(57)【要約】【課題】  成形処理時間を従来より長くすることなく、成形に十分な潤滑効果を得ることができ、かつ成形に使用する潤滑剤が加圧による発熱によって発火することがなく安全な成形を行うことができる成形装置を提供すること。【解決手段】  複数のプレス工程セクションに順次ワークを移動させる成形品の押出し成形装置であって、ワークを順次移動させる搬送装置に潤滑剤を噴霧する噴霧ノズルを載置し、ワークと噴霧ノズルの相対的位置関係を固定して潤滑剤噴霧を行う成形品の成形装置。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のプレス工程セクションに順次ワークを移動させる成形品の押出し成形装置であって、ワークを順次移動させる搬送装置に潤滑剤を噴霧する噴霧ノズルを載置し、ワークと噴霧ノズルの相対的位置関係を固定して潤滑剤噴霧を行うことを特徴とする成形品の鍛造成形装置。
【請求項２】
前記潤滑剤噴霧が、間欠的であることを特徴とする請求項１に記載の成形品の鍛造成形装置。
【請求項３】
前記噴霧ノズルが、それぞれ異なった噴霧方向をもつ複数個であり、それらが逐次噴霧することを特徴とする請求項１に記載の成形品の鍛造成形装置。
【請求項４】
前記複数の噴霧ノズルが、ワーク上の前の噴霧が乾燥した後に次の噴霧を行うことを特徴とする請求項３に記載の成形品の鍛造成形装置。
【請求項５】
前記ワークが、等速ジョイント外輪であることを特徴とする請求項１に記載の成形品の鍛造成形装置。
【請求項６】
前記ワークの潤滑剤噴霧時の温度が、１５０℃以上２５０℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の成形品の鍛造成形装置。
【請求項７】
前記潤滑剤が、鍛造成形前は、固形潤滑剤、潤滑兼分散性を有する付着剤及びぬれ兼水蒸発促進剤を配合した水分散型潤滑剤であり、鍛造成形時には、固体潤滑剤であることを特徴とする請求項１に記載の成形品の鍛造成形装置。
【請求項８】
前記成形品が、カップ状である請求項１に記載の成形品の鍛造成形装置。
【請求項９】
前記成形品が、シャフト状である請求項１に記載の成形品の鍛造成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速ジョイント外輪のようなカップ状部品、あるいはシャフト状部品等を変態点以下の温度で成形する鍛造成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カップ状やシャフト状等の部品等の鍛造成形方法としては、金型（ダイ）とパンチとの間で素材を変態点以下の温度で冷間鍛造する方法が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。この方法において、素材を鍛造成形するには、潤滑膜を形成した状態で行わないと焼付きを生じる。ロックウエル硬度Ｂスケールが７５前後の被鍛造面をもつ円柱状ワークを、第１工程の軸出し工程、第２工程の予備据込み工程、第３工程の据込み工程を経て、第４工程の鍛造カップ成形工程の直前に、ワークの鍛造面のロックウエル硬度Ｂスケールが１００以上になる。
【０００３】
この硬度では、通常の鍛造成形は不可能であり、第３工程と第４工程の間に、中間処理と呼ばれる工程、すなわち硬度を下げるための低温焼きなまし処理、表面の酸化物被膜すなわち酸化スケールを除去するためのショットブラスト処理、及びワーク表面に化成被膜を形成するボンデ被膜形成処理を行っている。前記ボンデ被膜形成処理に換えて、潤滑油を吹き付けることにより、潤滑効果を得る場合もある。
【０００４】
上述した潤滑手段のうち、ボンデ処理は、１回の成形で被膜厚が激減し、連続的に成形しかつ成形率が大きい場合は、十分な潤滑効果が得られない場合がある。また、潤滑油を吹き付ける手段は、素材又は金型に均一に吹き付けることが困難であり、成形率を大きくして油膜切れが発生した場合、成形品に欠陥が生じる場合があり、さらに作業環境衛生上も好ましくない。
【０００５】
