JP2002361355A - Forging method and forging punch for cut material - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は切断素材の鍛造方法
及び鍛造用パンチに関し、更に詳しくは、切断素材から
鍛造で製品を生産する場合、その予備成形の段階で行わ
れる据込み加工時の鍛造方法及びこの鍛造方法で使用す
る鍛造用パンチに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forging a cut material and a punch for forging, and more particularly, to forging during upsetting performed in a preforming stage when a product is forged from a cut material. The present invention relates to a method and a forging punch used in the forging method.
【0002】[0002]
【従来の技術】延性の低い材料を多段鍛造する場合、必
要重量に切断された素材を予備成形の目的で据込み加工
することが多い。この据込み加工では、図9(a)で示
すように、先端部がパンチ軸方向と直交する平面1Aと
した形状のパンチ1や、据込み加工後に素材切断面の凹
凸が残らないようにする場合に使用する同図(b)で示
すような、パンチ外周からパンチ中央部に向かって凸と
した傾斜面2Aを有する形状のパンチ2が使用され、図
10に示す金型を使用し、図11のような据込み加工が
なされていた。2. Description of the Related Art In the case of multi-stage forging of a material having low ductility, a material cut to a required weight is often upset for the purpose of preforming. In this upsetting process, as shown in FIG. 9A, the punch 1 having a shape of a flat surface 1A whose front end is orthogonal to the punch axis direction, and the unevenness of the cut surface of the material after the upsetting process are not left. A punch 2 having a shape having an inclined surface 2A protruding from the outer periphery of the punch toward the center of the punch as shown in FIG. 2B is used, and a mold shown in FIG. 10 is used. An upsetting process such as 11 was performed.
【0003】図10に示す金型の構成は、固定されたダ
イス3、該ダイス3の内部に摺動するように組み込まれ
たノックアウトピン4、そして前記ダイス3内に周期的
に挿入される前記パンチ1又は2とからなっている。加
工開始前、パンチ1又は2は図10に示す状態よりも後
退した位置にあり、前記ノックアウトピン4はダイス内
部のワークを蹴り出した状態で、その先端部が前記ダイ
ス3の前面から僅かに突出した位置にある。[0003] The configuration of the mold shown in FIG. 10 includes a fixed die 3, a knockout pin 4 slidably assembled inside the die 3, and the die 3 periodically inserted into the die 3. Punch 1 or 2. Prior to the start of processing, the punch 1 or 2 is at a position retracted from the state shown in FIG. 10, and the knockout pin 4 kicks out the work inside the die. It is in a protruding position.
【0004】そこへ、図11(a)に示す切断素材5が
トランスファー機構(図示せず)により搬送され、ダイ
ス加工部の入り口で停止する。その後、パンチ1又は2
がダイス3方向へ前進し、切断素材5をダイス3の内部
に押し込み、加工が開始される。このとき、前記ノック
アウトピン4は切断素材5とともにパンチにより押し込
まれ、予め調整された位置で停止する。The cutting material 5 shown in FIG. 11A is transported by a transfer mechanism (not shown), and stops at the entrance of the die processing section. Then, punch 1 or 2
Moves forward in the direction of the die 3 and pushes the cut material 5 into the die 3 to start processing. At this time, the knockout pin 4 is pushed together with the cutting material 5 by a punch, and stops at a position adjusted in advance.
【0005】ダイス3内に挿入されたパンチ1又は2は
さらに前進し、調整された位置までくると切断素材5の
予備成形加工は終了し、図11(b)に示す据込み後の
ワーク6が得られる。その後、パンチ1又は2が後退し
て、ダイス3およびトランスファーとある程度の距離を
持った時点でトランスファーが元の位置に戻り、当該ダ
イス3の加工部前には次の加工工程へ搬送するためのト
ランスファー機構が待ち構える。[0005] The punch 1 or 2 inserted into the die 3 is further advanced, and when the punch 1 or 2 reaches the adjusted position, the preforming of the cutting material 5 is completed, and the work 6 after the upsetting shown in FIG. Is obtained. Thereafter, when the punch 1 or 2 retreats and has a certain distance from the die 3 and the transfer, the transfer returns to the original position, and before the processing portion of the die 3, the transfer to the next processing step is performed. The transfer mechanism is waiting.
【0006】その後、前記ノックアウトピン4がダイス
3内にある据込み後のワーク6を蹴り出すように動き始
め、該据込み後のワーク6はトランスファー機構によっ
て保持され、次の加工工程へ搬送された後、金型は加工
開始前の状態に戻る。これら一連のサイクルを繰り返
し、連続的に加工がなされる。After that, the knockout pin 4 starts to move to kick out the work 6 after the upsetting in the die 3, and the work 6 after the upsetting is held by the transfer mechanism and transported to the next processing step. Then, the mold returns to the state before the start of processing. By repeating these series of cycles, processing is performed continuously.
