(57)【要約】自動移動システムにより相互に接続された一連に液圧プレスを含むマシニングセンタで、例えばブシュ、ナット、またはめくら穴もしくは貫通穴付きの他の要素、ねじ、標準および特殊形状の押出またはプレス加工品等のような金属要素を得るための冷間押出手順。要素の最終穴あけ加工または剪断加工は、縦型機械プレス機から構成することのできる、高速で作動する専用の穴あけまたは剪断加工装置によって有利に実行される。高速穴あけまたは剪断加工装置と共に幾つかの液圧プレス機を含むプラントの使用により、高レベルの生産性を達成することが可能になる。
2006505412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
管状金属要素またはめくら穴もしくは貫通穴を持つ他の要素、ナット、または類似物を冷間加工するための手順であって、次の機械加工段階すなわち、
−中実金属材のロール状または棒状のブランク（１０）をセットアップし、かつ準備する段階と、
−ロールの場合くせ取りをし、かつ前記金属材（１０）を所定の長さの加工片に切断する段階と、
−中央横断部（２０）によって分離され長手方向に対向する一つまたは二つのめくら穴（１９）を示すブランク要素を得るために、幾つかのプレス機から成るワークセンタの多数のワークステーション（３１）にこれらの加工片を順次通すことによって達成される一連のプレス加工段階と、
−この中央横断部（２０）を除去することによって前記ブランクに貫通穴をあける段階と、
を含む手順。
【請求項２】
標準および特殊形状の押出またはプレス加工ねじ等のような金属要素を冷間加工するための手順であって、次の機械加工段階すなわち
−中実金属材のロール状または棒状のブランク（１０）をセットアップし、かつ準備する段階と、
−ロールの場合くせ取りをし、かつこの金属材（１０）を所定の長さの加工片に切断する段階と、
−削り屑または廃物の有無に関係なく、完成要素（２０）を得るために、マルチプレスプランとの複数のワークステーション（３１）にこれらの加工片を順次通すことによって達成される一連のプレス加工段階と、
を含む手順。
【請求項３】
前記中実ブランク（１０）のセットアップおよび準備が使用する金属材料によって異なる、請求項１および２のいずれか一項に記載の手順。
【請求項４】
ステンレス鋼から成る材料に実行される手順であって、ステンレス鋼が最初に溶体化焼きなましによって処理され、硫酸、フッ化水素酸、過マンガン酸カリウム、および過酸化水素の平衡液で酸洗いされ、その後にプレス加工を容易にするために加塩槽に浸漬することによって繰返し洗浄されることを特徴とする、請求項３に記載の手順。
【請求項５】
低合金鋼から成る材料に実行される手順であって、この材料が硫酸で酸洗いされ、その後にリン酸処理槽に浸漬することによって洗浄され、そこで化学反応によってリン酸亜鉛の層が加工片の表面に形成され、次いでステアリン酸ナトリウム槽に浸漬され、そこで再び化学反応によって、前のリン酸亜鉛の層の上にステアリン酸亜鉛の薄膜層が形成されることを特徴とする、請求項３に記載の手順。
【請求項６】
前記加工品が、例えば六角頭ねじの場合、剪断加工を受け、機械的プレス機によってそれを実行することができることを特徴とする、請求項２に記載の手順。
【請求項７】
ロール状の出発材料に実行される手順であって、事前に洗浄した金属材が、かせを巻き出すように設計されたワイヤくせ取り装置にそれをロードすることによってくせ取りされる、請求項２ないし６のいずれか一項に記載の手順。
【請求項８】
棒状の出発材料に実行される手順であって、これらの棒が棒区分化プラントに束状にロードされ、そこで棒がプレス機から成るマシニングセンタの要求に従って同期して切断ステーションに提示されることを特徴とする、請求項２ないし６のいずれか一項に記載の手順。
【請求項９】
ロールの自由端が第一組のローラ内に通され、次いでワイヤのくせ取りをしかつ切断装置にそれを移送するようにに設計された対向ロール系に通される、請求項７に記載の手順。
【請求項１０】
前記材料が、例えば一つまたはそれ以上の可動刃による機械的または液圧プロセスのような種々の可能な手順によって、または丸鋸によって、有利に予め定められた長さの加工片に切断される、請求項８および９のいずれか一項に記載の手順。
【請求項１１】
前記プラントまたはマシニングセンタ（３０）が、機械加工される前記加工片（１０）を移動させるように設計された移送装置によって接続された様々なサイズおよび動力レベルの一連の液圧プレス機（３１〜３４）から成ることを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の手順。
