JP2008264871A - Method for manufacturing member with flange - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、軸部と、軸部の外径方向に延びるフランジ部とを有する、車輪軸受装置のフランジ付部材の製造方法および鍛造用金型に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a flanged member of a wheel bearing device and a forging die, which include a shaft portion and a flange portion extending in the outer diameter direction of the shaft portion.
駆動車輪用の車輪用軸受装置は、ハブ輪と、転がり軸受と、等速自在継手とを一体化して構成される。 A wheel bearing device for a drive wheel is configured by integrating a hub wheel, a rolling bearing, and a constant velocity universal joint.
図12に示すように、3世代のハブ輪10は、中空の軸部1と、この軸部1の軸端で外径方向に突出する車輪取り付け用のフランジ部2と、フランジ部2の根元部で反軸部1側に突出する円筒状のパイロット3とを備えている。フランジ部2は、軸部1のアウトボード側端部(自動車への組み付け状態で車幅方向外側の端部:図12の左端部)に設けられる。各フランジ部2にはスタッドボルト4が装着されている。
As shown in FIG. 12, the third
ハブ輪10のインボード側端部(自動車への組み付け状態で車幅方向内側の端部:図12の右端部)には小径段部6が形成されており、この小径段部6には内輪7が嵌め込まれている。内輪7の外周面には内側軌道面9が形成され、また、ハブ輪10の軸方向の中間部外周面には内側軌道面8が形成されている。ハブ輪10のインボード側の先端が径方向外方に加締めて広げられることにより加締部11が形成され、内輪7がハブ輪10に加締め固定されている。
A small-
転がり軸受の一部を構成する外方部材(外輪)12は、その内周に2列の外側軌道面13、14が設けられる中空の筒状本体部15と、その筒状本体部15の外周に車体に取付けるためのフランジ部(車体取り付けフランジ部)16とを備える。そして、外方部材12の第1外側軌道面13とハブ輪10の第1内側軌道面8とが対向し、外方部材12の第2外側軌道面14と、内輪7の軌道面9とが対向し、これらの間に転動体17が介装される。また、転動体17は、ハブ輪10の軸部1の外径面と外方部材12の内径面との間に配設される保持器18にて支持されている。
An outer member (outer ring) 12 constituting a part of the rolling bearing includes a hollow cylindrical
ハブ輪10や外輪12の形状としては、円周方向の複数箇所で外径方向にフランジ部2,16を突出させた手裏剣型フランジタイプ(複数フランジタイプ)と、フランジ部2が円周方向で連続した円盤状の丸フランジタイプ(丸以外の異形である場合もある)とに大別される。ハブ輪及び外輪の鍛造技術は、熱間領域での密閉鍛造かバリ出し鍛造が主流である。特に手裏剣型フランジタイプでは、ハブ輪及び外輪のフランジが据込み加工時に材料が放射状に広がる性質を持つため、密閉鍛造で手裏剣型のフランジを加工すると充足不良が発生するおそれがある。従って、バリ出し鍛造でフランジを成形し、トリミングでバリと製品を切り離す方法を採用する場合が多い。一方、丸フランジタイプでは、閉塞鍛造では成形できないため、熱間領域の密閉鍛造で成形する場合が多い。
As for the shape of the
この他、従来では、3世代の車輪用軸受装置のハブ輪10及び外輪12を全て冷間で閉塞鍛造するものが知られている(特許文献1及び特許文献2)。
In addition, conventionally, there is known one in which the
このうち、例えば特許文献2に開示された方法では、まず、図13(a)に示す中空円筒状の軸部素材20に対して、前方押し出し成形を施すことにより、図13(b)の軸部20aが成形される。次いで、軸部20aの頭部を据え込みし、図13(c)に示すような軸部材20bが成形される。さらに、この軸部材20bに、頭部後方押し出し成形を施すことで、図13(d)に示すように、軸部1、及び位置決め用筒部(ブレーキパイロット)3の内周形状となる段付きの窪み部19aを備えた頭部19が成形される。次いで、この成形品20cに対して図示省略の成形型を用いて側方押し出し成形を施すことにより、図13(e)と図12に示すように、車輪取り付け用フランジ2とブレーキパイロット(位置決め用筒部)3を一体にしたハブ輪10が成形される。
Among these, for example, in the method disclosed in
特許文献1及び特許文献2に記載された何れの製造方法でも、製品形状に応じて中実材あるいは中空の素材を選択し、全ての工程を冷間加工で成形することになる。このため、加工歪が蓄積されて加工硬化による強度向上を図ることができるとともに、ニアネットシェイプ化によりコスト削減を図ることができる。
従来のように、手裏剣型フランジタイプを熱間バリ出し鍛造で成形する場合、丸フランジタイプを熱間密閉鍛造で成形するためのプレス設備に加え、別のトリミング用プレス設備を使用する必要があるため、設備費が嵩んでコスト高となる。また、特に熱間バリ出し鍛造では、多様なフランジ形状を作り出せる反面、トリミングでフランジを形成するために切り離したバリは廃棄せざるを得ず、歩留りが悪くなる。さらに、熱間バリ出し鍛造や熱間密閉鍛造を行うプレス設備および金型装置は閉塞機構を具備しておらず、閉塞鍛造を行う場合には別のプレス設備が必要となり、コスト高となる。 When forming a shuriken type flange type by hot deburring forging as in the past, it is necessary to use another trimming press facility in addition to the press facility for forming the round flange type by hot sealed forging. Therefore, the equipment cost increases and the cost becomes high. In particular, in hot deburring and forging, various flange shapes can be created, but on the other hand, burrs cut off to form a flange by trimming must be discarded, resulting in poor yield. Furthermore, the press equipment and die apparatus for performing hot deburring forging and hot hermetic forging do not have a closing mechanism, and when performing closed forging, another press equipment is required, resulting in an increase in cost.
