JP2005177861A - 成形品の製造方法、矯正治具、矯正装置、切削加工装置およびアルミニウム合金製鍛造製品の生産システム - Google Patents

Abstract

【課題】 矯正工程を独立して設ける（装置、場所など）必要がなく、後工程（機械加工工程、検査工程）に容易に組み込むことのできる成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】 真円状態から歪んだ円筒部１１の一端側をチャックで締め付けて固定した後、長軸５２ａの長さが真円状態の円筒部１１の内径長である楕円柱状部５２を、長軸５２ａを円筒部１１が外側へ歪んだ箇所に合わせて円筒部１１の内側に挿入するとともに、内側形状の短軸５３ｂの長さが真円状態の円筒部１１の外径長である楕円筒状部５３を、その長軸５３ａを円筒部１１が外側へ歪んだ箇所に合わせて円筒部１１の外側に嵌遊させ、円筒部１１と楕円柱状部５２および楕円筒状部５３とを相対的に回転させて円筒部１１の歪みを矯正する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、高温から焼入れ処理をすることにより、真円状態の円筒形状部位、すなわち、円筒部が歪んだ成形品の歪を矯正して真円形状にする成形品の製造方法、この成形品の製造方法に用いる矯正治具、この矯正治具を有する矯正装置または切削加工装置、この切削加工装置を有するアルミニウム合金製鍛造製品の生産システムに関するものである。

円筒形状部位である薄肉のカップ形状部を有する成形品の一例として、ユニバーサルジョイントヨークがある。
図１（ａ），（ｂ）にプロペラシャフト用のユニバーサルジョイントヨーク素形材（鍛造製品、成形品）の概略見取り図を示す。

上記したユニバーサルジョイントヨーク素形材１は、円筒形状部位としての円筒部１１と、この円筒部１１の一端を閉塞する底としてのプレート部１２と、このプレート部１２の円筒部１１と反対側へ対向して延びる２つのピンボス部１３とで構成されている。
なお、カップ形状部（有底円筒形状部）は、円筒部１１とプレート部１２とで構成され、接続部として機能する。

上記したユニバーサルジョイントヨークは、例えば、アルミニウム合金を素材として鍛造で素形材形状に成形し、Ｔ６処理と呼ばれる一連の、素形材を約５５０℃に加熱する溶体化処理、この溶体化処理で高温に加熱された素形材を焼入れ処理する水焼入れ処理、この水焼入れ処理で焼入れされた素形材を約２００℃で焼鈍する時効処理を経て、所望の強度に調整し、素形材を機械加工などで仕上げて製造されている。

しかしながら、焼入れによって歪（例えば、真円度歪）が発生し易い場合、焼入れ時の冷却速度を遅くする方法がとられているが、冷却速度を遅くすると、充分な焼入れ効果が上げられず、強度が低下するおそれがある。
昭和６２年４月３０日、財団法人鍛造技術研究所発行、鍛造技術講座アルミニウム、Ｐ９６〜Ｐ９７

これらの焼入れ歪を防止する方法として、エチレングリコールなどの添加剤を水に添加する手法が挙げられる。

また、環状体の変形を治具で矯正する環状体の熱処理装置が提案されている。
特開平９−２３５６１８号公報

さらに、環状体の焼入れ変形をサイジングで矯正する環状体の焼入れ変形矯正方法が提案されている。
特開平８−２２５８５１号公報

また、蒸気膜発生抑制処理を予め施す鍛造製品の製造方法が提案されている。
特開平７−２５２５２２号公報

一方、歪を発生させないように、型形状を成形品に転写する転造加工、スピニング加工の技術がある。
１９８９年（平成元年）９月３０日、社団法人日本機械学会発行、機械工業便覧、ＰＢ２−１１１〜ＰＢ２−１１２（第４章塑性加工、４・２・８転造加工・スピニング）

また、棒状材、管状材の曲がりを矯正するロータリストレーナ加工の技術がある。
１９８９年（平成元年）９月３０日、社団法人日本機械学会発行、機械工業便覧、ＰＢ２−１１３〜ＰＢ２−１１４（第４章塑性加工、４・２・１０矯正加工）

上記したエチレングリコールなどの添加剤を水に添加する手法は、添加剤が高価な上、添加剤が鍛造製品に付着して鍛造製品に汚れを発生させるなどの問題がある。
また、歪の程度を緩和させることは可能であるが、完全に防止するには至っていない。
そこで、後工程で外周部位を機械加工で切削するので、歪み量を含んだ削り代として予め成形し、旋盤などで切削して真円形状に加工している。
しかしながら、外周部位のみの切削では偏肉を解消できず、内周部位は切削するのが困難であり、また、切削によって材料歩留りが悪化する。
そして、溶体化処理時に焼入れ歪と呼ばれる変形によって円筒形状部位が楕円状に変形し、その後の仕上げ加工によって円筒形状部位の肉厚が不均一になると、回転して使用される、例えば、ユニバーサルジョイントヨークなどにおいては回転時の偏芯モーメントの原因となる。

