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【発明の名称】 鍛造成形方法
【発明者】 【氏名】木村 雅俊

【目的】
【構成】
【特許請求の範囲】
【請求項1】 少なくとも一対の型の押圧により材料を塑性流動させ、ボス部をもつ所定形状に成形する鍛造成形方法であって、該ボス部の中心軸が型打ち方向に対して傾斜している場合に、芯バリ見切り線が抜け勾配を要する側に近接して該中心軸に対する直交方向から傾斜するように型形状を設定して鍛造することを特徴とする鍛造成形方法。
【請求項2】 少なくとも一対の型の押圧により材料を塑性流動させ、ボス部をもつ所定形状に成形する鍛造成形方法であって、該ボス部の中心軸が型打ち方向に対して傾斜している場合に、抜け勾配を要する部位を結んだ線が芯バリ見切り線となるように型形状を設定して鍛造することを特徴とする鍛造成形方法。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は鍛造成形方法に関し、詳しくは型打ち方向に対して中心軸が傾斜したボス部をもつ鍛造品を成形する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車のナックルやロアアームなどは、軽量化の要請からアルミニウム合金の利用が高まりつつある。そして、これらの部品は高い強度と靭性が要求されるため、その製造方法としては、特開平5ー161911号公報にも記載されているように鍛造成形が適している。
【0003】ナックルなどの自動車部品には、軸受孔、連結ボルト孔などが形成されるが、鍛造成形においてはこれらの孔を形成するためのボス部をもつ粗形材を形成し、その後芯バリの打ち抜き及びボーリングによる切削加工により孔を完成するのが通常の方法である。例えば、先ず鍛造により図5に示す粗形材を形成する場合について説明すると、この粗形材はボス部100をもっている。鍛造でこのようなボス部100を成形するには、ボス部100内の上型と下型による芯バリ見切り線101が外側見切り線102と平行となるようにする。そして上型及び下型が鍛造品から抜けるように、ボス部100の内周表面を芯バリ見切り線101の両側でそれぞれ中心軸から例えば3度以上傾斜した抜け勾配をもつ円錐台表面とする必要がある。
【0004】得られた粗形材のボス部100は、芯バリ見切り線101の部分に芯バリ103をもち、ボス部100の内径は内側見切り線101に近付くほど小さくなっている。そのため鍛造後芯バリ103を打ち抜き、内周表面をボーリングなどで切削加工することで内径を均一として製品とされている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記した鍛造品の場合には、ボス部100の中心軸が型打ち方向と一致しているため、内周表面は抜け勾配の約3度だけ傾斜しているので、切削加工が必要な部分の体積は図5の斜線部で示すように比較的少なかった。ところが形状によって、図6に示すようにボス部200の中心軸が型打ち方向に対して傾斜しているものの場合には、図6に斜線で示すように切削加工が必要な切除部203の体積が大きく、切削工数が多大となるとともに歩留まりが悪いという不具合があった。
【0006】このような不具合が生じる原因は、抜け勾配は型打ち方向に対して傾斜させることで効果が発揮されるのであるから、ボス部200の中心軸が型打ち方向に対して傾斜している場合に、型打ち方向に対して傾斜させた抜け勾配を設定すると、中心軸に対する抜け勾配がさらに大きくなってしまうところにある。例えば図6において、中心軸201が型打ち方向202に対して10度傾斜している場合には、型打ち方向に対してアンダーカットとなるA部及びB部に抜け勾配を設けることが必要となる。この型打ち方向202に対する抜け勾配を上記と同様に3度に設定すると、中心軸201に対する抜け勾配は13度となり、切除部203の体積が図5の場合に比べて大きくなる。
【0007】また切削加工においては、常に切削刃がボス部200の内周面全面を均一に切削するように構成することが望ましいことから、ボス部200の内周形状は結局、その抜け勾配をもつ内周表面を中心軸201を中心にして回転させた円錐台形状とされ、切除部の体積が一層大きくなってしまうという問題もある。本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、中心軸が型打ち方向に対して傾斜したボス部をもつ鍛造品を成形するにあたり、切削加工により切除される部分の体積を低減することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1発明の鍛造成形方法の特徴は、少なくとも一対の型の押圧により材料を塑性流動させ、ボス部をもつ所定形状に成形する鍛造成形方法であって、ボス部の中心軸が型打ち方向に対して傾斜している場合に、芯バリ見切り線が抜け勾配を要する側に近接して中心軸に対する直交方向から傾斜するように型形状を設定して鍛造することにある。
【0009】また第2発明の鍛造成形方法の特徴は、少なくとも一対の型の押圧により材料を塑性流動させ、ボス部をもつ所定形状に成形する鍛造成形方法であって、ボス部の中心軸が型打ち方向に対して傾斜している場合に、抜け勾配を要する部位を結んだ線が芯バリ見切り線となるように型形状を設定して鍛造することにある。
【0010】
【発明の実施の形態】第1発明の鍛造成形方法では、芯バリ見切り線が抜け勾配を要する側に近接して中心軸に対する直交方向から傾斜するように型形状を設定して鍛造する。これにより抜け勾配の長さが短縮され、抜け勾配を要する側では切削加工により切除される部分の体積が小さくなる。したがって抜け勾配のために不可避であった切除される部分の体積を従来に比べて低減することができる。
