JP5771231B2 - Forging method and apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、ワークに対して少なくとも後方押出し加工を施す鍛造加工方法及びその装置に関する。 The present invention relates to a forging method and apparatus for subjecting a workpiece to at least backward extrusion.
四輪自動車や二輪自動車をはじめとする各種自動車には、走行駆動源として駆動用モータが用いられている場合がある。すなわち、内燃機関及び駆動用モータの双方が搭載されるハイブリッド自動車や、駆動用モータのみが搭載される電気自動車(又は燃料電池電気自動車)等である。 In various automobiles including four-wheel automobiles and two-wheel automobiles, a drive motor may be used as a travel drive source. That is, a hybrid vehicle on which both an internal combustion engine and a drive motor are mounted, an electric vehicle (or a fuel cell electric vehicle) on which only a drive motor is mounted, and the like.
この種の自動車では、駆動用モータの回転駆動力が、等速ジョイントによって該駆動用モータに連結されたドライブシャフトを介して駆動輪(タイヤ)に伝達される。その結果として駆動輪が回転動作し、これにより自動車が走行する。 In this type of automobile, the rotational driving force of the driving motor is transmitted to driving wheels (tires) via a drive shaft connected to the driving motor by a constant velocity joint. As a result, the driving wheel rotates, and the vehicle travels.
周知の通り、等速ジョイントは、有底穴が形成されたカップ部を有するアウタ部材と、前記有底穴に挿入され且つ前記ドライブシャフトの先端に嵌合されるインナ部材とを有する。例えば、特許文献1記載の電動車両用パワーユニットを構成する摺動型等速ジョイントにおいては、有底穴の内壁に複数本の溝が長手方向に沿って形成されるとともに、インナ部材に、前記溝の各々に挿入される突起部が設けられる。突起部が溝を摺動することにより、ドライブシャフトの先端が有底穴の奥に向かって前進したり、逆に、有底穴の開口に向かって後退したりすることが可能である。 As is well known, the constant velocity joint includes an outer member having a cup portion in which a bottomed hole is formed, and an inner member that is inserted into the bottomed hole and fitted to the tip of the drive shaft. For example, in the sliding type constant velocity joint constituting the power unit for an electric vehicle described in Patent Document 1, a plurality of grooves are formed along the longitudinal direction in the inner wall of the bottomed hole, and the groove is formed in the inner member. Protrusions that are inserted into each of these are provided. When the protrusion slides in the groove, the tip of the drive shaft can be advanced toward the bottom of the bottomed hole, or conversely, can be retracted toward the opening of the bottomed hole.
近時、このような構成の電動車両用パワーユニットの構成を簡素化するべく、部品点数を削減することが試みられている。そこで、例えば、等速ジョイントのアウタ部材(カップ部)に歯部を形成するとともに、この歯部を、例えば、2段ヘリカル歯車の第1の歯部等と噛合させることが考えられる。この場合、該2段ヘリカル歯車の第2の歯部を、駆動用モータの作用下に回転する歯車部材と噛合させれば、等速ジョイントのアウタ部材を、減速機構を構成する部材としても兼用することができる。 Recently, attempts have been made to reduce the number of parts in order to simplify the configuration of the power unit for an electric vehicle having such a configuration. Therefore, for example, it is conceivable to form a tooth portion on the outer member (cup portion) of the constant velocity joint and to mesh this tooth portion with, for example, the first tooth portion of a two-stage helical gear. In this case, if the second tooth portion of the two-stage helical gear is engaged with a gear member that rotates under the action of the driving motor, the outer member of the constant velocity joint can also be used as a member constituting the speed reduction mechanism. can do.
このような歯部を、カップ部の外側壁に直接刻設することは困難である。このため、カップ部の外壁から径方向外方に向かって突出し、他の部位よりも大径な大径部の側周壁に刻設することが想起される。 It is difficult to engrave such a tooth part directly on the outer wall of the cup part. For this reason, it is recalled that the outer peripheral wall of the cup portion protrudes radially outward and is engraved on the side peripheral wall of the large-diameter portion that is larger in diameter than other portions.
しかしながら、カップ部と、該カップ部の外側壁から突出した大径部とを一体的に有するアウタ部材を鍛造加工によって得ることは容易ではない。この点につき、概略説明する。 However, it is not easy to obtain an outer member integrally having a cup portion and a large-diameter portion protruding from the outer wall of the cup portion by forging. This point will be briefly described.