【請求項１２】
前記移送装置が、適切なエネルギ源によって動力を供給される一連のグリッパ装置（４０〜４４）から成ることを特徴とする、請求項１１に記載の手順。
【請求項１３】
前記穴あけまたは剪断加工が、縦型プレス機から成る特殊装置によって実行されることを特徴とする、請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の手順。
【請求項１４】
この縦型プレス機が機械的プレス機から成ることを特徴とする、請求項１３に記載の手順。
【請求項１５】
個々の前記プレス機および前記移送装置の機能および同期がＰＬＣまたはマイクロプロセッサによって制御されることを特徴とする、請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の手順。
【請求項１６】
適切な自動マニピュレータによって一つのプレス機から別のプレス機へ移送される機械加工対象の加工片に対し連続する一連のプレス加工操作を実行するように設計された、相互に隣接する一連の液圧プレス機を含むことを特徴とする、請求項１ないし１５のいずれか一項に記載の手順を実現するためのプラント。
【請求項１７】
穴あけまたは剪断加工ステーションをも含むことを特徴とする、請求項１６に記載のプラント。
【請求項１８】
この穴あけまたは剪断加工ステーションが縦型機械プレス機から成ることを特徴とする、請求項１７に記載のプラント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属要素の油圧プレスにおける冷間押出のための手順に関する。
【０００２】
さらに詳しくは、本発明は、ブシュ、ナット、またはめくら穴もしくは貫通穴付きの他の品目、ねじ、標準および特殊形状の押出またはプレス加工品等のような金属要素の生産のための冷間押出手順に関する。
【０００３】
これらの冷間押出手順は、自動運動システムと共に相互に接続された一連の液圧プレスを含むプラントによって実行することができ、結果的に得られる製品は一般的に、鋼の種類および抵抗等級に関係なく鋼、または他の金属材料（アルミ二ウム、銅、真鍮）から作られる、明確に３０ｍｍより大きい外径のブシュ、ナット、またはめくら穴もしくは貫通穴付きの他の要素、ねじ、標準および特殊形状の押出またはプレス加工品等から成る。
【０００４】
本発明は、機械工業部門で中ないし大量バッチの生産のために機械産業部門で適用することができる。
【背景技術】
【０００５】
例えばブシュなどの管状金属要素の生産は実質的に、次の四つの可能な手順に従って行なわれることが知られている。
−横型機械プレス機を使用する冷間プレス加工
−縦型機械プレス機を使用する冷間または熱間プレス加工、およびその後の旋盤加工
−予め圧延された管の旋削
−フルブランクから始まる削り屑の除去
【０００６】
マルチステーション横型プレス機を使用する冷間プレス加工は、機械加工を実行するために必要な約１２００トンの推力を達成するために、かなりの押圧力の吸収を見越している。これらの横型プレス機は、毎分４０個に達することができる高レベルの生産性を達成するために、非常に高い投資コストを含む。
【０００７】
実質的に押出操作から成る機械加工の高い速度は、加工片の温度の増加を引き起こし、それは７００度を越えることがあり得る。この温度は、押出工具およびパンチを作成するために使用されるあらゆる種類の鋼の焼きもどし温度を越え、これらの器具の短い寿命に関する明らかな問題がある。この問題はとりわけ直径が３０ｍｍを越える加工片のプレス加工に非常に顕著であることが、経験上分かっている。
【０００８】
別の弱点は、約０．３ｍｍの許容差が要求される連接棒用のブシュに関しては少なくとも、加工片の長手方向の寸法に対する許容差が非常に高いという事実によって表わされる。
【０００９】
単一ステーションの縦型プレス機に関する限り、管状要素の生産手順は、加工片の様々な変形段階を達成するために、その後の、ただし非連続的な、段階でのプレス加工を見越している。
【００１０】
一つの段階と次の段階との間には、粗形材の繊維のかなりの加工硬化のため、実質的に焼きなましから成る幾つかの熱処理サイクルを実行する必要がある。
【００１１】
一つの弱点は、この一連の処理が加工片にかなりの影響を及ぼし、各段階で加工片の注油（リン酸塩皮膜処理）が必要であり、それが完成品を得るために必要な全体的時間を長引かせるという事実によって表わされる。
【００１２】
別の欠点は、この場合にも、許容差を維持することが極めて困難であり、かつ再び高い機械加工速度のため工具の寿命が全く不充分であるという事実によって表わされる。
