TWI622438B - 鍛造成形裝置 - Google Patents

Abstract

提供鍛造成形裝置以及成形方法，可達到在內徑上形成高精度的槽以及提高生產力的雙重目的。鍛造成形裝置具備：鍛模（20）；內衝頭（30）；及內衝頭驅動部（50），使內衝頭（30）在衝擊被加工件（10）的衝擊位置與離開被加工件（10）的離開位置之間反復位移；且內衝頭（30）具有鍛造被加工件的內周面的鍛造部（32）與槽形成部（34）；鍛造部（32）形成在與被加工件（10）相向的位置，並具有藉由鍛造被加工件（10）的內周面（10a）使內周面形成基準內周面（10b）的形狀；槽形成部（34）具有在進給方向上從鍛造部（32）的後端向外側突出並可在基準內周面（10b）上形成槽（10c）的形狀。

Description

鍛造成形裝置

本發明係關於鍛造成形裝置。

以往，有時會對於具有鍛造後內周面的被加工件，在其內徑進行鍵槽或栓槽等（以下簡稱為“槽”）加工。例如，專利文獻1揭示有以下成形方法：首先，藉由鍛造圓盤狀的被加工件成形出在中央具有貫穿孔的環狀的中間成形品，之後，藉由拉削加工在該中間成形品的內周面形成槽，進而成形出最終成形品。 　　【先前技術文獻】 　　【專利文獻】

專利文獻1：日本特開2013-040652號公報

【發明所欲解決之問題】

在如上述專利文獻1中記載的成形方法中，由於鍛造成形以及拉削加工需要分別在不同的設備上按順序進行，因此，存在如下的問題：從被加工件到獲得所需的最終成形品為止需要較長的工時，難以提高生產力。具體而言，為了實施專利文獻1中記載的成形方法，通常，首先將該被加工件夾持在用於鍛造被加工件的鍛造裝置的夾持部，藉由對該被夾持的被加工件進行鍛造，進而成形出該中間成形品。之後，從鍛造裝置的夾持部取出該中間成形品，並將該中間成形品夾持在拉削加工裝置的夾持部。之後，用拉刀對該中間成形品的內周面進行切削加工，進而形成槽。如此，上述的成形方法伴有非常繁雜的作業。

再者，由於該中間成形品的成形步驟與對於該中間成形品的槽形成步驟分別在不同的裝置上進行，有可能也會引起槽的加工精度下降。具體而言，由於藉由鍛造裝置鍛造被加工件而成形出的中間成形品的公差，有時會引起該中間成形品以略微偏離標準姿態的姿態被夾持在拉削加工裝置的夾持部。在這種情況下，拉削加工的加工精度會明顯下降。

本發明的目的在於提供一種鍛造成形裝置以及成形方法，其能夠容易地達到提高生產力、以及在內徑上形成高精度的槽的雙重目的。 【解決問題之方式】

為了解決上述問題，本發明的發明人想到了用同一個內衝頭在被加工件上形成內周面以及在該內周面上形成槽的方法。但是，當同時進行在被加工件上形成內周面以及形成槽的加工時，將導致內衝頭與被加工件之間產生的摩擦變大，有可能會導致內衝頭發生磨損。

因此，本發明提供一種鍛造成形裝置，其具備：鍛模，可載置具有貫穿孔的被加工件；內衝頭，用於對包圍該被加工件的貫穿孔的內周面進行加工；以及內衝頭驅動部，用於使該內衝頭在衝擊位置與離開位置之間反復位移，其中，該衝擊位置是該內衝頭朝對著該被加工件的進給方向位移進而衝擊該被加工件的位置，該離開位置是該內衝頭朝與該進給方向相反的離開方向位移進而離開該被加工件的位置；其中，該內衝頭具有：鍛造部，用於鍛造該被加工件的內周面；以及槽形成部，形成在該進給方向上的該鍛造部的後方；該鍛造部形成在該進給方向上的與載置於該鍛模上的被加工件相向的位置，且具有如下形狀：藉由鍛造該被加工件的內周面，使與該進給方向垂直方向的截面的內周面成為在整個該進給方向上均勻的基準內周面；且該槽形成部具有如下形狀：在該進給方向上從該鍛造部的後端向外側突出並可在該基準內周面上形成槽。

