JPS58100937A - Forging method for flanged shaft - Google Patents

Forging method for flanged shaft

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Publication number
JPS58100937A
JPS58100937A JP19631581A JP19631581A JPS58100937A JP S58100937 A JPS58100937 A JP S58100937A JP 19631581 A JP19631581 A JP 19631581A JP 19631581 A JP19631581 A JP 19631581A JP S58100937 A JPS58100937 A JP S58100937A
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JP
Japan
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shaft
flanged shaft
flanged
flange
mold
Prior art date
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Pending
Application number
JP19631581A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeyasu Ueno
恵尉 上野
Masanobu Ueda
上田 雅信
Minoru Tanigawa
谷川 實
Masaki Suzuki
鈴木 昌己
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21KMAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00Making machine elements
    • B21K1/06Making machine elements axles or shafts
    • B21K1/08Making machine elements axles or shafts crankshafts

Abstract

PURPOSE:To forge a flanged shaft at high material yield and dimensional accuracy and to reduce man-hours for finishing by inserting a blank material in a closed die in which a space of the same shape as the flanged shaft is formed, and pressing said material from the axial direction. CONSTITUTION:A blank material having diameter smaller than the diameter of the shaft part 2 and large enough to prevent buckling when pressed in the axial direction is inserted from upper part of a closed die 4 into a space 5a of the closed die 4. Then, a pressing head is lowered, and the material is pressed by an upper punch 8 from above in the axial direction. The material is plastically deformed and the space 5a of the die 5 is filled with the material to form a flanged shaft 1. The die is drawn out from a shrink ring 6. The die 5 is divided and a flanged shaft 1 is taken out.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シャフト部の中間にフランジ部を有するフラ
ンジ付シャフトの鍛造方法に係り、特に、材料歩留りの
向上と寸法精度の向上を志向したフランジ付シャフトの
鍛造方法に関するものテアル。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for forging a flanged shaft having a flange section in the middle of the shaft section, and particularly relates to a method for forging a flanged shaft aimed at improving material yield and improving dimensional accuracy. Monotheal.

シャフト部の中間にフランジ部を有するフランジ付シャ
フトの一例を第1図に示す。
An example of a flanged shaft having a flange portion in the middle of the shaft portion is shown in FIG.

第1図は、フランジ付シャフトの一例として、シャフト
部の中間に2個のフランジ部を有し、両端のシャフト部
の長さがほぼ等しいフランジ付シャフトを示す側面図で
ある。
FIG. 1 is a side view showing, as an example of a flanged shaft, a flanged shaft that has two flanges in the middle of the shaft portion and the lengths of the shaft portions at both ends are approximately equal.

この第1図において、1はフランジ付シャフト、2はシ
ャフト部、3はフランジ部である。
In FIG. 1, 1 is a flanged shaft, 2 is a shaft portion, and 3 is a flange portion.

従来、この種のフランジ付シャフトを製作する方法とし
て、鋳造、切削、鍛造による方法が知られている。
Conventionally, casting, cutting, and forging methods are known as methods for manufacturing this type of flanged shaft.

鋳造による方法では、ひけの発生を防止するために押し
湯が必要となり、材料歩留シが約70%しか々い。さら
に、寸法精度が悪いため、2〜3個の切削代を必要とし
、後工程としての仕上げ工数が多いという欠点があった
In the casting method, a riser is required to prevent sink marks, and the material yield is only about 70%. Furthermore, due to poor dimensional accuracy, two to three cutting allowances are required, resulting in a large number of finishing steps as a post-process.

一方、切削による方法では、フランジ部3(フランジ付
シャフト1の最も太い部分)の直径と等しい45喘φの
素材から削り出すために、切削に多くの工数を要するの
みならず、材料歩留りが約52%に低下するという欠点
があった。
On the other hand, the cutting method not only requires a large number of man-hours for cutting but also has a material yield of about There was a drawback that it decreased to 52%.

まだ、鍛造による方法は、型閉めしたとき、フランジ付
シャフト1の完成品(第1図)とほぼ同一形状に造形さ
れる空隙を設けた上型と下型(図示せず)の間に、素材
を置き、プレスの加圧ヘッドにより前記上型を軸直角方
向から加圧して(前記下型は、プレスのヘッド上に載置
)、フランジ付シャフトを成形するものである。この方
法では、フランジ部の直径と等しい45咽φの素材を用
いる必要があるので、材料歩留りは、前記切削による方
法と同様52%となるのみならず、ばりが多く発生する
。ばりが多いと、素材と型(前記上型および下型)との
接触面積が大きくなり、加工力が大きくなるため、大形
のプレスが必要であった。
However, in the forging method, when the mold is closed, a gap is formed between the upper mold and the lower mold (not shown), which is formed into almost the same shape as the finished product of the flanged shaft 1 (FIG. 1). A material is placed, and the upper die is pressed in the direction perpendicular to the axis by the pressure head of the press (the lower die is placed on the head of the press) to form a flanged shaft. In this method, it is necessary to use a material with a diameter of 45 mm, which is the same as the diameter of the flange portion, so the material yield is not only 52%, which is the same as in the cutting method, but also a lot of burrs are generated. If there are many burrs, the contact area between the material and the mold (the upper mold and the lower mold) becomes large, and the processing force becomes large, so a large press is required.

また、型の構造が密閉型でないので、成形したフランジ
付シャフトの寸法精度が悪く、仕上代が多くなり、後工
程としての仕上げ工数が多いという欠点があった。
Further, since the structure of the mold is not a closed type, the dimensional accuracy of the molded shaft with flanges is poor, the finishing allowance is large, and there are disadvantages in that the number of finishing steps as a post-process is large.

