CN102189374A - 凸缘构造体的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种凸缘构造体的方法，其为将具备有自本体朝外侧延伸的非圆形凸缘部的凸缘构造体予以成型的方法，其中包含第一锻造工程，形成具备有朝向锚块中的凸缘部的突出方向匹配的方向突出且比凸缘部还厚壁的头部的中间成型体；第二锻造工程，为由事先作成在第二模具和第二冲头之间压塌中间成型体的头部之际让该头部的外周中的至少一部份不受第二模具和第二冲头所拘束，以形成具备比凸缘部在外周方向还大上一图的大凸缘部的大凸缘部形成体；及冲压工程，其通过对大凸缘部施以冲压加工而形成凸缘部的轮廓。本发明可有效地制造具备大的突出凸缘部。

Description

凸缘构造体的制造方法

技术领域

本发明有关一种在本体上一体具有凸缘部的凸缘构造体的制造方法。

背景技术

例如，汽车的停车制动器用锚块系在轴部的一端部的外周具有大的椭圆状突出的凸缘部的铁钢制零件。在这样的零件的制造中，由于素材的变形量大，所述凸缘部的成型以热锻方式进行的居多。

但是，因热锻需要加热用的大型装置而有导致成本增大、生产速度慢、需要熟练、不易获得表面状态良好的制品，且针对要求高尺寸精度的零件又需切削、研磨等后续工程等的缺点。

为此，一直检讨以冷锻进行所有的工程，但在进行具有大突出的凸缘部的钢铁零件的成型的情况，加工压力变太大并不实际。另外，对于凸缘部的突出形状是椭圆形等的非圆形的，在由顶锻方式突出成圆形后，要配合所求得的凸缘部的形状进行切削或去毛边，会有材料利用率很差的问题。

发明内容

由于现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种可有效率地制造具备从本体大大突出的凸缘部的凸缘构造体的方法。

本发明的一种凸缘构造体的制造方法，其为将具备有自本体朝外侧延伸的非圆形凸缘部的凸缘构造体予以成型的方法，其中包含：

第一锻造工程，采用冷锻或温锻方式，以第一冲头推压被装设在凹设有具备突出部形成部的模具孔的第一模具上的素材，由在由前述第一模具中的所述突出部形成部内面和与所述第一冲头中的所述第一模具的对向面所包围的闭锁空间内，使所述素材的一部份朝所述本体的外侧方向突出，形成一部份是朝与前述一凸缘构造体中的一前述凸缘部的之突出方向匹配的方向突出且该突出部是比前述所述凸缘构造体中的所述前述凸缘部还厚壁的中间成型体；

第二锻造工程，其为采用冷锻或温锻方式，由事先作成在所述第二模具和第二冲头之间压塌所述中间成型体中的突出部之际让所述突出部的外周中的至少一部份不受所述第二模具和所述第二冲头所拘束，以形成具备比想获得的所述凸缘构造体的所述凸缘部还大的大凸缘部的大凸缘部形成体；及

