トップ :: B 処理操作 運輸 :: B21 本質的には材料の除去が行なわれない機械的金属加工;金属の打抜き

【発明の名称】 鍛造製品の成形方法
【発明者】 【氏名】松井 康純

【要約】 【課題】外周に歯形と、軸心部に貫通孔と、を有する鍛造製品の成形方法において、歯先及び歯形の軸線方向の一端側に欠肉のない鍛造製品を成形する成形方法を提供することを目的とする。

【解決手段】外周に歯形63と、軸心部に貫通孔76と、を有する鍛造製品W3を成形する成形方法において、内周に歯形成形部38を有する中間鍛造品成形ダイ33に、歯形63の歯先円直径と略同径の予備鍛造品W1を予備鍛造品W1の軸線方向の一端側から圧入して、予備鍛造品W1の外周に歯形63を成形すると同時に、予備鍛造品W1の一端側の軸心部を第一パンチ34で押圧し、一端側の軸心部に第一凹部71を成形することにより、一端側の軸心部の肉を歯形63の軸線方向の一端側外周に流動させて歯形63を成形した中間鍛造品W2を成形する中間鍛造品成形工程と、中間鍛造品W2の第一凹部71の底部75を打抜いて貫通孔76を成形することにより、鍛造製品W3を成形するピアス成形工程と、を有する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
外周に歯形(63)と、軸心部に貫通孔(76)と、を有する鍛造製品(W3)を成形する成形方法において、
内周に歯形成形部(38)を有する中間鍛造品成形ダイ(33)に、歯形(63)の歯先円直径と略同径の予備鍛造品(W1)を予備鍛造品(W1)の軸線方向の一端側から圧入して、予備鍛造品(W1)の外周に歯形(63)を成形すると同時に、
該予備鍛造品(W1)の一端側の軸心部を第一パンチ(34)で押圧し、該一端側の軸心部に第一凹部(71)を成形することにより、該一端側の軸心部の肉を歯形(63)の軸線方向の一端側外周に流動させて歯形(63)を成形した中間鍛造品(W2)を成形する中間鍛造品成形工程と、
該中間鍛造品(W2)の第一凹部(71)の底部(75)を打抜いて貫通孔(76)を成形することにより、鍛造製品(W3)を成形するピアス成形工程と、を有する鍛造製品の成形方法。
【請求項2】
他端側外周に予備鍔部(61)を有する前記予備鍛造品(W1)から前記鍔部(66)を有する前記中間鍛造品(W2)を成形する中間鍛造品(W2)の成形方法において、前記中間鍛造品成形工程の完了時に、該中間鍛造品(W2)の鍔部(66)と前記歯形成形部(38)を有する中間鍛造品成形ダイ(33)の間に空間(73)が形成されることを特徴とする請求項1に記載の鍛造製品の成形方法。
【請求項3】
前記歯形(63)はヘリカル形状であることを特徴とする請求項1又は2の何れかに記載の鍛造製品の成形方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、外周に歯形と、軸心部に貫通孔とを有する鍛造製品を成形する成形方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、外周に歯形と、軸心部に貫通孔とを有する鍛造製品を成形する成形方法においては、内周に歯形成形部を有する成形ダイに歯形成形部より外径が小径の予備鍛造品を挿入し、予備鍛造品の軸線方向両端をパンチで押圧することにより、予備鍛造品を径方向に拡径させて、予備鍛造品の外周に歯形を成形し、軸線方向両端に凹部を成形した中間鍛造品を成形する。そして、中間鍛造品の凹部の底部をパンチで打ち抜いて、軸心部に貫通孔を有する鍛造製品を成形している(特許文献1参照)。
【0003】
また、外周に歯形と、軸心部に貫通孔とを有する鍛造製品の異なる成形方法においては、内周に歯形成形部を有する成形ダイに歯形成形部と外径がほぼ同径で軸心部に貫通孔を有する予備鍛造品を圧入することにより、外周に歯形と軸心部に貫通孔を有する鍛造製品を成形している。この予備鍛造品を成形ダイに圧入する時には、上パンチが予備鍛造品の上面を押圧し、下パンチは予備鍛造品の下面を支えながら移動している(特許文献2参照)。
