ワーク鍛造方法
【課題】鍛造装置が小型化でき、ノックアウトストロークを短くすることができるワークの鍛造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】トライ工程で、棒状ワーク２３の上方突出長さＬと押力Ｆの相関関係を見出し、量産工程で、上型パンチ２４の押力Ｆを、相関に当てはめて部分型３６の上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの長さＬを決定し、量産に供する棒状ワーク２３の上方突出長さＬが、前工程で得られた部分型３６の上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの長さＬに適合する部分型３６を選択し、選択された部分型３６を用いて鍛造を実施する。
【効果】ワークが長尺であっても、ワークの上端が部分型の上面に対して所望の高さ上回るだけなので、上型パンチを下げて鍛造を実施しても材料が下型からこぼれることなく鍔部が形成される。
【解決手段】トライ工程で、棒状ワーク２３の上方突出長さＬと押力Ｆの相関関係を見出し、量産工程で、上型パンチ２４の押力Ｆを、相関に当てはめて部分型３６の上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの長さＬを決定し、量産に供する棒状ワーク２３の上方突出長さＬが、前工程で得られた部分型３６の上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの長さＬに適合する部分型３６を選択し、選択された部分型３６を用いて鍛造を実施する。
【効果】ワークが長尺であっても、ワークの上端が部分型の上面に対して所望の高さ上回るだけなので、上型パンチを下げて鍛造を実施しても材料が下型からこぼれることなく鍔部が形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、棒状ワークを出発材料として、柱部の端部に鍔部を有する成形品を得るワークの鍛造方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
棒状ワークを下型にセットし、上型パンチを下降させることで棒状ワークを押して成形品を得る鍛造方法が知られている（例えば、特許文献１（図２）参照。）。
【０００３】
この特許文献１の技術を図面に基づいて以下に説明する。
図９に示すように、ダイセット１０１にクランププレート１０２を介して上型１０３が取付けられ、ダイセット１０４にクランププレート１０５を介して下型１０６が取付けられている。
【０００４】
上型１０３内にノックアウトピン１０７が昇降自在に設けられ、下型１０６内にノックアウトピン１０８が昇降自在に設けられている。
ノックアウトピン１０７で上型１０３から棒状ワーク１０９を突出して分離することができる。同様に、ノックアウトピン１０８で下型１０６から棒状ワーク１０９を突出して分離することができる。
【０００５】
下型１０６と上型１０３の間に棒状ワーク１０９をセットし、上型１０３を下降させることで棒状ワーク１０９が下型１０６に押されて成形品が得られる。
しかし、長尺の棒状ワーク１０９を成形するには、下型１０６を上下に長くする必要があり、鍛造装置が高さ方向に大きくなる。
【０００６】
また、成形後に棒状ワーク１０９をノックアウトする際、下型１０６が長いのでノックアウトストロークが長くなり、ノックアウトピン１０８に負荷が掛かる。すなわち、鍛造装置が小型化でき、ノックアウトストロークを短くすることができる棒状ワークの鍛造方法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１５３８８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、鍛造装置が小型化でき、ノックアウトストロークを短くすることができるワークの鍛造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、筒形キャビティ及びこの筒形キャビティの下端から先細り状に延びるテーパ状キャビティを有する下型に、前記筒形キャビティと同径の穴が開いている部分型を載せ、この部分型及び前記下型へワークを上から差し込み、このワークの上端を上型パンチで押して塑性変形させることで、柱部とこの柱部の一端から延びるテーパ部と前記柱部の他端に形成される鍔部とからなる成形品を得るワーク鍛造方法において、
