JPH0685973B2 - 中空品の鍛造方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、高炭素クローム軸受鋼などを対象とした中空
品の鍛造方法及びその装置に関する。

（従来の技術） 高炭素クローム軸受鋼などのリング状製品を鍛造成形す
る方法として、種々のものが提案されている。

例えば、第３図に示す如く、内面に軸方向に沿った溝20
を持つリング状製品19を、冷間鍛造により得るには、次
の方法が既知である。

円柱ブランクを押出ポンチにより、第４図に示すよう
なカップ状品21に加工を行ない、その後、同図に示す破
線部に切断して製品19を得る方法。

第５図に示すように、製品内面と相反する断面をもつ
マンドレル22の最大径より少し大きな内径をもつリング
状素材23の内面に、上型に取付けたマンドレル22を挿入
した後、リング状素材23とマンドレル22とを一緒にダイ
ス24内へ挿入すると共に、マンドレル22の外周に外嵌す
るリングポンチ25とマンドレル22とを同時に押し下げ、
素材23の内面がマンドレル22に沿うよう押出し、その
後、加工品26をエジェクタ27で取出し、第６図に示す如
く、破線部を切断して製品19を得る方法（例えば、特公
昭59−33463号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点） 前記の加工方法では、高炭素クローム軸受鋼の変形抵
抗が高いために、押出しポンチに大きな応力がかかり、
押出しポンチには少なからず曲りが発生する。従って長
尺のリング状製品の加工を行おうとしても、ポンチの長
さが長くなるため、製品の偏肉は悪化し、さらにはポン
チが座屈を生じ加工困難になる。また、比較的断面減少
率の小さな加工でも、押出しポンチは、ポンチのもつ強
度近くにまで達するような負荷応力を受けているため、
断面減少率の大きな、肉厚の薄い製品の加工を行おうと
しても、負荷応力がポンチの強度以上になってしまい、
ポンチの座屈、破損を生じ加工が出来ないと言う問題が
あった。

また、前記の方法では、リング素材の内径はマンドレ
ルの最大径より大きくなくてはならず、従って、素材内
面がマンドレルの最小径の部分にも完全に沿うように、
ダイス内のテーパー部で素材外径を強く絞らなければな
らず、ダイスの摩耗が激しく寿命が短い。またマンドレ
ルは、マンドレルが下降するにつれて、ダイスとマンド
レルの位置が相対的に動くために、マンドレルの成形部
分は軸方向にストレートで逃げはもうけられていない。
したがって素材内面は全面にわたってマンドレルと接し
ているので焼付が生じ易く、マンドレルの寿命は不安定
でしかも短い。

上記のとうりリング素材内径あるいは、ダイス、マンド
レルの成形部分の相対的な位置関係は変更の余地がな
く、ダイス、マンドレルの負荷低減あるいは、製品品質
の向上のための上記条件変更の処置がとれない。

ダイスとマンドレルとの心合せは、リングポンチを介し
て行われ、リングポンチは鍛造時にダイス内へ出入りを
くり返すため、公差的にも、取付精度的にも精度は良く
なく、リング製品の偏肉は悪い等の問題点があった。

（問題点を解決するための手段） 前記問題点を解決するために、本発明は、次の手段を講
じた。

即ち、中空品の鍛造方法の発明の特徴とする処は、ポン
チとダイスにより形成されたリング状空間に、リング状
素材を押入して、ポンチの成形部とダイスの成形部を通
過させることにより、リング状素材を所定形状に成形す
る鍛造方法であって、前記ダイスの成形部によりリング
状素材の外径が絞ぼられる前に、ポンチの成形部端部に
よりリング状素材の内周面を荒加工し、その後、ダイス
成形部によってリング状素材の外径を絞ぼると共に、ポ
ンチ成形部によりリング状素材の内周面を仕上成形する
ことにより、所定形状のリング状製品を得る点にある。

また、中空品の鍛造装置の発明の特徴とする処は、ポン
チとダイスにより形成されたリング状空間に、リング状
素材を押入して、ポンチの成形部とダイスの成形部を通
過させることにより、リング状素材を所定形状に成形す
る中空品の鍛造装置であって、前記ポンチとダイスは相
対移動不能に固定され、前記ポンチは、その素材押入側
からリング状素材の内径よりも径小の案内部、該案内部
に続く素材内径よりも径大な成形部、該成形部に続く成
形部より径小の逃し部に夫々形成され、前記ダイスは、
その素材押入側からリング状素材の外径より径大な案内
部、該案内部に続く素材外径より径小の成形部、該成形
部に続く成形部より径大の逃し部に夫々形成され、前記
ポンチの成形部の素材押入側端は、ダイスの同成形端部
より素材押入側に偏位している点にある。

