JP4879879B2 - Cylindrical material upsetting method and cylindrical material upsetting apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、筒状素材の所定部位を肉厚を増加させて内側又は外側に膨出させる筒状素材の据え込み加工方法及び筒状素材の据え込み加工装置に関する。 The present invention relates to a tubular material upsetting method and a tubular material upsetting apparatus for increasing a thickness of a predetermined portion of a cylindrical material to bulge inward or outward.
一般に据え込み加工は、棒状の素材を軸方向に加圧することにより、素材の加工予定部を拡径するものである。この据え込み加工において、加工時に素材の加工予定部が座屈すると、得られる製品(据え込み加工品)は形状不良(シワ、かぶりきず等)となり製品としての価値が損なわれる。そこで、加工予定部が座屈しないようにするため、従来、次のような据え込み加工方法が知られている。 Generally, the upsetting process is to increase the diameter of a planned processing portion of the material by pressing a rod-shaped material in the axial direction. In this upsetting process, if the planned processing portion of the material buckles during processing, the resulting product (upset processed product) has a defective shape (wrinkles, fogging, etc.) and the value as a product is impaired. Therefore, in order to prevent the planned processing portion from buckling, conventionally, the following upsetting method is known.
すなわち、素材を固定ダイに固定するとともに、素材の加工予定部をガイドに設けられた挿通孔に挿通して加工予定部を座屈阻止状態に保持する。次いで、パンチで素材の加工予定部を軸方向に加圧しながら、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、ガイドの先端部と固定ダイとの間に露出する素材の加工予定部を拡径する方法である(例えば、特許文献1−2参照)。 In other words, the material is fixed to the fixed die, and the planned processing portion of the material is inserted into the insertion hole provided in the guide to keep the planned processing portion in a buckling-prevented state. Next, processing the material exposed between the tip of the guide and the fixed die by moving the guide in the direction opposite to the direction of punch movement while pressurizing the material processing planned portion with the punch in the axial direction This is a method of expanding the diameter of the part (see, for example, Patent Document 1-2).
上記従来の据え込み加工方法は、中実の素材の加工予定部を拡径する場合に適用されている。
而して、素材がパイプ形状等の筒状である場合において、上記従来の据え込み加工方法によって筒状素材の軸方向の一部を肉厚が増加するように内側又は外側に膨出させる、即ち筒状素材の増肉加工を行う場合には、次のような難点があった。 Thus, when the material is in a tubular shape such as a pipe shape, a part of the tubular material in the axial direction is bulged inward or outward so as to increase the thickness by the conventional upsetting method. In other words, the following disadvantages have been encountered when increasing the thickness of a cylindrical material.
すなわち、筒状素材はその内部に中空部を有しているので、据え込み加工時に、素材の一部が内側又は外側に屈曲(座屈)し、形状不良が発生し易かった。 That is, since the cylindrical material has a hollow portion therein, a part of the material is bent (buckled) inwardly or outwardly during upsetting, and shape defects are likely to occur.
この発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、筒状の素材の加工予定部を肉厚が増加するように内側又は外側に確実に膨出させることができる筒状素材の据え込み加工方法、該据え込み方法により得られた据え込み加工品及び前記据え込み加工方法に好適に用いることができる筒状素材の据え込み加工装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described technical background, and the object thereof is a cylindrical shape that can reliably bulge the planned processing portion of the cylindrical material inward or outward so that the wall thickness increases. An object of the present invention is to provide a material upsetting method, an upsetting product obtained by the upsetting method, and a cylindrical material upsetting apparatus that can be suitably used for the upsetting method.
本発明は以下の手段を提供する。 The present invention provides the following means.
[1] 筒状素材の加工予定部及び非加工予定部の中空部内に心金を配置することにより、該加工予定部及び該非加工予定部の内周面を心金の周面で拘束するとともに、
素材の非加工予定部を拘束ダイにその軸方向に延びて設けられた拘束孔内に配置することにより、該非加工予定部の外周面を拘束孔の周面で拘束し、
且つ、素材の加工予定部を拘束ダイの軸方向端部に設けられた成形凹部内に配置するとともに、
素材の加工予定部をガイドにその軸方向に延びて設けられた挿通孔内に配置し、
次いで、素材の加工予定部をパンチで軸方向に加圧しながら、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、素材の加工予定部を成形凹部内で肉厚が増加するように外側に膨出させることを特徴とする、筒状素材の据え込み加工方法。[1] By disposing the mandrel in the hollow portion of the planned processing portion and the non-processing planned portion of the cylindrical material, the inner peripheral surface of the processing planned portion and the non-processing planned portion is restrained by the peripheral surface of the mandrel. ,
By constraining the non-scheduled part of the material in a restraint hole provided in the restraint die so as to extend in the axial direction thereof, the outer peripheral surface of the non-scheduled part is restrained by the peripheral surface of the restraint hole,
And while arranging the processing planned part of the material in the molding recess provided in the axial direction end of the constraining die,
Place the planned processing part of the material in the insertion hole provided in the guide in the axial direction,
Next, while pressing the planned processing portion of the material in the axial direction with a punch, the guide is moved in the direction opposite to the moving direction of the punch so that the thickness of the processing planned portion of the material is increased in the molding recess. A method for upsetting a cylindrical material, characterized by bulging outward.
[2] ガイドをガイド駆動装置の駆動力によって移動させる前項1記載の筒状素材の据え込み加工方法。
[2] The upsetting method for a cylindrical material according to the
[3] パンチの移動開始時からの平均移動速度をP、
ガイドの移動開始時からの平均移動速度をG、
据え込み加工前の素材の加工予定部の断面積での座屈限界長さをX0、
ガイドの先端部と成形凹部の底部との間の初期クリアランスをX(但し、0≦X≦X0)、
膨出部に必要な据え込み加工前の素材の長さをL0、
膨出部の設計体積から求められるパンチの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をXP、
設計で定めたガイドの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をXg、
パンチの移動開始時からガイドの移動開始時までのタイムラグをt0(但し、0≦t0)、
とするとき、Gは、
G=(Xg−X)P/(L0−XP−Pt0)
の式を満足している前項1又は2記載の筒状素材の据え込み加工方法。[3] The average moving speed from the start of punch movement is P,
G, the average moving speed from the start of guide movement
The buckling limit length in the cross-sectional area of the planned processing part of the material before upsetting is X 0 ,
The initial clearance between the tip of the guide and the bottom of the molding recess is X (where 0 ≦ X ≦ X 0 ),
The length of the material before upsetting necessary for the bulge is L 0 ,
The stop position of the tip of the punch obtained from the design volume of the bulge with respect to the bottom of the molding recess is X P
The stop position of the tip of the guide determined by design relative to the bottom of the molding recess is X g ,
The time lag from the start of punch movement to the start of guide movement is t 0 (where 0 ≦ t 0 ),
Then G is
G = (X g −X) P / (L 0 −X P −Pt 0 )
3. A method for upsetting a cylindrical material as described in 1 or 2 above, which satisfies the formula:
[4] ガイドを、素材の加工予定部の材料の成形凹部内への圧入によりガイドに作用する押し戻し力によって移動させる前項1記載の筒状素材の据え込み加工方法。
[4] The upsetting method for a cylindrical material according to
[5] パンチの先端部が素材の軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項1〜4のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工方法。
[5] The upsetting method for a cylindrical material according to any one of the preceding
[6] パンチに心金がパンチの軸方向に延在する状態に連結されている前項1〜5のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工方法。
[6] The tubular material upsetting method according to any one of
[7] パンチに心金が軸方向に伸縮可能な伸縮装置を介して連結されており、
パンチの移動に伴い伸縮装置を短縮させる前項6記載の筒状素材の据え込み加工方法。[7] The mandrel is connected to the punch via an expansion / contraction device capable of expanding and contracting in the axial direction,
7. The method for upsetting a cylindrical material as recited in the aforementioned Item 6, wherein the telescopic device is shortened as the punch moves.
[8] 素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱した状態で、素材の加工予定部を膨出させる前項1〜7のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工方法。
[8] The cylindrical material according to any one of the preceding
[9] 素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱する前項8記載の筒状素材の据え込み加工方法。 [9] The upsetting method for a tubular material according to the above item 8, wherein a portion of the material to be processed corresponding to the tip of the guide is locally induction-heated by induction heating means.
[10] 拘束ダイの軸方向端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する前項8記載の筒状素材の据え込み加工方法。 [10] The cylindrical shape according to item 8 above, wherein the portion corresponding to the tip end portion of the guide in the processing target portion of the material is locally heated by induction heating the axial end portion of the constraining die locally by induction heating means. Material upsetting method.
[11] 素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱する前項8〜10のいずれか1項記載の据え込み加工方法。 [11] The upsetting method according to any one of items 8 to 10, wherein a portion corresponding to the tip portion of the guide in the processing portion of the material is locally heated to a semi-molten state.
[12] 素材の加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を冷却手段により局部的に冷却した状態で、素材の加工予定部を膨出させる前項8〜11のいずれか1項記載の据え込み加工方法。 [12] In the above items 8 to 11, the portion to be processed of the material is expanded in a state where the portion corresponding to the portion closer to the base end than the distal end portion of the guide in the portion to be processed of the material is locally cooled by the cooling means. The upsetting method according to any one of the preceding claims.
[13] 前項1〜12のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工方法により得られた筒状据え込み加工品。 [13] A cylindrical upsetting product obtained by the cylindrical material upsetting method according to any one of 1 to 12 above.
[14] 筒状素材の軸方向中間部の非加工予定部及び軸方向両側部の加工予定部の中空部内に心金を配置することにより、該非加工予定部及び該両加工予定部の内周面を心金の周面で拘束するとともに、
素材の非加工予定部を拘束ダイにその軸方向に延びて設けられた拘束孔内に配置することにより、該非加工予定部の外周面を拘束孔の周面で拘束し、
且つ、素材の両加工予定部を拘束ダイにその軸方向両端部に設けられた成形凹部内に配置するとともに、
素材の各加工予定部をそれぞれガイドにその軸方向に延びて設けられた挿通孔内に配置し、
次いで、素材の各加工予定部をそれぞれパンチで軸方向に同時に加圧しながら、各ガイドをそれぞれ対応するパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、素材の各加工予定部をそれぞれ対応する成形凹部内で肉厚が増加するように外側に膨出させることを特徴とする、筒状素材の据え込み加工方法。[14] By arranging a mandrel in the hollow part of the non-scheduled part of the axial direction intermediate part of the cylindrical material and the planned part of both sides of the axial direction, the inner periphery of the non-scheduled part and both the planned parts While restraining the surface with the peripheral surface of the mandrel,
By constraining the non-scheduled part of the material in a restraint hole provided in the restraint die so as to extend in the axial direction thereof, the outer peripheral surface of the non-scheduled part is restrained by the peripheral surface of the restraint hole,
And both the planned processing parts of the material are arranged in the molding recesses provided at both ends in the axial direction of the constraint die,
Each processing planned portion of the material is arranged in an insertion hole provided in the guide so as to extend in the axial direction,
Next, while simultaneously pressing each planned processing portion of the material in the axial direction with a punch, each guide is moved in a direction opposite to the corresponding moving direction of the punch, thereby corresponding to each processing planned portion of the material. A method for upsetting a cylindrical material, characterized by bulging outward so that the thickness increases in a molding recess.
[15] 各ガイドをそれぞれ対応するガイド駆動装置の駆動力によって移動させる前項14記載の筒状素材の据え込み加工方法。 [15] The tubular material upsetting method according to item 14, wherein each guide is moved by a driving force of a corresponding guide driving device.
[16] 両ガイドのうち少なくとも一方のガイドと該ガイドに対応するパンチにおいて、
パンチの移動開始時からの平均移動速度をP、
ガイドの移動開始時からの平均移動速度をG、
据え込み加工前の素材の加工予定部の断面積での座屈限界長さをX0、
ガイドの先端部と成形凹部の底部との間の初期クリアランスをX(但し、0≦X≦X0)、
膨出部に必要な据え込み加工前の素材の長さをL0、
膨出部の設計体積から求められるパンチの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をXP、
設計で定めたガイドの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をXg、
パンチの移動開始時からガイドの移動開始時までのタイムラグをt0(但し、0≦t0)、
とするとき、Gは、
G=(Xg−X)P/(L0−XP−Pt0)
の式を満足している前項14又は15記載の筒状素材の据え込み加工方法。[16] In at least one of the two guides and a punch corresponding to the guide,
The average moving speed from the start of punch movement is P,
G, the average moving speed from the start of guide movement
The buckling limit length in the cross-sectional area of the planned processing part of the material before upsetting is X 0 ,
The initial clearance between the tip of the guide and the bottom of the molding recess is X (where 0 ≦ X ≦ X 0 ),
The length of the material before upsetting necessary for the bulge is L 0 ,
The stop position of the tip of the punch, which is obtained from the design volume of the bulge, with respect to the bottom of the molding recess is X P ,
The stop position of the tip of the guide determined by design relative to the bottom of the molding recess is X g ,
The time lag from the start of punch movement to the start of guide movement is t 0 (where 0 ≦ t 0 ),
Then G is
G = (X g −X) P / (L 0 −X P −Pt 0 )
16. The method for upsetting a cylindrical material as described in 14 or 15 above, which satisfies the formula:
[17] 各ガイドを、素材の対応する加工予定部の材料の成形凹部内への圧入によりガイドに作用する押し戻し力によって移動させる前項14記載の筒状素材の据え込み加工方法。 [17] The tubular material upsetting method according to the above item 14, wherein each guide is moved by a push-back force acting on the guide by press-fitting the material of the material to be processed corresponding to the material into the molding recess.
[18] 各パンチの先端部が素材の対応する軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項14〜17のいずれか1項記載の据え込み加工方法。 [18] The upsetting method according to any one of items 14 to 17, wherein a tip portion of each punch is formed in a cross-sectional shape corresponding to a cross-sectional shape of a corresponding axial end portion of the material.
[19] 心金はその軸方向中間部で2分割されており、
各パンチに、それぞれ対応する心金半片部がパンチの軸方向に延在する状態に連結されている前項14〜18のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工方法。[19] The mandrel is divided into two at its axial middle part,
19. The method of upsetting a cylindrical material according to any one of the above items 14 to 18, wherein a mandrel half piece corresponding to each punch is connected in a state extending in the axial direction of the punch.
[20] 各パンチに、それぞれ対応する心金半片部が軸方向に伸縮可能な伸縮装置を介して連結されており、
各パンチの移動に伴い伸縮装置を短縮させる前項19記載の筒状素材の据え込み加工方法。[20] Each punch has a corresponding mandrel half piece connected to each punch via an expansion / contraction device that can expand and contract in the axial direction.
20. The method for upsetting a cylindrical material as described in 19 above, wherein the telescopic device is shortened as each punch moves.
[21] 素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱した状態で、素材の各加工予定部を膨出させる前項14〜20のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工方法。 [21] The cylindrical shape according to any one of items 14 to 20, wherein each of the planned processing portions of the material is bulged in a state where the portion corresponding to the tip of the guide in each of the planned processing portions of the material is locally heated. Material upsetting method.
[22] 素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱する前項21記載の筒状素材の据え込み加工方法。
[22] The upsetting method for a tubular material according to the
[23] 拘束ダイの軸方向両端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する前項21記載の筒状素材の据え込み加工方法。
[23] The cylinder according to
[24] 素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱する前項21〜23のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工方法。
[24] The upsetting method for a cylindrical material according to any one of the
[25] 素材の各加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を冷却手段により局部的に冷却した状態で、素材の各加工予定部を膨出させる前項21〜24のいずれか1項記載の据え込み加工方法。
[25] The preceding
[26] 前項14〜25のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工方法により得られた筒状据え込み加工品。 [26] A cylindrical upsetting product obtained by the cylindrical material upsetting method according to any one of 14 to 25 above.
[27] 心金本体と該心金本体の軸方向端部に設けられ心金本体より小径の小径部とを有する心金を準備し、
筒状素材の非加工予定部の中空部内に心金本体を加工予定部の中空部内に心金の小径部をそれぞれ配置することにより、該非加工予定部の内周面を心金本体の周面で拘束するとともに、該加工予定部の内周面と小径部との間に成形凹部を形成し、
且つ、素材の加工予定部及び非加工予定部を拘束ダイにその軸方向に延びて設けられた拘束孔内に配置することにより、該加工予定部及び該非加工予定部の外周面を拘束孔の周面で拘束するとともに、
素材の加工予定部の中空部内にガイドを配置することにより、該加工予定部の内周面をガイドの周面で拘束し、
次いで、素材の加工予定部をパンチで軸方向に加圧しながら、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、素材の加工予定部を成形凹部内で肉厚が増加するように内側に膨出させることを特徴とする、筒状素材の据え込み加工方法。[27] preparing a mandrel having a mandrel body and a small diameter portion provided at an axial end of the mandrel body and having a smaller diameter than the mandrel body;
By disposing the mandrel main body in the hollow part of the non-scheduled part of the cylindrical material and the small-diameter part of the mandrel in the hollow part of the planed part, the inner peripheral surface of the non-scheduled part is the peripheral surface of the mandrel body. And forming a molding recess between the inner peripheral surface of the processing scheduled portion and the small diameter portion,
Further, by arranging the planned processing portion and the non-processing planned portion of the material in the constraining hole provided in the restraint die so as to extend in the axial direction, the outer peripheral surfaces of the processing planned portion and the non-processing planned portion of the constraining hole are arranged. While restraining on the circumference,
By placing a guide in the hollow part of the planned processing part of the material, the inner peripheral surface of the planned processing part is constrained by the peripheral surface of the guide,
Next, while pressing the planned processing portion of the material in the axial direction with a punch, the guide is moved in the direction opposite to the moving direction of the punch so that the thickness of the processing planned portion of the material is increased in the molding recess. A method for upsetting a cylindrical material, characterized by bulging inward.
[28] ガイドをガイド駆動装置の駆動力によって移動させる前項27記載の筒状素材の据え込み加工方法。 [28] The upsetting method for a tubular material as described in 27 above, wherein the guide is moved by the driving force of the guide driving device.
[29] パンチの移動開始時からの平均移動速度をP、
ガイドの移動開始時からの平均移動速度をG、
据え込み加工前の素材の加工予定部の断面積での座屈限界長さをX0、
ガイドの先端部と成形凹部の底部との間の初期クリアランスをX(但し、0≦X≦X0)、
膨出部に必要な据え込み加工前の素材の長さをL0、
膨出部の設計体積から求められるパンチの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をXP、
設計で定めたガイドの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をXg、
パンチの移動開始時からガイドの移動開始時までのタイムラグをt0(但し、0≦t0)、
とするとき、Gは、
G=(Xg−X)P/(L0−XP−Pt0)
の式を満足している前項27又は28記載の筒状素材の据え込み加工方法。[29] The average moving speed from the start of punch movement is P,
G, the average moving speed from the start of guide movement
The buckling limit length in the cross-sectional area of the planned processing part of the material before upsetting is X 0 ,
The initial clearance between the tip of the guide and the bottom of the molding recess is X (where 0 ≦ X ≦ X 0 ),
The length of the material before upsetting necessary for the bulge is L 0 ,
The stop position of the tip of the punch, which is obtained from the design volume of the bulge, with respect to the bottom of the molding recess is X P ,
The stop position of the tip of the guide determined by design relative to the bottom of the molding recess is X g ,
The time lag from the start of punch movement to the start of guide movement is t 0 (where 0 ≦ t 0 ),
Then G is
G = (X g −X) P / (L 0 −X P −Pt 0 )
29. A method for upsetting a cylindrical material as described in 27 or 28 above, which satisfies the following formula.
[30] ガイドを、素材の加工予定部の材料の成形凹部内への圧入によりガイドに作用する押し戻し力によって移動させる前項27記載の筒状素材の据え込み加工方法。 [30] The upsetting method for a tubular material according to the above item 27, wherein the guide is moved by a pushing-back force acting on the guide by press-fitting the material into the forming recess of the material to be processed.
[31] パンチの先端部が素材の軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項27〜30のいずれか1項記載の据え込み加工方法。 [31] The upsetting method according to any one of items 27 to 30, wherein a tip end portion of the punch is formed in a cross-sectional shape corresponding to a cross-sectional shape of an axial end portion of the material.
[32] ガイドに心金がガイドの軸方向に延在する状態に連結されている前項27〜31のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工方法。 [32] The upsetting method for a cylindrical material according to any one of items 27 to 31, wherein the mandrel is connected to the guide in a state of extending in the axial direction of the guide.
[33] ガイドに心金が軸方向に伸縮可能な伸縮装置を介して連結されており、
ガイドの移動に伴い伸縮装置を伸長させる前項32記載の筒状素材の据え込み加工方法。[33] The mandrel is connected to the guide via an expansion / contraction device capable of expanding and contracting in the axial direction,
33. The upsetting method for a cylindrical material according to the
[34] 素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱した状態で、素材の加工予定部を膨出させる前項27〜33のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工方法。 [34] The cylindrical material according to any one of items 27 to 33, wherein the planned processing portion of the material is bulged in a state in which the portion corresponding to the tip portion of the guide in the planned processing portion of the material is locally heated. Upsetting method.
[35] 素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱する前項34記載の筒状素材の据え込み加工方法。 [35] The upsetting method for a tubular material according to the above item 34, wherein a portion of the material to be processed corresponding to the tip of the guide is locally induction-heated by induction heating means.
[36] 拘束ダイの軸方向端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する前項34記載の筒状素材の据え込み加工方法。 [36] The cylindrical shape according to the above item 34, wherein the portion corresponding to the tip end portion of the guide in the planned processing portion of the material is locally heated by induction heating the axial end portion of the constraining die locally by the induction heating means. Material upsetting method.
[37] 素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱する前項34〜36のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工方法。 [37] The tubular material upsetting method according to any one of the above items 34 to 36, wherein a portion corresponding to the distal end portion of the guide in the planned processing portion of the material is locally heated to a semi-molten state.
[38] 素材の加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を冷却手段により局部的に冷却した状態で、素材の加工予定部を膨出させる前項34〜37のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工方法。
[38] In the above items 34 to 37, the portion to be processed of the material is bulged in a state where the portion corresponding to the portion on the base end side relative to the distal end portion of the guide in the portion to be processed of the material is locally cooled by the cooling means. The upsetting method of the cylindrical raw material of any one of
[39] 前項27〜38のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工方法により得られた筒状据え込み加工品。 [39] A cylindrical upsetting product obtained by the cylindrical material upsetting method according to any one of items 27 to 38.
[40] 筒状素材の加工予定部を肉厚が増加するように外側に膨出させる筒状素材の据え込み加工装置であって、
筒状素材の加工予定部及び非加工予定部の中空部内に配置される心金と、
軸方向に延びた拘束孔を有し該拘束孔内に素材の非加工予定部が配置される拘束ダイと、
拘束ダイの軸方向端部に設けられた成形凹部と、
軸方向に延びた挿通孔を有し該挿通孔内に素材の加工予定部が配置されるガイドと、
素材の加工予定部を軸方向に加圧するパンチと、
を備え、
ガイドは、パンチの移動方向とは反対方向に移動可能であることを特徴とする筒状素材の据え込み加工装置。[40] A cylindrical material upsetting apparatus for expanding the processing portion of the cylindrical material so that the wall thickness increases.
A mandrel disposed in the hollow portion of the planned processing portion and the non-processing planned portion of the tubular material;
A constraining die having a constraining hole extending in the axial direction, and a non-processed portion of the material disposed in the constraining hole;
A molding recess provided at the axial end of the constraining die; and
A guide having an insertion hole extending in the axial direction, and a processing planned portion of the material being disposed in the insertion hole;
A punch that pressurizes the planned processing part of the material in the axial direction;
With
An upsetting apparatus for a cylindrical material, wherein the guide is movable in a direction opposite to the moving direction of the punch.
[41] ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させるガイド駆動装置を備えている前項40記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [41] The tubular material upsetting apparatus according to [40], further comprising a guide driving device that moves the guide in a direction opposite to the moving direction of the punch.
[42] パンチの先端部が素材の軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項40又は41記載の筒状素材の据え込み加工装置。
[42] The tubular material upsetting apparatus as recited in the
[43] パンチに心金がパンチの軸方向に延在する状態に連結されている前項40〜42のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工装置。
[43] The tubular material upsetting apparatus according to any one of the preceding
[44] パンチに心金が軸方向に伸縮可能な伸縮装置を介して連結されている前項43記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [44] The upsetting apparatus for a cylindrical material as recited in the aforementioned Item 43, wherein the mandrel is connected to the punch via an expansion / contraction device capable of expanding and contracting in the axial direction.
[45] パンチの内部に伸縮装置が配置されている前項44記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [45] The tubular material upsetting apparatus as recited in the aforementioned Item 44, wherein an expansion / contraction device is disposed inside the punch.
[46] 伸縮装置は、流体圧シリンダ又は軸方向に伸縮可能なバネを有している前項44又は45記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [46] The upsetting apparatus for a cylindrical material according to the above item 44 or 45, wherein the expansion / contraction apparatus has a fluid pressure cylinder or an axially expandable / contracting spring.
[47] ガイドの先端部の挿通孔開口縁部に面取り加工が施されている前項40〜46のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [47] The tubular material upsetting apparatus according to any one of [40] to [46], wherein a chamfering process is performed on an edge of the opening of the insertion hole at the tip of the guide.
[48] 素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する加熱手段を備えている前項40〜47のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [48] The tubular material upsetting apparatus according to any one of [40] to [47], further including a heating unit that locally heats a portion of the material to be processed corresponding to the tip portion of the guide.
[49] 加熱手段は、誘導加熱手段であり、
素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱するように構成されている前項48記載の筒状素材の据え込み加工装置。[49] The heating means is induction heating means,
49. The upsetting apparatus for a cylindrical material according to the preceding item 48, wherein a portion corresponding to the tip end portion of the guide in the material processing scheduled portion is configured to be induction heated locally by induction heating means.
[50] 加熱手段は、誘導加熱手段であり、
拘束ダイの軸方向端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱するように構成されている前項48記載の筒状素材の据え込み加工装置。[50] The heating means is induction heating means,
48. The preceding paragraph 48 configured to locally heat a portion corresponding to the leading end portion of the guide in the material processing scheduled portion by locally inductively heating the axial end portion of the constraining die by induction heating means. Cylindrical material upsetting machine.
[51] 加熱手段は、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱可能なものである前項48〜50のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [51] The tubular material according to any one of [48] to [50], wherein the heating means is capable of locally heating a portion corresponding to the tip portion of the guide in the planned processing portion of the material into a semi-molten state. Upsetting machine.
[52] 素材の加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を局部的に冷却する冷却手段を備えている前項48〜51のいずれか1項記載の据え込み加工装置。 [52] The upsetting process as described in any one of 48 to 51 above, further including a cooling unit that locally cools a portion corresponding to a portion closer to the base end side than the distal end portion of the guide in the planned processing portion of the material. apparatus.
[53] 筒状素材の軸方向両側部の加工予定部を肉厚が増加するように外側に膨出させる筒状素材の据え込み加工装置であって、
筒状素材の軸方向中間部の非加工予定部及び軸方向両側部の加工予定部の中空部内に配置される心金と、
軸方向に延びた拘束孔を有し該拘束孔内に素材の非加工予定部が配置される拘束ダイと、
拘束ダイの軸方向両端部に設けられた2個の成形凹部と、
軸方向に延びた挿通孔を有し該挿通孔内に素材の各加工予定部がそれぞれ配置される2個のガイドと、
素材の各加工予定部をそれぞれ軸方向に加圧する2個のパンチと、
を備え、
各ガイドは、対応するパンチの移動方向とは反対方向に移動可能であることを特徴とする筒状素材の据え込み加工装置。[53] A cylindrical material upsetting apparatus for expanding the planned processing portions on both sides in the axial direction of the cylindrical material so as to increase the thickness,
A mandrel disposed in a hollow portion of a non-scheduled portion of the axially intermediate portion of the cylindrical material and a planed portion of both side portions in the axial direction;
A constraining die having a constraining hole extending in the axial direction, and a non-processed portion of the material disposed in the constraining hole;
Two molding recesses provided at both axial ends of the constraining die;
Two guides each having an insertion hole extending in the axial direction, each of which is planned to be processed in the insertion hole,
Two punches that pressurize each planned processing portion of the material in the axial direction,
With
An upsetting apparatus for a cylindrical material, wherein each guide is movable in a direction opposite to the direction of movement of the corresponding punch.
[54] 各ガイドをそれぞれ対応するパンチの移動方向とは反対方向に移動させる2個のガイド駆動装置を備えている前項53記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [54] The tubular material upsetting apparatus as recited in the aforementioned Item 53, comprising two guide driving devices for moving each guide in a direction opposite to the direction of movement of the corresponding punch.
[55] 各パンチの先端部が素材の対応する軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項53又は54記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [55] The tubular material upsetting apparatus as recited in the aforementioned Item 53 or 54, wherein the tip of each punch is formed in a cross-sectional shape corresponding to a cross-sectional shape of a corresponding axial end of the material.
[56] 心金はその軸方向中間部で2分割されており、
各パンチに、それぞれ対応する心金半片部がパンチの軸方向に延在する状態に連結されている前項53〜55のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工装置。[56] The mandrel is divided into two at its axial middle part,
56. The upsetting apparatus for a cylindrical material according to any one of the preceding items 53 to 55, wherein a mandrel half piece corresponding to each punch is connected in a state extending in the axial direction of the punch.
[57] 各パンチに、それぞれ対応する心金半片部が軸方向に伸縮可能な伸縮装置を介して連結されている前項56記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [57] The upsetting apparatus for a cylindrical material as recited in the aforementioned Item 56, wherein each of the corresponding half-barrels of the mandrel is connected to each punch via an expansion / contraction device capable of expanding and contracting in the axial direction.
[58] 各パンチの内部にそれぞれ対応する伸縮装置が配置されている前項57記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [58] The tubular material upsetting apparatus as recited in the aforementioned Item 57, wherein the corresponding expansion and contraction device is arranged inside each punch.
[59] 伸縮装置は、流体圧シリンダ又は軸方向に伸縮可能なバネを有している前項57又は58記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [59] The upsetting apparatus for a cylindrical material according to the above item 57 or 58, wherein the expansion and contraction device has a fluid pressure cylinder or an axially expandable spring.
[60] 各ガイドの先端部の挿通孔開口縁部に面取り加工が施されている前項53〜59のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [60] The tubular material upsetting apparatus according to any one of items 53 to 59, wherein a chamfering process is performed on an edge of the insertion hole at the tip of each guide.
[61] 素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する2個の加熱手段を備えている前項53〜60のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [61] The upsetting of the cylindrical material according to any one of the items 53 to 60, further comprising two heating means for locally heating a portion corresponding to the tip portion of the guide in each processing planned portion of the material. Processing equipment.
[62] 各加熱手段は、誘導加熱手段であり、
素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱するように構成されている前項61記載の筒状素材の据え込み加工装置。[62] Each heating means is induction heating means,
62. The upsetting apparatus for a cylindrical material according to the preceding item 61, which is configured so as to locally inductively heat a portion corresponding to the leading end portion of the guide in each planned processing portion of the material by induction heating means.
[63] 各加熱手段は、誘導加熱手段であり、
拘束ダイの軸方向両端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱するように構成されている前項61記載の筒状素材の据え込み加工装置。[63] Each heating means is induction heating means,
61. The structure according to the above item 61, wherein both ends in the axial direction of the constraining die are induction-heated locally by induction heating means to locally heat a portion corresponding to the tip of the guide in each processing target portion of the material. The tubular material upsetting apparatus described.
[64] 各加熱手段は、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱可能なものである前項61〜63のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [64] The cylindrical material according to any one of the above items 61 to 63, wherein each heating means is capable of locally heating a portion corresponding to the tip end portion of the guide in the planned processing portion of the material into a semi-molten state. Upsetting machine.
[65] 素材の各加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を局部的に冷却する2個の冷却手段を備えている前項61〜64のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [65] Any one of the preceding items 61 to 64, comprising two cooling means for locally cooling a portion corresponding to a portion closer to the base end side than the distal end portion of the guide in each processing planned portion of the material. Cylindrical material upsetting machine.
[66] 筒状素材の加工予定部を肉厚が増加するように内側に膨出させる筒状素材の据え込み加工装置であって、
心金本体と該心金本体の軸方向端部に設けられ心金本体より小径の小径部とを有し、筒状素材の加工予定部の中空部内に心金本体が非加工予定部の中空部内に小径部がそれぞれ配置され、非加工予定部の内周面と小径部との間に成形凹部を形成する心金と、
軸方向に延びた拘束孔を有し該拘束孔内に素材の加工予定部及び非加工予定部が配置される拘束ダイと、
素材の加工予定部の中空部内に配置されるガイドと、
素材の加工予定部を軸方向に加圧するパンチと、
を備え、
ガイドは、パンチの移動方向とは反対方向に移動可能であることを特徴とする筒状素材の据え込み加工装置。[66] A tubular material upsetting apparatus for expanding a processing portion of the cylindrical material inward so that the wall thickness increases.
