JPH10323735A - 拡大頭部を有する軸状製品の製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軸部と拡大頭部の径の差が大きい軸状製品
を、頭部に亀裂を生じることなく、能率的に製造する。 【解決する手段】 長尺材料を所定長さに切断する工程
から、最終形状に至るまでを１台のトランスファープレ
スによって段階的に行って拡大頭部を有する軸状製品を
製造する方法であって、長尺材料100を切断してなるブ
ランクを鍛造・圧造して一端側を細軸状に絞ると共に他
端側を瘤状に膨らませた後、ブランク1dを次の鍛造・圧
造ステーションに送り込むまでの間を搬送手段４によっ
て迂回させ、迂回中にブランク1dを加熱装置８に案内し
てブランクの瘤部11dを加熱し、ブランクの瘤部が加熱
軟化している間に該ブランクを次の鍛造・圧造ステーシ
ョンに位置させて熱間鍛造・圧造により最終形状に成形
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、トランスファープレス
にてブランクを鍛造・圧造する過程の途中で、ブランク
を加熱装置へ迂回させてブランクの必要部分を加熱し、
再びトランスファープレスに送り返して熱間鍛造・圧造
により拡大頭部を形成する軸状製品の製法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】エンジンバルブは、周知の如く軸部の先
端に図１(Ｅ)に示す如く、円盤状の頭部を有し、軸部と
頭部の境界部は軸部から頭部に円弧状に徐々に拡大して
いる。上記エンジンバルブを、横型の多段式トランスフ
ァープレスによる冷間鍛造・圧造によって、軸部の一端
を徐々に拡大しようとしても、軸径に比して頭部の径が
大き過ぎて、段階的加工による加工硬化のために頭部に
割れ目が生じて製品にはならない。或いは金型寿命が著
しく低下し、実用に耐えない。そこで、従来は、軸状ブ
ランクの先端を熱し、これを単発プレスの金型にて熱間
鍛造・圧造成形し、円盤状の頭部を得ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の製法では、
長尺材料を所定長さに切断してブランクを得る工程、ブ
ランクを加熱する工程、熱したブランクを鍛造・圧造す
る工程が連続しておらず、トランファープレスで鍛造・
圧造する様に、高能率で製品を製造することはできな
い。又、工程間でブランクを中間在庫する必要があり、
在庫のためのスペース、管理等を負担せねばならない。
本発明は、トランスファープレスによって、高能率でエ
ンジンバルブを製造する方法を明らかにし、従来の問題
を解決するものである。尚、本発明は、エンジンバルブ
に限定されることなく、軸部と該軸部の一端の拡大頭部
の径の差が大きい軸状製品の製造に実施できるのは勿論
である。

【０００４】

【課題を解決する手段】本発明は、長尺材料(100)を所
定長さに切断する工程から、最終形状に至るまでを１台
のトランスファープレスによって段階的に行って拡大頭
部を有する軸状製品を製造する方法であって、長尺材料
(100)を切断してなるブランクを鍛造・圧造して一端側
を細軸状に絞ると共に他端側を瘤状に膨らませた後、ブ
ランクを次の鍛造・圧造ステーションに送り込むまでの
間を搬送手段によって迂回させ、迂回中にブランクを加
熱装置(８)に案内してブランクの瘤部(11d)を加熱し、
ブランクの瘤部が加熱軟化している間に該ブランクを次
の鍛造・圧造ステーションに位置させて熱間鍛造・圧造
により拡大頭部(11)を成形する。

【０００５】

【作用及び効果】ブランク(1d)の瘤部(11d)を鍛造・圧
造によって大きく拡大変形させる前に、ブランク(1d)を
迂回させて加熱装置(８)へ導き、瘤部(11d)を加熱軟化
させ、これを次の鍛造・圧造ステーションへ戻して熱間
鍛造・圧造し、拡大頭部(11)を成形するため、軸部と拡
大頭部の径の差が大きい軸状製品であっても、拡大頭部
(11)に亀裂が生じることをなくすことができる。バー材
の切断及び鍛造・圧造工程については、１台のトランス
ファープレスによって行なうため、単発プレスでの製造
に比べて、生産能率が遥かに向上し、又、ブランクの状
態で在庫をもつ負担もない。