根據本發明，藉由該鍛造部，在被加工件上形成基準內周面後，藉由該槽形成部，在該基準內周面上形成槽，並且，該內衝頭進行位移反復衝擊與離開被加工件，進而將大幅降低該內衝頭與該被加工件之間產生的摩擦，因此，對該鍛造部以及該槽形成部二者產生的磨損被抑制，因此可使用單一內衝頭藉由單一步驟來鍛造被加工件的內周面以及在該基準內周面上形成槽。具體而言，藉由該鍛造部，在被加工件上使與該進給方向垂直方向的截面的內周面在整個該進給方向上形成均勻的基準內周面，並藉由該槽形成部，在該基準內周面上形成槽，因此在該基準內周面上形成槽的階段，由於被加工件的截面減少率是固定的，即，作用於槽形成部的壓力均勻，因此，將降低該內衝頭與該被加工件之間產生的摩擦。更加上後述動作而大幅降低該內衝頭與該被加工件之間產生的摩擦：使該內衝頭一面反復進行衝擊與離開該被加工件一面位移，亦即，在因內衝頭朝該進給方向壓入被加工件而產生的被加工件的餘料，使得內衝頭所受到的阻力變得過大之前，該內衝頭從被加工件上離開，藉以在減少該阻力的情況下將被加工件向該進給方向壓入。因此，對該鍛造部以及該槽形成部產生的磨損被抑制，使得鍛造被加工件的內周面以及在該基準內周面上形成槽的加工可以利用單一步驟來進行。進而，將省略以往的拉削步驟，將削減從被加工件到獲得所需的成形品為止的工時。因此，以往進行的步驟，即，將鍛造後的中間成形品重新設置在獨立於鍛造裝置的拉削加工裝置上的步驟被省略，由此將避免因該中間成形品的公差而引起的槽的加工精度降低，進而能夠形成高精度的槽。

在這種情況下，宜為，該鍛造部含有引導部，該引導部在該進給方向上從該槽形成部的頂端向該進給方向延伸，且具有與該進給方向平行的外周面。

這樣，在該引導部受到該基準內周面引導的狀態下，即在抑制了該引導部朝與該進給方向垂直的方向位移的狀態下，藉由沿著該進給方向以及該離開方向位移的該槽形成部，在該基準內周面上形成槽，因此，槽的加工精度進一步提高。

另外，在本發明中，宜為，更具備配置在該內衝頭的外側的外衝頭；該鍛模具有：外形形成部，呈包圍該被加工件的外周面並可形成出該被加工件的外形的形狀；該外衝頭具有如下形狀：可對於該外形形成部朝該進給方向推壓該被加工件，以使該被加工件擴張並使該被加工件的外表面緊貼該外形形成部。

這樣，無需從該鍛模中取出被加工件，也能對該被加工件的內徑以及外徑進行加工，再者，由於該外衝頭具有如下形狀：可對著該外形形成部朝該進給方向推壓該被加工件，以使該被加工件擴張、並使該被加工件的外表面緊貼該外形形成部，因此，在該外衝頭向該外形形成部推壓被加工件的狀態下，即，在該被加工件相對於鍛模朝著與該進給方向垂直的方向的位移受到該鍛模侷限的狀態下，藉由該內衝頭對該被加工件進行加工，使得被加工件內徑的加工精度進一步提高。

另外，在本發明中，宜為，該內衝頭驅動部具有：壓入力設定部，使該內衝頭壓入該被加工件的壓入力隨著該內衝頭從最初與該被加工件相接觸的位置朝該內衝頭的該進給方向位移的位移量的增加而增大。

這樣，能夠藉由該內衝頭平順地對被加工件的內周面進行加工。通常，隨著內衝頭向該進給方向位移的位移量增加，會產生被加工件的餘料，因此該壓入力逐漸變大。因此，例如當該壓入力固定時，內衝頭向該進給方向位移的位移量（藉由內衝頭對內周面進行加工的加工速度）逐漸降低。對此，在本發明中，隨著內衝頭向該進給方向位移的位移量增加該壓入力逐漸增大，因此使得能夠順利地對內周面進行加工，由此生產力提高。

