JPH07251235A - 押抜き鍛造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 押抜き鍛造ステップを簡単化し、通孔を有す
る製品の生産効率を高めスクラップを生じさせない。 【構成】 線材２を成形孔部１２及び予備成形孔部１３
を備えたダイス孔の円形後端部に導入させ、前工程で形
成された線材前端の成形端部２１と予備成形段部２２が
成形孔部及び予備成形孔部の全部空間を満たせずに、予
備成形空間１４を成形している第１ステップと：線材の
成形端部端面にポンチ４で盲孔をポンチングし、同時に
線材を押して予備成形空間を充填する第２ステップと：
ポンチが盲孔から退却し、線材を駆動して盲孔をポンチ
ングされた成形端部を剪断手段３に形成された格納部３
４に収容するようにして、盲孔に格納部内の押え管３３
に嵌挿されるようにする第３ステップと：剪断手段が移
動して格納手段内に収容された成形端部を剪断する第４
ステップとで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は通孔を有する製品の加工
時にスクラップを生じない押抜き鍛造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般のナット、伝動鎖用ローラ、及びそ
の他のサイズが短く通孔を有する金属部品製造における
押抜き加工は、製品中央部をポンチングして孔を開ける
ので、打抜かれた部分が無駄にスクラップとなり、ポン
チングするための工作機械も部品数が増え、ポンチ、ダ
イスの摩耗も激しいなど問題点を抱えている。

【０００３】このような問題点を解決するものとして、
第３２６７５００号米国特許を受けた通孔を有する製品
のスクラップを生じない押抜き鍛造技術が提案されたわ
けだが、該技術の内容は、図３Ａ〜図３Ｅに示す押抜き
鍛造過程の如く、その製品はナットの中間製品であっ
て、次のようなステップをたどる；

【０００４】第１ステップ；（図６） 円形断面の線材Ｂ１を、該線材Ｂ１外周を内接円とする
六角形断面のダイス孔Ｂ２先端部に押入させ、この際押
え座Ｂ３が前の加工サイクルで一部分がすでに断面六角
ヘッド部Ｂ１１にされた線材Ｂ１先端を当接し、ダイス
孔Ｂ２口縁部から適当な距離を後退した位置に保持し
て、ポンチＢ４の下降ストロークを行なう前準備をす
る。

【０００５】第２ステップ；（図７） 押え座Ｂ３が微かに引き上げられ、すかさずポンチＢ４
が一回目のストロークでもって該線材Ｂ１先端の六角ヘ
ッド部Ｂ１１を塑性変形させ、該六角ヘッド部Ｂ１１軸
向きに盲孔Ｂ１２を形成し、並びに該盲孔Ｂ１２をポン
チングされた素材はダイス孔Ｂ２周壁とポンチＢ４外周
面との間に押しやられて埋め尽くし、その外周部が六角
形断面となる。

【０００６】第３ステップ；（図８） ポンチＢ４が線材Ｂ１前端の六角ヘッド部Ｂ１１の盲孔
Ｂ１２から退却すると同時に、押え座Ｂ３を伴って該ダ
イス孔Ｂ２孔口から離れ、そして、剪断操作をする剪断
手段Ｂ５がダイス孔Ｂ２前端に移動し始める。

【０００７】第４ステップ；（図９） 剪断手段Ｂ５がダイスＢ２開口に移動して、線材Ｂ１が
突出し作動されて盲孔Ｂ１２を備えた六角ヘッド部Ｂ１
１が、一部分を後方に残して前頭部を該剪断手段Ｂ５の
中に押し込まれ、該剪断手段Ｂ５の軸孔に備えた支え管
Ｂ６が適時に該六角ヘッド部Ｂ１１の盲孔Ｂ１２内に挿
嵌する。

【０００８】第５ステップ；（図１０） 剪断手段Ｂ５がその支え管Ｂ６と共に移動して、盲孔Ｂ
１２をポンチングされた線材Ｂ１の六角ヘッド部Ｂ１１
を剪断し、該剪断された六角ヘッド部Ｂ１１が通孔を備
えたナット中間製品となる。

