KR20070103409A - 통형 소재의 업세팅 가공 방법 및 통형 소재의 업세팅 가공장치 - Google Patents
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Abstract
통형의 소재의 가공 예정부를 두께가 증가하도록 내측 또는 외측으로 확실하게 팽출시킬 수 있는 통형 소재의 업세팅 가공 방법을 제공한다. 통형 소재(1)의 가공 에정부(2) 및 비가공 예정부(3)의 중공부(2a, 3b) 내에 코어(40)를 배치한다. 소재(1)의 비가공 예정부(3a)를 구속 다이(10)의 구속 구멍(11) 내에 배치한다. 소재(1)의 가공 예정부(2) 성형 오목부(12) 내에 배치한다. 소재(1)의 가공 예정부(2)를 가이드(20)의 삽통 구멍(21) 내에 배치한다. 이어서, 소재(1)의 가공 예정부(2)를 펀치(30)로 축방향으로 가압하면서, 가이드(20)를 펀치의 이동 방향(35)과는 반대 방향(25)으로 이동시킴에 의해서, 소재(1)의 가공 예정부(2)를 성형 오목부(12) 내에서 두께가 증가하도록 외측으로 팽출시킨다.
업세팅 가공, 통형 소재, 코어, 구속 다이, 펀치, 가이드
Description
본 발명은, 통형 소재의 소정 부위를 두께를 증가시켜 내측 또는 외측으로 팽출시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법 및 통형 소재의 업세팅 가공 장치에 관한 것이다.
일반적으로 업세팅 가공은, 막대형의 소재를 축방향으로 가압함으로써, 소재의 가공 예정부를 확경하는 것이다. 이 업세팅 가공에서, 가공시에 소재의 가공 예정부가 좌굴하면, 얻어지는 제품(업세팅 가공품)은 형상 불량(주름, 불분명한 형상 등)으로 되어 제품으로서의 가치가 손상된다. 그래서, 가공 예정부가 좌굴하지 않도록 하기 위해서, 종래, 다음과 같은 업세팅 가공 방법이 알려져 있다.
즉, 소재를 고정 다이에 고정함과 함께, 소재의 가공 예정부를 가이드에 형성된 삽통(揷通) 구멍에 삽통하여 가공 예정부를 좌굴 저지 상태로 지지한다. 이어서, 펀치로 소재의 가공 예정부를 축방향으로 가압하면서, 가이드를 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시킴으로써, 가이드의 선단부와 고정 다이의 사이에 노출하는 소재의 가공 예정부를 확경하는 방법이다(예를 들면, 특허 문헌 1-2 참조).
상기 종래의 업세팅 가공 방법은, 중실의 소재의 가공 예정부를 확경하는 경우에 적용되고 있다.
특허문헌 1 : 일본 특개 소48-62646호 공보
특허문헌 2 : 일본 특개 평9-253782호 공보
그러나, 소재가 파이프 형상 등의 통형인 경우에서, 상기 종래의 업세팅 가공 방법에 의해 통형 소재의 축방향의 일부를 두께가 증가하도록 내측 또는 외측에 팽출시키는, 즉 통형 소재의 두께 증가 가공을 행하는 경우에는, 다음과 같은 난점이 있었다.
즉, 통형 소재는 그 내부에 중공부를 가지고 있기 때문에, 업세팅 가공시에, 소재의 일부가 내측 또는 외측에 굴곡(좌굴)하여, 형상 불량이 발생하기 쉬웠다.
본 발명은, 전술한 기술 배경을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 통형의 소재의 가공 예정부를 두께가 증가하도록 내측 또는 외측으로 확실하게 팽출시킬 수 있는 통형 소재의 업세팅 가공 방법, 이 업세팅 방법에 의해 얻어진 업세팅 가공품 및 상기 업세팅 가공 방법에 적합하게 이용할 수 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 이하의 수단을 제공한다.
[1] 통형 소재의 가공 예정부 및 비가공 예정부의 중공부 내에 코어를 배치함으로써, 상기 가공 예정부 및 상기 비가공 예정부의 내주면을 코어의 둘레면으로 구속함과 함께, 소재의 비가공 예정부를 구속 다이에 그 축방향으로 연장되어 형성된 구속 구멍 내에 배치함으로써, 상기 비가공 예정부의 외주면을 구속 구멍의 둘레면으로 구속하고, 또한, 소재의 가공 예정부를 구속 다이의 축방향 단부에 형성된 성형 오목부 내에 배치함과 함께, 소재의 가공 예정부를 가이드에 그 축방향으로 연장되어 형성된 삽통 구멍 내에 배치하고, 이어서, 소재의 가공 예정부를 펀치로 축방향으로 가압하면서, 가이드를 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시킴으로써, 소재의 가공 예정부를 성형 오목부 내에서 두께가 증가하도록 외측으로 팽출시키는 것을 특징으로 하는, 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[2] 가이드를 가이드 구동 장치의 구동력에 의해 이동시키는 전항 1에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[3] 펀치의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도를 P, 가이드의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도를 G, 업세팅 가공 전의 소재의 가공 예정부의 단면적에서의 좌굴 한계 길이를 XO, 가이드의 선단부와 성형 오목부의 저부의 사이의 초기 클리어런스를 X(단, O≤X≤XO), 팽출부에 필요한 업세팅 가공 전의 소재의 길이를 LO, 팽출부의 설계 체적으로부터 구해지는 펀치의 선단부의 성형 오목부 저부에 대한 정지 위치를 XP, 설계로 정한 가이드의 선단부의 성형 오목부 저부에 대한 정지 위치를 Xg, 펀치의 이동 개시시로부터 가이드의 이동 개시시까지의 타임 래그를 tO(단, O≤tO)로 할 때, G는,
G=(Xg-X)P/(LO-XP-PtO)
의 식을 만족하고 있는 전항 1 또는 2에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[4] 가이드를, 소재의 가공 예정부의 재료의 성형 오목부 내로의 압입에 의해 가이드에 작용하는 복구력에 의해 이동시키는 전항 1에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[5] 펀치의 선단부가 소재의 축방향 단부의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있는 전항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[6] 펀치에 코어가 펀치의 축방향으로 연재하는 상태로 연결되어 있는 전항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[7] 펀치에 코어가 축방향으로 신축 가능한 신축 장치를 통하여 연결되어 있고, 펀치의 이동에 수반하여 신축 장치를 단축시키는 전항 6에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[8] 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열한 상태에서, 소재의 가공 예정부를 팽출시키는 전항 1 내지 7 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[9] 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열하는 전항 8에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[10] 구속 다이의 축방향 단부를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열함으로써, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하는 전항 8에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[11] 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 반용융 상태로 가열하는 전항 8 내지 10 중 어느 한 항에 기재된 업세팅 가공 방법.
[12] 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위를 냉각 수단에 의해 국부적으로 냉각한 상태에서, 소재의 가공 예정부를 팽출시키는 전항 8 내지 11 중 어느 한 항에 기재된 업세팅 가공 방법.
[13] 전항 1 내지 12 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법에 의해 얻어진 통형 업세팅 가공품.
[14] 통형 소재의 축방향 중간부의 비가공 예정부 및 축방향 양측부의 가공 예정부의 중공부 내에 코어를 배치함으로써, 상기 비가공 예정부 및 상기 양 가공 예정부의 내주면을 코어의 둘레면으로 구속함과 함께, 소재의 비가공 예정부를 구속 다이에 그 축방향으로 연장되어 형성된 구속 구멍 내에 배치함으로써, 상기 비가공 예정부의 외주면을 구속 구멍의 둘레면으로 구속하고, 또한, 소재의 양 가공 예정부를 구속 다이에 그 축방향 양단부에 형성된 성형 오목부 내에 배치함과 함께, 소재의 각 가공 예정부를 각각 가이드에 그 축방향으로 연장되어 형성된 삽통 구멍 내에 배치하고, 이어서, 소재의 각 가공 예정부를 각각 펀치로 축방향으로 동시에 가압하면서, 각 가이드를 각각 대응하는 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시킴으로써, 소재의 각 가공 예정부를 각각 대응하는 성형 오목부 내에서 두께가 증가하도록 외측으로 팽출시키는 것을 특징으로 하는, 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[15] 각 가이드를 각각 대응하는 가이드 구동 장치의 구동력에 의해 이동시키는 전항 14에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[16] 양 가이드 중 적어도 한쪽의 가이드와 상기 가이드에 대응하는 펀치에 있어서, 펀치의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도를 P, 가이드의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도를 G, 업세팅 가공 전의 소재의 가공 예정부의 단면적에서의 좌굴 한계 길이를 XO, 가이드의 선단부와 성형 오목부의 저부의 사이의 초기 클리어런스를 X(단, O≤X≤XO), 팽출부에 필요한 업세팅 가공 전의 소재의 길이를 LO, 팽출부의 설계 체적으로부터 구해지는 펀치의 선단부의 성형 오목부 저부에 대한 정지 위치를 XP, 설계로 정한 가이드의 선단부의 성형 오목부 저부에 대한 정지 위치를 Xg, 펀치의 이동 개시시로부터 가이드의 이동 개시시까지의 타임 래그를 tO(단, 0≤tO)로 할 때, G는,
G=(Xg-X)P/(LO-XP-PtO)
의 식을 만족하고 있는 전항 14 또는 15에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[17] 각 가이드를, 소재의 대응하는 가공 예정부의 성형 오목부 내로의 압입에 의해 가이드에 작용하는 복구력에 의해 이동시키는 전항 14에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[18] 각 펀치의 선단부가 소재의 대응하는 축방향 단부의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있는 전항 14 내지 17 중 어느 한 항에 기재된 업세팅 가공 방법.
[19] 코어는 그 축방향 중간부로 2분할되어 있고, 각 펀치에, 각각 대응하는 코어 반부가 펀치의 축방향으로 연재하는 상태로 연결되어 있는 전항 14 내지 18 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[20] 각 펀치에, 각각 대응하는 코어 반부가 축방향으로 신축 가능한 신축 장치를 통하여 연결되어 있고, 각 펀치의 이동에 수반하여 신축 장치를 단축시키는 전항 19에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[21] 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열한 상태에서, 소재의 각 가공 예정부를 팽출시키는 전항 14 내지 20 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[22] 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열하는 전항 21에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[23] 구속 다이의 축방향 양단부를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열함으로써, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하는 전항 21에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[24] 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 반용융 상태로 가열하는 전항 21 내지 23 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[25] 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위를 냉각 수단에 의해 국부적으로 냉각한 상태에서, 소재의 각 가공 예정부를 팽출시키는 전항 21 내지 24 중 어느 한 항에 기재된 업세팅 가공 방법.
[26] 전항 14 내지 25 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법에 의해 얻어진 통형 업세팅 가공품.
[27] 코어 본체와 상기 코어 본체의 축방향 단부에 설치된 코어 본체보다 직경이 작은 소경부를 가지는 코어를 준비하고, 통형 소재의 비가공 예정부의 중공부 내에 코어 본체를 가공 예정부의 중공부 내에 코어의 소경부를 각각 배치함으로써, 상기 비가공 예정부의 내주면을 코어 본체의 둘레면으로 구속함과 함께, 상기 가공 예정부의 내주면과 소경부의 사이에 성형 오목부를 형성하고, 또한, 소재의 가공 예정부 및 비가공 예정부를 구속 다이에 그 축방향으로 연장되어 형성된 구속 구멍 내에 배치함으로써, 상기 가공 예정부 및 상기 비가공 예정부의 외주면을 구속 구멍의 둘레면으로 구속함과 함께, 소재의 가공 예정부의 중공부 내에 가이드를 배치함으로써, 상기 가공 예정부의 내주면을 가이드의 둘레면으로 구속하고, 이어서, 소재의 가공 예정부를 펀치로 축방향으로 가압하면서, 가이드를 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시킴으로써, 소재의 가공 예정부를 성형 오목부 내에서 두께가 증가하도록 내측으로 팽출시키는 것을 특징으로 하는, 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[28] 가이드를 가이드 구동 장치의 구동력에 의해 이동시키는 전항 27에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[29] 펀치의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도를 P, 가이드의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도를 G, 업세팅 가공 전의 소재의 가공 예정부의 단면적에서의 좌굴 한계 길이를 XO, 가이드의 선단부와 성형 오목부의 저부의 사이의 초기 클리어런스를 X(단, O≤X≤XO), 팽출부에 필요한 업세팅 가공 전의 소재의 길이를 LO, 팽출부의 설계 체적으로부터 구해지는 펀치의 선단부의 성형 오목부 저부에 대한 정지 위치를 XP, 설계로 정한 가이드의 선단부의 성형 오목부 저부에 대한 정지 위치를 Xg, 펀치의 이동 개시시로부터 가이드의 이동 개시시까지의 타임 래그를 tO(단, O≤tO)로 할 때, G는,
G=(Xg-X)P/(LO-XP-PtO)
의 식을 만족하고 있는 전항 27 또는 28에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[30] 가이드를, 소재의 가공 예정부의 재료의 성형 오목부 내로의 압입에 의해 가이드에 작용하는 복구력에 의해 이동시키는 전항 27에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[31] 펀치의 선단부가 소재의 축방향 단부의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있는 전항 27 내지 30 중 어느 한 항에 기재된 업세팅 가공 방법.
[32] 가이드에 코어가 가이드의 축방향으로 연재하는 상태로 연결되어 있는 전항 27 내지 31 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[33] 가이드에 코어가 축방향으로 신축 가능한 신축 장치를 통하여 연결되어 있고, 가이드의 이동에 수반하여 신축 장치를 신장시키는 전항 32에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[34] 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열한 상태에서, 소재의 가공 예정부를 팽출시키는 전항 27 내지 33 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[35] 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열하는 전항 34에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[36] 구속 다이의 축방향 단부를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열함으로써, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하는 전항 34에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[37] 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 반용융 상태로 가열하는 전항 34 내지 36 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[38] 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위를 냉각 수단에 의해 국부적으로 냉각한 상태에서, 소재의 가공 예정부를 팽출시키는 전항 34 내지 37 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[39] 전항 27 내지 38 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법에 의해 얻어진 통형 업세팅 가공품.
[40] 통형 소재의 가공 예정부를 두께가 증가하도록 외측으로 팽출시키는 통형 소재의 업세팅 가공 장치로서, 통형 소재의 가공 예정부 및 비가공 예정부의 중공부 내에 배치되는 코어와, 축방향으로 연장된 구속 구멍을 가지고 상기 구속 구멍 내에 소재의 비가공 예정부가 배치되는 구속 다이와, 구속 다이의 축방향 단부에 형성된 성형 오목부와, 축방향으로 연장된 삽통 구멍을 가지고 상기 삽통 구멍 내에 소재의 가공 예정부가 배치되는 가이드와, 소재의 가공 예정부를 축방향으로 가압하는 펀치를 구비하고, 가이드는, 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[41] 가이드를 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시키는 가이드 구동 장치를 구비하고 있는 전항 40에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[42] 펀치의 선단부가 소재의 축방향 단부의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있는 전항 40 또는 41에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[43] 펀치에 코어가 펀치의 축방향으로 연재하는 상태로 연결되어 있는 전항 40 내지 42 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[44] 펀치에 코어가 축방향으로 신축 가능한 신축 장치를 통하여 연결되어 있는 전항 43에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[45] 펀치의 내부에 신축 장치가 배치되어 있는 전항 44에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[46] 신축 장치는, 유체압 실린더 또는 축방향으로 신축 가능한 스프링을 가지고 있는 전항 44 또는 45에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[47] 가이드의 선단부의 삽통 구멍 개구 가장자리부에 면취 가공이 실시되어 있는 전항 40 내지 46 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[48] 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하는 가열 수단을 구비하고 있는 전항 40 내지 47 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[49] 가열 수단은, 유도 가열 수단이고, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열하도록 구성되어 있는 전항 48에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[50] 가열 수단은, 유도 가열 수단이고, 구속 다이의 축방향 단부를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열함으로써, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하도록 구성되어 있는 전항 48에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[51] 가열 수단은, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 반용융 상태로 가열 가능한 것인 전항 48 내지 50 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[52] 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위를 국부적으로 냉각하는 냉각 수단을 구비하고 있는 전항 48 내지 51 중 어느 한 항에 기재된 업세팅 가공 장치.
[53] 통형 소재의 축방향 양측부의 가공 예정부를 두께가 증가하도록 외측으로 팽출시키는 통형 소재의 업세팅 가공 장치로서, 통형 소재의 축방향 중간부의 비가공 예정부 및 축방향 양측부의 가공 예정부의 중공부 내에 배치되는 코어와, 축방향으로 연장된 구속 구멍을 가지고 상기 구속 구멍 내에 소재의 비가공 예정부가 배치되는 구속 다이와, 구속 다이의 축방향 양단부에 형성된 2개의 성형 오목부와, 축방향으로 연장된 삽통 구멍을 가지고 상기 삽통 구멍 내에 소재의 각 가공 예정부가 각각 배치되는 2개의 가이드와, 소재의 각 가공 예정부를 각각 축방향으로 가압하는 2개의 펀치를 구비하고, 각 가이드는, 대응하는 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[54] 각 가이드를 각각 대응하는 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시키는 2개의 가이드 구동 장치를 구비하고 있는 전항 53에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[55] 각 펀치의 선단부가 소재의 대응하는 축방향 단부의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있는 전항 53 또는 54에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[56] 코어는 그 축방향 중간부로 2분할되어 있고, 각 펀치에, 각각 대응하는 코어 반부가 펀치의 축방향으로 연재하는 상태로 연결되어 있는 전항 53 내지 55 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[57] 각 펀치에, 각각 대응하는 코어 반부가 축방향으로 신축 가능한 신축 장치를 통하여 연결되어 있는 전항 56에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[58] 각 펀치의 내부에 각각 대응하는 신축 장치가 배치되어 있는 전항 57에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[59] 신축 장치는, 유체압 실린더 또는 축방향으로 신축 가능한 스프링을 가지고 있는 전항 57 또는 58에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[60] 각 가이드의 선단부의 삽통 구멍 개구 가장자리부에 면취 가공이 실시되어 있는 전항 53 내지 59 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[61] 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하는 2개의 가열 수단을 구비하고 있는 전항 53 내지 60 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[62] 각 가열 수단은, 유도 가열 수단이고, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열하도록 구성되어 있는 전항 61에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[63] 각 가열 수단은, 유도 가열 수단이고, 구속 다이의 축방향 양단부를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열함으로써, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하도록 구성되어 있는 전항 61에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[64] 각 가열 수단은, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 반용융 상태로 가열 가능한 것인 전항 61 내지 63 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[65] 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위를 국부적으로 냉각하는 2개의 냉각 수단을 구비하고 있는 전항 61 내지 64 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[66] 통형 소재의 가공 예정부를 두께가 증가하도록 외측으로 팽출시키는 통형 소재의 업세팅 가공 장치로서, 코어 본체와 상기 코어 본체의 축방향 단부에 설치된 코어 본체보다 직경이 작은 소경부를 가지고, 통형 소재의 가공 예정부의 중공부 내에 코어 본체가 비가공 예정부의 중공부 내에 소경부가 각각 배치되고, 비가공 예정부의 내주면과 소경부의 사이에 성형 오목부를 형성하는 코어와, 축방향으로 연장된 구속 구멍을 가지고 상기 구속 구멍 내에 소재의 가공 예정부 및 비가공 예정부가 배치되는 구속 다이와, 소재의 가공 예정부의 중공부 내에 배치되는 가이드와, 소재의 가공 예정부를 축방향으로 가압하는 펀치를 구비하고, 가이드는, 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[67] 가이드를 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시키는 가이드 구동 장치를 구비하고 있는 전항 66에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[68] 펀치의 선단부가 소재의 축방향 단부의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있는 전항 66 또는 67에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[69] 펀치의 내부에 그 축방향으로 연장되어 형성된 공동부 내에, 가이드가 펀치의 축방향으로 이동이 자유롭도록 배치되어 있는 전항 66 내지 68 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[70] 가이드에 코어가 가이드의 축방향으로 연재하는 상태로 연결되어 있는 전항 66 내지 69 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[71] 가이드에 코어가 축방향으로 신축 가능한 신축 장치를 통하여 연결되어 있는 전항 70에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[72] 가이드의 내부에 신축 장치가 배치되어 있는 전항 71에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[73] 신축 장치는, 유체압 실린더 또는 축방향으로 신축 가능한 스프링을 가지고 있는 전항 71 또는 72에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[74] 가이드의 선단부의 주연부에 면취 가공이 실시되어 있는 전항 66 내지 73 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[75] 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하는 가열 수단을 구비하고 있는 전항 66 내지 74 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[76] 가열 수단은, 유도 가열 수단이고, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열하도록 구성되어 있는 전항 75에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[77] 가열 수단은, 유도 가열 수단이고, 구속 다이의 축방향 단부를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열함으로써, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하도록 구성되어 있는 전항 75에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[78] 가열 수단은, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 반용융 상태로 가열 가능한 것인 전항 75 내지 77 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[79] 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위를 국부적으로 냉각하는 냉각 수단을 구비하고 있는 전항 75 내지 78 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[80] 통형 소재의 가공 예정부 및 비가공 예정부의 중공부 내에 압력 유체를 충전함으로써, 상기 가공 예정부 및 상기 비가공 예정부의 내주면을 유체압으로 가압 구속함과 함께, 소재의 비가공 예정부를 구속 다이에 그 축방향으로 연장되어 형성된 구속 구멍 내에 배치함으로써, 상기 비가공 예정부의 외주면을 구속 구멍의 둘레면으로 구속하고, 또한, 소재의 가공 예정부를 구속 다이의 축방향 단부에 형성된 성형 오목부 내에 배치함과 함께, 소재의 가공 예정부를 가이드에 그 축방향으로 연장되어 형성된 삽통 구멍 내에 배치하고, 이어서, 소재의 가공 예정부를 펀치로 축방향으로 가압하면서, 가이드를 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시킴으로써, 소재의 가공 예정부를 성형 오목부 내에서 두께가 증가하도록 외측으로 팽출시키는 것을 특징으로 하는, 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[81] 가이드를 가이드 구동 장치의 구동력에 의해 이동시키는 전항 80에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[82] 펀치의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도를 P, 가이드의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도를 G, 업세팅 가공 전의 소재의 가공 예정부의 단면적에서의 좌굴 한계 길이를 XO, 가이드의 선단부와 성형 오목부의 저부의 사이의 초기 클리어런스를 X(단, O≤X≤XO), 팽출부에 필요한 업세팅 가공 전의 소재의 길이를 LO, 팽출부의 설계 체적으로부터 구해지는 펀치의 선단부의 성형 오목부 저부에 대한 정지 위치를 XP, 설계로 정한 가이드의 선단부의 성형 오목부 저부에 대한 정지 위치를 Xg, 펀치의 이동 개시시로부터 가이드의 이동 개시시까지의 타임 래그를 tO(단, O≤tO)로 할 때, G는,
G=(Xg-X)P/(LO-XP-PtO)
의 식을 만족하고 있는 전항 80 또는 81에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[83] 가이드를, 소재의 가공 예정부의 재료의 성형 오목부 내로의 압입에 의해 가이드에 작용하는 복구력에 의해 이동시키는 전항 80에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[84] 펀치의 선단부가 소재의 축방향 단부의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있는 전항 80 내지 83 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[85] 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열한 상태에서, 소재의 가공 예정부를 팽출시키는 전항 80 내지 84 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[86] 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열하는 전항 85에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[87] 구속 다이의 축방향 단부를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열함으로써, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하는 전항 85에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[88] 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 반용융 상태로 가열하는 전항 85 내지 87 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[89] 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위를 냉각 수단에 의해 국부적으로 냉각한 상태에서, 소재의 가공 예정부를 팽출시키는 전항 85 내지 88 중 어느 한 항에 기재된 업세팅 가공 방법.
