JPH08229630A - 軸部材の据込み成形方法およびその装置 - Google Patents

軸部材の据込み成形方法およびその装置

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JPH08229630A
JPH08229630A JP3807995A JP3807995A JPH08229630A JP H08229630 A JPH08229630 A JP H08229630A JP 3807995 A JP3807995 A JP 3807995A JP 3807995 A JP3807995 A JP 3807995A JP H08229630 A JPH08229630 A JP H08229630A
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JP
Japan
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shaft member
forming process
heating
holding block
high frequency
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Application number
JP3807995A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Wakukawa
光雄 湧川
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Matsumoto Heavy Industry Co Ltd
Original Assignee
Matsumoto Heavy Industry Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08229630A publication Critical patent/JPH08229630A/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21JFORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/06Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor for performing particular operations
    • B21J5/08Upsetting

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波加熱により、座屈を発生させることな
く、軸部材に頭部を形成することである。 【構成】 固定側保持ブロック17と移動側保持ブロッ
ク18との間に軸部材11を保持する。高周波コイル2
3の内側に軸部材11の成形加工相当部分11aを遊嵌
させ、高周波発振器22から高周波コイル23に高周波
電流を供給し、この高周波電流の誘導電流による発熱に
より、軸部材11の成形加工相当部分11aの温度を上
昇させる。油圧シリンダによりパンチ部材52を介して
軸部材11の成形加工相当部分11aを加圧し、その温
度上昇部分を径方向外向きに変形させる。電動モータ2
8によりボールねじ26が回転駆動されて、ナット部材
27が高周波コイル23を移動させ、軸部材11の成形
加工相当部分11aを連続的に径方向外向きに変形させ
て頭部を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、軸部材の一部を所望の
形状に成形してボルトやシャフト等を製造する軸部材の
据込み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】一般に、据込み成形により軸部材からボ
ルトやシャフトを製造するには、軸部材を旋盤で切削し
たり、ボルトやシャフトを製造するための素材を二つの
型の間で横から挟んで固定するとともに、素材に軸方向
に荷重を印加して成形を行う据込鍛造と呼ばれる手法が
採用されている。
【0003】従来、据込鍛造によるボルトの製造では、
図9および図10に示すようなダイス1とパンチ2を使
用して、軸部材3に頭部5(図10参照)を形成してい
る。上記ダイス1は、軸部材3の成形孔4を有する。こ
の成形孔4は、一端側が上記軸部材3の径にほぼ等し
く、途中から他端側にかけて軸部材3の頭部5の径に等
しい拡大された径を有する拡径部分4aとなっている。
ダイス1のこの成形孔4には、図9に示すように、上記
一端側から軸部材3の頭部形成相当部分3aが拡径部分
4aまで挿通される。そして、軸部材3を保持部材6で
保持した状態で、上記成形孔4の他端側からダイス1が
挿入されて上記軸部材3が図10において矢印A1で示
すように加圧される。これにより、上記成形孔4内の軸
部材3の上記頭部形成相当部分3aが塑性変形してダイ
ス1の上記拡径部分4aにより成形され、軸部材3に頭
部5が形成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に、途中から径が拡大された拡径部分4aを有する成形
孔4を備えたダイス1を用いて軸部材3に頭部5を形成
する場合、軸部材3の径に比較して軸部材3の頭部形成
相当部分3aの長さが長いと、パンチ部材2により軸部
材3を加圧したときに、図11に示すように、ダイス1
の成形孔4の拡径部分4aで軸部材3の頭部形成相当部
分3aに座屈が発生し、軸部材3に頭部5を形成するこ
