JPH1099933A - 鍛造プレス式成形装置 - Google Patents
鍛造プレス式成形装置Info
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- JPH1099933A JPH1099933A JP27694596A JP27694596A JPH1099933A JP H1099933 A JPH1099933 A JP H1099933A JP 27694596 A JP27694596 A JP 27694596A JP 27694596 A JP27694596 A JP 27694596A JP H1099933 A JPH1099933 A JP H1099933A
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- punch
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- chamber
- vibrator
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K1/00—Making machine elements
- B21K1/06—Making machine elements axles or shafts
- B21K1/063—Making machine elements axles or shafts hollow
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被加工物をパンチで成形するに際し、加工力
を比較的小さく、バリの発生も少なくし、且つ生産性を
向上せしめ、更に加工に伴う機械抵抗と騒音の低減を図
ること。 【解決手段】 鍛造プレス式成形装置１００において、
円盤４２の回転運動を振動子２６の振動に変換せしめる
加振部２７を設け、加振部２７の周囲を加振室４７にて
区画し、この加振室４７に油を充填してなるもの。
を比較的小さく、バリの発生も少なくし、且つ生産性を
向上せしめ、更に加工に伴う機械抵抗と騒音の低減を図
ること。 【解決手段】 鍛造プレス式成形装置１００において、
円盤４２の回転運動を振動子２６の振動に変換せしめる
加振部２７を設け、加振部２７の周囲を加振室４７にて
区画し、この加振室４７に油を充填してなるもの。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、中空パイプ状のラ
ック軸素材の側面にラック歯を形成する等の、鍛造プレ
ス式成形装置に関する。
ック軸素材の側面にラック歯を形成する等の、鍛造プレ
ス式成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、自動車のステアリング機構等で
用いられるラック軸は、丸棒の周面の一部を平坦にし
て、ここにラック歯を形成したものである。このとき、
ラック軸素材を中空パイプとすることは、軽量化の要求
から実施されている。
用いられるラック軸は、丸棒の周面の一部を平坦にし
て、ここにラック歯を形成したものである。このとき、
ラック軸素材を中空パイプとすることは、軽量化の要求
から実施されている。
【０００３】ラック軸素材に塑性加工によってラック歯
を成形する方法として、特公昭58-31257号に、素材のラ
ック歯形成部分を、ラック歯形を設けた上型で、該素材
の軸線に対し垂直方向に加圧する方法が示されている。
を成形する方法として、特公昭58-31257号に、素材のラ
ック歯形成部分を、ラック歯形を設けた上型で、該素材
の軸線に対し垂直方向に加圧する方法が示されている。
【０００４】また、特公平3-5892号公報には、歯列形成
部を平面部とした中空パイプからなるラック軸素材の該
平面部に、ラック歯に対応する凹凸面を形成した成形型
を当てがい、該中空パイプ内にポンチを圧入することに
より、前記平面部の肉を前記成形型の凹凸面内に喰込ま
せて歯列を形成させる方法が示されている。
部を平面部とした中空パイプからなるラック軸素材の該
平面部に、ラック歯に対応する凹凸面を形成した成形型
を当てがい、該中空パイプ内にポンチを圧入することに
より、前記平面部の肉を前記成形型の凹凸面内に喰込ま
せて歯列を形成させる方法が示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来技術
には以下の問題点がある。 被加工物である中空パイプの側面のラック歯形成部分
に予め平面部を成形する工程が必要であり、生産性が悪
い。
には以下の問題点がある。 被加工物である中空パイプの側面のラック歯形成部分
に予め平面部を成形する工程が必要であり、生産性が悪
い。
【０００６】被加工物のラック歯形成部分を型、ポン
チ等により塑性変形せしめるのに、大きな加工力（加圧
力）を必要とし、このため形成されたラック歯の周囲に
バリができ易い。
チ等により塑性変形せしめるのに、大きな加工力（加圧
力）を必要とし、このため形成されたラック歯の周囲に
バリができ易い。
【０００７】尚、ラック歯を塑性加工する等の成形装置
にあっては、機械構成部の耐荷重対策、騒音対策をとる
ことが望まれる。
