧されて前記第２下型６６に沿って
上昇し、ノックアウトピン６８が下降すると前記第１下
型６４は前記第２下型６６の内部を自重で下降する。前
記ガイドピン６２の上方に筒状の第１の上型７０が上下
動自在に設けられ、該第１上型７０の内壁によって画成
される孔部７２に前記ガイドピン６２が摺動自在に嵌合
する。前記第１上型７０は実質的にこれを囲繞する第２
の上型７４によって保持される。該第２上型７４に対し
て前記第１上型７０はその軸線方向に沿って摺動自在で
ある。この第２上型７４には成型用の歯形７５が形成さ
れている。

【０００５】この鍛造成形装置６０により鍛造を行う場
合、中心部に孔明加工が施されたワーク７６の孔部にガ
イドピン６２が挿入されると共に、該ワーク７６の周縁
部は第１と第２の下型６４、６６に載置される（図８参
照）。次に、前記第１と第２の上型７０、７４の下降作
用下にワーク７６は挟圧され、鍛造成形が行われる（図
９参照）。すなわち、第１上型７０の孔部７２にはガイ
ドピン６２が挿通され、該第１上型７０の下端部はワー
ク７６の中心孔周辺の頂部部位を押圧する。一方、第２
上型７４はワーク７６の周縁部に圧接し、歯形７５の形
状に沿ってワーク７６に歯形状の部位を鍛造成形する。

【０００６】鍛造成形終了後に、第２上型７４が上昇
し、この間、第１上型７０でワーク７６を押さえたまま
の状態が維持される。その結果、鍛造時に第２上型７４
に張り付いたワーク７６が剥がされる（図１０参照）。
次いで、第１上型７０が上昇する（図１１参照）。次
に、ノックアウトピン６８の上昇作用下に第１下型６４
が上昇してワーク７６を押圧し、第２下型６６とガイド
ピン６２からワーク７６を離脱させる。ノックアウトピ
ン６８のさらなる上昇作用下にワーク７６は第１下型６
４に載置されて上昇し、所定位置で取り出される（図１
２参照）。

【０００７】このようにワーク７６に対する鍛造工程が
施される間に、該ワーク７６には鍛造成型品としては不
要な取り代７８とバリ８０部分が発生する（図１３参
照）。従って、完成品とするためには、旋盤等でこの取
り代７８とバリ８０とを切削してテーパ部８２を成形す
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のドライブピニオンギアを得るための鍛造成形方
法およびその装置では、ワーク７６にはテーパ部８２を
成形するための取り代７８が必要であり、また、バリ８
０が発生するため、ワーク７６に不要となる部分が多
く、成型品の歩留まりが低下していた。また、バリ取り
等の切削工程が必要となり、製造時間がかかり、生産効
率が低下していた。

【０００９】さらにまた、第１下型６４がワーク７６を
押圧して第２下型６６とガイドピン６２からワーク７６
を離脱させるとき、第１下型６４とワーク７６との接触
面積が小さいため、この小さい接触部位に第１下型６４
が上昇するときの集中力が加わり、ワーク７６を変形さ
せる懸念があった。

【００１０】本発明は前記の課題を解決するためになさ
れたものであり、切削工程を必要とすることなく鍛造成
形によってワークの周縁部に一挙にテーパ部を成形する
ことが可能となり、同時にバリの発生を押さえることで
取り代やバリを取り除く工程を削減し、また、歩留まり
を向上させ、さらに、ワークを変形させることなく下型
から離脱することのできる鍛造成形方法およびその装置
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、第１の型と第２の型とを相対的に変位
させることにより、該第１の型と第２の型との間に保持
されたワークを挟圧して所定形状の鍛造品を得る鍛造成
形方法において、前記第１の型に設けられたテーパ面を
有する中間型にワークを載置する工程と、前記第１の型
と第２の型との相対的な変位作用下に、ワークを前記第
２の型と前記中間型とで保持する工程と、前記第１の型
と第２の型とのさらなる相対的な変位作用下に、前記中
間型およびワークを第１の型側に変位せしめる工程と、
前記第１の型と第２の型と中間型とでワークを挟圧して
成型品を得る工程とからなり、前記中間型およびワーク
を第１の型側に変位させる際に、第２の型に対して中間
型を弾発力によって圧接させておくことを特徴とする。

