JPH0475106B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、熱間鍛造における、長尺物鍛造品の
鍛造方法に関し、詳しくは、長尺物鍛造品を鍛造
ロールから成る予備成形機で予備成形を行つた
後、鍛造プレスで仕上成形を行う鍛造方法に関す
る。

［従来の技術とその問題点］ 従来、長手方向に対して断面形状が異なる型鍛
造品の生産性及び歩留りを高めるために、原材料
を圧縮して断面積を減少させつつ伸す予備成形が
行われている。そして、予備成形された材料を鍛
造プレスに送つて仕上げ成形を行つているので、
予備成形機と鍛造プレスとを組合せることがよく
行われている。

例えば、型鍛造のための予備成形として、鍛造
ロールが用いられ、生産性を高めるとともに、鍛
造品コストの節減策の中核としてのビレツト（素
材）の歩留りの向上を図つてある。

ところで、かかる場合の鍛造ロールは、パス回
数が少ないほどビレツトの温度低下も少ないか
ら、次工程の成形鍛造も容易であるが、１回のパ
スによつて縮小できる量は、加工の前と後との断
面積比で通常1.60以下であるといわれている。し
かも、ビレツトの断面減少率を可能な限り大きく
しようとすれば、それだけロール軸に加わる荷重
も大きくなり、大容量の機械を必要とするという
制約がある。

かかる制約のもとに、従来の予備成形では、例
えば内燃機関に用いるコンロツドを成形（通常
の、鍛造ロールを使用した２個取りのものを例と
する）するにあたり、４〜５回のパスを必要とす
ることから、鍛造ロールを必要パスの数だけ直列
に並べて、１回パスするごとに次の鍛造ロールヘ
ビレツトを通過させる直列方式や、１台の鍛造ロ
ールを用い、パスごとに横移動させるマニユピレ
ータ方式を用いることが行われている。

ところが、前者はサイクルタイムが短くなる代
わりに設備コスト、ライニングコストが高くつ
き、後者は設備コストが低くなる代わりに一工程
ごとにビレツトをマニユピレータで横方向に運搬
する必要があつて、鍛造ロールによる予備成形が
鍛造プレスによる仕上成形に比べ長い時間かか
り、サイクルタイムが長くなつて、ライン全体の
稼働率が低く、生産性が悪くなつている。そのた
め、第４図のレイアウト図に示すように、２台の
鍛造ロール１，１を併設し、各鍛造ロール１で４
パス成形を行い、次いで各々のビレツトを交互に
１台の鍛圧機械２で仕上成形を行い、可及的にサ
イクルタイムを短縮するとともに、素材の歩留り
の向上を計つている。

これを詳しくいえば、第５図の鍛造工程図にお
いて、丸棒状のビレツト３を第１の鍛造ロール１
に、１パスとして、挿入・通過させると、ビレツ
ト３の伸し部分３′，３′の２個所（コンロツドの
連接棒軸部に該当する部分）が圧縮されて断面楕
円状に成形される。

この圧縮成形によりビレツト３は、断面楕円状
になつた所の断面積が多少減少することから全長
が長くなる。

次いで、２パスとして、ビレツト３を90°反転
させて鍛造ロール１に挿入・通過させて、１パス
で成形された断面楕円状の部分（伸し部分３′，
３′）をロールで圧縮する。該断面楕円状になつ
た伸し部分３′，３′は断面積を減少させつつ軸方
向に伸されて円形状（ビレツト３の断面が円形状
になるのは、鍛造ロール１のロール断面の溝が半
円形になつている為である。）に戻り、ビレツト
３は前記１パスで伸された分も合わせて長さＬ１
だけ伸される伸し工程１５が行われる。

次いで、前記と同様に３，４パスの成形を行う
と、前記２パスで伸されたビレツト３は、更に長
さＬ２だけ伸され（伸し工程１６）た予備成形材
４が形成される。該予備成形材４を選択送り装置
１３を介して鍛造プレス２に送り、潰し工程１０
および仕上げ工程１２を行う。（前記したビレツ
ト３を圧縮して断面楕円状に成形し、該断面楕円
状部の断面積を減少させつつ軸方向に伸して断面
を円形状にするような予備成形としては、例え
ば、ドイツの型鍛造昭58−５−31（社）新日本鋳
鍛造協会発行P120−127 3.1.4.8 鍛造ロール加工
及びクロスロール加工及び鍛造技術講座 型設計
昭57−３−30財団法人 鍛造技術研究所発行の
P435〜4478.2鍛造ロールに記載されている。） しかしながら、ビレツト３を２台の鍛造ロール
１で鍛造品の断面形状に合つた伸しや断面縮小
を、少なくとも４回のパスを伴つて行い、次い
で、成形精度が主眼におかれている鍛造プレス２
で潰し、そして仕上成形を行つていることから比
較的合理化されているが、１台の鍛造ロールを用
いたマニユピレータ方式に比べ、設備コスト、ラ
イニングコストが高くなる。