另外，在本發明中，宜為，該內衝頭驅動部具有：速度調節部，可調節該內衝頭從該衝擊位置向該離開位置位移的速度。

這樣，能夠靈活地應對被加工件的材料和形狀，並對該被加工件進行加工。 【發明之效果】

如上所述，基於本發明，能夠提供一種鍛造成形裝置以及成形方法，其能夠容易地達到在內徑上形成高精度的槽、以及提高生產力的雙重目的。

【實施發明之較佳形態】

以下參照圖1至圖5來說明本發明的一個實施形態的鍛造成形裝置。

如圖1以及圖2所示，本實施形態的鍛造成形裝置具備可載置被加工件10的鍛模20、內衝頭30以及外衝頭40。另外，如圖4所示，本鍛造成形裝置具備用於驅動內衝頭30的內衝頭驅動部50。本鍛造成形裝置可以成形出傘齒輪、差速器側齒輪、雙曲線環形齒輪、正齒輪、套管軛以及具有其他異形形狀的成形品。此外，圖1中，在內衝頭30的中心軸O的左側示出了內衝頭30以及外衝頭40均處於與被加工件10接觸之前的狀態，在中心軸O的右側示出了外衝頭40向鍛模20推壓被加工件10、且內衝頭30正在對被加工件10的內徑進行加工的過程的狀態。圖2中，在中心軸O的左側示出了外衝頭40向鍛模20推壓被加工件10、且內衝頭30正在對被加工件10的內徑進行加工的過程的狀態，在中心軸O的右側示出了藉由內衝頭30對被加工件10的內徑所進行的加工結束後的狀態。另外，在下面的說明中，將圖1以及圖2的下側作為下方或前方，將圖1以及圖2的上側作為上方或後方。

被加工件10是具有包圍貫穿孔的內周面10a的環形部件。具體而言，藉由對冷鍛、溫鍛或熱鍛成形的材料的中央穿孔，進而形成具有貫穿孔的被加工件10。此外，在圖1的中心軸O的右側以及圖2的中心軸O的左側，用兩點鏈線示出了加工前的內周面10a的位置。

鍛模20具有：外形形成部22，呈可載置被加工件10且可形成出被加工件10外形的形狀。外形形成部22呈包圍被加工件10周圍的凹狀。本實施形態的鍛模20具有內周面24，該內周面24包圍用於容許內衝頭30以及被加工件10的衝裁廢料14（參照圖2）插穿的空間。外形形成部22的下端與內周面24的上端相連。

如圖1以及圖2所示，內衝頭30是一邊朝上下方向反復位移一邊對被加工件的內周面10a進行加工的工具。更具體而言，內衝頭30一邊在衝擊位置與離開位置之間反復位移一邊對被加工件的內周面10a進行加工，其中，該衝擊位置是內衝頭30朝對著被加工件40的進給方向（圖1以及圖2的下方）位移進而衝擊該被加工件10的位置，該離開位置是內衝頭30朝與該進給方向相反的離開方向（圖1以及圖2的上方）位移進而離開被加工件10的位置。內衝頭30的該動作藉由內衝頭驅動部50來實現。關於這一點，將在後文中詳細說明。具體而言，內衝頭30具有用於鍛造被加工件10的內周面10a的鍛造部32、以及用於在被加工件10上形成鍵槽或栓槽等槽的槽形成部34。

鍛造部32形成在與載置於鍛模20上的被加工件10相向的位置。如圖2所示，鍛造部32藉由鍛造被加工件10的內周面10a，進而在該被加工件10上形成基準內周面10b。基準內周面10b為，與中心軸O的軸向垂直方向的截面的內周面在整個該軸向上呈均勻形狀的內周面。如圖3所示，鍛造部32具有：平坦部32a，與垂直於該軸向的面平行；傾斜部32b，形成為在該軸向上從該平坦部32a向上方延伸的形狀；以及引導部32c，具有與該軸向（進給方向）平行的外周面。平坦部32a形成在內衝頭30的頂端（圖1中下端）。傾斜部32b具有如下形狀：其外徑從平坦部32a的外緣朝向上方逐漸變大的形狀。引導部32c具有從傾斜部32b的上端向上方延伸並與槽形成部34相連的形狀，換言之，具有從槽形成部34的頂端（圖1中下端）沿著進給方向延伸並與傾斜部32b的外緣相連的形狀。引導部32c的外徑比平坦部32a的外徑大。在本實施形態中，平坦部32a以及傾斜部32b呈圓錐台形狀，引導部32c呈圓柱狀。即，藉由引導部32c將被加工件10的內周面10a加工成基準內周面10b。

槽形成部34在該進給方向上形成在鍛造部32的緊接後方（圖1中鍛造部32的緊接上側），用於在藉由引導部32所形成的基準內周面10b上形成槽。該槽形成部34具有基部34a和突出部34b。

基部34a具有從引導部32c的後端向上方延伸的形狀。在本實施形態中，基部34a形成為在軸向上較長的形狀，且整體呈圓柱狀。

突出部34b具有從基部34a的外表面向外側（遠離中心軸O的一側）突出、且在軸向上較長的形狀。突出部34b具有：推拔部，朝外側的突出量從引導部32c的後端向上方逐漸增大。如圖3所示，在本實施形態中，多個突出部34b以間距相等的方式配置在中心軸O周圍。此外，在圖1以及圖2中僅示出了位於該圖的左右側的突出部34b。

當藉由內衝頭驅動部50來驅動內衝頭30時，藉由以上下方向往返運動的方式來進行位移的鍛造部32，在被加工件10的內周面10a上首先形成基準內周面10b，之後，繼續藉由以上下方向往返運動的方式來進行位移的槽形成部34，在基準內周面10b上形成槽10c。之後，當藉由內衝頭30進行的對被加工件10內徑的加工結束時，被加工件10的衝裁廢料14在鍛模20的內周面24的內側朝下方落下。