これを解決するためにとして、予めキャビティ内に潤滑油を充填しておき、このキャビティ内に素材を投入して鍛造成形するオイルバス成形法を提案した（例えば、特許文献２参照）。しかしながらオイルバス方式によって鍛造成形する場合には、素材の形状によって成形中に素材とキャビティ底面との間に潤滑油が封じ込められてしまうものがある。このような場合には、金型のキャビティの底面に潤滑油の排出路を開口して、封じ込められた潤滑油をスムーズに金型外のタンクに排出する必要があるが、単に排出路を形成しただけでは成形後にパンチを上昇せしめる際に、成形された部品Ｗがパンチに抱き付いてパンチとともに上昇し、二度打ち等の弊害が生じる。
【０００６】
この問題を解決するために、金型のキャビティ底面に金型外のタンクにつながる潤滑油の排出路を開口せしめ、この排出路の途中にキャビティ底面と素材との間に封じ込められた潤滑油の圧力が所定値となった場合に排出路を開き、所定値以下の場合に排出路を閉じるチェックバルブを設けた（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
この装置においては、成形中にキャビティ底面と素材との間に介在する潤滑油はチェックバルブが開となるので排出路を介してタンク内に戻され、成形後には排出路は閉となり且つ成形後の部品はキャビティ底面に密に接触しているため、パンチを上昇せしめる際にパンチ側に付着せずキャビティ内に残る。
【０００８】
【特許文献１】特開昭５９−２２０２４３号
【特許文献２】特願昭６２−３２４５１５号
【特許文献３】特開平２−１８７２２８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述した特許文献２によって開示された押出し成形方法においては、中間処理に時間を要するとともに、ボンデ被膜による潤滑効果が最終押出しによって喪失し、第５工程のアイオニング・コイニング工程の前にもう一度ボンデ被膜処理を施すことが必要である。
特許文献３によって開示された押出し成形方法においては、液体である潤滑剤の付着力が弱く、第５工程のアイオニング・コイニング工程の前にもう一度ボンデ被膜処理を施すことが必要である。
さらに、キャビティ内に素材を投入して鍛造成形するオイルバス成形法によって第４工程の押出し成形を行う場合、ワークを加圧することによって発生する熱によって潤滑剤が発火するおそれがある。
【００１０】
上述した従来の押出し成形方法における潤滑剤の劣化及び発火の問題に鑑みてなされたものであって、成形処理時間を従来より長くすることなく、成形に十分な潤滑効果を得ることができ、かつ成形に使用する潤滑剤が加圧による発熱によって発火することがなく安全な成形を行うことができる成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、複数のプレス工程セクションに順次ワークを移動させる成形品の押出し成形装置であって、ワークを順次移動させる搬送装置に潤滑剤を噴霧する噴霧ノズルを載置し、ワークと噴霧ノズルの相対的位置関係を固定して潤滑剤噴霧を行うことを特徴とする成形品の成形装置である。
複数のプレス工程セクションに順次ワークを移動させるカップ状成形品の押出し成形装置であって、ワークを順次移動させる搬送装置に潤滑剤を噴霧する噴霧ノズルを載置し、ワークと噴霧ノズルの相対的位置関係を固定して潤滑剤噴霧を行うことを特徴とするカップ状成形品の成形装置である。
【００１２】
本発明の実施態様は以下の通りである。
前記潤滑剤噴霧が、間欠的であることを特徴とする。
前記噴霧ノズルが、それぞれ異なった噴霧方向をもつ複数個であり、それらが逐次噴霧することを特徴とする。
前記複数の噴霧ノズルが、ワーク上の前の噴霧が乾燥した後に次の噴霧を行うことを特徴とする。
前記ワークが、等速ジョイント外輪であることを特徴とする。
前記ワークの潤滑剤噴霧時の温度が、１５０℃以上２５０℃以下であることを特徴とする。
前記潤滑剤が、鍛造成形前は、潤滑兼分散性を有する付着剤及びぬれ兼水蒸発促進剤を配合した水分散型潤滑剤であり、鍛造成形時には、固体潤滑剤であることを特徴とする。
前記成形品が、カップ状である。