（作用） 本発明によれば、ポンチとダイスにより形成されたリン
グ状空間に、リング状素材を押入して、ポンチの成形部
とダイスの成形部を通過させて、リング状素材を所定形
状の製品に加工するに際し、素材の外径を絞る前に、素
材内径を荒加工し、その後、素材の内・外径を仕上加工
するものであるから、素材内径は拡開し、外径は縮小す
るものである。

即ち、本発明によれば、製品の内径は素材の内径より大
きくなり、製品の外径は素材の外径より小さくなるの
で、製品の肉厚を薄くすることができる。

これに反し、前記従来のの方法によれば、製品の内径
は素材内径よりも小さくなる為、外径を大きく絞ぼらな
ければならず、肉厚を薄くすることができない。

即ち、本発明によれば、断面減少率55％以上を達成する
ことができる。

また、本発明によれば、素材の内・外径の加工に時間差
があるので、ポンチ及びダイスに作用する負荷応力が軽
減される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図において、１はダイスであり、該ダイス１の中央
部に上下方向に貫通する孔２が設けられ、該孔２にポン
チ３が挿入されている。該ポンチ３の上面とダイス１の
上面は略面一とされている。

前記ポンチ３の下部はホルダ４に固定され、該ホルダ４
はダイス１に固定されており、ポンチ３とポンチ１は相
対移動不能とされている。

前記ポンチ３の外周面と、ダイス１の孔２の内周面間
に、リング状の空間が形成され、この空間は上方に開口
している。

前記ポンチ３の下部にはエジェクタ５が上下方向移動自
在に外嵌されており、該エジェクタ５は前記ホルダ４を
貫通するプッシュロッド６によりリング状空間内を上下
動する。このエジェクタ５の上昇位置において、エジェ
クタ５の上端は、ダイス１の上面と略面一になる。

前記ダイス１の孔２の上方には、前記リング状空間に挿
脱自在となるリング状の押入手段７が、上下方向移動自
在に設けられている。

前記押入手段７を上昇させ、該押入手段７の下端とダイ
ス１上面間に空間を形成したとき、この空間に、リング
状素材８が挿入されるよう構成されており、該リング状
素材８は、押入手段７の下降により、前記リング状空間
に押入される。

第２図に示す如く、前記ポンチ３は、その素材押入側か
ら、前記リング状素材８の内径よりも径小の案内部10
と、該案内部10に続く素材内径よりも径大な成形部11
と、該成形部11に続く成形部より径小の逃し部12に形成
されている。

またダイス１の孔２も、その素材押入側から、前記リン
グ状素材８の外径より径大の案内部13と、該案内部13に
続く素材外径より径小の成形部14と、該成形部14に続く
成形部14より径大の逃し部15に形成されている。

前記ポンチ３の成形部11の素材押入側端部は、テーパー
部16に形成され、また、ダイス１の成形部14の同端部も
テーパー部17に形成されている。

そして、ポンチ３のテーパー部16はダイス１のテーパー
部17より上方に位置している。

前記各テーパー部16,17に続く各成形部11,14は軸方向に
ストレートに形成され、各成形部11,14の下端は、軸方
向に関して同じ位置に対面している。

前記ポンチ３の成形部11には、軸方向に沿った凹部18が
設けられ、凹部18の底径は、案内部10の外径より大き
い。

前記リング状素材８の内径は、ポンチ３の成形部11の最
大径と、凹部18底径との間の径とされている。

前記リング状素材８は、前記押入手段７の圧下によっ
て、ポンチ３とダイス孔２とによって形成されたリング
状空間に押入され、まず、素材８の内面がポンチ３の成
形部11のテーパー部16に接当して、同内面は拡開される
と共に、凹部18内に押しやられる。しかし、この状態で
は、素材８の内面は、凹部18に充満せず、凹部18底と素
材８の内面間に間隙がある（第２図の一点鎖線で示す状
態）。

次に、素材８がさらに圧下され、素材８の外周面がダイ
ス１のテーパー部17に当接し、該外径は絞ぼられるにつ
れ、素材８の内面も凹部18内に充満してゆき、両成形部
11,14のストレート部において凹部18への充満は完了
し、そして、逃し部12,15の位置において、素材８の内
・外周面は、ポンチ３及びダイス１のいずれにも接触し
おらず、この位置において、素材は、所定形状の製品19
に成形されている。

