JPH11216532A - 鍛造部品 - Google Patents

鍛造部品

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JPH11216532A
JPH11216532A JP29964598A JP29964598A JPH11216532A JP H11216532 A JPH11216532 A JP H11216532A JP 29964598 A JP29964598 A JP 29964598A JP 29964598 A JP29964598 A JP 29964598A JP H11216532 A JPH11216532 A JP H11216532A
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JP
Japan
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die
crown
workpiece
shape
processed
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JP29964598A
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English (en)
Inventor
Toshio Kusano
年男 草野
Isao Kuboki
功 久保木
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 鍛造加工において、金属表面の凹凸を平坦化
し、なめらかな表面の製品を得る。また、腕時計用りゅ
うずの加工において、材料費を削減し、加工時間を短縮
する。 【解決手段】 プレスマシンにて、鍛造工程中の少なく
とも一つの工程において、被加工材料をせん断加工、切
削加工、研削加工、粉末冶金もしくは圧延加工等により
生じた金属表面の凹凸状の面に、凸の円錐状もしくは角
錐状もしくは球状の形状を有する金型を用いた据え込み
加工を行い、鍛造部品を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、鍛造加工の工程
中に、被加工材料を中央部が凸である円錐状もしくは角
錐状もしくは球状の形状を有する金型を用いて据え込み
加工する鍛造部品に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来の鍛造加工を用いたボタン
の製造方法の一例を示す。まず、鍛造前ブランク2は粉
末冶金、圧延材からのプレス抜き加工、棒材からのせん
断加工、棒材からの切削加工等にて予め決められた寸法
で用意される。この鍛造前ブランク2の表面には、粉末
冶金の場合はポア(孔)による凹凸6(図4A)、圧延
加工の場合は圧延方向に生じるスジ目模様7(図4
B)、せん断加工の場合には切り口面の凹凸8(図4
C)、切削加工の場合はカッターマーク9(図4D)
等、それぞれの加工特有の凹凸がある。第1工程(図4
E)において、被加工材料1(加工工程を経るごとに形
状が変わるが、以下、便宜上符号1で被加工材料を表
す)である鍛造前ブランク2をパンチ35と底付円筒状
内面45aを有するダイ45にて据え込み加工により直
径を大きくし、所定の厚さにする。第2工程(図4F)
において、パンチ底部が予め設定された曲率の球状内面
36aを有するパンチ36と底付円筒状内面46aを有
するダイ46にてパンチ側上面を成形する。第3工程
(図4G)において、パンチ底部が予め設定された曲率
をもつ球状内面37aで、中央部にマークを成形するた
めの凸部37bを有するパンチ37と底付円筒状内面4
7aを有するダイ47にてマーク刻印を行う。このマー
ク刻印が終了しても被加工材料1の表面に元々ある凹凸
は、小さくなるが消えにくい。第4工程(図4H)にお
いて、バレル研磨機により被加工材料1であるボタン全
体を研磨する。
【0003】図5は、従来の自動旋盤を用いた腕時計用
りゅうずの製造方法を示す。第1工程は、被加工材料1
(図5A)である加飾模様のついた棒状の金属材料を自
動旋盤で、切削加工により予め設定された寸法の素形と