冲压工程，其通过对所述大凸缘部施以冲压加工而形成所述凸缘部的轮廓。

此外，本发明中的‘素材’指作为原料的棒材或筒材等、及因应需求而对此棒材或筒材等施作了前处理的金属材料。

根据本发明，能有效率地制造具备大的突出的凸缘部的凸缘构造体。

附图说明

图1为本发明的实施例中的第一锻造工程中利用第一锻造装置推压阶差棒状钢材前的样态的侧剖视图；

图2为本发明的在第一锻造工程利用第一锻造装置利用阶差棒状钢材后的形态的侧剖视图；

图3为本发明的中间形成体的前视图。

图4为本发明的中间形成体的俯视图；

图5为本发明的中间形成体的仰视图；

图6为本发明的第二锻造工程中利用第二锻造装置推压中间成型体前的样态的剖视图；

图7为本发明的第二锻造装置中的模具侧凹部及冲头侧凹部的部分放大剖视图；

图8为本发明的显示第二锻造工程中利用第二锻造装置推压中间成型体后的形态的剖视图；

图9为本发明的大凸缘部形成体的前视图；

图10为本发明的大凸缘部形成体的仰视图；

图11为本发明的显示冲压工程中利用冲压装置推压大凸缘部形成体前的形态的侧剖视图；

图12为本发明的冲压工程中载置于冲压模具上的大凸缘部形成体的部分放大侧剖视图；

图13为本发明的冲压工程中利用冲压装置推压大凸缘部形成体后的形态的侧剖视图；

图14为本发明的冲压工程结束后的冲压体及剩余部分的斜视图；

图15为本发明的冲压体的前视图；

图16为本发明的冲压体的仰视图；

图17为本发明的锚块的斜视图；

图18为本发明的锚块的仰视图。

图中：1，停车制动器用锚块(凸缘构造体)；

2，阶差轴部(轴构件)；

3，凸缘部；

10，阶差棒状钢材(素材)；

11，大径部；

12，小径部；

20，中间成型体；

21，头部(突出部)；

30，大凸缘部形成体；

31，大凸缘部；

32A、32B，外突部；

33，剩余部分；

34，冲压体；

35A、35B，直壁部；

36A、36B、58A、58B，倾斜部；

40，第一锻造装置；

41，第一模具；

42，第一冲头；

43，模具孔；

44，突出部形成部；

45，第一轴孔部；

46，第一导引构件；

47，外冲头；

48，内冲头；

49，冲头孔；

50，凹坑部；

51，第二模具；

52，第二冲头；

53，第二冲头；

54，第二导引构件；

55A，模具侧凹部(凹部)；，

55B，冲头侧凹部(凹部)；

57A、57B，笔直部；

56A、56B，侧壁面；

59，第二轴孔部；

60，冲压装置；

61，冲压模具；

62，冲压头；

63，冲压孔。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明：

如图1至图18所示，在本实施形态制造的凸缘构造体为汽车的停车制动器用锚块1(以下，记载为「锚块1」)。此锚块1具备在属本体的阶差轴部2的一端部周围大大地突出的略椭圆状的凸缘部3。

原材料的圆棒为钢制且历经多个阶段的成型工程而成型具有大径部11、及与此大径部11同轴且比大径部11还小径的小径部12的阶差棒状钢材10。

首先，通过对此阶差棒状钢材10施加冷锻或温锻而形成中间成型体(第一锻造工程)。

在第一锻造工程所使用的第一锻造装置40具备第一模具41及第一冲头42。第一模具41利用金属形成圆柱状，在其上面(与第一冲头42对向的面)凹设有模具孔43。模具孔43由上面侧的突出部形成部44和底面侧的第一轴孔部45所构成。突出部形成部44从上面看呈横宽的略椭圆状，其长圆方向(纸面的左右方向)及短圆方向(对纸面正交的方向)的长度比最终成型物的锚块1中的凸缘部3的长度还短，其深度比凸缘部3的厚度还大。在突出部形成部44的底面中央位置，用以收容阶差棒状钢材10中的大径部11的下部及小径部12的第一轴孔部45纵向凹设。另外，突出部形成部44的底面倾斜，越接近中心(第一轴孔部45的形成位置)变越深(与第一模具41的上面分离)。从正面方向(图1的纸面正交方向)看倾斜的角度约为15°。

第一模具41的外周固定了上面备有开口部的第一导引构件46，由第一冲头42嵌在其开口部，第一模具41和第一冲头42被校准成同一中心。

第一冲头42由外冲头47和内冲头48二个零件所构成外冲头47利用金属形成圆柱状，其中心位置形成有沿着轴向贯通的断面圆形的冲头孔49。此冲头孔49的内径作成可收容阶差棒状钢材10的大径部11的大小。利用金属形成圆棒状的内冲头48被大致紧密地插通在冲头孔49的内部。另外，外冲头47的下面(和第一模具41的上面对向的面)设有凹坑部50。凹坑部50的内壁形成随着接近中心(冲头孔49的开口部)而稍朝上方倾斜的倾斜面。此外，外冲头47及内冲头48未详细地图示，其通过弹性构件固定在加压装置。

