JPS6232012B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

発明の目的

【産業上の利用分野】

本発明は、金属素材に孔あけを行なう装置に関
する。

【従来の技術】

たとえばタービンやジエツトエンジンの部品で
あつて、とくにリング状のものを製造するに当つ
ては、通常、鋼や耐熱合金の「荒地」とよばれる
デスク状の素材に孔をあけ、ついでこれを鍛造す
る手順に従つて加工をする。この孔あけは、一般
に、孔台の上に荒地をのせ、所望の孔の径をもつ
たポンチを、油圧などの強大な圧力を加えられる
手段により荒地に押し込んで、剪断する方法がと
られる。 ところが、この方法では、いわゆる「ポンチ
屑」つまり孔あけにより荒地からとり除かれる部
分が、（ポンチ径×荒地厚さ）だけあり、素材か
ら製品への材料の歩留りがよくない。ことに、高
価な合金成分を含む材料を加工する場合には、こ
の歩留りをできるだけ高くすることが望ましい。
このため最近では、あけようとする孔の径より小
さな径のポンチにより孔をあけ、ついで円錐形状
のポンチを用いて、荒地にあけた孔を押し拡げて
所定の孔径に至らせるといつた方法がとられてい
る。 図面を参照してこの工程を説明すれば、まず第
１図に示すように、孔１１の径を可変にした孔台
１上に、荒地５をのせる。次に、第２図に示すよ
うに、あけようとする孔の径より小さな径のポン
チ２により孔をあける。従いて、第３図に示すよ
うに、円錐形状のポンチ３を用いて、荒地５にあ
けた孔を押し拡げる。このとき、円錐の底部つま
りポンチ３の最大径を、最終的にあけようとする
孔の径に合致させておく。ポンチ３の進行に伴つ
て、孔台１の孔１１の径は、次第に拡大する。そ
して、ついには第４図に示すように、所定の孔径
に至らせる。 この方法を実施するにあたつては、荒地に設け
た孔の円錐形ポンチによる押し拡げに際して、孔
径の固定した孔台が用いられている。ところがこ
の孔台を、たとえば最小径と最大径のもの２個と
すると、押し拡げに伴う荒地の外観形状の変化が
著しくなり、後の鍛造そのほかの工程にとつて不
都合であるばかりか、ポンチ屑がポンチに残存付
着して除去が困難なため、ポンチの連続使用が妨
げられるという不利益がある。少しずつ異なつた
孔径の孔台を多数用意して次々にとりかえれば、
上記の問題は軽減されるが、多数の孔台を用意す
るわずらわしさや、おきかえに要する時間と手数
を考えると、現実には不可能である。 このため１個の台上でポンチ屑を少なくし、か
つ外形の変化を最少にして孔の押し拡げができ
る、孔あけ装置が求められている。

【発明が解決しようとする問題点】

本発明の目的は、この要望にこたえた孔あけ装
置を提供することにある。 発明の構成

【問題点を解決するための手段】

本発明の孔あけ装置は、金属素材である荒地に
孔あけを行なう装置であつて、孔台およびポンチ
から本質的に構成されポンチを孔台上においた荒
地に押し込む手段をそなえたものにおいて、孔台
は複数に分割された部材の集合により構成され、
各部材は半径方向に前進および後退が可能であつ
て、それにより孔の径をある範囲内で変化させる
ことができ、かつポンチは小径の円柱状先端部を
有する円錐形状であることを特徴とする。つま
り、ポンチの進行に伴つて孔台の径が無段階に拡
大していくものである。 この装置を図面を参照して説明するが、まずポ
ンチについて述べれば、第５図に示すように、本
発明で使用する代表的なポンチ４は、先端部４１
が小径の円柱状であつて、孔あけのための剪断の
役割をはたし、その後方に円錐形の部分４２があ
つて、先端部であけつつある孔の押し拡げを分担
する。 このポンチのはたらきは第６図にみるとおりで
あつて、小径の孔の形成を行ないつつ、それに直
ちに続いて孔の押し拡げを行なう孔あけ方法が実
施できる。 円錐形のテーパは、孔あけの対象とする金属の
種類、荒地の形状および寸法、ならびに加工条件
などの因子を考慮して決定する。通常は10〜30゜
の範囲が適当であり、ポンチ長さが長くとれるな
らば、小さい角度ほど望ましい。 先端部４１の径と円錐形の底部つまり最大径の
部分４３の比も、所望の材料歩留りをはじめとし
て、円錐形のテーパについて挙げた諸要因にもと
づいて決定すればよい。 次に、孔台１の具体例を示せば、第７図および
第８図にみるような、６個に分割された部材１２
の集合で構成したものである。部材１２は、本体
１３に設けたガイド１４により、半径方向に前進
および後退できる。通常は、たとえば内部に設け
たコイルバネ１５の力により中心に向うように力
を加えており、第７図および第８図に示すよう
に、孔の径を最小にした状態にある。

