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【発明の名称】 鍛造方法及び鍛造装置
【発明者】 【氏名】竹内 祐介

【要約】 【課題】材料歩留まりが良く、鍛造品から除去されるバリについてハンドリング性の向上を図ることができる鍛造方法を提供する。

【解決手段】鍛造方法は、鍛造品の外周にバリが鍛造品の外周の全周に亘って繋がった状態に形成されたバリ付き鍛造品S2を製造するものである。素材S1の第1成形予定部61の断面積は、鍛造金型21の成形空間23の第1成形部23aの断面積に対して同等以下に設定されている。素材の第1成形予定部61の幅は、鍛造金型の各型22,22の成形凹部24aの幅よりも大きく設定されている。素材の第1成形予定部61の幅方向両側縁部61a,61aが各型の成形凹部24aの幅方向両側にはみ出した状態に、両方の型22,22の間に配置された素材S1を、その厚さ方向に両方の型で加圧する。これにより、素材の第2成形予定部62の余肉材料を第2成形予定部62から第1成形予定部61に流動供給しながら素材S1を成形する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
互いに閉じ合わされた状態で内部に成形空間が形成される一対の型から構成された鍛造金型を用いて、素材を鍛造成形することにより、鍛造品の外周にバリが鍛造品の外周の全周に亘って繋がった状態に形成されたバリ付き鍛造品を製造する鍛造方法であって、
鍛造金型の成形空間は、その長さ方向に互いに隣接する第1成形部及び第2成形部を含んでおり、
素材は、鍛造金型の第1成形部及び第2成形部にそれぞれ対応する、互いに隣接する第1成形予定部及び第2成形予定部を含んでおり、
素材の第1成形予定部の断面積は、鍛造金型の第1成形部の断面積に対して同等以下に設定されるとともに、
素材の第1成形予定部の幅は、各型における第1成形部に対応する成形凹部の幅よりも大きく設定されており、
素材の第2成形予定部の断面積は、鍛造金型の第2成形部の断面積よりも大きく設定されており、
素材の第1成形予定部の幅方向両側縁部が各型の成形凹部の幅方向両側にはみ出した状態に、両方の型の間に配置された素材を、その厚さ方向に両方の型で加圧することにより、素材の第2成形予定部の余肉材料を第2成形予定部から第1成形予定部に流動供給しながら素材を成形することを特徴とする鍛造方法。
【請求項2】
素材の第1成形予定部の断面積は、鍛造金型の第1成形部の断面積に対して105%以下に設定されている請求項1記載の鍛造方法。
【請求項3】
互いに閉じ合わされた状態で内部に成形空間が形成される一対の型から構成された鍛造金型を用いて、素材を鍛造成形することにより、鍛造品の外周にバリが鍛造品の外周の全周に亘って繋がった状態に形成されたバリ付き鍛造品を製造する、鍛造装置であって、
鍛造金型の成形空間は、その長さ方向に互いに隣接する第1成形部及び第2成形部を含んでおり、
素材は、鍛造金型の第1成形部及び第2成形部にそれぞれ対応する、互いに隣接する第1成形予定部及び第2成形予定部を含んでおり、
素材の第1成形予定部の断面積は、鍛造金型の第1成形部の断面積に対して同等以下に設定されるとともに、
素材の第1成形予定部の幅は、各型における第1成形部に対応する成形凹部の幅よりも大きく設定されており、
素材の第2成形予定部の断面積は、鍛造金型の第2成形部の断面積よりも大きく設定されており、
素材の第1成形予定部の幅方向両側縁部が各型の成形凹部の幅方向両側にはみ出した状態に、両方の型の間に配置された素材を、その厚さ方向に両方の型で加圧するものとなされていることを特徴とする特徴とする鍛造装置。
【請求項4】
素材の第1成形予定部の断面積は、鍛造金型の第1成形部の断面積に対して105%以下に設定されている請求項3記載の鍛造装置。
【請求項5】
素材を予備成形する予備成形装置と、
予備成形装置により予備成形された予備成形済み素材を本成形する本成形装置と、
素材を予備成形装置及び本成形装置に順次搬送する搬送装置と、を備えた鍛造装置を用いた鍛造方法であって、
本成形装置は、互いに閉じ合わされた状態で内部に成形空間が形成される一対の型から構成された鍛造金型を用いて、素材成形済み素材を鍛造成形することにより、鍛造品の外周にバリが鍛造品の外周の全周に亘って繋がった状態に形成されたバリ付き鍛造品を製造するものであり、
鍛造金型の成形空間は、その長さ方向に互いに隣接する第1成形部及び第2成形部を含んでおり、
予備成形済み素材は、鍛造金型の第1成形部及び第2成形部にそれぞれ対応する、互いに隣接する第1成形予定部及び第2成形予定部を含んでおり、
予備成形済み素材の第1成形予定部の断面積は、鍛造金型の第1成形部の断面積に対して同等以下に設定されるとともに、
予備成形済み素材の第1成形予定部の幅は、各型における第1成形部に対応する成形凹部の幅よりも大きく設定されており、
予備成形済み素材の第2成形予定部の断面積は、鍛造金型の第2成形部の断面積よりも大きく設定されており、