【００１２】また、本発明は、ワークの略中央部を保持
する第１の型と、前記ワークの周縁部を保持する中間型
と、前記中間型とワークとに圧接する第２の型と、前記
中間型を前記第２の型に指向して弾発的に押圧する弾性
部材と、を有し、前記第１の型と、第２の型と、中間型
とにより鍛造用キャビテイを画成し、鍛造成型時に前記
第２の型と中間型とによって付与される互いに反対方向
への押圧力に基づき、該ワークに断面テーパ状の被加工
面を形成することを特徴とする。

【００１３】この場合、前記中間型の外側部位に傾斜面
を形成し、前記第２の型の外側部位に傾斜面を形成し、
前記中間型の傾斜面と前記第２の型の傾斜面とを互いに
摺接して、前記弾性部材により前記中間型を前記第２の
型に密着、押圧させると好適である。

【００１４】また、この場合、前記第２の型の中央部位
と、前記中間型の中央部位に互いに拡開する方向へと延
在する断面傾斜面を形成し、前記中間型の中央傾斜部に
よりワークにテーパ面を鍛造成形すると好適である。

【００１５】

【作用】本発明によれば、第１の型と第２の型の相対的
な変位作用下に、中間型によってワークの周縁部にテー
パ部が成形される。また、弾性体の弾発力によって中間
型は第２の型に密着され、この状態でワークが挟圧成形
されるためにバリの発生が防止できる。さらにまた、成
形が終了して第２の型が第１の型から離間する方向に変
位すると、中間型は弾性部材の弾発力によりワークと共
に変位し、第１の型からワークが離脱する。従って、ワ
ークと中間型との接触部分に均一に弾性部材の弾発力が
分散され、狭い接触部位に力が集中することがないた
め、ワークを変形させる懸念が払拭される。

【００１６】

【実施例】本発明に係る鍛造成形方法について、それを
実施する装置との関係において好適な実施例を挙げ、添
付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

【００１７】図１は、本実施例に係る鍛造成形装置の断
面図、図２〜図７は、図１の鍛造成形装置の動作を説明
する断面図である。

【００１８】図１において、参照符号１０は、本実施例
に係る鍛造成形装置を示す。この鍛造成形装置１０は、
下型取付部材１２を含む。この下型取付部材１２の中央
部に孔部１４ａが画成された台座１４が固着される。該
台座１４の孔部１４ａに、円柱状に成形され、且つ、下
端が拡径したガイドピン１６が固着される。孔部１４ａ
の上部終端部分は拡径した孔部１４ｂと連通している。
前記台座１４の上面中央部には前記ガイドピン１６を囲
繞する筒状の第１の下型１８が設けられる。該第１下型
１８の下端部は拡径してスカート状の肉厚部として構成
されると共に、前記ガイドピン１６の外壁に沿って摺動
自在に構成される。前記第１下型１８を囲繞して中空状
の第２の下型２０が設けられ、該第２下型２０は前記台
座１４に画成されている孔部１４ｂの底部に着座する。
前記第２下型２０は下部から上部に指向して縮径するよ
うに構成されている。前記第１下型１８は前記第２下型
２０の内部をその軸線方向に沿って摺動自在に構成され
る。前記第１下型１８の下端に当接するノックアウトピ
ン２２が前記下型取付部材１２に画成された孔部１２ａ
を貫通して設けられる。前記ノックアウトピン２２は図
示しないアクチュエータ、すなわち、シリンダ等に連結
されて上下動可能に構成され、該ノックアウトピン２２
が上昇すると前記第１下型１８は当該ノックアウトピン
２２に押圧されて前記第２下型２０の内部を上昇し、前
記ノックアウトピン２２が下降すると前記第１下型１８
は前記第２下型２０の内部を自重で下降する。前記第２
下型２０を囲繞する板状部材２４が前記台座１４の上面
に載置され、該板状部材２４の上面に弾性体である皿ば
ね２６が載置される。該皿ばね２６は円盤状で中央に孔
部が画成され、該孔部を貫通して前記第２下型２０の先
端部が上方へと延在している。前記皿ばね２６の上部に
中間型２８が載置され、従って、前記皿ばね２６は前記
中間型２８を常時上方に押圧する弾発力を付与する。前
記中間型２８の周縁部には中空状の押さえ部材３０の上
端部から内方へと延在するフランジ部３０ａが係合し、
該押さえ部材３０の下端部は前記台座１４に固着され
る。前記中間型２８の中央部には孔部が画成され、該孔
部の内壁部３２に前記第２下型２０の外壁が摺接する。
前記内壁部３２の開口部は上方に指向して拡径して傾斜
部３２ａが形成される。前記中間型２８の外周縁上面に
第１の段部３４が該中間型２８と同心的に設けられ、該
第１段部３４は上方に指向して僅かに縮径したテーパ状
である。