一方、特許文献1および2に開示された方法では、全ての工程を冷間加工で成形しているので、加工ひずみの蓄積が大きくなる。そのため、フランジ部を成形する工程において、図10と図11に示すように、車輪取付用フランジ部2の付け根部に材料割れBが発生するおそれがある。この場合、材料割れ防止処置として、閉塞鍛造前に球状化焼鈍等の熱処理及びボンデ等の潤滑処理が必要になるため、一つのダイセットで連続加工することが困難となり、かつ熱処理や潤滑処理を要する分だけコストが高騰する。また、外輪の成形に際しては、素材として中空材を使用する必要があり、多種多様の外輪形状に対応するためには、形状の異なる多数の中空材について在庫を持つ必要があり、コスト面で不利となる。さらに、ハブ輪が中実状の従動輪用である場合(例えば特許文献1の図4)と、図13に示す中空の駆動輪用である場合(例えば特許文献2の図4)とで、使用する素材形状が中実状と中空状で異なるため、素材を共用化することができない。加えて、特許文献2では、フランジ部の成形を冷間のバリ出し鍛造で行っているため、歩留りが悪くなる。
On the other hand, in the methods disclosed in
本発明は、歩留りの向上、素材の共通化等の対策により車輪軸受装置のフランジ付き部材の低コスト化を図ることを目的とする。併せて、連続加工が可能であること、ダイセット交換にて閉塞鍛造と従来型の密閉鍛造またはバリ出し鍛造との双方に対応できること、材料割れの発生を防止できることをも目的とするものである。 It is an object of the present invention to reduce the cost of a flanged member of a wheel bearing device by taking measures such as improving yield and sharing a material. In addition, it is also intended to be capable of continuous processing, to support both closed forging and conventional closed forging or deburring forging by die set exchange, and to prevent the occurrence of material cracking. .
以上の目的を達成するため、本発明は、素材から、軸部と、軸部の外径方向へ延び、車輪または車体に取り付けるためのフランジとを有する、車輪軸受装置のフランジ付き部材を製造するための方法であって、複数ステージを有する一つのダイセットで、素材に密閉鍛造を施してフランジ部のない中間成形品を成形する前成形工程と、前記中間成形品に閉塞鍛造を施してフランジ部(手裏剣型のフランジ部)を有するフランジ付き成形品を成形するフランジ成形工程と、前記フランジ付き成形品の軸芯部に孔を成形する穴開け工程とを有するものである。 In order to achieve the above object, the present invention manufactures a flanged member of a wheel bearing device having a shaft portion and a flange that extends in the outer diameter direction of the shaft portion and is attached to a wheel or a vehicle body. A pre-forming step for forming an intermediate molded product without a flange portion by subjecting the material to a closed forging with a single die set having a plurality of stages, and a flange for performing closed forging on the intermediate molded product A flange forming step of forming a flanged molded product having a portion (shuriken-shaped flange portion) and a hole forming step of forming a hole in the shaft core portion of the flanged molded product.
ここでの「前成形工程」は、ダイセット内でフランジ成形工程前に行なわれる工程の総称である。「前成形工程」を1回の鍛造で完了することが難しければ、複数回(例えば2回)に分けて行うこともできる。例えば、図1および図5に示す実施形態は、2回に分けた例で、図1に示す実施形体においては軸出し工程と据込み工程が前成形工程に相当し、図5に示す実施形態では、据込み工程と組合せ押出し工程が前成形工程に相当する。 The “pre-forming step” here is a general term for steps performed in the die set before the flange forming step. If it is difficult to complete the “pre-forming step” by one forging, it can be performed in a plurality of times (for example, twice). For example, the embodiment shown in FIGS. 1 and 5 is an example divided into two times. In the embodiment shown in FIG. 1, the centering process and the upsetting process correspond to the pre-molding process, and the embodiment shown in FIG. Then, the upsetting process and the combined extrusion process correspond to the pre-molding process.
