JPS6355381B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、エンジンにおけるコネクテイング
ロツド等の異形断面形状を製品を閉塞鍛造によつ
て製造するにあたり、その荒地素材を製造する装
置に関するものである。

従来の技術 周知のように鍛造法は、生産性が良く、また製
品精度が良好などの利点を有しているため、例え
ば自動車部品の製造法として多く採用されている
が、鍛造品のコストは、材料費や金型費あるいは
工賃等に分けることができ、そのうち材料費が約
半分の割合を占めるから、スクラツプの量を可及
的に少なくして材料歩留りを向上させることが望
まれる。このような要請は型鍛造法のうち閉塞鍛
造法によつてある程度満すことができる。すなわ
ち閉塞鍛造は、最終的に密閉される型の内部に材
料を充満させる方法であるから、バリが皆無であ
り、材料歩留りを向上させることができる。

ところで閉塞鍛造法によつて異形断面形状の製
品を製造する場合、鍛造荷重を減少し、あるいは
型寿命を延ばす等の目的のために、荒地素材を予
め造り、これを閉塞鍛造することが従来行なわれ
ている。例えば自動車エンジン用コネクテイング
ロツドを製造する場合、第３図に示す形状の荒地
素材１を先ず造り、その荒地素材１を閉塞鍛造型
によつて最終製品に仕上げる。その荒地素材１は
棒鋼を所定の寸法に切断し、これに塑性変形を加
えて第３図に示す形状にするのが一般的であり、
その方法としては、自動鍛造機によつて押出し加
工および据込み加工を行なう方法、ロール成形
法、熱間で押出し・据込みを行なう方法、電気ア
プセツターを用いる方法が考えられる。

発明が解決しようとする問題点 上述した従来の方法のうち、自動鍛造機で押出
し加工および据込み加工を行なう方法では、第３
図に示すように軸部２に対し据込み部３の割合が
大きい形状の場合には、据込み時に割れが発生し
易く、特にコネクテイングロツドに用いられる
C0.55％程度の高炭素鋼を材料とした場合には、
前段の押出し加工による加工硬化と併せて材料自
体の硬度が高いから、殆んどの場合据込み部３に
割れが生じてしまう問題がある。

またロール成形法や、熱間で押出し・据込みを
行なう方法では、寸法精度の悪化やバリの発生、
あるいは型の寿命が短い等の問題があつた。さら
に電気アプセツターを用いた方法では、押出し加
工を完了した材料のうち据込み加工を施すべき部
分に通電して発熱させ、その状態で軸方向に加圧
して据込む方法であるため、加工に時間がかか
り、生産性が悪い問題があつた。

このような問題を解消するために、据込み加工
を施す部分を予め加熱・昇温することが考えら
れ、またそのような方法が、特開昭53−48046号
公報や同58−25837号公報に記載されている。し
かしながら加熱装置は鍛造装置と別に設けるのが
一般的であり、また予備成形から最終の据込み加
工までの複数の工程を同時に行なう鍛造装置で
は、１サイクルの時間が短いために、所定の加工
ステーシヨンに加熱装置を単に設けても、充分な
加熱時間を得ることができない。いずれにしても
従来では、予備成形から最終の据込み加工までの
一連の加工を同時に行なう鍛造装置が知られてい
ないのが実情である。

この発明は上記の事情に鑑み、据込み比の大き
い異形断面形状の荒地素材を、割れを発生させる
ことなく、しかも効率良く製造することのできる
装置を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 すなわちこの発明の装置は、ダイホルダおよび
パンチホルダならびにノツクアウトピンをそれぞ
れ有する複数の加工部所を設け、かつ被鍛造材を
各加工部所に順次送る鍛造機において、据込み加
工を行なう加工部所の直前の加工部所におけるダ
イホルダ内に加熱器を設け、かつ加熱器を設けた
加工部所におけるパンチをパンチホルダに対して
後退可能にパンチホルダに保持させるとともに、
そのパンチの後端側にパンチを加熱器側に押圧す
る弾性体を設け、据込み加工を施すべき部分をそ
の加熱器によつて充分加熱昇温し、温間で据込み
加工を行なうよう構成したことを特徴とするもの
である。

