JP5625957B2 - Manufacturing method of deformed metal ring - Google Patents
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Description
この発明は外周形状が周方向に凹凸形状をなし、内周側に周方向に不均等に偏在した凸形状部を有する異形金属リングを製造する方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a deformed metal ring having a convex-shaped portion whose outer peripheral shape is uneven in the circumferential direction and unevenly unevenly distributed in the circumferential direction on the inner circumferential side.
この種の異形金属リングの代表的なものとして、従来、可変ノズルベーン付きターボチャージャに用いられている、ノズルベーン回動用のユニゾンリングが知られている。
例えば下記特許文献1,特許文献2,特許文献3にこのユニゾンリングを含むノズルベーン装置が開示されている。
As a typical example of this kind of deformed metal ring, a nozzle vane rotating unison ring conventionally used for a turbocharger with a variable nozzle vane is known.
For example,
ターボチャージャでは、エンジンの排気によりタービンホイールを回転させることで、共通のシャフトにて一体に繋がったコンプレッサホイールを回転させ、そしてコンプレッサホイールの回転により空気を圧縮して、エンジンに吸入空気として供給する。 In the turbocharger, the turbine wheel is rotated by the exhaust of the engine, the compressor wheel connected integrally with the common shaft is rotated, and the air is compressed by the rotation of the compressor wheel and supplied to the engine as intake air. .
可変ノズルベーンは、タービンハウジングにおける上記タービンホイールへの排気の供給口に配置され、羽根の向きを変えることでタービンホイールに向けての排気の流路面積を変化させ、エンジンの回転数に応じてタービンホイールへの排気の供給量を調節する。 The variable nozzle vane is disposed at the exhaust supply port to the turbine wheel in the turbine housing, and changes the flow passage area of the exhaust toward the turbine wheel by changing the direction of the blades, and the turbine according to the rotational speed of the engine. Adjust the amount of exhaust supplied to the wheel.
ユニゾンリングは、駆動アームによる駆動にて回転させられ、上記のノズルベーンを共に回動、即ち開閉動作させるリング部材である。
図13はその具体例を示している。
図に示すユニゾンリング10の場合、外周形状が、周方向に沿って凸形状部12と凹形状部14とを複数有する凹凸形状をなしている。
また内周形状が、周方向に沿って凸形状部12の内側に位置する凹形状部16を有する凹凸形状をなしている。
The unison ring is a ring member that is rotated by driving by a driving arm and rotates, that is, opens and closes the nozzle vanes together.
FIG. 13 shows a specific example thereof.
In the case of the
Further, the inner peripheral shape is an uneven shape having a
内周側には、更に、周方向所定個所1個所に、径方向内方に突出する凸形状部18が設けられており、そしてこの凸形状部18と同一の周方向位置において、外周側には凹形状部14とは異なった形状の凹形状部20が設けられている。
ここで内周側の凹形状部16は、ノズルベーンにおける各羽根との係合用の部分であり、また凸形状部18は、駆動アームとの連結用の部分である。
On the inner peripheral side, a
Here, the
駆動アームにてユニゾンリング10が中心周りに回転すると、凹形状部16にてこれと係合状態にあるノズルベーンの各羽根が軸周りに回転し、排気流路の開度を増減変化させる。
When the
このユニゾンリング10は、例えば外径がφ133mm程度,内径がφ108mm程度,厚みtが9mm程度のもので、従来にあっては、これを次にようにして製造していた。
即ち、図14に示しているように先ずシート状の金属板材200に対してプレス打抜加工を施し、外周形状が所望形状をなす中間リング品10Aとなし、次に内周面に対し切削加工(内径加工)を施して凹形状部16を形成しユニゾンリング10となしていた。
但し厳密にはその後において熱処理等を施して最終製品とする。
The
That is, as shown in FIG. 14, first, the sheet-like
However, strictly speaking, heat treatment is performed afterwards to obtain a final product.
しかしながらこの製造方法の場合、プレス打抜加工の際、材料の多くの部分が打抜屑となって、打抜歩留りが18%と低く、またこれに続く内径加工の加工歩留りも69%程度で、全体の歩留りが12%程度と低く、このためユニゾンリングの製造コストが高くなる問題が生じていた。
この製造方法ではまた、ユニゾンリング10の1つ1つをプレス打抜加工にて得ることとなるため、製造の工数も多く、このこともまたユニゾンリングの製造コストを高める要因となっていた。
However, in the case of this manufacturing method, in the press punching process, many parts of the material become punch scraps, the punching yield is as low as 18%, and the processing yield of the subsequent inner diameter processing is also approximately 69%. The overall yield is as low as about 12%, which causes a problem that the manufacturing cost of the unison ring is high.
