JP2009202229A

JP2009202229A - パーツ部品の圧造成形方法

Info

Publication number: JP2009202229A
Application number: JP2008084743A
Authority: JP
Inventors: Yoshiichi Sakamura; 芳一阪村
Original assignee: Sakamura Machinery Co Ltd
Current assignee: Sakamura Machinery Co Ltd
Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2009-09-10

Abstract

【課題】長尺線状の素材から断面形状が素材の断面形状よりも大きく、かつ中心部に貫通丸穴を有するパーツ部品をスクラップゼロにて繰り返し成形する。
【解決手段】第１圧造工程Ｓ１にて、長尺線状素材Ａの先端部をダイ３の貫通孔３ａ内からその前方側に所定長さ突出させる。その突出状態を保持した状態で、素材Ａの断面形状と同一断面形状としたセンターピン７をもつパンチ７をダイ側に前進させ、かつセンターピン７を成形凹部４ａの中心孔奥側からダイ側近くに前進させて、素材Ａの突出先端部をダイ側に押し戻してその先端部に六角ブランクＢを一体に成形する。然る後、素材Ａの保持を解除してセンターピン７を前進させ、六角ブランクＢと素材Ａとに打ち抜く。第２圧造工程にて、六角ブランクＢの六角貫通穴Ｂ１を所望の貫通丸穴Ｎ１形状に修正圧造して六角ナットＮを成形する。
【選択図】図１

Description

本発明は、長尺線状の素材から輪郭形状が素材の輪郭形状よりも大きく、かつ中心部に貫通丸穴を有するパーツ部品をスクラップゼロにて繰り返し成形するパーツ部品の圧造成形方法に関する。

従来、ナットなどのパーツ部品の圧造成形方法としては、まず、長尺線状の素材を所定長さに切断し、次に、その切断素材を第１圧造工程に移送して、ダイとパンチにより所望する外形の中間成形品に成形し、その後、その中間成形品を第２圧造工程に移送して、ダイとパンチにより中間成形品の中心部を打ち抜き貫通孔を形成して最終成形品であるパーツ部品を成形するようにしている。

ところが、上記した従来のパーツ部品の圧造成形方法によれば、長尺線状の素材を単に所定寸法に切断するための切断機構が圧造工程とは別に必要となるし、また、切断機構により切断された所定寸法のブランクは、素材の断面形状と同一断面形状であるため、ブランクの形状から最終成形品までの成形加工量が多くなり、そのため多くの圧造工程が必要となる。その結果、大型で複雑な圧造成形機が必要で高価となる。その上、中間成形品（ブランク）の中心部を打ち抜いて貫通丸孔を形成するため、材料ロスが生じる問題も有していた。

そこで、本発明は、上記のような問題に鑑み考案したもので、長尺線状の素材から輪郭形状が素材の輪郭形状よりも大きく、かつ中心部に貫通丸穴を有するパーツ部品をスクラップゼロにて繰り返し成形できるパーツ部品の圧造成形方法の提供を課題とする。

上記した問題を解決するために、本願の請求項１に記載の発明は、まず、第１圧造工程にて、長尺線状の素材をダイ側に備えられた移送機構により前進させてその先端部をダイの貫通孔内からその前方側に所定長さ突出させ、その後、その突出状態をグリップ機構により保持した状態の基で、成形部と成形部の中心孔内に進退可能に設けられ、かつ素材の断面形状と同一断面形状としたセンターピンを有するパンチをダイ側に前進させると共に、センターピンを成形部の中心孔奥側からダイ側に前進させて、素材の突出先端部をダイ側に押し戻して素材の先端部に鍔状部を一体に成形し、然る後、グリップ機構を開いてセンターピンをさらにダイの貫通孔内に前進させることにより、鍔状部と線状素材とを切り離して素材の断面形状と同一形状の貫通穴を有するブランクを形成し、次いで、第２圧造工程又はその後の圧造工程にて、ダイとパンチによりブランクの貫通穴を所望の丸穴形状に修正圧造して、輪郭形状が素材の輪郭形状よりも大きく、かつ中心部に貫通丸穴を有するパーツ部品をスクラップなしで成形するようにしたことを特徴とする。