本発明は、上記した従来技術の欠点を除去して、材料歩
留りが良く、大型のプレスを必要とせず、且つ寸法精度
が良くて後工程としての仕上げ工数を低減させることが
できるフランジ付シャフトの鍛造方法の提供を、その目
的とするものである。
The present invention eliminates the drawbacks of the prior art described above, and provides a flanged shaft that has a high material yield, does not require a large press, has good dimensional accuracy, and can reduce the number of finishing steps in post-processing. Its purpose is to provide a forging method.

本発明の特徴は、シャフト部の中間に7ランジ部を有す
るフランジ付シャフトを成形する鍛造方法において、フ
ランジ付シャフトのシャフト部およびフランジ部とほぼ
同一形状の空隙を造形した密閉型内に、シャフト部の径
より細く軸方向に加圧したときに座屈しない太さの径を
有する素材を挿入し、この素材を軸方向から加圧して、
フランジ付シャフトを成形するフランジ付シャフトの鍛
造方法にある。
A feature of the present invention is that, in a forging method for forming a flanged shaft having seven flange portions in the middle of the shaft portion, the shaft portion is placed in a closed mold in which a gap having approximately the same shape as the shaft portion and the flange portion of the flanged shaft is formed. Insert a material with a diameter smaller than the diameter of the part and large enough to not buckle when pressure is applied in the axial direction, press this material from the axial direction,
There is a forging method for a flanged shaft that forms a flanged shaft.

以下本発明を実施例によって説明する。The present invention will be explained below with reference to Examples.

まず、第1図に係るフランジ付シャフトを鍛造する実施
例を説明する。
First, an example of forging the flanged shaft shown in FIG. 1 will be described.

第2図は、本発明の第1の実施例に係るフランジ付シャ
フトの鍛造方法の実施に供せられる密閉型を示す断面図
である。
FIG. 2 is a sectional view showing a closed mold used for carrying out the method for forging a flanged shaft according to the first embodiment of the present invention.

この第2図を使用して密閉型4の構成を説明すると、5
は、一体となったとき、フランジ付シャフト1のシャフ
ト部2およびフランジ部3(第1図参照)とほぼ同一形
状に造形される空隙5aを設けた型、6は、成形時に、
その内部に前記2分割の型5を収納して両者を一体に固
定することができるシュリンクリング、7は、型5を収
納しだシュリンクリング6を、その上に載置して固定す
るベース板、8は、プレスの加圧ヘッド(図示せず)に
取付けられ、一体となった型5の空隙5aの上部(シャ
フト部)を摺動することができる上ポンチである。
The configuration of the closed mold 4 will be explained using this Fig. 2.
6 is a mold provided with a gap 5a that is formed into almost the same shape as the shaft part 2 and flange part 3 (see FIG. 1) of the flanged shaft 1 when assembled together;
A shrink ring 7 is capable of storing the mold 5 divided into two parts and fixing them together, and 7 is a base plate on which the mold 5 is stored and a shrink ring 6 is placed and fixed thereon. , 8 is an upper punch that is attached to the pressure head (not shown) of the press and can slide on the upper part (shaft part) of the cavity 5a of the integral mold 5.

このように構成した密□閉型4の空隙5a内へ、シャフ
ト部2の直径30諭φより細く、軸方向に加圧したとき
座屈しない太さの径を有する素材、すなわち、29.5
mmφ×長さ362朝の素材を上部から挿入して、前記
加圧ヘッドを下降させて、前記素材の軸方向の一方向に
係る上方向から上ポンチ8によって加圧すると、その素
材は塑性変形し、型5の空隙5a内へ充満し、第1図に
示す成形完了品、すなわちフランジ付シャフト1が成形
される。次に、型5をシュリンクリング6から抜き取り
、型5を分割すると、そのフランジ付シャフト1を容易
に取出すことができる。
A material having a diameter smaller than the diameter of the shaft portion 2 of 30 mm and having a diameter that does not buckle when pressurized in the axial direction, that is, 29.
When a material of mmφ x length 362 is inserted from above, the pressure head is lowered, and pressure is applied from above with the upper punch 8 in one direction in the axial direction of the material, the material is plastically deformed. Then, it fills the cavity 5a of the mold 5, and the molded product shown in FIG. 1, that is, the flanged shaft 1, is molded. Next, by removing the mold 5 from the shrink ring 6 and dividing the mold 5, the flanged shaft 1 can be easily taken out.

この鍛造方法によれば、フランジ付シャフト1の成形を
密閉型4によって行なっているので、材料歩留りが良く
(祠料歩留りほぼ100%)、寸法精度の高い(切削代
0,5陥以下)フランジ付シャフト1を得ることができ
る。また、寸法精度が良いために、後工程の切削加工の
工数を大幅に低減することができるものである。
According to this forging method, since the flanged shaft 1 is formed using the closed mold 4, the material yield is good (abrasive yield is almost 100%), and the flange is formed with high dimensional accuracy (cutting allowance of 0.5 or less). The attached shaft 1 can be obtained. Moreover, since the dimensional accuracy is good, the number of man-hours for cutting in the post-process can be significantly reduced.

