JP3937163B2

JP3937163B2 - 鍛造成形方法および鍛造型

Info

Publication number: JP3937163B2
Application number: JP2002297331A
Authority: JP
Inventors: 正人森山
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-10-10
Filing date: 2002-10-10
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2022-10-10
Also published as: JP2004130347A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、荒地鍛造と仕上鍛造とを含む鍛造成形方法および該方法の実施に用いる鍛造型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車部品の１つであるステアリングナックル用の鍛造粗形材は、図６および７に符号１にて示すように、大端部２と小端部３とを屈曲形状のコラム部４により連接した形状となっている。このような鍛造粗形材１は、その大端部２と小端部３との間に大きな径差および高低差があるため、これを一回の鍛造で仕上げることは困難である。そこで、通常は、事前にロール成形および曲げ成形を行って予備成形体を得、この予備成形体を鍛造素材として用いて、荒地鍛造および仕上鍛造を順に行い、最終的にトリミングを行って鍛造粗形材１を得るようにしていた。なお、一部では、事前に曲げ成形を行わずに、トリミング後の最終工程で曲げ成形を行っている（例えば、特許文献１参照）
【０００３】
図８〜１０は、上記した荒地鍛造に用いられる従来の荒地型１０を示したもので、インプレッション１１の一端側の大端成形部１１ａの外側に位置決め部１２を配置した下型１３と、大端成形部１４ａを含むインプレッション１４の周りにフラッシュランド部１５を配置した上型１６とからなっている。
荒地鍛造に際しては、図８に示したように、上記ロール成形および曲げ成形により得られた予備成形体Ｗを、その一端部を前記位置決め部１２に係合させた状態で下型１３上に位置決め載置した後、上型１６を下降させる。すると、図１０に示すように、予備成形体Ｗが下型１３と上型１６との間で押し潰され、インプレッション１１と１４との間に材料がフィルアップすると共に、下型１３の型合せ面と上型１６のフラッシュランド部１５との間（フラッシュランド）、および位置決め部１２を含む下型１３の型合せ面と上型１６の型合せ面との間（ガッタ）に余分な材料が流入し、これにより周辺にバリ６を有する荒地鍛造品５が得られるようになる。
なお、下型のインプレッションの周りに位置決め部を配置することは、予備成形体を鍛造素材として用いる場合に、一般的に採用されることである（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１７９４７６号公報
【特許文献２】
特開２００１−１０５０８０号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種の鍛造成形において材料歩留りの向上を図るには、荒地鍛造で用いる鍛造素材（予備成形体Ｗ）として、できるだけ長さの短いものを用いるのが望ましい。しかし、予備成形体Ｗの長さを短くすると、図１１に示すように、下型１３に設けられる位置決め部１２をインプレッション１１に近づけなければならず、この場合は、上型１６に設けられるフラッシュランド部１５´の肉厚が必然的に薄くなり、結果としてフラッシュランド部１５´の強度が低下して型破損や異常摩耗を招くことになる。
本発明は、上記した技術的背景に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、荒地型に設ける位置決め部をインプレッションに近づけても型破損や異常摩耗を招くことがないようにし、もって材料歩留りの向上に大きく寄与する鍛造成形方法および鍛造型を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る鍛造成形方法は、位置決め部をインプレッションに近接して配置した下型と前記位置決め部に対向する側のフラッシュランド部を省略した上型とにより荒地鍛造をした後、規定のフラッシュランド部を有する仕上型により仕上鍛造をすることを特徴とする。
このように行う鍛造成形においては、上型から、下型の位置決め部に対向するフラッシュランド部が省略されているので、位置決め部をインプレッションに近づけても、上型が型破損や異常摩耗を起こすことはなくなる。
本鍛造成形方法は、下型の位置決め部をインプレッション側から型外方へ２段に設け、荒地鍛造に際し、前記インプレッションから後退して配置される位置決め部により、仕上鍛造用の被位置決め部をバリ部に形成するようにしてもよいもので、この場合は、バリ部に形成した被位置決め部を利用して、後の仕上鍛造を円滑かつ高精度に行うことができる。