In this manufacturing method, since each
以上ユニゾンリングを代表例として説明したが、同様の問題は歯車その他の異形金属形リング、即ち外周形状が周方向に凹凸形状をなす異形金属リングを製造するに際して同様に生じる問題である。 The unison ring has been described above as a representative example, but the same problem occurs when manufacturing a gear or other deformed metal ring, that is, a deformed metal ring whose outer peripheral shape is uneven in the circumferential direction.
そこでこのような金属板材のプレス打抜加工によらないで、金属の棒材から得た押出用素材に対し押出加工を施して、外周形状が上記異形金属リングの外周形状に対応した凹凸形状をなし、内周側には上記周方向所定個所の1個所に凸形状部18を有する異形金属パイプを得た後、その異形金属パイプを軸直角方向の切断面で所定幅に切断することによって、異形金属リングを得るようになすことが考えられる。
Therefore, without subjecting to press punching of such a metal plate material, the extrusion material obtained from a metal bar is subjected to extrusion processing, and the outer peripheral shape has an uneven shape corresponding to the outer peripheral shape of the deformed metal ring. None, after obtaining a deformed metal pipe having a
このようにすれば、上記の金属板材のプレス打抜加工による製造方法に比べて、歩留りを大幅に高めることができ、また所要工数も少なくし得て、異形金属リング製造のためのコストを大きく削減することが可能となる。 In this way, the yield can be greatly increased and the required man-hours can be reduced as compared with the above-described manufacturing method by press punching of the metal plate material, and the cost for manufacturing the deformed metal ring is increased. It becomes possible to reduce.
この押出加工では、ダイスの内面に、全周に亘り径方向内方に突出するランド部を設けて、ポンチの押込みにより上記素材をそのランド部を軸方向に通過させることで異形金属パイプを成形する方法を用いることができる。 In this extrusion process, a land part projecting radially inward over the entire circumference is provided on the inner surface of the die, and the deformed metal pipe is formed by passing the material in the axial direction by pushing the punch. Can be used.
ところで上記のユニゾンリング10の場合、これを押出加工にて異形金属パイプを製造する工程、及びその後において軸直角方向にリング状に切断する工程を経て得ようとしたとき、内周側の周方向所定個所1個所に存在している(偏在している)凸形状部18がその障害となる問題がある。
By the way, in the case of the
例えば、図15に示すように予め凸形状部18を備えて用意された押出用素材202(図中の204はその押出用素材202の外形線を示す)を、上記のランド部を通過して押出加工し、外周側の凸形状部12と凹形状部14,20A及び内周側の凸形状部18を有する異形金属パイプを製造すると、凸形状部18の位置する部分(周方向部分)が、部分的に押出速度が他の部分に比べて遅くなってしまう。
For example, as shown in FIG. 15, an extrusion material 202 (204 in the figure indicates the outline of the extrusion material 202) prepared with the
そのようになると図15(B)に示しているように成形途中で押出成形品がランド部の下流側で曲りを生じて、その下流側でダイスの内面に突き当たり、そのことによってダイスに加わる負荷が過大となって押出しを続行できなくなったり、或いは押出成形品が潰れたり変形したりしてしまう。 In such a case, as shown in FIG. 15 (B), the extruded product is bent on the downstream side of the land portion during the molding, and hits the inner surface of the die on the downstream side, thereby the load applied to the die. Excessive force prevents extrusion from continuing or the extruded product is crushed or deformed.
このような現象が生じるのは、以下のような理由による。
押出用素材202の横断面を分画線B-1,B-2,B-3・・・にて周方向に均等に分画したとき、凸形状部18の位置している部分、即ちこれを含んだ分画域A-1,A-nでは、他の分画域A-2,A-3・・よりも減面率が相対的に小さくなる。
Such a phenomenon occurs for the following reason.
When the cross section of the
減面率の小さい部分では軸方向の押出速度が相対的に他の部分よりも遅くなり、そしてそのことが上記の成形途中の押出成形品に曲りを生ぜしめる原因となる。
尚ここでは、内周側の凸形状部18の位置している部分において、外周側の凹形状部20が、他の凹形状部14よりも面積的に小さく、そのこともまた上記の曲りをもたらす要因となる。
In the portion where the area reduction is small, the extrusion speed in the axial direction is relatively slower than in the other portions, and this causes bending of the extruded product during the molding.
