(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機台の前面に並設された相対向する複数のダイとパンチにより鍛造してカムを形成する複数段の鍛造ステーションを備えた鍛造機本体と、該鍛造機本体に棒状素材をカム形状に変形加工しながら供給する素材供給手段とで構成されると共に、素材供給手段が、素材を鍛造するカム形状に類似し、かつ仕上がり寸法よりも縮小されたカム形状となるように変形加工する引抜きダイスを有するドロワー又は圧延ロールを備え、該ドロワー又は圧延ロールにて変形された素材を鍛造機本体に設けた切断部に供給して、該切断部にて供給された素材を切断してカム形状をしたスラグを形成し、該スラグを相対向するダイとパンチに供給する一方、鍛造機本体が上記スラグを１８０°回転させる回転機構を有しており、前工程の鍛造ステーションにおけるダイとパンチにて、カム形状に切断されたスラグに対しその破断面を矯正すると共に、ダイ内にて片面の全周にチャンファーを形成し、このスラグを上記回転機構により１８０°回転させた上で、次工程の鍛造ステーションに供給し、該鍛造ステーションにおけるダイとパンチにて、片面にチャンファーが形成されたスラグに対し両面全周に均等なチャンファーを形成すると共に、穴抜きを行うための凹所を形成するようにしたことを特徴とする冷間鍛造機。
【請求項２】
さらに次工程の鍛造ステーションにおけるダイとパンチにて、穴抜用凹所が形成されたスラグに対し穴抜き加工を施して貫通穴を形成すると共に、ダイとパンチにて、穴抜き加工したスラグのサイジングを行い、均等な厚みと形状及び寸法出しを行って高精度なカムを形成するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の冷間鍛造機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カムや異形ワッシャなどの部品類を製造する冷間鍛造機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばカムを製造する際、その形状が複雑なことから、相対向するダイとパンチにより鍛造して所定形状の成形品を形成する熱間鍛造機を用い、棒状素材を素材供給手段により鍛造機本体の切断部に供給し、該切断部にて棒状素材を切断して円板状のスラグを形成し、該スラグを、相対向するダイとパンチに供給して、パンチによりスラグをダイに打ち込むことにより、成形品となるカム形状に塑性加工しながら、中心部に貫通穴を形成するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した従来の熱間鍛造機にあっては、複雑な形状のカムを塑性加工により形成できる反面、高精度に仕上げることができず、そのため、鍛造加工後に切削機を用いて仕上げ加工を特別に施す必要があった。したがって、生産性が非常に悪く、不経済となる問題を有していた。
【０００４】
なお、この問題に対し冷間鍛造により上記円板状のスラグからカムを成形することが考えられるが、カムはその形状が複雑なことから丸棒素材から突出部を有するカムを塑性加工するには、その変形量が大きすぎるため、カムの突出部が完全に成形されず、パンチとダイによる鍛造荷重を高めて過圧するとパンチやダイが破損し、経済的な生産ができないものであった。
【０００５】
そこで、本発明はカムを冷間鍛造により高精度に成形できるようにして、鍛造加工後切削機による仕上げ加工を不要にし、生産性の向上を図って低コストで製造できる冷間鍛造機の提供を課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願の請求項１の発明は、機台の前面に並設された相対向する複数のダイとパンチにより鍛造してカムを形成する複数段の鍛造ステーションを備えた鍛造機本体と、該鍛造機本体に棒状素材をカム形状に変形加工しながら供給する素材供給手段とで構成されると共に、素材供給手段が、素