外衝頭40配置在內衝頭30的外側。外衝頭40呈圓筒狀，用於向該進給方向推壓載置在鍛模20的外形形成部22上的被加工件10。具體而言，在外衝頭40的下端形成有與垂直於該軸向的面平行的推壓部42，藉由該推壓部42向該進給方向推壓被加工件10的周緣部。由此，被加工件10擴張，該被加工件10的外表面緊貼外形形成部22。該外衝頭40可獨立於內衝頭30而朝上下方向位移。具體而言，外衝頭40藉由用於驅動該外衝頭40的外衝頭驅動部（省略圖示）來驅動。在本實施形態中，外衝頭40先於內衝頭30被朝該進給方向驅動，並將被加工件10推壓到外形形成部22上。

另外，外衝頭40上形成有潤滑油供給流路44。潤滑油供給流路44朝與該軸向垂直的方向貫穿外衝頭40。在本實施形態中，潤滑油供給流路44在中心軸O周圍以90度的間隔形成在四個位置上。藉由潤滑油供給流路44從外衝頭40的外側被供給的潤滑油向內衝頭30的外表面噴射。該潤滑油沿著內衝頭30的外表面向下方流下，進而到達被加工件10的內周面10a。由此，減少內衝頭30與被加工件10之間的摩擦。在本實施形態中，以每秒一次的步調噴射潤滑油。

下面，參照圖4來說明內衝頭驅動部50。

內衝頭驅動部50具有可朝上下方向伸縮的油壓缸500、以及用於朝伸縮方向驅動該油壓缸500的油壓系統502。

油壓缸500具有活塞507、以使該活塞507可升降的方式收容該活塞507的缸本體501、以及推桿508。該活塞507填裝在該缸本體501內，以使該缸本體501內分隔為上側的缸蓋（head）室501a和下側的推桿室501b。該推桿508從該活塞507向下方延伸並超過該缸本體501的下端，該推桿508的下端508a連接著內衝頭30的上端。由此，配合油壓缸500的伸縮，即，配合該活塞507以及推桿508的上下方向的位移，內衝頭30向上下方向位移。

油壓系統502具有油壓泵503、噴吐流量調節部505、切換閥510、順序閥530、壓力設定部536、流量調節閥540、流量調節部546、緩衝部550以及初始位置調整部560。

油壓泵503是容量可變型泵，可根據從該噴吐流量調節部505輸出的電信號來調節其噴吐流量。該油壓泵503與可調節轉速的電機504連接。即，來自油壓泵503的噴吐流量可藉由該調節器以及電機504的轉速二者進行調節。該調節器以及電機504的轉速、即來自油壓泵503的工作油的噴吐量藉由與油壓泵503以及電機504連接的噴吐量調節部505來調節。

切換閥510經由第一油路521與油壓泵503連接，經由第二油路522與缸蓋室501a連接，經由第三油路523與推桿室501b連接，經由第四油路524與油槽T連接。切換閥510是可在缸下移位置510b與缸上移位置510a之間切換滑柱的油壓控制式雙位置切換閥，其中，缸下移位置510b是經由第一油路521以及第二油路522將從油壓泵503噴吐的工作油引入至缸蓋室501a、並經由第三油路523以及第四油路524將回流油從推桿室501b引入至油槽T時的滑柱的位置，缸上移位置510a是經由第一油路521以及第三油路523將從油壓泵503噴吐的工作油引入至缸蓋室501a、並經由第二油路522以及第四油路524將回流油從缸蓋室501a引入至油槽T時的滑柱的位置。

切換閥510具有第一控制室511、第二控制室512以及彈簧513。彈簧513朝著使滑柱處於缸下移位置510b的方向經常向該滑柱施力。因此，當控制壓沒有作用於第一控制室511時，滑柱被維持在缸下移位置510b。該第一控制室511借助第一控制管線531連接該第一油路521，當藉由該第一控制管線531從該第一油路521向第一控制室511供給控制壓時，該控制壓抵抗彈簧513的施力，將滑柱切換至缸上移位置510a。該第二控制室512借助第二控制管線532連接該第四油路524，藉由該第二控制管線532從該第四油路524供給至第二控制室512的控制壓與該彈簧513一起，朝著使滑柱處於下移位置510b的方向對該滑柱施力。

