JP3947821B2

JP3947821B2 - 異種素材の包含成形フォーマー

Info

Publication number: JP3947821B2
Application number: JP2002166320A
Authority: JP
Inventors: 芳一阪村
Original assignee: 株式会社阪村機械製作所
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2022-04-30
Also published as: JP2003320436A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、異種素材の包含パーツを圧造成形する異種素材の包含成形フォーマーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、たとえば異種素材を組み合わせたボルトやプラグなどの異種素材の包含パーツを製作する場合、別々のフォーマーにて円柱状のブランクと中空スラグとを成形し、これらのブランクと中空スラグを２台のパーツフィーダを用いて組み合せプレスに移送し、組み合せプレスにより中空スラグの穴部にブランクを嵌め込んで組み合せ、その後、組み合わせた包含ブランクを加熱炉にて熱を加えて溶着し、然る後、溶着した包含ブランクをパーツフィーダーを介して多段工程の塑性加工機に供給し、この加工機にて色々な塑性加工を加えて異種素材の包含パーツを製作していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来の製作手段にあっては、円柱状のブランクと中空スラグとを成形する二つフォーマの他に、組み合せプレスと焼結炉、そして包含ブランクを塑性加工する塑性加工機が必要であり、また、その間に中間ストックが必要であった。その結果、多くの機械、設備が必要であり、また、円柱状のブランクと中空スラグとを組み合せた包含ブランクに熱を加えて溶着していたのでは、連続的な成形作業が行えず、そのため、生産性が極めて悪く、しかも製品の品質管理が複雑となり、その上コスト的にも高くつくことになっていた。
【０００４】
そこで、本発明は上記した問題点の解決を図るべくなされたもので、素材を切断してその切断ブランクを一貫して連続的に圧造加工する機械内の圧造ステーションでブランクと異種素材の中空スラグとを包含成形し、引き続いて色々な形状に連続成形できる異種素材の包含フォーマーの提供を課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために、本願の請求項１に記載の発明は、棒状素材の供給、棒状素材の切断、切断ブランクの圧造ステーションへの移送、ブランクの圧造ステーションでの成形、成形後の成形品の圧造ステーションからの排出を所定のタイミングにて連続的に行うフォーマーにおいて、圧造ステーションの前段又は途中に、中空成形された異種素材の中空スラグの挿通可能な貫通孔を有する包含成形ダイと、切断ブランク、又は塑性加工を施した前工程のブランクを中空スラグの穴部に圧入するパンチと、貫通孔の奥部側に連設されるガイドパイプと、ガイドパイプの途中に配置されてガイドパイプ内に中空スラグを供給する供給手段と、包含成形ダイ内に供給された中空スラグを包含成形ダイ内に保持する保持手段と、ガイドパイプの奥部内に進退動可能に設けられ、包含成形終了後、包含ブランクを包含成形ダイ内から外部に押し出すと共に新たな中空スラグを包含成形ダイ内に供給移動させるノックアウトピンとを備えた包含成形ステーションが設けられ、上記したタイミングに同期して進退動するパンチの打ち込みにより、切断ブランク、又は塑性加工を施した前工程のブランクを包含成形ダイ内にて保持手段により保持された中空スラグの穴部に圧入して包含ブランクを成形するようにしたことを特徴とする。
【０００６】
また、本願の請求項２に記載の発明は、上記した請求項１に記載の構成に加えて、包含ブランクを包含成形ステーションから後段の圧造ステーションに移送するとき、包含ブランクを１８０°反転させて移送する素材移送手段が設けられていることを特徴とする異種素材の包含成形フォーマー。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施に係る異種素材の包含成形フォーマーを示すもので、該フォーマー１は、機台２の所定位置に固定されたダイブロック３と、該ブロック３に向かって前進、後退するラム４とを有する。そして、上記ダイブロック３の前面には、複数のダイ５〜７が一定間隔に並設固定されている。
