JPS6134894B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷間成形による金属スラグ製造方法に
関し、特に、冷間成形により両端面平行度、両端
面平面度、外周と両端面との直角度、更には外径
と内径との同軸心度等を高精度に成形し得る円柱
状または中空円筒状の金属スラグ製造方法に関す
る。

ここで高精度スラグとは、第１図において、一
方の端面１に対して外周２の直角度、他方の端面
３との平行度、各端面１，３の平面度更には最大
外径寸法のバラツキが少ないスラグを意味し、中
心に孔を有する中空スラグにあつては上記各精度
のほか更に外径と内径との同軸度のバラツキの少
ないスラグを意味する。

このような高精度なスラグは、円柱状の金属素
材を冷間成形することによつて製造される。ま
た、このようなスラグは、例えばSCM415等の肌
焼鋼を素材として成形され、成形後の製品スラグ
は各種の歯車あるいは高精度の円筒状部品に加工
される。また、スラグ素材としては歯車鍛造用等
の鍛造素材が通常使用され、例えば、肌焼鋼でも
あるJIS規格SCM415等の鍛造素材が使用され
る。

従来のこのような高精度スラグの製造方法の代
表的例が特開昭54−125153号に記載されている。

この従来方法にあつては、円柱状金属素材を上
下端から加圧して外周が樽状のスラグ半製品を予
め成形しておき、第２図に示す如く、最終工程で
は前記樽状のスラグ半製品４を製品外径より小さ
い内径を有する中空金型５に対しパンチ６によつ
て押圧貫通させ、スラグ半製品の外周７をしごく
だけの工程によりスラグ製品を得ていた。このた
めスラグ製品は外径精度を加工することはできた
が両端面の平行度あるいは外径に対する両端面の
直角度等の点では精度を加工することができなか
つた。即ち、従来方法によつて得られる製品スラ
グは、例えば第３図に示すような形状となり、両
側端面１および３の平面度が0.8mm程度あり、各
端面１，３の外周２に対する直角度が不安定であ
るのみならず外径寸法自体も0.1mm程度のバラツ
キがあり、歯車等の精密部品の加工に適した高精
度なスラグが得られないという問題があつた。ま
た、第３図に示すような従来の製品スラグを用い
てプレス加工用ポンチにより孔抜き加工すると、
平面度が劣りかつ外径寸法のバラツキが大きいと
いう理由から内外径の同軸精度が得られないとい
う欠点があつた。

本発明の目的はこのような従来方法の欠点を解
消し、平面度、直角度、更には外径寸法の精度に
優れた円柱状または中空円筒状の高精度スラグを
成形し得る冷間成形による金属スラグ製造方法を
提供することである。

本発明の特徴は、円柱状金属素材を上下端面か
ら圧縮して得られた外周が樽状のスラグ半製品を
中空金属により外周をしごくと同時にこの金型内
で上下端面より圧縮する工程を含むことである。

即ち、本発明によれば、円柱状金属素材を上下
端から加圧して外周が樽状のスラグ半製品に成形
する工程と、この樽状のスラグの外径より小さい
内径の中空金型とこれに嵌合する加圧パンチおよ
びカウンタパンチとより外周をしごくと同時に上
下端面を圧縮する工程とを含むことを特徴とする
冷間成形による金属スラグ製造方法が提供され
る。

更に、円筒状の中空スラグを成形するに際して
は、上記各工程に加え、高精度にしごき加工され
たスラグ外周を拘束した状態でこれを基準にして
中心を孔抜き加工する工程を含むことを特徴とす
る冷間成形による金属スラグ製造方法が提供され
る。

以下第４図〜第１１図を参照して本発明の実施
例を説明する。

本発明を実施するにあたつては、まず、第４図
に示すような円柱状金属素材８を使用し、その上
下端面９，１０を加圧して、第５図に示すような
外周１１が中脹れ状に外方へ膨出した樽状のスラ
グ半製品１２を製作する。この工程においては、
加圧時においても倒れや位置ずれ等の極めて少な
い高精度のプレスを使用し、上下端面１３，１４
の間で高い平行度を加工する。尚、前記素材８か
ら前記スラグ半製品１２への加圧工程では、大き
な加圧率で加工することが可能であり、例えば70
〜80％の加工率で圧縮することが可能である。