【０００９】即ち、上記五つのステップを反覆操作すれ
ば、自動的に通孔を備えた製品を押抜き鍛造することが
できる。

【００１０】上記第３２６７５００号米国特許発明の技
術は、確かにスクラップの発生無しで通孔を有する製品
を押抜き鍛造できる方法であり、資材の無駄を減らし生
産コストを大幅に低下させ得るかなりの価値を備えた技
術には違いないが、押抜き鍛造の過程において尚も次の
ようなやや理想に欠ける問題点がある；

【００１１】１．押え座が横向きに移動する外、線材に
対して先ずその六角ヘッド部をややダイス孔内に内縮さ
せて、盲孔をポンチングする時に該盲孔の周縁部分が押
し上げられてダイス前端口より食み出してバリを形成さ
せないようにするのであるが、この操作は押抜き作動ス
テップを増やし、かつ押え座とポンチが剪断手段と絶え
ず交互に作動して、両者とも移動経路において相当な時
間を費やすこととなり、同時に両者が互いに干渉しない
ようにするため、及び交互に作動しながらも動力を共用
できるようにするための構造が頗る複雑となる。

【００１２】２．線材が伸入されるダイス孔壁は全体的
に六角形断面をなしているので、ダイスの製造コストが
高く、かつ円形断面の線材と六角形断面のダイス孔が間
隙を形成して、押え座或いはポンチがポンチングをする
時、瞬間の衝撃力が下端にある円形断面線材をしてがた
つかせて不穏状態になる。

【００１３】３．このような不穏状態はまたポンチのポ
ンチングした盲孔の深度にも影響を与え、即ち該盲孔周
縁素材の押し上げられる高さにも影響して、上記１項で
述べた予め保留された線材の盲孔を有する端面とダイス
端面との段差が影響を受ける。

【００１４】４．押え座が線材前端を押えてポンチング
ストロークにより六角ヘッド部を成型する際、ダイス孔
が六角形断面であるにも関わらず押え座と線材が円形断
面であるため、ダイス孔壁との間に間隙が形成されてポ
ンチング操作により線材が塑性変形をした時、線材の押
え座の円形断面から食み出した箇所の効果が少なく比較
的ダイス孔周壁と密着し難く、従って、成型時の六角形
角部が比較的鈍って不明確となって、普通、ナットサイ
ズの規格はその２平面が交じってなる稜線部の稜線より
測定するものであり、かつ或る程度の公差を許容しては
いるが、もしナットの角部をより明確に成型できれば、
測定サイズのばらつきが小さくなり製品歩留りが向上さ
れ得る筈である。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の押抜き鍛造
法における問題点に鑑み、本発明は、押抜き鍛造ステッ
プを簡単化して、通孔を有する製品の生産効果を高め得
るスクラップを生じない押抜き鍛造法を提供することを
目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の押抜き鍛造法は、その前端が前の鍛造サイ
クルで成型済みの小部分を残留させたことによりやや大
き目の六角形断面の成型端部になっている外は、その他
部分が該六角形断面に内接する径を外径とする円形断面
になっている線材を、その開口端のある深さ部分が上記
六角形断面と一致するキャビティでなる成型孔部と、続
いて該六角形断面から徐々に収束してほぼ線材の外径の
円形断面に変化するキャビティの予備成型孔部と、ほぼ
線材外径と等しいキャビティの円形後端部とからなるダ
イス孔内に、上記六角形断面先端の先端面が上記成型孔
部開口外縁と一面になるよう揃え、かつ上記ダイス孔壁
と上記線材との間に予備成型空間を形成するよう嵌挿さ
せる第１ステップと；上記線材前端の成型端部端面にポ
ンチで盲孔をポンチングすると同時に、該線材を押して
塑性変形させて上記予備成型空間を充填する第２ステッ
プと；ポンチングを完成した上記ポンチが上記盲孔から
後退すると同期して、剪断手段に凹入形成された格納部
が移動して上記成型孔部孔口に臨み、更に上記線材を押
動して該盲孔をポンチングされて変形した成型端部を該
格納部内に嵌挿させ、該盲孔に上記格納部内底部より突
出させた押え管に嵌挿されるようにする第３ステップ
と；上記剪断手段が横へ滑動して上記格納部内に収容さ
れた成型端部を剪断する第４ステップと；で構成され
る。