予備成形済み素材の第1成形予定部の幅方向両側縁部が各型の成形凹部の幅方向両側にはみ出した状態に、両方の型の間に配置された予備成形済み素材を、その厚さ方向に両方の型で加圧することにより、予備成形済み素材の第2成形予定部の余肉材料を第2成形予定部から第1成形予定部に流動供給しながら予備成形済み素材を成形することを特徴とする鍛造方法。
【請求項6】
予備成形済み素材の第1成形予定部の断面積は、鍛造金型の第1成形部の断面積に対して105%以下に設定されている請求項5記載の鍛造方法。
【請求項7】
鍛造装置は、さらに、本成形装置により本成形されたバリ付き鍛造品からバリを除去するバリ取り装置を備えており、
搬送装置は、素材を予備成形装置、本成形装置及びバリ取り装置に順次搬送するものである請求項5又は6記載の鍛造方法。
【請求項8】
素材を予備成形する予備成形装置と、
予備成形装置により予備成形された予備成形済み素材を本成形する本成形装置と、
素材を予備成形装置及び本成形装置に順次搬送する搬送装置と、を備えた鍛造装置であって、
本成形装置は、互いに閉じ合わされた状態で内部に成形空間が形成される一対の型から構成された鍛造金型を用いて、予備成形済み素材を鍛造成形することにより、鍛造品の外周にバリが鍛造品の外周の全周に亘って繋がった状態に形成されたバリ付き鍛造品を製造するものであり、
鍛造金型の成形空間は、その長さ方向に互いに隣接する第1成形部及び第2成形部を含んでおり、
予備成形済み素材は、鍛造金型の第1成形部及び第2成形部にそれぞれ対応する、互いに隣接する第1成形予定部及び第2成形予定部を含んでおり、
予備成形済み素材の第1成形予定部の断面積は、鍛造金型の第1成形部の断面積に対して同等以下に設定されるとともに、
予備成形済み素材の第1成形予定部の幅は、各型における第1成形部に対応する成形凹部の幅よりも大きく設定されており、
予備成形済み素材の第2成形予定部の断面積は、鍛造金型の第2成形部の断面積よりも大きく設定されており、
本成形装置は、予備成形済み素材の第1成形予定部の幅方向両側縁部が各型の成形凹部の幅方向両側にはみ出した状態に、両方の型の間に配置された予備成形済み素材を、その厚さ方向に両方の型で加圧するものとなされていることを特徴とする鍛造装置。
【請求項9】
予備成形済み素材の第1成形予定部の断面積は、鍛造金型の第1成形部の断面積に対して105%以下に設定されている請求項8記載の鍛造装置。
【請求項10】
さらに、本成形装置により本成形されたバリ付き鍛造品からバリを除去するバリ取り装置を備えており、
搬送装置は、素材を予備成形装置、本成形装置及びバリ取り装置に順次搬送するものである請求項8又は9記載の鍛造装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、バリ付き鍛造品を製造する鍛造方法及び該鍛造方法に用いられる鍛造装置に関する。
【背景技術】
【0002】
複雑な形状の製品を鍛造により製造する方法として、次の方法が知られいている。すなわち、鍛造用素材を予備成形した後、素材を本成形することにより、バリ付き鍛造品を製造し、次いでこの鍛造品からバリを除去する方法である(例えば、特許文献1及び2参照)。
【0003】
この方法において、一般に、鍛造品からのバリの除去はバリ取り装置により行われる。このバリ取り装置によりバリを除去すると、バリ取り装置には除去したバリが残存する。この残存したバリをバリ取り装置から排出する場合には、残存したバリを例えば把持手段で把持してバリ取り装置から排出している。
【特許文献1】特開2006−110621号公報
【特許文献2】特開平6−190487号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
而して、もし仮にバリが鍛造品の外周にその周方向の複数箇所で分断された状態に形成されている場合には、次の難点があった。すなわち、このようなバリをバリ取り装置により鍛造品から除去すると、バリ取り装置には複数の分断されたバリが残存するため、バリの排出操作が困難になる。
【0005】
そこで、例えば、バリを鍛造品の外周にその全周に亘って繋がった状態に形成し、バリが環状に残存するようにバリを鍛造品から除去すれば、バリ取り装置には環状に繋がったバリが残存するので、バリを排出する際にバリのハンドリング性が良く、もってバリの排出作業を容易に行うことができる。しかし、バリを鍛造品の外周にその全周に亘って繋がった状態に形成するために、素材の体積を増大させると、材料歩留まりが悪くなるという問題が発生する。
【0006】
本発明は、上記の技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、材料歩留まりが良く、しかも、鍛造品から除去されるバリについてハンドリング性の向上を図ることができる鍛造方法及び該鍛造方法に用いられる鍛造装置に関する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は以下の手段を提供する。
【0008】
[1] 互いに閉じ合わされた状態で内部に成形空間が形成される一対の型から構成された鍛造金型を用いて、素材を鍛造成形することにより、鍛造品の外周にバリが鍛造品の外周の全周に亘って繋がった状態に形成されたバリ付き鍛造品を製造する鍛造方法であって、
