JP2006289412A - 鍛造装置、及び鍛造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ワークの体積配分を行う荒地成形工程において、次工程以降でワークの寸法不良や搬送不良が発生し難い鍛造装置、及び鍛造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 荒地成形後の形状の型彫りを有する上型２と、型彫りを有さない下型３とを備え、下型３における上型２と対向する面３ａが、成形下死点時に上型３の型彫り２ａ内に収まる平らな面であることを特徴とする。これにより、下型３上に溜まったスケールを容易に除去することができる。また、荒地成形後にワーク１を次工程へ搬送する際、搬送治具７にてワーク１を把持するためにワーク１を上昇させる必要がない。したがって、次工程以降でワーク１の寸法不良や搬送不良が発生し難い。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ワークの製造装置である鍛造装置、及び鍛造方法に関し、特には、自動車の足回り部品として用いられるハブを製造するための鍛造装置、及び鍛造方法に関する。

一般的に自動車の足回り部品として用いられるハブは、車体側サスペンションに組み付けられる外輪と車輪駆動軸側に組み付けられる内輪とに分けられ、内外輪はベアリングを介して結合される。この内外輪は、高強度が要求されるため鍛造工法によって製造されるのが一般的である。

ハブの鍛造工程は、図５に示すように、仕上形状を基にワーク５１の長手方向と幅方向の体積配分を行う荒地成形工程（１工程、図５（ａ））と、概略製品形状に成形する予備成形工程（２工程、図５（ｂ），（ｅ））と、製品形状に成形する仕上げ工程（３工程、図５（ｃ），（ｆ））と、内バリ５２を打ち抜くピアス工程（４工程、図５（ｄ））と、外バリ５３から製品５４を打ち抜くトリム工程（５工程、図５（ｄ））とからなる。また、各工程の成形品は自動搬送装置により次工程に搬送される。このように、ハブは、自動搬送による多段階鍛造工法によって製造されるのが一般的である。

上記各工程のうち１工程におけるワークの体積配分は、仕上形状に影響を及ぼすと共に、次工程へワークを効率良く搬送するために重要である。１工程においてワークの体積配分を行うための成形方法として、図６に示すように、下型に成形後の形状を型彫りし、上型を押し込んで密閉状態で成形する方法（例えば、特許文献１）がある。この方法は、成形後の形状を型彫りした下型６１内にワーク６２を搬送し（図６（ａ））、上型６３を押し込んでワーク６２を圧縮成形し（図６（ｂ））、圧縮成形後、下型６１に設けられた下型ノックアウトピン６４によってワーク６２を上昇させ、搬送治具６５によってワーク６２を把持し２工程へ搬送する（図６（ｃ））ものである。
特開平５−３４９

この方法には、以下のような問題点がある。
（１）下型６１が彫り込み形状になっているため、成形時に発生したスケール６６が下型６１内に溜まり、次のワークを成形する際に、スケール６６がワーク６２に付着することがある（図６（ｃ））。この場合、スケール６６が付着したまま最終工程まで成形が進むと、付着したスケールが剥がれて欠肉し寸法不良が発生する場合がある。
（２）下型６１が彫り込み形状になっている場合、搬送されてきた材料を受け、かつ成形後のワーク６２を下型６１から離型し、搬送工具６５でつかめる高さまでワーク６２を持ち上げる機構が必要となる。一般的にこの機構は、下型に設けられた下型ノックアウトピン６４を機械的機構で上下させることによって行っている。したがって、下型ノックアウトピン６４を上下させるための機械的機構に動作不良が生じた場合には、ワーク６２の落下、リフト後のワーク６２の高さのばらつき等によってワーク６２の搬送不良が発生する場合がある。

１工程においてワークの体積配分を行うための他の成形方法として、図７に示すように、上下型６３、６１ともに径を拘束する型彫りを持たず、径方向に開放状態で成形する方法がある。この方法では、成形後のワーク６２の外形寸法が安定せず、ワーク６２の搬送不良や２工程以降での体積配分のばらつきが発生する場合がある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ワークの体積配分を行う荒地成形工程において、次工程以降でワークの寸法不良や搬送不良が発生し難い鍛造装置、及び鍛造方法を提供することを目的とする。