【０００６】

【発明の実施の形態】図１は、材料ブランク(1a)から製
品(１)までを４段階で鍛造・圧造する工程を示してい
る。実施例の製品は、自動車のエンジンバルブである。
ブランク(1a)は、直径約９.５mm、長さ約３７mmであ
る。

【０００７】第１鍛造・圧造工程を終えたブランク(1b)
は全長約６６mmであり、軸部(10b)の先端にテーパ部(12
b)を介して円柱部(11b)を有している。軸部(10b)は直径
約５.６mm、長さ約４０mm、円柱部(11b)は直径約９.６m
m、長さ約２０mmである。

【０００８】第２鍛造・圧造工程を終えたブランク(1c)
は、軸部(10c)の先端に予備瘤部(11c)を有しており、全
長は約６２mmである。、予備瘤部(11c)は、２つの円錐
台(12c)(13c)が中央部が膨れる様に突き合わさった形状
を呈している。軸部(10c)は直径約５.６mm、長さ４０m
m、予備瘤部(11c)の最大径は約１１.５mm、予備瘤部(11
c)の先端面の直径は約９.５mmである。

【０００９】第３鍛造・圧造工程を終えたブランク(1d)
は、軸部(10)の先端に略球状の瘤部(11d)を有してお
り、全長約５７mmである。軸部(10)の直径は、約５.６m
m、長さ４０mm、瘤部(11d)の直径は約１５.５mm、軸部
(10)から瘤部(11d)にかけてはＲ８の円弧部(12d)で繋が
っている。瘤部(11d)の先端は平坦部(13d)となってい
る。

【００１０】第４鍛造・圧造工程を終えて、軸部(10)の
先端に円盤状の拡大頭部(11)を有する全長約５０mmの製
品(１)となる。軸部(10)の直径は約５.６mm、長さ約４
０mm、拡大頭部(11)の直径は約２４mm、軸部(10)から拡
大頭部(11)にかけてははＲ８の円弧部(12)で繋がってお
り、頭部(11)の外周部の厚みは約２mmである。拡大頭部
(11)の先端面の中央部は凹み(13)が形成されている。

【００１１】図２は、ボルトホーマ、ナットホーマと称
される横型多段式トランスファープレスのダイブロック
(９)に各ダイスを取付けた状態を真上から見た状態を示
し、図３は、正面図(トランスファープレスのラム側か
ら見た)である。図２、図３において、ダイブロック
(９)上に、左側から順に等間隔に切断ステーション(S
1)、第１鍛造・圧造ステーション(S2)、第２鍛造・圧造
ステーション(S3)、第３鍛造・圧造ステーション(S4)、
迂回ステーション(S5)、戻しステーション(S6)、検出ス
テーション(S7)、第４鍛造・圧造ステーション(S8)が設
定されている。

【００１２】切断ステーション(S1)には筒状の剪断用ダ
イス(５)が取付けられ、ダイブロック(９)の後方から丸
軸状の長尺材料(100)を該剪断用ダイス(５)に挿入して
前記ブランク(1a)の長さだけ前方に臨出させ、待機する
カッター(７)で第１鍛造・圧造ステーション(S2)側に突
出して、材料(100)をブランク(1a)長さ剪断する。カッ
ター(７)はそのままブランク(1a)を第１鍛造・圧造ステ
ーション(S2)に運ぶ。

【００１３】各鍛造・圧造ステーション(S2)、(S3)、(S
4)、(S8)には鍛造・圧造用ダイスが、検出ステーション
(S7)には保持ダイス(50)が配備され、夫々のダイスには
後方から突出しピン(51b)(52b)(53b)(54b)(50b)がスラ
イド可能に挿入されている。図３では各ダイスは、ダイ
スホルダー(500)(501)(502)(503)(504)(505)も示してい
るが、図２では、ダイスホルダーを省略して、金型部分
を拡大して表している。

【００１４】ダイブロック(９)に接近離間を繰り返すラ
ム(図示せず)に、各鍛造・圧造ステーション(S2)、(S
3)、(S4)、(S8)及び検出ステーション(S7)に対応して、
パンチ(61)(62)(63)(64)(60)が配備されている。

