JPH1177228A - 熱間鍛造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、一つの棒状素材を無駄なく効率良く
用いて異形度が高い複数個の製品を製造でき、かつバリ
の生成量を抑えて製品化率を高めることができるととも
に、材料の歩留りを向上させ得る熱間鍛造方法を提供す
る。 【解決手段】本発明熱間鍛造方法は、一つの棒状素材１
０から複数の製品１Ａ、１Ａを製造する熱間鍛造方法で
あって、複数の該製品１、１の鍛造に適する理想荒地粗
材形状１２ａ、１２ｂをそれぞれ求め、それぞれの該理
想荒地粗材形状１２ａ、１２ｂを全て含む中間鍛造品１
１を熱間鍛造する第１鍛造工程と、該中間鍛造品１１を
それぞれの該理想荒地粗材形状１２ａ、１２ｂに分割し
て複数の理想荒地粗材１２、１２とする分割工程と、そ
れぞれの該理想荒地粗材１２、１２を目的とする製品１
Ａ、１Ａ形状に熱間鍛造する第２鍛造工程と、よりな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一つの棒状素材から複
数個の製品を製造する場合、材料の歩留りを向上するこ
とのできる熱間鍛造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱間鍛造方法において、一つの棒
状素材から複雑な立体形状の鍛造品（以下、異形度が高
い鍛造品と称す。なお、異形度が高い鍛造品とは、鍛造
目的とする製品の体積／前記製品を囲む直方体の体積＝
この値が小さいものである。）を複数個取りすることが
知られている。

【０００３】例えば、図１４〜図１６に示されるよう
に、下型４ａの型面４０と、上型４ｂの型面４１とで形
成された２つのキャビィティ４ｃ、４ｃをもつ２個取り
用鍛造型４を用い、一つの丸棒状素材１０ａから、同一
形状の二つのナックルアーム（自動車部品）１、１およ
びバリ１１０ａを含む鍛造品１Ｂ（図１３参照）を得る
熱間鍛造方法が知られている。

【０００４】前記鍛造型４には、鍛造時のキャビィティ
４ｃ、４ｃにスムーズに材料を流動案内し、充填できる
ようにするため、型閉じ状態（図１５参照）にある下型
４ａ側の対向面４００と上型４ｂ側の対向面４１０との
間に、クリアランスＲ１が形成されており、さらに鍛造
型４に作用する成形荷重を軽減するためのバリ逃がし部
Ｒ２が形成されている。クリアランスＲ１は、高さｈ１
が約４〜６ｍｍ、前記クリアランスＲ１に連続するバリ
逃がし部Ｒ２は、高さｈ２が約１０ｍｍの間隔よりな
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の熱間鍛造方
法によって、一つの棒状素材１０ａから鍛造された鍛造
品１Ｂは、図１３、図１４、図１７に示されるように、
二つのナックルアーム１、１に連設されたバリ１１０ａ
の生成量が必然的に多くなる。なお、バリ１１０ａは、
鍛造品１Ｂの大きさによって変化するが約４〜１０ｍｍ
の厚さでその幅ｗ１および幅ｗ２が約８ｍｍ〜２０ｍｍ
である。

【０００６】このため、棒状素材１０ａの約４０％〜５
０％が二つのナックルアーム１、１間およびそれらの周
囲に形成されるバリ１１０ａとして消費され、材料の歩
留りを低下させる。従って、異形度が高い鍛造品を製造
する場合は、材料の歩留りを改善する余地がある。

【０００７】本発明は、前記事情に鑑みなされたもの
で、複数の製品の鍛造に適する理想荒地粗材形状をそれ
ぞれ求め、それぞれの理想荒地粗材形状を全て含む中間
鍛造品を一つの棒状素材から得られるとともに、一つの
棒状素材を無駄なく効率良く用いて異形度が高い複数個
の製品を製造でき、かつバリの生成量を抑えて製品化率
を高めることができるとともに、材料の歩留りを向上さ
せ得る熱間鍛造方法を提供することを課題とする。