にあっては、機械構成部の耐荷重対策、騒音対策をとる
ことが望まれる。
【０００８】本発明の課題は、被加工物をパンチで成形
するに際し、加工力を比較的小さく、バリの発生も少な
くし、且つ生産性を向上せしめ、更に加工に伴う機械抵
抗と騒音の低減を図ることにある。
するに際し、加工力を比較的小さく、バリの発生も少な
くし、且つ生産性を向上せしめ、更に加工に伴う機械抵
抗と騒音の低減を図ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、パンチの加工面を被加工物にくり返し押し付けて被
加工物を成形する鍛造プレス式成形装置において、高速
で回転する円盤と、円盤の回転運動を受けて上下方向に
振動するとともに、パンチを備える振動子と、被加工物
を保持するクランプとを有し、振動子を常に円盤側に押
し付けるように弾発するとともに、円盤と振動子の間
に、円盤の回転運動を振動子の振動に変換せしめる加振
部を設け、上記加振部の周囲を加振室にて区画し、この
加振室に油を充填してなるようにしたものである。
は、パンチの加工面を被加工物にくり返し押し付けて被
加工物を成形する鍛造プレス式成形装置において、高速
で回転する円盤と、円盤の回転運動を受けて上下方向に
振動するとともに、パンチを備える振動子と、被加工物
を保持するクランプとを有し、振動子を常に円盤側に押
し付けるように弾発するとともに、円盤と振動子の間
に、円盤の回転運動を振動子の振動に変換せしめる加振
部を設け、上記加振部の周囲を加振室にて区画し、この
加振室に油を充填してなるようにしたものである。
【００１０】請求項２に記載の本発明は、請求項１に記
載の本発明において更に、前記円盤の加振室に対する背
面側を背面室とし、油を背面室側から加振室側に流れる
ように循環し、背面室側に高い油圧が発生するように、
背面室と加振室との間の油流路に抵抗発生手段を設けて
なるようにしたものでである。
載の本発明において更に、前記円盤の加振室に対する背
面側を背面室とし、油を背面室側から加振室側に流れる
ように循環し、背面室側に高い油圧が発生するように、
背面室と加振室との間の油流路に抵抗発生手段を設けて
なるようにしたものでである。
【００１１】請求項３に記載の本発明は、請求項１又は
２に記載の本発明において更に、前記加振部が、円盤と
振動子の向き合った面にいずれか一方に放射状の突起を
離隔して設けてなるものである。
２に記載の本発明において更に、前記加振部が、円盤と
振動子の向き合った面にいずれか一方に放射状の突起を
離隔して設けてなるものである。
【００１２】請求項４に記載の本発明は、請求項１〜３
のいずれかに記載の本発明において更に、前記パンチの
加工面がラック歯を形成されたものであり、被加工物が
ラック歯を形成されるようにしたものである。
のいずれかに記載の本発明において更に、前記パンチの
加工面がラック歯を形成されたものであり、被加工物が
ラック歯を形成されるようにしたものである。
【００１３】本発明によれば、以下の作用がある。 振動子にパンチを設け、このパンチの加工面を被加工
物にくり返し押し付けるようにした。従って、パンチは
高速振動して被加工物に少しづつ塑性変形を加え、その
塑性変形の積み重ねにより被加工物に所望の成形形状を
付与可能とする。
物にくり返し押し付けるようにした。従って、パンチは
高速振動して被加工物に少しづつ塑性変形を加え、その
塑性変形の積み重ねにより被加工物に所望の成形形状を
付与可能とする。
【００１４】被加工物を中空パイプとし、この中空パ
イプの周面の一部の平面部にラック歯を成形する場合、
中空パイプの周面の一部に予め平面部を設ける必要がな
い。即ち、パンチは、上記により、該中空パイプの周
面に加える塑性変形の積み重ねにより、該中空パイプの
周面の一部にラック歯を持つ平面部を当該パンチのみに
より形成でき、生産性を向上できる。
イプの周面の一部の平面部にラック歯を成形する場合、
中空パイプの周面の一部に予め平面部を設ける必要がな
い。即ち、パンチは、上記により、該中空パイプの周
面に加える塑性変形の積み重ねにより、該中空パイプの
周面の一部にラック歯を持つ平面部を当該パンチのみに
より形成でき、生産性を向上できる。
【００１５】パンチは上記の通り、被加工物に少し
づつ塑性変形を加え、その塑性変形の積み重ねにより所
望の成形を完了するものであるから、大きな加工力を必
要とせず、バリの発生も少ないものとすることができ
る。
づつ塑性変形を加え、その塑性変形の積み重ねにより所
望の成形を完了するものであるから、大きな加工力を必
要とせず、バリの発生も少ないものとすることができ
る。
【００１６】加振部を収容する加振室に油を充填し
た。従って、円盤と振動子の間の加振部にて、円盤側と
振動子側の接点で生ずる、機械抵抗を油の潤滑で低減す
るとともに、衝突音や振動を油の減衰作用で低減でき
る。
た。従って、円盤と振動子の間の加振部にて、円盤側と
振動子側の接点で生ずる、機械抵抗を油の潤滑で低減す
るとともに、衝突音や振動を油の減衰作用で低減でき
る。
【００１７】円盤の背面側の背面室と加振室との間の
油流路に抵抗発生手段を設け、背面室側の圧力Ｐ0 を加
振室側の圧力Ｐ1 より大となるようにした。これによ