順序閥530設置在該第一控制管線531的途中，藉由打開以及關閉該閥來執行對該第一控制管線531的開通以及切斷。當一次壓、即經由第二油路522連接到該缸蓋室501a的第一油路521的壓力超過由該壓力設定部536設定的設定壓時，順序閥530打開。更具體而言，內衝頭30接觸到被加工件10並從該被加工件10受到阻力，進而使該內衝頭30以及油壓缸500的活塞507的下降被抑制，作用於缸蓋室501a的壓力以及第一油路521的壓力上升，當該第一油路521的壓力超過與該設定壓相對應的壓力時，順序閥530打開。於是，第一控制管線531被打開，控制壓作用於第一控制室511。另外，與此同時，供給至第一控制管線531的工作油經過節流閥535還被供給至第二控制管線532。此外，當缸蓋室501a的壓力低於該設定壓時，順序閥530關閉。

本實施形態的順序閥530是比例電磁式閥，可藉由外部的壓力設定部536調節該順序閥530的設定壓。由於順序閥530的設定壓相當於內衝頭30壓入被加工件10的壓入力，因此壓力設定部536相當於「壓入力設定部」。如圖5所示，壓力設定部536使該設定壓以如下的方式增加：隨著內衝頭30從最初與被加工件10相接觸的位置（初始位置）朝該內衝頭30的該進給方向位移的位移量的增加而增大。

流量調節閥540設置在第二控制管線532上。藉由調節該流量調節閥540的開度來調節流入至第二控制室512的工作油的流量、即作用於第二控制室512的控制壓。本實施形態的流量調節閥540是比例電磁式閥，可藉由外部的流量調節部546來調節該流量調節閥540的開度。如果流量調節閥540的開度變小，則作用於第二控制室512的控制壓變小，因此，滑柱返回缸下移位置510b的速度變小，進而使油壓缸500的活塞507以及內衝頭30上升的速度也變小。換言之，流量調節部546構成「速度調節部」，該「速度調節部」藉由調節流量調節閥540的開度來調節內衝頭30向離開方向位移的速度。在本實施形態中，可藉由速度調節部在5spm至800spm之間調節油壓缸500的位移速度。

緩衝部550設置在第四油路524上，用於使工作油在各油路中的振動減小。緩衝部550具有：蓄壓器551，可儲存工作油；節流閥552，設置在第四油路524中比蓄壓器551更靠近油槽T的一側；以及逆止閥553，與該節流閥552並聯連接。

初始位置調整部560用於調整油壓缸500中的活塞507以及內衝頭30在上下方向上的初始位置。初始位置調整部560具有電磁切換閥561、含有逆止閥的背壓保持部566、以及含有控制式可變流量調節閥的調整部567。電磁切換閥561是電磁式三位置切換閥，在中立位置561a、缸下移位置561b以及缸上移位置561c三個位置之間被切換操作。電磁切換閥561連接控制管線564、第二油路522以及第三油路523。操作員從外部對該電磁切換閥561的位置進行切換操作，由此調整油壓缸500以及內衝頭30的初始位置。具體而言，操作員將內衝頭30的下端與被加工件10的上端相抵接的位置作為初始位置進行設定。

此外，在第二油路522以及第三油路523上分別設有控制檢測閥571、572，這些閥的控制口（pilot port）藉由切換閥573連接至控制管線或油槽管線。

控制檢測閥571、572以如下的方式來操作：推桿508以及內衝頭30上下移動時控制檢測閥571、572均為打開，而只有在藉由初始位置調整部560來調整內衝頭30的下端位置時控制檢測閥571、572才均為關閉。由此，能夠進行初始位置調整，而不必擔心切換閥510內部洩漏。

另外，在從第一油路521分路出來的油通路575上設有保險閥576。該保險閥576可作為卸載閥被使用。即，保險閥576的彈簧側的油室依次經由減壓閥577、節流閥578以及電磁閥579而連接至油槽管線，當電磁閥579被操作至打開位置時，藉由使該彈簧側的油室與油槽連通，進而使保險閥576作為卸載閥而發揮其功能。另外，當電磁閥579被操作至關閉位置時，該彈簧側的油室與油槽之間的連通被切斷，進而使保險閥576作為一般的安全閥而發揮其功能。

下面，參照圖4來說明利用油壓缸500使內衝頭30上下反復位移的機構。

如圖4所示，在初始狀態下，切換閥510的滑柱受到彈簧513的施力而被保持在缸下移位置510b。當在這種狀態下驅動油壓泵503時，從該油壓泵503噴吐的工作油經由第一油路521以及第二油路522被供給至缸蓋室501a，由此油壓缸500伸長（在圖4中活塞507以及推桿508向下側位移），因此，內衝頭30向下方、即該進給方向位移。

