JPS6061131A

JPS6061131A - 金属製品の塑性加工方法

Info

Publication number: JPS6061131A
Application number: JP58168974A
Authority: JP
Inventors: Naonobu Kanamaru; 尚信金丸; Susumu Aoyama; 進青山; Tsutomu Koike; 勉小池
Original assignee: M H CENTER KK; Hitachi Ltd
Current assignee: M H CENTER KK; Hitachi Ltd
Priority date: 1983-09-13
Filing date: 1983-09-13
Publication date: 1985-04-08
Also published as: JPH0215298B2; DE3433515C2; US4653305A; DE3433515A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）発明の技術分野本発明は金属製品の塑性加工方法に関し、さらに詳しく
は一製品分に加工された中心穴を有する金属素材を金型
内に断続して挿入加圧し、金型内を加圧方向に１回通過
することで軸方向の横断面形状が同一な製品を成形する
ようにＵ７た塑性加工方法に関するものである。

（ロ）従来技術と問題点従来、−製品骨に加圧した中心穴を有する金属素材を塑
性加工により、ブ・７シヱ、歯車などの製品を作る加工
方法としては２一つの押出し鍛造法がある。ひとつはコ
ンテナ及びグイとマントし・ル間に形成される隙間内に
、予め所定寸法、形状に加工された金属素材をポンチに
より挿入加圧し、上記隙間内に金属素材を流動充填せし
めた後、ポンチ及びマンドレルを引き抜き、ノックアウ
トピンにより金型内の成形品を素材加圧側へ押し出す方
式になっている。

しかし、上記のような従来の加工方法ににあっては、金
型の隙間内に流動充填せしめた成形品を素材加圧側へノ
ックアウトしなければ成形品の取り出しができないため
、外径が素材の外形より拡大されるような形状の製品加
工には全く不向きであり、成形品の加工精度も悪い。ま
た、コテンナの素材挿入開口径より大きい外径の製品が
加工できない関係上、製品の外径寸法が変化すると、こ
れに合わせて素材の外形寸法も製品ごとに変えなければ
ならず、このため製品と素材との関係が１対１となり素
材の共用化ができない。さらにまた、加工製品によって
は金型の隙間内に押し込まれない押し残りが生じ、これ
を除去するための後加工が必要となって加工コストが上
昇し、かつ製品の歩留まりも悪いほか、生産性も低い等
欠点があった。

また、中心穴を有する金属素材を断続的にコンテナに挿
入し加圧方向へ押し出す加工法も存在するが、マンドレ
ルが加圧押出用ポンチと同一の作動を行ない、素材挿入
時にはマンドレルは一旦、流動変形途中の素材から引き
抜かれ後続の素材を加圧する直前に再度流動変形途中の
素材へマンドレルが加圧挿入される構造になっている。

この押出方法においても、マンドレルが変形途中の素材
に抜き差しされる関係上、順次内径が拡大される加工や
、外径が素材の外径より拡大されるような形状の製品加
工は不可能であり、また、マンドレルにおける形状の制
約も多い。

（ハ）発明の目的本発明は上述するような従来の欠点を解決したもので、
その目的とするところは、コンテナの素材挿入開口径よ
り大きい外径の製品加工も可能にするとともに、背圧発
生による定常押出を製品の全域において行なわしめ製品
寸法、形状の精度向上を図り、更には背圧による三次元
圧縮状態による素材自由延び眼界以上の内外径の拡大を
可能にし、かつ、素材の共通化、金型の簡素化、長寿命
化を可能にし、併せて生産性の向上を図るようにした金
属製品の塑性加工方法を提供するにある。

仁）発明の構成このために本発明の金属製品の塑性加工方法は、コンテ
ナ及びダイ部とマンドレルにより形成される隙間内に中
心穴を有する金属素材をポンチにより挿入加圧する過程
、上記挿入加圧過程により上記ダイ部とマンドレルの間
において流動変形を与える過程、上記マンドレルと両者
の間に存在する流動変形途中の素材の王者の相対位置を
固定した状態で後続の金属素材を挿入する過程、上記隙
間内に後続して挿入加圧される金属素材により前段の流
動変形途中の素材を隙間内を加圧方向に押し出すことで
成形品とする過程とからなるものである。