【００１５】第１鍛造・圧造ステーション(S2)の第１ダ
イス(51)の型孔(51a)は、パンチ側が拡大して図１(Ｂ)
に示すブランク(1b)に対応する形状を呈している。第１
鍛造・圧造ステーション(S2)の第１パンチ(61)の先端
は、ラムの前進端で第１ダイス(51)の型孔(51a)に少し
侵入する。

【００１６】第２鍛造・圧造ステーション(S3)の第２ダ
イス(52)の型孔(52a)は、パンチ側が拡大して図１(Ｃ)
のブランク(1c)の先端側の円錐台(13c)を省略した形状
を呈している。第２鍛造・圧造ステーション(S3)の第２
パンチ(62)は、先端に図１(Ｃ)のブランク(1c)の先端の
円錐台(13c)に対応する外広がりの型孔(62a)を有してお
り、軸心に突出しピン(62b)をスライド可能に具えてい
る。第２パンチ(62)はダイブロック(９)の前面迄接近
し、該第２パンチ(62)と第２ダイス(52)とによって、図
１(Ｃ)のブランク(1c)に対応する型孔を形成する。

【００１７】第３鍛造・圧造ステーション(S4)の第３ダ
イス(53)の型孔(53a)は、パンチ側が拡大して図１(Ｄ)
に示すブランク(1d)の瘤部(11d)の最大径位置から先端
側を省略した形状を呈している。第３鍛造・圧造ステー
ション(S4)の第３パンチ(63)は、先端に図１(Ｄ)のブラ
ンク(1d)の瘤部(11d)の最大径位置から先端側の略半球
形状に対応する型孔(63a)を有すしており、軸心に突出
しピン(63b)をスライド可能に具えている。第３パンチ
(63)はダイブロック(９)の前面迄接近し、該第３パンチ
(63)と第３ダイス(53)とによって、図１(Ｄ)のブランク
(1d)に対応する型孔を形成する。

【００１８】検出ステーション(S7)の保持ダイス(50)は
筒状に形成され、軸心の保持孔(50a)は、第３鍛造・圧
造ステーション(S4)で鍛造・圧造を終えたブランク(1d)
の軸部(10)が緊密に嵌まる大きさに開設されている。検
出ステーション(S7)のパンチ(60)は、図１(Ｄ)のブラン
ク(1d)の瘤部(11d)の先端平坦部(13d)の直径に対応する
太さに形成され、ラムが前進したとき、ブランク(1d)の
軸部(10d)の基端を保持ダイス(50)の保持孔(50a)に突き
込む。検出ステーション(S7)の保持ダイス(50)側或いは
押込みパンチ(60)側には、ブランク(1d)を検出する手段
(図示せず)を配備しておき、該手段がブランクを検出し
ないときは、ラムの前進を止めて、次の第４鍛造・圧造
ステーション(S8)での空打ちを無くして第４ダイス(54)
及び第４パンチ(64)の損傷を防止する。

【００１９】第４鍛造・圧造ステーション(S8)の第４ダ
イス(54)の型孔(54a)は、パンチ側が拡大して図１(Ｅ)
に示す製品(１)の形状に対応している。鍛造・圧造ステ
ーション(S4)の第４パンチ(64)は、製品(１)の拡大頭部
(11)の直径に対応する太軸体であってあって、先端面は
拡大頭部(11)の先端面に対応する形状を呈している。第
４パンチ(64)は、ダイブロック(９)の前面まで前進し、
該第４パンチ(64)と第４ダイス(54)とによって、製品
(１)に対応する型孔を形成する。

【００２０】ダイブロック(９)上には、第１鍛造・圧造
ステーション(S2)と第２鍛造・圧造ステーション(S3)と
の間を往復する第１チャック(３)、第２鍛造・圧造ステ
ーション(S3)と第３鍛造・圧造ステーション(S4)との間
を往復する第２チャック(3a)、戻しステーション(S6)と
検出ステーション(S7)の間を往復する第３チャック(3
b)、検出ステーション(S7)と第４鍛造・圧造ステーショ
ン(S8)との間を往復する第４チャック(3c)が配備されて
いる。