材を鍛造するカム形状に類似し、かつ仕上がり寸法よりも縮小されたカム形状となるように変形加工する引抜きダイスを有するドロワー又は圧延ロールを備え、該ドロワー又は圧延ロールにて変形された素材を鍛造機本体に設けた切断部に供給して、該切断部にて供給された素材を切断してカム形状をしたスラグを形成し、該スラグを相対向するダイとパンチに供給する一方、鍛造機本体が上記スラグを１８０°回転させる回転機構を有しており、前工程の鍛造ステーションにおけるダイとパンチにて、カム形状に切断されたスラグに対しその破断面を矯正すると共に、ダイ内にて片面の全周にチャンファーを形成し、このスラグを上記回転機構により１８０°回転させた上で、次工程の鍛造ステーションに供給し、該鍛造ステーションにおけるダイとパンチにて、片面にチャンファーが形成されたスラグに対し両面全周に均等なチャンファーを形成すると共に、穴抜きを行うための凹所を形成するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
また、本願の請求項２の発明は、請求項１に記載の構成に加えて、さらに次工程の鍛造ステーションにおけるダイとパンチにて、穴抜用凹所が形成されたスラグに対し穴抜き加工を施して貫通穴を形成すると共に、ダイとパンチにて、穴抜き加工したスラグのサイジングを行い、均等な厚みと形状及び寸法出しを行って高精度なカムを形成するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態に係る冷間鍛造機により製造されるカムＣは、図１及び図２に示すように一端に突出部ａが設けられ、中心部に貫通穴ｂと該穴ｂに多数の凹溝ｃがスプライン状に形成されていると共に、外周部の両面に全周にわたるチャンファー（面取り）ｄ，ｅが形成された形状とされている。
【００１１】
図３は、本発明に係る冷間鍛造機の概略図を示す。該鍛造機は、鍛造によりカムＣを形成する鍛造機本体１と、該鍛造機本体１に丸棒素材Ａをカム形状に変形加工しながら供給する素材供給装置２とで構成される。
【００１２】
鍛造機本体１は、図３，４に示されているように機台３の所定位置にダイブロック４が設けられ、このダイブロック４に粗から精に至る５つのダイ５…９が所定間隔で配置されていると共に、これらのダイ５…９に向かって進退するラム１０の前面に同数のパンチ１１…１５が各ダイに対向して配置されている。これらのダイ５…９とパンチ１１…１５とによって第１〜５工程の鍛造ステーションＳ１〜Ｓ５が構成され、かつ、ラム１０によるパンチ１１…１５の進退移動によって、パンチ１１…１５とダイ５…９との間で後述するスラグＣ１からカムＣに順次段階的に鍛造加工するようになされている。
【００１３】
上記ダイ５…９のうち、ダイ５，６，７の中心部には凹所成形用のセンターピン５ａ，６ａ，７ａが、またダイ８の中心部には貫通穴成形用の穴抜きピン８ａが、さらにダイ９の中心部には貫通穴ｂにスプライン状の凹溝ｃを形成するサイジングピン９ａが設けられている。センターピン５ａ，６ａ，７ａ、穴抜きピン８ａ及びサイジングピン９ａは受圧部材５ｂ，６ｂ，７ｂ、８ｂ、９ｂで受圧されている。そして、センターピン５ａ，６ａ，７ａはダイ５，６，７に対して摺動可能に支持され、ノックアウトピン５ｃ，６ｃ，７ｃの押し出し動作によりセンターピン５ａ，６ａ，７ａを介して後述するスラグＣ２，Ｃ３，Ｃ４をダイ５，６，７から排出するようになされている。また、ダイ８，９においては、ダイ８，９と穴抜きピン８ａ、サイジングピン９ａとの間にストリッパー８ｃ、９ｃが摺動可能に支持され、ノックアウトピン８ｄ，９ｄの押し出し動作によりストリッパー８ｃ、９ｃを介して後述するスラグＣ５又はカムＣをダイ８，９から排出するようになされている。
【００１４】
一方、パンチ１４，１５の中心部には、抜きカスを外部に排出するための排出孔１４ａと、サイジングカスを外部に排出するための排出孔１５ａとが形成されている。
【００１５】