【０００８】

【発明の解決手段】本発明の熱間鍛造方法は、一つの棒
状素材から複数の製品を製造する熱間鍛造方法であっ
て、複数の該製品の鍛造に適する理想荒地粗材形状をそ
れぞれ求め、それぞれの該理想荒地粗材形状を全て含む
中間鍛造品を熱間鍛造する第１鍛造工程と、該中間鍛造
品をそれぞれの該理想荒地粗材形状に分割して複数の理
想荒地粗材とする分割工程と、それぞれの該理想荒地粗
材を目的とする製品形状に熱間鍛造する第２鍛造工程
と、よりなる。

【０００９】

【発明の実施の形態】一般的に、熱間鍛造方法で用いる
一つの棒状素材は、鍛造目的とする製品の異形度（形状
複雑度）が大きい場合や、あるいは長手方向と直交する
断面形状が長手方向の位置によって不均一である場合な
どにおいて、最も大きな断面形状を製造できる外径のも
のが用いられる。

【００１０】このため、棒状素材は、全体の約４０〜５
０％をバリとして消費され、無駄が多い。本熱間鍛造方
法は、前記一つの棒状素材を目的とする製品形状の製品
化率を向上し、かつ材料の歩留りを向上するため、熱間
鍛造する前段階で製品化率の高いトリミング形状として
割り出された複数の理想荒地粗材形状を全て含む中間鍛
造品を得た後、この中間鍛造品をそれぞれの理想荒地粗
材形状に分割して複数の理想荒地粗材とし、各理想荒地
粗材を単独に、あるいは同時に、第２鍛造工程を施すも
のである。

【００１１】理想荒地粗材形状とは、目的とする形状の
複数個の製品（同一形状をした複数個の製品と、異なる
形状をした複数個の製品の両方を含む。）を、一つの棒
状素材から製品化する場合において、バリの発生量が少
なく、製品化率の高いトリミング形状として割り出され
たものである。なお、目的とする形状の複数個の製品と
しては、前記同一形状をした複数個の製品や、異なる形
状をした複数個の製品などに適用できる他、同一形状を
した複数個の製品に加えて異なる形状をした単数個の製
品との組み合わせにも適用できる。

【００１２】第１鍛造工程では、一つの棒状素材を予
め、バリの発生量が少なく、製品化率の高いトリミング
形状として割り出された理想荒地粗材形状を、複数個取
り（成形）できる配置の形状のキャビィティ（型空間）
を形成する一方の型と他方の型とが用いられる。分割工
程では、中間鍛造品に含まれる複数の理想荒地粗材形状
をその分割境界線に沿って剪断し、複数の理想荒地粗材
を得るための分割可能な剪断型を備えたプレス装置など
の分割装置を用いることができる。分割装置としては、
例えば、中間鍛造品をはさみ込んで切るクッション機構
を備えたプレス装置などを用いることができる。

【００１３】第２鍛造工程では、一方の型と他方の型と
で、製品形状のキャビィティ（型空間）を形成する鍛造
型が用いられる。鍛造型は、単数あるいは複数のキャビ
ィティを備えたものを用いることができる。本発明の熱
間鍛造方法は、一つの棒状素材から複数個の製品を製造
する場合に用いられ、かつ第１鍛造工程、分割工程、第
２鍛造工程の順に実施される。

【００１４】第１鍛造工程では、一つの棒状素材を熱間
鍛造し、バリの発生量が少なく、製品化率の高いトリミ
ング形状として割り出された理想荒地粗材形状を複数含
む中間鍛造品を得る。分割工程では、前記中間鍛造品を
分割して複数の理想荒地粗材を得る。第２鍛造工程で
は、前記理想荒地粗材を熱間鍛造し、目的とする製品形
状の鍛造品を得る。