本発明は、多段階鍛造工法における各鍛造工程のうちワークの体積配分を行う荒地成形工程を行う鍛造装置であって、荒地成形後の形状の型彫りを有する上型と、型彫りを有さない下型とを備えることを特徴とする。

また、本発明は、多段階鍛造工法における各鍛造工程のうちワークの体積配分を行う荒地成形工程の鍛造方法であって、型彫りを有さない下型にワークを搬送する工程と、荒地成形後の形状の型彫りを有する上型を成形下死点まで下降させワークを荒地成形する工程と、成形下死点より上型を上昇させると共に、上型に設けられた上型ノックアウトピンによってワークを上型から離型させる工程と、下型に載置されたワークを搬送治具によって把持し次工程へ搬送する工程とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、下型は型彫りを有さないため、下型上に溜まったスケールを容易に除去することができる。また、荒地成形後にワークを次工程へ搬送する際、搬送治具にてワークを把持するためにワークを上昇させる必要がない。したがって、次工程以降でワークの寸法不良や搬送不良が発生し難い。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
（実施の形態１）
図１を参照して本発明の実施の形態１である鍛造装置１００について説明する。図１は、鍛造装置１００による荒地成形工程の手順を表す図であり、（ａ）は成形上死点の状態を表す図、（ｂ）は成形下死点の状態を表す図、（ｃ）はワークを次工程へ搬送する状態を表す図である。

鍛造装置１００は、多段階鍛造工法における各鍛造工程のうち仕上形状を基にワーク１の長手方向と幅方向の体積配分を行う荒地成形工程を行うものであり、図示しないダイセットに固定された上型２及び下型３を備える。

上型２は、荒地成形後のワーク形状の型彫り２ａを有し、ダイセットに設けられた支柱（図示せず）に案内されて上下動する。上型２は、図１（ａ）に示す成形上死点から図１（ｂ）に示す成形下死点まで下降することによって、ワーク１を下型３との間で圧縮成形する。また、上型２にはワーク１の荒地成形後に、ワーク１を上型２から離型するための上型ノックアウトピン４が上型２を貫通して上下動自在に設けられている。

下型３は、型彫りを有さず、上型２と対向する面３ａは、成形下死点まで上型２が下降した状態で上型２の型彫り２ａ内に収まる平らな面である。

次に、鍛造装置１００による荒地成形工程の鍛造方法について説明する。
（１）図１（ａ）に示すように、ワーク１を搬送治具６によって把持し、自動搬送装置（図示せず）がワーク１を下型３上に載置する。
（２）図１（ｂ）に示すように、上型２が成形上死点から成形下死点まで移動する。このとき、下型３における上型２と対向する面３ａは、上型２の型彫り２ａ内に収まる。このように、ワーク１は、上型２の型彫り２ａと下型３の面３ａとで圧縮成形され、ワーク１の長手方向と幅方向の体積配分が行われる。
（３）図１（ｃ）に示すように、成形下死点から上型２が上昇すると共に、上型２に設けられた上型ノックアウトピン４が下側に移動する。ワーク１は、上型ノックアウトピン４によって押圧されることによって、上型２の型彫り２ａ内から離型し下型３の面３ａ上にそのまま載置される。
（４）上型２が成形上死点まで上昇した後、下型３の面３ａ上に載置されたワーク１の外周面である把持面１ａを搬送治具７によって把持し、自動搬送装置（図示せず）がワーク１を次工程へ搬送する。
（５）ワーク１を次工程へ搬送した後、下型３の面３ａ上にスケールが溜まっている場合には、そのスケールをエアー等によって下型３の型外へ排出する。

以上のように、本実施の形態１によれば、下型３における上型２と対向する面３ａは型彫りを有さず平らな面で構成されているため、下型３上にスケールが溜まっている場合でも、そのスケールをエアー等によって容易に除去することができる。したがって、ワーク１にスケールが付着することがないため、次工程以降でワーク１の寸法不良が発生し難い。