Here, in the portion where the
以上は周方向の所定個所1個所において、内周側に凸形状部18を有するユニゾンリングを製造する場合の例であるが、内周側の凸形状部が周方向に沿って複数形成され、且つその配置の位置が周方向に均等でなく、不均等に偏在している異形金属リングを製造する場合においても同様に生じる。
従ってそのままでは上記の押出加工によって、目的とする異形金属パイプ、ひいては目的とする異形金属リングを良好に成形することができない。
The above is an example in the case of manufacturing a unison ring having a
Accordingly, the target deformed metal pipe, and thus the target deformed metal ring, cannot be formed satisfactorily by the above-described extrusion process.
本発明は以上のような事情を背景とし、押出加工を用いてユニゾンリングその他の異形金属リングを良好に且つ安価に製造することのできる、異形金属リングの製造方法を提供することを目的としてなされたものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for producing a deformed metal ring capable of producing unison rings and other deformed metal rings satisfactorily and inexpensively using extrusion. It is a thing.
而して請求項1のものは、外周形状が周方向に凹凸形状をなし、内周側には周方向に不均等に偏在した凸形状部を有する異形金属リングを製造する方法であって、金属の棒材から得た押出用素材に対し押出加工を施して、外周形状が前記異形金属リングの外周形状に対応した凹凸形状をなし、内周側には前記周方向に偏在した凸形状部を有する異形金属パイプを得た後、該異形金属パイプを軸直角方向の切断面で所定幅に切断することによって前記異形金属リングを得るようになし、前記押出加工では、ダイスの内面に、全周に亘り径方向内方に突出するランド部を設けて、ポンチの押込みにより前記押出用素材を該ランド部を軸方向に通過させることで押出成形するようになし、また該押出加工では、前記押出用素材の、周方向において前記内周側の凸形状部が位置している部分の横断面の面積を増加させる、押出加工の際の減面率調節用の凸形状部を外周側に設けておき、押出加工時に該減面率調節用の凸形状部を圧縮し消失させることを特徴とする。 Thus, according to the first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a deformed metal ring having a convex-shaped portion unevenly distributed in the circumferential direction on the inner circumferential side, wherein the outer circumferential shape is uneven in the circumferential direction, Extrusion processing is performed on a material for extrusion obtained from a metal bar, and the outer peripheral shape has a concave and convex shape corresponding to the outer peripheral shape of the deformed metal ring, and the convex portion is unevenly distributed in the circumferential direction on the inner peripheral side After obtaining the deformed metal pipe having the shape, the deformed metal pipe is cut into a predetermined width by a cut surface in a direction perpendicular to the axis so that the deformed metal ring is obtained. A land portion projecting radially inward over the circumference is provided, and the extrusion material is extruded by passing the land portion in the axial direction by pushing a punch, and in the extrusion process, Front in the circumferential direction of the extrusion material A convex shape part for adjusting the reduction in area during extrusion processing is provided on the outer peripheral side to increase the area of the cross section of the portion where the convex shape part on the inner peripheral side is located, and this surface reduction during extrusion processing The convex shape portion for rate adjustment is compressed and disappeared.
請求項2のものは、請求項1において、前記押出用素材の横断面を周方向に複数の分画線で均等に分画したときの、前記内周側の凸形状部を含む分画域を除いた他の各分画域内の面積が均等で、該凸形状部を含む分画域の面積が他よりも大であり、前記減面率調節用の外周側の凸形状部を、押出加工の際の該内周側の凸形状部を含む分画域の減面率が、前記他の各分画域の断面の減面率と等しくなるような面積で突出形成しておくことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a fractionated area including the convex portion on the inner circumferential side when the cross section of the raw material for extrusion is evenly fractionated by a plurality of fraction lines in the circumferential direction in the first aspect. Except for the area in each of the other fractionation areas is equal, the area of the fractionation area including the convex part is larger than the other, and the convex part on the outer peripheral side for adjusting the area reduction rate is extruded. Protruding and forming with an area such that the area reduction rate of the fractional area including the convex portion on the inner circumference side during processing is equal to the area reduction rate of the cross section of each of the other fractional areas. Features.
請求項3のものは、請求項1,2の何れかにおいて、前記異形金属リングが、可変ノズルベーン付きターボチャージャにおけるノズルベーン回動用のユニゾンリングであることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in any one of the first and second aspects, the deformed metal ring is a unison ring for rotating a nozzle vane in a turbocharger with a variable nozzle vane.