とができないという問題があった。また、軸部材3には
一定の径を有する頭部5しか形成することができないと
いう問題もあった。
【0005】このため請求項1にかかる発明の目的は、
軸部材に座屈を発生させることなく軸部材の成形加工相
当部分を成形加工することができる軸部材の据込み成形
方法を提供することである。
【0006】請求項2にかかる発明の目的は、さらに、
軸部材の高周波加熱の条件を変化させて軸部材の成形加
工相当部分を任意の形状に成形加工する軸部材の据込み
成形方法を提供することである。
【0007】請求項3にかかる発明の目的は、さらに、
軸部材に印加する加工荷重の大きさを調整して軸部材の
成形加工相当部分を任意の形状に成形加工する軸部材の
据込み成形方法を提供することである。
【0008】請求項4にかかる発明の目的は、高周波加
熱により、座屈を発生させることなく、軸部材の成形加
工相当部分を所望の形状に容易に成形加工することがで
きる軸部材の据込み成形装置を提供することである。
【0009】請求項5にかかる発明の目的は、さらに、
高周波コイルを用いて軸部材の成形加工相当部分を部分
的に加熱する軸部材の据込み成形装置を提供することで
ある。
【0010】請求項6にかかる発明の目的は、さらに、
油圧シリンダで軸部材に加工荷重を印加する軸部材の据
込み成形装置を提供することである。
【0011】請求項7にかかる発明の目的は、さらに、
油圧シリンダを用いて軸部材の保持および保持解除を行
う軸部材の据込み成形装置を提供することである。
【0012】請求項8にかかる発明の目的は、予め入力
した加工データにより自動的に、高周波加熱により、座
屈を発生することなく軸部材の成形加工相当部分を所望
の形状に成形加工することができる軸部材の据込み成形
装置を提供することである。
【0013】請求項9にかかる発明の目的は、さらに、
高周波コイルを用いた高周波加熱により軸部材を部分的
に加熱し、軸部材の成形加工相当部分を所望の形状に成
形加工する軸部材の据込み成形装置を提供することであ
る。
【0014】請求項10にかかる発明の目的は、さら
に、加熱ヘッドを電動モータで移動させて、軸部材の成
形加工相当部分の加熱部分を連続的に変化させる軸部材
の据込み成形装置を提供することである。
【0015】請求項11にかかる発明の目的は、さら
に、油圧シリンダを用いて軸部材の成形加工相当部分に
加工荷重を印加する軸部材の据込み成形装置を提供する
ことである。
【0016】請求項12にかかる発明の目的は、さら
に、油圧により軸部材の保持および保持解除を自動的に
行う軸部材の据込み成形装置を提供することである。
【0017】請求項13にかかる発明の目的は、さら
に、高周波加熱の強さを制御して軸部材の成形加工相当
部分の加工形状を制御する軸部材の据込み成形装置を提
供することである。
【0018】請求項14にかかる発明の目的は、さら
に、加熱ヘッドの位置を制御して軸部材の成形加工相当
部分の加工形状を制御する軸部材の据込み成形装置を提
供することである。
【0019】請求項15にかかる発明の目的は、さら
に、軸部材の成形加工相当部分に対する加工荷重を制御
して軸部材の成形加工相当部分の加工形状を制御する軸
部材の据込み成形装置を提供することである。
【0020】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1にかかる発明は、成形加工相当部分を残し
て軸部材を保持し、上記成形加工相当部分を部分的に高
周波加熱し、軸部材の上記成形加工相当部分にその軸方
向に加工荷重を印加して軸部材の上記成形加工相当部分
の高周波加熱されて降伏応力が小さくなった部分を径方
向外向きに変形させ、軸部材の上記成形加工相当部分を
成形加工することを特徴とする。
【0021】上記目的を達成するため、請求項2にかか
る発明は、請求項1にかかる発明において、軸部材の成
形加工相当部分を加工する加工形状に応じて、上記高周
波加熱の強さ、時間および上記成形加工相当部分の加熱
領域を変化させることを特徴とする。
【0022】上記目的を達成するため、請求項3にかか
る発明は、請求項1または2にかかる発明において、軸
部材の成形加工相当部分を加工する加工形状に応じて、
軸部材へ印加する加工荷重を変化させることを特徴とす
る。
【0023】上記目的を達成するため、請求項4にかか
る発明は、成形加工相当部分を残して軸部材を保持する
保持手段と、加熱ヘッド部が軸部材の上記成形加工相当
部分を部分的に高周波加熱する高周波加熱手段と、この
高周波加熱手段の上記加熱ヘッド部を軸部材の上記成形
加工相当部分の外周面に沿って移動させる加熱ヘッド部
の移動手段と、軸部材の上記成形加工相当部分にその軸
方向に加工荷重を印加し、上記高周波加熱手段の加熱ヘ
ッド部により加熱されて上記成形加工相当部分の降伏応
力が小さくなった部分を、高周波加熱手段の上記加熱ヘ
ッド部の移動に伴って連続的に径方向外方に変形させて
軸部材の上記成形加工相当部分を成形加工する加工荷重
印加手段とを備えたことを特徴とする。
【0024】上記目的を達成するため、請求項5にかか
る発明は、請求項4にかかる発明において、上記高周波
加熱手段の加熱ヘッド部がその内側に軸部材の上記成形
加工相当部分が遊嵌する高周波コイルであることを特徴
とする。
【0025】上記目的を達成するため、請求項6にかか
る発明は、請求項4または5にかかる発明において、上
記加工荷重印加手段が軸部材の端部の端面に先端が当接
するパンチ部材を備え、このパンチ部材を油圧シリンダ
