JPH11239839A - クロスローリング用型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クロスローリング用型による中細軸成形にお
いて、中細軸部の軸方向の長さに拘らずに中細軸部に径
の差をなくす。また、型製作を容易にする。 【解決手段】 先端部から進行角β２で広がり、所定の
成形角αを有する傾斜面状のかみ込み部２１と、かみ込
み部２１の高さ方向頂部２１Ｐから後端部に向けて、高
さを漸減されていく平面２２１とその両側でかみ込み部
２１に連続する傾斜面２２２とからなる押広げ部２２と
を備え、全体をほぼ平面で構成し、中細軸成形において
中細軸部の軸方向の長さに応じて、押広げ部２２の平面
２２１をその幅方向両側に対し中央側の高さを低く形成
して、丸棒素材に対する成形圧力を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱間または冷間鍛
造分野におけるクロスローリング装置に用いるクロスロ
ーリング用型に関する。

【０００２】

【従来の技術】クロスローリングとは、平板またはロー
ルの間に丸棒素材を挿入し、平板またはロールの表面に
設けられた金型により段付きの軸製品を転造する塑性加
工法の一つであり、自動車用ミッションギヤの粗形材や
熱間鍛造の予備成形に多様されている。図４は平板式ク
ロスローリングの概略を示している。固定側平板１０１
と移動側平板１０２は、その表面にそれぞれ同じ形状で
向きが逆の型１０３が備えられ、両者が相対移動される
ようになっている。固定側平板１０１と移動側平板１０
２との間には、丸棒素材であるワーク１０４が、その両
側を図示されないガイドに案内されて、移動側平板１０
２の移動方向と直交する向きに挿入される。

【０００３】平板１０１、１０２の各型１０３の基本形
状として、図５に展開して示すように、先端のかみ込み
部１０５とこれに続く押広げ部１０６とを備える。かみ
込み部１０５は進行角βで広がり、所定の成形角αを有
する２つの傾斜面１０５ａからなる。先端まで成形角α
を維持するために、高さがＨからゼロに漸減する断面が
三角形になっている。押広げ部１０６は、かみ込み部１
０５の高さ方向頂部１０５Ｐと同じ高さで連続する平面
１０６ａとその両側でかみ込み部１０５の傾斜面１０５
ａに連続する傾斜面１０６ｂとからなる。押広げ部１０
６の高さＨは一定であり、その両側部には成形角αが付
けられているため、断面が台形になっている。

【０００４】このような型１０３をそれぞれ逆向きに備
えた固定側平板１０１と移動側平板１０２との間に丸棒
素材であるワーク１０４を介在させて、移動側平板１０
２を固定側平板１０１に向けて矢印方向に駆動させる
と、ワーク１０４は、まず型１０３のかみ込み部１０５
により成形角αのＶ溝を形成され、かみ込み部１０５の
終了位置では高さＨのＶ溝が形成される。そして次の押
広げ部１０６によりＶ溝が軸方向に徐々に広げられ、押
広げ部１０６の終了位置では、幅Ｗの台形溝が形成さ
れ、台形溝の両側斜面部がならされて、所定寸法精度に
仕上げられる。

【０００５】なお、ワーク１０４は、通常は加熱されて
熱間加工が行われるが、加熱されない冷間加工を行なう
場合もある。

【０００６】また、１対の平板の代わりに、図６に示す
ように１対のロールを使用する場合もある。上側ロール
を１０１Ｒ、下側ロールを１０２Ｒとして、他の符号は
図４と同じである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のクロスローリングでは、中細軸成形におい
て、中細軸部を長く形成する場合に、あるいは小径で長
く形成する場合に、中細軸部の中心に型の成形圧力を
（時間的に）長く受けることから、その中心部の径が小
さく、その両側の径が大きくなって、中細軸部の径に寸
法差が生じてしまうという問題があった。

【０００８】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、クロスローリング用型による中細軸成形
において、中細軸部に径の差をほぼなくすこと、さらに
その型製作を容易にすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のクロスローリング用型においては、先端部
から進行角βで広がり、所定の成形角αを有する傾斜面
状のかみ込み部と、かみ込み部の高さ方向頂部から後端
部に向けて、高さを漸減されていく平面とその両側でか
み込み部に連続する傾斜面とからなる押広げ部とを備
え、全体をほぼ平面で構成し、中細軸成形において中細
軸部の軸方向の長さに応じて、押広げ部の平面をその幅
方向両側に対し中央側の高さを低く形成して、丸棒素材
に対する成形圧力を調整している。

