(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状の被鍛造物を下金敷と上金敷との間に配置し、前記被鍛造物と上金敷とを相対的に間欠回転させながら鍛造し、ディスク状鍛造物を得るための製造装置であって、
前記上金敷は、前記下金敷の中心軸を通り、この中心軸に直交する半径方向に延びる複数の押圧面を有し、
前記複数の押圧面は、前記中心軸から放射状に配置されているとともに、前記中心軸から半径方向に延びる３個または４個の押圧面からなり、
前記中心軸を中心に夫々の前記押圧面同士の間に形成される角度が、均等にされていることを特徴とするディスク状鍛造物の製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載のディスク状鍛造物の製造装置であって、
前記押圧面の前記中心軸近傍の幅が、前記押圧面の半径方向外側の端部の幅よりも狭く形成されていることを特徴とするディスク状鍛造物の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク状鍛造物の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディスク状鍛造物を製造する方法としては、所謂回転鍛造と呼ばれるものが知られている。回転鍛造を行うには、まず予め、円柱状のビレットを据込鍛造用の上下金敷の間に配置し据込鍛造して高さの低い円柱状に形成し、必要に応じて、この据込鍛造したものに外周鍛造を施して、被鍛造物を製作する。次に、この被鍛造物を回転鍛造用の上下金敷の間に配置し、その中心軸を中心として間欠回転させながら、被鍛造物の周縁上方に配置される小型の上金敷を用いてこの被鍛造物を周方向に順次押圧しながら鍛造する。そして被鍛造物の全周を鍛造し終えた後に、その中心軸近傍の未鍛造部分を押圧する。また、必要に応じてこの被鍛造物の上下面を反転して、裏面も同様にして押圧・鍛造を行って、ディスク状鍛造物を製造するようになっている。
【０００３】
この回転鍛造の方法によれば、被鍛造物を間欠回転させながら少しずつ繰り返し押圧し鍛造するので、小さい能力の製造装置でも比較的外径の大きな被鍛造物を鍛造することができるとともに、製造されるディスク状鍛造物は、その鍛錬されないデッドゾーンが少ない。
【０００４】
また、特許文献１には、被鍛造物の表面を、凹凸を有する治工具を用いて押圧・鍛造し、その後、上平金敷によりこの被鍛造物を押圧・鍛造することによって、回転鍛造によらずに、ディスク状鍛造物を製造する方法が開示されている。この方法によれば、その鍛造時間を短縮することができる。
【特許文献１】特開２００１−３４０９３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述の回転鍛造による方法では、その押圧回数が多く必要であり、製造時間が長くかかるとともに、鍛造時にこの被鍛造物はその周縁の一部を少しずつ周方向にずらしながら繰り返し押圧されて鍛造されていくため、その内部の歪みは、この被鍛造物の中心軸を中心としてその一方側と他方側とで均等に与えられておらず、材料の組成を均一に形成させることが難しいという課題があった。
【０００６】
また、特許文献１の鍛造による方法では、被鍛造物の中心軸近傍の材料は押圧された際の逃げ方向が与えられにくく、材料が内部で流動しにくく歪みが入りにくいとともに、凹凸を有する治工具の鍛造と上平金敷の鍛造との夫々の加工工程には時間差があり、その時間差に起因する温度差によって歪みが均等に与えられにくく、材料の組成を均一に形成させることが難しいという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、被鍛造物の全体に均等に歪みを与えることができるとともに、材料の組成を均一に形成させることができるディスク状鍛造物の製造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】