により駆動して上記軸部材に加工荷重を印加することを
特徴とする。
【0026】上記目的を達成するため、請求項7にかか
る発明は、請求項4から6のいずれか一にかかる発明に
おいて、上記軸部材の保持手段が、一定位置に固定され
た固定側保持ブロックと、この固定側保持ブロックに対
して移動する移動側保持ブロックと、この移動側保持ブ
ロックを上記固定側保持ブロックに向かって付勢する油
圧シリンダとを備え、これら固定側保持ブロックと移動
側保持ブロックとの間に上記軸部材を保持するようにし
たことを特徴とする。
【0027】上記目的を達成するため、請求項8にかか
る発明は、成形加工相当部分を残して軸部材を保持する
保持手段と、加熱ヘッド部が軸部材の上記成形加工相当
部分を部分的に高周波加熱する高周波加熱手段と、この
高周波加熱手段の上記加熱ヘッド部を軸部材の上記成形
加工相当部分の外周面に沿って移動させる加熱ヘッド部
の移動手段と、軸部材の上記成形加工相当部分にその軸
方向に加工荷重を印加し、上記高周波加熱手段の加熱ヘ
ッド部により加熱されて上記成形加工相当部分の降伏応
力が小さくなった部分を、高周波加熱手段の上記加熱ヘ
ッド部の移動に伴って連続的に径方向外方に変形させて
軸部材の上記成形加工相当部分を成形加工する加工荷重
印加手段と、軸部材の上記成形加工相当部分の加工デー
タを入力する加工データ入力手段と、この加工データ入
力手段から加工データが供給されて上記高周波加熱手
段、加熱ヘッドの移動手段および軸部材の加工荷重印加
手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0028】上記目的を達成するため、請求項9にかか
る発明は、請求項8にかかる発明において、上記高周波
加熱手段の加熱ヘッド部が、その内側に軸部材の上記成
形加工相当部分が遊嵌する高周波コイルであることを特
徴とする。
【0029】上記目的を達成するため、請求項10にか
かる発明は、請求項8または9にかかる発明において、
上記加熱ヘッドの移動手段が、電動モータ、この電動モ
ータにより駆動されるボールねじおよびこのボールねじ
に螺合するとともに上記加熱ヘッドに結合されたナット
部材を備えたことを特徴とする。
【0030】上記目的を達成するため、請求項11にか
かる発明は、請求項8から10のいずれか一にかかる発
明において、上記加工荷重印加手段が、軸部材の上記成
形加工相当部分の端部の端面に先端が当接するパンチ部
材を備え、このパンチ部材を油圧シリンダにより駆動し
て軸部材の上記成形加工相当部分に加工荷重を印加する
ようにしたことを特徴とする。
【0031】上記目的を達成するため、請求項12にか
かる発明は、請求項8から11のいずれか一にかかる発
明において、上記軸部材の保持手段が、一定位置に固定
された固定側保持ブロックと、この固定側保持ブロック
に対して移動する移動側保持ブロックと、この移動側保
持ブロックを上記固定側保持ブロックに向かって付勢す
る油圧シリンダとを備え、これら固定側保持ブロックと
移動側保持ブロックとの間に上記軸部材を保持するよう
にしたことを特徴とする。
【0032】上記目的を達成するため、請求項13にか
かる発明は、請求項8から12のいずれか一にかかる発
明において、上記制御手段が、高周波加熱手段の高周波
加熱出力の大きさおよび時間を制御することを特徴とす
る。
【0033】上記目的を達成するため、請求項14にか
かる発明は、請求項8から13のいずれか一にかかる発
明において、上記制御手段が、高周波加熱手段の加熱ヘ
ッドの位置を制御し、軸部材の上記成形加工相当部分の
加熱ヘッドによる加熱位置を制御することを特徴とす
る。
【0034】上記目的を達成するため、請求項15にか
かる発明は、請求項11から14のいずれか一にかかる
発明において、上記制御手段が、パンチ部材の油圧シリ
ンダの油圧を制御して軸部材の上記成形加工相当部分に
対するパンチ部材の加工荷重を制御することを特徴とす
る。
【0035】
【作用】請求項1にかかる発明において、軸部材の成形
加工相当部分の高周波加熱された部分は降伏応力が他の
非加熱部分の降伏応力よりも小さくなり、加工荷重の印
加により高周波加熱された部分は容易に変形する。
【0036】請求項2にかかる発明において、軸部材の
成形加工相当部分の加工形状に応じて、高周波加熱の強
さ、時間および加熱する軸部材の成形加工相当部分の領
域が変化する。
【0037】請求項3にかかる発明において、軸部材の
成形加工相当部分に印加される加工荷重は、軸部材の成
形加工相当部分の加工形状に応じて変化する。
【0038】請求項4にかかる発明において、軸部材は
成形加工相当部分に軸方向に加工荷重が印加され、軸部
材の成形加工相当部分の高周波加熱手段の加熱ヘッド部
により加熱された部分は、その降伏応力が他の非加熱部
分の降伏応力よりも小さくなり、高周波加熱手段の加熱
ヘッド部の移動に伴って連続的に変形する。
【0039】請求項5にかかる発明において、高周波コ
イルに流れる高周波電流の誘導電流が流れて軸部材の成
形加工相当部分の高周波コイルの遊嵌部分は、ジュール
熱により発熱し温度が上昇する。
【0040】請求項6にかかる発明において、油圧シリ
ンダがパンチ部材を押圧して軸部材の成形加工相当部分
に加工荷重を印加する。
【0041】請求項7にかかる発明において、移動側保
持ブロックが油圧シリンダに付勢されて固定側保持ブロ
ックとの間に軸部材が保持される。
【0042】請求項8にかかる発明において、制御手段
は、データ入力手段に設定された加工データに従って、
高周波加熱手段、加熱ヘッドの移動手段および軸部材の