また、ダイブロック４の一端部には、クイル１６と、該クイル１６より供給された図６に示すカム状断面の素材Ａ１を一定寸法に切断するためのカッター１７と、該カッター１７で切断された図６，７に示すスラグＣ１を上記鍛造ステーションＳ１〜Ｓ５にわたって順次移送する移送装置（図示せず）とが備えられている。その場合、移送装置には、図示しないが、第１工程の鍛造ステーションＳ１から第２工程の鍛造ステーションＳ２への移送及び第２工程の鍛造ステーションＳ２から第３工程の鍛造ステーションＳ３への移送に際して、その移送方向と平行な軸を中心軸として、後述するスラグＣ２，Ｃ３を１８０°回転させる回転機構が設けられ、該回転機構によりスラグＣ２，Ｃ３を１８０°回転させた上で、次工程の鍛造ステーションＳ２，Ｓ３に移送するようになされている。なお、移送装置及び回転機構は公知であるのでその具体的な構造及び作用については省略する。
【００１６】
一方、素材供給装置２は、機台３におけるクイル１６の後方側に配設され、丸棒素材Ａが、鍛造しようとするカム形状に類似し、かつ仕上がり寸法よりも縮小されたカム形状となるように変形加工する引抜きダイス１８を有するドロワー１９と、該ドロワー１９にて変形された図６に示すカム状断面の素材Ａ１を鍛造機本体１に設けたクイル１６に供給する複数の送りロール２０…２０を有する送り機構２１とを備えている。これらのドロワー１９と送り機構２１とは、適宜駆動手段により鍛造機本体１の駆動に同期して間欠的に駆動されるようになされている。図５中、２２は、ドロワー１９の前方に設けられたピンチロールである。
【００１７】
以上のように構成された冷間鍛造機により、カムを製造する場合の動作について説明する。
まず、丸棒素材Ａをピンチロール２２を介してドロワー１９の引抜きダイス１８及び送り機構２１の送りロール２０…２０に予め挿入してセットし、その状態でドロワー１９及び送り機構２１を駆動する。これにより、丸棒素材Ａが、引抜きダイス１８により鍛造するカムＣの形状に類似し、かつ仕上がり寸法よりも縮小された図６に示すカム形状の断面に変形加工される。つまり、ダイ５〜９とパンチ１１〜１５とによる塑性加工により求めるカムＣとなるように予め完成品のカムＣより逆算した類似のカム形状の断面に変形加工される。その後、変形加工されたカム形状の素材Ａ１は、送りロール２０…２０を介して鍛造機本体１のクイル１６に供給される。
【００１８】
次に、クイル１６より押し出されたカム形状の素材Ａ１は、カッター１７で所定寸法に切断され、その切断された図６，７に示すスラグＣ１は、素材移送装置を介して各鍛造ステーションに順次移送され、各ステーションにおけるダイ５〜９とパンチ１１〜１５との間でスラグＣ１から求めるカムＣに順次鍛造加工されることになる。
【００１９】
具体的には、第１工程の鍛造ステーションＳ１におけるダイ５とパンチ１１にて、カム形状に切断されたスラグＣ１に対し、その破断面を矯正すると共に、ダイ５内にて全体を均等に膨らませるように塑性加工して、図８，９に示すスラグＣ２を形成する。
【００２０】
次いで、このスラグＣ２を第１工程の鍛造ステーションＳ１から排出して上記移送装置の回転機構により１８０°回転させた上で、第２工程の鍛造ステーションＳ２に移送する。そして、この鍛造ステーションＳ２におけるダイ６とパンチ１２にて、スラグＣ２に対し、片面の全周にチャンファーｄを形成すると共に、穴抜きを行うための凹所ｆを形成して、図１０，１１に示すようなスラグＣ３を形成する。
【００２１】
その後、このスラグＣ３を第２工程の鍛造ステーションＳ２から排出して上記移送装置の回転機構により１８０°回転させた上で、第３工程の鍛造ステーションＳ３に移送する。そして、この鍛造ステーションＳ３におけるダイ７とパンチ１３にて、スラグＣ３に対し、両面の全周に均等なチャンファーｄ，ｅを形成すると共に、穴抜きを行うための凹所ｆ，ｇを形成し、図１２，１３に示すようなスラグＣ４を形成する。
【００２２】