【００１０】このようにして、クロスローリングによる
中細軸成形において中細軸部に径の差をほぼなくすこと
ができ、またその型製作を容易にすることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載のクロス
ローリング用型は、その展開形状を、先端部から進行角
βで広がり、所定の成形角αを有する傾斜面状のかみ込
み部と、かみ込み部の高さ方向頂部から後端部に向け
て、高さを漸減されていく平面とその両側でかみ込み部
に連続する傾斜面とからなる押広げ部とを備え、全体を
ほぼ平面で構成したものであり、中細軸成形において中
細軸部に径の差をほぼなくし、その型製作を容易にする
ことができる。

【００１２】本発明の請求項２に記載のクロスローリン
グ用型は、請求項１の構成において、押広げ部の平面
を、その幅方向両側に対し中央の高さを低く形成して、
丸棒素材に対する成形圧力を調整したものであり、中細
軸成形において、特に中細軸部の軸方向の長さを大きく
形成する場合に、中細軸部に径の差をほぼなくすことが
できる。

【００１３】本発明の請求項３に記載のクロスローリン
グ用型は、請求項１の構成において、幅方向の小さい第
１のかみ込み部および押広げ部と、第１の押広げ部に連
続する幅方向の大きい第２のかみ込み部および押広げ部
とを有し、第２の押広げ部の平面をその幅方向両側に対
し中央の高さを低く形成して、丸棒素材に対する成形圧
力を調整したものであり、中細軸成形において、特に中
細軸部の軸方向の長さを大きく、その径を小さく形成す
る場合に、中細軸部に径の差をほぼなくすことができ
る。

【００１４】以下、本発明の第１、第２、第３の実施例
について、図１、２、３を用いて説明する。 （実施例１）図１は丸棒素材の中細軸部の軸方向を比較
的短く成形する場合に用いる第１の実施例におけるクロ
スローリング用型の展開形状を示し、（ａ）はその平面
図であり、（ｂ）はその断面図であり、（ｃ）は（ａ）
におけるＩ−Ｉ線断面図である。図１において、型１は
全体が比較的幅狭で、先端側のかみ込み部１１とこれに
続く押広げ部１２とを備える。かみ込み部１１は先端部
から進行角β１で広がり、所定の成形角α（ここでは３
０度）を有する２つの傾斜面１１１からなる。先端まで
成形角αを維持するために、高さがＨ１＋ΔＨ２からゼ
ロに漸減する断面が三角形になっている。押広げ部１２
はかみ込み部１１の高さ方向頂部１１Ｐから後端部にか
けて高さを漸減されていく平面１２１とその両側でかみ
込み部１１の各傾斜面１１１に連続する傾斜面１２２と
からなる。押広げ部１２の高さはＨ１＋ΔＨ２から最終
の成形品寸法である高さＨ１まで漸減するように勾配が
付けられ、その両側傾斜面１２２には成形角αが付けら
れているため、断面が台形になっている。なお、ワーク
への食い付きの容易化、型離れの際のきずの発生を防止
するため、固定側型の食い付き部４と型離れ部５の一定
（１０ｍｍ）の区間に１度４０分の傾斜を付けてある。
このようにして型１全体を２つの傾斜面１１１（１２
２）と僅かに傾斜した平面１２１とによりほぼ平面で構
成し、型の製作を容易にしている。

【００１５】ここでは、押広げ部１２の平面１２１を、
かみ込み部１１の高さ方向頂部１１Ｐから漸減する勾配
を付けた単一面により、単純な形状に形成している。

【００１６】この型１を図４に示すような固定側平板と
移動側平板に取り付けて丸棒素材であるワーク１０４を
冷間加工する場合、ワーク１０４は、まず型１のかみ込
み部１１により成形角αのＶ溝を形成され、かみ込み部
１１の終了位置では高さＨ１＋ΔＨ２のＶ溝が形成され
る。そして次の押広げ部１２によりＶ溝が軸方向に広げ
られていき、押広げ部１２の終了位置では、幅Ｗ１で高
さＨ１＋ΔＨ２の台形溝が形成される。押広げ部１２の
高さが、Ｈ１＋ΔＨ２からＨ１へ漸減されているので、
その距離が実質的に広がることになり、台形溝の両側斜
面部がならされて、所定寸法精度に仕上げられる。この
中細軸成形においては、中細軸部の軸方向が短いため、
型１のような単純な型形状で中細軸部に径の寸法差をほ
ぼなくすことができる。