さらに、前述した従来の鍛造による方法では、太い直径
の素材を用いるためンヤフト部などで多くばりが生じ、
後工程のトリミングでそのばりをせん断することになる
が、このせん断で材料の流線を切断する。これに対して
本実施例では、シャフト部などでのばりがほとんどない
ため、流線を切断することがなく、シたがって強度的に
すぐれたフランジ付シャフトを製造することができる。
Furthermore, in the conventional forging method described above, a large diameter material is used, which causes a lot of burrs in the shaft parts, etc.
The burrs will be sheared in the subsequent trimming process, and this shearing will cut the streamlines of the material. In contrast, in this embodiment, since there is almost no burr in the shaft portion, there is no need to cut streamlines, and therefore a flanged shaft with excellent strength can be manufactured.

ところで、第2図に係る密閉型4を使用してフランジ付
シャフト1を成形したときの、材料の流線を説明する。
By the way, the flow lines of the material when the flanged shaft 1 is molded using the closed mold 4 shown in FIG. 2 will be explained.

第3〜4図は、第2図に係る密閉型を使用して成形した
フランジ付シャフトの、シミュレーション計算(上界法
によるシミュレーション計算)による、フランジ部近傍
の材料の流線を示すものであり、第3図は成形途中の流
線図、第4図は成形完了品の流線図、第5図は、第2図
に係る密閉型と類似した密閉型を使用して成形したフラ
ンジ付シャフトの、実物の成形完了品の流線を示す流線
部には材料が充満しているが、下フランジ部には全く材
料が流れ込んでいない。成形の完了した時点では、第4
図に示すように、下フランジ部にも材料が充満している
が、上フランジ部の付は根近傍で流線の乱れが生じてい
る。これは、変形の様子を調べると、まず上フランジ部
に材料が充満し、次に下フランジ部に材料が流入する場
合に、既に充満した上フランジ部の材料は移動しないで
、上部より材料流動が起こるため、上フランジ部のつけ
根近傍で内部せん断が生じ、流線が乱れるものである。
Figures 3 and 4 show streamlines of the material near the flange part of the flanged shaft formed using the closed mold shown in Figure 2, based on simulation calculations (simulation calculations using the upper bound method). , Fig. 3 is a flow line diagram during molding, Fig. 4 is a streamline diagram of a completed product, and Fig. 5 is a flanged shaft molded using a closed mold similar to the closed mold shown in Fig. 2. Although the streamline section showing the streamline of the actual molded product is filled with material, no material flows into the lower flange section. When the molding is completed, the fourth
As shown in the figure, the lower flange is also filled with material, but the flow lines are disturbed near the root of the upper flange. When we examine the deformation, we find that when material first fills the upper flange and then flows into the lower flange, the material in the upper flange, which has already been filled, does not move and the material flows from the top. As a result, internal shear occurs near the base of the upper flange, disrupting the streamlines.

第2図に係る密閉型と類似した密閉型を使用して成形し
たフランジ付シャフトの実物の成形完了品の流線は、第
5図のようになり、この例の場合は、フランジ部の中心
軸がシャフト部の中心軸と多少ずれている点やフランジ
付は根部の角に丸味が設けられている点などが上記の計
算条件と異なるものの、上フランジ付は根付近に流線の
乱れが生じていることは前記引算結果と良く対応してい
る。
The flow lines of the actual molded product of the flanged shaft formed using a closed mold similar to the closed mold shown in FIG. 2 are as shown in FIG. 5, and in this example, the center of the flange part is Although the calculation conditions differ from the above calculation conditions in that the axis is slightly offset from the center axis of the shaft and the corners of the root of the flanged model are rounded, the upper flanged model has a disturbance in the streamlines near the root. What occurs corresponds well to the above-mentioned subtraction result.

このような流線の乱れの大きさは、上フランジ部の形状
によって影響され、小さなフランジ部の場合には流線の
乱れも小さくほとんど問題にならないが、フランジ部が
大きい場合には乱れが大きくなる。
The magnitude of such streamline disturbance is affected by the shape of the upper flange.If the flange is small, the disturbance of the streamline is small and hardly a problem, but if the flange is large, the disturbance is large. Become.

(9) 第6図は、本発明の第2の実施例に係るフランジ付シャ
フトの鍛造方法の実施に供せられる密閉型を示す断面図
、第7〜8図は、第6図に係る密閉型を使用し、上ポン
チと下ポンチで同時加圧して成形したフランジ付シャフ
トの、シミュレ」ジョン割算による、フランジ部近傍の
材料の流線を示すものであり、第7図は成形途中の流線
図、第8図は成形完了品の流線図、第9図は、第6図に
係る密閉型と類似した密閉型を使用し、上ポンチと下ポ
ンチで同時加圧して成形したフランジ付シャフトの、実
物の成形完了品の流線を示す流線図である。
(9) FIG. 6 is a sectional view showing a closed mold used for carrying out the method for forging a flanged shaft according to the second embodiment of the present invention, and FIGS. 7 and 8 are closed molds according to FIG. 6. This figure shows the flow lines of the material near the flange part, based on simulation division, of a flanged shaft that was formed using a mold and simultaneously pressurized with an upper punch and a lower punch. Streamline diagram, Figure 8 is a streamline diagram of the completed molded product, Figure 9 is a flange formed by using a closed mold similar to the closed mold shown in Figure 6 and pressurized simultaneously with the upper and lower punches. FIG. 2 is a flow line diagram showing the streamlines of an actual molded product of the attached shaft.