り、差圧（Ｐ0 −Ｐ1 ）が円盤に作用する加工反力（ス
ラスト力）の一部に対抗するものとなり、円盤を背面支
持しているスラスト軸受の負荷を軽減できる。
油流路に抵抗発生手段を設け、背面室側の圧力Ｐ0 を加
振室側の圧力Ｐ1 より大となるようにした。これによ
り、差圧（Ｐ0 −Ｐ1 ）が円盤に作用する加工反力（ス
ラスト力）の一部に対抗するものとなり、円盤を背面支
持しているスラスト軸受の負荷を軽減できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】図１は鍛造プレス式成形装置の一
例を示す正面図、図２は鍛造プレス式成形装置のパンチ
回りを示す模式図、図３は鍛造プレス式成形装置の加振
部を示す模式図、図４は加振室の抵抗発生部を示す模式
図、図５は加振室のオイルシールを示す模式図、図６は
ラック軸を示す模式図、図７はラック軸素材のラック歯
加工状態を示す模式図である。
例を示す正面図、図２は鍛造プレス式成形装置のパンチ
回りを示す模式図、図３は鍛造プレス式成形装置の加振
部を示す模式図、図４は加振室の抵抗発生部を示す模式
図、図５は加振室のオイルシールを示す模式図、図６は
ラック軸を示す模式図、図７はラック軸素材のラック歯
加工状態を示す模式図である。
【００１９】ラック軸１０は、図６に示す如く、中空の
丸タイプからなるラック軸素材１１（被加工物）の周面
の一部である平坦状側面に、その軸方向に交差する多数
のラック歯１２を有するものである。
丸タイプからなるラック軸素材１１（被加工物）の周面
の一部である平坦状側面に、その軸方向に交差する多数
のラック歯１２を有するものである。
【００２０】鍛造プレス式成形装置１００は、ラック軸
素材１１の中空部に心金１３を挿入した状態で、パンチ
２０の先端面に設けたラック歯加工面２０Ａをラック軸
素材１１の側面に押し当て、該パンチ２０を繰り返し振
動させるとともに、ラック軸素材１１を徐々にパンチ２
０の側に移動し、該ラック軸素材１１が最終的に所定の
ラック歯１２の形状を得る位置に該ラック軸素材１１を
止め、加工を終了する。
素材１１の中空部に心金１３を挿入した状態で、パンチ
２０の先端面に設けたラック歯加工面２０Ａをラック軸
素材１１の側面に押し当て、該パンチ２０を繰り返し振
動させるとともに、ラック軸素材１１を徐々にパンチ２
０の側に移動し、該ラック軸素材１１が最終的に所定の
ラック歯１２の形状を得る位置に該ラック軸素材１１を
止め、加工を終了する。
【００２１】鍛造プレス式成形装置１００は、図１、図
２に示す如く、架台２１と、基台２２と、下枠２３と、
上枠２４と、クランプ２５と、振動子２６と、加振装置
２７と、素材移動装置２８と、基台移動シリンダ２９と
を有する。
２に示す如く、架台２１と、基台２２と、下枠２３と、
上枠２４と、クランプ２５と、振動子２６と、加振装置
２７と、素材移動装置２８と、基台移動シリンダ２９と
を有する。
【００２２】以下、鍛造プレス式成形装置１００の各部
の構成について説明する。 (A) 架台２１と基台２２と下枠２３と上枠２４（図１、
図２） 架台２１は、両側の支柱３１により連結される下架台２
１Ａ、上架台２１Ｂを有する。下架台２１Ａには基台移
動シリンダ２９を介して基台２２が支持され、基台２２
には素材移動装置２８を介して第１下枠２３Ａ、第２下
枠２３Ｂが支持されている。上架台２１Ｂには第１上枠
２４Ａ、第２上枠２４Ｂが支持されている。
の構成について説明する。 (A) 架台２１と基台２２と下枠２３と上枠２４（図１、
図２） 架台２１は、両側の支柱３１により連結される下架台２
１Ａ、上架台２１Ｂを有する。下架台２１Ａには基台移
動シリンダ２９を介して基台２２が支持され、基台２２
には素材移動装置２８を介して第１下枠２３Ａ、第２下
枠２３Ｂが支持されている。上架台２１Ｂには第１上枠
２４Ａ、第２上枠２４Ｂが支持されている。
【００２３】(B) クランプ２５（図１、図２） 第２下枠２３Ｂの上には左右のクランプ２５Ａ、２５Ｂ
が保持され、クランプ２５Ａ、２５Ｂは不図示のクラン
プ開閉装置により開閉され、心金１３が挿入されたラッ
ク軸素材１１を左右からクランプ可能としている。心金
１３の一端は、クランプ２５Ａ、２５Ｂに埋め込み嵌装
されている。クランプ２５Ａ、２５Ｂには、心金１３の
一端を保持するとともに、上向きに開口するＵ字状のく
ぼみ３１が設けられ、これによって、心金１３はクラン
プ２５Ａ、２５Ｂに上方向から挿入され、回り止めされ
る。
が保持され、クランプ２５Ａ、２５Ｂは不図示のクラン
プ開閉装置により開閉され、心金１３が挿入されたラッ
ク軸素材１１を左右からクランプ可能としている。心金
１３の一端は、クランプ２５Ａ、２５Ｂに埋め込み嵌装
されている。クランプ２５Ａ、２５Ｂには、心金１３の
一端を保持するとともに、上向きに開口するＵ字状のく
ぼみ３１が設けられ、これによって、心金１３はクラン
プ２５Ａ、２５Ｂに上方向から挿入され、回り止めされ
る。
【００２４】尚、第２下枠２３Ｂには素材支持台３２が
内蔵されている。素材支持台３２はフランジ３２Ａを備
えた厚板状をなし、その上端部を左右のクランプ２５
Ａ、２５Ｂの間に位置付け、その上端素材支持面によっ
てラック軸素材１１を支持可能としている。左右のクラ