其次，针对使用这样的第一锻造装置40的第一锻造工程作说明。第一锻造工程以冷锻或温锻的方式进行。在温锻的情况，锻造温度是550℃～980℃者较好，700℃者最好。

首先，将阶差棒状钢材10以小径部12侧朝向下侧地***第一轴孔部45而设定在第一模具41。其次，操作加压装置使第一冲头42下降。在下降操作的初期状态中，内冲头48的下端面是位在比外冲头47的下端面还稍后退的位置(上方位置)。第一冲头42继续下降时，首先外冲头47进入第一导引构件46的内部，外冲头47的下面抵碰第一模具41的上面。在此状态中，阶差棒状钢材10中的大径部11的上部成为进入冲头孔49的内部状态。接着当内冲头48再继续下降时，阶差棒状钢材10中的大径部11的上部被内冲头48压塌而在由第一模具41的突出部形成部44和第1冲头42的凹坑部50所形成的闭锁空间的内部扩展。

如此一来，形成具备阶差轴部2及形成于阶差轴部2的上端的头部21的中间成型体20(如图3及图4所示)。头部21的形状与目标的锚块1的凸缘部3形状同样地，从轴向看来呈略椭圆状，其长圆方向(左右方向)及短圆方向(前后方向)的突出长度作成比凸缘部3的突出长度还短，其厚度作成比凸缘部3的厚度还厚。

此外，第一模具41中的突出部形成部44的底面、及外冲头47的凹坑部50的内面设置倾斜，材料的流动变顺畅，不容易在所形成的中间成型体20上产生破损等缺陷。

所获得的中间成型体20经过除锈、表面处理等的工程而被供给至第二锻造工程。在第二锻造工程中，通过对中间成型体20施以冷锻或温锻而形成大凸缘部31。

在第二锻造工程所使用的第二锻造装置51，如图6所示，具备有第二模具52及第二冲头53。第二模具52利用金属形成圆柱状，其上面(与第二冲头53对向的面)设置有模具侧凹部55A。模具侧凹部55A作成从上面方向所看到的外形是与从锚块1中的凸缘部3轴向所看到的外形相等。另外，模具侧凹部55A的侧壁面56A由从第二模具52的上面朝下方垂直延伸的笔直部57A、以及自其笔直部57A的下端缘越朝下方越靠中心倾斜的倾斜部58A所构成。另外，在模具侧凹部55A的底面中心位置，用以收容中间成型体20的阶差轴部2的第二轴孔部59系纵向凹设。

一方面，第二冲头53利用金属形成圆柱状，其下面(与第二模具52对向的面)设置冲头侧凹部55B。冲头侧凹部55B作成从下方向所看到的外形是与从锚块1中的凸缘部3的轴向所看到的外形相等。另外，冲头侧凹部55B的侧壁面56B由从第二冲头53的下面朝上方垂直延伸的笔直部57B、以及自其笔直部57B的上端缘越朝上方越靠中心倾斜的倾斜部58B所构成。第二冲头53被固定于加压装置(未图示)。

此外，模具侧凹部55A的深度和冲头侧凹部55B的深度的合计作成比想要获得的凸缘部3的厚度还小。

在第二模具52的外周配置有第二导引构件54，用以对合第二模具52和第二冲头53的轴的位置。

其次，针对使用这样的第二锻造装置51的第二锻造工程作说明。第二锻造工程与第一锻造工程相同，采用冷锻或温锻方式进行。在温锻的情况，锻造温度是550℃～980℃者较好，700℃者最好。

首先，将中间成型体20以阶差轴部2侧朝向下侧地***第二轴孔部59而设定在第二模具52。其次，操作加压装置使第二冲头53下降。第二冲头53伴随着下降动作而进入第二导引构件54的内部而到达与中间成型体20的头部21接触的位置。使第二冲头53再继续下降时，中间成型体20的头部21在第二模具52和第二冲头53之间被压塌并在平面方向扩展，形成大凸缘部31。

接着，在第二冲头53下降到从模具侧凹部55A的底面为至冲头侧凹部55B的顶面为止的距离是和想要获得的凸缘部3的厚度大致相等的位置后，停止第二冲头53的下降动作。在该状态下，由于模具侧凹部55A的深度和冲头侧凹部55B的深度的合计作成比目标的锚块1中的凸缘部3厚度还小，所以在第二模具52和第二冲头53的间隙扩展的材料的上下面及侧面的一部份虽受到模具侧凹部55A及冲头侧凹部55B所拘束，但大凸缘部31的外周面的面对朝其外侧开放的空间，使材料成为可朝外侧自由地压延的非拘束状态。因此，材料的一部份从模具侧凹部55A及冲头侧凹部55B伸出并朝外侧方向自由地流动。如此一来，材料的侧面的一部份未受模具所拘束下，由使剩余的材料在冲头和模具之间成为毛边伸出，可在无需过大的加工压力下进行锻造。

