JP4100565B2 - Forging case molding method - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、開口付近外周にフランジ、内周にスプラインを有する鍛造ケースの成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、外周に周状に成形されるフランジ、内周に軸線方向に延びるスプラインを有するケースは、一般的に鋳造により成形されていた。しかし鋳造により成形されるケースは強度が低く、所定の強度を得るためにケースの肉厚を厚くする必要があり、そのため重量が増加するということがあった。そこで近年では、鋳造に比べ同じ肉厚でも高い強度が得られる鍛造によりケースを成形することが多くなっている。
【0003】
ここで鍛造によりケースを成形する工程を図5に基づいて説明すると、まず線材を必要な長さに切断した円柱状の切断材W100(図5の(ア))を軸線方向に押圧して円盤状の素材W101(図5の(イ))を成形後、押出し成形により、開口117付近外周にフランジ115、内周にスプライン116を有するカップ状のケースW103(図5の(ウ))を成形していた。
【0004】
ここで上記鍛造成形工程の中で、特に素材W101からケースW103を成形する工程を図6乃至図8に基づいて説明する。
【0005】
まず鍛造装置121を図6に基づいて説明すると、151は固定型で、素材W101を投入する型彫空間156を画成するダイ155と、ダイ155の軸心付近に型彫空間156に対し進退自在に配置されるノックアウトピン162を備え、型彫空間156を形成するダイ155の内壁面157及びノックアウトピン162の端面により、所望するケースW103の外表面と同一形状の成形面158を形成する。また、131は移動型で、外周にケースW103のスプライン116を成形するスプライン歯型132aが設けられたパンチ132と、パンチ132の軸心付近に配置されるピン135を備え、パンチ132及びピン135の端面により、ケースW103の内底面と同一形状の押圧面133を形成する。
【0006】
上記鍛造装置121で素材W101からケースW103を成形する場合、まず、固定型151の型彫空間156に素材W101を投入し、その後、移動型131を下降させ、図7の左半部に示す如くダイ155の成形面158とパンチ132の押圧面133との間で押圧し、図7の右半部に示す如く素材W101の鍛造肉を前後方に押出して、図8に示す如く鍛造ケースW103を成形していた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く、固定型151と移動型131との間で素材W101を軸線方向に押圧することにより、所望するケースW103を成形することができる。ここで、外周にフランジ115、内周にスプライン116を有するケースW103を円盤状の素材W101から押出し鍛造により成形すると、鍛造肉はダイ155の内壁面157とパンチ132のスプライン歯型132aとの間を流動し、図7の右半部に示す如く、内周にスプライン116を成形しつつ軸線方向に延び、その後、軸線方向に充填された鍛造肉は径方向外側に流動し、図8に示す如く、最終的にフランジ115が成形される。そのため、フランジ115成形時に鍛造肉が径方向外側に流動することにより、内周に成形されるスプライン116側の鍛造肉が不足し、スプラインの精度が低下するということがある。
【0008】
そこで図9に示す如く、素材W201(図9の(イ))から一旦円筒状の予備円壁部204を有するカップ状の予備成形品202(図9の(ウ))を成形後、予備円壁部204を軸線方向へ押圧し、径方向内側及び外側に鍛造肉を流動させて、スプライン216及びフランジ215を成形することが行われていた。この成形方法によれば、鍛造肉は径方向内側及び外側に同時に流動するため、径方向外側への鍛造肉の流動が抑制されるという利点がある。しかし、この場合においても、径方向内側及び外側への鍛造肉の流動量を均一にはできず、流動量の少ないスプライン216側の鍛造肉が不足し、スプライン216の精度が低下するということがある。
【0009】
従って、本発明は上述の如き課題を解決し、フランジ及びスプラインが高い精度を有する鍛造ケースの成形方法を提供することを目的とする。
【0010】
【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。
【0011】
外周に周状に成形されるフランジ、内周に軸線方向に延びるスプラインを有する鍛造ケースの成形方法において、予め成形される素材に押出し成形を施し、一端予備底部外周に、所望するフランジと略同一形状の予備フランジを有し、予備フランジの内側から一方軸線方向に延びる予備突部を有する予備成形品を成形する第一工程と、予備成形品の予備底部の他方外端面が、外周にスプライン歯型を有するマンドレルに当接するように予備成形品をマンドレルに載置し、予備フランジの形状を維持した状態で、予備フランジ及び予備突部を他方軸線方向へ押圧し、マンドレルのスプライン歯型に倣って軸線方向に鍛造肉を流動させて、他方開口側外周にフランジ、内周にスプラインを有する円壁面を成形する第二工程とからなる。
【0012】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図1乃至図4に基づいて説明する。
【0013】
図1は外周に周状に成形されるフランジ15、内周に軸線方向に延びるスプライン16を有する鍛造ケースW3(図1の(エ))を成形する工程を表す。まず線材を必要な長さに切断した円柱状の切断材W0(図1の(ア))を軸線方向に押圧して円盤状の素材W1(図1の(イ))を成形後、押出し成形により、一端予備底部6外周に、所望するフランジ15と略同一形状の予備フランジ5を有し、その予備フランジ5の内側から一方軸線方向に延びる予備突部4を有する予備成形品W2(図1の(ウ))を成形する。そして最後に予備成形品W2に押出し成形を施し、ケースW3を成形する。
【0014】
ここで上記予備成形品W2からケースW3を成形する工程を、図2乃至図4に基づいて説明する。
【0015】
まず鍛造装置21を図2に基づいて説明すると、51は固定型で、予備成形品W2を投入する型彫空間56を有するダイ55と、ダイ55の内周側に配置される略円筒状のマンドレル52とを備え、マンドレル52は型彫空間56側に突出し、その突出部分の外周にスプライン歯型53が形成される。マンドレル52の内周側には、バネ59により反型彫空間側へ付勢され型彫空間56に対し進退自在なノックアウトピン62が配置され、ダイ55、マンドレル52及びノックアウトピン62により、所望するケースW3の一端外表面と同一形状の成形面58を形成する。また、ダイ55は、同心状に配置される円筒状の支持型60及びベース61により支持され、ベース61の内周側には、ノックアウトピン62に当接し同心状に配置される補助ピン63が嵌挿される。
