JP2002210529A - チタン合金製円筒形状部品の熱間成形方法 - Google Patents
チタン合金製円筒形状部品の熱間成形方法Info
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Abstract
関し、溶接個所を少なくし、製品1個当りの熱間成形回
数を少なくする。 【解決手段】 (a)において板材1の板取りを行い、
(b)で円筒状に加工後溶接3を施して円筒部品2を作
り、(c)で加熱炉15内でダイ12に割型治具13と
円筒部品2をパンチ10で押圧し、680℃〜720℃
の状態で熱間成形を行う。成形後に(d)のように完成
円筒部品14を取り出す。割型治具13は8分割された
分割片を上方はリングで連結し、下方は床に取付けて、
それぞれ径方向に移動可能に取付け、クサビ型突起部1
1が挿入されると各分割片は外側へ拡大し、円筒部品を
拡大させて熱間成形する。溶接3は1回で良い。
Description
状部品の熱間成形方法に関し、テーパ状に径が変化する
段部を有する形状の円筒状部の成形において使用治具数
を少なくし、溶接個所も少なくして加工時間を著しく低
減させたものである。
性が要求される個所に使用される分野において多く使用
されるようになっており、チタン合金は硬くて脆い材料
であるため加工に際しては多くの工数を必要としてい
る。特に円筒形状で途中にテーパ状の段部を有する部品
については、一体成形が困難であり、分割構造とする必
要があり使用する治具の数や溶接個所も多く、かなりの
工数を必要としているのが現状である。
熱間成形方法の一例を示す図であり、部品の形状は円筒
形状で、かつテーパ状で径が縮小する段部が形成されて
いるものである。単純な円筒形状であれば加工も容易で
あるが、このようなチタン合金でテーパ部が途中にある
形状では、円筒形状にするためには単純な加工ではでき
ない。
板取りを行う。(b)において、このチタン合金の板8
0を加熱炉15内でテーパ形状を有する曲面の型が形成
されているダイ82の上にセットし、上方からパンチ8
1に押し付ける。加熱炉15では約680℃〜720℃
の高温状態に保持される。所定時間パンチ81で押圧し
た後、板80はテーパ形状の段部を有する円筒部品の1
/3の分割片83が形成され、加熱炉15から取り出さ
れる。
割片83は正寸法にトリム加工が施されて正寸の部品8
4となり、(d)に示すように3個の分割片84が組み
合わされて、それぞれ3ヶ所で溶接85され、最後に溶
接歪取り治具で応力除去が行われ、完成品となる。
チタン合金製円筒形状部品の熱間成形方法では、平板素
材を加熱炉内でダイの上に乗せてパンチで加圧して円筒
形状部品の分割片を成形していたが、(1)熱間成形は
分割片の数だけ行う必要がある。(2)熱間成形後に複
数の分割片を溶接する必要があり、溶接個所が多くな
る。(3)溶接するための治具や、溶接個所が多いので
溶接歪取り治具も必要となる。このような(1)〜
(3)の問題点があるので、加工時間が多く必要であ
り、何らかの対策が望まれていた。
ーパ状の段部を有する円筒形状部品の熱間成形方法にお
いて、熱間成形は製品1個につき1回で良く、かつ、溶
接個所を少なくし、熱間成形後の溶接作業を不要とし、
治具を少なくし、加工時間も著しく低減することのでき
る熱間成形方法を提供することを課題としてなされたも
のである。
決するために、次の(1),(2)の方法を提供する。
に径が変化する段部を有する円筒形状部品の熱間成形方
法であって、チタン合金の板を所定の幅と長さに切断
し;同切断した板を筒状に曲げて継目を溶接して筒状成
形品とし;前記円筒形状部品の外形と同じ雌型を有する
ダイに前記筒状成形品を入れ;同筒状成形品内部へ周囲
が拡大可能な割型を挿入してセットし;セット完了後の
ダイを加熱炉内で高温に加熱した状態で前記割型内へ上
方からクサビ状の押型を挿入して前記割型を押圧するこ