[90] 전항 80 내지 89 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법에 의해 얻어진 통형 업세팅 가공품.
[91] 통형 소재의 축방향 중간부의 비가공 예정부 및 축방향 양측부의 가공 예정부의 중공부 내에 압력 유체를 충전함으로써, 상기 비가공 예정부 및 상기 양 가공 예정부의 내주면을 유체압으로 가압 구속함과 함께, 소재의 비가공 예정부를 구속 다이에 그 축방향으로 연장되어 형성된 구속 구멍 내에 배치함으로써, 상기 비가공 예정부의 외주면을 구속 구멍의 둘레면으로 구속하고, 또한, 소재의 양 가공 예정부를 구속 다이에 그 축방향 양단부에 형성된 성형 오목부 내에 배치함과 함께, 소재의 각 가공 예정부를 각각 가이드에 그 축방향으로 연장되어 형성된 삽통 구멍 내에 배치하고, 이어서, 소재의 각 가공 예정부를 각각 펀치로 축방향으로 동시에 가압하면서, 각 가이드를 각각 대응하는 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시킴으로써, 소재의 각 가공 예정부를 각각 대응하는 성형 오목부 내에서 두께가 증가하도록 외측으로 팽출시키는 것을 특징으로 하는, 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[92] 각 가이드를 각각 대응하는 가이드 구동 장치의 구동력에 의해 이동시키는 전항 91에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[93] 양 가이드 중 적어도 한쪽의 가이드와 상기 가이드에 대응하는 펀치에 있어서, 펀치의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도를 P, 가이드의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도를 G, 업세팅 가공 전의 소재의 가공 예정부의 단면적에서의 좌굴 한계 길이를 XO, 가이드의 선단부와 성형 오목부의 저부의 사이의 초기 클리어런스를 X(단, O≤X≤XO), 팽출부에 필요한 업세팅 가공 전의 소재의 길이를 LO, 팽출부의 설계 체적으로부터 구해지는 펀치의 선단부의 성형 오목부 저부에 대한 정지 위치를 XP, 설계로 정한 가이드의 선단부의 성형 오목부 저부에 대한 정지 위치를 Xg, 펀치의 이동 개시시로부터 가이드의 이동 개시시까지의 타임 래그를 tO(단, O≤tO)로 할 때, G는,
G=(Xg-X)P/(LO-XP-PtO)
의 식을 만족하고 있는 전항 91 또는 92에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[94] 각 가이드를, 소재의 대응하는 가공 예정부의 성형 오목부 내로의 압입에 의해 가이드에 작용하는 복구력에 의해 이동시키는 전항 91에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[95] 각 펀치의 선단부가 소재의 대응하는 축방향 단부의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있는 전항 91 내지 94 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[96] 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열한 상태에서, 소재의 각 가공 예정부를 팽출시키는 전항 91 내지 95 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[97] 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열하는 전항 96에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[98] 구속 다이의 축방향 양단부를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열함으로써, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하는 전항 96에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[99] 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 반용융 상태로 가열하는 전항 96 내지 98 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[100] 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위를 냉각 수단에 의해 국부적으로 냉각한 상태에서, 소재의 각 가공 예정부를 팽출시키는 전항 96 내지 99 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
[101] 전항 91 내지 100 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 방법에 의해 얻어진 통형 업세팅 가공품.
[102] 통형 소재의 가공 예정부를 두께가 증가하도록 외측으로 팽출시키는 통형 소재의 업세팅 가공 장치로서, 통형 소재의 가공 예정부 및 비가공 예정부의 중공부 내에 압력 유체를 충전하는 압력 유체 충전 수단과, 축방향으로 연장된 구속 구멍을 가지고 상기 구속 구멍 내에 소재의 비가공 예정부가 배치되는 구속 다이와, 구속 다이의 축방향 단부에 형성된 성형 오목부와, 축방향으로 연장된 삽통 구멍을 가지고 상기 삽통 구멍 내에 소재의 가공 예정부가 배치되는 가이드와, 소재의 가공 예정부를 축방향으로 가압하는 펀치를 구비하고, 가이드는, 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[103] 가이드를 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시키는 가이드 구동 장치를 구비하고 있는 전항 102에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[104] 펀치의 선단부가 소재의 축방향 단부의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있는 전항 102 또는 103에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[105] 가이드의 선단부의 삽통 구멍 개구 가장자리부에 면취 가공이 실시되어 있는 전항 102 내지 104 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[106] 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하는 가열 수단을 구비하고 있는 전항 102 내지 105 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[107] 가열 수단은, 유도 가열 수단이고, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열하도록 구성되어 있는 전항 106에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[108] 가열 수단은, 유도 가열 수단이고, 구속 다이의 축방향 단부를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열함으로써, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하도록 구성되어 있는 전항 106에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[109] 가열 수단은, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 반용융 상태로 가열 가능한 것인 전항 106 내지 108 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[110] 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위를 국부적으로 냉각하는 냉각 수단을 구비하고 있는 전항 106 내지 109 중 어느 한 항에 기재된 업세팅 가공 장치.
[111] 통형 소재의 축방향 양측부의 가공 예정부를 두께가 증가하도록 외측으로 팽출시키는 통형 소재의 업세팅 가공 장치로서, 통형 소재의 축방향 중간부의 비가공 예정부 및 축방향 양측부의 가공 예정부의 중공부 내에 압력 유체를 충전하는 압력 유체 충전 수단과, 축방향으로 연장된 구속 구멍을 가지고 상기 구속 구멍 내에 소재의 비가공 예정부가 배치되는 구속 다이와, 구속 다이의 축방향 단부에 형성된 2개의 성형 오목부와, 축방향으로 연장된 삽통 구멍을 가지고 상기 삽통 구멍 내에 소재의 각 가공 예정부가 각각 배치되는 2개의 가이드와, 소재의 각 가공 예정부를 각각 축방향으로 가압하는 펀치를 구비하고, 각 가이드는, 대응하는 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[112] 각 가이드를 각각 대응하는 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시키는 2개의 가이드 구동 장치를 구비하고 있는 전항 111에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[113] 각 펀치의 선단부가 소재의 대응하는 축방향 단부의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있는 전항 111 또는 112에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[114] 각 가이드의 선단부의 삽통 구멍 개구 가장자리부에 면취 가공이 실시되어 있는 전항 111 내지 113 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[115] 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하는 2개의 가열 수단을 구비하고 있는 전항 111 내지 114 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[116] 각 가열 수단은, 유도 가열 수단이고, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열하도록 구성되어 있는 전항 115에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[117] 각 가열 수단은, 유도 가열 수단이고, 구속 다이의 축방향 양단부를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열함으로써, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하도록 구성되어 있는 전항 115에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[118] 각 가열 수단은, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 반용융 상태로 가열 가능한 것인 전항 115 내지 117 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
[119] 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위를 국부적으로 냉각하는 2개의 냉각 수단을 구비하고 있는 전항 115 내지 118 중 어느 한 항에 기재된 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
본 발명은 이하의 효과를 가진다.
[1]의 발명에서는, 펀치로 소재의 가공 예정부를 가압할 때에는, 소재의 가공 예정부 및 비가공 예정부의 내주면이 코어의 둘레면으로 구속되고, 또한 비가공 예정부의 외주면이 구속 다이의 구속 구멍의 둘레면으로 구속되어 있기 때문에, 소재의 비가공 예정부의 내측 및 외측으로의 좌굴이 방지되고, 또한 가공 예정부의 내측으로의 좌굴이 방지되어 있다. 또한, 소재의 가공 예정부가 가이드의 삽통 구멍 내에 배치됨으로써, 가공 예정부의 외주면이 삽통 구멍의 둘레면으로 구속되고, 이에 의해, 가공 예정부의 외측으로의 좌굴이 방지되어 있다. 이 상태에서, 소재의 가공 예정부를 펀치로 축방향으로 가압하면서, 가이드를 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시킴으로써, 가이드의 선단부와 성형 오목부의 저부의 사이에 노출하는 소재의 가공 예정부가 성형 오목부 내에서 두께가 증가하도록 외측으로 확실하게 또한 양호하게 팽출하게 된다. 그 결과, 고품질의 통형 업세팅 가공품을 얻을 수 있다.
[2]의 발명에서는, 가이드를 확실하게 이동시킬 수 있다.
[3]의 발명에서는, 소재의 가공 예정부를 확실하게 설계 형상으로 형성할 수 있다.
[4]의 발명에서는, 가이드 구동 장치를 반드시 이용하지 않아도 가이드를 이동시킬 수 있고, 따라서 업세팅 가공 장치의 간소화를 도모할 수 있다.
[5]의 발명에서는, 소재의 가공 예정부를 펀치로 확실하게 가압할 수 있다.
[6]의 발명에서는, 코어를 소재의 가공 예정부 및 비가공 예정부의 중공부 내에 배치하는, 코어의 세트 작업과, 펀치로 소재의 가공 예정부를 가압하기 위해서 펀치를 소재의 축방향 단부측에 배치하는, 펀치의 세트 작업을 동시에 행할 수 있고, 따라서 업세팅 가공의 작업 능률을 향상시킬 수 있다.
또한, 가공 종료 후에, 코어를 소재의 가공 예정부 및 비가공 예정부의 중공부 내로부터 발출하는, 코어의 발출 공정과, 펀치를 소재의 축방향 단부의 위치로부터 분해하는, 펀치의 분해 작업을 동시에 행할 수 있고, 따라서 업세팅 가공의 작업 능률을 더 향상시킬 수 있다.
[7]의 발명에서는, 펀치의 이동이나 소재의 가공 예정부의 팽출에 수반하여 코어의 위치가 어긋나는 문제점을 확실하게 방지할 수 있다.
[8]의 발명에서는, 소재의 가공 예정부 중, 가이드의 선단부에 대응하는 부위에 대해서만 변형 저항이 국부적으로 저하한다. 그 때문에, 성형 압력을 저감할 수 있다.
한편, 소재의 가공 예정부 중, 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위에 대해서는 가열되어 있지 않기 때문에 변형 저항은 저하하지 않는다. 그 때문에, 소재의 단부가 펀치로부터의 가압력에 의해 가이드의 삽통 구멍 내에서 눌려 찌부러짐으로 인해 발생하는 성형 압력의 증가를 방지할 수 있다.
[9]의 발명에서는, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 확실하게 또한 매우 효율적으로 가열할 수 있다.
[10]의 발명에서는, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 확실하게 또한 효율적으로 가열할 수 있다.
[11]의 발명에서는, 성형 압력을 대폭 저감할 수 있다.
[12]의 발명에서는, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위가 가열되는 것을 확실하게 억제할 수 있고, 따라서, 소재의 해당 부위에서의 변형 저항의 저하를 확실하게 억제할 수 있다.
[13]의 발명에서는, 축방향의 소정 부위에 두께가 증가하도록 외측으로 팽출한 팽출부가 형성된 고품질의 통형 업세팅 가공품을 제공할 수 있다.
[14]의 발명에서는, 축방향 양측부에 두께가 증가하도록 외측으로 팽출한 팽출부가 형성된 통형 업세팅 가공품을 능률적으로 제작할 수 있다.
[15]의 발명에서는, 각 가이드를 확실하게 이동시킬 수 있다.
[16]의 발명에서는, 소재의 가공 예정부를 확실하게 설계 형상으로 형성할 수 있다.
[17]의 발명에서는, 가이드 구동 장치를 반드시 이용하지 않아도 각 가이드를 이동시킬 수 있고, 따라서 업세팅 가공 장치의 간소화를 도모할 수 있다.
[18]의 발명에서는, 소재의 각 가공 예정부를 펀치로 확실하게 가압할 수 있다.
[19]의 발명에서는, 각 코어 반부를 소재의 가공 예정부 및 비가공 예정부의 중공부 내에 배치하는, 코어 반부의 세트 작업과, 각 펀치로 소재의 대응하는 가공 예정부를 가압하기 위해서 각 펀치를 소재의 축방향 단부측에 배치하는, 펀치의 세트 작업을 동시에 행할 수 있고, 따라서 업세팅 가공의 작업 능률을 향상시킬 수 있다.
또한, 가공 종료 후에, 각 코어 반부를 소재의 가공 예정부 및 비가공 예정부의 중공부 내로부터 발출하는, 코어 반부의 발출 작업과, 각 펀치를 소재의 축방향 단부의 위치로부터 분해하는, 펀치의 분해 작업을 동시에 행할 수 있고, 따라서 업세팅 가공의 작업 능률을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 코어가 그 축방향 중간부로 2분할됨으로써 그 길이가 짧아져 있기 때문에, 코어의 소정 중공부 내로의 삽입 시간을 단축할 수 있다. 따라서 업세팅 가공의 작업 능률을 한층 더 향상시킬 수 있다.
[20]의 발명에서는, 펀치의 이동이나 소재의 가공 예정부의 팽출에 수반하여 코어 반부의 위치가 어긋나는 문제점을 확실하게 방지할 수 있다.
[21]의 발명에서는, 상기 [8]의 발명과 마찬가지의 이유에 의해, 성형 압력을 저감할 수 있다.
[22]의 발명에서는, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 확실하게 또한 매우 효율적으로 가열할 수 있다.
[23]의 발명에서는, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 확실하게 또한 효율적으로 가열할 수 있다.
[24]의 발명에서는, 성형 압력을 대폭 저감할 수 있다.
[25]의 발명에서는, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위가 가열되는 것을 확실하게 억제할 수 있고, 따라서, 소재의 각 해당 부위에서의 변형 저항의 저하를 확실하게 억제할 수 있다.
[26]의 발명에서는, 축방향 양측부에 두께가 증가하도록 외측으로 팽출한 팽출부가 형성된 고품질의 통형 업세팅 가공품을 제공할 수 있다.
[27]의 발명에서는, 펀치로 소재의 가공 예정부를 가압할 때에는, 소재의 비가공 예정부의 내주면이 코어 본체의 둘레면으로 구속되고, 또한 가공 예정부 및 비가공 예정부의 외주면이 구속 다이의 구속 구멍의 둘레면으로 구속되어 있기 때문에, 소재의 비가공 예정부의 내측 및 외측으로의 좌굴이 방지되고, 또한 가공 예정부의 외측으로의 좌굴이 방지된다. 또한 소재의 가공 예정부의 중공부 내에 가이드가 배치됨으로써, 가공 예정부의 내주면이 가이드의 둘레면으로 구속되고, 이에 의해, 가공 예정부의 내측으로의 좌굴이 방지되어 있다. 이 상태에서, 소재의 가공 예정부를 펀치로 축방향으로 가압하면서, 가이드를 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시킴으로써, 가이드의 선단부와 성형 오목부의 저부의 사이에 노출하는 소재의 가공 예정부가 성형 오목부 내에서 두께가 증가하도록 내측으로 확실하게 또한 양호하게 팽출하게 된다. 그 결과, 고품질의 통형 업세팅 가공품을 얻을 수 있다.
[28]의 발명에서는, 가이드를 확실하게 이동시킬 수 있다.
[29]의 발명에서는, 소재의 가공 예정부를 확실하게 설계 형상으로 형성할 수 있다.
[30]의 발명에서는, 가이드 구동 장치를 반드시 이용하지 않아도 가이드를 이동시킬 수 있고, 따라서 업세팅 가공 장치의 간소화를 도모할 수 있다.
[31]의 발명에서는, 소재의 가공 예정부를 펀치로 확실하게 가압할 수 있다.
[32]의 발명에서는, 코어 본체를 소재의 비가공 예정부의 중공부 내에 소경부를 가공 예정부의 중공부 내에 각각 배치하는, 코어의 세트 작업과, 가이드를 소재의 가공 예정부의 중공부 내에 배치하는, 가이드의 세트 작업을 동시에 행할 수 있고, 따라서 업세팅 가공의 작업 능률을 향상시킬 수 있다.
[33]의 발명에서는, 가이드의 이동이나 소재의 가공 예정부의 팽출에 수반하여 코어의 위치가 어긋나는 문제점을 확실하게 방지할 수 있다.
[34]의 발명에서는, 상기 [8]의 발명과 마찬가지의 이유에 의해, 성형 압력을 저감할 수 있다.
[35]의 발명에서는, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 확실하게 또한 매우 효율적으로 가열할 수 있다.
[36]의 발명에서는, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 확실하게 또한 효율적으로 가열할 수 있다.
[37]의 발명에서는, 성형 압력을 대폭 저감할 수 있다.
[38]의 발명에서는, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위가 가열되는 것을 확실하게 억제할 수 있고, 따라서, 소재의 해당 부분에서의 변형 저항의 저하를 확실하게 억제할 수 있다.
[39]의 발명에서는, 축방향의 소정 부위에 두께가 증가하도록 내측으로 팽출한 팽출부가 형성된 고품질의 통형 업세팅 가공품을 제공할 수 있다.
[40] 내지 [52]의 발명에서는, 상기 [1] 내지 [12] 중 어느 하나의 발명에 관한 통형 소재의 업세팅 가공 방법에 적합하게 이용할 수 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치를 제공할 수 있다.
[53] 내지 [65]의 발명에서는, 상기 [14] 내지 [25] 중 어느 하나의 발명에 관한 통형 소재의 업세팅 가공 방법에 적합하게 이용할 수 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치를 제공할 수 있다.
[66] 내지 [79]의 발명에서는, 상기 [27] 내지 [38] 중 어느 하나의 발명에 관한 통형 소재의 업세팅 가공 방법에 적합하게 이용할 수 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치를 제공할 수 있다.
[80]의 발명에서는, 펀치로 소재의 가공 예정부를 가압할 때에는, 소재의 가공 예정부 및 비가공 예정부의 내주면이 유체압으로 가공 구속되고, 또한 비가공 예정부의 외주면이 구속 다이의 구속 구멍의 둘레면으로 구속되어 있기 때문에, 소재의 비가공 예정부의 내측 및 외측으로의 좌굴이 방지되고, 또한 가공 예정부의 내측으로의 좌굴이 방지되어 있다. 또한, 소재의 가공 예정부가 가이드의 삽통 구멍 내에 배치됨으로써, 가공 예정부의 외주면이 삽통 구멍의 둘레면으로 구속되고, 이에 의해, 가공 예정부의 외측으로의 좌굴이 방지되어 있다. 이 상태에서, 소재의 가공 예정부를 펀치로 축방향으로 가압하면서, 가이드를 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시킴으로써, 가이드의 선단부와 성형 오목부의 저부의 사이에 노출하는 소재의 가공 예정부가 성형 오목부 내에서 두께가 증가하도록 외측으로 확실하게 또한 양호하게 팽출하게 된다. 그 결과, 고품질의 통형 업세팅 가공품을 얻을 수 있다.
또한, 소재의 비가공 예정부 및 가공 예정부의 중공부 내에는, 코어가 아니라, 압력 유체가 충전되어 있기 때문에, 가공시에 소재의 가공 예정부에 작용하는 마찰력을 저감할 수 있다. 그 때문에, 성형 압력을 대폭 저감할 수 있다. 또한, 가공 종료 후에, 코어를 업세팅 가공품의 중공부 내로부터 발출할 필요가 없다고 하는 이점이 있다.
[81]의 발명에서는, 가이드를 확실하게 이동시킬 수 있다.
[82]의 발명에서는, 소재의 가공 예정부를 확실하게 설계 형상으로 형성할 수 있다.
[83]의 발명에서는, 가이드 구동 장치를 반드시 이용하지 않아도 가이드를 이동시킬 수 있고, 따라서 업세팅 가공 장치의 간소화를 도모할 수 있다.
[84]의 발명에서는, 소재의 가공 예정부를 펀치로 확실하게 가압할 수 있다.
[85]의 발명에서는, 소재의 가공 예정부 중, 가이드의 선단부에 대응하는 부위에 대해서만 변형 저항이 국부적으로 저하한다. 그 때문에, 성형 압력을 더욱 저감할 수 있다.
한편, 소재의 가공 예정부 중, 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위에 대해서는 가열되어 있지 않기 때문에 변형 저항은 저하하지 않는다. 그 때문에, 소재의 단부가 펀치로부터의 가압력에 의해 눌려 찌부러져서 형상 불량이 발생하는 문제점을 방지할 수 있다.
[86]의 발명에서는, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 확실하게 또한 매우 효율적으로 가열할 수 있다.
[87]의 발명에서는, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 확실하게 또한 효율적으로 가열할 수 있다.
[88]의 발명에서는, 성형 압력을 대폭 저감할 수 있다.
[89]의 발명에서는, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위가 가열되는 것을 확실하게 억제할 수 있고, 따라서, 소재의 해당 부위에서의 변형 저항의 저하를 확실하게 억제할 수 있다.
[90]의 발명에서는, 축방향의 소정 부위에 두께가 증가하도록 외측으로 팽출한 팽출부가 형성된 고품질의 통형 업세팅 가공품을 제공할 수 있다.
[91]의 발명에서는, 축방향 양측부에 두께가 증가하도록 외측으로 팽출한 팽출부가 형성된 통형 업세팅 가공품을 능률적으로 제작할 수 있다.
[92]의 발명에서는, 각 가이드를 확실하게 이동시킬 수 있다.
[93]의 발명에서는, 소재의 가공 예정부를 확실하게 설계 형상으로 형성할 수 있다.
[94]의 발명에서는, 가이드 구동 장치를 반드시 이용하지 않아도 각 가이드를 이동시킬 수 있고, 따라서 업세팅 가공 장치의 간소화를 도모할 수 있다.
[95]의 발명에서는, 소재의 각 가공 예정부를 펀치로 확실하게 가압할 수 있다.