図7A〜図7Cは、第1パンチ部1と、該第1パンチ部1を囲繞する円筒状の第2パンチ部2を有する二重パンチ3によって円柱体4を押圧し、該円柱体4からカップ部5及び大径部6(ともに図7C参照)の双方を成形する過程の概略フローである。ここで、第1パンチ部1と第2パンチ部2はいずれも、二重パンチ3の一部位であり、従って、これら第1パンチ部1と第2パンチ部2は、一体的に下降又は上昇する。なお、第2パンチ部2の下端面は、第1パンチ部1の下端面よりも上方となるように設定されている。
7A to 7C, the
この場合、二重パンチ3が円柱体4に向かって下降すると、先ず、図7Aに示すように、第1パンチ部1の下端面が円柱体4の上端面に当接する。
In this case, when the
その後、二重パンチ3がさらに下降すると、図7Bに示すように、円柱体4が第1パンチ部1によって押圧され、その外縁近傍の肉が上昇する。上昇した肉の外縁近傍は第2パンチ部2によって堰止され、残余の肉は、図7Cに示すように、第1パンチ部1と第2パンチ部2の間のクリアランス7に進入してさらに上昇する。これにより、カップ部5と大径部6が成形されるとも考えられる。
Thereafter, when the
しかしながら、この場合、キャビティ8の末端まで肉が流動し難い。換言すれば、図7C中に×で示したように未充填部分が生じ易く、このために成形体に欠肉部が生じ易いという不具合がある。すなわち、成形体を歩留まりよく得ることが困難である。
However, in this case, the meat hardly flows to the end of the
また、第2パンチ部2の下端面には、該第2パンチ部2からの押圧に抗して上昇しようとする肉の応力が作用し、内周壁には、前記クリアランス7を流動する肉の応力が作用する。このような大きな応力に対して十分な耐久性をもたらすためには、例えば、第2パンチ部2を、肉厚を大きなものとして剛性を大きくする必要がある。
In addition, the stress of the meat that tends to rise against the pressing from the
そこで、特許文献2に提案されるように、アウタ部材と大径部を別個の部材として作製し、その後、両部材を連結することが有効であるとも考えられる。
Therefore, as proposed in
等速ジョイントは高速で回転する必要がある上、負荷も大きい。このため、特許文献2に記載されるようにカップ部と別部材として作製した大径部の側周壁に歯部を刻設し、且つ該歯部に他の部材(2段ヘリカル歯車等)の歯部を噛合して大径部を回転させる場合、該大径部とカップ部との連結が解除され、その結果、大径部が空転する懸念がある。加えて、カップ部を作製する鍛造加工装置と、大径部を作製する鍛造加工装置とを個別に設ける必要があるので、設備投資が高騰するという不具合もある。
The constant velocity joint needs to rotate at a high speed and has a heavy load. For this reason, as described in
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、カップ部と、該カップ部の外側壁から突出した大径部とを一体的に有する成形体を得ることが容易な鍛造加工方法及びその装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and a forging method and a method for easily obtaining a molded body integrally having a cup portion and a large-diameter portion protruding from the outer wall of the cup portion, and An object is to provide such a device.
前記の目的を達成するために、本発明は、円柱部と、該円柱部の側周壁から径方向に突出するフランジ部とを有するワークから、前記円柱部から設けられる中空のカップ部と、前記フランジ部から設けられて前記カップ部に比して大径な大径部とを有する成形体を得る鍛造加工方法であって、
ダイに支持された前記ワークの前記フランジ部に対し、リングパンチの円筒部を当接させる工程と、
前記ワークの前記円柱部をパンチで押圧して後方押出し加工を行い、前記円柱部から前記カップ部を成形する工程と、
を有し、
前記円柱部の肉が前記パンチによる押圧方向と逆方向に流動することに伴って前記フランジ部の肉が前記パンチによる押圧方向と逆方向に流動する間、前記リングパンチの前記円筒部の前記フランジ部に対する当接を維持するとともに、該円筒部を、前記フランジ部の肉が流動する方向に変位させることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a hollow cup portion provided from the cylindrical portion, from a workpiece having a cylindrical portion and a flange portion protruding in a radial direction from a side peripheral wall of the cylindrical portion, A forging method for obtaining a molded body provided from a flange portion and having a large diameter portion larger than the cup portion,
Contacting the cylindrical portion of the ring punch against the flange portion of the workpiece supported by a die;
Pressing the cylindrical part of the workpiece with a punch to perform backward extrusion, and molding the cup part from the cylindrical part;
Have
The flange of the cylindrical portion of the ring punch while the meat of the flange portion flows in the direction opposite to the pressing direction by the punch as the thickness of the cylindrical portion flows in the direction opposite to the pressing direction by the punch. The cylindrical portion is displaced in a direction in which the flesh of the flange portion flows while maintaining contact with the portion.