また、ワーク１の体積配分を行い上型２が成形上死点まで上昇した状態では、下型３は型彫り形状を有さないため、ワーク１の把持面１ａは下型３と干渉することがない。したがって、ワーク１を把持し次工程へ搬送するにあたって、ワーク１を下型３から離型して上昇させる工程は不要であり、下型３上にワーク１が載置されている状態で把持面１ａを搬送治具７で把持することができる。このように、搬送治具７にてワーク１を把持するためのワーク１を上昇させる機構が不要であるため、次工程へワーク１を搬送する際の搬送不良が発生し難い。

上型２の型彫り２ａは、図１（ａ）に示すように、開口部に向かって開口面積が大きくなるように、つまり、型彫り２ａの内壁面２ｂを垂直方向に対して所定の傾斜角度θを有するように構成してもよい。このように型彫り２ａを構成することによって、ワーク１を荒地成形し、ワーク１を上型２から離型する際、ワーク１を上型２の型彫り２ａから容易に離型することができる。型彫り２ａの内壁面２ｂが傾斜しているため、荒地成形されるワーク１の外周面、つまり把持面１ａも垂直方向に対して所定の角度を有することになる。したがって、型彫り２ａの内壁面２ｂの傾斜角度θは、搬送治具７がワーク１を把持し易い角度に設定することが望ましい。具体的には、傾斜角度θを０°よりも大きく３°以下に設定することによって、ワーク１の離型性と搬送性の双方の要求を満足することができる。

本実施の形態１は、下型３に下型ノックアウトピンを設けない構成としたが、図２に示すように、下型３に上下動自在の下型ノックアウトピン２１を貫通して設けることも可能である。この場合、成形下死点まで上型２が下降した状態で、下型ノックアウトピン２１が下降し、下型ノックアウトピン２１と下型３における上型２と対向する面３ａとで上型２の型彫り２ａ内に収まる平らな面を形成するようにすればよい（図２（ｂ））。この態様では、ワーク１を把持し次工程へ搬送する際には、下型ノックアウトピン２１を上昇させずに、下型ノックアウトピン２１と下型３の面３ａ上にワーク１が載置されている状態で、把持面１ａを搬送治具７で把持してもよいし、また、図２（ｃ）に示すように、下型ノックアウトピン２１にてワーク２１を上昇させてから把持面１ａを搬送治具７で把持するようにしてもよい。

（実施の形態２）
図３を参照して本発明の実施の形態２である鍛造装置２００について説明する。図２は、鍛造装置２００による荒地成形工程の手順を表す図であり、（ａ）は成形上死点の状態を表す図、（ｂ）は成形下死点の状態を表す図、（ｃ）はワークを次工程へ搬送する状態を表す図である。なお、前述した実施の形態１と同様の構成には、同一の符号を付する。

鍛造装置２００における前記実施の形態１の鍛造装置１００との相違点は、上型２の型彫り２ａの深さ方向の寸法が、荒地成形後のワーク１の高さよりも小さい点である。つまり、図３（ｂ）に示すように、鍛造装置２００では、成形下死点の状態で下型３における上型２と対向する面３ａは、上型２の型彫り２ａ内には収まらず、上型２と下型３との対向する面の間にクリアランス３１が存在する。

実施の形態１の鍛造装置１００では、成形下死点の状態で下型３における上型２と対向する面３ａは、上型２の型彫り２ａ内に収まる構成であったため、上型２の型彫り２ａの内壁面２ｂと下型３の側面３ｂとの間に若干の隙間が生じワーク１に縦バリが発生する可能性がある。しかし、本実施の形態２によれば、上型２と下型３との対向する面の間にクリアランス３１が存在する構成であるため、ワーク１に縦バリが発生することがない。

また、本実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に、下型３は型彫りを有さず、また、下型３における上型２と対向する面３ａは平らであるため、下型３にスケールが溜まった場合でも容易に除去することができ、かつ下型３上にワーク１が載置されている状態で把持面１ａを搬送治具７で把持することができる。