しかして、押入工程が完了すると、押入手段７が上昇す
ると共に、エジェクタ５が上昇し、製品19をダイス１の
孔２から上方に押し出す。

その後、製品19の端部の未加工部分を切断除去すること
により、所定の製品を得ることができる。

尚、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。

（発明の効果） 本発明によれば、・ポンチにかかる負荷応力が小さいた
め、長尺あるいは薄肉のリング状製品の製造が可能とな
った。・素材内径は内面成形ポンチの最大径より小さい
ため、しかも素材外径がダイスによりしぼられる前にあ
る程度の内面成形が行われるので、その後のダイスによ
るしぼり加工は軽度ですみダイス寿命が延びた。・ポン
チはダイス内に設置されているため、加工時には引張応
力は働かず、また成形部下部に逃げをもうけたため、焼
付を生じにくく、ポンチの寿命が延びた。・ポンチはダ
イス内に固定されているので、取付精度が向上し、また
ダイスとの間のはめあい公差も小さいので、製品の偏肉
は向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す鍛造装置の断面図、第２
図は同要部拡大図、第３図は中空品の正面図及び断面
図、第４図は従来例を示す側面図及び断面図、第５図は
従来例を示す断面図、第６図は従来例による製品の側面
図及び断面図である。 １……ダイス、３……ポンチ、８……リング状素材、11
……ポンチの成形部、14……ダイスの成形部。19……中
空品。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポンチとダイスにより形成されたリング状
   空間に、リング状素材を押入して、ポンチの成形部とダ
   イスの成形部を通過させることにより、リング状素材を
   所定形状に成形する鍛造方法であって、前記ダイスの成
   形部によりリング状素材の外径が絞ぼられる前に、ポン
   チの成形部端部によりリング状素材の内周面を荒加工
   し、その後、ダイス成形部によってリング状素材の外径
   を絞ぼると共に、ポンチ成形部によりリング状素材の内
   周面を仕上成形することにより、所定形状のリング状製
   品を得ることを特徴とする中空品の鍛造方法。
2. 【請求項２】前記リング状素材は、冷間鍛造により加工
   されることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
   中空品の鍛造方法。
3. 【請求項３】前記リング状素材の内周面の荒加工は、ポ
   ンチ成形部の端部に形成された徐々に径大となるテーパ
   ー部を介して行なわれることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の中空品の鍛造方法。
4. 【請求項４】リング状素材の外径絞りは、ダイス成形部
   の端部に形成された徐々に径小となるテーパー部を介し
   て行なわれることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の中空品の鍛造方法。
5. 【請求項５】前記ポンチの成形部外周面には、軸方向に
   沿った凹部が形成され、リング状素材の内周面荒加工に
   おいては、該内周面が凹部底に接触しない程度に加工さ
   れることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の中
   空品の鍛造方法。
6. 【請求項６】リング状素材の内周面仕上成形において
   は、ポンチ成形部の凹部の全周にリング状素材の内周面
   が接触することを特徴とする特許請求の範囲第５項に記
   載の中空品の鍛造方法。
7. 【請求項７】ポンチとダイスにより形成されたリング状
   空間に、リング状素材を押入して、ポンチの成形部とダ
   イスの成形部を通過させることにより、リング状素材を
   所定形状に成形する中空品の鍛造装置であって、前記ポ
   ンチとダイスは相対移動不能に固定され、前記ポンチ
   は、その素材押入側からリング状素材の内径よりも径小
   の案内部、該案内部に続く素材内径よりも径大な成形
   部、該成形部に続く成形部より径小の逃し部に夫々形成
   され、前記ダイスは、その素材押入側からリング状素材
   の外径より径大な案内部、該案内部に続く素材外径より
   径小の成形部、該成形部に続く成形部より径大の逃し部
   に夫々形成され、前記ポンチの成形部の素材押入側端
   は、ダイスの同成形端部より素材押入側に偏位している
   ことを特徴とする中空品の鍛造装置
8. 【請求項８】前記ポンチの成形部外周面には、軸方向に
   沿った凹部が形成されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第７項に記載の中空品の鍛造装置。
9. 【請求項９】前記ポンチ及びダイスの各成形部の終端
   は、軸方向に関し同じ位置であることを特徴とする特許
   請求の範囲第７項に記載の中空品の鍛造装置。