【００１５】このように、第１鍛造工程、分割工程、第
２鍛造工程の順に実施し、かつ各工程を終了後に得られ
た目的とする製品形状は、バリの生成量が少なく、棒状
素材を材料とする製品化率が高く、かつ材料の歩留りを
向上することができる。なお、前記目的とする製品形状
の鍛造品は、別途、バリ除去工程によりバリを除去され
るとともに、機械加工される。

【００１６】

【実施例】本発明、熱間鍛造方法の実施例を一つの丸棒
状素材から製品としてのナックルアーム（自動車部品）
を製造する場合に適用し、図１〜図１２に基づいて説明
する。実施例の熱間鍛造方法は、第１鍛造工程、分割工
程、第２鍛造工程よりなり、前記各工程を順に実施する
ことによって、一つの丸棒状素材１０（図４の実線で示
す平面形状、図５で示す断面形状を参照）からナックル
アーム１（図１で示す側面形状、図２で示す平面形状を
参照）が二つ製造される（二つのナックルアームは同一
形状でも異形状でも製造可能である）。

【００１７】第１鍛造工程では、前記丸棒状素材１０お
よび第１鍛造型２（図５および図６で示す断面形状を参
照）が用いられる。丸棒状素材１０は、予め設定された
所定の外径Ｄ１および所定の長さＬ１を備えている。第
１鍛造型２は、凹状型面２０をもつ下型２ａと、凸状型
面２１をもつ上型２ｂとよりなる。

【００１８】下型２ａの凹状型面２０と、上型２ｂの凸
状型面２１とは、型閉じ時に二つの理想荒地粗材形状１
２ａ、１２ｂを含む中間鍛造品１１（図４の二点破線を
参照）と相似する形状のキャビィティ２ｃを形成する。
理想荒地粗材形状１２ａ、１２ｂとは、前記丸棒状素材
１０を用いて二つのナックルアーム１、１形状を熱間鍛
造により塑性加工する場合、材料としての丸棒状素材１
０から生成するバリの量が最も少なくなるように、設定
された形状である。

【００１９】前記丸棒状素材１０は、約１２００°Ｃに
加熱された後、第１鍛造型２の下型２ａにセットされる
（図５参照）。ついで丸棒状素材１０は、図６に示され
るように、下型２ａと上型２ｂとにより熱間鍛造され、
二つの理想荒地粗材形状１２ａ、１２ｂを含む中間鍛造
品１１（図４の二点破線を参照）が製造される。分割工
程では、図７で示す平面形状のように、中間鍛造品１１
を二つの理想荒地粗材形状１２ａ、１２ｂの分割線Ｓー
Ｓに沿って熱間で剪断する。

【００２０】この分割工程では、前記プレス装置の剪断
型によって、中間鍛造品１１が分割線ＳーＳに沿い剪断
され、かつ二分割され図８に示す二つの理想荒地粗材１
２、１２となる。理想荒地粗材１２は、図８に示す平面
形状で見て前記分割線ＳーＳに沿った内側面Ｓ１が帯状
傾斜面１２０をもつ略Ｓ字状で、外側面Ｓ２が略Ｊ字状
である。

【００２１】また、理想荒地粗材１２は、図９に示す側
面形状で見て長方形の両短辺を形成する垂直面１２１、
１２２と、垂直面１２１、１２２の間で一方の長辺を形
成する一面１２３に対向する他辺が凹部を形成するよう
に、一面１２３と平行で互いに間隔を隔てた辺を形成す
る他面１２４、１２５と、それらより一面１２３に向か
って傾斜する傾斜面１２６、１２７と、傾斜面１２６と
１２７との間で一面１２３と平行な辺を形成する他面１
２８とよりなる形状である。

