JPH1034357A - 丸棒状ワークの端面同士圧接後におけるばり除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの端部同士を摩擦圧接した際に発生し
たばりを、接合部に亀裂が発生したりしないように除去
する。 【解決手段】 丸棒状ワークの端面同士を互いに当接さ
せて、相対回転させつつ圧接した後、接合後のワーク３
をばり打抜装置１３に挿入して所定時間待機させ、その
のち接合部３ａに発生したばり４を打抜く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばエンジンバ
ルブ製造用の丸棒状素材を、オーステナイト系鋼棒とマ
ルテンサイト系鋼棒等の端面同士を摩擦圧接して製作す
る際、接合部に生じたばりを除去する方法の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】エンジンバルブの中には、その傘部側と
軸部側とに、それぞれオーステナイト鋼とマルテンサイ
ト鋼を用いた軸溶接弁がある。

【０００３】図４は、このようなエンジンバルブの製作
工程を示すもので、所定径かつ所定長のオーステナイト
系鋼棒(１)とマルテンサイト系鋼棒(２)の端面同士を、
摩擦圧接装置により接合して、丸棒状の１本の素材(３)
とし、接合部(3a)に生じたばり(４)を除去した後、電気
鍛縮機により第１次中間体(５)とし、ついで、熱間プレ
ス機により第２次中間体(６)を形成した後、各部に機械
加工を施してエンジンバルブ(７)が得られる。

【０００４】図２及び図３は、上記オーステナイト系鋼
棒(１)とマルテンサイト系鋼棒(２)とを接合して素材
(３)とするための摩擦圧接装置とばり除去装置とを略示
する正面図である。

【０００５】図において(８)は基台、(10)は、基台上に
固定された固定把持機、(10a)はそのチャック、(11)
は、固定把持機(10)と同軸をなして対向し、図中左右方
向(以下方向は図面についていう)に往復移動可能な移動
把持機、(11a)は高速で回転する回転チャック、(13)は
基台(８)の前方に上下方向を向いて固定されたばり除去
用打抜型、(14)は昇降手段（図示省略）により打抜型(1
3)に向かって昇降するパンチである。

【０００６】上述の装置は、図２に示すように、フィン
ガー（図示略）により把持搬送されてきたオーステナイ
ト系鋼棒(１)は、固定把持機(10)のチャック(10a)に、
同じくマルテンサイト系鋼棒(２)は、移動把持機(11)の
回転チャック(11a)にそれぞれ把持される。

【０００７】ついで、回転チャック(11a)を高速で回転
させつつ、移動把持機(11)を右方に移動させ、両鋼棒
(１)(２)の端面同士を適圧で圧接させれば、圧接面は摩
擦熱により高温となって互いに溶着して素材(３)が形成
される。この際、接合部の周囲には環状のばり(４)が発
生する。

【０００８】接合後の素材(３)は、図３に示すように、
移動把持機(11)が左方の元位置まで移動することによ
り、引き抜かれたのち、フィンガーにより把持されて、
打抜型(13)の上方まで移動され、垂直に下降させて、打
抜型(13)内に挿入される。挿入された素材(３)は、その
ばり(４)が打抜型(13)の型孔の開口部に係止することに
より保持される。この状態で、パンチ(14)を下降させれ
ば、ばり(４)は打ち抜かれる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したばり除去工程
において、従来は、圧接直後に即座に打抜型(13)内に挿
入してばり抜きを行っていた。このようにすると、両鋼
棒(１)(２)の接合部はまだ高温状態にあるため、ばり
(４)の除去性が良好となる反面、硬化前の不完全な接合
状態でパンチ(14)により強圧されるため、その衝撃によ
り、接合部の内部に亀裂が発生することがある。