また、別のパーツ部品の圧造成形方法として、本願の請求項２に記載の発明は、まず、第１圧造工程にて、六角や四角等の多角形状とした断面形状の長尺線状の素材をダイ側に備えられた移送機構により前進させてその先端部をダイの貫通孔内からその前方側に所定長さ突出させ、その後、その突出状態をグリップ機構により保持した状態の基で、成形凹部と成形凹部の中心孔内に進退可能に設けられ、かつ素材の断面形状と同一断面形状としたセンターピンを有するパンチをダイ側に前進させると共に、センターピンを成形凹部の中心孔奥側からダイ側近くに前進させて、素材の突出先端部をダイ側に押し戻して素材の先端部に多角鍔状部を一体に成形し、然る後、グリップ機構を開いてセンターピンをさらにダイの貫通孔内に前進させることにより、多角鍔状部と素材とを切り離して多角貫通穴を有する多角ブランクを形成し、次いで、第２圧造工程又はその後の圧造工程にて、ダイとパンチにより多角ブランクの多角貫通穴を丸穴に修正圧造して、輪郭形状が素材の輪郭形状よりも大きく、かつ中心部に貫通丸穴を有する多角パーツ部品をスクラップなしで成形するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、上記した構成により、第１圧造工程にて長尺線状の素材から輪郭形状が素材の輪郭形状よりも大きく、かつ中心部に貫通穴を有するブランクを一挙に切断成形することができ、その後、後工程にてブランクの貫通穴を所望の丸穴形状に修正圧造することにより、輪郭形状が素材の輪郭形状よりも大きく、かつ中心部に貫通丸穴を有するパーツ部品を簡単容易にかつスクラップゼロにて繰り返し成形することができる。

また、例えば六角ナットや四角ナットなどの多角パーツ部品を成形するに際し、その多角パーツ部品の輪郭に合わせた例えば六角や四角等の断面形状の素材を用い、かつ、その鋼種により適宜温間、熱間状態に加熱して圧造成形するようにすれば、第１圧造工程にて長尺線状の素材から輪郭形状が素材の輪郭形状よりも大きく、かつ中心部に多角貫通穴を有する多角ブランクを一挙に切断成形することができ、その後、後工程にて多角ブランクの多角貫通穴を所望の丸穴形状に修正圧造することにより、輪郭形状が素材の輪郭形状よりも大きく、かつ中心部に貫通丸穴を有する多角パーツ部品をより簡単容易に成形できるのでこのましい。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明に係るパーツ部品の圧造成形方法を用いて六角ナットを成形する場合に用いる圧造成形機１の第１圧造工程Ｓ１の概略平面図を示し、この第１圧造工程Ｓ１には、機台２の所定位置にダイ３が固設されていると共に、このダイ３の前面側に、ダイ３に対向して前進、後退するパンチ４が備えられている。また、機台２のダイ３後方側には、断面六角形状で長尺線状の素材Ａをその先端部がダイ３の貫通孔３ａ内から前方側に所定長さＬだけ突出するように供給する一対の送りローラ（移送機構）５，５とその突出状態を保持する開閉可能な一対のグリップダイ６，６が備えられている。

ダイ３は素材Ａが挿通可能な断面六角形状の貫通孔３ａを有し、その前端部にテーパー鍔部３ｂを備えている。また、パンチ４はその前部に平面六角形状の成形凹所４ａとテーパー鍔部３ｂを備える一方、成形凹所４ａの中心部に形成された断面六角形状の通孔４ｃと、通孔４ｃに連通するガイド孔４ｄと、これら通孔４ｃとガイド孔４ｄ内に回転不能で進退動可能に設けられる頭付きセンターピン７とを備えている。センターピン７の断面形状は素材Ａの断面形状と同一形状を呈し、センターピン７の頭部側には押出体７１と、複数のノックアウトピン７２，７２とが設けられている。

そして、パンチ４は進退動するラム（図示せず）により図１に示す通孔４ｃの奥側後退位置からダイ３と当接する位置まで前進移動される一方、センターピン７はパンチ４がダイ３に当接したタイミングでパンチ４側に設けられたカム駆動機構（図示せず）により進退動する押出体７１を介して図２に示す通孔４ｃの奥側後退位置から、図３に示す成形凹所４ａ内の成形前進位置に移動される。また、頭付きセンターピン７は成形前進位置に移動され、かつグリップダイ６，６が解放されたタイミングで適宜駆動機構（図示せず）により進退動されるノックアウトピン７２，７２によりその成形前進位置から図４に示すダイ３の貫通孔３ａ内の切断前進位置に前進移動するようになされている。

また、送りローラ（移送機構）５，５には、パンチ４が後退した所定のタイミングで素材Ａの先端部をダイ３の貫通孔３ａ内からその前方側に所定長さＬだけ突出させるサーボモータ等の駆動機構（図示せず）が備えられている。グリップダイ６，６には、素材Ａの先端部がダイ３の貫通孔３ａ内から前方側に突出したタイミングで両グリップダイ６，６を閉じて素材Ａを挟持し、センターピン７が成形前進位置に位置したときに両グリップダイ６，６を開いて素材Ａを解放するエアー又は油圧などを用いた開閉機構（図示せず）が備えられている。