第6図において、第2図と同一番号を付したものは同一
部分である。この密閉型4Aにおいては、上ポンチ8に
対向して、型の下方に、空隙5aの下部(シャフト縄冷
摺動することができる下ポンチ9が配設されており、こ
の下ポンチ9は、プレスのベッドの下部に配設された油
圧シリンダなどの加圧源(図示せず)に取付けられてい
乙。なお、7aはベース板7Aに穿設した、下ポンチ9
のガ(10) イド穴である。
In FIG. 6, parts with the same numbers as in FIG. 2 are the same parts. In this closed mold 4A, a lower punch 9 is disposed below the mold opposite to the upper punch 8, and the lower punch 9 is capable of sliding in the lower part of the cavity 5a (shaft rope). It is attached to a pressure source (not shown) such as a hydraulic cylinder located at the bottom of the bed of the press. Note that 7a is a lower punch 9 drilled in the base plate 7A.
Noga (10) It is an id hole.

このように構成した密閉型4Aの前記空隙5a内へ、前
記素材を上部から挿入し、この素材を軸方向の上下2方
向から同時に加圧して上ポンチ8の加圧により上フラン
ジ部に材料を充満させ、下ポンチ9の加圧により下フラ
ンジ部を充満させる。
The material is inserted from the top into the gap 5a of the closed mold 4A constructed in this way, and the material is pressurized simultaneously from both the upper and lower directions in the axial direction, and the material is applied to the upper flange portion by the pressure of the upper punch 8. The lower flange portion is filled with pressure by the lower punch 9.

上ポンチ8および下ポンチ9を同時に加圧して成形1〜
だフランジ付シャフト1の材料の流線(シミュレーンヨ
ン計算による流線)は、第7.8図に示すようになり、
上フランジ部および下フランジ部へ材料が均等に流れ込
んでおり、上フランジ部付は根近傍の流線の乱れがほと
んどない。第9図に示す実物の成形完了品の流線も、上
フランジ部付は根近傍での流線の乱れが解消されている
The upper punch 8 and the lower punch 9 are pressurized at the same time to form 1~
The streamlines of the material of the flanged shaft 1 (streamlines calculated by simulation) are as shown in Figure 7.8.
The material flows evenly into the upper and lower flange parts, and there is almost no disturbance in the streamlines near the roots of the upper flange part. Regarding the streamlines of the actual molded product shown in FIG. 9, the disturbance of the streamlines near the root of the upper flange portion has been eliminated.

このように、第6図に係る密閉型4Aを使用して、素材
を軸方向の2方向から同時に加圧すれば、上フランジ部
付は根近傍での流線の乱れが解消し、前記第2図に係る
密閉型4を使用して成形したものよりも、フランジ付シ
ャフト1の強度上の信頼性がさらに向上する。
In this way, if the closed mold 4A according to FIG. 6 is used to simultaneously pressurize the material from two directions in the axial direction, the disturbance of the streamline near the root of the upper flange part is eliminated, and the above-mentioned The reliability in terms of strength of the flanged shaft 1 is further improved than that formed using the closed mold 4 shown in FIG. 2.

(11) 次に、第10図に示す、両端のシャフト部の長さが異な
るフランジ付シャフトを鍛造する実施例を説明する。
(11) Next, an example of forging a flanged shaft having different lengths of shaft portions at both ends as shown in FIG. 10 will be described.

第10図は、フランジ付シャフトの他の例として、シャ
フト部の中間に2個のフランジ部を有し、両端のシャフ
ト部の長さが異なるフランジ付シャフトを示す側面図、
第11図は、本発明の第3の実施例に係るフランジ付シ
ャフトの鍛造方法の実施に供せられる密閉型を示す断面
図である。
FIG. 10 is a side view showing, as another example of a flanged shaft, a flanged shaft having two flanges in the middle of the shaft portion and having different lengths of the shaft portions at both ends;
FIG. 11 is a sectional view showing a closed mold used for carrying out a method for forging a flanged shaft according to a third embodiment of the present invention.

第10図において、IAはフランジ付シャフト、2aは
シャフト3部、2bはシャフト1部(シャフト6部2b
の方が、シャフト3部2aより長い)5.3aは、シャ
フト8部2a側のフランジ部、3bは、ンヤフ)b部2
b側のフランジ部である。
In Fig. 10, IA is a shaft with a flange, 2a is a 3rd part of the shaft, 2b is a 1st part of a shaft (6 parts of a shaft, 2b
is longer than the shaft 3 part 2a) 5.3a is the flange part on the shaft 8 part 2a side, 3b is the flange part 2a)
This is the flange part on the b side.

第11図に係る密閉型4Bは、第10図に係るフランジ
付シャフトIAを成形するだめのものであり、この第1
1図において、第6図と同一番号を付したものは同一部
分である。ただし、シャフト3部2aを上側に成形する
ものとし、型5Aの空隙5bの上部(シャフト3部2a
を成形する空(12) 隙)を下部(シャフト1部2bを成形する空隙)よりも
短くしである。
The closed mold 4B shown in FIG. 11 is for molding the flanged shaft IA shown in FIG.
In FIG. 1, the same parts as in FIG. 6 are denoted by the same numbers. However, the shaft 3 part 2a is molded on the upper side, and the upper part of the cavity 5b of the mold 5A (shaft 3 part 2a
The gap (12) in which the shaft 1 part 2b is formed is shorter than the lower part (the gap in which the shaft 1 part 2b is formed).

