JP4216230B2 - 鍛造部品の製造方法及び自動車用サスペンションアームの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、鍛造部品の製造方法及び自動車用サスペンションアームの製造方法に関する。

自動車用サスペンションアーム等の鍛造部品を製造する方法として、例えば特許文献１に記載の従来技術が知られている。
この従来技術は、棒状部材を所要長さ、太さにロール加工するロール加工工程と、ロール加工された部材を圧縮加工する圧縮加工工程と、前記圧縮加工された部材を曲げながら荒地成形する曲げ荒地成形工程と、前記曲げ荒地成形された部材を密閉鍛造して仕上げ成形する仕上げ成形工程と、前記仕上げ成形された部材に穴開け加工する穴開け加工工程とを備えた製造方法である。
特開平０８−３９１８３号公報

上記従来技術によると、曲げ荒地成形で製品の略最終形状に成形した部材を密閉鍛造によって加工するのでバリが発生せず、製品の歩留りを向上させることができる。
しかし、この従来技術は、ロール工程で棒状部材を所要長さ、太さに加工するために多くの加工時間を必要としており、製品一個当りの製造時間が長くなってしまう。したがって、従来技術は製造効率の面で問題がある。
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、製造時間の短縮を図りながら効率良く製品を仕上ることができる鍛造部品の製造方法及び自動車用サスペンションアームの製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る鍛造部品の製造方法は、棒状の素材の外周をクランプ冶具で挟持した後、前記素材の両端に配置した一対の据込み金型により前記素材を所定形状に圧縮加工する据込み工程と、この据込み工程を行った前記素材を鍛造金型により所定形状に加工する鍛造工程と、前記素材に発生したバリを除去して仕上げを行う仕上げ工程とを備え、前記素材の端面に当接する前記据込み金型の当接面に、凹形状のマーク用型を形成し、前記据込み工程を行うときに、前記凹形状のマーク用型により前記素材の前記端面に凸部を形成し、当該凸部を前記素材の外周に発生するバリの位置を示すマークとし、前記鍛造工程を行うときに、当該鍛造工程で前記素材の外周に発生するバリに前記据込み工程で発生したバリが含まれるように、前記マークを利用して前記素材の加工方向を設定した。

ここで、棒状の素材の外周をクランプ冶具で挟持した後、前記素材の両端に配置した一対の据込み金型により前記素材を所定形状に圧縮加工する据込み工程と、この据込み工程を行った前記素材を鍛造金型により所定形状に加工する鍛造工程と、前記素材に発生したバリを除去して仕上げを行う仕上げ工程とを備え、
前記据込み工程を行うときに、前記素材の前記端部に、当該据込み工程により前記素材の外周に発生するバリの位置を示す形状を形成し、前記鍛造工程を行うときに、当該鍛造工程で前記素材の外周に発生するバリに前記据込み工程で発生したバリが含まれるように、前記素材の前記端部に形成した前記形状を利用して前記素材の加工方向を設定するようにしてもよい。この際、前記据込み工程を行うときに、前記素材の前記端部に、当該据込み工程により前記素材の外周に発生するバリの位置を認識できる前記形状としての断面を形成することが好ましい。また、この際、前記素材の端面に当接する前記据込み金型の当接面に、凹形状のマーク用型を形成し、前記据込み工程を行うときに、前記凹形状のマーク用型により前記素材の前記端面に、前記形状としての凸部マークを形成するようにしてもよい。
また、前記棒状の素材は自動車用サスペンションアームを製造する際の素材であることが好ましい。

本発明に係る鍛造部品の製造方法によると、据込み加工による圧縮加工で素材を所定形状に成形しているので、従来技術と比較して大幅に加工時間の短縮化を図ることができる。
また、据込み工程を行うときに、素材の前記端面に凸部を形成し、当該凸部を素材の外周に発生するバリの位置を示すマークとし、鍛造工程を行うときに、当該鍛造工程で素材の外周に発生するバリに据込み工程で発生したバリが含まれるように、前記マークを利用して前記素材の加工方向を設定しているので、据込み工程で発生したバリを鍛造工程に入る前に除去する必要がなく、作業工程を短縮することができる。
したがって、本発明は、製造時間の短縮を図りながら効率良く鍛造部品を製造することができる。