之後，當內衝頭30、更具體而言是鍛造部32衝擊被加工件10時，內衝頭30從被加工件10的餘料12上受到阻力，進而使內衝頭30以及活塞507的下降被抑制，由此，缸蓋室501a內的壓力以及作為泵體管線的第一油路521的壓力上升。當該壓力超過順序閥530的設定壓時，順序閥530打開以開通第一控制管線531，由此，藉由第一控制管線531向第一控制室511增加控制壓。於是，切換閥510的滑柱切換至缸上移位置510a。由此，從油壓泵503噴吐的工作油經由第一油路521以及第三油路523被供給至推桿室501b，使油壓缸500收縮（在圖4中使活塞507向上側位移），因此，內衝頭30向上方、即該離開方向位移。於是，由於缸蓋室501a內的壓力以及第一油路521的壓力低於順序閥530的設定壓，因此順序閥530關閉，進而切斷第一控制管線531。因此，切換閥510的滑柱受到彈簧513的施力以及受到作用於第二控制室512的控制壓，進而使該滑柱切換至缸下移位置510b。

如上所述，藉由使滑柱在缸下移位置510b以及缸上移位置510a之間自動地反復進行切換，進而使油壓缸500的活塞507和推桿508以及內衝頭30一體地朝上下方向反復位移。如上所述，在這個過程中，藉由壓力設定部536對順序閥530的設定壓進行調節，以使順序閥530的設定壓隨著時間的推移從特定的初始值逐漸增加。

接下來，對被加工件10的加工步驟進行說明。

首先，在鍛模20的外形形成部22上載置被加工件10。之後，藉由未圖示的外衝頭驅動部向下方驅動外衝頭40，被加工件10的周緣部被推壓部42向下方推壓。此時，被加工件10產生塑性變形，其外表面向外擴張，該被加工件10的外表面緊貼外形形成部22。由此形成被加工件10的外形。之後，在這種狀態下，被加工件10受到鍛模20侷限，以使被加工件10不向垂直於該進給方向的方向位移。這有助於提高接下來藉由內衝頭30進行的鍛造成形的精度。

接著，操作員藉由使用初始位置調整部560，以手動方式進行調整內衝頭30下端的位置，以使該下端抵接到被加工件10的表面。如圖5所示，在本實施形態中，表示內衝頭30下端的初始位置的刻度線在大約41.0mm處。另外，將順序閥530的設定壓（壓力設定部中的設定壓）設定為：初始值約為4.5MPa，之後逐漸上升，直到達到約11MPa為止。

在初始狀態下，藉由彈簧513的施力，切換閥510的位置保持在缸下移位置510b。當在這種狀態下驅動油壓泵503時，由於工作油被供給至缸本體501的缸蓋室501a，因此活塞507、推桿508以及與其下端508a連接的內衝頭30一體地下降，該內衝頭30的頂端（鍛造部32）衝擊被加工件10。此時，被加工件10上產生餘料12。之後，因內衝頭30從該餘料12受到阻力，第一油路521的壓力上升，當第一油路521的壓力達到作為順序閥530的初始設定壓、即約4.5MPa時，順序閥530打開，控制壓作用於第一控制室511。該控制壓一邊抵抗彈簧513施力，一邊將切換閥510的滑柱切換至缸上移位置510a。於是，從油壓泵503噴吐的工作油被供給至推桿室501b，因此，油壓缸500的活塞507以及內衝頭30的位移方向反轉，並以離開被加工件10的方式上升。由此，該阻力消失，缸蓋室501a內的壓力下降，在第一油路521的壓力低於作為順序閥530的初始設定壓、即約4.5MPa時，順序閥530關閉，進而切斷第一控制管線531。此時，切換閥510的滑柱藉由彈簧513的施力以及作用於第二控制室512的控制壓，被切換至缸下移位置510b。於是，由於從油壓泵503噴吐的工作油被供給至缸蓋室501a，因此，油壓缸500的活塞507以及內衝頭30再次一體地向該進給方向（下方）位移，內衝頭30衝擊被加工件10。根據以上要領，內衝頭30一邊反復進行衝擊被加工件10後離開被加工件10的動作，一邊對該被加工件10的內徑進行加工。此外，如圖5所示，在本實施形態中，在藉由該內衝頭30對被加工件10所進行的加工從開始到結束為止的期間A內，內衝頭30反復進行十次對被加工件10的衝擊。

