JPH0749899A - 鍛造製品の中間形状決定方法 - Google Patents
鍛造製品の中間形状決定方法Info
- Publication number
- JPH0749899A JPH0749899A JP5196476A JP19647693A JPH0749899A JP H0749899 A JPH0749899 A JP H0749899A JP 5196476 A JP5196476 A JP 5196476A JP 19647693 A JP19647693 A JP 19647693A JP H0749899 A JPH0749899 A JP H0749899A
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- Japan
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- cross
- dimensional
- axial direction
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 鍛造品の中間品形状を定量的に決定する方法
の提供。 【構成】 製品仕上形状１を軸方向に所定間隔で切断し
て多数の２次元断面を抽出し、各２次元断面について、
つぶしまたは荒縁の断面形状を設計し、該設計された断
面形状の２次元断面を軸方向に組合せて３次元中間形状
とする方法。
の提供。 【構成】 製品仕上形状１を軸方向に所定間隔で切断し
て多数の２次元断面を抽出し、各２次元断面について、
つぶしまたは荒縁の断面形状を設計し、該設計された断
面形状の２次元断面を軸方向に組合せて３次元中間形状
とする方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、軸非対称の形状を有す
る鍛造製品のつぶしおよび荒打ちの中間金型の形状設計
のための、鍛造製品の中間形状決定方法に関する。
る鍛造製品のつぶしおよび荒打ちの中間金型の形状設計
のための、鍛造製品の中間形状決定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】パワーショベル、ブルドーザ等の履帯に
使用するリンクのように軸非対称で複雑な形状を有する
製品を、鍛造成形する場合、従来は、丸棒をフォージン
グプレスまたはハンマプレスにより、つぶし、荒打ち、
仕上げの３つの工程を経て製作され、各工程ごとに別々
の金型が用いられて鍛造される。このうち、つぶし、荒
打ちが中間工程である。中間工程で用いられる中間金型
の設計については、数値解析で形状を決定するのは形状
が複雑で極めて難しいため、経験豊富な技術者が、仕上
げの最終形状より、経験と勘を働かして、つぶし、およ
び荒打の金型形状を決定している。
使用するリンクのように軸非対称で複雑な形状を有する
製品を、鍛造成形する場合、従来は、丸棒をフォージン
グプレスまたはハンマプレスにより、つぶし、荒打ち、
仕上げの３つの工程を経て製作され、各工程ごとに別々
の金型が用いられて鍛造される。このうち、つぶし、荒
打ちが中間工程である。中間工程で用いられる中間金型
の設計については、数値解析で形状を決定するのは形状
が複雑で極めて難しいため、経験豊富な技術者が、仕上
げの最終形状より、経験と勘を働かして、つぶし、およ
び荒打の金型形状を決定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術に
は、経験と勘に頼るため精度が粗く、欠肉をおそれて、
投入素材径を大きめにせざるを得ず、ばりが増大すると
ともに、材料の歩留りも低いという問題がある。本発明
の目的は、非軸対称鍛造品の中間形状を、定量的に決定
でき、それによって材料の歩留りを向上できる鍛造製品
の中間形状決定方法を提供することにある。
は、経験と勘に頼るため精度が粗く、欠肉をおそれて、
投入素材径を大きめにせざるを得ず、ばりが増大すると
ともに、材料の歩留りも低いという問題がある。本発明
の目的は、非軸対称鍛造品の中間形状を、定量的に決定
でき、それによって材料の歩留りを向上できる鍛造製品
の中間形状決定方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の鍛造製品の中間形状決定方法は次の方法から成る。
製品仕上形状を軸と直角な面で軸方向に所定間隔で切断
して複数の２次元断面要素を作成し、前記複数の２次元
断面要素の各々に対してつぶしまたは荒打ちについて所
定手順で断面の形状設計を行い、前記形状設計された２
次元断面要素を軸方向に再度組み合わせて鍛造製品の３
次元中間形状とする、ことを特徴とする鍛造製品の中間
形状決定方法。
明の鍛造製品の中間形状決定方法は次の方法から成る。
製品仕上形状を軸と直角な面で軸方向に所定間隔で切断