ンプ２５Ａ、２５Ｂの素材クランプ面と、支持台３２の
素材支持面は、ラック軸素材１１の外周面と同一曲率を
なして連続する。
内蔵されている。素材支持台３２はフランジ３２Ａを備
えた厚板状をなし、その上端部を左右のクランプ２５
Ａ、２５Ｂの間に位置付け、その上端素材支持面によっ
てラック軸素材１１を支持可能としている。左右のクラ
ンプ２５Ａ、２５Ｂの素材クランプ面と、支持台３２の
素材支持面は、ラック軸素材１１の外周面と同一曲率を
なして連続する。
【００２５】また、第１下枠２３Ａにはエジェクタシリ
ンダ３３が内蔵されている。エジェクタシリンダ３３の
エジェクタピン３３Ａは、第２下枠２３Ｂ内の上記支持
台３２のフランジ３２Ａに衝合し、加工完了後、ラック
軸素材１１を左右のクランプ２５Ａ、２５Ｂから突き出
して取り出し可能とする。
ンダ３３が内蔵されている。エジェクタシリンダ３３の
エジェクタピン３３Ａは、第２下枠２３Ｂ内の上記支持
台３２のフランジ３２Ａに衝合し、加工完了後、ラック
軸素材１１を左右のクランプ２５Ａ、２５Ｂから突き出
して取り出し可能とする。
【００２６】(C) 振動子２６と加振装置２７（図１〜図
５） 上架台２１Ａには加振装置２７が設けられている。加振
装置２７は、モータ（不図示）で回転駆動されるプーリ
ー４１と連動して回転する円盤４２を備え、この円盤４
２の下側に、加振部２７Ａを介してパンチ２０に当接す
る振動子２６を備える。振動子２６は、第１上枠２４Ａ
を貫通し、第１上枠２４Ａの上部側に位置する大径部２
６Ａ、大径部２６Ａに連なる中径部２６Ｂ、中径部２６
Ｂに連なり第１上枠２４Ａの下部側に突出してパンチ２
０に当接する小径部２６Ｃからなる。そして、振動子２
６は、第１上枠２４Ａ内に設けられたばね４３により、
常に円盤４２の側に押し付けられるように弾発されてい
る。
５） 上架台２１Ａには加振装置２７が設けられている。加振
装置２７は、モータ（不図示）で回転駆動されるプーリ
ー４１と連動して回転する円盤４２を備え、この円盤４
２の下側に、加振部２７Ａを介してパンチ２０に当接す
る振動子２６を備える。振動子２６は、第１上枠２４Ａ
を貫通し、第１上枠２４Ａの上部側に位置する大径部２
６Ａ、大径部２６Ａに連なる中径部２６Ｂ、中径部２６
Ｂに連なり第１上枠２４Ａの下部側に突出してパンチ２
０に当接する小径部２６Ｃからなる。そして、振動子２
６は、第１上枠２４Ａ内に設けられたばね４３により、
常に円盤４２の側に押し付けられるように弾発されてい
る。
【００２７】加振部２７Ａは、図３に示す如く、円盤４
２と振動子２６の大径部２６Ａとの間に設けられ、円盤
４２の回転運動によって振動子２６が上下方向に高速で
周期的に振動するように、(a) 円盤４２と振動子２６の
向き合った面の間に複数のテーパローラー４４を例えば
ケージ等に収納した状態で放射状に、且つ離隔して設
け、(b) 円盤４２と振動子２６の向き合った面のいずれ
一方（本実施形態では振動子２６の大径部２６Ａ）に複
数の突状の突起４５を放射状に、且つ離隔して設けるこ
とにて構成されている。
２と振動子２６の大径部２６Ａとの間に設けられ、円盤
４２の回転運動によって振動子２６が上下方向に高速で
周期的に振動するように、(a) 円盤４２と振動子２６の
向き合った面の間に複数のテーパローラー４４を例えば
ケージ等に収納した状態で放射状に、且つ離隔して設
け、(b) 円盤４２と振動子２６の向き合った面のいずれ
一方（本実施形態では振動子２６の大径部２６Ａ）に複
数の突状の突起４５を放射状に、且つ離隔して設けるこ
とにて構成されている。
【００２８】尚、加振部２７Ａは、円盤４２の回転運動
を振動子２６の振動に変換せしめるものであれば、円盤
４２と振動子２６の一方にカム面を設け、他方の突起を
設ける等、いかなる構造からなるものであっても良い。
を振動子２６の振動に変換せしめるものであれば、円盤
４２と振動子２６の一方にカム面を設け、他方の突起を
設ける等、いかなる構造からなるものであっても良い。
【００２９】円盤４２は、自身の回転運動の際、振動子
２６が振動する度に上向きの力を受ける。この力が円盤
４２の回転の抵抗にならないように、円盤４２の背面に
はスラスト軸受４６が設けられる。
２６が振動する度に上向きの力を受ける。この力が円盤
４２の回転の抵抗にならないように、円盤４２の背面に
はスラスト軸受４６が設けられる。
【００３０】また、加振装置２７は、加振部２７Ａの周
囲を加振室４７にて区画し、この加振室４７に油を充填
してある。加振室４７の底部になる上架台２１Ｂと振動
子２６の大径部２６Ａとの間には、図５に示す如くのオ
イルシール５１が設けられる。これにより、高速で回転
する円盤４２と上下に振動する振動子２６の衝突音を油
の減衰作用で軽減するとともに、円盤４２と振動子２６
の間で生ずる機械抵抗を油の潤滑作用で軽減するもので
ある。
囲を加振室４７にて区画し、この加振室４７に油を充填
してある。加振室４７の底部になる上架台２１Ｂと振動
子２６の大径部２６Ａとの間には、図５に示す如くのオ
イルシール５１が設けられる。これにより、高速で回転
する円盤４２と上下に振動する振動子２６の衝突音を油
の減衰作用で軽減するとともに、円盤４２と振動子２６