鍛造金型の成形空間は、その長さ方向に互いに隣接する第1成形部及び第2成形部を含んでおり、
素材は、鍛造金型の第1成形部及び第2成形部にそれぞれ対応する、互いに隣接する第1成形予定部及び第2成形予定部を含んでおり、
素材の第1成形予定部の断面積は、鍛造金型の第1成形部の断面積に対して同等以下に設定されるとともに、
素材の第1成形予定部の幅は、各型における第1成形部に対応する成形凹部の幅よりも大きく設定されており、
素材の第2成形予定部の断面積は、鍛造金型の第2成形部の断面積よりも大きく設定されており、
素材の第1成形予定部の幅方向両側縁部が各型の成形凹部の幅方向両側にはみ出した状態に、両方の型の間に配置された素材を、その厚さ方向に両方の型で加圧することにより、素材の第2成形予定部の余肉材料を第2成形予定部から第1成形予定部に流動供給しながら素材を成形することを特徴とする鍛造方法。
【0009】
[2] 素材の第1成形予定部の断面積は、鍛造金型の第1成形部の断面積に対して105%以下に設定されている前項1記載の鍛造方法。
【0010】
[3] 互いに閉じ合わされた状態で内部に成形空間が形成される一対の型から構成された鍛造金型を用いて、素材を鍛造成形することにより、鍛造品の外周にバリが鍛造品の外周の全周に亘って繋がった状態に形成されたバリ付き鍛造品を製造する、鍛造装置であって、
鍛造金型の成形空間は、その長さ方向に互いに隣接する第1成形部及び第2成形部を含んでおり、
素材は、鍛造金型の第1成形部及び第2成形部にそれぞれ対応する、互いに隣接する第1成形予定部及び第2成形予定部を含んでおり、
素材の第1成形予定部の断面積は、鍛造金型の第1成形部の断面積に対して同等以下に設定されるとともに、
素材の第1成形予定部の幅は、各型における第1成形部に対応する成形凹部の幅よりも大きく設定されており、
素材の第2成形予定部の断面積は、鍛造金型の第2成形部の断面積よりも大きく設定されており、
素材の第1成形予定部の幅方向両側縁部が各型の成形凹部の幅方向両側にはみ出した状態に、両方の型の間に配置された素材を、その厚さ方向に両方の型で加圧するものとなされていることを特徴とする特徴とする鍛造装置。
【0011】
[4] 素材の第1成形予定部の断面積は、鍛造金型の第1成形部の断面積に対して105%以下に設定されている前項3記載の鍛造装置。
【0012】
[5] 素材を予備成形する予備成形装置と、
予備成形装置により予備成形された予備成形済み素材を本成形する本成形装置と、
素材を予備成形装置及び本成形装置に順次搬送する搬送装置と、を備えた鍛造装置を用いた鍛造方法であって、
本成形装置は、互いに閉じ合わされた状態で内部に成形空間が形成される一対の型から構成された鍛造金型を用いて、素材成形済み素材を鍛造成形することにより、鍛造品の外周にバリが鍛造品の外周の全周に亘って繋がった状態に形成されたバリ付き鍛造品を製造するものであり、
鍛造金型の成形空間は、その長さ方向に互いに隣接する第1成形部及び第2成形部を含んでおり、
予備成形済み素材は、鍛造金型の第1成形部及び第2成形部にそれぞれ対応する、互いに隣接する第1成形予定部及び第2成形予定部を含んでおり、
予備成形済み素材の第1成形予定部の断面積は、鍛造金型の第1成形部の断面積に対して同等以下に設定されるとともに、
予備成形済み素材の第1成形予定部の幅は、各型における第1成形部に対応する成形凹部の幅よりも大きく設定されており、
予備成形済み素材の第2成形予定部の断面積は、鍛造金型の第2成形部の断面積よりも大きく設定されており、
予備成形済み素材の第1成形予定部の幅方向両側縁部が各型の成形凹部の幅方向両側にはみ出した状態に、両方の型の間に配置された予備成形済み素材を、その厚さ方向に両方の型で加圧することにより、予備成形済み素材の第2成形予定部の余肉材料を第2成形予定部から第1成形予定部に流動供給しながら予備成形済み素材を成形することを特徴とする鍛造方法。
【0013】
[6] 予備成形済み素材の第1成形予定部の断面積は、鍛造金型の第1成形部の断面積に対して105%以下に設定されている前項5記載の鍛造方法。
【0014】
[7] 鍛造装置は、さらに、本成形装置により本成形されたバリ付き鍛造品からバリを除去するバリ取り装置を備えており、
搬送装置は、素材を予備成形装置、本成形装置及びバリ取り装置に順次搬送するものである前項5又は6記載の鍛造方法。
【0015】
[8] 素材を予備成形する予備成形装置と、
予備成形装置により予備成形された予備成形済み素材を本成形する本成形装置と、
素材を予備成形装置及び本成形装置に順次搬送する搬送装置と、を備えた鍛造装置であって、
本成形装置は、互いに閉じ合わされた状態で内部に成形空間が形成される一対の型から構成された鍛造金型を用いて、予備成形済み素材を鍛造成形することにより、鍛造品の外周にバリが鍛造品の外周の全周に亘って繋がった状態に形成されたバリ付き鍛造品を製造するものであり、
鍛造金型の成形空間は、その長さ方向に互いに隣接する第1成形部及び第2成形部を含んでおり、