しかも、選択送り装置があるため、サイクルタ
イムを短縮しようとしても限界があり、ひいては
ライン全体のサイクルタイムを早く出来ないとい
う問題があつた。

そこで本発明は、従来の鍛造ロールを用いた予
備成形における伸し工程を削減して鍛造ロールを
１台とし、成形精度に主眼がおかれていた鍛造プ
レスでの鍛圧工程に、かかる削減した伸し工程を
加えることにより予備成形と仕上成形とのサイク
ルタイムの差を少なくして前記問題を解決した。
すなわち、ビレツトの歩留りを落とすことなく、
設備コストを抑えながら、サイクルタイムを短縮
した鋳造方法を提供する。

［問題点を解決するための手段］ 上記目標を達成するために、本発明における長
尺物鍛造品の鍛造方法は、長尺物鍛造品を鍛造ロ
ールと鍛造プレスにより伸し工程、潰し工程およ
び仕上成形工程を行う熱間鍛造方法において、前
記鍛造ロールと鍛造プレスとの成形時間が略同一
になるように、前記夫々の工程を分配し、予備の
伸し成形を鍛造ロールにより行つた後、鍛造プレ
スによつて、前記伸し成形で成形された予備成形
材の伸し部分又は、前記鍛造プレスで潰し成形し
た予備成形材の伸し部分を巾方向で拘束して、該
伸し部分のみを圧縮し、上下金型間に形成したバ
リ形成部により傾斜バリを形成しながら伸し成形
を行い、その後、前記鍛造プレスで成形部材の仕
上成形を行わすようにしたものである。

［実施例］ 以下本発明の構成を実施例により詳細に説明す
る。

第１図は従来例を示す第４図に対応したレイア
ウト図、第２図は従来例を示す第５図に対応した
鍛造工程図を示す。従来技術と同一部分は同一符
号で示しその説明を省略する。

本願では従来と同様、内燃機関に用いるコンロ
ツドを成形する例を示したもので、従来鍛造ロー
ル１で４〜５回（複数の伸し工程を含んでいる）
のパスを必要としていたものを、一回の伸し工程
を鍛造プレスで行うようにして、夫々の成形時間
を略同一になるように工程を分配する。

すなわち、本実施例ではワンヒート鍛造用のビ
レツト３を予備成形をするため、１台の鍛造ロー
ル１に、１パスとして、挿入・通過させる。その
結果、ビレツト３の伸し部分３′，３′は圧縮され
て断面楕円状に成形される。

この成形でビレツト３は従来技術で説明した如
く全長が多少長くなる。次いで、２パスとしてビ
レツト３を該鍛造ロール１に、90°反転して挿
入・通過させると該断面積楕円状になつた部分
３′，３′は断面積を減少させつつ軸方向に伸され
て伸し部分４′，４′が円形状に戻り、ビレツト３
は前記１パスで伸された分も合わせて長さＬ１だ
け伸びる。これを予備成形材４とし、鍛造プレス
２に送り、該鍛造プレス２で、先ず工程１０を行
う。この潰し工程１０では、予備成形材４の中央
の大経部分のみを圧縮して潰す。このとき、伸し
部分５′，５′は前記伸し部分４′，４′と同様に直
径φDの断面円形状（第３図イとなつている。

次いで、同一の鍛造プレス２において、成形部
材５の伸し部分５′，５′のみを伸す伸し工程１４
を行う。このとき、第３図ロに示すように、成形
部材５の伸し部分５′，５′の巾方向を下金型９で
拘束して上金型８で圧縮するから成形部材５の伸
し部分５′，５′の断面形状がφD（丸）からＴ×Ｈ
（長方形）に断面縮小（A1−A2）する。その分、
成形部材５の伸し部分５′，５′は前記のように巾
方向を拘束されて上下方向から圧縮されるから軸
方向にｌだけ伸しが行われ、従来方式の予備成形
における４パス時と同程度の伸ばしが可能とな
る。

例えば、予備成形材４の長さが145mmのものを
鍛造プレスで220mmと伸しができ、また、158mmの
ものを240mmと伸しができる。なお、予備成形材
４の潰し工程１０と伸し工程１４の工程は逆にし
てもよい。

ここにおいて、本発明は完全密閉される方式の
閉塞鍛造ではなく、成形部材５（予備成形材４）
の伸し部分５′，５′（４′，４′）を巾方向測で拘
束しつつ上下金型８，９で圧縮して軸方向に伸
し、成形部材５（予備成形材４）の端部５″，
５″（４″，４″）を上下金型８，９で圧縮せずに
フリー状態にしたものである。

言いかえれば、成形部材５（予備成形材４）の
端部５″，５″（４″，４″）と上下金型８，９との
間に隙間ができるように金型を成形、極端なこと
を言うと、その部分の上下金型８，９を無くし
て、端部５″，５″（４″，４″）が軸方向に自由に
移動できるようにしている。