The mandrel body and the mandrel body are provided at the axial end of the mandrel body and have a smaller diameter portion smaller than the mandrel body. A small diameter part is disposed in each part, and a mandrel that forms a molding recess between the inner peripheral surface of the non-processed scheduled part and the small diameter part,
A constraining die having a constraining hole extending in the axial direction and in which the planned processing part and the non-processing target part of the material are disposed;
A guide arranged in a hollow portion of a planned processing portion of the material,
A punch that pressurizes the planned processing part of the material in the axial direction;
With
An upsetting apparatus for a cylindrical material, wherein the guide is movable in a direction opposite to the moving direction of the punch.
[67] ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させるガイド駆動装置を備えている前項66記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [67] The tubular material upsetting apparatus as recited in the aforementioned Item 66, further comprising a guide driving device that moves the guide in a direction opposite to the moving direction of the punch.
[68] パンチの先端部が素材の軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項66又は67記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [68] The tubular material upsetting apparatus as recited in the aforementioned Item 66 or 67, wherein the tip of the punch is formed in a cross-sectional shape corresponding to the cross-sectional shape of the axial end of the material.
[69] パンチの内部にその軸方向に延びて設けられた空洞部内に、ガイドがパンチの軸方向に移動自在に配置されている前項66〜68のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [69] The installation of the cylindrical material according to any one of the above items 66 to 68, wherein the guide is disposed so as to be movable in the axial direction of the punch in a hollow portion that extends in the axial direction inside the punch. Machining equipment.
[70] ガイドに心金がガイドの軸方向に延在する状態に連結されている前項66〜69のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [70] The upsetting apparatus for a cylindrical material according to any one of the above items 66 to 69, wherein the mandrel is connected to the guide in a state of extending in the axial direction of the guide.
[71] ガイドに心金が軸方向に伸縮可能な伸縮装置を介して連結されている前項70記載の筒状素材の据え込み加工装置。
[71] The tubular material upsetting apparatus as recited in the
[72] ガイドの内部に伸縮装置が配置されている前項71記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [72] The upsetting apparatus for a tubular material as recited in the aforementioned Item 71, wherein an expansion / contraction device is disposed inside the guide.
[73] 伸縮装置は、流体圧シリンダ又は軸方向に伸縮可能なバネを有している前項71又は72記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [73] The upsetting apparatus for a cylindrical material as recited in the aforementioned Item 71 or 72, wherein the expansion / contraction device has a fluid pressure cylinder or a spring that can expand and contract in the axial direction.
[74] ガイドの先端部の周縁部に面取り加工が施されている前項66〜73のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [74] The tubular material upsetting apparatus according to any one of items 66 to 73, wherein a chamfering process is performed on a peripheral edge portion of a distal end portion of the guide.
[75] 素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する加熱手段を備えている前項66〜74のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [75] The tubular material upsetting apparatus according to any one of [66] to [74], further including a heating unit that locally heats a portion of the material to be processed corresponding to the tip of the guide.
[76] 加熱手段は、誘導加熱手段であり、
素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱するように構成されている前項75記載の筒状素材の据え込み加工装置。[76] The heating means is induction heating means,
76. The upsetting apparatus for a cylindrical material according to 75 above, which is configured so as to locally induce and heat a portion corresponding to the distal end portion of the guide in the material processing scheduled portion by induction heating means.
[77] 加熱手段は、誘導加熱手段であり、
拘束ダイの軸方向端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱するように構成されている前項75記載の筒状素材の据え込み加工装置。[77] The heating means is induction heating means,
75. The above-described item 75, wherein the portion corresponding to the tip end portion of the guide in the material processing scheduled portion is locally heated by locally inductively heating the axial end portion of the constraining die by the induction heating means. Cylindrical material upsetting machine.
[78] 加熱手段は、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱可能なものである前項75〜77のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [78] The cylindrical material according to any one of [75] to [77], wherein the heating means is capable of locally heating a portion corresponding to the tip portion of the guide in the planned processing portion of the material into a semi-molten state. Upsetting machine.
[79] 素材の加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を局部的に冷却する冷却手段を備えている前項75〜78のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [79] The cylindrical material according to any one of [75] to [78], further comprising a cooling unit that locally cools a portion corresponding to a portion closer to the base end side than the distal end portion of the guide in the planned processing portion of the material. Upsetting machine.
[80] 筒状素材の加工予定部及び非加工予定部の中空部内に圧力流体を充填することにより、該加工予定部及び該非加工予定部の内周面を流体圧で加圧拘束するとともに、
素材の非加工予定部を拘束ダイにその軸方向に延びて設けられた拘束孔内に配置することにより、該非加工予定部の外周面を拘束孔の周面で拘束し、
且つ、素材の加工予定部を拘束ダイの軸方向端部に設けられた成形凹部内に配置するとともに、
素材の加工予定部をガイドにその軸方向に延びて設けられた挿通孔内に配置し、
次いで、素材の加工予定部をパンチで軸方向に加圧しながら、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、素材の加工予定部を成形凹部内で肉厚が増加するように外側に膨出させることを特徴とする、筒状素材の据え込み加工方法。[80] By filling the hollow portion of the planned processing part and the non-processed part of the cylindrical material with pressure fluid, the inner peripheral surface of the planned process part and the non-processed part is pressurized and restrained with fluid pressure,
By constraining the non-scheduled part of the material in a restraint hole provided in the restraint die so as to extend in the axial direction thereof, the outer peripheral surface of the non-scheduled part is restrained by the peripheral surface of the restraint hole,
And while arranging the processing planned part of the material in the molding recess provided in the axial direction end of the constraining die,
Place the planned processing part of the material in the insertion hole provided in the guide in the axial direction,
Next, while pressing the planned processing portion of the material in the axial direction with a punch, the guide is moved in the direction opposite to the moving direction of the punch so that the thickness of the processing planned portion of the material is increased in the molding recess. A method for upsetting a cylindrical material, characterized by bulging outward.
[81] ガイドをガイド駆動装置の駆動力によって移動させる前項80記載の筒状素材の据え込み加工方法。
[81] The tubular material upsetting method as recited in the
[82] パンチの移動開始時からの平均移動速度をP、
ガイドの移動開始時からの平均移動速度をG、
据え込み加工前の素材の加工予定部の断面積での座屈限界長さをX0、
ガイドの先端部と成形凹部の底部との間の初期クリアランスをX(但し、0≦X≦X0)、
膨出部に必要な据え込み加工前の素材の長さをL0、
膨出部の設計体積から求められるパンチの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をXP、
設計で定めたガイドの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をXg、
パンチの移動開始時からガイドの移動開始時までのタイムラグをt0(但し、0≦t0)、
とするとき、Gは、
G=(Xg−X)P/(L0−XP−Pt0)
の式を満足している前項80又は81記載の筒状素材の据え込み加工方法。[82] The average moving speed from the start of punch movement is P,
G, the average moving speed from the start of guide movement
The buckling limit length in the cross-sectional area of the planned processing part of the material before upsetting is X 0 ,
The initial clearance between the tip of the guide and the bottom of the molding recess is X (where 0 ≦ X ≦ X 0 ),
The length of the material before upsetting necessary for the bulge is L 0 ,
The stop position of the tip of the punch, which is obtained from the design volume of the bulge, with respect to the bottom of the molding recess is X P ,
The stop position of the tip of the guide determined by design relative to the bottom of the molding recess is X g ,
The time lag from the start of punch movement to the start of guide movement is t 0 (where 0 ≦ t 0 ),
Then G is
G = (X g −X) P / (L 0 −X P −Pt 0 )
84. A method for upsetting a cylindrical material as described in 80 or 81 above, which satisfies the formula:
[83] ガイドを、素材の加工予定部の材料の成形凹部内への圧入によりガイドに作用する押し戻し力によって移動させる前項80記載の筒状素材の据え込み加工方法。
[83] The tubular material upsetting method as recited in the
[84] パンチの先端部が素材の軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項80〜83のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工方法。 [84] The upsetting method for a cylindrical material according to any one of [80] to [83], wherein a front end portion of the punch is formed in a cross-sectional shape corresponding to a cross-sectional shape of an axial end portion of the material.
[85] 素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱した状態で、素材の加工予定部を膨出させる前項80〜84のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工方法。 [85] The cylindrical material according to any one of 80 to 84, wherein the material processing scheduled portion is bulged in a state in which the portion corresponding to the distal end portion of the guide in the material processing scheduled portion is locally heated. Upsetting method.
[86] 素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱する前項85記載の筒状素材の据え込み加工方法。
[86] The upsetting method for a tubular material as recited in the
[87] 拘束ダイの軸方向端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する前項85記載の筒状素材の据え込み加工方法。
[87] The cylindrical shape according to
[88] 素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱する前項85〜87のいずれか1項記載の据え込み加工方法。
[88] The upsetting method according to any one of the
[89] 素材の加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を冷却手段により局部的に冷却した状態で、素材の加工予定部を膨出させる前項85〜
88のいずれか1項記載の据え込み加工方法。[89] In the
88. The upsetting method according to any one of 88.
[90] 前項80〜89のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工方法により得られた筒状据え込み加工品。 [90] A cylindrical upsetting product obtained by the cylindrical material upsetting method according to any one of 80 to 89.
[91] 筒状素材の軸方向中間部の非加工予定部及び軸方向両側部の加工予定部の中空部内に圧力流体を充填することにより、該非加工予定部及び該両加工予定部の内周面を流体圧で加圧拘束するとともに、
素材の非加工予定部を拘束ダイにその軸方向に延びて設けられた拘束孔内に配置することにより、該非加工予定部の外周面を拘束孔の周面で拘束し、
且つ、素材の両加工予定部を拘束ダイにその軸方向両端部に設けられた成形凹部内に配置するとともに、
素材の各加工予定部をそれぞれガイドにその軸方向に延びて設けられた挿通孔内に配置し、
次いで、素材の各加工予定部をそれぞれパンチで軸方向に同時に加圧しながら、各ガイドをそれぞれ対応するパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、素材の各加工予定部をそれぞれ対応する成形凹部内で肉厚が増加するように外側に膨出させることを特徴とする、筒状素材の据え込み加工方法。[91] Filling the hollow portion of the non-scheduled portion of the axially intermediate portion of the cylindrical material and the planed portions of both sides in the axial direction with the pressure fluid, thereby the inner periphery of the non-scheduled portion and both the scheduled portions While restraining the surface with fluid pressure,
By constraining the non-scheduled part of the material in a restraint hole provided in the restraint die so as to extend in the axial direction thereof, the outer peripheral surface of the non-scheduled part is restrained by the peripheral surface of the restraint hole,
And both the planned processing parts of the material are arranged in the molding recesses provided at both ends in the axial direction of the constraint die,
Each processing planned portion of the material is arranged in an insertion hole provided in the guide so as to extend in the axial direction,
Next, while simultaneously pressing each planned processing portion of the material in the axial direction with a punch, each guide is moved in a direction opposite to the corresponding moving direction of the punch, thereby corresponding to each processing planned portion of the material. A method for upsetting a cylindrical material, characterized by bulging outward so that the thickness increases in a molding recess.
[92] 各ガイドをそれぞれ対応するガイド駆動装置の駆動力によって移動させる前項91記載の筒状素材の据え込み加工方法。
[92] The tubular material upsetting method as recited in the
[93] 両ガイドのうち少なくとも一方のガイドと該ガイドに対応するパンチにおいて、
パンチの移動開始時からの平均移動速度をP、
ガイドの移動開始時からの平均移動速度をG、
据え込み加工前の素材の加工予定部の断面積での座屈限界長さをX0、
ガイドの先端部と成形凹部の底部との間の初期クリアランスをX(但し、0≦X≦X0)、
膨出部に必要な据え込み加工前の素材の長さをL0、
膨出部の設計体積から求められるパンチの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をXP、
設計で定めたガイドの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をXg、
パンチの移動開始時からガイドの移動開始時までのタイムラグをt0(但し、0≦t0)、
とするとき、Gは、
G=(Xg−X)P/(L0−XP−Pt0)
の式を満足している前項91又は92記載の筒状素材の据え込み加工方法。[93] In at least one of the two guides and a punch corresponding to the guide,
The average moving speed from the start of punch movement is P,
G, the average moving speed from the start of guide movement
The buckling limit length in the cross-sectional area of the planned processing part of the material before upsetting is X 0 ,
The initial clearance between the tip of the guide and the bottom of the molding recess is X (where 0 ≦ X ≦ X 0 ),
The length of the material before upsetting necessary for the bulge is L 0 ,
The stop position of the tip of the punch obtained from the design volume of the bulge with respect to the bottom of the molding recess is X P
The stop position of the tip of the guide determined by design relative to the bottom of the molding recess is X g ,
The time lag from the start of punch movement to the start of guide movement is t 0 (where 0 ≦ t 0 ),
Then G is
G = (X g −X) P / (L 0 −X P −Pt 0 )
93. A method for upsetting a cylindrical material according to the
[94] 各ガイドを、素材の対応する加工予定部の材料の成形凹部内への圧入によりガイドに作用する押し戻し力によって移動させる前項91記載の筒状素材の据え込み加工方法。 [94] The tubular material upsetting method according to [91], wherein each guide is moved by a pushing-back force acting on the guide by press-fitting the material of the material to be processed corresponding to the material into the molding recess.
[95] 各パンチの先端部が素材の対応する軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項91〜94のいずれか1項記載の据え込み加工方法。
[95] The upsetting method according to any one of the
[96] 素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱した状態で、素材の各加工予定部を膨出させる前項91〜95のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工方法。
[96] The cylindrical shape according to any one of
[97] 素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱する前項96記載の筒状素材の据え込み加工方法。 [97] The upsetting method for a tubular material as recited in the aforementioned Item 96, wherein the portion corresponding to the tip end portion of the guide in each planned processing portion of the material is locally induction heated by induction heating means.
[98] 拘束ダイの軸方向両端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する前項96記載の筒状素材の据え込み加工方法。 [98] The cylinder according to item 96, wherein the axially opposite ends of the constraining die are locally heated by induction heating means to locally heat a portion corresponding to the tip of the guide in each processing target portion of the material. Method of upsetting the material.
[99] 素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱する前項96〜98のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工方法。 [99] The upsetting method for a tubular material according to any one of the above items 96 to 98, wherein a portion corresponding to the distal end portion of the guide in each processing scheduled portion of the material is locally heated to a semi-molten state.
[100] 素材の各加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を冷却手段により局部的に冷却した状態で、素材の各加工予定部を膨出させる前項96〜99のいずれか1項記載の据え込み加工方法。 [100] The preceding paragraphs 96 to 96 in which each processing target portion of the material is expanded in a state where the portion corresponding to the base end portion of the processing target portion of the material is locally cooled by the cooling means. 99. The upsetting method according to any one of 99.
[101] 前項91〜100のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工方法により得られた筒状据え込み加工品。 [101] A cylindrical upsetting product obtained by the cylindrical material upsetting method according to any one of 91 to 100.
[102] 筒状素材の加工予定部を肉厚が増加するように外側に膨出させる筒状素材の据え込み加工装置であって、
筒状素材の加工予定部及び非加工予定部の中空部内に圧力流体を充填する圧力流体充填手段と、
軸方向に延びた拘束孔を有し該拘束孔内に素材の非加工予定部が配置される拘束ダイと、
拘束ダイの軸方向端部に設けられた成形凹部と、
軸方向に延びた挿通孔を有し該挿通孔内に素材の加工予定部が配置されるガイドと、
素材の加工予定部を軸方向に加圧するパンチと、
を備え、
ガイドは、パンチの移動方向とは反対方向に移動可能であることを特徴とする筒状素材の据え込み加工装置。[102] A cylindrical material upsetting apparatus that bulges the processing portion of the cylindrical material outward so that the thickness increases.
A pressure fluid filling means for filling a pressure fluid into a hollow portion of a scheduled processing portion and a non-processing scheduled portion of the tubular material;
A constraining die having a constraining hole extending in the axial direction, and a non-processed portion of the material disposed in the constraining hole;
A molding recess provided at the axial end of the constraining die; and
A guide having an insertion hole extending in the axial direction, and a processing planned portion of the material being disposed in the insertion hole;
A punch that pressurizes the planned processing part of the material in the axial direction;
With
An upsetting apparatus for a cylindrical material, wherein the guide is movable in a direction opposite to the moving direction of the punch.
[103] ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させるガイド駆動装置を備えている前項102記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [103] The tubular material upsetting apparatus according to [102], further including a guide driving device that moves the guide in a direction opposite to the moving direction of the punch.
[104] パンチの先端部が素材の軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項102又は103記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [104] The tubular material upsetting apparatus according to [102] or [103], wherein a tip end portion of the punch is formed in a cross-sectional shape corresponding to a cross-sectional shape of an axial end portion of the material.
[105] ガイドの先端部の挿通孔開口縁部に面取り加工が施されている前項102〜104のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [105] The tubular material upsetting apparatus according to any one of the above-mentioned items 102 to 104, wherein a chamfering process is applied to an edge of the opening of the insertion hole at the tip of the guide.
[106] 素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する加熱手段を備えている前項102〜105のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [106] The tubular material upsetting apparatus according to any one of [102] to [105], further including a heating unit that locally heats a portion of the material to be processed corresponding to the tip of the guide.
[107] 加熱手段は、誘導加熱手段であり、
素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱するように構成されている前項106記載の筒状素材の据え込み加工装置。[107] The heating means is induction heating means,
107. The tubular material upsetting apparatus according to item 106, wherein a portion of the material to be processed corresponding to the tip of the guide is locally heated by induction heating means.
[108] 加熱手段は、誘導加熱手段であり、
拘束ダイの軸方向端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱するように構成されている前項106記載の筒状素材の据え込み加工装置。[108] The heating means is induction heating means,
106. The preceding paragraph 106 configured to locally heat a portion corresponding to the leading end portion of the guide in the material processing scheduled portion by locally inductively heating the axial end portion of the constraining die by induction heating means. Cylindrical material upsetting machine.
[109] 加熱手段は、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱可能なものである前項106〜108のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [109] The cylindrical material according to any one of the above items 106 to 108, wherein the heating means is capable of locally heating a portion corresponding to the distal end portion of the guide in the planned processing portion of the material into a semi-molten state. Upsetting machine.
[110] 素材の加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を局部的に冷却する冷却手段を備えている前項106〜109のいずれか1項記載の据え込み加工装置。 [110] The upsetting process according to any one of the above items 106 to 109, further comprising a cooling means for locally cooling a portion corresponding to a portion closer to the base end side than the distal end portion of the guide in the planned processing portion of the material. apparatus.
[111] 筒状素材の軸方向両側部の加工予定部を肉厚が増加するように外側に膨出させる筒状素材の据え込み加工装置であって、
筒状素材の軸方向中間部の非加工予定部及び軸方向両側部の加工予定部の中空部内に圧力流体を充填する圧力流体充填手段と、
軸方向に延びた拘束孔を有し該拘束孔内に素材の非加工予定部が配置される拘束ダイと、
拘束ダイの軸方向両端部に設けられた2個の成形凹部と、
軸方向に延びた挿通孔を有し該挿通孔内に素材の各加工予定部がそれぞれ配置される2個のガイドと、
素材の各加工予定部をそれぞれ軸方向に加圧する2個のパンチと、
を備え、
各ガイドは、対応するパンチの移動方向とは反対方向に移動可能であることを特徴とする筒状素材の据え込み加工装置。[111] An upsetting apparatus for a cylindrical material that bulges the planned processing portions on both sides in the axial direction of the cylindrical material so as to increase the thickness,
A pressure fluid filling means for filling a pressure fluid into a hollow portion of a non-scheduled scheduled portion in the axial intermediate portion of the cylindrical material and a planned planned portion on both axial side portions;
A constraining die having a constraining hole extending in the axial direction, and a non-processed portion of the material disposed in the constraining hole;
Two molding recesses provided at both axial ends of the constraining die;
Two guides each having an insertion hole extending in the axial direction, each of which is planned to be processed in the insertion hole,
Two punches that pressurize each planned processing portion of the material in the axial direction,
With
An upsetting apparatus for a cylindrical material, wherein each guide is movable in a direction opposite to the direction of movement of the corresponding punch.
[112] 各ガイドをそれぞれ対応するパンチの移動方向とは反対方向に移動させる2個のガイド駆動装置を備えている前項111記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [112] The upsetting apparatus for a cylindrical material as recited in the aforementioned Item 111, comprising two guide driving devices for moving each guide in a direction opposite to the direction of movement of the corresponding punch.
[113] 各パンチの先端部が素材の対応する軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項111又は112記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [113] The tubular material upsetting apparatus according to 111 or 112, wherein the tip of each punch is formed in a cross-sectional shape corresponding to a cross-sectional shape of a corresponding axial end of the material.
[114] 各ガイドの先端部の挿通孔開口縁部に面取り加工が施されている前項111〜113のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [114] The upsetting apparatus for a cylindrical material according to any one of the above items 111 to 113, wherein a chamfering process is performed on an edge of the opening of the insertion hole at the tip of each guide.
[115] 素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱する2個の加熱手段を備えている前項111〜114のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [115] Upsetting of the cylindrical material according to any one of the above-mentioned items 111 to 114, comprising two heating means for locally heating a portion corresponding to the tip end portion of the guide in each planned processing portion of the material. Processing equipment.
[116] 各加熱手段は、誘導加熱手段であり、
素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱するように構成されている前項115記載の筒状素材の据え込み加工装置。[116] Each heating means is an induction heating means,
116. The upsetting apparatus for a cylindrical material according to the preceding item 115, which is configured to locally induction-heat a portion corresponding to the tip of the guide in each processing scheduled portion of the material by induction heating means.
[117] 各加熱手段は、誘導加熱手段であり、
拘束ダイの軸方向両端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱するように構成されている前項115記載の筒状素材の据え込み加工装置。[117] Each heating means is an induction heating means,
115. The above-described item 115 is configured to locally heat the portions corresponding to the distal end portion of the guide in each processing target portion of the material by locally inductively heating both axial ends of the constraining die by induction heating means. The tubular material upsetting apparatus described.
[118] 各加熱手段は、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に半溶融状態に加熱可能なものである前項115〜117のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [118] The cylindrical material according to any one of the above items 115 to 117, wherein each heating means is capable of locally heating a portion corresponding to the tip of the guide in the planned processing portion of the material into a semi-molten state. Upsetting machine.
[119] 素材の各加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位を局部的に冷却する2個の冷却手段を備えている前項115〜118のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工装置。 [119] Any one of the preceding paragraphs 115 to 118, comprising two cooling means for locally cooling a portion corresponding to a portion closer to the base end side than the distal end portion of the guide in each processing planned portion of the material. Cylindrical material upsetting machine.
本発明は以下の効果を奏する。 The present invention has the following effects.
[1]の発明では、パンチで素材の加工予定部を加圧する際には、素材の加工予定部及び非加工予定部の内周面が心金の周面で拘束され、且つ非加工予定部の外周面が拘束ダイの拘束孔の周面で拘束されているので、素材の非加工予定部の内側及び外側への座屈が防止され、且つ加工予定部の内側への座屈が防止されている。また、素材の加工予定部がガイドの挿通孔内に配置されることで、加工予定部の外周面が挿通孔の周面で拘束され、これにより、加工予定部の外側への座屈が防止されている。この状態で、素材の加工予定部をパンチで軸方向に加圧しながら、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、ガイドの先端部と成形凹部の底部との間に露出する素材の加工予定部が成形凹部内で肉厚が増加するように外側に確実に且つ良好に膨出するようになる。その結果、高品質の筒状据え込み加工品を得ることができる。 In the invention of [1], when pressurizing the material processing scheduled portion with a punch, the inner peripheral surfaces of the material processing scheduled portion and the non-processing scheduled portion are constrained by the peripheral surface of the mandrel, and the non-processing scheduled portion Since the outer peripheral surface of the material is constrained by the peripheral surface of the constraining hole of the constraining die, buckling to the inside and outside of the non-processed portion of the material is prevented, and buckling to the inside of the processing portion is prevented. ing. In addition, since the planned machining part of the material is arranged in the insertion hole of the guide, the outer peripheral surface of the planned machining part is constrained by the circumferential surface of the insertion hole, thereby preventing buckling of the planned machining part to the outside. Has been. In this state, the guide is moved in the direction opposite to the moving direction of the punch while pressing the planned processing portion of the material in the axial direction with the punch, so that it is exposed between the tip of the guide and the bottom of the molding recess. The planned processing portion of the material swells reliably and satisfactorily outwardly so that the thickness increases in the molding recess. As a result, a high-quality cylindrical upsetting product can be obtained.
[2]の発明では、ガイドを確実に移動させることができる。 In the invention [2], the guide can be moved reliably.
[3]の発明では、素材の加工予定部を確実に設計形状に形成することができる。 In the invention of [3], the planned processing portion of the material can be reliably formed in the designed shape.
[4]の発明では、ガイド駆動装置を必ずしも用いなくてもガイドを移動させることができ、もって据え込み加工装置の簡素化を図ることができる。 In the invention of [4], the guide can be moved without necessarily using the guide driving device, so that the upsetting apparatus can be simplified.
[5]の発明では、素材の加工予定部をパンチで確実に加圧することができる。 In the invention of [5], it is possible to reliably press the planned processing portion of the material with a punch.
[6]の発明では、心金を素材の加工予定部及び非加工予定部の中空部内に配置する、心金のセット作業と、パンチで素材の加工予定部を加圧するためにパンチを素材の軸方向端部側に配置する、パンチのセット作業とを同時に行うことができ、もって据え込み加工の作業能率を向上させることができる。 In the invention of [6], the mandrel is arranged in the hollow part of the material planned processing part and the non-processed part, and the punch is used for pressurizing the material processing target part with the punch. It is possible to simultaneously perform the punch setting work arranged on the end portion in the axial direction, thereby improving the work efficiency of the upsetting process.
さらに、加工終了後において、心金を素材の加工予定部及び非加工予定部の中空部内から抜出する、心金の抜出作業と、パンチを素材の軸方向端部の位置から取り外す、パンチの取り外し作業とを同時に行うことができ、もって据え込み加工の作業能率を更に向上させることができる。 Further, after the processing is finished, the mandrel is extracted from the hollow portion of the planned processing portion and the non-processing target portion of the material, and the mandrel is extracted, and the punch is removed from the position of the axial end of the material. The removal work can be performed at the same time, so that the work efficiency of upsetting can be further improved.
[7]の発明では、パンチの移動や素材の加工予定部の膨出に伴って心金の位置がずれる不具合を確実に防止することができる。 In the invention of [7], it is possible to reliably prevent a problem that the position of the mandrel shifts with the movement of the punch or the bulge of the planned processing portion of the material.
[8]の発明では、素材の加工予定部のうち、ガイドの先端部に対応する部位についてのみ変形抵抗が局部的に低下する。そのため、成形圧力を低減できる。 In the invention of [8], the deformation resistance is locally reduced only in a portion corresponding to the tip end portion of the guide among the material processing scheduled portions. Therefore, the molding pressure can be reduced.
一方、素材の加工予定部のうち、ガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位については加熱されていないので変形抵抗は低下しない。そのため、素材の端部がパンチからの加圧力によってガイドの挿通孔内で押し潰されることにより生じる成形圧力の増加を防止できる。 On the other hand, since the portion corresponding to the portion closer to the base end than the tip end portion of the guide among the planned processing portions of the material is not heated, the deformation resistance does not decrease. Therefore, it is possible to prevent an increase in molding pressure caused by the end portion of the material being crushed in the insertion hole of the guide by the pressure applied from the punch.
[9]の発明では、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を確実に且つ極めて効率良く加熱できる。 In the invention of [9], it is possible to reliably and extremely efficiently heat the portion corresponding to the tip end portion of the guide in the material processing scheduled portion.
[10]の発明では、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を確実に且つ効率良く加熱できる。 In the invention of [10], the portion corresponding to the tip end portion of the guide in the material processing scheduled portion can be reliably and efficiently heated.
[11]の発明では、成形圧力を大幅に低減できる。 In the invention of [11], the molding pressure can be greatly reduced.
[12]の発明では、素材の加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位が加熱されるのを確実に抑制でき、もって、素材の当該部位における変形抵抗の低下を確実に抑制できる。 In the invention of [12], it is possible to reliably suppress the portion corresponding to the portion closer to the base end side than the distal end portion of the guide in the processing target portion of the material, and to thereby reduce the deformation resistance at the portion of the material. Can be reliably suppressed.
[13]の発明では、軸方向の所定部位に肉厚が増加するように外側に膨出した膨出部が形成された高品質の筒状据え込み加工品を提供できる。 In the invention of [13], it is possible to provide a high-quality cylindrical upsetting product in which a bulging portion bulging outward is formed so as to increase the thickness at a predetermined portion in the axial direction.
[14]の発明では、軸方向両側部に肉厚が増加するように外側に膨出した膨出部が形成された筒状据え込み加工品を能率良く製作することができる。 In the invention of [14], it is possible to efficiently manufacture a cylindrical upsetting product in which a bulging portion bulging outward is formed so as to increase the thickness on both side portions in the axial direction.
[15]の発明では、各ガイドを確実に移動させることができる。 In the invention of [15], each guide can be moved reliably.
[16]の発明では、素材の加工予定部を確実に設計形状に形成することができる。 In the invention of [16], the planned processing portion of the material can be reliably formed in the designed shape.
[17]の発明では、ガイド駆動装置を必ずしも用いなくても各ガイドを移動させることができ、もって据え込み加工装置の簡素化を図ることができる。 In the invention of [17], each guide can be moved without necessarily using the guide driving device, and thus the upsetting apparatus can be simplified.
[18]の発明では、素材の各加工予定部をパンチで確実に加圧することができる。 In the invention of [18], each processing scheduled portion of the material can be reliably pressurized with a punch.
[19]の発明では、各心金半片部を素材の加工予定部及び非加工予定部の中空部内に配置する、心金半片部のセット作業と、各パンチで素材の対応する加工予定部を加圧するために各パンチを素材の軸方向端部側に配置する、パンチのセット作業とを同時に行うことができ、もって据え込み加工の作業能率を向上させることができる。 [19] In the invention of [19], each mandrel half piece is disposed in the hollow portion of the material planned to be processed portion and the non-processed scheduled portion, and the mandrel half piece portion setting operation and each punch corresponding to the material to be processed It is possible to simultaneously perform the punch setting operation in which each punch is arranged on the axial end side of the material for pressurization, thereby improving the work efficiency of the upsetting process.
さらに、加工終了後において、各心金半片部を素材の加工予定部及び非加工予定部の中空部内から抜出する、心金半片部の抜出作業と、各パンチを素材の軸方向端部の位置から取り外す、パンチの取り外し作業とを同時に行うことができ、もって据え込み加工の作業能率を更に向上させることができる。 Furthermore, after the processing is finished, each mandrel half piece is extracted from the hollow portion of the material planned processing portion and the non-processing planned portion, and the mandrel half piece extracting operation and each punch in the axial end portion of the material It is possible to simultaneously remove the punch and remove the punch, thereby further improving the efficiency of the upsetting process.
さらに、心金がその軸方向中間部で2分割されることでその長さが短くなっているので、心金の所定中空部内への挿入時間を短縮することができ、もって据え込み加工の作業能率をさらに一層向上させることができる。 Furthermore, since the length of the mandrel is divided into two at the axial middle portion, the length of the mandrel is shortened, so that the insertion time of the mandrel into the predetermined hollow portion can be shortened, and the upsetting work The efficiency can be further improved.
[20]の発明では、パンチの移動や素材の加工予定部の膨出に伴って心金半片部の位置がずれる不具合を確実に防止することができる。 In the invention of [20], it is possible to reliably prevent a problem that the position of the half piece of the mandrel shifts with the movement of the punch or the bulging of the planned processing portion of the material.
[21]の発明では、上記[8]の発明と同様の理由により、成形圧力を低減できる。 In the invention [21], the molding pressure can be reduced for the same reason as in the invention [8].
[22]の発明では、素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を確実に且つ極めて効率良く加熱できる。 In the invention of [22], the portion corresponding to the tip end portion of the guide in each planned processing portion of the material can be reliably and extremely efficiently heated.
[23]の発明では、素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を確実に且つ効率良く加熱できる。 In the invention of [23], the portion corresponding to the tip end portion of the guide in each processing planned portion of the material can be reliably and efficiently heated.
[24]の発明では、成形圧力を大幅に低減できる。 In the invention of [24], the molding pressure can be greatly reduced.
[25]の発明では、素材の各加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位が加熱されるのを確実に抑制でき、もって、素材の各当該部位における変形抵抗の低下を確実に抑制できる。 In the invention of [25], it is possible to reliably suppress the heating of the portion corresponding to the portion on the base end side relative to the tip end portion of the guide in each processing planned portion of the material, and thus the deformation resistance in each portion of the material. Can be reliably suppressed.
[26]の発明では、軸方向両側部に肉厚が増加するように外側に膨出した膨出部が形成された高品質の筒状据え込み加工品を提供できる。 In the invention [26], it is possible to provide a high-quality cylindrical upsetting product in which bulging portions bulging outward are formed on both side portions in the axial direction so as to increase the thickness.