予備成形済み素材は、鍛造金型の第1成形部及び第2成形部にそれぞれ対応する、互いに隣接する第1成形予定部及び第2成形予定部を含んでおり、
予備成形済み素材の第1成形予定部の断面積は、鍛造金型の第1成形部の断面積に対して同等以下に設定されるとともに、
予備成形済み素材の第1成形予定部の幅は、各型における第1成形部に対応する成形凹部の幅よりも大きく設定されており、
予備成形済み素材の第2成形予定部の断面積は、鍛造金型の第2成形部の断面積よりも大きく設定されており、
本成形装置は、予備成形済み素材の第1成形予定部の幅方向両側縁部が各型の成形凹部の幅方向両側にはみ出した状態に、両方の型の間に配置された予備成形済み素材を、その厚さ方向に両方の型で加圧するものとなされていることを特徴とする鍛造装置。
【0016】
[9] 予備成形済み素材の第1成形予定部の断面積は、鍛造金型の第1成形部の断面積に対して105%以下に設定されている前項8記載の鍛造装置。
【0017】
[10] さらに、本成形装置により本成形されたバリ付き鍛造品からバリを除去するバリ取り装置を備えており、
搬送装置は、素材を予備成形装置、本成形装置及びバリ取り装置に順次搬送するものである前項8又は9記載の鍛造装置。
【発明の効果】
【0018】
本発明は以下の効果を奏する。
【0019】
[1]の発明では、素材を鍛造成形することにより、鍛造品の外周にバリが鍛造品の外周の全周に亘って繋がった状態に形成されたバリ付き鍛造品を製造するので、例えば、このバリ付き鍛造品からバリを環状に除去することができる。これにより、バリを排出する際にバリのハンドリング性を向上させることができる。
【0020】
さらに、素材の第1成形予定部の断面積は、鍛造金型の第1成形部の断面積に対して同等以下に設定されているから、素材の第1成形予定部の体積をできる限り少なくすることができ、もって材料歩留まりを向上させることができる。
【0021】
さらに、本発明では、素材の第1成形予定部の幅方向両側縁部が各型の成形凹部の幅方向両側にはみ出した状態に、両方の型の間に配置された素材を、その厚さ方向に両方の型で加圧することにより、素材の第2成形予定部の余肉材料を第2成形予定部から第1成形予定部に流動供給しながら素材を成形する。したがって、素材の成形時には、素材の第1成形予定部に第2成形予定部の余肉材料が供給されるので、素材の第1成形予定部に欠肉が発生するのを防止することができる。これにより、素材の第1成形予定部を設計形状に確実に成形することができる。しかも、素材の第1成形予定部の幅方向両側縁部が各型の成形凹部の幅方向両側にはみ出した状態に、素材が両方の型の間に配置されているので、バリを各型の成形凹部の幅方向両側に確実に張出させることができる。
【0022】
[2]の発明では、素材の第1成形予定部に欠肉が発生するのを確実に防止することができるし、バリを成形凹部の幅方向両側に更に確実に張出させることができる。
【0023】
[3]及び[4]の発明では、それぞれ上記[1]及び[2]の発明に係る鍛造方法に好適に用いられる鍛造装置を提供できる。
【0024】
[5]及び[6]の発明では、それぞれ上記[1]及び[2]の発明の効果と同様の効果を奏する上、更に、素材を予備成形から本成形まで連続して加工することができる。
【0025】
[7]の発明では、素材を予備成形からバリ取りまで連続して加工することができる。
【0026】
[8]〜[10]の発明では、それぞれ上記[5]〜[7]の発明に係る鍛造方法に好適に用いられる鍛造装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0027】
次に、本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。
【0028】
図1及び図2において、(1)は本発明の一実施形態に係る鍛造装置である。この鍛造装置(1)は詳述するとトランスファプレス機である。この鍛造装置(1)は、予備成形装置(10)と、本成形装置(20)と、バリ取り装置(30)と、搬送装置(40)とを備えている。
【0029】
予備成形装置(10)は、鍛造用素材(S0)を予備成形(荒成形)するものである。
【0030】
本成形装置(20)は、予備成形装置(10)により予備成形された予備成形済み素材(S1)を本成形するものである。
【0031】
バリ取り装置(30)は、本成形装置(20)により本成形された本成形済み素材としてのバリ付き鍛造品(S2)からバリ(F)を環状に除去するものである。
【0032】
予備成形装置(10)、本成形装置(20)及びバリ取り装置(30)は、互いに水平方向に一列に並んで設置されている。
【0033】
搬送装置(40)は、素材(S0)を予備成形装置(10)、本成形装置(20)及びバリ取り装置(30)に順次搬送するものである。この搬送装置(40)は、予備成形装置(10)、本成形装置(20)及びバリ取り装置(30)の両側に互いに平行に配置された一対のフィードバー(41)(41)を備えている。各フィードバー(41)(41)における互いに対向する位置に、素材(S0)、予備成形済み素材(S1)及びバリ(F)を把持するフィンガー(42)が複数装着されている。