【００１０】この亀裂は微小なため、ばりの打抜き工程
後に発見することは困難で、軸部の仕上工程や製品検査
工程で発見され、それまでの工程が無駄となる。本発明
は、上記問題点を解決するためになされたもので、丸棒
状ワーク同士の接合部に亀裂の発生するのを防止しうる
ようにしたばりの除去方法を提供することを目的として
いる。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題は、丸棒状ワークの端面同士を互いに当接させて、相
対回転させつつ圧接した後、接合後のワークをばり打抜
装置に挿入して所定時間待機させ、そののち接合部に発
生したばりを打抜くことにより解決される。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の方法を適用し
た、棒状鋼材の摩擦圧接装置とばり除去装置とを略示す
るもので、接合するまでの工程は、上述と同様につき、
図示及び説明を省略するとともに、上述と同一の各部材
には、同一の符号を付して説明する。

【００１３】打抜型(13)の上方には、打抜型(13)に素材
(３)が挿入された際、これを感知する１対のフォトセン
サ(15a)(15b)が設けられ、受光部(15b)はタイマー(16)
に電気的に接続されている。

【００１４】タイマー(16)は、パンチ(14)の下降のタイ
ミングを制御する制御装置（図示略）に接続され、受光
部(15b)により素材(３)が挿入されたことを検知してか
ら所定時間(たとえば４秒)経過すると、タイマー(16)よ
り制御装置に信号が発せられ、昇降手段が作動してパン
チ(14)が下降させられる。これにより、素材(３)のばり
(４)が打ち抜かれる。

【００１５】従って、圧接直後の素材(３)は、打抜型(1
3)内で所定時間待機し、接合部(3a)の温度が安全温度ま
で低下した後、すなわち接合部が若干冷却硬化した後に
ばり(４)が打ち抜かれるので、接合部(3a)に亀裂等が発
生する恐れはない。

【００１６】素材(３)の接合部(3a)は、チャック(11a)
の回転を停止した時点より自然冷却が始まるので、圧接
終了後の素材(３)をチャック(10a)(11a)に把持したまま
一定時間放置し、その後、ばり(４)の打ち抜きを行って
も上述と同様の効果が得られる。

【００１７】しかし、摩擦圧接装置は、予め定めたサイ
クルタイム内で、１個のワークの接合が終了するように
設定してあるので、圧接終了後の素材(３)をチャック(1
0a)(11a)に保持しておくことは、次のワークの把持に支
障を来すばかりでなく、サイクルタイムが延びて生産性
が低下する。従って、上述のように、ばり除去装置側に
タイマー(16)を設けて、打ち抜きのタイミングを若干遅
らせば、次のワークの圧接中に待機させておくことがで
き、何らサイクルタイムに支障を来すことがない。

【００１８】なお、素材(３)の打抜型(13)での待機時間
は、素材(３)のサイズや材質等により、接合部(3a)の冷
却速度が若干異なるので、その際はタイマー(16)の設定
時間を適宜に変更すればよい。

【００１９】

【発明の効果】本発明の方法によれば、圧接後のワーク
を所定時間待機させることにより、圧接部の接合強度が
適切になっているので、ばりの打ち抜き時に亀裂が生ず
ることはなく、不良品の発生率が極めて少なくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したばり除去装置におけるばり除
去時の正面図である。

【図２】摩擦圧接装置によるワークの圧接状態を示す正
面図である。

【図３】従来のばり除去時の正面図である。

【図４】エンジンバルブの製造工程を示す正面図であ
る。

【符号の説明】

(１)オーステナイト系鋼棒 (２)マルテンサイト系鋼棒 (３)素材 (3a)接合部 (４)ばり (５)第１次中間体 (６)第２次中間体 (７)エンジンバルブ (８)基台 (10)固定把持機 (10a)チャック (11)移動把持機 (11a)回転チャック (13)打抜型 (14)パンチ (15a)(15b)フォトセンサ (16)タイマー

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 丸棒状ワークの端面同士を互いに当接さ
   せて、相対回転させつつ圧接した後、接合後のワークを
   ばり打抜装置に挿入して所定時間待機させ、そののち接
   合部に発生したばりを打抜くことを特徴とする丸棒状ワ
   ークの端面同士圧接後におけるばり除去方法。