次に、特許文献１の装置の場合、環状体の歪みの発生を抑えることができるものの、発生した歪みを矯正することはできない。

次に、特許文献２の方法の場合、金型を用いたサイジング工程を追加する必要がある。

次に、特許文献３の方法の場合、予め蒸気膜発生抑制処理を施す工程を追加する必要がある。

次に、非特許文献２の加工の場合、成形加工することを目的としているので、矯正だけを効率的に施すことはできない。

次に、非特許文献３の加工の場合、長物を長手方向へ送りながら曲がりを矯正するもので、独立した矯正工程が必要になる。

本発明は、以下のような発明である。
（１）真円状態から歪んだ円筒形状部位を有する成形品の一端側をチャックで締め付けて固定した後、長軸の長さが真円状態の円筒形状部位の内径長である楕円柱状部を有する内側矯正治具を、その楕円柱状部の楕円の長軸を円筒形状部位が外側へ歪んだ箇所に合わせて円筒形状部位の内側に挿入して、円筒形状部位と内側矯正治具とを相対的に回転させて歪みを矯正する内側矯正工程と、内側形状の短軸の長さが真円状態の円筒形状部位の外径長である楕円筒状部を有する外側矯正治具を、その楕円筒状部の楕円の長軸を円筒形状部位が外側へ歪んだ箇所に合わせて円筒形状部位の外側に嵌遊させ、円筒形状部位と外側矯正治具とを相対的に回転させて歪みを矯正する外側矯正工程と、の少なくとも一方を備えていることを特徴とする成形品の製造方法。
（２）チャックは、油圧駆動で、１ｋｇ／ｃｍ²〜２５ｋｇ／ｃｍ²の締め付け力で、０．０５ｍｍ〜１ｍｍの締め代で、歪み矯正手段を有するコレットチャックまたはスクロールチャックであることを特徴とする（１）に記載の成形品の製造方法。
（３）チャックは、締め付けて固定した成形品を回転させるチャックであることを特徴とする（１）または（２）に記載の成形品の製造方法。
（４）真円状態からの歪みは、成形品を高温から焼入れ処理した際に発生したものであることを特徴とする（１）から（３）のいずれか１つに記載の成形品の製造方法。
（５）相対的な回転は、０．５ｒｐｍ〜６０ｒｐｍの回転数で、１Ｎ・ｍ〜２０Ｎ・ｍの回転トルクであることを特徴とする（１）から（４）のいずれか１つに記載形品の製造方法。
（６）成形品は、アルミニウム合金製のユニバーサルジョントヨーク素形材であることを特徴とする（１）から（５）のいずれか１つに記載の成形品の製造方法。
（７）長軸の長さが真円状態の円筒形状部位の内径長である楕円柱状部と、内側形状の短軸の長さが真円状態の円筒形状部位の外径長である楕円筒状部と、の少なくとも一方を備え、（１）から（６）のいずれか１つに記載の成形品の製造方法に用いることを特徴とする矯正治具。
（８）真円状態から歪んだ円筒形状部位に当接する矯正治具の楕円柱状部は、楕円形状の長軸径部分を含む一部または全部から構成される形状で、真円状態から歪んだ円筒形状部位に当接する矯正治具の楕円筒状部は、楕円形状の短軸径部分を含む一部または全部から構成される形状であることを特徴とする（７）に記載の矯正治具。
（９）矯正治具の楕円柱状部、楕円筒状部は、長軸径と短軸径との差が０．５ｍｍ〜５ｍｍであることを特徴とする（７）または（８）に記載の矯正治具。
（１０）材質がダイス鋼で、その表面が窒化処理されていることを特徴とする（７）から（９）のいずれか１つに記載の矯正治具。
（１１）被矯正成形品を締め付けて固定するチャック手段と、（７）から（１０）のいずれか１つに記載の矯正治具と、チャック手段で締め付けて固定した被矯正成形品の軸方向へ矯正治具を移動させる矯正治具移動手段と、被矯正成形品と矯正治具とを相対的に回転させる回転手段と、を有していることを特徴とする矯正装置。
（１２）締め付けて固定した被加工成形品を回転させるチャック手段と、（７）から（１０）のいずれか１つに記載の矯正治具と、チャック手段で締め付けて固定した被矯正成形品の軸方向へ矯正治具を移動させる矯正治具移動手段と、被加工成形品と矯正治具を相対的に回転させる回転手段と、被加工成形品に切削加工を施す切削工具と、を有していることを特徴とする切削加工装置。
（１３）鍛造装置と、この鍛造装置で鍛造した鍛造製品を加熱する加熱装置、この加熱装置で加熱した鍛造製品を冷媒に浸漬して急冷する冷却装置と、（１２）に記載の切削加工装置と、を含むアルミニウム合金製鍛造製品の生産システム。

