JPH066207B2 - 小さい勾配部を持つ棒鋼の成形方法とその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は所定の太さと長さを有する棒鋼素材から、小径
に形成する棒鋼素材前半部と所定長さの扁平部を形成さ
せるため素材径として残す大径後部との間に、定められ
た長さの長く小さい勾配部分の成形を必要とする。例え
ば自動車部品のフロントラジアスロッド成形用棒鋼をダ
イスを用いて高能率に製造するための成形方法とその装
置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、前記のような局部に勾配部分を必要とする棒鋼の
成形は、その勾配部分の角度が大きくかつ軸方向に短い
場合は棒鋼素材をダイスに押し込み成形する方法が採ら
れていた。

また、別の方法としてロータリスウエージャと呼ばれる
機械装置を用いて、小径部と勾配部分を叩いて形成する
ことも可能である。

［発明が解決しようとする問題点］ 従来の前者の成形方法では、小径部と大径部との間に形
成する勾配部分の長さが短い場合は、ダイスを通す回数
も少なくて済み押込成形でも可能であるが、勾配の角度
が２度前後と勾配が小さく軸方向に長い勾配部分を形成
するには、ダイスへの押込成形ではテーパ角度が小さい
ほど面圧が数倍（４倍）に増大するため、素材は座屈、
圧潰を生じ押出成形では製造不可能である。

また、後者の方法では、機械騒音が高いばかりでなく機
械設備も高価で、しかも一本当たりの加工に時間がかか
り、生産の高能率化によって単価を引き下げることが出
来ない等の問題点があった。

本発明はこのような問題点にかんがみて創案されたもの
で、後部の素材原寸の大径部の後端から定められた位置
に小さく長い勾配部分を必要とする棒鋼を簡単且溶易に
短時間で加工形成できる高生産可能な成形方法とその装
置を提供するにある。

［問題点を解決するための手段］ 第１の発明の小さな勾配部分を持つ棒鋼の成形方法は、
所定の円形断面と長さを有する棒鋼素材(41)を押込チャ
ック(15)で挟持してその先端を口付ダイス(5)に押し込
み、先端に小径の口付部(42)を形成して後、押込チャッ
ク(15)を後退させて一旦引出し、次に前記口付ダイス
(5)位置に、所定引抜径の孔出口(6a)から後方に長く小
さい角度のテーパ孔(6b)を有する仕上げダイス(6)を切
替え手段により上下に切替え設置して、前記素材の口付
部(42)を再び押込み口付部(42)を仕上げダイス(6)から
前方に突出させ、該口付部を引抜チャック(14)でつかみ
引抜シリンダ(20)、ピストン棒(21)の作動で前進させて
引き抜くと共に、仕上ダイス(6)後方において、光ファ
イバーセンサ(31)で引抜き移動中の素材後端を検出し、
引抜き動作が停止して、素材後端からの規定の長さ
（Ｌ）を検出する。次いで引抜きチャック(14)の開放
後、素材後部を前記押込チャック(15)で挟持し後退させ
て仕上ダイス(6)より引出すことにより、所定長さの引
抜き小径部(44)と後部の素材径の大径部(43)との中間に
定められた長さ（）の軸方向に長く小さい勾配部分(4
5)を形成するものである。

他の一つの発明は上記の方法を遂行するための装置の発
明で、フレーム(1)の中央部に設けたダイスタンド(2)に
棒鋼素材の先端の口付用のダイス(5)と、該素材の所定
引抜径の孔出口(6a)から後方に規定の長さの長い小さい
勾配のテーパ孔(6b)を有する仕上ダイス(6)とを素材押
込中心に上下切替手段(34)により切替え自在に設け、ダ
イスタンド(2)の前、後には、フレーム(1)の両端に架設
した平行な案内軸(3)(3)、(4)(4)に亙り、内側のあり溝
傾斜面(12a)、(13a)と係合し開閉する引抜チャック(14)
(14)、押込チャック(15)(15)を内装した夫々引抜チャッ
クホルダ(12)、押込チャックホルダ(13)を夫々摺動可能
に設け、引抜チャック(14)(14)は両案内軸(3)(3)に渡り
嵌装した引抜スライダ(16)とリンク(17)(17)で連結し、
又該スライダに取付けたチャックシリンダ(18)(18)で引
抜チャックホルダ(12)を前後させて引抜チャック(14)(1
4)を開閉すると共に、引抜スライダ(16)をフレーム(1)
の前部に固定した引抜シリンダ(20)のピストン棒(21)で
前後に進退するように設ける。