【００１７】そして、上記剪断手段に貫通孔を開設し
て、上記ポンチが上記成型孔部内の線材端部に対してポ
ンチングできるようにし、及び上記押え管を常に上記剪
断手段の格納部内の定位置に保持するようにし、並びに
上記剪断手段の格納部内における上記押え管周回りに当
接スリーブを移動自在に枢着して、該当接スリーブによ
り該格納部内に収容された製品を押出せるようにすれば
一層好ましくなる。

【００１８】

【作用】上記のように構成された、本発明は、成型孔部
及び予備成型孔部を備えたダイス孔内に線材を導入させ
て、前工程によりその端面が該成型孔部孔口と一致して
平面をなす、該線材端面から適当な長さの成型端部及び
それに接続して適当な長さの予備成型段部をそれぞれ形
成して、該成型端部と該予備成型段部が該成型孔部及び
該予備成型孔部の全部空間を満たせずに、該予備成型段
部後方に予備成型空間を形成しているので、上記線材前
端の成型端部端面にポンチで盲孔をポンチングすると、
該線材が押されて上記予備成型空間を充填して予備成型
段部を形成すると共に、該盲孔周辺がダイス孔周壁に押
圧されて成型端部が完全に成型されることとなり、然る
後、ポンチングを完成した上記ポンチが上記盲孔から退
却し、並びに剪断手段に形成された格納部が上記成型孔
部孔口に対応して、上記線材を駆動して盲孔をポンチン
グされた成型端部を該格納部内に収容し、及び該盲孔に
上記格納部内の押え管を嵌挿して、更に上記剪断手段を
移動して上記格納部内に収容された成型端部を剪断する
ようにしているので、通孔を有する製品を無スクラップ
に押抜き鍛造することができる。

【００１９】この発明の上記またはその他の目的，特徴
および利点は、図面を参照しての以下の実施例の詳細な
説明から一層あきらかとなろう。

【００２０】

【実施例】図１に示すのは、本発明において使用される
押抜き鍛造ダイスの断面表示図で、該ダイス１は中央部
に軸向き沿いに円形断面のダイス１孔を穿たれて、該ダ
イス１孔一端に適当な長さの筒状六角形断面の成型孔部
１２を設け、並びにそれに接続して適当な長さの後細い
テーパ状でなる同じく六角形断面の予備成型孔部１３を
設けて、該予備成型孔部１３を丁度該成型孔部１２と該
ダイス孔の円形断面の円形後端部１１との間に位置付け
るようにする。

【００２１】そして、本発明の押抜き鍛造ステップは、
それぞれ図２〜図５を参照しながら説明を進めると；

【００２２】第１ステップ；（図２） 線材２を押動して該ダイス１孔内に導入させ、かつ該線
材２前端が成型孔部１２の中に延伸して（該線材２前端
は前工程によって残留された或る程度の長さの六角形断
面成型端部になっている）、その端面は前工程により成
型孔部１２孔口と一致して平面をなしており、そして、
該線材２前端はその端面から適当な長さが筒状の成型孔
部１２にマッチする成型端部２１をなし、及び該成型端
部２１に接続して適当な長さが該予備成型孔部１３にマ
ッチする予備成型段部２２を形成するが、該成型端部２
１と該予備成型段部２２は該成型孔部１２及び該予備成
型孔部１３の全部空間を満たしては居らず、尚も該予備
成型段部２２後方に予備成型空間１４を形成する。この
際、剪断手段３に開設されたポンチ４の移動経路となる
貫通孔３１が丁度該成型孔部１２孔口に対応して、ポン
チ４が成型孔部１２に向かってポンチングしようとし、
かつ剪断手段３他端に駆動されて前後移動する当接スリ
ーブ３２が装着され、並びに該当接スリーブ３２内部空
間に常に定位置に保持される押え管３３が枢着され、該
当接スリーブ３２前端と該押え管３３周囲に格納部３４
を形成して、前工程で剪断した通孔を備えた押抜き鍛造
製品５を収容できるようにする。