【0007】この据込み加工での切断素材5から据込み
後のワーク6への変形状態を示したものが図12であ
る。図12に示すものは、1例として、図9(a)に示
す先端部がフラット面1Aとした形状のパンチ1を使用
したものであるが、同図(a)〜(e)に示すように、
パンチ1と切断素材5との接触部の摩擦が小さく、切断
素材5のパンチ1側の端面5aが広がる加工となる。FIG. 12 shows a deformed state of the cutting material 5 into the work 6 after the upsetting in the upsetting process. FIG. 12 shows an example in which the punch 1 shown in FIG. 9A has a flat surface 1A as shown in FIG. 9A, and is used as shown in FIGS. 9A to 9E. To
The friction at the contact portion between the punch 1 and the cutting material 5 is small, and the end surface 5a of the cutting material 5 on the punch 1 side is widened.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】従来の技術による据込
み加工の場合、上記図12の変形状態に示すように、切
断素材5のパンチ側端面5aの拡径に伴って、該切断素
材5の内部には円周方向の引張応力が発生する。その結
果、素材自体の延性が低い、またはパンチ側端面に微細
な割れ等の欠陥あると、据込み後のワーク6のパンチ側
端面角部6aに割れが発生し易い。In the case of the upsetting process according to the prior art, as shown in the deformed state of FIG. 12, as the diameter of the punch-side end face 5a of the cutting material 5 increases, the cutting material 5 A circumferential tensile stress is generated inside. As a result, if the material itself has low ductility, or if there is a defect such as a fine crack on the punch-side end face, a crack is likely to occur at the punch-side end face corner 6a of the work 6 after the upsetting.
【0009】このようなパンチ側端面角部の割れを防止
するため、加工前の素材長さに対する加工前の素材と加
工後のワークとの長さの差の比(以下、据込み率とす
る)を大きく採ることが出来なかった。したがって、切
断した素材における径Dに対する長さLの比(L/D)
を弊害の発生しない範囲まで小さく、据込み後のワーク
寸法に近づけざるを得なかった。In order to prevent such a crack at the corner of the end face on the punch side, the ratio of the difference between the length of the raw material before processing and the length of the work after processing to the raw material length before processing (hereinafter referred to as the upsetting ratio). ) Could not be adopted. Therefore, the ratio of the length L to the diameter D in the cut material (L / D)
Has to be reduced to a range where no adverse effects occur, and the work dimensions after the upsetting must be approached.
【0010】また、せん断により素材を必要重量に切断
する場合には、切断した素材における径Dに対する長さ
Lの比(L/D)が小さいと切断形状が崩れていびつに
なりやすいことは周知の事実であり、この影響でトラン
スファー時の落下等のトラブルが発生しやすかった。Also, when cutting a material to a required weight by shearing, it is well known that if the ratio of the length L to the diameter D (L / D) of the cut material is small, the cut shape is distorted and the shape tends to be distorted. Because of this, troubles such as dropping during transfer were likely to occur.
【0011】更に、従来技術では、据込み後のワーク6
の端面は、上記のように、切断素材5のパンチ側端面5
aが拡がった状態となるため、素材の端面にせん断した
面のきずなどの欠陥がある場合にはこのきずなどが製品
にそのまま残り、製品の端面の欠陥を除去するため鍛造
後にさらに加工を必要とし、費用がかかるといった問題
点もあった。Furthermore, in the prior art, the work 6
Is, as described above, the punch-side end face 5 of the cut material 5.
Since a is in a spread state, if there is a defect such as a flaw in the sheared surface on the end face of the material, this flaw etc. remains on the product as it is, and further processing is required after forging to remove the defect on the end face of the product There was also a problem that it was costly.
【0012】また、据込み後のワーク6は前述のような
加工状態であるから、その内部ファイバーフローは、図
11(b)に模式的に示すように、パンチ側端面付近で
はワーク6の外径面に対して平行に近い。そして、これ
が例えば、図13の(c),(d)に示すような鍛造加
工が最後まで実施され製品7となったとき、模式的に示
す同図の(e)に示すように、製品内部のファイバーフ
ローは外径面に対して平行に近いままとなり、鍛造方向
と直交する方向の応力に対して強度が劣るといった問題
点もある。Further, since the work 6 after the upsetting is in the processing state as described above, its internal fiber flow is, as schematically shown in FIG. 11B, outside the work 6 near the punch-side end face. Nearly parallel to the radial surface. Then, for example, when forging as shown in (c) and (d) of FIG. 13 is performed to the end and the product 7 is formed, as shown in (e) of FIG. Has a problem that the fiber flow remains almost parallel to the outer diameter surface and is inferior in strength to stress in a direction perpendicular to the forging direction.