押込チャックホルダ(13)は、その後側に両案内軸(4)(4)
に渡り嵌装した押込スライダ(22)に取付けてあるチャッ
クシリンダ(23)(23)で前後させて押込チャック(15)(15)
を開閉すると共に、押込スライダ(22)をフレーム(1)の
後部に固定した押込シリンダ(29)のピストン棒(30)で前
後に進退するように設け、押込側に素材後端からの規定
の長さ位置を検出し、引抜動作を停止する光ファイバー
センサ(31)を配置し、更に押込チャック(15)(15)間と押
込スライダ(22)との間には、押込スライダ(22)の下方に
取付けた作動シリンダ(28a)により上昇されるテーパ状
をなすコッタ(26)によってバッカー(27)が前面に押し出
され搬入された素材後端位置を正確な位置に制止する位
置決め制御手段(28)を設け、又ダイスタンド(2)の押込
側の一側と中央部の上方に、素材置台(39)から素材(41)
を掴みあげダイス位置に、また、ダイス位置から製品を
掴みあげ他側の製品台(40)に、同時に順次移送するハン
ドリングロボットによる移送手段(35)、(36)を設けてな
るものである。

［作 用］ 素材の搬入時は、押込チャックホルダ(13)、押込スライ
ダ(22)は第１図の位置から所定距離後退した状態で待機
しており、素材置台(39)から口付ダイス(5)中心線上に
棒光素材(41)が搬入されると、位置決め制御手段(28)の
コッタ(26)の上昇動作によりバッカー(27)を介して棒鋼
素材を押して素材後端を一定位置に制止させ、次にチャ
ックシリンダ(23)(23)の作動で押込チャックホルダ(13)
が後退されて押込チャック(15)により素材(41)が挟持さ
れ、素材後端は位置決め制御手段(28)で制止されてい
る。

次いで押込シリンダ(29)のピストン棒(30)の押出しによ
り、素材(41)先端はダイスタンド(2)の中央部に昇降可
能に設けた口付ダイス(5)に第１２図に示す如く押込ま
れ、素材先端に小径の口付部(42)が形成される。そして
素材(41)は押込シリンダ(29)のピストン棒(30)の後退動
作により一旦後退されて口付ダイス(5)から引き出さ
れ、同時に口付ダイス(5)と仕上ダイス(6)は上下切替手
段(34)の作動で降下され、前記口付ダイス(5)の位置に
仕上ダイス(6)が切替え設置され、前記押込みシリンダ
(29)による押出し動作で素材の口付部(42)を仕上ダイス
(6)のテーパ孔(6b)を通じ押出し突出した後、ダイス前
面の引抜チャック(14)(14)がチャックシリンダ((18)(1
8)の作動による引抜チャックホルダ(12)の後退動作で閉
じて口付部(42)を挟持する、この際、押込チャック(15)
(15)はチャックシリンダ(23)(23)の作動による押込チャ
ックホルダ(13)の前進運動で開き素材は開放されてお
り、また前記位置決め制御手段(28)は降下され、従って
口付部(42)が挟持されると、この状態で引抜シリンダ(2
0)のピストン棒(19)の前進ストロークにより素材(41)が
仕上ダイス(6)の孔出口(6a)を通じて所定径の細さに引
き抜かれ、小径部(44)が形成されると共に、仕上ダイス
(6)の後方に配置した孔ファイバーセンサ(31)により、
素材後端を検出し、同時に引抜き動作が停止して、素材
後端からの規定長さの大径部を残存する結果、規定長さ
を検出することができ、仕上ダイス(6)のテーパ孔(6b)
によって後端からの規定長さ(L)の大径部(43)と引抜き
小径部(44)との間に規定長さの（）の長く小さい勾配
部分(45)が第１３図に示すように形成される。