以上の方法において、各ステージにそれぞれ素材や成形品(中間成形品、フランジ付き成形品)を投入することにより、車輪軸受装置のフランジ付き部品、例えばハブ輪(車輪用軸受装置において、等速自在継手の外側継手部材の軸部が嵌入する部品)を連続して成形することができ、生産性の向上が図られる。また、フランジ部の成形に閉塞鍛造を採用しているので、従来のようにバリ出し鍛造でフランジ部を成形する場合に比べ、バリの発生を抑えて歩留りを向上させることができる。さらに、全ての工程を冷間の閉塞鍛造で行う場合に必要となる球状化焼鈍し等の熱処理やボンデ処理等の潤滑処理も不要となるので、低コスト化を図ることができる。 In the above method, by introducing raw materials and molded products (intermediate molded products, molded products with flanges) to each stage, flanged parts of wheel bearing devices, for example, hub wheels (constant speed in wheel bearing devices) The part into which the shaft portion of the outer joint member of the joint is fitted can be continuously formed, and the productivity can be improved. Further, since closed forging is employed for forming the flange portion, the generation of burrs can be suppressed and the yield can be improved as compared with the conventional case where the flange portion is formed by deburring forging. Furthermore, since the heat treatment such as spheroidizing annealing and the lubrication treatment such as the bond treatment, which are necessary when performing all the steps by cold closed forging, are not required, the cost can be reduced.
この場合、前成形工程、フランジ成形工程、および穴開け工程を温間領域〜熱間領域で行うのが望ましい。これにより、手裏剣型のフランジ付き部品でも精度の良い成形が可能となる。特にA1変態点以下の温間領域で加工した場合には、成形品に加工歪みによる加工硬化を僅かではあるが生じさせることができ、強度アップを図ることができる。 In this case, it is desirable to perform the pre-molding process, the flange molding process, and the drilling process in the warm region to the hot region. Thereby, even a shuriken type flanged part can be molded with high accuracy. In particular, when processing is performed in a warm region below the A1 transformation point, the molded product can be slightly hardened due to processing distortion, and the strength can be increased.
また、本発明の鍛造用金型装置は、第1ステージから第4ステージまでを備え、軸部材とこの軸部材から外径方向へ延びるフランジとを有するフランジ構造体を成形する鍛造用金型装置であって、第1ステージから第4ステージまでは協働しており、各ステージでの成形が同時に行われる。第1ステージから第2ステージにかけて素材に前加工を行い、第3ステージではフランジを成形する成形加工を行い、第4ステージでは第3ステージにて成形された成形品に軸心穴を形成する加工を行う。以上の第1ステージから第4ステージを構成するダイセットは、第3ステージにおいて閉塞鍛造型を構成するタイプと、第3ステージにおいて密閉鍛造型またはバリ出し鍛造型を構成するタイプとを備え、これらを選択的に用いる。タイプの異なるダイセットは、例えば、段取り機で準備する。この準備したダイセットをユニット交換することで、タイプの異なるダイセットへの切り替えを行うことができる。 A forging die apparatus according to the present invention includes a first stage to a fourth stage, and forms a flange structure having a shaft member and a flange extending from the shaft member in an outer diameter direction. However, the first stage to the fourth stage cooperate, and molding at each stage is performed simultaneously. Pre-processing the material from the first stage to the second stage, forming the flange in the third stage, and forming the center hole in the molded product formed in the third stage in the fourth stage I do. The die set constituting the first stage to the fourth stage described above includes a type constituting a closed forging die in the third stage and a type constituting a closed forging die or a deburring forging die in the third stage, and these Is selectively used. Different types of die sets are prepared by a setup machine, for example. By changing the unit of the prepared die set, it is possible to switch to a different type of die set.
本発明の鍛造用金型装置によれば、第3ステージにおいて閉塞鍛造型を有する閉塞鍛造タイプのダイセットを用いれば、周方向に沿って所定ピッチでフランジ部が複数個配設された手裏剣型フランジタイプのハブ輪等を成形することができる。また、第3ステージにおいて、密閉鍛造型を有する密閉鍛造タイプのダイセットを用いれば、円盤状のフランジ部を有する丸フランジタイプのハブ輪等を成形することができる。閉塞鍛造で加工できない複雑な形状のものや、密閉鍛造ではプレスの加圧能力が不足している場合には、第3ステージにおいてバリ出し鍛造型を有するダイセットを使用することで成形することが可能となる。 According to the forging die device of the present invention, if a closed forging type die set having a closed forging die is used in the third stage, a shuriken type in which a plurality of flange portions are arranged at a predetermined pitch along the circumferential direction. A flange-type hub ring or the like can be formed. In addition, if a closed forging die set having a closed forging die is used in the third stage, a round flange type hub wheel having a disk-like flange portion or the like can be formed. If you have a complicated shape that can not be processed by closed forging or if the press forging capacity is insufficient in closed forging, you can form by using a die set with a deburring forging die in the third stage It becomes possible.
ダイセットの第3ステージが閉塞鍛造型で構成されるタイプでは、全ステージで温間から熱間領域で連続加工することができる。また、ダイセットの第3ステージが密閉鍛造型またはバリ出し鍛造型で構成されるタイプでは、全ステージで熱間領域で連続加工することができる。これにより、フランジ部の成形性を向上させることができる。 In the type in which the third stage of the die set is constituted by a closed forging die, continuous processing can be performed from the warm to the hot region at all stages. Further, in the type in which the third stage of the die set is constituted by a closed forging die or a deburring forging die, continuous processing can be performed in the hot region at all stages. Thereby, the moldability of a flange part can be improved.