このワーク鍛造方法は、量産に先立って実施するトライ工程と、量産鍛造を実施する量産工程と、からなり、前記トライ工程は、高さ寸法が異なる部分型を複数個準備する準備工程と、複数個から選択した部分型を前記下型に載せる部分型載せ工程と、前記部分型及び前記下型へ前記ワークを差し込むワークセット工程と、このワークの上方突出長さを知るために、前記部分型の上面から前記ワークの上端までの長さを計測する長さ計測工程と、得られる成形品での鍔部の高さ寸法が所定寸法範囲に収まるように、前記上型パンチの押力を段階的に変更しながら前記上型パンチを下げて成形品を得る試し鍛造工程と、このときの前記押力を記録すると共に、前記長さ情報を記録する記録工程と、前記部分型載せ工程、ワークセット工程、長さ計測工程、試し鍛造工程及び記録工程を、前記部分型を替えながら複数回実施して、複数個の前記長さ情報と複数個の前記押力情報を取得し、複数個の前記長さ情報と複数個の前記押力情報とから前記長さと前記押力との相関マップを作成する工程と、からなり、前記量産工程は、量産で設定する上型の押力を前記相関に当てはめて、前記部分型の上面から前記ワークの上端までの長さを決定する工程と、量産に供するワークの上方突出長さが、前工程で得られた前記部分型の上面から前記ワークの上端までの長さに適合する下型を選択する選択工程と、選択された部分型を用いて鍛造を実施する鍛造工程とからなる、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明では、ワークは、棒状ワークであることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明では、鍛造工程で実施する鍛造は、冷間鍛造であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明では、量産工程は、鍛造工程にて成形されたワークを下型から離間させるノックアウト工程を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明では、筒形キャビティ及びこの筒形キャビティの下端から先細り状に延びるテーパ状キャビティを有する下型に、筒形キャビティと同径の穴が開いている部分型を載せ、この部分型及び下型へワークを上から差し込み、このワークの上端を、上型パンチで押して塑性変形させることで、柱部とこの柱部の一端から延びるテーパ部と柱部の他端に形成される鍔部とからなる成形品を得るワーク鍛造装置に内蔵される電子記憶媒体に記憶され、当該ワーク鍛造装置の動作を制御するワーク鍛造動作プログラムであって、このワーク鍛造動作プログラムは、量産に先立って実施するトライ作業部プログラムを有し、トライ作業部プログラムは、複数個の部分型から１つを、選択し且つ下型に載せる部分型載せ部分と、部分型及び下型へワークを差し込むワークセット部分と、このワークの上方突出長さをワーク鍛造装置が認識するために、部分型の上面からワークの上端までの長さを計測する長さ計測部分と、得られる成形品での鍔部の高さ寸法が所定寸法範囲に収まるように、上型パンチの押力を段階的に変更しながら上型パンチを下げて成形品を得る試し鍛造部分と、試し鍛造部分を実行する際の押力情報と共に、長さ情報を電子記憶媒体に記録する記録部分と、部分型載せ部分、ワークセット部分、長さ計測部分、試し鍛造部分および記録部分を、部分型を替えながら複数回実行して、複数個の前記長さ情報と複数個の前記押力情報とから長さと押力との相関マップを作成する相関マップ作成部分と、からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明では、トライ工程で、棒状ワークの上方突出長さと押力との相関マップ作成し、量産工程で、上型の押力を、相関に当てはめて部分型の上面から棒状ワークの上端までの長さを決定し、量産に供する棒状ワークの上方突出長さが、前工程で得られた部分型の上面から棒状ワークの上端までの長さに適合する部分型を選択し、選択された部分型を用いて鍛造を実施する。ワークが長尺であっても、棒状ワークの上端が部分型の上面に対して所望の高さ上回るだけなので、上型パンチを下げて鍛造を実施しても材料が下型からこぼれることなく鍔部が形成される。鍔部の体積分だけ材料が鍔部にとられ、棒状ワークの柱部が短くなるので、下型を短くすることができる。結果、鍛造装置が小型化でき、ノックアウトストロークを短くすることができるワークの鍛造方法を提供することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明では、ワークは、棒状ワークである。長尺ワークの鍛造は、金型が長くなり鍛造装置全体も大型化する傾向にあるが、この点、本発明では比較的短い金型でも良く、鍛造装置全体の小型化を図ることができる。