【特許文献1】特開平9−10883号公報
【特許文献2】特開昭60−37237号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、上記特許文献1に示される歯形の成形方法では、特許文献1の図1及び図5に示されるように、上下のパンチにより、予備鍛造品の肉が径方向に流動し拡径するが、予備鍛造品の肉が成形ダイの歯形成形部に当接した時点で、径方向に流動する肉と歯形成形部の間で摩擦力を生じるため、歯先に欠肉を生じるという問題があった。
【0005】
そこで、歯先に欠肉が生じないように、特許文献2の第5図のように、所望する歯形の歯先円直径と略同径の素材を成形ダイの歯形成形部に軸線方向に圧入する歯形の成形方法がある。しかし、所望する歯形の歯先円直径と略同径の素材を成形ダイの歯形成形部に軸線方向に圧入する歯形の成形方法においては、軸線方向に流動する肉と成形ダイの歯形成形部の間において摩擦力を生じるため、特許文献2の第2図に示されるように、歯形の軸線方向の一端側に欠肉を生じるという問題があった。
【0006】
本発明は、上記事情により鑑みなされたもので、外周に歯形と、軸心部に貫通孔と、を有する鍛造製品の成形方法において、歯先及び歯形の軸線方向の一端側に欠肉のない鍛造製品を成形する成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の鍛造製品の成形方法は、外周に歯形と、軸心部に貫通孔と、を有する鍛造製品を成形する成形方法において、内周に歯形成形部を有する中間鍛造品成形ダイに、歯形の歯先円直径と略同径の予備鍛造品を予備鍛造品の軸線方向の一端側から圧入して、予備鍛造品の外周に歯形を成形すると同時に、予備鍛造品の一端側の軸心部を第一パンチで押圧し、一端側の軸心部に第一凹部を成形することにより、一端側の軸心部の肉を歯形の軸線方向の一端側外周に流動させて歯形を成形した中間鍛造品を成形する中間鍛造品成形工程と、中間鍛造品の第一凹部の底部を打抜いて貫通孔を成形することにより、鍛造製品を成形するピアス成形工程と、を有することを第1の特徴とする。
【0008】
本発明の鍛造製品の成形方法は、他端側外周に予備鍔部を有する予備鍛造品から鍔部を有する中間鍛造品を成形する中間鍛造品の成形方法において、中間鍛造品成形工程の完了時に、中間鍛造品の鍔部と歯形成形部を有する中間鍛造品成形ダイの間に空間が形成されることを第2の特徴とする。
【0009】
本発明の鍛造製品の成形方法は、歯形はヘリカル形状であることを第3の特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
本発明の第1の特徴の鍛造製品の成形方法によれば、内周に歯形成形部を有する中間鍛造品成形ダイに、歯形の歯先円直径と略同径の予備鍛造品を予備鍛造品の軸線方向の一端側から圧入するので、径方向に予備鍛造品の肉が流動することが少ない。すなわち、予備鍛造品の肉と中間鍛造品成形ダイの歯形成形部の間で径方向の摩擦力が小さくなり、歯先に欠肉を生じることがない。一方、予備鍛造品の肉と中間鍛造品成形ダイの歯形成形部の間で軸線方向の摩擦力が生じ、歯形の一端側に欠肉を生じやすくなるが、予備鍛造品の一端側の軸心部を第一パンチで押圧し、予備鍛造品の軸心部の一端側に第一凹部を成形することにより、一端側の軸心部の肉を歯形の軸線方向の一端側外周に流動させることができるので、歯形の一端側に欠肉を生じることを防ぐことができる。
【0011】
本発明の第2の特徴の鍛造製品の成形方法によれば、中間鍛造品成形工程の完了時に、中間鍛造品の鍔部と歯形成形部を有する中間鍛造品成形ダイの間に空間が形成される。すなわち、肉の流動が抑制されることがないので、中間鍛造品成形ダイへの負荷を低減することができる。
【0012】