これと同時にチャックシリンダ(18)の作動で引抜チャッ
クホルダ(12)が前進され、あり溝係合を介し引抜チャッ
ク(14)が開放され、押込チャック(15)で掴んで素材(41)
を仕上ダイス(6)の後方に所定位置まで引き出し、小さ
い勾配部分(45)を形成した棒綱製品(46)が１５、６秒に
一本の割合で形成出来る。

この製品は第３図に示すように、ハンドリングロボッド
の製品移送手段(36)が降下して掴みあげ、再び上昇して
後、横方向に移動して製品台(40)に、これと同時に一側
（同図の左側）の素材移送手段(35)も降下して素材を掴
み、上昇して横方向に製品移送手段と連動して次ぎの素
材をダイスの後方のダイス中心位置に移載し、この間に
仕上ダイス(6)、口付ダイス(5)が上昇して切替えられ、
移送された新たな素材(41)が口付ダイス(5)中心に押込
チャック(15)で挟持され次の押し込みが繰り返される。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面について説明すると、第１
図、第２図は本装置の実施例を示す全体的な平面図、及
びその概略の側面図であって、(1)はフレーム、(2)はダ
イスタンド、(3)(4)はフレーム(1)とダイスタンド(2)に
渡り前、後両側に平行に軸架した案内軸、(12)はダイス
タンド(2)の前側に案内軸(3)(3)に渡り摺動可能に設け
られた引抜チャックホルダ、(13)はダイスタンド(2)の
後側に案内軸(4)(4)に渡り摺動可能に設けた押込チャッ
クホルダで、これらの内側のあり傾斜面(12a)、(13a)と
係合し開閉される引抜チャック(14)(14)、押込チャック
(15)(15)が夫々内装されている。

(16)は引抜チャックホルダ(12)の前側において、案内軸
(3)(3)に渡り嵌装した引抜スライダで、引抜チャック(1
4)(14)の前端とリンク(17)(17)で連結すると共に、引抜
スライダ(16)に取り付けたチャックシリンダ(18)(18)の
ピストン棒(19)(19)を引抜チャックホルダ(12)に連結し
てある。

(20)はフレーム(1)の前端の取付けた引抜シリンダで、
そのピストン棒(21)を引抜スライダ(16)に連結し、チャ
ックシリンダ(18)(18)、ピストン棒(19)(19)の作動によ
り引抜チャックホルダ(12)を前後させて引抜チャック(1
4)(14)を開閉し、その閉合により、後述の棒鋼素材(41)
の口付部(42)（第１３図参照）を仮線に示す如く挟持し
た後、引抜シリンダ(20)の作動によるピストン棒(21)の
前進により第１３図に示す矢印方向に仕上ダイス(6)を
通して引抜くようになっている。

(22)は押込チャックホルダ(13)の後側において、案内軸
(4)(4)に渡り嵌装した押込スライダで、該スライダの両
側に取付けたチャックシリンダ(23)(23)のピストン棒(2
4)(24)により押込チャックホルダ(13)を前後させて押込
チャック(15)(15)を開閉すると共に、その閉合により搬
入された素材(41)を掴み口付ダイス(5)に押込スライダ
(22)、押込シリンダのピストン棒(30)により押込む（第
１２図参照）ようにしてある。押込チャック(15)の後端
は押込スライダ(22)に対し横あり(25)で左右に摺動可能
に連結されている。

(28)は棒鋼素材をダイス中心位置に搬入した時、その素
材後端を位置決めするための、押込スライダ(22)に付設
した昇降自在の位置決め制御手段である。

(29)はフレーム(1)の後部に取付けた押込シリンダで、
そのピストン棒(30)を押込スライダ(22)の中央部に連結
し、押込シリンダ(29)の作動により、第１２図に示すよ
うに押込チャック(15)(15)で素材(41)をつかみ、口付ダ
イス(5)のダイス孔(5a)に押し込み、素材先端に小径の
口付部(42)を形成することができる。