また、閉塞鍛造型の閉塞機構を油圧装置で駆動するとともに、この油圧装置をダイセット及びプレス装置の外に配置し、油圧装置をダイセットの油圧供給口に対して着脱可能に構成する。 Further, the closing mechanism of the closed forging die is driven by a hydraulic device, and this hydraulic device is disposed outside the die set and the press device, and the hydraulic device is configured to be detachable from the hydraulic supply port of the die set.
以上のように、本発明方法によれば、車輪軸受装置のフランジ付き部品を連続して成形することができ、生産性の向上が図られる。また、バリの発生を抑えて歩留りを向上させることができる。さらに、冷間の閉塞鍛造で行う場合に必要となる球状化焼鈍し等の熱処理やボンデ処理等の潤滑処理も不要となるので、低コスト化を図ることができる。 As described above, according to the method of the present invention, the flanged parts of the wheel bearing device can be continuously formed, and the productivity can be improved. In addition, the yield can be improved by suppressing the generation of burrs. Furthermore, since heat treatment such as spheroidizing annealing and lubrication treatment such as bond treatment, which are necessary when performing cold closed forging, are not required, cost reduction can be achieved.
また、本発明の鍛造用金型装置では、閉塞鍛造タイプのダイセットを用いれば、手裏剣型フランジタイプのハブ輪等を連続成形することができ、また、密閉鍛造タイプのダイセットを用いれば、丸フランジタイプのハブ輪等を連続成形することができる。このため、生産性に優れ、低コストにて、両タイプのハブ輪等を確実に成形することができる。 Further, in the forging die device of the present invention, if a closed forging type die set is used, a shuriken flange type hub ring or the like can be continuously formed, and if a closed forging type die set is used, A round flange type hub ring or the like can be continuously formed. For this reason, both types of hub wheels and the like can be reliably molded at low cost with excellent productivity.
閉塞鍛造型の閉塞機構を油圧装置で駆動すれば、閉塞鍛造型の開閉動作が安定して、高精度の製品を成形することができる。しかも、油圧装置をダイセット及びプレス装置の外へ設置し、必要に応じて油圧装置が使用できるよう油圧供給口をダイセットに設けて、この油圧供給口に油圧装置を着脱可能とすれば、異なる方式の鍛造型を有するダイセットの交換を容易に行うことができる。 If the closing mechanism of the closed forging die is driven by a hydraulic device, the opening and closing operation of the closed forging die is stabilized and a highly accurate product can be formed. In addition, if the hydraulic device is installed outside the die set and the press device, a hydraulic supply port is provided in the die set so that the hydraulic device can be used as necessary, and the hydraulic device can be attached to and detached from this hydraulic supply port. Die sets having different types of forging dies can be easily exchanged.
以下本発明の実施の形態を図1〜図9に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
本発明では、車輪軸受装置のフランジ付き部材として、例えば図2(e)、図3に示す3世代のハブ輪39が鍛造成形される。このハブ輪39は、外周に軸受軌道面34が形成される軸部31と、この軸部31の大径部31aの外径面から外径方向へ突出される車輪取り付け用フランジ32と、車輪取り付け用フランジ32の根元部に反軸部側に突設されるブレーキパイロット33とを備えた駆動側である。このハブ輪39は、車輪取り付け用フランジ32が図3に示すように周方向に沿って90°ピッチに4個が配設された手裏剣型フランジタイプである。ハブ輪39の軌道面34には、高周波焼入れ等により硬化層が形成される。高周波焼入れを行う場合、軌道面34の表面に必要な硬さと深さの硬化層を安定して形成することができ、高品質の製品を提供することができる。
In the present invention, for example, a three-
このハブ輪の鍛造は、第1工程〜第4工程を順次経ることで行われる。第1工程は、前方押し出しにより、図2(a)に示す中実丸棒状の素材35(ビレット)の軸出しを行う(軸出し工程)。素材35は、例えばJISに規定されたS53C等の中炭素鋼で形成される。第2工程は、軸出し工程で得た中間成形品35a(同図(b)参照)の据込みを行う(据込み工程)。本実施形態では、この据込み工程で中間成形品35aの頭部根元に軸受軌道面34を成形する。第3工程は、据込み工程で得た軸状の中間成形品36に側方押し出しを行ってフランジ32を成形し、同時にブレーキパイロット33、および下穴37aを成形する(フランジ成形工程)。第4工程は、フランジ成形工程で得たフランジ付きの成形品38(同図(d)参照)の下穴37aを軸端まで貫通させて軸心穴37を成形する(穴開け工程)。軸出し工程と据込み工程が、フランジ成形前に行なわれる「前成形工程」を構成する。
The forging of the hub wheel is performed by sequentially performing the first to fourth steps. In the first step, the solid round bar-shaped material 35 (billet) shown in FIG. 2A is axially extruded by the forward extrusion (axial alignment step). The
以上に述べた各工程は、全てA1変態点以下の温度領域を使用する温間鍛造で行われる。温間鍛造温度としては、熱間鍛造に近い温度域(600〜700℃程度)を使用するものと、冷間鍛造に近い温度域(300℃〜500℃程度)を使用するものとが知られているが、本発明では、何れの温度域を使用してもよい。 Each process described above is performed by warm forging using a temperature region below the A1 transformation point. As the warm forging temperature, those using a temperature range close to hot forging (about 600 to 700 ° C.) and those using a temperature range close to cold forging (about 300 ° C. to 500 ° C.) are known. However, any temperature range may be used in the present invention.
