JP3330311B2 - 外周フランジを有する円筒状ハウジングの鍛造成形方法 - Google Patents

外周フランジを有する円筒状ハウジングの鍛造成形方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車の懸架装
置及び操舵装置に使用されるボールジョイント等の構成
部材である外周フランジを有する円筒状ハウジングの鍛
造成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ボールジョイントの構成部品であ
る外周フランジを有する円筒状ハウジングは、図4に示
す如き冷間鍛造工程で形成していた。つまり、所望する
ハウジング131の体積より若干多めの体積の円柱素材
101(図4の(ア))に冷間の押出し成形を施し、一
端に第一凹み114、他端に第一凹み114より深く凹
んだ第二凹み117を内周側に画成する円本体部115
と、第一凹み114と第二凹み117との間に設けられ
た底部113とからなる軸心断面H状の予備成形品11
1(図4の(イ))を形成する。次に予備成形品111
の底部113中心付近を打ち抜き、内周に周状に予備内
周フランジ128を設けた中間成形品121(図4の
(ウ))を形成し、最後に、中間成形品121の両端側
からパンチで押圧し、円本体部115の第二凹み117
側端部を軸線方向に延出させるとともに円本体部115
の第一凹み114側端部を径方向外周に延出して外周フ
ランジ132を成形、これによりハウジング131(図
4の(エ))を形成していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述の如き冷間鍛造方
法の特に中間成形品121からハウジング131を形成
するとき、中間成形品121における円本体部115の
第一凹み114側端部を径方向外周に延出して外周フラ
ンジ132を成形するが、ここで鍛造肉は外周側に流
動、外周側に引っ張られるので、内周端部に欠肉Sが発
生することがある。また、パンチの押圧により、円本体
部115の第二凹み117側端部を軸線方向に、第一凹
み114側端部を径方向外周に延出させるが、ここで鍛
造肉両方向に規制されることなく流動するので、流動圧
は分散する。そのため、円本体部115の軸線方向端部
まで鍛造肉が充填されず、欠肉Rが発生することがあ
る。更に、上記両方向への鍛造肉の流動において、一方
端部、例えば第二凹み117側端部に先に鍛造肉が充填
されると、鍛造肉は他方第一凹み114側端部に流動す
る。ここで第一凹み114側端部への流動により、充填
された第二凹み117側の鍛造肉が第一凹み114側に
引っ張られ、内周フランジ138の付けね付近に欠肉T
が発生することがある。
【0004】このように鍛造成形では、鍛造肉の流動に
ともない外面に欠肉が発生することがある。そのため予
め外面に余肉を設け、鍛造成形後、切削加工で所望する
ハウジング131形状に仕上げる必要があり、多大なる
切削加工時間を要した。
【0005】従って、本発明は上述の如き課題を解決
し、ハウジングに欠肉が発生することなく、加工時間の
増加を抑制する外周フランジを有する円筒状ハウジング
の鍛造成形方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は以下のとおりで
ある。
【0007】所望するハウジングの体積より若干多めの
体積の円柱素材に冷間鍛造加工を施し、円柱又は円筒の
円本体部と円本体部に連続して外周側に周状に延出する
予備外周フランジを一端に有する予備成形品を形成する
第一工程と、予備成形品の中心付近を打ち抜き、内周側
に周状に延出する予備内周フランジを有する中間成形品
を形成する第二工程と、軸線予備外周フランジ側から円
本体部外径より小径の大径パンチ、軸線円本体部側から
大径パンチ外径より小径の小径パンチで押圧し、大径パ
ンチが予備外周フランジと円本体部との境界より円本体
部側に進出してハウジングを形成する第三工程とからな
る。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1乃至図3に基づ
いて説明する。
【0009】図1の(エ)は、本発明の鍛造成形方法に
より形成されるハウジング31を表し、円筒状の円本体
部15と、円本体部15の一端端部外周に周状に延出す
る外周フランジ32と、円本体部15の外周フランジ3