第３図は第１図Ａ−Ａ矢視図で、(5)は口付ダイス、(6)
は仕上げダイスであって、上下切替え手段(34)によって
ダイスタンド内を昇降される支持箱(7)内の下、上に配
置されている。

(35)と(36)はダイスタンド(2)の背後における押込側の
一側と中央部とに間隔をあけて、一つは素材置台(39)か
ら素材(41)を掴み上げて口付ダイス(5)の中心線位置
に、また他の一つはダイス中心線位置から製品を掴みあ
げて他側の製品受台(40)に、それぞれ同時に素材の送込
みと製品取出しを行うシリンダ内蔵式のハンドリングロ
ボットによる素材移送手段と製品移送手段で、これら素
材移送手段(35)と製品移送手段(36)は、それぞれ下端に
シリンダにより開閉操作されるチャック(38)を備え、内
蔵式シリンダによる昇降機構(37)と横行機構(37a)とに
より、第３図の実線及び仮線の矢印で示す一定軌道の昇
降と左右横移動のサイクル運動を行うものである。

第４図、第５図はダイスタンド(2)の中央位置に設ける
口付ダイス(5)と仕上ダイス(6)の上下切替え手段を示す
説明図、並びにその一部縦断面図であって、(5)は素材
先端に小径の口付部(42)を形成するためのダイス孔(5a)
を有する口付ダイスで、素材の押し込み中心に配置され
ている。

(6)は素材の所定個所に勾配角度が２度前後と小さく且
つ軸方向に長い勾配部分(45)（第１４図参照）を形成す
るため、素材(41)の所定引抜径の孔出口(6a)から後方に
長い小さい勾配のテーパ孔(6b)を有する仕上ダイスで、
仕上ダイス(6)と口付ダイス(5)とはダイスタンド(2)の
中央の凹所内を昇降する支持箱(7)内に上、下二段に装
着されている。

この上下切替え手段(34)は、支持箱(7)の下部に連接し
た連杆(8)をフレーム(1)に軸架した枢軸(9)のアーム(1
0)に連結し、他のアーム(10a)を作動シリンダ(11)のピ
ストン棒(11a)と連結して構成され、作動シリンダ(11)
により口付ダイス(5)と仕上ダイス(6)を素材押出し中心
位置に交互に上下切替えするようにしてある。

第６図と第７図は、第１図におけるダイスタンド周辺部
の一部拡大平面図とその一部の背面図であって、(12)は
引抜チャックホルダ、(13)は押込チャックホルダであ
り、素材移送手段(35)と製品移送手段(36)は全く同様の
機構で、それぞれ下端に素材(41)及び製品を掴み上げ、
又は所定位置に移載する開閉可能なチャック(38)を備
え、シリンダ内蔵式のピストン運動による昇降機構(37)
により、ダイスタンドの後方を一定のストローク上下動
すると共に、これら昇降機構(37)をダイスタンド(2)の
上方に設置したシリンダ内蔵式ピストン運動により横方
向に一定にストローク横行する横行機構(37a)に取付け
て、素材移送手段(35)は素材置台(39)からダイス中心
に、また製品移送手段(36)はダイス中心位置から製品台
(40)に夫々素材、製品を同じサイクルで順次移送するよ
うに設けたものである。

(31)はダイスタンド(2)の後方側に設備された光ファイ
バーセンサで、素材(41)を仕上げダイス(6)を通して引
き抜き作動中、棒鋼素材(41)の後端を検出すると同時
に、引抜き動作を停止して、仕上ダイス(6)のテーパ孔
(6b)後端から素材後端までの寸法長さを適確に規定長さ
（Ｌ）（第１４図参照）に残存せしめる検出機能を有し
ている。