図1に上記ハブ輪39を成形するための鍛造用金型装置を示す。この金型装置は、複数ステージを有するダイセットを使用したものである。複数ステージとして、軸出し工程を行う第1ステージ62と、据込み工程を行う第2ステージ63と、成形工程を行う第3ステージ64と、穴開け工程を行う第4ステージ65とが設けられている。このダイセットに各種金型を取り付けて図示しないプレス機に装着し、固定側の下型ユニット60と可動側の上型ユニット61とを衝合させることにより、各ステージ62〜65で上記の各工程が同時に行われる。なお、図1では、ダイセットを構成するガイドブッシュやガイドポストの図示を省略している。
FIG. 1 shows a forging die apparatus for forming the
下型ユニット60には、上記各ステージに対応してダイ71a〜71dが設けられる。各ダイ71a〜71dは、各ステージに設けたプレッシャープレート68a〜68d、中間ブロック69a〜69d、およびガイドリング73a〜73dを介し、ロアプレート66およびダイプレート67に位置決め保持される。第4ステージを除く第1ステージ〜第3ステージでは、各ダイ71a〜71cの外周が保持リング72a〜72cによって保持されている。各中間ブロック69a〜69dには、エジェクタ70a〜70dが組み込まれており、このエジェクタ70a〜70dは、プレッシャープレート68a〜68dを貫通したノックアウトピン82a〜82dによって押し上げられる。
The
上型ユニット61には、上記各ステージに対応して上パンチ111a〜111dが設けられる。各上パンチ111a〜111dは、各ステージに設けたプレッシャープレート109a〜109d、および保持リング110a〜110dを介し、アッパープレート102およびパンチプレート103に位置決め保持されている。
The
第3ステージ64には、ダイ75が配置される。このダイ75を降下させて下ダイ71cと衝合させ、下ダイ71cとの間に成形空間を形成した状態で、成形空間に上パンチ111cを押し込むことにより、閉塞鍛造による側方押し出しが行われ、フランジ付きの成形品38(図2(d)参照)が得られる。上パンチ111cには、成形品38に下穴37aを成形するためのピン121が設けられ、上パンチ111cの加圧による側方押し出しと同時にピン121によって成形品の軸心に図2(d)に示す下穴37aが成形される。上ダイ75の外周を保持する金型保持体86とパンチプレート103との間に、金型保持体86の上下動を案内するガイドロッド120が配置されている。
A die 75 is disposed on the
アッパープレート102には、第3ステージ64の成形工程において、上型ユニット61が下死点に到達するまでの間、ダイ75に閉塞力を与える閉塞機構112が付設されている。閉塞機構112は、アッパープレート102に設けられた第1油室114と、第1油室114に収容されたピストン113と、上ダイ75を保持する金型保持体86とを含む。
The
アッパープレート102には、2系等の油圧供給口117、118を有するブロック片115が固定されている。ブロック片115の先端は、ピストン113に形成した穴部に摺動可能に嵌入される。この状態で、ブロック片115に形成した穴部とピストン113に形成した穴部とで第2油室116が形成される。一方の油圧供給口117は第1油室114に連通し、他方の油圧供給口118は第2油室116に連通している。第1油室114の開口部は蓋部材119で密閉されている。
The
第4ステージ65の穴開け工程には、ピストン122と、ピストン122に駆動される押え型123とが配置される。ピストン122の基端は、アッパープレート102に形成された第3油室124に収容され、この第3油室124にアッパープレート102に形成された油圧供給口128が連通している。穴開け工程のパンチ111dの中心には、成形品に軸心穴37を成形する穴開けピン125が固定されている。また、押え型123とパンチプレート103との間に、押え型123の上下動を案内するガイドロッド126が配置されている。
In the hole making process of the
穴開け工程の下型ユニット60において、エジェクタ70d、中間ブロック69d、およびプレッシャープレート68d等には、軸心穴37を成形した際に生じるポンチカス(打ち抜きカス)を外部へ排出する排出路127が形成されている。
In the
油圧供給口117,118,128には油圧装置130の配管139・140がそれぞれ接続されている。油圧装置130は、油圧ポンプ131と、第1切換弁132と、第2切換弁133と、リリーフ弁134とを備える。ポンプ131と第1切換弁132とは第1連結管135を介して連結され、第1切換弁132と第2切換弁133とは、逆止弁136が介設された第2連結管137を介して連結されている。第2連結管137にリリーフ弁134が接続管138を介して接続される。この場合、接続管138は、逆止弁136と第2切換弁132との間で接続される。
第1油室114に連通する油圧供給口117と第2切換弁133の一方のポートBとが第3連結管139を介して連結され、第2油室116に連通する油圧供給口118と、第3油室124に連通する油圧供給口128とが第4連結管140を介して第2切換弁133の他方のポートAに連結されている。各油圧供給口117・118・128と各連結管139・140とは、任意に着脱可能な接続構造で接続する。
A hydraulic
図1に示す金型装置では、第1ステージのダイ71aに投入された素材35aは、成形後に図示しないトランスファ装置によって移送され、第2ステージのダイ71bに投入される。以後、この成形品をトランスファ装置で第3ステージおよび第4ステージに順送りし、各ステージで所定の成形を施すことによりハブ輪が得られる。
In the mold apparatus shown in FIG. 1, the
第3ステージ64では、下ダイ71cに中間成形品36を挿入した後に、上ダイ75を閉じた状態で閉塞鍛造が行われる。上側ユニット61が下死点まで下降する間に、まず上下のダイ75・71cが衝合する。ダイ75・71cの衝合後は、上側ユニット61の下降に伴い、金型保持体86がピストン113を上方向へ押して第1油室114の油が油圧供給口117を介してリリーフ弁134に逃げる。この時、リリーフ弁134の設定圧力分だけ第1油室114が圧力を持ち、金型保持体86および上ダイ75に閉塞力が与えられる。なお、上下に衝合した上ダイ75と、上ダイ75に衝合する下ダイ71cとの間に成形空間が形成される。