加工荷重印加手段を制御し、軸部材は、その成形加工相
当部分に軸方向に加工荷重が印加され、成形加工相当部
分の高周波加熱手段の加熱ヘッド部により加熱された部
分は、降伏応力が小さくなって加熱ヘッド部の移動に伴
って連続的に変形する。
【0043】請求項9にかかる発明において、高周波コ
イルに流れる高周波電流の誘導電流が軸部材の成形加工
相当部分の高周波コイルの遊嵌部分に流れて、この遊嵌
部分が発熱し温度が上昇する。
【0044】請求項10にかかる発明において、ボール
ねじが電動モータにより駆動されて回転すると、ナット
部材は直線的に移動して軸部材の成形加工相当部分の外
周に沿って加熱ヘッドを移動させる。
【0045】請求項11にかかる発明において、パンチ
部材が油圧シリンダに駆動されて軸部材に加工荷重を印
加する。
【0046】請求項12にかかる発明において、移動側
保持ブロックが油圧シリンダに付勢されて固定側保持ブ
ロックとの間に軸部材を保持する。
【0047】請求項13にかかる発明において、制御手
段は、高周波加熱手段の高周波加熱出力の大きさおよび
時間を制御する。
【0048】請求項14にかかる発明において、制御手
段は、高周波加熱手段の加熱ヘッドの位置を制御し、軸
部材の成形加工相当部分の加熱ヘッドによる加熱位置が
制御される。
【0049】請求項15にかかる発明において、制御手
段は、パンチ部材の油圧シリンダの油圧を制御し、パン
チ部材の軸部材の成形加工相当部分に対する押圧力を制
御する。
【0050】
【発明の効果】請求項1にかかる発明によれば、軸部材
の成形加工相当部分が高周波加熱されると、高周波加熱
された部分の降伏応力が他の非加熱部分の降伏応力より
も小さくなるので、軸部材の成形加工相当部分に加工荷
重を印加すると、軸部材の成形加工相当部分に座屈を発
生させることなく容易に軸部材の成形加工相当部分を成
形加工することができる。
【0051】請求項2にかかる発明によれば、さらに、
軸部材の成形加工相当部分の加工形状に応じて、高周波
加熱の強さ、時間および軸部材の成形加工相当部分の加
熱領域が変化するので、軸部材の成形加工相当部分を所
望の形状に成形加工することができる。
【0052】請求項3にかかる発明によれば、さらに、
軸部材の成形加工相当部分に印加される加工荷重が軸部
材の成形加工相当部分の成形加工の形状に応じて変化す
るので、軸部材の成形加工相当部分を所望の形状に成形
加工することができる。
【0053】請求項4にかかる発明によれば、高周波加
熱手段の加熱ヘッド部により加熱された軸部材の成形加
工相当部分は、その温度上昇部分が他の非加熱部に比較
して降伏応力が小さくなり変形が容易になるので、軸部
材の成形加工相当部分に軸方向に加工荷重を印加するこ
とにより、成形加工相当部分の外周を拘束する金型を用
いることなく、高周波加熱手段の加熱ヘッド部の移動に
伴って軸部材の成形加工相当部分を連続的に変形させる
ことができ、軸部材の成形加工相当部分に座屈を発生さ
せることなく、軸部材の成形加工相当部分に簡単に頭部
を形成することができる。
【0054】請求項5にかかる発明によれば、さらに、
高周波コイルの内側に遊嵌する軸部材の成形加工相当部
分には高周波コイルに流れる高周波電流の誘導電流が流
れてジュール熱により発熱し温度が上昇し、その部分の
降伏応力が小さくなるので、軸部材の成形加工相当部分
は簡単な構成を有する高周波コイルにより部分的に加熱
することができるとともに、小さい加工荷重により軸部
材の成形加工相当部分を成形加工することができる。
【0055】請求項6にかかる発明によれば、さらに、
パンチ部材は油圧シリンダに駆動されて軸部材を加圧す
るので、油圧シリンダを用いた簡単な構成により、軸部
材を加圧するための加圧機構を構成することができる。
【0056】請求項7にかかる発明によれば、さらに、
移動側保持ブロックが油圧シリンダに付勢されて固定側
保持ブロックとの間に軸部材が保持されるので、油圧シ
リンダにより移動側保持ブロックを移動させることによ
り、簡単に軸部材の保持および保持解除を行うことがで
きる。
【0057】請求項8にかかる発明によれば、制御手段
により、高周波加熱手段、加熱ヘッドの移動手段および
軸部材の加工荷重印加手段が制御され、軸部材は、その
成形加工相当部分には軸方向に加工荷重が印加され、高
周波加熱手段の加熱ヘッド部により加熱された軸部材の
成形加工相当部分は、その温度上昇部分が降伏応力が小
さくなって高周波加熱手段の加熱ヘッド部の移動に伴っ
て連続的に変形するので、座屈を発生させることなく、
自動的に軸部材の成形加工相当部分を成形加工すること
ができる。
【0058】請求項9にかかる発明によれば、さらに、
高周波コイルの内側に遊嵌する軸部材の成形加工相当部
分は高周波コイルから電磁エネルギを受けて発熱し温度
が上昇し、降伏応力が小さくなって変形が容易になるの
で、軸部材の成形加工相当部分に座屈を発生させること
なく、軸部材の成形加工相当部分を容易に成形加工する
ことができる。
【0059】請求項10にかかる発明によれば、さら
に、ボールねじが電動モータにより駆動されて回転する
と、ナット部材が直線的に移動するので、ボールねじの
回転を制御することにより、軸部材の成形加工相当部分
の外周に沿って加熱ヘッドを移動させ、軸部材の成形加
工相当部分の加熱部分を連続的に移動させることをでき
る。
【0060】請求項11にかかる発明によれば、さら
に、パンチ部材は油圧シリンダに駆動されて軸部材を加
圧するので、油圧シリンダを用いた簡単な構成により、