通常，隨著內衝頭30向該進給方向位移的位移量增加，即，隨著內衝頭30下端的高度位置變低，被加工件10所產生的餘料12的量增加，因此，內衝頭30從被加工件10受到的阻力逐漸變大。因此，例如當順序閥530的設定壓固定時，內衝頭30向該進給方向位移的位移量（藉由內衝頭30對內周面10a進行加工的加工速度）逐漸降低。因此，如圖5所示，在本實施形態中，藉由壓力設定部536以如下方式對順序閥530的設定壓進行設定：隨著時間的推移（隨著內衝頭30向該進給方向位移的位移量增加），順序閥530的設定壓（內衝頭30壓入被加工件10的壓入力）從約4.5MPa逐漸增大到約11MPa。進而順利地加工內周面10a。由此生產力提高。此外，藉由圖5可知，內衝頭的位置達到極小值的位置與內衝頭從被加工件受到的阻力達到極大值的位置一致，且內衝頭的位置達到極大值的位置與內衝頭從被加工件受到的阻力達到極小值的位置一致。此外，連接內衝頭從被加工件受到的阻力之極大值的線段之形狀、與連接壓力設定部中的設定壓之極大值的線段之形狀大致相同。

在內衝頭30對被加工件10的內徑進行加工的上述步驟中，首先，朝上下方向變動的鍛造部32反復衝擊被加工件10，由此在被加工件10上形成基準內周面10b，之後，朝上下方向變動的槽形成部34反復衝擊被加工件10，由此在該基準內周面10b上形成槽10c。該基準內周面10b為，與中心軸O的軸向垂直方向的截面的內周面在整個該軸向上呈均勻形狀的內周面，因此，在藉由槽形成部34在該基準內周面10b上形成槽10c的階段，被加工件10的截面減少率固定，即，作用於突出部34b的壓力均勻。因此，與在不形成基準內周表面10b而直接在被加工件10的內周表面10a形成槽的情況相比，將降低內衝頭30與被加工件10之間產生的摩擦。

更加上後述動作而大幅降低該內衝頭30與該被加工件10之間產生的摩擦：使該內衝頭30一面反復進行衝擊與離開該被加工件10一面位移，亦即，在因內衝頭30朝該進給方向壓入被加工件而產生的被加工件10的餘料12，使得內衝頭30所受到的阻力變得過大之前，該內衝頭從被加工件上離開，藉以在減少該阻力的情況下將被加工件10間歇地向該進給方向壓入。

因此，由於鍛造部32以及槽形成部34二者發生的磨損被抑制，因此可使用單一內衝頭30藉由單一步驟來鍛造被加工件10的內周面10a以及在基準內周面10b上形成槽10c。因此，將省略以往的拉削步驟，將削減從被加工件10到獲得所需的成形品為止的工時。因此，以往進行的步驟，即，將鍛造後的中間成形品重新設置在獨立於鍛造裝置的拉削加工裝置上的步驟被省略，由此將避免因該中間成形品的公差而引起的槽的加工精度下降，進而能夠形成高精度的槽。

另外，本實施形態的鍛造部32具有引導部32c，該引導部32c在該進給方向上從槽形成部34的頂端向該進給方向延伸、且具有與該進給方向平行的外周面，因此，在內衝頭30對被加工件10進行加工的步驟中，在引導部32c受到基準內周面10b引導的狀態下，即在抑制了引導部32c朝與該進給方向垂直的方向位移的狀態下，藉由沿著該進給方向以及該離開方向位移的槽形成部34，在基準內周面10b上形成槽。因此，槽10c的加工精度進一步提高。

再者，在本實施形態中，在外衝頭40向外形形成部22推壓被加工件10的狀態下，即，在被加工件10受到鍛模20侷限以使被加工件10不會向與該進給方向垂直的方向位移的狀態下，藉由內衝頭30來對被加工件10進行加工，因此，被加工件10的內徑的加工精度進一步提高。此外，在本鍛造成形裝置中，對該被加工件10的內徑以及外徑二者進行加工而無需從鍛模20中取出被加工件10。

另外，由於本實施形態的內衝頭驅動部50具有速度調節部，因此，能夠靈活地應對被加工件10的材料和形狀，以對被加工件10進行加工。

此外，應理解為，本次公開的實施形態在所有方面是作為示例而提出的，而非旨在限定。本發明的範圍並非由上述說明的實施形態所示，而是由申請專利範圍所示，並且，包含與申請專利範圍均等之意義及範圍內的所有改變。

例如，在上述實施形態中，揭示有引導部32c為具有與該軸向平行的外周面的形狀的示例，但是，引導部32c也可以是從該引導部32c的後端朝頂端逐漸且略微縮小直徑的形狀。

另外，槽形成部34的突出部34b的形狀以及數量並非限定於上述實施形態中公開的示例。例如，當形成鍵槽時，突出部34b設為一個。

另外，在本實施形態中，揭示有引導部32c以及基部34a為圓柱狀，即與引導部32c以及基部34a的該軸向垂直的方向的截面為圓形的示例，但是，這些截面形狀並非限定於圓形。例如，引導部32c以及基部34a的截面也可以是橢圓形或多邊形。