【0016】
続いて、31は移動型で、予備成形品W2を押圧するパンチ32と、そのパンチ32の軸心付近に配置されるピン35とを備え、ピン35はバネ36により反型彫空間側へ付勢される。パンチ32及びピン35の型彫空間56側端面には、所望するケースW3の他端外表面と同一形状の押圧面33が形成され、押圧面33の外周側に外周押圧面33a、内周側に内周押圧面33bを有し、両押圧面33a、33bをつなぐパンチ32の内周にパンチ内周面33cを有する。そしてパンチ32及びピン35は、軸線方向に移動可能なスライド38にパンチホルダ37によって一体的に固定され、固定型51の型彫空間56に対向する位置に配置される。
【0017】
上記鍛造装置21で予備成形品W2からケースW3を成形する場合、図示せぬ搬送装置で予備成形品W2の予備底部6外端面6aが、マンドレル52に当接するように予備成形品W2をマンドレル52に載置する。続いて、移動型31を下降させ、図3の左半部に示す如く、移動型31のパンチ32における外周押圧面33aを予備成形品W2の予備フランジ5に、内周押圧面33bを予備成形品W2の予備突部4に当接させると同時に、更に図3の右半部に示す如く、移動型31を下降させ、予備フランジ5及び予備突部4を下方へ押圧する。このとき予備フランジ5は、マンドレル52のスプライン歯型53とダイ55の内壁面57との間の間隙に沿って下方へ移動するため、予備フランジ5の形状を維持した状態で下方へ押圧されるが、予備突部4は、予備底部6がマンドレル52に当接した状態で移動できないため、予備突部4はマンドレル52のスプライン歯型53とパンチ32のパンチ内周面33cとの間でスプライン歯型53に倣って軸線方向に鍛造肉が流動する。そして図4に示す如く、最終的に予備フランジ5はダイ55の成形面58とパンチ32の外周押圧面33aとの間で押圧されフランジ15に、予備突部4は内周にスプライン16を有する円壁面14に成形される。その後、移動型31が上方へ退避するとともに固定型51の補助ピン63によりノックアウトピン62が上昇し、固定型51の型彫空間56から成形されたケースW3が取り出され、本工程が完了する。
【0018】
従って、鍛造肉が不足しやすいフランジ15と略同一形状の予備フランジ5を第一工程で成形し、予備フランジ5を維持した状態で軸線方向に予備突部4の鍛造肉を流動し、外周にフランジ15、内周にスプライン16を有する円壁面14を成形するため、フランジ15及びスプライン16が形成される径方向内側及び外側への鍛造肉の流動を極力少なくできる。
【0019】
尚、上記実施例では鍛造ケースW3として、一端を塞ぐカップ状のケースを使用したが、両端が開口する円筒状のケースを使用しても良い。
【0020】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、外周に周状に成形されるフランジ、内周に軸線方向に延びるスプラインを有する鍛造ケースの成形方法において、予め成形される素材に押出し成形を施し、一端予備底部外周に、所望するフランジと略同一形状の予備フランジを有し、予備フランジの内側から一方軸線方向に延びる予備突部を有する予備成形品を成形する第一工程と、予備成形品の予備底部の他方外端面が、外周にスプライン歯型を有するマンドレルに当接するように予備成形品をマンドレルに載置し、予備フランジの形状を維持した状態で、予備フランジ及び予備突部を他方軸線方向へ押圧し、マンドレルのスプライン歯型に倣って軸線方向に鍛造肉を流動させて、他方開口側外周にフランジ、内周にスプラインを有する円壁面を成形する第二工程とからなるため、フランジ及びスプラインが形成される径方向内側及び外側への鍛造肉の流動を極力少なくでき、フランジ及びスプラインを高い精度で成形できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による鍛造ケースの成形方法を表す断面平面図である。
【図2】本発明の実施例による鍛造ケースの成形方法の第一段階を表す部分断面平面図である。
【図3】本発明の実施例による鍛造ケースの成形方法を表し、左半部が第二段階、右半部が第三段階を表す部分断面平面図である。
【図4】本発明の実施例による鍛造ケースの成形方法の最終段階を表す部分断面平面図である。
【図5】従来の鍛造ケースの成形方法を表す断面平面図である。
【図6】従来の鍛造ケースの成形方法の第一段階を表す部分断面平面図である。
【図7】従来の鍛造ケースの成形方法を表し、左半部が第二段階、右半部が第三段階を表す部分断面平面図である。
【図8】従来の鍛造ケースの成形方法の最終段階を表す部分断面平面図である。
【図9】従来の他の鍛造ケースの成形方法を表す断面平面図である。
【符号の説明】
4 予備突部
5 予備フランジ
6 予備底部
6a 外端面
14 円壁面
15 フランジ
16 スプライン
17 開口
52 マンドレル
53 スプライン歯型
W1 素材
W2 予備成形品[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method for forming a forged case having a flange on the outer periphery near the opening and a spline on the inner periphery.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a case having a flange formed circumferentially on the outer periphery and a spline extending in the axial direction on the inner periphery has been generally formed by casting. However, the case formed by casting has low strength, and it is necessary to increase the thickness of the case in order to obtain a predetermined strength, which increases the weight. Therefore, in recent years, cases are often formed by forging that provides high strength even with the same wall thickness as casting.