以上のように本発明では、押出加工に際して、押出用素材の、周方向において内周側の凸形状部が位置している部分の横断面の面積を増加させる、押出加工時の減面率調節用の凸形状部を外周側に設けておき、押出加工時にその減面率調節用の凸形状部を圧縮し消失させるようになす。
本発明によれば、減面率調節用の凸形状部を外周側に設けることで、内周側の凸形状部の位置している部分の、押出加工時の減面率を調節することができる。
そのことによって、内周側の凸形状部の存在によって、押出成形品が成形途中で曲りを生じようとしてダイス内面に突き当たり、そのことでダイスに過度の負荷がかかって押出機が止まってしまったり、押出成形品が潰れたり変形を生じたりする不具合を防止し、押出成形を真直ぐな形状で良好に行うことが可能となる。
そしてこれにより、異形金属パイプを、ひいては異形金属リングを押出加工を用いて良好に成形することが可能となる。
As described above, in the present invention, in the extrusion process, the area reduction ratio during the extrusion process is adjusted to increase the area of the cross section of the portion of the extrusion material where the convex portion on the inner circumferential side is located in the circumferential direction. A convex shape portion is provided on the outer peripheral side, and the convex shape portion for adjusting the area reduction ratio is compressed and disappeared during the extrusion process.
According to the present invention, it is possible to adjust the area reduction rate at the time of extrusion of the portion where the convex shape part on the inner peripheral side is located by providing the convex part for adjusting the area reduction rate on the outer peripheral side. it can.
As a result, due to the presence of the convex part on the inner peripheral side, the extruded product hits the inner surface of the die in an attempt to bend during molding, which causes an excessive load on the die and stops the extruder. In addition, it is possible to prevent a problem that the extrusion-molded product is crushed or deformed, and it is possible to perform the extrusion molding with a straight shape.
Thus, the deformed metal pipe and thus the deformed metal ring can be favorably formed by using extrusion.
即ち本発明に従えば、従来のように金属板材のプレス打抜加工によらないで、押出加工を用いて異形金属リングを製造することが可能となる。
そして押出加工を用いて異形金属リングを製造できるようになることで、異形金属リングの生産性を高め、また歩留り率を従来に比べて大幅に高め得て、その製造コストを安価となすことができる。
In other words, according to the present invention, it is possible to manufacture a deformed metal ring using extrusion without using the conventional metal stamping process.
And by making it possible to manufacture deformed metal rings using extrusion processing, the productivity of deformed metal rings can be increased, and the yield rate can be greatly increased compared to the prior art, and the manufacturing cost can be reduced. it can.
本発明では、押出前素材の横断面を周方向に複数の分画線で均等に分画したときの、上記内周側の凸形状部を含む分画域を除いた、他の各分画域内の面積が均等で、凸形状部を含む分画域の面積が他よりも大であるとき、減面率調節用の外周側の凸形状部を、押出加工の際の内周側の凸形状部を含む分画域の断面の減面率が、上記他の各分画域の断面の減面率と等しくなるような面積で突出形成しておくことができる(請求項2)。 In the present invention, when the cross section of the raw material before extrusion is equally fractionated in the circumferential direction by a plurality of fraction lines, each other fraction excluding the fraction area including the convex portion on the inner circumference side. When the area in the area is uniform and the area of the fraction area including the convex part is larger than the others, the convex part on the outer peripheral side for adjusting the area reduction ratio is changed to the convex part on the inner peripheral side during extrusion. The area reduction ratio of the cross section of the fractionation area including the shape portion may be formed so as to protrude with an area equal to the area reduction ratio of the cross section of each of the other fractionation areas.
この場合、内周側の凸形状部を含む分画域の面積と、その他の各分画域の面積とが均等となることによって、押出加工時に成形途中の押出成形品を曲りを生ぜしめることなく、これをより確実に真直ぐに押出成形することができる。 In this case, the area of the fractional area including the convex portion on the inner peripheral side and the area of each other fractional area are equalized to cause bending of the extruded product during molding during extrusion. This can be extruded more reliably and straightly.
本発明はまた、異形金属リングが可変ノズルベーン付きのターボチャージャにおけるノズルベーン回動用のユニゾンリングである場合に適用して特に好適である(請求項3)。 The present invention is also particularly suitable for application when the deformed metal ring is a unison ring for rotating the nozzle vane in a turbocharger with a variable nozzle vane.