そして、潰し工程１０と伸し工程１４とに使用
される金型で、成形部材５の中間部分にあたる所
の形状は同様である。

従つて、第２図の潰し工程１０と伸し工程１４
の図に示すように、成形部材５の端部５″と長手
方向中間部とは、潰し工程１０、伸し工程１４に
おいて成形された形状に変化はない。

伸し工程１４の初期では、成形部材５の伸し部
分５′，５′が巾方向側を拘束されつつ上下金型
８，９で圧縮される。その時、伸し部分５′，
５′の材料は、軸方向に伸ばされて材料の端部及
び中間部の方向へ流動する。その後、上下金型
８，９の中間部（成形素材５の長手方向中間部に
あたる部分）に材料が充満された以降は、中間部
の材料が伸し部分５′，５′の材料と共に端部方向
へ流動して伸し工程１４が行われる。

また、伸し部分５′，５′（４′，４′）の上下金
型８，９にはバリ形成部１７を設け、余肉となつ
て出るバリ１１に適宜の角度αをつけておく。そ
こで、上下金型８，９で押し部分５′，５′（４′，
４′）の拘束成形を行うが、上金型８と下金型９
との摺動面の隙間βは０〜0.05mmにすると共に、
上金型８の下面両サイドに、上金型８と下金型９
とで形成され、適宜の厚さｔと適宜の長さｈをも
たせ、かつ、外開状のバリを形成するバリ形成部
１７を設ける。従つて、次の仕上成形工程１２で
型打するとき、バリ１１が外開状となつているか
ら仕上成形時に前記バリ１１が仕上成形時のバリ
７′となつて鍛造品７内に喰い込まれないことに
なり、喰い込みによるキズを発生させず、しか
も、型打時の荷重を減少させ、ひいては金型ライ
フも延長することができる。そして、バリ１１は
仕上成形工程１２の鍛造品７の周囲に出来たバリ
７′に含まれる。もし、バリ１１を形成しない場
合は、上金型８と下金型９との境界線部分の成形
部材５に欠陥ができ、仕上成形工程１２において
その欠陥部が鍛造品の中に喰い込んで鍛造品にキ
ズを付ける可能性がある。

なお、本実施例ではコンロツドについて説明し
たが、フロントアクスルなど直線的な長軸をもつ
形状のものであれば、本発明が適用できることは
いうまでもない。

以上要するに本発明は、特許請求の範囲に記載
された構成を採択したので、以下の効果を奏す
る。

［発明の効果］ 鍛造プレスで長尺物鍛造品を伸ばし成形でき
るようにしたから、鍛造ロールと鍛造プレスと
の工程分配を自由に設定できるようになり、鍛
造ロールと鍛造プレスとの成形時間を略同一に
することができる。それに伴い、サイクルタイ
ムが1.5〜２倍近く短縮され、しかも、予備成
形機の設置台数が削減することができるから、
設備コストを大幅にダウンさせることができ
る。

鍛造ロールによる予備成形の工程数を減少さ
せることができることから、予備成形機の予備
成形材またはビレツトの温度降下が少なくな
り、鍛造プレスの金型ライフも延長させること
ができる。

予備成形機またはビレツトの運搬が簡素化
し、ひいてはライン全体の稼働率をあげること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のレイアウト図、第２
図は鍛造工程図、第３図イは伸しを受けたビレツ
トの断面図、第３図ロは鍛圧機械の要部断面図、
第４図は従来例のレイアウト図、第５図は従来例
の鍛造工程図を示す。 １……鍛造ロール、２……鍛造プレス、３……
ビレツト、４……予備成形材、４′……伸し部材、
５，６……成形部材、１０……潰し工程、１１…
…バリ、１２……仕上げ成形、１４，１５，１６
……伸し工程、１７……バリ形成部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 長尺物鍛造品を鍛造ロールと鍛造プレスによ
   り伸し工程、潰し工程および仕上成形工程を行う
   熱間鍛造方法において、前記鍛造ロール１と鍛造
   プレス２との成形時間が略同一になるように、前
   記夫々の工程１４，１５，１０，１２を分配し、
   予備の伸し成形１５を鍛造ロール１により行つた
   後、鍛造プレス２によつて、前記伸し成形１５で
   成形された予備成形材の伸し部分４′又は、前記
   鍛造プレス２で潰し成形した予備成形材５の伸し
   部分５′を巾方向で拘束して、該伸し部分４′，
   ５′のみを圧縮し、上下金型間に形成したバリ形
   成部１７により傾斜バリ１１を形成しながら伸し
   成形１４を行い、その後、前記鍛造プレス２で成
   形部材６の仕上成形１２を行わすことを特徴とす
   る長尺物鍛造品の鍛造方法。