本発明によれば、チャックした状態で処理できるので、円筒形状部位を長手方向へ送りながら歪みを矯正する必要はなく、矯正工程を独立して設ける（装置、場所など）必要がないので、後工程（機械加工工程、検査工程）に容易に組み込むことができる。
また、熱処理歪の発生に対して特別な考慮をすることなく、通常の熱処理工程が適用できるので、装置や工程が複雑にならない。
さらに、成形品の円筒形状部位を真円形状に簡便に矯正できるので、成形品ロットにおける真円度のバラツキを小さくでき、品質を向上させることができる。
そして、残留歪を熱処理後に付与することができるので、加工硬化によって機械的強度を向上させることができる。
なお、矯正を途中で止めることにより、真円形状と矯正前の歪んだ楕円形状の中間形状状態にすることができる。

本発明の実施形態の一例を説明する。
図１に真円状態から歪んだ円筒形状部位を有する成形品の例であるユニバーサルジョイントヨーク素形材の一例を示す。

上記したユニバーサルジョイントヨーク素形材１は、円筒形状部位としての円筒部１１と、この円筒部１１の一端を閉塞する底としてのプレート部１２と、このプレート部１２の円筒部１１と反対側へ対向して延びる２つのピンボス部１３とで構成されている。
なお、カップ形状部（有底円筒形状部）は、円筒部１１とプレート部１２とで構成され、接続部として機能する。
そして、それぞれの部位は、必要に応じて機械加工で最終形状に加工される。

上記したユニバーサルジョイントヨーク素形材は、連続鋳造棒または鋳造ビレットを押出し加工した押出し材を切断して得た鍛造用素材を鍛造成形したり、または、金型鋳造で鋳造して得ることができる。

また、ユニバーサルジョイントヨーク素形材の材質は、アルミニウム合金であればよく、例えば、６０６１合金、６０８２合金、または、Ｓｉ素を０．４質量％〜０．８質量％、Ｃｕを０．１５質量％〜０．４質量％、Ｍｇを０．８質量％〜１．２質量％、Ｃｒを０．０４質量％〜０．３５質量％含有するアルミニウム合金、または、Ｓｉを０．７質量％〜１．３質量％、Ｍｎを０．４０質量％〜１質量％、Ｍｇを０．６質量％〜１．２質量％含有するアルミニウム合金が用いられる。
特に、６０００系合金は、十分な強度を得るために約５５０℃からの水焼入れ処理が実施されるので、焼入れ歪の程度が大きくなる上、矯正を実施する常温においても素材の伸びが大きく、矯正による表面割れが起こりにくく、本発明の効果がより顕著に得られるので、好ましい材質である。

次に、溶体化条件（加熱条件）は、常温から４９０℃〜５６０℃まで３０分〜５時間で昇温させ、そのまま４９０℃〜５６０℃に３０分〜５時間保持し、焼入れを１０℃〜６０℃の冷媒で急冷する、加熱焼入れ処理が好ましい。
そして、冷媒として冷水、温水、油、添加剤（エチレングリコールなど）を加えた水を挙げることができるが、水は、安価で、冷却能が高く、急冷の点から好ましい冷媒である。

図２に本発明の矯正装置の一例の概略見取り図を示す。

本発明の矯正装置２１は、被矯正成形品（被加工成形品）Ｗを締め付けて固定するチャック（チャック手段）２２と、このチャック２２で固定した被矯正成形品Ｗの歪を矯正する矯正治具２３と、チャック２２で固定した被矯正成形品Ｗの軸方向へ矯正治具２３を移動させる矯正治具移動機構（矯正治具移動手段）２６と、チャック２２で固定した被矯正成形品Ｗと矯正治具２３とを相対的に、この例ではチャック２２で固定した被矯正成形品Ｗを回転させる回転機構（回転手段）２７と、これらを支持する側面視コ字状の支持体２８とで構成されている。

上記した矯正治具２３は、被矯正成形品Ｗ、例えば、ユニバーサルジョイントヨーク素形材の円筒形状部位の内周に接触して、しごき矯正処理を行う断面が楕円形状の楕円柱状部２４と、矯正治具移動機構２６に取り付けるための主軸部２５とで構成され、被矯正成形品Ｗのチャッキング部に相対して配設された矯正治具移動機構（例えば、押しコップ部）２６に設置される。
そして、楕円柱状部２４は、被矯正成形品Ｗの真円状態の円筒形状部位の内径長である長さの長軸２４ａを有する楕円柱とされ、中心に主軸部２５が軸方向へ設けられている。
なお、２４ｂは、楕円柱状部２４の楕円の短軸を示す。
そして、楕円柱状部２４の長軸２４ａに対応する先端部分２４ｐが、しごき処理を行う部分である。