軸部材の成形加工相当部分に加工荷重を印加するための
加圧機構を構成することができる。
【0061】請求項12にかかる発明によれば、さら
に、移動側保持ブロックが油圧シリンダに付勢されて固
定側保持ブロックとの間に軸部材が保持されるので、油
圧シリンダにより移動側保持ブロックを移動させること
により、簡単に、軸部材の保持および保持解除を行うこ
とができる。
【0062】請求項13にかかる発明によれば、さら
に、高周波加熱手段の高周波加熱出力の大きさおよび時
間が制御手段により制御されるので、軸部材の成形加工
相当部分の高周波加熱される部分の温度を成形加工する
形状に応じて任意に制御することができ、容易に軸部材
の成形加工相当部分に必要な成形加工を施すことができ
る。
【0063】請求項14にかかる発明によれば、さら
に、高周波加熱手段の加熱ヘッドの位置が制御手段によ
り制御され、軸部材の成形加工相当部分の加熱ヘッドに
よる加熱位置が制御されるので、軸部材の成形加工相当
部分の温度を成形加工する形状に応じて任意に制御する
ことができ、軸部材の成形加工相当部分に必要な成形加
工を容易に施すことができる。
【0064】請求項15にかかる発明によれば、さら
に、パンチ部材の油圧シリンダの油圧が制御手段により
制御され、パンチ部材の軸部材に対する押圧力が制御さ
れるので、成形加工する形状に応じた加工荷重で軸部材
の成形加工相当部分を加圧することができ、軸部材の成
形加工相当部分を必要な形状に容易に成形加工すること
ができる。
【0065】
【実施例】以下に、添付の図面を参照して本発明の実施
例を説明する。本発明にかかる軸部材の据込み成形装置
の一実施例を図1に示す。この軸部材の据込み成形装置
は、鉄、真ちゅう、ステンレス、銅、もしくはアルミニ
ューム等の材料からなる軸部材に頭部を形成するもので
ある。
【0066】上記軸部材の据込み成形装置は、オペレー
タがマニュアル操作により、軸部材11に頭部を形成す
るもので、端部にこの頭部の成形加工相当部分11aを
残して軸部材11を保持する保持部12、軸部材11の
上記成形加工相当部分11aを部分的に高周波加熱する
高周波加熱部13、この高周波加熱部13の加熱ヘッド
部14を軸部材11の上記成形加工相当部分11aの外
周面に沿って移動させる加熱ヘッド部14の移動部1
5、および軸部材11の成形加工相当部分11aに加工
荷重を印加して加圧し変形させる加圧部16からなる。
【0067】軸部材11の上記保持部12は、一定位置
に固定された固定側保持ブロック17、この固定側保持
ブロック17に対して移動する移動側保持ブロック1
8、この移動側保持ブロック18を上記固定側保持ブロ
ック17に向かう方向とその逆の方向に移動させる往復
動を行う油圧シリンダ19、およびこの油圧シリンダ1
9を駆動する油圧装置21とからなる。軸部材11の保
持方向を規定するため、上記固定側保持ブロック17に
は、移動側保持ブロック18との対向面に軸部材11が
嵌合する保持溝17aが形成されており、この保持溝1
7aと対向して、上記移動側保持ブロック18にも、固
定側保持ブロック17との対向面に軸部材11が嵌合す
る保持溝18aが形成されている。これら保持溝17
a,18aは、高周波加熱と加圧とによる軸部材11の
成形加工相当部分11aの初期の変形形状を規定するた
め、その軸部材11の成形加工相当部分11a側の各一
端部分にテーパ部17b,18bを有する。油圧シリン
ダ19は、上記油圧装置21から油が供給されて移動側
保持ブロック18を固定側保持ブロック17に向かって
付勢する。これにより、固定側保持ブロック17の保持
溝17aと移動側保持ブロック18の保持溝18aとの
間に、軸部材11がその成形加工相当部分11aを残し
て保持される。
【0068】上記高周波加熱部13は、高周波発振器2
2、およびこの高周波発振器22から高周波電流が供給
される加熱ヘッド部14を構成する高周波コイル23か
らなる。この高周波コイル23内には、軸部材11の上
記成形加工相当部分11aが遊嵌する。軸部材11の上
記成形加工相当部分11aの高周波コイル23の近接部
分には、上記高周波発振器22から供給される高周波電
流の誘導電流が流れ、ジュール熱により温度が上昇し、
上記近接部分の降伏応力が軸部材11の他の部分の降伏
応力よりも小さくなる。これにより、軸部材11の成形
加工相当部分11aに印加される加工荷重によりその高
周波コイル23の遊嵌部分が容易に変形可能となる。
【0069】上記高周波コイル23の移動部15は、上
記保持部12に保持された軸部材11の軸方向に平行に
軸部材11の上記成形加工相当部分11aに沿って配置
された案内レール24、上記高周波コイル23を支持し
て上記案内レール24上をスライドするスライドブロッ
ク25、上記案内レール24に平行に配置されたボール
ねじ26と、このボールねじ26に螺合するナット部材
27、ボールねじ26を回転駆動する電動モータ28、
上記ボールねじ26の回転量から高周波コイル23の位
置を検出するロータリエンコーダ44、および上記電動
モータ28を駆動する駆動装置29からなる。
【0070】上記スライドブロック25は接続端子板3
1を有し、この接続端子板31には接続端子32,33
が設けられる。高周波コイル23はこれら接続端子3
2,33に接続されて上記スライドブロック25に支持
され、上記スライドブロック25と一体に移動する。上
記接続端子32,33はまた、導線34,35により、
高周波発振器22の高周波電流の出力端子36,37に
それぞれ接続される。上記ボールねじ26は、その一端
側が軸受け38に回転自在に支承され、またその他端側