[27]の発明では、パンチで素材の加工予定部を加圧する際には、素材の非加工予定部の内周面が心金本体の周面で拘束され、且つ加工予定部及び非加工予定部の外周面が拘束ダイの拘束孔の周面で拘束されているので、素材の非加工予定部の内側及び外側への座屈が防止され、且つ加工予定部の外側への座屈が防止される。また素材の加工予定部の中空部内にガイドが配置されることで、加工予定部の内周面がガイドの周面で拘束され、これにより、加工予定部の内側への座屈が防止されている。この状態で、素材の加工予定部をパンチで軸方向に加圧しながら、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、ガイドの先端部と成形凹部の底部との間に露出する素材の加工予定部が成形凹部内で肉厚が増加するように内側に確実に且つ良好に膨出するようになる。その結果、高品質の筒状据え込み加工品を得ることができる。 In the invention of [27], when pressurizing the planned processing portion of the material with a punch, the inner peripheral surface of the non-processed portion of the material is constrained by the peripheral surface of the mandrel body, and the planned processing portion and the non-processed portion Since the outer peripheral surface of the part is restrained by the peripheral surface of the restraint hole of the restraining die, the buckling of the material to the inside and the outside of the non-working scheduled part is prevented, and the buckling to the outside of the working planned part is prevented. Is done. In addition, by arranging the guide in the hollow part of the planned processing part of the material, the inner peripheral surface of the planned processing part is restrained by the peripheral surface of the guide, and this prevents buckling of the planned processing part inside. Yes. In this state, the guide is moved in the direction opposite to the moving direction of the punch while pressing the planned processing portion of the material in the axial direction with the punch, so that it is exposed between the tip of the guide and the bottom of the molding recess. The planned processing portion of the material swells reliably and satisfactorily inward so that the thickness increases in the molding recess. As a result, a high-quality cylindrical upsetting product can be obtained.
[28]の発明では、ガイドを確実に移動させることができる。 In the invention [28], the guide can be moved reliably.
[29]の発明では、素材の加工予定部を確実に設計形状に形成することができる。 In the invention of [29], the planned processing portion of the material can be reliably formed in the designed shape.
[30]の発明では、ガイド駆動装置を必ずしも用いなくてもガイドを移動させることができ、もって据え込み加工装置の簡素化を図ることができる。 In the invention [30], the guide can be moved without necessarily using the guide driving device, and the upsetting apparatus can be simplified.
[31]の発明では、素材の加圧予定部をパンチで確実に加圧することができる。 In the invention of [31], it is possible to reliably pressurize the planned pressurizing portion of the material with a punch.
[32]の発明では、心金本体を素材の非加工予定部の中空部内に小径部を加工予定部の中空部内にそれぞれ配置する、心金のセット作業と、ガイドを素材の加工予定部の中空部内に配置する、ガイドのセット作業とを同時に行うことができ、もって据え込み加工の作業能率を向上させることができる。 In the invention of [32], the mandrel main body is arranged in the hollow part of the non-scheduled part of the material, and the small diameter part is arranged in the hollow part of the planed part of the material, and the guide is used for the part of the material to be worked. The guide setting operation arranged in the hollow portion can be performed at the same time, so that the work efficiency of upsetting can be improved.
[33]の発明では、ガイドの移動や素材の加工予定部の膨出に伴って心金の位置がずれる不具合を確実に防止することができる。 In the invention of [33], it is possible to reliably prevent a problem that the position of the mandrel shifts with the movement of the guide or the bulging of the planned processing portion of the material.
[34]の発明では、上記[8]の発明と同様の理由により、成形圧力を低減できる。 In the invention [34], the molding pressure can be reduced for the same reason as in the invention [8].
[35]の発明では、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を確実に且つ極めて効率良く加熱できる。 In the invention [35], the part corresponding to the tip end portion of the guide in the material processing scheduled portion can be reliably and extremely efficiently heated.
[36]の発明では、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を確実に且つ効率良く加熱できる。 In the invention of [36], the portion corresponding to the tip end portion of the guide in the material processing scheduled portion can be reliably and efficiently heated.
[37]の発明では、成形圧力を大幅に低減できる。 In the invention of [37], the molding pressure can be greatly reduced.
[38]の発明では、素材の加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位が加熱されるのを確実に抑制でき、もって、素材の当該部位における変形抵抗の低下を確実に抑制できる。 In the invention of [38], it is possible to surely suppress the portion corresponding to the portion closer to the base end side than the distal end portion of the guide in the processing target portion of the material, thereby reducing the deformation resistance at the portion of the material. Can be reliably suppressed.
[39]の発明では、軸方向の所定部位に肉厚が増加するように内側に膨出した膨出部が形成された高品質の筒状据え込み加工品を提供できる。 In the invention [39], it is possible to provide a high-quality cylindrical upsetting product in which a bulging portion bulging inward is formed so as to increase the thickness at a predetermined portion in the axial direction.
[40]〜[52]の発明では、上記[1]〜[12]のいずれかの発明に係る筒状素材の据え込み加工方法に好適に用いることができる筒状素材の据え込み加工装置を提供できる。 In the inventions [40] to [52], a cylindrical material upsetting apparatus that can be suitably used in the cylindrical material upsetting method according to any one of the above [1] to [12]. Can be provided.
[53]〜[65]の発明では、上記[14]〜[25]のいずれかの発明に係る筒状素材の据え込み加工方法に好適に用いることができる筒状素材の据え込み加工装置を提供できる。 In the inventions [53] to [65], a cylindrical material upsetting apparatus that can be suitably used in the cylindrical material upsetting method according to any one of the above [14] to [25]. Can be provided.
[66]〜[79]の発明では、上記[27]〜[38]のいずれかの発明に係る筒状素材の据え込み加工方法に好適に用いることができる筒状素材の据え込み加工装置を提供できる。 In the inventions [66] to [79], a tubular material upsetting apparatus that can be suitably used in the tubular material upsetting method according to any one of the above [27] to [38]. Can be provided.
[80]の発明では、パンチで素材の加工予定部を加圧する際には、素材の加工予定部及び非加工予定部の内周面が流体圧で加圧拘束され、且つ非加工予定部の外周面が拘束ダイの拘束孔の周面で拘束されているので、素材の非加工予定部の内側及び外側への座屈が防止され、且つ加工予定部の内側への座屈が防止されている。また、素材の加工予定部がガイドの挿通孔内に配置されることで、加工予定部の外周面が挿通孔の周面で拘束され、これにより、加工予定部の外側への座屈が防止されている。この状態で、素材の加工予定部をパンチで軸方向に加圧しながら、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、ガイドの先端部と成形凹部の底部との間に露出する素材の加工予定部が成形凹部内で肉厚が増加するように外側に確実に且つ良好に膨出するようになる。その結果、高品質の筒状据え込み加工品を得ることができる。 In the invention of [80], when pressurizing the material processing scheduled portion with a punch, the inner peripheral surfaces of the material processing scheduled portion and the non-processing scheduled portion are pressurized and restrained by fluid pressure, and the non-processing scheduled portion Since the outer peripheral surface is constrained by the peripheral surface of the restraint hole of the restraint die, buckling of the material to the inside and outside of the non-processed scheduled part is prevented, and buckling to the inside of the planned process part is prevented. Yes. In addition, since the planned machining part of the material is arranged in the insertion hole of the guide, the outer peripheral surface of the planned machining part is constrained by the circumferential surface of the insertion hole, thereby preventing buckling of the planned machining part to the outside. Has been. In this state, the guide is moved in the direction opposite to the moving direction of the punch while pressing the planned processing portion of the material in the axial direction with the punch, so that it is exposed between the tip of the guide and the bottom of the molding recess. The planned processing portion of the material swells reliably and satisfactorily outwardly so that the thickness increases in the molding recess. As a result, a high-quality cylindrical upsetting product can be obtained.
さらに、素材の非加工予定部及び加工予定部の中空部内には、心金ではなく、圧力流体が充填されているので、加工時に素材の加工予定部に作用する摩擦力を低減できる。そのため、成形圧力を大幅に低減できる。さらに、加工終了後において、心金を据え込み加工品の中空部内から抜出する必要がないという利点がある。 Furthermore, since the non-processed part of the material and the hollow part of the process-scheduled part are filled with the pressure fluid instead of the mandrel, the frictional force acting on the material-scheduled part during processing can be reduced. Therefore, the molding pressure can be greatly reduced. Furthermore, there is an advantage that it is not necessary to extract the mandrel from the hollow portion of the upsetting product after the processing is completed.
[81]の発明では、ガイドを確実に移動させることができる。 In the invention [81], the guide can be moved reliably.
[82]の発明では、素材の加工予定部を確実に設計形状に形成することができる。 In the invention of [82], the planned processing portion of the material can be reliably formed into the designed shape.
[83]の発明では、ガイド駆動装置を必ずしも用いなくてもガイドを移動させることができ、もって据え込み加工装置の簡素化を図ることができる。 [83] In the invention of [83], the guide can be moved without necessarily using the guide driving device, so that the upsetting apparatus can be simplified.
[84]の発明では、素材の加工予定部をパンチで確実に加圧することができる。 In the invention of [84], the planned processing portion of the material can be reliably pressurized with a punch.
[85]の発明では、素材の加工予定部のうち、ガイドの先端部に対応する部位についてのみ変形抵抗が局部的に低下する。そのため、成形圧力を更に低減できる。 In the invention of [85], the deformation resistance is locally reduced only in a portion corresponding to the distal end portion of the guide among the planned processing portion of the material. Therefore, the molding pressure can be further reduced.
一方、素材の加工予定部のうち、ガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位については加熱されていないので変形抵抗は低下しない。そのため、素材の端部がパンチからの加圧力によって押し潰されて形状不良が生じる不具合を防止できる。 On the other hand, since the portion corresponding to the portion closer to the base end than the tip end portion of the guide among the planned processing portions of the material is not heated, the deformation resistance does not decrease. Therefore, it is possible to prevent a problem that the end portion of the material is crushed by the pressurizing force from the punch to cause a shape defect.
[86]の発明では、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を確実に且つ極めて効率良く加熱できる。 In the invention of [86], it is possible to reliably and extremely efficiently heat the portion corresponding to the tip end portion of the guide in the material processing scheduled portion.
[87]の発明では、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を確実に且つ効率良く加熱できる。 In the invention of [87], it is possible to reliably and efficiently heat the portion corresponding to the tip end portion of the guide in the material processing scheduled portion.
[88]の発明では、成形圧力を大幅に低減できる。 In the invention of [88], the molding pressure can be greatly reduced.
[89]の発明では、素材の加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位が加熱されるのを確実に抑制でき、もって、素材の当該部位における変形抵抗の低下を確実に抑制できる。 In the invention of [89], it is possible to surely suppress the portion corresponding to the portion closer to the base end side than the distal end portion of the guide in the processing target portion of the material, thereby reducing the deformation resistance at the portion of the material. Can be reliably suppressed.
[90]の発明では、軸方向の所定部位に肉厚が増加するように外側に膨出した膨出部が形成された高品質の筒状据え込み加工品を提供できる。 According to the invention of [90], it is possible to provide a high-quality cylindrical upsetting product in which a bulging portion bulging outward is formed so as to increase the thickness at a predetermined portion in the axial direction.
[91]の発明では、軸方向両側部に肉厚が増加するように外側に膨出した膨出部が形成された筒状据え込み加工品を能率良く製作することができる。 In the invention of [91], it is possible to efficiently manufacture a cylindrical upsetting product in which a bulging portion bulging outward is formed so as to increase the thickness on both side portions in the axial direction.
[92]の発明では、各ガイドを確実に移動させることができる。 In the invention [92], each guide can be moved reliably.
[93]の発明では、素材の加工予定部を確実に設計形状に形成することができる。 In the invention of [93], the planned processing portion of the material can be surely formed into the designed shape.
[94]の発明では、ガイド駆動装置を必ずしも用いなくても各ガイドを移動させることができ、もって据え込み加工装置の簡素化を図ることができる。 [94] In the invention of [94], each guide can be moved without necessarily using a guide driving device, and thus the upsetting apparatus can be simplified.
[95]の発明では、素材の各加工予定部をパンチで確実に加圧することができる。 In the invention of [95], each processing scheduled portion of the material can be reliably pressurized with a punch.
[96]の発明では、上記[85]の発明と同様の理由により、成形圧力を更に低減できるし、素材の各端部がパンチからの加圧力によって押し潰されて形状不良が生じる不具合を防止できる。 In the invention of [96], the molding pressure can be further reduced for the same reason as in the invention of [85] above, and the problem that the end of the material is crushed by the pressurizing force from the punch to cause a defective shape is prevented. it can.
[97]の発明では、素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を確実に且つ極めて効率良く加熱できる。 In the invention of [97], the portion corresponding to the tip end portion of the guide in each processing portion of the material can be reliably and extremely efficiently heated.
[98]の発明では、素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を確実に且つ効率良く加熱できる。 In the invention of [98], the portion corresponding to the tip end portion of the guide in each planned processing portion of the material can be reliably and efficiently heated.
[99]の発明では、成形圧力を大幅に低減できる。 In the invention of [99], the molding pressure can be greatly reduced.
[100]の発明では、素材の各加工予定部におけるガイドの先端部よりも基端側の部位に対応する部位が加熱されるのを確実に抑制でき、もって、素材の各当該部位における変形抵抗の低下を確実に抑制できる。 In the invention of [100], it is possible to surely suppress the heating of the portion corresponding to the portion on the base end side relative to the tip end portion of the guide in each processing planned portion of the material, and thus the deformation resistance in each portion of the material. Can be reliably suppressed.
[101]の発明では、軸方向両側部に肉厚が増加するように外側に膨出した膨出部が形成された高品質の筒状据え込み加工品を提供できる。 In the invention of [101], it is possible to provide a high-quality cylindrical upsetting product in which bulged portions bulging outward are formed on both side portions in the axial direction so as to increase the thickness.
[102]〜[110]の発明では、上記[80]〜[89]のいずれかの発明に係る筒状素材の据え込み加工方法に好適に用いることができる筒状素材の据え込み加工装置を提供できる。 In the inventions [102] to [110], there is provided a tubular material upsetting apparatus that can be suitably used in the tubular material upsetting method according to any one of the above [80] to [89]. Can be provided.
[111]〜[119]の発明では、上記[91]〜[100]のいずれかの発明に係る筒状素材の据え込み加工方法に好適に用いることができる筒状素材の据え込み加工装置を提供できる。 In the inventions [111] to [119], a tubular material upsetting apparatus that can be suitably used in the tubular material upsetting method according to any one of the above [91] to [100]. Can be provided.
1A、1B、1C…据え込み加工装置
1…素材
2…加工予定部
2a…中空部
3…非加工予定部
3a…中空部
4…膨出部
5…軸部
6A、6B、6C…据え込み加工品
10…拘束ダイ
11…拘束孔
12…成形凹部
12a…底部
20…ガイド
20a…先端部
21…挿通孔
21a…面取り加工部
25…ガイドの移動方向
30…パンチ
35…パンチの移動方向
40…心金
40a…半片部
41…心金本体
42…小径部
50…伸縮装置
51…流体圧シリンダ
52…バネ
60…ガイド駆動装置
70…パンチ駆動装置
80…加熱手段
81…誘導加熱手段
81a…誘導加熱コイル
85…冷却手段
85a…冷却液流通路
90…圧力流体充填手段
91…圧力流体供給路
92…圧力流体供給部
95…圧力流体1A, 1B, 1C ... Upsetting
2a ...
3a ...
6A, 6B, 6C ... Upset products
10 ... restraint die
11 ... Restraining hole
12 ... Molding recess
12a… Bottom
20 ... Guide
20a… tip
21 ... insertion hole
21a… Chamfered part
25 ... Guide moving direction
30 ... Punch
35 ... Punch movement direction
40 ...
40a… Half piece
41… Body body
42 ... Small diameter part
50 ... telescopic device
51… Hydraulic cylinder
52 ... Spring
60 ... Guide drive
70 ... Punch drive device
80 ... heating means
81 ... Induction heating means
81a… Induction heating coil
85 ... Cooling means
85a ... Coolant flow path
90 ... Pressure fluid filling means
91… Pressure fluid supply passage
92… Pressure fluid supply section
95 ... Pressure fluid
次に、本発明の幾つかの実施形態について図面を参照して以下に説明する。 Next, several embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1〜図6は、本発明の第1実施形態に係る筒状素材の据え込み加工装置を用いた据え込み加工方法を説明するための概略図である。 FIGS. 1-6 is the schematic for demonstrating the upsetting method using the upsetting apparatus of the cylindrical raw material which concerns on 1st Embodiment of this invention.
図1において、(1A)は第1実施形態に係る据え込み加工装置、(1)は筒状素材である。また、図6において、(6A)は、据え込み加工装置(1A)により製造された筒状の据え込み加工品である。この据え込み加工品(6A)は、例えば、自動車や鉄道車両等の車両用のブッシュ(例:防振ブッシュ)の中心部に装着される円筒状カラー部材の一部を製作するためのプリフォームとして、又は車両用アームの軸部材の一部を製作するためのプリフォームとして、あるいは筒状の軸部の端部にネジ孔が設けられる部材を製作するためのプリフォームとして用いられるものである。なお(5)は、素材(1)の非加工予定部(3)からなる据え込み加工品(6A)の軸部、(4)は軸部(5)の端部に形成された膨出部である。この膨出部(4)は、素材(1)の外側(即ち素材(1)の径方向外向き)に肉厚が増加するように膨出している。 In FIG. 1, (1A) is an upsetting apparatus according to the first embodiment, and (1) is a cylindrical material. In FIG. 6, (6A) is a cylindrical upsetting product manufactured by the upsetting apparatus (1A). This upsetting product (6A) is a preform for producing a part of a cylindrical collar member to be mounted at the center of a bush (for example, an anti-vibration bush) for a vehicle such as an automobile or a railway vehicle. As a preform for manufacturing a part of a shaft member of a vehicle arm, or as a preform for manufacturing a member provided with a screw hole at an end of a cylindrical shaft portion. . (5) is the shaft portion of the upsetting product (6A) made of the non-processed portion (3) of the material (1), and (4) is the bulging portion formed at the end of the shaft portion (5). It is. The bulging portion (4) bulges so that the thickness increases outside the material (1) (that is, radially outward of the material (1)).
図1及び図2に示すように、素材(1)は真直な円筒状のものであり、詳述すると真直な丸パイプ状のものであり、例えばアルミニウム(その合金を含む。以下同じ。)からなる。素材(1)の断面形状は円環状であり、また素材(1)の内径、外径及び肉厚はいずれも軸方向に一定に設定されている。また、素材(1)は例えば押出材からなる。 As shown in FIGS. 1 and 2, the material (1) has a straight cylindrical shape, and more specifically, a straight round pipe shape, for example, aluminum (including its alloy, the same applies hereinafter). Become. The cross-sectional shape of the material (1) is annular, and the inner diameter, outer diameter, and thickness of the material (1) are all set to be constant in the axial direction. The material (1) is made of, for example, an extruded material.
なお本発明では、素材(1)の材質は、アルミニウムに限定されるものではなく、例えば、真鍮、銅、ステンレス鋼等の金属であっても良いし、プラスチックであっても良い。 In the present invention, the material of the material (1) is not limited to aluminum, and may be, for example, a metal such as brass, copper, stainless steel, or plastic.
この素材(1)の加工予定部(2)は、素材(1)の軸方向両側部のうち一側部に位置しており、詳述すると、素材(1)の軸方向一端部に位置しており、つまり素材(1)の軸方向一端部が加工予定部(2)に対応している。一方、この素材(1)の非加工予定部(3)は、素材(1)の軸方向他端部に位置しており、つまり素材(1)の軸方向他端部が非加工予定部(3)に対応している。そして、素材(1)の加工予定部(2)が設計形状に増肉加工されることにより、図5に示すように、素材(1)(軸部(5))の一端部に肉厚が増加するように外側に膨出した膨出部(4)が形成される。 The planned processing portion (2) of the material (1) is located on one side of both sides in the axial direction of the material (1), and more specifically, located on one axial end of the material (1). That is, one end portion in the axial direction of the material (1) corresponds to the planned processing portion (2). On the other hand, the non-processed portion (3) of the material (1) is located at the other axial end of the material (1), that is, the other end of the material (1) in the axial direction is the non-processed portion ( It corresponds to 3). Then, when the planned processing portion (2) of the material (1) is thickened to the design shape, as shown in FIG. 5, the thickness of the end portion of the material (1) (shaft portion (5)) is increased. A bulging portion (4) bulging outward is formed so as to increase.
据え込み加工装置(1A)は、素材(1)の加工予定部(2)を肉厚が増加するように外側に膨出させるためのものである。この据え込み加工装置(1A)は、心金(40)と、拘束ダイ(10)と、成形凹部(12)と、ガイド(20)と、パンチ(30)と、ガイド駆動装置(60)と、パンチ駆動装置(70)とを備えている。 The upsetting apparatus (1A) is for bulging the planned processing part (2) of the material (1) outward so that the thickness increases. The upsetting apparatus (1A) includes a mandrel (40), a constraining die (10), a molding recess (12), a guide (20), a punch (30), and a guide driving device (60). And a punch driving device (70).
心金(40)は、断面円形状の真直な棒状のものであって、素材(1)の加工予定部(2)及び非加工予定部(3)の中空部(2a)(3a)内に挿入配置され、加工予定部(2)及び非加工予定部(3)の内周面を心金(40)の周面で座屈阻止状態に拘束するものである。この心金(40)の径はその軸方向に一定に設定されている。 The mandrel (40) is a straight rod having a circular cross section, and is formed in the hollow portion (2a) (3a) of the planned processing portion (2) of the material (1) and the non-processing planned portion (3). Inserted and arranged, the inner peripheral surfaces of the planned processing portion (2) and the non-processing planned portion (3) are restrained in a buckling-prevented state by the peripheral surface of the mandrel (40). The diameter of the mandrel (40) is set constant in the axial direction.
拘束ダイ(10)は、その軸方向に延びた断面円形状の拘束孔(11)を有している。この拘束孔(11)内には素材(1)の非加工予定部(3)が挿入配置され、該非加工予定部(3)の外周面を拘束孔(11)の周面で座屈阻止状態に拘束するものとなされている。 The constraining die (10) has a constraining hole (11) having a circular cross section extending in the axial direction thereof. A non-scheduled portion (3) of the material (1) is inserted into the restraint hole (11), and the outer peripheral surface of the non-scheduled portion (3) is prevented from buckling by the peripheral surface of the restraint hole (11). It is supposed to be restrained.
なお(15)は、拘束ダイ(10)の底部である。この底部(15)は、拘束孔(11)内に配置された素材(1)の非加工予定部(3)が拘束孔(11)の底にある開口から不本意に抜出しないようにこれを閉塞するためのものであり、拘束ダイ(10)の底部に配置されている。 (15) is the bottom of the constraining die (10). This bottom (15) should be removed so that the unprocessed portion (3) of the material (1) placed in the restraining hole (11) does not unintentionally pull out from the opening at the bottom of the restraining hole (11). For closing, it is arranged at the bottom of the constraining die (10).
また、拘束ダイ(10)は、縦に複数個(例えば2個)に分割されたものであり、即ち割型からなる。 Further, the constraining die (10) is vertically divided into a plurality of pieces (for example, two pieces), that is, a split die.
成形凹部(12)は、図2に示すように、拘束ダイ(10)の軸方向一端部に拘束孔(11)に連続して設けられている。すなわち、この成形凹部(12)は、拘束ダイ(10)の拘束孔(11)の軸方向一端部の周面に環状の凹所が設けられることによって形成されたものである。 As shown in FIG. 2, the molding recess (12) is provided continuously to the restraining hole (11) at one axial end of the restraining die (10). That is, this shaping | molding recessed part (12) is formed by providing an annular recess in the surrounding surface of the axial direction one end part of the restraint hole (11) of restraint die (10).
ガイド(20)は、その軸方向に延びた断面円形状の挿通孔(21)を有している。この挿通孔(21)内には素材(1)の加工予定部(2)が挿通配置され、挿通孔(21)内で加工予定部(2)を軸方向に移動自在に且つ座屈阻止状態に保持するものとなされている。この挿通孔(21)は、ガイド(20)をその軸方向に貫通して設けられている。 The guide (20) has an insertion hole (21) having a circular cross section extending in the axial direction thereof. In the insertion hole (21), the planned processing portion (2) of the material (1) is inserted and disposed, and the planned processing portion (2) is movable in the axial direction in the insertion hole (21) and is prevented from buckling. It is supposed to hold on. The insertion hole (21) is provided through the guide (20) in the axial direction.
また、このガイド(20)は、パンチの移動方向(35)とは反対方向(25)に移動可能なものである(図4参照)。 The guide (20) is movable in the direction (25) opposite to the punch moving direction (35) (see FIG. 4).
また、ガイド(20)の先端部(20a)の挿通孔(21)開口縁部には面取り加工が施されており、そのため、該縁部の断面形状が丸く形成されている。(21a)は、該縁部に形成された面取り加工部である。 Further, the edge of the insertion hole (21) at the tip (20a) of the guide (20) is chamfered, so that the cross-sectional shape of the edge is rounded. (21a) is a chamfered portion formed on the edge.
パンチ(30)は、素材(1)の加工予定部(2)を軸方向に加圧するためのものである。このパンチ(30)の先端部は、素材(1)の軸方向端部(即ち加工予定部(2))の断面形状に対応した断面形状に形成されており、即ちパンチ(30)の先端部の断面形状は円環状である。 The punch (30) is for pressing the planned processing portion (2) of the material (1) in the axial direction. The tip of the punch (30) has a cross-sectional shape corresponding to the cross-sectional shape of the axial end of the material (1) (that is, the planned processing portion (2)), that is, the tip of the punch (30). The cross-sectional shape is an annular shape.
さらに、パンチ(30)の内部にはその軸方向に延びた空洞部が形成されるとともに、この空洞部内に軸方向に伸縮可能な伸縮装置(50)が配置されている。そして、図2に示すように、パンチ(30)に心金(40)がこの伸縮装置(50)を介してパンチ(30)の軸方向に延在する状態に連結されている。 Further, a hollow portion extending in the axial direction is formed inside the punch (30), and an expansion / contraction device (50) capable of expanding and contracting in the axial direction is disposed in the hollow portion. As shown in FIG. 2, the mandrel (40) is connected to the punch (30) via the telescopic device (50) so as to extend in the axial direction of the punch (30).
伸縮装置(50)は、本実施形態では油圧やガス圧等の流体圧で作動する流体圧シリンダ(51)からなる。そして、この流体圧シリンダ(51)の伸縮ロッド(51a)の先端部に心金(40)が固着されている。 In this embodiment, the telescopic device (50) includes a fluid pressure cylinder (51) that operates with fluid pressure such as oil pressure or gas pressure. A mandrel (40) is fixed to the tip of the telescopic rod (51a) of the fluid pressure cylinder (51).
パンチ駆動装置(70)は、パンチ(30)を素材(1)の軸方向に移動させ、該パンチ(30)に素材(1)の加工予定部(2)を加圧するための加圧力を付与するためのものである。このパンチ駆動装置(70)はパンチ(30)に接続されており、流体圧(油圧、ガス圧)等によってパンチ(30)に駆動力を付与するものとなされている。また、このパンチ駆動装置(70)は、ターゲットとする形状(設計形状)が決定すると、パンチの速度を一定にすることが可能であるため、速度を制御する装置は必要としないが、加圧速度を制御する制御装置を付与することによりアップセット形状(膨出部の形状)を任意に変化させることも可能となる。 The punch driving device (70) moves the punch (30) in the axial direction of the material (1), and applies a pressing force to the punch (30) to press the planned processing portion (2) of the material (1). Is to do. The punch driving device (70) is connected to the punch (30), and applies a driving force to the punch (30) by fluid pressure (hydraulic pressure, gas pressure) or the like. In addition, since this punch drive device (70) can keep the punch speed constant once the target shape (design shape) is determined, no device for controlling the speed is required. By providing a control device for controlling the speed, it is possible to arbitrarily change the upset shape (the shape of the bulging portion).
ガイド駆動装置(60)は、ガイド(20)をパンチの移動方向(35)(即ち、パンチ(30)による素材加工予定部(2)への加圧方向)とは反対方向(25)に移動させるものである(図4参照)。このガイド駆動装置(60)はガイド(20)に接続されており、流体圧(油圧、ガス圧)、電気モータ、バネ等によってガイド(20)に駆動力を付与するものとなされている。また、このガイド駆動装置(60)は、ターゲットとする形状(設計形状)が決定すると、ガイドの移動を一定にすることが可能であるため、速度を制御する装置は必要としないが、速度を制御する制御装置を付与することによりアップセット形状(膨出部の形状)を任意に変化させることも可能となる。 The guide driving device (60) moves the guide (20) in the direction (25) opposite to the punch moving direction (35) (that is, the pressing direction to the material processing scheduled portion (2) by the punch (30)). (See FIG. 4). The guide driving device (60) is connected to the guide (20), and applies a driving force to the guide (20) by fluid pressure (hydraulic pressure, gas pressure), an electric motor, a spring or the like. In addition, since the guide drive device (60) can make the movement of the guide constant when the target shape (design shape) is determined, a device for controlling the speed is not necessary. It is also possible to arbitrarily change the upset shape (the shape of the bulging portion) by providing a control device to be controlled.
次に、上記第1実施形態の据え込み加工装置(1A)を用いた据え込み加工方法を以下に説明する。 Next, an upsetting method using the upsetting apparatus (1A) of the first embodiment will be described below.
まず、図2に示すように、拘束ダイ(10)の拘束孔(11)内に素材(1)の非加工予定部(3)を挿入配置する。これにより、素材(1)の加工予定部(2)が拘束ダイ(10)の成形凹部(12)内に配置される。この状態において、素材(1)の非加工予定部(3)の外周面は拘束孔(11)の周面で拘束されている。 First, as shown in FIG. 2, the non-processed portion (3) of the material (1) is inserted and disposed in the restraining hole (11) of the restraining die (10). Thereby, the process planned part (2) of the raw material (1) is arranged in the molding recessed part (12) of the constraining die (10). In this state, the outer peripheral surface of the non-processed portion (3) of the material (1) is constrained by the peripheral surface of the constraining hole (11).
次いで、パンチ(30)に心金(40)が伸縮装置(50)としての流体圧シリンダ(51)を介して連結された状態のままで、心金(40)を素材(1)の加工予定部(2)及び非加工予定部(3)の中空部(2a)(3a)内に挿入配置する[心金(40)のセット作業]。この操作により、図1及び図3に示すように、パンチ(30)が素材(1)の軸方向端部側の初期位置に配置される[パンチ(30)のセット作業]。この状態において、素材(1)の加工予定部(2)及び非加工予定部(3)の内周面は心金(40)の周面で拘束されている。 Next, the mandrel (40) is to be processed into the material (1) while the mandrel (40) is connected to the punch (30) via the fluid pressure cylinder (51) as the expansion device (50). Inserting and placing in the hollow portions (2a) and (3a) of the portion (2) and the non-processed portion (3) [set operation of the mandrel (40)]. By this operation, as shown in FIGS. 1 and 3, the punch (30) is arranged at the initial position on the axial end side of the material (1) [setting operation of the punch (30)]. In this state, the inner peripheral surfaces of the planned processing portion (2) and the non-processing planned portion (3) of the material (1) are constrained by the peripheral surface of the mandrel (40).
さらに、ガイド(20)の挿通孔(21)内に素材(1)の加工予定部(2)を挿入配置する。これにより、素材(1)の加工予定部(2)の外周面がガイド(20)の挿通孔(21)の周面で拘束される。 Further, the processing planned portion (2) of the material (1) is inserted and arranged in the insertion hole (21) of the guide (20). Thereby, the outer peripheral surface of the processing scheduled part (2) of the material (1) is restrained by the peripheral surface of the insertion hole (21) of the guide (20).
さらに、図3に示すように、ガイド(20)の先端部(20a)と成形凹部(12)の底部(12a)との間に初期クリアランスXを設ける。この初期クリアランスXの間隔は、パンチ(30)の移動(即ち、パンチ(30)の素材加工予定部(2)への加圧)を開始する前の状態においてガイド(20)の先端部(20a)と成形凹部(12)の底部(12a)との間に露出する素材(1)の加工予定部(2)の露出部の断面積での座屈限界長さ(X0)以下(好ましくは座屈限界長さ(X0)未満)に設定されている。なお本発明では、座屈限界長さは、パンチ加圧力における座屈限界長さをいう。Further, as shown in FIG. 3, an initial clearance X is provided between the tip (20a) of the guide (20) and the bottom (12a) of the molding recess (12). The interval of the initial clearance X is such that the tip (20a) of the guide (20) is in a state before the movement of the punch (30) (that is, pressurization of the punch (30) to the material processing scheduled portion (2)) is started. ) And the bottom part (12a) of the molding recess (12), the buckling limit length (X 0 ) or less (preferably in the cross-sectional area of the exposed part (2) of the material (1) to be processed) (preferably The buckling limit length (less than X 0 ) is set. In the present invention, the buckling limit length refers to the buckling limit length in the punch pressing force.