In the
上側ユニット61が下死点に達することにより、第1ステージ62においてダイ71a、上パンチ111a、およびエジェクタ70aを用いた密閉鍛造で素材35aが成形され、第2ステージ63においてダイ71b、上パンチ111b、およびエジェクタ70bを用いた密閉鍛造で中間成形品36が成形される。また、第3ステージ64において上下のダイ75・71c、上パンチ111c、エジェクタ70c、およびピン121を用いた閉塞鍛造でフランジ付き成形品38を成形し、第4ステージ65においてフランジ付き成形品38に穴開けピン125による穴開け加工で軸心穴37を形成し、最終成形品39を得る。以上に述べた各ステージ62〜65での成形は上型ユニット61の下降により同時に行われる。
When the
下死点を過ぎて上方ユニット61が上昇に転ずる際には、切換弁133を切換えて、油圧ポンプ131からの油を第4連結管140および油圧供給口118を介して第2油室116に供給する。これにより、上ダイ75へ成形品が食い付くことを防止するストリップ力が発生する。ガイドロッド120・126が金型保持体86および押え型123と係合し、金型保持体86および押え型123が上昇を始めるまで、ストリップ力を保持することができる。なお、ガイドロッド120・126は、ピン121および穴開けピン125が第3および第4ステージの成形品38・39から離れるまでストリップ力を保持するようにその長さが設定されている。
When the
このため、上型ユニット61を上昇させる際に、第3ステージ64においては、パンチ111c及びピン121が上昇する一方で、成形品38が上ダイ75に拘束されてその位置に止まるため、パンチ111c及びピン121を成形品38から抜くことができる。このように、ブロック片115とピストン113との間に第2油室116を形成することにより、第3ステージ64の成形空間に成形品38を残した状態で上型ユニット61の上昇を可能とする成形品押え手段146が構成される。
Therefore, when the
また、穴開け工程を行う第4ステージ65においては、上型ユニット61の上昇に伴って、穴開けピン125が上昇する一方で、製品39が押え型123に拘束されてその位置に止まるため、穴開けピン125を製品39から抜くことができる。このように、上型ユニット61に第3油室124を設けることにより、上型ユニット61の型開きに際して、最終製品39を下型ユニット60側に残した状態に押し込む押え手段148が構成される。
Moreover, in the
上型ユニット61の型開き後に、ノックアウトピン82a〜82dによってエジェクタ70a〜70dが押し上げられ、各ステージにおいて成形品が脱型される。
After the
このように、図1に示す金型装置を使用すれば、筒状の軸部31と、この軸部31から外径方向へ延びるフランジ部32とを備えたハブ輪39(車輪用軸受装置において、等速自在継手の外側継手部材の軸部が嵌入するハブ輪)を連続して成形することができ、生産性の向上が図られる。この際、従来のようにバリ出し鍛造後にトリミングを行う場合に比べ、バリの発生を抑えて歩留りを向上させることができる。また、全ての工程を冷間の閉塞鍛造で行う場合に必要となる球状化焼鈍し等の熱処理やボンデ処理等の潤滑処理も不要となるので、低コスト化を図ることができる。また、各工程での鍛造が温間領域で行われるため、各成形品に加工歪みによる加工硬化を僅かではあるが生じさせることができ、成形品の強度アップを図ることができる。
As described above, when the mold apparatus shown in FIG. 1 is used, the hub wheel 39 (in the wheel bearing device) includes the
また、第3ステージ64の閉塞機構112が油圧装置130で構成されているので、閉塞機構112の上下動作を安定させることができ、高精度のフランジ付き成形品38を成形することができる。しかも、油圧装置130をダイセット及びプレス装置の外へ設置し、かつ連結管139・140をダイセットの油圧供給口117・118・128に対して着脱自在にしているので、後述のようにダイセットを交換する際にも容易に油圧装置130を再接続することができる。
Further, since the
さらに、特許文献1あるいは2に記載された発明と異なり、素材として中空材を用いる必要は必ずしもないので、種々の製品の穴径及び肉厚に合わせた中空素材を揃える必要がなく、コストの低減を図ることができるとともに、在庫管理の簡素化を図ることができる。
Furthermore, unlike the invention described in
図1に示すダイセットは、手裏剣型フランジタイプのハブ輪39を成形するためのもので、第3ステージ64で閉塞鍛造を行う閉塞鍛造タイプであるが、このダイセットを、別に準備した密閉鍛造タイプのダイセットとユニット交換することで、第3ステージ64で密閉鍛造を行うこともできる。このユニット交換を短時間で行えるように各ダイセットは車輪を有する。
The die set shown in FIG. 1 is for forming a shuriken-type flange
密閉鍛造タイプのダイセットでは、図4に示すように、第3ステージに、下型ユニット60に取り付けられたダイ150およびエジェクタ155と、上型ユニット61に取り付けられた上パンチ151・152・153とが設けられる。閉塞鍛造タイプのダイセットのような閉塞機構112および油圧装置130は具備しない。上型ユニット61の下降によって、成形素材36をダイ150と上パンチ151〜153とエジェクタ155とで形成される成形空間154内で塑性変形させ、密閉鍛造によりフランジ付き成形品38を成形する。この密閉鍛造は、A1変態点以上の亜熱間あるいは熱間領域で行う。
In the closed forging type die set, as shown in FIG. 4, the