【００１３】
単一ステーションの縦型プレス機によるこの処理は、最終旋削をも必要とし、コストのさらなる増加を伴う。
【００１４】
熱間プレスに関する限り、要求される許容差および工具摩耗の維持は、従前の機械加工プロセスで予見されたよりいっそう深刻な問題を表わし、工作機械での最終段階のためもあって、この手順を競争力の無いものにする。
【００１５】
圧延管の旋削に関しては、これは外径が５０ｍｍ以下のブシュに最も一般的に使用される手順である。３〜５メートルの鋼棒によって圧延した管は適切な寸法に切断され、マシニングセンタに移送され、そこで削り屑の除去によって、外半径および二つの入口が形成される。
【００１６】
一つの欠点は、管を形成する原料が、上述した他のプロセスで使用することのできる「全」鋼より６０〜７０％多くコストがかかるという事実によって表わされる。
【００１７】
ブランクから始まる旋削に関しては、このプロセスは、外径が５０ｍｍを越えるブシュに使用され、これらの寸法の圧延管は市販されていない。
【００１８】
この手順は、優れた頻度（約３０秒に１個）で加工片を生産する自動旋盤の使用が必要である。
【００１９】
一つの弱点は、材料の非常に高い損失率、すなわち当初のブランクの約５０〜５５％があるという事実によって表わされる。
【００２０】
管状要素を得るための別の手順は、扁平片から始まる絞り加工から成り、次いでそれは変形され、最終的に工作機械で仕上げ加工される。
【００２１】
この場合も、材料の繊維がかなりの加工硬化を受け、完成品の機械的特性を改変させ、劣化させる。
【００２２】
また不良品発生率も非常に高く、完成品のコストをかなり押し上げる。
【００２３】
特許ＵＳ−Ａ−６０９８４３６（ジラルデッロ）は、炭素含有量が０．１０から０．５０％の間の鋼から作られ、厳しい許容差をもつ、様々な寸法および様々な用途の管を得るための金属の機械加工方法を記載している。
【００２４】
この方法は、出発材料として熱間圧延鋼の丸棒の使用を予見しており、次いでそれは、穴あけ加工されかつ化学処理を受ける少なくとも一つのブロックを得るために、切断される。次いでブロックはプレス加工され、限定量の鋼を使用して油圧またはオレオ空気圧シリンダ、または高圧フィルタ用の容器、または高圧用の管、または軸受のような完成品を得るために、必要ならば最終旋削および熱処理を受ける。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明は、上述した欠点を解消するか著しく軽減することができる、例えばブシュ、ナットまたはめくら穴もしくは貫通穴付きの他の製品等のような金属要素を得るための第一手順を提供することを提案する。
【００２６】
本発明はまた、経済的に有利になるために容易に生産することができる、直径が３０ｍｍを越える、例えばねじ、標準または特殊形状の押出またはプレス加工品のような金属要素を得るための第二手順を提供することも提案する。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
第一実施形態では、本発明に従って例えばブシュ、ナット、またはめくら穴もしくは貫通穴付きの他の製品等のような管状金属要素を得るための手順は、
−中実金属材のロール状または棒状のブランクのセットアップおよび準備と、
−ロールの場合のくせ取り、および金属材の所定の長さの加工片への切断と、
−中央横断部によって分離され長手方向に相互に対向する一つまたは二つのめくら穴を示すブランクを得るために、これらの加工片を多数の液圧プレス機に順次通すことによって達成される一連のプレス加工と、
−場合によって、貫通穴付き製品のために、機械プレス機の動作によって達成することができる中央横断部の穴あけ加工と、
を予見する。
【００２８】
第二態様では、本発明に従って直径が明確に３０ｍｍを越える例えばねじ、標準または特殊形状の押出またはプレス加工品等のような金属要素を得るための手順は、
−中実金属材のロール状または棒状のブランクのセットアップおよび準備と、
−ロールの場合のくせ取り、および金属材の所定の長さの加工片への切断と、
−一連のブランクを得るために、これらの加工片を多数の液圧プレス機に順次通すことによって達成される一連のプレス加工と、
−必要ならば、例えば六角頭ねじの場合、機械プレス機の動作によって達成することができる剪断加工と、
を含む。
【００２９】
本発明では、どちらの手順も、多数の液圧プレス機における鋼または他の材料の区分材を順次冷間プレス加工して、明確に３０ミリメートルを越える直径の様々な形状および寸法の加工片を得ることから成る。