このように構成した密閉型4Bの空隙5b内へシャフト
8部2a、シヤフ)b部2bの径より細く、軸方向に加
圧したとき座屈しない太さの径を有する素材を上部から
挿入し、この素材を軸方向の上下2方向からタイミング
をずらせて加圧する。
A material having a diameter smaller than the diameter of the shaft 8 part 2a and the shaft part 2b and having a diameter that does not buckle when pressurized in the axial direction is inserted into the cavity 5b of the closed mold 4B constructed in this way from above. , this material is pressurized from two directions, upper and lower in the axial direction, at different timings.

すなわち、まず下ポンチ9を固定(油圧回路を閉じるな
どして固定)しておき、上ポンチ8のみによって上方か
ら前記素材を加圧する。その結果、材料は、前記第3図
に示しだと同様に、空隙5bの上フランジ部のみに流れ
込む。上フランジ部に材料が充満した時点(すなわち、
72728部3aが成形された時点)で上ポンチ8によ
る加圧を止め、その上ポンチ8を固定する。この状態で
は、空隙5bの下フランジ部には、はとんど材料が流れ
込んでいないことは、第3図の流線からも明らかである
。次に、下ポンチ9の固定をはずし、下方から前記素材
を加圧して押上げ、材料を下フランジ部に充満させる(
すなわち、79721部(13) 3bを成形する)。
That is, first, the lower punch 9 is fixed (fixed by closing the hydraulic circuit, etc.), and the material is pressurized from above using only the upper punch 8. As a result, the material flows only into the upper flange portion of the gap 5b, as shown in FIG. 3 above. When the upper flange is filled with material (i.e.
When the 72728 part 3a is formed), the pressure applied by the upper punch 8 is stopped, and the upper punch 8 is fixed. In this state, it is clear from the streamlines in FIG. 3 that almost no material flows into the lower flange portion of the gap 5b. Next, the lower punch 9 is unfixed, and the material is pressed up from below to fill the lower flange with the material (
That is, 79721 parts (13) 3b was molded).

このような工程を採用することにより、前記第8図に示
したと同様に、流線の乱れのない、両端のシャフト部の
長さが異なるフランジ付シャフトIAを鍛造することが
できる。
By employing such a process, it is possible to forge a flanged shaft IA in which the lengths of the shaft portions at both ends are different, without disturbing the streamlines, as shown in FIG. 8 above.

ところで、本実施例のように、両端のシャフト部の長さ
が互いに異なるフランジ付シャフトを鍛造する場合、前
述したように、上ポンチ8と下ポンチ9の加圧のタイミ
ングをずらせて成形することが有効であるのは、次の理
由によるものである。
By the way, when forging a flanged shaft having different lengths of the shaft portions at both ends as in this embodiment, as described above, the timing of the pressurization of the upper punch 8 and the lower punch 9 may be staggered during the forming. is effective for the following reasons.

すなわち、第11図に係る密閉型4Bを使用して、上ポ
ンチ8および下ポンチ9により、同時に同じ加圧力で加
圧する場合を考える。この場合、成形中にシャフト部と
型5Aの内壁との間で摩擦力が作用するため、上ポンチ
8および下ポンチ9の加圧力がそのままフランジ部まで
は伝わらず、フランジ部への加圧力は低減する。シャツ
)b部2bの長さの方がシャフト3部2aよりも長いた
め、79721部3bに加わる加圧力は、72728部
3aのそれより小さくなる。特に摩擦係数(14) が大きく、且つ、79726部2bの長さが長くなるほ
ど下ポンチ9の加圧力が低減され、79726部3bの
付近では加圧力がかなり小さくなり、下ポンチ9によっ
て素材を押上げることはできなくなる。この場合の材料
の流線は、前記第4図に示したものと同様になり、下ポ
ンチ9を設けた効果がほとんど現れない。そこで、前述
したようにタイミングをずらせて素材を加圧するように
すれば、流線の乱れのない、強度上の信頼性が優れたフ
ランジ付ンヤフトIAを成形することができる。
That is, consider the case where the closed mold 4B shown in FIG. 11 is used and the upper punch 8 and the lower punch 9 pressurize at the same time with the same pressing force. In this case, since frictional force acts between the shaft part and the inner wall of the mold 5A during molding, the pressing force of the upper punch 8 and lower punch 9 is not directly transmitted to the flange part, and the pressing force to the flange part is reduce Since the length of the shirt) b section 2b is longer than the shaft 3 section 2a, the pressing force applied to the 79721 section 3b is smaller than that of the 72728 section 3a. In particular, as the coefficient of friction (14) becomes larger and the length of the 79726 part 2b becomes longer, the pressing force of the lower punch 9 is reduced, and the pressing force becomes considerably smaller near the 79726 part 3b, and the material is pressed by the lower punch 9. It will not be possible to raise it. In this case, the streamlines of the material are similar to those shown in FIG. 4, and the effect of providing the lower punch 9 is hardly apparent. Therefore, by applying pressure to the material at different timings as described above, it is possible to form a flanged shaft IA with excellent strength and reliability without any disturbance of the streamlines.

ところで、上ポンチ8に対向して下ポンチ9を配設した
第11図に係る密閉型4Bを使用し、加圧のタイミング
をずらせて、両端のシャフト部の長さが異なるフランジ
付シャフトIAを鍛造するという、上述の方法に代って
、別の方法によっても、上記フランジ付シャフトIAを
鍛造することが可能である。
By the way, by using the closed type 4B shown in FIG. 11 in which the lower punch 9 is disposed opposite to the upper punch 8, and by shifting the timing of pressurization, a flanged shaft IA with different lengths of the shaft portions at both ends is produced. Instead of the above-mentioned method of forging, it is also possible to forge the flanged shaft IA by other methods.