また、本発明は、円柱部と、該円柱部の側周壁から径方向に突出するフランジ部とを有するワークから、前記円柱部から設けられる中空のカップ部と、前記フランジ部から設けられて前記カップ部に比して大径な大径部とを有する成形体を得るための鍛造加工装置であって、
前記ワークを支持するためのキャビティが形成されたダイと、
前記ダイに支持された前記ワークの前記円柱部を押圧して後方押出し加工を行い、前記円柱部から前記カップ部を成形するためのパンチと、
前記パンチを前記ワークに対して接近又は離間する方向に変位させるための昇降機構と、
前記パンチを外方から囲繞する円筒部を有し、且つ前記パンチが前記ワークの前記円柱部を押圧する間、前記円筒部の先端面が該ワークの前記フランジ部に当接するリングパンチと、
前記リングパンチを、前記パンチとは別個に前記ワークに対して接近又は離間する方向に変位させるための第2の昇降機構と、
を有し、
前記リングパンチは、前記円柱部の肉が前記パンチによる押圧方向と逆方向に流動することに伴って前記フランジ部の肉が前記パンチによる押圧方向と逆方向に流動する間、前記フランジ部の肉が流動する方向に変位しながら、前記円筒部の前記フランジ部に対する当接を維持することを特徴とする。
Further, the present invention provides a hollow cup portion provided from the columnar portion and a flange portion provided from the workpiece including a columnar portion and a flange portion protruding in a radial direction from a side peripheral wall of the columnar portion, and the flange portion. A forging device for obtaining a molded body having a large-diameter portion that is larger than the cup portion,
A die formed with a cavity for supporting the workpiece;
A punch for forming the cup part from the cylindrical part by pressing the cylindrical part of the work supported by the die and performing a backward extrusion process;
An elevating mechanism for displacing the punch in a direction approaching or separating from the workpiece;
A ring punch that has a cylindrical portion that surrounds the punch from the outside, and the tip surface of the cylindrical portion abuts on the flange portion of the workpiece while the punch presses the column portion of the workpiece;
A second lifting mechanism for displacing the ring punch in a direction approaching or separating from the workpiece separately from the punch;
Have
The ring punch, while the flesh of the cylindrical portion meat of the flange with that flow in the pressing direction opposite to the direction by the punch flows in the pressing direction opposite to the direction by the punch, meat of the flange The cylindrical portion is kept in contact with the flange portion while being displaced in a flowing direction .
すなわち、リングパンチは、パンチとは独立して変位可能であり、後方押出し加工(鍛造加工)の最中には、フランジ部に対する当接を維持しながら、該フランジ部の肉の流動方向に変位する。リングパンチをこのように動作させることにより、キャビティ中に未充填部分が形成されることを回避することができる。その結果、カップ部と大径部を一体的に有する成形体を容易に得ることができる。 In other words, the ring punch can be displaced independently of the punch, and during the backward extrusion process (forging process), the ring punch is displaced in the direction of flesh flow while maintaining contact with the flange part. To do. By operating the ring punch in this way, it is possible to avoid the formation of an unfilled portion in the cavity. As a result, it is possible to easily obtain a molded body integrally having a cup portion and a large diameter portion.
従って、カップ部を作製する鍛造加工装置と、大径部を作製する鍛造加工装置とを個別に設ける必要がない。このため、設備投資が高騰することもない。 Therefore, it is not necessary to separately provide a forging device for producing the cup portion and a forging device for producing the large diameter portion. For this reason, capital investment does not soar.
しかも、得られた成形体にカップ部と大径部が同一部材中の別部位として設けられている(一体的に設けられている)ので、例えば、大径部の側周壁に歯部を形成し、他の部材の歯部と噛合させてギアを構成する場合においても、大径部が空転する懸念が払拭される。 Moreover, since the cup part and the large diameter part are provided as separate parts in the same member (integrally provided) in the obtained molded body, for example, a tooth part is formed on the side peripheral wall of the large diameter part. However, even in the case where the gear is configured by meshing with the tooth portions of other members, the concern that the large-diameter portion idles is eliminated.
後方押出し加工の最中、ワークの円柱部の肉は、パンチとリングパンチの間のクリアランスに進入して流動する。従って、リングパンチには、流動する肉からの応力が作用する。 During the backward extrusion process, the flesh of the cylindrical part of the workpiece flows into the clearance between the punch and the ring punch. Therefore, the stress from the flowing meat acts on the ring punch.
そこで、リングパンチを、複数個の分割ピースによって構成すること、換言すれば、分割体として構成することが好ましい。この場合、リングパンチの剛性が小さくなるので、流動する肉から応力を受けたときには、分割ピース同士の間が若干開いたり、又は、分割ピースが弾性変形域内で撓んだりする。これにより、応力が吸収(緩和)される。 Therefore, the ring punch is preferably constituted by a plurality of divided pieces, in other words, a divided body. In this case, since the rigidity of the ring punch is reduced, when stress is applied from the flowing meat, the divided pieces are slightly opened or the divided pieces are bent in the elastic deformation region. Thereby, stress is absorbed (relaxed).
従って、リングパンチやダイ等を、応力に耐え得るような厚肉のものとする必要がない。このため、鍛造加工装置が大型化・重量化することを回避することができる。 Therefore, it is not necessary to make the ring punch, die, etc. thick enough to withstand stress. For this reason, it can avoid that a forge processing apparatus enlarges and weights.