の間で生ずる機械抵抗を油の潤滑作用で軽減するもので
ある。
【００３１】また、加振装置２７は、上述の加振室４７
への油充填方法として、円盤４２の加振室４７に対する
背面側を背面室４８とし、オイルポンプＰＭが圧送する
油を背面室４８の側から加振室４７の側に流れるように
循環せしめた。然も、背面室４８と加振室４７との間の
油流路４９に抵抗発生部５０を設け、背面室４８側の圧
力Ｐ0 を加振室４７側の圧力Ｐ1 より大となるようにし
た。この差圧（Ｐ0 −Ｐ1 ）が円盤４２に作用する加工
反力（スラスト力）の一部に対抗し、円盤４２のスラス
ト軸受４６の負荷の軽減を図るものである。従って、こ
の差圧を所定値より大きく設定すれば、スラスト軸受４
６は廃止することができる。抵抗発生部５０は、具体的
には、図４に示す如く、上架台２１Ｂ側に固定した外羽
根５０Ａと、円盤４２側に固定した内羽根５０Ｂとを油
流路４９内で交互に配置し、油流路４９の流路抵抗を大
ならしめるものにて構成できる。
への油充填方法として、円盤４２の加振室４７に対する
背面側を背面室４８とし、オイルポンプＰＭが圧送する
油を背面室４８の側から加振室４７の側に流れるように
循環せしめた。然も、背面室４８と加振室４７との間の
油流路４９に抵抗発生部５０を設け、背面室４８側の圧
力Ｐ0 を加振室４７側の圧力Ｐ1 より大となるようにし
た。この差圧（Ｐ0 −Ｐ1 ）が円盤４２に作用する加工
反力（スラスト力）の一部に対抗し、円盤４２のスラス
ト軸受４６の負荷の軽減を図るものである。従って、こ
の差圧を所定値より大きく設定すれば、スラスト軸受４
６は廃止することができる。抵抗発生部５０は、具体的
には、図４に示す如く、上架台２１Ｂ側に固定した外羽
根５０Ａと、円盤４２側に固定した内羽根５０Ｂとを油
流路４９内で交互に配置し、油流路４９の流路抵抗を大
ならしめるものにて構成できる。
【００３２】(D) 素材移動装置２８（図１、図２） 基台２２と第１下枠２３Ａとの間には素材移動装置２８
を構成するベローシリンダ６１が介装されている。ベロ
ーシリンダ６１の内部圧力を上げることにより、第１下
枠２３Ａ、第２下枠２３Ｂ、クランプ２５は徐々に上向
きに移動され、クランプ２５に保持したラック軸素材１
１を振動子２６のパンチ２０に徐々に接近させ、ラック
軸素材１１に対しパンチ２０による所定の加工を施すも
のである。ベローシリンダ６１により上動せしめられる
下枠２３Ｂの上端部２３Ｃは、最終的には上枠２４の下
端部２４Ｃに衝合し、この衝合位置をもってラック軸１
０の最終的な仕上げ形状が決まる。尚、下枠２３をベロ
ーシリンダ６１で支持することにより、パンチ２０の振
動加工音が架台２１の側に伝わることを緩衝できる。
を構成するベローシリンダ６１が介装されている。ベロ
ーシリンダ６１の内部圧力を上げることにより、第１下
枠２３Ａ、第２下枠２３Ｂ、クランプ２５は徐々に上向
きに移動され、クランプ２５に保持したラック軸素材１
１を振動子２６のパンチ２０に徐々に接近させ、ラック
軸素材１１に対しパンチ２０による所定の加工を施すも
のである。ベローシリンダ６１により上動せしめられる
下枠２３Ｂの上端部２３Ｃは、最終的には上枠２４の下
端部２４Ｃに衝合し、この衝合位置をもってラック軸１
０の最終的な仕上げ形状が決まる。尚、下枠２３をベロ
ーシリンダ６１で支持することにより、パンチ２０の振
動加工音が架台２１の側に伝わることを緩衝できる。
【００３３】(E) 基台移動シリンダ２９（図１） 基台移動シリンダ２９は、下架台２１Ａと基台２２との
間に介装され、基台２２を所定の加工作業位置に位置付
ける。そして、基台移動シリンダ２９により基台２２を
所定の加工作業位置に位置付けたとき、基台移動シリン
ダ２９の支持負荷を解除するために、下架台２１Ａと基
台２２との間に左右のロック部材７１、７１を介在せし
めるようにしている。これにより、基台移動シリンダ２
９には加工中の振動と、大きな負荷がかからず、シリン
ダ２９の寿命を可及的に延命できる。
間に介装され、基台２２を所定の加工作業位置に位置付
ける。そして、基台移動シリンダ２９により基台２２を
所定の加工作業位置に位置付けたとき、基台移動シリン
ダ２９の支持負荷を解除するために、下架台２１Ａと基
台２２との間に左右のロック部材７１、７１を介在せし
めるようにしている。これにより、基台移動シリンダ２
９には加工中の振動と、大きな負荷がかからず、シリン
ダ２９の寿命を可及的に延命できる。
【００３４】従って、鍛造プレス式成形装置１００は、
以下の如く作動する。 (1) 心金１３を挿入したラック軸素材１１を左右のクラ
ンプ２５Ａ、２５Ｂにクランプする。
以下の如く作動する。 (1) 心金１３を挿入したラック軸素材１１を左右のクラ
ンプ２５Ａ、２５Ｂにクランプする。
【００３５】(2) 基台移動シリンダ２９により基台２２
を所定の加工作業位置に位置付け、下架台２１Ａと基台
２２との間にロック部材７１を介在せしめる。これによ
り、ラック軸素材１１は、加工開始位置に位置付けられ
る。
を所定の加工作業位置に位置付け、下架台２１Ａと基台
２２との間にロック部材７１を介在せしめる。これによ
り、ラック軸素材１１は、加工開始位置に位置付けられ
る。
【００３６】(3) 加振装置２７により振動子２６を高速