[96]의 발명에서는, 상기 [85]의 발명과 마찬가지의 이유에 의해, 성형 압력을 더욱 저감할 수 있고, 소재의 각 단부가 펀치로부터의 가압력에 의해 눌려 찌부러져서 형상 불량이 발생하는 문제점을 방지할 수 있다.
[97]의 발명에서는, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 확실하게 또한 매우 효율적으로 가열할 수 있다.
[98]의 발명에서는, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 확실하게 또한 효율적으로 가열할 수 있다.
[99]의 발명에서는, 성형 압력을 대폭 저감할 수 있다.
[100]의 발명에서는, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위가 가열되는 것을 확실하게 억제할 수 있고, 따라서, 소재의 각 해당 부위에서의 변형 저항의 저하를 확실하게 억제할 수 있다.
[101]의 발명에서는, 축방향 양측부에 두께가 증가하도록 외측으로 팽출한 팽출부가 형성된 고품질의 통형 업세팅 가공품을 제공할 수 있다.
[102] 내지 [110]의 발명에서는, 상기 [80] 내지 [89] 중 어느 하나의 발명에 관한 통형 소재의 업세팅 가공 방법에 적합하게 이용할 수 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치를 제공할 수 있다.
[111] 내지 [119]의 발명에서는, 상기 [91] 내지 [100] 중 어느 하나의 발명에 관한 통형 소재의 업세팅 가공 방법에 적합하게 이용할 수 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치를 제공할 수 있다.
도1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 업세팅 가공 장치의 요부의 개략적인 종단면 사시도이다.
도2는 동 업세팅 가공 장치의 코어 및 펀치를 소정 위치에 세트하는 도중의 상태에서의, 동 업세팅 가공 장치의 종단면도이다.
도3은 동 업세팅 가공 장치에 의해 소재의 가공 예정부를 가공하기 전의 상태에서의, 동 업세팅 가공 장치의 종단면도이다.
도4는 동 업세팅 가공 장치에 의해 소재의 가공 예정부를 가공하는 도중의 상태에서의, 동 업세팅 가공 장치의 종단면도이다.
도5는 동 업세팅 가공 장치에 의해 소재의 가공 예정부를 가공 한 후의 상태에서의, 동 업세팅 가공 장치의 종단면도이다.
도6은 동 업세팅 가공 장치에 의해 얻어진 업세팅 가공품의 사시도이다.
도7은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 업세팅 가공 장치의 요부의 개략적인 단면 사시도이다.
도8은 동 업세팅 가공 장치에 의해 소재의 가공 예정부를 가공하기 전의 상태에서의, 동 업세팅 가공 장치의 종단면도이다.
도9는 동 업세팅 가공 장치에 의해 소재의 가공 예정부를 가공하는 도중의 상태에서의, 동 업세팅 가공 장치의 종단면도이다.
도10은 동 업세팅 가공 장치에 의해 소재의 가공 예정부를 가공한 후의 상태에서의, 동 업세팅 가공 장치의 종단면도이다.
도11은 동 업세팅 가공 장치에 의해 얻어진 업세팅 가공품의 사시도이다.
도12는 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 업세팅 가공 장치에 의해 소재의 가공 예정부를 가공하기 전의 상태에서의, 동 업세팅 가공 장치의 종단면도이다.
도13은 동 업세팅 가공 장치에 의해 소재의 가공 예정부를 가공하는 도중의 상태에서의, 동 업세팅 가공 장치의 종단면도이다.
도14는 동 업세팅 가공 장치에 의해 소재의 가공 예정부를 가공한 후의 상태에서의, 동 업세팅 가공 장치의 종단면도이다.
도15는 상기 제1 실시 형태의 업세팅 가공 장치의 일 변형예를 나타내는, 업세팅 가공 장치의 종단면도이다.
도16은 상기 제3 실시 형태의 업세팅 가공 장치의 또 하나의 변형예를 나타내는, 업세팅 가공 장치의 종단면도이다.
도17은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 업세팅 가공 장치에 의해 소재의 가공 예정부를 가공하기 전의 상태에서의, 동 업세팅 가공 장치의 종단면도이다.
도18은 동 업세팅 가공 장치에 의해 소재의 가공 예정부를 가공하는 도중의 상태에서의, 동 업세팅 가공 장치의 종단면도이다.
도19는 동 업세팅 가공 장치에 의해 소재의 가공 예정부를 가공한 후의 상태 에서의, 동 업세팅 가공 장치의 종단면도이다.
도20은 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 업세팅 가공 장치에 의해 소재의 가공 예정부를 가공하기 전의 상태에서의, 동 업세팅 가공 장치의 종단면도이다.
도21은 동 업세팅 가공 장치에 의해 소재의 가공 예정부를 가공하는 도중의 상태에서의, 동 업세팅 가공 장치의 종단면도이다.
도22는 동 업세팅 가공 장치에 의해 소재의 가공 예정부를 가공한 후의 상태에서의, 동 업세팅 가공 장치의 종단면도이다.
도23은 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 업세팅 가공 장치에 의해 소재의 가공 예정부를 가공하기 전의 상태에서의, 동 업세팅 가공 장치의 종단면도이다.
도24는 동 업세팅 가공 장치에 의해 소재의 가공 예정부를 가공하는 도중의 상태에서의, 동 업세팅 가공 장치의 종단면도이다.
도25는 동 업세팅 가공 장치에 의해 소재의 가공 예정부를 가공한 후의 상태에서의, 동 업세팅 가공 장치의 종단면도이다.
<부호의 설명>
1A, 1B, 1C : 업세팅 가공 장치
1 : 소재
2 : 가공 예정부
2a : 중공부
3 : 비가공 예정부
3a : 중공부
4 : 팽출부
5 : 축부
6A, 6B, 6C : 업세팅 가공품
10 : 구속 다이
11 : 구속 구멍
12 : 성형 오목부
12a : 저부
20 : 가이드
20a : 선단부
21 : 삽통 구멍
21a : 면취 가공부
25 : 가이드의 이동 방향
30 : 펀치
35 : 펀치의 이동 방향
40 : 코어
40a : 반부
41 : 코어 본체
42 : 소경부
50 : 신축 장치
51 : 유체압 실린더
52 : 스프링
60 : 가이드 구동 장치
70 : 펀치 구동 장치
80 : 가열 수단
81 : 유도 가열 수단
81a : 유도 가열 코일
85 : 냉각 수단
85a : 냉각 액류 통로
90 : 압력 유체 충전 수단
91 : 압력 유체 공급로
92 : 압력 유체 공급부
95 : 압력 유체
다음으로, 본 발명의 몇 가지 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 이하에 설명한다.
도1 내지 도6은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 통형 소재의 업세팅 가공 장치를 이용한 업세팅 가공 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도1에서, (1A)는 제1 실시 형태에 관한 업세팅 가공 장치, (1)은 통형 소재이다. 또한, 도6에서, (6A)는, 업세팅 가공 장치(1A)에 의해 제조된 통형의 업세팅 가공품이다. 이 업세팅 가공품(6A)은, 예를 들면, 자동차나 철도 차량 등의 차 량용 부시(예 : 방진 부시)의 중심부에 장착되는 원통형 컬러 부재의 일부를 제작하기 위한 프리폼으로서, 또는 차량용 아암의 축부재의 일부를 제작하기 위한 프리폼으로서, 혹은 통형의 축부의 단부에 나사공이 형성된 부재를 제작하기 위한 프리폼으로서 이용되는 것이다. 또한 (5)는, 소재(1)의 비가공 예정부(3)로 이루어진 업세팅 가공품(6A)의 축부, (4)는 축부(5)의 단부에 형성된 팽출부이다. 이 팽출부(4)는, 소재(1)의 외측(즉 소재(1)의 직경 방향 바깥쪽)으로 두께가 증가하도록 팽출하고 있다.
도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 소재(1)는 일직선의 원통형의 것이고, 상세하게 설명하면 일직선의 둥근 파이프 형상의 것으로서, 예를 들면 알루미늄(그 합금을 포함함. 이하 동일.)으로 이루어진다. 소재(1)의 단면 형상은 원환형이고, 또한 소재(1)의 내경, 외경 및 두께는 모두 축방향으로 일정하게 설정되어 있다. 또한, 소재(1)는 예를 들면 압출재로 이루어진다.
또한 본 발명에서는, 소재(1)의 재질은, 알루미늄에 한정되는 것이 아니라, 예를 들면, 진유, 구리, 스테인리스강 등의 금속이어도 되고, 플라스틱이어도 된다.
이 소재(1)의 가공 예정부(2)는, 소재(1)의 축방향 양측부 중 일측부에 위치하고 있고, 상세하게 설명하면, 소재(1)의 축방향 일단부에 위치하고 있고, 즉 소재(1)의 축방향 일단부가 가공 예정부(2)에 대응하고 있다. 한편, 이 소재(1)의 비가공 예정부(3)는, 소재(1)의 축방향 타단부에 위치하고 있고, 즉 소재(1)의 축방향 타단부가 비가공 예정부(3)에 대응하고 있다. 그리고, 소재(1)의 가공 예정 부(2)가 설계 형상으로 두께 증가 가공됨으로써, 도5에 도시한 바와 같이, 소재(1)(축부(5))의 일단부에 두께가 증가하도록 외측으로 팽출한 팽출부(4)가 형성된다.
업세팅 가공 장치(1A)는, 소재(1)의 가공 예정부(2)를 두께가 증가하도록 외측으로 팽출시키기 위한 것이다. 이 업세팅 가공 장치(1A)는, 코어(40)와, 구속 다이(10)와, 성형 오목부(12)와, 가이드(20)와, 펀치(30)와, 가이드 구동 장치(60)와, 펀치 구동 장치(70)를 구비하고 있다.
코어(40)는, 단면 원형상의 일직선의 막대형의 것으로서, 소재(1)의 가공 예정부(2) 및 비가공 예정부(3)의 중공부(2a)(3a) 내에 삽입 배치되고, 가공 예정부(2) 및 비가공 예정부(3)의 내주면을 코어(40)의 둘레면으로 좌굴 저지 상태로 구속하는 것이다. 이 코어(40)의 직경은 그 축방향으로 일정하게 설정되어 있다.
구속 다이(10)는, 그 축방향으로 연장된 단면 원형상의 구속 구멍(11)을 가지고 있다. 이 구속 구멍(11) 내에는 소재(1)의 비가공 예정부(3)가 삽입 배치되고, 상기 비가공 예정부(3)의 외주면을 구속 구멍(11)의 둘레면으로 좌굴 저지 상태로 구속하는 것으로 이루어져 있다.
또한 (15)는, 구속 다이(10)의 저부이다. 이 저부(15)는, 구속 구멍(11) 내에 배치된 소재(1)의 비가공 예정부(3)가 구속 구멍(11)의 바닥에 있는 개구로부터 본의 아니게 빠져 나오지 않도록 이것을 폐색하기 위한 것으로서, 구속 다이(10)의 저부에 배치되어 있다.
또한, 구속 다이(10)는, 세로로 복수 개(예를 들면 2개)로 분할된 것으로서, 즉 분할 몰드로 이루어진다.
성형 오목부(12)는, 도2에 도시한 바와 같이, 구속 다이(10)의 축방향 일단부에 구속 구멍(11)에 연속하여 형성되어 있다. 즉, 이 성형 오목부(12)는, 구속 다이(10)의 구속 구멍(11)의 축방향 일단부의 둘레면에 환상의 오목부가 형성됨으로써 형성된 것이다.
가이드(20)는, 그 축방향으로 연장된 단면 원형상의 삽통 구멍(21)을 가지고 있다. 이 삽통 구멍(21) 내에는 소재(1)의 가공 예정부(2)가 삽통 배치되고, 삽통 구멍(21) 내에서 가공 예정부(2)를 축방향으로 이동이 자유롭도록 또한 좌굴 저지 상태로 지지되는 것으로 이루어져 있다. 이 삽통 구멍(21)은, 가이드(20)를 그 축방향으로 관통하여 형성되어 있다.
또한, 이 가이드(20)는, 펀치의 이동 방향(35)과는 반대 방향(25)으로 이동 가능한 것이다(도4 참조).
또한, 가이드(20)의 선단부(20a)의 삽통 구멍(21) 개구 가장자리부에는 면취 가공이 실시되어 있고, 그 때문에, 상기 가장자리부의 단면 형상이 둥글게 형성되어 있다. (21a)는, 상기 가장자리부에 형성된 면취 가공부이다.
펀치(30)는, 소재(1)의 가공 예정부(2)를 축방향으로 가압하기 위한 것이다. 이 펀치(30)의 선단부는, 소재(1)의 축방향 단부(즉 가공 예정부(2))의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있고, 즉 펀치(30)의 선단부의 단면 형상은 원환형이다.
또한, 펀치(30)의 내부에는 그 축방향으로 연장된 공동부가 형성됨과 함께, 이 공동부 내에 축방향으로 신축 가능한 신축 장치(50)가 배치되어 있다. 그리고, 도2에 도시한 바와 같이, 펀치(30)에 코어(40)가 이 신축 장치(50)를 통하여 펀치(30)의 축방향으로 연재하는 상태로 연결되어 있다.
신축 장치(50)는, 본 실시 형태에서는 유압이나 가스압 등의 유체압으로 작동하는 유체압 실린더(51)로 이루어진다. 그리고, 유체압 실린더(51)의 신축 로드(51a)의 선단부에 코어(40)가 고착되어 있다.
펀치 구동 장치(70)는, 펀치(30)를 소재(1)의 축방향으로 이동시키고, 상기 펀치(30)에 소재(1)의 가공 예정부(2)를 가압하기 위한 가압력을 부여하는 것이다. 이 펀치 구동 장치(70)는 펀치(30)에 접속되어 있고, 유체압(유압, 가스압) 등에 의해 펀치(30)에 구동력을 부여하는 것으로 이루어져 있다. 또한, 이 펀치 구동 장치(70)는, 타깃으로 하는 형상(설계 형상)이 결정되면, 펀치의 속도를 일정하게 하는 것이 가능하기 때문에, 속도를 제어하는 장치는 필요로 하지 않지만, 가압 속도를 제어하는 제어 장치를 부여함으로써 업세팅 형성(팽출부의 형성)을 임의로 변화시키는 것도 가능하게 된다.
가이드 구동 장치(60)는, 가이드(20)를 펀치의 이동 방향(35)(즉, 펀치(30)에 의한 소재 가공 예정부(2)로의 가압 방향)과는 반대 방향(25)으로 이동시키는 것이다(도4 참조). 이 가이드 구동 장치(60)는 가이드(20)에 접속되어 있고, 유체압(유압, 가스압), 전기 모터, 스프링 등에 의해 가이드(20)에 구동력을 부여하는 것으로 이루어져 있다. 또한, 이 가이드 구동 장치(60)는, 타킷으로 하는 형상(설계 형상)이 결정되면, 가이드의 이동을 일정하게 하는 것이 가능하기 때문에, 속도 를 제어하는 장치는 필요로 하지 않지만, 속도를 제어하는 제어 장치를 부여함으로써 업세팅 형상(팽출부의 형상)을 임의로 변화시키는 것도 가능하게 된다.
다음으로, 상기 제1 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1A)를 이용한 업세팅 가공 방법을 이하에 설명한다.
우선, 도2에 도시한 바와 같이, 구속 다이(10)의 구속 구멍(11) 내에 소재(1)의 비가공 예정부(3)를 삽입 배치한다. 이에 의해, 소재(1)의 가공 예정부(2)가 구속 다이(10)의 성형 오목부(12) 내에 배치된다. 이 상태에서, 소재(1)의 비가공 예정부(3)의 외주면은 구속 구멍(11)의 둘레면으로 구속되어 있다.
이어서, 펀치(30)에 코어(40)가 신축 장치(50)로서의 유체압 실린더(51)를 통하여 연결된 상태인 채로, 코어(40)를 소재(1)의 가공 예정부(2) 및 비가공 예정부(3)의 중공부(2a)(3a) 내에 삽입 배치한다[코어(40)의 세트 작업]. 이 조작에 의해, 도1 및 도3에 도시한 바와 같이, 펀치(30)가 소재(1)의 축방향 단부측의 초기 위치에 배치된다[펀치(30)의 세트 작업]. 이 상태에서, 소재(1)의 가공 예정부(2) 및 비가공 예정부(3)의 내주면은 코어(40)의 둘레면으로 구속되어 있다.
또한, 가이드(20)의 삽통 구멍(21) 내에 소재(1)의 가공 예정부(2)를 삽입 배치한다. 이에 의해, 소재(1)의 가공 예정부(2)의 외주면이 가이드(20)의 삽통 구멍(21)의 둘레면으로 구속된다.
또한, 도3에 도시한 바와 같이, 가이드(20)의 선단부(20a)와 성형 오목부(12)의 저부(12a)의 사이에 초기 클리어런스(X)를 형성한다. 이 초기 클리어런스(X)의 간격은, 펀치(30)의 이동(즉, 펀치(30)의 소재 가공 예정부(2)로의 가압) 을 개시하기 전의 상태에서 가이드(20)의 선단부(20a)와 성형 오목부(12)의 저부(12a)의 사이에 노출하는 소재(1)의 가공 예정부(2)의 노출부의 단면적에서의 좌굴 한계 길이(XO) 이하(바람직하게는 좌굴 한계 길이(XO) 미만)로 설정되어 있다. 또한 본 발명에서는, 좌굴 한계 길이는, 펀치 가압력에서의 좌굴 한계 길이를 말한다.
이어서, 도4에 도시한 바와 같이, 펀치 구동 장치(70)를 작동시킴으로써 펀치(30)를 이동시키고, 소재(1)의 가공 예정부(2)를 펀치(30)로 축방향으로 가압하면서, 가이드 구동 장치(60)를 작동시킴으로써 가이드(20)를 펀치의 이동 방향(35)과는 반대 방향(25)으로 이동시킨다. 이에 의해, 가이드(20)의 선단부(20a)와 성형 오목부(12)의 저부(12a)의 사이에 노출하는 소재(1)의 가공 예정부(2)가 성형 오목부(12) 내에서 두께가 증가하도록 외측으로 팽출한다. 또한, 펀치(30)의 이동에 수반하여 유체압 실린더(51)의 로드(51a)를 단축시키고, 코어(40)의 축방향에서의 위치 어긋남을 방지한다.
여기서, 펀치(30)의 이동 개시시로부터 가이드(20)의 이동 개시시까지의 동안에 타임 래그(tO)를 두는 것이 바람직하다. 즉, 펀치(30)에 의한 소재(1)의 가공 예정부(2)의 가압을 개시하는 경우에는, 우선 가이드(20)의 위치를 초기 위치에 고정해 두고 나서, 펀치(30)를 이동시키고, 소재(1)의 가공 예정부(2)를 펀치(30)로 축방향으로 가압한다. 그리고, 타임 래그(tO)의 경과 후, 계속해서 펀치(30)로 소재(1)의 가공 예정부(2)를 가압하면서, 가이드(20)를 펀치의 이동 방향(35)과는 반 대 방향(25)으로 이동시킨다. 이때, 가이드(20)의 이동 속도는, 가이드(20)의 선단부(20a)와 성형 오목부(12)의 저부(12a)의 사이에 노출하는 소재(1)의 가공 예정부(2)의 노출부의 단면적에서의 좌굴 한계 길이 이하로 되도록 가이드 구동 장치(60)의 제어 장치에 의해 제어한다. 또한, 가공 조건이 결정되어 있는 경우에는 설계량의 일정 속도가 얻어지는 실린더나 기계 캠을 사용하는 것이 가능하다.
펀치(30) 및 가이드(20)의 이동에 수반하여, 소재(1)의 가공 예정부(2)가 성형 오목부(12) 내에서 두께가 증가하도록 외측으로 서서히 팽출하고, 상기 가공 예정부(2)의 재료가 성형 오목부(12) 내에 압입되어 충만되어 간다.
그리고, 도5에 도시한 바와 같이, 펀치(30)의 선단부가, 팽출부(4)의 설계 체적으로부터 구해지는 펀치(30)의 선단부의 성형 오목부(12) 저부(12a)에 대한 정지 위치(XP)에 도달하였을 때, 펀치(30)의 이동을 정지하고, 또한 가이드(20)의 선단부(20a)가, 설계로 정한 가이드(20)의 선단부(20a)의 성형 오목부(12) 저부(12a)에 대한 정지 위치(Xg)에 도달하였을 때, 가이드(20)의 이동을 정지한다. 이때, 소재(1)의 가공 예정부(2)의 재료는 성형 오목부(12) 내에 완전히 충만되어, 상기 가공 예정부(2)가 설계 형상으로 팽출되어 있다.
이상의 수순에 의해, 소재(1)의 가공 예정부(2)에 대한 두께 증가 가공이 종료한다.
이어서, 코어(40)를 소재(1)의 가공 예정부(2) 및 비가공 예정부(3)의 중공부(2a)(3a) 내로부터 발출하기 위해서, 펀치(30)를 소재(1)의 축방향 단부의 위치 로부터 소재(1)의 축방향 외측으로 이동시킨다. 이에 의해, 펀치(30)가 소재(1)의 축방향 단부의 위치로부터 분해됨과 함께, 코어(40)가 발출된다[코어(40)의 발출 작업 및 펀치(30)의 분해 작업]. 그리고, 업세팅 가공품(6A)을 구속 다이(10)의 구속 구멍(11) 내로부터 발출한다.
상기 제1 실시 형태에서는, 펀치(30)의 선단부의 성형 오목부(12) 저부(12a)에 대한 정지 위치(XP)와, 가이드(20)의 선단부(20a)의 성형 오목부(12) 저부(12a)에 대한 정지 위치(Xg)는 일치하고 있다. 또한 본 발명에서는, XP와 Xg는 일치하고 있지 않아도 된다.
그러나, 상기 제1 실시 형태의 업세팅 가공 방법에서는, 펀치(30)로 소재(1)의 가공 예정부(2)를 가압할 때에는, 소재(1)의 가공 예정부(2) 및 비가공 예정부(3)의 내주면이 코어(40)의 둘레면으로 구속되고, 또한 비가공 예정부(3)의 외주면이 구속 다이(10)의 구속 구멍(11)의 둘레면으로 구속되어 있기 때문에, 소재(1)의 비가공 예정부(3)의 내측 및 외측으로의 좌굴이 방지되고, 또한 가공 예정부(2)의 내측으로의 좌굴이 방지되어 있다. 또한, 소재(1)의 가공 예정부(2)가 가이드(20)의 삽통 구멍(21) 내에 배치됨으로써, 가공 예정부(2)의 외주면이 삽통 구멍(21)의 둘레면으로 구속되고, 이에 의해, 가공 예정부(2)의 외측으로의 좌굴이 방지되어 있다. 이 상태에서, 소재(1)의 가공 예정부(2)를 펀치(30)로 축방향으로 가압하면서, 가이드(20)를 펀치의 이동 방향(35)과는 반대 방향(25)으로 이동시킴으로써, 가이드(20)의 선단부(20a)와 성형 오목부(12)의 저부(12a)의 사이에 노출 하는 소재(1)의 가공 예정부(2)가 성형 오목부(12) 내에서 두께가 증가하도록 외측으로 확실하게 또한 양호하게 팽출하게 된다. 그 결과, 고품질의 통형 업세팅 가공품(6A)을 얻을 수 있다.