【０００８】
一方、ラム４の前面には、各ダイ５〜７にそれぞれ対向するように複数のパンチ８〜１０が一定間隔に並設固定されており、これら相対向する各パンチ８〜１０とダイ５〜７とにより複数の圧造ステーションＳ１〜Ｓ３が構成されている。
【０００９】
また、ダイブロック３の一側部には、機台２の後部より導入される，熱処理の施された鋼材でなる棒状の線材Ａを供給する素材供給クイル１１が設けられていると共に、該クイル１１の前面部には、カッター１２が装備されており、このカッター１２は、図示しない適当な駆動機構を介して各ダイの並設方向に所定のストロークで往復駆動されて上記クイル１１より前方に送り出された線材を所定寸法に切断するようになっている。そして、カッター１２により所定寸法に切断された円柱状のブランクＢは、カッター１２と素材移送用チャック装置（素材移送手段）のチャック１３，１４とで各圧造ステーションＳ１〜Ｓ３に順次移送されることにより、これらの圧造ステーションＳ１〜Ｓ３において順次段階的に圧造加工されて最終段の圧造ステーションＳ３において所定形状とされた製品（最終成形品）Ｅが成形されるように構成されている。なお、素材移送用チャック装置については既知の構成であるので具体的に構成については省略する。
【００１０】
１段目の圧造ステーションＳ１は、大径凹部５ａと小径凹部５ｂとでなるダイ５とパンチ８とを備え、ダイ５とパンチ８とにより図２に示すように円柱状のブランクＢを塑性加工して大径軸部Ｃ１と小径軸部Ｃ２とでなるブランクＣを形成する。また、各ダイ５には、ダイ５で成形されたブランクＢをダイ５外に押し出し、チャック１３に保持させるためのノックアウトピン１５が装備されている。
【００１１】
そして、本実施の形態では、２段目の圧造ステーションＳ２が、ステンレス材でなる穴部Ｘ１０を有するスラグＸ（以下、中空スラブと称す。）を保持する包含成形ダイ６とパンチ９とを備えた異種素材の包含成形ステーション（以下、２段目の圧造ステーションＳ２を包含成形ステーションＳ２と称す。）とされている。
【００１２】
即ち、包含成形ステーションＳ２における包含成形ダイ６は、その軸心部に中空スラグＸの挿通可能な貫通孔６ａを有すると共に、包含成形ダイ６の側面から貫通孔６ａに連通する複数の連通孔６ｂ…６ｂが形成され、連通孔６ｂ…６ｂには油圧通路３ａを介して圧油を供給する保持手段としての油圧保持装置３０が連通連結され、油圧保持装置３０からの圧油により包含ダイ６内に送り込まれた中空スラグＸが所定のタイミングで保持されるようになされている。また、貫通孔６ａの奥部側には中空スラグＸを包含成形ダイ６に案内するガイドパイプ１６が連通するように連設されていると共に、ガイドパイプ１６の途中に中空スラグＸを方向整列させてガイドパイプ１６内に供給する供給手段としてのパーツフィーダ１７が連通連結されている。また、ガイドパイプ１６の奥部側にはガイドパイプ１６内で進退動するノックアウトピン１８が装備され、ノックアウトピン１８は包含成形終了後、前進移動されて中空スラグＸを介してガイドパイプ１６内から包含ブランクＤを外部に押し出し、この包含ブランクＤをチャック１４に保持させると共に、新たな中空スラグＸを包含成形ダイ５に供給移動させるようになっている。そして、ノックアウトピン１８が元の後退位置に移動したとき、パーツフィーダ１７から新たな中空スラブＸがガイドパイプ１６内に補給する形で供給されるようになされている。
【００１３】
また、チャック１４に保持された包含ブランクＤは、チャック１４により１８０°反転されて３段目の圧造ステーションＳ３に移送される。
【００１４】
３段目の圧造ステーションＳ３は、ダイ７とパンチ１０とを備え、図に示すようにダイ７とパンチ１０とにより１８０°反転された包含ブランクＤを塑性加工して頭部Ｅ１と軸部Ｅ２とでなる最終成形品Ｅを形成する。また、ダイ７には、ダイ７で成形された最終成形品Ｅをダイ７外に押し出して排出するためのノックアウトピン１９が装備されている。
【００１５】
次に、上記した構成のフォーマーの成形動作について説明する。