本発明の第3の特徴の鍛造製品の成形方法によれば、歯形がヘリカル形状であり、歯形成形部の歯溝が軸線方向に対して傾斜し、軸線方向への肉の流動が抑制される場合であっても、中間鍛造品の軸線方向の一端側に欠肉のないヘリカル歯形を成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
以下本発明の実施例を図1乃至図7に基づいて説明する。図1は本発明の鍛造製品の製造工程を表す断面平面図である。図2は本発明の予備鍛造品を成形する予備鍛造品成形工程を表す断面平面図である。図3は本発明の外周に歯形を成形した中間鍛造品を成形する中間鍛造品成形工程を表す断面平面図である。図4は本発明の軸心部に貫通孔を有する鍛造製品を成形するピアス成形工程を表す断面平面図である。図5の(ア)は中間鍛造品成形工程における第一段階を表す断面平面図、図5の(イ)は中間鍛造品成形工程における第二段階を表す断面平面図、図6の(ア)は中間鍛造品成形工程における第三段階を表す断面平面図、図6の(イ)は中間鍛造品成形工程における第四段階を表す断面平面図、図7は中間鍛造品成形工程における完了時を表す断面平面図である。
【0014】
まず、図1に基づいて円柱状の素材W0から鍛造製品W3までの加工形状について説明する。線材を必要な長さに切断した円柱状の素材W0(図1の(ア))は、軸線方向に押圧されることにより、図1の(イ)に示されるように軸線方向の一端側に円柱部62と他端側に予備鍔部61が成形された予備鍛造品W1となる。この予備鍛造品W1は、次に図1の(ウ)に示されるように軸線方向の一端側の外周にヘリカル形状の歯形63、軸線方向の一端側の軸心部に第一凹部71、軸線方向の他端側の外周に鍔部66、及び軸線方向の他端側の軸心部に第二凹部72が成形された中間鍛造品W2となる。尚、第一凹部71は、内部に底部75を有する。中間鍛造品W2は、歯形63がしごき成形によりサイジングされ、底部75が打抜かれて、図1の(エ)に示されるように外周に所望のヘリカル形状の歯形63、及び軸心部に貫通孔76が成形された鍛造製品W3となる。
【0015】
次に予備鍛造品W1を成形する予備鍛造品成形装置1、中間鍛造品W2を成形する中間鍛造品成形装置21、及び鍛造製品W3を成形するピアス装置41について図2乃至図4に基づいて説明する。
【0016】
図2に示す予備鍛造品成形装置1は、移動型2及び固定型11より構成される。移動型2は、パンチ3及びパンチ3を保持するパンチホルダー4を有する。固定型11は、予備鍛造品W1を成形するための型彫空間12を有する予備鍛造品成形ダイ13、予備鍛造品成形ダイ13の軸心部に配置され、予備鍛造品W1を成形する型彫空間12の一部を構成するノックアウト14、ノックアウト14を進退自在に支持するノックアウトピン15、及びノックアウト14とノックアウトピン15を保持するノックアウトホルダー16を有する。
【0017】
図3に示す中間鍛造品成形装置21は、移動型22及び固定型31より構成される。移動型22は、第二パンチ23及び第二パンチ23を保持するパンチガイド24、パンチガイド24を保持するパンチガイドホルダー25、及び第二パンチ23を保持するパンチホルダー26を有する。固定型31は、内部に歯形成形部38が形成された型彫空間32を有する中間鍛造品成形ダイ33、中間鍛造品成形ダイ33の軸心部に配置され、予備鍛造品W1の一端側を押圧する第一パンチ34、第一パンチ34の外周に配置され、型彫空間32の一部を構成するノックアウト35、ノックアウト35を進退自在に支持するノックアウトピン36、及びノックアウト35とノックアウトピン36を保持するノックアウトホルダー37を有する。
【0018】
図4に示すピアス装置42は、移動型42及び固定型51より構成される。移動型42は、中間鍛造品W3を固定型51に押し付けるピアスストリッパー44、ピアスストリッパー44を保持するピアスストリッパーホルダー45、ピアスストリッパー44の移動量を規制する位置決め部材47、ピアスストリッパー44の内側に配置され、中間鍛造品W2に貫通孔76を成形するピアスパンチ43、及びピアスパンチ43を保持するパンチホルダー46を備える。固定型51は、中間鍛造品W2に成形された歯形63をしごき成形によりサイジングするサイジング歯型57が形成された型彫空間52を有する鍛造製品成形ダイ53、ピアスパンチ43により打抜かれた中間鍛造品W2の第一凹部の底部75を排出する底部排出口54が内部に形成されたノックアウト55、及びノックアウト55を進退自在に支持するノックアウトピン56を有する。