[0003]
Here, the process of forming a case by forging will be described with reference to FIG. 5. First, a cylindrical cutting material W100 ((A) in FIG. 5) obtained by cutting a wire to a required length is pressed in the axial direction to form a disk. Cup-shaped case W103 (FIG. 5 (C)) having
[0004]
Here, the process for forming the case W103 from the material W101 in the forging process will be described with reference to FIGS.
[0005]
First, the
[0006]
When the case W103 is formed from the material W101 by the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the desired case W103 can be formed by pressing the material W101 in the axial direction between the fixed
[0008]
Therefore, as shown in FIG. 9, after forming a cup-shaped preform 202 (FIG. 9C) having a cylindrical preliminary
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a method for forming a forged case in which the flange and the spline have high accuracy.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is as follows.
[0011]
In a method for forming a forged case having a flange formed on the outer periphery and a spline extending in the axial direction on the inner periphery, the preformed material is subjected to extrusion molding, and the one end of the preliminary bottom portion is substantially the same as the desired flange. A first step of forming a preform having a pre-shaped flange and a pre-projection extending in one axial direction from the inside of the pre-flange, and the other outer end face of the pre-bottom of the pre-formed product is splined on the outer periphery. Place the preform on the mandrel so that it abuts the mandrel with the mold, and while maintaining the shape of the spare flange, press the spare flange and the spare projection in the other axial direction to imitate the spline teeth of the mandrel. And a second step of forming a circular wall surface having a flange on the outer periphery on the other opening side and a spline on the inner periphery by flowing the forged meat in the axial direction.
[0012]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0013]
FIG. 1 shows a process of forming a forging case W3 (FIG. 1D) having a
[0014]
Here, a process of forming the case W3 from the preform W2 will be described with reference to FIGS.
[0015]
First, the forging
[0016]
Subsequently, 31 is a movable die, and includes a
[0017]
When the case W3 is formed from the preform W2 by the forging
[0018]
Therefore, the
[0019]
In the above embodiment, a cup-shaped case that closes one end is used as the forged case W3. However, a cylindrical case that is open at both ends may be used.
[0020]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in a method for forming a forged case having a flange formed on the outer periphery in a circumferential shape and a spline extending in the axial direction on the inner periphery, the preformed material is subjected to extrusion molding, A first step of forming a preform having a preliminary flange having substantially the same shape as the desired flange on the outer periphery of the bottom, and having a preliminary projection extending in one axial direction from the inside of the preliminary flange, and a preliminary bottom of the preliminary product Place the preformed product on the mandrel so that the other outer end face of the mandrel has a spline tooth shape on the outer periphery, and maintain the shape of the spare flange, and move the spare flange and spare protrusion in the other axial direction. Press to cause the forged meat to flow in the axial direction following the spline teeth of the mandrel, and to form a circular wall surface having a flange on the other opening side outer periphery and a spline on the inner periphery. Because and a step, the flow of forging meat radially inner and outer flanges and splines are formed can minimized, thereby forming a flange and the spline with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional plan view illustrating a method for forming a forged case according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional plan view showing a first stage of a forging case forming method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a partial cross-sectional plan view illustrating a method for forming a forged case according to an embodiment of the present invention, in which the left half represents a second stage and the right half represents a third stage.
FIG. 4 is a partial cross-sectional plan view showing the final stage of the forging case forming method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional plan view illustrating a conventional forging case forming method.
FIG. 6 is a partial sectional plan view showing a first stage of a conventional forging case forming method.
FIG. 7 is a partial cross-sectional plan view showing a conventional forging case forming method, in which the left half represents the second stage and the right half represents the third stage.
FIG. 8 is a partial cross-sectional plan view showing the final stage of a conventional forging case forming method.
FIG. 9 is a cross-sectional plan view showing another conventional forging case forming method.
[Explanation of symbols]
4
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