【００１６】
請求項３に係る発明では、鍛造工程で実施する鍛造は、冷間鍛造である。冷間鍛造での長尺ワークの鍛造は、ワークが座屈し易いため、技術的に難しいと言われているが、この点、本発明では冷間鍛造であっても長尺ワークの鍛造を容易に実施することができる。
【００１７】
請求項４に係る発明では、量産工程は、鍛造工程にて成形された棒状ワークを下型から離間させるノックアウト工程を有する。下型を比較的短くすることができるので、ノックアウトのストロークを短くすることができ、サイクルタイムを小さくすることができる。
【００１８】
請求項５に係る発明では、ワーク鍛造動作プログラムは、量産に先立って実施するトライ作業部プログラムを有する。ワーク鍛造装置に、このようなワーク鍛造動作プログラムが記憶、実行されるので、量産に先立って実施するトライ作業が自動化されるから、相関マップを、人手を掛けずに作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る鍛造装置の正面図である。
【図２】上型パンチの作用を説明する図である。
【図３】ノックアウトピンの作用を説明する図である。
【図４】本発明に係るトライ工程のフローである。
【図５】長さと押力の相関マップである。
【図６】本発明に係る量産工程のフローである。
【図７】部分型の上面から棒状ワークの上端までの長さを決定する工程を説明する図である。
【図８】ノックアウトストロークを説明する図である。
【図９】従来の技術に係る鍛造装置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例】
【００２１】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、鍛造装置１０は、ベース１１と、このベース１１から上へ延びる柱１２と、この柱１２の上端から水平に延びる梁１３と、ベース１１に支持部材１４を介して載せられるロアプレート１５と、このロアプレート１５から上へ延びるガイドポスト１６と、このガイドポスト１６で案内されるアッパプレート１７と、梁１３に設けられアッパプレート１７を昇降する昇降シリンダ１８とからなる。
【００２２】
詳細には、昇降シリンダ１８から下へ延びるピストンロッド２１にアッパプレート１７が連結され、アッパプレート１７の下部にワークとしての棒状ワーク２３を押す上型パンチ２４が設けられている。上型パンチ２４は上型枠２５に支持され、この上型枠２５は第１のクランププレート２６に支持され、この第１のクランププレート２６は第１のボルト２７によってアッパプレート１７に固定されている。
なお、上型パンチ２４の下面２８は平面であるが、ワークの形状に合わせて下面としてのコア２８の形状を適宜変更しても差し支えない。
【００２３】
ロアプレート１５の上部に棒状ワーク２３を支持する下型３１が設けられている。この下型３１は下型枠３２に囲われ、この下型枠３２は第２のクランププレート３３に支持され、この第２のクランププレート３３は第２のボルト３４によってロアプレート１５に固定されている。下型３１及び下型枠３２の上部に穴３５が開いている部分型３６が載せられている。
【００２４】
下型３１は、筒形キャビティ３７及びこの筒形キャビティ３７の下端から先細り状に延びるテーパ状キャビティ３８を有し、筒形キャビティ３７とテーパ状キャビティ３８とでキャビティ４１が構成される。
なお、実施例において、テーパ状キャビティ３８は、テーパ部を２ヵ所有しているが、これに限定されず、１ヵ所、３ヵ所以上のテーパ部を有する形態でも差し支えない。
【００２５】
ベース１１に、ノックアウトピン４２によって棒状ワーク２３をノックアウトするノックアウト用シリンダ４３が設けられている。なお、図示しない６軸多関節ロボットが鍛造装置１０の近傍に配置され、この６軸多関節ロボットが棒状ワーク２３をキャビティ４１に差し込んでもかまわない。図示しない制御部が鍛造装置１０と図示しない６軸多関節ロボットとに接続されそれぞれ制御する。制御部には、鍛造装置１０と図示しない６軸多関節ロボットとの動作を制御するシーケンスプログラムが記憶され、更に鍛造に必要な種々のパラメータを記録および出力することができる電子記憶媒体も内蔵される。
【００２６】
以上の述べた鍛造装置１０の作用を次に述べる。
