JP4771048B2 - ロール型 - Google Patents
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この場合、棒状素材W0から1回で最終的な形状の粗形材Wを成形することは困難である。そのため、一般に例えば、各段階の粗形材W1〜Wを成形するためのロール型を軸方向に所定のピッチで複数の孔型部10を配列するなど、複数のロール型群を用意する。そして、各ロール型に対してそれぞれマニプレータ13により各粗形材W1〜W3を90度回転させながら所定のピッチずつ横送する。
図9に示すように、従来の一般的なロール鍛造においては、断面円形形状の棒状素材W0(a)を楕円(オーバル)形状の粗形材W1に成形する工程(b)を行い(1パス目)、かかる粗形材W1をその軸廻りに90度変位させて断面矩形または菱形(スクエア)形状の粗形材W2’を成形する工程(c)を行い(2パス目)、かかる粗形材W2’をその軸廻りに90度変位させて断面オーバル形状の粗形材W3を成形する工程(d)を行い(3パス目)、次いで、かかる粗形材W3をその軸廻りに90度変位させて断面円形形状の最終的な形状の粗形材Wを予備成形する工程(e)を行う(4パス目)など、複数の工程により所望形状の粗形材Wを成形するようにしている。なお、棒状素材W0のマニプレータ13により把持された部分は未成形部として残るが、この未成形部は、そのまま前記粗形材Wの大径部2となる。
そして、スクエア孔型の孔型部10’は、その溝底10a’から両ロール型の互いの見切り面10c’に向かって直線状に広がる傾斜面10b’となるよう型彫りされている。このように構成されたロール型11’、12’では、断面オーバル形状に成形されて加熱状態の粗形材W1をその軸廻りに90度変位させた状態でマニプレータ13によって一端を保持して両ロール型11’、12’間に配置する(図10の(a))。
そして、両ロール型11’、12’を互いに反対方向に回転させながら粗形材W1を両ロール型11’、12’の孔型部10’の間に通して、粗形材W1の断面長手方向端部Lを押圧する(図10の(b))。この工程のロール鍛造当初においては粗形材W1の断面長手方向端部Lが孔型部10’の溝底10a’付近によって押圧され、次いで、ロール型11’、12’の溝底10a’と傾斜面10b’によって拘束されて次第に横方向に広がり(矢印を参照)、粗形材W1の材料が軸方向に流動するよう塑性変形されて、孔型部10’の形状と対応して断面スクエア形状の粗形材W2’が成形される(図10の(c))。
そして、このように成形された粗形材W2’を3パス目(図9の(d)を参照)で軸廻りに90度変位させて断面オーバル形状の粗形材W3を成形すると、引けが生じた部分の材料が軸方向に流動せず横方向に広がるように流動することによって、図12に写真で示すように、端面W2a’の引けた部分と対応する部分がさらに引けた端部W3a’の粗形材W3’が成形されることとなる。その後、かかる粗形材W3’を4パス目でその軸廻りに90度変位させて最終的な断面円形形状の粗形材Wを成形すると、図13に写真で示すように、粗形材W’の端部Wa’の引けた部分と側面との間に明瞭な稜線Jが形成される。図14に示すように稜線Jが形成された粗形材W’は、その後の型打鍛造で製品Aとしてステアリングナックのような所定形状に成形されると、図15に示すように、稜線Jが製品Aの形状を構成する部分にキズJ’として残り、品質上問題となる。なお、このような問題は、アルミニウム系の素材をロール鍛造する場合に顕著に発生する。
前記前粗形材を変位させてその断面長手方向端部を押圧して断面円形の粗形材を成形する工程のロール型と、
該粗形材を変位させて断面オーバル形状の後粗形材を成形する後工程のロール型とを備え前記棒状素材を所定形状に予備成形するロ−ル型群のうちの、前記前粗形材の断面長手方向端部を押圧して断面円形の粗形材を成形する工程のロール型であって、
外周面に孔型部を有しており、該孔型部は、前記オーバル形状の前粗形材の断面長手方向の端部との間に隙間が生じることなく押圧して、前記前粗形材の材料をその断面における横方向と、前記棒状素材の軸方向に流動させて断面円形の粗形材を成形するよう型彫されており、