また、図に示す実施の形態では成形時にダイ３とパンチ４が開いたりすることのないように挟持する挟持手段２０を備えている。この挟持手段２０としては、ダイ３とパンチ４の左右両端側に設けられる進退可能な挟持凹部２１ｂ，２２ｂをもつ左右クランプ体２１，２２からなり、成形時にダイ３とパンチ４のテーパー状鍔部２ｂ，４ｂを突き合わせた状態で両テーパー状鍔部２ｂ，４ｂに左右クランプ体２１，２２の挟持凹部２１ａ，２１ｂを嵌まり込ませて密着挟持するようになされている。

図６，７は圧造成形機１の第２圧造工程Ｓ２の概略平面図を示し、この第２圧造工程Ｓ２には、機体２に固設されたダイ８と、機台２のダイ３後方側に設けられるグリップダイ９，９と、ダイ３の前面側でダイ８に対向して前進、後退するパンチ１０とが備えられている。ダイ８は平面六角形状の成形凹所８１ａを有するダイ本体８１と、ダイ本体８１の中心貫通孔８１ｂに進退可能に設けられる成形ピン８２を有している。成形ピン８２の中心部には丸孔凹所８２ａが形成されている。パンチ１０はその断面形状がダイ８の成形凹所８１ａに符合する六角形状を呈する一方、その先端中央部に環状突部１０ａが突設されていると共に、環状突部１０ａの中心部に取付孔１０ｂが形成され、取付孔１０ｂ内に断面円形のセンターピン１１が設けられている。

次に、上記した圧造成形機１を基に六角ナットの圧造成形方法について説明する。具体的には、断面六角形状で長尺線状の素材Ａから図８に示すような輪郭形状が素材Ａの輪郭形状の２倍以上の六角形状で、かつ中心部に段部Ｎ２付きの貫通丸穴Ｎ１を有する六角ナットＮをスクラップゼロにて圧造成形する場合について説明する。

まず、第１圧造工程Ｓ１にて、断面六角形状で長尺線状の素材Ａを送りロール５，５により前進させ、図１に示すように素材Ａの先端部をダイ３の貫通孔３ａ内からその前方側に所定長さＬだけ突出するよう供給する。

次に、グリップダイ６，６を閉じて素材Ａを移動不能に挟持し、素材Ａの突出状態を保持する。そして、その保持状態の基で、パンチ４をダイ３側に前進させて、図２に示すようにパンチ４の前面をダイ３の前面に密着させる。これにより密着したパンチ４の平面六角形状の成形凹所４ａとダイ３の前面部とにより六角ブランクＢの成形空間を形成する。その後、ダイ３とパンチ４のテーパー状鍔部２ｂ，４ｂを突き合わせた状態で両テーパー状鍔部２ｂ，４ｂに左右クランプ体２１，２２の挟持凹部２１ａ，２１ｂを嵌まり込ませて挟持する。

その後、パンチ４の奥側後退位置に位置するセンターピン７をカム駆動機構（図示せず）により押出体７１を介して成形凹所４ａ内に前進させて、図３に示すように素材Ａの突出部を成形空間内に押し込んで線状素材Ａと一体の六角ブランク（多角鍔状部）Ｂを成形する。この場合、図３に示す実施の形態では、センターピン７を成形凹所４ａの底面位置のややダイ側まで押し込むことにより六角ブランクＢを成形するようにしたけれども、この他、例えばセンターピン７をさらに成形凹所４ａの中程まで押し込んで六角ブランクＢを成形するように設定してもよい。

然る後、図４に示すようにグリップダイ６，６を開いて素材Ａの挟持を解除し、その状態で頭付きセンターピン７を適宜駆動機構（図示せず）で進退動されるノックアウトピン７２，７２によりさらにダイ３の貫通孔３ａ内に前進させることにより、図４に示すように素材Ａと六角ブランクＢを打ち抜きにて切り離し、図５に示すような中心部に六角貫通穴Ｂ１を有する六角ブランクＢを形成する。