前記成形品が、シャフト状である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、成形処理時間を従来より長くすることなく、成形に十分な潤滑効果を得ることができ、かつ成形に使用する潤滑剤が加圧による発熱によって発火することがなく安全な成形を行うことができる効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の実施形態の押出しによる成形装置を、図に基づいて説明する。
（構成）
押出し成形装置１０は、図１に示すように、ワーク供給部１２と、プレス装置１４とからなる。ワーク供給部１２は、ビレットであるワークＷを連続的に供給されて、順次取出し可能に所定位置に整列させて保持する。
プレス装置１４は、図２に示すように、前方押出しである軸出し工程を行う第１プレス２０、予備据込みを行う第２プレス２２、据込みを行う第３プレス２４、後方押出しであるカップ成形を行う第４プレス２６を等間隔で一列に並べて有する。
【００１５】
第１プレス２０ないし第４プレス２６の両側には、その長さ方向に延びた一対の第１及び第２フィードバー３０、３２が配置されている。第１及び第２フィードバー３０、３２には、把持制御部３６を介して把持爪３８が８個取り付けられている。８個の把持爪３２及び把持制御部３０は、第１プレス２０ないし第４プレス２６に配置されたワークＷを把持するようにそれぞれ向かい合って配置される。
【００１６】
第１及び第２フィードバー３０、３２は、フィードバー制御系（図示せず）によって、ワークＷの略高さ分の上下往復運動及び第１プレス２０ないし第４プレス２６の間隔分の長手方向往復運動をする。
【００１７】
第１及び第２フィードバー３０、３２の第３プレス２４に対応する把持制御部３６の外側には、ノズル制御部４０を介して第１及び第２ノズル保持枠４２、４３が取付けられ、ノズル保持枠４２の先端部には内側斜め下向きに第１及び第２潤滑剤ノズルＮ１、Ｎ２が取付けられている。第１及び第２潤滑剤ノズルＮ１、Ｎ２は、潤滑剤を高圧エアによって噴霧化する２流体ノズルである。第１及び第２潤滑剤ノズルＮ１、Ｎ２及びノズル保持枠４２と、フィードバー３０、３２との干渉を避けるため、ノズル制御部４０は、フィードバー３０，３２が上死点あるときのみ第１及び第２滑剤ノズルＮ１、Ｎ２を上死点の噴霧位置へ移動させる。
【００１８】
（制御系）
ノズル制御部４０の制御系１００は、図４に示すように、圧縮空気源１０２からのラインは、第一エアー減圧弁１０４を介して、さらに第一５ポートパイロット切換弁１０６を介して第一フィードバー３０のエアシリンダー１０８に接続され、一方第三５ポートパイロット切換弁１１０を介して第一潤滑剤ノズルＮ１に接続されている。
【００１９】
圧縮空気源１０２からのラインはまた、第２エアー減圧弁１０４を介して、さらに第ニ５ポートパイロット切換弁１１４を介して第ニフィードバー３２のエアシリンダー１１６に接続され、一方第ニ５ポートパイロット切換弁１２０を介して第ニ潤滑剤ノズルＮ２に接続されている。
圧縮空気源１０２からのラインはまた、第ニエアー減圧弁１２２を介して第１及び第２滑剤ノズルＮ１、Ｎ２のスプレーエア取入口１３０、１３２に接続されている。
【００２０】
潤滑剤Ｌを密閉的に収容した潤滑剤ベッセル１４０には、圧縮空気源１０２からの圧縮空気によって駆動される攪拌機１４２が備えられており、また第三エアー減圧弁１４４を
介して圧縮空気が供給されている。潤滑剤ベッセル１４０に収容された潤滑剤Ｌは，その底部に接続されたラインを介して第１及び第２潤滑剤ノズルＮ１、Ｎ２に供給される。第一ないし第ニ５ポートパイロット切換弁１０６の各電磁弁１５０は、制御盤１５０に接続されている。
【００２１】
（作動）
第１及び第２フィードバー３０、３２は、ワーク供給部１２から例えば２０ｓｐｍのサイクルで順次ワークＷを取り出して第１プレス２０ないし第４プレス２６に順送りする。第１プレス２０は、前方押出しである軸出し工程を行う。第２プレス２２は、前方押出しにより予備据込みを行う。第３プレス２４は、前方押出しである据込み工程を行う。
【００２２】
第３プレス２４による据込み工程が終了すると、第１ノズル保持枠４２のエアシリンダー１０８及び第２ノズル保持枠４３のエアシリンダー１１６に圧縮空気が供給される。これによってエアシリンダー１０８及びエアシリンダー１１６は第１ノズル保持枠４２及び第２ノズル保持枠４３を上昇させ、図４に示すように、第１及び第２潤滑剤ノズルＮ１、Ｎ２はワークＷへの潤滑剤噴霧位置へ移動する。潤滑剤Ｌの噴霧の一例は、一つのワークＷに対し２つの第１及び第２潤滑剤ノズルＮ１、Ｎ２から交互に各４回合計８回行われ、各噴霧は０．１４秒間であり、それらの噴霧の間に０．０１秒の休止時間を設けている。
