JPH04344845A

JPH04344845A - 鍛造成形方法および装置

Info

Publication number: JPH04344845A
Application number: JP11338591A
Authority: JP
Inventors: Kenji Kobiki; 謙治木挽; Toshiyuki Aoki; 敏行青木; Mineo Murakami; 村上　峰夫; Takashi Ogawa; 高志小川
Original assignee: Kubota Corp; Hakko Corp; Hakko Co Ltd
Current assignee: Kubota Corp; Hakko Corp; Hakko Co Ltd
Priority date: 1991-05-17
Filing date: 1991-05-17
Publication date: 1992-12-01
Anticipated expiration: 2012-10-22
Also published as: JP2665413B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鍛造成形方法およびその
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、図７に示すように、上型
５１と下型５２とを備えた鍛造成形装置の該下型５２の
円形状成形孔５３内に円形状鍛造素材５４を装入し、そ
の後、図８に示すように、上型５１を下降させて該上型
５１下部に突設した円柱状突出部５５を下型５２の成形
孔５３内に挿入して、上型５１と下型５２との間で鍛造
素材５４を加圧圧縮し、該鍛造素材５４を上型５１に形
成した円形の成形孔５６内に押出して該成形孔５６に沿
って塑性変形させ、円柱状の突出部５７を有する成形品
５８を鍛造するようにしたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のものにあっ
ては、鍛造素材５４を加圧して塑性変形させる際、上型
５１の成形孔５６内を流動する鍛造素材５４と該成形孔
５６内面との間に摩擦力が存在し、そのため、成形孔５
６内を流動する鍛造素材５４の外周側と中心部側との間
に引張応力が働く。そして、この引張応力は、鍛造素材
５４として難加工材　（例えば、材質：Ａｌ−２０Ｓｉ
等の耐摩耗性アルミニウム合金）を採用した場合に著し
く、ある押出比（（鍛造素材５４の直径Ｄ１　２　／　
成形品５８の突出部５７の直径Ｄ２　）２）のもとでは
成形品５８の突出部５７の直径Ｄ２　と該突出部５７の
突出長さＬとの関係には制限があり、突出部５７の直径
Ｄ２　に対して該突出部５７の突出長さＬが大きいと突
出部５７に周方向の割れ欠陥が発生するという問題があ
る。

【０００４】そこで本発明は、前記問題点に鑑み、前記
成形品の突出部の割れ欠陥の発生防止を企図した鍛造成
形方法および装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明が前記目的を達成
するために講じた請求項１に係る技術的手段は、型内に
装入された鍛造素材を加圧して、該鍛造素材を型の成形
孔に沿って塑性変形させて鍛造する鍛造成形方法におい
て、前記成形孔内を流動する鍛造素材にその流動方向と
逆方向の圧力を加えながら該鍛造素材を鍛造する点にあ
る。

【０００６】また、請求項２に係る技術的手段は、型内
に装入された鍛造用素材を加圧して、該鍛造素材を型の
成形孔に沿って塑性変形させて鍛造する鍛造成形装置に
おいて、前記鍛造素材の鍛造中に、成形孔内を流動する
鍛造素材の流動方向端面に該鍛造素材流動方向と逆方向
の圧力を付与する圧力付与手段を備えてなる点にある。

【０００７】

【作用】鍛造素材２０を鍛造して成形品２２を形成する
には、鍛造素材２０を型内に装入し、この装入された鍛
造素材２０を加圧する。すると、鍛造素材２０は塑性変
形して型の成形孔８　内に押出されて鍛造される。そし
て、本発明にあっては、この鍛造素材２０の鍛造中に、
成形孔８　内を流動する鍛造素材２０に鍛造素材２０流
動方向と逆方向の圧力を圧力付与手段５　によって付与
する。この圧力付与手段５　によって付与した圧力は、
成形孔８　内を流動する鍛造素材２０の成形孔８　内面
側と中央部側との間に働く引張応力を打ち消すように作
用し、前記引張応力による成形品２２の割れ欠陥の発生
が防止される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１および図２は本発明の第１実施例を示してお
り、図において、１　は上型、２　は下型であり、上型
１　は、鍛造用の各種ハンマ装置又はプレス装置のラム
　（図示省略）　に取付固定されており、下型２　は前
記ハンマ装置又はプレス装置のベッドに取付けられて固
定状とされている。