次いで、図4に示すように、パンチ駆動装置(70)を作動させることでパンチ(30)を移動させ、素材(1)の加工予定部(2)をパンチ(30)で軸方向に加圧しながら、ガイド駆動装置(60)を作動させることでガイド(20)をパンチの移動方向(35)とは反対方向(25)に移動させる。これにより、ガイド(20)の先端部(20a)と成形凹部(12)の底部(12a)との間に露出する素材(1)の加工予定部(2)が成形凹部(12)内で肉厚が増加するように外側に膨出する。さらに、パンチ(30)の移動に伴い流体圧シリンダ(51)のロッド(51a)を短縮させ、心金(40)の軸方向における位置ずれを防止する。 Next, as shown in FIG. 4, the punch drive device (70) is operated to move the punch (30), and the processing target portion (2) of the material (1) is pressed in the axial direction by the punch (30). However, by operating the guide driving device (60), the guide (20) is moved in the direction (25) opposite to the moving direction (35) of the punch. As a result, the processing target portion (2) of the material (1) exposed between the tip portion (20a) of the guide (20) and the bottom portion (12a) of the molding recess (12) is formed in the molding recess (12). It bulges outward to increase the thickness. Further, as the punch (30) moves, the rod (51a) of the fluid pressure cylinder (51) is shortened to prevent the axial displacement of the mandrel (40).
ここで、パンチ(30)の移動開始時からガイド(20)の移動開始時までの間にタイムラグt0を設けるこのが望ましい。すなわち、パンチ(30)による素材(1)の加工予定部(2)の加圧を開始する場合には、まずガイド(20)の位置を初期位置に固定しておいてから、パンチ(30)を移動させ、素材(1)の加工予定部(2)をパンチ(30)で軸方向に加圧する。そして、タイムラグt0の経過後、継続してパンチ(30)で素材(1)の加工予定部(2)を加圧しながら、ガイド(20)をパンチの移動方向(35)とは反対方向(25)に移動させる。このとき、ガイド(20)の移動速度は、ガイド(20)の先端部(20a)と成形凹部(12)の底部(12a)との間に露出する素材(1)の加工予定部(2)の露出部の断面積での座屈限界長さ以下になるようにガイド駆動装置(60)の制御装置により制御する。また、加工条件が決定している場合は設計量の一定速度が得られるシリンダや機械カムを使用することが可能である。Here, it is desirable to provide a time lag t 0 between the start of movement of the punch (30) and the start of movement of the guide (20). That is, when starting pressurization of the planned processing portion (2) of the material (1) by the punch (30), the position of the guide (20) is first fixed to the initial position, and then the punch (30) Is moved, and the planned processing portion (2) of the material (1) is pressurized in the axial direction by the punch (30). After the lapse of time lag t 0 , the guide (20) is moved in the direction opposite to the punch moving direction (35) while the punch (30) is continuously pressed against the planned processing portion (2) of the material (1) ( Move to 25). At this time, the moving speed of the guide (20) is such that the material (1) to be processed (2) exposed between the tip (20a) of the guide (20) and the bottom (12a) of the molding recess (12). It is controlled by the control device of the guide drive device (60) so as to be equal to or less than the buckling limit length in the cross-sectional area of the exposed portion. In addition, when the machining conditions are determined, it is possible to use a cylinder or a mechanical cam that can obtain a constant speed of the design amount.
パンチ(30)及びガイド(20)の移動に伴い、素材(1)の加工予定部(2)が成形凹部(12)内で肉厚が増加するように外側に徐々に膨出し、該加工予定部(2)の材料が成形凹部(12)内に圧入され充満されていく。 Along with the movement of the punch (30) and the guide (20), the planned processing part (2) of the material (1) gradually bulges outward so that the thickness increases in the molding concave part (12), and the processing is scheduled. The material of the portion (2) is press-fitted into the molding recess (12) and is filled.
そして、図5に示すように、パンチ(30)の先端部が、膨出部(4)の設計体積から求められるパンチ(30)の先端部の成形凹部(12)底部(12a)に対する停止位置XPに到達したとき、パンチ(30)の移動を停止し、またガイド(20)の先端部(20a)が、設計で定めたガイド(20)の先端部(20a)の成形凹部(12a)底部(12a)に対する停止位置Xgに到達したとき、ガイド(20)の移動を停止する。このとき、素材(1)の加工予定部(2)の材料は成形凹部(12)内に完全に充満されて、該加工予定部(2)が設計形状に膨出されている。And as shown in FIG. 5, the front-end | tip part of a punch (30) is a stop position with respect to the shaping | molding recessed part (12) bottom part (12a) of the front-end | tip part of the punch (30) calculated | required from the design volume of a bulging part (4). When XP is reached, the movement of the punch (30) is stopped, and the tip (20a) of the guide (20) is formed in the molding recess (12a) of the tip (20a) of the guide (20) determined by the design. upon reaching the stop position X g for bottom (12a), to stop the movement of the guide (20). At this time, the material of the planned processing portion (2) of the raw material (1) is completely filled in the molding recessed portion (12), and the processing planned portion (2) is bulged into the design shape.
以上の手順により、素材(1)の加工予定部(2)についての増肉加工が終了する。 With the above procedure, the process of increasing the thickness of the planned processing portion (2) of the material (1) is completed.
次いで、心金(40)を素材(1)の加工予定部(2)及び非加工予定部(3)の中空部(2a)(3a)内から抜出するため、パンチ(30)を素材(1)の軸方向端部の位置から素材(1)の軸方向外側に移動させる。これにより、パンチ(30)が素材(1)の軸方向端部の位置から取り外されるとともに、心金(40)が抜出される[心金(40)の抜出作業及びパンチ(30)の取り外し作業]。そして、据え込み加工品(6A)を拘束ダイ(10)の拘束孔(11)内から抜出する。 Next, the punch (30) is pulled out from the hollow portion (2a) (3a) of the planned processing portion (2) of the material (1) and the non-processing planned portion (3) of the core (40). The material (1) is moved outward in the axial direction from the position of the axial end of 1). As a result, the punch (30) is removed from the position of the axial end of the material (1) and the mandrel (40) is withdrawn [the mandrel (40) is removed and the punch (30) is removed. work]. Then, the upsetting product (6A) is extracted from the restraining hole (11) of the restraining die (10).
上記第1実施形態では、パンチ(30)の先端部の成形凹部(12)底部(12a)に対する停止位置XPと、ガイド(20)の先端部(20a)の成形凹部(12)底部(12a)に対する停止位置Xgとは一致している。なお本発明では、XPとXgとは一致していなくても良い。In the first embodiment, the molding recess (12) of the tip portion of the punch (30) and the stop position X P for the bottom (12a), the guide forming the recess (12) the bottom of the distal end portion of (20) (20a) (12a ) With the stop position Xg . In the present invention, it may not coincide with the X P and X g.
而して、上記第1実施形態の据え込み加工方法では、パンチ(30)で素材(1)の加工予定部(2)を加圧する際には、素材(1)の加工予定部(2)及び非加工予定部(3)の内周面が心金(40)の周面で拘束され、且つ非加工予定部(3)の外周面が拘束ダイ(10)の拘束孔(11)の周面で拘束されているので、素材(1)の非加工予定部(3)の内側及び外側への座屈が防止され、且つ加工予定部(2)の内側への座屈が防止されている。さらに、素材(1)の加工予定部(2)がガイド(20)の挿通孔(21)内に配置されることで、加工予定部(2)の外周面が挿通孔(21)の周面で拘束され、これにより、加工予定部(2)の外側への座屈が防止されている。この状態で、素材(1)の加工予定部(2)をパンチ(30)で軸方向に加圧しながら、ガイド(20)をパンチの移動方向(35)とは反対方向(25)に移動させることにより、ガイド(20)の先端部(20a)と成形凹部(12)の底部(12a)との間に露出する素材(1)の加工予定部(2)が成形凹部(12)内で肉厚が増加するように外側に確実に且つ良好に膨出するようになる。その結果、高品質の筒状据え込み加工品(6A)を得ることができる。 Thus, in the upsetting method of the first embodiment, when pressing the planned processing portion (2) of the material (1) with the punch (30), the planned processing portion (2) of the material (1). The inner peripheral surface of the non-scheduled part (3) is restrained by the peripheral surface of the mandrel (40), and the outer peripheral surface of the non-scheduled part (3) is the periphery of the restraint hole (11) of the restraining die (10). Since it is constrained by the surface, buckling to the inside and outside of the non-processed portion (3) of the material (1) is prevented, and buckling to the inside of the processing portion (2) is prevented. . Furthermore, the processing target portion (2) of the material (1) is disposed in the insertion hole (21) of the guide (20), so that the outer peripheral surface of the processing target portion (2) is the peripheral surface of the insertion hole (21). Thus, buckling to the outside of the planned processing portion (2) is prevented. In this state, the guide (20) is moved in a direction (25) opposite to the punch moving direction (35) while the punch (30) is pressed in the axial direction on the planned processing portion (2) of the material (1). As a result, the processing target portion (2) of the material (1) exposed between the tip portion (20a) of the guide (20) and the bottom portion (12a) of the molding recess (12) is formed in the molding recess (12). As the thickness increases, it will bulge out reliably and well to the outside. As a result, a high-quality cylindrical upsetting product (6A) can be obtained.
この据え込み加工品(6A)は、上述したように、例えば、ブッシュ用カラー部材の一部を製作するためのプリフォームとして、又は車両用アームの軸部材の一部を製作するためのプリフォームとして、あるいは筒状の軸部の端部にネジ孔が設けられる部材を製作するためのプリフォームとして用いられるものである。さらに、この据え込み加工品(6A)は、筒状の軸部の端部に他の部材が摩擦撹拌接合により接合一体化される部材、即ち摩擦撹拌接合用被接合部材として用いられ、これを具体的に例示すると上述した車両用アームの軸部材を製作するためのプリフォームとして用いられる。 As described above, this upsetting product (6A) is, for example, a preform for producing a part of a collar member for a bush or a preform for producing a part of a shaft member of a vehicle arm. Or as a preform for manufacturing a member provided with a screw hole at an end of a cylindrical shaft portion. Furthermore, this upsetting product (6A) is used as a member in which another member is joined and integrated to the end of the cylindrical shaft portion by friction stir welding, that is, a member to be joined for friction stir welding. Specifically, it is used as a preform for producing the above-described vehicle arm shaft member.
ここで、この筒状据え込み加工品(6A)のような、所定部位に肉厚が増加するように外側に膨出した膨出部(4)が形成された筒状据え込み加工品を得るために、従来では、主にハイドロフォーム法や熱間バルジ法によって加工が行われており、高価で大掛かりな設備が必要であった。また、ハイドロフォーム法や熱間バルジ法は、大型の製品を得るための加工法として主に用いられており、小型の製品を得るための加工としては、従来では切削加工等の機械加工が用いられていた。しかるに、上記実施形態の据え込み加工方法によれば、加工に際して大きな成形圧力を必要としないので、加工装置の簡素化を図ることができる。さらに、パンチ(30)やガイド(20)を高速油圧シリンダや機械カムと組み合わせてダイセットとし、これを機械プレス機に設置することにより、従来法と比較し、飛躍的にタクトタイムを向上させることが可能となる。さらに、機械加工と比較して大幅な歩留まりの向上も達成することができ、もって大幅なコストダウン効果を得ることが可能となる。 Here, such a cylindrical upsetting product (6A) is obtained that has a bulging portion (4) that bulges outward so as to increase the thickness at a predetermined site. For this reason, conventionally, processing is mainly performed by a hydroform method or a hot bulge method, and expensive and large-scale equipment is required. The hydroforming method and the hot bulge method are mainly used as processing methods for obtaining large products. Conventionally, machining such as cutting has been used as processing for obtaining small products. It was done. However, according to the upsetting method of the above embodiment, since a large molding pressure is not required for processing, the processing apparatus can be simplified. In addition, the punch (30) and guide (20) are combined with a high-speed hydraulic cylinder and a mechanical cam to form a die set, which is installed in a mechanical press to dramatically improve the tact time compared to the conventional method. It becomes possible. Furthermore, a significant improvement in yield can be achieved as compared with machining, and a significant cost reduction effect can be obtained.
さらに、本実施形態では、ガイド(20)をガイド駆動装置(60)の駆動力によって移動させるので、ガイド(20)を確実に移動させることができる。 Furthermore, in this embodiment, since the guide (20) is moved by the driving force of the guide drive device (60), the guide (20) can be moved reliably.
さらに、パンチ(30)の先端部が素材(1)の軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されているので、素材(1)の加工予定部(2)をパンチ(30)で確実に加圧することができる。 Furthermore, since the tip of the punch (30) is formed in a cross-sectional shape corresponding to the cross-sectional shape of the axial end of the material (1), the processing target portion (2) of the material (1) is removed from the punch (30). Can be reliably pressurized.
さらに、パンチ(30)に心金(40)がパンチ(30)の軸方向に延在する状態に連結されているので、心金(40)を素材(1)の加工予定部(2)及び非加工予定部(3)の中空部(2a)(3a)内に配置する、心金(40)のセット作業と、パンチ(30)で素材(1)の加工予定部(2)を加圧するためにパンチ(30)を素材(1)の軸方向端部側に配置する、パンチ(30)のセット作業とを同時に行うことができ、もって据え込み加工の作業能率を向上させることができる。 Further, since the mandrel (40) is connected to the punch (30) so as to extend in the axial direction of the punch (30), the mandrel (40) is connected to the processing scheduled portion (2) of the material (1) and Place the mandrel (40) in the hollow part (2a) (3a) of the non-scheduled part (3) and pressurize the planned part (2) of the material (1) with the punch (30). Therefore, the punch (30) can be set at the same time as the punch (30), and the work efficiency of the upsetting process can be improved.
さらに、加工終了後において、心金(40)を素材(1)の加工予定部(2)及び非加工予定部(3)の中空部(2a)(3a)内から抜出する、心金(40)の抜出作業と、パンチ(30)を素材(1)の軸方向端部の位置から取り外す、パンチ(30)の取り外し作業とを同時に行うことができ、もって据え込み加工の作業能率を更に向上させることができる。 Furthermore, after the processing is finished, the mandrel (40) is extracted from the inside of the hollow portion (2a) (3a) of the planned processing portion (2) of the material (1) and the non-processing planned portion (3) ( 40), the punch (30) can be removed from the position of the axial end of the material (1), and the punch (30) can be removed at the same time. Further improvement can be achieved.
さらに、パンチ(30)に心金(40)が軸方向に伸縮可能な伸縮装置(50)を介して連結されており、パンチ(30)の移動に伴い伸縮装置(50)を短縮させているので、パンチ(30)の移動や素材(1)の加工予定部(2)の膨出に伴って心金(40)の位置がずれる不具合を確実に防止することができる。 Further, the mandrel (40) is connected to the punch (30) via an expansion / contraction device (50) that can extend and contract in the axial direction, and the expansion / contraction device (50) is shortened as the punch (30) moves. Therefore, it is possible to reliably prevent a problem that the position of the mandrel (40) is shifted due to the movement of the punch (30) and the swell of the processing target portion (2) of the material (1).
さらに、伸縮装置(50)として流体圧シリンダ(51)が用いられているので、そのような不具合を確実に防止することができる。 Furthermore, since the fluid pressure cylinder (51) is used as the telescopic device (50), it is possible to reliably prevent such a problem.
さらに、ガイド(20)の先端部(20a)の挿通孔(21)開口縁部に面取り加工(その面取り加工部(21a))が施されているので、加工時においてガイド(20)の先端部(20a)に素材(1)の加工予定部(2)の材料の背圧が効果的に作用するようになる。その結果、ガイド(20)を移動させるのに要するガイド駆動装置(60)の駆動力を減少させることができ、もってガイド駆動装置(60)の小型化を図り得る。 Furthermore, since the chamfering process (the chamfered part (21a)) is applied to the edge of the insertion hole (21) of the tip part (20a) of the guide (20), the tip part of the guide (20) during processing The back pressure of the material of the planned processing portion (2) of the material (1) effectively acts on (20a). As a result, the driving force of the guide drive device (60) required to move the guide (20) can be reduced, and the guide drive device (60) can be downsized.
次に、本実施形態の据え込み加工方法における好ましい加工条件について以下に説明する。 Next, preferable processing conditions in the upsetting method of the present embodiment will be described below.
パンチ(30)の移動開始時からの平均移動速度をP
ガイド(20)の移動開始時からの平均移動速度をG、
据え込み加工前の素材(1)の加工予定部(2)の断面積での座屈限界長さをX0、
ガイド(20)の先端部(20a)と成形凹部(12)の底部(12a)との間の初期クリアランスをX(但し、0≦X≦X0)、
膨出部(4)に必要な据え込み加工前の素材(1)の長さをL0、
膨出部(4)の設計体積から求められるパンチ(30)の先端部の成形凹部(12)底部(12a)に対する停止位置をXP、
設計で定めたガイド(20)の先端部(20a)の成形凹部(12)底部(12a)に対する停止位置をXg、
パンチ(30)の移動開始時からガイド(20)の移動開始時までのタイムラグをt0(但し、0≦t0)、
とする。P is the average moving speed from the start of punch (30) movement.
G, the average movement speed from the start of movement of the guide (20)
The buckling limit length at the cross-sectional area of the planned processing part (2) of the material (1) before upsetting is X 0 ,
The initial clearance between the tip (20a) of the guide (20) and the bottom (12a) of the molding recess (12) is X (where 0 ≦ X ≦ X 0 ),
The length of the material (1) before upsetting necessary for the bulging portion (4) is L 0 ,
The stop position of the tip portion of the punch (30) obtained from the design volume of the bulge portion (4) with respect to the molding recess (12) bottom portion (12a) is expressed as XP ,
The stop position of the tip (20a) of the guide (20) determined by the design with respect to the molding recess (12) bottom (12a) is X g ,
The time lag from the start of movement of the punch (30) to the start of movement of the guide (20) is t 0 (where 0 ≦ t 0 ),
And
この据え込み加工方法では、Gは次式(i)を満足していることが望ましい。 In this upsetting method, it is desirable that G satisfies the following formula (i).
G=(Xg−X)P/(L0−XP−Pt0) …(i)G = (X g −X) P / (L 0 −X P −Pt 0 ) (i)
Gが上記式(i)を満足することにより、素材(1)の加工予定部(2)を確実に設計形状に形成することができる。 When G satisfies the above formula (i), the planned processing portion (2) of the material (1) can be reliably formed into a designed shape.
Gについて上記式(i)を設定した理由について以下に説明する。 The reason why the above formula (i) is set for G will be described below.
パンチ(30)の移動開始時から据え込み加工終了までの時間(即ち据え込み加工時間)をtとすると、据え込み加工終了時tにおけるパンチ(30)の先端部と成形凹部(12)の底部(12a)との間の距離、即ち、パンチ(30)の先端部の成形凹部(12)底部(12a)に対する位置XPは、次式(i-a)で与えられる。When the time from the start of the movement of the punch (30) to the end of the upsetting process (that is, the upsetting process time) is t, the tip of the punch (30) and the bottom of the molding recess (12) at the end of the upsetting process t. the distance between (12a), i.e., the position X P for forming the recess (12) the bottom of the tip portion of the punch (30) (12a) is given by the following formula (ia).
L0−Pt=XP …(i-a)
∴t=(L0−XP)/P …(i-b)L 0 −Pt = X P (ia)
∴t = (L 0 −X P ) / P (ib)
また、据え込み加工終了時tにおけるガイド(20)の先端部(20a)と成形凹部(12)の底部(12a)との間の距離、即ち、ガイド(20)の先端部(20a)の成形凹部(12)底部(12a)に対する位置XPは、次式(i-c)で与えられる。Further, the distance between the tip (20a) of the guide (20) and the bottom (12a) of the molding recess (12) at the end of the upsetting t, that is, molding of the tip (20a) of the guide (20). position X P for the recess (12) bottom (12a) is given by the following equation (ics).
X+G(t−t0)=Xg …(i-c)X + G (t−t 0 ) = X g (ic)
上記式(i-b)を(i-c)に代入してGについて整理することにより、上記式(i)が導出される。 The above formula (i) is derived by substituting the above formula (i-b) into (i-c) and rearranging with respect to G.
ここで、上記第1実施形態では、据え込み加工時において、ガイド(20)はガイド駆動装置(60)の駆動力によって移動されるが、本発明では、必ずしもガイド(20)はそのような駆動力によって移動されることを要しない。すなわち、本発明では、ガイド(20)を、素材(1)の加工予定部(2)の材料の成形凹部(12)内への圧入によりガイド(20)に作用する押し戻し力によって移動させても良い。この場合には、ガイド駆動装置(60)を必ずしも用いなくてもガイド(20)を移動させることができ、もって据え込み加工装置(1A)の簡素化を図ることができる。 Here, in the first embodiment, at the time of upsetting, the guide (20) is moved by the driving force of the guide driving device (60). However, in the present invention, the guide (20) is not necessarily driven as such. It does not need to be moved by force. That is, in the present invention, the guide (20) may be moved by a push-back force that acts on the guide (20) by press-fitting the material (1) into the molding recess (12) of the material (1). good. In this case, the guide (20) can be moved without necessarily using the guide driving device (60), so that the upsetting apparatus (1A) can be simplified.
図7〜図11は、本発明の第2実施形態に係る筒状素材の据え込み加工装置を用いた据え込み加工方法を説明するための概略図である。 7 to 11 are schematic views for explaining an upsetting method using the upsetting apparatus for a cylindrical material according to the second embodiment of the present invention.
図7において、(1B)は第2実施形態に係る据え込み加工装置、(1)は筒状素材である。また、図11において、(6B)は、据え込み加工装置(1B)により製造された筒状の据え込み加工品である。この据え込み加工品(1B)は、例えば、車両用のブッシュの中心部に装着される円筒状カラー部材を製作するためのプリフォームとして、又は車両用アームの軸部材を製作するためのプリフォームとして、あるいは筒状の軸部の両端部にそれぞれネジ孔が設けられる部材を製作するためのプリフォームとして用いられるものである。あるいは、筒状の軸部の端部に他の部材が摩擦撹拌接合により接合一体化される部材、即ち摩擦撹拌接合用筒状被接合部材として用いられるものである。換言すると、この据え込み加工装置(1B)は、例えば、ブッシュのカラー部材用プリフォームの製造装置、車両のアームの軸部材用プリフォームの製造装置、又は摩擦撹拌接合用被接合部材の製造装置であるもといえる。なお(5)は、素材(1)の非加工予定部(3)からなる据え込み加工品(6B)の軸部、(4)は軸部(5)の両端部にそれぞれ形成された膨出部である。この各膨出部(4)は、素材(1)の外側に肉厚が増加するように膨出している。 In FIG. 7, (1B) is an upsetting apparatus according to the second embodiment, and (1) is a cylindrical material. Further, in FIG. 11, (6B) is a cylindrical upsetting product manufactured by the upsetting apparatus (1B). This upsetting product (1B) is, for example, a preform for producing a cylindrical collar member to be mounted at the center of a vehicle bush or a preform for producing a shaft member of a vehicle arm. Or as a preform for manufacturing a member provided with screw holes at both ends of a cylindrical shaft portion. Alternatively, it is used as a member in which another member is joined and integrated to the end portion of the cylindrical shaft portion by friction stir welding, that is, a cylindrical member to be joined for friction stir welding. In other words, the upsetting apparatus (1B) is, for example, a bush color member preform manufacturing apparatus, a vehicle arm shaft member preform manufacturing apparatus, or a friction stir welding bonded member manufacturing apparatus. It can be said that. (5) is the shaft portion of the upsetting product (6B) made of the non-processed portion (3) of the material (1), and (4) is the bulge formed at both ends of the shaft portion (5). Part. Each bulging portion (4) bulges so that the thickness increases outside the material (1).
本第2実施形態の据え込み加工装置(1B)の構成について上記第1実施形態のもの(1A)との相異を中心に以下に説明する。 The configuration of the upsetting apparatus (1B) of the second embodiment will be described below with a focus on the difference from that of the first embodiment (1A).
素材(1)は、図7及び図8に示すように、上記第1実施形態の素材と同じく、真直な円筒状のものであり、詳述すると真直な丸パイプ状のものである。 As shown in FIGS. 7 and 8, the material (1) is a straight cylindrical shape like the material of the first embodiment, and more specifically a straight round pipe shape.
この素材(1)では、素材(1)の軸方向中間部が非加工予定部(3)に対応しており、素材(1)の軸方向両側部、詳述すると素材(1)の軸方向両端部がそれぞれ加工予定部(2)(2)に対応している。そして、素材(1)の各加工予定部(2)(2)がそれぞれ設計形状に増肉加工されることにより、素材(1)(軸部(5))の両端部にそれぞれ肉厚が増加するように外側に膨出した膨出部(4)(4)が形成される。 In this material (1), the intermediate portion in the axial direction of the material (1) corresponds to the non-scheduled portion (3), and both sides in the axial direction of the material (1), more specifically, the axial direction of the material (1). Both end portions correspond to the planned processing portions (2) and (2), respectively. And each thickness increase processing is carried out to the both ends of raw material (1) (shaft part (5)) by each thickness increasing process of each process part (2) (2) of raw material (1) to a design shape, respectively. Thus, the bulging portions (4) and (4) bulging outward are formed.
据え込み加工装置(1B)は、素材(1)の軸方向両側部の加工予定部(2)(2)をそれぞれ肉厚が増加するように外側に膨出させるためのものである。この据え込み加工装置(1B)は、心金(40)と、拘束ダイ(10)と、2個の成形凹部(12)(12)と、2個のガイド(20)(20)と、2個のパンチ(30)(30)と、2個のガイド駆動装置(60)(60)と、2個のパンチ駆動装置(70)(70)とを備えている。 The upsetting apparatus (1B) is for bulging out the planned processing parts (2) and (2) on both sides in the axial direction of the material (1) so that the thickness increases. The upsetting apparatus (1B) includes a mandrel (40), a constraining die (10), two molding recesses (12) (12), two guides (20) (20), 2 One punch (30) (30), two guide driving devices (60) (60), and two punch driving devices (70) (70) are provided.
心金(40)は、断面円形状の真直な棒状のものであり、素材(1)の両加工予定部(2)(2)及び非加工予定部(3)の中空部(2a)(2a)(3a)内に挿入配置され、両加工予定部(2)(2)及び非加工予定部(3)の内周面を心金(40)の周面で座屈阻止状態に拘束するものである。この心金(40)の径はその軸方向に一定に設定されている。 The mandrel (40) is a straight rod having a circular cross section, and the hollow portions (2a) (2a) of both the planned processing portions (2) (2) and the non-processing planned portion (3) of the material (1). ) Inserted and placed in (3a) to constrain the inner peripheral surfaces of both planned processing parts (2), (2) and non-processed planned parts (3) in a buckling-prevented state with the peripheral surface of the mandrel (40) It is. The diameter of the mandrel (40) is set constant in the axial direction.
さらに、この心金(40)はその軸方向中間部で均等に2分割されており、即ち2個の心金半片部(40a)(40a)から構成されている。2個の心金半片部(40a)(40a)の長さは互いに同一長さに設定されている。 Further, the mandrel (40) is equally divided into two at its axially intermediate portion, that is, composed of two mandrel halves (40a) (40a). The lengths of the two mandrel half pieces (40a) and (40a) are set to the same length.
拘束ダイ(10)は、その軸方向に延びた拘束孔(11)を有している。この拘束孔(11)内には、素材(1)の非加工予定部(3)が挿入配置され、該非加工予定部(3)の外周面を拘束孔(11)の周面で座屈阻止状態に拘束するものとなされている。この拘束孔(11)は、拘束ダイ(11)をその軸方向に貫通して設けられている。 The restraining die (10) has a restraining hole (11) extending in the axial direction thereof. The non-processed portion (3) of the material (1) is inserted and disposed in the restraint hole (11), and the outer peripheral surface of the non-processed portion (3) is prevented from buckling by the peripheral surface of the restraint hole (11). It is supposed to be bound to the state. The restraint hole (11) is provided through the restraint die (11) in the axial direction.
各成形凹部(12)は、拘束ダイ(10)の軸方向両側部(詳述すると両端部)にそれぞれ拘束孔(11)に連続して設けられている。 Each shaping | molding recessed part (12) is continuously provided by the restraint hole (11) in the axial direction both sides (detailed both ends) of the restraint die | dye (10), respectively.
各ガイド(20)は、その軸方向に延びた挿通孔(21)を有している。この各挿通孔(21)内には、それぞれ素材(1)の対応する加工予定部(2)が挿通配置され、挿通孔(21)内で対応する加工予定部(2)を軸方向に移動自在に且つ座屈阻止状態に保持するものとなされている。この各挿通孔(21)は、ガイド(20)をその軸方向に貫通して設けられている。 Each guide (20) has an insertion hole (21) extending in its axial direction. In each of the insertion holes (21), a corresponding planned processing portion (2) of the material (1) is inserted and arranged, and the corresponding planned processing portion (2) in the insertion hole (21) is moved in the axial direction. It is configured to be freely held in a buckling prevention state. Each insertion hole (21) is provided through the guide (20) in the axial direction.
また、各ガイド(20)は、それぞれ対応するパンチの移動方向(35)とは反対方向(25)に移動可能なものである。 Each guide (20) is movable in a direction (25) opposite to the corresponding punch movement direction (35).
また、各ガイド(20)の先端部(20a)の挿通孔(21)開口縁部には、面取り加工が施されており、そのため、該縁部の断面形状が丸く形成されている。(21a)は、該縁部に形成された面取り加工部である。 Moreover, the chamfering process is given to the opening hole (21) opening edge part of the front-end | tip part (20a) of each guide (20), Therefore The cross-sectional shape of this edge part is formed roundly. (21a) is a chamfered portion formed on the edge.
各パンチ(30)は、それぞれ素材(1)の対応する加工予定部(2)を軸方向に加圧するためのものである。 Each punch (30) is for pressurizing the corresponding planned processing portion (2) of the material (1) in the axial direction.
さらに、各パンチ(30)の内部にはその軸方向に延びた空洞部が形成されるとともに、この空洞部内に軸方向に伸縮可能な伸縮装置(50)が配置されている。そして、各パンチ(30)に、対応する心金半片部(40a)がこの伸縮装置(50)を介してパンチ(30)の軸方向に延在する状態に連結されている。 Further, a hollow portion extending in the axial direction is formed inside each punch (30), and an expansion / contraction device (50) capable of expanding and contracting in the axial direction is disposed in the hollow portion. The corresponding mandrel half piece (40a) is connected to each punch (30) via the telescopic device (50) so as to extend in the axial direction of the punch (30).
伸縮装置(50)は、流体圧シリンダ(51)からなる。そして、この各流体圧シリンダ(51)の伸縮ロッド(51a)の先端部に対応する心金半片部(40a)が固着されている。 The telescopic device (50) includes a fluid pressure cylinder (51). And the mandrel half piece part (40a) corresponding to the front-end | tip part of the expansion-contraction rod (51a) of each fluid pressure cylinder (51) is adhering.
各パンチ駆動装置(70)は、各パンチ(30)をそれぞれ素材(1)の軸方向に移動させ、該パンチ(30)に素材(1)の対応する加工予定部(2)を加圧するための加圧力を付与するものである。各パンチ駆動装置(70)はそれぞれ対応するパンチ(30)に接続されている。 Each punch driving device (70) moves each punch (30) in the axial direction of the material (1), and presses the corresponding processing scheduled portion (2) of the material (1) to the punch (30). This pressure is applied. Each punch driving device (70) is connected to a corresponding punch (30).
各ガイド駆動装置(60)は、各ガイド(20)をそれぞれ対応するパンチの移動方向(35)とは反対方向(25)に移動させるためのものである。この各ガイド駆動装置(60)はそれぞれ対応するガイド(20)に接続されている。 Each guide drive device (60) is for moving each guide (20) in the direction (25) opposite to the corresponding punch movement direction (35). Each guide driving device (60) is connected to a corresponding guide (20).
次に、上記第2実施形態の据え込み加工装置(1B)を用いた据え込み加工方法を以下に説明する。 Next, an upsetting method using the upsetting apparatus (1B) of the second embodiment will be described below.
まず、図7及び図8に示すように、拘束ダイ(10)の拘束孔(11)内に素材(1)の非加工予定部(3)を挿入配置する。これにより、素材(1)の各加工予定部(2)がそれぞれ拘束ダイ(10)の対応する成形凹部(12)内に配置される。この状態において、素材(1)の非加工予定部(3)の外周面は拘束孔(11)の周面で拘束されている。 First, as shown in FIG.7 and FIG.8, the non-processed part (3) of a raw material (1) is inserted and arranged in the restraint hole (11) of a restraint die (10). Thereby, each process part (2) of a raw material (1) is arrange | positioned in the shaping | molding recessed part (12) to which a restraint die (10) respond | corresponds, respectively. In this state, the outer peripheral surface of the non-processed portion (3) of the material (1) is constrained by the peripheral surface of the constraining hole (11).