とにより拡大させ前記筒状成形品をダイの雌型壁面に押
圧して熱間成形することを特徴とするチタン合金製円筒
形状部品の熱間成形方法。
えて、同クサビ状押型は固定しておき、前記ダイを下方
から前記クサビ状押型へ向かって移動させることを特徴
とする(1)記載のチタン合金製円筒形状部品の熱間成
形方法。
は、まずチタン合金の板材取りを行い、板材から筒状の
成形品を加圧し、その継目は溶接により接合される。こ
の筒状成形品は加熱炉に入れ、ダイの雌型内に入れら
れ、更に筒状成形品内に複数の分割片で円筒状に構成
し、上,下において外側に拡大する割型が挿入される。
これら筒状成形品及び割型がセットされたダイは加熱炉
内で高温、例えば680℃〜720℃の温度に加熱さ
れ、ダイの上方からクサビ状の押型が割型内へ挿入され
割型の複数の分割片を外側へ拡大させる。複数の分割片
が拡大すると、その外側の筒状成形品が外側に押されて
ダイの雌型の内壁面に押圧され熱間成形される。
ば、溶接は加熱炉に入れる前の1回のみで良く、従来の
ように多くの個所の溶接が不要となり、又、治具も少な
くなり、加工時間が著しく短くなる。
かす代わりに、これを固定し、ダイを移動させるように
したので、上記(1)の発明と同様の効果が得られ、熱
間成形方法を実施する応用範囲が拡大されるものであ
る。
て図面に基づいて具体的に説明する。図1は本発明の実
施の第1形態に係るチタン合金製円筒形状部品の熱間成
形方法の工程を示す図である。図において、(a)では
チタン合金の板材1を切断して材料取りを行う。(b)
において、これを円形状に曲げて溶接3を施し、テーパ
形状を有する円筒部品2を製作する。
内でダイ12の雌型開口部に入れ、更に円筒部品2の内
部へ割型治具13をセットする。割型治具13は後述す
るように、8個の分割片を円筒形状に組合せ、各分割片
は中心より径方向に拡大可能とする構造であり、その外
側形状は最終製品のテーパ形状を有する円筒形状部品の
内径と等しい形状となっている。割型治具13をセット
すると、加熱炉15内を加熱して温度を680℃〜72
0℃に維持する。
せ、パンチ10のクサビ型の突起部11を割型治具13
内へ挿入し、クサビ型突起部11で割型治具13の各分
割片を中心から外側の方向へ押し広げてダイ12の雌型
内で円筒部品2を押し広げる。円筒部品2はパンチ10
の突起11により径方向に押されて円周方向に伸びダイ
12の型に沿って拡大し熱間成形される。割型治具13
は後述するように、8個の各分割片が円筒状に組み合わ
され、上部がリングで連結し、半径方向に移動して拡大
可能とし、又、下部は基礎面の溝に沿って上部と同じよ
うに半径方向に移動可能な構造となっておりダイ12内
で容易に拡大できる。
は(d)に示すように途中にテーパ状の段部を有する完
成円筒部品14となり最終製品となる。このような実施
の第1形態のチタン合金製円筒形状部品の熱間成形方法
によれば、熱間成形は従来は1個の製品につき、数回必
要であったが、1回のみで良く、又、従来の溶接作業は
分割構造による製作であり、従来は3、又は4ヶ所の溶
接が必要であったが、1回のみで良く、かつ従来の溶接
は熱間成形後に行っていたが、本発明では熱間成形後の
溶接は必要なく、そのため、溶接応力除去のための治具
も不要となるものである。
し、(a)は上部のリングの平面図、(b)は割型治具
全体の側面図、(c)は(b)におけるA−A矢視図、
(d)は(b)におけるB−B矢視図である。(a)は
上面のリング20を示し、リング20には中心方向に伸
びる長穴21が8ヶ所均等に設けられ、8個の分割片を
固定するためのボルト穴を構成している。
グ20と8個の分割片から構成され、各分割片は上部に
おいてフランジ23を形成し、このフランジ23におい
て、リング20の長穴21を通してボルト26でリング
20に連結され、その各上部はリング20の長穴21に
沿って半径方向に移動自在となっている。又、各分割片