【0034】
図10に示すように、この鍛造装置(1)は、円柱状の鍛造用素材(S0)を予備成形装置(10)により予備成形し、次いで、予備成形済み素材(S1)を本成形装置(20)により本成形し、次いで、バリ取り装置(30)により本成形済み素材としてのバリ付き鍛造品(S2)からバリ(F)を環状に除去することにより、設計形状の鍛造品(S2)を製造するものである。
【0035】
この鍛造品(S2)は、例えば、車両(例:自動車、鉄道車両)用アームやフレーム等の車両部品に用いられる。ただし本発明では、鍛造装置(1)により鍛造成形される鍛造品(S2)は車両部品に用いられるものであることに限定されるものではなく、その他の用途に用いられるものであっても良い。
【0036】
素材(S0)は、例えば、アルミニウム(その合金を含む)等の金属からなる。
【0037】
まず、本成形装置(20)(詳述すると本成形用鍛造装置)の構成について以下に説明する。
【0038】
図2及び図3に示すように、この本成形装置(20)は、互いに対向して配置された一対の上型(22)及び下型(22)から構成された本成形用鍛造金型(21)を備えている。この鍛造金型(21)は詳述すると半密閉金型である。また、図3に示すように、鍛造金型(21)の上型(22)と下型(22)とを互いに閉じ合わせた状態では、鍛造金型(21)の内部に、予備成形済み素材(S1)を所定形状に成形する成形空間(23)が形成される。
【0039】
この本成形装置(20)は、鍛造金型(21)を用いて予備成形済み素材(S1)を鍛造成形することにより、図10に示すように、本成形済み素材として、バリ付き鍛造品(S2)を製造するものである。このバリ付き鍛造品(S2)は、鍛造品(S2)(詳述すると鍛造品本体部)の外周にバリ(F)が鍛造品(S2)(鍛造品本体部)の外周の全周に亘って繋がった状態に形成されたものである。
【0040】
このバリ付き鍛造品(S2)の鍛造品本体部の長さ方向両端部には、径大の膨出部(71)(71)が形成されている。この膨出部(71)の上下両面の中央部には凹部が形成されている。また、バリ付き鍛造品(S2)の鍛造品本体部の長さ方向中間部には、両膨出部(71)(71)を連結した径小の断面略円形状の軸部(72)が形成されている。
【0041】
図3に示すように、鍛造金型(21)の成形空間(23)は、成形空間(23)の長さ方向両端部に配置された2個の第1成形部(23a)(23a)と、成形空間(23)の長さ方向中間部に配置された第2成形部(23b)とから構成されている。したがって、成形空間(23)の第1成形部(23a)と第2成形部(23b)とは、成形空間(23)の長さ方向に互いに隣接して配置されている。
【0042】
成形空間(23)の第1成形部(23a)は、予備成形済み素材(S1)の長さ方向端部を径大の膨出状に成形するものである。
【0043】
成形空間(23)の第2成形部(23b)は、予備成形済み素材(S1)の長さ方向中間部を径小の軸状に成形するものである。
【0044】
さらに、この鍛造金型(21)は上述したように上型(22)と下型(22)とに分割されており、これにより、上型(22)に成形空間(23)の上半部からなる上型彫り部(インプレッション)(22a)が形成されるとともに、下型(22)に成形空間(23)の下半部からなる下型彫り部(22a)が形成されている。
【0045】
一方、図10に示すように、予備成形済み素材(S1)は、予備成形済み素材(S1)の長さ方向両端部に配置された2個の第1成形予定部(61)(61)と、予備成形済み素材(S1)の長さ方向中間部に配置された第2成形予定部(62)とを含んでいる。したがって、第1成形予定部(61)と第2成形予定部(62)とは、予備成形済み素材(S1)の長さ方向に互いに隣接して配置されている。
【0046】
予備成形済み素材(S1)の第1成形予定部(61)は、鍛造金型(21)の成形空間(23)の第1成形部(23a)に対応する部位であり、すなわち第1成形部(23a)で径大の膨出状に成形される予定の部位である。
【0047】
予備成形済み素材(S1)の第2成形予定部(62)は、鍛造金型(21)の成形空間(23)の第2成形部(23b)に対応する部位であり、すなわち第2成形部(23b)で径小の軸状に成形される予定の部位である。なお、この第2成形予定部(62)の幅方向両側縁部には、予備成形時に生じたバリ(F)が形成されている。
【0048】
図5に示すように、予備成形済み素材(S1)の第1成形予定部(61)の断面積は、鍛造金型(21)の成形空間(23)の第1成形部(23a)の断面積に対して同等以下に設定されており、すなわち第1成形部(23a)の断面積に対して100%以下に設定されている。さらに、第1成形予定部(61)の断面積は、第1成形部(23a)の断面積に対して例えば90%(特に好ましくは95%)以上に設定されるのが望ましく、こうすることにより第1成形予定部(61)に欠肉が発生するのを確実に防止することができる。ただし本発明では、第1成形予定部(61)の断面積は第1成形部(23a)の断面積に対して上記の割合以上であることに限定されるものではない。
【0049】