【作 用】

前記のポンチ４が進入し、その円錐部分４２が
孔台の部材１２の先端に接触するようになると、
各部材１２は次第に後退させられ、孔の径を大き
くして行く。その極限に至ると、第９図および第
１０図に示すようになる。孔台の部材１２の可動
範囲、つまり最小径と最大径とは、最小径を使用
を企てるポンチの最小径に合致させ、最大径がポ
ンチの最大径以上であるようにえらべばよい。通
常、たとえば図示した６分割型の孔台の場合、最
小径と最大径との比が２程度までは問題ない。も
し、さらに大きな比をもたせることを望むなら
ば、孔台の部材の数をもつと多くすればよい。 本発明の孔あけ装置、とくにその孔台には、さ
まざまな態様が可能である。たとえば、孔台の部
材を、上記した環を６等分して構成するのではな
く、第１１図および第１２図に示すように、８本
の棒状の部材１２Ａで構成し、それがガイド１４
Ａの中を通つて前進、後退可能にしてもよい。こ
の装置では、孔台の部材を２本ずつバー１６で動
かし、４本のバー１５を連動させることによつ
て、孔の径を変化させる。 孔台の部材の前進後退を、スプリングによら
ず、エアシリンダーや油圧シリンダーを用いて行
なつてもよいことはいうまでもない。 発明の効果 容易に理解されるように、ポンチ屑の量は、荒
地の厚さが一定ならば、ポンチ４の最小径４１と
最大径４３との径の比の２乗に比例することにな
る。図示した例では、とり除かれる材料の量を、
従来技術の1/6以下にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はポンチ屑の少ない孔あけ
方法を説明するための断面図であつて、第１図は
孔台上に荒地をのせた状態を、第２図は小さな径
のポンチで孔をあけた段階を、第３図は円錐形状
ポンチで孔を拡大している状態を、そして第４図
は孔の拡大が終つた段階を、それぞれ示す。第５
図は、本発明の孔あけ装置に使用するポンチの一
例を示す側面図である。第６図は、第５図のポン
チを用いて孔の形成と拡大を同時に行なう状況を
示す断面図である。第７図ないし第１０図は、本
発明の孔あけ装置に使用する孔台の一例を説明す
るための図であつて、第７図は、孔台の６個の部
材が最も前進して孔の径が最小になつた状態を示
す平面図であり、第８図は、第７図の−方向
の断面図であり、第９図は、孔台の部材が最も後
退して孔の径が最大になつた状態を示す第７図と
同様な平面図であり、第１０図は第９図の−
方向の断面図である。第１１図および第１２図
は、本発明の孔あけ装置の孔台の他の例を示す平
面図であつて、第１１図は孔台の部材が最も前進
して孔の径が最小になつた状態を示す。第７図と
同様な図であり、第１２図は孔台の部材が最も後
退して孔の径が最大になつた状態を示す、第９図
と同様な図である。 １……孔台、１１……孔、１２，１２Ａ……孔
台部材、１３……孔台本体、２，３，４……ポン
チ、５……荒地。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属素材である荒地に孔あけを行なう装置で
   あつて、孔台およびポンチから本質的に構成され
   ポンチを孔台上においた荒地に押し込む手段をそ
   なえたものにおいて、孔台は複数に分割された部
   材の集合により構成され、各部材は半径方向に前
   進および後退が可能であつて、それにより孔の径
   をある範囲内で変化させることができ、かつポン
   チは小径の円柱状先端部を有する円錐形状である
   ことを特徴とする孔あけ装置。 ２ 孔台が放射状に等分された６個の部材からな
   り、各部材は孔台本体上に設けたガイドに沿つて
   半径方向に前進および後退可能であり、平常はバ
   ネの力により最も前進した位置にあつて孔の径を
   最小にしているが、ポンチの進入につれて各部材
   がバネの力に抗して後退させられて孔の径が拡大
   するように構成した特許請求の範囲第１項の孔あ
   け装置。