【0011】また第2発明の鍛造成形方法では、抜け勾配を要する部位を結んだ線が芯バリ見切り線となるように型形状が設定されている。言い換えれば、抜け勾配を要する部位側で芯バリの端部がボス部端面に必ず表出し、芯バリによってアンダーカットとなるのが回避されている。したがって、この断面では抜け勾配を不要とすることができ、抜け勾配のために不可避であった切除される部分の体積を低減することができる。
【0012】なお、第2発明において抜け勾配を要する部位側に表出する芯バリの量は特に制限されず、芯バリの抜け勾配が確保できる範囲で設定することができる。
【0013】
【実施例】
(実施例1)図1に本実施例で成形されたナックル粗形材の正面図を一部断面で示す。このナックル粗形材は、一端に大径の第1ボス部1が形成され、アーム部2を介した他端に第2ボス部3が形成されている。
【0014】このナックル粗形材では、第2ボス部3の中心軸が型打ち方向と平行に構成され、第1ボス部1の中心軸10は型打ち方向11に対して10度傾斜している。そして第1ボス部1の外側見切り線12は、第1ボス部1の端面13と平行に形成されている。また、第1ボス部1の芯バリ見切り線14は、型打ち方向11に対してアンダーカットとなり抜け勾配を必要とするA部とB部に近接する位置から延び、外側見切り線12に対して傾斜して形成され、その部分に芯バリ15が形成されている。
【0015】そして芯バリ15の両側のボス部1の内周表面には、型打ち方向11に対して3度傾斜した円錐台表面16と、円錐台表面16の最小内径部から延びる円筒表面17が形成されている。円錐台表面16の最小内径は従来に比べて小さく、図1に斜線部で示す切除部18の体積は従来に比べて小さくなっている。このナックル粗形材は以下のようにして成形された。図2に本実施例で用いた金型の断面図を示す。この金型は上型4と下型5とから構成され、上型4には2段の円柱を斜めに切断した形状の、円柱部41と円錐台部42とからなる2段形状の凸部40が形成され、下型5にも凸部40と対称形状の2段形状の円柱部51と円錐台部52とからなる凸部50が形成されている。
【0016】そして上型4と下型5の間に素材を配置し、上型4を下型5に向かって型打ちする。これにより素材の金属材料が塑性流動し、凸部40と凸部50の間に芯バリ15が形成されるとともに、円柱部41,51表面で円筒表面17が形成され、円錐台部42,52表面で円錐台表面16が形成されて、ナックル粗形材が成形される。
【0017】その後上型4を下型5から遠ざかる方向へ駆動し、ナックル粗形材が下型5から離型される。このとき、円錐台表面16のA部及びB部と反対側は型打ち方向11に対して13度傾斜された抜け勾配を有し、A部及びB部側は型打ち方向11に対して3度傾斜された抜け勾配を有している。また円柱部42,52の円筒表面17に対向する表面は、型打ち方向11に対して10度傾斜された抜け勾配を有している。さらに円柱部42,52の円筒表面17側と反対側の傾斜表面は芯バリ15に当接しているので、ナックル粗形材は上型4及び下型5から容易に離型される。
【0018】そして芯バリ15を打ち抜き、ボーリングにより第1ボス部1の内周表面を切削加工して切除部18を切除するなどの後加工を行うことにより、所定形状のナックルが得られる。このとき、第1ボス部1の切除部18の体積は従来より格段に小さくなっているので、切削加工に要する工数を大きく低減することができる。
(実施例2)図3に第2の実施例で得られたナックル粗形材のボス部6を示す。このナックル粗形材では、芯バリ見切り線63は型打ち方向11に対してアンダーカットとなり抜け勾配を有するA部及びB部どうしを結んで斜めに形成され、芯バリ60の両側のボス部6内周表面は長さ方向ほぼ全体に同一内径の円筒表面61となっていること以外は実施例1と同様である。
【0019】つまり本実施例では、金型の凸部40,50をそれぞれ滑らかに連続する一段形状としたこと以外は実施例1と同様にして成形された。本実施例では、金型の凸部40,50の円筒表面61を形成する表面は型打ち方向11に対して13度傾斜しているので容易に抜け、その反対側の表面はA部及びB部を含む芯バリ60を形成しているので、抜け勾配を設けなくとも鍛造品を抜くことができる。
【0020】すなわち本実施例によれば、図3に斜線で示す切除部62の体積を実施例1よりさらに小さくすることができ、切削工程における工数を大きく低減することができる。
(実施例3)本実施例で成形されたナックル粗形材のボス部7を図4に示す。このナックル粗形材では、芯バリ見切り線70は図1のB部の位置でボス部7の周縁部から延びボス部7の一端面と平行な第1平行部71と、図1のA部の位置でボス部7の周縁部から延びボス部7の他端面と平行な第2平行部72と、第1平行部71及び第2平行部72を連結して斜めに延びる斜め部73とから構成され、その芯バリ見切り線70に沿って芯バリ74が形成されていること以外は実施例1と同様である。つまり、芯バリ74はボス部7の両端面に表出し、それぞれの端面開口の一部を覆っている。
【0021】本実施例においても、図4に斜線部で示す切除部75の体積は従来に比べて極めて小さくなり、切削工程の工数を大きく低減することができる。
【0022】
【発明の効果】すなわち本発明の鍛造成形方法によれば、鍛造後の切削工程において切除される部分の体積を従来に比べて大きく低減することができ、切削工程の工数を低減できるとともに材料の歩留りが向上する。
【出願人】 【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
【出願日】 平成7年(1995)10月18日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】大川 宏
【公開番号】 特開平9−108768
【公開日】 平成9年(1997)4月28日
【出願番号】 特願平7−269960