六角ブランクＢの成形後は、左右クランプ体２１，２２によるダイ３とパンチ４の挟持を解放させて、パンチ４を待機位置に後退させると共に、センターピン７も通孔４ｃ内奥側の元位置に後退させる一方、六角ブランクＢを適宜取出機構によりパンチ４の成形凹所４ａから外部に排出し、この六角ブランクＢをダイ３の前面側に配設されるチャック移送機構（図示せず）のチャック爪により掴持して図６に示すように第２圧造工程Ｓ２のダイ８前面位置に移送する。なお、チャック移送機構については既知の機構であるのでその構造及び作用については説明を省略する。

次いで、第２圧造工程Ｓ２にて、図７に示すように六角形状のパンチ１０により六角ブランクＢをダイ８の平面六角形状の成形凹所８ａに押し込んで成形する。このとき、パンチ側センターピン１１がダイ側成形ピン８２の丸孔凹所８２ａに入り込んだ後に、パンチ側環状突部１０ａが六角ブランクＢの六角貫通穴Ｂ１周りを成形ピン８２側に押し込んで所望する貫通丸穴に成形することになる。つまり、六角ブランクＢの六角貫通穴Ｂ１部分を縮径して図８に示す段部Ｎ２付きの貫通丸穴Ｎ１に修正圧造する。これにより、輪郭形状が素材Ａの輪郭形状よりも大きい六角形状で中心部に段部Ｎ２付きの貫通丸穴Ｎ１を有する六角ナットＮを成形することができる。

六角ナットＮの成形後は、パンチ１０を元の待機位置に後退させる一方、六角ナットＮを成形ピン８２の前進移動によりダイ８の成形凹所８ａから外部に排出することになる。以後は上記した一連の動作を繰り返し行なうことにより長尺線状の素材Ａから連続的にスクラップゼロにて六角ナットＮを製造することができる。

以上のように上記した六角ナットの圧造成形方法によれば、第１圧造工程Ｓ１にて長尺線状の素材Ａから輪郭形状が素材Ａの輪郭形状よりも大きく、かつ中心部に六角貫通穴Ｂ１を有する六角ブランクＢを切断と同時に成形でき、その後、後工程にて六角ブランクＢの六角貫通穴Ｂ１を所望の丸穴形状Ｎ１に修正圧造することにより、輪郭形状が素材Ａの輪郭形状よりも大きく、かつ中心部に段部Ｎ２付きの貫通丸穴Ｎ１を有する六角ナットＮを簡単容易にかつスクラップゼロにて繰り返し成形することができる。

上記した実施の形態では、六角断面の長尺線状素材Ａを用いて六角ナットＮを成形する方法について説明したが、例えば四角ナットの成形や環状座金の成形など中心部に貫通丸穴を有するパーツ部品の成形方法としても適用することができることは勿論である。

また、パーツ部品の中心部の貫通丸穴の形状としては、段部Ｎ２付きの貫通丸穴Ｎ１とする他、例えば図９に示すようにテーパー状貫通丸穴Ｎ３に形成したり、図１０に示すようにパーツ部品の各角部と共に面取り部ａ…を施した面取り貫通丸穴Ｎ４に形成してもよい。テーパー状貫通丸穴Ｎ３を成形する場合、第１圧造工程にて成形した貫通穴をもつブランクを、チャック移送機構により第２圧造工程に平行移送し、第２圧造工程にてテーパ状のセンターピンをもつパンチ（図示せず）によりテーパー状貫通丸穴Ｎ３に形成することになる。また、角部に面取り部ａ…を施した貫通丸穴Ｎ４を成形する場合、例えば第１圧造工程にて成形する際、貫通丸穴の一方側角部に面取り部を形成したブランクを成形し、その後、チャック移送機構により第２圧造工程に１８０度ターンして移送し、第２圧造工程Ｓ２にて貫通丸穴の残りの他方側角部に面取り部を施して貫通丸穴Ｎ４を形成することになる。

さらに、本発明の成形方法は図１３に示すように、中心部に貫通丸穴Ｍ１を有し、かつ外周の厚み方向中間部にフランジ部Ｍ２を備えた環状座金Ｍを成形する場合にも適用することができる。

この場合、例えば図１１に示すように、第１圧造工程Ｓ１において、パンチ側に成形凹所を設けず、センターピン１１を備えただけのパンチ１２をダイ１３側へ打ち込み、断面円形の長尺線状素材Ａ′の突出先端部に自然のアールが付いた円形のブランクを一体成形する。その後、グリップダイ１４，１４を開いてさらにセンターピン１１のダイ１３側貫通孔１３ａ内への前進により断面円形の貫通穴Ｂ１′をもつ環状ブランクＢ′と、素材Ａ′とに切り離す。然る後、環状ブランクＢ′をチャック移送機構により第２工程（図示せず）に平行移送し、第２圧造工程Ｓ２にて中心部に貫通丸穴Ｍ１を有し、かつ外周の厚み方向中間部にフランジ部Ｍ２を備えた環状座金Ｍを成形するようにすればよい。