【００２３】第２ステップ；（図３） ポンチ４は剪断手段３の貫通孔３１を経て、線材２前端
の成型端部２１端面をポンチングをして盲孔２３を形成
し、この際、該盲孔２３をポンチングされた該線材２は
押されて、図２に示す元来の予備成型段部２２後方の予
備成型空間１４を充填するとなり、同時にポンチングに
よる塑性変形から該盲孔２３をポンチング成型された該
成型端部２１端面がやや成型ダイス１２内に移動し、こ
の時、剪断手段３他端も前工程で剪断した格納部３４内
の製品を当接スリーブ３２から突き出す操作をする。

【００２４】第３ステップ；（図４） ポンチングを完成したポンチ４は該盲孔２３から退出
し、同時に、剪断手段３の貫通孔３１を経て移り離れ、
そして、該剪断手段３が移動して、己に前工程の製品を
突き出し且つ所定位置に復帰して格納部３４を形成した
該当接スリーブ３２が成型ダイス１孔口に対応し、然る
後、該線材２を前端向きに盲孔２３をポンチングされた
成型端部２１が格納部３４内に収容されるよう駆動し
て、該成型端部２１の盲孔２３が押え管３３に嵌挿され
るようにし、これにより該線材２の予備成型段部２２後
方に予備成型空間１４を形成する。

【００２５】第４ステップ；（図５） 剪断手段３が当接スリーブ３２及び押え管３３を伴って
移動し、該格納部３４内に収容された成型端部２１を剪
断して通孔を有する製品を完成する。

【００２６】即ち、上記ステップを順に反覆すれば、自
動的にスクラップ無しに通孔を有する製品を押抜き鍛造
することができる。

【００２７】

【発明の効果】本発明は、上記のそれぞれステップによ
って構成されているので、下記のような効果がある。 １．使用されるダイスのダイス孔は全体的に六角形断面
で形成されたものではなく、六角形断面の筒状成型孔部
と該成型孔部に接続する後部が細いテーパ状六角形断面
の予備成型孔部、及び該予備成型孔部に接続する円形断
面の円形後端部をそれぞれ所定長さにして形成されたも
のである故、ポンチが盲孔をポンチングすると同時にそ
の次の製品が己に予備成型を完成されることとなり、従
来の第３２６７５００号米国特許の押抜き鍛造ステップ
の、先ず押え座によって円形断面の線材端部を所定長さ
の六角形断面端部に成型しなければならないステップを
省いて生産効率を高めることができる。因に、一般のナ
ット中間品製造速度は毎分千個近くにも達し、もしも該
押え座による線材の六角形端部成型ステップを省くこと
ができるとなれば、一日の作業に対して一時間あまりの
工作時間を節減し、かなり生産効率を向上することにな
る。

【００２８】２．この操作ステップを省くことができる
に対応して、機械構造の複雑性を軽減できるとなり、従
って、機械構造を簡単化して故障の発生率を低めること
ができる。

【００２９】３．六角形断面の成型孔部はダイス孔全体
の一部分だけに過ぎず、即ちダイスの製作が容易とな
り、かつ前端部を六角形断面に成型された線材他端は円
形断面のダイス孔に規制されるので、線材がポンチの衝
撃を受けてもなお安定した状態を保持することができ
る。

【００３０】４．ダイス孔内における六角形断面テーパ
状の予備成型孔部は、盲孔ポンチング操作と同時に線材
を予備成型してテーパ状の予備成型段部を形成するの
で、該予備成型段部を容易に塑性成型して完璧な角部を
備わせることができ、従って、該予備成型段部が成型端
部となれば完璧な角部を有するものに成型することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明において使用される通孔を有する製品の
押抜き鍛造ダイス断面表示図である。