以下、本発明の鍛造部品の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る自動車用サスペンションアームの製造過程を示す図である。
図１の（ａ）は、所定長さＬに設定した丸棒状の素材２を示している。図１の（ｂ）は、据込み加工により所定の長さＬ１（Ｌ１＜Ｌ）となるように圧縮され、且つ両端部に拡径部４が成形された素材２を示している。ここで、この素材２の長手方向に連続している符号６ａ，６ｂで示す部分は、据込み加工によって発生したひげ状のバリである。図１の（ｃ）は、図１の（ｂ）の状態から曲げ加工により曲げられた後の素材２を示している。図１の（ｄ）は、図１の（ｃ）の状態から鍛造加工された後の素材２を示している。ここで、この素材２の外周の長手方向に連続している符号８で示す部分は、鍛造加工によって発生したバリである。図１の（ｅ）は、図１の（ｄ）の状態から仕上加工により外周のバリ８が除去されて仕上げ成形された素材２を示している。図１の（ｆ）は、図１の（ｅ）の状態から穴開け加工により拡径部４に、ブッシュ装着用の穴１０を設けた後の製品（サスペンションアーム）１２を示している。

次に、図２から図４は、素材２の据込み加工を行う装置を概略的に示したものである。
図２に示すように、丸棒状の素材２は、下部クランプ冶具１４及び上部クランプ冶具１６によって外周が挟持されている。下部クランプ冶具１４及び上部クランプ冶具１６は、図４に示すように、素材２の外周に当接するクランプ曲面１４ａ，１６ｂが形成されており、これらクランプ曲面１４ａ，１６ａの曲率半径は素材２の半径より小さな値に設定されている。そして、素材２に対する下部クランプ冶具１４及び上部クランプ冶具１６のカジリ発生を防止するため、素材２を挟持するときには下部クランプ冶具１４と上部クランプ冶具１６の間に所定寸法の隙間Ｓが設けられている。

また、図２に示すように、下部クランプ冶具１４及び上部クランプ冶具１６により挟持されている素材２の長手方向の一方の端面側に据込み金型１８、他方の端面側に据込み金型２０が配置されている。
一方の据込み金型１８は、素材２の外周形状より大きな凹形状として形成した拡径部用型１８ａと、素材２の一方の端面が当接する拡径部用型１８ａの内壁に形成した凹溝形状のマーク用型１８ｂとを備えている。また、他方の据込み金型２０も、前記拡径部用型１８ａと同形状の拡径部用型２０ａと、素材２の他方の端面が当接する拡径部用型２０ａの内壁に形成した凹形状のマーク用型２０ｂとを備えている。

そして、図３に示すように、一対の据込み金型１８，２０を互いに近接する方向に移動させ、素材２を軸線方向の内方に圧縮して据込み加工を行うと、拡径部用型１８ａ，２０ａにより両端部に拡径部４が成形され、マーク用型１８ｂ，２０ｂにより各拡径部４の端面に凸状マーク２２が成形された所定の長さＬ１の素材２となる。
ここで、素材２を挟持している下部クランプ冶具１４及び上部クランプ冶具１６の間に隙間Ｓを設けたため、図５に示すように、据込み加工が完了した素材２の外周には、素材２の軸線に対して線対称位置に２箇所のひげ状のバリ６ａ，６ｂが長手方向に連続して発生する（図１（ｂ）も参照）。
そして、据込み加工により素材２の両端面に成形した凸状マーク２２は、２箇所のひげ状のバリ６ａ，６ｂが発生している位置を結ぶ径方向に延在するように帯状に成形されている。