の下端には突起27が設けられ、基礎面の床の溝内で後
述するように半径方向に移動可能となっている。又、各
分割片の外形状は完成円筒部品14と同じ形状で、テー
パ状の段部を有する形状となっている。
割片には中心部に向かうフランジ25が形成されてお
り、各フランジ25には突起27が設けられ、各突起は
基礎の床面に設けられた溝内に沿って半径方向に移動可
能となっている。
上部のフランジを示している。各分割片の上部には半径
方向に向くフランジ23が形成され、各フランジ23に
はボルト穴24が明けられ、上部のリング20の長穴2
1を通してボルトでリング20と連結される構成であ
る。
し、(a)は上部のリングと各分割片との連結を示す部
分側面図、(b)は下部の構造を示す部分側面図、
(c)は(b)におけるC−C断面図、(d)は分割片
の上部を示す斜視図である。(a)においては、リング
20には長穴21がガタ穴の状態で設けられ、分割片の
フランジ23はボルト26によりリング20の長穴を介
して接続され、従って分割片はリング20上で半径方向
に長穴21に沿って移動可能となっている。
フランジ25が形成され、フランジ25には突起27が
設けられており、突起27は床面に設けられた溝30に
沿って半径方向に移動可能に組み込まれている。(c)
は(b)のC−C断面図であり、床31には中心方向に
向く細長形状の溝30が形成され、この溝30内には分
割片のフランジ25に設けられた突起27が挿入され、
半径方向に移動可能に組み込まれている。
側を向くフランジ23が形成され、フランジ23にはボ
ルト穴24が設けられ、リング20にボルトで連結され
るようになっている。このような割型治具の構造により
8分割された各分割片は径方向の外側に向かって、その
上部と下部とが容易に移動可能となり拡大することがで
きるものである。
ン合金製円筒形状部品の熱間成形方法を示し、パンチを
固定式としてダイを上下動させるようにしたものであ
る。図1に示す実施の第1形態ではパンチ10を上下動
させてダイ12にセットした割型治具13及び円筒部品
2を押圧する方式であったが、本実施の第2形態におい
ては、これを逆にしてパンチ10を上部に固定してお
き、割型治具13及び円筒部品2をセットしたダイ12
をシリンダ40で上下動させるようにしたものである。
その他の構成は図1〜図3に示すものと同じである。こ
のような構成としても、実施の第1形態と同じ作用、効
果が得られるものである。
固定されており、シリンダ40を作動させてダイ12を
上昇させパンチ10のクサビ型突起部11に接合させ、
押圧することにより熱間成形を行い、(b)に示すよう
に熱間成形が終了するとシリンダ40を下降させてパン
チ10とダイ12とを離脱させるものである。
態の熱間成形方法により成形された完成円筒部品14を
用いた製品の一例を示す図で、(a)は円筒形状部品を
組み込んだ軸受カバーの斜視図、(b)は軸受カバーを
取付けたエンジンの軸受部の断面図である。
で製造した完成円筒部品14にはチタン合金の上部部品
61と下部部品62とが溶接で接合され、(b)に示す
ように、エンジン本体70内の軸71の軸受72の周囲
を覆うカバーとして取付けられ、高温の雰囲気で軸受部
を保護するために用いられている。このように本発明の
熱間成形方法をチタン合金を必要とする円筒形状でテー
パ状の段部を有する円筒形状部品の製造に適用すれば、
溶接個所を1ヶ所のみで良く、熱間成形も製品1個につ
き1回のみ実施すれば良く、加工のための治具も少なく
することができ、チタン合金製の円筒形状部品の製造に
とって有効な手段となるものである。
間成形方法は、(1)チタン合金で円筒の途中がテーパ
状に径が変化する段部を有する円筒形状部品の熱間成形
方法であって、チタン合金の板を所定の幅と長さに切断
し;同切断した板を筒状に曲げて継目を溶接して筒状成
形品とし;前記円筒形状部品の外形と同じ雌型を有する