【0013】本発明は、前述のような従来技術では克服
できなかった諸問題点を解決するべく成されたもので、
据込み加工時に割れの発生し易いパンチ側の端面角部を
積極的に拘束することにより、据込み率が大きい加工に
おいても素材の延性限界による端面割れの発生を防止す
るとゝもに、製品端面の品質を向上させ、更には、鍛造
後の後加工に要するコストを低減しうる切断素材の鍛造
方法及びその鍛造方法で使用する鍛造用パンチを提供す
ることを目的としたものである。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems which cannot be overcome by the prior art.
By actively restraining the corners on the punch side where cracks are likely to occur during upsetting, it is possible to prevent edge cracking due to the ductility limit of the material even in machining with a large upsetting ratio, It is an object of the present invention to provide a forging method for a cutting material and a forging punch used in the forging method, which can improve the quality of the forging and further reduce the cost required for post-processing after forging.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る切断素材の鍛造方法は、切断素材を鍛
造用パンチで据込む方法であって、前記切断素材の端面
角部を拘束してパンチ側端面の拡径を抑え、外径面を端
面側に回り込ませ乍ら据込む構成とした。In order to achieve the above-mentioned object, a method for forging a cut material according to the present invention is a method of swaging a cut material with a forging punch. The diameter of the punch-side end face is restricted by restraining the outer face, and the outer diameter face is swept up to the end face side.
【0015】この鍛造方法を採用することにより、切断
素材の端面はほとんど径が拡大することがなく、欠陥の
ない外周面が端面側に回り込んだ状態で据込み加工が施
される。したがって、据込み率が大きい加工において
も、素材の延性限界によるパンチ側端面外周部の割れの
発生を防止でき、鍛造終了後の製品の端面品質の向上が
図られるとゝもに、内部のファイバーフローは製品内部
を中心としたほゞ同心円弧状となるため、鍛造方向と直
交する方向の応力に対する強度が大きな製品が得られ
る。By adopting this forging method, the end face of the cut material is hardly increased in diameter, and the upsetting process is performed in a state where the outer peripheral face having no defect goes around the end face side. Therefore, even in machining with a large upsetting ratio, it is possible to prevent the occurrence of cracks on the outer peripheral surface of the punch side end surface due to the limit of ductility of the material, and to improve the end surface quality of the product after forging, and also to improve the internal fiber Since the flow has a substantially concentric arc shape centered on the inside of the product, a product having high strength against stress in a direction perpendicular to the forging direction can be obtained.
【0016】また、上記の鍛造方法で使用する鍛造用パ
ンチは、外周側にパンチ軸心方向と直交する平面を有
し、該平面から続いてパンチ中央部に向かって凸状の傾
斜を持った傾斜面で先端部が構成され、該傾斜面の前記
平面とのなす角度が30°以下である構成とした。The forging punch used in the above-described forging method has a plane on the outer peripheral side perpendicular to the direction of the punch axis, and has a convex slope from the plane to the center of the punch. The tip portion is constituted by an inclined surface, and the angle between the inclined surface and the plane is 30 ° or less.
【0017】この鍛造用パンチを使用して据込み加工を
実施することで、パンチの進行につれてその傾斜面と平
面との接続部で切断素材の端面角部が固定され、外径面
が端面側に回り込んでパンチと接触するように加工され
る。これにより、据込み後のワークのパンチ側端面外周
部に割れ等の欠陥が発生することがない。また、切断素
材の切断面を拡大させることなく加工を終了させること
が可能となるので、切断面の欠陥を製品に残さず、鍛造
後の後加工を省略することができる。By performing upsetting using the forging punch, the corner of the end face of the cut material is fixed at the connection between the inclined surface and the flat surface as the punch advances, and the outer diameter surface is changed to the end face side. And is processed so as to come into contact with the punch. Thereby, a defect such as a crack does not occur on the outer peripheral portion of the punch-side end surface of the work after the upsetting. Further, since the processing can be completed without enlarging the cut surface of the cut material, the post-process after forging can be omitted without leaving a defect of the cut surface in the product.
【0018】そして更に、本発明に係る他の鍛造用パン
チは、前記発明の鍛造用パンチの構成に加えて、パンチ
軸心方向と直交する前記平面とパンチ中央部に向かって
凸状の傾斜を持った傾斜面との間に、+10°〜−10
°の角度を持った中間傾斜面を形成した構成とした。Further, in another forging punch according to the present invention, in addition to the configuration of the forging punch of the present invention, the forging punch has a convex inclination toward the center of the punch and the plane perpendicular to the punch axis direction. + 10 ° to -10 between the held inclined surface
An intermediate inclined surface having an angle of ° was formed.
【0019】この鍛造用パンチを使用して据込み加工を
実施することで、前記傾斜面と中間傾斜面との接続部で
素材の端面角部が固定されるとゝもに、中間傾斜面の角
度がマイナスの面にあっては、該中間傾斜面と前記傾斜
面とが交差する点(接続部)で素材の端面角部の移動が
拘束され、端面角部の固定がより確実となる。By performing the upsetting process using the forging punch, when the end face corner of the material is fixed at the connection between the inclined surface and the intermediate inclined surface, the intermediate inclined surface is fixed. When the angle is on the negative surface, the movement of the end face corner of the material is restricted at the point where the intermediate inclined plane intersects with the inclined face (connecting portion), and the end face corner is more securely fixed.
