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JP7697340B2 - Bending dies and manufacturing method for bending materials - Google Patents
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Description

本発明は、丸棒状の素材を曲げ加工して曲げ加工材を成型するための曲げ加工用金型、およびこれを用いた曲げ加工材の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a bending die for bending a round bar-shaped material to produce a bent material, and a method for manufacturing a bent material using the same.

鍛造用素材を曲げ加工して得られる曲げ加工材、例えば、自動車用部品であるサスペンションアームは、直線丸棒状の素材を加熱してロール成型および曲げ加工を行った後、潰し鍛造および仕上鍛造といった2段階の鍛造によって製造されることが一般的であった(例えば、特許文献1、2を参照)。 Bent materials obtained by bending forging materials, such as suspension arms, which are automobile parts, are generally manufactured by heating straight round bar-shaped materials, rolling and bending them, and then performing a two-stage forging process consisting of crush forging and finish forging (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

こうした従来のサスペンションアームの製造工程では、潰し鍛造を行う前に、直線丸棒状の素材を予め曲げ加工しておくことによって、ツブシ鍛造時にバリの発生を抑制することができるとされている。 In the conventional manufacturing process for suspension arms, it is believed that the generation of burrs during crush forging can be suppressed by first bending the straight round bar material before crush forging.

特開2015-066572号公報JP 2015-066572 A 特開2011-255404号公報JP 2011-255404 A

しかしながら、従来のサスペンションアームの製造工程では、ロール成型、曲げ加工、潰し鍛造、仕上鍛造といった多段階の加工を行う必要があり、製造コストが高くなるという課題があった。 However, the conventional manufacturing process for suspension arms requires multiple steps, such as roll forming, bending, crush forging, and finish forging, which increases manufacturing costs.

一方、ロール成型や曲げ加工を行わずに、直線丸棒状の素材を、直接、潰し鍛造によって屈曲させつつ鍛造することも考えられるが、この場合、潰し鍛造用の金型の特に屈曲部分近傍で多くのバリが発生してしまうため歩留りも悪く、狙いの製品形状が得られなくなるということもあり得る。更にバリの発生量が多いため、仕上げ鍛造への搬送やバリのトリムがスムーズに実施できず手間が掛かるという課題がある。 On the other hand, it is also possible to forge a straight round bar material directly while bending it using crush forging, without using roll forming or bending. However, in this case, many burrs are generated in the crush forging die, especially near the bent parts, resulting in poor yields and the possibility of not being able to obtain the desired product shape. Furthermore, because a large amount of burrs is generated, there is the issue that it is difficult to smoothly transport the material to the finish forging or trim the burrs, which is time-consuming.

この発明は上記課題に鑑みて提案されたものであり、丸棒状の素材を潰し鍛造によって屈曲させても、バリの発生の少ない曲げ加工材を成型することが可能な曲げ加工用金型、およびこれを用いた曲げ加工材の製造方法を提供することを目的とする。 This invention was proposed in consideration of the above problems, and aims to provide a bending die that can produce bent material with minimal burrs even when bending a round bar-shaped material by crush forging, and a manufacturing method for bent material using the same.

上記課題を解決するために、本発明の曲げ加工用金型は、丸棒状の素材を曲げ加工して、曲げ加工材を成型するための曲げ加工用金型であって、前記素材を載置する載置部を有する下金型と、前記載置部に載置された前記素材を鉛直方向に沿って押圧する上金型と、を備え、前記下金型は、水平方向に沿って屈曲した屈曲領域を有する凹部を備え、前記屈曲領域に前記載置部が形成され、前記屈曲領域での前記凹部の延長方向に対して垂直な断面において、前記凹部の一方の側面は、鉛直方向に対して10°以上、75°以下の範囲で外方に向かって傾斜している傾斜領域を有することを特徴とする。 In order to solve the above problem, the bending die of the present invention is a bending die for bending a round bar-shaped material to form a bent material, and comprises a lower die having a mounting portion for mounting the material, and an upper die for pressing the material mounted on the mounting portion in a vertical direction, the lower die having a recess with a bending region that is bent in a horizontal direction, the mounting portion being formed in the bending region, and one side of the recess having an inclined region that is inclined outward from the vertical direction at an angle of 10° to 75°.