次に本発明の実施形態を図面に基づいて以下に詳しく説明する。
図1はユニゾンリング10を表しており、図示のようにこのユニゾンリング10は、円形リング体の外周面と内周面とに、周方向に沿って凹凸を付けた形態の異形リング形状をなしている。
詳しくは、このユニゾンリング10は外周形状が、略台形状の凸形状部12を24°ごとの一定間隔で複数(ここでは15個)有するとともに、それら凸形状部12と12との間に略逆台形状の凹形状部14を有する形状をなしており、また内周形状が、凸形状部12の位置においてU字状の凹形状部16を複数(ここでは15個)有する形状をなしている。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a
Specifically, the
但し外周面の図1(A)中上端の位置には、略逆台形状の凹形状部14とは形状の異なった、U字状の凹形状部20が設けられている。
また内周面の図1(A)中上端の位置には、凹形状部20の位置において下向きに即ち径方向内方に突出する、凸形状部18が設けられている。
ここで凸形状部18は略U字状をなしている。
本実施形態において、このユニゾンリング10は、図2及び図3に示す異形金属パイプ32を軸直角方向に切断した後、内径加工(及び凹形状部20Aの加工を含む外径加工)を施すことによって得られる。
However, a U-shaped
Further, at the position of the upper end in FIG. 1A of the inner peripheral surface, a
Here, the
In the present embodiment, the
尚異形金属パイプ32は、軸方向一端に径方向外向きに張り出したフランジ部34を有しているが、実際には異形金属パイプ32に対しフランジ部34を除去する加工を行った後に、これを軸直角方向に切断し、その後内径側の凹形状部16の加工と内周面全体の切削仕上げ加工を含む内径加工、及び外周面全体の切削仕上げ加工を含む外径加工を行うことでユニゾンリング10が得られる。
The
この異形金属パイプ32の横断面形状の寸法、詳しくは凸形状部12から12までの寸法a=φ133mm、凹形状部14から14までの寸法b=φ122mm,内形c=108.1mmである。
また中心Oから凸形状部18までの寸法d=47.9mmであり、中心Oから凹形状部20までの寸法e=61.7mmである。
The dimension of the cross-sectional shape of the
The dimension d from the center O to the
本実施形態において、ユニゾンリング10は次のようにしてこれを製造する。
先ず、図4に示しているように金属(ここではオーステナイトステンレス鋼であるJIS SUS310S)の断面円形の長尺材36に対して切断具38により軸直角方向に切断加工を行い、所定サイズの中実の丸棒40を、第1段目の前工程の後方押出加工の押出用素材として用意する。
ここでは丸棒40のサイズは外径φ160mm×高さ125mmLである。
In this embodiment, the
First, as shown in FIG. 4, a metal (here, austenitic stainless steel, JIS SUS310S) having a circular cross section is cut by a
Here, the size of the
以上のようにして丸棒40を得たら、次に押出加工を行う。
ここでは押出加工として先ず後方押出加工を行い、しかる後前方押出加工を行う。
When the
Here, as the extrusion process, first, backward extrusion is performed, and then forward extrusion is performed.
図7は後方押出しにて得られる成形品50の形状を、また図8は同じ成形品50の要部を後の前方押出しによる成形品(具体的には図2の異形金属パイプ32)の要部形状と比較して示している。
図において、204は後方押出加工による成形品50の外形線を表しており、図示のように後方押出しによる成形品50は、図2の異形金属パイプ32、つまりユニゾンリング10における内周側の凸形状部18を予め備えている。
FIG. 7 shows the shape of a molded
In the figure,
また周方向においてこの凸形状部18が位置している部分の外周側に、減面率調節用の凸形状部56が成形されている。
ここで減面率調節用の外周側の凸形状部56は、全体として略台形状をなしており、内周側の凸形状部18を含む分画域A-n,A-1にまたがって、即ち分画線B-nからB-1にかけて形成されている。
Further, a
Here, the
外周側の凸形状部56は、後述の前方押出成形の際に減面率を調節するために設けられているもので、ここでは分画域A-1における面積S1a,S1b,S1c,S1dを加えた全体の面積が、後の前方押出加工によって面積S1a,S1bに減面されたときの減面率が、隣接する分画域A-2における面積S2b,S2cを加えた合計の面積が前方押出加工によってS2bに減面されたときの減面率と等しくなるように、外周側の凸形状部56の形状が定められている。
The
ここでは分画域A-2における減面率66%に対し、分画域A-1における減面率が66%となるように、凸形状部56の形状が定められている。
尚、分画域A-2,A-3・・・A-(n-1)までの各分画域における減面率も全て66%で同等である。
分画域A-nにおける減面率は、隣接する分画域A-1における減面率と同じ66%である。
尚、外周側の凸形状部56はあくまで前方押出加工の際の減面率調節用のものであり、従ってこの凸形状部56は、後続の前方押出成形により圧縮され消失する。
Here, the shape of the
It should be noted that the area reduction rates in each of the fractional areas up to the fractional areas A-2, A-3... A- (n-1) are all equal to 66%.