実施例 第１図はこの発明に係る装置の一例を示す概略
的な断面図であつて、ここに示す装置は４工程を
同時に行なう構成である。すなわち４本のパンチ
ホルダ１０，２０，３０，４０がラム（図示せ
ず）に取付けられており、また各パンチホルダ１
０，２０，３０，４０に対向する位置にダイホル
ダ１１，２１，３１，４１が設けられ、さらに被
鍛造材Ｗを突出すノツクアウトピン１２，２２，
３２，４２が、各ダイホルダ１１，２１，３１，
４１の内部に配置されている。これらのパンチホ
ルダ１０，２０，３０，４０、ダイホルダ１１，
２１，３１，４１およびノツクアウトピン１２，
２２，３２，４２は、各々が１対となつて第１な
いし第４の加工部所を構成しており、被鍛造材Ｗ
を第１図の上側の第１加工部所から１ピツチずつ
第４加工部所に向けて搬送するトランスフア（図
示せず）がパンチホルダ１０，２０，３０，４０
とダイホルダ１１，２１，３１，４１との間に配
置されている。

第１図に示す装置は、第１加工部所で予備成形
を行ない、第２加工部所で押出し加工を行ない、
さらに第３加工部所で加熱を行ない、そして第４
加工部所で据込み加工を行なう構成である。すな
わち予備成形は、棒鋼等を必要な寸法に切断した
被鍛造材Ｗの端面形状を整え、かつ角部の面付け
を行なう加工であつて、第１加工部所のパンチホ
ルダ１０には、面付けのための凹部を先端部に形
成したパンチ１３が取付けられ、またダイホルダ
１１内には、被鍛造材Ｗを挿入する丸孔を形成し
た第１のダイ１４と、面付けのためのテーパ面を
設けた第２のダイ１５とが収容されている。また
押出し加工は、予備成形した丸棒状の被鍛造材Ｗ
を、短円柱状部とそれより小径の軸部とからなる
形状に成形するための加工であつて、第２加工部
所のパンチホルダ２０には、押出し加工用パンチ
２３が取付けられるとともに、ダイホルダ２１内
には、絞り部を設けた第１のダイ２４と前記軸部
に対応する小径孔を形成した第２のダイ２５とが
収容されている。さらに第３加工部所は、押出し
加工によつて形成された軸部の先端部を加熱する
構成とされている。すなわち、ここにおけるパン
チ３３は被鍛造材Ｗを押して所定の位置に保持す
るためのものであつて、後端側にコイルバネ３４
を配置した状態でパンチホルダ３０に取付けら
れ、したがつてパンチ３３はそのコイルバネ３４
を圧縮しつつパンチホルダ３３内に退入するよう
構成されている。またダイホルダ３１におけるパ
ンチホルダ３０側の開口端部には、前記軸部をダ
イホルダ３１内に突き出させて被鍛造材Ｗを保持
するダイ３５が取付けられ、さらにダイホルダ３
１の内部でかつ被鍛造材Ｗの軸部に対応する位置
に高周波コイル等からなる加熱器３６が設けられ
ている。なお、この第３加工部所においては、ラ
ムが限界位置まで前進した状態で、ノツクアウト
ピン３２が被鍛造材Ｗの先端部から大きく離隔
し、かつパンチ３３がパンチホルダ３０内に退入
するよう構成されており、したがつてラムが後退
しても直ちには被鍛造材Ｗが突き出されず、パン
チホルダ３０が後退してコイルバネ３４によつて
前進位置に保持されているパンチ３３と一体化す
るまでは、被鍛造材Ｗがダイ３５の内部に保持さ
れ、その結果軸部の先端部が充分加熱昇温される
ようになつている。そして最終の据込み加工は、
被鍛造材Ｗにおける軸部の先端部を据込んで球状
に成形する加工であつて、第４加工部所における
パンチホルダ４０には、据込み加工用のパンチ４
３が取付けられている。またダイホルダ４１内に
は、外面を傾斜面とした１対のインナーダイ４４
と、インナーダイ４４を開閉するべく内面を傾斜
面とした１対のアウターダイ４５と、これらのイ
ンナーダイ４４およびアウターダイ４５を挟んで
位置する１対のダイ４６，４７と、これらのダイ
４４〜４７を全体として押し戻すよう配置したコ
イルバネ４８とが収容されており、インナーダイ
４４の内部に挿入した被鍛造材Ｗをパンチ４３に
よつて軸方向へ加圧しつつ前進させることにより
インナーダイ４４を閉塞し、その先端部に形成し
てある球状空洞部内で被鍛造材Ｗにおける軸部の
先端を変形させて球状に成形するよう構成されて
いる。なお、インナーダイ４４が後退して開くこ
とにより、ノツクアウト時に、据込み加工された
先端球状部が、インナーダイ４４に干渉しないよ
うになつている。