で上下方向に振動せしめ、パンチ２０のラック歯加工面
２０Ａをラック軸素材１１の側面に押し当て、該パンチ
２１をくり返し振動させる。同時に、素材移動装置２８
のベローシリンダ６１によりラック軸素材１１を徐々に
パンチ２０の側に上動せしめ、ラック軸素材１１の側面
に形成されるラック歯１２の歯の深さを徐々に深くす
る。
で上下方向に振動せしめ、パンチ２０のラック歯加工面
２０Ａをラック軸素材１１の側面に押し当て、該パンチ
２１をくり返し振動させる。同時に、素材移動装置２８
のベローシリンダ６１によりラック軸素材１１を徐々に
パンチ２０の側に上動せしめ、ラック軸素材１１の側面
に形成されるラック歯１２の歯の深さを徐々に深くす
る。
【００３７】(4) 素材移動装置２８のベローシリンダ６
１により移動せしめられる下枠２３の上端部２３Ｃが上
枠２４の下端部２４Ｃに衝合する位置でラック軸素材１
１の上動を止め、ラック軸素材１１のラック歯１２が最
終的な仕上げ形状を得た時点で加工を終了する。
１により移動せしめられる下枠２３の上端部２３Ｃが上
枠２４の下端部２４Ｃに衝合する位置でラック軸素材１
１の上動を止め、ラック軸素材１１のラック歯１２が最
終的な仕上げ形状を得た時点で加工を終了する。
【００３８】(5) 前述(1) のロック部材７１を撤去して
基台移動シリンダ２９を収縮することにて、基台２２を
加工前待機位置に復帰せしめる。そして、左右のクラン
プ２５Ａ、２５Ｂを開き、エジェクタシリンダ３３のエ
ジェクタピン３３Ａによりラック軸素材１１を取り出
す。
基台移動シリンダ２９を収縮することにて、基台２２を
加工前待機位置に復帰せしめる。そして、左右のクラン
プ２５Ａ、２５Ｂを開き、エジェクタシリンダ３３のエ
ジェクタピン３３Ａによりラック軸素材１１を取り出
す。
【００３９】鍛造プレス式成形装置１００の具体的諸元
は例えば以下の如くである。 (1) ラック軸素材１１の材質 ＳＥＡ１５４１（Ａ造管）、外径28mm、肉厚 5mm
は例えば以下の如くである。 (1) ラック軸素材１１の材質 ＳＥＡ１５４１（Ａ造管）、外径28mm、肉厚 5mm
【００４０】(2) 加振装置２７ 振動子２６の振幅 0.5mm 振動子２６の振動数 3600rpm 背面室４８の油圧圧力Ｐ0 50kgf
【００４１】(3) 素材移動装置２８（ベローシリンダ６
１） 成形荷重700 トン 成形ストローク12mm（ベローシリンダ６１の最大ストロ
ーク20mm）
１） 成形荷重700 トン 成形ストローク12mm（ベローシリンダ６１の最大ストロ
ーク20mm）
【００４２】(4) 基台移動シリンダ２９ アプローチ、段取りストローク 250〜 300mm
【００４３】尚、鍛造プレス式成形装置１００にあって
は、心金１３として、図７に示す如く、その横断面形状
が、ラック軸素材１１のラック歯形成予定部に対し、空
隙を介して離隔する加工支持面１３Ａを備え、かつこの
加工支持面１３Ａが中高状をなすものを用いることとし
ている。このとき、加工支持面１３Ａは、中央の平坦面
１３Ｂと、両側のテーパ面１３Ｃ、１３Ｃとによって中
高状をなすものが好ましい。
は、心金１３として、図７に示す如く、その横断面形状
が、ラック軸素材１１のラック歯形成予定部に対し、空
隙を介して離隔する加工支持面１３Ａを備え、かつこの
加工支持面１３Ａが中高状をなすものを用いることとし
ている。このとき、加工支持面１３Ａは、中央の平坦面
１３Ｂと、両側のテーパ面１３Ｃ、１３Ｃとによって中
高状をなすものが好ましい。
【００４４】即ち、ラック軸素材１１の内部に挿入され
る心金１３の横断面形状が、ラック軸素材１１のラック
歯形成予定部に対し空隙を介して離隔する加工支持面１
３Ａを備え、かつこの加工支持面１３Ａが中高状をなす
ものであるから（図７（Ａ））、心金１３の加工支持面
両端部間の素材内周の円弧長さ（上側）が長くなる。一
方、素材外側のクランプ面と加工支持面両端部との間隙
も大きくなる。これにより、パンチ２０のラック歯加工
面２０Ａの歯先側から加えられる力が素材側面を心金側
へ偏肉することが一層容易となり、心金の加工支持面平
坦面１３Ｂが素材の変形をより早く規制することができ
る。従って、素材のラック歯もり上りが早くなり、加工
効率を上げることができる。また、心金の加工支持面１
３Ａが中高状をなすものであるため、パンチ２０のラッ
ク歯加工面２０Ａの歯先による力が加工支持面端部に作
用するモーメントを大きくすることができる。従って、
転造工程初期に素材と心金との間にできる隙間１３Ｄを
効率的に埋めることができ、転造工程終期の加工におい
て素材外周側への偏肉が少なく、それだけ材料歩留まり
が良い。素材外周側への偏肉が少ないことは、素材外周
のクランプ力に抗する力も小さいため、真円度の高いラ
ック軸を成形できる。
る心金１３の横断面形状が、ラック軸素材１１のラック
歯形成予定部に対し空隙を介して離隔する加工支持面１
３Ａを備え、かつこの加工支持面１３Ａが中高状をなす
ものであるから（図７（Ａ））、心金１３の加工支持面
両端部間の素材内周の円弧長さ（上側）が長くなる。一
方、素材外側のクランプ面と加工支持面両端部との間隙
も大きくなる。これにより、パンチ２０のラック歯加工
