(57)【要約】【課題】予備成形品の変形能を高めるための軟化を目的とした熱処理を省略ないし簡略化しても、加工時に割れを抑制することのできるカップ状部材のしごき加工方法を提供する。【解決手段】鋼材を予めカップ状に予備成形して成る予備成形品１０の中央穴部にパンチ１２を挿入した状態で予備成形品１０をパンチ１２とともにダイス１４に軸方向に通し、予備成形品１０の外周部をしごき加工してパンチ１２側に肉寄せし、外周及び内周形状を仕上げ加工するしごき加工方法において、ダイス１４のダイアングルαを１２．５°以下とし若しくは減面率を５．５％以下としてしごき加工を行う。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材を予めカップ状に予備成形して成る予備成形品の中央穴部にパンチを挿入した状態で、該予備成形品を該パンチとともにダイスに軸方向に通し、該予備成形品の外周部をしごき加工して該パンチ側に肉寄せし、外周及び内周形状を仕上げ加工するしごき加工方法において
前記ダイスのダイアングルを１２．５°以下若しくは減面率を５．５％以下として前記しごき加工を行うことを特徴とする割れを抑制するカップ状部材のしごき加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はカップ状部材のしごき加工方法に関し、詳しくはカップ状に予備成形した予備成形品に対して、軟化を目的とした熱処理を省略ないし簡略化しても、割れを発生させずにしごき加工を行うことが可能な割れを抑制するカップ状部材のしごき加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼材を予めカップ状に予備成形して成る予備成形品の外周形状，内周形状を仕上げ加工して目的とするカップ状部材を製造することが行われている。
ここで外周形状，内周形状を仕上げ加工するための加工方法として、その予備成形品の中央穴部にパンチを挿入した状態で予備成形品をパンチとともにダイスに軸方向に通し、予備成形品の外周部をしごき加工してパンチ側に肉寄せし、外周及び内周形状を仕上げ加工するしごき加工方法が広く用いられている。
この加工方法はアイヨニングと呼ばれており、特に内周形状が非軸対称形状を有する製品の仕上げ加工方法として多く利用されている。
【０００３】
このアイヨニングと呼ばれるしごき加工では、パンチ側に肉を寄せて内周側の形状を造り込むため一般に加工度が高く、そのため内周側、特に内周側底部に割れを発生し易い問題がある。
【０００４】
そこでこの割れを防止するため、従来にあっては予備成形品を予め球状化焼鈍し等の軟化を目的とした熱処理を施し、変形能を高めた上でしごき加工を施すようにしていた。
しかしながらこの球状化焼鈍し処理には多くの時間とエネルギーとを要し、これが加工コストを高める要因となっていた。
本発明はこのような課題を解決すべくなされたものである。
【０００５】
尚、本発明に対する先行技術として下記特許文献１に開示されたものがあるが、この特許文献１に開示のものはしごき時の割れ抑制に関しては考慮されておらず、本発明とは異なっている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１０３３３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は以上のような事情を背景とし、予備成形品の変形能を高めるための軟化を目的とした熱処理を省略ないし簡略化しても、加工時に割れを抑制することのできるカップ状部材のしごき加工方法を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
而して請求項１のものは、鋼材を予めカップ状に予備成形して成る予備成形品の中央穴部にパンチを挿入した状態で、該予備成形品を該パンチとともにダイスに軸方向に通し、該予備成形品の外周部をしごき加工して該パンチ側に肉寄せし、外周及び内周形状を仕上げ加工するしごき加工方法において、前記ダイスのダイアングルを１２．５°以下若しくは減面率を５．５％以下として前記しごき加工を行うことを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【０００９】
以上のように本発明は、予めカップ状に予備成形してなる予備成形品をしごき加工にて仕上げ加工するに際し、ダイスのダイアングルを１２．５°以下とし若しくは減面率を５．５％以下として加工を行うようになしたものである。
しごき加工の際の割れに影響を与える要因として、ダイスにおけるダイアングルと減面率（面積減少率）とがあり、そこで本発明者等はこれら要因の割れに与える影響について研究を行った結果、ダイアングルを１２．５°以下とすることで、或いは減面率を５．５％以下とすることで割れを良好に抑制し得る知見を得た。
本発明はこのような知見に基づいてなされたものである。
【００１０】
かかる本発明によれば、しごき加工に先立って予備成形品に対し、軟化を目的とした熱処理を省略ないし簡略化することができ、その軟化のための熱処理コストを削減ないし低減し得て加工コストを安価となすことができる。
【００１１】
尚本発明は、機械構造用鋼を素材とする機械部品の製造に適用して好適なものである。
また予備成形品としては冷間鍛造ままのもの、或いは冷間鍛造後に焼ならし処理したものを加工対象とし、或いは予備成形品を温間鍛造或いは熱間鍛造にて成形した場合においてその熱間鍛造ままのもの、或いはその後に焼ならし処理をしたものを加工対象としてしごき加工を行うことで大きな効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に本発明の実施形態を以下に説明する。
ＪＩＳ−ＳＣＭ４２０の焼ならし材を用いて冷間鍛造加工、詳しくは後方押出加工を行って、図１に示すカップ状の予備成形品１０を得、そしてその予備成形品１０の中央穴部にパンチ１２を挿入した状態で、油圧プレスによりそれらをダイアングルαを有するダイス１４に通し、これにより予備成形品１０の外周形状を縮径するとともに外周部の肉をパンチ１２に密着するまでパンチ１２側に肉寄せし、外周形状と内周形状とを仕上げ加工してカップ状部材１８を加工製造した。
【００１３】
尚、図１中１４ａはダイス１４における絞り部を表し、また１４ｂは整形部、１４ｃは逃げ部を表している。
上記ダイアングルαは、この絞り部１４ａの角度である。
ここで整形部１４ｂの長さは２０ｍｍとし、また絞り部１４ａ，整形部１４ｂ，逃げ部１４ｃの各面の交差部はＲ（半径）５ｍｍの円弧面とした。
以上のしごき加工を表１に示す様々なダイアングルα、及び減面率の下で行った結果が図２に示してある。
尚図２中×印は内周部に割れが発生した場合を、また○印は割れが発生しなかった場合を表している。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
この図２の結果に示しているように、割れを回避できる条件はダイアングルαが１２．５°以下である場合か、または減面率が５．５％以下である場合であった。
従ってこの条件を満足すればしごき加工（アイヨニング加工）時における割れを抑制できることが分る。
【００１６】
そしてこのような条件を満たしてしごき加工を行うことで、しごき加工に先立って予備成形品１０に対し軟化を目的とした熱処理を省略ないし簡略化することができ、その軟化のための熱処理コストを削減ないし低減し得て、カップ状部材１８の加工コストを安価となすことができる。
【００１７】
以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば図３に示しているように絞り部１４ａの前（入口側）に、これよりも角度の大きな導入部１４ｄを設けておくといったことも可能であるなど、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態のしごき加工方法の説明図である。
【図２】同実施形態において得られたダイアングル及び減面率と割れの発生との関係を示した図である。
【図３】本発明の他の実施形態の要部を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０  予備成形品
１２  パンチ
１４  ダイス
１８  カップ状部材
α  ダイアングル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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