本発明によれば、丸棒状の素材が潰されつつ下金型の下方に押し込められる際に、素材は塑性流動(メタルフロー)によって屈曲しつつ成形されるが、この過程で、鉛直方向に対して、10°以上、75°以下の範囲といった大きな傾斜角をもつ傾斜領域によって、素材がスムーズにメタルフローして屈曲される。こうした傾斜領域によって、素材が容易にメタルフローし、バリ等の発生を抑制しつつ、所定形状の曲げ加工材を形成することができる。 According to the present invention, when a round bar-shaped material is crushed and pushed below the lower die, the material is bent and shaped by plastic flow (metal flow), and during this process, the material is smoothly bent by metal flow due to an inclined region with a large inclination angle, such as 10° or more and 75° or less, relative to the vertical direction. This inclined region allows the material to easily undergo metal flow, suppressing the occurrence of burrs and other defects while forming a bent material of a specified shape.

また、本発明では、前記凹部の他方の側面は、鉛直方向に対して平行か、または鉛直方向に対して5°以下の範囲で外方に向かって傾斜していてもよい。 In addition, in the present invention, the other side of the recess may be parallel to the vertical direction or inclined outward at an angle of 5° or less from the vertical direction.

また、本発明では、前記凹部は、前記傾斜領域よりも下側が、前記曲げ加工材の外形形状を象った成型領域であってもよい。 In addition, in the present invention, the recess may be a molding area below the inclined area that is modeled after the outer shape of the bent workpiece.

また、本発明では、前記上金型は、鉛直方向に沿った下死点において前記凹部の前記傾斜領域に対向する面と、前記傾斜領域との間に、所定幅の隙間が形成されていてもよい。 In the present invention, the upper die may have a gap of a predetermined width between the surface facing the inclined region of the recess at bottom dead center along the vertical direction and the inclined region.

また、本発明では、前記曲げ加工材は、自動車用サスペンションアームであってもよい。 In addition, in the present invention, the bent material may be a suspension arm for an automobile.

本発明の曲げ加工材の製造方法は、前記各項に記載の曲げ加工用金型を用いた曲げ加工材の製造方法であって、直線丸棒状の素材を前記曲げ加工用金型の前記下金型の前記載置部に載置して、前記上金型によって、潰し鍛造して前記曲げ加工材を得る成型工程を有し、前記成型工程では、前記傾斜領域によって前記素材をメタルフローさせることを特徴とする。 The manufacturing method of the bent material of the present invention is a manufacturing method of the bent material using the bending die described in each of the above paragraphs, and includes a molding process in which a straight round bar-shaped material is placed on the aforementioned placement portion of the lower die of the bending die, and crushed forged by the upper die to obtain the bent material, and the molding process is characterized in that the material is subjected to metal flow by the inclined region.

本発明の第1実施形態の曲げ加工用金型を示す側面断面図である。1 is a side cross-sectional view showing a bending die according to a first embodiment of the present invention. FIG. 曲げ加工用金型を構成する下金型を上から見た時の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a lower die constituting a bending die as viewed from above. 図2のA-A’線での要部拡大断面図である。3 is an enlarged cross-sectional view of a main portion taken along line A-A' in FIG. 2. 図2のB-B’線での要部拡大断面図(上金型を省略)である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main portion taken along line B-B' in FIG. 2 (with the upper die omitted). 本発明の第2実施形態の曲げ加工用金型を構成する下金型を上から見た時の平面図である。FIG. 11 is a plan view of a lower die constituting a bending die according to a second embodiment of the present invention, as viewed from above. 実施例の結果を示す写真である。Photographs showing the results of the examples.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態の曲げ加工用金型、曲げ加工材の製造方法について説明する。なお、以下に示す実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。また、以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために、便宜上、要部となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。 Below, a bending die and a method for manufacturing a bent material according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the embodiment shown below is specifically described to provide a better understanding of the gist of the invention, and does not limit the present invention unless otherwise specified. Also, the drawings used in the following description may show important parts enlarged for the sake of convenience in order to make the features of the present invention easier to understand, and the dimensional ratios of each component may not necessarily be the same as in reality.