また、長尺線状素材Ａは棒材であってもよいし、コイル線を延ばしたものであってもよい。素材Ａの断面形状としては、例えば六角ナットの成形にあたっては六角形状のものを用い、四角ナットの成形にあたっては四角形状の素材を用い、さらに環状座金の成形にあたっては断面円形の素材を用いるのがこのましい。さらに、素材Ａの鋼種等により温間、熱間状態に加熱したうえで圧造成形するようにしてもよく、このようにすれば、例えば六角ナットや四角ナットは勿論、より複雑な形状のパーツ部品も容易に成形できるのでよりこのましい。

また、図に示す実施の形態では、素材の移送機構として送りローラを、また素材の保持手段としてグリップダイを用いたけれども、これらに代えて例えば、移送と保持の両方の機能を備えた一つのグリップフィード（図示せず）を用いて行なうようにしてもよいことは勿論である。

本発明に係るパーツ部品の圧造成形方法に用いる圧造成形機の第１圧造工程の概略説明図である。同第１圧造工程の第１動作説明図である。同第１圧造工程の第２動作説明図である。同第１圧造工程の第３動作説明図である。六角ブランクの斜視図である。同圧造成形機の第２圧造工程の概略説明図である。同第２圧造工程の動作説明図である。六角ナットの斜視図である。別の貫通丸穴の形状を示す説明図である。さらに別の貫通丸穴の形状を示す説明図である。別の実施の形態を示す第１圧造工程の動作説明図である。同ブランクの断面図である。同パーツ部品の断面図である。

符号の説明

１圧造成形機
２機台
３ダイ
４パンチ
４ａ成形凹所
４ｂ通孔
５送りロール
６グリップダイ
７センターピン
８ダイ
９グリップダイ
１０パンチ
１１センターピン
１２パンチ
１３ダイ
１４グリップダイ
Ａ素材
Ｎナット（パーツ部品）
Ｎ１貫通丸穴
Ｍ環状座金（パーツ部品）
Ｍ１貫通丸穴

Claims

まず、第１圧造工程にて、長尺線状の素材をダイ側に備えられた移送機構により前進させてその先端部をダイの貫通孔内からその前方側に所定長さ突出させ、その後、その突出状態をグリップ機構により保持した状態の基で、成形部と成形部の中心孔内に進退可能に設けられ、かつ素材の断面形状と同一断面形状としたセンターピンを有するパンチをダイ側に前進させると共に、センターピンを成形部の中心孔奥側からダイ側に前進させて、素材の突出先端部をダイ側に押し戻して素材の先端部に鍔状部を一体に成形し、然る後、グリップ機構を開いてセンターピンをさらにダイの貫通孔内に前進させることにより、鍔状部と線状素材とを切り離して素材の断面形状と同一形状の貫通穴を有するブランクを形成し、次いで、第２圧造工程又はその後の圧造工程にて、ダイとパンチによりブランクの貫通穴を所望の丸穴形状に修正圧造して、輪郭形状が素材の輪郭形状よりも大きく、かつ中心部に貫通丸穴を有するパーツ部品をスクラップなしで成形するようにしたことを特徴とするパーツ部品の圧造成形方法。
まず、第１圧造工程にて、六角や四角等の多角形状とした断面形状の長尺線状の素材をダイ側に備えられた移送機構により前進させてその先端部をダイの貫通孔内からその前方側に所定長さ突出させ、その後、その突出状態をグリップ機構により保持した状態の基で、成形凹部と成形凹部の中心孔内に進退可能に設けられ、かつ素材の断面形状と同一断面形状としたセンターピンを有するパンチをダイ側に前進させると共に、センターピンを成形凹部の中心孔奥側からダイ側近くに前進させて、素材の突出先端部をダイ側に押し戻して素材の先端部に多角鍔状部を一体に成形し、然る後、グリップ機構を開いてセンターピンをさらにダイの貫通孔内に前進させることにより、多角鍔状部と素材とを切り離して多角貫通穴を有する多角ブランクを形成し、次いで、第２圧造工程又はその後の圧造工程にて、ダイとパンチにより多角ブランクの多角貫通穴を丸穴に修正圧造して、輪郭形状が素材の輪郭形状よりも大きく、かつ中心部に貫通丸穴を有する多角パーツ部品をスクラップなしで成形するようにしたことを特徴とするパーツ部品の圧造成形方法。