この光ファイバーセンサ(31)は、第７図に示すように光
ファイバーセンサ用作動シリンダ(32)により検知部(33)
を仮線の素材中心位置の上方に配置させ、不要時は第７
図の実線位置に後退するよう進退自在に設けられてい
る。第８図は第７図の右側面図である。

第９図〜第１１図は、前記位置決め制御手段(28)の詳細
を示したもので、この位置決め制御手段は、押込スライ
ダ(22)の前面に取付けた、素材中心に角窓(51)を有する
コ形のガイド板(50)と、その角窓(51)に嵌入したバッカ
ー(27)と、ガイド板(50)の内側には、その下部に取付け
た作動シリンダ(28a)により昇降され且つバッカー(27)
とテーパ状蟻溝(53)を介して係合するテーパ状のコッタ
(26)とからなり、コッタ(26)の上昇によってそのテーパ
でバッカー(27)が前に押し出されて、棒鋼素材の後端を
定位置に制止するようになっている。

これは、押込チャック(15)(15)で素材を掴むとき、搬入
された素材後端位置が一定でないためで、棒鋼素材の後
端位置を正確に定位置に揃えて制止するためと、押込み
時の押込チャック(15)(15)と素材とのスリップ防止と、
押込みに際して必要な素材後端位置を±ゼロに微調整可
能に制止して精度を高めるためである。

第１４図は、前半の長い小径部(44)と、後端からの規定
長さの後部に設けられる前記小径部(44)より僅かに太い
大径部(43)との間（）に、テーパ角度２〜３度の緩か
な小さい長い勾配部分(45)を必要とする、本発明が形成
しようとする規格製品の特殊ロッドを示したものであ
る。

このような特殊ロッドは、本発明の方法並びに装置によ
れば、同一直径の棒鋼から例えば、前半の直径約１６mm
の小径部(44)と直径１９．５mmの大径部(43)との間の寸
法長さ（）に、長く小さい勾配部分(45)を有するロッ
ドが一体当たり十数秒の短時間で簡単に成形できる。

第１５図、第１６図は、前記のように形成された特殊棒
鋼の後部を偏平加工したロッドの平面図と側面図を示す
ものである。

［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明の方法並びに装置を用いるこ
とにより、同一直径の規定長さの棒鋼から、前半に規定
長さの小径部と後端からの規定長さに大径部と、その大
径部と小径部との間に、テーパ角度２〜３度前後の長い
小さい勾配部分を必要とする、加工が非常に難しくかつ
手間のかかる特殊棒鋼がダイスを用いて同一の引抜ライ
ン工程によって自動的に簡単且つ容易に成形し得られ、
一体当たり１５、６秒で加工できるので、前記した従来
の製造方法に比べて遥かに簡単で、しかも大量生産が可
能であり、コスト低減に寄与し得る。