図２に示されるように、高さＭ（Ｍ１、Ｍ２、・・・、Ｍｎ）の異なる部分型３６を複数個準備する（準備工程）。図示しないオペレータ又は６軸ロボットが、複数個から選択した部分型３６を下型３１に載せる（部分型載せ工程）。オペレータ又は６軸ロボットは、部分型３６及び下型３１へ矢印（１）の向きに棒状ワーク２３を差し込む（ワークセット工程）。
【００２７】
棒状ワーク２３の上方突出長さＬ、すなわち部分型３６の上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの長さＬの情報を、オペレータ又は６軸ロボットは計測する（長さ計測工程）。なお、６軸多関節ロボットで計測する場合は、多関節ロボットは、光を照射して反射光を受光して長さを計測するレーザ変位計に持ち替えて長さＬを測定する。レーザ変位計は、鍛造装置１０と図示しない６軸多関節ロボットとを制御する制御部６２に接続されている。
昇降シリンダ１８を可動させ上型パンチ２４の押力Ｆを、段階的に変更しながら矢印（２）のように上型パンチ２４を下げて成形品を得る（試し鍛造工程）。このとき、速度計測器５３で上型パンチ２４の速度Ｖを計測し、ロードセル５４で上型パンチ２４の押力Ｆを計測し、速度Ｖ、押力Ｆ及び長さＬの情報を、制御部６２は記録する（記録工程）。速度計測器５３及びロードセル５４もまた制御部６２に接続される。
【００２８】
図３に示されるように、棒状ワーク２３は、キャビティ４１に押し込まれて塑性変形し、柱部５５とこの柱部５５の一端から延びるテーパ部５６と柱部５５の他端に形成される鍔部５７とからなる成形品となる。
【００２９】
制御部６２は上型パンチ２４を、矢印（３）のように上昇させる。そして、鍔部５７の高さＨ、すなわち部分型３６の上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの高さＨを、レーザ変位計を把持する６軸多関節ロボット又はオペレータが計測し、鍔部５７の横方向に広がった外径Ｄを計測する。
ノックアウト用シリンダ４３を可動させ、ノックアウトピン４２を矢印（４）のように上昇させることで、棒状ワーク２３はノックアウトされる。
【００３０】
次にトライ工程をフローで説明する。
図４に示されるように、ステップ（以下、ＳＴと記す。）０１で、高さ寸法の異なる部分型３６を複数個準備する（準備工程）。
ＳＴ０２で、複数個から選択した部分型３６を下型３１に載せる（部分型載せ工程）。
ＳＴ０３で、部分型３６及び下型３１へ棒状ワーク２３を差し込む（ワークセット工程）。
【００３１】
ＳＴ０４で、棒状ワーク２３の上方突出長さＬを計測する（長さ計測工程）。
ＳＴ０５で上型パンチ２４を下降させ、ＳＴ０６で鍛造を実施する（試し鍛造工程）。
ＳＴ０７で、押力Ｆを計測し、押力Ｆ、長さＬの情報を記録する（記録工程）。
ＳＴ０８で、上型パンチ２４が所定位置まで下がったか否かを判定し、下がっている場合はＳＴ０９に進み、下がっていない場合はＳＴ０５に戻る。
【００３２】
ＳＴ０９で棒状ワーク２３の上部が鍔状となり、ＳＴ１０で上型パンチ２４を上昇させる。
ＳＴ１１で、鍔部５７の下面が部分型３６（下型）の上面に当たっているか判定し、当たっている場合はＳＴ１２に進み、当たっていない場合はＳＴ１６に進む。
【００３３】
ＳＴ１２で、部分型３６（下型）の上面から鍔部５７の上面までの高さＨを計測する。
ＳＴ１３で、Ｈが１０ｍｍ以上か否かを判定し、Ｈが１０ｍｍ以上の場合はＳＴ１４に進み、Ｈが１０ｍｍ未満の場合はＳＴ１６に進む。
ＳＴ１４で、Ｈが３０ｍｍ以下か否かを判定し、Ｈが３０ｍｍ以下の場合はＳＴ１５に進み、Ｈが３０ｍｍより大きい場合はＳＴ１８に進む。
【００３４】
ＳＴ１５で、部分型載せ工程、ワークセット工程、長さ計測工程、試し鍛造工程及び記録工程を部分型を替えながら複数回実施し、複数個の長さＬと複数個の押力Ｆの情報から長さＬと押力Ｆの相関を見出し相関マップを作成する（長さと押力の相関を見出す工程）。なお、長さＬと押力Ｆの相関だけでなく、長さＬと上型パンチ２４の速度Ｖとの相関や、長さＬ、押力Ｆ及び速度Ｖの相関を見出し相関マップを作成しても差し支えない。
【００３５】
また、ＳＴ１６で棒状ワーク２３を撤去し、ＳＴ１７で上型パンチ２４の押力Ｆを大きく設定し、ＳＴ０３へ進む。
また、ＳＴ１８で棒状ワーク２３を撤去し、ＳＴ１９で部分型３６（下型）の上面を高く設定したものを選択し、ＳＴ０２へ進む。
【００３６】
次に長さＬと押力Ｆの相関マップの作成について説明する。
図５（ａ）に示されるように、横軸に押力Ｆ、縦軸にワークの上方突出長さＬをとる。制御部（図３、符号５７）に内蔵される電子記憶媒体から採取されたパラメータを出力する。