【００１７】（実施例２）図２は丸棒素材の中細軸部の
軸方向を比較的長く成形する場合に用いる第２の実施例
におけるクロスローリング用型の展開形状を示し、
（ａ）はその平面図であり、（ｂ）はその断面図であ
り、（ｃ−１）は（ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図、（ｃ
−２）は（ａ）におけるII−II線断面図、（ｃ−３）は
（ａ）におけるIII −III 線断面図である。図２におい
て、型２は型１よりも幅方向を拡大されたかみ込み部２
１と押広げ部２２とを備える。かみ込み部２１は先端部
から進行角β２で広がり、所定の成形角α（ここでは３
０度）を有する２つの傾斜面２１１からなり、先端まで
成形角αを維持するために、高さがＨ３＋ΔＨ４からゼ
ロに漸減する断面が三角形になっている。押広げ部２２
はかみ込み部２１の高さ方向頂部２１Ｐから後端部にか
けて高さを漸減されていき、かつ型２の幅方向両側から
中央に向けて徐々に低く形成された平面２２１と、その
両側でかみ込み部２１の各傾斜面２１１に連続する傾斜
面２２２とからなり、押広げ部２２の高さがＨ３＋ΔＨ
４から最終の成形品寸法である高さＨ３まで漸減するよ
うに勾配が付けられ、その両側部には成形角αが付けら
れているため、断面がほぼ台形になっている。このよう
にして型２全体を２つの傾斜面２１１（２２２）と僅か
に傾斜された平面２２１とにより構成し、型の製作を容
易にしている。

【００１８】ここでは、押広げ部２２の平面２２１を、
かみ込み部２１１の頂部２１１Ｐから連続してその高さ
を維持された高い平面部と２２１Ｈ、この高い平面部２
２１Ｈにその高さを両側から中央に向けて徐々に低減し
ていく湾曲状の傾斜部２２１Ｃを介して連続する低い平
面部２２１Ｌとにより形成し、僅かに高低差を付けて、
ワークに対する成形圧力を調整できるようにしている。

【００１９】この型２を、第１の実施例と同様に、図４
に示すような固定側平板と移動側平板に取り付けて丸棒
素材であるワーク１０４を冷間加工する場合、ワーク１
０４は、まず型２のかみ込み部２１により成形角αのＶ
溝を形成され、かみ込み部２１の終了位置では高さＨ３
＋ΔＨ４のＶ溝が形成される。そして次の押広げ部２２
の高い平面部２２１Ｈとその両側の傾斜面２２２とによ
り、高い成形圧力でＶ溝が軸方向に広げられていく。続
いて、押広げ部２２の高さがＨ３＋ΔＨ４からＨ３へ漸
減されていくとともに、押広げ部２２の平面２２１上の
幅方向両側に対して中央を徐々に低くした高低差によ
り、押広げ部２２のワークに対する成形圧力が中央で低
く、その両側に向けて高くされていくことにより、高い
成形圧力を中細軸部の中央部とその両側とでほぼ同等に
調整される。このようにして、押広げ部２２の終了位置
では、幅Ｗ２で高さＨ３＋ΔＨ４の台形溝が形成され
る。この中細軸成形においては、中細軸部の軸方向が長
い場合であるが、型２の幅方向中央部の高さを徐々に低
くしていき、中央部とその両側とでその高い成形圧力を
時間的に同等にしてあるので、中細軸部に径の差がほと
んどなく、成形力も小さく済む。

【００２０】（実施例３）図３は丸棒素材の中細軸部の
軸方向を比較的長く、さらに径を小さく成形する場合に
用いる第３の実施例におけるクロスローリング用型の展
開形状を示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）はそ
の断面図であり、（ｃ−１）は（ａ）におけるＩ−Ｉ線
断面図、（ｃ−２）は（ａ）におけるII−II線断面図、
（ｃ−３）は（ａ）におけるIII −III 線断面図であ
る。図３において、型３は一つの型で２段階に分けて成
形するために、幅方向の小さい第１のかみ込み部３１１
および押広げ部３１２と、これに続く幅方向の大きい第
２のかみ込み部３２１および押広げ部３２２とを備え、
第１、第２の実施例の型１、２を組み合わせた複合構造
になっている。