ネジ部10を造る(図5B)。第2工程は、被加工材料
1の外径の大きい側である頭部の上面11を切削加工に
より予め設定された曲率をもつ球面あるいは段付き球
面、円錐形、平面に成形する(図5C)。この第2工程
は、NC型旋盤を用いた場合は、第1工程と同時に行う
こともある。第3工程は、バレル研磨機により被加工材
料1である腕時計用りゅうず全体を研磨する(図5
D)。
【0004】図6及び図7は、特殊な腕時計用りゅうず
の例を示す。りゅうず体12にマーク等を鍛造加工にて
刻印したプレート(図示せず)あるいは飾り石13等を
りゅうず体12の頭部12aにかしめたものや、加飾模
様を鍛圧成形し、外径を鍛圧加工した、おおむね球面体
のりゅうず14などがある。例えば特開平4−3070
88号公報などにこのようなりゅうず製造方法が開示さ
れている。
【0005】また、図8は、鍛造加工を用いたネジまた
はボルトの素形の製造方法の一例を示す。第1工程(図
8A)は、被加工材料1である断面丸形状の線状の金属
材料をせん断加工する。第2工程(図8B)は、被加工
材料1を切り口面と垂直な方向から頭部の予備成形をす
るパンチ38と軸部を成形するダイ48により加圧して
予備成形をする。第3工程(図8C)は、被加工材料1
を切り口面と垂直な方向から頭部を成形するパンチ39
と軸部を成形するダイ49により加圧してネジまたはボ
ルトの素形を成形する。このように鍛造加工はネジやボ
ルトの素形等の単純形状の製品に利用されている。さら
に、鍛造加工は時計の金属ケースの製造にも広く利用さ
れている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、鍛造加工に
は、下記の課題があった。 (1) 鍛造前ブランクにおけるせん断加工、切削加
工、研削加工、圧延加工、または粉末冶金などにより発
生した表面の凹凸を鍛造加工中に平坦化することが困難
である。 (2) 精密で微小・複雑形状の製品の加工への利用が
困難である。
【0007】また、従来腕時計用りゅうずの加工に用い
られている加飾模様のついた棒状の金属材料からの切削
加工には、下記の課題があった。 (3) 加工時間が長い。 (4) 被加工材料は直線加工が施してあり、加飾模
様が予め入っているため、材料費が高い。 (5) 切りくずが大量にでるため、材料の歩留まりが
悪い。 (6) りゅうず頭部側面の加飾模様部分を曲面形状に
することが困難である。
【0008】そこで、この発明の目的は、従来のこのよ
うな課題を解決するための、鍛造部品を得ることにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明は、(1) 鍛造工程中の少なくとも一つ
の工程において、被加工材料をせん断加工、切削加工、
研削加工してできた鍛造前ブランク、粉末冶金による鍛
造前ブランク、もしくは圧延加工した板材のプレス加工
による鍛造前ブランクにおける凹凸状の面に、凸の円錐
状もしくは角錐状もしくは球状の形状を有する金型を用
いた据え込み加工を行い、鍛造部品を得るようにした。
すなわち、鍛造工程には、中間工程として、凸の円錐状
もしくは角錐状もしくは球状の形状を有する金型を用い
た据え込み加工を加える。この中間工程の凸形状の金型
を用いた据え込み加工により、様々な金属表面の凹凸を
平坦化する。そして、凸形状の金型による据え込み加工
以降の鍛造工程を経て、最終形状である鍛造部品を得
る。次に、(2) 腕時計用りゅうずの加工方法を、断
面丸形状の線状の金属材料をせん断加工する工程と、据
え込み加工により径を太くする工程と、後方押し出し加
工により凹部を形成する工程とからなる多段鍛造加工に
よって製造するようにした。また、(3) 腕時計用り
ゅうずの加工方法を、断面丸形状の線状の金属材料をせ
ん断加工する工程と、前方押し出し加工により径を細く
する工程と、据え込み加工により径を太くする工程と、
後方押し出し加工により凹部を形成する工程とからなる
多段鍛造加工によって製造するようにした。
【0010】以下、さらに詳しく説明する。被加工材料
には、予め設定された仕様の金属の線材を用い、これを
腕時計用りゅうずの大きさ及び形状に応じてせん断加工