相関マップの作成は、制御部６２で行われるか、鍛造装置１０の制御部６２に接続される図示しない上位コンピュータで行われるかどちらでもかまわない。
鍔部（図３、符号５７）の高さＨが１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下の合格範囲にある場合の押力Ｆ、長さＬに対応する点を、制御部６２又は上位コンピュータの仮想空間上に複数プロットする。
制御部６２又は上位コンピュータの仮想空間上で作成された相関マップは、制御部６２又は上位コンピュータに内蔵される電子記憶媒体に送信されて記憶される。
（ｂ）に示されるように、（ａ）でプロットした点を滑らかに結ぶ。得られた曲線から長さＬと押力Ｆの相関が見出され、長さＬと押力Ｆの相関マップが作成される。
【００３７】
次に量産工程をフローで説明する。
図６に示されるように、ＳＴ２０で、量産で使用する鍛造装置に応じて設定する押力Ｆを決定する。
ＳＴ２１で、押力Ｆを相関マップに当てはめて、部分型３６の上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの長さＬ０（ワーク突出長さＬ０）を決定する（長さを決定する工程）。量産に供する棒状ワーク２３の上方突出長さＬ０が、長さを決定する工程で得られた部分型３６の上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの長さに適合する部分型３６を選択する（選択工程）。
【００３８】
ＳＴ２２で、上型パンチ２４を下降させて鍛造を実施する（鍛造工程）。
ＳＴ２３で上型パンチ２４を上昇させ、ＳＴ２４でノックアウトピン４２を上昇させ、棒状ワーク２３を取り出す。
【００３９】
次に棒状ワーク２３の上方突出長さＬ０について説明する。
図７（ａ）に示されるように、長さＬと押力Ｆの相関マップから、棒状ワーク２３の上方突出長さＬ０を決定する。
（ｂ）に示されるように、部分型３６がない状態において、棒状ワーク２３を下型に差し込んだ際の、下型３１の上面５８から棒状ワーク２３の上端５２までの長さＬ１１を計測する。
【００４０】
（ｃ）に示されるように、部分型３６を下型３１に載せた際、部分型３６の上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの長さがＬ０となるような厚さの部分型３６を選択する。部分型３６の厚さは、（Ｌ１１−Ｌ０）となる。
（ｄ）に示されるように、下型３１に部分型３６を載せると、部分型３６の上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの長さはＬ０となる。
なお、量産の下型は、前記下型３１の部分型３６が載せられたものが一体となってキャビティ４１を同様の形状をしたキャビティが形成されたものであってもよい。すなわち、その場合も上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの長さはやはりＬ０となる。
【００４１】
次にノックアウトのストロークについて説明する。
図８（ａ）は比較例に係る鍛造装置１２０であり、棒状ワーク１２１は下型１２２に差し込まれている。棒状ワーク１２１の上端１２３は、下型１２２の上面１２４よりも低い位置にある。昇降シリンダ１２５を作動させ上型パンチ１２６を下降させ、鍛造を実施する。
【００４２】
すると、想像線で示す上型パンチ１２６の位置まで、上型パンチ１２６は下降する。上型パンチ１２６のコアロッド１２７は、棒状ワーク１２１の上端１２３から想像線で示すコアロッド１２７の下端１２８までの長さＳ１で負荷を受ける。すなわち、負荷を受けるストロークはＳ１となる。
また、棒状ワーク１２１の鍛造後、棒状ワーク１２１がキャビティ１２９内に完全に入っているため、棒状ワーク１２１を取り出す際のノックアウトピン１３０のストロークＳ２は長くなる。
【００４３】
図８（ｂ）は実施例に係る鍛造装置１０であり、鍛造時、想像線で示す上型パンチ２４の位置まで、上型パンチ２４は下降する。鍛造時、上型パンチ２４は、棒状ワーク２３の上端５２から想像線で示す上型パンチ２４の下面６１までの長さＳ３で負荷を受ける。すなわち、負荷を受けるストロークはＳ２となる。
【００４４】
Ｓ１＞Ｓ３であるため、比較例に比べて実施例は、上型パンチ２４及び下型３１に掛かる負荷が小さい。また、棒状ワーク２３の鍛造後、棒状ワーク２３がキャビティ４１内に入っている部分が比較例に比べて短いので、棒状ワーク２３を取り出す際のノックアウトピン４２のストロークＳ４が短くなる。結果、ノックアウトピン４２の負荷も小さくなる。なお、ノックアウトのストロークはＳ４以下であってもよい。