【0020】また、前記中間傾斜面の角度がプラスの面
にあっては、前記傾斜面と中間傾斜面が交差する点(接
続部)に働く応力が緩和され、パンチの寿命が向上す
る。なお、前記の鍛造用パンチはいづれも、パンチの先
端部中央付近は成形する鍛造製品に合わせて任意の形状
にすることが可能である。Further, when the angle of the intermediate inclined surface is a plus surface, the stress applied to the point (connection portion) where the inclined surface and the intermediate inclined surface intersect is alleviated, and the life of the punch is improved. In any of the forging punches described above, the vicinity of the center of the tip of the punch can be formed into an arbitrary shape in accordance with the forged product to be formed.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る鍛造用パンチ
を、図1乃至図4に示す実施形態により詳細に説明する
と、本発明は、必要重量に切断された素材(以下、切断
素材という)に据込み加工を実施する際に使用する鍛造
用パンチの先端部構造に特徴がある。すなわち、本発明
に係る鍛造用パンチの先端部構造は、図1に示すよう
に、外周側に形成したパンチ軸心Lに対して直交する垂
直な平面Aと、パンチ中央部に向かって凸状の傾斜を持
った傾斜面Bを有しており、この傾斜面Bと前記垂直な
平面Aとのなす角度が30°としたものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a forging punch according to the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in FIGS. 1 to 4. According to the present invention, a material cut to a required weight (hereinafter referred to as a cut material) will be described. ) Is characterized by the structure of the tip of the forging punch used when upsetting is performed. That is, as shown in FIG. 1, the tip structure of the forging punch according to the present invention has a vertical plane A perpendicular to the punch axis L formed on the outer peripheral side and a convex shape toward the center of the punch. And the angle between the inclined plane B and the vertical plane A is 30 °.
【0022】そして、本発明の第1実施形態に係る切断
素材の鍛造用パンチP1は、図2に示すように、外周側
に形成したパンチ軸心Lに対して直交する垂直な平面A
と、パンチ軸心Lに対して直交するこの垂直な平面Aか
ら続いて、パンチ中央部に向かって凸状の傾斜を持った
傾斜面Bとの二つの面A,Bから構成されており、該傾
斜面Bの前記垂直な平面Aとの成す角度が30°とした
構造のものである。[0022] Then, the forging punch P 1 cutting material according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, perpendicular plane A perpendicular to the punch axis L formed on the outer peripheral side
And a plane B perpendicular to the axis L of the punch, followed by an inclined plane B having a convex slope toward the center of the punch. The angle between the inclined plane B and the vertical plane A is 30 °.
【0023】また、図3に示すものは本発明の第2実施
形態に係る鍛造用パンチで、このパンチP2は、外周側
に形成したパンチ軸心Lに対して直交する垂直な平面A
と、この垂直な平面Aから続いてプラス10°の角度を
持った中間傾斜面C、及びパンチ中央部に向かって凸状
の傾斜を持った傾斜面Bとの三つの面A,B,Cからそ
れぞれ構成されており、前記傾斜面Bの垂直な平面Aと
のなす角度が30°とした構造のものである。Further, in the forging punch in accordance with a second embodiment of the present invention as shown in FIG. 3, the punch P 2 is perpendicular plane A perpendicular to the punch axis L formed on the outer peripheral side
And three planes A, B, and C: an intermediate inclined plane C having an angle of plus 10 ° from the vertical plane A, and an inclined plane B having a convex inclination toward the center of the punch. And the angle between the inclined surface B and the vertical plane A is 30 °.
【0024】そして更に、図4に示すものは本発明の第
3実施形態に係る鍛造用パンチであり、このパンチP3
は、前記第2実施形態に係るパンチP2の前記中間傾斜
面Cに代えて、前記垂直な平面Aから続いてマイナス1
0°の角度を持った中間傾斜面Dとしたものであり、そ
の他の構成は前記第2実施形態に係るパンチP2と同じ
である。[0024] and further, as shown in FIG. 4 is a forging punch in accordance with a third embodiment of the present invention, the punch P 3
Replaces the intermediate inclined surface C of the punch P2 according to the second embodiment with a minus 1
0 ° is obtained by an intermediate inclined plane D having the angle of the other configuration is the same as the punch P 2 according to the second embodiment.
【0025】つぎに、本発明に係るパンチPと、図5に
示す金型を使用し、図6に示すような据込み加工を、ワ
ークが変形する過程を模式的に示した図7により説明す
る。金型は図5に示す構成であり、固定されたダイス3
Aおよびダイス内部を摺動するように組み込まれたノッ
クアウトピン4Aは、前記図10に示す従来技術と同様
である。また、パンチは前述の図2に示す第1実施形態
に係るパンチP1を使用し、加工のサイクルは従来技術
と同様なサイクルで加工される。Next, the upsetting as shown in FIG. 6 using the punch P according to the present invention and the mold shown in FIG. 5 will be described with reference to FIG. 7 which schematically shows the process of deforming the work. I do. The die has the configuration shown in FIG.