이 업세팅 가공품(6A)은, 전술한 바와 같이, 예를 들면, 부시용 컬러 부재의 일부를 제작하기 위한 프리폼으로서, 또는 자동차 아암의 축 부재의 일부를 제작하기 위한 프리폼으로서, 혹은 통형의 축부의 단부에 나사공이 형성되는 부재를 제작하기 위한 프리폼으로서 이용되는 것이다. 또한, 이 업세팅 가공품(6A)은, 통형의 축부의 단부에 다른 부재가 마찰 교반 접합에 의해 접합 일체화되는 부재, 즉 마찰 교반 접합용 피접합 부재로서 이용되고, 이것을 구체적으로 예시하면 전술한 차량용 아암의 축 부재를 제작하기 위한 프리폼으로서 이용된다.
여기서, 이 통형 업세팅 가공품(6A)과 같은, 소정 부위에 두께가 증가하도록 외측으로 팽출한 팽출부(4)가 형성된 통형 업세팅 가공품을 얻기 위해서, 종래에서는, 주로 하이드로 폼법이나 열간 벌지법에 의해 가공이 행해지고 있고, 고가이고 대규모의 설비가 필요하였다. 또한, 하이드로 폼법이나 열간 벌지법은, 대형의 제품을 얻기 위한 가공법으로서 주로 이용되고 있고, 소형의 제품을 얻기 위한 가공으로서는, 종래에서는 절삭 가공 등의 기계 가공이 이용되고 있었다. 그런데, 상기 실시 형태의 업세팅 가공 방법에 의하면, 가공시에 큰 성형 압력을 필요로 하지 않기 때문에, 가공 장치의 간소화를 도모할 수 있다. 또한, 펀치(30)나 가이드(20)를 고속 유압 실린더나 기계 캠과 조합하여 다이 세트로 하고, 이것을 기계 프레스기에 설치함으로써, 종래법과 비교하여, 비약적으로 택트 타임을 향상시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 기계 가공과 비교하여 대폭적인 수율의 향상도 달성할 수 있고, 따라서 대폭적인 코스트 다운 효과를 얻는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 가이드(20)를 가이드 구동 장치(60)의 구동력에 의해 이동시키기 때문에, 가이드(20)를 확실하게 이동시킬 수 있다.
또한, 펀치(30)의 선단부가 소재(1)의 축방향 단부의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있기 때문에, 소재(1)의 가공 예정부(2)를 펀치(30)로 확실하게 가압할 수 있다.
또한, 펀치(30)에 코어(40)가 펀치(30)의 축방향으로 연재하는 상태로 연결되어 있기 때문에, 코어(40)를 소재(1)의 가공 예정부(2) 및 비가공 예정부(3)의 중공부(2a)(3a) 내에 배치하는, 코어(40)의 세트 작업과, 펀치(30)로 소재(1)의 가공 예정부(2)를 가압하기 위해서 펀치(30)를 소재(1)의 축방향 단부측에 배치하는, 펀치(30)의 세트 작업을 동시에 행할 수 있고, 따라서 업세팅 가공의 작업 능률을 향상시킬 수 있다.
또한, 가공 종료 후에, 코어(40)를 소재(1)의 가공 예정부(2) 및 비가공 예정부(3)의 중공부(2a)(3a) 내로부터 발출하는, 코어(40)의 발출작업과, 펀치(30)를 소재(1)의 축방향 단부의 위치로부터 분해하는, 펀치(30)의 분해 작업을 동시에 행할 수 있고, 따라서 업세팅 가공의 작업 능률을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 펀치(30)에 코어(40)가 축방향으로 신축 가능한 신축 장치(50)를 통하여 연결되어 있고, 펀치(30)의 이동에 수반하여 신축 장치(50)를 단축시키고 있기 때문에, 펀치(30)의 이동이나 소재(1)의 가공 예정부(2)의 팽출에 수반하여 코 어(40)의 위치가 어긋나는 문제점을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 신축 장치(50)로서 유체압 실린더(51)가 이용되고 있기 때문에, 그와 같은 문제점을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 가이드(20)의 선단부(20a)의 삽통 구멍(21) 개구 가장자리부에 면취 가공(그 면취 가공부(21a))이 실시되어 있기 때문에, 가공시에 가이드(20)의 선단부(20a)에 소재(1)의 가공 예정부(2)의 재료의 배압이 효과적으로 작용하게 된다.그 결과, 가이드(20)를 이동시키기는 데 필요한 가이드 구동 장치(60)의 구동력을 감소시킬 수 있고, 따라서 가이드 구동 장치(60)의 소형화를 도모할 수 있다.
다음으로, 본 실시 형태의 업세팅 가공 방법에서의 바람직한 가공 조건에 대하여 이하에 설명한다.
펀치(30)의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도를 P, 가이드(20)의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도를 G, 업세팅 가공 전의 소재(1)의 가공 예정부(2)의 단면적에서의 좌굴 한계 길이를 XO, 가이드(20)의 선단부(20a)와 성형 오목부(12)의 저부(12a)의 사이의 초기 클리어런스를 X(단, O≤X≤XO), 팽출부(4)에 필요한 업세팅 가공 전의 소재(1)의 길이를 LO, 팽출부(4)의 설계 체적으로부터 구해지는 펀치(30)의 선단부(20a)의 성형 오목부(12) 저부(12a)에 대한 정지 위치를 XP, 설계로 정한 가이드(20)의 선단부(20a)의 성형 오목부(12) 저부(12a)에 대한 정지 위치를 Xg, 펀치(30)의 이동 개시시로부터 가이드(20)의 이동 개시시까지의 타임 래그를 tO(단, O≤tO)로 한다.
이 업세팅 가공 방법에서는, G는 다음 식(i)를 만족하고 있는 것이 바람직하다.
G=(Xg-X)P/(LO-XP-PtO) … (i)
G가 상기 식 (i)를 만족함으로써, 소재(1)의 가공 예정부(2)를 확실하게 설계 형상으로 형성할 수 있다.
G에 대해서 상기 식 (i)을 설정한 이유에 대하여 이하에 설명한다.
펀치(30)의 이동 개시시로부터 업세팅 가공 종료까지의 시간(즉 업세팅 가공 시간)을 t라고 하면, 업세팅 가공 종료시(t)에서의 펀치(30)의 선단부와 성형 오목부(12)의 저부(12a)의 사이의 거리, 즉, 펀치(30)의 선단부의 성형 오목부(12) 저부(12a)에 대한 위치(XP)는, 다음 식 (i-a)로 부여된다.
LO - Pt = XP … (i-a)
∴t = (LO-XP)/P … (i-b)
또한, 업세팅 가공 종료시(t)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)와 성형 오목부(12)의 저부(12a)의 사이의 거리, 즉, 가이드(20)의 선단부(20a)의 성형 오목부(12) 저부(12a)에 대한 위치(XP)는, 다음 식 (i-c)로 부여된다.
X+G(t-tO)=Xg … (i-c)
상기 식 (i-b)를 (i-c)에 대입하여 G에 대하여 정리함으로써, 상기 식 (i)이 도출된다.
여기서, 상기 제1 실시 형태에서는, 업세팅 가공시에서, 가이드(20)는 가이드 구동 장치(60)의 구동력에 의해 이동되는데, 본 발명에서는, 반드시 가이드(20)는 그와 같은 구동력에 의해 이동되는 것을 필요로 하지 않는다. 즉, 본 발명에서는, 가이드(20)를, 소재(1)의 가공 예정부(2)의 재료의 성형 오목부(12) 내로의 압입에 의해 가이드(20)에 작용하는 복구력에 의해 이동시켜도 된다. 이 경우에는, 가이드 구동 장치(60)를 반드시 이용하지 않아도 가이드(20)를 이동시킬 수 있고, 따라서 업세팅 가공 장치(1A)의 간소화를 도모할 수 있다.
도7 내지 도11은, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 통형 소재의 업세팅 가공 장치를 이용한 업세팅 가공 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도7에서, (1B)는 제2 실시 형태에 관한 업세팅 가공 장치, (1)은 통형 소재이다. 또한, 도11에서, (6B)는, 업세팅 가공 장치(1B)에 의해 제조된 통형의 업세팅 가공품이다. 이 업세팅 가공품(6B)은, 예를 들면, 차량용 부시의 중심부에 장착되는 원통형 컬러 부재를 제작하기 위한 프리폼으로서, 또는 차량용 아암의 축부재를 제작하기 위한 프리폼으로서, 혹은 통형의 축부의 양단부에 각각 나사공이 형성되는 부재를 제작하기 위한 프리폼으로서 이용되는 것이다. 혹은, 통형의 축부의 단부에 다른 부재가 마찰 교반 접합에 의해 접합 일체화되는 부재, 즉 마찰 교반 접합용 통형 피접합 부재로서 이용되는 것이다. 다시 말하면, 이 업세팅 가공 장치(1B)는, 예를 들면, 부시의 컬러 부재용 프리폼의 제조 장치, 차량의 아암의 축부재용 프리폼의 제조 장치, 또는 마찰 교반 접합용 피접합 부재의 제조 장치라 고도 할 수 있다. 또한 (5)는, 소재(1)의 비가공 예정부(3)로 이루어진 업세팅 가공품(6B)의 축부, (4)는 축부(5)의 양단부에 각각 형성된 팽출부이다. 이 각 팽출부(4)는, 소재(1)의 외측으로 두께가 증가하도록 팽출하고 있다.
본 제2 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1B)의 구성에 대하여 상기 제1 실시 형태의 것인 (1A)와의 상이를 중심으로 이하에 설명한다.
소재(1)는, 도7 및 도8에 도시한 바와 같이, 상기 제1 실시 형태의 소재와 마찬가지로, 일직선의 원통형의 것이고, 상세하게 설명하면 일직선의 둥근 파이프 형상의 것이다.
이 소재(1)에서는, 소재(1)의 축방향 중간부가 비가공 예정부(3)에 대응하고 있고, 소재(1)의 축방향 양측부, 상세하게 설명하면 소재(1)의 축방향 양단부가 각각 가공 예정부(2)(2)에 대응하고 있다. 그리고, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)(2)가 각각 설계 형상으로 두께 증가 가공됨으로써, 소재(1)(축부(5))의 양단부에 각각 두께가 증가하도록 외측으로 팽출한 팽출부(4)(4)가 형성된다.
업세팅 가공 장치(1B)는, 소재(1)의 축방향 양측부의 가공 예정부(2)(2)를 각각 두께가 증가하도록 외측으로 팽출시키기 위한 것이다. 이 업세팅 가공 장치(1B)는, 코어(40)와, 구속 다이(10)와, 2개의 성형 오목부(12)(12)와, 2개의 가이드(20)(20)와, 2개의 펀치(30)(30)와, 2개의 가이드 구동 장치(60)(60)와, 2개의 펀치 구동 장치(70)(70)를 구비하고 있다.
코어(40)는, 단면 원형상의 일직선의 막대형의 것으로서, 소재(1)의 양 가공 예정부(2)(2) 및 비가공 예정부(3)의 중공부(2a)(2a)(3a) 내에 삽입 배치되고, 가 공 예정부(2)(2) 및 비가공 예정부(3)의 내주면을 코어(40)의 둘레면으로 좌굴 저지 상태로 구속하는 것이다. 이 코어(40)의 직경은 그 축방향으로 일정하게 설정되어 있다.
또한, 이 코어(40)는 그 축방향 중간부로 균등하게 2분할되어 있고, 즉 2개의 코어 반부(40a)(40a)로 구성되어 있다. 2개의 코어 반부(40a)(40a)의 길이는 서로 동일 길이로 설정되어 있다.
구속 다이(10)는, 그 축방향으로 연장된 구속 구멍(11)을 가지고 있다. 이 구속 구멍(11) 내에는 소재(1)의 비가공 예정부(3)가 삽입 배치되고, 상기 비가공 예정부(3)의 외주면을 구속 구멍(11)의 둘레면으로 좌굴 저지 상태로 구속하는 것으로 이루어져 있다. 이 구속 구멍(11)은, 구속 다이(10)를 그 축방향으로 관통하여 형성되어 있다.
각 성형 오목부(12)는, 구속 다이(10)의 축방향 양측부(상세하게 설명하면 양단부)에 각각 구속 구멍(11)에 연속하여 형성되어 있다.
각 가이드(20)는, 그 축방향으로 연장된 삽통 구멍(21)을 가지고 있다. 이 각 삽통 구멍(21) 내에는, 각각 소재(1)의 대응하는 가공 예정부(2)가 삽통 배치되고, 삽통 구멍(21) 내에서 대응하는 가공 예정부(2)를 축방향으로 이동이 자유롭도록 또한 좌굴 저지 상태로 지지하는 것으로 이루어져 있다. 이 각 삽통 구멍(21)은, 가이드(20)를 그 축방향으로 관통하여 형성되어 있다.
또한, 각 가이드(20)는, 각각 대응하는 펀치의 이동 방향(35)과는 반대 방향(25)으로 이동 가능한 것이다.
또한, 각 가이드(20)의 선단부(20a)의 삽통 구멍(21) 개구 가장자리부에는, 면취 가공이 실시되어 있고, 그 때문에, 상기 가장자리부의 단면 형상의 둥글게 형성되어 있다. (21a)는, 상기 가장자리부에 형성된 면취 가공부이다.
각 펀치(30)는, 각각 소재(1)의 대응하는 가공 예정부(2)를 축방향으로 가압하기 위한 것이다.
또한, 각 펀치(30)의 내부에는 그 축방향으로 연장된 공동부가 형성됨과 함께, 이 공동부 내에 축방향으로 신축 가능한 신축 장치(50)가 배치되어 있다. 그리고, 각 펀치(30)에, 대응하는 코어 반부(40a)가 이 신축 장치(50)를 통하여 펀치(30)의 축방향으로 연재하는 상태로 연결되어 있다.
신축 장치(50)는, 유체압 실린더(51)로 이루어진다. 그리고, 이 각 유체압 실린더(51)의 신축 로드(51a)의 선단부에 대응하는 코어 반부(40a)가 고착되어 있다.
각 펀치 구동 장치(70)는, 각 펀치(30)를 각각 소재(1)의 축방향으로 이동시키고, 상기 펀치(30)에 소재(1)의 대응하는 가공 예정부(2)를 가압하기 위한 가압력을 부여하는 것이다. 각 펀치 구동 장치(70)는 각각 대응하는 펀치(30)에 접속되어 있다.
각 가이드 구동 장치(60)는, 각 가이드(20)를 각각 대응하는 펀치의 이동 방향(35)과는 반대 방향(25)으로 이동시키기 위한 것이다. 이 각 가이드 구동 장치(60)는 각각 대응하는 가이드(20)에 접속되어 있다.
다음으로, 상기 제2 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1B)를 이용한 업세팅 가 공 방법을 이하에 설명한다.
우선, 도7 및 도8에 도시한 바와 같이, 구속 다이(10)의 구속 구멍(11) 내에 소재(1)의 비가공 예정부(3)를 삽입 배치한다. 이에 의해, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)가 각각 구속 다이(10)의 대응하는 성형 오목부(12) 내에 배치된다. 이 상태에서, 소재(1)의 비가공 예정부(3)의 외주면은 구속 구멍(11)의 둘레면으로 구속되어 있다.
이어서, 각 펀치(30)에 코어 반부(40a)가 신축 장치(50)로서의 유체압 실린더(51)를 통하여 연결된 상태인 채로, 소재(1)의 축방향 일단의 개구로부터 한쪽의 코어 반부(40a)를 소재(1)의 한쪽의 가공 예정부(2) 및 비가공 예정부(3)의 중공부(2a)(3a) 내에 삽입 배치함과 함께, 소재(1)의 축방향 타단의 개구로부터 다른 쪽의 코어 반부(40a)를 소재(1)의 가공 예정부(2) 및 비가공 예정부(3)의 중공부(2a)(2a)(3a) 내에 삽입 배치한다[코어(40)의 세트 작업]. 이 조작에 의해, 각 펀치(30)가 소재(1)의 대응하는 축방향 단부측의 초기 위치에 배치되고[펀치(30)의 세트 작업], 이와 동시에, 양 코어 반부(40a)(40a)의 선단부끼리가 소재(1)의 비가공 예정부(3)의 중공부(3a) 내에서 서로 맞닿는다. 이 상태에서, 소재(1)의 양 가공 예정부(2)(2) 및 비가공 예정부(3)의 내주면은 양 코어 반부(40a)(40a)의 둘레면으로 구속되어 있다.
또한, 각 가이드(20)의 삽통 구멍(21) 내에 각각 대응하는 소재(1)의 가공 예정부(2)를 삽입 배치한다. 이에 의해, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)의 외주면이 각각 대응하는 가이드(20)의 삽통 구멍(21)의 둘레면으로 구속된다.
또한, 도8에 도시한 바와 같이 각 가이드(20)의 선단부(20a)와, 대응하는 성형 오목부(12)의 저부(12a)의 사이에 각각 초기 클리어런스(X)를 형성한다. 이 각 초기 클리어런스(X)의 간격은, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 각 펀치(30)의 이동을 개시하기 전의 상태에서 각 가이드(20)의 선단부(20a)와 대응하는 성형 오목부(12)의 저부(12a)의 사이에 노출하는 소재(1)의 가공 예정부(2)의 노출부의 단면적에서의 좌굴 한계 길이(XO) 이하로 설정되어 있다.
이어서, 도9에 도시한 바와 같이, 양 펀치 구동 장치(60)(60)를 동시에 작동시킴으로써 양 펀치(30)(30)를 동시에 이동시키고, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)를 각각 대응하는 펀치(30)로 축방향으로 동시에 가압하면서, 양 가이드 구동 장치(70)(70)를 동시에 작동시킴으로써 각 가이드(20)를 각각 대응하는 펀치의 이동 방향(35)과는 반대 방향(25)으로 동시에 이동시킨다. 이에 의해, 각 가이드(20)의 선단부(20a)와 대응하는 성형 오목부(12)의 저부(12a)의 사이에 노출하는 소재(1)의 가공 예정부(2)가, 대응하는 성형 오목부(12) 내에서 두께가 증가하도록 외측으로 팽출한다. 또한, 각 펀치(30)의 이동에 수반하여 유체압 실린더(51)의 로드(51a)를 단축시키고, 코어 반부(40a)의 축방향에서의 위치 어긋남을 방지한다.
여기서, 각 펀치(30)의 이동 개시시로부터 가이드(20)의 이동 개시시까지의 동안에 타임 래그(tO)를 둔다. 즉, 각 펀치(30)에 의한 소재(1)의 가공 예정부(2)의 가압을 개시하는 경우에는, 우선 각 가이드(20)의 위치를 초기 위치에 고정해 두고 나서, 각 펀치(30)를 이동시키고, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)를 각각 대응 하는 펀치(30)로 축방향으로 가압한다. 그리고, 타임 래그(tO)의 경과 후, 계속해서 각 펀치(30)로 소재(1)의 대응하는 가공 예정부(2)를 가압하면서, 각 가이드(20)를 대응하는 펀치의 이동 방향(35)과는 반대 방향(25)으로 이동시킨다. 이때, 각 가이드(20)의 이동 속도는, 가이드(20)의 선단부(20a)와 성형 오목부(12)의 저부(12a)의 사이에 노출하는 소재(1)의 가공 예정부(2)의 노출부의 단면적에서의 좌굴 한계 길이 이하로 되도록 가이드 구동 장치(60)의 제어 장치에 의해 제어한다. 또한, 가공 조건이 결정되어 있는 경우, 설계량의 일정 속도가 얻어지는 실린더나 기계 캠을 사용하는 것이 가능하다.
각 펀치(30) 및 각 가이드(20)의 이동에 수반하여, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)가 각각 대응하는 성형 오목부(12) 내에서 두께가 증가하도록 외측으로 서서히 팽출하고, 상기 가공 예정부(2)의 재료가 성형 오목부(12) 내에 충만되어 간다.
그리고, 도10에 도시한 바와 같이, 각 펀치(30)의 선단부가, 대응하는 팽출부(4)의 설계 체적으로부터 구해지는 펀치(30)의 선단부의 성형 오목부(12) 저부(12a)에 대한 정지 위치(XP)에 도달하였을 때, 각 펀치(30)의 이동을 정지하고, 또한 각 가이드(20)의 선단부(20a)가, 설계로 정한 가이드(20)의 선단부(20a)의 성형 오목부(12) 저부(12a)에 대한 정지 위치(Xg)에 도달하였을 때, 각 가이드(20)의 이동을 정지한다. 이때, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)의 재료는, 대응하는 성형 오목부(12) 내에 완전히 충만되어, 상기 각 가공 예정부(2)가 설계 형상으로 팽출되어 있다.
이상의 수순에 의해, 소재(1)의 양 가공 예정부(2)(2)에 대한 두께 증가 가공이 종료한다.
이어서, 각 코어 반부(40a)를 소재(1)의 양 가공 예정부(2)(2) 및 비가공 예정부(3)의 중공부(2a)(2a)(3a) 내로부터 발출하기 위해서, 각 펀치(30)를 각각 소재(1)의 축방향 단부의 위치로부터 소재(1)의 축방향 외측으로 이동시킨다. 이에 의해, 각 펀치(30)가 소재(1)의 축방향 단부의 위치로부터 분해됨과 동시에, 각 코어 반부(40a)가 발출된다[코어(40)의 발출 작업 및 펀치(30)의 분해 작업]. 이어서, 업세팅 가공품(6B)을 구속 다이(10)의 구속 구멍(11) 내로부터 발출한다.
상기 제2 실시 형태에서는, 각 펀치(30)의 선단부의 성형 오목부(12) 저부(12a)에 대한 정지 위치(XP)와, 각 가이드(20)의 선단부(20a)의 성형 오목부(12) 저부(12a)에 대한 정지 위치(Xg)는 일차하고 있다. 또한 본 발명에서는, XP와 Xg는 일치하고 있지 않아도 된다.
또한, 각 가이드(20)의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도(G)는, 상기 식 (i)을 만족하고 있는 것이 바람직하다.