け）発明の実施例以下、本発明の金属製品の塑性加工方法の一実施例を図
面を参照しながら説明する。

第１図は本発明方法に適用される加工装置を示すもので
、１は金属素材２の外形を拘束するコンテナであり、金
属素材２が挿入される拘束穴３が上下方向に貫通して形
成されている。４は上記コンテナ１の下端に連接された
、成形品の外径を設定するダイ部であり、このダイ部４
及びコンテナ１はダイアンビル５を介して固定部６に支
持されている。また、７は上記コンテナ１及びダイ部４
の内側において同心に配置されたマンドレルで、成形品
の内径を設定するものであり、該マンドレル７はそれ自
身を直立状態に保持する支持部７ａと、この支持部７ａ
の上端に連接され、成形品の内径を拡大して成形品の内
径を形作るテーバ部７ｂ及び上記金属素材２の中心穴２
ａと嵌合するガイド用ロッド部７Ｃとから構成されてい
る。８はコンテナ１及びダイ部４とマンドレル７間に形
成される隙間９内に金属素材２を挿入加工するためのポ
ンチである。

次に、上記構成の装置により、金属素材２から製品を加
工する場合の加工過程を第２図を参照しながら説明する
。

まず、第２図（ａ）に示すように所定の長さ寸法ｌ及び
径ｄに切り出し、かつマンドレル７のロンド部７Ｃにほ
ぼ一致する径に中心穴明は加工した金属素材２をコンテ
ナ１の拘束穴３内に挿入し、次にポンチ８を矢印Ｘ方向
に前進させてストローク一杯に金属素材２をコンテナ１
及びグイ部４とマンドレル７間の隙間９内に第２図（ｂ
ｌに示す如く挿入加圧する。かかる状態にあっては、金
属素材２は外周、内周及び軸方向の三次元方向から圧縮
されながらグイ部４とテーパ部７ｂで形成される隙間９
ａ内に流動され、かつ軸方向に伸長されるとともに内外
径を拡大されて隙間９ａに応じた形状に塑成変形される
。

最初の金属素材２に対しポンチ８によるストローク一杯
の挿入加圧が完了したならば、ポンチ８を矢印Ｘと逆の
方向に後退させ、次の金属素材２を第２図（Ｃ１に示す
如くコンテナ１の拘束穴３内に挿入し、再びポンチ８を
前進させて２個目の金属素材２を隙間９内に挿入加圧す
る。すると、上記２個目の金属素材２は第２図（ｄ）に
示すように隙間９ａ内に流動されるとともに最初の半製
品の金属素材２は後続の２個目の金属素材２によって隙
間９ａから完全に押し出される。これにより半製品の金
属素材は所定の内外径に拡大され、かつ所定の長さに伸
長された、軸方向に同一断面形状の成形品１０がマンド
レル７の支持部７ａ側に取り出されることになる。

以下同様にして、ポンチ８により金属素材２をコンテナ
１及びダイ部４とマンドレル７で形成される隙間９内に
挿入加圧すれば、金属素材２は第３図（ａ）、　（ｂｌ
、イＣ）の過程を経て第３図ｔｃ＋に示す成形品が順次
成形されることになる。

なお、本発明においては、第３図ｆａ）〜（Ｃ１に示す
ような円筒体（ブツシュ）の成形のみに限らず、例えば
第３図（ａｌに示す金属素材２を第３図（ｄｌ、　＋Ｑ
ｌに示す過程を経ることにより第３図（Ｃ１に示す円筒
上成形品１０より小径の成形品ｌＯとすることができる
。また、第３図（ｆｌ、　（ｇｌに示すように外形が素
材２の外形と等しく、内形及び長さ寸法を拡大した成形
品１０とすること、更には第３図（ｈｌ、　（１１に示
すごとく外径、内径とも小さくすることも当然可能であ
る。このことは同一形状の金属素材２を形状寸法の異な
る成形品に共用できることを意味する。また、本発明は
円筒状成形品の加工のみに限らず、平歯車、内側歯車、
中空スプライン軸等の加工にも適用できることは勿論で
ある。