次いで、各パンチ(30)に心金半片部(40a)が伸縮装置(50)としての流体圧シリンダ(51)を介して連結された状態のままで、素材(1)の軸方向一端の開口から一方の心金半片部(40a)を素材(1)の一方の加工予定部(2)及び非加工予定部(3)の中空部(2a)(3a)内に挿入配置するとともに、素材(1)の軸方向他端の開口から他方の心金半片部(40a)を素材(1)の加工予定部(2)及び非加工予定部(3)の中空部(2a)(2a)(3a)内に挿入配置する[心金(40)のセット作業]。この操作により、各パンチ(30)が素材(1)の対応する軸方向端部側の初期位置に配置され[パンチ(30)のセット作業]、これと同時に、両心金半片部(40a)(40a)の先端部同士が素材(1)の非加工予定部(3)の中空部(3a)内で互いに当接する。この状態において、素材(1)の両加工予定部(2)(2)及び非加工予定部(3)の内周面は両心金半片部(40a)(40a)の周面で拘束されている。 Next, an opening at one end in the axial direction of the material (1) is left in a state in which the mandrel half piece (40a) is connected to each punch (30) via a fluid pressure cylinder (51) as an expansion device (50). To insert one of the metal half halves (40a) into the hollow portion (2a) (3a) of one of the planned processing portion (2) and non-processing planned portion (3) of the material (1) 1) From the opening at the other end in the axial direction, the other half of the mandrel (40a) is formed into the hollow portion (2a) (2a) (3a) of the planned processing portion (2) of the material (1) and the non-processing planned portion (3). ) Insert and place in [Set work of mandrel (40)]. By this operation, each punch (30) is arranged at the initial position on the corresponding axial end side of the material (1) [setting operation of the punch (30)], and at the same time, the double metal half halves (40a) The tip portions of (40a) abut each other in the hollow portion (3a) of the non-processed portion (3) of the material (1). In this state, the inner peripheral surfaces of both the planned processing portions (2) and (2) and the non-processing planned portion (3) of the material (1) are constrained by the peripheral surfaces of the double core metal half portions (40a) and (40a). Yes.
さらに、各ガイド(20)の挿通孔(21)内にそれぞれ対応する素材(1)の加工予定部(2)を挿入配置する。これにより、素材(1)の各加工予定部(2)の外周面がそれぞれ対応するガイド(20)の挿通孔(21)の周面で拘束される。 Furthermore, the processing planned portion (2) of the corresponding material (1) is inserted and arranged in the insertion hole (21) of each guide (20). Thereby, the outer peripheral surface of each process part (2) of a raw material (1) is restrained by the peripheral surface of the insertion hole (21) of a corresponding guide (20), respectively.
さらに、図8に示すように各ガイド(20)の先端部(20a)と、対応する成形凹部(12)の底部(12a)との間にそれぞれ初期クリアランスXを設ける。この各初期クリアランスXの間隔は、上記第1実施形態と同じく、各パンチ(30)の移動を開始する前の状態において各ガイド(20)の先端部(20a)と対応する成形凹部(12)の底部(12a)との間に露出する素材(1)の加工予定部(2)の露出部の断面積での座屈限界長さ(X0)以下に設定されている。Further, as shown in FIG. 8, an initial clearance X is provided between the tip (20a) of each guide (20) and the bottom (12a) of the corresponding molding recess (12). The intervals between the initial clearances X are the same as in the first embodiment described above, and the molding recesses (12) corresponding to the tips (20a) of the guides (20) in a state before the movement of the punches (30) is started. The buckling limit length (X 0 ) in the cross-sectional area of the exposed part of the material (1) to be processed (2) exposed between the bottom part (12a) of the material and the bottom part (12a) is set.
次いで、図9に示すように、両パンチ駆動装置(60)(60)を同時に作動させることで両パンチ(30)(30)を同時に移動させ、素材(1)の各加工予定部(2)をそれぞれ対応するパンチ(30)で軸方向に同時に加圧しながら、両ガイド駆動装置(70)(70)を同時に作動させることで各ガイド(20)をそれぞれ対応するパンチの移動方向(35)とは反対方向(25)に同時に移動させる。これにより、各ガイド(20)の先端部(20a)と対応する成形凹部(12)の底部(12a)との間に露出する素材(1)の加工予定部(2)が、対応する成形凹部(12)内で肉厚が増加するように外側に膨出する。さらに、各パンチ(30)の移動に伴い流体圧シリンダ(51)のロッド(51a)を短縮させ、心金半片部(40a)の軸方向における位置ずれを防止する。 Next, as shown in FIG. 9, both punch driving devices (60) and (60) are simultaneously operated to move both punches (30) and (30) at the same time. By simultaneously operating both guide driving devices (70) and (70) while simultaneously pressing in the axial direction with the corresponding punches (30), each guide (20) is moved to the corresponding punch movement direction (35). Move simultaneously in opposite directions (25). As a result, the processing planned portion (2) of the material (1) exposed between the tip (20a) of each guide (20) and the bottom (12a) of the corresponding molding recess (12) becomes the corresponding molding recess. (12) It bulges outward so that the wall thickness increases. Further, the rod (51a) of the fluid pressure cylinder (51) is shortened with the movement of each punch (30), and the axial displacement of the mandrel half piece (40a) is prevented.
ここで、各パンチ(30)の移動開始時からガイド(20)の移動開始時までの間にタイムラグt0を設ける。すなわち、各パンチ(30)による素材(1)の加工予定部(2)の加圧を開始する場合には、まず各ガイド(20)の位置を初期位置に固定しておいてから、各パンチ(30)を移動させ、素材(1)の各加工予定部(2)をそれぞれ対応するパンチ(30)で軸方向に加圧する。そして、タイムラグt0の経過後、継続して各パンチ(30)で素材(1)の対応する加工予定部(2)を加圧しながら、各ガイド(20)を対応するパンチの移動方向(35)とは反対方向(25)に移動させる。このとき、各ガイド(20)の移動速度は、ガイド(20)の先端部(20a)と成形凹部(12)の底部(12a)との間に露出する素材(1)の加工予定部(2)の露出部の断面積での座屈限界長さ以下になるようにガイド駆動装置(60)の制御装置により制御する。また、加工条件が決定している場合、設計量の一定速度が得られるシリンダや機械カムを使用することが可能である。Here, a time lag t 0 is provided between the start of movement of each punch (30) and the start of movement of the guide (20). That is, when starting pressurization of the planned processing portion (2) of the material (1) by each punch (30), the position of each guide (20) is first fixed to the initial position, and then each punch (30) is moved, and each processing scheduled portion (2) of the material (1) is pressurized in the axial direction by the corresponding punch (30). Then, after the lapse of the time lag t 0 , the respective punches (30) continuously pressurize the corresponding processing scheduled portion (2) of the material (1), and each guide (20) is moved in the corresponding punch moving direction (35). ) In the opposite direction (25). At this time, the moving speed of each guide (20) is such that the material (1) to be processed (2) exposed between the tip (20a) of the guide (20) and the bottom (12a) of the molding recess (12). ) Is controlled by the control device of the guide drive device (60) so as to be less than the buckling limit length in the cross-sectional area of the exposed portion. In addition, when the processing conditions are determined, it is possible to use a cylinder or a mechanical cam that can obtain a constant speed of the design amount.
各パンチ(30)及び各ガイド(20)の移動に伴い、素材(1)の各加工予定部(2)がそれぞれ対応する成形凹部(12)内で肉厚が増加するように外側に徐々に膨出し、該加工予定部(2)の材料が成形凹部(12)内に充満されていく。 As each punch (30) and each guide (20) move, each processing scheduled portion (2) of the material (1) gradually increases outward so that the thickness increases in the corresponding molding recess (12). Swelling occurs, and the material of the planned processing portion (2) is filled in the molding recess (12).
そして、図10に示すように、各パンチ(30)の先端部が、対応する膨出部(4)の設計体積から求められるパンチ(30)の先端部の成形凹部(12)底部(12a)に対する停止位置XPに到達したとき、各パンチ(30)の移動を停止し、また各ガイド(20)の先端部(20a)が、設計で定めたガイド(20)の先端部(20a)の成形凹部(12)底部(12a)に対する停止位置Xgに到達したとき、各ガイド(20)の移動を停止する。このとき、素材(1)の各加工予定部(2)の材料は、対応する成形凹部(12)内に完全に充満されて、該各加工予定部(2)が設計形状に膨出されている。And as shown in FIG. 10, the front-end | tip part of each punch (30) is a shaping | molding recessed part (12) bottom part (12a) of the front-end | tip part of the punch (30) calculated | required from the design volume of a corresponding bulging part (4). When the stop position XP is reached, the movement of each punch (30) is stopped, and the tip (20a) of each guide (20) is fixed to the tip (20a) of the guide (20) determined by design. When the stop position Xg is reached with respect to the bottom (12a) of the molding recess (12), the movement of each guide (20) is stopped. At this time, the material of each processing planned portion (2) of the raw material (1) is completely filled in the corresponding molding recess (12), and each processing planned portion (2) is bulged into the design shape. Yes.
以上の手順により、素材(1)の両加工予定部(2)(2)についての増肉加工が終了する。 With the above procedure, the process of increasing the thickness of both the scheduled processing parts (2) and (2) of the material (1) is completed.
次いで、各心金半片部(40a)を素材(1)の両加工予定部(2)(2)及び非加工予定部(3)の中空部(2a)(2a)(3a)内から抜出するため、各パンチ(30)をそれぞれ素材(1)の軸方向端部の位置から素材(1)の軸方向外側に移動させる。これにより、各パンチ(30)が素材(1)の軸方向端部の位置から取り外されると同時に、各心金半片部(40a)が抜出される[心金(40)の抜出作業及びパンチ(30)の取り外し作業]。次いで、据え込み加工品(6B)を拘束ダイ(10)の拘束孔(11)内から抜出する。 Next, each half of the mandrel (40a) is extracted from the hollow parts (2a), (2a) and (3a) of both the parts to be processed (2) (2) and the non-processed parts (3) of the material (1). Therefore, each punch (30) is moved from the position of the axial end of the material (1) to the outside in the axial direction of the material (1). As a result, each punch (30) is removed from the position of the axial end of the material (1), and at the same time, each half half of the core (40a) is extracted [extraction operation and punch of the core (40) (30) Removal work]. Next, the upsetting product (6B) is extracted from the restraint hole (11) of the restraint die (10).
上記第2実施形態では、各パンチ(30)の先端部の成形凹部(12)底部(12a)に対する停止位置XPと、各ガイド(20)の先端部(20a)の成形凹部(12)底部(12a)に対する停止位置Xgとは一致している。なお本発明では、XPとXgとは一致していなくても良い。In the second embodiment, the stop position X P shaped recess (12) the bottom of the tip relative to (12a) of each punch (30), forming recesses (12) the bottom of the distal end portion of each guide (20) (20a) The stop position Xg with respect to (12a) coincides. In the present invention, it may not coincide with the X P and X g.
また、各ガイド(20)の移動開始時からの平均移動速度Gは、上記式(i)を満足していることが望ましい。 In addition, it is desirable that the average moving speed G from the start of movement of each guide (20) satisfies the above-described formula (i).
而して、上記第2実施形態の据え込み加工方法では、素材(1)の各加工予定部(2)をそれぞれ対応するパンチ(30)で軸方向に同時に加圧しながら、各ガイド(20)をそれぞれ対応するパンチの移動方向(35)とは反対方向(25)に移動させることにより、素材(1)の両加工予定部(2)(2)を同時に外側に膨出させるから、軸方向の両側部にそれぞれ外側に膨出した膨出部(4)(4)が形成された据え込み加工品(6B)を能率良く製造することができる。 Thus, in the upsetting method of the second embodiment, each guide (20) while simultaneously pressing each scheduled portion (2) of the material (1) in the axial direction with the corresponding punch (30). Are moved in the opposite direction (25) to the corresponding punch movement direction (35), so that both the planned processing portions (2) and (2) of the material (1) are bulged outwardly simultaneously. It is possible to efficiently manufacture the upsetting product (6B) in which the bulging portions (4) and (4) that bulge outward are formed on both side portions of each.
また、各心金半片部(40a)を素材(1)の加工予定部(2)及び非加工予定部(3)の中空部(2a)(3a)内に配置する、心金半片部(40a)のセット作業と、各パンチ(30)で素材(1)の対応する加工予定部(2)を加圧するために各パンチ(30)を素材(1)の軸方向端部側に配置する、パンチ(30)のセット作業とを同時に行うことができ、もって据え込み加工の作業能率を向上させることができる。 Further, each of the mandrel half pieces (40a) is disposed in the hollow portion (2a) (3a) of the planned processing portion (2) of the material (1) and the non-working planned portion (3) (40a). ) And the respective punches (30) are arranged on the end side in the axial direction of the material (1) in order to press the corresponding processing scheduled portion (2) of the material (1) with each punch (30). The setting work of the punch (30) can be performed at the same time, so that the work efficiency of upsetting can be improved.
さらに、加工終了後において、各心金半片部(40a)を素材(1)の加工予定部(2)及び非加工予定部(3)の中空部(2a)(3a)内から抜出する、心金半片部(40a)の抜出作業と、各パンチ(30)を素材(1)の軸方向端部の位置から取り外す、パンチ(30)の取り外し作業とを同時に行うことができ、もって据え込み加工の作業能率を更に向上させることができる。 Further, after the processing is finished, each mandrel half piece (40a) is extracted from the processing portion (2) of the material (1) and the hollow portion (2a) (3a) of the non-processing portion (3). The mandrel half piece (40a) can be removed and the punch (30) can be removed at the same time by removing each punch (30) from the position of the axial end of the material (1). The work efficiency of the machining can be further improved.
さらに、心金(40)がその軸方向中間部で2分割されることでその長さが短くなっているので、心金(40)の所定中空部(2a)(3b)内への挿入時間を短縮することができ、もって据え込み加工の作業能率をさらに一層向上させることができる。 Furthermore, since the length of the mandrel (40) is shortened by dividing the mandrel (40) into two at its axially intermediate portion, the insertion time of the mandrel (40) into the predetermined hollow portion (2a) (3b) Thus, the work efficiency of upsetting can be further improved.
ここで、上記第2実施形態では、据え込み加工時において、各ガイド(20)はガイド駆動装置(60)の駆動力によって移動されるが、本発明では、必ずしも各ガイド(20)はそのような駆動力によって移動されることを要しない。すなわち、本発明では、各ガイド(20)を、素材(1)の各加工予定部(2)の材料の成形凹部(12)内への圧入によりガイド(20)に作用する押し戻し力によって移動させても良い。この場合には、各ガイド駆動装置(60)を必ずしも用いなくても各ガイド(20)を移動させることができ、もって据え込み加工装置(1B)の簡素化を図ることができる。 Here, in the second embodiment, at the time of upsetting, each guide (20) is moved by the driving force of the guide driving device (60). However, in the present invention, each guide (20) is not necessarily so. It does not need to be moved by a strong driving force. That is, in the present invention, each guide (20) is moved by a push-back force that acts on the guide (20) by press-fitting the material of each planned processing portion (2) of the material (1) into the molding recess (12). May be. In this case, each guide (20) can be moved without necessarily using each guide drive device (60), and thus the upsetting apparatus (1B) can be simplified.
図12〜図14は、本発明の第3実施形態に係る筒状素材の据え込み加工装置を用いた据え込み加工方法を説明するための概略図である。 12-14 is the schematic for demonstrating the upsetting method using the upsetting apparatus of the cylindrical raw material which concerns on 3rd Embodiment of this invention.
図12において、(1C)は第3実施形態に係る据え込み加工装置、(1)は筒状素材である。また、図14において、(6C)は、据え込み加工装置(1C)により製造された筒状の据え込み加工品である。この据え込み加工品(6C)は、例えば、車両用アームの軸部材を製作するためのプリフォームとして、又は筒状の軸部の両端部にそれぞれネジ孔が設けられる部材を製作するためのプリフォームとして用いられるものである。あるいは、筒状の軸部の端部に他の部材が摩擦撹拌接合により接合一体化される部材、即ち摩擦撹拌接合用筒状被接合部材として用いられるものである。なお、(5)は、素材(1)の非加工予定部(3)からなる据え込み加工品(6C)の軸部、(4)は軸部(5)の一端部に形成された膨出部である。この膨出部(4)は素材(1)の内側(即ち素材(1)の径方向内向き)に肉厚が増加するように膨出している。 In FIG. 12, (1C) is an upsetting apparatus according to the third embodiment, and (1) is a cylindrical material. Moreover, in FIG. 14, (6C) is a cylindrical upsetting product manufactured by the upsetting apparatus (1C). This upsetting product (6C) is, for example, a preform for manufacturing a shaft member of a vehicle arm or a process for manufacturing a member provided with screw holes at both ends of a cylindrical shaft portion. It is used as a renovation. Alternatively, it is used as a member in which another member is joined and integrated to the end portion of the cylindrical shaft portion by friction stir welding, that is, a cylindrical member to be joined for friction stir welding. (5) is the shaft portion of the upsetting product (6C) made of the non-processed portion (3) of the material (1), and (4) is the bulge formed at one end of the shaft portion (5). Part. The bulging portion (4) bulges so that the thickness increases inside the material (1) (that is, radially inward of the material (1)).
本第3実施形態の据え込み加工装置(1C)の構成について上記第1実施径のもの(1A)との相異を中心に以下に説明する。 The configuration of the upsetting apparatus (1C) of the third embodiment will be described below with a focus on differences from the first embodiment diameter (1A).
素材(1)は、図12に示すように、上記第1実施形態の素材と同じく、真直な円筒状のものであり、詳述すると真直な丸パイプ状のものである。 As shown in FIG. 12, the material (1) has a straight cylindrical shape, like the material of the first embodiment, and more specifically, a straight round pipe shape.
この素材(1)の加工予定部(2)は、素材(1)の軸方向両側部のうち一側部に位置しており、詳述すると、素材(1)の軸方向一端部に位置しており、つまり素材(1)の軸方向一端部が加工予定部(2)に対応している。一方、この素材(1)の非加工予定部(3)は、素材(1)の軸方向他端部に位置しており、つまり素材(1)の軸方向他端部が非加工予定部(3)に対応している。そして、素材(1)の加工予定部(2)が設計形状に増肉加工されることにより、図14に示すように、素材(1)(軸部(5))の一端部に肉厚が増加するように内側に膨出した膨出部(4)が形成される。 The planned processing portion (2) of the material (1) is located on one side of both sides in the axial direction of the material (1), and more specifically, located on one axial end of the material (1). That is, one end portion in the axial direction of the material (1) corresponds to the planned processing portion (2). On the other hand, the non-processed portion (3) of the material (1) is located at the other axial end of the material (1), that is, the other end of the material (1) in the axial direction is the non-processed portion ( It corresponds to 3). Then, when the planned processing portion (2) of the material (1) is thickened to the design shape, as shown in FIG. 14, the thickness of the end portion of the material (1) (shaft portion (5)) is increased. A bulging portion (4) bulging inward so as to increase is formed.
据え込み加工装置(1C)は、素材(1)の加工予定部(2)を肉厚が増加するように内側に膨出させるためのものである。この据え込み加工装置(1C)は、心金(40)と、拘束ダイ(10)と、成形凹部(12)と、ガイド(20)と、パンチ(30)と、ガイド駆動装置(60)と、パンチ駆動装置(70)とを備えている。 The upsetting apparatus (1C) is for bulging the planned processing part (2) of the material (1) inward so that the wall thickness increases. This upsetting device (1C) includes a mandrel (40), a constraining die (10), a molding recess (12), a guide (20), a punch (30), a guide driving device (60), And a punch driving device (70).
心金(40)は、心金本体(41)と該心金本体(41)の軸方向一端部に一体に設けられ心金本体(41)より小径の小径部(42)とを有している。この心金(40)において、心金本体(41)は素材(1)の非加工予定部(3)の中空部(3a)内に挿入配置され、該非加工予定部(3)の内周面を心金本体(41)の周面で座屈阻止状態に拘束するものである。心金(40)の小径部(42)は素材(1)の加工予定部(2)の中空部(2a)内に配置され、該加工予定部(2)の内周面と小径部(42)との間に成形凹部(12)を形成するものである。 The mandrel (40) has a mandrel body (41) and a small diameter part (42) which is integrally provided at one end in the axial direction of the mandrel body (41) and has a smaller diameter than the mandrel body (41). Yes. In this mandrel (40), the mandrel body (41) is inserted and arranged in the hollow part (3a) of the non-processed scheduled part (3) of the material (1), and the inner peripheral surface of the non-processed planned part (3) Is restrained in a buckling-preventing state on the peripheral surface of the mandrel body (41). The small diameter portion (42) of the mandrel (40) is disposed in the hollow portion (2a) of the planned processing portion (2) of the material (1), and the inner peripheral surface and the small diameter portion (42) of the planned processing portion (2). ) To form a concave portion (12).
拘束ダイ(10)は、その軸方向に延びた拘束孔(11)を有している。この拘束孔(11)内には素材(1)の加工予定部(2)及び非加工予定部(3)が配置され、該加工予定部(2)及び非加工予定部(3)の外周面を拘束孔(11)の周面で座屈阻止状態に拘束するものとなされている。 The restraining die (10) has a restraining hole (11) extending in the axial direction thereof. In the constraining hole (11), a planned processing portion (2) and a non-processed planned portion (3) of the material (1) are arranged, and outer peripheral surfaces of the planned processing portion (2) and the non-processed planned portion (3). Is restrained in a buckling-prevented state on the peripheral surface of the restraining hole (11).
また、拘束ダイ(10)は、縦に複数個に分割されたものであり、即ち割型からなる。 Further, the constraining die (10) is vertically divided into a plurality of pieces, that is, a split die.
パンチ(30)は、素材(1)の加工予定部(2)を軸方向に加圧するためのものである。このパンチ(30)の先端部は、素材(1)の軸方向端部(即ち加工予定部(2))の断面形状に対応した断面形状に形成されており、即ちパンチ(30)の先端部の断面形状は円環状である。 The punch (30) is for pressing the planned processing portion (2) of the material (1) in the axial direction. The tip of the punch (30) has a cross-sectional shape corresponding to the cross-sectional shape of the axial end of the material (1) (that is, the planned processing portion (2)), that is, the tip of the punch (30). The cross-sectional shape is an annular shape.
さらに、パンチ(30)の内部には、その軸方向に延びた空洞部(31)が形成されている。この空洞部(31)は、パンチ(30)をその軸方向に貫通して設けられている。 Further, a hollow portion (31) extending in the axial direction is formed inside the punch (30). The hollow portion (31) is provided through the punch (30) in the axial direction.
ガイド(20)は、素材(1)の加工予定部(2)の中空部(2a)内に配置され、該加工予定部(2)の内周面をガイド(20)の周面で拘束するものである。 The guide (20) is disposed in the hollow portion (2a) of the planned processing portion (2) of the material (1), and the inner peripheral surface of the planned processing portion (2) is constrained by the peripheral surface of the guide (20). Is.
このガイド(20)は、パンチの移動方向(35)とは反対方向(25)に移動可能なものである。このガイド(20)は、パンチ(30)の空洞部(31)内に挿入配置されるとともに、空洞部(31)内で軸方向に移動自在に配置されるものである。 The guide (20) is movable in the direction (25) opposite to the punch moving direction (35). The guide (20) is inserted and disposed in the cavity (31) of the punch (30), and is disposed so as to be movable in the axial direction within the cavity (31).
また、ガイド(20)の先端部(20a)の周縁部には面取り加工が施されており、そのため、該周縁部の断面形状が丸く形成されている。(21a)は、該周縁部に形成された面取り加工部である。 Further, the peripheral edge of the tip (20a) of the guide (20) is chamfered, so that the cross-sectional shape of the peripheral is rounded. (21a) is a chamfered portion formed on the peripheral edge.
さらに、ガイド(20)の内部にはその軸方向に延びた空洞部が形成されるとともに、この空洞部内に軸方向に伸縮可能な伸縮装置(50)として流体圧シリンダ(51)が配置されている。そして、ガイド(20)に心金(40)がこの流体圧シリンダ(51)を介してガイド(20)の軸方向に延在する状態に連結されている。この流体圧シリンダ(51)の伸縮ロッド(51a)の先端部には心金(40)の小径部(42)が分離可能に固着されている。 Furthermore, a hollow portion extending in the axial direction is formed inside the guide (20), and a fluid pressure cylinder (51) is disposed in the hollow portion as an expansion / contraction device (50) that can expand and contract in the axial direction. Yes. The mandrel (40) is connected to the guide (20) through the fluid pressure cylinder (51) so as to extend in the axial direction of the guide (20). A small diameter portion (42) of the mandrel (40) is separably fixed to the tip of the telescopic rod (51a) of the fluid pressure cylinder (51).
パンチ駆動装置(70)は、パンチ(30)を素材(1)の軸方向に移動させ、該パンチ(30)に素材(1)の加工予定部(2)を加圧するための加圧力を付与するためのものである。このパンチ駆動装置(70)はパンチ(30)に接続されている。 The punch driving device (70) moves the punch (30) in the axial direction of the material (1), and applies a pressing force to the punch (30) to press the planned processing portion (2) of the material (1). Is to do. The punch driving device (70) is connected to the punch (30).
ガイド駆動装置(60)は、ガイド(20)をパンチの移動方向(35)とは反対方向(25)に移動させるものである。このガイド駆動装置(60)はガイド(20)に接続されている。 The guide driving device (60) moves the guide (20) in the direction (25) opposite to the punch moving direction (35). The guide driving device (60) is connected to the guide (20).
次に、上記第3実施形態の据え込み加工装置(1C)を用いた据え込み加工方法を以下に説明する。 Next, an upsetting method using the upsetting apparatus (1C) of the third embodiment will be described below.
まず、図12に示すように、拘束ダイ(10)の拘束孔(11)に素材(1)の加工予定部(2)及び非加工予定部(3)を挿入配置する。これにより、素材(1)の加工予定部(2)及び非加工予定部(3)の外周面が拘束孔(11)の周面で拘束される。 First, as shown in FIG. 12, the processing scheduled portion (2) and the non-processing scheduled portion (3) of the material (1) are inserted and arranged in the constraint hole (11) of the constraint die (10). Thereby, the outer peripheral surfaces of the planned processing portion (2) and the non-processing planned portion (3) of the material (1) are restrained by the peripheral surface of the restraining hole (11).
次いで、ガイド(20)に心金(40)が流体圧シリンダ(51)を介して連結された状態のままで、心金本体(41)を素材(1)の非加工予定部(3)の中空部(3a)内に挿入配置するとともに、心金(40)の小径部(42)を加工予定部(2)の中空部(2a)内に挿入配置する[心金(40)のセット作業]。この操作により、ガイド(20)が素材(1)の加工予定部(2)の中空部(2a)内に配置される[ガイド(20)のセット作業]。この状態において、素材(1)の加工予定部(2)の内周面はガイド(20)の周面で拘束されている。 Next, with the mandrel (40) connected to the guide (20) via the fluid pressure cylinder (51), the mandrel body (41) is placed on the non-processed portion (3) of the material (1). Insert and place in the hollow part (3a) and insert and place the small diameter part (42) of the mandrel (40) in the hollow part (2a) of the part to be processed (2) [Set operation of the mandrel (40) ]. By this operation, the guide (20) is arranged in the hollow portion (2a) of the planned processing portion (2) of the material (1) [setting operation of the guide (20)]. In this state, the inner peripheral surface of the planned processing portion (2) of the material (1) is constrained by the peripheral surface of the guide (20).
さらに、パンチ(30)の空洞部(31)内にガイド(20)を挿通配置し、該パンチ(30)を素材(1)の軸方向端部側の初期位置に配置する。 Further, the guide (20) is inserted and disposed in the hollow portion (31) of the punch (30), and the punch (30) is disposed at the initial position on the axial end side of the material (1).
さらに、ガイド(20)の先端部(20a)と成形凹部(12)の底部(12a)との間に初期クリアランスXを設ける。この初期クリアランスXの間隔は、パンチ(30)の移動を開始する前の状態においてガイド(20)の先端部(20a)と成形凹部(12)の底部(12a)との間に露出する素材(1)の加工予定部(2)の露出部の断面積での座屈限界長さ(X0)以下に設定されている。Furthermore, an initial clearance X is provided between the tip (20a) of the guide (20) and the bottom (12a) of the molding recess (12). The interval between the initial clearances X is a material exposed between the tip (20a) of the guide (20) and the bottom (12a) of the molding recess (12) before the punch (30) starts to move ( The buckling limit length (X 0 ) in the cross-sectional area of the exposed portion of the planned processing portion (2) in 1) is set to be equal to or less.
次いで、図13に示すように、パンチ駆動装置(70)を作動させることでパンチ(30)を移動させ、該パンチ(30)で素材(1)の加工予定部(2)を軸方向に加圧しながら、ガイド駆動装置(60)を作動させることでガイド(20)をパンチの移動方向(35)とは反対方向(25)に移動させる。これにより、ガイド(20)の先端部(20a)と成形凹部(12)の底部(12a)との間に露出する素材(1)の加工予定部(2)が成形凹部(12)内で肉厚が増加するように内側に膨出する。さらに、パンチ(30)の移動に伴い流体圧シリンダ(51)のロッド(51a)を伸長させ、心金(41)の軸方向における位置ずれを防止する。 Next, as shown in FIG. 13, the punch drive device (70) is operated to move the punch (30), and the punch (30) is used to add the planned processing portion (2) of the material (1) in the axial direction. While pressing, the guide drive device (60) is operated to move the guide (20) in the direction (25) opposite to the punch moving direction (35). As a result, the processing target portion (2) of the material (1) exposed between the tip portion (20a) of the guide (20) and the bottom portion (12a) of the molding recess (12) is formed in the molding recess (12). It bulges inward so that the thickness increases. Further, the rod (51a) of the fluid pressure cylinder (51) is extended with the movement of the punch (30) to prevent the axial displacement of the mandrel (41).
ここで、パンチ(30)の移動開始時からガイド(20)の移動開始時までの間にタイムラグt0を設けるこのが望ましい。すなわち、パンチ(30)による素材(1)の加工予定部(2)の加圧を開始する場合には、まずガイド(20)の位置を初期位置に固定しておいてから、パンチ(30)を移動させ、素材(1)の加工予定部(2)をパンチ(30)で軸方向に加圧する。そして、タイムラグt0の経過後、継続してパンチ(30)で素材(1)の加工予定部(2)を加圧しながら、ガイド(20)をパンチの移動方向(35)とは反対方向(25)に移動させる。Here, it is desirable to provide a time lag t 0 between the start of movement of the punch (30) and the start of movement of the guide (20). That is, when starting pressurization of the planned processing portion (2) of the material (1) by the punch (30), the position of the guide (20) is first fixed to the initial position, and then the punch (30) Is moved, and the planned processing portion (2) of the material (1) is pressurized in the axial direction by the punch (30). After the lapse of time lag t 0 , the guide (20) is moved in the direction opposite to the punch moving direction (35) while the punch (30) is continuously pressed against the planned processing portion (2) of the material (1) ( Move to 25).
パンチ(30)及びガイド(20)の移動に伴い、素材(1)の加工予定部(2)が成形凹部(12)内で肉厚が増加するように内側に徐々に膨出し、該加工予定部(2)の材料が成形凹部(12)内に充満されていく。 As the punch (30) and guide (20) move, the planned processing part (2) of the material (1) gradually bulges inward so that the thickness increases in the molding concave part (12), and the processing is scheduled. The material of the part (2) is filled in the molding recess (12).
そして、図14に示すように、パンチ(30)の先端部が、膨出部(4)の設計体積から求められるパンチ(30)の先端部の成形凹部(12)底部(12a)に対する停止位置XPに到達したとき、パンチ(30)の移動を停止し、またガイド(20)の先端部(20a)が、設計で定めたガイド(20)の先端部(20a)の成形凹部(12)底部(12a)に対する停止位置Xgに到達したとき、ガイド(20)の移動を停止する。このとき、素材(1)の加工予定部(2)の材料は成形凹部(12)内に完全に充満されて、該加工予定部(2)が設計形状に膨出されている。And as shown in FIG. 14, the stop position of the front-end | tip part of a punch (30) with respect to the shaping | molding recessed part (12) bottom part (12a) of the front-end | tip part of a punch (30) calculated | required from the design volume of a bulging part (4) When XP is reached, the movement of the punch (30) is stopped, and the tip (20a) of the guide (20) is formed in the recess (12) of the tip (20a) of the guide (20) as determined by the design. upon reaching the stop position X g for bottom (12a), to stop the movement of the guide (20). At this time, the material of the planned processing portion (2) of the raw material (1) is completely filled in the molding recessed portion (12), and the processing planned portion (2) is bulged into the design shape.
以上の手順により、素材(1)の加工予定部(2)についての増肉加工が終了する。 With the above procedure, the process of increasing the thickness of the planned processing portion (2) of the material (1) is completed.