ダイに前記筒状成形品を入れ;同筒状成形品内部へ周囲
が拡大可能な割型を挿入してセットし;セット完了後の
ダイを加熱炉内で高温に加熱した状態で前記割型内へ上
方からクサビ状の押型を挿入して前記割型を押圧するこ
とにより拡大させ前記筒状成形品をダイの雌型壁面に押
圧して熱間成形することを特徴としている。
に入れる前の1回のみで良く、従来のように多くの個所
の溶接が不要となり、又、治具も少なくなり、加工時間
が著しく短くなる。
かす代わりに、これを固定し、ダイを移動させるように
したので、上記(1)の発明と同様の効果が得られ、熱
間成形方法を実施する応用範囲が拡大されるものであ
る。
筒形状部品の熱間成形方法を示し、(a)は板材の平面
図、(b)は円筒形状部品の斜視図、(c)は加熱炉内
での熱間成形の構成図、(d)は完成円筒形状部品の斜
視図である。
られる割型治具を示し、(a)は上部のリングを示す平
面図、(b)は全体の側面図、(c)は(b)における
A−A矢視図、(d)は(b)におけるB−B矢視図で
ある。
を示し、(a)は分割片の上部を示す部分側面図、
(b)は下部の部分側面図、(c)は(b)におけるC
−C断面図、(d)は分割片の部分斜視図である。
筒形状部品の熱間成形方法を示し、(a)はダイを上昇
させた状態の断面図、(b)は下降させた状態の断面図
である。
を示し、(a)はエンジンの軸受カバーの斜視図、
(b)は軸受カバーを取付けたエンジン軸受部の断面図
である。
法を示し、(a)は板材の平面図、(b)は熱間成形の
パンチとダイの断面図、(c)は熱間成形後の分割部品
の斜視図、(d)は正寸トリム加工を施した後の分割部
品の斜視図、(e)は完成後の円筒形状部品の斜視図で
ある。
Claims (2)
- 【請求項1】 チタン合金で円筒の途中がテーパ状に径
が変化する段部を有する円筒形状部品の熱間成形方法で
あって、チタン合金の板を所定の幅と長さに切断し;同
切断した板を筒状に曲げて継目を溶接して筒状成形品と
し;前記円筒形状部品の外形と同じ雌型を有するダイに
前記筒状成形品を入れ;同筒状成形品内部へ周囲が拡大
可能な割型を挿入してセットし;セット完了後のダイを
加熱炉内で高温に加熱した状態で前記割型内へ上方から
クサビ状の押型を挿入して前記割型を押圧することによ
り拡大させ前記筒状成形品をダイの雌型壁面に押圧して
熱間成形することを特徴とするチタン合金製円筒形状部
品の熱間成形方法。 - 【請求項2】 前記クサビ状押型を移動するのに代え
て、同クサビ状押型は固定しておき、前記ダイを下方か
ら前記クサビ状押型へ向かって移動させることを特徴と
する請求項1記載のチタン合金製円筒形状部品の熱間成
形方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001005399A JP2002210529A (ja) | 2001-01-12 | 2001-01-12 | チタン合金製円筒形状部品の熱間成形方法 |
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JP2001005399A JP2002210529A (ja) | 2001-01-12 | 2001-01-12 | チタン合金製円筒形状部品の熱間成形方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=18873445
Family Applications (1)
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JP2001005399A Pending JP2002210529A (ja) | 2001-01-12 | 2001-01-12 | チタン合金製円筒形状部品の熱間成形方法 |
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