【００２１】すなわち、第１のかみ込み部３１１は先端
部から進行角β１で広がり、所定の成形角α（ここでは
３０度）を有する２つの傾斜面３１３からなり、先端ま
で成形角αを維持するために、高さがＨ１＋ΔＨ２から
ゼロに漸減する断面が三角形になっている。第１の押広
げ部３１２は第１のかみ込み部３１１の高さ方向頂部３
１１Ｐから後端部方向に向けて高さを漸減されていく平
面３１４と、その両側で第１のかみ込み部３１１の各傾
斜面３１３に連続する傾斜面３１５からなり、この押広
げ部３１２の高さがＨ１＋ΔＨ２からＨ１まで漸減する
ように勾配が付けられ、その両側部には成形角αが付け
られているため、断面が台形になっている。

【００２２】また、第２のかみ込み部３２１は先端部か
ら進行角β２で広がり、所定の成形角α（ここでは３０
度）を有する２つの傾斜面３２３からなり、先端まで成
形角αを維持するために、高さがＨ３＋ΔＨ４からＨ１
に漸減する断面が三角形になっている。第２の押広げ部
３２２は第２のかみ込み部３２１の高さ方向頂部３２１
Ｐから後端部にかけて高さを漸減されていき、かつ型３
の幅方向両側から中央に向けて徐々に低く形成された平
面３２４と、その両側で第２のかみ込み部３２１の各傾
斜面３２３に連続する傾斜面３２５とからなり、第２の
押広げ部３２２の高さがＨ３＋ΔＨ４から最終の成形品
寸法である高さＨ３まで漸減するように勾配が付けら
れ、その両側部には成形角αが付けられているため、断
面がほぼ台形になっている。

【００２３】ここでは、第２の押広げ部の平面３２４
に、上記第２の実施例と同様な高低差を付けて、ワーク
に対する成形圧力を調整している。

【００２４】この型３を、第１、第２の実施例と同様
に、図４に示すような固定側平板と移動側平板に取り付
けて丸棒素材であるワーク１０４を冷間加工する場合、
ワーク１０４は、第１段階として第１の実施例と同様
に、型３の第１のかみ込み部３１１により成形角αのＶ
溝を形成され、第１のかみ込み部３１１の終了位置では
高さＨ１＋ΔＨ２のＶ溝が形成される。そして次の第１
の押広げ部３１２によりＶ溝が軸方向に広げられ、第１
の押広げ部３１２の終了位置では、幅Ｗ１で高さＨ１＋
ΔＨ２の台形溝が形成される。

【００２５】続いて、第２段階として第２の実施例と同
様に、ワーク１０４は、型３の第２のかみ込み部３２１
により成形角αのＶ溝を形成され、第２のかみ込み部３
２１の終了位置では高さＨ３＋ΔＨ４のＶ溝が形成され
る。そして次の第２の押広げ部３２２の高い平面部とそ
の両側の傾斜面とにより、高い成形圧力でＶ溝が軸方向
に広げられていく。続いて、第２の押広げ部３２２の高
さがＨ３＋ΔＨ４からＨ３へ漸減されていくとともに、
押広げ部３２２の平面３２４上の幅方向両側に対して中
央を徐々に低くした高低差により、押広げ部３２２のワ
ーク１０４に対する成形圧力を中央で低く、その両側に
向けて高くされていることにより、高い成形圧力が中細
軸部の中央部とその両側とでほぼ同等に調整される。こ
のようにして、第２の押広げ部３２２の終了位置では、
幅Ｗ２で高さＨ３＋ΔＨ４の台形溝が形成される。この
中細軸成形においては、中細軸部の軸方向が長く、径が
小さい場合であるが、一回では成形できないので、第１
のかみ込み部３１１および押広げ部３１２により第１段
階の成形を行い、第２のかみ込み部３２１および押広げ
部３２２により第２段階の成形を行い、中細軸部に径の
差をほとんどなくしている。