【図２】本発明における通孔を有する製品の押抜き鍛造
の第１ステップの表示図である。

【図３】前記本発明による押抜き鍛造の第２ステップの
表示図である。

【図４】前記本発明による押抜き鍛造の第３ステップの
表示図である。

【図５】前記本発明による押抜き鍛造の第４ステップの
表示図である。

【図６】米国特許第３２６７５００号における通孔を有
する製品の押抜き鍛造の第１ステップの表示図である。

【図７】前記米国特許による押抜き鍛造の第２ステップ
の表示図である。

【図８】前記米国特許による押抜き鍛造の第３ステップ
の表示図である。

【図９】前記米国特許による押抜き鍛造の第４ステップ
の表示図である。

【図１０】前記米国特許による押抜き鍛造の第５ステッ
プの表示図である。

【符号の説明】

１…ダイス １１…ダイス孔の円形後端部 １２…成型孔部 １３…予備成型孔部 １４…予備成型空間 ２…線材 ２１…成型端部 ２２…予備成型段部 ２３…盲孔 ３…剪断手段 ３１…貫通孔 ３２…当接スリーブ ３３…押え管 ３４…格納部 ４…ポンチ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その前端が前の鍛造サイクルで成型済み
   の小部分を残留させたことによりやや大き目の六角形断
   面の成型端部（２１）になっている外は、その他の部分
   が該六角形断面に内接する径を外径とする円形断面にな
   っている線材（２）を、その開口端のある深さ部分が上
   記六角形断面と一致するキャビティでなる成型孔部（１
   ２）と、続いて該六角形断面から徐々に収束してほぼ線
   材（２）の外径の円形断面に変化するキャビティの予備
   成型孔部（１３）と、ほぼ線材（２）外径と等しいキャ
   ビティの円形後端部（１１）とからなるダイス（１）孔
   内に、上記六角形断面先端の先端面が上記成型孔部（１
   ２）開口外縁と一面になるよう揃え、かつ上記ダイス
   （１）孔壁と上記線材（２）との間に予備成型空間（１
   ４）を形成するよう嵌挿させる第１ステップと；上記線
   材（２）前端の成型端部（２１）端面にポンチ（４）で
   盲孔（２３）をポンチングすると同時に、該線材（２）
   を押して塑性変形させて上記予備成型空間（１４）を充
   填する第２ステップと；ポンチングを完成した上記ポン
   チ（４）が上記盲孔（２３）から後退すると同期して、
   剪断手段（３）に凹入形成された格納部（３４）が移動
   して上記成型孔部（１２）孔口に臨み、更に上記線材
   （２）を押動して該盲孔（２３）をポンチングされて変
   形した成型端部（２１）を該格納部（３４）内に嵌挿さ
   せ、該盲孔（２３）に上記格納部（３４）内底部より突
   出させた押え管（３３）に嵌挿されるようにする第３ス
   テップと；上記剪断手段（３）が横へ滑動して上記格納
   部（３４）内に収容された成型端部（２１）を剪断する
   第４ステップと；で形成してなる押抜き鍛造法。
2. 【請求項２】 上記剪断手段（３）に貫通孔（３１）を
   開設して、上記ポンチ（４）が上記成型孔部（１２）内
   の線材（２）端部に対してポンチングできるようにして
   なる請求項１に記載の押抜き鍛造法。
3. 【請求項３】 上記押え管（３３）を常に上記剪断手段
   （３）の格納部（３４）内の定位置に保持してなる請求
   項１に記載の押抜き鍛造法。
4. 【請求項４】 上記剪断手段（３）の格納部（３４）内
   における上記押え管（３３）周回りに当接スリーブ（３
   ２）を移動自在に枢着して、該当接スリーブ（３２）に
   より該格納部（３４）内に収容された製品を押出せるよ
   うにしてなる請求項１に記載の押抜き鍛造法。