如此，可获得具备阶差轴部2及形成于阶差轴部2上端的大凸缘部31的大凸缘部形成体30。从阶差轴部2的轴向看来，大凸缘部31呈比目标的锚块1的凸缘部3还大上一图的略椭圆形，在其上下面分别形成有外突部32A、32B。下侧的外突部32A的形状与模具侧凹部55A的凹状相匹配，其外周面具备朝下方垂直延伸的直壁部35A、以及从直壁部35A的下端缘越朝下方越往内侧倾斜的倾斜部36A。一方面，上侧的外突部32B的形状与冲头侧凹部55B的凹状匹配，其外周面具备朝上方垂直立起的直壁部35B、以及从直壁部35B的上端缘越朝上方越往内侧倾斜的倾斜部36B。

所获得的大凸缘部形成体30被供给到下个冲压工程。在该冲压工程中，切掉大凸缘部31的剩余部分33(大凸缘部31中比外突部32A、32B的直壁部35A、35B还外周侧的部分)，做成凸缘部3的轮廓形状。此外，冲压工程宜在大凸缘部形成体30形成后随即进行。因为过了时间再做处理时，因加工硬化恶化，在冲压时容易在制品上产生破损的缘故。

在冲压工程所使用的冲压装置60具备冲压模具61及冲压头62。冲压模具61利用金属形成矩形板状，在其中心位置设有贯通上下方向的冲压孔63。冲压孔63从上下方向(板厚方向)所看到的外形作成和从锚块1中的凸缘部3的轴向所看到的外形相等。一方面，冲压头62利用金属形成可大致紧密插通冲压孔63的形状。此第2冲头53被固定在加压装置(未图示)。

使用这样的冲压装置60进行冲压工程时，首先，将大凸缘部形成体30以阶差轴部2侧朝向下侧地装设在冲压孔63。大凸缘部形成体30为，大凸缘部31的下面侧的外突部32A进入冲压孔63的内部，外周的剩余部分33成为被载置于冲压头62的上面的状态。此时，由下侧的外突部32A中的直壁部35A的壁面与冲压孔63的内周面接触，可谋求大凸缘部形成体30对冲压头62定位。

其次，操作加压装置使冲压头62下降。使冲压头62下降到与大凸缘部形成体30的上面接触的位置，若再继续朝下方挤进，则大凸缘部31中比冲压孔63的开口缘还内侧部分被冲压。接着被冲压的制品部分(冲压体34)通过冲压孔63且朝下掉落，剩余部分33残留在冲压模具61上。如此，形成凸缘部3的轮廓形状。此时，由于在大凸缘部31中的上面侧的外突部32B的外周也形成有直壁部35B，所以在冲压时，凸缘部3的外周变得难以产生毛边。由此，可简化后工程。

如此所获得的冲压体34历经车床加工、钻孔加工等必要之后处理而成为锚块1。

如以上那样，本实施例的凸缘构造体的制造方法，其所谓历经第一锻造工程及第二锻造工程的两阶段的锻造工程。在第一锻造工程中，其以第一冲头42推压被装设在凹设有具备突出部形成部44的模具孔43的第一模具41上的素材，由在由第一模具41中的突出部形成部44内面和与第一冲头42中的第一模具41的对向面所包围的闭锁空间内，使阶差棒状钢材10的一部份朝外周方向突出，而形成朝与锚块1中的凸缘部3的突出方向匹配的方向突出且比凸缘部3还厚壁的中间成型体20。接着在第二锻造工程中，由事先作成在第二模具52和第二冲头53之间压塌中间成型体20的头部21之际让头部21的外周中的至少一部份不受第二模具52和第二冲头53所拘束，以形成具备比凸缘部3在外周方向还大上一图的大凸缘部31的大凸缘部形成体30。