그러나, 상기 제2 실시 형태의 업세팅 가공 방법에서는, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)를 각각 대응하는 펀치(30)로 축방향으로 동시에 가압하면서, 각 가이드(20)를 각각 대응하는 펀치의 이동 방향(35)과는 반대 방향(25)으로 이동시킴으로써, 소재(1)의 양 가공 예정부(2)(2)를 동시에 외측으로 팽출시키고 나서, 축방향의 양측부에 각각 외측으로 팽출한 팽출부(4)(4)가 형성된 업세팅 가공품(6B)을 능률적으로 제조할 수 있다.
또한, 각 코어 반부(40a)를 소재(1)의 가공 예정부(2) 및 비가공 예정부(3)의 중공부(2a)(3a) 내에 배치하는, 코어 반부(40a)의 세트 작업과, 각 펀치(30)로 소재(1)의 대응하는 가공 예정부(2)를 가압하기 위해서 각 펀치(30)를 소재(1)의 축방향 단부측에 배치하는, 펀치(30)의 세트 작업을 동시에 행할 수 있고, 따라서 업세팅 가공의 작업 능률을 향상시킬 수 있다.
또한, 가공 종료 후에, 각 코어 반부(40a)를 소재(1)의 가공 예정부(2) 및 비가공 예정부(3)의 중공부(2a)(3a) 내로부터 발출하는, 코어 반부(40a)의 발출 작업과, 각 펀치(30)를 소재(1)의 축방향 단부의 위치로부터 분해하는, 펀치(30)의 분해 작업을 동시에 행할 수 있고, 따라서 업세팅 가공의 작업 능률을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 코어(40)가 그 축방향 중간부로 2분할됨으로써 그 길이가 짧아져 있기 때문에, 코어(40)의 소정 중공부(2a)(3a) 내로의 삽입 시간을 단축할 수 있고, 따라서 업세팅 가공의 작업 능률을 한층 더 향상시킬 수 있다.
여기서, 상기 제2 실시 형태에서는, 업세팅 가공시에, 각 가이드(20)는 가이드 구동 장치(60)의 구동력에 의해 이동되는데, 본 발명에서는, 반드시 각 가이드(20)는 그와 같은 구동력에 의해 이동되는 것을 필요로 하지 않는다. 즉, 본 발명에서는, 각 가이드(20)를, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)의 재료의 성형 오목부(12) 내로의 압입에 의해 가이드(20)에 작용하는 복구력에 의해 이동시켜도 된다. 이 경우에는, 각 가이드 구동 장치(60)를 반드시 이용하지 않아도 각 가이 드(20)를 이동시킬 수 있고, 따라서 업세팅 가공 장치(1B)의 간소화를 도모할 수 있다.
도12 내지 도14는, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 통형 소재의 업세팅 가공 장치를 이용한 업세팅 가공 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도12에서, (1C)는 제3 실시 형태에 관한 업세팅 가공 장치, (1)은 통형 소재이다. 또한, 도14에서, (6C)는, 업세팅 가공 장치(1C)에 의해 제조된 통형의 업세팅 가공품이다. 이 업세팅 가공품(6C)은, 예를 들면, 차량용 아암의 축부재를 제작하기 위한 프리폼으로서, 또는 통형의 축부의 양단부에 각각 나사공이 형성되는 부재를 제작하기 위한 프리폼으로서 이용되는 것이다. 혹은, 통상의 축부의 단부에 다른 부재가 마찰 교반 접합에 의해 접합 일체화되는 부재, 즉 마찰 교반 접합용 통형 피접합 부재로서 이용되는 것이다. 또한, (5)는, 소재(1)의 비가공 예정부(3)로 이루어지는 업세팅 가공품(6C)의 축부, (4)는 축부(5)의 일단부에 형성된 팽출부이다. 이 팽출부(4)는 소재(1)의 내측(즉 소재(1)의 직경 방향 안쪽)으로 두께가 증가하도록 팽출하고 있다.
본 제3 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1C)의 구성에 대하여 상기 제1 실시예의 것(1A)과의 상이를 중심으로 이하에 설명한다.
소재(1)는, 도12에 도시한 바와 같이, 상기 제1 실시 형태의 소재와 마찬가지로, 일직선의 원통형의 것이고, 상세하게 설명하면 일직선의 둥근 파이프 형상의 것이다.
이 소재(1)의 가공 예정부(2)는, 소재(1)의 축방향 양측부 중 일측부에 위치 하고 있고, 상세하게 설명하면, 소재(1)의 축방향 일단부에 위치하고 있고, 즉 소재(1)의 축방향 일단부가 가공 예정부(2)에 대응하고 있다. 한편, 이 소재(1)의 비가공 예정부(3)는, 소재(1)의 축방향 타단부에 위치하고 있고, 즉 소재(1)의 축방향 타단부가 비가공 예정부(3)에 대응하고 있다. 그리고, 소재(1)의 가공 예정부(2)가 설계 형상으로 두께 증가 가공됨으로써, 도14에 도시한 바와 같이, 소재(1)(축부(5))의 일단부에 두께가 증가하도록 내측으로 팽출한 팽출부(4)가 형성된다.
업세팅 가공 장치(1C)는, 소재(1)의 가공 예정부(2)를 두께가 증가하도록 내측으로 팽출시키기 위한 것이다. 이 업세팅 가공 장치(1C)는, 코어(40)와, 구속 다이(10)와, 성형 오목부(12)와, 가이드(20)와, 펀치(30)와, 가이드 구동 장치(60)와, 펀치 구동 장치(70)를 구비하고 있다.
코어(40)는, 코어 본체(41)와 상기 코어 본체(41)의 축방향 일단부에 일체로 형성되고 코어 본체(41)보다 직경이 작은 소경부(42)를 가지고 있다. 이 코어(40)에서, 코어 본체(41)는 소경부(42)의 비가공 예정부(3)의 중공부(3a) 내에 삽입 배치되고, 상기 비가공 예정부(3)의 내주면을 코어 본체(41)의 둘레면으로 좌굴 저지 상태로 구속하는 것이다. 코어(40)의 소경부(42)는 소재(1)의 가공 예정부(2)의 중공부(2a) 내에 배치되고, 상기 가공 예정부(2)의 내주면과 소경부(42)의 사이에 성형 오목부(12)를 형성하는 것이다.
구속 다이(10)는, 그 축방향으로 연장된 구속 구멍(11)을 가지고 있다. 이 구속 구멍(11) 내에는 소재(1)의 가공 예정부(2) 및 비가공 예정부(3)가 배치되고, 상기 가공 예정부(2) 및 비가공 예정부(3)의 외주면을 구속 구멍(11)의 둘레면으로 좌굴 저지 상태로 구속하는 것으로 이루어져 있다.
또한, 구속 다이(10)는, 세로로 복수 개로 분할된 것으로서, 즉 분할 몰드로 이루어진다.
펀치(30)는, 소재(1)의 가공 예정부(2)를 축방향으로 가압하기 위한 것이다. 이 펀치(30)의 선단부는, 소재(1)의 축방향 단부(즉 가공 예정부(2))의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있고, 즉 펀치(30)의 선단부의 단면 형상은 원환형이다.
또한, 펀치(30)의 내부에는, 그 축방향으로 연장된 공동부(31)가 형성되어 있다. 이 공동부(31)는, 펀치(30)를 그 축방향으로 관통하여 설치되어 있다.
가이드(20)는, 소재(1)의 가공 예정부(2)의 중공부(2a) 내에 배치되고, 상기 가공 예정부(2)의 내주면을 가이드(20)의 둘레면으로 구속하는 것이다.
이 가이드(20)는, 펀치의 이동 방향(35)과는 반대 방향(25)으로 이동 가능한 것이다. 이 가이드(20)는, 펀치(30)의 공동부(31) 내에 삽입 배치됨과 함께, 공동부(31) 내에서 축방향으로 이동이 자유롭도록 배치되는 것이다.
또한, 가이드(20)의 선단부(20a)의 주연부에는 면취 가공이 실시되어 있고, 그 때문에, 상기 주연부의 단면 형상이 둥글게 형성되어 있다. (21a)는, 상기 주연부에 형성된 면취 가공부이다.
또한, 가이드(20)의 내부에는 그 축방향으로 연장된 공동부가 형성됨과 함께, 이 공동부 내에 축방향으로 신축 가능한 신축 장치(50)로서 유체압 실린더(51) 가 배치되어 있다. 그리고, 가이드(20)에 코어(40)가 이 유체압 실린더(51)를 통하여 가이드(20)의 축방향으로 연재하는 상태로 연결되어 있다. 이 유체압 실린더(51)의 신축 로드(51a)의 선단부에는 코어(40)의 소경부(42)가 분리 가능하게 고착되어 있다.
펀치 구동 장치(70)는, 펀치(30)를 소재(1)의 축방향으로 이동시키고, 상기 펀치(30)에 소재(1)의 가공 예정부(2)를 가압하기 위한 가압력을 부여하기 위한 것이다. 이 펀치 구동 장치(70)는 펀치(30)에 접속되어 있다.
가이드 구동 장치(60)는, 가이드(20)를 펀치의 이동 방향(35)과는 반대 방향(25)으로 이동시키는 것이다. 이 가이드 구동 장치(60)는 가이드(20)에 접속되어 있다.
다음으로, 상기 제3 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1C)를 이용한 업세팅 가공 방법을 이하에 설명한다.
우선, 도12에 도시한 바와 같이, 구속 다이(10)의 구속 구멍(11)에 소재(1)의 가공 예정부(2) 및 비가공 예정부(3)를 삽입 배치한다. 이에 의해, 소재(1)의 가공 예정부(2) 및 비가공 예정부(3)의 외주면이 구속 구멍(11)의 둘레면으로 구속된다.
이어서, 가이드(20)에 코어(40)가 유체압 실린더(51)를 통하여 연결된 상태인 채로, 코어 본체(41)를 소재(1)의 비가공 예정부(3)의 중공부(3a) 내에 삽입 배치함과 함께, 코어(40)의 소경부(42)를 가공 예정부(2)의 중공부(2a) 내에 삽입 배치한다[코어(40)의 세트 작업]. 이 조작에 의해, 가이드(20)가 소재(1)의 가공 예 정부(2)의 중공부(2a) 내에 배치된다[가이드(20)의 세트 작업]. 이 상태에서, 소재(1)의 가공 예정부(2)의 내주면은 가이드(20)의 둘레면으로 구속되어 있다.
또한, 펀치(30)의 공동부(31) 내에 가이드(20)를 삽통 배치하고, 상기 펀치(30)를 소재(1)의 축방향 단부측의 초기 위치에 배치한다.
또한, 가이드(20)의 선단부(20a)와 성형 오목부(12)의 저부(12a)의 사이에 초기 클리어런스(X)를 형성한다. 이 초기 클리어런스(X)의 간격은, 펀치(30)의 이동을 개시하기 전의 상태에서 가이드(20)의 선단부(20a)와 성형 오목부(12)의 저부(12a)의 사이에 노출하는 소재(1)의 가공 예정부(2)의 노출부의 단면적에서의 좌굴 한계 길이(XO) 이하로 설정되어 있다.
이어서, 도13에 도시한 바와 같이, 펀치 구동 장치(70)를 작동시킴으로써 펀치(30)를 이동시키고, 상기 펀치(30)로 소재(1)의 가공 예정부(2)를 축방향으로 가압하면서, 가이드 구동 장치(60)를 작동시킴으로써 가이드(20)를 펀치의 이동 방향(35)과는 반대 방향(25)으로 이동시킨다. 이에 의해, 가이드(20)의 선단부(20a)와 성형 오목부(12)의 저부(12a)의 사이에 노출하는 소재(1)의 가공 예정부(2)가 성형 오목부(12) 내에서 두께가 증가하도록 내측으로 팽출한다. 또한, 펀치(30)의 이동에 수반하여 유체압 실린더(51)의 로드(51a)를 신장시키고, 코어(40)의 축방향에서의 위치 어긋남을 방지한다.
여기서, 펀치(30)의 이동 개시시로부터 가이드(20)의 이동 개시시까지의 동안에 타임 래그(tO)를 두는 것이 바람직하다. 즉, 펀치(30)에 의한 소재(1)의 가공 예정부(2)의 가압을 개시하는 경우에는, 우선 가이드(20)의 위치를 초기 위치에 고정하고 나서, 펀치(30)를 이동시키고, 소재(1)의 가공 예정부(2)를 펀치(30)로 축방향으로 가압한다. 그리고, 타임 래그(tO)의 경과 후, 계속해서 펀치(30)로 소재(1)의 가공 예정부(2)를 가압하면서, 가이드(20)를 펀치의 이동 방향(35)과는 반대 방향(25)으로 이동시킨다.
펀치(30) 및 가이드(20)의 이동에 수반하여, 소재(1)의 가공 예정부(2)가 성형 오목부(12) 내에서 두께가 증가하도록 내측으로 서서히 팽출하고, 상기 가공 예정부(2)의 재료가 성형 오목부(12) 내에 충만되어 간다.
그리고, 도14에 도시한 바와 같이, 펀치(30)의 선단부가, 팽출부(4)의 설계 체적으로부터 구해지는 펀치(30)의 선단부의 성형 오목부(12) 저부(12a)에 대한 정지 위치(XP)에 도달하였을 때, 펀치(30)의 이동을 정지하고, 또한 가이드(20)의 선단부(20a)가, 설계로 정한 가이드(20)의 선단부(20a)의 성형 오목부(12) 저부(12a)에 대한 정지 위치(Xg)에 도달하였을 때, 가이드(20)의 이동을 정지한다. 이때, 소재(1)의 가공 예정부(2)의 재료는 성형 오목부(12) 내에 완전하게 충만되어, 상기 가공 예정부(2)가 설계 형상으로 팽출되어 있다.
이상의 수순에 의해, 소재(1)의 가공 예정부(2)에 대한 두께 가공이 종료한다.
이어서, 유체압 실린더(51)와 코어(40)를 분리함과 함께, 구속 다이(10)의 저부(15)를 분해한 후 코어(40)를 소재(1)의 비가공 예정부(3)의 중공부(3a) 내로 부터 발출하고, 또한 가이드(20) 및 펀치(30)를 분해한다.
상기 제3 실시 형태에서는, 펀치(30)의 선단부의 성형 오목부(12) 저부(12a)에 대한 정지 위치(XP)와, 가이드(20)의 선단부(20a)의 성형 오목부(12) 저부(12a)에 대한 정지 위치(Xg)는 일치하고 있다. 또한 본 발명에서는, XP와 Xg는 일치하고 있지 않아도 된다.
또한, 가이드(20)의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도(G)는, 상기 식 (i)을 만족하고 있는 것이 바람직하다.
그런데, 상기 제3 실시 형태의 업세팅 가공 방법에서는, 펀치(30)로 소재(1)의 가공 예정부(2)를 가압할 때에는, 소재(1)의 비가공 예정부(3)의 내주면이 코어 본체(41)의 둘레면으로 구속되고, 또한 가공 예정부(2) 및 비가공 예정부(3)의 외주면이 구속 다이(10)의 구속 구멍(11)의 둘레면으로 구속되어 있기 때문에, 소재(1)의 비가공 예정부(3)의 내측 및 외측으로의 좌굴이 방지되고, 또한 가공 예정부(2)의 외측으로의 좌굴이 방지되어 있다. 또한, 소재(1)의 가공 예정부(2)의 중공부(2a) 내에 가이드(20)가 배치됨으로써, 가공 예정부(2)의 내주면이 가이드(20)의 둘레면으로 구속되고, 이에 의해, 가공 예정부(2)의 내측으로의 좌굴이 방지되어 있다. 이 상태에서, 소재(1)의 가공 예정부(2)를 펀치(30)로 축방향으로 가압하면서, 가이드(20)를 펀치의 이동 방향(35)과는 반대 방향(25)으로 이동시킴으로써, 가이드(20)의 선단부(20a)와 성형 오목부(12)의 저부의 사이에 노출하는 소재(1)의 가공 예정부(2)가 성형 오목부(12) 내에서 두께가 증가하도록 내측으로 확 실하게 또한 양호하게 팽출하게 된다. 그 결과, 고품질의 통형 업세팅 가공품(6C)을 얻을 수 있다.
또한, 가이드(20)를 가이드 구동 장치(60)의 구동력에 의해 이동시키기 때문에, 가이드(20)를 확실하게 이동시킬 수 있다.
또한, 펀치(30)의 선단부가 소재(1)의 축방향 단부의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있기 때문에, 소재(1)의 가공 예정부(2)를 펀치(30)로 확실하게 가압할 수 있다.
또한, 가이드(20)에 코어(40)가 가이드(20)의 축방향으로 연장하는 상태로 연결되어 있기 때문에, 코어 본체(41)를 소재(1)의 비가공 예정부(3)의 중공부(3a) 내에 소경부(42)를 가공 예정부(2)의 중공부(2a) 내에 각각 배치하는, 코어(40)의 세트 작업과, 가이드(20)를 소재(1)의 가공 예정부(2)의 중공부(2a) 내에 배치하는, 가이드(20)의 세트 작업을 동시에 행할 수 있고, 따라서 업세팅 가공의 작업 능률을 향상시킬 수 있다.
또한, 가이드(20)의 이동에 수반하여 유체압 실린더(51)를 신장시키고 있기 때문에, 가이드(20)의 이동이나 소재(1)의 가공 예정부(2)의 팽출에 수반하여 코어(40)의 위치가 어긋나는 문제점을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 신축 장치(50)로서 유체압 실린더(51)가 이용되고 있기 때문에, 그와 같은 문제점을 확실하게 방지할 수 있다.
또한, 가이드(20)의 선단부(20a)의 주연부에 면취 가공(그 면취 가공부(21a))이 실시되어 있기 때문에, 가공시에 가이드(20)의 선단부(20a)에 소재(1) 의 가공 예정부(2)의 재료의 배압이 효과적으로 작용하게 된다. 그 결과, 가이드(20)를 이동시키는 데 필요한 가이드 구동 장치(60)의 구동력을 감소시킬 수 있고, 따라서 가이드 구동 장치(60)의 소형화를 도모할 수 있다.
여기서, 상기 제3 실시 형태에서는, 업세팅 가공시에, 가이드(20)는 가이드 구동 장치(60)의 구동력에 의해 이동되는데, 본 발명에서는, 반드시 가이드(20)는 그와 같은 구동력에 의해 이동되는 것을 필요로 하지 않는다. 즉, 본 발명에서는, 가이드(20)를, 소재(1)의 가공 예정부(2)의 재료의 성형 오목부(12) 내로의 압입에 의해 가이드(20)에 작용하는 복구력에 의해 이동시켜도 된다. 이 경우에는, 가이드 구동 장치(60)를 반드시 이용하지 않아도 가이드(20)를 이동시킬 수 있고, 따라서 업세팅 가공 장치(1C)의 간소화를 도모할 수 있다.
도15는, 상기 제1 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1A)의 일 변형예를 도시한 개략도이다.
이 변형예에서는, 신축 장치(50)로서 압축 코일 스프링(52)이 이용되고 있다. 이 스프링(52)은, 가공시에 펀치(30)의 이동에 수반하여 단축되도록 구성되어 있다.
또한, 이 스프링(52)은, 상기 제2 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1B)에서의 각 신축 장치(50)로서도 적용할 수 있다.
도16은, 상기 제3 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1C)의 또 하나의 변형예를 도시한 개략도이다.
이 변형예에서는, 신축 장치(50)로서 코일 스프링(52)이 이용되고 있다. 이 스프링(52)은, 가공시에 가이드(20)의 이동에 수반하여 신장되도록 구성되어 있다.
도17 내지 도19는, 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 통형 소재의 업세팅 가공 장치를 이용한 업세팅 가공 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도17에서, (1D)는, 제4 실시 형태에 관한 통형 소재의 업세팅 가공 장치이다. 도17 내지 도19에는, 도7 내지 도10에 도시한 제2 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1B)의 구성 요소와 동일한 요소에는 동일한 부호가 부여되어 있다. 이하, 본 제4 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1D)의 구성에 대하여, 상기 제2 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1B)의 구성과의 상이를 중심으로 설명한다.
제4 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1D)에 의해 제작되는 통형 업세팅 가공품은, 도11에 도시한 통형 업세팅 가공품(6B)과 동일하다.
이 업세팅 가공 장치(1D)는 도17에 도시한 바와 같이, 상기 제2 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1B)의 모든 구성과, 또한, 2개의 가열 수단(80)(80)과, 2개의 냉각 수단(85)(85)을 구비하고 있다.
2개의 가열 수단(80)(80)은 서로 동일 구성이다. 각 가열 수단(80)은, 소재(1)의 각 가열 수단(80)(80)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)에 대응하는 부위(2x)를 국부적으로 가열하는 것이다. 가열 수단(80)은, 유도 가열 코일(81a)과, 상기 코일(81a)에 교류 전류(또는 교류 전압)를 공급하는 전원부(81b)를 가지는 유도 가열 수단(81)이다.
유도 가열 코일(81a)의 표면은, 절연 테이프 등으로 이루어지는 절연층(도시 생략)으로 덮여 있다. 또한, 이 코일(81a)은, 구속 다이(10)의 축방향 양단부의 내부에, 대응하는 성형 오목부(12)를 둘러싸는 양태로 하여 매설되어 있다.
구속 다이(10)는, 예를 들면, 강재 등의, 내열성을 가지는 경질의 전도성 재료(예 : 내열성 금속재)로 이루어진다.
이 유도 가열 수단(81)에서는, 코일(81a)에 전원부(81b)에 의해 소정의 주파수(예 : 고주파나 저주파)의 전류(전압)을 공급하면, 유도 가열 수단(81)의 코일(81a)에 의해 구속 다이(10)의 축방향 양단부가 국부적으로 유도 가열되고, 이에 의해, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)에 대응하는 부위(2x)가, 구속 다이(10)의 축방향 단부의 열로 국부적으로 가열되도록 구성되어 있다. 즉, 소재(1)의 해당 부위(2x)에 구속 다이(10)의 축방향 단부의 열이 전도함으로써, 해당 부위(2x)가 국부적으로 가열되도록 구성되어 있다. 또한, 이 유도 가열 수단(81)에서는, 코일(81a)로의 전류 공급량 등을 증가시킴으로써, 소재(1)의 해당 부위(2x)의 가열 온도를 상승시켜 해당 부위(2x)를 국부적으로 반용융 상태로 가열할 있도록 구성되어 있다.
2개의 냉각 수단(85)(85)은 서로 동일 구성이다. 각 냉각 수단(85)은, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)보다 기단측의 부위에 대응하는 부위(2y)를 국부적으로 냉각하는 것이다. 이 냉각 수단(85)은, 냉각 액류 통로(85a)를 가지고 있다. 이 냉각 액류 통로(85a)는, 가이드(20)의 선단부(20a)보다 기단측의 부위의 내부로서, 가이드(20)의 기단부의 내부에 형성되어 있다. 그리고, 냉각 수단(85)은, 이 냉각 액류 통로(85a) 내에 냉각수 등의 냉각액을 유통시킴으로써, 소재(1)의 해당 부위(2x)를 국부적으로 냉각하도록 구성되어 있다.