この密閉鍛造タイプのダイセットでは、上記の第3ステージ64を除き、第1ステージ62、第2ステージ63、および第4ステージ65の金型構造は、図1に示す閉塞鍛造タイプのダイセットと同様である。
In this closed forging type die set, except for the
この他、第3ステージ64の成形工程でバリ出し鍛造を行うダイセット(バリ出し鍛造タイプのダイセット:図示省略)を使用することもできる。このバリ出し鍛造を採用する場合、全ステージ62〜65が亜熱間あるいは熱間領域で行われ、バリ出し鍛造後の成形品38のフランジ部32には外径方向の横バリが形成される。このバリ出し鍛造タイプのダイセットでは、第3ステージ64に、バリ出し鍛造用の金型(図1に示す閉塞機構112は具備しない)が設置され、かつ第4ステージ65の穴開け工程にトリミング工程(あるいは冷間トリミング)が加えられる。これ以外の第1ステージ62および第2ステージ63の金型構造は、図1に示す閉塞鍛造タイプのダイセットと共通する。
In addition, a die set for performing deburring and forging in the molding process of the third stage 64 (deburring and forging type die set: not shown) may be used. When this deburring forging is adopted, all the
以上に述べた各種ダイセットのうち、閉塞鍛造タイプのダイセットを使用すれば、手裏剣型フランジタイプのハブ輪39を成形することができ、密閉鍛造タイプまたはバリ出し鍛造タイプのダイセットを使用すれば、丸フランジタイプのハブ輪等を成形することができる。このように各種ダイセットを交換することにより、手裏剣型フランジタイプのハブ輪と丸フランジタイプのハブ輪を効率よく低コストに成形することが可能となる。
Of the various die sets described above, if a closed forging type die set is used, the shuriken type flange
図5に鍛造用金型装置の他の実施形態を示す。この金型装置で用いられるダイセットは、フランジ付き部材として、車輪軸受装置の外方部材(外輪:図12の符号12)を製造するためのものである。外輪52は、図6(e)及び図9に示すように、中空円筒状をなす軸部としての本体部40と、この本体部40から外径方向へ延びる手裏剣型フランジ部41とを備えたものであり、本体部40の内径面に軌道面42、43が成形される。
FIG. 5 shows another embodiment of the forging die apparatus. The die set used in this mold apparatus is for manufacturing an outer member (outer ring:
この外輪52の鍛造は、第1工程〜第4工程を順次経ることで行われる。第1工程では、図6(a)に示す中実丸棒状の素材45(ビレット)の据込みを行って、図6(b)に示すような円盤状の中間成形品45aが成形される(据込み工程)。第2工程では、この中間成形品45aに前方押出しおよび後方押出しを行って、図6(c)と図7に示すように両面に凹窪部49、50が形成された中間成形品46が成形される(組合せ押出し工程)。第3工程は、中間成形品46に対して押し込み方向と直交する側方押し出し成形を施すことにより、図6(d)と図8に示すように、取り付け用フランジ部41を備えたフランジ付き成形品47を成形する(フランジ成形工程)。第4工程は、このフランジ付き成形品47に穴開けを行って仕切部48を除去し、図6(e)と図9に示す外方部材52を成形する(穴開け工程)。据込み工程と組合せ押出し工程とが、フランジ成形前に行なわれる「前成形工程」を構成する。
The forging of the
この鍛造用金型装置に装備されたダイセットは、図1に示すダイセットと基本構成を共通にする下型ユニット60と上型ユニット61とで構成される。下型ユニット60と上型ユニット61とを衝合させることにより、第1ステージ62で据込み工程が行われ、第2ステージ63で組合せ押出し工程が行われ、第3ステージ64でフランジ成形工程が行われ、第4ステージ65で穴開け工程が行われる。
The die set equipped in this forging die apparatus is composed of a
下型ユニット60は、図1に示すダイセットと同様に、ロアプレート66、ダイプレート67、プレッシャープレート68a〜68d、中間ブロック69a〜69d、エジェクタ70a〜70d、ダイ71a〜71d、保持リング72a〜72c、ガイドリング73a〜73d、およびノックアウトピン82a〜82dを有する。
The
上型ユニット61も図1に示すダイセットと同様に、アッパープレート102、パンチプレート103、プレッシャープレート109a〜109d、保持リング110a〜110d、および上パンチ111a〜111dを有する。第3ステージ64には、上型ユニット61が下死点に到達するまでの間にダイ75に閉塞力を与える閉塞機構112が設けられる。ダイ75の外周を保持する金型保持体86とパンチプレート103との間に、金型保持体86の上下動を案内するガイドロッド120が配置されている。なお、第3ステージ64及び第4ステージには、図1に示すダイセットが有する穴開け用のピン121、125は設けられていない。上型ユニット61に付設される油圧装置130は、図1に示す油圧装置130と同様の構成であるので、同一の構成については同一符号を付してそれらの説明を省略する。
Similarly to the die set shown in FIG. 1, the
次に図5に示す鍛造用金型装置を使用した鍛造方法を説明する。先ず、トランスファ装置で、各ダイ71a〜71dに素材45・45aおよび成形品47・52を供給する。その後、上型ユニット61を下降させて、第1ステージ62においてダイ71a、上パンチ111a、およびエジェクタ70aを用いた密閉鍛造で素材45aを成形し、第2ステージ63においてダイ71b、上パンチ111b、およびエジェクタ70bを用いた密閉鍛造で素材46を成形する。また、第3ステージ64において上下のダイ75・71c、上パンチ111c、およびエジェクタ70cを用いた閉塞鍛造で成形品48を成形し、第4ステージ65において上パンチ111dを用いて仕切部48を打ち抜いて除去する。打ち抜いた仕切部48は、排出路127を介して外部へ排出される。