【0019】
次に円柱状の素材W0から鍛造製品W3を成形する方法を順次説明する。
【0020】
まず線材を必要な長さに切断した円柱状の素材W0を、図示せぬ搬送装置により、予備鍛造成形装置1の固定型11に形成された型彫空間12に載置する。続いて、図2に示す如く、パンチ3を下方に移動して、円柱状の素材W0を押圧し、軸線方向の一端側に成形される歯形63と略同径の円柱部62と、軸線方向の他端側に予備鍔部61が成形された予備鍛造品W1を成形する。予備鍛造品W1の成形が完了すると、パンチ3は、上方に退避する。その後、ノックアウトピン15によりノックアウト14が上方に移動して予備鍛造品W1が予備鍛造品成形ダイ13から取り出される。
【0021】
続いて取り出された予備鍛造品W1は、図示せぬ搬送装置により、中間鍛造品成形装置21の固定型に形成された型彫空間32に載置される。この時、図5の(ア)に示すように中間鍛造品成形ダイ33の歯形成形部38の内径より予備鍛造品W1の円柱部62の外径の方が大きいため、予備鍛造品W1の一端側の円柱部62が、中間鍛造品成形ダイ33の歯形成形部38の上に載置される。
【0022】
次に、図5の(イ)に示すように第二パンチ23により、予備鍛造品W1の他端側の軸心部が押圧されると、予備鍛造品W1の円柱部62が中間鍛造品成形ダイ33に形成された歯形成形部38に圧入されて、外周にヘリカル形状の歯形63が成形される。ここで、予備鍛造品W1の一端側が第一パンチ34に当接した時には、軸線方向に流動する肉と中間鍛造品成形ダイ33の歯形成形部38の間において摩擦力を生じ、軸線方向に流動するが抑制されるので、成形された歯形63の一端側外周に欠肉64を生じている。
【0023】
更に第二パンチ23が予備鍛造品W1の他端側の軸心部を押圧しながら下方に移動すると、図6の(ア)に示すように予備鍛造品W1の一端側の軸心部に第一凹部71が形成される。この時、一端側の軸心部の肉が歯形63の一端側外周に流動して歯形63の欠肉64が解消される。また、予備鍛造品W1の他端側は第二パンチ23の押圧により、軸心部に第二凹部72が成形される。この時、他端側の軸心部の肉が予備鍛造品W1の他端側外周に流動して、鍔部66が成形される。
【0024】
そして、図6の(イ)に示すように更に第二パンチ23が下方に移動すると、第一凹部71及び第二凹部72がより深くなり、一端側及び他端側の軸心部の肉は、予備鍛造品W1の一端側及び他端側に更に流動するので、予備鍛造品W1は軸線方向の長さが長くなる。また、予備鍛造品W1の予備鍔部61とパンチガイド24の間に隙間74が形成され、軸線方向への肉の流動が妨げられることがないので、中間鍛造品成形ダイ33の型彫空間32に形成された段部65から離れて空間73が形成される。
【0025】
図7に示すように中間鍛造品W2の成形工程が完了した時には、第一凹部71及び第二凹部72は更に深くなり、一端側及び他端側の肉は、予備鍛造品W1の一端側及び他端側に流動して、予備鍛造品W1の軸線方向の長さが長くなる。これに伴い、歯形63の軸線方向の長さについても、歯形成形部38の軸線方向の長さより長くなる。一端側の軸心部の肉は、予備鍛造品W1の一端側に流動して、歯形63の一端側には欠肉がない。また、歯形63の基部となる円筒部77の一端側についても欠肉がない。中間鍛造品成形ダイ33の段部65と中間鍛造品W2の鍔部66の間の空間73は、更に大きく形成される。
【0026】
中間鍛造品W2の成形が完了すると、ノックアウトピン36によりノックアウト35が上方に移動して中間鍛造品W2が中間鍛造品成形ダイ33から取り出される。