次に、図６は、据込み加工が完了した素材２に対して曲げ加工を行う装置を概略的に示したものである。
図６に示すように、曲げ加工を行う装置は、メス金型２４と、オス金型２６と、メス金型２４に設けられ、素材２の曲げ鍛造方向の向きを設定する素材セット部材２８ａ，２８ｂとを備えている。
メス金型２４は台座（図示せず）に固定されており、オス金型２６は、メス金型２４に向けて移動自在に配置されている。

また、一方の素材セット部材２８ａは、メス金型２４のオス金型２６に対向する端面に設けられており、素材２の一方の端面に成形した凸状マーク２２が嵌まり込む位置決め溝３０が形成されている。この位置決め溝３０は、オス金型２６が移動する方向（以下、Ａ方向と略称する）に沿って直線状に延在している。また、他方の素材セット部材２８ｂも、メス金型２４のオス金型２６に対向する端面に設けられており、素材２の他方の端面に成形した凸状マーク２２が嵌まり込む位置決め溝３０が、Ａ方向に沿って直線状に延在して形成されている。

そして、素材セット部分の位置決め溝３０に凸状マーク２２が嵌まり込み、メス金型２４及びオス金型２６の間にセットされた素材２は、図６に示すような曲げ方向の向きに設定される。すなわち、凸状マーク２２がＡ方向に沿った方向に延在するので、外周に発生しているひげ状のバリ６ａ，６ｂもＡ方向に沿った方向に延在するようにして曲げ方向の向きが設定される。

次に、図７及び図８は、曲げ加工が完了した素材２に対して鍛造加工の過程を概略的に示したものである。
図７に示すように、鍛造加工を行う金型は、メス金型３２と、オス金型３４とを備えている。メス金型３２は台座（図示せず）に固定されており、オス金型３４は、メス金型３２に向けて移動自在に配置されている。

鍛造加工される素材２は、メス金型３２に上面視でＵ字状になるように設定される。すなわち、凸マーク２２はオス金型３４が移動する方向（以下、Ｂ方向と略称する）に対して直交する方向に延在するので、外周に発生しているひげ状のバリ６ａ，６ｂもＢ方向に対して直交する方向に延在するようにして鍛造方向の向きが設定される。
このように鍛造方向の向きが設定されている素材２が、メス金型３２及びオス金型３４により鍛造加工が行われると、図８に示すように、ひげ状のバリ６ａ，６ｂが発生している位置（Ｂ方向に対して直交する方向）と同一位置に、大きな形状のバリ８が発生する（図１の（ｄ）参照）。

そして、ひげ状のバリ６ａ，６ｂが発生していた位置と同一位置にバリ８が発生している素材２は、仕上加工により除去されて仕上げ成形される（図１の（ｅ）参照）。
なお、前述した据込み加工が本発明の据込み工程に相当し、曲げ加工が本発明の曲げ工程に相当し、鍛造加工が本発明の鍛造工程に相当し、仕上加工が本発明の仕上げ工程に相当し、メス金型３２及びオス金型３４が本発明の鍛造金型に相当している。

以上説明したように、本実施形態の自動車用サスペンションアームの製造方法は、従来技術のようにロール工程で素材２を所要長さ、太さに加工せず、据込み加工による圧縮加工で、所定の長さＬ１で、且つ両端部に拡径部４が成形されるので、従来技術と比較して大幅に加工時間の短縮化を図ることができる。
また、本実施形態の製造方法では、鍛造加工を行う際に素材２にバリ８が発生するが、このバリ８は、据込み加工で発生したひげ状のバリ６ａ，６ｂと同一位置に発生している。このように、据込み加工で発生したバリ６ａ，６ｂが鍛造加工で発生するバリ８に含まれるようにしているので、鍛造加工に移行する前にバリ６ａ，６ｂを削除する必要がなく、作業時間を短縮することができる。