The area reduction rate in the fractionation area An is 66%, which is the same as the area reduction ratio in the adjacent fractionation area A-1.
The
図5,図6は、後方押出加工の方法を具体的に示している。
図5において、42はポンチ,46はダイスで、58は押出成形された成形品50(図7参照)を突き出すエジェクタである。
尚成形品50は、次の2段目の前方押出加工の押出用素材となる。
ポンチ42には、図2の異形金属パイプ32、つまり図1のユニゾンリング10の凸形状部18を成形するための、凸形状部18に対応した凹型部44が備えられている。
更にダイス46には、成形品50に対して図7(A)の凸形状部56を付与するための凹型部60が備えられている。
5 and 6 specifically show the backward extrusion method.
In FIG. 5, 42 is a punch, 46 is a die, and 58 is an ejector for projecting an extruded molded product 50 (see FIG. 7).
The molded
The
Further, the
この後方押出加工では、図6(A)に示しているようにポンチ42を図中上方に後退させた状態で、ダイス46の内部に上記の丸棒40をセットし、続いてポンチ42を図中下方に押し込んで丸棒40を押圧する。
In this backward extrusion process, as shown in FIG. 6 (A), the above described
するとポンチ42にて押圧された丸棒40は、図6(B)に示しているように塑性変形を起して、ポンチ42の外周面とダイス46の内周面とに接触しながら、それらポンチ42とダイス46との間の環状空間48内を上向きに(後方に)這い上がり、底部52付きの円筒カップ状の成形品50に成形される。
Then, the
以上のようにして成形品50を成形したら、ダイス46内の成形品50をエジェクタ58によって突き上げ、ダイス46から離脱させる。
ここにおいて図4及び図7の底部52付きの円筒カップ状の成形品50が得られる。
When the molded
Here, a cylindrical cup-shaped molded
図7は、このようにして得られた有底の円筒カップ状の成形品50の具体的形状を表したものである。
図において52は底部を、54は円筒状の周壁部を表している。
また18は、周壁部54の内周側に形成された凸形状部を示しており、更に56は、凸形状部18と同じ周方向位置において、周壁部54の外周側に形成された凸形状部を表している。
尚この後方押出加工によって得た成形品50は、例えば外径がφ160mm×内径φ108mmで、高さが215mmLの寸法である。
尚、底部52の厚みは10mmである。
FIG. 7 shows a specific shape of the bottomed cylindrical cup-shaped molded
In the figure, 52 represents a bottom portion and 54 represents a cylindrical peripheral wall portion.
The molded
The bottom 52 has a thickness of 10 mm.
以上の後方押出加工は、例えば次のような条件の下で行う。
即ち、丸棒40の炉出し温度を1177〜1233℃とし、押出加工(鍛造)前の温度を1087〜1112℃とし、押出加工後の温度を936〜1025℃の温度とし、また鍛圧を約950tとして鍛造即ち後方押出加工を行う。
The backward extrusion process described above is performed under the following conditions, for example.
That is, the furnace bar temperature of the
以上のような後方押出加工を終えたら、次に2段目の後工程の押出加工として前方押出加工を行う。
図9及び図10はその具体的な内容を示している。
これらの図において、62はポンチで、図1の凸形状部18に対応した凹型部44が備えられている。
64はダイスで、後述のランド部68よりも上側の内面66には、図7の凸形状部56に対応した形状の凹型部60が備えられている。
After the backward extrusion process as described above is completed, the forward extrusion process is performed as the subsequent post-process extrusion process.
9 and 10 show the specific contents.