複数の潤滑剤ノズルからの噴霧は、互いに他のノズルからの噴霧と干渉しなしように、各ノズルが逐次噴霧することが望ましい。
【００２３】
これらの噴霧を行う時、把持されたワークＷ及び第１及び第２潤滑剤ノズルＮ１が、第１及び第２フィードバー３０、３２に取付られているため、把持されたワークＷ及び第１及び第２潤滑剤ノズルＮ１、Ｎ２との相対的位置関係は一定であり、静止している被塗装体に潤滑剤を噴霧しているのと同じ噴霧状態であるとみることができる。
噴霧が開始する時期におけるワークＷは、軸出し工程、予備据込み工程及び据込み工程におけるワークＷの成形熱により、２００℃前後に昇温している。従って、ワークＷへの前記各噴霧によってワークＷに到達した潤滑剤Ｌは瞬時に蒸発する。その結果、ワークＷの加工表面には、８層の潤滑剤層が形成され、第４プレス２６によって後方押出しであるカップ成形プレスが良好に行われる。
【００２４】
水系塑性加工用潤滑剤の付着は、潤滑剤の温度、噴霧時間、潤滑剤希釈倍率に影響される。炭素鋼の水平な直径８０ｍｍの表面に、４５°方向の上方に３３３ｍｍ離れた位置及びその対角線上の対称位置に配置された一対のノズル（いけうち製：ＢＩＭＶ４５１５）から、空気圧０．１５ＭＰａ、潤滑剤圧０．１０ＭＰａで交互に噴霧した結果は、表１に示すとおりである。
【００２５】
表１において、付着性に関し、〇は均一な潤滑剤膜が表面全体に付着形成されたことを示し、△は膜が表面の１００％未満５０％以上にわたり付着形成されたことを示し、×は膜が表面の５０％未満付着形成されたことを示す。乾燥性に関し、〇は噴霧された潤滑剤が瞬間的に乾燥したことを示し、△は噴霧された潤滑剤が１〜２秒後に乾燥したことを示し、×は噴霧された潤滑剤が２秒以上経過後に乾燥したことを示す。
【００２６】
表１
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【００２７】
これらの実験結果から、噴霧時の潤滑剤温度は、１５０℃ないし２５０℃であることが望ましいと判断される。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、等速ジョイント外輪のようなカップ状部品はじめ等を変態点以下の温度で押出し成形する場合の他、高い剛性を要求されるプレス加工品の成形に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施態様の押出し成形装置の平面図である。
【図２】図１の線II−IIに沿った断面図である。
【図３】複数のプレス工程によるワークの変化を示す説明図である。
【図４】ノズル制御部の制御系の回路図である。
【符号の説明】
【００３０】
Ｗ              ワーク
Ｌ              潤滑剤
Ｎ１            第１潤滑剤ノズル
Ｎ２            第２潤滑剤ノズル
１０            押出し成形装置
１２            ワーク供給部
１４            プレス装置
２０            第１プレス２０
２２            第２プレス
２４            第３プレス
２６            第４プレス
３０            第１フィードバー
３２            第２フィードバー
３６            制御部
３８            把持爪
４０            ノズル制御部
４２            第１ノズル保持枠
４３            第２ノズル保持枠
１００          制御系
１０２          圧縮空気源
１４０          潤滑剤ベッセル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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