(57)【要約】【課題】  横型鍛造機において、幅薄品の被加工材をダイとポンチ間に安定して保持して偏芯することなく据込みアプセットして製品外径にバリや欠肉や偏肉による精度不良のない製品を得る装置を提供する。【解決手段】  幅薄品の被加工材１５をダイ１３に挿入するアプセット成型工程の初期段階において、ポンチ１１の先端部の先行ピン１２を弾撥バネ１２ａを背面部に有するポンチ１１の軸心部へ収納構造とすることにより、被加工材１５を該収納構造のポンチ１１の先端部の先行ピン１２とダイ１３の側の軸心部に配設のノックアウトピン１４の両者で挟持して正しい姿勢に保持し、この姿勢状態で搬送してダイ１３に当接して設置した後、ポンチ１１により被加工材１５をアプセット成型して据込みして底部付きリング体１７に成型する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置したダイおよびポンチからなる横型鍛造機において、後方から貫通して前方に突出可能なノックアウトピンを軸心部に配設したアプセット用のダイと、ポンチ前面部より前方に突出可能な先行ピンを軸心部に配設のポンチと、ノックアウトピンと先行ピンの間隙に被加工材を挟持せしめるために配設する被加工材把持および配設用の爪からなることを特徴とする横型鍛造機のアプセット成型装置。
【請求項２】
アプセット用のダイは後方から貫通して前方に突出するノックアウトピンを有するバックダイと被加工材の側部形状を規定するリング状のフォアダイからなり、ポンチの軸心部に配設の先行ピンは背面部周囲を押圧して先端部をポンチ前面部より前方に突出可能とする弾撥バネと先端部をポンチ前面部の位置まで後退可能に位置決めするポンチの軸心部後端部に配設のスペーサーとを有し、被加工材把持および配設用の爪は被加工材の外径周囲を挟持し、ダイとポンチ間に配設後に被加工材周縁から遠心方向に後退することを特徴とする請求項１に記載の横型鍛造機のアプセット成型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、横型鍛造機における幅薄の被加工材を保持するための安定化機構、特に幅薄の被加工材がテーパーベアリングの冷間鍛造用（以下、「冷鍛用」という。）ブランクである場合に、この冷鍛用のブランクをパンチとダイの間に安定して保持してアプセットするための安定化保持機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
横型鍛造機において、冷鍛用ブランクをアプセット加工する場合は、円柱状の被加工材の外径面を保持して高速で搬送し鍛造するという性質上、被加工材のミスチャックなどによる搬送トラブルが発生しやすい。特に幅薄品を加工する場合、成型時に薄幅品の被加工材が不安定になり傾いたり、軸心がずれたりしやすく、成型時における被加工材の安定した保持ができにくかった。
【０００３】
従来の鍛造装置において、ガイドスリーブを介してリング体の孔部にポンチが圧入された状態で鍛造用素材の被加工材に対して加圧力を付与し、ポンチが横方向に芯ずれを起こさなくした装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このものは、鍛造製品であるアウタカップのカップ部の軸線とこのカップ部に続く軸部の軸線との同軸度を高精度に保持して加工する装置である。
【０００４】
ところで横型鍛造機１においては、図２に示すように、例えばテーパーベアリングの輪体を親子打ちで冷間鍛造する場合に、多段の鍛造工程部を有する横型鍛造機１では、その第１工程で軸受用鋼からなる棒鋼から切り出した円盤体をダイ３、３間で据込み鍛造して拡径した円盤体２とし、次いで第２工程でポンチ４とダイ５間でアプセット鍛造して親子からなる段状のリング部６ａを有する底部６ｂ付きの底部付きリング体６とし、第３工程で親子の底部付きリング体６を分離して大径のリング体７と小径底部付きリング体８とし、第４工程で小径底部付きリング体８の底部をポンチ４で貫通し、当該リング体８から底部を分離除去（以下、「ポンカス抜き」という。）して小径リング体９に成型している。
【０００５】
ここで、上記の第２工程において、親子からなる段状のリング部を有する底部付きリング体６に代えて単にリング部１０ａと底部１０ｂを有する底部付きリング体１０にアプセット鍛造する場合の従来の工程を図４の模式図により説明する。
【０００６】