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。すなわち本発明は、円柱状の被鍛造物を下金敷と上金敷との間に配置し、前記被鍛造物と上金敷とを相対的に間欠回転させながら鍛造し、ディスク状鍛造物を得るための製造装置であって、前記上金敷は、前記下金敷の中心軸を通り、この中心軸に直交する半径方向に延びる複数の押圧面を有し、前記複数の押圧面は、前記中心軸から放射状に配置されているとともに、前記中心軸から半径方向に延びる３個または４個の押圧面からなり、前記中心軸を中心に夫々の前記押圧面同士の間に形成される角度が、均等にされていることを特徴とする。
【００１４】
この発明に係るディスク状鍛造物の製造装置によれば、下金敷の中心軸を通り、この中心軸に直交する半径方向に延びる複数の押圧面を有する上金敷で被鍛造物を押圧・鍛造するので、この上金敷は、被鍛造物の中心軸近傍を良好に押圧することができる。よって、被鍛造物の中心軸近傍の材料は押圧により塑性流動されやすく、歪みを与えられやすくなる。また、前記複数の押圧面が、中心軸に直交する半径方向に一方側とそれ以外の側とに延びて配置されており、被鍛造物を複数個所同時に均等に押圧しながら鍛造するので、この被鍛造物はその全体に均等に歪みを与えられるようになされている。よって製造するディスク状鍛造物の材料の組成を均一に形成させることができる。
また、上金敷によって被鍛造物を押圧する一回あたりの面積が、被鍛造物の全体を押圧するのに比べ少なくて済むので、小さい能力の製造装置でも比較的外径の大きな被鍛造物を鍛造することが可能となる。また、前記押圧面を平面状に形成することにより、この鍛造後に、製造されたディスク状鍛造物の表面をあらためて平らに加工するための矯正或いは鍛造の工程が不要となり、仕上げのための設備費用が低減されるとともに、生産効率を向上させることができる。
また、この上金敷の形状を前記押圧面の形状に合わせた形状として極力小さく形成すれば、上金敷の製作費用及び設備費用を低減することができる。
そして、前記複数の押圧面が中心軸を中心として放射状に均等角度に４個備えられた場合は、被鍛造物が一回に押圧される押圧面は、例えば中心軸から１８０°反対方向に二つの押圧面が配置されたものと比べ、より広い範囲に配置されるので、少ない回数で全体に均等に歪みを与えることができる。よって、製造されるディスク状鍛造物の材料の組成を均一に形成させることができるとともに、押圧回数が低減されるので、鍛造にかかる時間をより少なくすることができる。
【００１５】
また前記複数の押圧面が中心軸を中心として放射状に均等角度に３個備えられた場合は、前述の１８０°反対方向に二つの押圧面が配置されたものと放射状に均等角度に４個備えられたものとの中間の特徴を有した鍛造を行うことができるので、これら上金敷を種々選択することによって、様々な用途に対応した鍛造を行うことが可能となる。
【００１６】
また本発明のディスク状鍛造物の製造装置は、前記押圧面の前記中心軸近傍の幅が、前記押圧面の半径方向外側の端部の幅よりも狭く形成されていることとしてもよい。これによれば、この上金敷が被鍛造物を押圧する際、この被鍛造物の前記中心軸近傍は、押圧・圧縮された際の材料の逃げ方向が与えられやすくなり、塑性流動しやすくなって、良好に歪みが与えられる。また、被鍛造物の表面の、押圧される面積の割合が径方向中央の側と外方の側とで全体的に近似されるため、より均等に歪みを与えられ、製造されるディスク状鍛造物の材料の組成を均一に形成させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るディスク状鍛造物の製造装置によれば、被鍛造物の全体に均等に歪みを与えることができるとともに、材料の組成を均一に形成させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１、図２は本発明の一実施形態及び参考例に係るディスク状鍛造物の製造装置の要部を示す縦断面図、図３は参考例のディスク状鍛造物の製造装置の要部を示す平面図、図４、図５は本発明の一実施形態に係る上金敷を示す平面図である。
【００１９】