上記した被矯正成形品Ｗと矯正治具２３とを相対的に回転させる回転機構（回転手段）は、矯正治具２３と矯正治具移動機構２６との間に回転機構を設けて矯正治具２３を回転させたり、被矯正成形品Ｗおよび矯正治具２３をそれぞれの回転機構で相対的に回転させてもよい。

本発明の矯正装置２１は、機械加工装置（例えば、旋盤、ボール盤、フライス盤、複合機などの切削加工装置）、円筒歪検査装置、ショットブラスト装置などに設けることができる。

この矯正装置２１によれば、ユニバーサルジョイントヨーク素形材の材質がアルミニウム合金であるので、強度を得るために充分な焼き入れをして歪が発生した場合でも、切削による歪み除去を施していないので、偏芯を抑えたユニバーサルジョントヨークを得ることができる。
また、強度を得るために充分な焼き入れをして歪が発生した場合でも、容易に矯正することができる。

図３は本発明の一例である旋盤の概略見取り図を示す。

本発明の旋盤３１は、被矯正成形品（被加工成形品）Ｗを締め付けて固定するチャック（チャック手段）３２と、このチャック３２で固定した被矯正成形品Ｗの歪を矯正する矯正治具３３と、チャック３２で固定した被矯正成形品Ｗの軸方向へ矯正治具３３を移動させる矯正治具移動機構（矯正治具移動手段）３６と、チャック３２で固定した被矯正成形品Ｗと矯正治具３３とを相対的に、この例ではチャック３２で固定した被矯正成形品Ｗを回転させる回転機構（回転手段）３９と、被矯正成形品Ｗの表面を切削する切削工具４０と、この切削工具４０を被矯正成形品Ｗに対して移動させる切削工具移動機構（切削工具移動手段）４１と、これらを支持する支持本体４２とで構成されている。

上記した矯正治具３３は、被矯正成形品Ｗ、例えば、ユニバーサルジョイントヨーク素形材の円筒状部位の内周に接触して、しごき矯正処理を行う断面が楕円形状の楕円柱状部３４と、矯正治具移動機構３６に取り付けるための主軸部３５とで構成され、被矯正成形品Ｗのチャッキング部に相対して配設された矯正治具移動機構（例えば、押しコップ部）３６に設置される。
なお、楕円柱状部３４は、図２に示した楕円柱状部２４と同様に、長軸（３４ａ）と短軸（３４ｂ）とを有する楕円柱とされ、長軸（３４ａ）に対応する先端部分（３４ｐ）が、しごき処理を行う部分である。
そして、楕円柱状部３４には、中心に主軸部３５が軸方向へ設けられている。

上記した被矯正成形品Ｗと矯正治具３３とを相対的に回転させる回転機構（回転手段）は、矯正治具３３と矯正治具移動機構３６との間に回転機構を設けて矯正治具３３を回転させたり、被矯正成形品Ｗおよび矯正治具３３をそれぞれの回転機構で相対的に回転させてもよい。

上記した矯正治具移動機構（矯正治具移動手段）３６は、押しコップ部３７および押しコップシリンダー部３８で構成されている。

なお、切削工具移動機構４１に矯正治具３３を設けると、矯正治具移動機構を切削工具移動機構４１に兼用させることができ、装置が簡便になる。

この旋盤３１によれば、矯正と切削加工とが同一の装置でワーク（被矯正成形品Ｗ）を取り外しすることなく連続的に処理できる。
そして、複合機（旋盤加工機にマシニングセンターの回転工具を併せ持った工作機械）、フライス加工機、ボール加工機にも適用することができる。

上記した矯正装置２１のチャック２２および旋盤３１のチャック３２は、公知のものを用いることができるが、駆動装置が油圧で、製品つかみ部がコレットチャック、スクロールチャック、三つ爪チャックとなっている歪み矯正手段を有しているものが好ましい。
そして、チャックが、油圧駆動で、締め付け力が１ｋｇ／ｃｍ²〜２５ｋｇ／ｃｍ²で、締め代が０．０５ｍｍ〜１ｍｍ（より好ましくは、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ）であるコレットチャックまたはスクロールチャックである歪み矯正手段を有しているものが適している。

このようなチャックを使用することにより、成形品の円筒形状部位が全体に渡って歪んでいても、チャックにより芯出しができるので、充分に矯正することができる。
また、締め付け力、締め代を上記した範囲にすることにより、矯正によって生じる回転トルクに十分耐えることができる。