本発明に係る鍛造型は、上記した鍛造成形方法の実施に用いるもので、荒地型と仕上型とからなり、前記荒地型は、位置決め部をインプレッションに近接して配置した下型と前記位置決め部に対向する側のフラッシュランド部を省略した上型とを備え、前記仕上型は、規定巾のフラッシュランド部を備えていることを特徴とする。
本鍛造型は、上記荒地型の位置決め部が、インプレッション側から型外方へ２段に設けられており、仕上型の位置決め部が、前記荒地型の２段の位置決め部のうち、インプレッションから後退して配置される位置決め部と同じ大きさおよび配置で設けられている構成とすることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基いて説明する。
図１乃至３は、本発明に係る鍛造型を構成する荒地型２０を、図４および５は、同じ鍛造型を構成する仕上型３０をそれぞれ示したものである。なお、本鍛造型は、前記ステアリングナックル用鍛造粗形材１（図５、６）の鍛造成形に用いられるもので、仕上型３０については、要部のみを示している。
【０００８】
本荒地型２０は、従来の荒地型１０（図８）と同様に、インプレッション２１の一端側の大端成形部２１ａの外側に位置決め部２２を配置した下型２３と、大端成形部２４ａを含むインプレッション２４の周りにフラッシュランド部２５を配置した上型２６とを備えている。
本実施の形態において、上記荒地型２０の下型２３は、その位置決め部２２をインプレッション２１の大端成形部２１ａに近接して配置した構造となっている。図１中、一点鎖線は、従来の下型１３（図８）における位置決め部１２の位置を表しており、本下型２３における位置決め部２２は、この従来の位置決め部１２に対して距離Ｌだけインプレッション２１に接近して配置されている。
【０００９】
また、この下型２３の位置決め部２２は、インプレッション２１側から型外方へ２段に設けられている。この２段の位置決め部のうち、インプレッション２１に近接する側の位置決め部（以下、これを第１位置決め部という）２２Ａは、前記ロール成形および曲げ成形で得られた予備成形体Ｗを下型２３に対して位置決めするためのものである。しかして、この第１位置決め部２２Ａは、上記したように従来の位置決め部１２に対して距離Ｌだけインプレッション２１に接近して配置されており、したがって、前記予備成形体Ｗは、前記距離Ｌ分だけ短くなるようにその長さが設定されている。一方、インプレッション２１から後退する側の位置決め部２２Ｂ（以下、これを第２位置決め部という）は、本荒地型２０により鍛造された荒地鍛造品Ｆ（図３）のバリ部Ｆ１に、後の仕上鍛造に必要な被位置決め部Ｆ２を成形するためのものである。
【００１０】
荒地型２０の上型２６は、そのフラッシュランド部２５の一部であって、下型２３の位置決め部２２に対向する部分（図８、１０に符号１５にて指す部分）を省略すると共に、このフラッシュランド部２５の省略部分とその型合せ面とを、なだらな緩傾斜面２７で接続した構造となっている。すなわち、上型２６は、その緩傾斜面２７を下型２３の位置決め部２２に対向させており、これにより、鍛造時の型閉じ状態（図３）において下型２３の位置決め部２２と上型２６との間には、フラッシュランドとして必要な間隙よりも大きな間隙が形成されるようになっている。なお、この上型２６のフラッシュランド部の２５は、従来のフラッシュランド部１５（図８、１０）と同じ幅（規定幅）を有するようにその大きさが設定されている。
【００１１】
仕上型３０は、図４および５に示すように、インプレッション３１の一端側の大端成形部３１ａの外側に位置決め部３２を配置した下型３３と、大端成形部３４ａを含むインプレッション３４の周りにフラッシュランド部３５を配置した上型３６とを備えている。本実施の形態において前記下型３３の位置決め部３２は、前記荒地型２０の下型２３の２段の位置決め部のうち、インプレッション１１から後退して配置される第２位置決め部２２Ｂ（図１、３）と同じ大きさおよび配置で設けられている。この位置決め部３２は、下型３３に対して荒地鍛造品Ｆを位置決めするためのもので、前記荒地鍛造品Ｆのバリ部Ｆ１に成形された被位置決め部Ｆ２が、この位置決め部３２に係合可能となっている。なお、上型３６のフラッシュランド部３５は、従来の仕上型と同じ幅（規定幅）を有するようにその大きさが設定されている。
【００１２】
以下、上記のように構成した鍛造型による鍛造成形方法について述べる。
本実施の形態において、上記荒地型２０と仕上型３０とは、図示を略すトリミング型と共にトランスファプレスに一体的に組込まれている。鍛造成形に際しては、前記ロール成形および曲げ加工により得られた予備成形体Ｗが、図示を略すトランスファ装置（フィードバー）により荒地型２０内へ搬送され、図１に示したように、その一端部を位置決め部２２に係合させた状態で、下型２３に位置決め載置される。
【００１３】