次いで、流体圧シリンダ(51)と心金(40)とを分離するとともに、拘束ダイ(10)の底部(15)を取り外したのち、心金(40)を素材(1)の非加工予定部(3)の中空部(3a)内から抜出し、またガイド(20)及びパンチ(30)を取り外す。 Next, the fluid pressure cylinder (51) and the mandrel (40) are separated and the bottom (15) of the constraining die (10) is removed, and then the mandrel (40) is removed from the material (1) to be processed. Pull out from the hollow part (3a) of (3), and remove the guide (20) and punch (30).
上記第3実施形態では、パンチ(30)の先端部の成形凹部(12)底部(12a)に対する停止位置XPと、ガイド(20)の先端部(20a)の成形凹部(12)底部(12a)に対する停止位置Xgとは一致している。なお本発明では、XPとXgとは一致していなくても良い。In the third embodiment, the molding recess (12) the bottom of the molding recess (12) the bottom of the tip and the stop position X P for (12a), the distal end portion of the guide (20) (20a) of the punch (30) (12a ) With the stop position Xg . In the present invention, it may not coincide with the X P and X g.
また、ガイド(20)の移動開始時からの平均移動速度Gは、上記式(i)を満足していることが望ましい。 Further, it is desirable that the average moving speed G from the start of the movement of the guide (20) satisfies the above formula (i).
而して、上記第3実施形態の据え込み加工方法では、パンチ(30)で素材(1)の加工予定部(2)を加圧する際には、素材(1)の非加工予定部(3)の内周面が心金本体(41)の周面で拘束され、且つ加工予定部(2)及び非加工予定部(3)の外周面が拘束ダイ(10)の拘束孔(11)の周面で拘束されているので、素材(1)の非加工予定部(3)の内側及び外側への座屈が防止され、且つ加工予定部(2)の外側への座屈が防止されている。さらに、素材(1)の加工予定部(2)の中空部(2a)内にガイド(20)が配置されることで、加工予定部(2)の内周面がガイド(20)の周面で拘束され、これにより、加工予定部(2)の内側への座屈が防止されている。この状態で、素材(1)の加工予定部(2)をパンチ(30)で軸方向に加圧しながら、ガイド(20)をパンチの移動方向(35)とは反対方向(25)に移動させることにより、ガイド(20)の先端部(20a)と成形凹部(12)の底部(12a)との間に露出する素材(1)の加工予定部(2)が成形凹部(12)内で肉厚が増加するように内側に確実に且つ良好に膨出するようになる。その結果、高品質の筒状据え込み加工品(6C)を得ることができる。 Thus, in the upsetting method according to the third embodiment, when the processing target portion (2) of the material (1) is pressed with the punch (30), the non-processing portion (3) of the material (1) is selected. ) Is constrained by the peripheral surface of the mandrel body (41), and the outer peripheral surfaces of the processing scheduled portion (2) and the non-processing scheduled portion (3) are the restraining holes (11) of the constraining die (10). Since it is restrained by the peripheral surface, buckling of the material (1) to the inside and outside of the non-processed portion (3) is prevented, and buckling of the material (1) to the outside is prevented. Yes. Further, the guide (20) is disposed in the hollow portion (2a) of the planned processing portion (2) of the material (1), so that the inner peripheral surface of the planned processing portion (2) is the peripheral surface of the guide (20). Thus, buckling to the inside of the processing scheduled portion (2) is prevented. In this state, the guide (20) is moved in a direction (25) opposite to the punch moving direction (35) while the punch (30) is pressed in the axial direction on the planned processing portion (2) of the material (1). As a result, the processing target portion (2) of the material (1) exposed between the tip portion (20a) of the guide (20) and the bottom portion (12a) of the molding recess (12) is formed in the molding recess (12). As the thickness increases, it swells reliably and well inside. As a result, a high-quality cylindrical upsetting product (6C) can be obtained.
さらに、ガイド(20)をガイド駆動装置(60)の駆動力によって移動させるので、ガイド(20)を確実に移動させることができる。 Furthermore, since the guide (20) is moved by the driving force of the guide drive device (60), the guide (20) can be moved reliably.
さらに、パンチ(30)の先端部が素材(1)の軸方向端部の断面形状に対応した断面形状に形成されているので、素材(1)の加工予定部(2)をパンチ(30)で確実に加圧することができる。 Furthermore, since the tip of the punch (30) is formed in a cross-sectional shape corresponding to the cross-sectional shape of the axial end of the material (1), the processing target portion (2) of the material (1) is removed from the punch (30). Can be reliably pressurized.
さらに、ガイド(20)に心金(40)がガイド(20)の軸方向に延在する状態に連結されているので、心金本体(41)を素材(1)の非加工予定部(3)の中空部(3a)内に小径部(42)を加工予定部(2)の中空部(2a)内にそれぞれ配置する、心金(40)のセット作業と、ガイド(20)を素材(1)の加工予定部(2)の中空部(2a)内に配置する、ガイド(20)のセット作業とを同時に行うことができ、もって据え込み加工の作業能率を向上させることができる。 Further, since the mandrel (40) is connected to the guide (20) so as to extend in the axial direction of the guide (20), the mandrel body (41) is attached to the non-processed portion (3) of the material (1). ) In the hollow portion (3a), the small diameter portion (42) is placed in the hollow portion (2a) of the planned processing portion (2), and the mandrel (40) is set and the guide (20) is made of the material ( The setting operation of the guide (20) arranged in the hollow portion (2a) of the planned processing portion (2) of 1) can be performed at the same time, so that the work efficiency of upsetting can be improved.
さらに、ガイド(20)の移動に伴い流体圧シリンダ(51)を伸長させているので、ガイド(20)の移動や素材(1)の加工予定部(2)の膨出に伴って心金(40)の位置がずれる不具合を確実に防止することができる。 Further, since the fluid pressure cylinder (51) is extended with the movement of the guide (20), the mandrel (2) is moved along with the movement of the guide (20) and the swelled portion (2) of the material (1). 40) It is possible to surely prevent a problem that the position is shifted.
さらに、伸縮装置(50)として流体圧シリンダ(51)が用いられているので、そのような不具合を確実に防止することができる。 Furthermore, since the fluid pressure cylinder (51) is used as the telescopic device (50), it is possible to reliably prevent such a problem.
さらに、ガイド(20)の先端部(20a)の周縁部に面取り加工(その面取り加工部(21a))が施されているので、加工時においてガイド(20)の先端部(20a)に素材(1)の加工予定部(2)の材料の背圧が効果的に作用するようになる。その結果、ガイド(20)を移動させるのに要するガイド駆動装置(60)の駆動力を減少させることができ、もってガイド駆動装置(60)の小型化を図り得る。 Further, since the peripheral edge of the tip (20a) of the guide (20) is chamfered (the chamfered part (21a)), the material ( The back pressure of the material of the planned processing part (2) of 1) is effectively applied. As a result, the driving force of the guide drive device (60) required to move the guide (20) can be reduced, and the guide drive device (60) can be downsized.
ここで、上記第3実施形態では、据え込み加工時において、ガイド(20)はガイド駆動装置(60)の駆動力によって移動されるが、本発明では、必ずしもガイド(20)はそのような駆動力によって移動されることを要しない。すなわち、本発明では、ガイド(20)を、素材(1)の加工予定部(2)の材料の成形凹部(12)内への圧入によりガイド(20)に作用する押し戻し力によって移動させても良い。この場合には、ガイド駆動装置(60)を必ずしも用いなくてもガイド(20)を移動させることができ、もって据え込み加工装置(1C)の簡素化を図ることができる。 Here, in the third embodiment, at the time of upsetting, the guide (20) is moved by the driving force of the guide driving device (60). However, in the present invention, the guide (20) is not necessarily driven as such. It does not need to be moved by force. That is, in the present invention, the guide (20) may be moved by a push-back force that acts on the guide (20) by press-fitting the material (1) into the molding recess (12) of the material (1). good. In this case, the guide (20) can be moved without necessarily using the guide driving device (60), so that the upsetting apparatus (1C) can be simplified.
図15は、上記第1実施形態の据え込み加工装置(1A)の一変形例を示す概略図である。 FIG. 15 is a schematic view showing a modification of the upsetting apparatus (1A) of the first embodiment.
この変形例では、伸縮装置(50)として圧縮コイルバネ(52)が用いられている。このバネ(52)は、加工時においてパンチ(30)の移動に伴い短縮されるように構成されている。 In this modification, a compression coil spring (52) is used as the expansion device (50). The spring (52) is configured to be shortened as the punch (30) moves during processing.
なお、このバネ(52)は、上記第2実施形態の据え込み加工装置(1B)における各伸縮装置(50)としても適用できる。 In addition, this spring (52) is applicable also as each expansion-contraction apparatus (50) in the upsetting apparatus (1B) of the said 2nd Embodiment.
図16は、上記第3実施形態の据え込み加工装置(1C)のもう一つの変形例を示す概略図である。 FIG. 16 is a schematic view showing another modification of the upsetting apparatus (1C) of the third embodiment.
この変形例では、伸縮装置(50)としてコイルバネ(52)が用いられている。このバネ(52)は、加工時においてガイド(20)の移動に伴い伸長されるように構成されている。 In this modification, a coil spring (52) is used as the telescopic device (50). The spring (52) is configured to be extended with the movement of the guide (20) during processing.
図17〜図19は、本発明の第4実施形態に係る筒状素材の据え込み加工装置を用いた据え込み加工方法を説明するための概略図である。 17 to 19 are schematic views for explaining an upsetting method using an upsetting apparatus for a cylindrical material according to a fourth embodiment of the present invention.
図17において、(1D)は、第4実施形態に係る筒状素材の据え込み加工装置である。図17〜図19には、図7〜図10に示した第2実施形態の据え込み加工装置(1B)の構成要素と同一の要素には同一の符号が付されている。以下、本第4実施形態の据え込み加工装置(1D)の構成について、上記第2実施形態の据え込み加工装置(1B)の構成との相違を中心に説明する。 In FIG. 17, (1D) is a cylindrical material upsetting apparatus according to the fourth embodiment. 17 to 19, the same reference numerals are given to the same components as those of the upsetting apparatus (1 </ b> B) of the second embodiment illustrated in FIGS. 7 to 10. Hereinafter, the configuration of the upsetting apparatus (1D) of the fourth embodiment will be described focusing on the difference from the configuration of the upsetting apparatus (1B) of the second embodiment.
第4実施形態の据え込み加工装置(1D)により製作される筒状据え込み加工品は、図11に示した筒状据え込み加工品(6B)と同じである。 The cylindrical upsetting product manufactured by the upsetting apparatus (1D) of the fourth embodiment is the same as the cylindrical upsetting product (6B) shown in FIG.
この据え込み加工装置(1D)は、図17に示すように、上記第2実施形態の据え込み加工装置(1B)の全ての構成と、更に、2個の加熱手段(80)(80)と、2個の冷却手段(85)(85)とを備えている。 As shown in FIG. 17, this upsetting apparatus (1D) includes all the configurations of the upsetting apparatus (1B) of the second embodiment, two heating means (80) (80), and Two cooling means (85) and (85) are provided.
2個の加熱手段(80)(80)は互いに同一構成である。各加熱手段(80)は、素材(1)の各加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)に対応する部位(2x)を局部的に加熱するものである。加熱手段(80)は、誘導加熱コイル(81a)と、該コイル(81a)に交流電流(又は交流電圧)を供給する電源部(81b)とを有する誘導加熱手段(81)である。 The two heating means (80) (80) have the same configuration. Each heating means (80) locally heats a portion (2x) corresponding to the tip (20a) of the guide (20) in each processing scheduled portion (2) of the material (1). The heating means (80) is an induction heating means (81) having an induction heating coil (81a) and a power supply unit (81b) for supplying an alternating current (or an alternating voltage) to the coil (81a).
誘導加熱コイル(81a)の表面は、絶縁テープ等からなる絶縁層(図示せず)で覆われている。さらに、このコイル(81a)は、拘束ダイ(10)の軸方向両端部の内部に、対応する成形凹部(12)を取り囲む態様にして埋設されている。 The surface of the induction heating coil (81a) is covered with an insulating layer (not shown) made of an insulating tape or the like. Further, the coil (81a) is embedded in the axially opposite ends of the constraining die (10) so as to surround the corresponding molding recess (12).
拘束ダイ(10)は、例えば、鋼材等の、耐熱性を有する硬質の電導性材料(例:耐熱性金属材)からなる。 The constraining die (10) is made of a hard conductive material having heat resistance (eg, heat resistant metal material) such as steel.
この誘導加熱手段(81)では、コイル(81a)に電源部(81b)によって所定の周波数(例:高周波や低周波)の電流(電圧)を供給すると、誘導加熱手段(81)のコイル(81a)によって拘束ダイ(10)の軸方向端部が局部的に誘導加熱され、これにより、素材(1)の各加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)に対応する部位(2x)が、拘束ダイ(10)の軸方向端部の熱で局部的に加熱されるように構成されている。すなわち、素材(1)の当該部位(2x)に拘束ダイ(10)の軸方向端部の熱が伝導することにより、当該部位(2x)が局部的に加熱されるように構成されている。さらに、この誘導加熱手段(81)では、コイル(81a)への電流供給量等を増加させることにより、素材(1)の当該部位(2x)の加熱温度を上昇させて当該部位(2x)を局部的に半溶融状態に加熱できるように構成されている。 In this induction heating means (81), when a current (voltage) of a predetermined frequency (eg, high frequency or low frequency) is supplied to the coil (81a) by the power supply unit (81b), the coil (81a) of the induction heating means (81) is supplied. ), The axial end of the constraining die (10) is locally induction-heated, whereby the portion corresponding to the tip (20a) of the guide (20) in each planned processing portion (2) of the material (1) (2x) is configured to be locally heated by the heat at the axial end of the constraining die (10). That is, the portion (2x) of the material (1) is locally heated by conduction of heat at the axial end portion of the constraining die (10) to the portion (2x) of the material (1). Furthermore, in this induction heating means (81), the heating temperature of the part (2x) of the material (1) is increased by increasing the amount of current supplied to the coil (81a) and the part (2x). It is configured to be locally heated to a semi-molten state.
2個の冷却手段(85)(85)は互いに同一構成である。各冷却手段(85)は、素材(1)の各加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)よりも基端側の部位に対応する部位(2y)を局部的に冷却するものである。この冷却手段(85)は、冷却液流通路(85a)を有している。この冷却液流通路(85a)は、ガイド(20)の先端部(20a)よりも基端側の部位の内部として、ガイド(20)の基端部の内部に設けられている。そして、冷却手段(85)は、この冷却液流通路(85a)内に冷却水等の冷却液を流通させることにより、素材(1)の当該部位(2y)を局部的に冷却するように構成されている。 The two cooling means (85) and (85) have the same configuration. Each cooling means (85) locally cools a portion (2y) corresponding to a portion closer to the base end side than the tip end portion (20a) of the guide (20) in each processing scheduled portion (2) of the material (1). To do. The cooling means (85) has a coolant flow path (85a). The coolant flow path (85a) is provided inside the base end portion of the guide (20) as the inside of the portion on the base end side with respect to the tip end portion (20a) of the guide (20). The cooling means (85) is configured to locally cool the portion (2y) of the material (1) by circulating a coolant such as cooling water in the coolant flow passage (85a). Has been.
なお、(88)(88)は、拘束ダイ(10)の軸方向中間部の内部に設けられた2個の冷却液流通路である。この各冷却液流通路(88)は、その内部に冷却液を流通させることにより、誘導加熱手段(81)のコイル(81a)によって生じた熱が拘束ダイ(10)の他の部位へ伝導するのを抑制するものである。 Reference numerals (88) and (88) are two coolant flow passages provided inside the axially intermediate portion of the constraining die (10). In each of the coolant flow passages (88), the heat generated by the coil (81a) of the induction heating means (81) is conducted to other parts of the constraining die (10) by allowing the coolant to flow therethrough. It is what suppresses.
本第4実施形態の据え込み加工装置(1D)の他の構成は、上記第2実施形態の据え込み加工装置(1B)の構成と同じである。 The other configuration of the upsetting apparatus (1D) of the fourth embodiment is the same as that of the upsetting apparatus (1B) of the second embodiment.
次に、上記第4実施形態の据え込み加工装置(1D)を用いた据え込み加工方法を以下に説明する。 Next, an upsetting method using the upsetting apparatus (1D) of the fourth embodiment will be described below.
まず、図17に示すように、拘束ダイ(10)の拘束孔(11)に素材(1)の非加工予定部(3)を挿入配置する。これにより、素材(1)の各加工予定部(2)がそれぞれ拘束ダイ(10)の対応する成形凹部(12)内に配置される。この状態において、素材(1)の非加工予定部(3)の外周面は拘束孔(11)の周面で拘束されている。 First, as shown in FIG. 17, the non-processed scheduled part (3) of the material (1) is inserted and arranged in the restraining hole (11) of the restraining die (10). Thereby, each process part (2) of a raw material (1) is arrange | positioned in the shaping | molding recessed part (12) to which a restraint die (10) respond | corresponds, respectively. In this state, the outer peripheral surface of the non-processed portion (3) of the material (1) is constrained by the peripheral surface of the constraining hole (11).
次いで、上記第2実施形態で説明した心金(40)のセット作業とパンチ(30)のセット作業とを行う。これにより、素材(1)の両加工予定部(2)(2)及び非加工予定部(3)の内周面が心金(40)(詳述すると、両心金半片部(40a)(40a))の周面で拘束される。 Next, the setting operation of the mandrel (40) and the setting operation of the punch (30) described in the second embodiment are performed. As a result, the inner peripheral surfaces of both the planned processing portions (2), (2) and the non-processing planned portion (3) of the material (1) are converted into the mandrel (40) (more specifically, the two mandrel half pieces (40a) ( 40a)).
さらに、各ガイド(20)の挿通孔(21)内にそれぞれ対応する素材(1)の加工予定部(2)を挿入配置する。これにより、素材(1)の各加工予定部(2)の外周面が挿通孔(21)の周面で拘束される。 Furthermore, the processing planned portion (2) of the corresponding material (1) is inserted and arranged in the insertion hole (21) of each guide (20). Thereby, the outer peripheral surface of each process part (2) of a raw material (1) is restrained by the peripheral surface of an insertion hole (21).
さらに、必要に応じて、各ガイド(20)の先端部(20a)と、対応する成形凹部(12)の底部(12a)との間にそれぞれ初期クリアランスX(図8参照)を設けることが望ましい。 Furthermore, it is desirable to provide an initial clearance X (see FIG. 8) between the tip (20a) of each guide (20) and the bottom (12a) of the corresponding molding recess (12) as necessary. .
さらに、各誘導加熱手段(81)のコイル(81a)に電源部(81b)によって所定の周波数の電流を供給することにより、各誘導加熱手段(81)のコイル(81a)によって拘束ダイ(10)の軸方向両端部を局部的に誘導加熱する。これにより、素材(1)の各加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)に対応する部位(2x)が、拘束ダイ(10)の軸方向端部の熱で局部的に加熱される。その結果、素材(1)の当該部位(2x)における変形抵抗が局部的に低下する。 Further, by supplying a current of a predetermined frequency to the coil (81a) of each induction heating means (81) by the power supply unit (81b), the constraining die (10) by the coil (81a) of each induction heating means (81) Both end portions in the axial direction are induction-heated locally. As a result, the portion (2x) corresponding to the tip (20a) of the guide (20) in each planned processing portion (2) of the material (1) is localized by the heat at the axial end of the constraining die (10). To be heated. As a result, the deformation resistance at the part (2x) of the material (1) is locally reduced.
この加熱温度は、素材(1)の当該部位(2x)の変形抵抗が低下するような温度であれば良く、限定されるものではないが、好適な加熱温度を具体的に例示すると、次のとおりである。 The heating temperature may be any temperature that reduces the deformation resistance of the part (2x) of the material (1), and is not limited, but specific examples of suitable heating temperatures are as follows: It is as follows.
例えば、素材(1)の材質がアルミニウム又はアルミニウム合金である場合には、好適な加熱温度の範囲として200〜580℃(特に好ましくは350〜540℃)などが挙げられる。更に、素材(1)の当該部位(2x)を半溶融状態に加熱する場合には、好適な加熱温度の範囲として580〜625℃(特に好ましくは600〜615℃)などが挙げられる。ただし本発明は、加熱温度が上記の範囲であることに限定されるものではない。 For example, when the material of the material (1) is aluminum or an aluminum alloy, 200 to 580 ° C. (particularly preferably 350 to 540 ° C.) may be mentioned as a suitable heating temperature range. Furthermore, when heating the said part (2x) of a raw material (1) to a semi-molten state, 580-625 degreeC (especially preferably 600-615 degreeC) etc. are mentioned as a range of suitable heating temperature. However, the present invention is not limited to the heating temperature within the above range.
さらに、各冷却手段(85)の冷却液流通路(85a)内に常温の冷却水等の冷却液を流通させることにより、素材(1)の各加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)よりも基端側の部位に対応する部位(2y)を局部的に冷却する。これにより、素材(1)の当該部位(2y)における変形抵抗の低下を抑制できる。 Furthermore, the coolant (85a) of each cooling means (85) is circulated through the coolant flow passage (85a), so that the guide (20) in each processing scheduled portion (2) of the material (1) is circulated. The part (2y) corresponding to the part on the proximal end side with respect to the distal end part (20a) is locally cooled. Thereby, the fall of the deformation resistance in the said site | part (2y) of a raw material (1) can be suppressed.
この場合の好適な冷却温度として、30〜80℃(特に好ましくは40〜60℃)などが挙げられる。ただし本発明は、冷却温度が上記の範囲であることに限定されるものではない。 Suitable cooling temperatures in this case include 30 to 80 ° C. (particularly preferably 40 to 60 ° C.). However, the present invention is not limited to the cooling temperature within the above range.
また、拘束ダイ(10)の内部に設けられた各冷却液流通路(88)内に常温の冷却液を流通させる。これにより、各誘導加熱手段(81)のコイル(81a)によって生じた熱が拘束ダイ(10)の他の部位へ伝導するのを抑制する。 In addition, a normal temperature coolant is circulated in each coolant flow passage (88) provided in the constraining die (10). This suppresses the heat generated by the coil (81a) of each induction heating means (81) from being conducted to other parts of the constraining die (10).
次いで、このような状態を維持したまま、上記第2実施形態で示した据え込み加工方法と同様の手順により、図18及び図19に示すように、素材(1)の両加工予定部(2)(2)を同時に成形凹部(12)(12)内で肉厚が増加するように外側に膨出させる。 Next, while maintaining such a state, by the same procedure as the upsetting method shown in the second embodiment, as shown in FIGS. ) And (2) are simultaneously bulged outwardly so as to increase the thickness in the molding recesses (12) and (12).
そして、素材(1)の両加工予定部(2)(2)が設計形状に膨出したら、その後、上記第2実施形態で説明した心金(40)の抜出作業とパンチ(30)の取り外し作業とを行う。次いで、素材(1)を拘束ダイ(10)の拘束孔(11)内から取り出すことにより、図11に示した筒状据え込み加工品(6B)が得られる。 And if both the process scheduled parts (2) (2) of a raw material (1) swell to a design shape, after that, the extraction operation | work of the mandrel (40) demonstrated in the said 2nd Embodiment, and punch (30) Perform removal work. Next, by removing the material (1) from the restraining hole (11) of the restraining die (10), the cylindrical upsetting product (6B) shown in FIG. 11 is obtained.
この据え込み加工方法において、各ガイド(20)の移動開始時からの平均移動速度Gは、上記式(i)を満足していることが望ましい。 In this upsetting method, it is desirable that the average moving speed G from the start of movement of each guide (20) satisfies the above formula (i).
而して、上記第4実施形態の据え込み加工方法では、上記第2実施形態の据え込み加工方法と同じ利点がある上、更に、次の利点がある。 Thus, the upsetting method of the fourth embodiment has the same advantages as the upsetting method of the second embodiment, and further has the following advantages.
すなわち、素材(1)の各加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)に対応する部位(2x)を局部的に加熱した状態で、素材(1)の各加工予定部(2)を膨出させるので、素材(1)の各加工予定部(2)のうち、ガイド(20)の先端部(20a)に対応する部位(2x)についてのみ変形抵抗が局部的に低下する。そのため、成形圧力を低減できる。一方、素材(1)の各加工予定部(2)のうち、ガイド(20)の先端部(20a)よりも基端側の部位に対応する部位(2y)については加熱されていないので変形抵抗は低下しない。そのため、素材(1)の各端部がパンチ(30)からの加圧力によってガイド(20)の挿通孔(21)内で押し潰されることにより生じる成形圧力の増加を防止できる。 That is, each processing scheduled portion of the material (1) in a state where the portion (2x) corresponding to the tip (20a) of the guide (20) in each processing planned portion (2) of the material (1) is locally heated. Since (2) is bulged, the deformation resistance is locally reduced only in the part (2x) corresponding to the tip (20a) of the guide (20) among the planned processing parts (2) of the material (1). To do. Therefore, the molding pressure can be reduced. On the other hand, among the planned processing parts (2) of the material (1), the part (2y) corresponding to the part on the base end side from the tip part (20a) of the guide (20) is not heated, so deformation resistance Will not drop. Therefore, it is possible to prevent an increase in molding pressure that occurs when each end portion of the material (1) is crushed in the insertion hole (21) of the guide (20) by the pressing force from the punch (30).
さらに、拘束ダイ(10)の軸方向両端部を誘導加熱手段(81)によって局部的に誘導加熱することにより、素材(1)の各加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)に対応する部位(2x)を、拘束ダイ(10)の軸方向端部の熱で局部的に加熱するので、素材(1)の当該部位(2x)を確実に且つ効率良く加熱できる。 Furthermore, the both ends of the constraining die (10) in the axial direction are locally induction-heated by the induction heating means (81), whereby the tip end portion of the guide (20) in each processing scheduled portion (2) of the material (1) ( Since the part (2x) corresponding to 20a) is locally heated by the heat at the axial end of the constraining die (10), the part (2x) of the material (1) can be reliably and efficiently heated.
また、本第4実施形態では、加熱温度を上昇させることにより、素材(1)の当該部位(2x)を局部的に半溶融状態に加熱しても良い。この場合には、成形圧力を大幅に低減できる。なお、この場合の据え込み加工は、チクソ成形の範疇に入ることとなる。 Moreover, in this 4th Embodiment, you may heat the said part (2x) of a raw material (1) locally to a semi-molten state by raising heating temperature. In this case, the molding pressure can be greatly reduced. In this case, the upsetting process falls within the category of thixo molding.
さらに、素材(1)の各加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)よりも基端側の部位に対応する部位(2y)を冷却手段(85)によって局部的に冷却した状態で、素材(1)の各加工予定部(2)を膨出させるので、素材(1)の当該部位(2y)が加熱されるのを確実に抑制でき、もって、素材(1)の当該部位(2y)における変形抵抗の低下を確実に抑制できる。 Further, the part (2y) corresponding to the base end side part of the guide (20) in each planned processing part (2) of the material (1) is locally cooled by the cooling means (85). In this state, since each processing scheduled portion (2) of the material (1) is bulged, it is possible to reliably prevent the part (2y) of the material (1) from being heated. A decrease in deformation resistance at the part (2y) can be reliably suppressed.
したがって、本第4実施形態の据え込み加工方法によれば、軸方向両側部に肉厚が増加するように外側に膨出した膨出部(4)が形成された高品質の筒状据え込み加工品(6B)を製造できる。 Therefore, according to the upsetting method of the fourth embodiment, the high-quality cylindrical upsetting in which the bulging portions (4) bulging outward are formed on both sides in the axial direction so as to increase the thickness. Processed product (6B) can be manufactured.
なお、上記第4実施形態では、拘束ダイ(10)の軸方向両端部を誘導加熱手段(81)によって局部的に誘導加熱することにより、素材(1)の各加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)に対応する部位(2x)を、拘束ダイ(10)の軸方向端部の熱で局部的に加熱するものである。しかるに本発明では、その他に、素材(1)の当該部位(2x)を誘導加熱手段(81)によって局部的に誘導加熱しても良い。この場合には、素材(1)の当該部位(2x)を確実に且つ極めて効率良く加熱できる。また、この場合には、拘束ダイ(10)は、例えば、鋼材等の、耐熱性を有する硬質の電導性材料(例:耐熱性金属材)からなるものであっても良いし、セラミック等の、耐熱性を有する硬質の非電導性材料からなるものであっても良い。 In the fourth embodiment, the both ends of the constraining die (10) in the axial direction are locally induction-heated by the induction heating means (81), so that the guides in the planned processing portions (2) of the material (1) are provided. The part (2x) corresponding to the tip part (20a) of (20) is locally heated by the heat of the axial end part of the constraining die (10). However, in the present invention, in addition, the part (2x) of the material (1) may be locally induction heated by the induction heating means (81). In this case, the part (2x) of the material (1) can be reliably and extremely efficiently heated. In this case, the constraining die (10) may be made of a hard conductive material having heat resistance (eg, a heat-resistant metal material) such as a steel material, or a ceramic or the like. Further, it may be made of a hard nonconductive material having heat resistance.
また、上記第4実施形態では、素材(1)の加工予定部(2)の個数は2個であるが、本発明では、その他に、加工予定部(2)の個数は1個であっても良い。 Moreover, in the said 4th Embodiment, although the number of the process plan parts (2) of the raw material (1) is two, in the present invention, the number of the process plan parts (2) is one in addition. Also good.
ここで、上記第4実施形態では、据え込み加工時において、各ガイド(20)はガイド駆動装置(60)の駆動力によって移動されるが、本発明では、必ずしも各ガイド(20)はそのような駆動力によって移動されることを要しない。すなわち、本発明では、各ガイド(20)を、素材(1)の各加工予定部(2)の材料の成形凹部(12)内への圧入によりガイド(20)に作用する押し戻し力によって移動させても良い。この場合には、各ガイド駆動装置(60)を必ずしも用いなくても各ガイド(20)を移動させることができ、もって据え込み加工装置(1D)の簡素化を図ることができる。 Here, in the fourth embodiment, at the time of upsetting, each guide (20) is moved by the driving force of the guide driving device (60). However, in the present invention, each guide (20) is not necessarily so. It does not need to be moved by a strong driving force. That is, in the present invention, each guide (20) is moved by a push-back force that acts on the guide (20) by press-fitting the material of each planned processing portion (2) of the material (1) into the molding recess (12). May be. In this case, each guide (20) can be moved without necessarily using each guide driving device (60), and thus the upsetting device (1D) can be simplified.
図20〜図22は、本発明の第5実施形態に係る筒状素材の据え込み加工装置を用いた据え込み加工方法を説明するための概略図である。 20 to 22 are schematic views for explaining an upsetting method using an upsetting apparatus for a cylindrical material according to a fifth embodiment of the present invention.
図20において、(1E)は、本第5実施形態に係る筒状素材の据え込み加工装置である。図20〜図22には、図12〜図14に示した第3実施形態の据え込み加工装置(1C)の構成要素と同一の要素には同一の符号が付されている。以下、本第5実施形態の据え込み加工装置(1E)の構成について、上記第3実施形態の据え込み加工装置(1C)及び上記第4実施形態の据え込み加工装置(1D)の構成との相違を中心に説明する。 In FIG. 20, (1E) is a tubular material upsetting apparatus according to the fifth embodiment. 20 to 22, the same components as those of the upsetting apparatus (1C) of the third embodiment illustrated in FIGS. 12 to 14 are denoted by the same reference numerals. Hereinafter, with respect to the configuration of the upsetting apparatus (1E) of the fifth embodiment, the upsetting apparatus (1C) of the third embodiment and the configuration of the upsetting apparatus (1D) of the fourth embodiment will be described. The difference will be mainly described.
第5実施形態の据え込み加工装置(1E)により製作される筒状据え込み加工品は、図22に示すように、軸方向一端部に肉厚が増加するように内側に膨出した膨出部(4)が形成されたものであり、すなわち、上記第3実施形態の据え込み加工装置(1C)により製作される筒状据え込み加工品(6C)と同じである。 As shown in FIG. 22, the cylindrical upsetting product manufactured by the upsetting apparatus (1E) of the fifth embodiment bulges inwardly so that the wall thickness increases at one end in the axial direction. The part (4) is formed, that is, the same as the cylindrical upsetting product (6C) manufactured by the upsetting apparatus (1C) of the third embodiment.
この据え込み加工装置(1E)は、図20に示すように、上記第3実施形態の据え込み加工装置(1C)の全ての構成と、更に、加熱手段(80)と、冷却手段(85)とを備えている。 As shown in FIG. 20, the upsetting apparatus (1E) includes all the configurations of the upsetting apparatus (1C) of the third embodiment, a heating means (80), and a cooling means (85). And.
加熱手段(80)は、素材(1)の加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)に対応する部位(2x)を局部的に加熱するものである。加熱手段(80)は、誘導加熱コイル(81a)と、該コイル(81a)に交流電流(又は交流電圧)を供給する電源部(81b)とを有する誘導加熱手段(81)である。 The heating means (80) locally heats a portion (2x) corresponding to the tip (20a) of the guide (20) in the planned processing portion (2) of the material (1). The heating means (80) is an induction heating means (81) having an induction heating coil (81a) and a power supply unit (81b) for supplying an alternating current (or an alternating voltage) to the coil (81a).