その1の方法を、第12図を使用して説明する。The first method will be explained using FIG. 12.

第12図は、本発明の第4の実施例に係るフランジ付シ
ャフトの鍛造方法の実施に供せられる密(15) 閉型を示す断面図である。
FIG. 12 is a sectional view showing a closed mold (15) used for carrying out a method for forging a flanged shaft according to a fourth embodiment of the present invention.

この第12図において、第11図と同一番号を付したも
のは同一部分である。そして、この密閉型4Cには下ポ
ンチが配設されておらず1.素材の加圧を上方向からの
みとしたものである。
In FIG. 12, the same parts as in FIG. 11 are denoted by the same numbers. This closed type 4C does not have a lower punch.1. The material is pressurized only from above.

このように構成した密閉型4Cの空隙5b内へ、シャフ
トa部2a、シャフトb部2 b (11o図)の径よ
り細く、軸方向に加圧したとき座屈しない太さの径を有
する素材を上部から挿入し、まず、上ポンチ8によって
前記素材を加圧し、空隙5bの上フラン2部に材料を充
満させ、一方の72798部3aを成形したのち加圧を
中断する。ここで、その内部に半成形品(図示せず)を
収納したままの、ンユリンクリング6に嵌まったままの
型5Aを反転し、再度上ポンチ8によって加圧すること
によって、空隙5bの下フランジ部(このとき下フラン
ジ部が上フランジ部の上側に来ている)にも材料を充満
させ、他方の79726部3bを成形することにより、
流線の乱れのない、フランジ付シャフ)IAを成形する
ことができる。
Into the cavity 5b of the closed mold 4C constructed in this way, a material having a diameter smaller than the diameter of the shaft part a 2a and shaft part b 2b (Fig. 11o) and large enough not to buckle when pressurized in the axial direction is inserted. is inserted from above, and first pressurizes the material with the upper punch 8, filling the upper flange 2 part of the gap 5b with the material, forming one 72798 part 3a, and then stopping the pressurization. Here, the mold 5A, which is still fitted into the link ring 6 and which still houses the semi-molded product (not shown) therein, is turned over and pressurized again with the upper punch 8, so that the mold 5A is placed under the cavity 5b. By filling the flange part (at this time, the lower flange part is above the upper flange part) with the material and molding the other 79726 part 3b,
It is possible to form a flanged shaft (IA) without disturbing the streamlines.

(16) 他の方法を、第13図を使用して説明する。(16) Another method will be explained using FIG. 13.

第13図は、本発明の第5の実施例に係るフランジ付シ
ャフトの鍛造方法の実施に供せられる密閉型を示す断面
図である。
FIG. 13 is a sectional view showing a closed mold used for carrying out a method for forging a flanged shaft according to a fifth embodiment of the present invention.

この第13図において、第12図と同一番号を付したも
のは同一部分である。そして、これらの密閉型にも下ポ
ンチが配設されておらず、素材の加圧を上方向からのみ
としたものである。まだ、第13図(a)は、フランジ
付シャフ)IA(第10図)のシャフト部および一方の
79726部3bとほぼ同一形状の空隙5Cを造形し、
前記フラン/b部3bを成形する第1の密閉型4Dを示
し、第13図(b)は、前記フランジ付シャフトIAの
完成品とほぼ同一形状の空隙5bを造形し、他方の72
798部3aを成形する第2の密閉型4Cを示す。
In FIG. 13, the same parts as in FIG. 12 are denoted by the same numbers. These closed types also do not have a lower punch, and pressurize the material only from above. Still, in FIG. 13(a), a gap 5C having almost the same shape as the shaft part and one 79726 part 3b of the flanged shaft (shaft) IA (FIG. 10) is formed,
FIG. 13(b) shows a first closed mold 4D for molding the flange/b part 3b, and FIG.
A second closed mold 4C for molding the 798 part 3a is shown.

上記のように構成した第1の密閉型4D内に、素材を挿
入し、前記素材の上方から上ポンチ8によって加圧する
と、その素材は塑性変形し、空隙5Cへ充満し、一方の
72726部3bが成形さく17) れる。次に、型5Bをシュリンクリング6から抜き取り
、一方の79726部3bを成形した半成形品(図示せ
ず)を取出す。この半成形品を、分割した型5A内へ挿
入し、型5Aを一体にし、第13図(1))に示すよう
に、密閉型4Cのシュリンクリング6の内部に収納し固
定する(このとき、さきに成形した79726部3bは
、空隙5bの下のフラン2部に収納される)。ここで上
方から上ポンチ8により加圧して他の1個の72798
部3aを成形することにより、流線の乱れのない、フラ
ンジ付シャフトIAを成形することができる。
When a material is inserted into the first sealed mold 4D configured as described above and pressurized from above with the upper punch 8, the material is plastically deformed and fills the gap 5C, forming one 72726 part. 3b is molded 17). Next, the mold 5B is removed from the shrink ring 6, and a semi-molded product (not shown) in which one of the 79726 portions 3b is formed is taken out. This semi-molded product is inserted into the divided mold 5A, the mold 5A is integrated, and as shown in FIG. 13 (1)), it is stored and fixed inside the shrink ring 6 of the closed mold 4C (at this time , the previously formed 79726 part 3b is stored in the flange 2 part below the gap 5b). Here, apply pressure from above with the upper punch 8 to create another 72798
By molding the portion 3a, it is possible to mold the flanged shaft IA without disturbing the streamlines.