つぎに上記のように構成した装置の作用を説明
する。被鍛造材Ｗの形状の変化過程は第２図に示
す通りであつて、棒鋼を剪断や鋸切断等の方法で
所定の寸法に切断して得た被鍛造材Ｗは、第２図
Ａに示すように端面が荒れており、その被鍛造材
Ｗは先ず第１加工部所において予備成形する。こ
れは前述した装置に被鍛造材Ｗを所期通りセツト
すれば、トランスフアがその被鍛造材Ｗをパンチ
１３とダイ１４との間に運び、ついでラムが前進
してパンチ１３が被鍛造材Ｗをダイ１４，１５の
内部に押し込み、かつ加圧することにより行なわ
れる。その結果被鍛造材Ｗは第２図Ｂに示すよう
に端面が整えられるとともに、面付けが施され
る。こうして予備成形された被鍛造材Ｗは、パン
チ１３がラムと共に後退することにより、ノツク
アウトピン１２によつて突き出され、ついでトラ
ンスフアによつて第２加工部所に搬送され、しか
る後ラムが再度前進することによりパンチ２３に
よつてダイ２４，２５内に押し込まれて押出し加
工が施される。すなわち被鍛造材Ｗはダイ２４の
内部で軸方向へ加圧されることにより、ダイ２４
における絞り部から押し出され、その結果第２図
Ｃに示すように短円柱状とそれより小径の軸部と
からなる形状に成形される。押出し加工の完了し
た被鍛造材Ｗは、ノツクアウトピン２２によつて
突き出されるとともに、トランスフアによつて第
３加工部所に搬送され、ついでラムと共にパンチ
３３が前進することによりダイ３５の内部に挿入
される。被鍛造材Ｗは、ダイ３５に挿入された状
態では、その軸部の先端部が加熱器３６にまで突
き出ており、したがつて軸部の先端部が温間状態
（例えば200〜700℃程度）まで加熱昇温される
（第２図Ｄ）。なお、第３加工部所においては、パ
ンチ３３が被鍛造材Ｗをダイ３５の内部に押し込
んだ後もラムが前進するが、パンチ３３は反力を
受けてコイルバネ３４を圧縮しつつパンチホルダ
３０内に退入し、またラムが後退する場合は、パ
ンチホルダ３０が後退してパンチ３３と一体にな
るまでパンチ３３がコイルバネ３４によつて前限
位置に保持される。したがつて第３加工部所にお
いては、ラムが前限位置に達する以前にパンチ３
３が前限位置に到達して被鍛造材Ｗを所定の位置
に挿入し、かつラムが後退し始めてから所定時間
遅れてパンチ３３が後退するから、パンチ３３が
前限位置に留まる時間を長くすることができ、換
言すれば被鍛造材Ｗの軸部先端を充分加熱する時
間を確保することができる。加熱の完了した被鍛
造材Ｗは、前述した場合と同様に、ノツクアウト
ピン３２によつて突き出されるとともに、トラン
スフアによつて第４加工部所に搬送され、ここで
据込み加工が施される。すなわちパンチ４３がラ
ムと共に前進することにより、被鍛造材Ｗがダイ
４４〜４７の内部に挿入され、その状態で軸方向
へ加圧されることにより、インナーダイ４４が前
進して閉じるとともに、軸部の先端部が変形し
て、インナーダイ４４と先端側のダイ４７とによ
つて形成される球状空洞部を満し、所期の形状に
据込み加工が施される。その場合、軸部の先端部
は、直前の工程で温間状態まで加熱昇温されてい
るから、据込み比が大きく、かつ高炭素鋼を材料
としている場合であつても、据込み加工に伴う割
れが発生することはない。以上のようにして得た
荒地素材１の形状を第２図Ｅに示す。