して複数の２次元断面要素を作成し、前記複数の２次元
断面要素の各々に対してつぶしまたは荒打ちについて所
定手順で断面の形状設計を行い、前記形状設計された２
次元断面要素を軸方向に再度組み合わせて鍛造製品の３
次元中間形状とする、ことを特徴とする鍛造製品の中間
形状決定方法。
【０００５】
【作用】製品仕上形状はインプットとして与えられる。
この最終形状が与えられた場合に、つぶし、荒打ち段階
で鍛造すべきワーク形状、したがって、つぶし、荒打ち
工程で用いられる中間金型の形状を決定するのが本発明
の方法である。本発明方法では製品仕上形状（３次元）
を軸（Ｚ軸）方向に所定間隔（たとえば１０ＭＭ）毎に
切断して、多数の２次元断面要素にする。これはコンピ
ュータの画像解析として行われる。そして、各要素に対
して形状設計が行われる。つぶしと荒打ちとでは形状が
異なるので、別の手順で行う。これらの手順は計算（２
次元のため比較的容易に計算にのる）と過去の成形デー
タ（計算結果を過去の経験で補正）に基づいて予じめ標
準化され、コンピュータに記憶しておく。各要素の形状
設計が終ると、再度それを軸方向に組合わせて３次元形
状とし、それを鍛造製品の中間形状とする。この組合せ
はコンピュータ内で行う。本発明方法は、最終形状から
いきなり３次元解析を用いて中間形状を決定する場合に
比べて、２次元で形状を決定していける分、形状決定が
容易である。また、従来の勘と経験を頼りにする形状決
定に比べて定量化され、信頼性が高く、余肉も除去でき
る。
この最終形状が与えられた場合に、つぶし、荒打ち段階
で鍛造すべきワーク形状、したがって、つぶし、荒打ち
工程で用いられる中間金型の形状を決定するのが本発明
の方法である。本発明方法では製品仕上形状（３次元）
を軸（Ｚ軸）方向に所定間隔（たとえば１０ＭＭ）毎に
切断して、多数の２次元断面要素にする。これはコンピ
ュータの画像解析として行われる。そして、各要素に対
して形状設計が行われる。つぶしと荒打ちとでは形状が
異なるので、別の手順で行う。これらの手順は計算（２
次元のため比較的容易に計算にのる）と過去の成形デー
タ（計算結果を過去の経験で補正）に基づいて予じめ標
準化され、コンピュータに記憶しておく。各要素の形状
設計が終ると、再度それを軸方向に組合わせて３次元形
状とし、それを鍛造製品の中間形状とする。この組合せ
はコンピュータ内で行う。本発明方法は、最終形状から
いきなり３次元解析を用いて中間形状を決定する場合に
比べて、２次元で形状を決定していける分、形状決定が
容易である。また、従来の勘と経験を頼りにする形状決
定に比べて定量化され、信頼性が高く、余肉も除去でき
る。
【０００６】
【実施例】以下に、本発明の実施例を、ワークとして履
帯用リンクを例にとって説明する。ただし、ワークはリ
ンクに限られるものではない。図１に示すように、履帯
用リンク１の仕上形状を軸方向（軸方向をＺ軸とし、そ
れに直交する２軸をｘ軸、ｙ軸とする）に、たとえば１
０ＭＭ間隔で、切断して２次元断面要素２を作成し、各
切断位置でＸＹ断面３を抽出する。これはコンピュータ
の画像解析として行う。各切断位置における仕上げ形状
と、本発明方法で以下の手順で決定されていく荒打ち形
状を図１に併せ示してある。
帯用リンクを例にとって説明する。ただし、ワークはリ
ンクに限られるものではない。図１に示すように、履帯
用リンク１の仕上形状を軸方向（軸方向をＺ軸とし、そ
れに直交する２軸をｘ軸、ｙ軸とする）に、たとえば１
０ＭＭ間隔で、切断して２次元断面要素２を作成し、各
切断位置でＸＹ断面３を抽出する。これはコンピュータ
の画像解析として行う。各切断位置における仕上げ形状
と、本発明方法で以下の手順で決定されていく荒打ち形
状を図１に併せ示してある。
【０００７】図２は、つぶしにおける形状決定手順の一
例を示している。ｚ座標でｚ≦４０ＭＭ、ｚ≧１３０Ｍ
Ｍの部分（リンク端部）では、フロー１で丸棒からの平
つぶし断面を作成し、フロー２で該端部に形成すべきピ
ン穴、ブッシュ穴部を荒打ち形状の凹凸にそろえる。丸
棒からの平つぶし断面の作成は、断面積を等しくして円
形からトラック形状にする。５０ＭＭ≦ｚ≦１２０ＭＭ
の範囲に対しては、フロー１にて、平つぶし断面上に荒
打ち断面を重ね、平つぶし時の圧下代Ｈ、Ｉの１／α
（１．５≦α≦３）となるように荒打ち底辺を移動させ
る。続いて、フロー２にて、各底辺のエッジＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄを求める。続いて、フロー３にて、Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄからβ（３０°≦β≦６０°）の角度で斜辺を立て
る。続いて、フロー４にて、点Ｐ（中心軸と平つぶし底
辺の交点）を通るφｃ（３０ｍｍ≦ｃ≦８０ｍｍ）の円