まず、棒状の素材Ａが素材供給クイル１１側に供給されると、カッター１２の刃孔１２ａを貫通してその先端がストッパー２０に当接して切断長さが定められる。素材Ａの先端がストッパー２０に当たり、その供給が停止されたタイミングで、カッター１２が往動され、素材供給クイル１１とカッター１２との間で素材Ａの切断が行われる。そして、図３に示すように切断された円柱状のブランクＢはカッター１２により１段目の圧造ステーションＳ１におけるダイ５の中心上に移送される。
【００１６】
次に、１段目の圧造ステーションＳ１にてパンチ８のダイ５内への打ち込みにより、図２に示すようにブランクＢは塑性加工されて大径軸部Ｃ１と小径軸部Ｃ２とでなるブランクＣが形成される。その後、パンチ８が後退移動すると共に、ノックアウトピン１５が前進移動してブランクＣをダイ５外に押し出し、チャック１３に挟持させる。そして、図３に示すようにブランクＢはチャック１３により２段目の包含成形ステーションＳ２におけるダイ６の中心上に移送される。
【００１７】
一方、包含成形ステーションＳ２おける包含成形ダイ６の貫通孔６ａとこれに連通するガイドパイプ１６内には、パーツフィーダ１７により複数の中空スラブＸ…Ｘが方向整列されて供給されており、包含成形ダイ６の貫通孔６ａに位置する中空スラグＸは油圧保持装置３０からの圧油により包含成形ダイ６内に保持される。
【００１８】
そして、ブランクＣはパンチ９の包含成形ダイ６側への打ち込みにより中空スラグＸの穴部Ｘ１内に図２に示すように一端部を残して圧入され包含ブランクＤが形成される。この包含ブランクＤの後、パンチ８が後退移動すると共に、油圧保持装置３０による減圧により包含ブランクＤの挟持が解除されたうえでノックアウトピン１５が前進移動して包含ブランクＤをダイ５外に押し出し、チャック１４に包含ブランクＤを挟持させる。ここで、ノックアウトピン１８の前進移動により、新たな中空スラグＸが包含成形ダイ６の貫通孔６ａ内に供給され、かつ該中空スラグＸは油圧保持装置３０からの圧油によりその供給位置に位置保持される。また、チャック１４に挟持された包含ブランクＤは、図３に示すようにチャック１４により１８０°反転された上で３段目の圧造ステーションＳ３におけるダイ７の中心上に移送される。そして、ノックアウトピン１８が元の後退位置に移動したとき、パーツフィーダ１７から新たな中空スラブＸがガイドパイプ１６内に供給される。
【００１９】
３段目の圧造ステーションＳ３にて、パンチ１０のダイ７側への打ち込みにより包含ブランクＤは塑性加工されて頭部Ｅ１と軸部Ｅ２とでなる最終成形品Ｅが形成される。その後、パンチ１０が後退移動すると共に、ノックアウトピン１９が前進移動して最終成形品Ｅをダイ７外に押し出して排出する。
【００２０】
その後、最終成形品Ｅは後工程にて図４に示すようにその軸部Ｅ２にねじ転造又は切削によりねじＥ３が施される。これにより、ねじ部Ｅ３は十分な強度をもち、頭部Ｅ１は防錆のステンレスにて成形されたハイテンションボルト（最終成形品）Ｅが形成される。
【００２１】
以上のように素材Ａを切断してその切断ブランクＢを一貫して連続的に圧造加工する機械内の２段目の圧造ステーションＳ２を異種素材の包含成形ステーションとし、包含成形ステーションＳ２にて、１段目の圧造ステーションＳ１で塑性加工を施したブランクＢを中空スラブＸの穴部Ｘ１に圧入して包含成形を行うようにし、引き続いて３段目の圧造ステーションＳ３で、所望の形状に連続成形するようにしたから、生産性を向上できると共に、設備の小型化を図ることができ、しかも、製品の品質管理が容易で高精度の包含成形パーツが成形でき、その上、製品のコストダウンを図ることができる。
【００２２】
また、中空スラグＸの穴部Ｘ１に挿入するブランクＣの径が前工程のダイ５により自由に求められるため正確な圧入代が求められ、これにより、熱処理の施された鋼材からなるブランクＣとステンレス材からなる中空スラグＸとの圧入が高精度で行える。その結果、図４に示すようにねじ部Ｅ３は十分な強度をもち、頭部Ｅ１は防錆のステンレスにて成形されたハイテンションボルトＥを高精度に成形できる。
【００２３】
なお、上記した実施の形態では、２段目の圧造ステーションＳ２を異種素材の包含成形ステーションとし、１段目の圧造ステーションＳ１にて塑性加工を施したブランクＢを中空スラグＸの穴部Ｘ１に圧入して包含成形を行うように構成したけれども、たとえば１段目の圧造ステーションＳ１に異種素材の包含成形ステーションを配置して、切断されたブランクを直接中空スラグＸの穴部Ｘ１に圧入して包含成形を行うように構成したり、或いは２段目の以降の圧造ステーションに異種素材の包含成形ステーションを配置して、前工程で端面成形、前方押し出しなどの塑性加工を加えて所定の形状に成形したブランクを中空スラグＸの穴部Ｘ１に圧入して包含成形を行うように構成してもよいことは勿論である。