ｃつ発明の効果以上のように本発明によれば、次に列挙する如き効果が
ある。

■同一寸法形状の金属素材を種々の寸法形状の成形品に
共用でき、これに伴い素材製作工程上の集約化が可能に
なる。

■成形品の内外径をコンテナの素材拘束穴径より拡大で
きるため、素材加圧部の面積条件が成形品の外形寸法や
内径寸法に拘束されることなく小さく設定でき、これに
より素材を従来より軽荷重にて流動成形できる。

■素材外径及び中心穴寸法を最小限寸法に設定できるた
め、素材製作における切断あるいはプレフォーム、中心
穴加工のすべての工程において、その加工設備の能力を
小さくできる。

■内外径とも拡大する方式の成形品においても、軸方向
には常に伸長される条件をグイ部及びマンドレルで設定
することにより、流動成形品を常時三次元圧縮の押し出
し条件下に置くことができ、これに伴い自由延びの少な
い脆性材料でも割れを発生させることなく自由延び限界
以上の内外径の拡大が可能になる。

■素材の中心穴の潤滑処理が可能であり、かつ金型内を
一方向に一回通過するのみで製品加工が完了するため、
金型の摩耗、損傷を最少限に押えることができ、金型の
寿命を向−りできる。

■素材の中心穴径は成形品の内径寸法に関係なく小さく
できるため、素材取りの歩留まりが向上する。

■素材を収容するコンテナ部分から成形品形状を決定す
るグイ部分への途中に、従来必要であったアプローチ部
が不要となり、グイ部分は製品の断面形状に対応した２
次元の形状で済み、金型の製作が容易となる。また、内
径側においても同様である。

■型内を一方向に一回通過することで製品の加工が可能
であるため、素材の押し出し条件が常に一定であり、金
型の弾性変形の制御が容易で製品精度が向上し、かつ軸
方向の全域において寸法形状が一定した製品を得ること
ができるほか、生産性も向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に適用される加工装置の一例を示す
概略断面図、第２図ｆａｔ〜（ｄｌは本発明方法の加工
過程を示す説明図、第３図ｆａ）〜（１１は同一素材か
ら異なる成形品を成形できる場合の例を示す説明図であ
る。Ｉ・・・コンテナ、２・・・金属素材、３・・・拘束穴
、４・・・グイ部、７・・・マンドレル、８・・・ポン
チ、９・・・隙間、１０・・・成形１（Ｑ）（Ｃ）特開昭ＧＯ−６１１３１（５）２図（ｂ）五債

Claims

【特許請求の範囲】（１，１コンテナ及びダイ部とマンドレルにより形成さ
れる隙間内に中心穴を有する金属素材をポンチにより挿
入加圧する過程、上記挿入加圧過程により上記ダイ部と
マンドレルの間において流動変形を与える過程、上記ダ
イ部とマンドレルと両者の間に存在する流動変形途中の
素材の三者の相対位置を固定した状態で後続の金属素材
を挿入する過程、上記隙間内に後続して挿入される金属
素材により前段の流動変形途中の素材を隙間内を加圧方
向に押し出すことで成形品とする過程とからなる金属製
品の塑性加工方法。（２）　コンテナ及びダイ部とマンドレルにより形成さ
れる隙間内に中心穴を有する金属素材をポンチにより挿
入加圧する過程、上記挿入加圧過程により上記ダイ部と
マンドレルのテーバ部分において少なくとも内径側を拡
大し軸方向には伸長させる流動変形を与える過程、上記
ダイ部とマンドレルと両者の間に存在する流動変形途中
の素材の三者の相対位置を固定した状態で後続の金属素
材を挿入する過程、上記隙間内に後続して挿入加圧され
る金属素材により前段の流動変形途中の素材を隙間内を
加圧方向に押し出すことで成形品とする過程とからなる
金属製品の塑性加工方法。