さきに説明した、上ポンチ8に対向して下ポンチ9を配
設した第11図に係る密閉型4Bを使用してフランジ付
シャフ1−IAを鍛造する方法は、プレスのベッドの下
部に加圧源を有する特殊なプレスを必要とするのに対し
て、第12.13図に係る方法は、一般のプレスを使用
して成形できるという長所がある。
The method of forging the flanged shaft 1-IA using the closed mold 4B shown in FIG. Unlike the method that requires a special press with a pressure source, the method shown in FIGS. 12 and 13 has the advantage that it can be formed using a general press.

なお、前記第11〜13図に係る鍛造方法は、第1図に
係る、両端のノヤフト部の長さがほぼ等(18) しいフランジ付シャフト1の成形に適用してもよいもの
の、両端のシャフト部の長さが異なるフランジ付シャフ
トIAの成形に適用することにより、その効果が、さら
に大きいものである。
Note that the forging method according to FIGS. 11 to 13 may be applied to the forming of the flanged shaft 1 shown in FIG. The effect is even greater when applied to the molding of flanged shafts IA having shaft portions of different lengths.

さらに、素材がアルミニウムなど大きな加圧力を必要と
しない場合には問題とならないが、鉄系素材の場合には
、加工力が大きくなるので型の強度やプレスの容量の点
で問題となることがある。
Furthermore, this is not a problem if the material does not require a large pressing force, such as aluminum, but in the case of iron-based materials, the processing force becomes large, which may cause problems in terms of mold strength and press capacity. be.

このような場合には、素材を加熱することにより、その
変形抵抗を大幅に低減でき(例えば545Cは800〜
900Cの温度でアルミニウムの20Cと同等の変形抵
抗となる)るので、密閉型内に、予め加熱した素材を挿
入するようにすればよい。
In such cases, heating the material can significantly reduce its deformation resistance (for example, 545C has a
At a temperature of 900C, the deformation resistance is equivalent to that of aluminum at 20C, so a preheated material may be inserted into the closed mold.