又従来の如くダイスへの押込み方法では、局部に小さく
長い勾配部分を必要とするため、ダイスに対するｔａｎ
ｇｅｎｔが大きく、面圧が４倍近くかかるため、押出し
加工に際し座屈、圧潰を生じて、押込み成形は不可能で
あるが、本発明ではダイスを利用して同一寸法のものを
高能率生産が可能のため、歩留りが向上できる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の実施例を示す全体的平面図で一部
を切欠する、第２図は同概略側面図、第３図は第１図の
Ａ−Ａ矢視図、第４図はダイスの上下切替え手段を示す
説明図、第５図は同縦断面図、第６図は第１図おけるダ
イスタンド前後の一部拡大平面図、第７図は第６図の一
部の背面図、第８図は第７図の素材及び製品移送手段を
示す側面図、第９図は押込チャック前面に取付けた素材
後端の位置決め制御手段を示す正面図、第１０図は同一
部の縦断面図、第１１図は同位置決め制御手段の平面
図、第１２図は素材の口付状態を示す説明図、第１３図
は素材の引抜成形状態を示す説明図、第１４図は本発明
により成形する特殊棒鋼の規格製品の側面図、第１５〜
１６図は本成形品より加工するロッドの形状を示す平面
図と側面図である。 (1)はフレーム、(2)はダイスタンド、(3),(4)は案内
軸、(5)は口付ダイス、(6)は仕上ダイス、(6a)は孔出
口、(6b)は小さい勾配のテーパ孔、(7)は支持箱、(11)
は作動シリンダ、(12)は引板チャックホルダ、(13)は押
込チャックホルダ、(12a),(13a)はあり傾斜面、(14)は
引抜チャック、(15)は押込チャック、(16)は引抜スライ
ダ、(17)はリンク、(18)はチャックシリンダ、(19)はピ
ストン棒、(20)は引抜シリンダ、(21)はピストン棒、(2
2)は押込スライダ、(23)はチャックシリンダ、(24)はピ
ストン棒、(28)は棒材後端の位置決め制御手段、(29)は
押込シリンダ、(30)はピストン棒、(31)は光ファイバー
センサ、(34)はダイス上下切替え手段、素材置台、(40)
は製品台、(41)は棒鋼素材、(42)は口付部、(43)は規定
の長さの大径部、(44)は引抜き小径部、(45)は長い小さ
い勾配部分。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭26−2459（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一定長さの棒鋼素材を、押込チャックで挟
   持してその素材先端を口付ダイスに押し込み縮径した口
   付部を成形した後、一旦後退して口付ダイスより引出
   し、次いで口付ダイス位置に、所定引抜径の孔出口から
   後方に長く小さい勾配のテーパ孔を有する仕上ダイスを
   切替え配置させて、素材先端を再び仕上ダイスに挿入
   し、押込みチャックを開放し、次いで前記口付部を引抜
   チャックで挟持し移動する引抜手段で引抜くと共に、該
   仕上ダイス後方において光ファイバーセンサで素材後端
   を検出し、引抜きを停止し、次いで引抜チャックの開放
   後、素材後部を前記押込チャックで挟持し後退させて仕
   上ダイスより引出すことにより、所定長さの引抜き小径
   部と後部の棒綱素材径との中間に定められた長さの長い
   小さな勾配部分を形成せしめることを特徴とする小さい
   勾配部を持つ棒鋼の成形方法。
2. 【請求項２】ダイスタンド(2)に、棒鋼素材先端に掴み
   代を形成する口付ダイス(5)と、該素材の所定引抜径の
   孔出口(6a)から後方に長い小さい勾配のテーパ孔(6b)を
   有する仕上ダイス(6)とを素材押込み中心に上下切替自
   在に設け、ダイスタンド(2)の前、後に、フレーム(1)の
   両側に架設した案内軸(3)，(4)に渡り、夫々内側にあり
   傾斜面(12a)，(13a)で係合する引抜チャック(14)、押込
   チャック(15)を備えた引抜チャックホルダ(12)、押込チ
   ャックホルダ(13)と、更にそれらの前、後に、夫々フレ
   ーム(1)に取付けた引抜シリンダ(20)のピストン棒(21)
   と、押込シリンダ(29)のピストン棒(30)で前、後に摺動
   可能な引抜スライダ(16)と、押込スライダ(22)とを設
   け、引抜スライダ(16)と引抜チャック(14)とをリンクで
   連結し、且つ引抜スライダ(16)に取付けたチャックシリ
   ンダ(18)で引抜チャックホルダ(12)を前、後進して引抜
   チャック(14)を、又押込スライダ(22)に押込チャック(1
   5)後端を横方向にスライド可能に連係し、且つ押込スラ
   イダ(22)に取付けたチャックシリンダ(23)で押込チャッ
   クホルダ(13)を前、後進して押込チャック(15)を夫々開
   閉自在に設け、更に押込側に素材後端を検出し引抜動作
   を停止して素材後端からの規定長さを検出する光ファイ
   バーセンサ(31)と、被加工素材搬入時、その素材後端を
   押動して一定位置に揃える昇降自在の位置決め制御手段
   (28)とを設けてなる小さい勾配部持つ棒鋼の成形装置。