A and the knockout pin 4A incorporated so as to slide inside the die are the same as those in the prior art shown in FIG. Further, punch using a punch P 1 of the first embodiment shown in FIG. 2 described above, the processing cycle is processed in the prior art and similar cycles.
【0026】また、使用した鍛造装置は横型の多段圧造
機(フォーマー)で、金型材質はダイス3Aが超硬ニブ
をSKD6のケースに二重焼き嵌めしたもの、ノックア
ウトピン4AおよびパンチP1はともにSKH51を適
用している。被加工材(ワーク)としては、球状化焼鈍
した高炭素クロム軸受鋼の表面に燐酸亜鉛皮膜処理した
コイルを鍛造機に供給し、鍛造機内部で連続的にせん断
したものを使用した。Further, in use the forging apparatus horizontal multistage heading machine (former), one mold material is that die 3A is fitted double baked carbide nib SKD6 case, knock-out pins 4A and the punch P 1 is In both cases, SKH51 is applied. As a work material (work), a coil obtained by supplying a coil obtained by treating a surface of a spheroidized annealed high carbon chromium bearing steel with a zinc phosphate film to a forging machine and continuously shearing the inside of the forging machine was used.
【0027】このような金型構成で、図6(a)に示す
切断素材Wに据込み加工を実施することにより、据込み
後のワークFは同図(b)に示す形状となり、また変形
状態が特徴的なものとなる。そこで、この変形状態につ
いて図7で説明すると、ダイス3A内に挿入され、変形
が開始する直前の切断素材Wは同図の(a)の状態とな
っている。By upsetting the cut blank W shown in FIG. 6A with such a mold configuration, the work F after the upsetting has the shape shown in FIG. The state becomes characteristic. To explain this deformation state with reference to FIG. 7, the cut material W inserted into the die 3A and immediately before the deformation starts is in the state of FIG.
【0028】そして、図7(a)に示す状態からパンチ
P1が前進すると、同図(b)の状態となり、順次パン
チが前進するにつれて、切断素材Wは同図(c),
(d),(e),(f)へとそれぞれ変形する。なお、
同図(f)はパンチP1の前進が終了し停止した状態
(前死点)で、据込み加工及び切断素材Wの変形が終了
し、据込み後のワークFとなった状態である。[0028] Then, when the punch P 1 from the state shown in FIG. 7 (a) advances, a state of FIG. (B), as sequentially punch is advanced, the cutting material W is drawing (c),
(D), (e), and (f), respectively. In addition,
FIG (f) is in a state of advancement of the punch P 1 is completed stopped (before top dead center), and ends the deformation of upsetting and cutting material W, a condition that the workpiece F after inclusive据.
【0029】図7(b)では、パンチP1の先端の傾斜
面Bが切断素材Wの端面Waに食い込んだ状態である。
このとき、切断素材Wの径は若干拡大されるが、長さの
変形は殆どない。このため、本発明に係るパンチP1の
前記傾斜面Bの径dは切断素材Wの径より大きくしてい
る。[0029] In FIG. 7 (b), the inclined surface B of the tip of the punch P 1 is a state in which bite into the end surface Wa of the cutting material W.
At this time, the diameter of the cut material W is slightly enlarged, but the length is hardly deformed. Therefore, the diameter d of the inclined surface B of the punch P 1 according to the present invention is larger than the diameter of the cutting material W.
【0030】つぎに、パンチP1がさらに前進すると、
切断素材Wの端面全体が前記傾斜面Bと接し、切断素材
Wの端面角部Wbは、パンチP1の傾斜面Bとパンチの
進行方向(パンチ軸心L方向)に対して直交する垂直な
平面Aとの接続部R1で固定される。これが同図(c)
の状態である。その後、パンチP1がさらに進んだ変形
状態(d),(e)では切断素材Wの外径面が端面側に
回り込み、パンチP1と接触するように加工されてい
く。[0030] Next, when the punch P 1 is further advanced,
Entire end face of the cutting material W is in contact with the inclined surface B, the end surface corner portions Wb of the cutting material W is perpendicular perpendicular to the inclined surface B and the traveling direction of the punch of the punch P 1 (punch axis L direction) It is fixed by the connecting portion R 1 of the plane a. This is shown in FIG.
It is a state of. Thereafter, the deformed state advanced punch P 1 is further (d), the outer diameter surface of the (e) in the cutting material W wraparound the end face side, it will be processed in contact with the punch P 1.