図４に矯正治具の他の例の概略見取り図を示す。

矯正治具５１は、長軸５２ａの長さが、例えば、ユニバーサルジョイントヨーク素形材の真円状態の円筒部の内径長である楕円柱状部５２と、この楕円柱状部５２の外側に位置させて楕円柱状部５２と一体とされた、内側形状の短軸５３ｂの長さがユニバーサルジョイントヨーク素形材の真円状態の円筒部の外径長である楕円筒状部５３と、楕円柱状部５２と楕円筒状部５３との中心に設けられた主軸部５４とで構成されている。
上記した楕円柱状部５２は、ユニバーサルジョイントヨーク素形材の円筒部の内周に接触して歪んだ円筒部を真円形状に矯正する部分で、内側矯正治具に相当する。
また、楕円筒状部５３は、ユニバーサルジョイントヨーク素形材の円筒部の外周に接触して歪んだ円筒部を真円形状に矯正する部分で、外側矯正治具に相当する。
そして、楕円柱状部５２の長軸５２ａと、楕円筒状部５３の短軸５３ｂとは、直交している。

なお、矯正治具５１は、熱処理歪によって変形した内周（内径）と外周（外径）とを同時に矯正するものである。
そして、楕円柱状部５２の長軸５２ａに対応する先端部分５２ｐ、および、楕円筒状部５３の短軸５３ｂに対応する内側端部分５３ｐが、しごき処理を行う部分である。
また、楕円柱状部５２の長軸５２ａと短軸５２ｂとの差、および、楕円筒状部５３の長軸５３ａと短軸５３ｂとの差は、例えば、０．５ｍｍ〜５ｍｍであるのが好ましい。
このように、長軸５２ａ，５３ａと短軸５２ｂ，５３ｂとの差を０．５ｍｍ〜５ｍｍにしたので、矯正がスムーズに確実に行える。

さらに、矯正治具５１は、材質がダイス鋼（例えば、ＳＫＤ１、ＳＫＤ１１、ＳＫＤ６１など）で、その表面が窒化処理されているのが好ましい。
このように、材質をダイス鋼とし、その表面に窒化処理を施したので、矯正がスムーズに確実に行え、耐焼き付き性、摩擦係数軽減、耐摩耗性の向上が期待できる。
そして、矯正治具５１の材質は、超鋼、工具鋼（例えば、ＳＫＨ５１、ＳＫＨ５３、ＳＫＳ３、ＳＫＳ９３など）、ハイス鋼などでもよく、表面処理についても、ＰＶＤ（物理蒸着）、ＣＶＤ（化学蒸着）によるＴｉＣＮ（窒化炭化チタン）、ＴｉＣ（炭化チタン）などの処理でも同様の効果を得られるが、窒化処理が好ましい。

次に、本発明の矯正治具を用いて矯正する工程を含む成形品の製造方法について、図５（ａ），（ｂ）に示す本発明の矯正方法に用いる製品の焼入れ前後の円筒形状部位の概略断面図、図６〜図８に示す矯正方法の説明図を用いて説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、真円状態の円筒形状部位、例えば、ユニバーサルジョイントヨーク素形材１の円筒部１１は、高温からの焼入れにより、長軸１１ａと短軸１１ｂとの差が１ｍｍとなる程度に変形する。
そして、円筒部１１は、ピンボス部などの複雑な形状を鍛造する成形過程により、変形が発生し易く、ピンボス部の影響を受けて歪量が等方でないのが特徴的である。
なお、円筒部１１のプレート部側は、大きな歪みが発生しないので、そのままチャックすることが可能であるが、必要に応じて、矯正手段を有するチャックを用いることが好ましい。
このように、矯正手段を有するチャックを用いることは、歪が発生してもチャックの締め代および締め込み圧力を調整して、チャッキングが可能となり、チャックの締め込み圧力で矯正することができるからである。

次に、図６に示すように、ユニバーサルジョイントヨーク素形材１のピンボス部側をチャックで締め付けて固定した後、長軸５２ａの長さが真円状態の円筒部１１の内径長である楕円柱状部５２を円筒部１１が外側へ歪んだ箇所に合わせて円筒部１１の内側に挿入するとともに、短軸５３ｂの長さが真円状態の円筒部１１の外径長である楕円筒状部５３の長軸５３ａを円筒部１１が外側へ歪んだ箇所に合わせて円筒部１１の外側に嵌遊させる。

そして、ユニバーサルジョイントヨーク素形材１と矯正治具５１とを相対的に回転させて歪みを矯正する。
なお、相対的な回転は、０．５ｒｐｍ〜６０ｒｐｍ（好ましくは１ｒｐｍ〜２０ｒｐｍ）の回転数で、０．５Ｎ・ｍ〜２５Ｎ・ｍ（好ましくは５Ｎ・ｍ〜２０Ｎ・ｍ）の回転トルクであるのが好ましい。
このような相対的な回転数にすると、矯正がスムーズに確実に行える。
しかし、回転数は遅い方がよい。