【００３０】
ブランクのセットアップおよび準備は、使用する材料によって異なることが有利である。
【００３１】
使用するプラントは、機械加工される加工片を移動させるように設計された移送装置によって接続された多数の液圧プレス機から成ることが有利である。移送装置は、必要に応じて液圧、機械的、または空気圧エネルギ源によって動力を供給される、一連のマニピュレータグリッパロボットを含む。
【００３２】
穴あけ加工または剪断加工は、高速で作動する専用の穴あけまたは剪断加工装置の介入によって実行することが有利であり、それは縦型機械プレス機で構成することができる。
【発明の効果】
【００３３】
高速穴あけまたは剪断加工装置と共に幾つかの液圧プレス機から構成されるプラントの使用は、高レベルの生産性を可能にする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
本発明の他の特徴おより利点は、添付の図面を参考にしながら、非限定例として掲げる本発明の実施形態の形の以下の説明を読むことにより、明らかになるであろう。
【００３５】
本発明に係る金属要素を得るための手順は、例えば円形、正方形、矩形等のような様々な形状の中実金属材のロール状または棒状のブランクのセットアップおよび準備の両方と、ロールの場合のくせ取りと、金属材の所定の長さへの切断とを含む。
【００３６】
例えばブシュ、ナット、またはめくら穴もしくは貫通穴付きの他の要素等のような穴あき要素を得るための手順は次に、中央横断部によって分離され長手方向に相互に対向する一つまたは二つのめくら穴を各々提示することができる一連のブランクを得るために、これらの加工片を多数の液圧プレス機に順次通すことによって順次達成されるプレス加工を予見する。場合によって、貫通穴付き製品のために、中央横断部の穴あけ加工は、機械プレス機の動作によって達成することができる。
【００３７】
本発明では、最初にロール状または棒状の材料が、材料の初期化学組成に応じて様々な方法で準備される。
【００３８】
特に、材料がステンレス鋼（またはいずれにしても高い割合のクロムおよびニッケルを含む鋼）か、それとも一般的に表面硬化または硬化され焼きもどされるかあるいは他の特定のサイクルにさらされる低合金鋼であるかによって、準備サイクルは異なることがある。
【００３９】
第一の場合、材料は溶体化焼きなましによって処理し、硫酸、フッ化水素酸、過マンガン酸カリウム、および過酸化水素の平衡液で酸洗いすることが有利である。
【００４０】
次いで材料は、プレス加工を容易にするために、加塩槽に浸漬することによって繰返し洗浄する。
【００４１】
低合金鋼を使用する場合、材料は硫酸で１０ないし１５分間酸洗いし、次いでリン酸処理槽に浸漬することによって洗浄し、そこで化学反応によってリン酸亜鉛の層が加工片の表面に形成される。
【００４２】
この段階の完了後、材料をステアリン酸ナトリウム槽に浸漬することによって再び洗浄し、そこで再び化学反応によって、前のリン酸亜鉛の層の上にステアリン酸亜鉛の薄膜層が形成される。
【００４３】
顧客が特に要求する原料に応じて、他の特定のサイクルを実行し、本発明に従って新しいプロセスに適応させることができる。
【００４４】
ロールを使用する場合、前に洗浄した金属材を、かせを巻き出すように設計されたワイヤくせ取り装置にロードすることによってくせ取りをする。ロールの自由端を第一組のローラ内に通し、次いでワイヤのくせ取りをするように設計された対向ロール系に通し、それを切断装置に移送する。
【００４５】
次いで、例えば一つまたはそれ以上の可動刃による機械的または液圧プロセス、あるいは前に記載したロールの場合のワイヤくせ取り装置と同期して作動する丸鋸による伝統的な方法など、多数の可能な手順によって材料を予め定められた長さの加工片に切断する。
【００４６】
図４および５を参照すると、機械加工される材料の加工片は、例えば一連の液圧プレス機３１、３２、３３、３４、３５を含むマシニングセンタ３０から成るプレス装置に移送されるブランクを構成する。
【００４７】
個々の各プレス機は、ブランクの冷間押出に必要な推力を保証するために動力を装備することができ、パンチの接近および上方移動のためのシステムは、マシニングセンタの生産性を高めるために、極めて高い速度を持つ。
【００４８】
一つのプレス機から別のプレス機に加工片を移動させるために、該手順は、一緒に接続され、必要に応じて液圧装置、機械的装置、または圧縮空気装置によって動力を供給される鋼グリッパ５０を含む、一連のマニピュレータロボット４１、４２、４３、４４，４５から成る移送装置の使用を予見する。
【００４９】