【0031】上記のような加工状態であるから、切断素
材Wの端面Waはほとんど径が拡大することなく据込み
加工が継続され、また据込み後のワークFのパンチ側端
面外周部Fbには欠陥のない切断素材の外径面が位置す
ることになり、健全な状態で終了し、同図(f)に示す
状態、すなわち、図6(b)に示すように、据込み後の
ワークFの内部のファイバーフローは全体的にワーク外
周面に対して平行でなく、ワーク内部を中心としたほゞ
同心円弧状となる。Since the machining state is as described above, the upsetting process is continued without increasing the diameter of the end surface Wa of the cut material W, and the punch side end surface outer peripheral portion Fb of the work F after the upsetting is formed on the end surface Wa. The outer diameter surface of the cut material having no defect is located, and the process ends in a healthy state. As shown in FIG. 6F, that is, as shown in FIG. The fiber flow inside is not generally parallel to the outer peripheral surface of the work, but is substantially concentric with the inside of the work as a center.
【0032】従来技術で、据込み後のワークの端面角部
に割れが発生するのは切断素材の端面が拡大しすぎるか
らであり、本発明では端面の拡大が殆どない。したがっ
て、従来技術では使用できなかったL/D(径Dに対す
る長さLの比)の大きな切断素材、つまり切断素材と据
込み後のワーク径との差が大きく、据込み率が大きい加
工工程であっても、本発明によるパンチを使用すれば可
能となる。In the prior art, cracks are generated at the corners of the end face of the work after the upsetting because the end face of the cut material is too large, and the present invention hardly enlarges the end face. Therefore, a cutting material having a large L / D (the ratio of the length L to the diameter D) that cannot be used in the prior art, that is, a large difference between the cutting material and the work diameter after the upsetting, and a machining process with a large upsetting ratio However, this can be achieved by using the punch according to the present invention.
【0033】つぎに、図3に示す第2実施形態に係るパ
ンチP2及び図4に示す第3実施形態に係るパンチP3
を使用し、その据込み加工によるワークの変形状態を説
明する。先ず、パンチP2にあっては、図7の(c)の
状態において、切断素材Wの端面角部Wbが傾斜面Bと
中間傾斜面Cとの接続部R2で固定される。その後、パ
ンチP2がさらに進んだ変形状態(d),(e)では切
断素材Wの外径面が端面側に回り込み、パンチP2と接
触するように加工されていく。Next, the punch P 3 of the third embodiment shown in punch P 2 and 4 according to the second embodiment shown in FIG. 3
And the deformation state of the work due to the upsetting will be described. First, in the punch P 2, in the state of (c) in FIG. 7, the end surface corner portions Wb of the cutting material W is fixed by the inclined surface B and the connecting portion R 2 of the intermediate inclined surface C. Thereafter, the deformation state of more advanced punch P 2 (d), the outer diameter surface of the (e) in the cutting material W wraparound the end face side, it will be processed in contact with the punch P 2.
【0034】したがって、このパンチP2を使用しても
前記第1実施形態に係るパンチP1を使用した場合と同
様の結果が得られるが、第2実施形態に係るパンチP2
では傾斜面Bと中間傾斜面Cとの接続部R2に働く応力
が緩和されるので、第1実施形態に係るパンチP1より
もパンチの寿命が向上する。しかし、中間傾斜面Cにプ
ラス10°を越える角度を設定すると、切断素材Wの端
面角部Wbの移動を抑える働きがなくなるので、垂直な
平面Aから続いて形成した中間傾斜面Cの角度はプラス
10°より小さくした。[0034] Thus, the punch P 2 Similar results as in the case of using a punch P 1 according to the Use of this punch P 2 first embodiment can be obtained, according to the second embodiment
In the stress acting on the connecting portion R 2 of the inclined surface B and the intermediate inclined surface C is alleviated, the life of the punch is improved than the punch P 1 of the first embodiment. However, if an angle exceeding 10 ° is set for the intermediate inclined surface C, the function of suppressing the movement of the end face corner Wb of the cutting material W is lost, so that the angle of the intermediate inclined surface C formed continuously from the vertical plane A is It was smaller than plus 10 °.
【0035】つぎに、図4に示す第3実施形態に係るパ
ンチP3を使用した場合の作用について説明すると、図
7(c)の状態において、切断素材Wの端面角部Wbが
傾斜面Bと中間傾斜面Dとの接続部R3で固定される。
この接続部R3は断面V字状の環状溝構造となっている
ため、切断素材Wの端面角部WbがこのV字状の環状溝
内に係合して端面角部Wbの移動を抑える働きが強くな
り、変形状態(d)および(e)での切断素材Wの外径
面が端面側に回り込む変形を容易にする、といった効果
がある。Next, the effects will be described when using a punch P 3 of the third embodiment shown in FIG. 4, in the state of FIG. 7 (c), the end surface corner portions Wb of the cutting material W is the inclined surface B and it is fixed at the connection R 3 of the intermediate inclined surface D.