さらに、このスラグＣ４を第３工程の鍛造ステーションＳ３から排出して上記移送装置により、第４工程の鍛造ステーションＳ４に移送する。そして、この鍛造ステーションＳ４におけるダイ８とパンチ１４にて、スラグＣ４に対し穴抜き加工を施して貫通穴ｂを形成し、図１４，１５に示すスラグＣ５を形成する。なお、ダイ８側の穴抜きピン８ａは、抜きカスｈをパンチ１４に形成された排出孔１５ａ側に突出し、該排出孔１５ａからダイブロック４に形成された図示しない排出通路を介して外部に排出される。
【００２３】
その後、このスラグＣ５を第４工程の鍛造ステーションＳ４から排出して上記移送装置により、最終工程の鍛造ステーションＳ５に移送する。この鍛造ステーションＳ５におけるダイ９とパンチ１５にて、スラグＣ５を分流鍛造してサイジングを行い、均等な厚みと形状及び寸法出しを行い、かつ、貫通穴ｂにスプライン状の凹溝ｃを形成して、最終成形品としての高精度なカムＣを形成する。なお、サイジングカスが生じた場合には、パンチ１５に形成された排出孔１５ａからダイブロック４に形成された図示しない排出通路を介して外部に排出される。
【００２４】
以上のように、ダイ５〜９とパンチ１１〜１５とにより、予めカム形状に切断されたスラグの全体を均等状に膨らませるように塑性変形して、求めるカムとなる形状に鍛造加工するようにしたから、冷間鍛造でありながら、求める形状のカムＣを高精度に成形でき、これにより、鍛造加工後に切削機による仕上げ加工を不要にして、生産性の向上を図ることができる。
【００２５】
既述した実施の形態では、ダイ側にのみノックアウトピンを設け、パンチ側にノックアウトピンを設けない構成としたから、高速生産が可能となる。また、センターピン５ａ，６ａ，７ａ、穴抜きピン８ａ及びサイジングピン９ａをダイ５〜９に設けられた受圧部材５ｂ，６ｂ，７ｂ、８ｂ、９ｂで受圧するように構成されているから、ノックアウトピン５ｃ，６ｃ，７ｃ，８ｄ，９ｄに負荷がかかることがないし、センターピン５ａ，６ａ，７ａ、穴抜きピン８ａ及びサイジングピン９ａを交換する際にも、ノックアウトピン５ｃ，６ｃ，７ｃ，８ｄ，９ｄの調整が不要で、ワンタッチ交換が可能となる。
【００２６】
既述した実施の形態では、丸棒素材Ａをカム形状に変形加工するに際してドロワー１９を用いたけれども、このドロワー１９に代えて圧延ロール（図示せず）を用いてもよい。また、送りロール２０を有する送り機構２１を用いずに、リニア送り、又は上記ドロワー、圧延ロールをサーボコントロールにより制御して直接供給するようにしてもよい。
【００２７】
さらに、たとえば、既述した実施の形態における第４工程と第５工程を同時に行うようにして、鍛造機本体の簡素化を図ってもよい。
その場合、図１６に示すように、第４工程として、貫通穴成形用の孔を有する移動ダイ８ａ′が摺動可能に支持された固定ダイ８′と、先端部に貫通穴成形用の穴抜き刃１４ａ′を有し、中間部外周にサイジング刃１４ｂ′を有する上記パンチ１４′とで構成する。このように構成すれば、パンチ１４′のダイ８′への打ち込み動作により、スラグＣ４に穴抜き刃１４ａ′にて貫通穴ｂ′が形成されると同時に、サイジング刃１４ｂ′にてサイジングが施され、スプライン状の凹溝ｃ…ｃが形成されることになる。したがって、鍛造機本体１の簡素化を図ることができながら、均等な厚みと形状及び寸法出しが行われた高精度なカムＣが形成されることになる。なお、移動ダイ８ａ′の中心孔に打ち抜かれた抜きカスｈ′は、該移動ダイ８ａ′及び固定ダイ８′に形成された排出孔（図示せず）を介して外部に排出される。また、成形されたカムＣはノックアウトピン（図示せず）による移動ダイ８ａ′の進出動作により固定ダイ８′から排出される。