なお、複数の加工部所を有する自動鍛造機を用
いる場合、加熱工程を必要に応じて２個所の加工
部所で連続して行なうよう構成してもよい。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明の装置
によれば、押出し加工によつて加工硬化した部分
を据込み加工するにあたつて、据込み加工の直前
に該部分を加熱して温間状態とすることができる
から、据込み比が大きく、また高炭素鋼を対象と
した場合であつても、割れを生じることなく据込
み加工を行なうことができ、したがつて従来困難
とされていた異形断面形状を有する製品の閉塞鍛
造化を可能とすることができる。またこの発明の
装置では、複数設けてあるダイホルダのいずれか
に加熱器を組込み、１ピツチずつ被鍛造材を搬送
しつつ加工を施す間に必要部分を加熱するよう構
成し、しかも加熱器を設けた加工部所ではパンチ
をパンチホルダに対して前後動可能に設け、かつ
パンチを弾性体で押圧する構成としたので、加熱
時間が充分確保され、その結果、効率良く、しか
も割れが生じることなく、異形断面形状の荒地素
材を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る装置の一例を示す概略
的な断面図、第２図Ａ〜Ｅは被鍛造材の形状の変
化過程を示す図、第３図はコネクテイングロツド
用荒地素材を示す斜視図である。 １…荒地素材、２…軸部、３…据込み部、１
０，２０，３０，４０…パンチホルダ、１１，２
１，３１，４１…ダイホルダ、１２，２２，３
２，４２…ノツクアウトピン、１３，２３，３
３，４３…パンチ、１４，１５，２４，２５，３
５，４４，４５，４６，４７，…ダイ、３４…コ
イルバネ、３６…加熱器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鍛造型を収容するためのダイホルダと、その
   ダイホルダに対して前後動するパンチホルダと、
   被鍛造材をパンチホルダ側へ突き出すノツクアウ
   トピンとをそれぞれ有する複数の加工部所が配列
   して設けられるとともに、前記パンチホルダがダ
   イホルダに向けて１回往復動するごとにノツクア
   ウトピンで突き出された被鍛造材を次の加工部所
   へ送るよう構成された鍛造機において、押出し加
   工用ダイおよびパンチを所定の加工部所に配置す
   るとともに、その加工部所よりも被鍛造材の送り
   方向での終端部側の他の加工部所に据込み加工用
   ダイおよびパンチを配置し、かつその据込み加工
   用ダイおよびパンチを配置した加工部所の直前の
   加工部所におけるダイホルダ内に、被鍛造材にお
   ける据込み加工を施すべき部分を加熱する加熱器
   を設け、かつ加熱器を設けた加工部所におけるパ
   ンチをパンチホルダに対して後退可能にパンチホ
   ルダに保持させるとともに、そのパンチの後端側
   にパンチを加熱器側に押圧する弾性体を設けたこ
   とを特徴とする異形断面形状を有する閉塞鍛造用
   荒地素材の製造装置。