図４に示すように、この横型鍛造機はポンチ１１と、バックダイ１３ａとフォアダイ１３ｂからなるダイ１３と、とフォアダイ１３ｂの軸心に挿入のノックアウトピン１４と、これらのポンチ１１とダイ１３の間に被加工材１５である円盤体２の外周をチャッキングして配置する保持する爪１６からなる。図４の（ａ）において、ノックアウトピン１４をポンチ１１の側に突き出し、爪１６で被加工材１５の周囲を把持してノックアウトピン１４の前に配設し、図４の（ｂ）において、ノックアウトピン１４をバックダイ１３ａから後退させながらポンチ１１を前進させ、被加工材１５をバックダイ１３ａの側へ押し込むと同時に爪１６のチャッキングから外し、爪１６をポンチ１１の先端外周の角部で遠心方向に外し、さらに、図４の（ｃ）において、ポンチ１１をフォアダイ１３ｂの中に押し込んで据込みによりアプセットしてリング部１０ａと低部１０ｂからなる底部付きリング体１０に成型する。一方、このとき親子からなる段状の底部付きリング体６である場合には、図２に示す横型鍛造機１の第４工程で小径底部付きリング体８から底部を抜くポンカス抜きをして小径であるリング体７とする。
【０００７】
ところで横型鍛造機１は１分間に８０〜１１０個の製品を高速で鍛造することができるために、被加工材１５をチャッキングして横型鍛造機１内へ配設するための搬送動作は高速度で行われる。したがって、図５に示すように、被加工材１５の爪１６によるチャッキング時に、被加工材１５に僅かでも傾きがあると、高速である横型鍛造機１内へ配設するための搬送時に、大きな慣性モーメントが被加工材１５に働くこととなる。ところで被加工材１５の外径寸法が厚みの４．０倍以上の薄い被加工材(なお、この厚みはベアリングの状態で換言すれば幅に相当するので、以下「幅薄品」という。)の場合、この幅薄品の被加工材１５を高速の横型鍛造機１内のダイ１３の手前に必ずしも正しい姿勢で安定して配設することができない場合が生じる。このため被加工材１５が、図５に示すように、傾いて配設されることとなる。その結果、被加工材１５がダイ中へ挿入されるときに、偏心することとなるため、ポンチ１１で正確な形状にアプセット成型することができず、図６に示すように、製品外径部にバリ１８や欠肉部１９あるいは偏心２０を生じてリング体２１のリング幅Ａとリング幅Ｂに大きさの異なる偏肉部が形成されるなどの精度不良が発生した。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１６９９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、高速の横型鍛造機において、幅薄品の被加工材である、例えばテーパーベアリングを製造するための、冷鍛用ブランクをダイとポンチの間に正しい姿勢で安定して保持して偏芯することなく据込み加工によりアプセットして製品外径にバリや欠肉不良や偏肉による精度不良のない製品を得る装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するための本発明の手段は、横型鍛造機において、幅薄品の被加工材を雌型であるダイに挿入するアプセット成型工程の初期段階において、雄型であるポンチの先端部をバネを使用したポンチ本体軸心部への収納構造とすることにより、被加工材を該収納構造のポンチ先端部とダイ側の軸心部に配設のノックアウトピンの両者で挟持して正しい姿勢に保持し、この姿勢状態で移動させてダイに当接して設置した後、ポンチにより被加工材をアプセット成型して据込みする。
【００１１】
すなわち、請求項１の発明では、対向配置したダイおよびポンチからなる横型鍛造機において、後方から貫通して前方に突出可能なノックアウトピンを軸心部に配設したアプセット用のダイと、ポンチ前面部より前方に突出可能な先行ピンを軸心部に配設のポンチと、ノックアウトピンと先行ピンの間隙に被加工材を挟持せしめるために配設する被加工材把持および配設用の爪からなることを特徴とする横型鍛造機のアプセット成型装置である。
【００１２】