が軸受け39に回転自在に支承される。上記スライドブ
ロック25は、継手部材41により、ナット部材27に
結合される。上記ボールねじ26の一端側は、カップリ
ング42により電動モータ28の出力軸28aに結合さ
れる。また、上記ボールねじ26の他端側は、カップリ
ング43によりロータリエンコーダ44に接続される。
電動モータ28は、導線45,46により、駆動モータ
28の上記駆動装置29の出力端子47,48に接続さ
れる。
【0071】上記駆動装置29は、操作装置51から入
力する高周波コイル23の位置指令信号と上記ロータリ
エンコーダ44から入力する高周波コイル23の位置信
号とを比較し、この位置信号と上記位置指令信号とが一
致するように上記電動モータ28を制御する。これによ
り、上記高周波コイル23は、その位置がオペレータに
より任意に制御される。
【0072】軸部材11に加工荷重を印加する上記加圧
部16は、パンチ部材52、このパンチ部材52を保持
するパンチホルダ53、このパンチホルダ53を駆動す
る往復動を行う油圧シリンダ54、この油圧シリンダ5
4を駆動する油圧装置55、および上記パンチ部材52
の位置を検出する位置センサ56からなる。上記パンチ
ホルダ53は、継手部材57により、油圧シリンダ54
に結合される。上記油圧装置55は、操作装置51から
の操作に対応する指令信号および位置センサ56で検出
したパンチ部材52の位置に基づいてパンチ部材52の
加工位置を制御し、上記油圧シリンダ54に流入する油
の流量を制御することにより加工速度を制御し、また、
上記油圧シリンダ54に流入する油の圧力を制御するこ
とによりパンチ部材52の加工荷重を制御する。
【0073】次に、図1の構成を有する軸部材11の据
込み成形装置による軸部材11の頭部の据込み成形方法
について説明する。まず、操作装置51により、油圧シ
リンダ19の油圧装置21を作動させて、移動側保持ブ
ロック18を固定側保持ブロック17に対して移動さ
せ、その間に軸部材11を挿通する。この状態で、上記
油圧シリンダ19を作動させて移動側保持ブロック18
を固定側保持ブロック17に向かって移動させ、図2に
示すように、固定側保持ブロック17と移動側保持ブロ
ック18との間に、成形加工相当部分11aを残して軸
部材11を保持する。
【0074】次いで、駆動装置29を作動させて電動モ
ータ28によりボールねじ26を回転駆動してスライド
ブロック25を移動させ、高周波コイル23内に軸部材
11の成形加工相当部分11aが遊嵌した状態で、高周
波コイル23を固定側保持ブロック17および移動側保
持ブロック18の近くまで移動させる。この状態で、操
作装置51から高周波発振器22に指令信号を出力し、
高周波発振器22から高周波コイル23に高周波電流を
供給し、この高周波電流により、軸部材11の成形加工
相当部分11aの高周波コイル23の遊嵌部分に大きな
誘導電流を発生させ、この誘導電流によるジュール熱に
より上記遊嵌部分の温度を上昇させる。
【0075】そして、図1の油圧シリンダの油圧装置5
5により、図3に矢印A1で示すように、パンチ部材5
2を軸部材11の成形加工相当部分11aの端面を軸部
材11の軸方向に付勢し、軸部材11の成形加工相当部
分11aに加工荷重を印加して加圧する。この加圧によ
り、図3に示すように、軸部材11の成形加工相当部分
11aの降伏応力が小さくなった高周波コイル23の遊
嵌部分が容易に径方向外側に変形し、その初期形状が、
固定側保持ブロック17の保持溝17aのテーパ面17
bと移動側保持ブロック18の保持溝18aのテーパ面
18bにより規定される。
【0076】軸部材11の成形加工相当部分11aのこ
の初期の変形に続いて、図3において矢印A2で示すよ
うに、高周波コイル23をパンチ部材52の加圧方向と
は逆の方向にほぼ一定速度で移動させると、それに伴っ
て高周波コイル23により加熱される部分もほぼ一定速
度で移動する。したがって、パンチ部材52により、引
き続いてほぼ一定の圧力で上記加圧を行うと、図4に示
すように、軸部材11はその成形加工相当部分11aの
径が径方向外側にほぼ一定の径に順次変形し、最終的に
は、図5に示すように、軸部材11には、一定の径を有
する頭部58が形成されることになる。このように、高
周波加熱により、軸部材11の成形加工相当部分11a
を部分的に加熱して加熱部分の降伏応力を小さくし、座
屈を発生させることなく、容易に軸部材11の成形加工
相当部分11aに頭部58を形成することができる。
【0077】上記のようにして軸部材11の成形加工相
当部分11aに頭部58を形成した後、図1において説
明した油圧装置21を作動させて保持部12の移動側保
持ブロック18を固定側保持ブロック17から離し、軸
部材11を、固定側保持ブロック17と移動側保持ブロ
ック18との間から取り出す。
【0078】なお、軸部材11の成形加工相当部分11
aの上記の初期の変形に続いて、図6に示すように、高
周波コイル23をパンチ部材52の加圧方向とは逆の方
向(矢印A2で示す方向)に移動させる際に、途中で、
高周波コイル23の移動速度を遅くしたり高周波コイル
23に流れる高周波電流を大きくする、または、パンチ
部材52による軸部材11の加工荷重を途中で大きくす
ると、軸部材11の成形加工相当部分11aは、初期の
変形よりも変形が大きくなる。したがって、高周波コイ
ル23の移動速度、高周波コイル23に流れる高周波電
流の大きさ、またはパンチ部材52による軸部材11の
加工荷重を変化させることにより、図7に示すように、