Next, a forging method using the forging die apparatus shown in FIG. 5 will be described. First, the
このように、図5に示す金型装置を用いて、車輪用軸受装置の外輪52を製造するこができる。この際、前記図1に示す金型装置を用いたハブ輪39の製造方法と同様の作用効果を奏することができる。また、第3ステージで密閉鍛造やバリ出し鍛造を行なうダイセットをそれぞれ準備し、これらを必要に応じて、図5に示すダイセットと交換することも可能である。
Thus, the outer ring |
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、複数個のフランジ部2が周方向に沿って配設されるものである場合、そのフランジ部数の増減は任意である。また、車輪用軸受装置の外方部材(外輪)であっても、そのフランジ部数の増減は任意である。
As described above, the embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, a plurality of
31,40 軸部
32,41 フランジ部
35,45 素材
36,46 中間成形品
38,47 フランジ付き成形品
39,52 最終成形品
60 下型ユニット
61 上型ユニット
62 第1ステージ
63 第2ステージ
64 第3ステージ
65 第4ステージ
117 油圧供給口
118 油圧供給口
128 油圧供給口
130 油圧装置
31, 40
Claims (6)
複数ステージを有する一つのダイセットで、素材に密閉鍛造を施してフランジ部のない中間成形品を成形する前成形工程と、前記中間成形品に閉塞鍛造を施してフランジ部を有するフランジ付き成形品を成形するフランジ成形工程と、前記フランジ付き成形品の軸芯部に孔を成形する穴開け工程とを有するフランジ付き部材の製造方法。 A method for manufacturing a flanged member of a wheel bearing device, comprising: a shaft portion; and a flange that extends in a radially outer direction of the shaft portion and is attached to a wheel or a vehicle body.
A pre-molding step in which a single die set having a plurality of stages is subjected to hermetic forging to form an intermediate molded product without a flange portion, and a molded product with a flange having a flange portion by subjecting the intermediate molded product to closed forging. The manufacturing method of the member with a flange which has the flange formation process which shape | molds, and the drilling process which shape | molds a hole in the axial core part of the said molded article with a flange.
第1ステージから第4ステージまでは協働しており、第1ステージから第2ステージにかけて素材に前加工を行い、第3ステージではフランジを成形する成形加工を行い、第4ステージでは第3ステージにて成形された成形品に軸心穴を形成する加工を行い、かつ、前記第1ステージから第4ステージを構成するダイセットは、第3ステージにおいて閉塞鍛造型を構成するタイプと、第3ステージにおいて密閉鍛造型またはバリ出し鍛造型を構成するタイプとを備え、これらを選択的に用いることを特徴とする鍛造用金型装置。 A forging die apparatus for forming a flange structure including a first stage to a fourth stage and having a shaft member and a flange extending in an outer diameter direction from the shaft member,
The first stage to the fourth stage cooperate, the material is pre-processed from the first stage to the second stage, the third stage performs molding to form the flange, and the fourth stage is the third stage. The die set that forms the axial hole in the molded product formed in step 1 and that constitutes the first stage to the fourth stage is a type that constitutes a closed forging die in the third stage; A forging die apparatus comprising: a closed forging die or a type constituting a deburring forging die on a stage, and selectively using them.
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