(57)【要約】【課題】数少ない鍛造工程により外周面に環状凹溝または環状段差を形成できる中空成形品の周壁加工方法を提供する。【解決手段】ポンチを圧入することによるリング拡げ鍛造において、周壁による中空である成形品を素材として使用し、内周に環状凸部を設けた外部割型をポンチによる前記周壁の拡げを受ける外部受型として使用し、ポンチの圧入により中空成形品の周壁を外部割型の凸部に押圧してその周壁に凸部に沿って曲がる環状凹溝または段差をポンチの圧入の反復加工により形成し、外部割型によって周壁の外面に生じた継ぎ目跡を、外部割型の継ぎ目と継ぎ目跡とを相互にずらした前記反復次工程の加工によって軽減する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンチを圧入することによるリング拡げ鍛造において、周壁による中空である成形品を素材として使用し、内周に環状凸部を設けた外部割型をポンチによる前記周壁の拡げを受ける外部受型として使用し、ポンチの圧入により中空成形品の周壁を外部割型の凸部に押圧してその周壁に凸部に沿って曲がる環状凹溝または段差をポンチの圧入の反復加工により形成し、外部割型によって周壁の外面に生じた継ぎ目跡を、外部割型の継ぎ目と継ぎ目跡とを相互にずらした前記反復次工程の加工によって軽減することを特徴とする中空成形品の周壁加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、中空ボルトのような柱状中空ないし筒状中空成形品や、ベアリングレースのようなリング状中空成形品等の周壁に、塑性加工ないし鍛造により環状凹溝や段差等を形成する中空成形品の周壁加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、外周に凹溝を環状に有する上記のような中空成形品を得る手段として、切り屑が出る切削加工によらないために、鍛造が用いられることがあるが、この場合には、アルミ合金や鉄合金等からなる塑性変形可能な柱状素材を用い、それを幾つもの鍛造工程を経て筒形等の中空に形成するとともにそのうちのいずれかの工程において外周に環状凹溝が形成される。
【０００３】
これを具体的に特開平１−２６２０３２号公報において点火栓用端子ナットを形成する場合について説明すると、この製品は、内燃機関用点火栓のうちの一部品であって、雌ねじを有する筒形であるが、一端に拡張穴が開口する形状であって、拡張穴の位置近くの外周が括れて頸のように細くなって、言わば環状凹溝が形成されている。
【０００４】
そこで、このような点火栓用端子ナットの製造においては、まず、前記のような柱状素材の両端を打圧することにより軸方向に対して直角の平面に形成する第１工程と、一端面に心出し用の円錐形凹所を、他面に下穴をそれぞれ形成する第２工程と、その下穴と同軸の小径の第２の下穴を形成する第３工程と、前記一方の端面側を、すえこみ鍛造により軸方向に圧縮させるとともに径方向に拡張させる第４工程と、下穴と同軸に貫通孔を形成する第５工程との各鍛造工程が必要であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の中空成形品の周壁加工方法によれば、数多くの鍛造工程を経る必要があり、そのため成形型の数が多くなるだけでなくその順送り型が作りにくく、鍛造工程を経るために多数の加圧場所の移動が強いられた。
【０００６】
この発明は、上記のような実情に鑑みて、数少ない鍛造工程により外周面に環状凹溝または環状段差を形成できる中空成形品の周壁加工方法を提供することを目的とした。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明は、ポンチを圧入することによるリング拡げ鍛造において、周壁による中空である成形品を素材として使用し、内周に環状凸部を設けた外部割型をポンチによる前記周壁の拡げを受ける外部受型として使用し、ポンチの圧入により中空成形品の周壁を外部割型の凸部に押圧してその周壁に凸部に沿って曲がる環状凹溝または段差をポンチの圧入の反復加工により形成し、外部割型によって周壁の外面に生じた継ぎ目跡を、外部割型の継ぎ目と継ぎ目跡とを相互にずらした前記反復次工程の加工によって軽減することを特徴とする中空成形品の周壁加工方法を提供するものである。
【０００８】
【作用】
中空成形品の周壁加工方法を上記のように構成したから、鍛造の素材としての中空成形品には、周壁によって中空となる塑性変形可能な中間製品を使用する。つまり、予め中途までに成形された中空成形品を使用するもので、その中間の成形には、例えば、鍛造、プレス、鋳造等の成形手法が用いられる。そして、鍛造工程においては、外部割型の中に、凸部に接する程度の外径に形成された中空成形品を入れて、中空成形品の内径よりも大きい外径のポンチを圧入する。
【０００９】