軸部材11の成形加工相当部分11aには、金型を用い
ることなく座屈を発生させることなく、所望の形状を有
する頭部58を形成することができる。
【0079】次に、本発明にかかる軸部材11の据込み
成形装置のいま一つの実施例を図8に示す。この軸部材
の据込み成形装置は、図1において説明した軸部材の据
込み成形装置において、油圧シリンダ19の油圧装置2
1、高周波加熱部13の高周波発振器22、加熱ヘッド
の移動部15の電動モータ28の駆動装置29、および
油圧シリンダ54の油圧装置55を制御する制御装置6
1を設けて、軸部材11の頭部58の形成の自動化を図
ったものである。
【0080】上記軸部材11の保持部12、高周波加熱
部13、加熱ヘッドの移動部15、および軸部材11の
加圧部16の各構成はいずれも図1において説明したも
のと全く同じである。したがって、上記軸部材11の保
持部12、高周波加熱部13、加熱ヘッドの移動部1
5、および軸部材11の加圧部16において、図1の軸
部材の据込み成形装置の上記軸部材11の保持部12、
高周波加熱部13、加熱ヘッドの移動部15、および軸
部材11の加圧部16の各構成要素にそれぞれ対応する
各構成要素には対応する符号を付して示し、重複した説
明は省略する。
【0081】上記制御装置61には、たとえばキーボー
ド等からなるデータ入力装置2から軸部材11に頭部5
8を形成するための加工データ信号、加熱ヘッドの移動
部15のロータリエンコーダ44から高周波コイル23
の位置信号、および油圧シリンダ54により駆動される
パンチ部材52の位置センサ56からのパンチ部材52
の位置信号が供給される。そして、上記制御装置61
は、データ入力部62からの加工データ信号、ロータリ
エンコーダ44からの高周波コイル23の位置信号、お
よびパンチ部材52の位置センサ56からのパンチ部材
52の位置信号に基づいて、高周波加熱部13の高周波
発振器22、高周波コイル23の移動部15の電動モー
タ28の駆動装置29、および軸部材11の加圧部16
の油圧シリンダ54の油圧装置55をそれぞれ制御し、
図2から図7において説明した据込み工程を実行し、軸
部材11の据込み成形を自動的に行う。上記制御装置6
1はまた、軸部材11の保持部12の油圧装置21も制
御する。
【0082】図8の実施例の軸部材11の据込み成形装
置によれば、制御装置61により、軸部材11に頭部5
8を自動的に形成することができる。
【0083】図1および図8の実施例において、高周波
コイル23の位置を検出するセンサとしては、ロータリ
エンコーダ44のほかに、たとえばポテンシオメータや
差動トランス等を使用することもできる。
【0084】また、図1および図8の実施例において、
軸部材11は、油圧シリンダ12のほかに、空気圧もし
くは金属ばねを用いた保持機構により保持することもで
きる。
【0085】さらに、図1および図8の実施例におい
て、高周波コイル23は油圧機構を用いて移動させるこ
ともできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかる軸部材の据込み成形装置の一
実施例の構成を示す説明図である。
【図2】 本発明にかかる軸部材の据込み成形方法の一
実施例の工程の説明図である。
【図3】 図2の工程に続く工程の説明図である。
【図4】 図3の工程に続く工程の説明図である。
【図5】 図4の工程に続く工程の説明図である。
【図6】 位置によって異なる径を有する軸部材の頭部
を形成する場合の軸部材の据込み成形方法の図3の工程
に続く工程の説明図である。
【図7】 図6の工程に続く工程の説明図である。
【図8】 本発明にかかる軸部材の据込み成形方法のい
ま一つの実施例の構成を示す説明図である。
【図9】 従来の軸部材の据込み成形方法の説明図であ
る。
【図10】 図9の工程に続く工程の説明図である。
【図11】 従来の軸部材の据込み成形方法の問題点の
説明図である。
【符号の説明】
11 軸部材 11a 成形加工相当部分 12 保持部 13 高周波加熱部 14 加熱ヘッド部 15 移動部 16 加圧部 17 固定側保持ブロック 18 移動側保持ブロック 19 油圧シリンダ 21 油圧装置 22 高周波発振器 23 高周波コイル 26 ボールねじ 27 ナット部材 28 電動モータ 29 駆動装置 44 ロータリエンコーダ 52 パンチ部材 54 油圧シリンダ 55 油圧装置 56 位置センサ 58 頭部 61 制御装置 62 データ入力装置

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 成形加工相当部分を残して軸部材を保持
    し、上記成形加工相当部分を部分的に高周波加熱し、軸
    部材の上記成形加工相当部分にその軸方向に加工荷重を
    印加して軸部材の上記成形加工相当部分の高周波加熱さ
    れて降伏応力が小さくなった部分を径方向外向きに変形
    させ、軸部材の上記成形加工相当部分を成形加工するこ
    とを特徴とする軸部材の据込み成形方法。
  2. 【請求項2】 軸部材の成形加工相当部分を加工する加
    工形状に応じて、上記高周波加熱の強さ、時間および上
    記成形加工相当部分の加熱領域を変化させることを特徴
    とする請求項1記載の軸部材の据込み成形方法。
  3. 【請求項3】 軸部材の成形加工相当部分を加工する加
    工形状に応じて、軸部材へ印加する加工荷重を変化させ
    ることを特徴とする請求項1または2記載の軸部材の据
    込み成形方法。