10‧‧‧被加工件
10a‧‧‧內周面
10b‧‧‧基準內周面
10c‧‧‧槽
20‧‧‧鍛模
22‧‧‧外形形成部
30‧‧‧內衝頭
32‧‧‧鍛造部
32a‧‧‧平坦部
32b‧‧‧傾斜部
32c‧‧‧引導部
34‧‧‧槽形成部
34a‧‧‧基部
34b‧‧‧突出部
40‧‧‧外衝頭
42‧‧‧推壓部
44‧‧‧潤滑油供給流路
50‧‧‧內衝頭驅動部
500‧‧‧油壓缸
501‧‧‧缸本體
501a‧‧‧缸蓋室
501b‧‧‧推桿室
502‧‧‧油壓系統
503‧‧‧油壓泵
504‧‧‧電機
505‧‧‧噴吐流量調節部
507‧‧‧活塞
508‧‧‧推桿
508a‧‧‧下端
510‧‧‧切換閥
510a‧‧‧缸上移位置
510b‧‧‧缸下移位置
511‧‧‧第一控制室
512‧‧‧第二控制室
513‧‧‧彈簧
521‧‧‧第一油路
522‧‧‧第二油路
523‧‧‧第三油路
524‧‧‧第四油路
530‧‧‧順序閥
531‧‧‧第一控制管線
532‧‧‧第二控制管線
535‧‧‧節流閥
536‧‧‧壓力設定部（壓入力設定部）
540‧‧‧流量調節閥
546‧‧‧流量調節部（速度調節部）
550‧‧‧緩衝部
551‧‧‧蓄壓器
552‧‧‧節流閥
553‧‧‧逆止閥
560‧‧‧初始位置調整部
561‧‧‧電磁切換閥
561a‧‧‧中立位置
561b‧‧‧缸下移位置
561c‧‧‧缸上移位置
564‧‧‧控制管線
566‧‧‧背壓保持部
567‧‧‧調整部
571、572‧‧‧檢測閥
573‧‧‧切換閥
575‧‧‧油通路
567‧‧‧保險閥
577‧‧‧減壓閥
578‧‧‧節流閥
579‧‧‧電磁閥
O‧‧‧中心軸
T‧‧‧油槽

圖1是表示本發明的一個實施形態的鍛造成形裝置的概略的圖。 圖2是表示圖1的鍛造成形裝置的概略的圖。 圖3是表示圖1的鍛造成形裝置的內衝頭的仰視圖。 圖4是表示內衝頭驅動部的構成的圖。 圖5是表示內衝頭與作用於該內衝頭的阻力之間的關係的圖表。

Claims (4)

1. 一種鍛造成形裝置，其特徵在於，具備：鍛模，可載置具有貫穿孔的被加工件；內衝頭，用於對包圍該被加工件的貫穿孔的內周面進行加工；以及內衝頭驅動部，用於使該內衝頭在衝擊位置與離開位置之間反復位移，其中，該衝擊位置是該內衝頭朝向該被加工件的進給方向位移進而衝擊該被加工件的位置，該離開位置是該內衝頭朝向與該進給方向相反的離開方向位移進而離開該被加工件的位置；其中，該內衝頭具有：鍛造部，形成在該進給方向上的與載置於該鍛模上的被加工件相向的位置，並具有藉由鍛造該被加工件的內周面使與該進給方向垂直方向的截面的內周面在整個該進給方向上形成均勻的基準內周面之形狀，並用於鍛造該被加工件的內周面；以及槽形成部，具有在該進給方向上從該鍛造部的後端向外側突出並可在該基準內周面上形成槽之形狀，並形成在該進給方向上的該鍛造部的後方；該內衝頭驅動部具有：壓入力設定部，於使該內衝頭在衝擊位置與離開位置之間反復位移的過程中，使該內衝頭壓入該被加工件的壓入力隨著朝該內衝頭的該進給方向的位移量的增加而增大。
2. 如申請專利範圍第1項之鍛造成形裝置，其中，該鍛造部含有引導部，該引導部在該進給方向上從該槽形成部的頂端向該進給方向延伸，且具有與該進給方向平行的外周面。
3. 如申請專利範圍第1或2項之鍛造成形裝置，其中，更具備配置在該內衝頭的外側的外衝頭；該鍛模具有：外形形成部，呈包圍該被加工件的外周面並可形成出該被加工件的外形的形狀；該外衝頭具有如下形狀：可對於該外形形成部朝該進給方向推壓該被加工件，以使該被加工件擴張並使該被加工件的外表面緊貼該外形形成部。
4. 如申請專利範圍第1或2項之鍛造成形裝置，其中，該內衝頭驅動部具有：速度調節部，可調節該內衝頭從該衝擊位置向該離開位置位移的速度。