する。このせん断加工した被加工材料を、腕時計用りゅ
うずの形状に合わせて鍛造加工により、直径を細く、あ
るいは直径を太く変形させる。なお、直径を太く変形さ
せる際は円錐状もしくは角錐状もしくは球状の形状を持
つ金型により据え込み加工を行い、せん断加工時の切り
口面の凹凸を平坦化する。次に、直径の細い側の端面に
は丸状の凹部、直径の太い部分の直径の細い側の端面に
はリング状の凹部を、もう一方の端面には様々な大きさ
の球面や円錐形、平面、模様、マーク等の凹凸面を必要
に応じて成形する。そして、半径方向にも溝や加飾模様
のような凹凸部を必要に応じ成形し、最終形状である腕
時計用りゅうずを得る。
【0011】なお、腕時計用りゅうずの形状、加工機の
種類、及び被加工材料の種類など加工を左右するものに
応じて、直径を細くする工程、直径を太くする工程、及
び凹凸部を形成する工程の順序は変更する。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施例を図面
に基づいて説明する。 {実施の形態1}図1は、本発明を適用した鍛造部品に
係わる実施形態1のボタンの加工工程を示した図であ
る。
【0013】断面丸形状の金属の棒材である被加工材料
1は、旋盤およびプレスマシンを用いて加工したもので
ある。被加工材料1である断面丸形状(なお、丸形状に
こだわらず、例えば角形状もしくは楕円形状でもよい)
の黄銅(JIS:C2600B)の棒を旋盤により、予
め設定された長さに切り落とし、円柱状の鍛造前ブラン
ク2を製作する(図1A)。
【0014】第1工程(図1B)において、被加工材料
1である黄銅の円柱状の鍛造前ブランク2をプレスマシ
ンにて、パンチの底部が凸の円錐状30a(なお、円錐
状にこだわらず、例えば角錐状または球状でもよい)で
あるパンチ30と、底付円筒状内面40aを有するダイ
40により、据え込み加工を行う。第2工程(図1C)
において、被加工材料1を、パンチの底部が予め設定さ
れた曲率を持つ球状内面31aであるパンチ31と、底
付円筒状内面41aを有するダイ41によりパンチ側上
面の成形を行う。第3工程(図1D)において、パンチ
の底部が予め設定された曲率を持つ球状内面32aで、
中央部にアルファベットのSの形を底面とした柱状の凸
部32bを有するパンチ32と、底付円筒状内面42a
を有するダイ42によりボタンのマーク刻印を行う。第
4工程(図1E)として、被加工材料1であるボタン全
体のバレル研磨を行う。
【0015】なお、以上は断面丸形状の棒材を切削加工
によりブランクを製作した場合であるが、製品の形状に
より、例えばブランクの平面形状を丸形あるいは楕円形
あるいは角形にプレスの打ち抜き加工してもよい。さら
に、パンチは可動側金型として、ダイは固定側金型とし
て説明してきたが、凸形状をパンチに設ける代わりにダ
イに設けることもできる(実施の形態2及び3について
も同様である)。 {実施の形態2}図2は,本発明を適用した鍛造部品に
係わる実施形態2の腕時計用りゅうずの加工工程を示し
た図である。
【0016】腕時計用りゅうずは、被加工材料1である
断面丸形状の金属の線材をフォーマと呼ばれる自動多段
鍛造機を用いて加工したものである。線材は高耐食で加
工硬化しにくい洋白、白銅またはフェライト系ステンレ
ス鋼が良い。特に腕時計用りゅうずには、洋白(JIS;
C7521W)、白銅(Cu-10%Ni)および20%Cr系
フェライトステンレス鋼が望ましい。第1工程(図2
A)において、断面丸形状(なお、丸形状にこだわら
ず、例えば角形状もしくは楕円形状でもよい)の金属の
線材を、フォーマのせん断加工部にて予め設定された長
さにせん断加工し、被加工材料1とする。第2工程(図
2B)において、被加工材料1をパンチの底部が凸の円
錐状300aで、入口部が円錐状内面300bとなって
いる円筒状内面300cを有するパンチ300と底付円
筒状内面400aを有するダイ400により、予備据え
込み加工を行う。第3工程(図2C)において、第2工
程と同様にパンチの底部が凸の円錐状301aで、円筒
状内面301cを有するパンチ301と底付円筒状内面
401aを有するダイ401で据え込み加工を行う。第