面２０Ａの歯先側から加えられる力が素材側面を心金側
へ偏肉することが一層容易となり、心金の加工支持面平
坦面１３Ｂが素材の変形をより早く規制することができ
る。従って、素材のラック歯もり上りが早くなり、加工
効率を上げることができる。また、心金の加工支持面１
３Ａが中高状をなすものであるため、パンチ２０のラッ
ク歯加工面２０Ａの歯先による力が加工支持面端部に作
用するモーメントを大きくすることができる。従って、
転造工程初期に素材と心金との間にできる隙間１３Ｄを
効率的に埋めることができ、転造工程終期の加工におい
て素材外周側への偏肉が少なく、それだけ材料歩留まり
が良い。素材外周側への偏肉が少ないことは、素材外周
のクランプ力に抗する力も小さいため、真円度の高いラ
ック軸を成形できる。
【００４５】従って、本実施形態によれば、以下の作用
がある。 振動子２６にパンチ２０を設け、このパンチ２０のラ
ック歯加工面２０Ａをラック軸素材１１にくり返し押し
付けるようにした。従って、パンチ２０は高速振動して
ラック軸素材１１に少しづつ塑性変形を加え、その塑性
変形の積み重ねによりラック軸素材１１に所望の成形形
状を付与可能とする。
がある。 振動子２６にパンチ２０を設け、このパンチ２０のラ
ック歯加工面２０Ａをラック軸素材１１にくり返し押し
付けるようにした。従って、パンチ２０は高速振動して
ラック軸素材１１に少しづつ塑性変形を加え、その塑性
変形の積み重ねによりラック軸素材１１に所望の成形形
状を付与可能とする。
【００４６】ラック軸素材１１を中空パイプとし、こ
の中空パイプの周面の一部の平面部にラック歯を成形す
る場合、中空パイプの周面の一部に予め平面部を設ける
必要がない。即ち、パンチ２０は、上記により、該中
空パイプの周面に加える塑性変形の積み重ねにより、該
中空パイプの周面の一部にラック歯を持つ平面部を当該
パンチ２０のみにより形成でき、生産性を向上できる。
の中空パイプの周面の一部の平面部にラック歯を成形す
る場合、中空パイプの周面の一部に予め平面部を設ける
必要がない。即ち、パンチ２０は、上記により、該中
空パイプの周面に加える塑性変形の積み重ねにより、該
中空パイプの周面の一部にラック歯を持つ平面部を当該
パンチ２０のみにより形成でき、生産性を向上できる。
【００４７】パンチ２０は上記の通り、ラック軸素
材１１に少しづつ塑性変形を加え、その塑性変形の積み
重ねにより所望の成形を完了するものであるから、大き
な加工力を必要とせず、バリの発生も少ないものとする
ことができる。
材１１に少しづつ塑性変形を加え、その塑性変形の積み
重ねにより所望の成形を完了するものであるから、大き
な加工力を必要とせず、バリの発生も少ないものとする
ことができる。
【００４８】加振部２７Ａを収容する加振室４７に油
を充填した。従って、円盤４２と振動子２６の間の加振
部２７Ａにて、円盤４２側と振動子２６側の接点で生ず
る、機械抵抗を油の潤滑で低減するとともに、衝突音や
振動を油の減衰作用で低減できる。
を充填した。従って、円盤４２と振動子２６の間の加振
部２７Ａにて、円盤４２側と振動子２６側の接点で生ず
る、機械抵抗を油の潤滑で低減するとともに、衝突音や
振動を油の減衰作用で低減できる。
【００４９】円盤４２の背面側の背面室４８と加振室
４７との間の油流路４９に抵抗発生部５０を設け、背面
室４８側の圧力Ｐ0 を加振室４７側の圧力Ｐ1 より大と
なるようにした。これにより、差圧（Ｐ0 −Ｐ1 ）が円
盤４２に作用する加工反力（スラスト力）の一部に対抗
するものとなり、円盤４２を背面支持しているスラスト
軸受４６の負荷を軽減できる。
４７との間の油流路４９に抵抗発生部５０を設け、背面
室４８側の圧力Ｐ0 を加振室４７側の圧力Ｐ1 より大と
なるようにした。これにより、差圧（Ｐ0 −Ｐ1 ）が円
盤４２に作用する加工反力（スラスト力）の一部に対抗
するものとなり、円盤４２を背面支持しているスラスト
軸受４６の負荷を軽減できる。
【００５０】以上、本発明の実施の形態を図面により詳
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、振
動子の加振方法は、以上の記載に限定されない。
述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態に限
られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、振
動子の加振方法は、以上の記載に限定されない。
【００５１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、被加工物
をパンチで成形するに際し、加工力を比較的小さく、バ
リの発生も少なくし、且つ生産性を向上せしめ、更に加
工に伴う機械抵抗と騒音の低減を図ることができる。
をパンチで成形するに際し、加工力を比較的小さく、バ
リの発生も少なくし、且つ生産性を向上せしめ、更に加
工に伴う機械抵抗と騒音の低減を図ることができる。
【図１】図１は鍛造プレス式成形装置の一例を示す正面
図である。
図である。
【図２】図２は鍛造プレス式成形装置のパンチ回りを示
す模式図である。
す模式図である。
【図３】図３は鍛造プレス式成形装置の加振部を示す模