上記のようにユニバーサルジョイントヨーク素形材１と矯正治具５１とを相対的に回転させると、楕円柱状部５２の長軸５２ａの長さが真円状態の円筒部１１の内径長に設定されているので、図７（ａ），（ｂ）に示すように、円筒部１１の内周が楕円柱状部５２の長軸５２ａの先端部分５２ｐでしごき加工されることにより、歪を矯正されて真円形状になる。
また、楕円筒状部５３の短軸５３ｂの長さが真円状態の円筒部１１の外径長に設定されているので、図８（ａ），（ｂ）に示すように、円筒部１１の外周が楕円筒状部５３の短軸５３ｂの内側端部分５３ｐでしごき加工されることにより、歪を矯正されて真円形状になる。

なお、本発明の矯正加工は、転造加工やスピニング加工のような素材を積極的に塑性流動させて所定の形状へ成形するための塑性加工ではなく、曲げ変形を付与することで、歪みを矯正するものである。
そして、楕円柱状部５２および楕円筒状部５３は円筒部１１の内周または外周に接触して表面をしごき加工するので、円筒部１１の内周および外周は、金属光沢のあるしごき面となり、機械加工で仕上げる場合に好都合である。
また、楕円柱状部５２の長軸５２ａと、楕円筒状部５３の短軸５３ｂとを直交させて設けたので、内周と外周とが交互にしごかれて矯正されることにより、より均一な肉厚となるり、また、全周を矯正するために最低必要な回転範囲が円筒部１１の円周に対して４分の１周で済み、楕円柱状部５２と楕円筒状部５３とを単独で用いて内周と外周とを矯正する場合、円筒部１１の円周に対して半周回転させることに比較して、回転範囲が半分になり、効率的に矯正が実施できる。
さらに、矯正治具５１を円筒部１１の軸方向へ移動させることにより、また、矯正治具５１を円筒部１１の軸方向へ移動させるのを繰り返すことにより、スパイラル状に円筒部１１の長手方向（軸方向）へ矯正が行えるので、円筒部１１の軸方向の全体に渡って歪を内外から矯正して均一な肉厚の真円形状にすることができる。

図９に矯正治具のさらに他の例の概略見取り図を示す。

矯正治具６１は、内側形状の短軸６２ｂの長さが、例えば、ユニバーサルジョイントヨーク素形材の真円状態の円筒部の外径長である楕円筒状部の短軸径部分６２と、この短軸径部分６２の中心に設けられた主軸部６３とで構成されている。
この矯正治具６１は、ユニバーサルジョイントヨーク素形材の歪んだ円筒部の外周に接触して歪んだ円筒部を真円形状に矯正するものである。
なお、矯正治具６１の、内側形状の長軸６２ａに対応する長軸径部分が取り除かれている理由は、長軸径部分が歪んだ円筒部の外周に接触して真円形状に矯正する機能を有しないためである。
そして、短軸径部分６２の内側端部分６２ｐが、しごき処理を行う部分である。
したがって、短軸径部分６２を対向させて２つ設けたが、一方の短軸径部分６２のみでも同様に機能し、歪んだ円筒部の外周に接触して真円形状に矯正することができる。

図１０に矯正治具のさらに他の例の概略見取り図を示す。

矯正治具７１は、長軸７２ａの長さが、例えば、ユニバーサルジョイントヨーク素形材の真円状態の円筒部の内径長である楕円柱状部７２と、この楕円柱状部７２の中心に設けられた主軸部７３とで構成されている。
この矯正治具７１は、ユニバーサルジョイントヨーク素形材の歪んだ円筒部の内周に接触して歪んだ円筒部を真円形状に矯正するものである。
なお、矯正治具７１の、楕円柱状部７２の短軸７２ｂに対応する短軸径部分が取り除かれている理由は、短軸径部分が歪んだ円筒部の内周に接触して真円形状に矯正する機能を有しないためである。
そして、楕円柱状部７２の先端部分７２ｐが、しごき処理を行う部分である。
したがって、長軸径部分を対向させて２つ設けたが、一方の長軸径部分のみでも同様に機能し、歪んだ円筒部の内周に接触して真円形状に矯正することができる。

上記した各矯正治具は円筒形状部位の内周および／または外周に接触して真円形状に矯正できればよいので、円筒形状部位の内周および／または外周に接触して矯正する半径に相当する部分のみの楕円柱状部および／または楕円筒状部で構成してもよい。
また、主軸部を円柱状としたが、多角柱にすると、滑らないように取り付けることができる。