4工程(図2D)において、加飾模様5を施した円筒状
内面302cを有し、パンチの底部が予め設定された曲
率を持つ球状内面302aを有するパンチ302と、先
端がリング状の凸部402bで底付円筒状内面402a
を有するダイ402により、被加工材料1の頭部外周に
加飾模様5と凹部1aの成形を行う。第5工程(図2
E)において、加飾模様5のついた被加工材料1を、加
飾模様5を施した円筒状内面303cを有し、パンチの
底部が予め設定された曲率を持つ球状内面303aを有
するパンチ303と、先端が2段のリング状の凸部で円
筒状の内面形状403bを有し、ダイの底部が被加工材
料1の凹部1bを成形するための円柱状の凸部403d
を有するダイ403で、加飾模様5の成形および被加工
材料1の径の細い側に底付円筒状内面形状の凹部1bを
成形し、腕時計用りゅうずの形状を得た。第6工程(図
2F)において、被加工材料1であるりゅうず全体のバ
レル研磨を行う。なお、20%Cr系フェライトステン
レス鋼については、第6工程のバレル研磨の前に焼鈍を
行う。焼鈍条件は、窒素雰囲気内において800℃から
850℃の間で、10分から30分間保持後、徐冷する
ものである。 {実施の形態3}図3は,本発明を適用した鍛造部品に
係わる実施形態3の腕時計用りゅうずの加工工程を示し
た図である。
【0017】腕時計用りゅうずは、被加工材料1である
断面丸形状の金属の線材をフォーマと呼ばれる自動多段
鍛造機を用いて加工したものである。線材は高耐食で加
工硬化しにくい洋白、白銅またはフェライトステンレス
鋼が良い。特に腕時計用りゅうずには、洋白(JIS;C
7521W)、白銅(Cu-10%Ni)および20%Cr系フ
ェライトステンレス鋼が望ましい。第1工程(図3A)
において、被加工材料1である断面丸形状(なお、丸形
状にこだわらず、例えば角形状もしくは楕円形状でもよ
い)の金属の線材を、フォーマのせん断加工部にて予め
設定された長さにせん断加工し、被加工材料1とする。
第2工程(図3B)において、径大部分4000cと径
小部分4000dが、予め設定された曲率を持ってつな
がれている段付き円筒状内面を有するダイ4000に切
断された被加工材料1を挿入し、パンチ3000にて押
し出し加工することにより、段付き円筒形状を成形す
る。
【0018】第3工程(図3C)において、被加工材料
1をパンチの底部が凸の円錐状3001aで、入口部が
円錐状内面3001bとなっている円筒状内面3001
cを有するパンチ3001と底付円筒状内面4001a
を有するダイ4001により、予備据え込み加工を行
う。第4工程(図3D)において、第3工程と同様にパ
ンチの底部が凸の円錐状3002aとなっている円筒状
内面3002cを有するパンチ3002と底付円筒状内
面4002aを有するダイ4002で据え込み加工を行
う。第5工程(図3E)において、加飾模様5を施した
円筒状内面3003cを有し、パンチの底部が予め設定
された曲率を持つ球状内面3003aを有するパンチ3
003と、先端がリング状の凸部4003bで底付円筒
状内面4003aを有するダイ4003により、被加工
材料1の頭部外周に加飾模様5と凹部1aの成形を行
う。第6工程(図3F)において、加飾模様5のついた
被加工材料1を、加飾模様5を施した円筒状内面300
4cを有し、パンチの底部が予め設定された曲率を持つ
球状内面3004aを有するパンチ3004と、先端が
2段のリング状の凸部で円筒状の内面形状4004bを
有し、ダイの底部が被加工材料1の凹部1bを成形する
ための円柱状の凸部4004dを有するダイ4004
で、加飾模様成形および被加工材料の径の細い側に底付
円筒状内面形状の凹部1bを成形し、腕時計用りゅうず
の形状を得た。第7工程(図3G)において、被加工材
料1であるりゅうず全体のバレル研磨を行う。なお、2
0%Cr系フェライトステンレス鋼については、第7工
程のバレル研磨の前に焼鈍を行う。焼鈍条件は、窒素雰
囲気内において800℃から850℃の間で、10分か
ら30分間保持後、徐冷するものである。
【0019】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように、鍛造