第６図は前記スラグ半製品１２を中実円筒状の
高精度スラグに冷間成形する工程を示す図であ
る。

第６図に示す冷間成形装置１５は、製品スラグ
の外型より小さい内径を有する中空金型１６と、
上端面を加圧するための加圧パンチ１７と、スラ
グ半製品１２の下端面を支持するカウンタパンチ
１８とを備え、前記中空金型１６は金型受台１９
を介して基台２０上に設置され、また、前記カウ
ンタパンチ１８はスプリング２１により上向きに
付勢されている。尚符号２２はノツクアウトピン
を示す。

第６図に示す成形装置１５によれば、スラグ半
製品１２をスプリング２１で浮動させたカウンタ
パンチ１８上に配置し、上面より中空金型１６に
嵌合する加圧パンチ１７により加圧しながらこの
中空金型１６内へ押し込む。この中空金型１６
は、逆錐台状のテーパ部で形成された入口２３と
これに続く円孤部２４から成る中空部を有し、加
圧パンチ１７を下降させるに従いスラグ半製品１
２は前記テーパ部の入口２３で案内されて心出し
され、これに続いて樽状の外周部１１がこれによ
り小さい内径寸法の円孤部２４によつてしごかれ
所定の正確な外径寸法に形成される。加圧パンチ
１７を更に押し込むとカウンタパンチ１８が底面
（基台２０の上面）に達して停止する。こうして
スラグ半製品１２は、その樽状の外周１１が中空
金型１６により所定寸法にしごき加圧されると共
に、その両端面は加圧パンチ１７およびカウンタ
パンチ１８により圧縮され、高い外径寸法を有し
かつ両端面１，３（第１図参照）の平行度および
平面度、並びにこれらに各端面と外周との直角度
が高精度に形成された高精度な製品スラグが得ら
れる。

更に、前記第６図の装置によつて得られた高精
度スラグ１２の中心に孔加工する場合には、製品
スラグの外周（第１図中の外周２）をこれと精密
嵌合する金型により拘束して、プレス加工用ポン
チ（特公昭53−8388号公報に記載するようなプレ
ス加工ポンチを使用することが好ましい）を使用
して中心に孔抜き成形すれば、第７図に示すよう
な中空円筒状の高精度スラツグ２５が得られる。
この中空スラグ２５は、高精度の外周面２を拘束
して孔開け加工すると共に、第６図の冷間成形装
置によつて得られる製品スラグの両端面の平行度
および平面度更には外周の直角度が高いため、第
７図に示す内径２６と外径（外周２）との同軸度
も極めて高く維持することができる。

以上説明した中実あるいは中空のスラグ成形方
法によれば、直角度、平行度および平面度、並び
に外径寸法の精度が高くしかもバラツキの少ない
高精度な製品スラグが得られる。特に中空スラグ
（第７図）においては内径および外径の同軸度の
バラツキが極めて少ない高精度スラグが得られ
る。また、以上の製造方法によれば、第４図に示
す円柱状の金属素材を使用し全てが冷間成形によ
る成形工程によつて高精度スラグを容易に製造す
ることができる。

第８図〜第１１図は本発明の他の実施例を示す
図である。

第８図は円柱状金属素材８を上下端から加圧し
て外周が樽状のスラグ半製品を得る工程を示す図
であり、この場合パンチ２７の加圧部２８の形状
が逆円錐台形状にされている。符号２９は素材８
を設置するための受け台を示す。

前記の第８図の工程によれば、第９図に示す如
き外周１１が樽状でかつ上端面１３に皿状の凹部
３０が成形されたスラグ半製品３１が得られる。

前記スラグ半製品３１は、第６図について説明
した前述の実施例の工程と同様の工程で冷間成形
することにより、第１０図に示すような高精度ス
ラグ３２に成形される。この製品スラグ３２の上
端部は外周に役つた円管状の高精度な平面部３３
と中央部の精度不要な部分３４とから成つてい
る。下端面３および外周面２は第６図による成形
方法による製品スラグと実質上同じ形状および精
度に冷間加工される。