【０００９】上型１　はラムに取付けられるポンチ３　
と、該ポンチ３　に装着されたダイ４　および圧力付与
手段５　とを備えて成る。ポンチ４　の下面中央部には
円柱状の突出部６が下方突出状に形成されると共に、ポ
ンチ４　の下部には該突出部６　の下面中央部から上方
に向けてダイ装着孔７　が形成され、このダイ装着孔７
　にダイ４が下方から装着されている。前記ダイ７　の
中心部には円形状の成形孔８　が上下方向貫通状に形成
され、また、ポンチ４　の上部には、ダイ装着孔７　よ
り径小で成形孔８　より径大な貫通孔９　がポンチ３上
端面から成形孔８　に連通するように形成されていて、
該貫通孔９　を通して略円柱状の押えパンチ１０が成形
孔８　に摺動自在に挿通されている。この押えパンチ１
０の上端部には貫通孔９　を上下移動自在な鍔１１が径
外方向に突設されている。また、ポンチ３　の貫通孔９
上端部に形成した座ぐり部１２にバネ収納部材１３が固
着され、このバネ収納部材１３には下面から上方に向け
て貫通孔９　より径小なバネ収納孔１４が形成されてい
る。このバネ収納孔１４には圧縮コイルバネ１５が内嵌
され、このコイルバネ１５の下部は収納孔１４から出退
自在とされて前記押えパンチ１０の上端面に接当してい
る。そして、前記押えパンチ１０およびコイルばね１５
等で圧力付与手段５　を構成している。

【００１０】前記下型２　の上部には、上面から下方に
向けて上型１の突出部６　が嵌入される円形状の形成孔
１６が凹設されている。なお１８はノックアウトピンで
、１９は該ノックアウトピン１８を昇降させるための昇
降装置の昇降台である。前記構成において、鍛造素材２
０を鍛造するには、先ず上型１　を図２に示す初期位置
に位置させる。このとき、押えパンチ１０の鍔１１がダ
イ４　の上端面に接当して押えパンチ１０の略全体がダ
イ４　の成形孔８　内に挿入されている。次に円形ブロ
ック状にプリフォームされた鍛造素材２０を下型２　の
成形孔１６内に装入し、その後、上型１　を下降させて
該上型１　のポンチ３　の突出部６　を下型２　の成形
孔１６内に嵌入し、鍛造素材２０を上型１　と下型２　
との間で加圧圧縮する。すると、鍛造素材２０が塑性変
形されて、該鍛造素材２０が上型１　のダイ４　の成形
孔８　内に押し出されると共に、下型２　の成形孔１６
の残余空間部分に充満されて、図１に示すように、突出
部２１を有する成形品２２が鍛造成形される。そして、
鍛造素材２０が上型１　のダイ４の成形孔８　内に押し
出される際、該成形孔８　内を上方に流動する鍛造素材
２０によって押えパンチ１０が押し上げられてコイルバ
ネ１５が圧縮され、この圧縮されたコイルバネ１５のバ
ネ圧によって、成形孔８　内を流動する鍛造素材２０に
押えパンチ１０を介してその流動方向と逆方向の圧力が
付与され、該圧力が加えられながら鍛造素材２０が鍛造
されるようになっている。このバネ圧により、成形孔８
　内を流動する鍛造素材２０の成形孔８　内面側と中央
部側との間に働く引張応力が抑制され、成形品２２の突
出部２１に割れ欠陥が発生するのが防止される。

【００１１】次に、前記装置による鍛造の具体的実験例
を下記の表１に示す。鍛造素材２０として、材質Ａｌ−
２０Ｓｉから成るアルミニウム合金の急冷凝固粉末を、
温度４００℃、圧力　９ｔｏｎｆ／ｃｍ２の条件下で加
圧して、圧粉体密度：真密度の９４％の円形ブロック状
に成形したものを採用している。また、鍛造条件は、温
度４００　℃、ラム速度４０ｓｐｍ　、成形荷重３００
ｔｏｎ、押出比１１に設定されると共に、潤滑材として
油性黒鉛が採用されている。なお、表１中、○印は割れ
欠陥の無いこと、×印は割れ欠陥が発生したことを夫々
示しており、コイルバネのバネ圧の数値は鍛造終了時点
での値であり、鍛造前のバネ圧は０に設定されている。また、Ｌは成形品２２の突出部２１の突出長さを示し、
Ｄは成形品２２の突出部２１の直径を示している。