上記荒地型２０に対する予備成形体Ｗの位置決め完了により、プレスラムが下降し、予備成形体Ｗが下型２３と上型２６との間で押し潰される。すると、図３に示すように、インプレッション２１と２４との間に材料がフィルアップすると共に、下型２３の型合せ面と上型２６のフラッシュランド部２５との間（フラッシュランド）、および位置決め部２２を含む下型２３の型合せ面と緩傾斜面２７を含む上型２６の型合せ面との間（ガッタ）に余分な材料が流入し、これにより周辺にバリＦ１を有する荒地鍛造品Ｆが成形される。この荒地鍛造に際しては、前記バリＦ１に下型２３の第２位置決め部２２Ｂが転写された仕上鍛造用の被位置決め部Ｆ２が形成される。また、前記したように下型２３の位置決め部２２と上型２６の緩傾斜面２７との間に大きな間隙が形成されることから、得られた荒地鍛造品Ｆは、その周辺に部分的な厚肉部Ｆ３を有する形状となっている。しかして、この荒地鍛造に際しては、上型２６のフラッシュランド部２５から、下型２３の位置決め部２２に対向する部分が省略されているので、上記したように該位置決め部２２をインプレッション２１に十分に近づけても、上型２６が型破損や異常摩耗を起こすことはない。
【００１４】
その後、図示を略すトランスファ装置により上記荒地鍛造品Ｆが仕上型３０内へ搬送され、図４に示したように、そのバリＦ１に形成された被位置決め部Ｆ２を位置決め部３２に係合させた状態で、下型３３に位置決め載置される。このとき、同図に示すように、上記荒地下型２３上の第１位置決め部２２Ａが位置した部分が空所Ｓとなっている。
【００１５】
上記仕上型３０に対する荒地鍛造品Ｆの位置決め完了により、プレスラムが下降し、厚肉部Ｆ３を含めた荒地鍛造品Ｆの全体が下型３３と上型３６との間で押し潰される。すると、図５に示すように、インプレッション３１と３４との間に材料がフィルアップすると共に、下型３３の型合せ面と上型３６のフラッシュランド部３５との間（フラッシュランド）、および位置決め部３２を含む下型３３の型合せ面と上型３６の型合せ面との間（ガッタ）に余分な材料が流入し、これにより周辺にバリＰ１を有する仕上鍛造品Ｐが成形される。しかして、この仕上鍛造に際しては、上型３６のフラッシュランド部３５が規定幅を有しているので、その強度は十分であり。型破損や異常摩耗が生じることはない。
なお、上記した仕上鍛造後は、図示を略すトランスファ装置により仕上鍛造品Ｐがトリミング型へ搬送され、前記バリＰ１が除去される。
【００１６】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る鍛造成形方法および鍛造型によれば、荒地型に設ける位置決め部をインプレッションに近づけても型破損や異常摩耗を招くことがなく、該位置決め部をインプレッションに近づける分、鍛造素材の小寸法化を図ることができ、材料歩留りの大幅な向上を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る荒地型の要部構造を示す断面図である。
【図２】本荒地型の全体構造を示す断面図である。
【図３】本荒地型による荒地鍛造の最終状態を示す断面図である。
【図４】本発明に係る仕上型の要部構造を示す断面図である。
【図５】本仕上型による仕上鍛造の最終状態を示す断面図である。
【図６】本発明の鍛造対象の１つであるステアリングナックル用鍛造粗形材の形状を示す平面図である。
【図７】図６に示したステアリングナックル用鍛造粗形材の形状を示す側面図である。
【図８】従来の荒地型の全体構造を示す断面図である。
【図９】従来の荒地下型の構造を示す平面図である。
【図１０】従来の荒地型による荒地鍛造の最終状態を示す断面図である。
【図１１】従来の荒地型における材料歩留り向上対策を示す断面図である。
【符号の説明】
２０荒地型
２１下型のインプレッション
２２荒地型の位置決め部
２２Ａ鍛造素材用第１位置決め部
２２Ｂ仕上鍛造用第２位置決め部
２３荒地型の下型
２４上型のインプレッション
２５フラッシュランド部
２６荒地型の上型
３０仕上型
３２仕上型の位置決め部
３３仕上型の上型
３５仕上型のフラッシュランド部
３６仕上型の上型

Claims

位置決め部をインプレッションに近接して配置した下型と前記位置決め部に対向する側のフラッシュランド部を省略した上型とにより荒地鍛造をした後、規定のフラッシュランド部を有する仕上型により仕上鍛造をすることを特徴とする鍛造成形方法。
下型の位置決め部をインプレッション側から型外方へ２段に設け、荒地鍛造に際し、前記インプレッションから後退して配置される位置決め部により、仕上鍛造用の被位置決め部をバリ部に形成することを特徴とする請求項１に記載の鍛造成形方法。
荒地型と仕上型とからなり、前記荒地型は、位置決め部をインプレッションに近接して配置した下型と前記位置決め部に対向する側のフラッシュランド部を省略した上型とを備え、前記仕上型は、規定巾のフラッシュランド部を備えていることを特徴とする鍛造型。
荒地型の位置決め部が、インプレッション側から型外方へ２段に設けられており、仕上型の位置決め部が、前記荒地型の２段の位置決め部のうち、インプレッションから後退して配置される位置決め部と同じ大きさおよび配置で設けられていることを特徴とする請求項３に記載の鍛造型。