In these drawings,
ランド部68は、押出用素材としての成形品50を軸方向に通過させる際に、これを径方向内方に絞って、成形品(前方押出加工後の成形品である図2及び図4の異形金属パイプ32)の外周面に凹凸形状を付与し成形する部分で、ダイス64の内面66から径方向内方に全周に亘り突出せしめられている。
When the
その内周側の部分には、図11に示すように、図1のユニゾンリング10における凸形状部12(厳密には図3の異形金属パイプ32における対応する凸形状部12)を成形するための、対応した形状の凹型部28と、凸形状部12と12との間の凹形状部14を成形するための(厳密には図3の異形金属パイプ32における凹形状部14を成形するための)、対応した形状の凸型部30とを周方向に交互に備え、更に図1における凹形状部20に対応した凸型部(図示省略)を備えている。
このランド部68は、その上面詳しくは材料の流れの上流側の面がテーパ面26とされている。
As shown in FIG. 11, a
The upper surface of the
この2段目の後工程の押出加工である前方押出加工では、図9に示しているように、ポンチ62をダイス64から図中上向きに後退させた状態の下で、ダイス64の内部に、1段目の後方押出加工にて成形したカップ状の成形品50を、図10(A)に示すようにセットし、その状態でポンチ62を図中下方に押し込んで行く。
In the forward extrusion process, which is an extrusion process in the second stage, as shown in FIG. 9, the
するとダイス64内にセットされていたカップ状の成形品50が、ポンチ62とともに図中下向きに押し出され、そしてランド部68を通過することで、そこで成形品50がポンチ62とランド部68との間でしごかれ、図2に示す横断面形状のフランジ部34付きの異形金属パイプ32が得られる(図4参照)。
Then, the cup-shaped molded
図に示しているように、前方押出成形後の成形品としての異形金属パイプ32では、図7,図8における成形品50の外周側の凸形状部56が消失している。
この凸形状部56の消失は、成形品50がランド部68を通過することで生じる。
尚、フランジ部34については、この後の工程の外削加工によって除去せしめられ、ここにおいて図2及び図4の異形金属パイプ32が、図12及び図4に示す異形金属パイプ32となる。
この実施形態において、2段目の前方押出加工の条件は、例えば押出加工(鍛造)前温度を896〜1008℃とし、押出加工後の温度を832〜905℃とし、鍛圧を約1400tとして行うことができる。
As shown in the figure, in the
The disappearance of the
The
In this embodiment, the conditions for the second-stage forward extrusion are, for example, that the temperature before extrusion (forging) is 896 to 1008 ° C., the temperature after extrusion is 832 to 905 ° C., and the forging pressure is about 1400 t. Can do.
この実施形態では、図11(A)に示しているようにランド部68の上面のテーパ面26には、ランド部68の外周端から上記の凹型部28の上端28aに到る溝67が付加してあり、図11(B)に示しているようにこの溝67の付加によって、凹型部28の上端28aの位置が、凸型部30の上端30aと同じ軸方向の高さに位置させてある。
また溝67は、その溝幅が外周端で最も広く、内周端に向うにつれて溝幅が漸次狭小化するものとなしてある。
ここで溝67の溝幅Wは、互いに隣接する溝67と67との間の部分が、ランド部68の外周端から同じ幅で凸型部30の上端(内周端)30aに到るように寸法が定められている。
In this embodiment, as shown in FIG. 11A, a
The
Here, the groove width W of the
以上のようにして前方押出加工により図2及び図3に示す異形金属パイプ32を成形したら、上記のようにフランジ部34を外削して除去し、図12に示す形状の異形金属パイプ32となした後、これを軸直角方向に所定幅(9mm)で切断して、図4に示す中間リング品10Aを得、その後前述したように内径加工及び外径加工を行うことによって、最終的な製品としてのユニゾンリング10を得ることができる。
When the
本実施形態に従ってユニゾンリング10を成形した場合、長尺材36から図13の異形金属パイプ32までの製造歩留りは約76%、その後の中間リング品10Aからユニゾンリング10までの加工歩留りが59%で、トータルの歩留りは45%であり、従来の製造方法に比べて大幅に歩留りを高くでき、これに伴って製造コストを大幅に低減することができることを確認した。
When the
以上のように本実施形態では、前方押出加工に際して、その押出用素材となる成形品50に減面率調節用の凸形状部56を外周側に予め設けておくことで、内周側の凸形状部18の位置している部分の、押出加工時の減面率を調節することができる。
特に本実施形態では、図8(A)の成形品50に対する前方押出加工時の減面率が、内周側の凸形状部18を含む分画域A-1,A-nの減面率も、他の各分画域A-2,A-3・・A-(n-1)の減面率も等しくしてあるため、内周側の凸形状部18の存在によって、押出成形品が成形途中で曲りを生じようとしてダイス64内面に突き当たり、ダイス64に過度の負荷がかかって押出機(鍛造機)が止まってしまったり、押出成形品が潰れたり変形を生じたりする不具合を防止し、図8(B)に示すように押出成形を真直ぐな形状で良好に行うことが可能となる。
そしてこれにより、異形金属パイプ32を、ひいてはユニゾンリング10を押出加工を用いて良好に成形することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, when the forward extrusion process is performed, the
In particular, in this embodiment, the area reduction rate at the time of forward extrusion with respect to the molded
As a result, the
即ち本実施形態に従えば、従来のように金属板材のプレス打抜加工によらないで、押出加工を用いてユニゾンリング10を製造することが可能となる。
そして押出加工を用いてユニゾンリング10を製造できるようになることで、ユニゾンリング10の生産性を高め、また歩留り率を従来に比べて大幅に高め得て、その製造コストを安価となすことができる。
That is, according to this embodiment, it is possible to manufacture the
Since the
以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば本発明は上記のユニゾンリング以外の他の様々な異形金属リングを製造するに際して適用可能である等、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。
Although the embodiment of the present invention has been described in detail above, this is merely an example.