2側内周に軸心に向かって延出する周状の内周フランジ
38とからなる。ここで円本体部15の外周フランジ3
2側に位置する第一円筒部40の内径は、反外周フラン
ジ側に位置する第二円筒部36の内径より大径である。
【0010】上記ハウジング31の鍛造成形方法を図1
に基づいて説明する。
【0011】まず、所望するハウジング31の体積より
若干多めの体積の円柱素材1(図1の(ア))に冷間の
押出し成形を施し、一端に第一凹み14、他端に第一凹
み14より深く凹んだ第二凹み17を内周側に画成する
円本体部15と、第一凹み14と第二凹み17との間で
両凹み14,17を分割する底部13と、円本体部15
の第一凹み14側外周から連続して周状に延出する予備
外周フランジ12とからなる軸心断面H状の予備成形品
11(図1の(イ))を形成する。次に予備成形品11
の底部13中心付近を打ち抜き、内周に周状に予備内周
フランジ28を設けた中間成形品21(図1の(ウ))
を形成し、最後に中間成形品21の両端側からパンチで
押圧し、第二円筒部16を軸線方向へ延出させるととも
に予備外周フランジ12を外周側に周状に延出して外周
フランジ32を成形、これによりハウジング(図4の
(エ))を形成していた。
【0012】この中間成形品21からハウジング31を
形成する工程を図2に基づいて説明する。
【0013】51は鍛造装置で、上型61と下型81と
からなる。
【0014】上型61は、その軸心に沿って中間成形品
21の円本体部15外径より小径の大径パンチ62が配
置され、大径パンチ62の先端には、所望するハウジン
グ31の第一凹み14内周形状と同一の外周形状を有す
る段状部64とを有する。また、大径パンチ62の外周
側にはリング状のパンチガイド65、そして更にその外
周側にスペーサ67が配置され、パンチガイド65及び
スペーサ67は上固定具66により一体に組付けられ
る。
【0015】下型81は、内周上部にハウジング31の
外周形状と同一形状を有する貫通孔92を設けたダイ8
2が配置され、貫通孔92には、大径パンチ62に対向
し軸心に沿って延びる小径パンチ84が配置される。小
径パンチ84の先端はハウジング31の第二凹み17内
周形状と同一の外周形状を有し、小径パンチ84とダイ
82との間に上下方向に進退可能なノックアウトリング
85が配置される。このノックアウトリング85上端
面、ダイ82内周面、及び小径パンチ84外周面により
型彫空間83が画成される。また、ダイ82の下側には
円筒基材86、その外周側にバックアップリング87が
配置され、バックアップリング87の外周上部に設けら
れた雄ネジ部88にダイ82に係合する下固定具89の
雌ネジ部90が螺合し、ダイ82は円筒基材86上に固
定される。
【0016】上記鍛造装置51で中間成形品21からハ
ウジング31を形成するとき、図2左半部に示す如く、
上型61を上方で待機させた状態で中間成形品21を下
型81の型彫空間83に投入し、その後、上型61を下
降させる。このときの成形状態を図3に基づいて説明す
ると、まず、図3の(ア)に示す如く、型彫空間83に
投入された中間成形品21は、その第二円筒部36が小
径パンチ84とダイ82との間で画成される隙間に挿
嵌、固定される。この状態で、大径パンチ62が中間成
形品21の第一凹み14側から進入、押し出し成形が開
始され、図3の(イ)に示す如く、予備外周フランジ1
2と円本体部15との境界x位置まで進む。このとき鍛
造肉は第二円筒部36及び予備外周フランジ12は各々
軸線又は径方向外周へ徐々に延出する。そして、大径パ
ンチ62が境界xを過ぎて更に進入すると、大径パンチ
62とダイ82との隙間が小径パンチ84とダイ82と
の隙間より狭くなるため、予備外周フランジ12側への
鍛造肉の流れが規制され、主に第二円筒部36側に鍛造
肉が流れる。よって、図3の(ウ)に示す如く、第二円
筒部36が所望の形状に成形される。その後、更に大径
パンチ62が進入すると、主に予備外周フランジ12側
に鍛造肉が流れ、図3の(エ)及び図2右半部に示す如
く、外周フランジ32が所望の形状に成形される。
【0017】よって、上記鍛造成形方法で形成した外周
フランジを有する円筒状ハウジング31は、鍛造肉の流
れを調整することにより欠肉は発生しない。
【0018】尚、上記ハウジング31の内周フランジ3
8内周は切削加工にて仕上げても良い。