【００２１】図４に示す如く、各チャックは、アップダ
ウンチャクと呼ばれ実公平３−２８９８５で公知の様
に、一対のアーム(31)(31)を支点(32)を中心に開閉可
能、上下動可能、左右動可能に配備して構成されてい
る。ダイブロック(９)上の各突出しピン(51b)(52b)(53
b)(50b)(54b)がブランク(1b)(1c)(1d)(1d)及び製品(１)
をパンチ側に突出すとき、各チャックは、上流側のステ
ーションで大径のパンチであっても緩衝しない様に、ア
ーム(31)(31)を大きく開いてパンチの移行路の上方で待
機しており、ブランクがダイスから突出された瞬間にア
ーム(31)(31)は下降しながら閉じてブランクを掴み、そ
のまま上昇して下流側に移動し、次に下降してブランク
を下流側のステーションのダイスに対応させる。このタ
イミングに合わせてパンチ(61)(62)(63)(60)(64)が一斉
にダイブロック(９)側に前進してブランクをダイスを突
き込むとき、各チャックはアーム(31)(31)を開いてブラ
ンクを開放し、直ちに前記とは逆方向に移動して上流側
のステーションで待機する。

【００２２】第３鍛造・圧造ステーション(S4)と戻しス
テーション(S6)の間にて、前記第３鍛造・圧造ステーシ
ョン(S4)で突出されたブランク(1d)を迂回して戻しステ
ーション(S6)に戻す間欠搬送手段(４)がダイブロック
(９)に接近して配備される。

【００２３】搬送手段(４)は、無端状搬送帯(41)と、該
搬送体に等間隔に設けたクランプ部(43)と、ブランク(1
d)を強制的にクランプ部(43)にクランプさせる第１邪魔
板(46)(46)、クランプ部(43)からブランク(1d)を強制的
に排出する第２邪魔板(47)(47)とによって構成される。

【００２４】無端状搬送帯(41)は、第３鍛造・圧造ステ
ーション(S4)の下方を斜め上向きに迂回ステーション(S
5)側に進み、迂回ステーション(S5)の近傍を通って真上
に進み、反転して真下に下降し、戻しステーション(S6)
の下方を斜め下向きに検出ステーション(S7)側へ進み、
反転して第３鍛造・圧造ステーション(S4)側へ戻る様に
張設されている。

【００２５】クランプ部(43)は、一対爪片(42)(42)をブ
ランク(1d)の軸部(10)の径よりも狭い間隔を存して対向
させ、爪片(42)(42)の外端は互いに外側に斜めに屈曲し
て受け部(44)を形成し、爪片(42)(42)の内端側を円弧状
に膨らませて支持部(45)を形成している。爪片(42)(42)
は、第３ダイス(53)から突出されたブランク(1d)の軸部
(10)の瘤部(11d)側の略１／３〜１／２長さを保持でき
る大きさに形成されている。

【００２６】無端状搬送帯(41)が第３鍛造・圧造ステー
ション(S4)の下方を通過して真上に上昇する位置に対応
して無端状搬送帯(41)の両側に一対の第１邪魔板(46)(4
6)が配備され、無端状搬送帯(41)が下降して戻しステー
ション(S6)の下方を斜め下向きに移行する位置に対応し
て無端状搬送帯(41)の両側に一対の第２邪魔板(47)(47)
が配備される。

【００２７】無端状搬送帯(41)は、第３ダイス(53)から
ブランク(1d)が突出されるタイミングに合わせて、１つ
のクランプ部(43)が該突出し位置の真下で待機し、同時
に１つのクランプ部(43)が戻しステーション(S6)の近傍
に待機し、第３パンチ(63)が前進する間に１ピッチ(隣
合うクランプ部間の距離)進む。

【００２８】第３ダイス(53)から突出されたブランク(1
d)は、待機するクランプ部(43)の受け部(44)に落下し、
このまま斜め向きに移動し、第１邪魔板(46)(46)によっ
て強制的に爪片(42)の支持部(45)に押込まれて保持され
る。ブランク(1d)が戻しステーション(S6)側へ斜め下向
きに移動するとき、第２邪魔板(47)(47)によって強制的
にクランプ部(43)から外される。そのタイミングに合わ
せて第３チャック(3b)がブランク(1d)を掴む。