加工の工程中に、被加工材料を中央部が凸である円錐状
もしくは角錐状もしくは球状の形状を有するパンチを用
いて据え込み加工することにより、以下の記載する効果
を有する。また、腕時計用りゅうずを、断面丸形状の金
属の線材をせん断、変形させる多段鍛造加工によって製
造する構成とし、鍛造加工中にパンチ底部が円錐状とな
っているパンチを用いることにより、以下に記載する効
果を有する。 (1) 鍛造加工中にせん断加工時の切り口面の凹凸
や、切削加工、研削加工、粉末冶金もしくは圧延加工等
により生じた表面の凹凸が平坦化でき、なめらかな面と
することができる。 (2) デザインに合わせた様々な形状の金型を用いる
ことにより、腕時計用りゅうず頭部側面の加飾模様部分
を球面状に、あるいは、頭部上面を球面や凹凸面を容易
に成形できるため、デザインの自由度を広げることがで
きる。 (3) 切りくずを出さないため、材料歩留まりが良く
なり、材料費の削減が実現できる。 (4) 鍛造加工を利用したため、加工時間を大幅に短
縮できる。 (5) 金型の表面形状が転写されるため、仕上げ工程
のバレル・研磨時間の削減が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1における製造方法を示す工
程図である。図1A(鍛造前ブランク)は、本発明のボ
タン成形における被加工材料と切削加工により切り落と
された鍛造前ブランクの外観斜視図である。図1B(第
1工程)は、本発明のボタン成形における据え込み成形
後の鍛造品と型の断面図である。図1C(第2工程)
は、本発明のボタン成形における上面成形後の鍛造品と
型の断面図である。図1D(第3工程)は、本発明のボ
タン成形におけるマーク刻印後の鍛造品と型の断面図で
ある。図1E(第4工程)は、本発明のボタン成形にお
ける外観バレル研磨後の鍛造品の外観斜視図である。
【図2】本発明の実施形態2における製造方法を示す工
程図である。図2A(第1工程)は、本発明の腕時計用
りゅうず成形におけるせん断加工した後の被加工材料の
外観斜視図である。図2B(第2工程)は、本発明の腕
時計用りゅうず成形における予備据え込み成形後の鍛造
品と型の断面図である。図2C(第3工程)は、本発明
の腕時計用りゅうず成形における据え込み成形後の鍛造
品と型の断面図である。図2D(第4工程)は、本発明
の腕時計用りゅうず成形における加飾模様予備成形後の
鍛造品と型の断面図である。図2E(第5工程)は、本
発明の腕時計用りゅうず成形における加飾模様成形後の
鍛造品と型の断面図である。図2F(第6工程)は、本
発明の腕時計用りゅうず成形における外観バレル研磨後
の鍛造品の断面図である。
【図3】本発明の実施形態3における製造方法を示す工
程図である。図3A(第1工程)は、本発明の腕時計用
りゅうず成形におけるせん断加工した後の被加工材料の
外観斜視図である。図3B(第2工程)は、本発明の腕
時計用りゅうず成形における押し出し成形後の鍛造品と
型の断面図である。図3C(第3工程)は、本発明の腕
時計用りゅうず成形における予備据え込み成形後の鍛造
品と型の断面図である。図3D(第4工程)は、本発明
の腕時計用りゅうず成形における据え込み成形後の鍛造
品と型の断面図である。図3E(第5工程)は、本発明
の腕時計用りゅうず成形における加飾模様予備成形後の
鍛造品と型の断面図である。図3F(第6工程)は、本
発明の腕時計用りゅうず成形における加飾模様成形後の
鍛造品と型の断面図である。図3G(第7工程)は、本
発明の腕時計用りゅうず成形における外観バレル研磨後
の鍛造品の断面図である。
【図4】従来の鍛造加工を用いたボタンの製造方法を示
す工程図である。図4Aは、従来の粉末冶金により製作
した鍛造前ブランクの外観斜視図である。図4Bは、従
来の圧延材からのプレス抜き加工により製作した鍛造前
ブランクの外観斜視図である。図4Cは、従来の棒材か
らのせん断加工により製作した鍛造前ブランクの外観斜
視図である。図4Dは、従来の棒材からの切削加工によ
り製作した鍛造前ブランクの外観斜視図である。。図4
E(第1工程)は、従来のボタン成形における据え込み
成形後の鍛造部品と型の断面図である。図4F(第2工