前記ロール型が、その孔型部の溝底に、前工程で断面オーバル形状に成形された前粗形材の断面長手方向端部の幅と同じ幅で凹設され、前記断面オーバル形状の前粗形材の断面長手方向端部との間に隙間が生じることなく該断面長手方向の端部を保持し押圧する保持部を有することを特徴とする。
本発明のロール型11、12は、概略、アルミニウム系棒状素材W0を複数工程により所定形状に予備成形するロール型群のうちの所定の工程を行うもので、前工程(この実施の形態の場合は1パス目)で断面がオーバル形状に成形された前粗形材W1を変位させてその断面長手方向端部を押圧し、後工程(3パス目)でオーバル形状の後粗形材W3に成形されるための粗形材W2を成形する工程(2パス目)のロール型11、12が、断面ランド形状の粗形材W2を成形するものである。
そして、孔型部10と見切り面10cとの境界部10eは、断面オーバル形状に成形された粗形材W1をロール鍛造により塑性変形させる際にかじることがないよう、滑らかに連続する所定の半径の所謂アール形状に形成されている。
なお、本発明のロール型11、12によって断面ランド形状に成形される粗形材W2の断面積Sは、図4に示すように、従来のスクエア孔型11’、12’により断面スクエア形状に成形された粗形材W2’の断面積sと同じとなるように設定されている。
ここで、本発明のロール型11、12と、従来の技術(図10)で説明したように断面スクエア形状の粗形材W2’に成形するロール型11’、12’とを比較する。従来の断面スクエア形状の粗形材W2’を成形するロール型11’、12’では、上述したように(図10(b)を参照)粗形材W1の断面長手方向端部Lと孔型部10’の溝底10a’との間に生じた隙間Kに材料が流動するため、断面長手方向端部Lの軸方向への流動が少なくなり、断面長手方向端部Lと対応する端面W2a’の張出しが中央部と比較して少なくなって引けが生じることとなる。
これに対して、本発明のロール型11、12では、孔型部10が円弧状に型彫りされており、粗形材W1の断面長手方向端部Lとの間に隙間が生じることがないため、粗形材W1の材料が軸方向に均等に流動し、その結果として、成形された粗形材W2の端面W2aの張出しが均等となって引けが生じることがなくなった。従って、従来の技術のように最終的に予備成形された粗形材Wに稜線J(図14を参照)が形成されることがないため、後に型打鍛造により製造されるステアリングナックルなどの製品Aに傷J’(図15を参照)が残ることもなくなった。
本発明のロール型11、12は、上記実施の形態の構成に加えて、前工程でオーバル形状に成形され軸廻りに90度変位された前粗形材W1の断面長手方向端部Lをロール鍛造時に保持する保持部10aが孔型部10に形成されている。
本発明のロール鍛造方法は、概略、アルミニウム系棒状素材W0からロール鍛造により断面オーバル形状の前粗形材W1を成形する工程(この実施の形態では1パス目)と、この前粗形材W1を変位させてその断面長手方向端部Lを押圧して断面ランド形状の粗形材W2を成形する工程(2パス目)と、この粗形材W2を変位させて断面オーバル形状の後粗形材W3を成形する工程(3パス目)と、を行うものである。
Claims (1)
- アルミニウム系棒状素材を断面オーバル形状の前粗形材を成形する前工程のロール型と、
前記前粗形材を変位させてその断面長手方向端部を押圧して断面円形の粗形材を成形する工程のロール型と、
該粗形材を変位させて断面オーバル形状の後粗形材を成形する後工程のロール型とを備え前記棒状素材を所定形状に予備成形するロ−ル型群のうちの、前記前粗形材の断面長手方向端部を押圧して断面円形の粗形材を成形する工程のロール型であって、
外周面に孔型部を有しており、該孔型部は、前記オーバル形状の前粗形材の断面長手方向の端部との間に隙間が生じることなく押圧して、前記前粗形材の材料をその断面における横方向と、前記棒状素材の軸方向に流動させて断面円形の粗形材を成形するよう型彫されており、
前記ロール型が、その孔型部の溝底に、前工程で断面オーバル形状に成形された前粗形材の断面長手方向端部の幅と同じ幅で凹設され、前記断面オーバル形状の前粗形材の断面長手方向端部との間に隙間が生じることなく該断面長手方向の端部を保持し押圧する保持部を有することを特徴とするロール型。
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