請求項２の発明は、アプセット用のダイは後方から貫通して前方に突出するノックアウトピンを有するバックダイと被加工材の側部形状を規定するリング状のフォアダイからなり、ポンチの軸心部に配設の先行ピンは背面部周囲を押圧して先端部をポンチ前面部より前方に突出可能とする弾撥バネと先端部をポンチ前面部の位置まで後退可能に位置決めするポンチの軸心部後端部に配設のスペーサーとを有し、被加工材把持および配設用の爪は被加工材の外径周囲を挟持し、ダイとポンチ間に配設後に被加工材周縁から遠心方向に後退することを特徴とする請求項１の手段の横型鍛造機のアプセット成型装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は上記の手段としたことで、高速である横型鍛造機において、被加工材をポンチ先端部と、特にポンチ先端の軸心部の先行ピンと、ダイ側に配設されたノックアウトピンにより挟み込んで保持するため、被加工材が傾くことなくダイの軸心部に正しく位置して安定した保持が可能となり、被加工材をダイ内へ挿入するときの精度が向上する。この結果、幅薄品の被加工材のアプセットにおいてバリや欠肉部や偏肉部などの不良率を低減でき、トラブルを減少できる結果、生産性が向上するなどの優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本願発明の実施をするための最良の形態について、図面を参照して以下に説明する。先ず、横型鍛造機１は、例えば、鋼素材からベアリングの輪体である外輪レースや内輪レースを鍛造により成型するための装置である。上記で図２により従来装置によるものは、既に説明した。しかし、この実施の形態では、本発明における横型鍛造機１について説明する。
【００１５】
本発明における横型鍛造機１は、例えばベアリングの外輪レースあるいは内輪レースなどの輪体を冷間鍛造する場合には、第１工程で軸受用鋼の棒鋼から切り出した円盤体をダイ３、３間で据込み鍛造して拡径した円盤体２とし、次いで第２工程でポンチ１１とダイ１３間でアプセット鍛造してリング部１７ａと底部１７ｂからなる底部付きリング体１７とし、第３工程で、底部付きリング体１７から底部１７ｂを抜くポンカス抜きをしてリング体２１に成型する。
【００１６】
本発明の請求項１の手段の実施の形態について説明する。この実施の形態では、対向配置したポンチ１１およびダイ１３を有する成型装置を有する横型鍛造機１において、後方から貫通して前方に突出可能なノックアウトピン１４を軸心部に配設したアプセット用のダイ１３と、ポンチ前面部１１ａより前方に突出可能な先行ピン１２を軸心部に配設のポンチ１１を有し、この先行ピン１２とノックアウトピン１４の間隙に配設して被加工材１５を挟持せしめるために、被加工材１５をチャッキングおよび配設するための爪１６を有する横型鍛造機１のアプセット成型装置である。
【００１７】
この請求項１の手段の成型装置をさらに的確に作動させるために、請求項２の実施の形態の手段では、アプセット用のダイ１３は後方から貫通して前方に突出するノックアウトピン１４を有するバックダイ１３ａと被加工材１５の側部形状を規定するリング状のフォアダイ１３ｂからなっている。さらに、ポンチ１１の軸心部には、先行ピン１２を配設しており、この先行ピン１２はその背面部１２ｂの周囲を前方に押圧し、その先端部１２ａをポンチ前面部１１ａより前方に突出可能とする弾撥バネ１２ｃと、先端部１２ａをポンチ前面部１１ａの位置まで後退可能に位置決めするポンチ１１の軸心部の後端部内に配設のスペーサー１２ｄとを有する。さらに、被加工材１５のチャッキングおよび配設用の爪１６は被加工材１５の外径周囲を挟持し、被加工材１５をポンチ１１とダイ１３と間に配設した後には、被加工材１５の周縁から遠心方向に後退するアプセット成型装置である。
【００１８】
本発明の成型装置によるリング体の製造方法について説明する。先ず、図２に示すような、親子形状からなる底部付きリング体６を鍛造する場合は、第２工程の据込み鍛造で親子からなる段状のリング部６ａと底部６ｂを有する底部付きリング体６とし、第３工程で親子の底部付きリング体６を分離して大径のリング体７と小径底部付きリング体８とし、第４工程で小径底部付きリング体８の底部８ａをポンカス抜きして小径リング体９に成型している。ここで、上記の第２工程における親子からなる底部付きリング体６に代えて、単に底部付きリング体１０をアプセット鍛造する場合の、本発明の手段について、図１の模式図による工程により説明する。このアプセット鍛造で製造するリング体２１の大きさは、外径φが７３．３ｍｍで、リングの肉厚である幅寸法が１５．８ｍｍである薄肉品とする。
【００１９】
図１に示すように、このアプセット鍛造工程に使用する本発明の装置では、底部付きリング体１７の内部形状の輪郭に形づけられたポンチ前面部１１ａを有するポンチ１１と、ポンチ１１の軸心に有する先行ピン１２と、バックダイ１３ａとフォアダイ１３ｂからなるダイ１３と、フォアダイ１３ｂの軸心に有するノックアウトピン１４からなる底部付きリング体１７の外部形状の輪郭に形づけられたダイ１３と、これらの間に被加工材１５である円盤体の外周をチャッキングして配置するための爪１６からなる。