分割ピース同士は、同一形状であることが好ましい。この場合、応力を略均等に緩和することが可能となるからである。このためには、リングパンチの円筒部を、直径方向及び長手方向に沿って分割した形状とすればよい。 It is preferable that the divided pieces have the same shape. In this case, the stress can be relieved substantially uniformly. For this purpose, the cylindrical portion of the ring punch may be divided along the diameter direction and the longitudinal direction.
また、リングパンチの円筒部が、フランジ部の肉がパンチによる押圧方向と逆方向に流動する際に該フランジ部に対する当接を維持する間、第2の昇降機構により、リングパンチをフランジ部側に進行する力を付与することが好ましい。この場合、流動するフランジ部の肉がリングパンチによってある程度押圧されるので、フランジ部の肉が過剰に流動することを抑制することができる。従って、寸法精度が良好な大径部を得ることができる。 In addition, while the cylindrical portion of the ring punch maintains contact with the flange portion when the flange portion flows in the direction opposite to the pressing direction by the punch, the second lifting mechanism moves the ring punch to the flange portion side. It is preferable to apply a force that advances to. In this case, since the flesh of the flowing flange part is pressed to some extent by the ring punch, it is possible to suppress the flare of the flange part from flowing excessively. Therefore, it is possible to obtain a large-diameter portion with good dimensional accuracy.
キャビティには、前記大径部の一端面から突出して前記カップ部とは逆方向に延在する軸部を形成するための凹部を形成するようにしてもよい。この場合、後方押出し加工の最中に前方押出し加工が営まれ、カップ部、大径部及び軸部を一工程で成形することができる。 You may make it form the recessed part for forming the axial part which protrudes from the one end surface of the said large diameter part and extends in a reverse direction to the said cup part in a cavity. In this case, the forward extrusion process is performed during the backward extrusion process, and the cup part, the large diameter part, and the shaft part can be formed in one step.
本発明によれば、パンチとは独立して変位可能なリングパンチを設け、ワークに対して後方押出し加工を施す最中、前記パンチによる押圧方向と逆方向に流動するフランジ部の肉に前記リングパンチが当接した状態を維持するようにしている。これによりキャビティ中に未充填部分が形成されることが回避され、その結果、カップ部と大径部を一体的に有する成形体を容易に得ることができる。 According to the present invention, a ring punch that is displaceable independently of the punch is provided, and the ring is formed on the flange portion that flows in the direction opposite to the pressing direction by the punch during the backward extrusion process on the workpiece. The state in which the punch is in contact is maintained. As a result, the formation of an unfilled portion in the cavity is avoided, and as a result, a molded body integrally having a cup portion and a large diameter portion can be easily obtained.
このため、カップ部を作製する鍛造加工装置と、大径部を作製する鍛造加工装置とを個別に設ける必要がないので、設備投資が高騰することを回避することができる。 For this reason, since it is not necessary to provide the forge processing apparatus which produces a cup part, and the forge processing apparatus which produces a large diameter part separately, it can avoid that capital investment soars.
加えて、カップ部と大径部を一体的に有する成形体が得られるので、該成形体の大径部からギアを構成したときに大径部が空転する懸念がない。 In addition, since a molded body integrally having the cup portion and the large diameter portion is obtained, there is no concern that the large diameter portion idles when a gear is formed from the large diameter portion of the molded body.
以下、本発明に係る鍛造加工方法につき、それを実施する鍛造加工装置との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施の形態では、等速ジョイントのアウタ部材を得るための中間体を成形体として作製する場合を例示する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a forging method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings by giving preferred embodiments in relation to a forging device that performs the forging method. In the present embodiment, a case where an intermediate body for obtaining an outer member of a constant velocity joint is manufactured as a molded body is illustrated.
はじめに、本実施の形態に係る鍛造加工装置によって鍛造加工が施されるワーク、及び、該ワークから得られる成形体につき、図1A〜図1Dを参照して説明する。 First, a workpiece subjected to forging by the forging device according to the present embodiment and a molded body obtained from the workpiece will be described with reference to FIGS. 1A to 1D.