第１０図に示す製品スラグ３２に対し更に孔加
工を行なう場合には、前述の実施例の場合と同
様、その外周部２を拘束してプレス加工用ポンチ
（特公昭53−8388号公報参照）を用いて孔抜き加
工し、第１１図のような形状に冷間成形する。第
１１図に示す中空スラグ３５においては、前記凹
部３４の残存部を除き、必要な上端面、下端面お
よび外周面が平面度、直角度、外径寸法および内
外径の同軸精度に優れた高精度な成形品である。

第８図〜第１１図について説明た実施例によれ
ば、円柱状金属素材８を上下端から加工して外周
が樽状のスラグ半製品を成形する工程並びにこれ
に続く各工程において圧縮面の面積が第１図に示
すスラグより小さいので、加圧面を必要最小限に
することができ、第４図〜第７図の実施例のよう
に加圧面がフラツトな加圧パンチの場合に比べ
て、約20％の荷重低減を行なうことができる。こ
のため、特に大径のスラグを製作する場合、プレ
ス能力の小さいプレスで大径の高精度スラグを容
易に冷間成形できるという効果が得られる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、円柱状または中空円筒状の高精度のスラグを
冷間成形のみによつて容易にかつ確実に製造する
ことができ、得られるスラグの平面度、平行度お
よび直角度等も高い精度に保持することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は高精度スラグ（本発明によつて得られ
るスラグと同じ）の部分断面側面図、第２図は従
来のスラグの冷間成形工程を例示する要部断面
図、第３図は従来の方法によつて得られたスラグ
の部分断面側面図、第４図は円柱状金属素材の斜
視図、第５図は外周樽状のスラグ半製品の部分断
面側面図、第６図は本発明による製造スラグの冷
間成形工程を例示する要部断面図、第７図は本発
明の実施によつて得られる中空円筒状の高精度ス
ラグを例示する部分削除の斜視図、第８図は本発
明の他の実施例による円柱状金属素材を上下端面
から加圧して外周が樽状のスラグ半製品に冷間成
形する工程を例示する要部断面図、第９図は第８
図に示す工程によつて得られた外周樽状のスラグ
半製品を示す部分削除斜視図、第１０図は第９図
に示すスラグ半製品を使用しかつ本発明を適用す
ることにより得られた高精度スラグの部分削除斜
視図、第１１図は第１０図の製品スラグに孔抜き
加工を施して得られた高精度中空スラグを示す部
分削除斜視図である。 １……上端面、２……外周面、３……下端面、
４……外周樽状のスラグ半製品、５……中空金
型、８……円柱状金属素材、９，１０……円柱状
金属素材の上下端面、１１……スラグ半製品の樽
状外周面、１２……スラグ半製品、１３，１４…
…スラグ半製品の上下端面、１５……冷間成形装
置、１６……中空金型、１７……加圧パンチ、１
８……カウンタパンチ、２５……高精度中空スラ
グ、２６……中空スラグの内径、２７……逆円錐
台形状のパンチ、３１……スラグ半製品、３６…
…ポンチ抜き孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円柱状金属素材を上下端から加圧して外周が
   樽状のスラグ半製品に成形する工程と、この樽状
   のスラグの外径より小さい内径の中空金型とこれ
   に嵌合する加圧パンチおよびカウンタパンチとに
   より外周をしごくと同時に上下端面を圧縮する工
   程とを含むことを特徴とする冷間成形による金属
   スラグ製造方法。 ２ 円柱状金属素材を上下端から加圧して外周が
   樽状のスラグに成形する工程において使用する加
   圧パンチの加圧部形状を逆円錐台形状にすること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷間成
   形による金属スラグ製造方法。 ３ 円柱状金属素材を上下端から加圧して外周が
   樽状のスラグに成形する工程と、この樽状のスラ
   グの外径より小さい内径の中空金型とこれに嵌合
   する加圧パンチおよびカウンタパンチとにより外
   周をしごくと同時に上下端面を圧縮する工程と、
   スラグの外径を拘束した状態でこれを基準にして
   中心を孔抜きし中空スラグにする工程とを含むこ
   とを特徴とする冷間成形による金属スラグ製造方
   法。