(曲げ加工用金型:第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態の曲げ加工用金型を示す側面断面図である。また、図2は、曲げ加工用金型を構成する下金型を上から見た時の平面図である。また、図3は、図2のA-A’線での要部拡大断面図である。また、図4は、図2のB-B’線での要部拡大断面図(上金型を省略)である。
(Bending die: First embodiment)
Fig. 1 is a side cross-sectional view showing a bending die according to a first embodiment of the present invention. Fig. 2 is a plan view of a lower die constituting the bending die when viewed from above. Fig. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part taken along line AA' in Fig. 2. Fig. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part taken along line BB' in Fig. 2 (the upper die is omitted).

本実施形態の曲げ加工用金型10は、例えば、直線丸棒状の素材Mを曲げ加工(潰し鍛造)して、曲げ加工材、例えば自動車用のサスペンションアームを成型するものであり、下金型11と、上金型12とを有する。 The bending die 10 of this embodiment is used to bend (crush forge) a straight round bar-shaped material M to form a bent material, such as a suspension arm for an automobile, and has a lower die 11 and an upper die 12.

自動車用のサスペンションアームは、非軸対称で複雑な形状を有することが多く、鉄鋼材料並みの高強度や疲労強度が要求される反面、高い衝撃性も必要とされる。よって、素材Mとしては、例えば、JIS6061合金や、6000系のアルミニウム合金などが用いられる。 Suspension arms for automobiles often have non-axisymmetric and complex shapes, and while they require high strength and fatigue strength comparable to that of steel materials, they also need to have high impact resistance. Therefore, for example, JIS 6061 alloy or 6000 series aluminum alloy is used as material M.

下金型11は、水平な台座などに固定される固定金型であり、水平方向に沿って屈曲した屈曲領域E1を有する凹部21を備えている。凹部21は、素材Mを載置可能な載置部22が形成されている。本実施形態においては、載置部22は、後述する凹部21の一方の側面21aの傾斜領域E2と、凹部21の他方の側面21bとの間で、直線丸棒状の素材Mが載置される部分である。 The lower mold 11 is a fixed mold that is fixed to a horizontal base or the like, and has a recess 21 with a bending region E1 that is bent along the horizontal direction. The recess 21 is formed with a mounting portion 22 on which a material M can be placed. In this embodiment, the mounting portion 22 is a portion on which the straight round bar-shaped material M is placed, between an inclined region E2 on one side surface 21a of the recess 21 (described later) and the other side surface 21b of the recess 21.

また、凹部21には、屈曲領域E1での凹部21の延長方向に対して垂直な断面において、凹部21の一方の側面21aには、鉛直方向Pに対して外方に向かって傾斜している傾斜領域E2が形成されている。この傾斜領域E2は、凹部21の一方の側面21aの下側から上側に向かうほど外方に向かって広がる傾斜面である。傾斜領域E2の傾斜角度θ1は、鉛直方向Pに対して、10°以上、75°以下の範囲、好ましくは25°以上、60°以下の範囲である。 In addition, in a cross section perpendicular to the extension direction of the recess 21 at the bending region E1, an inclined region E2 is formed on one side 21a of the recess 21, inclining outward with respect to the vertical direction P. This inclined region E2 is an inclined surface that widens outward from the lower side to the upper side of one side 21a of the recess 21. The inclination angle θ1 of the inclined region E2 is in the range of 10° or more and 75° or less with respect to the vertical direction P, and preferably in the range of 25° or more and 60° or less.

凹部21の他方の側面21bは、鉛直方向Pと平行か、あるいは傾斜角度θ2で上側に向かうほど外方に向かって傾斜していればよい。こうした傾斜角度θ2は、5°以下の範囲であればよい。 The other side 21b of the recess 21 may be parallel to the vertical direction P or may be inclined outwardly at an inclination angle θ2 toward the upper side. Such an inclination angle θ2 may be in the range of 5° or less.

下金型11の凹部21は、一方の側面21aの傾斜領域E2よりも下側が、成形する曲げ加工材、例えばサスペンションアームの外形形状を象った成型領域E3とされている。載置部22に載置された素材Mは、上金型12の降下によってこの成型領域E3に押し込められることにより、曲げ加工材の形状に成形される。 The recess 21 of the lower die 11 has a molding area E3 below the inclined area E2 on one side 21a, which is the outer shape of the bent workpiece to be formed, for example a suspension arm. The material M placed on the loading section 22 is pressed into this molding area E3 by the lowering of the upper die 12, and is formed into the shape of the bent workpiece.