ワークは、図1Aに示す略円柱体形状のビレット10を出発素材として得られる。なお、最終製品が等速ジョイントのアウタ部材であることから、ビレット10としては、SCR、SCM等の機械構造用合金鋼からなるものが好適である。
The workpiece is obtained using a substantially
このような材質からなるビレット10に対し、予備加熱、潤滑剤塗布、本加熱等を行った後、据込み加工(一般的には温間鍛造加工)を行う。これにより、図1Bに示すように、円柱部12と、該円柱部12の一端部(図1Bにおける上端部)に設けられて該円柱部12よりも大径なフランジ部14とを有する第1次中間体としてのワーク16が成形される。
The
次に、このワーク16を、図1Cに示すように上下反転させた状態で鍛造加工装置30(図2参照)のキャビティ32に収容し、後方押出し加工を行う。すなわち、円柱部12の肉を押圧方向とは逆方向に流動させつつ、該円柱部12に有底穴18を形成する。この際、フランジ部14の肉も、押圧方向とは逆方向に流動する。その結果、図1Dに示すように、円柱部12から設けられたカップ部20と、フランジ部14から設けられた大径部22とを有する第2次中間体としての成形体24が得られるに至る。
Next, the
この成形体24は、大径部22から突出し、カップ部20とは逆方向に指向する小径な軸部26をさらに有する。後述するように、軸部26は、カップ部20及び大径部22を成形する鍛造加工時に同時に成形される。
The molded
本実施の形態に係る鍛造加工装置30は、ワーク16(図1B及び図1C参照)に対して前記の後方押出し加工を実施し、成形体24(図1D参照)を得るためのものである。以下、当該鍛造加工装置30につき詳細に説明する。
The forging
図2は、本実施の形態に係る鍛造加工装置30の概略正面縦断面図である。この鍛造加工装置30は、下ダイ34及び上ダイ36を備える固定盤38と、パンチ40及びリングパンチ42を備え、前記固定盤38に対して接近又は離間する方向に変位する可動盤44とを有する。
FIG. 2 is a schematic front longitudinal sectional view of the forging
固定盤38は、作業ステーションに設けられた設置台(図示せず)に位置決め固定される。この固定盤38には第1圧入孔46が形成され、該第1圧入孔46には、略円盤形状をなす内ベース48及び外ベース50が内方側からこの順序で圧入される。勿論、内ベース48は、外ベース50に貫通形成された第2圧入孔51に圧入されている。
The fixed
内ベース48及び外ベース50上には、これら内ベース48と外ベース50に跨るようにして台座52が位置決め固定される。さらに、台座52上には、下ダイ34が配設されるとともに、該下ダイ34に外嵌される下ダイホルダ54が載置される。下ダイ34は、下ダイホルダ54に形成された嵌合孔56に嵌合されている。
A
内ベース48及び下ダイ34には、可動盤44に指向して延在する摺動孔58が形成される。この摺動孔58には、ノックアウトピン60が摺動する。
The
下ダイ34の外縁近傍と、下ダイホルダ54の嵌合孔56の近傍には、加工用穴62が形成されて略円筒体形状の上ダイ36が配置される。ノックアウトピン60の上端面と、下ダイ34における上端面に略円形状に陥没形成された円状段部64(図4A参照)と、上ダイ36の加工用穴62の内周壁とでキャビティ32が形成される。
In the vicinity of the outer edge of the
ノックアウトピン60の上端面は、円状段部64よりも若干下方に位置する(図2参照)。従って、キャビティ32には、ノックアウトピン60の上端面と、下ダイ34の摺動孔58の上端近傍の内周壁とで形成される凹部66が含まれる。
The upper end surface of the
加工用穴62の内径は、ワーク16のフランジ部14の直径に略一致する。一方、円状段部64の直径は、フランジ部14に比して若干小径である。このため、ワーク16がキャビティ32に収容された時点では、フランジ部14の側周壁が加工用穴62の内周壁に当接する一方、該フランジ部14の下ダイ34に臨む端面(下端面)は、円状段部64から若干離間した位置にある(図4A参照)。
The inner diameter of the
上ダイ36には、上ダイホルダ67が外嵌され、さらに、台座52、下ダイホルダ54及び上ダイホルダ67には、固定盤38の上端面に設置された下スリーブ68が外嵌される(図2参照)。換言すれば、台座52、下ダイ34、下ダイホルダ54、上ダイ36及び上ダイホルダ67は、下スリーブ68内に収容される。
An
下スリーブ68には、天井壁と側周壁を有し、この中の天井壁に第1挿通孔70が貫通形成されたダイ側キャップ72が嵌着される。このダイ側キャップ72の側周壁によって下スリーブ68の外周壁が径方向内方に押圧されることにより、台座52、下ダイホルダ54及び上ダイホルダ67が径方向内方に押圧されて圧入された状態となり、各々の位置決め固定がなされる。
The
一方の可動盤44は、図示しない油圧シリンダ(第1の昇降機構)のロッドが連結される。可動盤44は、該ロッドが固定盤38側に指向して前進(下降)することに伴って、固定盤38に接近するように変位する。これとは逆に、該ロッドが固定盤38から離間するように後退(上昇)したときには、固定盤38から離間するように変位する。
One
可動盤44には、第3圧入孔74が貫通形成されている。この第3圧入孔74にはパンチホルダ76が圧入される。さらに、パンチホルダ76において、固定盤38を臨む側の端部(下端部)には、前記パンチ40が設けられる。図2から諒解されるように、パンチ40及びリングパンチ42は、ダイ側キャップ72の第1挿通孔70を通ってキャビティ32に進入する。
The
このパンチ40には、円柱部12からカップ部20を成形する際に、該カップ部20の内壁に、その長手方向に沿って複数本(例えば、3本)の溝を形成するための図示しないランドが設けられる。
In the
パンチホルダ76には、可動盤44の下端面に設置された上スリーブ78が外嵌される。この上スリーブ78に、底壁に第2挿通孔80が貫通形成されたパンチ側キャップ82が嵌着されることにより、パンチホルダ76が径方向内方に押圧されて圧入された状態となる。すなわち、パンチホルダ76の位置決め固定がなされる。パンチ40は、第2挿通孔80を通ってパンチ側キャップ82から露呈している。
An
パンチホルダ76の上端部には、第2の昇降機構である複数個の油圧シリンダ84を配置するための収容室86が形成される。ここで、油圧シリンダ84は図示しない支持盤に支持されており、パンチホルダ76には、収容室86の底壁から固定盤38に指向して延在するロッド孔88が複数本貫通形成されている。各ロッド孔88には、油圧シリンダ84の各ロッド90が通される。