しかも、素材セット部材２８ａ，２８ｂの位置決め溝３０に、据込み加工で素材２の両端面に成形した凸状マーク２２を嵌め込むだけで、鍛造加工を行うときに素材２に発生するバリ８が、据込み加工で発生したひげ状のバリ６ａ，６ｂと同一位置に発生するように、素材２の曲げ方向の向きを容易に設定することができる。つまり、素材２の位置決め部材として凸状マーク２２を設けたことから、曲げ加工を行う際の素材２のセットを簡単に行うことができる。
したがって、本実施形態は、製造時間の短縮を図りながら効率良く自動車用サスペンションアームを製造することができる。

なお、本実施形態では、据込み金型１８，２０に凹形状のマーク用型１８ｂ、２０ｂを設け、据込み加工により素材２の両端面に凸状マーク２２を形成し、この凸状マーク２２を素材セット部材分の位置決め溝３０に嵌め込むことで素材２の曲げ方向の向きを設定しているが、本発明の要旨がこれに限定されるものではなく、据込み金型１８，２０を素材軸直方向の断面が楕円になるように形成し、据込み加工時に素材２の両端部の断面が楕円になるように形成し、この端部を、メス金型２４の位置決め凸部に嵌め込んで素材２の曲げ方向の向きを設定しても、同様の効果を奏することができる。また、素材セット部分も本実施形態の構造に限定されるものではない。
また、本実施形態では、自動車用サスペンションアームの製造について説明したが、他の鍛造部品の製造に用いても同様の効果を奏することができる。

本発明に係る自動車用サスペンションアームの製造過程を示す図である。 本発明に係るプランプ冶具と据込み金型の構造を示す図である。 本発明に係る据込み工程を示す図である。 図２のIV−IV線矢視図である。 据込み工程を行った後に素材の外周に発生するひげ状のバリと、素材の端面に成形した凸状マークを示す図である。 本発明に係る曲げ工程を行う装置を示す図である。 本発明に係る鍛造工程を行う装置を示す図である。 鍛造工程を行うときに素材に発生するバリの位置を示す図である。

符号の説明

２ 素材
４ 拡径部
６ａ，６ｂ ひげ状のバリ（据込み工程で発生するバリ）
８ バリ（鍛造工程で発生するバリ）
１４ 下部クランプ冶具
１６ 上部クランプ冶具
１８，２０ 据込み金型
１８ａ，２０ａ 拡径部用型
１８ｂ，２０ｂ マーク用型（凹形状のマーク用型）
２２ 凸状マーク（マーク）
２４ 曲げ加工を行う装置のメス金型
２６ 曲げ加工を行う装置のオス金型
２８ａ，２８ｂ 素材セット部材
３０ 位置決め溝
３２ 鍛造加工を行う装置のメス金型
３４ 鍛造加工を行う装置のオス金型
Ｓ 隙間

Claims (8)