  4. 【請求項4】 成形加工相当部分を残して軸部材を保持
    する保持手段と、加熱ヘッド部が軸部材の上記成形加工
    相当部分を部分的に高周波加熱する高周波加熱手段と、
    この高周波加熱手段の上記加熱ヘッド部を軸部材の上記
    成形加工相当部分の外周面に沿って移動させる加熱ヘッ
    ド部の移動手段と、軸部材の上記成形加工相当部分にそ
    の軸方向に加工荷重を印加し、上記高周波加熱手段の加
    熱ヘッド部により加熱されて上記成形加工相当部分の降
    伏応力が小さくなった部分を、高周波加熱手段の上記加
    熱ヘッド部の移動に伴って連続的に径方向外方に変形さ
    せて軸部材の上記成形加工相当部分を成形加工する加工
    荷重印加手段とを備えたことを特徴とする軸部材の据込
    み成形装置。
  5. 【請求項5】 上記高周波加熱手段の加熱ヘッド部がそ
    の内側に軸部材の上記成形加工相当部分が遊嵌する高周
    波コイルであることを特徴とする請求項4記載の軸部材
    の据込み成形装置。
  6. 【請求項6】 上記加工荷重印加手段が軸部材の端部の
    端面に先端が当接するパンチ部材を備え、このパンチ部
    材を油圧シリンダにより駆動して上記軸部材に加工荷重
    を印加することを特徴とする請求項4または5記載の軸
    部材の据込み成形装置。
  7. 【請求項7】 上記軸部材の保持手段が、一定位置に固
    定された固定側保持ブロックと、この固定側保持ブロッ
    クに対して移動する移動側保持ブロックと、この移動側
    保持ブロックを上記固定側保持ブロックに向かって付勢
    する油圧シリンダとを備え、これら固定側保持ブロック
    と移動側保持ブロックとの間に上記軸部材を保持するよ
    うにしたことを特徴とする請求項4から6のいずれか一
    記載の軸部材の据込み成形装置。
  8. 【請求項8】 成形加工相当部分を残して軸部材を保持
    する保持手段と、加熱ヘッド部が軸部材の上記成形加工
    相当部分を部分的に高周波加熱する高周波加熱手段と、
    この高周波加熱手段の上記加熱ヘッド部を軸部材の上記
    成形加工相当部分の外周面に沿って移動させる加熱ヘッ
    ド部の移動手段と、軸部材の上記成形加工相当部分にそ
    の軸方向に加工荷重を印加し、上記高周波加熱手段の加
    熱ヘッド部により加熱されて上記成形加工相当部分の降
    伏応力が小さくなった部分を、高周波加熱手段の上記加
    熱ヘッド部の移動に伴って連続的に径方向外方に変形さ
    せて軸部材の上記成形加工相当部分を成形加工する加工
    荷重印加手段と、軸部材の上記成形加工相当部分の加工
    データを入力する加工データ入力手段と、この加工デー
    タ入力手段から加工データが供給されて上記高周波加熱
    手段、加熱ヘッドの移動手段および軸部材の加工荷重印
    加手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする
    軸部材の据込み成形装置。
  9. 【請求項9】 上記高周波加熱手段の加熱ヘッド部が、
    その内側に軸部材の上記成形加工相当部分が遊嵌する高
    周波コイルであることを特徴とする請求項8記載の軸部
    材の据込み成形装置。
  10. 【請求項10】 上記加熱ヘッドの移動手段が、電動モ
    ータ、この電動モータにより駆動されるボールねじおよ
    びこのボールねじに螺合するとともに上記加熱ヘッドに
    結合されたナット部材を備えたことを特徴とする請求項
    8または9記載の軸部材の据込み成形装置。
  11. 【請求項11】 上記加工荷重印加手段が、軸部材の上
    記成形加工相当部分の端部の端面に先端が当接するパン
    チ部材を備え、このパンチ部材を油圧シリンダにより駆
    動して軸部材の上記成形加工相当部分に加工荷重を印加
    するようにしたことを特徴とする請求項8から10のい
    ずれか一記載の軸部材の据込み成形装置。
  12. 【請求項12】 上記軸部材の保持手段が、一定位置に
    固定された固定側保持ブロックと、この固定側保持ブロ
    ックに対して移動する移動側保持ブロックと、この移動
    側保持ブロックを上記固定側保持ブロックに向かって付
    勢する油圧シリンダとを備え、これら固定側保持ブロッ
    クと移動側保持ブロックとの間に上記軸部材を保持する
    ようにしたことを特徴とする請求項8から11のいずれ
    か一記載の軸部材の据込み成形装置。
  13. 【請求項13】 上記制御手段が、高周波加熱手段の高
    周波加熱出力の大きさおよび時間を制御することを特徴
    とする請求項8から12のいずれか一記載の軸部材の据
    込み成形装置。
  14. 【請求項14】 上記制御手段が、高周波加熱手段の加
    熱ヘッドの位置を制御し、軸部材の上記成形加工相当部
    分の加熱ヘッドによる加熱位置を制御することを特徴と
    する請求項8から13のいずれか一記載の軸部材の据込
    み成形装置。
  15. 【請求項15】 上記制御手段が、パンチ部材の油圧シ
    リンダの油圧を制御して軸部材の上記成形加工相当部分
    に対するパンチ部材の加工荷重を制御することを特徴と
    する請求項11から14のいずれか一記載の軸部材の据
    込み成形装置。
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