The connecting portion R 3 because it has a V-shaped annular groove structure, the end surface corner portions Wb of the cutting material W is suppressed movement of the end surface corner portions Wb engages into the annular groove of the V-shaped The function is enhanced, and there is an effect that the outer diameter surface of the cutting material W in the deformed states (d) and (e) is easily deformed to go to the end face side.
【0036】しかし、中間傾斜面Dの平面Aとの成す角
度がマイナス10°を越えるマイナス側に大きく設定す
ると、傾斜面Bと中間傾斜面Dとの接続部R3に作用す
る応力が大きくなり、パンチ寿命の点で不利となる。し
たがって、垂直な平面Aから続いて形成した中間傾斜面
Dの角度はマイナス10°より小さくした。[0036] However, when the angle between the plane A of the intermediate inclined surface D is larger on the minus side exceeding minus 10 °, the stress acting on the connecting portion R 3 of the inclined surface B and the intermediate inclined surface D is increased Disadvantageous in terms of punch life. Therefore, the angle of the intermediate inclined surface D formed continuously from the vertical plane A was smaller than -10 °.
【0037】以上のべたように、本発明に係る鍛造用パ
ンチは、前記第1乃至第3実施形態P1,P2,P3の
いずれのものであっても、本発明の目的を達成すること
ができるとゝもに、更に、本発明に係るパンチにより加
工した据込み後のワークFの内部のファイバーフローに
も特徴あるものとなる。すなわち、図6(b)に模式的
に示すように、据込み後のワークFの内部のファイバー
フローはワーク外周面に対して平行でなく、ワーク内部
を中心としたほゞ同心円弧状となる。As described above, the object of the present invention is achieved by the forging punch according to the present invention regardless of any one of the first to third embodiments P 1 , P 2 , and P 3. While being able to do so, the fiber flow inside the work F after being machined by the punch according to the present invention is further characterized. That is, as schematically shown in FIG. 6B, the fiber flow inside the work F after the upsetting is not parallel to the outer peripheral surface of the work, but becomes a substantially concentric arc centered on the inside of the work.
【0038】この据込み後のワークFを、図8に一例と
して示すような鍛造工程(c)および(d)を経て製品
Hとした場合、同図(e)に模式的に示すように、この
製品Hの内部のファイバーフローは全体的にほゞ円弧状
のままとなるとゝもに、端面のファイバーフローも製品
Hの内部を中心としたほゞ同心円弧状となり、鍛造方向
と直交する方向の応力に対して強度が優れたものとな
る。When the workpiece F after the upsetting is made into a product H through forging steps (c) and (d) as shown in FIG. 8 as an example, as shown in FIG. While the fiber flow inside the product H remains substantially arcuate as a whole, the fiber flow on the end face also becomes substantially concentric arcuate centering on the inside of the product H, and is in a direction orthogonal to the forging direction. Excellent strength against stress.
【0039】[0039]
【実施例】実施例として、球状化焼鈍した高炭素クロム
軸受鋼の表面に燐酸亜鉛潤滑皮膜処理した直径15.2
mmのコイルを多段圧造機に供し、本発明に係るパンチ
及び従来技術のパンチを使用して据込み加工したときの
結果を表1に示す。なお、本発明,従来技術とも、金型
材質および素材の条件は発明の実施の形態で述べたもの
と同様である。また、据込み率、切断L/Dの加工条件
は本発明,従来技術とも同一とした。EXAMPLES As an example, the surface of a spheroidized annealed high carbon chromium bearing steel was treated with a zinc phosphate lubricating film to have a diameter of 15.2.
Table 1 shows the results when the mm-coil was supplied to a multi-stage forging machine and was upset using the punch according to the present invention and the conventional punch. In both the present invention and the prior art, the mold material and material conditions are the same as those described in the embodiment of the invention. In addition, the working conditions of the upsetting ratio and the cutting L / D were the same in the present invention and the prior art.
【0040】[0040]
【表 1】 [Table 1]
【0041】[0041]
【発明の効果】本発明は上記のような構成であるから、
据込み率が大きい加工においても素材の延性限界による
端面外周部の割れの発生を防止することができ、鍛造終
了後の製品の端面品質の向上を図ることができるとゝも
に、後加工に要するコストの低減を図ることができる。
更に、据込み後のワーク内部のファイバーフローは、ワ
ークの外周面に対してワーク内部を中心としたほゞ同心
円弧状となるため、鍛造工程を経て製品となった場合で
も全体的に製品内部を中心としたほゞ同心円弧状のまま
となり、鍛造方向と直交する方向の応力に対する強度が
大きな製品が得られる、といった諸効果がある。Since the present invention has the above configuration,
Even in processing with a large upsetting ratio, it is possible to prevent the occurrence of cracks at the outer peripheral portion of the end face due to the limit of ductility of the material, and it is possible to improve the end face quality of the product after completion of forging. The required cost can be reduced.