1. 棒状の素材の外周をクランプ冶具で挟持した後、前記素材の両端に配置した一対の据込み金型により前記素材を所定形状に圧縮加工する据込み工程と、この据込み工程を行った前記素材を鍛造金型により所定形状に加工する鍛造工程と、前記素材に発生したバリを除去して仕上げを行う仕上げ工程とを備え、
   前記素材の端面に当接する前記据込み金型の当接面に、凹形状のマーク用型を形成し、
   前記据込み工程を行うときに、前記凹形状のマーク用型により前記素材の前記端面に凸部を形成し、当該凸部を前記据込み工程で前記素材の外周に発生したバリの位置を示すマークとし、
   前記鍛造工程を行うときに、当該鍛造工程で前記素材の外周に発生するバリに前記据込み工程で発生したバリが含まれるように、前記マークを利用して前記素材の加工方向を設定することを特徴とする鍛造部品の製造方法。
2. 棒状の素材の外周をクランプ冶具で挟持した後、前記素材の両端に配置した一対の据込み金型により前記素材を所定形状に圧縮加工する据込み工程と、この据込み工程を行った前記素材を鍛造金型により所定形状に加工する鍛造工程と、前記素材に発生したバリを除去して仕上げを行う仕上げ工程とを備え、
   前記据込み工程を行うときに、前記素材の前記端部に、当該据込み工程により前記素材の外周に発生したバリの位置を示す形状を形成し、
   前記鍛造工程を行うときに、当該鍛造工程で前記素材の外周に発生するバリに前記据込み工程で発生したバリが含まれるように、前記素材の前記端部に形成した前記形状を利用して前記素材の加工方向を設定することを特徴とする鍛造部品の製造方法。
3. 前記据込み工程を行うときに、前記素材の前記端部に、当該据込み工程により前記素材の外周に発生するバリの位置を認識できる前記形状としての断面を形成することを特徴とする請求項２記載の鍛造部品の製造方法。
4. 前記素材の端面に当接する前記据込み金型の当接面に、凹形状のマーク用型を形成し、前記据込み工程を行うときに、前記凹形状のマーク用型により前記素材の前記端面に、前記形状としての凸部マークを形成することを特徴とする請求項２記載の鍛造部品の製造方法。
5. 棒状の素材の外周をクランプ冶具で挟持した後、前記素材の両端に配置した一対の据込み金型により前記素材を圧縮加工して両端部に拡径部を成形する据込み工程と、この据込み工程を行った前記素材を曲げ金型により曲げ加工する曲げ工程と、この曲げ加工を行った前記素材を鍛造金型により所定形状に加工する鍛造工程と、前記素材に発生したバリを除去して仕上げを行う仕上げ工程と、仕上げを行った前記素材の前記拡径部にブッシュ装着用の穴を開ける穴開け工程とを備え、
   前記素材の端面に当接する前記据込み金型の当接面に、凹形状のマーク用型を形成し、
   前記据込み工程を行うときに、前記凹形状のマーク用型により前記素材の前記端面に凸部を形成し、当該凸部を前記据込み工程で前記素材の外周に発生したバリの位置を示すマークとし、
   前記鍛造工程を行うときに、当該鍛造工程で前記素材の外周に発生するバリに前記据込み工程で発生したバリが含まれるように、前記マークを利用して前記素材の加工方向を設定することを特徴とする自動車用サスペンションアームの製造方法。
6. 棒状の素材の外周をクランプ冶具で挟持した後、前記素材の両端に配置した一対の据込み金型により前記素材を圧縮加工して両端部に拡径部を成形する据込み工程と、この据込み工程を行った前記素材を曲げ金型により曲げ加工する曲げ工程と、この曲げ加工を行った前記素材を鍛造金型により所定形状に加工する鍛造工程と、前記素材に発生したバリを除去して仕上げを行う仕上げ工程と、仕上げを行った前記素材の前記拡径部にブッシュ装着用の穴を開ける穴開け工程とを備え、
   前記据込み工程を行うときに、前記素材の前記端部に、当該据込み工程により前記素材の外周に発生するバリの位置を示す形状を形成し、
   前記鍛造工程を行うときに、当該鍛造工程で前記素材の外周に発生するバリに前記据込み工程で発生したバリが含まれるように、前記素材の前記端部に形成した前記形状を利用して前記素材の加工方向を設定することを特徴とする自動車用サスペンションアームの製造方法。
7. 前記据込み工程を行うときに、前記素材の前記端部に、当該据込み工程により前記素材の外周に発生するバリの位置を認識できる前記形状としての断面を形成することを特徴とする請求項６記載の自動車用サスペンションアームの製造方法。
8. 前記素材の端面に当接する前記据込み金型の当接面に、凹形状のマーク用型を形成し、前記据込み工程を行うときに、前記凹形状のマーク用型により前記素材の前記端面に、前記形状としての凸部マークを形成することを特徴とする請求項６記載の自動車用サスペンションアームの製造方法。

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