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明の冷間鍛造機によれば、機台の前面に並設された相対向する複数のダイとパンチにより鍛造してカムを形成する複数段の鍛造ステーションを備えた鍛造機本体と、該鍛造機本体に棒状素材をカム形状に変形加工しながら供給する素材供給手段とで構成されると共に、素材供給手段が、素材を鍛造するカム形状に類似し、かつ仕上がり寸法よりも縮小されたカム形状となるように変形加工する引抜きダイスを有するドロワー又は圧延ロールを備え、該ドロワー又は圧延ロールにて変形された素材を鍛造機本体に設けた切断部に供給して、該切断部にて供給された素材を切断してカム形状をしたスラグを形成し、該スラグを相対向するダイとパンチに供給する一方、鍛造機本体が上記スラグを１８０°回転させる回転機構を有しており、前工程の鍛造ステーションにおけるダイとパンチにて、カム形状に切断されたスラグに対しその破断面を矯正すると共に、ダイ内にて片面の全周にチャンファーを形成し、このスラグを上記回転機構により１８０°回転させた上で、次工程の鍛造ステーションに供給し、該鍛造ステーションにおけるダイとパンチにて、片面にチャンファーが形成されたスラグに対し両面全周に均等なチャンファーを形成すると共に、穴抜きを行うための凹所を形成するようにしたから、冷間のまま棒状素材を供給する際にドロワー又は圧延ロールにてカム形状に形成しその上で切断し、そのカム形状の切断スラグの全体を、冷間鍛造機のダイとパンチとにより均等状に膨らませるように塑性変形するだけで、求めるカムとなる形状に容易に鍛造加工することができ、しかも、その際回転機構でスラグを１８０°回転させることにより両面の全周に均等なチャンファーを容易に形成することができる。したがって、仕上げ精度の要求されるカムを冷間鍛造により高精度に成形でき、これにより、鍛造加工後に切削機による仕上げ加工を不要にして、生産性の向上を図ることができる。
【００３０】
その上、さらに次工程の鍛造ステーションにおけるダイとパンチにて、穴抜用凹所が形成されたスラグに対し穴抜き加工を施して貫通穴を形成すると共に、ダイとパンチにて、穴抜き加工したスラグのサイジングを行い、均等な厚みと形状及び寸法出しを行って高精度なカムを形成するようにしたから、冷間鍛造でありながら求めるカムとなる形状に正確に、かつ高精度に鍛造加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】    本発明に係る冷間鍛造機で製造されたカムの正面図である。
【図２】    同カムの縦断面図である。
【図３】    本発明に係る冷間鍛造機の概略平面図である。
【図４】    同鍛造機における鍛造機本体の説明図である。
【図５】    素材供給装置の一部省略正面図である。
【図６】    カッターで切断されたスラグの端面図である。
【図７】    同カムの縦断面図である。
【図８】    １段目鍛造ステーションで鍛造されたスラグの正面図である。
【図９】    同スラグの側面図である。
【図１０】  ２段目鍛造ステーションで鍛造されたスラグの正面図である。
【図１１】  同スラグの縦断面図である。
【図１２】  ３段目鍛造ステーションで鍛造されたスラグの正面図である。
【図１３】  同スラグの縦断面図である。
【図１４】  ４段目鍛造ステーションで鍛造されたスラグの正面図である。
【図１５】  同スラグの縦断面図である。
【図１６】  別の実施の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１          鍛造機本体
２          素材供給装置
３          機台
５〜９      ダイ
１１〜１５  パンチ
１７        カッター（切断部）
１８        引抜きダイス
１９        ドロワー
Ａ          棒状素材
Ｃ          カム
ａ          突出部
ｂ          貫通穴
ｄ，ｅ      チャンファー
Ｃ１〜Ｃ５  スラグ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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