An
ロッド90の下端部は、ロッド孔88から露呈する。前記リングパンチ42は、ロッド孔88から露呈したロッド90の下端部先端に取り付けられる。
The lower end of the
リングパンチ42は、略円筒形状をなす円筒部92と、前記円筒部92の上端部に設けられた取付部94とを有する。この中の円筒部92は、前記パンチ40を囲繞する。一方、該円筒部92に比して大径な取付部94には、図3に示すように取付穴96が複数個形成され、前記ロッド90の下端部先端は、この取付穴96に嵌合される。
The
この図3に示すように、リングパンチ42は、第1分割ピース98と第2分割ピース100からなる分割体である。すなわち、第1分割ピース98及び第2分割ピース100は、取付部94及び円筒部92の直径方向に沿って、且つその長手方向に2分割することで形成された形状をなす。従って、第1分割ピース98及び第2分割ピース100には、それぞれ、円筒部92を長手方向に2分割に切断した形状の半円筒部92a、92bと、取付部94を直径方向に沿って2分割した形状の半円盤形状部94a、94bとが存在する。
As shown in FIG. 3, the
なお、第1分割ピース98と第2分割ピース100は互いに当接はしているものの、連結はされていない。従って、第1分割ピース98と第2分割ピース100の剛性は比較的小さく、リングパンチ42が、その内方から押圧を受けたときには、互いの間が若干開いたり、又は、第1分割ピース98や第2分割ピース100が弾性変形域内で撓んだりすることが可能である。
The first divided
本実施の形態に係る鍛造加工装置30は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、本実施の形態に係る鍛造加工方法との関係で説明する。
The forging
ワーク16に対して後方押出し加工を施すには、先ず、鍛造加工装置30を型開き状態とする。そして、上記のようにして得られたワーク16(図1B及び図1C参照)を、図1C、図2及び図4Aに示すように、フランジ部14が下方、円柱部12が上方を臨むようにして加工用穴62に挿入し、キャビティ32に収容する。図4Aから諒解されるように、この時点では、フランジ部14の側周壁が加工用穴62の内周壁に当接する一方で、該フランジ部14の下端面が円状段部64から若干離間する。
In order to perform the backward extrusion processing on the
次に、油圧シリンダ84を付勢し、各ロッド90を固定盤38側に指向して前進(下降)させる。これに伴ってリングパンチ42(第1分割ピース98及び第2分割ピース100)が下降し、加工用穴62(キャビティ32)に進入する。最終的に、リングパンチ42の円筒部92の下端面が、ワーク16のフランジ部14の上端面に着座する。
Next, the
この着座と同時に、該ワーク16の円柱部12がリングパンチ42内に挿入される。換言すれば、リングパンチ42は、その内周壁で円柱部12を囲繞する。
Simultaneously with this seating, the
油圧シリンダ84は、上記の着座後も滅勢されない。従って、フランジ部14には、ロッド90を介して押圧力が付与される。ただし、その押圧力は、フランジ部14を塑性変形させ得る程度の大きなものではなく、円柱部12に対する後方押出し加工時にフランジ部14の肉が過度に上昇することを抑制し得る程度である。
The
この状態で、次に、図示しない前記油圧シリンダを付勢し、そのロッドを固定盤38側に指向して前進(下降)させる。これにより可動盤44が下降し、結局、パンチ40が下降する。パンチ40は、ダイ側キャップ72の第1挿通孔70を通り、加工用穴62(キャビティ32)に進入する。図2及び図4Aは、リングパンチ42の下端面がフランジ部14の上端面に着座し、且つキャビティ32に進入したパンチ40の下端面が円柱部12の上端面に当接した状態を断面にして示している。
In this state, next, the hydraulic cylinder (not shown) is energized, and the rod is advanced (lowered) toward the fixed
パンチ40の側周壁と、リングパンチ42の内周壁との間には所定のクリアランス102が形成される。すなわち、パンチ40の下端面は、円柱部12の外縁近傍には当接しない。
A
可動盤44がさらに下降すると、パンチ40によって円柱部12が押圧される(すなわち、パンチ40による押圧力の方向は鉛直下方である)。ここで、パンチ40の側周壁と、リングパンチ42の内周壁との間にはクリアランス102が形成されているので、図4Bに示すように、円柱部12の外縁近傍の肉は、このクリアランス102に沿って上昇するように流動する。このように、円柱部12の肉が、パンチ40によって付与される押圧力と反対方向に流動することにより、後方押出し加工が営まれる。
When the
その一方で、円柱部12の下端面では、大部分の肉が円状段部64に流動するとともに、一部の肉が凹部66(ノックアウトピン60の上端面側)に流入する。すなわち、前方押出し加工が営まれ、凹部66の形状に対応する形状の軸部26が成形される。
On the other hand, on the lower end surface of the
図4Cに示すように、パンチ40がさらに下降すると、円柱部12の肉が一層上昇する。これにより、有底穴18が形成されたカップ部20が成形される。パンチ40にはランドが設けられているので、カップ部20が成形されると同時に、該カップ部20(有底穴18)の内壁に溝が形成される。
As shown in FIG. 4C, when the
円柱部12の肉の大部分は上記したように上昇するが、一部はフランジ部14に向かって流動する。フランジ部14の肉は、この余剰の肉によって押し出され、結局、リングパンチ42からの押圧に抗して上昇する。すなわち、フランジ部14も、パンチ40による押圧力の方向と反対方向に流動し、これにより大径部22(図1D参照)が成形される。
Most of the meat of the
リングパンチ42には、油圧シリンダ84による前進駆動力、すなわち、フランジ部14側に進行する力が作用している。従って、リングパンチ42は、上昇(後退)しながらもフランジ部14に対する当接を維持しつつ、所定の押圧力でフランジ部14を押圧している。このため、円柱部12の肉が過剰にフランジ部14側に流動することや、フランジ部14の肉が所定量を超えて上昇することが回避される。従って、カップ部20及び大径部22の高さ方向の寸法精度が良好となる。