또한, (88)(88)은, 구속 다이(10)의 축방향 중간부의 내부에 형성된 2개의 냉각 액류 통로(85a)이다. 이 각 냉각 액류 통로(88)는, 그 내부에 냉각액을 유통시킴으로써, 유도 가열 수단(81)의 코일(81a)에 의해 발생한 열이 구속 다이(10)의 다른 부위로 전달하는 것을 억제하는 것이다.
본 제4 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1D)의 다른 구성은, 상기 제2 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1B)의 구성과 동일하다.
다음으로, 상기 제4 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1D)를 이용한 업세팅 가공 방법을 이하에 설명한다.
우선, 도17에 도시한 바와 같이, 구속 다이(10)의 구속 구멍(11)에 소재(1)의 비가공 예정부(3)를 삽입 배치한다. 이에 의해, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)가 각각 구속 다이(10)의 대응하는 성형 오목부(12) 내에 배치된다. 이 상태에서, 소재(1)의 비가공 예정부(3)의 외주면은 구속 구멍(11)의 둘레면으로 구속되어 있다.
이어서, 상기 제2 실시 형태에서 설명한 코어(40)의 세트 작업과 펀치(30)의 세트 작업을 행한다. 이에 의해, 소재(1)의 양 가공 예정부(2)(2) 및 비가공 예정부(3)의 내주면이 코어(40)(상세하게 설명하면, 양 코어 반부(40a)(40a))의 둘레면으로 구속된다.
또한, 각 가이드(20)의 삽통 구멍(21) 내에 각각 대응하는 소재(1)의 가공 예정부(2)를 삽입 배치한다. 이에 의해, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)의 외주면이 삽통 구멍(21)의 둘레면으로 구속된다.
또한, 필요에 따라, 각 가이드(20)의 선단부(20a)와, 대응하는 성형 오목부(12)의 저부(12a)의 사이에 각각 초기 클리어런스(X)(도8 참조)를 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 각 유도 가열 수단(81)의 코일(81a)에 전원부(81b)에 의해 소정의 주파수의 전류를 공급함으로써, 각 유도 가열 수단(81)의 코일(81a)에 의해 구속 다이(10)의 축방향 양단부를 국부적으로 유도 가열한다. 이에 의해, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)에 대응하는 부위(2x)가, 구속 다이(10)의 축방향 양단부의 열로 국부적으로 가열된다. 그 결과, 소재(1)의 해당 부위(2x)에서의 변형 저항이 국부적으로 저하한다.
이 가열 온도는, 소재(1)의 해당 부위(2x)의 변형 저항이 저하하도록 하는 온도이면 되고, 한정되는 것은 아니지만, 바람직한 가열 온도를 구체적으로 예시하면, 다음과 같다.
예를 들면, 소재(1)의 재질이 알루미늄 또는 알루미늄 합금인 경우에는, 바람직한 가열 온도의 범위로서는 200 내지 580℃(특히 바람직하게는 350 내지 540℃) 등을 들 수 있다. 또한, 소재(1)의 해당 부위(2x)를 반용융 상태로 가열하는 경우에는, 바람직한 가열 온도의 범위로서 580 내지 625℃(특히 바람직하게는 600 내지 615℃) 등을 들 수 있다. 단 본 발명은, 가열 온도가 상기한 범위인 것에 한정되는 것은 아니다.
또한, 각 냉각 수단(85)의 냉각 액류 통로(85a) 내에 상온의 냉각수 등의 냉 각액을 유통시킴으로써, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)보다 기단측의 부위에 대응하는 부위(2x)를 국부적으로 냉각한다. 이에 의해, 소재(1)의 해당 부위(2x)에서의 변형 저항의 저하를 억제할 수 있다.
이 경우의 바람직한 냉각 온도로서, 30 내지 80℃(특히 바람직하게는 40 내지 60℃) 등을 들 수 있다. 단 본 발명은, 냉각 온도가 상기한 범위인 것에 한정되는 것은 아니다.
또한, 구속 다이(10)의 내부에 형성된 각 냉각 액류 통로(88) 내에 상온의 냉각액을 유통시킨다. 이에 의해, 각 유도 가열 수단(81)의 코일(81a)에 의해 발생한 열이 구속 다이(10)의 다른 부위로 전도하는 것을 억제한다.
이어서, 이와 같은 상태를 유지한 채로, 상기 제2 실시 형태에서 나타낸 업세팅 가공 방법과 마찬가지의 수순에 의해, 도18 및 도19에 도시한 바와 같이, 소재(1)의 양 가공 예정부(2)(2)를 동시에 성형 오목부(12)(12) 내에서 두께가 증가하도록 외측으로 팽출시킨다.
그리고, 소재(1)의 양 가공 예정부(2)(2)가 설계 형상으로 팽출하면, 그 후, 상기 제2 실시 형태에서 설명한 코어(40)의 발출 작업과 펀치(30)의 분해 작업을 행한다. 이어서, 소재(1)를 구속 다이(10)의 구속 구멍(11) 내로부터 꺼냄으로써, 도11에 도시한 통형 업세팅 가공품(6B)이 얻어진다.
이 업세팅 가공 방법에서, 각 가이드(20)의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도(G)는, 상기 식 (i)을 만족하고 있는 것이 바람직하다.
그런데, 상기 제4 실시 형태의 업세팅 가공 방법은, 상기 제2 실시 형태의 업세팅 가공 방법과 동일한 이점이 있고, 추가로 다음의 이점이 있다.
즉, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)에 대응하는 부위(2x)를 국부적으로 가열한 상태에서, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)를 팽출시키기 때문에, 소재(1)의 각 가공 예정부(2) 중, 가이드(20)의 선단부(20a)에 대응하는 부위(2x)에 대해서만 변형 저항이 국부적으로 저하한다. 그 때문에, 성형 압력을 저감할 수 있다. 한편, 소재(1)의 각 가공 예정부(2) 중, 가이드(20)의 선단부(20a)보다 기단측의 부위에 대응하는 부위(2y)에 대해서는 가열되어 있지 않기 때문에 변형 저항은 저하하지 않는다. 그 때문에, 소재(1)의 각 단부가 펀치(30)로부터의 가압력에 의해 가이드(20)의 삽통 구멍(21) 내에서 눌려 찌부러짐으로써 발생하는 성형 압력의 증가를 방지할 수 있다.
또한, 금속 다이(10)의 축방향 양단부를 유도 가열 수단(81)에 의해 국부적으로 유도 가열함으로써, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)에 대응하는 부위(2x)를, 구속 다이(10)의 축방향 단부의 열로 국부적으로 가열하기 때문에, 소재(1)의 해당 부위(2x)를 확실하게 또한 효율적으로 가열할 수 있다.
또한, 본 제4 실시 형태에서는, 가열 온도를 상승시킴으로써, 소재(1)의 해당 부위(2x)를 국부적으로 반용융 상태로 가열하여도 된다. 이 경우에는, 성형 압력을 대폭 저감할 수 있다. 또한, 이 경우의 업세팅 가공은, 틱소 성형의 범주에 들어가게 된다.
또한, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)보다 기 단측의 부위에 대응하는 부위(2y)를 냉각 수단(85)에 의해 국부적으로 냉각한 상태에서, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)를 팽출시키기 때문에, 소재(1)의 해당 부위(2y)가 가열되는 것을 확실하게 억제할 수 있고, 따라서, 소재(1)의 해당 부위(2y)에서의 변형 저항의 저하를 확실하게 억제할 수 있다.
따라서, 본 제4 실시 형태의 업세팅 가공 방법에 의햐면, 축방향 양측부에 두께가 증가하도록 외측으로 팽출한 팽출부(4)가 형성된 고품질의 통형 업세팅 가공품(6B)를 제조할 수 있다.
또한, 상기 제4 실시 형태에서는, 구속 다이(10)의 축방향 양단부를 유도 가열 수단(81)에 의해 국부적으로 유도 가열함으로써, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)에 대응하는 부위(2x)를, 구속 다이(10)의 축방향 단부의 열로 국부적으로 가열하는 것이다. 그런데 본 발명에서는, 그 외에, 소재(1)의 해당 부위(2x)를 유도 가열 수단(81)에 의해 국부적으로 유도 가열하여도 된다. 이 경우에는, 소재(1)의 해당 부위(2x)를 확실하게 또한 매우 효율적으로 가열할 수 있다. 또한, 이 경우에는, 구속 다이(10)는, 예를 들면, 강재 등의, 내열성을 가지는 경질의 전도성 재료(예 : 내열성 금속재)로 이루어지는 것이어도 되고, 세라믹 등의, 내열성을 가지는 경질의 비전도성 재료로 이루어지는 것이어도 된다.
또한, 상기 제4 실시 형태에서는, 소재(1)의 가공 예정부(2)의 개수는 2개인데, 본 발명에서는, 그 외에, 가공 예정부(2)의 개수는 1개이어도 된다.
여기서, 상기 제4 실시 형태에서는, 업세팅 가공시에, 각 가이드(20)의 가이 드 구동 장치(60)의 구동력에 의해 이동되는데, 본 발명에서는, 반드시 각 가이드(20)는 그와 같은 구동력에 의해 이동되는 것을 필요로 하지 않는다. 즉, 본 발명에서는, 각 가이드(20)를, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)의 재료의 성형 오목부(12) 내로의 압입에 의해 가이드(20)에 작용하는 복구력에 의해 이동시켜도 된다. 이 경우에는, 각 가이드 구동 장치(60)를 반드시 이용하지 않아도 각 가이드(20)를 이동시킬 수 있고, 따라서 업세팅 가공 장치(1D)의 간소화를 도모할 수 있다.
도20 내지 도22는, 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 통형 소재의 업세팅 가공 장치를 이용한 업세팅 가공 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도20에서, (1E)는, 본 제5 실시 형태에 관한 통형 소재의 업세팅 가공 장치이다. 도20 내지 도22에는, 도12 내지 도14에 도시한 제3 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1C)의 구성 요소와 동일한 요소에는 동일한 부호가 부여되어 있다. 이하, 본 제5 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1E)의 구성에 대하여, 상기 제3 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1C) 및 상기 제4 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1D)의 구성과의 상이를 중심으로 설명한다.
제5 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1E)에 의해 제작되는 통형 업세팅 가공품은, 도22에 도시한 바와 같이, 축방향 일단부에 두께가 증가하도록 내측으로 팽출한 팽출부(4)가 형성된 것이고, 즉, 상기 제3 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1C)에 의해 제작된 통형 업세팅 가공품(6C)과 동일하다.
이 업세팅 가공 장치(1E)는, 도20에 도시한 바와 같이, 상기 제3 실시 형태 의 업세팅 가공 장치(1C)의 모든 구성과, 또한, 가열 수단(80)과, 냉각 수단(85)을 구비하고 있다.
가열 수단(80)은, 소재(1)의 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)에 대응하는 부위(2x)를 국부적으로 가열하는 것이다. 가열 수단(80)은, 유도 가열 코일(81a)과, 상기 코일(81a)에 교류 전류(또는 교류 전압)을 공급하는 전원부(81b)를 가지는 유도 가열 수단(81)이다.
유도 가열 코일(81a)의 표면은, 절연 테이프 등으로 이루어진 절연층(도시 생략)으로 덮여 있다. 또한, 이 코일(81a)은, 구속 다이(10)의 축방향 일단부의 내부에 성형 오목부(12)를 둘러싸는 양태로 하여 매설되어 있다.
구속 다이(10)는, 예를 들면, 강재 등의, 내열성을 가지는 경질의 전도성 재료(예 : 내열성 금속재)로 이루어지거나, 혹은, 세라믹 등의, 내열성을 가지는 경질의 비전도성 재료로 이루어진다.
이 유도 가열 수단(81)에서는, 코일(81a)에 전원부(81b)에 의해 소정의 주파수(예 : 고주파나 저주파)의 전류(전압)를 공급하면, 유도 가열 수단(81)의 코일(81a)에 의해 소재(1)의 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)에 대응하는 부위(2x)가 국부적으로 유도 가열되도록 구성되어 있다. 또한, 이 유도 가열 수단(81)은, 코일(81a)로의 전류 공급량 등을 증가시킴으로써, 소재(1)의 해당 부위(2x)의 유도 가열 온도를 상승시켜 해당 부위(2x)를 국부적으로 반용융 상태로 유도 가열할 수 있도록 구성되어 있다.
냉각 수단(85)은, 소재(1)의 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단 부(20a)보다 기단측의 부위에 대응하는 부위(2y)를 국부적으로 냉각하는 것이다. 이 냉각 수단(85)은, 가이드(20)의 기단부의 내부에 형성된 냉각 액류 통로(85a)를 가지고 있다. 그리고, 냉각 수단(85)은, 이 냉각 액류 통로(85a) 내에 냉각수 등의 냉각액을 유통시킴으로써, 소재(1)의 해당 부위(2x)를 국부적으로 냉각하도록 구성되어 있다.
또한, (88)은, 구속 다이(10)의 내부에 형성된 냉각 액류 통로이다. 냉각 액류 통로(88)는, 그 내부에 냉각액을 유통시킴으로써, 유도 가열 수단(81)의 코일(81a)에 의해 발생한 열이 구속 다이(10)의 다른 부위로 전도하는 것을 억제하는 것이다.
본 제5 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1E)의 다른 구성은, 상기 제3 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1C)의 구성과 동일하다.
다음으로, 상기 제5 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1E)를 이용한 업세팅 가공 방법을 이하에 설명한다.
우선, 도20에 도시한 바와 같이, 구속 다이(10)의 구속 구멍(11)에 소재(1)의 가공 예정부(2) 및 비가공 예정부(3)를 삽입 배치한다. 이에 의해, 소재(1)의 가공 예정부(2) 및 비가공 예정부(3)의 외주면이 구속 구멍(11)의 둘레면으로 좌굴 저지 상태로 구속된다.
이어서, 가이드(20)에 코어(40)가 유체압 실린더(51)를 통하여 연결된 상태인 채로, 코어 본체(41)를 소재(1)의 비가공 예정부(3)의 중공부(3a) 내에 삽입 배치함과 함께, 코어(40)의 소경부(42)를 가공 예정부(2)의 중공부(2a) 내에 삽입 배 치한다[코어(40)의 세트 작업]. 이 조작에 의해, 가이드(20)의 적어도 선단부(20a)가 소재(1)의 가공 예정부(2)의 중공부(2a) 내에 배치된다[가이드(20)의 세트 작업]. 이 상태에서, 소재(1)의 가공 예정부(2)의 내주면은 가이드(20)의 둘레면으로 좌굴 저지 상태로 구속되어 있다.
또한, 필요에 따라, 각 가이드(20)의 선단부(20a)와, 대응하는 성형 오목부(12)의 저부(12a)의 사이에 각각 초기 클리어런스(X)(도12 참조)를 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 유도 가열 수단(81)의 코일(81a)에 전원부(81b)에 의해 소정의 주파수의 전류를 공급함으로써, 유도 가열 수단(81)의 코일(81a)에 의해 소재(1)의 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)에 대응하는 부위(2x)를 국부적으로 유도 가열한다. 이에 의해, 소재(1)의 해당 부위(2x)에서의 변형 저항이 국부적으로 저하한다.
이 경우에서의 가열 온도의 바람직한 범위는, 상기 제4 실시 형태에 기재한 바람직한 가열 온도의 범위와 동일하다.
또한, 냉각 수단(85)의 냉각 액류 통로(85a) 내에 상온의 냉각수 등의 냉각액을 유통시킴으로써, 소재(1)의 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)보다 기단측의 부위에 대응하는 부위(2y)를 국부적으로 냉각한다. 이에 의해, 소재(1)의 해당 부위(2y)에서의 변형 저항의 저하를 억제할 수 있다.
이 경우에서의 냉각 온도의 바람직한 범위는, 상기 제4 실시 형태에 기재한 바람직한 냉각 온도의 범위와 동일하다.
또한, 구속 다이(10)의 내부에 형성된 냉각 액류 통로(88) 내에 상온의 냉각수 등의 냉각액을 유통시킨다. 이에 의해, 유도 가열 수단(81)의 코일(81a)에 의해 발생한 열이 구속 다이(10)의 다른 부위로 전도하는 것을 억제한다.
이어서, 이와 같은 상태를 유지한 채로, 상기 제3 실시 형태에서 나타낸 업세팅 가공 방법과 마찬가지의 수순에 의해, 도21 및 도22에 도시한 바와 같이, 소재(1)의 가공 예정부(2)를 성형 오목부(12) 내에서 두께가 증가하도록 내측으로 팽출시킨다.
그리고, 소재(1)의 가공 예정부(2)가 설계 형상으로 팽출하면, 그 후, 유체압 실린더(51)와 코어(40)를 분리함과 함께, 구속 다이(10)의 저부(15)를 분해한다. 그리고, 코어(40)를 소재(1)의 비가공 예정부(3)의 중공부(3a) 내로부터 발출하고, 또한 가이드(20) 및 펀치(30)를 분해한다. 이에 의해, 원하는 통형 업세팅 가공품(6C)이 얻어진다.
이 업세팅 가공 방법에서, 가이드(20)의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도(G)는, 상기 식 (i)을 만족하고 있는 것이 바람직하다.
그런데, 상기 제5 실시 형태의 업세팅 가공 방법에서는, 상기 제3 실시 형태 및 제4 실시 형태의 업세팅 가공 방법과 동일한 이점이 있고, 추가로, 다음의 이점이 있다.
즉, 소재(1)의 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)에 대응하는 부위(2x)를 국부적으로 가열한 상태에서, 소재(1)의 가공 예정부(2)를 팽출시키기 때문에, 소재(1)의 가공 예정부(2) 중, 가이드(20)의 선단부(20a)에 대응하는 부 위(2x)에 대해서만 변형 저항이 국부적으로 저하한다. 그 때문에, 성형 압력을 저감할 수 있다. 한편, 소재(1)의 가공 예정부(2) 중, 가이드(20)의 선단부(20a)보다 기단측의 부위에 대응하는 부위(2y)에 대해서는 가열되어 있지 않기 때문에 변형 저항은 저하하지 않는다. 그 때문에, 소재(1)의 단부가 펀치(30)로부터의 가압력에 의해 눌려 찌부러짐으로써 발생하는 성형 압력의 증가를 방지할 수 있다.
또한, 소재(1)의 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)에 대응하는 부위(2x)를 유도 가열 수단(81)에 의해 국부적으로 유도 가열하기 때문에, 소재(1)의 해당 부위(2x)를 확실하게 또한 매우 효율적으로 가열할 수 있다.
또한, 본 제5 실시 형태에서는, 유도 가열 온도를 상승시킴으로써, 소재(1)의 해당 부위(2x)를 국부적으로 반용융 상태로 유도 가열하여도 된다. 이 경우에는, 성형 압력을 대폭 저감할 수 있다. 또한, 이 경우의 업세팅 가공은, 틱소 성형의 범주에 들어가게 된다.
또한, 소재(1)의 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)보다 기단측의 부위에 대응하는 부위(2y)를 냉각 수단(85)에 의해 국부적으로 냉각한 상태에서, 소재(1)의 가공 예정부(2)를 팽출시키기 때문에, 소재(1)의 해당 부위(2y)가 가열되는 것을 확실하게 억제할 수 있고, 따라서, 소재(1)의 해당 부위(2y)에서의 변형 저항의 저하를 확실하게 억제할 수 있다.
따라서, 본 제5 실시 형태의 업세팅 가공 방법에 의하면, 도22에 도시한 바와 같이, 축방향 일단부에 두께가 증가하도록 내측으로 팽출한 팽출부(4)가 형성된 고품질의 통형 업세팅 가공품(6C)을 제조할 수 있다.
또한, 상기 제5 실시 형태에서는, 소재(1)의 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)에 대응하는 부위(2x)를 유도 가열 수단(81)에 의해 국부적으로 유도 가열하는 것이다. 그런데 본 발명에서는, 그 외에, 구속 다이(10)의 축방향 일단부를 유도 가열 수단(81)에 의해 국부적으로 유도 가열하고, 이에 의해, 소재(1)의 해당 부위(2x)를, 구속 다이(10)의 축방향 일단부의 열로 국부적으로 가열하여도 된다. 이 경우에는, 소재(1)의 해당 부위(2x)를 확실하게 또한 효율적으로 가열할 수 있다. 또한, 이 경우에는, 구속 다이(10)는, 예를 들면, 강재 등의, 내열성을 가지는 경질의 전도성 재료(예 : 내열성 금속재)로 이루어지는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 제5 실시 형태에서는, 업세팅 가공시에, 가이드(20)는 가이드 구동 장치(60)의 구동력에 의해 이동되는데, 본 발명에서는, 반드시 가이드(20)의 그와 같은 구동력에 의해 이동되는 것을 필요로 하지 않는다. 즉, 본 발명에서는, 가이드(20)를, 소재(1)의 가공 예정부(2)의 재료의 성형 오목부(12) 내로의 압입에 의해 가이드(20)에 작용하는 복구력에 의해 이동시켜도 된다. 이 경우에는, 가이드 구동 장치(60)를 반드시 이용하지 않아도 가이드(20)를 이동시킬 수 있고, 따라서 업세팅 가공 장치(1E)의 간소화를 도모할 수 있다.
도23 내지 도25는, 본 발명의 제6 실시 형태에 관한 통형 소재의 업세팅 가공 장치를 이용한 업세팅 가공 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도23에서, (1F)는, 본 제6 실시 형태에 관한 통형 소재의 업세팅 가공 장치이다. 도23 내지 도25에는, 도7 내지 도10에 도시한 제2 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1B)의 구성 요소와 동일한 요소에는 동일한 부호가 부여되어 있다. 이하, 본 제6 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1F)의 구성에 대하여, 상기 제2 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1B) 및 상기 제4 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1D)의 구성과의 상이를 중심으로 설명한다.
제6 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1F)에 의해 제작되는 통형 업세팅 가공품은, 도11에 도시한 통형 업세팅 가공품(6B)과 동일하다.
이 업세팅 가공 장치(1F)는, 도23에 도시한 바와 같이, 상기 제4 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1D)와는 달리 코어와 신축 장치를 구비하고 있지 않다. 또한, 이 업세팅 가공 장치(1F)는, 2개의 가열 수단(80)(80)과, 2개의 냉각 수단(85)(85)과, 압력 유체 충전 수단(90)을 구비하고 있다.
2개의 가열 수단(80)(80)은 서로 동일 구성이다. 각 가열 수단(80)은, 상기 제4 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1D))의 가열 수단(80)과 동일한 구성이고, 즉, 유도 가열 코일(81a)과 전원부(81b)를 가지는 유도 가열 수단(81)이다.