【0019】また、上記ハウジングを鍛造成形後、第二
円筒部36の内周側を切削加工することにより第一円筒
部40と第二円筒部36の内径、肉厚の等しいハウジン
グを形成することもできる。
【0020】
【発明の効果】 以上のように本発明によれば、所望する
ハウジングの体積より若干多めの体積の円柱素材に冷間
鍛造加工を施し、円柱又は円筒の円本体部と円本体部に
連続して外周側に周状に延出する予備外周フランジを一
端に有する予備成形品を形成する第一工程と、予備成形
品の中心付近を打ち抜き、内周側に周状に延出する予備
内周フランジを有する中間成形品を形成する第二工程
と、軸線予備外周フランジ側から円本体部外径より小径
の大径パンチ、軸線円本体部側から大径パンチ外径より
小径の小径パンチで押圧し、大径パンチが予備外周フラ
ンジと円本体部との境界より円本体部側に進出してハウ
ジングを形成する第三工程とからなるため、形成した外
周フランジを有する円筒状ハウジングは、鍛造肉の流れ
を調整することにより欠肉は発生しないので、品質は良
好である。また、鍛造成形後の切削加工が最小限にでき
るため、加工時間の増加を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による外周フランジを有する円
筒状ハウジングの鍛造成形方法を表す断面平面図であ
る。
【図2】本発明の実施例で中間成形品から外周フランジ
を有する円筒状ハウジングを成形する鍛造工程を表し、
左半部は成形前、右半部は成形後の状態を表す部分断面
平面図である。
【図3】図2のA部を拡大し、中間成形品から外周フラ
ンジを有する円筒状ハウジングを成形する状態を(ア)
乃至(エ)で詳細に説明する部分断面平面図である。
【図4】従来例による外周フランジを有する円筒状ハウ
ジングの鍛造成形方法を表す断面平面図である。
【符号の説明】
1 円柱素材 11 予備成形品 12 予備外周フランジ 15 円本体部 21 中間成形品 28 予備内周フランジ 31 ハウジング 32 外周フランジ 62 大径パンチ 84 小径パンチ a (円本体部)外径 x 境 界
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−180398(JP,A) 特開 平10−202339(JP,A) 特開 昭59−13540(JP,A) 特開 昭54−117372(JP,A) 特開 平9−29381(JP,A) 実開 平5−76640(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B21J 1/00 - 13/14 B21J 17/00 - 19/04 B21K 1/00 - 31/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端外周に外周フランジ(32)を有す
    る円筒状ハウジング(31)の鍛造成形方法において、
    所望するハウジング(31)の体積より若干多めの体積
    の円柱素材(1)に冷間鍛造加工を施し、円柱又は円筒
    の円本体部(15)と該円本体部(15)に連続して外
    周側に周状に延出する予備外周フランジ(12)を一端
    に有する予備成形品(11)を形成する第一工程と、該
    予備成形品(11)の中心付近を打ち抜き、内周側に周
    状に延出する予備内周フランジ(28)を有する中間成
    形品(21)を形成する第二工程と、軸線予備外周フラ
    ンジ(12)側から円本体部(15)外径(a)より小
    径の大径パンチ(62)、軸線円本体部(15)側から
    大径パンチ(62)外径より小径の小径パンチ(84)
    で押圧し、前記大径パンチ(62)が予備外周フランジ
    (12)と円本体部(15)との境界(x)より円本体
    部側に進出してハウジング(31)を形成する第三工程
    とからなることを特徴とする外周フランジを有する円筒
    状ハウジングの鍛造成形方法。
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CN114346149A (zh) * 2021-12-30 2022-04-15 苏州昆仑重型装备制造有限公司 一种大型台阶筒件锻造模具

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