誘導加熱コイル(81a)の表面は、絶縁テープ等からなる絶縁層(図示せず)で覆われている。さらに、このコイル(81a)は、拘束ダイ(10)の軸方向一端部の内部に成形凹部(12)を取り囲む態様にして埋設されている。 The surface of the induction heating coil (81a) is covered with an insulating layer (not shown) made of an insulating tape or the like. Further, the coil (81a) is embedded in the axial end portion of the constraining die (10) so as to surround the molding recess (12).
拘束ダイ(10)は、例えば、鋼材等の、耐熱性を有する硬質の電導性材料(例:耐熱性金属材)からなるか、あるいは、セラミック等の、耐熱性を有する硬質の非電導性材料からなる。 The constraining die (10) is made of a heat-resistant hard conductive material (eg, heat-resistant metal material) such as steel, or a heat-resistant hard non-conductive material such as ceramic. Consists of.
この誘導加熱手段(81)では、コイル(81a)に電源部(81b)によって所定の周波数(例:高周波や低周波)の電流(電圧)を供給すると、誘導加熱手段(81)のコイル(81a)によって素材(1)の加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)に対応する部位(2x)が局部的に誘導加熱されるように構成されている。さらに、この誘導加熱手段(81)は、コイル(81a)への電流供給量等を増加させることにより、素材(1)の当該部位(2x)の誘導加熱温度を上昇させて当該部位(2x)を局部的に半溶融状態に誘導加熱できるように構成されている。 In this induction heating means (81), when a current (voltage) of a predetermined frequency (eg, high frequency or low frequency) is supplied to the coil (81a) by the power supply unit (81b), the coil (81a) of the induction heating means (81) is supplied. ), The part (2x) corresponding to the tip (20a) of the guide (20) in the planned processing part (2) of the material (1) is locally induction heated. Further, the induction heating means (81) increases the induction heating temperature of the part (2x) of the material (1) by increasing the amount of current supplied to the coil (81a) and the like (2x). Is locally heated in a semi-molten state.
冷却手段(85)は、素材(1)の加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)よりも基端側の部位に対応する部位(2y)を局部的に冷却するものである。この冷却手段(85)は、ガイド(20)の基端部の内部に設けられた冷却液流通路(85a)を有している。そして、冷却手段(85)は、この冷却液流通路(85a)内に冷却水等の冷却液を流通させることにより、素材(1)の当該部位(2y)を局部的に冷却するように構成されている。 The cooling means (85) locally cools the portion (2y) corresponding to the portion on the base end side of the tip (20a) of the guide (20) in the planned processing portion (2) of the material (1). It is. The cooling means (85) has a coolant flow path (85a) provided inside the base end of the guide (20). The cooling means (85) is configured to locally cool the portion (2y) of the material (1) by circulating a coolant such as cooling water in the coolant flow passage (85a). Has been.
なお、(88)は、拘束ダイ(10)の内部に設けられた冷却液流通路である。この冷却液流通路(88)は、その内部に冷却液を流通させることにより、誘導加熱手段(81)のコイル(81a)によって生じた熱が拘束ダイ(10)の他の部位へ伝導するのを抑制するものである。 Reference numeral (88) denotes a coolant flow passage provided inside the constraining die (10). The coolant flow passage (88) allows the heat generated by the coil (81a) of the induction heating means (81) to be conducted to other parts of the constraining die (10) by allowing the coolant to flow therethrough. It suppresses.
本第5実施形態の据え込み加工装置(1E)の他の構成は、上記第3実施形態の据え込み加工装置(1C)の構成と同じである。 The other configuration of the upsetting apparatus (1E) of the fifth embodiment is the same as that of the upsetting apparatus (1C) of the third embodiment.
次に、上記第5実施形態の据え込み加工装置(1E)を用いた据え込み加工方法を以下に説明する。 Next, an upsetting method using the upsetting apparatus (1E) of the fifth embodiment will be described below.
まず、図20に示すように、拘束ダイ(10)の拘束孔(11)に素材(1)の加工予定部(2)及び非加工予定部(3)を挿入配置する。これにより、素材(1)の加工予定部(2)及び非加工予定部(3)の外周面が拘束孔(11)の周面で座屈阻止状態に拘束される、
次いで、ガイド(20)に心金(40)が流体圧シリンダ(51)を介して連結された状態のままで、心金本体(41)を素材(1)の非加工予定部(3)の中空部(3a)内に挿入配置するとともに、心金(40)の小径部(42)を加工予定部(2)の中空部(2a)内に挿入配置する[心金(40)のセット作業]。この操作により、ガイド(20)の少なくとも先端部(20a)が素材(1)の加工予定部(2)の中空部(2a)内に配置される[ガイド(20)のセット作業]。この状態において、素材(1)の加工予定部(2)の内周面はガイド(20)の周面で座屈阻止状態に拘束されている。First, as shown in FIG. 20, the processing planned portion (2) and the non-processing planned portion (3) of the material (1) are inserted and arranged in the constraining hole (11) of the constraining die (10). Thereby, the outer peripheral surfaces of the processing scheduled portion (2) and the non-processing scheduled portion (3) of the material (1) are restrained in a buckling-prevented state by the peripheral surface of the restraining hole (11).
Next, with the mandrel (40) connected to the guide (20) via the fluid pressure cylinder (51), the mandrel body (41) is placed on the non-processed portion (3) of the material (1). Insert and place in the hollow part (3a) and insert and place the small diameter part (42) of the mandrel (40) in the hollow part (2a) of the part to be processed (2) [Set operation of the mandrel (40) ]. By this operation, at least the tip end portion (20a) of the guide (20) is disposed in the hollow portion (2a) of the planned processing portion (2) of the material (1) [setting operation of the guide (20)]. In this state, the inner peripheral surface of the planned processing portion (2) of the material (1) is restrained in a buckling-prevented state by the peripheral surface of the guide (20).
さらに、必要に応じて、各ガイド(20)の先端部(20a)と、対応する成形凹部(12)の底部(12a)との間にそれぞれ初期クリアランスX(図12参照)を設けることが望ましい。 Furthermore, it is desirable to provide an initial clearance X (see FIG. 12) between the tip (20a) of each guide (20) and the bottom (12a) of the corresponding molding recess (12) as necessary. .
さらに、誘導加熱手段(81)のコイル(81a)に電源部(81b)によって所定の周波数の電流を供給することにより、誘導加熱手段(81)のコイル(81a)によって素材(1)の加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)に対応する部位(2x)を局部的に誘導加熱する。これにより、素材(1)の当該部位(2x)における変形抵抗が局部的に低下する。 Furthermore, the material (1) is scheduled to be processed by the coil (81a) of the induction heating means (81) by supplying a current of a predetermined frequency to the coil (81a) of the induction heating means (81) by the power supply unit (81b). The part (2x) corresponding to the tip (20a) of the guide (20) in the part (2) is locally induction-heated. Thereby, the deformation resistance in the said part (2x) of a raw material (1) falls locally.
この場合における加熱温度の好適な範囲は、上記第4実施形態に記載した好適な加熱温度の範囲と同じである。 In this case, the preferable range of the heating temperature is the same as the preferable range of the heating temperature described in the fourth embodiment.
さらに、冷却手段(85)の冷却液流通路(85a)内に常温の冷却水等の冷却液を流通させることにより、素材(1)の加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)よりも基端側の部位に対応する部位(2y)を局部的に冷却する。これにより、素材(1)の当該部位(2y)における変形抵抗の低下を抑制できる。 Further, the tip of the guide (20) in the planned processing portion (2) of the material (1) is circulated through the coolant flow passage (85a) of the cooling means (85) by circulating coolant such as cooling water at room temperature. The part (2y) corresponding to the part closer to the base end than (20a) is locally cooled. Thereby, the fall of the deformation resistance in the said site | part (2y) of a raw material (1) can be suppressed.
この場合における冷却温度の好適な範囲は、上記第4実施形態に記載した好適な冷却温度の範囲を同じである。 The preferable range of the cooling temperature in this case is the same as the preferable range of the cooling temperature described in the fourth embodiment.
また、拘束ダイ(10)の内部に設けられた冷却液流通路(88)内に常温の冷却水等の冷却液を流通させる。これにより、誘導加熱手段(81)のコイル(81a)によって生じた熱が拘束ダイ(10)の他の部位へ伝導するのを抑制する。 In addition, a cooling liquid such as normal temperature cooling water is circulated in a cooling liquid flow passage (88) provided in the constraining die (10). This suppresses the heat generated by the coil (81a) of the induction heating means (81) from being conducted to other parts of the constraining die (10).
次いで、このような状態を維持したまま、上記第3実施形態で示した据え込み加工方法と同様の手順により、図21及び図22に示すように、素材(1)の加工予定部(2)を成形凹部(12)内で肉厚が増加するように内側に膨出させる。 Next, while maintaining such a state, as shown in FIG. 21 and FIG. 22, the planned processing portion (2) of the material (1) by the same procedure as the upsetting method shown in the third embodiment. Is swelled inward so as to increase the thickness in the molding recess (12).
そして、素材(1)の加工予定部(2)が設計形状に膨出したら、その後、流体圧シリンダ(51)と心金(40)とを分離するとともに、拘束ダイ(10)の底部(15)を取り外す。そして、心金(40)を素材(1)の非加工予定部(3)の中空部(3a)内から抜出し、またガイド(20)及びパンチ(30)を取り外す。これにより、所望する筒状据え込み加工品(6C)が得られる。 When the planned processing portion (2) of the material (1) swells to the design shape, the fluid pressure cylinder (51) and the mandrel (40) are then separated and the bottom (15 ) Is removed. Then, the mandrel (40) is extracted from the hollow portion (3a) of the non-processed portion (3) of the material (1), and the guide (20) and the punch (30) are removed. Thereby, the desired cylindrical upsetting product (6C) is obtained.
この据え込み加工方法において、ガイド(20)の移動開始時からの平均移動速度Gは、上記式(i)を満足していることが望ましい。 In this upsetting method, it is desirable that the average moving speed G from the start of the movement of the guide (20) satisfies the above formula (i).
而して、上記第5実施形態の据え込み加工方法では、上記第3実施形態及び第4実施形態の据え込み加工方法と同じ利点がある上、更に、次の利点がある。 Thus, the upsetting method of the fifth embodiment has the same advantages as the upsetting methods of the third and fourth embodiments, and further has the following advantages.
すなわち、素材(1)の加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)に対応する部位(2x)を局部的に加熱した状態で、素材(1)の加工予定部(2)を膨出させるので、素材(1)の加工予定部(2)のうち、ガイド(20)の先端部(20a)に対応する部位(2x)についてのみ変形抵抗が局部的に低下する。そのため、成形圧力を低減できる。一方、素材(1)の加工予定部(2)のうち、ガイド(20)の先端部(20a)よりも基端側の部位に対応する部位(2y)については加熱されていないので変形抵抗は低下しない。そのため、素材(1)の端部がパンチ(30)からの加圧力によって押し潰されることにより生じる成形圧力の増加を防止できる。 That is, in the state where the portion (2x) corresponding to the tip (20a) of the guide (20) in the planned processing portion (2) of the material (1) is locally heated, the planned processing portion (2 ) Bulges, the deformation resistance is locally reduced only in the portion (2x) corresponding to the tip (20a) of the guide (20) in the planned processing portion (2) of the material (1). Therefore, the molding pressure can be reduced. On the other hand, since the portion (2y) corresponding to the base end side portion of the guide (20) in the planned processing portion (2) of the material (1) is not heated, the deformation resistance is It does not decline. Therefore, it is possible to prevent an increase in molding pressure caused by the end portion of the material (1) being crushed by the pressing force from the punch (30).
さらに、素材(1)の加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)に対応する部位(2x)を誘導加熱手段(81)によって局部的に誘導加熱するので、素材(1)の当該部位(2x)を確実に且つ極めて効率良く加熱できる。 Furthermore, since the site | part (2x) corresponding to the front-end | tip part (20a) of the guide (20) in the process part (2) of a raw material (1) is induction-heated locally by an induction heating means (81), material (1 ) Can be heated reliably and extremely efficiently.
また、本第5実施形態では、誘導加熱温度を上昇させることにより、素材(1)の当該部位(2x)を局部的に半溶融状態に誘導加熱しても良い。この場合には、成形圧力を大幅に低減できる。なお、この場合の据え込み加工は、チクソ成形の範疇に入ることとなる。 Moreover, in this 5th Embodiment, you may carry out induction heating of the said part (2x) of a raw material (1) locally to a semi-molten state by raising induction heating temperature. In this case, the molding pressure can be greatly reduced. In this case, the upsetting process falls within the category of thixo molding.
さらに、素材(1)の加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)よりも基端側の部位に対応する部位(2y)を冷却手段(85)によって局部的に冷却した状態で、素材(1)の加工予定部(2)を膨出させるので、素材(1)の当該部位(2y)が加熱されるのを確実に抑制でき、もって、素材(1)の当該部位(2y)における変形抵抗の低下を確実に抑制できる。 Furthermore, the part (2y) corresponding to the part on the base end side of the tip part (20a) of the guide (20) in the planned processing part (2) of the material (1) was locally cooled by the cooling means (85). In this state, since the planned processing part (2) of the material (1) is bulged, the part (2y) of the material (1) can be reliably prevented from being heated, and thus the part of the material (1) A decrease in deformation resistance in (2y) can be reliably suppressed.
したがって、本第5実施形態の据え込み加工方法によれば、図22に示すように、軸方向一端部に肉厚が増加するように内側に膨出した膨出部(4)が形成された高品質の筒状据え込み加工品(6C)を製造できる。 Therefore, according to the upsetting method of the fifth embodiment, as shown in FIG. 22, the bulging portion (4) bulging inward is formed at one axial end portion so as to increase the thickness. High quality cylindrical upsetting products (6C) can be manufactured.
なお、上記第5実施形態では、素材(1)の加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)に対応する部位(2x)を誘導加熱手段(81)によって局部的に誘導加熱するものである。しかるに本発明では、その他に、拘束ダイ(10)の軸方向一端部を誘導加熱手段(81)によって局部的に誘導加熱し、これにより、素材(1)の当該部位(2x)を、拘束ダイ(10)の軸方向一端部の熱で局部的に加熱しても良い。この場合には、素材(1)の当該部位(2x)を確実に且つ効率良く加熱できる。また、この場合には、拘束ダイ(10)は、例えば、鋼材等の、耐熱性を有する硬質の電導性材料(例:耐熱性金属材)からなるものことが望ましい。 In the fifth embodiment, the part (2x) corresponding to the tip (20a) of the guide (20) in the planned processing part (2) of the material (1) is locally guided by the induction heating means (81). It is for heating. However, in the present invention, in addition, one axial end portion of the constraining die (10) is locally induction-heated by the induction heating means (81), whereby the portion (2x) of the material (1) is You may heat locally with the heat of the axial direction one end of (10). In this case, the part (2x) of the material (1) can be reliably and efficiently heated. In this case, the constraining die (10) is preferably made of a hard conductive material having heat resistance (eg, heat resistant metal material) such as steel.
ここで、上記第5実施形態では、据え込み加工時において、ガイド(20)はガイド駆動装置(60)の駆動力によって移動されるが、本発明では、必ずしもガイド(20)はそのような駆動力によって移動されることを要しない。すなわち、本発明では、ガイド(20)を、素材(1)の加工予定部(2)の材料の成形凹部(12)内への圧入によりガイド(20)に作用する押し戻し力によって移動させても良い。この場合には、ガイド駆動装置(60)を必ずしも用いなくてもガイド(20)を移動させることができ、もって据え込み加工装置(1E)の簡素化を図ることができる。 Here, in the fifth embodiment, at the time of upsetting, the guide (20) is moved by the driving force of the guide driving device (60). However, in the present invention, the guide (20) is not necessarily driven as such. It does not need to be moved by force. That is, in the present invention, the guide (20) may be moved by a push-back force that acts on the guide (20) by press-fitting the material (1) into the molding recess (12) of the material (1). good. In this case, the guide (20) can be moved without necessarily using the guide driving device (60), and thus the upsetting device (1E) can be simplified.
図23〜図25は、本発明の第6実施形態に係る筒状素材の据え込み加工装置を用いた据え込み加工方法を説明するための概略図である。 23 to 25 are schematic diagrams for explaining an upsetting method using an upsetting apparatus for a cylindrical material according to a sixth embodiment of the present invention.
図23において、(1F)は、本第6実施形態に係る筒状素材の据え込み加工装置である。図23〜図25には、図7〜図10に示した第2実施形態の据え込み加工装置(1B)の構成要素と同一の要素には同一の符号が付されている。以下、本第6実施形態の据え込み加工装置(1F)の構成について、上記第2実施形態の据え込み加工装置(1B)及び上記第4実施形態の据え込み加工装置(1D)の構成との相違を中心に説明する。 In FIG. 23, (1F) is a tubular material upsetting apparatus according to the sixth embodiment. 23 to 25, the same reference numerals are assigned to the same components as those of the upsetting apparatus (1B) of the second embodiment shown in FIGS. Hereinafter, regarding the configuration of the upsetting apparatus (1F) of the sixth embodiment, the upsetting apparatus (1B) of the second embodiment and the configuration of the upsetting apparatus (1D) of the fourth embodiment will be described. The difference will be mainly described.
第6実施形態の据え込み加工装置(1F)により製作される筒状据え込み加工品は、図11に示した筒状据え込み加工品(6B)と同じである。 The cylindrical upsetting product manufactured by the upsetting apparatus (1F) of the sixth embodiment is the same as the cylindrical upsetting product (6B) shown in FIG.
この据え込み加工装置(1F)は、図23に示すように、上記第4実施形態の据え込み加工装置(1D)とは違って心金と伸縮装置とを備えていない。また、この据え込み加工装置(1F)は、2個の加熱手段(80)(80)と、2個の冷却手段(85)(85)と、圧力流体充填手段(90)とを備えている。 Unlike the upsetting apparatus (1D) of the fourth embodiment, the upsetting apparatus (1F) does not include a mandrel and a telescopic device, as shown in FIG. The upsetting apparatus (1F) includes two heating means (80) and (80), two cooling means (85) and (85), and a pressure fluid filling means (90). .
2個の加熱手段(80)(80)は互いに同一構成である。各加熱手段(80)は、上記第4実施形態の据え込み加工装置(1D)の加熱手段(80)と同じ構成であり、即ち、誘導加熱コイル(81a)と電源部(81b)とを有する誘導加熱手段(81)である。 The two heating means (80) (80) have the same configuration. Each heating means (80) has the same configuration as the heating means (80) of the upsetting apparatus (1D) of the fourth embodiment, that is, has an induction heating coil (81a) and a power supply unit (81b). Induction heating means (81).
2個の冷却手段(85)(85)は互いに同一構成である。各冷却手段(85)は、上記第4実施形態の据え込み加工装置(1D)の冷却手段(85)と同じ構成であり、即ち、冷却液流通路(85a)を有している。 The two cooling means (85) and (85) have the same configuration. Each cooling means (85) has the same configuration as the cooling means (85) of the upsetting apparatus (1D) of the fourth embodiment, that is, has a coolant flow passage (85a).
圧力流体充填手段(90)は、筒状素材(1)の軸方向中間部の非加工予定部(3)及び軸方向両側部の加工予定部(2)(2)の中空部(3a)(2a)(2a)内に圧力流体(圧力媒体)(95)を充填し、これにより、素材(1)の非加工予定部(3)及び両加工予定部(2)(2)の内周面を流体圧(即ち、圧力流体の圧力)で座屈阻止状態に加圧拘束するものである。 The pressure fluid filling means (90) includes a non-scheduled scheduled portion (3) at the axially intermediate portion of the cylindrical material (1) and a hollow portion (3a) of the planned scheduled portions (2) and (2) at both axial side portions. 2a) (2a) is filled with a pressurized fluid (pressure medium) (95), so that the inner peripheral surface of the non-processed portion (3) and both of the processed portions (2) (2) of the material (1) Is constrained to be in a buckling-prevented state by fluid pressure (that is, pressure of pressure fluid).
この圧力流体充填手段(90)は、両パンチ(30)(30)のうちの一方のパンチ(30)の内部に軸方向に貫通して設けられた圧力流体供給路(91)と、該供給路(91)を通じて圧力流体(95)を素材(1)の中空部(3a)(2a)(2a)内に供給充填する圧力流体供給部(92)とを有している。圧力流体供給路(92)の供給口(9a)は、パンチ(30)の先端面に中空部(2a)に臨んで設けられている。圧力流体供給部(92)は、圧力流体供給源として、内部に圧力流体が充填された圧力タンク(図示せず)等を有している。 The pressure fluid filling means (90) includes a pressure fluid supply path (91) provided in an axial direction inside one of the punches (30) (30), and the supply A pressure fluid supply section (92) for supplying and filling the pressure fluid (95) into the hollow sections (3a), (2a) and (2a) of the material (1) through the passage (91); The supply port (9a) of the pressure fluid supply path (92) is provided on the front end surface of the punch (30) so as to face the hollow portion (2a). The pressure fluid supply section (92) has a pressure tank (not shown) filled with a pressure fluid inside as a pressure fluid supply source.
圧力流体(95)として、例えば、アルゴンや空気等のガスが用いられる。ただし本発明では、圧力流体(95)がガスであることに限定されるものではなく、その他に、例えば、水や油等の液体であっても良い。 As the pressure fluid (95), for example, a gas such as argon or air is used. However, in the present invention, the pressure fluid (95) is not limited to being a gas, but may be a liquid such as water or oil, for example.
各パンチ(30)の先端部には、素材(1)の軸方向端部の開口部内に嵌合される嵌合凸部(32)が一体に設けられている。この嵌合凸部(32)は、素材(1)の軸方向端部をその内側から支持して当該端部の変形を阻止するものである。 A fitting convex portion (32) that is fitted into the opening at the axial end portion of the material (1) is integrally provided at the tip portion of each punch (30). This fitting convex part (32) supports the axial direction edge part of a raw material (1) from the inner side, and prevents the deformation | transformation of the said edge part.
次に、上記第6実施形態の据え込み加工装置(1F)を用いた据え込み加工方法を以下に説明する。 Next, an upsetting method using the upsetting apparatus (1F) of the sixth embodiment will be described below.
まず、図23に示すように、拘束ダイ(10)の拘束孔(11)に素材(1)の非加工予定部(3)を挿入配置する。これにより、素材(1)の各加工予定部(2)がそれぞれ拘束ダイ(10)の対応する成形凹部(12)内に配置される。この状態において、素材(1)の非加工予定部(3)の外周面は拘束孔(11)の周面で拘束されている。 First, as shown in FIG. 23, the non-processed portion (3) of the material (1) is inserted and arranged in the restraining hole (11) of the restraining die (10). Thereby, each process part (2) of a raw material (1) is arrange | positioned in the shaping | molding recessed part (12) to which a restraint die (10) respond | corresponds, respectively. In this state, the outer peripheral surface of the non-processed portion (3) of the material (1) is constrained by the peripheral surface of the constraining hole (11).
次いで、各ガイド(20)の挿通孔(21)内にそれぞれ対応する素材(1)の加工予定部(2)を挿入配置する。これにより、素材(1)の各加工予定部(2)の外周面が挿通孔(21)の周面で座屈阻止状態に拘束される。 Next, the processing scheduled portion (2) of the corresponding material (1) is inserted and arranged in the insertion hole (21) of each guide (20). Thereby, the outer peripheral surface of each process part (2) of a raw material (1) is restrained by the buckling prevention state by the peripheral surface of an insertion hole (21).
さらに、各ガイド(20)の挿通孔(21)内にそれぞれ対応するパンチ(30)を挿入配置する。これにより、各パンチ(30)が素材(1)の軸方向端部側の初期位置に配置されるとともに、更に、各パンチ(30)の先端部の嵌合凸部(32)が素材(1)の軸方向端部の開口部内に適合状態に嵌合されて当該端部がその内側から嵌合凸部(32)で変形阻止状態に支持される。さらに、こうして嵌合凸部(32)が嵌合されることにより、素材(1)の軸方向両端部の開口部が閉塞される。 Furthermore, the corresponding punch (30) is inserted and arranged in the insertion hole (21) of each guide (20). Thereby, each punch (30) is disposed at the initial position on the axial end portion side of the material (1), and the fitting convex portion (32) at the tip of each punch (30) is further moved to the material (1). ) Is fitted into the opening in the axial direction end portion, and the end portion is supported in a deformation-prevented state from the inside by the fitting convex portion (32). Further, the fitting protrusions (32) are fitted in this way, thereby closing the openings at both ends in the axial direction of the material (1).
次いで、素材(1)の非加工予定部(3)及び両加工予定部(2)(2)の中空部(3a)(2a)(2a)内に、圧力流体充填手段(90)によって圧力流体供給部(92)から圧力流体(95)を圧力流体供給路(91)内を通じて充満状態に供給充填する。この充填の際には、素材(1)の軸方向両端部のうちいずれか一方の端部の開口部とパンチ(30)の先端部との間に隙間を開けておくことが、圧力流体(95)を素材(1)の中空部(3a)(2a)(2a)内に充満状態に充填し易くなる点で望ましい。圧力流体(95)の充填圧力は、5〜50MPa(特に好ましくは15〜30MPa)の範囲内に設定されることが望ましい。ただし本発明では、充填圧力が上記の範囲であることに限定されるものではなく、つまり、加工時に素材(1)の非加工予定部(3)及び両加工予定部(2)(2)が内側へ座屈しないような充填圧力の範囲であれば良い。 Next, the non-processed scheduled part (3) of the material (1) and the hollow parts (3a) (2a) (2a) of both scheduled process parts (2) (2) are pressurized fluid filled by the pressure fluid filling means (90). The pressure fluid (95) is supplied and filled from the supply section (92) through the inside of the pressure fluid supply passage (91). At the time of this filling, it is possible to leave a gap between the opening at one of the axial ends of the material (1) and the tip of the punch (30). 95) is desirable in that the hollow portion (3a) (2a) (2a) of the material (1) can be easily filled in a full state. The filling pressure of the pressure fluid (95) is desirably set within the range of 5 to 50 MPa (particularly preferably 15 to 30 MPa). However, in the present invention, the filling pressure is not limited to the above range, that is, the non-scheduled scheduled part (3) and the both planned scheduled parts (2) (2) of the material (1) are processed during processing. Any filling pressure that does not buckle inward is acceptable.
さらに、必要に応じて、各ガイド(20)の先端部(20a)と、対応する成形凹部(12)の底部(12a)との間にそれぞれ初期クリアランスX(図8参照)を設けることが望ましい。 Furthermore, it is desirable to provide an initial clearance X (see FIG. 8) between the tip (20a) of each guide (20) and the bottom (12a) of the corresponding molding recess (12) as necessary. .
さらに、各誘導加熱手段(81)のコイル(81a)に電源部(81b)によって所定の周波数の電流を供給することにより、各誘導加熱手段(81)のコイル(81a)によって拘束ダイ(10)の軸方向両端部を局部的に誘導加熱する。これにより、素材(1)の各加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)に対応する部位(2x)が、拘束ダイ(10)の軸方向端部の熱で局部的に加熱される。その結果、素材(1)の当該部位(2x)における変形抵抗が局部的に低下する。 Further, by supplying a current of a predetermined frequency to the coil (81a) of each induction heating means (81) by the power supply unit (81b), the constraining die (10) by the coil (81a) of each induction heating means (81) Both end portions in the axial direction are induction-heated locally. As a result, the portion (2x) corresponding to the tip (20a) of the guide (20) in each planned processing portion (2) of the material (1) is localized by the heat at the axial end of the constraining die (10). To be heated. As a result, the deformation resistance at the part (2x) of the material (1) is locally reduced.
この場合における加熱温度の好適な範囲は、上記第4実施形態に記載した好適な加熱温度の範囲と同じである。 In this case, the preferable range of the heating temperature is the same as the preferable range of the heating temperature described in the fourth embodiment.
さらに、各冷却手段(85)の冷却液流通路(85a)内に常温の冷却水等の冷却液を流通させることにより、素材(1)の各加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)よりも基端側の部位に対応する部位(2y)を局部的に冷却する。これにより、素材(1)の当該部位(2y)における変形抵抗の低下を抑制できる。 Furthermore, the coolant (85a) of each cooling means (85) is circulated through the coolant flow passage (85a), so that the guide (20) in each processing scheduled portion (2) of the material (1) is circulated. The part (2y) corresponding to the part on the proximal end side with respect to the distal end part (20a) is locally cooled. Thereby, the fall of the deformation resistance in the said site | part (2y) of a raw material (1) can be suppressed.
この場合における冷却温度の好適な範囲は、上記第4実施形態に記載した好適な冷却温度の範囲を同じである。 The preferable range of the cooling temperature in this case is the same as the preferable range of the cooling temperature described in the fourth embodiment.
また、拘束ダイ(10)の内部に設けられた各冷却液流通路(88)内に常温の冷却水等の冷却液を流通させる。これにより、各誘導加熱手段(81)のコイル(81a)によって生じた熱が拘束ダイ(10)の他の部位へ伝導するのを抑制する。 In addition, a cooling liquid such as normal temperature cooling water is circulated in each cooling liquid flow passage (88) provided in the constraining die (10). This suppresses the heat generated by the coil (81a) of each induction heating means (81) from being conducted to other parts of the constraining die (10).
次いで、このような状態を維持したまま、上記第2実施形態で示した据え込み加工方法と同様の手順により、図24及び図25に示すように、素材(1)の両加工予定部(2)(2)を同時に成形凹部(12)(12)内で肉厚が増加するように外側に膨出させる。なお、素材(1)の両加工予定部(2)(2)を膨出させる間は、素材(1)の中空部(3a)(2a)(2a)内の流体圧が一定になるように流体圧を調節することが望ましい。 Next, while maintaining such a state, by the same procedure as the upsetting method shown in the second embodiment, as shown in FIG. 24 and FIG. ) And (2) are simultaneously bulged outwardly so as to increase the thickness in the molding recesses (12) and (12). Note that the fluid pressure in the hollow portions (3a), (2a), and (2a) of the material (1) is kept constant while the both processing planned portions (2) and (2) of the material (1) are expanded. It is desirable to adjust the fluid pressure.
そして、素材(1)の両加工予定部(2)(2)が設計形状に膨出したら、その後、素材(1)を拘束ダイ(10)の拘束孔(11)内から取り出すことにより、図11に示した筒状据え込み加工品(6B)が得られる。 Then, when both the planned processing parts (2) and (2) of the material (1) bulge into the design shape, the material (1) is then taken out from the restraining hole (11) of the restraining die (10), A cylindrical upsetting product (6B) shown in FIG. 11 is obtained.
この据え込み加工方法において、各ガイド(20)の移動開始時からの平均移動速度Gは、上記式(i)を満足していることが望ましい。 In this upsetting method, it is desirable that the average moving speed G from the start of movement of each guide (20) satisfies the above formula (i).
而して、上記第6実施形態に据え込み加工方法では、次の利点がある。 Thus, the upsetting method according to the sixth embodiment has the following advantages.
すなわち、パンチ(30)で素材(1)の各加工予定部(2)を加圧する際には、素材(1)の非加工予定部(3)及び両加工予定部(2)(2)の内周面が流体圧で加圧拘束され、且つ非加工予定部(3)の外周面が拘束ダイ(10)の拘束孔(11)の周面で拘束されている。したがって、素材(1)の非加工予定部(3)の内側及び外側への座屈が防止され、且つ各加工予定部(2)の内側への座屈が防止されている。また、素材(1)の各加工予定部(2)がガイド(20)の挿通孔(21)内に配置されることで、各加工予定部(2)の外周面が挿通孔(21)の周面で拘束され、これにより、加工予定部(2)の外側への座屈が防止されている。この状態で、据え込み加工を行うことにより、素材(1)の各加工予定部(2)を成形凹部(21)内で肉厚が増加するように外側に確実に且つ良好に膨出させることができ、その結果、高品質の筒状据え込み加工品(6B)を得ることができる。 That is, when pressurizing each processing scheduled portion (2) of the material (1) with the punch (30), the non-processing scheduled portion (3) and the both processing scheduled portions (2) (2) of the material (1). The inner peripheral surface is constrained by fluid pressure, and the outer peripheral surface of the non-processed portion (3) is constrained by the peripheral surface of the constraining hole (11) of the constraining die (10). Therefore, the buckling to the inner side and the outer side of the non-processed portion (3) of the material (1) is prevented, and the buckling to the inner side of each planned processing portion (2) is prevented. Moreover, each process scheduled part (2) of a raw material (1) is arrange | positioned in the insertion hole (21) of a guide (20), and the outer peripheral surface of each process scheduled part (2) is the insertion hole (21). Restrained by the peripheral surface, this prevents buckling to the outside of the planned processing portion (2). In this state, by performing upsetting, each processing scheduled portion (2) of the raw material (1) is reliably and well bulged outward so that the thickness increases in the molding recess (21). As a result, a high-quality cylindrical upsetting product (6B) can be obtained.