（これが素材セットの位置となる）を描き、フロー３で
作成した斜辺（ＣＤ側のみ）との間にフィレットをかけ
る。続いて、フロー５にて、つぶし形状に無関係な円弧
を除去する。続いて、フロー６にてＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈの部
分に、荒打ちと同じ値のフィレットをかける。このよう
な形状設計は過去のデータに基づいて設定されたもので
あり、試行錯誤で変化させてもよく、コンピュータのＲ
ＡＭ等に必要に応じて格納しておく。
例を示している。ｚ座標でｚ≦４０ＭＭ、ｚ≧１３０Ｍ
Ｍの部分（リンク端部）では、フロー１で丸棒からの平
つぶし断面を作成し、フロー２で該端部に形成すべきピ
ン穴、ブッシュ穴部を荒打ち形状の凹凸にそろえる。丸
棒からの平つぶし断面の作成は、断面積を等しくして円
形からトラック形状にする。５０ＭＭ≦ｚ≦１２０ＭＭ
の範囲に対しては、フロー１にて、平つぶし断面上に荒
打ち断面を重ね、平つぶし時の圧下代Ｈ、Ｉの１／α
（１．５≦α≦３）となるように荒打ち底辺を移動させ
る。続いて、フロー２にて、各底辺のエッジＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄを求める。続いて、フロー３にて、Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄからβ（３０°≦β≦６０°）の角度で斜辺を立て
る。続いて、フロー４にて、点Ｐ（中心軸と平つぶし底
辺の交点）を通るφｃ（３０ｍｍ≦ｃ≦８０ｍｍ）の円
（これが素材セットの位置となる）を描き、フロー３で
作成した斜辺（ＣＤ側のみ）との間にフィレットをかけ
る。続いて、フロー５にて、つぶし形状に無関係な円弧
を除去する。続いて、フロー６にてＥ、Ｆ、Ｇ、Ｈの部
分に、荒打ちと同じ値のフィレットをかける。このよう
な形状設計は過去のデータに基づいて設定されたもので
あり、試行錯誤で変化させてもよく、コンピュータのＲ
ＡＭ等に必要に応じて格納しておく。
【０００８】図３は、荒打ちにおける形状決定手順の一
例を示している。各切断位置のＸＹ断面について次の形
状決定を行う。フロー１では仕上形状を直線状の形状構
成要素に分解する。続いて、フロー２で抜き部の厚み
（たとえば、仕上げ形状にて７．８ＭＭ）を△ｔa 、△
ｔb だけ補正する。抜き部の直線要素を△ｔa 、△ｔb
だけ動かす。つぎに、フロー３にて、Ｘ軸方向全幅Ｗを
Ｗ′に縮少する。たとえば、Ｗ′／Ｗ＝０．６〜０．９
８とする。続いて、フロー４にてＸ軸方向内幅Ｌの縮少
を行う。たとえば、Ｌ′／Ｌ＝０．５〜０．９８にす
る。続いて、フロー５にて、Ｙ軸方向高さＨa 、Ｈb を
拡大する。たとえば、Ｈa ′／Ｈa ＝１．０１〜１．
３、Ｈb ′／Ｈb ＝１．０１〜１．３とする。続いて、
フロー６にて、直線状構成要素を延ばして互いに接続
し、フロー７にて、コーナを丸めて、荒打ち形状決定を
完了する。
例を示している。各切断位置のＸＹ断面について次の形
状決定を行う。フロー１では仕上形状を直線状の形状構
成要素に分解する。続いて、フロー２で抜き部の厚み
（たとえば、仕上げ形状にて７．８ＭＭ）を△ｔa 、△
ｔb だけ補正する。抜き部の直線要素を△ｔa 、△ｔb
だけ動かす。つぎに、フロー３にて、Ｘ軸方向全幅Ｗを
Ｗ′に縮少する。たとえば、Ｗ′／Ｗ＝０．６〜０．９
８とする。続いて、フロー４にてＸ軸方向内幅Ｌの縮少
を行う。たとえば、Ｌ′／Ｌ＝０．５〜０．９８にす
る。続いて、フロー５にて、Ｙ軸方向高さＨa 、Ｈb を
拡大する。たとえば、Ｈa ′／Ｈa ＝１．０１〜１．
３、Ｈb ′／Ｈb ＝１．０１〜１．３とする。続いて、
フロー６にて、直線状構成要素を延ばして互いに接続
し、フロー７にて、コーナを丸めて、荒打ち形状決定を
完了する。
【０００９】図２または図３による各切断位置での形状
設計が完了すると、図４に示すように、設計された２次
元断面要素２をｚ軸方向に再び組合わせて、３次元形状
４とし、それを鍛造製品の中間形状とする。また、その
形状に雌雄の関係で合致するように中間金型形状を決定
する。
設計が完了すると、図４に示すように、設計された２次
元断面要素２をｚ軸方向に再び組合わせて、３次元形状
４とし、それを鍛造製品の中間形状とする。また、その
形状に雌雄の関係で合致するように中間金型形状を決定
する。
【００１０】本発明方法により金型設計した中間金型を
用いて、車体重量１１トンクラスのパワーショベル用履
帯リンクのフォージングプレスによる荒打ちを行い、従
来法と比較した。その結果、使用素材径が従来法では４
９ＭＭであったところを、本発明法では４７．７ＭＭに
縮少でき、歩留りが従来法では約７５％であったところ
は本発明法では約８０％に向上できた。
用いて、車体重量１１トンクラスのパワーショベル用履