載置部22は、成型領域E3よりも上側で、傾斜領域E2と凹部21の他方の側面21bとの間で素材Mが安定して載置される領域である。凹部21の他方の側面21bは、屈曲領域E1において、直線状の素材Mの外周面に沿って当接する直線部E4が形成されている。 The placement section 22 is an area above the molding area E3, between the inclined area E2 and the other side surface 21b of the recess 21, where the material M is stably placed. The other side surface 21b of the recess 21 has a straight section E4 formed in the bent area E1 that abuts along the outer peripheral surface of the linear material M.

上金型12は、鉛直方向Pに沿って上下動可能な可動金型であり、油圧シリンダなどの上下動機構(図示略)によって、上死点と下死点との間で上下動される。上金型12は、下部が下金型11の成型領域E3を象った形状とされており、成型時には凹部21に進入して素材Mを押し潰して鍛造する。
こうした上金型12の下面12aには、成形する曲げ加工材の上面の形状を象った形状が付与されていればよい。
The upper die 12 is a movable die that can move up and down along the vertical direction P, and is moved up and down between the top dead center and the bottom dead center by a vertical movement mechanism (not shown) such as a hydraulic cylinder. The lower part of the upper die 12 is shaped to resemble the molding region E3 of the lower die 11, and during molding, the upper die 12 enters the recess 21 to crush and forge the material M.
The lower surface 12a of the upper die 12 may be provided with a shape that corresponds to the shape of the upper surface of the workpiece to be bent.

上金型12は、鉛直方向Pに沿った下死点において、凹部21の傾斜領域E2に対向する面12bと傾斜領域E2との間に、所定幅の隙間Δtが形成されるように設計されていることが好ましい。なお、本実施形態では、上金型12の下死点は、傾斜領域E2と成型領域E3との境界部分となる。 It is preferable that the upper die 12 is designed so that, at the bottom dead center along the vertical direction P, a gap Δt of a predetermined width is formed between the surface 12b facing the inclined region E2 of the recess 21 and the inclined region E2. In this embodiment, the bottom dead center of the upper die 12 is the boundary between the inclined region E2 and the molding region E3.

なお、本実施形態では、下金型11の凹部21において、傾斜領域E2よりも下側を曲げ加工材の外形形状を象った成型領域E3としているが、傾斜領域E2の一部が成型領域E3の一部を成す構成であってもよい。この場合、傾斜領域E2の形状の一部が、鍛造後に得られる曲げ加工材の形状の一部となる。 In this embodiment, the recess 21 of the lower die 11 is configured such that the area below the inclined area E2 is a molding area E3 that resembles the outer shape of the bent workpiece, but a portion of the inclined area E2 may also be configured to form a portion of the molding area E3. In this case, a portion of the shape of the inclined area E2 becomes a portion of the shape of the bent workpiece obtained after forging.

(曲げ加工材の製造方法)
以上のような構成の本実施形態の曲げ加工用金型10の作用、効果、および曲げ加工用金型10を用いた曲げ加工材の製造方法について説明する。
本実施形態の曲げ加工用金型10を用いて、丸棒状の素材Mの潰し鍛造を行う際には、まず、下金型11の載置部に、素材Mを載置する。直線状の素材Mは、凹部21の一方の側面21aの傾斜領域E2と、凹部21の他方の側面21bの直線部E4と間で安定して支持される。
(Method of manufacturing bent material)
The operation and effect of the bending die 10 of this embodiment configured as above, and a method for manufacturing a bent workpiece using the bending die 10 will be described below.
When the bending die 10 of this embodiment is used to perform crush forging of a round bar-shaped material M, the material M is first placed on the placement portion of the lower die 11. The linear material M is stably supported between the inclined region E2 on one side surface 21 a of the recess 21 and the linear portion E4 on the other side surface 21 b of the recess 21.