【００２２】第２鍛造工程では、図１１および図１２に
示す第２鍛造型３が用いられる。第２鍛造型３は、凹状
型面３０をもつ下型３ａと、凹状型面３１をもつ上型３
ｂとよりなる。下型３ａの凹状型面３０と上型３ｂの凹
状型面３１とは、型閉じ時にナックルアーム１のキャビ
ィティ（型空間）３ｃを形成する。この第２鍛造型３
は、鍛造時に型閉じ状態にある下型３ａ側の対向面３０
０と上型３ｂ側の対向面３１０との間に、キャビィティ
３ｃにスムーズに材料を流動案内し、充填するためのク
リアランスＲ１および鍛造時の第２鍛造型３に作用する
成形荷重を軽減するためのバリ逃がし部Ｒ２が形成され
ている。

【００２３】クリアランスＲ１は、前記対向面３００と
３１０の間に形成されるクリアランスＲ１（図１２参
照）は、高さｈ１が約４〜６ｍｍ、幅ｗ１が約８ｍｍ、
前記クリアランスＲ１に連続するバリ逃がし部Ｒ２は、
高さｈ２が約１０ｍｍ、幅ｗ１が約１４ｍｍの間隔より
なる。理想荒地粗材１２は、熱間状態のまま、第２鍛造
型３の下型３ａの所定の位置にセットされた後、下型３
ａと上型３ｂとにより熱間鍛造され、それぞれナックル
アーム１およびその周囲のバリ１１０を含む鍛造品１Ａ
（図３の平面形状参照）として製造される。

【００２４】この第２鍛造工程では、理想荒地粗材１２
を用いるため、熱間鍛造により製造された鍛造品１Ａの
バリ１１０の生成量を抑えることができる。すなわち、
第２鍛造型３を用い、熱間鍛造により理想荒地粗材１２
を塑性変形した鍛造品１Ａと、理想荒地粗材１２との形
状の比較を示す図１０の平面形状および図１２の断面形
状からみても判るように、バリ１１０の生成量は、前記
従来の鍛造品１Ｂ（図１３、図１５参照）のバリ１１０
ａの生成量と比べ少ない。

【００２５】また、鍛造品１Ａは、図略の仕上げ工程で
バリ１１０を切り離し、除去することによって、図１、
図２に示すナックルアーム１を得ることができる。この
ように、実施例の熱間鍛造方法によれば、第１鍛造工程
でーつの丸棒状素材１０を二つの理想荒地粗材形状１２
ａ、１２ｂを含む中間鍛造品１１を熱間鍛造し、分割工
程で中間鍛造品１１を分割して二つの理想荒地粗材１
２、１２とし、第２鍛造工程で各理想荒地粗材１２を熱
間鍛造し、ナックルアーム１およびその周囲に生成量を
抑えた状態のバリ１１０を含む鍛造品１Ａを製造するこ
とができる。

【００２６】ここで、例えば、比較として示す従来の熱
間鍛造方法の場合では、鍛造型４（図１４、図１５参
照）を用いて、一つの棒状素材１０ａを直接、熱間鍛造
して鍛造品１Ｂを製造するものであるため、バリ１１０
ａの生成量を抑えることができず、かつ棒状素材１０ａ
から、二つのナックルアーム１、１の製品化率が約４０
％〜５０％と低い。

【００２７】これに対し、実施例の熱間鍛造方法を用い
た場合には、一つの棒状素材１０を無駄なく効率良く用
いて異形度が高い二つのナックルアーム１、１を製造で
き、かつバリ１１０の生成量を抑えて製品化率を約７５
％〜８５％と高めることができ、材料の歩留りを向上さ
せ得る。なお、前記実施例の第２鍛造工程では、第２鍛
造型３として一つのキャビィティ３ｃを備えたものを用
いた場合を示したが、これに限定されるものではなく、
前記キャビィティ３ｃを複数備えたものを用いることも
できる。この場合には、複数の理想荒地粗材１２を同時
に鍛造でき、かつ複数の鍛造品１Ａを得ることができ
る。