For example, the present invention can be applied in manufacturing various deformed metal rings other than the unison ring described above, and the present invention can be implemented in variously modified forms without departing from the spirit of the present invention.
10 ユニゾンリング
18 凸形状部
32 異形金属パイプ
40 丸棒
50 成形品
56 凸形状部
64 ダイス
68 ランド部
A-1,A-2・・・A-n 分画域
B-1,B-2・・・B-n 分画線
DESCRIPTION OF
Claims (3)
金属の棒材から得た押出用素材に対し押出加工を施して、外周形状が前記異形金属リングの外周形状に対応した凹凸形状をなし、内周側には前記周方向に偏在した凸形状部を有する異形金属パイプを得た後、該異形金属パイプを軸直角方向の切断面で所定幅に切断することによって前記異形金属リングを得るようになし、
前記押出加工では、ダイスの内面に、全周に亘り径方向内方に突出するランド部を設けて、ポンチの押込みにより前記押出用素材を該ランド部を軸方向に通過させることで押出成形するようになし、
また該押出加工では、前記押出用素材の、周方向において前記内周側の凸形状部が位置している部分の横断面の面積を増加させる、押出加工の際の減面率調節用の凸形状部を外周側に設けておき、
押出加工時に該減面率調節用の凸形状部を圧縮し消失させることを特徴とする異形金属リングの製造方法。 The outer peripheral shape is an uneven shape in the circumferential direction, on the inner peripheral side is a method of manufacturing a deformed metal ring having a convex shape portion unevenly distributed in the circumferential direction,
Extrusion processing is performed on a material for extrusion obtained from a metal bar, and the outer peripheral shape has a concave and convex shape corresponding to the outer peripheral shape of the deformed metal ring, and the convex portion is unevenly distributed in the circumferential direction on the inner peripheral side And obtaining the deformed metal ring by cutting the deformed metal pipe to a predetermined width at a cutting plane perpendicular to the axis.
In the extrusion process, a land portion projecting radially inward over the entire circumference is provided on the inner surface of the die, and the extrusion material is extruded by passing the land portion in the axial direction by pushing a punch. No way,
Further, in the extrusion process, the protrusion for adjusting the surface area reduction ratio during the extrusion process increases the area of the cross section of the portion of the extrusion material where the convex part on the inner peripheral side is located in the circumferential direction. A shape part is provided on the outer peripheral side,
A method for producing a deformed metal ring, wherein the convex portion for adjusting the area reduction ratio is compressed and disappeared during extrusion.
前記減面率調節用の外周側の凸形状部を、押出加工の際の該内周側の凸形状部を含む分画域の減面率が、前記他の各分画域の断面の減面率と等しくなるような面積で突出形成しておくことを特徴とする異形金属リングの製造方法。 In Claim 1, when each cross section of the said raw material for extrusion is equally fractionated in the circumferential direction by a plurality of fraction lines, each other part excluding the fractional area including the convex part on the inner circumference side The area in the area is uniform, the area of the fraction area including the convex part is larger than the others,
When the convex portion on the outer peripheral side for adjusting the area reduction ratio is reduced, the area reduction ratio of the fraction area including the convex portion on the inner circumference side during extrusion processing is reduced in the cross section of each of the other fraction areas. A method for manufacturing a deformed metal ring, wherein the protrusion is formed with an area equal to the surface area.
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