【0027】
図示せぬ搬送装置により、取り出された中間鍛造品W2は、鍛造製品成形ダイ53のサイジング歯型57に歯形63が一致するように載置される。続いて図4に示す如く、移動型42のピアスストリッパー44を下降させ、ピアスストリッパー44が中間鍛造品W2の他端側を押し付け、鍔部66が鍛造製品成形ダイ53に当接する。この時、歯形63はしごき成形によりサイジングされる。次にピアスストリッパー44内に進退自在に位置するピアスパンチ43を下降させ、中間鍛造品W2の第一凹部71の底部75を打抜いて貫通孔76を成形し、打抜かれた第一凹部71の底部75は、排出口54から排出され、鍛造製品W3が完成する。貫通孔76が成形されると、ピアスストリッパー44が鍛造製品W3の外周を押し付けた状態で、ピアスパンチ43のみが上昇し、ピアスパンチ43と鍛造製品W3の貫通孔76の嵌合が解除される。その後、ピアスストリッパー44も上方に移動する。そして、ノックアウトピン56によりノックアウト55が上方に移動して鍛造製品W3が鍛造製品成形ダイ53から取り出される。
【0028】
本発明の鍛造製品の成形方法によれば、内周に歯形成形部38を有する中間鍛造品成形ダイ33に、歯形63の歯先円直径と略同径の予備鍛造品W1を予備鍛造品の軸線方向の一端側から圧入するので、径方向に予備鍛造品W1の肉が流動することが少ない。すなわち、予備鍛造品W1の肉と中間鍛造品成形ダイ33の歯形成形部38の間で径方向の摩擦力が小さくなり、歯先に欠肉を生じることがない。一方、予備鍛造品W1の肉と中間鍛造品成形ダイ33の歯形成形部38の間で軸線方向の摩擦力が生じ、歯形63の一端側に欠肉を生じやすくなるが、予備鍛造品W1の一端側の軸心部を第一パンチ34で押圧し、予備鍛造品W1の軸心部の一端側に第一凹部71を成形することにより、軸心部の一端側の肉を歯形63の軸線方向の一端側外周に流動させることができるので、歯形63の一端側に欠肉が生じることを防ぐことができる。
【0029】
また、予備鍛造品W1の予備鍔部61とパンチガイド24の間に隙間74が形成され、軸線方向への肉の流動が妨げられることがないので、中間鍛造品成形工程の完了時に、中間鍛造品W2の鍔部66と歯形成形部38を有する中間鍛造品成形ダイ33の間に空間73が形成される。すなわち、肉の流動が抑制されることがないので、中間鍛造品成形ダイ33への負荷を低減することができる。
【0030】
尚、本発明の実施例では、歯形の例としてヘリカルギヤの例をあげているが、スパーギヤや、その他のギヤ形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明の鍛造製品の製造工程を表す断面平面図である。
【図2】本発明の予備鍛造品を成形する予備鍛造品成形工程を表す断面平面図である。
【図3】本発明の外周に歯形を成形した中間鍛造品を成形する中間鍛造品成形工程を表す断面平面図である。
【図4】本発明の軸心部に貫通孔を有する鍛造製品を成形するピアス成形工程を表す断面平面図である。
【図5】本発明の中間鍛造品成形工程における第一段階及び第二段階を表す断面平面図である。
【図6】本発明の中間鍛造品成形工程における第三段階及び第四段階を表す断面平面図である。
【図7】本発明の中間鍛造品成形工程における完了時を表す断面平面図である。
【符号の説明】
【0032】
33 中間鍛造品成形ダイ
34 第一パンチ
38 歯形成形部
63 歯形
71 第一凹部
73 空間
75 第一凹部の底部
76 貫通孔
W1 予備鍛造品
W2 中間鍛造品
W3 鍛造製品
【出願人】 【識別番号】000238360
【氏名又は名称】武蔵精密工業株式会社
【出願日】 平成18年10月27日(2006.10.27)
【代理人】
【公開番号】 特開2008−105092(P2008−105092A)
【公開日】 平成20年5月8日(2008.5.8)
【出願番号】 特願2006−292879(P2006−292879)