【００２８】また、前記実施例では、二つのナックルア
ーム１、１を製造する場合に適用して説明したが、これ
に限定されるものではなく、一つの棒状素材１０ａから
製造可能な複数個の製品を製造する場合に適用できる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の熱間鍛造方法によると、前記構
成としたため、一つの棒状素材を無駄なく効率良く用い
て異形度が高い複数個の製品を製造でき、かつバリの生
成量を抑えて製品化率を高めることができるとともに、
材料の歩留りを向上させ得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の熱間鍛造方法を用い、成形対象とする
ナックルアームを示す側面図。

【図２】図１におけるナックルアームの平面を示す平面
図。

【図３】実施例の熱間鍛造方法の第２鍛造工程で成形さ
れた鍛造品を示す平面図。

【図４】実施例の熱間鍛造方法の第１鍛造工程で用いら
れる一つの棒状素材と、第１鍛造工程で前記棒状素材を
用いて製造された二つの理想荒地粗材形状を含む中間鍛
造品とのトリミング位置関係を示す平面図。

【図５】実施例の熱間鍛造方法の第１鍛造工程で、第１
鍛造型に一つの棒状素材をセットした状態を示す断面
図。

【図６】図５における第１鍛造型によって、一つの棒状
素材から熱間鍛造し、二つの理想荒地粗材形状を含む中
間鍛造品を製造した状態を示す断面図。

【図７】実施例の熱間鍛造方法の第１鍛造工程で得られ
た中間鍛造品を、分割工程によって、２つの理想荒地粗
材形状を分割する切断境界を示す平面図。

【図８】図７における中間鍛造品の２つの理想荒地粗材
形状を、分割工程で分割して得た２つの理想荒地粗材を
示す平面図。

【図９】図８における理想荒地粗材をＦ矢視した側面
図。

【図１０】図８における理想荒地粗材と、理想荒地粗材
を第２鍛造工程で熱間鍛造して得た鍛造品との形状の比
較を示す平面図。

【図１１】実施例の熱間鍛造方法の第２鍛造工程で、理
想荒地粗材を第２鍛造型にセットした状態を示す断面
図。

【図１２】図１１における第２鍛造型によって、理想荒
地粗材を熱間鍛造して鍛造品を製造した状態を示す断面
図。

【図１３】従来の熱間鍛造方法の鍛造工程で、一つの棒
状素材から熱間鍛造され、二つのナックルアームと、各
ナックルアームの周囲のバリおよび各ナックルアーム間
に連設されたバリとをもつ鍛造品を示す平面図。

【図１４】図１３のＡーＡ線断面矢視位置における鍛造
型に、一つの棒状素材をセットした状態を示す断面図。

【図１５】図１４における鍛造型によって一つの棒状素
材が熱間鍛造され、鍛造品として製造された状態を示す
断面図。

【図１６】図１３のＢーＢ線断面矢視位置における鍛造
型と鍛造品とを示す断面図。

【図１７】図１３におけるＣーＣ線断面矢視図。

【符号の説明】

１Ａ…鍛造品 １…ナックルアーム １０…丸棒
状素材 ２…第１鍛造型 ２ａ…下型 ２ｂ…上型 ２ｃ…キャビィティ ３…第２鍛造型 ３ａ…下型 ３ｂ…上型 ３ｃ…キャビィティ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一つの棒状素材から複数の製品を製造する
   熱間鍛造方法であって、 複数の該製品の鍛造に適する理想荒地粗材形状をそれぞ
   れ求め、それぞれの該理想荒地粗材形状を全て含む中間
   鍛造品を熱間鍛造する第１鍛造工程と、 該中間鍛造品をそれぞれの該理想荒地粗材形状に分割し
   て複数の理想荒地粗材とする分割工程と、 それぞれの該理想荒地粗材を目的とする製品形状に熱間
   鍛造する第２鍛造工程と、よりなる熱間鍛造方法。