【００１２】

【表１】

【００１３】図３および図４は第２実施例を示しており
、上型１　はポンチのみで構成されている。また、下型
２　は上部ダイ２３、中間部ダイ２４および下部ダイ２
５から構成され、これらダイ２３，２４，２５はダイホ
ルダ２６によって固定されている。上部ダイ２３には上
型１　の突出部６　が嵌入される成形孔２７が上下方向
貫通状に形成され、中間部ダイ２４には該成形孔２７に
連通する成形孔２８が上端から上下方向中途部に亘って
形成されると共に、中途部から下端に亘って該成形孔２
８に連通するガイド孔２９が形成されている。また、中
間部ダイ２４の成形孔２８には押えパンチ１０が上下方
向摺動自在に内嵌され、該押えパンチ１０と成形孔２８
底面との間に、押えパンチ１０とで圧力付与手段５　を
構成する圧縮コイルバネ１５が介在されている。さらに
、押えパンチ１０には、中間部ダイ２４のガイド孔２９
に摺動自在に挿通されて上下方向に案内されるガイドロ
ッド３０が設けられている。そして、図３は鍛造前の状
態を示し、同図において２０は鍛造素材であり、図４は
鍛造後の状態を示し、同図において２２は成形品である
。

【００１４】図５および図６は第３実施例を示しており
、前記第２実施例と異なる点を説明すると、下型２　は
、上部ダイ３１と下部ダイ３２とを備えて成り、上部ダ
イ３１には上下方向貫通状の成形孔３３が形成されてい
る。下部ダイ３２は、上下方向貫通状の装着孔３４を有
するダイハウジング３５と、上部ダイ３１の成形孔３３
と略同径の内径を有し且つダイハウジング３５の装着孔
３４に内嵌固定されたダイリング３６と、ダイハウジン
グ３５の装着孔３４下部に内嵌固定された取付台３７お
よび該取付台３７の中央部から上方に突設された突出部
３８を備えて成るカウンタポンチ３９とから成り、カウ
ンタポンチ３９の突出部３８とダイリング３６との間に
環状の成形孔４０が形成されている。押えパンチ１０は
リング状とされて下部ダイ３２の成形孔４０に上下方向
摺動自在に内嵌され、コイルバネ１５は押えパンチ１０
とカウンタポンチ３９の取付台３７との間の成形孔４０
内に収納されている。

【００１５】なお、前記実施例において、バネの代わり
に、流体圧又はウエイトの重量によって圧力を付与する
ようにしても良く、また、上型と下型との間の空間を成
形孔としたものに本発明を採用するようにしても良く種
々変形可能である。また、鍛造素材２０は金属粉末の押
出材或いは溶製によるものでもよい。また、一般に、金
属粉末を圧粉成形して成る鍛造素材を用いて鍛造するの
に、金属粉末を冷間圧縮成形してプリフォームとし、さ
らに、それを焼結させて鍛造素材としており、焼結させ
て粉末同志の結合を強固にしておかないと、鍛造時に割
れ欠陥が生じ易いのであるが、本発明では、前記焼結工
程を省略しても割れ欠陥の発生を抑制できる。

【００１６】

【発明の効果】本発明によれば、加圧されて型の成形孔
に沿って塑性変形される鍛造素材の、前記成形孔内を流
動する部分に該流動部分の流動方向と逆方向の圧力を加
えながら鍛造素材が鍛造されることから、鍛造素材の成
形孔内を流動する部分の成形孔内面側と中央部側との間
に働く引張応力が抑制されて、前記成形孔で成形される
部分に割れ欠陥が発生するのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例を示す鍛造成形装置の鍛造後の状態
の側面断面図である。

【図２】第１実施例を示す鍛造成形装置の鍛造前の状態
の側面断面図である。

【図３】第２実施例を示す鍛造成形装置の鍛造前の状態
の側面断面図である。

【図４】第２実施例を示す鍛造成形装置の鍛造後の状態
の側面断面図である。

【図５】第３実施例を示す鍛造成形装置の鍛造前の状態
の側面断面図である。

【図６】第３実施例を示す鍛造成形装置の鍛造後の状態
の側面断面図である。

【図７】従来例を示す鍛造成形装置の鍛造前の状態の側
面断面図である。

【図８】従来例を示す鍛造成形装置の鍛造後の状態の側
面断面図である。

【符号の説明】

１　　上型２　　下型５　　圧力付与手段８　　成形孔１０　　押えパンチ１５　　コイルバネ２０　　鍛造素材２２　　成形品

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　型内に装入された鍛造素材を加圧して
、該鍛造素材を型の成形孔に沿って塑性変形させて鍛造
する鍛造成形方法において、前記成形孔内を流動する鍛
造素材にその流動方向と逆方向の圧力を加えながら該鍛
造素材を鍛造することを特徴とする鍛造成形方法。
【請求項２】　　型内に装入された鍛造用素材を加圧し
て、該鍛造素材を型の成形孔に沿って塑性変形させて鍛
造する鍛造成形装置において、前記鍛造素材の鍛造中に
、成形孔内を流動する鍛造素材の流動方向端面に該鍛造
素材流動方向と逆方向の圧力を付与する圧力付与手段を
備えてなる鍛造成形装置。