2개의 냉각 수단(85)(85)은 서로 동일한 구성이다. 각 냉각 수단(85)은, 상기 제4 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1D)의 냉각 수단(85)과 동일한 구성이고, 즉, 냉각 액류 통로(85a)를 가지고 있다.
압력 유체 충전 수단(90)은, 통형 소재(1)의 축방향 중간부의 비가공 예정부(3) 및 축방향 양측부의 가공 예정부(2)(2)의 중공부(3a)(2a)(2a) 내에 압력 유체(압력 매체)(95)를 충전하고, 이에 의해, 소재(1)의 비가공 예정부(3) 및 양 가공 예정부(2)(2)의 내주면을 유체압(즉, 압력 유체의 압력)으로 좌굴 저지 상태로 가압 구속하는 것이다.
이 압력 유체 충전 수단(90)은, 양 펀치(30) 중의 한쪽의 펀치(30)의 내부에 축방향으로 관통하여 형성된 압력 유체 공급로(91)와, 상기 공급로(91)를 통하여 압력 유체(95)를 소재(1)의 중공부(3a)(2a)(2a) 내로 공급 충전하는 압력 유체 공급부(92)를 가지고 있다. 압력 유체 공급로(91)의 공급구(9a)는, 펀치(30)의 선단부에 중공부(2a)에 면하여 형성되어 있다. 압력 유체 공급부(92)는, 압력 유체 공급원으로서, 내부에 압력 유체가 충전된 압력 탱크(도시 생략) 등을 가지고 있다.
압력 유체(95)로서, 예를 들면, 아르곤이나 공기 등의 가스가 이용된다. 단 본 발명에서는, 압력 유체(95)가 가스인 것에 한정되는 것이 아니라, 그 외에, 예를 들면, 물이나 기름 등의 액체이어도 된다.
각 펀치(30)의 선단부에는, 소재(1)의 축방향 단부의 개구부 내에 끼워 맞춰지는 끼워맞춤 볼록부(32)가 일체로 형성되어 있다. 이 끼워맞춤 볼록부(32)는, 소재(1)의 축방향 단부를 그 내측으로부터 지지하여 해당 단부의 변형을 저지하는 것이다.
다음으로, 상기 제6 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1F)를 이용한 업세팅 가공 방법을 이하에 설명한다.
우선, 도23에 도시한 바와 같이, 구속 다이(10)의 구속 구멍(11)에 소재(1)의 비가공 예정부(3)를 삽입 배치한다. 이에 의해, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)가 각각 구속 다이(10)의 대응하는 성형 오목부(12) 내에 배치된다. 이 상태에서, 소재(1)의 비가공 예정부(3)의 외주면은 구속 구멍(11)의 둘레면으로 구속되어 있 다.
이어서, 각 가이드(20)의 삽통 구멍(21) 내에 각각 대응하는 소재(1)의 가공 예정부(2)를 삽입 배치한다. 이에 의해, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)의 외주면이 삽통 구멍(21)의 둘레면으로 좌굴 저지 상태로 구속된다.
또한, 각 가이드(20)의 삽통 구멍(21) 내에 각각 대응하는 펀치(30)를 삽입 배치한다. 이에 의해, 각 펀치(30)가 소재(1)의 축방향 단부측의 초기 위치에 배치됨과 함께, 또한, 각 펀치(30)의 선단부의 끼워맞춤 볼록부(32)가 소재(1)의 축방향 단부의 개구부 내에 적합 상태로 끼워 맞춰져서 해당 단부가 그 내측으로부터 끼워맞춤 볼록부(32)로 변형 저지 상태로 지지된다. 또한, 이와 같이 하여 끼워맞춤 볼록부(32)가 끼워 맞춰짐으로써, 소재(1)의 축방향 양단부의 개구부가 폐색된다.
이어서, 소재(1)의 비가공 예정부(3) 및 양 가공 예정부(2)(2)의 중공부(3a)(2a)(2a) 내에, 압력 유체 충전 수단(90)에 의해 압력 유체 공급부(92)로부터 압력 유체(95)를 압력 유체 공급로(91) 내를 통하여 충만 상태로 공급 충전한다. 이 충전시에는, 소재(1)의 축방향 양단부 중 어느 한쪽의 단부의 개구부와 펀치(30)의 선단부의 사이에 틈을 형성하여 두는 것이, 압력 유체(95)를 소재(1)의 중공부(3a)(2a)(2a) 내에 충만 상태로 충전하기 쉬워지는 점에서 바람직하다. 압력 유체(95)의 충전 압력은 5 내지 50㎫(특히 바람직하게는 15 내지 30㎫)의 범위 내로 설정되는 것이 바람직하다. 단 본 발명에서는, 충전 압력이 상기한 범위인 것에 한정되는 것이 아니라, 즉, 가공시에 소재(1)의 비가공 예정부(3) 및 양 가공 예정부(2)(2)가 내측으로 좌굴하지 않도록 하는 충전 압력의 범위이면 된다.
또한, 필요에 따라, 각 가이드(20)의 선단부(20a)와, 대응하는 성형 오목부(12)의 저부(12a)와의 사이에 각각 초기 클리어런스(X)(도8 참조)를 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 각 유도 가열 수단(81)의 코일(81a)에 전원부(81b)에 의해 소정의 주파수의 전류를 공급함으로써, 각 유도 가열 수단(81)의 코일(81a)에 의해 구속 다이(10)의 축방향 양단부를 국부적으로 유도 가열한다. 이에 의해, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)에 대응하는 부위(2x)가, 구속 다이(10)의 축방향 단부의 열로 국부적으로 가열된다. 그 결과, 소재(1)의 해당 부위(2x)에서의 변형 저항이 국부적으로 저하한다.
이 경우에서의 가열 온도의 바람직한 범위는, 상기 제4 실시 형태에 기재한 바람직한 가열 온도의 범위와 동일하다.
또한, 각 냉각 수단(85)의 냉각 액류 통로(85a) 내에 상온의 냉각수 등의 냉각액을 유통시킴으로써, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)보다 기단측의 부위에 대응하는 부위(2y)를 국부적으로 냉각한다. 이에 의해, 소재(1)의 해당 부위(2y)에서의 변형 저항의 저하를 억제할 수 있다.
이 경우에서의 냉각 온도의 바람직한 범위는, 상기 제4 실시 형태에 기재한 바람직한 냉각 온도의 범위와 동일하다.
또한, 구속 다이(10)의 내부에 형성된 각 냉각 액류 통로(88) 내에 상온의 냉각수 등의 냉각액을 유통시킨다. 이에 의해, 각 유도 가열 수단(81)의 코 일(81a)에 의해 발생한 열이 구속 다이(10)의 다른 부위로 전도하는 것을 억제한다.
이어서, 이와 같은 상태를 유지한 채로, 상기 제2 실시 형태에서 나타낸 업세팅 가공 방법과 마찬가지의 수단에 의해, 도24 및 도25에 도시한 바와 같이, 소재(1)의 양 가공 예정부(2)(2)를 동시에 성형 오목부(12)(12) 내에서 두께가 증가하도록 외측으로 팽출시킨다. 또한, 소재(1)의 양 가공 예정부(2)(2)를 팽출시키는 동안은, 소재(1)의 중공부(3a)(2a)(2a) 내의 유체압이 일정해지도록 유체압을 조절하는 것이 바람직하다.
그리고, 소재(1)의 양 가공 예정부(2)(2)가 설계 형상으로 팽출하면, 그 후, 소재(1)를 구속 다이(10)의 구속 구멍(11) 내로부터 꺼냄으로써, 도11에 도시한 통형 업세팅 가공품(6B)이 얻어진다.
이 업세팅 가공 방법에서, 각 가이드(20)의 이동 개시시로부터 평균 이동 속도(G)는, 상기 식 (i)을 만족하고 있는 것이 바람직하다.
그런데, 상기 제 6 실시 형태의 업세팅 가공 방법에서는, 다음의 이점이 있다.
즉, 펀치(30)로 소재(1)의 각 가공 예정부(2)를 가압할 때에는, 소재(1)의 비가공 예정부(3) 및 양 가공 예정부(2)(2)의 내주면이 유체압으로 가압 구속되고, 또한 비가공 예정부(3)의 외주면이 구속 다이(10)의 구속 구멍(11)의 둘레면으로 구속되어 있다. 따라서, 소재(1)의 비가공 예정부(3)의 내측 및 외측으로의 좌굴이 방지되고, 또한 각 가공 예정부(2)의 내측으로의 좌굴이 방지되어 있다. 또한, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)가 가이드(20)의 삽통 구멍(21) 내에 배치됨으로써, 각 가공 예정부(2)의 외주면이 삽통 구멍(21)의 둘레면으로 구속되고, 이에 의해, 가공 예정부(2)의 외측으로의 좌굴이 방지되어 있다. 이 상태에서, 업세팅 가공을 행함으로써, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)를 성형 오목부(12) 내에서 두께가 증가하도록 외측으로 확실하게 또한 양호하게 팽출시킬 수 있고, 그 결과, 고품질의 통형 업세팅 가공품(6B)을 얻을 수 있다.
또한, 소재(1)의 비가공 예정부(3) 및 양 가공 예정부(2)(2)의 중공부(3a)(2a)(2a) 내에는, 코어가 아니라, 압력 유체(95)가 충전되어 있기 때문에, 가공시에 소재(1)의 각 가공 예정부(2)에 작용하는 마찰력을 저감할 수 있다. 그 때문에, 성형 압력을 대폭 저감할 수 있다. 또한, 가공 종료 후에, 코어를 업세팅 가공품(6B)의 중공부 내로부터 발출할 필요가 없다고 하는 이점이 있다.
또한, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)에 대응하는 부위(2x)를 국부적으로 가열한 상태에서, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)를 팽출시키기 때문에, 소재(1)의 각 가공 예정부(2) 중, 가이드(20)의 선단부(20a)에 대응하는 부위(2x)에 대해서만 변형 저항이 국부적으로 저하한다. 그 때문에, 성형 압력을 저감할 수 있다. 한편, 소재(1)의 각 가공 예정부(2) 중, 가이드(20)의 선단부(20a)보다 기단측의 부위에 대응하는 부위(2y)에 대해서는 가열되어 있지 않기 때문에 변형 저항은 저하하지 않는다. 그 때문에, 소재(1)의 각 단부가 펀치(30)로부터의 가압력에 의해 눌려 찌부러져서 변형하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 구속 다이(10)의 축방향 양단부를 유도 가열 수단(81)에 의해 국부적 으로 유도 가열함으로써, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)에 대응하는 부위(2x)를, 구속 다이(10)의 축방향 단부의 열로 국부적으로 가열하기 때문에, 소재(1)의 해당 부위(2x)를 확실하게 또한 효율적으로 가열할 수 있다.
또한, 본 제6 실시 형태에서는, 가열 온도를 상승시킴으로써, 소재(1)의 해당 부위(2x)를 국부적으로 반용융 상태로 가열하여도 된다. 이 경우에는, 성형 압력을 대폭 저감할 수 있다. 또한, 이 경우의 업세팅 가공은, 틱소 성형의 범주에 들어가게 된다.
또한, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)보다 기단측의 부위에 대응하는 부위(2y)를 냉각 수단(85)에 의해 국부적으로 냉각한 상태에서, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)를 팽출시키기 때문에, 소재(1)의 해당 부위(2y)가 가열되는 것을 확실하게 억제할 수 있고, 따라서, 소재(1)의 해당 부위(2y)에서의 변형 저항의 저하를 확실하게 억제할 수 있다.
따라서, 본 제6 실시 형태의 셋업 가공 방법에 의하면, 축방향 양측부에 두께가 증가하도록 외측으로 팽출한 팽출부(4)가 형성된 고품질의 통형 업세팅 가공품(6B)을 제조할 수 있다.
또한, 상기 제6 실시 형태에서는, 구속 다이(10)의 축방향 양단부를 유도 가열 수단(81)에 의해 국부적으로 유도 가열함으로써, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)에 대응하는 부위(2y)를 가열하는 것이다. 그런데 본 발명에서는, 그 외에, 소재(1)의 해당 부위(2x)를 유도 가열 수단(81)에 의 해 국부적으로 유도 가열하여도 된다. 이 경우에는, 소재(1)의 해당 부위(2x)를 확실하게 또한 매우 효율적으로 가열할 수 있다. 또한, 이 경우에는, 구속 다이(10)는, 예를 들면, 강재 등의, 내열성을 가지는 경질의 전도성 재료(예 : 내열성 금속재)로 이루어지는 것이어도 되고, 세라믹 등의, 내열성을 가지는 경질의 비전도성 재료로 이루어지는 것이어도 된다.
또한, 상기 제6 실시 형태에서는, 소재(1)의 가공 예정부(2)의 개수는 2개이지만, 본 발명에서는, 그 외에, 가공 예정부(2)의 개수는 1개이어도 된다.
여기서, 상기 제6 실시 형태에서는, 업세팅 가공시에, 각 가이드(20)는 가이드 구동 장치(60)의 구동력에 의해 이동되는데, 본 발명에서는, 반드시 각 가이드(20)는 그와 같은 구동력에 의해 이동되는 것을 필요로 하지 않는다. 즉, 본 발명에서는, 각 가이드(20)를, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)의 재료의 성형 오목부(12) 내로의 압입에 의해 가이드(20)에 작용하는 복구력에 의해 이동시켜도 된다. 이 경우에는, 각 가이드 구동 장치(60)를 반드시 이용하지 않아도 각 가이드(20)를 이용시킬 수 있고, 또한 업세팅 가공 장치(1F)의 간소화를 도모할 수 있다.
이상으로, 본 발명의 몇 가지 실시 형태에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 형태에 나타낸 것에 한정되는 것이 아니라, 다양하게 설정 변경 가능하다.
예를 들면, 본 발명에 관한 업세팅 가공 장치는, 부시의 컬러 부재용 프리폼, 또는 차량의 아암의 축부재용 프리폼, 혹은 마찰 교반 접합용 통형 피접합 부 재를 제조하기 위해서 이용되는 것에 한정되는 것이 아니라, 다양한 제품용 프리폼을 제조하기 위해서 이용되는 것이다.
또한, 본 발명에서는, 소재의 가공 예정부가 소재의 축방향 중간부에 위치하고 있고, 본 발명에 관한 업세팅 가공 방법에 의해 가공 예정부를 두께가 증가하도록 내측 또는 외측으로 팽출시킴으로써, 소재의 축방향 중간부에 팽출부를 형성하여도 된다.
또한, 본 발명에서는, 소재를 소정 온도로 가열한 상태에서 소재의 가공 예정부를 가공하여도 되고, 소재를 가열하지 않은 상태에서 소재의 가공 예정부를 가공하여도 된다. 즉, 본 발명에 관한 업세팅 가공 방법은, 열간 업세팅 가공법이어도 되고, 냉간 업세팅 가공법이어도 된다.
또한, 본 발명에서는, 구속 다이 및 가이드는 복수 개로 분할된 것이어도 된다. 또한, 구속 다이 및 가이드의 분할 수 및 분할 위치는, 소재나 업세팅 가공품의 형상에 따라 다양하게 설정되는 것이다.
또한, 본 발명에서는, 소재는, 상기 실시 형태에서 나타낸 바와 같이 원통형이어도 되고, 그 외에, 예를 들면, 각통형이어도 된다.
또한, 본 발명은, 가열 수단(80)이 유도 가열 수단(81)인 것에 한정되는 것이 아니라, 그 외의 가열 수단이어도 된다.
다음으로, 본 발명의 구체적인 실시예를 이하에 나타낸다. 단 본 발명은, 이 실시예에 나타낸 것에 한정되는 것은 아니다.
압출재로 이루어진 원통형의 소재(1)를 준비하였다. 소재(1)의 내경은 30 ㎜, 외경은 40㎜, 두께는 5㎜이다. 소재(1)의 각 가공 예정부(2)의 길이는 120㎜이다. 소재(1)의 재질은, JIS(일본 공업 규격)에 준거한 합금 번호 A6061의 알루미늄 합금이다.
실시예 1에서는, 상기 소재(1)를, 상기 제6 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1F)를 이용하여 상기 제6 실시 형태에서 나타낸 업세팅 가공 방법과 동일한 방법으로 업세팅 가공하였다. 그리고, 이때에 필요로 하는 성형 압력을 조사하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 2에서는, 상기 소재(1)를, 상기 제4 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1D)를 이용하여 상기 제4 실시 형태에서 나타낸 업세팅 가공 방법과 동일한 방법으로 업세팅 가공하였다. 그리고, 이때에 필요로 하는 성형 압력을 조사하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
실시예 3에서는, 상기 소재(1)를, 상기 제4 실시 형태의 업세팅 가공 장치(1D)를 이용하여 업세팅 가공하였다. 단 본 실시예 3에서는, 소재(1)의 전체를 가열하여 업세팅 가공을 행하였다. 그리고, 이때에 필요로 하는 성형 압력을 조사하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.
구속 수단 | 가열 양태 | 가열 온도 | 냉각 | 성형 압력 | |
실시예 1 | 압력 유체 | 국부 가열 | 500℃ | 유 | 1.8×107㎩ |
실시예 2 | 코어 | 국부 가열 | 500℃ | 유 | 2.7×107㎩ |
실시예 3 | 코어 | 전체 가열 | 400℃ | 무 | 4.7×107㎩ |
여기서, 표 1에서, 「구속 수단」이란, 소재(1)의 비가공 예정부(3) 및 양 가공 예정부(2)(2)의 내주면을 구속하는 수단이다. 실시예 1에서는, 구속 수단으로서, 아르곤 가스로 이루어진 압력 유체(95)를 사용하였다. 실시예 2 및 3에서는, 구속 수단으로서 코어(40)를 사용하였다.
또한, 「가열 양태」란에서, 「국부 가열」이란, 소재(1)의 각 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)에 대응한 부위(2x)를 국부적으로 가열한 경우이다. 「전체 가열」이란, 소재(1)의 전체를 가열로에 의해 가열하고, 그 후, 가열 상태의 상기 소재(1)를 신속하게 업세팅 가공 장치(1D)에 세트하여 업세팅 가공을 행한 경우이다.
또한, 「냉각」란에서, 「유」란, 각 냉각 수단(85)에 의해 소재(1)의 각 가공 예정부(2)에서의 가이드(20)의 선단부(20a)보다 기단측의 부위에 대응하는 부위(2y)를 국부적으로 냉각한 경우이다. 「무」란, 냉각하지 않은 경우이다.
표 1에 나타낸 바와 같이, 구속 수단으로서 압력 유체(95)를 사용한 경우(실시예 1)는, 코어(40)를 사용한 경우(실시예 2 및 3)에 비하여, 성형 압력을 저감할 수 있었다.
또한, 국부 가열을 행한 경우(실시예 1 및 2)는, 전체 가열을 행한 경우(실시예 3)에 비하여, 성형 압력을 저감할 수 있었다.
이 출원은, 2005년 1월 31일자로 출원된 일본국 특허 출원 특원 2005-24164호, 및 2005년 2월 4일자로 출원된 미국 가출원 60/649,552호의 우선권 주장을 수반하는 것으로서, 그 개시 내용은, 그대로 본원의 일부를 구성하는 것이다.
여기에 이용된 용어 및 표현은, 설명을 위해서 이용된 것으로서 한정적으로 해석하기 위해서 이용된 것이 아니라, 여기에 나타나고 또한 기술된 특징 사항의 어떠한 균등물도 배제하는 것이 아니라, 본 발명의 클레임된 범위 내에서의 각종 변형을 허용하는 것이라고 인식되어야 한다.
본 발명은, 통형의 소재의 가공 예정부를 두께가 증가하도록 내측 또는 외측으로 팽출시킬 수 있는 통형 소재의 업세팅 가공 방법 및 통형 소재의 업세팅 가공 장치에 이용 가능하다.
Claims (119)
- 통형 소재의 가공 예정부 및 비가공 예정부의 중공부 내에 코어를 배치함으로써, 상기 가공 예정부 및 상기 비가공 예정부의 내주면을 코어의 둘레면으로 구속함과 함께,소재의 비가공 예정부를 구속 다이에 그 축방향으로 연장되어 형성된 구속 구멍 내에 배치함으로써, 상기 비가공 예정부의 외주면을 구속 구멍의 둘레면으로 구속하고,또한, 소재의 가공 예정부를 구속 다이의 축방향 단부에 형성된 성형 오목부 내에 배치함과 함께,소재의 가공 예정부를 가이드에 그 축방향으로 연장되어 형성된 삽통 구멍 내에 배치하고,이어서, 소재의 가공 예정부를 펀치로 축방향으로 가압하면서, 가이드를 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시킴으로써, 소재의 가공 예정부를 성형 오목부 내에서 두께가 증가하도록 외측으로 팽출시키는 것을 특징으로 하는, 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제1항에 있어서, 가이드를 가이드 구동 장치의 구동력에 의해 이동시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제1항에 있어서, 펀치의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도를 P,가이드의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도를 G,업세팅 가공 전의 소재의 가공 예정부의 단면적에서의 좌굴 한계 길이를 XO,가이드의 선단부와 성형 오목부의 저부의 사이의 초기 클리어런스를 X(단, O≤X≤XO),팽출부에 필요한 업세팅 가공 전의 소재의 길이를 LO,팽출부의 설계 체적으로부터 구해지는 펀치의 선단부의 성형 오목부 저부에 대한 정지 위치를 XP,설계로 정한 가이드의 선단부의 성형 오목부 저부에 대한 정지 위치를 Xg,펀치의 이동 개시시로부터 가이드의 이동 개시시까지의 타임 래그를 tO(단, O≤tO)로 할 때, G는,G=(Xg-X)P/(LO-XP-PtO)의 식을 만족하고 있는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제1항에 있어서, 가이드를, 소재의 가공 예정부의 재료의 성형 오목부 내로의 압입에 의해 가이드에 작용하는 복구력에 의해 이동시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제1항에 있어서, 펀치의 선단부가 소재의 축방향 단부의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제1항에 있어서, 펀치에 코어가 펀치의 축방향으로 연재하는 상태로 연결되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제6항에 있어서, 펀치에 코어가 축방향으로 신축 가능한 신축 장치를 통하여 연결되어 있고,펀치의 이동에 수반하여 신축 장치를 단축시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제1항에 있어서, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열한 상태에서, 소재의 가공 예정부를 팽출시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제8항에 있어서, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열하는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제8항에 있어서, 구속 다이의 축방향 단부를 유도 가열 수단에 의해 국부적 으로 유도 가열함으로써, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제8항에 있어서, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 반용융 상태로 가열하는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제8항에 있어서, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위를 냉각 수단에 의해 국부적으로 냉각한 상태에서, 소재의 가공 예정부를 팽출시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제1항의 통형 소재의 업세팅 가공 방법에 의해 얻어진 통형 업세팅 가공품.