【００２０】
図１の（ａ）において、ノックアウトピン１４をバックダイ１３ａからポンチ１１の方に突き出し、爪１６で被加工材１５の周囲をチャッキングしてノックアウトピン１４の前に配設し、一方、先行ピン１２を弾撥バネ１２ｃによりポンチ前面部１１ａから突出して被加工材１５に当接させて押す。次いで、同図（ｂ）において、ノックアウトピン１４を後退させながらポンチ１１を前進させて先行ピン１２により被加工材１５をノックアウトピン１４で挟持してバックダイ１３ａの方へ押し込むと同時に爪１６から外し、爪１６をポンチの先端周囲の角で遠心方向に外して行く。上記の（ａ）でダイ１３に入るまで不安定であった被成形体１５を、この（ｂ）では先行ピン１２とノックアウトピン１４により挟み込んで保持することにより姿勢を安定させる。さらに、同図（ｃ）において、ポンチ１１をさらにフォアダイ１３ｂ中に押し込み据込によりアプセットしてリング部１７ａと底部１７ｂからなる底部付きリング体１７に成型する。この（ｃ）では、先行ピン１２は弾撥バネ１２ｃの収縮により先行ピン１２の先端がポンチ前面部１１ａに収納される。一方、ノックアウトピン１４はバックダイ１３ａの前面部まで引き込められている。この用にして成型された底部付きリング体１７は、図２に示す、横型鍛造機１の第３工程において底部１７ｂを抜くポンカス抜きをしてリング体２１に仕上げられる。
【００２１】
本発明の成型手段を用いた図３に示すポンカス抜きをした後のリング体２１の製造において、リング体２１の製造時に発生する不良率を、不良率＝不良品数／生産数、とするとき、本発明における不良率は、２０００００個のリング体２１の製造において、図６に示すようにリング体２１の外周部にバリ１８あるいは欠肉部１９を生じたり、図７に示すようにリング体２１において、リング体２１の軸心部に偏心２０が生じてリング幅Ａとリング幅Ｂの間に０．６ｍｍ以上の差を生じる偏肉となるなどの不良品の個数は３８８個であった。したがって不良率は３８８／２０００００＝０．１９％であった。これに対し、上記した図４に示す従来の装置によるリング体２１の鍛造では、同じく２０００００個のリング体２１の製造において、不良品の個数は４３１２個で、したがって不良率は４３１２／２０００００＝２．１６％であった。このように本願発明の装置でリング体２１を成型すると、大幅に不良率が減少し、生産効率を向上することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の横型鍛造機における薄肉品のアプセット時の保持安定化機構を示す断面図で、（ａ）は被加工材の挿着時、（ｂ）は被加工材をダイへの押し込み時、（ｃ）は据込み時を示す。
【図２】横型鍛造機における鍛造工程を示す断面図である。
【図３】リング体を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】従来の横型鍛造機における薄肉品のアプセット時の保持安定化機構を示す断面図で、（ａ）は被加工材の挿着時、（ｂ）は被加工材をダイへの押し込み時、（ｃ）は据込み時を示す。
【図５】従来の横型鍛造機における薄肉品を挿着時の被加工材の傾斜を示す断面図である。
【図６】従来のリング体のバリおよび欠肉部の発生による欠陥品を示す断面図である。
【図７】従来のリング体のリング体の偏肉を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  横型鍛造機
２  円盤体
３  ダイ
４  ポンチ
５  ダイ
６  底部付きリング体
６ａ  リング部
６ｂ  底部
７  リング体
８  小径底部付きリング体
８ａ  底部
９  小径リング体
１０  底部付きリング体
１０ａ  リング部
１０ｂ  底部
１１  ポンチ
１１ａ  ポンチ前面部
１２  先行ピン
１２ａ  先端部
１２ｂ  背面部
１２ｃ  弾撥バネ
１２ｄ  スペーサー
１３  ダイ
１３ａ  バックダイ
１３ｂ  フォアダイ
１４  ノックアウトピン
１５  被加工材
１６  爪
１７  底部付きリング体
１７ａ  リング部
１７ｂ  底部
１８  バリ
１９  欠肉部
２０  偏心
２１  リング体
Ａ  リング幅
Ｂ  リング幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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