本発明の生産システムについて説明する。
図１１に本発明の鍛造品の生産システムの一例の概略説明図を示す。

鍛造品の生産システム８は、溶湯から連続鋳造棒を鋳造して所定の長さに切断する連続鋳造装置８１と、この連続鋳造装置８１で鋳造した連続鋳造棒に加熱処理を施す加熱処理装置８２と、この加熱処理装置８２で加熱処理されて曲がった連続鋳造棒の曲がりを矯正する矯正装置８３と、この矯正装置８３で曲がりを矯正された連続鋳造棒の外周部分を除去するピーリング装置８４と、このピーリング装置８４で外周部分が除去された連続鋳造棒を、製品を鍛造するのに必要な長さの切断片に切断する切断装置８５と、この切断装置８５で切断された切断片を予備加熱する第１予備加熱装置８６ａと、この第１予備加熱装置８６ａで加熱された切断片に馴染み易い水溶性の潤滑剤を付着させる予備潤滑装置８６ｂと、この予備潤滑装置８６ｂで潤滑剤を付着させた切断片を鍛造用に予備加熱する第２予備加熱装置８７と、この第２予備加熱装置８７で加熱された切断片から鍛造製品（素形材）を鍛造する鍛造装置８８と、この鍛造装置８８で鍛造した鍛造製品に溶体化処理を施す溶体化加熱装置８９と、この溶体化加熱装置８９で加熱した鍛造製品を焼入れする焼入れ装置（冷却装置）９０と、この焼入れ装置９０で焼入れした鍛造製品に時効処理を施す時効処理装置９１と、この時効処理装置９１で時効処理された鍛造製品（素形材）に加工を施す旋盤（切削加工装置）９２とで構成されている。

なお、加熱処理装置８２、ピーリング装置８４は省略することができる。
また、各装置間の搬送は自動搬送装置で行うことができる。
さらに、旋盤９２は、長軸の長さが真円状態の円筒形状部位の内径長である楕円柱状部と、内側形状の短軸の長さが真円状態の円筒形状部位の外径長である楕円筒状部と、の少なくとも一方を備えた矯正治具、または、真円状態から歪んだ円筒形状部位に当接する矯正治具の楕円柱状部が、楕円形状の長軸径部分を含む一部または全部から構成される形状で、真円状態から歪んだ円筒形状部位に当接する矯正治具の楕円筒状部が、楕円形状の短軸径部分を含む一部または全部から構成される形状である矯正治具、または、矯正治具の楕円柱状部、楕円筒状部の、長軸径と短軸径との差が０．５ｍｍ〜５ｍｍである矯正治具、または、材質がダイス鋼で、その表面が窒化処理されている矯正治具を備えている。

本発明の鍛造品の生産システムによれば、焼入れ歪みを矯正した鍛造製品を容易に効率よく製造することができる。
また、強度を得るために充分な焼き入れをして歪が発生した場合でも、容易に矯正することができる。

上記した説明では、ヨーク部品用素形材に本発明を適用した例で説明したが、ヨーク部品用素形材に限定されることなく、円筒シャフト、パイプ、その他、円筒形状またはカップ形状を有する鍛造品にも適用することができる。

ユニバーサルジョイントヨーク素形材の概略見取り図である。 本発明の矯正装置の一例の概略見取り図である。 本発明の一例である旋盤の概略見取り図である。 本発明の矯正治具の他の例の概略見取り図である。 本発明の矯正方法に用いる製品の焼入れ前後の円筒形状部位の概略断面図である。 本発明の矯正方法の説明図である。 本発明の矯正方法の説明図である。 本発明の矯正方法の説明図である。 本発明の矯正治具のさらに他の例の概略見取り図である。 本発明の矯正治具のさらに他の例の概略見取り図である。 本発明の生産システムの一例の概略説明図である。

符号の説明

１ ユニバーサルジョイントヨーク素形材（成形品）
１１ 円筒部（円筒形状部位）
１１ａ 長軸
１１ｂ 短軸
１２ プレート部（底）
１３ ピンボス部
２１ 矯正装置
２２ チャック（チャック手段）
２３ 矯正治具
２４ 楕円柱状部
２４ａ 長軸
２４ｂ 短軸
２４ｐ 先端部分
２５ 主軸部
２６ 矯正治具移動機構（矯正治具移動手段）
２７ 回転機構（回転手段）
２８ 支持体
３１ 旋盤
３２ チャック（チャック手段）
３３ 矯正治具
３４ 楕円柱状部
３５ 主軸部
３６ 矯正治具移動機構（矯正治具移動手段）
３７ 押しコップ部
３８ 押しコップシリンダー部
３９ 回転機構（回転手段）
４０ 切削工具
４１ 切削工具移動機構（切削工具移動手段）
４２ 支持本体
５１ 矯正治具
５２ 楕円柱状部
５２ａ 長軸
５２ｂ 短軸
５２ｐ 先端部分
５３ 楕円筒状部
５３ａ 長軸
５３ｂ 短軸
５３ｐ 内側端部分
５４ 主軸部
６１ 矯正治具
６２ 短軸径部分
６２ａ 長軸
６２ｂ 短軸
６２ｐ 内側端部分
６３ 主軸部
７１ 矯正治具
７２ 楕円柱状部
７２ａ 長軸
７２ｂ 短軸
７２ｐ 先端部分
７３ 主軸部
８ 生産システム
８１ 連続鋳造装置
８２ 加熱処理装置
８３ 矯正装置
８４ ピーリング装置
８５ 切断装置
８６ａ 第１予備加熱装置
８６ｂ 予備潤滑装置
８７ 第２予備加熱装置
８８ 鍛造装置
８９ 溶体化加熱装置
９０ 焼入れ装置（冷却装置）
９１ 時効処理装置
９２ 旋盤（切削加工装置）
Ｗ 被矯正成形品（被加工成形品）