次に、上金型12を降下させて、凹部21に上金型12を進入させる。すると、直線状の素材Mが潰されつつ下方に押し込められる(成型工程)。この時、素材Mは塑性流動(メタルフロー)によって屈曲しつつ、成型領域E3の形状に成形されるが、この過程で、鉛直方向Pに対して、10°以上、75°以下の範囲といった大きな傾斜角をもつ傾斜領域E2によって、素材Mがスムーズにメタルフローして屈曲される。これにより、素材Mは傾斜領域E2から成型領域E3に向かって容易にメタルフローしやすくなり、バリ等の発生を抑制しつつ、成型領域E3に倣った形状に成形された曲げ加工材を得ることができる。 Next, the upper die 12 is lowered and inserted into the recess 21. The linear material M is then crushed and pressed downward (molding process). At this time, the material M is bent by plastic flow (metal flow) and molded into the shape of the molding region E3, and during this process, the material M is smoothly bent by metal flow due to the inclined region E2, which has a large inclination angle of 10° or more and 75° or less with respect to the vertical direction P. This allows the material M to easily metal flow from the inclined region E2 toward the molding region E3, and a bent material molded into a shape that imitates the molding region E3 can be obtained while suppressing the occurrence of burrs, etc.

この後、本実施形態の曲げ加工用金型10によって成形された曲げ加工材を用いて、後工程である仕上鍛造を行うことによって、従来行っていた素材へのロール成型や曲げ加工を行うことなく、例えば2回の鍛造だけで自動車用サスペンションアームを得ることが可能になる。 Then, by performing the post-processing finish forging using the bent material formed by the bending die 10 of this embodiment, it becomes possible to obtain an automobile suspension arm, for example, with only two forging steps, without the need for roll forming or bending of the material as was conventionally done.

(曲げ加工用金型:第2実施形態)
図5は本発明の第2実施形態の曲げ加工用金型を構成する下金型を上から見た時の平面図である。
なお、上述した第1実施形態と同一の構成には同一の番号を付し、重複する説明を省略する。
本実施形態の曲げ加工用金型30を構成する下金型31の凹部41には、屈曲領域E1での凹部41の延長方向に対して垂直な断面において凹部41の一方の側面41aを成す傾斜領域E2が形成されている。こうした傾斜領域E2は、凹部41の一方の側面41aの下側から上側に向かうほど外方に向かって広がる傾斜面であり、その傾斜角度は、鉛直方向に対して、10°以上、75°以下、好ましくは25°以上、60°以下の範囲である。
(Bending die: second embodiment)
FIG. 5 is a plan view of a lower die constituting a bending die according to a second embodiment of the present invention, as viewed from above.
The same components as those in the first embodiment described above are given the same reference numbers, and duplicated explanations will be omitted.
In the recess 41 of the lower die 31 constituting the bending die 30 of this embodiment, an inclined region E2 is formed which forms one side surface 41a of the recess 41 in a cross section perpendicular to the extension direction of the recess 41 in the bending region E1. The inclined region E2 is an inclined surface which widens outward from the lower side to the upper side of the one side surface 41a of the recess 41, and the inclination angle is in the range of 10° to 75°, preferably 25° to 60°, with respect to the vertical direction.

そして、下金型31の凹部41には、直線丸棒状の素材Mを載置可能な載置部42が形成されている。本実施形態の載置部42は、傾斜領域E2の一部に形成され、直線状の素材Mの両端領域がそれぞれ凹部41内に進入可能な、略三角形の素材載置領域E5が形成されている。 The recess 41 of the lower die 31 is formed with a mounting section 42 on which a straight rod-shaped material M can be placed. In this embodiment, the mounting section 42 is formed in a part of the inclined region E2, and a substantially triangular material mounting region E5 is formed in which both end regions of the straight material M can enter the recess 41.

本実施形態では、こうした略三角形の素材載置領域E5の形成によって、直線状の素材Mを凹部41内に安定して載置することができ、上金型(図示略)による鍛造時に、素材Mをズレ無く成型領域E3に向けてメタルフローさせることができる。よって、バリ等の発生を抑制した曲げ加工材を得ることができる。 In this embodiment, the formation of the approximately triangular material placement area E5 allows the linear material M to be stably placed in the recess 41, and during forging with the upper die (not shown), the material M can be metal-flowed toward the molding area E3 without misalignment. This makes it possible to obtain a bent material with reduced burrs and other defects.

以上、本発明の実施形態を説明したが、こうした実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。こうした実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and their modifications are within the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims, as well as the scope and gist of the invention.