The
図4D及び図5に示すようにパンチ40が下死点に到達すると、これに伴って円柱部12(カップ部20)及びフランジ部14(大径部22)の肉の流動が停止し、後方押出し加工が終了する。すなわち、成形体24が得られるに至る。
When the
本実施の形態においては、カップ部20と大径部22を一体的に有する成形体24を、一度の後方押出し加工によって作製するようにしている。このため、該成形体24を効率よく得ることができる。また、カップ部20を作製する鍛造加工装置30と、大径部22を作製する鍛造加工装置30とを個別に設ける必要がないので、設備投資が高騰することを回避することもできる。
In the present embodiment, the molded
以上のようにしてカップ部20、大径部22及び軸部26が成形される間、リングパンチ42には、該リングパンチ42の内周壁に沿って流動する肉から応力を受ける。本実施の形態においては、リングパンチ42が、第1分割ピース98及び第2分割ピース100からなる分割体であり、しかも、第1分割ピース98と第2分割ピース100は連結されていない。このため、リングパンチ42の内方から作用する前記応力は、第1分割ピース98と第2分割ピース100の間が若干開いたり、又は、第1分割ピース98や第2分割ピース100が弾性変形域内で撓んだりすることによって緩和される。
While the
従って、リングパンチ42に、過度に大きな応力が作用することが回避される。このため、リングパンチ42が変形したり、破損したりする懸念が払拭される。
Therefore, it is possible to avoid an excessively large stress acting on the
以上のようにして成形体24が得られた後、図示しない前記油圧シリンダのロッドが後退(上昇)し、図6Aに示すように、これに追従してパンチ40が上昇する。その結果、パンチ40がカップ部20から離脱する。
After the molded
さらに、パンチ40が所定量後退(上昇)すると、油圧シリンダ84のロッド90が後退する。図6Bに示すように、これに伴ってリングパンチ42が上昇し、大径部22から離間する。
Further, when the
可動盤44が固定盤38に対して所定間隔離間することにより、型開きがなされる。その最中、又はその前後に、摺動孔58内に配設されたノックアウトピン60が上昇し、成形体24をキャビティ32から押し出す。これにより、成形体24がキャビティ32から取り出される。
When the
以上のようにして得られた成形体24に対し、必要に応じ、球状化焼鈍処理、ショットブラスト処理及び潤滑皮膜形成処理等を施す。さらに、この成形体24に対してしごき加工(一般的には冷間鍛造加工)を行い、等速ジョイントのアウタ部材の形状に仕上げる。
The molded
そして、大径部22の側周壁に対して歯部を刻設することにより、最終製品としてのアウタ部材が得られるに至る。
And by engraving a tooth part with respect to the side peripheral wall of the
前記歯部からギアを構成した場合、大径部22が回転すると、これに追従してカップ部20が回転する。カップ部20及び大径部22のいずれも、アウタ部材の一部位であるからである。
When the gear is configured from the tooth portion, when the
すなわち、この場合、大径部22が空転する懸念のないアウタ部材を構成することができる。
That is, in this case, it is possible to configure an outer member that does not cause the large-
本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The present invention is not particularly limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
例えば、リングパンチ42の分割ピースの個数を3個以上としてもよい。
For example, the number of divided pieces of the
また、成形体24として、等速ジョイントのアウタ部材となる中間体を例示しているが、成形体24は、特にこれに限定されるものではなく、中空のカップ部20と、該カップ部20に比して大径な大径部22とを有するものであればよい。
Moreover, although the intermediate body used as the outer member of a constant velocity joint is illustrated as the molded
さらに、リングパンチ42がフランジ部14の上端面に着座すると同時にパンチ40が円柱部12の上端面に着座するように、リングパンチ42とパンチ40を下降させるようにしてもよい。
Further, the
1…第1パンチ部 2…第2パンチ部
3…二重パンチ 4…円柱体
5、20…カップ部 6、22…大径部
7、102…クリアランス 8、32…キャビティ
10…ビレット 12…円柱部
14…フランジ部 16…ワーク
18…有底穴 24…成形体
26…軸部 30…鍛造加工装置
34…下ダイ 36…上ダイ
38…固定盤 40…パンチ
42…リングパンチ 44…可動盤
60…ノックアウトピン 62…加工用穴
64…円状段部 66…凹部
84…油圧シリンダ 88…ロッド孔
90…ロッド 92…円筒部
92a、92b…半円筒部 94…取付部
94a、94b…半円盤形状部 96…取付穴
98…第1分割ピース 100…第2分割ピース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (7)
ダイに支持された前記ワークの前記フランジ部に対し、リングパンチの円筒部を当接させる工程と、
前記ワークの前記円柱部をパンチで押圧して後方押出し加工を行い、前記円柱部から前記カップ部を成形する工程と、
を有し、