【００１９】前記ガイドピン１６の上方に筒状の第１の
上型３６が上下動自在に設けられ、該第１上型３６の内
壁によって画成される孔部３７に前記ガイドピン１６が
摺動並びに嵌合自在である。前記第１上型３６の上端部
は膨径したスカート部３６ａとなっている。前記第１上
型３６が摺動自在に嵌合する孔部３８ａが画成された第
２の上型３８が設けられ、該第２上型３８の中央下端部
には鍛造用の歯形３９が形成される。前記第２上型３８
の下面には第２の段部４０が該第２上型３８と同心的に
設けられ、該第２段部４０は下方に指向して僅かに拡径
したテーパ部位として構成される。前記第２段部４０は
前記中間型２８の上面に設けられたテーパ状の第１段部
３４と係合する。前記第２上型３８の上面に台座４２が
押さえ部材４４、ねじ４６を介して固着され、該台座４
２の中央部には前記第１上型３６が上下動自在に摺動可
能な孔部４８が画成される。該孔部４８の下方の内径は
縮径しているため、第１上型３６が孔部４８から抜け落
ちることが防止される。前記第１上型３６の上端にピン
部材５０が固着され、該ピン部材５０の上下動にともな
って第１上型３６は前記孔部４８の内壁を摺動する。前
記台座４２は上型取付部材５２に固着される。前記上型
取付部材５２は前記下型取付部材１２に対して相対的に
変位し、従って、第１と第２の上型３６、３８は上型取
付部材５２の変位にともなって前記第１と第２の下型１
８、２０、および中間型２８に接近、または離間する。

【００２０】前記第１と第２の下型１８、２０の上面、
中間型２８の傾斜部３２ａ、第１上型３６の下面、第２
上型３８の歯形３９、およびガイドピン１６の外壁でキ
ャビテイ５４が画成され、このキャビテイ５４は成型品
の形状となる。

【００２１】本実施例に係る鍛造成形装置１０は基本的
に以上のように構成されるものであり、次にその動作に
ついて本実施例に係る鍛造成形方法との関連で以下に説
明する。

【００２２】先ず、予備成形の工程で孔明加工を施され
たワーク５６が、中間型２８に載置される（図２参
照）。このとき、ガイドピン１６はワーク５６の孔部に
挿入され、該ワーク５６の周縁部は中間型２８の傾斜部
３２ａで囲繞支持される。次に、第１と第２の上型３
６、３８の下降作用下に中間型２８の第１段部３４と第
２上型３８の第２段部４０が嵌合して夫々のテーパが係
合することにより中間型２８が位置決めされる（図３参
照）。その際、第２上型３８の下面と中間型２８の上面
は皿ばね２６の弾発力により密着する。次いで、第１と
第２の上型３６、３８がさらに下降すると、皿ばね２６
が縮退してワーク５６が下降し、ワーク５６は第１と第
２の下型１８、２０、中間型２８、第１と第２の上型３
６、３８により挟圧され、鍛造成形が施される（図４参
照）。この結果、ワーク５６には第２上型３８の歯形３
９に対応する歯形が形成され、該ワーク５６下面の周縁
部は中間型２８の傾斜部３２ａにより押圧されて変形
し、ワーク５６にはテーパ部が成形される。また、第２
上型３８の下面と中間型２８の上面は皿ばね２６により
密着された状態を維持しているため、ワーク５６の周囲
にバリが発生することを防止することができる。

【００２３】このように、鍛造成形が終了すると、第２
上型３８が上昇し、同時に第１上型３６はピン部材５０
により第２上型３８に対して下降する方向に付勢される
（図５参照）。このとき、ワーク５６は中間型２８が皿
ばね２６の弾発力により付勢されて変位し、第１と第２
の下型１８、２０およびガイドピン１６から離脱する。
また、皿ばね２６の弾発力はワーク５６と中間型２８の
接触部分の広い部位に均一に分散して課せられるため、
狭い接触部位に力が集中することがなく、ワーク５６を
変形させる懸念が払拭される。