さらに、素材(1)の非加工予定部(3)及び両加工予定部(2)(2)の中空部(3a)(2a)(2a)内には、心金ではなく、圧力流体(95)が充填されているので、加工時に素材(1)の各加工予定部(2)に作用する摩擦力を低減できる。そのため、成形圧力を大幅に低減できる。さらに、加工終了後において、心金を据え込み加工品(6B)の中空部内から抜出する必要がないという利点がある。 Furthermore, the non-machined part (3) of the material (1) and the hollow parts (3a) (2a) (2a) of the two machined parts (2) (2) are not pressured with a pressure fluid (95 ) Is filled, it is possible to reduce the frictional force acting on each processing scheduled portion (2) of the material (1) during processing. Therefore, the molding pressure can be greatly reduced. Furthermore, there is an advantage that it is not necessary to extract the mandrel from the hollow portion of the upsetting product (6B) after the processing is completed.
さらに、素材(1)の各加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)に対応する部位(2x)を局部的に加熱した状態で、素材(1)の各加工予定部(2)を膨出させるので、素材(1)の各加工予定部(2)のうち、ガイド(20)の先端部(20a)に対応する部位(2x)についてのみ変形抵抗が局部的に低下する。そのため、成形圧力を低減できる。一方、素材(1)の各加工予定部(2)のうち、ガイド(20)の先端部(20a)よりも基端側の部位に対応する部位(2y)については加熱されていないので変形抵抗は低下しない。そのため、素材(1)の各端部がパンチ(30)からの加圧力によって押し潰されて変形するのを防止できる。 Furthermore, each processing scheduled portion of the material (1) is heated in a state where the portion (2x) corresponding to the tip (20a) of the guide (20) in each processing planned portion (2) of the material (1) is locally heated. Since (2) is bulged, the deformation resistance is locally reduced only in the part (2x) corresponding to the tip (20a) of the guide (20) among the planned processing parts (2) of the material (1). To do. Therefore, the molding pressure can be reduced. On the other hand, among the planned processing parts (2) of the material (1), the part (2y) corresponding to the part on the base end side from the tip part (20a) of the guide (20) is not heated, so deformation resistance Will not drop. Therefore, it can prevent that each edge part of a raw material (1) is crushed and deform | transformed by the applied pressure from a punch (30).
さらに、拘束ダイ(10)の軸方向両端部を誘導加熱手段(81)によって局部的に誘導加熱することにより、素材(1)の各加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)に対応する部位(2x)を、拘束ダイ(10)の軸方向端部の熱で局部的に加熱するので、素材(1)の当該部位(2x)を確実に且つ効率良く加熱できる。 Furthermore, the both ends of the constraining die (10) in the axial direction are locally induction-heated by the induction heating means (81), whereby the tip end portion of the guide (20) in each processing scheduled portion (2) of the material (1) ( Since the part (2x) corresponding to 20a) is locally heated by the heat at the axial end of the constraining die (10), the part (2x) of the material (1) can be reliably and efficiently heated.
また、本第6実施形態では、加熱温度を上昇させることにより、素材(1)の当該部位(2x)を局部的に半溶融状態に加熱しても良い。この場合には、成形圧力を大幅に低減できる。なお、この場合の据え込み加工は、チクソ成形の範疇に入ることとなる。 In the sixth embodiment, the part (2x) of the material (1) may be locally heated to a semi-molten state by increasing the heating temperature. In this case, the molding pressure can be greatly reduced. In this case, the upsetting process falls within the category of thixo molding.
さらに、素材(1)の各加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)よりも基端側の部位に対応する部位(2y)を冷却手段(85)によって局部的に冷却した状態で、素材(1)の各加工予定部(2)を膨出させるので、素材(1)の当該部位(2y)が加熱されるのを確実に抑制でき、もって、素材(1)の当該部位(2y)における変形抵抗の低下を確実に抑制できる。 Further, the part (2y) corresponding to the base end side part of the guide (20) in each planned processing part (2) of the material (1) is locally cooled by the cooling means (85). In this state, since each processing scheduled portion (2) of the material (1) is bulged, it is possible to reliably prevent the part (2y) of the material (1) from being heated. A decrease in deformation resistance at the part (2y) can be reliably suppressed.
したがって、本第6実施形態の据え込み加工方法によれば、軸方向両側部に肉厚が増加するように外側に膨出した膨出部(4)が形成された高品質の筒状据え込み加工品(6B)を製造できる。 Therefore, according to the upsetting method of the sixth embodiment, a high-quality cylindrical upsetting in which the bulging portions (4) bulging outward are formed on both sides in the axial direction so as to increase the thickness. Processed product (6B) can be manufactured.
なお、上記第6実施形態では、拘束ダイ(10)の軸方向両端部を誘導加熱手段(81)によって局部的に誘導加熱することにより、素材(1)の各加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)に対応する部位(2x)を加熱するものである。しかるに本発明では、その他に、素材(1)の当該部位(2x)を誘導加熱手段(81)によって局部的に誘導加熱しても良い。この場合には、素材(1)の当該部位(2x)を確実に且つ極めて効率良く加熱できる。また、この場合には、拘束ダイ(10)は、例えば、鋼材等の、耐熱性を有する硬質の電導性材料(例:耐熱性金属材)からなるものであっても良いし、セラミック等の、耐熱性を有する硬質の非電導性材料からなるものであっても良い。 In the sixth embodiment, both ends in the axial direction of the constraining die (10) are induction-heated locally by the induction heating means (81), so that the guides in the planned processing portions (2) of the material (1) The part (2x) corresponding to the tip part (20a) of (20) is heated. However, in the present invention, in addition, the part (2x) of the material (1) may be locally induction heated by the induction heating means (81). In this case, the part (2x) of the material (1) can be reliably and extremely efficiently heated. In this case, the constraining die (10) may be made of a hard conductive material having heat resistance (eg, a heat-resistant metal material) such as a steel material, or a ceramic or the like. Further, it may be made of a hard nonconductive material having heat resistance.
また、上記第6実施形態では、素材(1)の加工予定部(2)の個数は2個であるが、本発明では、その他に、加工予定部(2)の個数は1個であっても良い。 Moreover, in the said 6th Embodiment, although the number of the process plan parts (2) of the raw material (1) is two, in the present invention, the number of the process plan parts (2) is one in addition. Also good.
ここで、上記第6実施形態では、据え込み加工時において、各ガイド(20)はガイド駆動装置(60)の駆動力によって移動されるが、本発明では、必ずしも各ガイド(20)はそのような駆動力によって移動されることを要しない。すなわち、本発明では、各ガイド(20)を、素材(1)の各加工予定部(2)の材料の成形凹部(12)内への圧入によりガイド(20)に作用する押し戻し力によって移動させても良い。この場合には、各ガイド駆動装置(60)を必ずしも用いなくても各ガイド(20)を移動させることができ、もって据え込み加工装置(1F)の簡素化を図ることができる。 Here, in the sixth embodiment, at the time of upsetting, each guide (20) is moved by the driving force of the guide driving device (60). However, in the present invention, each guide (20) is not necessarily so. It does not need to be moved by a strong driving force. That is, in the present invention, each guide (20) is moved by a push-back force that acts on the guide (20) by press-fitting the material of each planned processing portion (2) of the material (1) into the molding recess (12). May be. In this case, each guide (20) can be moved without necessarily using each guide drive device (60), and thus the upsetting apparatus (1F) can be simplified.
以上で、本発明の幾つかの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に限定されるものではなく、様々に設定変更可能である。 As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, this invention is not limited to what was shown to the said embodiment, A setting change is variously possible.
例えば、本発明に係る据え込み加工装置は、ブッシュのカラー部材用プリフォーム、又は車両のアームの軸部材用プリフォーム、あるいは摩擦撹拌接合用筒状被接合部材を製造するために用いられるものに限定されるものではなく、様々な製品用プリフォームを製造するために用いられるものである。 For example, the upsetting apparatus according to the present invention is used for manufacturing a preform for a collar member of a bush, a preform for a shaft member of a vehicle arm, or a cylindrical joined member for friction stir welding. It is not limited, and is used to manufacture various product preforms.
また、本発明では、素材の加工予定部が素材の軸方向中間部に位置しており、本発明に係る据え込み加工方法によりこの加工予定部を肉厚が増加するように内側又は外側に膨出させることにより、素材の軸方向中間部に膨出部を形成しても良い。 Further, in the present invention, the planned processing portion of the material is located in the intermediate portion in the axial direction of the material. By projecting, the bulging portion may be formed in the intermediate portion in the axial direction of the material.
また、本発明では、素材を所定温度に加熱した状態で素材の加工予定部を加工しても良いし、素材を加熱しない状態で素材の加工予定部を加工しても良い。すなわち、本発明に係る据え込み加工方法は、熱間据え込み加工法であっても良いし、冷間据え込み加工法であっても良い。 In the present invention, the planned processing portion of the material may be processed while the material is heated to a predetermined temperature, or the planned processing portion of the material may be processed without heating the material. That is, the upsetting method according to the present invention may be a hot upsetting method or a cold upsetting method.
また、本発明では、拘束ダイ及びガイドは複数個に分割されたものであっても良い。なお、拘束ダイ及びガイドの分割数及び分割位置は、素材や据え込み加工品の形状に応じて様々に設定されるものである。 In the present invention, the constraining die and the guide may be divided into a plurality of pieces. Note that the number of divisions and the division positions of the constraining die and the guide are variously set according to the shape of the material and the upsetting product.
また、本発明では、素材は、上記実施形態で示したように円筒状であっても良いし、その他に、例えば、角筒状であっても良い。 In the present invention, the material may be cylindrical as shown in the above embodiment, or may be, for example, a rectangular tube.
また、本発明は、加熱手段(80)が誘導加熱手段(81)であることに限定されるものではなく、その他の加熱手段であっても良い。 Further, the present invention is not limited to the heating means (80) being the induction heating means (81), and may be other heating means.
次に、本発明の具体的な実施例を以下に示す。ただし本発明は、この実施例に示したものに限定されるものではない。 Next, specific examples of the present invention will be described below. However, the present invention is not limited to that shown in this embodiment.
押出材からなる円筒状の素材(1)を準備した。素材(1)の内径は30mm、外径は40mm、肉厚は5mmである。素材(1)の各加工予定部(2)の長さは120mmである。素材(1)の材質は、JIS(日本工業規格)に準拠した合金番号A6061のアルミニウム合金である。 A cylindrical material (1) made of an extruded material was prepared. The inner diameter of the material (1) is 30 mm, the outer diameter is 40 mm, and the wall thickness is 5 mm. The length of each processing scheduled portion (2) of the material (1) is 120 mm. The material of the material (1) is an aluminum alloy having an alloy number A6061 in accordance with JIS (Japanese Industrial Standard).
実施例1では、上記素材(1)を、上記第6実施形態の据え込み加工装置(1F)を用いて上記第6実施形態で示した据え込み加工方法と同じ方法で据え込み加工した。そして、その際に要した成形圧力を調べた。その結果を表1に示す。 In Example 1, the material (1) was upset using the upsetting apparatus (1F) of the sixth embodiment by the same method as the upsetting method shown in the sixth embodiment. And the molding pressure required in that case was investigated. The results are shown in Table 1.
実施例2では、上記素材(1)を、上記第4実施形態の据え込み加工装置(1D)を用いて上記第4実施形態で示した据え込み加工方法と同じ方法で据え込み加工した。そして、その際に要した成形圧力を調べた。その結果を表1に示す。 In Example 2, the material (1) was upset using the upsetting apparatus (1D) of the fourth embodiment by the same method as the upsetting method shown in the fourth embodiment. And the molding pressure required in that case was investigated. The results are shown in Table 1.
実施例3では、上記素材(1)を、上記第4実施形態の据え込み加工装置(1D)を用いて据え込み加工した。ただし本実施例3では、素材(1)の全体を加熱して据え込み加工を行った。そして、その際に要した成形圧力を調べた。その結果を表1に示す。 In Example 3, the material (1) was upset using the upsetting apparatus (1D) of the fourth embodiment. However, in the present Example 3, the whole raw material (1) was heated and upsetting was performed. And the molding pressure required in that case was investigated. The results are shown in Table 1.
ここで、表1において、「拘束手段」とは、素材(1)の非加工予定部(3)及び両加工予定部(2)(2)の内周面を拘束する手段である。実施例1では、拘束手段として、アルゴンガスからなる圧力流体(95)を使用した。実施例2及び3では、拘束手段として心金(40)を使用した。 Here, in Table 1, “restraint means” is means for restraining the inner peripheral surfaces of the non-scheduled scheduled portion (3) and the both planned scheduled portions (2) and (2) of the material (1). In Example 1, a pressure fluid (95) made of argon gas was used as the restraining means. In Examples 2 and 3, the mandrel (40) was used as the restraining means.
また、「加熱態様」欄において、「局部加熱」とは、素材(1)の各加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)に対応する部位(2x)を局部的に加熱した場合である。「全体加熱」とは、素材(1)の全体を加熱炉により加熱し、その後、加熱状態の該素材(1)を迅速に据え込み加工装置(1D)にセットして据え込み加工を行った場合である。 In the “heating mode” column, “local heating” refers to a portion (2x) corresponding to the tip (20a) of the guide (20) in each processing scheduled portion (2) of the material (1) locally. This is when heated. “Whole heating” means that the whole material (1) is heated by a heating furnace, and then the heated material (1) is quickly set in the upsetting apparatus (1D) for upsetting. Is the case.
また、「冷却」欄において、「有」とは、各冷却手段(85)によって素材(1)の各加工予定部(2)におけるガイド(20)の先端部(20a)よりも基端側の部位に対応する部位(2y)を局部的に冷却した場合である。「無」とは、冷却しなかった場合である。 In the “cooling” column, “present” means that the cooling means (85) is closer to the proximal end than the distal end portion (20a) of the guide (20) in each processing scheduled portion (2) of the material (1). This is a case where the part (2y) corresponding to the part is locally cooled. “None” means a case where cooling was not performed.
表1に示すように、拘束手段として圧力流体(95)を使用した場合(実施例1)は、心金(40)を使用した場合(実施例2及び3)に比べて、成形圧力を低減できた。 As shown in Table 1, when the pressure fluid (95) is used as the restraining means (Example 1), the molding pressure is reduced compared to the case where the mandrel (40) is used (Examples 2 and 3). did it.
また、局部加熱を行った場合(実施例1及び2)は、全体加熱を行った場合(実施例3)に比べて、成形圧力を低減できた。 In addition, when local heating was performed (Examples 1 and 2), the molding pressure could be reduced as compared with the case where general heating was performed (Example 3).
この出願は、2005年1月31日付で出願された日本国特許出願特願2005−24164号、及び2005年2月4日付で出願された米国仮出願60/649,552号の優先権主張を伴うものであり、その開示内容は、そのまま本願の一部を構成するものである。 This application claims priority from Japanese Patent Application No. 2005-24164 filed on January 31, 2005 and US Provisional Application No. 60 / 649,552 filed on February 4, 2005. Accordingly, the disclosed contents constitute part of the present application as it is.
ここに用いられた用語及び表現は、説明のために用いられたものであって限定的に解釈するために用いられたものではなく、ここに示され且つ述べられた特徴事項の如何なる均等物をも排除するものではなく、この発明のクレームされた範囲内における各種変形をも許容するものであると認識されなければならない。 The terms and expressions used herein are for illustrative purposes and are not to be construed as limiting, but represent any equivalent of the features shown and described herein. It should be recognized that various modifications within the claimed scope of the present invention are permissible.
本発明は、筒状の素材の加工予定部を肉厚が増加するように内側又は外側に膨出させることができる筒状素材の据え込み加工方法及び筒状素材の据え込み加工装置に利用可能である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a cylindrical material upsetting method and a cylindrical material upsetting apparatus that can swell the planned processing portion of the cylindrical material inward or outward so that the thickness increases. It is.
Claims (76)
素材の非加工予定部を拘束ダイにその軸方向に延びて設けられた拘束孔内に配置することにより、該非加工予定部の外周面を拘束孔の周面で拘束し、
且つ、素材の加工予定部を拘束ダイの軸方向端部に設けられた成形凹部内に配置するとともに、
素材の加工予定部をガイドにその軸方向に延びて設けられた挿通孔内に配置し、
次いで、素材の加工予定部をパンチで軸方向に加圧しながら、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、素材の加工予定部を成形凹部内で肉厚が増加するように外側に膨出させることを特徴とする、筒状素材の据え込み加工方法。By arranging the mandrel in the hollow part of the processing planned part and the non-processing planned part of the tubular material, the inner peripheral surface of the processing planned part and the non-processing planned part is restrained by the peripheral surface of the mandrel,
By constraining the non-scheduled part of the material in a restraint hole provided in the restraint die so as to extend in the axial direction thereof, the outer peripheral surface of the non-scheduled part is restrained by the peripheral surface of the restraint hole,
And while arranging the processing planned part of the material in the molding recess provided in the axial direction end of the constraining die,
Place the planned processing part of the material in the insertion hole provided in the guide in the axial direction,
Next, while pressing the planned processing portion of the material in the axial direction with a punch, the guide is moved in the direction opposite to the moving direction of the punch so that the thickness of the processing planned portion of the material is increased in the molding recess. A method for upsetting a cylindrical material, characterized by bulging outward.
ガイドの移動開始時からの平均移動速度をG、
据え込み加工前の素材の加工予定部の断面積での座屈限界長さをX0、
ガイドの先端部と成形凹部の底部との間の初期クリアランスをX(但し、0≦X≦X0)、
膨出部に必要な据え込み加工前の素材の長さをL0、
膨出部の設計体積から求められるパンチの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をXP、
設計で定めたガイドの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をXg、
パンチの移動開始時からガイドの移動開始時までのタイムラグをt0(但し、0≦t0)、
とするとき、Gは、
G=(Xg−X)P/(L0−XP−Pt0)
の式を満足している請求項1記載の筒状素材の据え込み加工方法。The average moving speed from the start of punch movement is P,
G, the average moving speed from the start of guide movement
The buckling limit length in the cross-sectional area of the planned processing part of the material before upsetting is X 0 ,
The initial clearance between the tip of the guide and the bottom of the molding recess is X (where 0 ≦ X ≦ X 0 ),
The length of the material before upsetting necessary for the bulge is L 0 ,
A stop position relative to the molded recess bottom portion of the front end portion of the punch is determined from the design volume of the expanded portion X P,
The stop position of the tip of the guide determined by design relative to the bottom of the molding recess is X g ,
The time lag from the start of punch movement to the start of guide movement is t 0 (where 0 ≦ t 0 ),
Then G is
G = (X g −X) P / (L 0 −X P −Pt 0 )
The tubular material upsetting method according to claim 1, wherein the following formula is satisfied.
パンチの移動に伴い伸縮装置を短縮させる請求項6記載の筒状素材の据え込み加工方法。The mandrel is connected to the punch via an expansion / contraction device that can expand and contract in the axial direction,
The tubular material upsetting method according to claim 6, wherein the telescopic device is shortened as the punch moves.
素材の非加工予定部を拘束ダイにその軸方向に延びて設けられた拘束孔内に配置することにより、該非加工予定部の外周面を拘束孔の周面で拘束し、
且つ、素材の両加工予定部を拘束ダイにその軸方向両端部に設けられた成形凹部内に配置するとともに、
素材の各加工予定部をそれぞれガイドにその軸方向に延びて設けられた挿通孔内に配置し、
次いで、素材の各加工予定部をそれぞれパンチで軸方向に同時に加圧しながら、各ガイドをそれぞれ対応するパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、素材の各加工予定部をそれぞれ対応する成形凹部内で肉厚が増加するように外側に膨出させることを特徴とする、筒状素材の据え込み加工方法。By arranging a mandrel in the hollow part of the non-scheduled part of the axial intermediate part of the cylindrical material and the planned part of machining on both sides in the axial direction, the inner peripheral surfaces of the non-scheduled part and both of the planned parts are centered. While restraining with the gold surface,
By constraining the non-scheduled part of the material in a restraint hole provided in the restraint die so as to extend in the axial direction thereof, the outer peripheral surface of the non-scheduled part is restrained by the peripheral surface of the restraint hole,
And both the planned processing parts of the material are arranged in the molding recesses provided at both ends in the axial direction of the constraint die,
Each processing planned portion of the material is arranged in an insertion hole provided in the guide so as to extend in the axial direction,
Next, while simultaneously pressing each planned processing portion of the material in the axial direction with a punch, each guide is moved in a direction opposite to the corresponding moving direction of the punch, thereby corresponding to each processing planned portion of the material. A method for upsetting a cylindrical material, characterized by bulging outward so that the thickness increases in a molding recess.
パンチの移動開始時からの平均移動速度をP、
ガイドの移動開始時からの平均移動速度をG、
据え込み加工前の素材の加工予定部の断面積での座屈限界長さをX0、
ガイドの先端部と成形凹部の底部との間の初期クリアランスをX(但し、0≦X≦X0)、
膨出部に必要な据え込み加工前の素材の長さをL0、
膨出部の設計体積から求められるパンチの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をXP、
設計で定めたガイドの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をXg、
パンチの移動開始時からガイドの移動開始時までのタイムラグをt0(但し、0≦t0)、
とするとき、Gは、
G=(Xg−X)P/(L0−XP−Pt0)
の式を満足している請求項13又は14記載の筒状素材の据え込み加工方法。In at least one of the two guides and the punch corresponding to the guide,
The average moving speed from the start of punch movement is P,
G, the average moving speed from the start of guide movement
The buckling limit length in the cross-sectional area of the planned processing part of the material before upsetting is X 0 ,
The initial clearance between the tip of the guide and the bottom of the molding recess is X (where 0 ≦ X ≦ X 0 ),
The length of the material before upsetting necessary for the bulge is L 0 ,
A stop position relative to the molded recess bottom portion of the front end portion of the punch is determined from the design volume of the expanded portion X P,
The stop position of the tip of the guide determined by design relative to the bottom of the molding recess is X g ,
The time lag from the start of punch movement to the start of guide movement is t 0 (where 0 ≦ t 0 ),
Then G is
G = (X g −X) P / (L 0 −X P −Pt 0 )
The method for upsetting a cylindrical material according to claim 13 or 14 , wherein the following formula is satisfied.
各パンチに、それぞれ対応する心金半片部がパンチの軸方向に延在する状態に連結されている請求項13〜17のいずれか1項記載の筒状素材の据え込み加工方法。The mandrel is divided into two at its axial middle,
The tubular material upsetting method according to any one of claims 13 to 17, wherein each of the punches is connected to each punch in a state in which a corresponding half of the mandrel extends in the axial direction of the punch.
各パンチの移動に伴い伸縮装置を短縮させる請求項18記載の筒状素材の据え込み加工方法。The corresponding mandrel half pieces are connected to each punch via an expansion / contraction device that can expand and contract in the axial direction,
The tubular material upsetting method according to claim 18 , wherein the telescopic device is shortened as each punch moves.
筒状素材の非加工予定部の中空部内に心金本体を加工予定部の中空部内に心金の小径部をそれぞれ配置することにより、該非加工予定部の内周面を心金本体の周面で拘束するとともに、該加工予定部の内周面と小径部との間に成形凹部を形成し、
且つ、素材の加工予定部及び非加工予定部を拘束ダイにその軸方向に延びて設けられた拘束孔内に配置することにより、該加工予定部及び該非加工予定部の外周面を拘束孔の周面で拘束するとともに、
素材の加工予定部の中空部内にガイドを配置することにより、該加工予定部の内周面をガイドの周面で拘束し、
次いで、素材の加工予定部をパンチで軸方向に加圧しながら、ガイドをパンチの移動方向とは反対方向に移動させることにより、素材の加工予定部を成形凹部内で肉厚が増加するように内側に膨出させることを特徴とする、筒状素材の据え込み加工方法。Preparing a mandrel having a mandrel body and a small diameter portion provided at an axial end of the mandrel body and having a smaller diameter than the mandrel body;
By disposing the mandrel main body in the hollow part of the non-scheduled part of the cylindrical material and the small-diameter part of the mandrel in the hollow part of the planed part, the inner peripheral surface of the non-scheduled part is the peripheral surface of the mandrel body. And forming a molding recess between the inner peripheral surface of the processing scheduled portion and the small diameter portion,
Further, by arranging the planned processing portion and the non-processing planned portion of the material in the constraining hole provided in the restraint die so as to extend in the axial direction, the outer peripheral surfaces of the processing planned portion and the non-processing planned portion of the constraining hole are arranged. While restraining on the circumference,
By placing a guide in the hollow part of the planned processing part of the material, the inner peripheral surface of the planned processing part is constrained by the peripheral surface of the guide,
Next, while pressing the planned processing portion of the material in the axial direction with a punch, the guide is moved in the direction opposite to the moving direction of the punch so that the thickness of the processing planned portion of the material is increased in the molding recess. A method for upsetting a cylindrical material, characterized by bulging inward.
ガイドの移動開始時からの平均移動速度をG、
据え込み加工前の素材の加工予定部の断面積での座屈限界長さをX0、
ガイドの先端部と成形凹部の底部との間の初期クリアランスをX(但し、0≦X≦X0)、
膨出部に必要な据え込み加工前の素材の長さをL0、
膨出部の設計体積から求められるパンチの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をXP、
設計で定めたガイドの先端部の成形凹部底部に対する停止位置をXg、
パンチの移動開始時からガイドの移動開始時までのタイムラグをt0(但し、0≦t0)、
とするとき、Gは、
G=(Xg−X)P/(L0−XP−Pt0)
の式を満足している請求項25又は26記載の筒状素材の据え込み加工方法。The average moving speed from the start of punch movement is P,
G, the average moving speed from the start of guide movement
The buckling limit length in the cross-sectional area of the planned processing part of the material before upsetting is X 0 ,
The initial clearance between the tip of the guide and the bottom of the molding recess is X (where 0 ≦ X ≦ X 0 ),
The length of the material before upsetting necessary for the bulge is L 0 ,
A stop position relative to the molded recess bottom portion of the front end portion of the punch is determined from the design volume of the expanded portion X P,
The stop position of the tip of the guide determined by design relative to the bottom of the molding recess is X g ,
The time lag from the start of punch movement to the start of guide movement is t 0 (where 0 ≦ t 0 ),
Then G is
G = (X g −X) P / (L 0 −X P −Pt 0 )
27. The upsetting method for a cylindrical material according to claim 25 or 26 , wherein the following formula is satisfied.
ガイドの移動に伴い伸縮装置を伸長させる請求項30記載の筒状素材の据え込み加工方法。The mandrel is connected to the guide via an expansion / contraction device that can expand and contract in the axial direction,
The tubular material upsetting method according to claim 30 , wherein the expansion and contraction device is extended as the guide moves.
筒状素材の加工予定部及び非加工予定部の中空部内に配置される心金と、
軸方向に延びた拘束孔を有し該拘束孔内に素材の非加工予定部が配置される拘束ダイと、
拘束ダイの軸方向端部に設けられた成形凹部と、
軸方向に延びた挿通孔を有し該挿通孔内に素材の加工予定部が配置されるガイドと、
素材の加工予定部を軸方向に加圧するパンチと、
を備え、
ガイドは、パンチの移動方向とは反対方向に移動可能であることを特徴とする筒状素材の据え込み加工装置。A tubular material upsetting apparatus that bulges the processing portion of the cylindrical material outward so that the wall thickness increases,
A mandrel disposed in the hollow portion of the planned processing portion and the non-processing planned portion of the tubular material;
A constraining die having a constraining hole extending in the axial direction, and a non-processed portion of the material disposed in the constraining hole;
A molding recess provided at the axial end of the constraining die; and
A guide having an insertion hole extending in the axial direction, and a processing planned portion of the material being disposed in the insertion hole;
A punch that pressurizes the planned processing part of the material in the axial direction;
With
An upsetting apparatus for a cylindrical material, wherein the guide is movable in a direction opposite to the moving direction of the punch.
素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱するように構成されている請求項45記載の筒状素材の据え込み加工装置。The heating means is induction heating means,
46. The tubular material upsetting apparatus according to claim 45, wherein a portion of the material to be processed corresponding to the tip of the guide is locally heated by induction heating means.
拘束ダイの軸方向端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱するように構成されている請求項45記載の筒状素材の据え込み加工装置。The heating means is induction heating means,
By heating locally induced by the induction heating means in the axial direction end portion of the restraining die, according to claim 45 which is configured to locally heat the portion corresponding to the guide tips in the processing scheduled portion of the raw material The tubular material upsetting apparatus described.
筒状素材の軸方向中間部の非加工予定部及び軸方向両側部の加工予定部の中空部内に配置される心金と、
軸方向に延びた拘束孔を有し該拘束孔内に素材の非加工予定部が配置される拘束ダイと、
拘束ダイの軸方向両端部に設けられた2個の成形凹部と、
軸方向に延びた挿通孔を有し該挿通孔内に素材の各加工予定部がそれぞれ配置される2個のガイドと、
素材の各加工予定部をそれぞれ軸方向に加圧する2個のパンチと、
を備え、
各ガイドは、対応するパンチの移動方向とは反対方向に移動可能であることを特徴とする筒状素材の据え込み加工装置。A tubular material upsetting apparatus that bulges the processing planned portions on both sides in the axial direction of the cylindrical material so that the thickness increases.
A mandrel disposed in a hollow portion of a non-scheduled portion of the axially intermediate portion of the cylindrical material and a planed portion of both side portions in the axial direction;
A constraining die having a constraining hole extending in the axial direction, and a non-processed portion of the material disposed in the constraining hole;
Two molding recesses provided at both axial ends of the constraining die;
Two guides each having an insertion hole extending in the axial direction, each of which is planned to be processed in the insertion hole,
Two punches that pressurize each planned processing portion of the material in the axial direction,
With
An upsetting apparatus for a cylindrical material, wherein each guide is movable in a direction opposite to the direction of movement of the corresponding punch.
各パンチに、それぞれ対応する心金半片部がパンチの軸方向に延在する状態に連結されている請求項50〜52のいすれか1項記載の筒状素材の据え込み加工装置。The mandrel is divided into two at its axial middle,
53. The upsetting apparatus for a tubular material according to any one of claims 50 to 52, wherein each of the mandrel halves corresponding to each punch is connected in a state extending in the axial direction of the punch.
素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱するように構成されている請求項58記載の筒状素材の据え込み加工装置。Each heating means is an induction heating means,
59. The tubular material upsetting apparatus according to claim 58, wherein a portion corresponding to the tip end portion of the guide in each processing scheduled portion of the material is locally induction-heated by induction heating means.
拘束ダイの軸方向両端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の各加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱するように構成されている請求項58記載の筒状素材の据え込み加工装置。Each heating means is an induction heating means,
Claims are configured so as to locally heat a portion corresponding to a tip portion of a guide in each planned processing portion of a material by locally induction heating both axial end portions of the constraining die by induction heating means. 58. The tubular material upsetting apparatus according to 58 .
心金本体と該心金本体の軸方向端部に設けられ心金本体より小径の小径部とを有し、筒状素材の加工予定部の中空部内に心金本体が非加工予定部の中空部内に小径部がそれぞれ配置され、非加工予定部の内周面と小径部との間に成形凹部を形成する心金と、
軸方向に延びた拘束孔を有し該拘束孔内に素材の加工予定部及び非加工予定部が配置される拘束ダイと、
素材の加工予定部の中空部内に配置されるガイドと、
素材の加工予定部を軸方向に加圧するパンチと、
を備え、
ガイドは、パンチの移動方向とは反対方向に移動可能であることを特徴とする筒状素材の据え込み加工装置。A tubular material upsetting apparatus that bulges the processing portion of the cylindrical material inward so that the wall thickness increases.
The mandrel body and the mandrel body are provided at the axial end of the mandrel body and have a smaller diameter portion smaller than the mandrel body. A small diameter part is disposed in each part, and a mandrel that forms a molding recess between the inner peripheral surface of the non-processed scheduled part and the small diameter part,
A constraining die having a constraining hole extending in the axial direction and in which the planned processing part and the non-processing target part of the material are disposed;
A guide arranged in a hollow portion of a planned processing portion of the material,
A punch that pressurizes the planned processing part of the material in the axial direction;
With
An upsetting apparatus for a cylindrical material, wherein the guide is movable in a direction opposite to the moving direction of the punch.
素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱するように構成されている請求項72記載の筒状素材の据え込み加工装置。The heating means is induction heating means,
75. The tubular material upsetting apparatus according to claim 72, wherein a portion of the material to be processed corresponding to the tip of the guide is locally heated by induction heating means.
拘束ダイの軸方向端部を誘導加熱手段によって局部的に誘導加熱することにより、素材の加工予定部におけるガイドの先端部に対応する部位を局部的に加熱するように構成されている請求項72記載の筒状素材の据え込み加工装置。The heating means is induction heating means,
72. A portion corresponding to a tip end portion of a guide in a material processing scheduled portion is locally heated by induction heating the axial end portion of the constraining die locally by induction heating means. The tubular material upsetting apparatus described.
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