【００２６】なお、上記した説明は、本発明における型
を用いて、冷間加工を行なった場合であるが、熱間加工
においても勿論有効である。また、平板方式のクロスロ
ーリングについて説明したが、ロール方式のクロスロー
リングについても同様に適用することができる。また、
上記の説明は、成形品として単純な中細軸を例にしてい
るが、型形状を変えることによって、種々の形状の段付
き軸を成形することができ、その場合においても、押広
げ部については、本発明のように高さを変化させること
により、本発明の効果を得ることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、押広げ部を、かみ込み部の高さ方向頂部から後端部
に向けて、高さ寸法をＨ＋ΔＨからＨに漸減されていく
平面とその両側でかみ込み部に連続する傾斜面とより構
成し、中細軸成形において中細軸部の軸方向の長さに応
じて、押広げ部の平面を型の幅方向から中央に向けて高
さを低く形成し、ワークに対する成形圧力を調整するよ
うにしているので、丸棒素材に対して型の高い成形圧力
を型の中央とその両側とでほぼ均等に調整し、クロスロ
ーリングによる中細軸成形において中細軸部に径の差を
ほぼなくすことができる。また、型形状をほぼ平面で構
成できるので、型製作を容易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の第１の実施例におけるクロスロ
ーリング用型の展開平面図。 （ｂ）同型の展開断面図。 （ｃ）（ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図

【図２】（ａ）本発明の第２の実施例におけるクロスロ
ーリング用型の展開平面図。 （ｂ）同型の展開断面図。 （ｃ−１）（ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図。 （ｃ−２）（ａ）におけるII−II線断面図。 （ｃ−３）（ａ）におけるIII −III 線断面図。

【図３】（ａ）本発明の第３の実施例におけるクロスロ
ーリング用型の展開平面図。 （ｂ）同型の展開断面図。 （ｃ−１）（ａ）におけるＩ−Ｉ線断面図。 （ｃ−２）（ａ）におけるII−II線断面図。 （ｃ−３）（ａ）におけるIII −III 線断面図。

【図４】従来の平板式クロスローリング装置の概略を示
す斜視図。

【図５】（ａ）同装置における型の展開平面図。 （ｂ）同装置における型の展開断面図。 （ｃ）同装置による成形品の正面図。

【図６】従来のロール式クロスローリング装置の概略を
示す斜視図。

【符号の説明】

１ 型 １１ かみ込み部 １１１ 傾斜面 １１Ｐ 頂部 １２ 押広げ部 １２１ 平面 １２２ 傾斜面 ２ 型 ２１ かみ込み部 ２１１ 傾斜面 ２１Ｐ 頂部 ２２ 押広げ部 ２２１ 平面 ２２１Ｈ 高い平面部 ２２１Ｃ 傾斜部 ２２１Ｌ 低い平面部 ２２２ 傾斜面 ３ 型 ３１１ 第１のかみ込み部 ３１１Ｐ 頂部 ３１３ 傾斜面 ３１２ 第１の押広げ部 ３１４ 平面 ３１５ 傾斜面 ３２１ 第２のかみ込み部 ３２１Ｐ 頂部 ３２３ 傾斜面 ３２２ 第２の押広げ部 ３２４ 平面 ３２５ 傾斜面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 丸棒素材を挟んで相対移動し、段付き軸
   製品を転造するクロスローリング用型において、 型の展開形状を、 先端部から進行角βで広がり、所定の成形角αを有する
   傾斜面状のかみ込み部と、 かみ込み部の高さ方向頂部から後端部に向けて、高さを
   漸減されていく平面とその両側でかみ込み部に連続する
   傾斜面とからなる押広げ部とを備え、 全体をほぼ平面で構成していることを特徴とするクロス
   ローリング用型。
2. 【請求項２】 押広げ部の平面を、その幅方向両側に対
   し中央の高さを低く形成して、丸棒素材に対する成形圧
   力を調整している請求項１記載のクロスローリング用
   型。
3. 【請求項３】 幅方向の小さい第１のかみ込み部および
   押広げ部と、第１の押広げ部に連続する幅方向の大きい
   第２のかみ込み部および押広げ部とを有し、第２の押広
   げ部の平面をその幅方向両側に対し中央の高さを低く形
   成して、丸棒素材に対する成形圧力を調整している請求
   項１記載のクロスローリング用型。