【００２４】この後、ピン部材５０が上昇して第１上型
３６が上昇する（図６参照）。そして、ノックアウトピ
ン２２の上昇により第１下型１８が押圧される。そのた
め、ワーク５６は第１下型１８の上昇作用下に変位し、
所定位置に到達する（図７参照）。このワーク５６は図
示しない把持装置により把持されて次の工程に搬送され
る。

【００２５】

【発明の効果】本発明に係る鍛造成形方法およびその装
置によれば、以下のような効果ならびに利点が得られ
る。

【００２６】中間型によってワークの周縁部にテーパ部
を成形することが可能となり、同時にバリの発生が防止
されるため、取り代やバリを削除する工程が不要とな
り、歩留りが向上し、生産効率が向上する。

【００２７】また、中間型は弾性体の弾発力により第１
と第２の下型にワークが張り付くことを防止し、同時
に、ワークと中間型との接触部分の広い部位に弾性体の
弾発力が均一に分散するため、従来のように狭い接触部
位に力が加わらず、ワークを変形させる懸念が払拭され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る鍛造成形装置の断面図で
ある。

【図２】図１の鍛造成形装置の動作を説明する断面図で
ある。

【図３】図１の鍛造成形装置の動作を説明する断面図で
ある。

【図４】図１の鍛造成形装置の動作を説明する断面図で
ある。

【図５】図１の鍛造成形装置の動作を説明する断面図で
ある。

【図６】図１の鍛造成形装置の動作を説明する断面図で
ある。

【図７】図１の鍛造成形装置の動作を説明する断面図で
ある。

【図８】従来の鍛造成形装置の動作を説明する断面図で
ある。

【図９】従来の鍛造成形装置の動作を説明する断面図で
ある。

【図１０】従来の鍛造成形装置の動作を説明する断面図
である。

【図１１】従来の鍛造成形装置の動作を説明する断面図
である。

【図１２】従来の鍛造成形装置の動作を説明する断面図
である。

【図１３】従来の鍛造成形装置で鍛造成形された成型品
の断面図である。

【符号の説明】

１０…鍛造成形装置 １６…ガイドピン １８、２０…下型 ２６…皿ばね ２８…中間型 ３６、３８…上型 ５６…ワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上原 洋一 埼玉県和光市本町８−１ 本田技研工業株 式会社埼玉製作所和光工場内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の型と第２の型とを相対的に変位させ
   ることにより、該第１の型と第２の型との間に保持され
   たワークを挟圧して所定形状の鍛造品を得る鍛造成形方
   法において、 前記第１の型に設けられたテーパ面を有する中間型にワ
   ークを載置する工程と、 前記第１の型と第２の型との相対的な変位作用下に、ワ
   ークを前記第２の型と前記中間型とで保持する工程と、 前記第１の型と第２の型とのさらなる相対的な変位作用
   下に、前記中間型およびワークを第１の型側に変位せし
   める工程と、 前記第１の型と第２の型と中間型とでワークを挟圧して
   成型品を得る工程とからなり、 前記中間型およびワークを第１の型側に変位させる際
   に、第２の型に対して中間型を弾発力によって圧接させ
   ておくことを特徴とする鍛造成形方法。
2. 【請求項２】ワークの略中央部を保持する第１の型と、 前記ワークの周縁部を保持する中間型と、 前記中間型とワークとに圧接する第２の型と、 前記中間型を前記第２の型に指向して弾発的に押圧する
   弾性部材と、 を有し、前記第１の型と、第２の型と、中間型とにより
   鍛造用キャビテイを画成し、鍛造成型時に前記第２の型
   と中間型とによって付与される互いに反対方向への押圧
   力に基づき、該ワークに断面テーパ状の被加工面を形成
   することを特徴とする鍛造成形装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の鍛造成形装置において、 前記中間型の外側部位に傾斜面を形成し、前記第２の型
   の外側部位に傾斜面を形成し、前記中間型の傾斜面と前
   記第２の型の傾斜面とを互いに摺接して、前記弾性部材
   により前記中間型を前記第２の型に密着、押圧させるこ
   とを特徴とする鍛造成形装置。
4. 【請求項４】請求項２または３記載の鍛造成形装置にお
   いて、 前記第２の型の中央部位と、前記中間型の中央部位に互
   いに拡開する方向へと延在する断面傾斜面を形成し、前
   記中間型の中央傾斜部によりワークにテーパ面を鍛造成
   形することを特徴とする鍛造成形装置。