個々のグリッパ５０は各ブランクを一つのプレス機から別のプレス機に移送することができ、プレス加工サイクルによって要求される場合、移送中にブランクを様々な角度に回転させることができる。
【００５０】
多数のプレス機３０から成るプラントの個々のステーションは、それらの下方部分のベッド面付近および加圧シリンダ付近に押出装置を装備することができる。これらの押出装置は、必要に応じて液圧リニアアクチュエータまたは別の機械的もしくは気圧システムから構成することができる。
【００５１】
個々のプレス機および移送装置の機能および同期は、必要に応じてＰＬＣまたはマイクロプロセッサによって有利に制御される。
【００５２】
また、必要に応じて下から上向きにまたはその逆に作動する、例えば縦型機械プレス機から成る機械的穴あけまたは剪断加工装置６０をプラントに装備することも可能である。
【００５３】
穴あき製品の場合、このプレス機のパンチは、マシニングセンタで様々な液圧プレス機によって実行された前のプレス加工および押出段階によって残された、横断部または栓をブランクから抜くように設計される。
【００５４】
剪断製品の場合、このプレス機の剪断型は、マシニングセンタで実行された様々なプレス加工および押出段階によって残された、過剰な材料をブランクから排出するように設計される。
【００５５】
穴あけまたは剪断加工装置６０は、液圧抽出シリンダを容易に取り外すことのできる各プレス加工ステーションに移動させて、無差別に適用させることができるように、車輪を装備することができる。
【００５６】
図１を参照すると、ロール状の出発材料が示されており、中実棒から成るブランク１０は、ひとたびかせ（図示せず）から巻き出されると、材料のくせ取りを行なうように設計された対向ローラ列１１に通される。
【００５７】
次いで、中実棒材１０のこの例の棒は、例えば丸鋸１２から成る切断装置に向かって引き寄せられ、それは、その後に多数の液圧プレス機から成るマシニングセンタによって加工することができる区分材を生成する。
【００５８】
図２に示すように、マシニングセンタの一つのステーション３１は、プレス加工を実行する液圧ピストン１５を収容するブロック１４から成る。液圧ピストン１５内には、ダイベッド１７の方向を向いた抽出ピストン１６がある。
【００５９】
ダイベッド１７の下部に、ブランクを移動させるように設計された抽出装置１８を装備する。
【００６０】
図３を参照すると、穴あけ加工装置（この図には示さず）によって後で除去することのできる横断部またはプラグ２０によって分離された、二つの長手方向に対向するめくら穴１９を形成するために、機械加工されるブランク１０は徐々に変形される（図では左から右へ提示する）。
【００６１】
以上に本発明を、ブシュ、ナット、またはめくら穴もしくは貫通穴もしくは類似物を持つ他の要素のような管状金属要素のプレス加工から成る、特定の実施形態に関連して説明した。
【００６２】
それでもなお、上述したプラントは、機械加工要件に従って穴あけ加工するかそれとも剪断加工するかに関わらず、例えばＤＩＮ、ＩＳＯ、ＡＳＴＭ、ＡＮＳＩ／ＡＳＭＥ、ＪＩＳ、およびＳＡＥ規格等のような締め具または固定システムのための様々な国際規格によって規定された構造仕様に従う、ねじのような中実加工片、または特殊形状の押出もしくはプレス加工品を得るように、かつ標準形状の押出またはプレス加工品を得るように、かつ一般的に、顧客によって提供される図面に基づいて冷間プレスまたは押出加工することのできる、明確に３０ｍｍより大きい直径を持つ任意の機械的要素に、容易に適応させることができることが、技術者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】ロールを使用する場合に適用されるくせ取り装置、および本発明に係る手順の一部を実行する切削装置の一例の側面図。
【図２】他の同一または類似の液圧および／または機械プレス機と共に、本発明に係る手順を実行するためのワークセンタを形成する液圧プレス機の部分断面正面図。
【図３】プレス加工段階中のブシュの漸進的形状を示す正面図。
【図４】本発明に係る多数のプレス機を含むプラントの部分断面略側面図。
【図５】本発明に係る多数のプレス機を含むプラントの略平面図。
【図１】
2006505412.tif 000003
【図３】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
2006505412.tif 000007
【国際調査報告】
2006505412.tif 000008
2006505412.tif 000009
2006505412.tif 000010