さらに、予備成形済み素材(S1)の第1成形予定部(61)の幅(A)は、上下各型(22)(22)における第1成形部(23a)に対応する第1成形凹部(24a)の幅(B)よりも大きく設定されている(即ちA>B)。したがって、図9Aに示すように、第1成形予定部(61)を上下各型(22)(22)の第1成形凹部(24a)内に配置させると、第1成形予定部(61)の幅方向両側縁部(61a)(61a)が第1成形凹部(24a)の幅方向両側にはみ出した状態となる。なお、予備成形済み素材(S1)の第1成形予定部(61)の幅(A)は、第1成形凹部(24a)の幅(B)に対して例えば1.05〜1.20倍の範囲内に設定されるのが望ましい。ただし本発明では、第1成形予定部(61)の幅(A)は第1成形凹部(24a)の幅(B)に対して上記の割合の範囲内であることに限定されるものではない。
【0050】
また、図6に示すように、予備成形済み素材(S1)の第2成形予定部(62)は、鍛造品(S2)の径小の軸部(72)を形成する部位である。この第2成形予定部(62)は、予備成形時に円柱状の素材(S0)の長さ方向中間部がその直径が小さくなるように加圧されて形成された部位であるから、余肉材料を含有している。そのため、第2成形予定部(62)の断面積は、鍛造金型(21)の成形空間(23)の第2成形部(23b)の断面積よりも大きく設定されている。
【0051】
さらに、予備成形済み素材(S1)の第2成形予定部(62)の幅は、上下各型(22)(22)における第2成形部(23b)に対応する第2成形凹部(24b)の幅よりも大きく設定されている。
【0052】
なお、このような形状及び大きさの予備成形済み素材(S1)は、円柱状の素材(S0)を予備成形装置(10)により鍛造成形することにより、製造されるものである。
【0053】
次に、予備成形装置(10)及びバリ取り装置(30)の構成について以下に説明する。
【0054】
図1及び図2に示すように、予備成形装置(10)(詳述すると予備成形用鍛造装置)は、互いに対向して配置された一対の上型(12)及び下型(12)から構成された予備成形用鍛造金型(11)を備えたものであり、円柱状の素材(S0)を所定形状に鍛造成形するものである。そして、その上型(12)は鍛造装置(1)のメインスライド(2)に取り付けられるとともに、その下型(12)は鍛造装置(1)のベッド(3)に取り付けられている。
【0055】
バリ取り装置(30)は、互いに対向して配置された一対の上型(32)及び下型(32)から構成されたバリ取り用金型(31)を備えたものであり、下型(32)上に配置されたバリ付き鍛造品(S2)から鍛造品本体部を上型(32)で下方向に打ち抜き、これによりバリ(F)をバリ付き鍛造品(S2)から環状に除去するものである。そして、その上型(32)はメインスライド(2)に取り付けられるとともに、その下型(32)はベッド(3)に取り付けられている。なお図2において、(33)は、打ち抜かれた鍛造品(S2)を下型(32)から下方向に排出する排出孔である。
【0056】
また同じく、本成形装置(20)の上型(22)はメインスライド(2)に取り付けられるとともに、その下型(22)はベッド(3)に取り付けられている。
【0057】
そして、この鍛造装置(1)は、メインスライド(2)が昇降駆動することにより、これらの装置(10)(20)(30)の上型(12)(22)(32)が一体的に昇降動作されるものであって、更に、このメインスライド(2)の昇降動作と同期して搬送装置(40)が動作するように構成されている。
【0058】
次に、本実施形態の鍛造装置(1)を用いた鍛造方法について以下に説明する。
【0059】
加熱装置(図示せず)により加熱された加熱状態の円柱状素材(S0)を、無端ベルトコンベア等のコンベヤ(45)により加熱装置から鍛造装置(1)に送る。
【0060】
次いで、送られてきた素材(SO)を搬送装置(40)のフィンガー(42)により把持してコンベヤ(45)から予備成形装置(10)に搬送し下型(12)上に配置する。そして、この素材(S0)を予備成形装置(10)により所定形状に予備成形し、これにより予備成形済み素材(S1)を製造する。
【0061】
この予備成形時には、円柱状の素材(S0)の長さ方向中間部はその直径が小さくなるように上下両型(12)(12)で加圧される。そのため、この部位、即ち予備成形済み素材(S1)の第2成形予定部(62)は余肉材料を含有するとともに、その幅方向両側縁部にバリ(F)が形成される。一方、円柱状の素材(S0)の長さ方向両端部、即ち予備成形済み素材(S1)の両第1成形予定部(61)(61)は、その断面積が設計形状の断面積に対して同等以下になるように形成される。
【0062】
次いで、この予備成形済み素材(S1)を搬送装置(40)のフィンガー(42)により把持して予備成形装置(10)から本成形装置(20)に搬送しその下型(22)上に配置する。そして、この予備成形済み素材(S1)を本成形装置(20)により本成形し、これにより本成形済み素材としてバリ付き鍛造品(S2)を製造する。
【0063】
この本成形装置(20)による鍛造方法は次のとおりである。