前記円柱部の肉が前記パンチによる押圧方向と逆方向に流動することに伴って前記フランジ部の肉が前記パンチによる押圧方向と逆方向に流動する間、前記リングパンチの前記円筒部の前記フランジ部に対する当接を維持するとともに、該円筒部を、前記フランジ部の肉が流動する方向に変位させることを特徴とする鍛造加工方法。 From a workpiece having a cylindrical portion and a flange portion protruding radially from a side peripheral wall of the cylindrical portion, a hollow cup portion provided from the cylindrical portion, and provided from the flange portion, compared to the cup portion A forging method for obtaining a molded body having a large-diameter portion having a large diameter,
Contacting the cylindrical portion of the ring punch against the flange portion of the workpiece supported by a die;
Pressing the cylindrical part of the workpiece with a punch to perform backward extrusion, and molding the cup part from the cylindrical part;
Have
The flange of the cylindrical portion of the ring punch while the meat of the flange portion flows in the direction opposite to the pressing direction by the punch as the thickness of the cylindrical portion flows in the direction opposite to the pressing direction by the punch. A forging method characterized by maintaining contact with the part and displacing the cylindrical part in a direction in which the meat of the flange part flows.
前記ワークを支持するためのキャビティが形成されたダイと、
前記ダイに支持された前記ワークの前記円柱部を押圧して後方押出し加工を行い、前記円柱部から前記カップ部を成形するためのパンチと、
前記パンチを前記ワークに対して接近又は離間する方向に変位させるための昇降機構と、
前記パンチを外方から囲繞する円筒部を有し、且つ前記パンチが前記ワークの前記円柱部を押圧する間、前記円筒部の先端面が該ワークの前記フランジ部に当接するリングパンチと、
前記リングパンチを、前記パンチとは別個に前記ワークに対して接近又は離間する方向に変位させるための第2の昇降機構と、
を有し、
前記リングパンチは、前記円柱部の肉が前記パンチによる押圧方向と逆方向に流動することに伴って前記フランジ部の肉が前記パンチによる押圧方向と逆方向に流動する間、前記フランジ部の肉が流動する方向に変位しながら、前記円筒部の前記フランジ部に対する当接を維持することを特徴とする鍛造加工装置。 From a workpiece having a cylindrical portion and a flange portion protruding radially from a side peripheral wall of the cylindrical portion, a hollow cup portion provided from the cylindrical portion, and provided from the flange portion, compared to the cup portion A forging device for obtaining a molded body having a large diameter and a large diameter portion,
A die formed with a cavity for supporting the workpiece;
A punch for forming the cup part from the cylindrical part by pressing the cylindrical part of the work supported by the die and performing a backward extrusion process;
An elevating mechanism for displacing the punch in a direction approaching or separating from the workpiece;
A ring punch that has a cylindrical portion that surrounds the punch from the outside, and the tip surface of the cylindrical portion abuts on the flange portion of the workpiece while the punch presses the column portion of the workpiece;
A second lifting mechanism for displacing the ring punch in a direction approaching or separating from the workpiece separately from the punch;
Have
The ring punch, while the flesh of the cylindrical portion meat of the flange with that flow in the pressing direction opposite to the direction by the punch flows in the pressing direction opposite to the direction by the punch, meat of the flange A forging device that maintains the contact of the cylindrical portion with the flange portion while being displaced in the direction in which the fluid flows .
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