（実施の形態３）
図４を参照して本発明の実施の形態３である鍛造装置３００について説明する。図４は、鍛造装置３００による荒地成形工程の手順を表す図であり、（ａ）は成形上死点の状態を表す図、（ｂ）は成形下死点の状態を表す図、（ｃ）はワークを次工程へ搬送する状態を表す図である。なお、前述した実施の形態１と同様の構成には、同一の符号を付する。

鍛造装置３００における前記実施の形態２の鍛造装置２００との相違点は、下型３における上型２と対向する面３ａに、荒地成形中のワークの水平方向の位置決めを行う***部３ｃが形成される点である。

下型３における上型２と対向する面３ａに***部３ｃを設けることによって、下型３上のワーク１の位置決めを容易に行うことができる。また、***部３ｃによってワーク１が支持されるため、ワーク１は下型３上に安定して配置される。したがって、荒地成形工程にてワーク１に対して安定した負荷をかけることができるため、次工程以降でワーク１への負荷を低減することができる。

***部３ｃを形成することによって下型３における上型２と対向する面３ａには、凹部４１が形成される。凹部４１の深さは、下型３の面３ａ上に堆積するスケールを型外に容易に排出することができ、かつワーク１を下型３に安定して載置できる寸法にするのが望ましい。具体的には、１０ｍｍ以下の浅い型彫り形状にするのが望ましい。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明の鍛造装置は、自動車の足回り部品として用いられるハブを製造するための鍛造装置に利用することができる。

本発明の実施の形態１における鍛造装置１００による荒地成形工程の手順を表す図である。 鍛造装置１００の他の態様を表す図である。 本発明の実施の形態２における鍛造装置２００による荒地成形工程の手順を表す図である。 本発明の実施の形態３における鍛造装置３００による荒地成形工程の手順を表す図である。 一般的なハブの鍛造工程を表す図である。 従来の荒地成形工程の手順を表す図である。 従来の荒地成形工程の手順を表す図である。

符号の説明

１００，２００，３００ 鍛造装置
１ ワーク
１ａ 把持面
２ 上型
２ａ 型彫り
２ｂ 内壁面
３ 下型
３ａ 上型と対向する面
３ｂ 側面
３ｃ ***部
４ 上型ノックアウトピン
６，７搬送治具
２１ 下型ノックアウトピン
３１ クリアランス
４１ 凹部

Claims (5)

1. 多段階鍛造工法における各鍛造工程のうちワークの体積配分を行う荒地成形工程を行う鍛造装置であって、
   荒地成形後の形状の型彫りを有する上型と、
   型彫りを有さない下型とを備えることを特徴とする鍛造装置。
2. 前記下型における前記上型と対向する面が、成形下死点時に前記上型の型彫り内に収まる平らな面であることを特徴とする請求項１に記載の鍛造装置。
3. 前記上型の型彫りの深さ方向の寸法が、荒地成形後のワークの高さよりも小さく、
   前記下型における前記上型と対向する面が平らであることを特徴とする請求項１に記載の鍛造装置。
4. 前記上型の型彫りの深さ方向の寸法が、荒地成形後のワークの高さよりも小さく、
   前記下型における前記上型と対向する面に、ワークの水平方向の位置決めを行う***部が形成されることを特徴とする請求項１に記載の鍛造装置。
5. 多段階鍛造工法における各鍛造工程のうちワークの体積配分を行う荒地成形工程の鍛造方法であって、
   型彫りを有さない下型にワークを搬送する工程と、
   荒地成形後の形状の型彫りを有する上型を成形下死点まで下降させワークを荒地成形する工程と、
   成形下死点より上型を上昇させると共に、上型に設けられた上型ノックアウトピンによってワークを上型から離型させる工程と、
   下型に載置されたワークを搬送治具によって把持し次工程へ搬送する工程とを備えることを特徴とする鍛造方法。
   
   
   

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