Furthermore, since the fiber flow inside the work after upsetting is almost concentric with the outer peripheral surface of the work centering on the inside of the work, even if the product is made through the forging process, the inside of the product is totally There are various effects such that a product having a large strength against stress in a direction perpendicular to the forging direction can be obtained, since the center remains substantially concentric arc shape.
【図1】本発明に係る鍛造用パンチの先端部の正面図で
ある。FIG. 1 is a front view of a tip portion of a forging punch according to the present invention.
【図2】第1実施形態に係る同パンチの拡大断面部分図
である。FIG. 2 is an enlarged sectional partial view of the same punch according to the first embodiment.
【図3】第2実施形態に係る同パンチの拡大断面部分図
である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional partial view of the punch according to the second embodiment.
【図4】第3実施形態に係る同パンチの拡大断面部分図
である。FIG. 4 is an enlarged sectional partial view of the same punch according to a third embodiment.
【図5】金型の構成を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a configuration of a mold.
【図6】切断素材と据込み後のワークのファイバーフロ
ーを示す模式図である。FIG. 6 is a schematic view showing a fiber flow of a cut material and a work after upsetting.
【図7】切断素材の変形状態を示す加工工程説明図であ
る。FIG. 7 is an explanatory diagram of a processing step showing a deformed state of a cut material.
【図8】鍛造工程図である。FIG. 8 is a drawing showing a forging process.
【図9】従来の鍛造用パンチの先端部の半部断面図であ
る。FIG. 9 is a half sectional view of the tip of a conventional forging punch.
【図10】従来技術の金型構成を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a conventional mold configuration.
【図11】従来の切断素材と据込み後のワークのファイ
バーフローを示す模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing a conventional cutting material and a fiber flow of a work after upsetting.
【図12】従来のパンチによる切断素材の変形状態を示
す加工工程説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of a processing step showing a deformed state of a cutting material by a conventional punch.
【図13】従来の鍛造工程図である。FIG. 13 is a conventional forging process diagram.
P,P1,P2,P3 鍛造用パンチ L パンチ軸心 A 平面 B 傾斜面 C,D 中間傾斜面 R0,R1,R2,R3 接続部 W 切断素材 Wa 切断素材のパンチ側端面 Wb 切断素材のパンチ側端面角部 F 据込み後のワーク Fb 据込み後のワークのパンチ側端面外周部 P, P 1, P 2, P 3 forging punch L punch axis A plane B inclined surface C, D intermediate inclined surface R 0, R 1, R 2 , R 3 connecting portion W cut material Wa cutting punch side material End face Wb Corner of punch-side end face of cut material F Work after upsetting Fb Outer circumference of punch-side end face of work after upsetting
Claims (3)
あって、前記切断素材の端面角部を拘束してパンチ側端
面の拡径を抑え、外径面を端面側に回り込ませ乍ら据込
むことを特徴とする切断素材の鍛造方法。1. A method for swaging a cut material with a forging punch, wherein a corner of an end surface of the cut material is restrained to suppress an increase in diameter of an end surface on a punch side, and an outer diameter surface is wrapped around the end surface. A forging method for a cut material, which is characterized by being swaged.
を有し、該平面から続いてパンチ中央部に向かって凸状
の傾斜を持った傾斜面で先端部が構成され、該傾斜面の
前記平面とのなす角度が30°以下としたことを特徴と
する請求項1記載の切断素材の鍛造方法で使用する鍛造
用パンチ。2. An outer peripheral side has a plane perpendicular to the punch axis direction, and the tip portion is constituted by an inclined surface having a convex slope continuing from the plane toward the center of the punch. 2. The forging punch used in the method for forging a cutting material according to claim 1, wherein an angle between the forging punch and the plane is 30 ° or less.
を有し、該平面から続いて+10°〜−10°の角度を
持った中間傾斜面、およびパンチ中央部に向かって凸状
の傾斜を持った傾斜面で先端部が構成され、該傾斜面の
前記平面とのなす角度が30°以下としたことを特徴と
する請求項1記載の切断素材の鍛造方法で使用する鍛造
用パンチ。3. An outer peripheral side has a plane orthogonal to the punch axis direction, an intermediate inclined surface having an angle of + 10 ° to −10 ° from the plane, and a convex shape toward the center of the punch. 2. A forging punch for use in a method for forging a cutting material according to claim 1, wherein the tip portion is formed by an inclined surface having an inclination, and an angle between the inclined surface and the plane is 30 ° or less. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001171274A JP2002361355A (en) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | Forging method and forging punch for cut material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002361355A true JP2002361355A (en) | 2002-12-17 |
Family
ID=19013068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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|---|---|
| JP (1) | JP2002361355A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102319855A (en) * | 2011-08-27 | 2012-01-18 | 江阴振宏重型锻造有限公司 | Method for forging thick-walled ring-shaped parts |
-
2001
- 2001-06-06 JP JP2001171274A patent/JP2002361355A/en active Pending
Cited By (1)
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