【００２９】無端状搬送帯(41)が迂回ステーション(S5)
の上方で反転する位置に対応して、ブランク(1d)の瘤部
(11d)を赤く色が変るまで熱するインダクションヒータ
等の加熱装置(８)を配備する。

【００３０】然して、切断ステーション(S1)で棒状材料
(100)を剪断して円柱状ブランク(1a)を形成すると共に
カッター(７)で第１鍛造・圧造ステーション(S2)に移送
し、該第１鍛造・圧造ステーション(S2)で図１(Ｂ)で示
すブランク(1b)に鍛造・圧造成形する。

【００３１】ブランク(1b)を第１チャック(３)で第２鍛
造・圧造ステーション(S3)に移送して、第２鍛造・圧造
ステーション(S3)で図１(Ｃ)に示すブランク(1c)に鍛造
・圧造成形する。

【００３２】ブランク(1c)を第２チャック(3a)で第３鍛
造・圧造ステーション(S4)に移送し、該第３鍛造・圧造
ステーション(S4)で図１(Ｄ)に示すブランク(1d)に鍛造
・圧造成形する。

【００３３】ブランク(1d)を搬送手段(４)にて迂回させ
て加熱装置(８)へ導き、ブランク(1d)の瘤部(11d)を熱
し、戻しステーション(S6)に戻し、第３チャック(3b)で
掴んで検出ステーション(S7)に移送する。該検出ステー
ション(S7)では押込みパンチ(60)によってブランク(1d)
の軸部(10)で保持ダイス(50)の保持孔(50a)に突き込ん
で保持される。

【００３４】第４チャック(3c)でブランク(1d)を第４鍛
造・圧造ステーション(S8)に移送し、該第４鍛造・圧造
ステーション(S8)で図１(Ｅ)で示す製品を鍛造・圧造す
る。

【００３５】上記の如くブランク(1d)の瘤部（11d）を
鍛造・圧造によって大きく拡大変形させる前に、ブラン
ク(1d)を迂回させて加熱装置(８)へ導き、瘤部（11d）
を加熱軟化させ、これを次の鍛造・圧造ステーションへ
戻して熱間鍛造・圧造し、拡大頭部(11)を成形するた
め、拡大頭部(11)に亀裂が生じることをなくすことがで
きる。

【００３６】バー材の切断及び鍛造・圧造工程について
は、１台のトランスファープレスによって行なうため、
単発プレスでの製造に比べて、生産能率が遥かに向上
し、又、ブランクの状態で在庫をもつ負担もない。本発
明は、上記実施例の構成に限定されることはなく、特許
請求の範囲に記載の範囲で種々の変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】鍛造・圧造工程図である。

【図２】ダイブロック内のダイスの配置断面図である。

【図３】ダイブロック及び搬送手段の正面図である。

【図４】チャックの正面図である。

【符号の説明】

(１) 製品 (1b)(1c)(1d) ブランク (２) ダイブロック (４) 搬送手段 (８) 加熱装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤松 憲一 大阪府枚方市春日野２丁目２番17号 アカ マツフォーシス株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 長尺材料を所定長さに切断する工程か
   ら、最終形状に至るまでを１台のトランスファープレス
   によって段階的に行って拡大頭部を有する軸状製品を製
   造する方法であって、長尺材料を切断してなるブランク
   を鍛造・圧造して一端側を細軸状に絞ると共に他端側を
   瘤状に膨らませた後、ブランクを次の鍛造・圧造ステー
   ションに送り込むまでの間を搬送手段によって迂回さ
   せ、迂回中にブランクを加熱装置に案内してブランクの
   瘤部を加熱し、ブランクの瘤部が加熱軟化している間に
   該ブランクを次の鍛造・圧造ステーションに位置させて
   熱間鍛造・圧造により最終形状に成形する拡大頭部を有
   する軸状製品の製法。
2. 【請求項２】 ３段階の鍛造・圧造工程でブランクの一
   端を略球状の瘤部に成形する請求項１に記載の拡大頭部
   を有する軸状製品の製法。