如此，由两阶段进行锻造，在第二锻造工程中可将大凸缘部31形成接近凸缘部3的最终形状的形状，所以应切掉的剩余部分33不需要很大，材料利用率变好。

另外，在第一锻造工程中，事先形成朝和想要获得的凸缘部3的突出方向匹配的方向突出的厚壁的头部21，另外者，在第二锻造工程将头部21压塌之际，侧面的一部份未被模具所拘束，使剩余的材料在第二冲头53和第二模具52之间成为毛边伸出。由此，由于可在各工程中缩小成型所需的压缩荷重，所以就算不采用热锻方式也可形成突出面积大的凸缘部。

由此得知，所有工程成为可由冷锻或温锻来形成，变得不需要大型的热锻装置。且可活用易获得表面状态良好的制品及能进行精密的加工等的冷锻、温锻的特性，得以减少切削、研磨等之后工程。由此可谋求降低成本。而且，以冷锻、温锻而言，生产速度高且有关温度管理等的熟练度并未要求需像热锻那样的程度，故能谋求生产性的提升。

其他实施例：

本发明未受限于由上述记述及图面所说明的实施例，例如以下那样的实施形态也被本发明的技术范围所涵盖。

(1)上述实施形态中虽已针对凸缘部3是椭圆形者作了例示，但是凸缘部的形状没有必要一定是椭圆形，例如十字型、矩形等、非圆形者都可适合本发明。而在该情况时，中间成型体中的突出部形状也与凸缘部的形状相匹配地成型。

(2)要获得从原料的棒材供给到中间形成体形成工程的阶差棒状钢材10的工程并未局限于上述实施例，只要是为获得这样的构件而进行的一般工程，都可在无特别制限下采用。

但是，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims (5)

1.一种凸缘构造体的制造方法，将具备有自一本体朝外侧延伸的非圆形一凸缘部的一凸缘构造体予以成型的方法，其特征在于：包含：

一第一锻造工程，采用冷锻或温锻方式，以一第一冲头推压被装设在凹设有具备一突出部形成部的一模具孔的一第一模具上的一素材，由该第一模具中的所述突出部形成部内面和与所述第一冲头中的所述第一模具的对向面所包围的闭锁空间内，使该素材的一部份朝所述本体的外侧方向突出，形成一部份是朝与所述凸缘构造体中的所述凸缘部的突出方向匹配的方向突出且所述突出部是比所述凸缘部还厚壁的一中间成型体；

一第二锻造工程，其在所述第一锻造工程后，将所述中间成型体设定在一第二模具并采用冷锻或温锻方式，由事先作成在该第二模具和一第二冲头之间压塌所述突出部之际让所述突出部的外周中的至少一部份不受所述第二模具和第二冲头所拘束，以形成具备比想要获得的所述凸缘构造体的所述凸缘部还大的一大凸缘部的一大凸缘部形成体；及

一冲压工程，其在所述第二锻造工程后，通过对该大凸缘部施以冲压加工而除去所述大凸缘部而形成所述凸缘部的轮廓。

2.根据权利要求1所述的凸缘构造体的制造方法，其特征在于：其中在所述第一锻造工程中，所述第一模具的所述模具孔中的所述突出部形成部的底面设有使所述模具孔越接近所述本体会变越深的倾斜。

3.根据权利要求1或2所述的凸缘构造体的制造方法，其特征在于：其中在所述第二锻造工程中，在所述第二模具或所述第二冲头中与对手侧对向的对向面上设置一凹部，该凹部的外形与从所述凸缘构造体中的所述凸缘部的轴向所看到的外形相等，且其侧壁面具备有从所述第二模具或所述第二冲头的表面朝深处并在垂直方向延伸的笔直部、以及自其笔直部的里端缘越接近深处越朝中心倾斜的倾斜部。

4.根据权利要求1或2所述的凸缘构造体的制造方法，其特征在于：其中在进行所述第二锻造工程后，不进行其他工程，直接进行所述冲压工程。

5.根据权利要求3所述的凸缘构造体的制造方法，其特征在于：其中在进行所述第二锻造工程后，不进行其他工程，直接进行所述冲压工程。

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