本発明に係るディスク状鍛造物を製造するには、まず予め、円柱状のビレットを据込鍛造用の上下金敷の間に配置して据込鍛造し、この据込鍛造したものに必要に応じて外周鍛造を施して、高さの低い円柱状の被鍛造物Ｗを製作する。そして、図１に示すように、この被鍛造物Ｗを回転鍛造用の製造装置に支持される円盤状の下金敷１の上面に載置する。
【００２０】
図１に示すように、下金敷１は、その表面が、中央近傍は平らな底部とされ、またこの底部から径方向外方へ向かうに従い漸次上方へ傾斜するすり鉢状の傾斜面を備えており、前記底部から傾斜面へと滑らかに繋がるようにして、浅い凹状に形成されている。そして、被鍛造物Ｗはこの下金敷１の中心軸Ｏ上にその中心がくるようにして載置される。
【００２１】
また、被鍛造物Ｗの上方には、上金敷２が配置されている。この上金敷２は、角棒状の形状を有しており、その長手方向を下金敷１の中心軸Ｏと直交する方向に延ばして、この製造装置に支持されている。図３に示される参考例の上金敷２は、その被鍛造物Ｗに対向される面が連続した二つの押圧面２ａから形成されており、これら押圧面２ａは、中心軸Ｏを中心として一方側とその１８０°反対側とに夫々延びて配置されている。これら押圧面２ａは、中心軸Ｏを中心として互いに対称形に形成されている。
図４、図５に示される本実施形態の上金敷２は、複数の押圧面２ａが中心軸Ｏ周りに均等角度に放射状に配置されて、Ｙ字形或いはＸ字形になるよう配設されている。
【００２２】
図１に示すように、またこれら押圧面２ａは、中心軸Ｏ近傍から端部近傍に到るまでの面がこの中心軸Ｏに直交する平面で形成されており、端部近傍においては、端部へ向け漸次下方へ傾斜する平面で形成されている。そして、夫々の平面が滑らかに繋がるようにして形成されている。
また、図１に示すように、その縦断面の形状が下金敷１の縦断面の表面側の形状と対称形に形成されている。また、この上金敷２は、中心軸Ｏを中心として間欠回転可能とされるとともに、中心軸Ｏ方向に往復直線運動可能とされ、被鍛造物Ｗに近接離反可能に配設されている。
【００２３】
また、図３に示すように、この上金敷２は、その短手方向の両側部に、中心軸Ｏと平行な平面で形成される側面２ｂが夫々備えられており、上金敷２を挟んで向かい合うこれら側面２ｂ同士に形成される幅の寸法は、中心軸Ｏ近傍においては狭く、長手方向の端部に向かうに連れ漸次広くなるようにして形成されている。
【００２４】
そして、この上金敷２を、中心軸Ｏを中心として間欠回転させながら、押圧面２ａを被鍛造物Ｗに向け近接離反させ、押圧し、鍛造を行う。この押圧の順序としては、例えば、図３に示すように、まず図の左右方向を長手方向として配置される上金敷２（実線）により被鍛造物Ｗを押圧し、次に、この上金敷２の長手方向が図３の上下方向（２点鎖線）を向くように間欠回転させて配置し、押圧する。そして、上金敷２の長手方向が前述の上下方向と左右方向との間の４５度の方向を向くようにして配置し、押圧する。さらに、前述の上下方向、左右方向、４５度方向以外の方向の、これらの間隙を埋める角度となるように上金敷２を配置し、押圧する。このようにして、上金敷２を間欠回転させながら押圧を繰り返し、被鍛造物Ｗの表面を満遍なく押圧していく。
【００２５】
被鍛造物Ｗの表面を満遍なく押圧し、これを数回繰り返した後、この被鍛造物Ｗの上下面を反転させ、裏面も同様にして押圧・鍛造を繰り返すことにより、被鍛造物Ｗは、表面側及び裏面側から漸次潰されるようにして、図２に示すようなディスク状へとその形状を変化させていく。そして、目的とする形状のディスク状鍛造物Ｗａが得られるようになっている。
【００２６】
この参考例に係るディスク状鍛造物Ｗａの製造方法及び製造装置によれば、下金敷１の中心軸Ｏを通り、この中心軸Ｏに直交する半径方向の一方側と他方側とに夫々延びる連続した二つの押圧面２ａを有する上金敷２で被鍛造物Ｗを押圧・鍛造するので、この上金敷２は、被鍛造物Ｗの中心軸近傍を良好に押圧することができる。よって、被鍛造物Ｗの中心軸近傍の材料は押圧により塑性流動されやすく、歪みを与えられやすくなる。また、二つの押圧面２ａが、中心軸を中心としてこの被鍛造物Ｗの一方側と他方側とを同時に均等に押圧しながら鍛造するので、この被鍛造物Ｗは均等に歪みを与えられながら鍛造されるようになされている。