【００２４】
また、上記した実施の形態では、包含成形ステーションＳ２における包含ダイ６内での中空スラグＸの保持手段として、圧油を供給する油圧保持装置３０を設けたけれども、この他、たとえば図５に示すように包含成形ダイ６を二個以上に分割し、これら分割包含成形ダイ６′…６′を所定のタイミングで開閉させる油圧又は電動開閉機構（図示せず）を設けて、該開閉機構による分割包含成形ダイ６′…６′の開閉により中空スラグＸを挟持するように構成してもよい。
【００２５】
さらには、上記したフォーマーによれば、メッキ公害をさけるためステンレス、アルミ、銅などの異種素材を組み合わせたボルト、プラグなどの異種素材の包含パーツにつていも低コストで提供することが可能となる。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、素材を切断してその切断ブランクを一貫して連続的に圧造加工する機械内の圧造部でブランクと異種素材の中空スラグとを包含成形し、引き続いて色々な形状に連続成形できるから、生産性を向上できると共に、設備の小型化を図ることができ、しかも製品の品質管理が容易で高精度の包含成形パーツが成形でき、その上、製品のコストダウンを図ることができる。
【００２７】
また、包含ブランクを包含成形ステーションから後段の圧造ステーションに移送するとき、包含ブランクを１８０°反転させて移送する素材移送手段を設けるようにすれば、後工程の圧造ステーションにて包含ブランクを色々な形状の包含成形パーツに圧造成形することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る異種素材の包含成形フォーマーの平面から視た一部省略断面図である。
【図２】同フォーマーにおけるパンチの前進動作時における平面から視た一部省略断面図である。
【図３】同フォーマーにおけるパンチの後退動作時における平面から視た一部省略断面図である。
【図４】同フォーマーで成形するハイテンションボルトの縦断面図である。
【図５】別の実施の形態に係る包含ダイの説明図である。
【符号の説明】
１包含成形フォーマー
６包含成形ダイ
９パンチ
１４素材移送手段（チャック）
１７供給手段（パーツフィーダ）
３０保持手段（油圧保持装置）
Ａ棒状素材
Ｂ切断ブランク
Ｃブランク
Ｄ包含ブランク
Ｅ最終成形品（ハイテンションボルト）
Ｓ１１段目圧造ステーション
Ｓ２包含成形ステーション（２段目圧造ステーション）
Ｓ３３段目圧造ステーション

Claims

棒状素材の供給、棒状素材の切断、切断ブランクの圧造ステーションへの移送、ブランクの圧造ステーションでの成形、成形後の成形品の圧造ステーションからの排出を所定のタイミングにて連続的に行うフォーマーにおいて、圧造ステーションの前段又は途中に、中空成形された異種素材の中空スラグの挿通可能な貫通孔を有する包含成形ダイと、切断ブランク、又は塑性加工を施した前工程のブランクを中空スラグの穴部に圧入するパンチと、貫通孔の奥部側に連設されるガイドパイプと、ガイドパイプの途中に配置されてガイドパイプ内に中空スラグを供給する供給手段と、包含成形ダイ内に供給された中空スラグを包含成形ダイ内に保持する保持手段と、ガイドパイプの奥部内に進退動可能に設けられ、包含成形終了後、包含ブランクを包含成形ダイ内から外部に押し出すと共に新たな中空スラグを包含成形ダイ内に供給移動させるノックアウトピンとを備えた包含成形ステーションが設けられ、上記したタイミングに同期して進退動するパンチの打ち込みにより、切断ブランク、又は塑性加工を施した前工程のブランクを包含成形ダイ内にて保持手段により保持された中空スラグの穴部に圧入して包含ブランクを成形するようにしたことを特徴とする異種素材の包含成形フォーマー。
包含ブランクを包含成形ステーションから後段の圧造ステーションに移送するとき、包含ブランクを１８０°反転させて移送する素材移送手段が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の異種素材の包含成形フォーマー。