式図である。
式図である。
【図４】図４は加振室の抵抗発生部を示す模式図であ
る。
る。
【図５】図５は加振室のオイルシールを示す模式図であ
る。
る。
【図６】図６はラック軸を示す模式図である。
【図７】図７はラック軸素材のラック歯加工状態を示す
模式図である。
模式図である。
１１ ラック軸素材（被加工物） １００ 鍛造プレス式成形装置 ２０ パンチ ２０Ａ ラック歯加工面 ２５ クランプ ２６ 振動子 ２７ 加振装置 ２７Ａ 加振部 ４２ 円盤 ４３ ばね ４５ 突起 ４７ 加振室 ４８ 背面室 ４９ 油流路 ５０ 抵抗発生部
Claims (4)
- 【請求項１】 パンチの加工面を被加工物にくり返し押
し付けて被加工物を成形する鍛造プレス式成形装置にお
いて、 高速で回転する円盤と、 円盤の回転運動を受けて上下方向に振動するとともに、
パンチを備える振動子と、 被加工物を保持するクランプとを有し、 振動子を常に円盤側に押し付けるように弾発するととも
に、 円盤と振動子の間に、円盤の回転運動を振動子の振動に
変換せしめる加振部を設け、 上記加振部の周囲を加振室にて区画し、この加振室に油
を充填してなることを特徴とする鍛造プレス式成形装
置。 - 【請求項２】 前記円盤の加振室に対する背面側を背面
室とし、油を背面室側から加振室側に流れるように循環
し、背面室側に高い油圧が発生するように、背面室と加
振室との間の油流路に抵抗発生手段を設けてなる請求項
１記載の鍛造プレス式成形装置。 - 【請求項３】 前記加振部が、円盤と振動子の向き合っ
た面にいずれか一方に放射状の突起を離隔して設けてな
るものである請求項１又は２記載の鍛造プレス式成形装
置。 - 【請求項４】 前記パンチの加工面がラック歯を形成さ
れたものであり、被加工物がラック歯を形成される請求
項１〜３のいずれかに記載の鍛造プレス式成形装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27694596A JPH1099933A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 鍛造プレス式成形装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27694596A JPH1099933A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 鍛造プレス式成形装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1099933A true JPH1099933A (ja) | 1998-04-21 |
Family
ID=17576611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27694596A Withdrawn JPH1099933A (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 鍛造プレス式成形装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1099933A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104588562A (zh) * | 2015-01-26 | 2015-05-06 | 江苏永年激光成形技术有限公司 | 核电水室整体顶盖的塑性成形工艺及其所用智能锻造压机 |
| JPWO2014132770A1 (ja) * | 2013-02-26 | 2017-02-02 | 日本精工株式会社 | ラック、ラックの製造方法およびラックの製造装置 |
| CN108856616A (zh) * | 2018-08-03 | 2018-11-23 | 安徽六方重联机械股份有限公司 | 一种高精度锻压件加工装置 |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP27694596A patent/JPH1099933A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2014132770A1 (ja) * | 2013-02-26 | 2017-02-02 | 日本精工株式会社 | ラック、ラックの製造方法およびラックの製造装置 |
| CN104588562A (zh) * | 2015-01-26 | 2015-05-06 | 江苏永年激光成形技术有限公司 | 核电水室整体顶盖的塑性成形工艺及其所用智能锻造压机 |
| CN104588562B (zh) * | 2015-01-26 | 2016-05-18 | 江苏永年激光成形技术有限公司 | 核电水室整体顶盖的塑性成形工艺及其所用智能锻造压机 |
| CN108856616A (zh) * | 2018-08-03 | 2018-11-23 | 安徽六方重联机械股份有限公司 | 一种高精度锻压件加工装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20031202 |