そして、本実施形態において、押圧面２ａのなす形状が前記Ｘ字形となるように、中心軸Ｏ周りに均等角度に４個配置した場合には、被鍛造物Ｗが一回に押圧される押圧面は中心軸Ｏを中心として前述の参考例よりも広い範囲に放射状に配置されるので、少ない回数でより全体的に均等に歪みを与えながら鍛造を行うことができる。よって、製造するディスク状鍛造物Ｗａの材料の組成を均一に形成させることができるとともに、押圧回数が低減されるので、鍛造にかかる時間を極力少なくすることができる。
また押圧面２ａのなす形状が前記Ｙ字形となるように、中心軸Ｏ周りに均等角度に３個配置した場合には、前述の参考例とＸ字形との中間の特徴を有した鍛造を行うことができるので、これら上金敷２を種々選択することによって、様々な用途に対応した鍛造を行うことが可能となる。
【００２７】
また、上金敷２の押圧は、その順序が、中心軸Ｏを中心として、直前の押圧位置とその前の押圧位置とがなす間隙を埋めるようにして、周方向にバランスよく配置されながら順次行われるので、被鍛造物Ｗの内部に歪みをより均等に与えられ、よって、製造するディスク状鍛造物Ｗａの材料の組成を全体的に均一に形成させることができ、さらに、その形状を円形に保つことができる。
【００２８】
また、上金敷２によって被鍛造物Ｗを押圧する一回あたりの面積が、被鍛造物Ｗ全体を押圧するのに比べ少なくて済むので、小さい能力の製造装置でも比較的外径の大きな被鍛造物Ｗを鍛造することが可能となる。また、前記押圧面２ａを平面で形成することにより、この鍛造後に、製造されたディスク状鍛造物Ｗａの表面をあらためて平らに加工するための矯正或いは鍛造の工程が不要となり、仕上げのための設備費用が低減されるとともに、生産効率を向上させることができる。
【００２９】
また、上金敷２の形状が、押圧面２ａの形状に合わせた角棒状とされ、極力小さく形成されているので、この上金敷２の製作費用及び設備費用を低減することができる。
【００３０】
また、押圧面２ａの中心軸Ｏ近傍の幅が、この押圧面２ａの端部の幅よりも狭く形成されているので、上金敷２が被鍛造物Ｗを押圧する際、この被鍛造物Ｗの中心軸Ｏ近傍は、押圧・圧縮された際の材料の逃げ方向が与えられやすくなり、塑性流動しやすくなって、良好に歪みが与えられる。また、被鍛造物Ｗの表面の、押圧される面積の割合が径方向中央の側と外方の側とで全体的に近似されるため、より均等に歪みを与えられ、製造するディスク状鍛造物Ｗａの材料の組成を均一に形成させることができる。
【００３１】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００３４】
また、本実施形態及び参考例では上金敷２の押圧面２ａは、その端部近傍に、端部へ向け漸次下方へ傾斜する平面を設けることとしたが、この傾斜は製造される種々のディスク状鍛造物の用途に合わせて、角度や長さを変えて形成することとしてもよい。また、この傾斜する平面を設けずに、この押圧面２ａを中心軸Ｏと直交する平らな面のみで形成してもよい。また或いは、押圧面２ａを平面で形成させず、凸面の形状として曲面状に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態及び参考例に係るディスク状鍛造物の製造装置の要部を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態及び参考例に係るディスク状鍛造物の製造装置の要部を示す縦断面図である。
【図３】本発明の参考例に係るディスク状鍛造物の製造装置の要部を示す平面図である。
【図４】本実施形態の上金敷を示す平面図である。
【図５】本実施形態の上金敷を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  下金敷
２  上金敷
２ａ  押圧面
Ｏ  中心軸
Ｗ  被鍛造物
Ｗａ  ディスク状鍛造物
【図１】
0005040485.tif 000002
【図２】
0005040485.tif 000003
【図３】
0005040485.tif 000004
【図４】
0005040485.tif 000005
【図５】
0005040485.tif 000006