本発明の効果を検証した。
検証にあたっては、図1、図2に示す第1実施形態の曲げ加工用金型を想定して、傾斜領域E2の傾斜角度θ1(図4を参照)を鉛直方向Pに対して、30°(実施例1)、45°(実施例2)、60°(実施例3)にそれぞれ設定した場合の鍛造シミュレーションを行った。
The effect of the present invention was verified.
For the verification, assuming the bending die of the first embodiment shown in Figures 1 and 2, a forging simulation was performed in which the inclination angle θ1 (see Figure 4) of the inclined region E2 was set to 30° (Example 1), 45° (Example 2), and 60° (Example 3) with respect to the vertical direction P.

各実施例共通の設定条件は以下の通りである。
(1)素材は丸棒として、断面積が最大となる位置である図4より10%大きい断面積となるように、素材の直径を80mmに設定した。
(2)素材の長さは、得たい曲げ加工材の体積よりも5%大きい体積となるように、260mmに設定した。よって、素材は、φ80×L260(mm)の直線丸棒状素材である。(3)凹部41の他方の側面41bの傾斜角度θ2(図4を参照)は、5°とした。
The set conditions common to all the examples are as follows.
(1) The material was a round bar, and the diameter of the material was set to 80 mm so that the cross-sectional area was 10% larger than the position in Figure 4 where the cross-sectional area was maximum.
(2) The length of the material was set to 260 mm so that the volume was 5% larger than the volume of the bent material to be obtained. Therefore, the material was a straight round bar material with a diameter of 80 mm and a length of 260 mm. (3) The inclination angle θ2 (see FIG. 4) of the other side surface 41b of the recess 41 was set to 5°.

図6に、実施例1~3において、上金型を上死点から下死点に向けて降下させる際の鍛造前(上死点)、鍛造途中1、鍛造途中2、鍛造完了(下死点)での素材の形状変化をそれぞれ示す。また、素材の歩留まりと、鍛造後の曲げ加工材の潰し形状の結果を表1に示す。 Figure 6 shows the change in the shape of the material before forging (top dead center), during forging 1, during forging 2, and at the end of forging (bottom dead center) when the upper die is lowered from top dead center to bottom dead center in Examples 1 to 3. Table 1 also shows the material yield and the crushed shape of the bent material after forging.

Figure 0007697340000001
Figure 0007697340000001

図5、表1に示すシミュレーション結果によれば、実施例1~3のいずれにも、素材の両端接触部の近傍から生じた鍛造バリが見られるものの、想定した潰し形状に近い曲げ加工材得られ、生じた鍛造バリの量も限定的であった。なお、実施例2、3では、若干、想定した潰し形状に届かなかった部分が見られたが、素材長さを若干延長すれば改善される範囲であり、傾斜領域E2に素材が両端まで収まる必要があることが確認できた。 According to the simulation results shown in Figure 5 and Table 1, in all of Examples 1 to 3, forging burrs were observed near the contact points at both ends of the material, but the bent material was close to the expected crushed shape, and the amount of forging burrs was limited. In Examples 2 and 3, some parts did not reach the expected crushed shape, but this could be improved by slightly extending the material length, and it was confirmed that the material needs to fit into the inclined region E2 to both ends.

また、傾斜領域E2の傾斜角度θ2は、小さいほど歩留りよく鍛造できるが、傾斜角度θ2が小さくなりすぎると、用いる素材の直径を小さくしないと下金型の凹部に素材が収まらなくなる。素材の直径を小さくすると素材ボリューム足りなくなるため素材の長さを長くする必要があるが、この場合も下金型の凹部に素材が収まらなくなる。よって、傾斜領域E2の傾斜角度θ2は、鉛直方向に対して、10°以上、75°以下、好ましくは25°以上、60°以下の範囲であることが確認できた。 In addition, the smaller the inclination angle θ2 of the inclined region E2, the higher the forging yield, but if the inclination angle θ2 is too small, the material used will not fit into the recess in the lower die unless the diameter is reduced. If the diameter of the material is reduced, the material volume will be insufficient, so the length of the material must be increased, but in this case too, the material will not fit into the recess in the lower die. Therefore, it was confirmed that the inclination angle θ2 of the inclined region E2 is in the range of 10° or more and 75° or less, and preferably 25° or more and 60° or less, relative to the vertical direction.