そこで、ポンチを圧入すると、その中空成形品の周壁を押し開いて（リング拡げ鍛造）、その周壁を外部割型の凸部に押し付け、この押し付ける加圧力により周壁が変形する。その変形の形状は、凸部の凹凸の形状そのままの環状凹凸であったり段差であったりする。いずれにしても、外部割型により中空成形品の外周に継ぎ目跡が生じるが、これは外部割型と継ぎ目跡とを相対的にずらして同様の次の鍛造工程を行えばほとんど消滅する。加工後の製品の取り出しについては、外部割型を開き、ノックアウトで突き上げてポンチから抜き取る。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１ないし図３は、一実施の形態を示したもので、中間製品としての中空成形品１は、図１に示すように、アルミ合金や鉄合金等の金属素材に、鍛造、プレス、鋳造等によってリング状に形成し、その周壁６の下端にフランジ７を外側へ突出して形成されている。なお、フランジ７が無くても加工は可能である。
【００１２】
図１は、金型に中空成形品１をセットした状態を示したもので、外部割型２の中にその中空成形品１が納まり、その下にストレートポンチ３が突き上げ可能に臨んでいる。また、筒型のノックアウト４によりフランジ７を受け、その中にポンチ３が上下可能に納まっている。
【００１３】
外部割型２は、複数の型片が循環して配列されたもので、内周面に凸部５が形成されている。この凸部５がなす環状の内周径Ｄにほゞ等しく中空成形品１の周壁６の外径が形成されている。また、ポンチ３の外径は、外部割型２の内周径Ｍより周壁６の厚み内に形成され、さらに、凸部５の高さ即ち（Ｍ−Ｄ）÷２は、周壁６の厚み以下とされる。なお、凸部５の幅や断面形状については、様々となる。
【００１４】
ポンチ３が圧入されると（図１）、凸部５の突出寸法分だけ周壁６が開拡され、その結果、周壁６の外周には、凸部５が食い込む環状凹溝９が形成される（図３）。これで目的の形状がほゞ形成されるが、再度おなじような型組で（図１）鍛造工程に移る際に、継ぎ目跡１０が少しずらされ、継ぎ目跡１０に外部割型２の継ぎ目１３が当たらないようにする。この際に、中空成形品１を再セットすることになるが、外部割型２を一旦緩めることにより、中空成形品１をやゝ回転して再セット方法を取ることもできる。
【００１５】
つまり、外部割型２の型片と型片との間の継ぎ目１３の跡１０が付いているので、この継ぎ目跡１０が少しずらされ、この状態でポンチ３が再圧入される。これで鍛造の形成が終了したので、外部割型２を開き、ノックアウト４の突き上げによりその中空成形品１を取り出すと、継ぎ目跡１０が外部割型２の内面で押圧されたことにより消滅している。なお、凸部５の形状や大きさによっては、あるいは複数あることによっては、所定の加工形状を確保するためにポンチ３の圧入を伴う鍛造がさらに繰りかえされる。
【００１６】
なお、環状凹溝１０によりその部分の肉厚が薄くなるが、外部割型２とポンチ３等との形状や寸法等の関係によっては、肉厚がほぼ同一の屈曲断面形状にすることも可能である。
【００１７】
図４は、他の実施の形態を示し、ポンチ３の先端にそれよりもやゝ小径の心金１２を取り付けた。このようにした場合には、前記の実施形態と同様に、ポンチ３を凸部５の間を突き抜けさせることにより、中空成形品１の周囲に環状凹溝９を形成できるが、ポンチ３の先を凸部５の位置で止めると、図４に示すように、中空成形品１の周壁６に段差１１を付けることができる。なお、心金１２は、中空成形品１の周壁６が内側に倒れ込むのを防止する役目を果していることは言うまでもない。
【００１８】
図５は、ポンチ３の他の形状を示したもので、中空成形品１の最終加工形状によっては、抜き勾配θのついたポンチ３を使用し、中空成形品１の周壁６に凹凸以外の内径開拡を行うこともできる。
【００１９】
また、図６に示すように、フランジ付きの中空成形品１のフランジに脚を付けると、容易に順送り型を構成できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、中間製品としての中空成形品を素材として、それに数少ない鍛造工程により外周面に環状凹溝または環状段差等を容易に形成でき、例えば、ベアリンググレース、中空ボルトの加工の工程数や金型数を合理的に減らし、作業スペースも削減できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の中空成形品の周壁段付き加工方法を示す金型を加工素材をセットした作動前の状態で示す断面図である。
【図２】同金型を作動により素材に加工を施した状態で示す断面図である。
【図３】同加工が施された中空成形品の一部断面した正面図である。
【図４】他の実施形態を示す図２に対応する断面図である。
【図５】他の実施形態を示すポンチの一部断面図である。
【図６】順送りワークを示す平面説明図である。
【符号の説明】
１  中空成形品
２  外部割型
３  ポンチ
５  凸部
６  周壁
９  環状凹溝
１０  継ぎ目跡
１１  環状段差
【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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