Claims (13)

1. 真円状態から歪んだ円筒形状部位を有する成形品の一端側をチャックで締め付けて固定した後、長軸の長さが真円状態の円筒形状部位の内径長である楕円柱状部を有する内側矯正治具を、その楕円柱状部の楕円の長軸を円筒形状部位が外側へ歪んだ箇所に合わせて円筒形状部位の内側に挿入して、円筒形状部位と内側矯正治具とを相対的に回転させて歪みを矯正する内側矯正工程と、
   内側形状の短軸の長さが真円状態の円筒形状部位の外径長である楕円筒状部を有する外側矯正治具を、その楕円筒状部の楕円の長軸を円筒形状部位が外側へ歪んだ箇所に合わせて円筒形状部位の外側に嵌遊させ、円筒形状部位と外側矯正治具とを相対的に回転させて歪みを矯正する外側矯正工程と、の少なくとも一方を備えていることを特徴とする成形品の製造方法。
2. チャックは、油圧駆動で、１ｋｇ／ｃｍ²〜２５ｋｇ／ｃｍ²の締め付け力で、０．０５ｍｍ〜１ｍｍの締め代で、歪み矯正手段を有するコレットチャックまたはスクロールチャックであることを特徴とする請求項１に記載の成形品の製造方法。
3. チャックは、締め付けて固定した成形品を回転させるチャックであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の成形品の製造方法。
4. 真円状態からの歪みは、成形品を高温から焼入れ処理した際に発生したものであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の成形品の製造方法。
5. 相対的な回転は、０．５ｒｐｍ〜６０ｒｐｍの回転数で、１Ｎ・ｍ〜２０Ｎ・ｍの回転トルクであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の成形品の製造方法。
6. 成形品は、アルミニウム合金製のユニバーサルジョントヨーク素形材であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の成形品の製造方法。
7. 長軸の長さが真円状態の円筒形状部位の内径長である楕円柱状部と、
   内側形状の短軸の長さが真円状態の円筒形状部位の外径長である楕円筒状部と、の少なくとも一方を備え、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の成形品の製造方法に用いることを特徴とする矯正治具。
8. 真円状態から歪んだ円筒形状部位に当接する矯正治具の楕円柱状部は、楕円形状の長軸径部分を含む一部または全部から構成される形状で、
   真円状態から歪んだ円筒形状部位に当接する矯正治具の楕円筒状部は、楕円形状の短軸径部分を含む一部または全部から構成される形状であることを特徴とする請求項７に記載の矯正治具。
9. 矯正治具の楕円柱状部、楕円筒状部は、長軸径と短軸径との差が０．５ｍｍ〜５ｍｍであることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の矯正治具。
10. 材質がダイス鋼で、その表面が窒化処理されていることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の矯正治具。
11. 被矯正成形品を締め付けて固定するチャック手段と、
    請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の矯正治具と、
    チャック手段で締め付けて固定した被矯正成形品の軸方向へ矯正治具を移動させる矯正治具移動手段と、
    被矯正成形品と矯正治具とを相対的に回転させる回転手段と、を有していることを特徴とする矯正装置。
12. 締め付けて固定した被加工成形品を回転させるチャック手段と、
    請求項７から請求項１０のいずれか１項に記載の矯正治具と、
    チャック手段で締め付けて固定した被矯正成形品の軸方向へ矯正治具を移動させる矯正治具移動手段と、
    被加工成形品と矯正治具を相対的に回転させる回転手段と、
    被加工成形品に切削加工を施す切削工具と、を有していることを特徴とする切削加工装置。
13. 鍛造装置と、この鍛造装置で鍛造した鍛造製品を加熱する加熱装置、この加熱装置で加熱した鍛造製品を冷媒に浸漬して急冷する冷却装置と、請求項１２に記載の切削加工装置と、を含むアルミニウム合金製鍛造製品の生産システム。

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