- 통형 소재의 축방향 중간부의 비가공 예정부 및 축방향 양측부의 가공 예정부의 중공부 내에 코어를 배치함으로써, 상기 비가공 예정부 및 상기 양 가공 예정부의 내주면을 코어의 둘레면으로 구속함과 함께,소재의 비가공 예정부를 구속 다이에 그 축방향으로 연장되어 형성된 구속 구멍 내에 배치함으로써, 상기 비가공 예정부의 외주면을 구속 구멍의 둘레면으로 구속하고,또한, 소재의 양 가공 예정부를 구속 다이에 그 축방향 양단부에 형성된 성형 오목부 내에 배치함과 함께,소재의 각 가공 예정부를 각각 가이드에 그 축방향으로 연장되어 형성된 삽통 구멍 내에 배치하고,이어서, 소재의 각 가공 예정부를 각각 펀치로 축방향으로 동시에 가압하면서, 각 가이드를 각각 대응하는 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시킴으로써, 소재의 각 가공 예정부를 각각 대응하는 성형 오목부 내에서 두께가 증가하도록 외측으로 팽출시키는 것을 특징으로 하는, 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제14항에 있어서, 각 가이드를 각각 대응하는 가이드 구동 장치의 구동력에 의해 이동시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제14항에 있어서, 양 가이드 중 적어도 한쪽의 가이드와 상기 가이드에 대응하는 펀치에 있어서,펀치의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도를 P,가이드의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도를 G,업세팅 가공 전의 소재의 가공 예정부의 단면적에서의 좌굴 한계 길이를 XO,가이드의 선단부와 성형 오목부의 저부의 사이의 초기 클리어런스를 X(단, O≤X≤XO),팽출부에 필요한 업세팅 가공 전의 소재의 길이를 LO,팽출부의 설계 체적으로부터 구해지는 펀치의 선단부의 성형 오목부 저부에 대한 정지 위치를 XP,설계로 정한 가이드의 선단부의 성형 오목부 저부에 대한 정지 위치를 Xg,펀치의 이동 개시시로부터 가이드의 이동 개시시까지의 타임 래그를 tO(단, 0≤tO)로 할 때, G는,G=(Xg-X)P/(LO-XP-PtO)의 식을 만족하고 있는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제14항에 있어서, 각 가이드를, 소재의 대응하는 가공 예정부의 재료의 성형 오목부 내로의 압입에 의해 가이드에 작용하는 복구력에 의해 이동시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제14항에 있어서, 각 펀치의 선단부가 소재의 대응하는 축방향 단부의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제14항에 있어서, 코어는 그 축방향 중간부로 2분할되어 있고,각 펀치에, 각각 대응하는 코어 반부가 펀치의 축방향으로 연재하는 상태로 연결되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제19항에 있어서, 각 펀치에, 각각 대응하는 코어 반부가 축방향으로 신축 가능한 신축 장치를 통하여 연결되어 있고,각 펀치의 이동에 수반하여 신축 장치를 단축시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제14항에 있어서, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열한 상태에서, 소재의 각 가공 예정부를 팽출시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제21항에 있어서, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열하는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제21항에 있어서, 구속 다이의 축방향 양단부를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열함으로써, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제21항에 있어서, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 반용융 상태로 가열하는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제21항에 있어서, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위를 냉각 수단에 의해 국부적으로 냉각한 상태에서, 소재의 각 가공 예정부를 팽출시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제14항의 통형 소재의 업세팅 가공 방법에 의해 얻어진 통형 업세팅 가공품.
- 코어 본체와 상기 코어 본체의 축방향 단부에 설치된 코어 본체보다 직경이 작은 소경부를 가지는 코어를 준비하고,통형 소재의 비가공 예정부의 중공부 내에 코어 본체를 가공 예정부의 중공부 내에 코어의 소경부를 각각 배치함으로써, 상기 비가공 예정부의 내주면을 코어 본체의 둘레면으로 구속함과 함께, 상기 가공 예정부의 내주면과 소경부의 사이에 성형 오목부를 형성하고,또한, 소재의 가공 예정부 및 비가공 예정부를 구속 다이에 그 축방향으로 연장되어 형성된 구속 구멍 내에 배치함으로써, 상기 가공 예정부 및 상기 비가공 예정부의 외주면을 구속 구멍의 둘레면으로 구속함과 함께,소재의 가공 예정부의 중공부 내에 가이드를 배치함으로써, 상기 가공 예정부의 내주면을 가이드의 둘레면으로 구속하고,이어서, 소재의 가공 예정부를 펀치로 축방향으로 가압하면서, 가이드를 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시킴으로써, 소재의 가공 예정부를 성형 오목부 내에서 두께가 증가하도록 내측으로 팽출시키는 것을 특징으로 하는, 통형 소 재의 업세팅 가공 방법.
- 제27항에 있어서, 가이드를 가이드 구동 장치의 구동력에 의해 이동시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제27항에 있어서, 펀치의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도를 P,가이드의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도를 G,업세팅 가공 전의 소재의 가공 예정부의 단면적에서의 좌굴 한계 길이를 XO,가이드의 선단부와 성형 오목부의 저부의 사이의 초기 클리어런스를 X(단, O≤X≤XO),팽출부에 필요한 업세팅 가공 전의 소재의 길이를 LO,팽출부의 설계 체적으로부터 구해지는 펀치의 선단부의 성형 오목부 저부에 대한 정지 위치를 XP,설계로 정한 가이드의 선단부의 성형 오목부 저부에 대한 정지 위치를 Xg,펀치의 이동 개시시로부터 가이드의 이동 개시시까지의 타임 래그를 tO(단, O≤tO)로 할 때, G는,G=(Xg-X)P/(LO-XP-PtO)의 식을 만족하고 있는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제27항에 있어서, 가이드를, 소재의 가공 예정부의 재료의 성형 오목부 내로의 압입에 의해 가이드에 작용하는 복구력에 의해 이동시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제27항에 있어서, 펀치의 선단부가 소재의 축방향 단부의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제27항에 있어서, 가이드에 코어가 가이드의 축방향으로 연재하는 상태로 연결되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제32항에 있어서, 가이드에 코어가 축방향으로 신축 가능한 신축 장치를 통하여 연결되어 있고,가이드의 이동에 수반하여 신축 장치를 신장시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제27항에 있어서, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열한 상태에서, 소재의 가공 예정부를 팽출시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제34항에 있어서, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열하는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제34항에 있어서, 구속 다이의 축방향 단부를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열함으로써, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제34항에 있어서, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 반용융 상태로 가열하는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제34항에 있어서, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위를 냉각 수단에 의해 국부적으로 냉각한 상태에서, 소재의 가공 예정부를 팽출시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제27항의 통형 소재의 업세팅 가공 방법에 의해 얻어진 통형 업세팅 가공품.
- 통형 소재의 가공 예정부를 두께가 증가하도록 외측으로 팽출시키는 통형 소재의 업세팅 가공 장치이며,통형 소재의 가공 예정부 및 비가공 예정부의 중공부 내에 배치되는 코어와,축방향으로 연장된 구속 구멍을 가지고 상기 구속 구멍 내에 소재의 비가공 예정부가 배치되는 구속 다이와,구속 다이의 축방향 단부에 형성된 성형 오목부와,축방향으로 연장된 삽통 구멍을 가지고 상기 삽통 구멍 내에 소재의 가공 예정부가 배치되는 가이드와,소재의 가공 예정부를 축방향으로 가압하는 펀치를 구비하고,가이드는, 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제40항에 있어서, 가이드를 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시키는 가이드 구동 장치를 구비하고 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제40항에 있어서, 펀치의 선단부가 소재의 축방향 단부의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제40항에 있어서, 펀치에 코어가 펀치의 축방향으로 연재하는 상태로 연결되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제43항에 있어서, 펀치에 코어가 축방향으로 신축 가능한 신축 장치를 통하여 연결되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제44항에 있어서, 펀치의 내부에 신축 장치가 배치되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제44항에 있어서, 신축 장치는, 유체압 실린더 또는 축방향으로 신축 가능한 스프링을 가지고 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제40항에 있어서, 가이드의 선단부의 삽통 구멍 개구 가장자리부에 면취 가공이 실시되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제40항에 있어서, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하는 가열 수단을 구비하고 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제48항에 있어서, 가열 수단은, 유도 가열 수단이고,소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열하도록 구성되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제48항에 있어서, 가열 수단은, 유도 가열 수단이고,구속 다이의 축방향 단부를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열함으로써, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하도록 구성되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제48항에 있어서, 가열 수단은, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 반용융 상태로 가열 가능한 것인 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제48항에 있어서, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위를 국부적으로 냉각하는 냉각 수단을 구비하고 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 통형 소재의 축방향 양측부의 가공 예정부를 두께가 증가하도록 외측으로 팽출시키는 통형 소재의 업세팅 가공 장치이며,통형 소재의 축방향 중간부의 비가공 예정부 및 축방향 양측부의 가공 예정부의 중공부 내에 배치되는 코어와,축방향으로 연장된 구속 구멍을 가지고 상기 구속 구멍 내에 소재의 비가공 예정부가 배치되는 구속 다이와,구속 다이의 축방향 양단부에 형성된 2개의 성형 오목부와,축방향으로 연장된 삽통 구멍을 가지고 상기 삽통 구멍 내에 소재의 각 가공 예정부가 각각 배치되는 2개의 가이드와,소재의 각 가공 예정부를 각각 축방향으로 가압하는 2개의 펀치를 구비하고,각 가이드는, 대응하는 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제53항에 있어서, 각 가이드를 각각 대응하는 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시키는 2개의 가이드 구동 장치를 구비하고 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제53항에 있어서, 각 펀치의 선단부가 소재의 대응하는 축방향 단부의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제53항에 있어서, 코어는 그 축방향 중간부로 2분할되어 있고,각 펀치에, 각각 대응하는 코어 반부가 펀치의 축방향으로 연재하는 상태로 연결되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제56항에 있어서, 각 펀치에, 각각 대응하는 코어 반부가 축방향으로 신축 가능한 신축 장치를 통하여 연결되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제57항에 있어서, 각 펀치의 내부에 각각 대응하는 신축 장치가 배치되어 있 는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제57항에 있어서, 신축 장치는, 유체압 실린더 또는 축방향으로 신축 가능한 스프링을 가지고 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제53항에 있어서, 각 가이드의 선단부의 삽통 구멍 개구 가장자리부에 면취 가공이 실시되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제53항에 있어서, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하는 2개의 가열 수단을 구비하고 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제61항에 있어서, 각 가열 수단은, 유도 가열 수단이고,소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열하도록 구성되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제61항에 있어서, 각 가열 수단은, 유도 가열 수단이고,구속 다이의 축방향 양단부를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열함으로써, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부 적으로 가열하도록 구성되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제61항에 있어서, 각 가열 수단은, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 반용융 상태로 가열 가능한 것인 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제61항에 있어서, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위를 국부적으로 냉각하는 2개의 냉각 수단을 구비하고 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 통형 소재의 가공 예정부를 두께가 증가하도록 외측으로 팽출시키는 통형 소재의 업세팅 가공 장치이며,코어 본체와 상기 코어 본체의 축방향 단부에 설치된 코어 본체보다 직경이 작은 소경부를 가지고, 통형 소재의 가공 예정부의 중공부 내에 코어 본체가 비가공 예정부의 중공부 내에 소경부가 각각 배치되고, 비가공 예정부의 내주면과 소경부의 사이에 성형 오목부를 형성하는 코어와,축방향으로 연장된 구속 구멍을 가지고 상기 구속 구멍 내에 소재의 가공 예정부 및 비가공 예정부가 배치되는 구속 다이와,소재의 가공 예정부의 중공부 내에 배치되는 가이드와,소재의 가공 예정부를 축방향으로 가압하는 펀치를 구비하고,가이드는, 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제66항에 있어서, 가이드를 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시키는 가이드 구동 장치를 구비하고 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제66항에 있어서, 펀치의 선단부가 소재의 축방향 단부의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제66항에 있어서, 펀치의 내부에 그 축방향으로 연장되어 형성된 공동부 내에, 가이드가 펀치의 축방향으로 이동이 자유롭도록 배치되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제66항에 있어서, 가이드에 코어가 가이드의 축방향으로 연재하는 상태로 연결되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제70항에 있어서, 가이드에 코어가 축방향으로 신축 가능한 신축 장치를 통하여 연결되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제71항에 있어서, 가이드의 내부에 신축 장치가 배치되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제71항에 있어서, 신축 장치는, 유체압 실린더 또는 축방향으로 신축 가능한 스프링을 가지고 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제66항에 있어서, 가이드의 선단부의 주연부에 면취 가공이 실시되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제66항에 있어서, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하는 가열 수단을 구비하고 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제75항에 있어서, 가열 수단은, 유도 가열 수단이고,소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열하도록 구성되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제75항에 있어서, 가열 수단은, 유도 가열 수단이고,구속 다이의 축방향 단부를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열함으로써, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하도록 구성되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제75항에 있어서, 가열 수단은, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 반용융 상태로 가열 가능한 것인 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제75항에 있어서, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위를 국부적으로 냉각하는 냉각 수단을 구비하고 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 통형 소재의 가공 예정부 및 비가공 예정부의 중공부 내에 압력 유체를 충전함으로써, 상기 가공 예정부 및 상기 비가공 예정부의 내주면을 유체압으로 가압 구속함과 함께,소재의 비가공 예정부를 구속 다이에 그 축방향으로 연장되어 형성된 구속 구멍 내에 배치함으로써, 상기 비가공 예정부의 외주면을 구속 구멍의 둘레면으로 구속하고,또한, 소재의 가공 예정부를 구속 다이의 축방향 단부에 형성된 성형 오목부 내에 배치함과 함께,소재의 가공 예정부를 가이드에 그 축방향으로 연장되어 형성된 삽통 구멍 내에 배치하고,이어서, 소재의 가공 예정부를 펀치로 축방향으로 가압하면서, 가이드를 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시킴으로써, 소재의 가공 예정부를 성형 오목부 내에서 두께가 증가하도록 외측으로 팽출시키는 것을 특징으로 하는, 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제80항에 있어서, 가이드를 가이드 구동 장치의 구동력에 의해 이동시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제80항에 있어서, 펀치의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도를 P,가이드의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도를 G,업세팅 가공 전의 소재의 가공 예정부의 단면적에서의 좌굴 한계 길이를 XO,가이드의 선단부와 성형 오목부의 저부의 사이의 초기 클리어런스를 X(단, O≤X≤XO),팽출부에 필요한 업세팅 가공 전의 소재의 길이를 LO,팽출부의 설계 체적으로부터 구해지는 펀치의 선단부의 성형 오목부 저부에 대한 정지 위치를 XP,설계로 정한 가이드의 선단부의 성형 오목부 저부에 대한 정지 위치를 Xg,펀치의 이동 개시시로부터 가이드의 이동 개시시까지의 타임 래그를 tO(단, O≤tO)로 할 때, G는,G=(Xg-X)P/(LO-XP-PtO)의 식을 만족하고 있는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제80항에 있어서, 가이드를, 소재의 가공 예정부의 재료의 성형 오목부 내로의 압입에 의해 가이드에 작용하는 복구력에 의해 이동시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제80항에 있어서, 펀치의 선단부가 소재의 축방향 단부의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제80항에 있어서, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열한 상태에서, 소재의 가공 예정부를 팽출시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제85항에 있어서, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열하는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제85항에 있어서, 구속 다이의 축방향 단부를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열함으로써, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제85항에 있어서, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 반용융 상태로 가열하는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제85항에 있어서, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위를 냉각 수단에 의해 국부적으로 냉각한 상태에서, 소재의 가공 예정부를 팽출시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제80항의 통형 소재의 업세팅 가공 방법에 의해 얻어진 통형 업세팅 가공품.
- 통형 소재의 축방향 중간부의 비가공 예정부 및 축방향 양측부의 가공 예정부의 중공부 내에 압력 유체를 충전함으로써, 상기 비가공 예정부 및 상기 양 가공 예정부의 내주면을 유체압으로 가압 구속함과 함께,소재의 비가공 예정부를 구속 다이에 그 축방향으로 연장되어 형성된 구속 구멍 내에 배치함으로써, 상기 비가공 예정부의 외주면을 구속 구멍의 둘레면으로 구속하고,또한, 소재의 양 가공 예정부를 구속 다이에 그 축방향 양단부에 형성된 성 형 오목부 내에 배치함과 함께,소재의 각 가공 예정부를 각각 가이드에 그 축방향으로 연장되어 형성된 삽통 구멍 내에 배치하고,이어서, 소재의 각 가공 예정부를 각각 펀치로 축방향으로 동시에 가압하면서, 각 가이드를 각각 대응하는 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시킴으로써, 소재의 각 가공 예정부를 각각 대응하는 성형 오목부 내에서 두께가 증가하도록 외측으로 팽출시키는 것을 특징으로 하는, 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제91항에 있어서, 각 가이드를 각각 대응하는 가이드 구동 장치의 구동력에 의해 이동시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제91항에 있어서, 양 가이드 중 적어도 한쪽의 가이드와 상기 가이드에 대응하는 펀치에 있어서,펀치의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도를 P,가이드의 이동 개시시로부터의 평균 이동 속도를 G,업세팅 가공 전의 소재의 가공 예정부의 단면적에서의 좌굴 한계 길이를 XO,가이드의 선단부와 성형 오목부의 저부의 사이의 초기 클리어런스를 X(단, O≤X≤XO),팽출부에 필요한 업세팅 가공 전의 소재의 길이를 LO,팽출부의 설계 체적으로부터 구해지는 펀치의 선단부의 성형 오목부 저부에 대한 정지 위치를 XP,설계로 정한 가이드의 선단부의 성형 오목부 저부에 대한 정지 위치를 Xg,펀치의 이동 개시시로부터 가이드의 이동 개시시까지의 타임 래그를 tO(단, O≤tO)로 할 때, G는,G=(Xg-X)P/(LO-XP-PtO)의 식을 만족하고 있는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제91항에 있어서, 각 가이드를, 소재의 대응하는 가공 예정부의 재료의 성형 오목부 내로의 압입에 의해 가이드에 작용하는 복구력에 의해 이동시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제91항에 있어서, 각 펀치의 선단부가 소재의 대응하는 축방향 단부의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제91항에 있어서, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열한 상태에서, 소재의 각 가공 예정부를 팽출시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제96항에 있어서, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열하는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제96항에 있어서, 구속 다이의 축방향 양단부를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열함으로써, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제96항에 있어서, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 반용융 상태로 가열하는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제96항에 있어서, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위를 냉각 수단에 의해 국부적으로 냉각한 상태에서, 소재의 각 가공 예정부를 팽출시키는 통형 소재의 업세팅 가공 방법.
- 제91항의 통형 소재의 업세팅 가공 방법에 의해 얻어진 통형 업세팅 가공품.
- 통형 소재의 가공 예정부를 두께가 증가하도록 외측으로 팽출시키는 통형 소재의 업세팅 가공 장치이며,통형 소재의 가공 예정부 및 비가공 예정부의 중공부 내에 압력 유체를 충전하는 압력 유체 충전 수단과,축방향으로 연장된 구속 구멍을 가지고 상기 구속 구멍 내에 소재의 비가공 예정부가 배치되는 구속 다이와,구속 다이의 축방향 단부에 형성된 성형 오목부와,축방향으로 연장된 삽통 구멍을 가지고 상기 삽통 구멍 내에 소재의 가공 예정부가 배치되는 가이드와,소재의 가공 예정부를 축방향으로 가압하는 펀치를 구비하고,가이드는, 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제102항에 있어서, 가이드를 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시키는 가이드 구동 장치를 구비하고 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제102항에 있어서, 펀치의 선단부가 소재의 축방향 단부의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제102항에 있어서, 가이드의 선단부의 삽통 구멍 개구 가장자리부에 면취 가공이 실시되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제102항에 있어서, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하는 가열 수단을 구비하고 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제106항에 있어서, 가열 수단은, 유도 가열 수단이고,소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열하도록 구성되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제106항에 있어서, 가열 수단은, 유도 가열 수단이고,구속 다이의 축방향 단부를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열함으로써, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하도록 구성되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제106항에 있어서, 가열 수단은, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 반용융 상태로 가열 가능한 것인 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제106항에 있어서, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위를 국부적으로 냉각하는 냉각 수단을 구비하고 있는 업세팅 가공 장치.
- 통형 소재의 축방향 양측부의 가공 예정부를 두께가 증가하도록 외측으로 팽출시키는 통형 소재의 업세팅 가공 장치이며,통형 소재의 축방향 중간부의 비가공 예정부 및 축방향 양측부의 가공 예정부의 중공부 내에 압력 유체를 충전하는 압력 유체 충전 수단과,축방향으로 연장된 구속 구멍을 가지고 상기 구속 구멍 내에 소재의 비가공 예정부가 배치되는 구속 다이와,구속 다이의 축방향 단부에 형성된 2개의 성형 오목부와,축방향으로 연장된 삽통 구멍을 가지고 상기 삽통 구멍 내에 소재의 각 가공 예정부가 각각 배치되는 2개의 가이드와,소재의 각 가공 예정부를 각각 축방향으로 가압하는 2개의 펀치를 구비하고,각 가이드는, 대응하는 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제111항에 있어서, 각 가이드를 각각 대응하는 펀치의 이동 방향과는 반대 방향으로 이동시키는 2개의 가이드 구동 장치를 구비하고 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제111항에 있어서, 각 펀치의 선단부가 소재의 대응하는 축방향 단부의 단면 형상에 대응한 단면 형상으로 형성되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제111항에 있어서, 각 가이드의 선단부의 삽통 구멍 개구 가장자리부에 면취 가공이 실시되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제111항에 있어서, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하는 2개의 가열 수단을 구비하고 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제115항에 있어서, 각 가열 수단은, 유도 가열 수단이고,소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열하도록 구성되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제115항에 있어서, 각 가열 수단은, 유도 가열 수단이고,구속 다이의 축방향 양단부를 유도 가열 수단에 의해 국부적으로 유도 가열함으로써, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부에 대응하는 부위를 국부적으로 가열하도록 구성되어 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제115항에 있어서, 각 가열 수단은, 소재의 가공 예정부에서의 가이드의 선 단부에 대응하는 부위를 국부적으로 반용융 상태로 가열 가능한 것인 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
- 제115항에 있어서, 소재의 각 가공 예정부에서의 가이드의 선단부보다 기단측의 부위에 대응하는 부위를 국부적으로 냉각하는 2개의 냉각 수단을 구비하고 있는 통형 소재의 업세팅 가공 장치.
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