【0064】
図7及び図9Aに示すように、搬送装置(40)により搬送されてきた予備成形済み素材(S1)は、その第1成形予定部(61)の幅方向両側縁部(61a)(61a)が上下各型(22)(22)の第1成形凹部(24a)の幅方向両側にはみ出した状態に且つその第2成形予定部(62)の幅方向両側縁部が上下各型(22)(22)の第2成形凹部(24b)の幅方向両側にはみ出しだ状態に、上下両型(22)(22)の間に配置される(図5及び図6参照)。さらに、予備成形済み素材(S1)は、その第1成形予定部(61)の長さ方向端部(61b)が上下各型(22)(22)の第1成形凹部(24a)の長さ方向端側にはみ出した状態に上下両型(22)(22)の間に配置される。なお本実施形態では、予備成形済み素材(S1)は、上下両型(22)(22)の間として、下型(22)の下型彫り部(22a)に載置される。
【0065】
そして、図9A及び図9Bに示すように、メインスライド(2)を下降駆動させることで上型(22)を下型(22)に向かって下降駆動させ、これにより予備成形済み素材(S1)をその厚さ方向に上下両型(22)(22)で加圧する。これにより、予備成形済み素材(S1)の第2成形予定部(62)の余肉材料を第2成形予定部(62)から第1成形予定部(61)に塑性流動させて第1成形予定部(61)に供給しながら予備成形済み素材(S1)を成形する。
【0066】
すなわち、予備成形済み素材(S1)をその厚さ方向に加圧した場合、予備成形済み素材(S1)の第2成形予定部(62)が加圧されることで該第2成形予定部(62)の余肉材料の一部が第2成形予定部(62)から第2成形凹部(24b)の幅方向両側にバリ(F)として塑性流動するとともに、更に、第2成形予定部(62)の余肉材料の一部が第2成形予定部(62)から第1成形予定部(61)側に塑性流動して第1成形予定部(61)に供給される。これにより、第1成形予定部(61)の体積(断面積)が増大し、もって、第1成形予定部(61)に欠肉が発生するのが防止されるとともに、バリ(F)が第1成形凹部(24a)の幅方向両側及び長さ方向端側にそれぞれ張出される。その結果、バリ(F)が鍛造品(S2)の外周に鍛造品(S2)の外周の全周に亘って繋がって形成されたバリ付き鍛造品(S2)が製造される。
【0067】
次いで、このバリ付き鍛造品(S2)(即ち本成形済み素材)を搬送装置(40)のフィンガー(42)により把持して本成形装置(20)からバリ取り装置(30)に搬送しその下型(32)上に配置する。そして、このバリ付き鍛造品(S2)からバリ(F)をバリ取り装置(30)により環状に除去する。
【0068】
バリ(F)が除去された鍛造品(S2)は、排出孔(33)を通過した後、無端ベルトコンベア等のコンベヤ(46)により次の工程に搬送される。そして、搬送された鍛造品(S2)は、例えば、溶体化工程、焼入れ工程及び時効工程に順次送られて各工程で所定の処理が施され、最後に検査工程に送られて検査が行われる。
【0069】
一方、除去したバリ(F)はバリ取り装置(30)の上型(32)上に残存しており(図1参照)、このバリ(F)を搬送装置(40)のフィンガー(42)で把持してバリ取り装置(30)から所定場所(例:バリ回収箱)に排出する。このとき、バリ(F)は環状に残存しているから、バリ(F)のハンドリンク性が良く、したがってバリ(F)の排出操作を容易に行うことができる。
【0070】
而して、本実施形態の鍛造装置(1)を用いた鍛造方法には次の利点がある。
【0071】
すなわち、予備成形済み素材(S1)を鍛造成形することにより、鍛造品(S2)の外周にバリ(F)が鍛造品(S2)の外周の全周に亘って繋がった状態に形成されたバリ付き鍛造品(S2)を製造するので、このバリ付き鍛造品(S2)からバリ(F)を環状に除去することができる。これにより、バリ(F)を排出する際にバリ(F)のハンドリング性を向上させることができる。
【0072】
さらに、予備成形済み素材(S1)の第1成形予定部(61)の断面積は、鍛造金型(21)の第1成形部(23a)の断面積に対して同等以下に設定されているから、予備成形済み素材(S1)の第1成形予定部(61)の体積をできる限り少なくすることができ、もって材料歩留まりを向上させることができる。
【0073】
さらに、本実施形態では、予備成形済み素材(S1)の第1成形予定部(61)の幅方向両側縁部(61a)(61a)が上下各型(22)(22)の第1成形凹部(24a)の幅方向両側にはみ出した状態に、上下両型(22)(22)の間に配置された予備成形済み素材(S1)を、その厚さ方向に上下両型(22)(22)で加圧することにより、素材(S1)の第2成形予定部(62)の余肉材料を第2成形予定部(62)から第1成形予定部(61)に流動供給しながら予備成形済み素材(S1)を成形する。したがって、予備成形済み素材(S1)の成形時には、予備成形済み素材(S1)の第1成形予定部(61)に第2成形予定部(62)の余肉材料が供給されるので、予備成形済み素材(S1)の第1成形予定部(61)に欠肉が発生するのを防止することができる。