程)は、従来のボタン成形における上面成形後の鍛造部
品と型の断面図である。図4G(第3工程)は、従来の
ボタン成形におけるマーク刻印後の鍛造部品と型の断面
図である。図4H(第4工程)は、従来のボタン成形に
おける外観バレル研磨後の鍛造部品の外観斜視図であ
る。
【図5】従来の自動旋盤を用いた製造方法を示す工程図
である。図5A(被加工材料)は、従来の腕時計用りゅ
うずの加飾模様のついた棒状被加工材料の外観斜視図で
ある。図5B(第1工程)は、従来の腕時計用りゅうず
加工における切削加工後の被加工材料の断面図である。
図5C(第2工程)は、従来の腕時計用りゅうず加工に
おける頭部上面切削加工後の被加工材料の断面図であ
る。図5D(第3工程)は、従来の腕時計用りゅうず加
工における外観バレル研磨後の腕時計用りゅうずの断面
図である。
【図6】従来の飾り石のついた特殊な腕時計用りゅうず
の断面図である。
【図7】従来のおおむね球面体の特殊な腕時計用りゅう
ずの外観斜視図である。
【図8】従来の鍛造加工を用いたネジ又はボルトの素形
の製造方法を示す工程図である。図8A(第1工程)
は、従来のネジ又はボルトの素形成形におけるせん断加
工後の被加工材料の外観斜視図である。図8B(第2工
程)は、従来のネジ又はボルトの素形成形における頭部
予備成形後の鍛造品と型の断面図である。図8C(第3
工程)は、従来のネジ又ははボルトの素形成形における
最終成形後の鍛造品と型の断面図である。
【符号の説明】
1 被加工材料 2 鍛造前ブランク 30、31、32 パンチ 40、41、42 ダイ 300、301、302、303 パンチ 400、401、402、403 ダイ 3000、3001、3002、3003、3004
パンチ 4000、4001、4002、4003、4004
ダイ 35、36、37、38、39 パンチ 45、46、47、48、49 ダイ 5 加飾模様 6 ポア(孔)による凹凸 7 スジ目模様 8 切り口面の凹凸 9 カッターマーク 10 ネジ部 11 頭部の上面 12 りゅうず体 13 飾り石 14 おおむね球面体のりゅうず

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鍛造工程中の少なくとも一つの工程にお
    いて、中央部が凸形状を有する金型を用いて被加工材料
    を据え込み加工することを特徴とする鍛造部品。
  2. 【請求項2】 凸形状が円錐状もしくは角錐状もしくは
    球状である請求項1に記載の鍛造部品。
  3. 【請求項3】 被加工材料の断面または平面形状が丸形
    もしくは楕円形もしくは角形である、請求項1に記載の
    鍛造部品。
  4. 【請求項4】 被加工材料である線状あるいは棒状の金
    属材料をせん断加工する工程と、切り口面と垂直な方向
    から金型により据え込み加工する工程からなる多段鍛造
    加工によって腕時計用りゅうずを製造することを特徴と
    する請求項1に記載の鍛造部品。
  5. 【請求項5】 被加工材料である線状あるいは棒状の金
    属材料をせん断加工する工程と、切り口面と垂直な方向
    から金型により押し出し加工および据え込み加工する工
    程からなる多段鍛造加工によって腕時計用りゅうずを製
    造することを特徴とする請求項1に記載の鍛造部品。
  6. 【請求項6】 被加工材料が洋白(Cu-Zn-Ni系合金)ま
    たは白銅(Cu-Ni系合金)またはフェライト系ステンレ
    ス鋼である請求項4または請求項5に記載の鍛造部品。
  7. 【請求項7】 フェライト系ステンレス鋼の鍛造後の焼
    鈍条件が800℃〜850℃に加熱後に徐冷することを
    特徴とする請求項6に記載の鍛造部品。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003515750A (ja) * 1999-12-02 2003-05-07 カ エス 22 エス アー 腕時計ケース上にネジ止めされたクラウンを組立てる方法

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