本発明の曲げ加工用金型、曲げ加工材の製造方法は、丸棒状の素材から、ロール成型および曲げ加工といった前処理加工行わずに、直接、潰し鍛造および仕上鍛造といった2段階の鍛造によって、曲げ加工材、例えば、自動車用のサスペンションアームを製造することを可能にする。従って、産業上の利用可能性を有する。 The bending die and bending material manufacturing method of the present invention make it possible to manufacture bending materials, such as suspension arms for automobiles, directly from round bar-shaped material through two-stage forging, namely crush forging and finish forging, without pretreatment such as roll forming and bending. Therefore, it has industrial applicability.

10…曲げ加工用金型
11…下金型
12…上金型
21…凹部
21a…一方の側面
21b…他方の側面
E1…屈曲領域
E2…傾斜領域
E3…成型領域
E4…直線部
M…素材
P…鉛直方向
REFERENCE SIGNS LIST 10: bending die 11: lower die 12: upper die 21: recess 21a: one side surface 21b: other side surface E1: bending region E2: inclined region E3: molding region E4: straight section M: material P: vertical direction

Claims (6)

丸棒状の素材を曲げ加工して、曲げ加工材を成型するための曲げ加工用金型であって、
前記素材を載置する載置部を有する下金型と、前記載置部に載置された前記素材を鉛直方向に沿って押圧する上金型と、を備え、
前記下金型は、水平方向に沿って屈曲した屈曲領域を有する凹部を備え、
前記屈曲領域に前記載置部が形成され、
前記屈曲領域での前記凹部の延長方向に対して垂直な断面において、前記凹部の一方の側面は、鉛直方向に対して10°以上、75°以下の範囲で外方に向かって傾斜している傾斜領域を有することを特徴とする曲げ加工用金型。
A bending die for bending a round bar-shaped material to form a bent material,
a lower die having a placement portion on which the material is placed, and an upper die configured to press the material placed on the placement portion in a vertical direction,
the lower die includes a recess having a bent region bent along a horizontal direction,
The placement portion is formed in the bending region,
A bending die characterized in that, in a cross section perpendicular to the extension direction of the recess in the bending region, one side of the recess has an inclined region that is inclined outward at an angle of 10° or more and 75° or less with respect to the vertical direction.
前記凹部の他方の側面は、鉛直方向に対して平行か、または鉛直方向に対して5°以下の範囲で外方に向かって傾斜していることを特徴とする請求項1に記載の曲げ加工用金型。 The bending die according to claim 1, characterized in that the other side of the recess is parallel to the vertical direction or inclined outward at an angle of 5° or less from the vertical direction. 前記凹部は、前記傾斜領域よりも下側が、前記曲げ加工材の外形形状を象った成型領域であることを特徴とする請求項1または2に記載の曲げ加工用金型。 The bending die according to claim 1 or 2, characterized in that the recessed portion is a molding area below the inclined area that is modeled after the external shape of the bent workpiece. 前記上金型は、鉛直方向に沿った下死点において前記凹部の前記傾斜領域に対向する面と、前記傾斜領域との間に、所定幅の隙間が形成されることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の曲げ加工用金型。 The bending die according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the upper die has a gap of a predetermined width between the surface facing the inclined region of the recess at bottom dead center along the vertical direction and the inclined region. 前記曲げ加工材は、自動車用サスペンションアームであることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の曲げ加工用金型。 The bending die according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the bending workpiece is a suspension arm for an automobile. 請求項1から4のいずれか一項に記載の曲げ加工用金型を用いた曲げ加工材の製造方法であって、
直線丸棒状の素材を前記曲げ加工用金型の前記下金型の前記載置部に載置して、前記上金型によって、潰し鍛造して前記曲げ加工材を得る成型工程を有し、
前記成型工程では、前記傾斜領域によって前記素材をメタルフローさせることを特徴とする曲げ加工材の製造方法。
A method for manufacturing a bent workpiece using the bending die according to any one of claims 1 to 4,
A molding process includes placing a straight round bar-shaped material on the placement portion of the lower die of the bending die, and crush forging the material by the upper die to obtain the bent material,
A method for manufacturing a bent material, characterized in that in the forming step, the material is subjected to metal flow by the inclined region.
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