帯リンクのフォージングプレスによる荒打ちを行い、従
来法と比較した。その結果、使用素材径が従来法では４
９ＭＭであったところを、本発明法では４７．７ＭＭに
縮少でき、歩留りが従来法では約７５％であったところ
は本発明法では約８０％に向上できた。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、与えられた製品仕上形
状を軸方向に多数の２次元断面要素に切断し、各々に対
して、予じめ定めておいた手順で断面設計を行い、それ
らを再び組合せて３次元の中間形状を決定するようにし
た方法からなるので、特別な鍛造技術なしに、定量的に
中間形状とその金型形状を決定でき、しかも材料歩留り
の向上をはかることができる。
状を軸方向に多数の２次元断面要素に切断し、各々に対
して、予じめ定めておいた手順で断面設計を行い、それ
らを再び組合せて３次元の中間形状を決定するようにし
た方法からなるので、特別な鍛造技術なしに、定量的に
中間形状とその金型形状を決定でき、しかも材料歩留り
の向上をはかることができる。
【図１】履帯用リンクに本発明方法を適用した場合のｚ
軸方向の切断面とその位置におけるＸＹ断面形状を示す
図である。
軸方向の切断面とその位置におけるＸＹ断面形状を示す
図である。
【図２】つぶしにおける断面形状設計のフロー図であ
る。
る。
【図３】荒打ちにおける断面形状設計のフロー図であ
る。
る。
【図４】断面形状設計された多数の２次元断面要素をｚ
軸方向に組合せた中間形状の斜視図である。
軸方向に組合せた中間形状の斜視図である。
１ 履帯用リンク（の製品仕上形状） ２ ２次元断面要素 ３ ＸＹ断面 ４ ３次元形状
Claims (1)
- 【請求項１】 製品仕上形状を軸と直角な面で軸方向に
所定間隔で切断して複数の２次元断面要素を作成し、 前記複数の２次元断面要素の各々に対してつぶしまたは
荒打ちについて所定手順で断面の形状設計を行い、 前記形状設計された２次元断面要素を軸方向に再度組み
合わせて鍛造製品の３次元中間形状とする、ことを特徴
とする鍛造製品の中間形状決定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5196476A JPH0749899A (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 鍛造製品の中間形状決定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5196476A JPH0749899A (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 鍛造製品の中間形状決定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0749899A true JPH0749899A (ja) | 1995-02-21 |
Family
ID=16358438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5196476A Pending JPH0749899A (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 鍛造製品の中間形状決定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0749899A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006277405A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Fujitsu Ltd | 断面作成表示プログラム及び断面作成表示方法 |
| CN116351995A (zh) * | 2022-12-20 | 2023-06-30 | 北京北方车辆集团有限公司 | 一种偏心轴芯类阶梯状复杂零件模锻成型方法 |
-
1993
- 1993-08-06 JP JP5196476A patent/JPH0749899A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006277405A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Fujitsu Ltd | 断面作成表示プログラム及び断面作成表示方法 |
| CN116351995A (zh) * | 2022-12-20 | 2023-06-30 | 北京北方车辆集团有限公司 | 一种偏心轴芯类阶梯状复杂零件模锻成型方法 |
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