以上詳細に説明したように本発明によれば、シャフト部
の中間にフランジ部を有するフランジ付シャフトを成形
する鍛造方法において、フランジ付シャフトのシャフト
部およびフランジ部とほぼ同一形状の空隙を造形した密
閉型内に、シャフト部の径より細く、軸方向に加圧した
ときに座屈しない太さの径を有する素材を挿入し、この
素材を(19) 軸方向から加圧して、フランジ付シャフトを成形するよ
うにしたので、材料歩留りが良く、大型のプレスを必要
とせず、且つ寸法精度が良くて後工程としての仕上げ工
数を低減させることができるフランジ付シャフトの鍛造
方法を提供することができる。
As explained in detail above, according to the present invention, in a forging method for forming a flanged shaft having a flange portion in the middle of the shaft portion, a void having substantially the same shape as the shaft portion and the flange portion of the flanged shaft is formed. A material having a diameter smaller than the diameter of the shaft portion and large enough to not buckle when pressure is applied in the axial direction is inserted into the closed mold, and this material is then pressurized from the axial direction (19) to form a flanged shaft. Therefore, it is possible to provide a forging method for a flanged shaft that has a high material yield, does not require a large press, has good dimensional accuracy, and can reduce the number of finishing steps as a post-process. can.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、フランジ付シャフトの一例を示す側面図、第
2図は、本発明の第1の実施例に係るフランジ付シャフ
トの鍛造方法の実施に供せられる密閉型を示す断面図、
第3〜4図は、第2図に係る密閉型を使用して成形した
フランジ付シャフトの、シミュレーション計算による、
フランジ部近傍の材料の流線を示すものであり、第3図
は成形途中の流線図、第4図は成形完了品の流線図、第
5図は、第2図に係る密閉型と類似した密閉型を使用し
て成形したフランジ付シャフトの、実物の成形完了品の
流線を示す流線図、第6図は、本発明の第2の実施例に
係るフランジ付シャフトの鍛造方法の実施に供せられる
密閉型を示す断面図、(20) 第7〜8図は、第6図に係る密閉型を使用し、上ホンチ
と下ポンチで同時加圧して成形したフランジ付シャフト
の、シミュレーション割算による、2ランジ部近傍の材
料の流線を示すものであり、第7図は成形途中の流線図
、第8図は成形完了品の流線図、第9図は、第6図に係
る密閉型と類似した密閉型を使用し、上ポンチと下ポン
チで同時加圧して成形したフランジ付シャフトの、実物
の成形完了品の流線を示す流線図、第10図は、フラン
ジ付シャフトの他の例を示す側面図、第11〜13図は
、本発明の第3〜5の実施例に係るフランジ付シャフト
の鍛造方法の実施に供せられる密閉型を示す断面図であ
る。 1、IA・・・フランジ付シャフト、2,2a、2b・
・・シャフト部、3,3a、3b・・・フランジ部、4
゜4A、4B、4C,4D・・・密閉型、5.5A。 5B・・・型、5a、5b、5C・・・空隙、8・・・
上ポンチ、9・・・下ポンチ。 代理人 弁理士 福田幸作 (ほか1名) (21) 第 l 肥 夢 2 図
FIG. 1 is a side view showing an example of a flanged shaft, and FIG. 2 is a sectional view showing a closed mold used for carrying out the method for forging a flanged shaft according to the first embodiment of the present invention.
Figures 3 and 4 show the flanged shaft molded using the closed mold shown in Figure 2, based on simulation calculations.
Figure 3 shows the flow line of the material near the flange part, Figure 3 is a flow line diagram during molding, Figure 4 is a streamline diagram of the completed molded product, and Figure 5 is a flow line diagram of the closed mold according to Figure 2. A flow line diagram showing the streamlines of an actual molded product of a flanged shaft molded using a similar closed mold, FIG. 6 is a forging method for a flanged shaft according to the second embodiment of the present invention. (20) Figures 7 and 8 are cross-sectional views showing a closed mold used for carrying out the process, using the closed mold according to Figure 6, and showing a flanged shaft formed by simultaneous pressing with an upper punch and a lower punch. , which shows the streamlines of the material in the vicinity of the two flange parts based on simulation division. Figure 7 is a streamline diagram during the process of forming, Figure 8 is a streamline diagram of a completed product, and Figure 9 is a streamline diagram of the material in the vicinity of the two flange parts. Figure 10 is a flow line diagram showing the streamlines of an actual completed product of a flanged shaft formed by simultaneous pressure with an upper punch and a lower punch using a closed mold similar to the closed mold shown in Figure 6. , a side view showing another example of a flanged shaft, and FIGS. 11 to 13 are sectional views showing a closed mold used for carrying out the method for forging a flanged shaft according to the third to fifth embodiments of the present invention. It is. 1, IA...Shaft with flange, 2, 2a, 2b.
...Shaft part, 3, 3a, 3b...Flange part, 4
゜4A, 4B, 4C, 4D... Sealed type, 5.5A. 5B... type, 5a, 5b, 5C... void, 8...
Upper punch, 9...lower punch. Agent Patent attorney Kosaku Fukuda (and 1 other person) (21) No. 1 Himu 2 Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、 シャフト部の中間にフランジ部を有するフラ空隙
を造形した密閉型内に、シャフト部の径より細く、軸方
向に加圧したときに座屈しない太さの径を有する素材を
挿入し、この素材を軸方向から加圧して、フランジ付シ
ャフトを形成することを特徴とするフランジ付シャフト
の鍛造方法。 2、密閉型内に、予め加熱した素材を挿入するようにし
たものである特許請求の範囲第1項記載のフランジ付シ
ャフ1造方法。 3、素材を軸方向の2方向から加圧して、2個のフラン
ジ部を有するフランジ付シャフトを成形するようにした
ものである特許請求の範囲第1項記載のフランジ付シャ
フトi造方法。 4、素材を軸方向の2方向から、タイミングをずらせて
加圧して、2個のフランジ部を有するフランジ付シャフ
トを成形するようにしたものである特許請求の範囲第3
項記載のフランジ付シャフトの鍛造方法。 5 素材の軸方向からの加圧を上方向からのみとし、一
方のフランジ部を成形したのち加圧を中断し、その内部
に半成形品を収納したままの型を反転し、再度加圧して
他のフランジ部を成形することにより、2個のフランジ
部を有するフランジ付/ヤフトを成形するようにしたも
のである特許請求の範囲第1項記載のフランジ付シャフ
トの鍛造方法。 6、 素材の軸方向からの加圧を上方向からのみとシ、
フランジ付シャフトのシャフト部および一方のフランジ
部とほぼ同一形状の空隙を造形した密閉型を使用して一
方のフランジ部を成形し、次に、フランジ付シャフトの
完成品とほぼ同一形状の空隙を造形した密閉型を使用し
て他方のフランジ部を成形することにより、2個のフラ
ンジ部を有するフランジ付シャフトを成形するようにし
たものである特許請求の範囲第1項記載のフランジ付ン
ヤフトの鍛造方法。
[Claims] 1. In a closed mold with a flanged gap having a flange section in the middle of the shaft section, a diameter smaller than the diameter of the shaft section and large enough not to buckle when pressurized in the axial direction is provided. 1. A method for forging a flanged shaft, the method comprising: inserting a material having a flange thereon, and pressurizing the material from the axial direction to form a flanged shaft. 2. A method for manufacturing a flanged shaft according to claim 1, wherein a preheated material is inserted into a closed mold. 3. A method for manufacturing a flanged shaft according to claim 1, wherein a material is pressurized from two axial directions to form a flanged shaft having two flange portions. 4. A flanged shaft having two flange portions is formed by pressurizing the material from two axial directions at different times.
Forging method of flanged shaft described in section. 5 Pressure is applied only from above in the axial direction of the material, and after forming one flange part, the pressurization is interrupted, the mold with the semi-formed product stored inside it is turned over, and pressure is applied again. The method for forging a flanged shaft according to claim 1, wherein a flanged/yaft having two flange parts is formed by forming another flange part. 6. Apply pressure from the axial direction of the material only from above,
One of the flange parts is molded using a closed mold that has a void that has almost the same shape as the shaft part of the flanged shaft and one flange part, and then a void that has almost the same shape as the finished product of the flanged shaft is molded. A flanged shaft according to claim 1, wherein a flanged shaft having two flange parts is molded by molding the other flange part using a molded closed mold. Forging method.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60108137A (en) * 1983-11-16 1985-06-13 Hosei Brake Kogyo Kk Manufacture of axial parts provided with square flange
JPS63160737A (en) * 1986-12-24 1988-07-04 Jidosha Kiki Co Ltd Method for forming conical rise part inside hole provided on end face of
KR100958788B1 (en) 2008-05-07 2010-05-18 현대중공업 주식회사 Device and forging method of die forging for large shaft flange of marine engine
JP2013027925A (en) * 2011-06-20 2013-02-07 Hitachi Metals Ltd Method for manufacturing forged material

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