これにより、予備成形済み素材(S1)の第1成形予定部(61)を設計形状(即ち膨出状)に確実に成形することができる。しかも、予備成形済み素材(S1)の第1成形予定部(61)の幅方向両側縁部(61a)(61a)が上下各型(22)(22)の第1成形凹部(24a)の幅方向両側にはみ出した状態に、予備成形済み素材(S1)が上下両型(22)(22)の間に配置されているので、バリ(F)を第1成形凹部(24a)の幅方向両側に確実に張出させることができる。一方、もし仮に、第1成形予定部(61)の幅方向両側縁部(61a)(61a)が第1成形凹部(24a)の幅方向両側にはみ出さない状態に、予備成形済み素材(S1)が上下両型(22)(22)の間に配置されている場合には、バリ(F)を第1成形凹部(24a)の幅方向両側に張出させることができないことがある。このようになると、バリ(F)が鍛造品(S2)の外周に鍛造品(S2)の周方向の全周に亘って繋がった状態に形成されず、その結果、バリ(F)を環状に除去することができなくなる。
【0074】
而して、本実施形態では、予備成形済み素材(S1)の第1成形予定部(61)の断面積は、鍛造金型(21)の成形空間(23)の第1成形部(23a)の断面積に対して同等以下に設定されているが、本発明では、第1成形予定部(61)の断面積は第1成形部(23a)の断面積に対して105%以下に設定されるのが特に望ましい。こうすることにより、予備成形済み素材(S1)の第1成形予定部(61)に欠肉が発生するのを確実に防止することができるし、更に、バリ(F)を第1成形凹部(24a)の幅方向両側に更に確実に張出させることができる。
【0075】
以上で本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に示したものであることに限定されるものではなく、様々に変更可能である。
【0076】
例えば、上記実施形態では、鍛造装置(1)は、本成形装置(10)と、その他に予備成形装置(10)及びバリ取り装置(30)を備えたものであるが、本発明では、鍛造装置(1)は必ずしも予備成形装置(10)やバリ取り装置(30)を備えていなくても良い。
【0077】
また、本発明では、鍛造装置(1)により鍛造成形されるバリ付き鍛造品(S2)の形状は特に限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【0078】
本発明は、バリ付き鍛造品を製造する鍛造方法及び該鍛造方法に用いられる鍛造装置に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0079】
【図1】図1は、本発明の一実施形態に係る鍛造装置の概略平面図である。
【図2】図2は、同鍛造装置の概略正面図である。
【図3】図3は、同鍛造装置における本成形装置の鍛造金型の断面図である。
【図4】図4は、同鍛造金型の下型の平面図である。
【図5】図5は、図4中のX−X線位置に対応する、鍛造金型及び素材の第1成形予定部の断面図である。
【図6】図6は、図4中のY−Y線位置に対応する、鍛造金型及び素材の第2成形予定部の断面図である。
【図7】図7は、鍛造金型の下型に素材を配置した成形前の状態の平面図である。
【図8】図8は、鍛造金型の下型に素材を配置した成形後の状態の平面図である。
【図9A】図9Aは、同鍛造金型の上型と下型との間に素材を配置した状態における、図7中のX−X線位置に対応する、鍛造金型及び素材の第1成形予定部の断面図である。
【図9B】図9Bは、素材を加圧する途中の状態における、図7中のX−X線位置に対応する、鍛造金型及び素材の第1成形予定部の断面図である。
【図9C】図9Cは、素材を加圧した後の状態における、図8中のX−X線位置に対応する、鍛造金型及び素材の第1成形予定部の断面図である。
【図10】図10は、同鍛造装置を用いた鍛造方法の各工程を説明するための、素材の斜視図である。
【符号の説明】
【0080】
1…鍛造装置
10…予備成形装置
20…本成形装置(本成形用鍛造装置)
21…鍛造金型
22…上型及び下型
23…成形空間
23a…第1成形部
23b…第2成形部
24a…第1成形凹部(成形凹部)
24b…第2成形凹部
30…バリ取り装置
40…搬送装置
S0…素材
S1…予備成形済み素材(素材)
61…第1成形予定部
61a…第1成形予定部の幅方向両側縁部
62…第2成形予定部
S2…バリ付き鍛造品(本成形済み素材)
F…バリ
【出願人】 【識別番号】000002004
【氏名又は名称】昭和電工株式会社
【出願日】 平成18年12月27日(2006.12.27)
【代理人】 【識別番号】100071168
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 久義

【識別番号】100099885
【弁理士】
【氏名又は名称】高田 健市

【識別番号】100109911
【弁理士】
【氏名又は名称】清水 義仁


【公開番号】 特開2008−161893(P2008−161893A)
【公開日】 平成20年7月17日(2008.7.17)
【出願番号】 特願2006−352152(P2006−352152)