【００４５】
以上に述べた鍛造装置１０の作用効果を以下に記載する。
上記の図１に示されるように、筒形キャビティ３７及びこの筒形キャビティ３７の下端から先細り状に延びるテーパ状キャビティ３８を有する下型３１に、筒形キャビティ３７と同径の穴３５が開いている部分型３６を載せ、この部分型３６及び下型３１へワーク２３を上から差し込み、このワーク２３の上端５２を上型パンチ２４で押して塑性変形させることで、図３に示される柱部５５とこの柱部５５の一端から延びるテーパ部５６と柱部５５の他端に形成される鍔部５７とからなる成形品を得るワーク鍛造方法において、このワーク鍛造方法は、量産に先立って実施するトライ工程と、量産鍛造を実施する量産工程と、からなり、トライ工程は、高さ寸法が異なる部分型３６を複数個準備する準備工程と、複数個から選択した部分型３６を下型３１に載せる部分型載せ工程と、部分型３６及び下型３１へワーク２３を差し込むワークセット工程と、このワーク２３の上方突出長さを知るために、部分型３６の上面５１からワーク２３の上端５２までの長さを計測する長さ計測工程と、得られる成形品での鍔部５７の高さ寸法が所定寸法範囲に収まるように、上型パンチ２４の押力を段階的に変更しながら上型パンチ２４を下げて成形品を得る試し鍛造工程と、このときの押力を記録すると共に、長さ情報を記録する記録工程と、部分型載せ工程、ワークセット工程、長さ計測工程、試し鍛造工程及び記録工程を、部分型３６を替えながら複数回実施して、複数個の長さ情報と複数個の押力情報を取得し、複数個の長さ情報と複数個の押力情報とから長さと押力との相関マップを作成する工程と、からなり、量産工程は、量産で設定する上型パンチ２４の押力を相関に当てはめて、部分型３６の上面からワーク２３の上端までの長さを決定する工程と、量産に供するワーク２３の上方突出長さが、前工程で得られた部分型３６の上面５１からワーク２３の上端５２までの長さに適合する下型３１を選択する選択工程と、選択された部分型３６を用いて鍛造を実施する鍛造工程とからなる。
【００４６】
この工程により、ワーク２３が長尺であっても、ワーク２３の上端５２が部分型３６の上面５１に対して所望の高さ上回るだけなので、上型パンチ２４を下げて鍛造を実施しても材料が下型３１からこぼれることなく鍔部５７が形成される。鍔部５７の体積分だけ材料が鍔部５７にとられ、ワーク２３の柱部５５が短くなるので、下型３１を短くすることができる。結果、鍛造装置１０が小型化でき、ノックアウトストロークを短くすることができるワークの鍛造方法を提供することができる。
【００４７】
上記の図１に示されるように、ワーク２３は、棒状ワークである。
この構成により、長尺ワークの鍛造は、金型３１が長くなり鍛造装置１０全体も大型化する傾向にあるが、この点、本発明では比較的短い金型３１でも良く、鍛造装置１０全体の小型化を図ることができる。
【００４８】
上記の図２に示されるように、鍛造工程で実施する鍛造は、冷間鍛造である。
この工程により、冷間鍛造での長尺ワークの鍛造は、ワーク２３が座屈し易いため、技術的に難しいと言われているが、この点、本発明では冷間鍛造であっても長尺ワークの鍛造を容易に実施することができる。
【００４９】
上記の図３に示されるように、量産工程は、鍛造工程にて成形された棒状ワーク２３を下型３１から離間させるノックアウト工程を有する。
この工程により、下型３１を比較的短くすることができるので、ノックアウトのストロークを短くすることができ、サイクルタイムを小さくすることができる。
【００５０】
上記の図２、図３に示されるように、筒形キャビティ３７及びこの筒形キャビティ３７の下端から先細り状に延びるテーパ状キャビティ３８を有する下型３１に、筒形キャビティ３７と同径の穴３５が開いている部分型３６を載せ、この部分型３６及び下型３１へワーク２３を上から差し込み、このワーク２３の上端を、上型パンチ２４で押して塑性変形させることで、柱部５５とこの柱部５５の一端から延びるテーパ部５６と柱部５５の他端に形成される鍔部５７とからなる成形品を得るワーク鍛造装置１０に内蔵される電子記憶媒体に記憶され、当該ワーク鍛造装置１０の動作を制御するワーク鍛造動作プログラムであって、このワーク鍛造動作プログラムは、量産に先立って実施するトライ作業部プログラムを有し、トライ作業部プログラムは、複数個の部分型３６から１つを、選択し且つ下型３１に載せる部分型載せ部分と、部分型３６及び下型３１へワーク２３を差し込むワークセット部分と、このワーク２３の上方突出長さＬをワーク鍛造装置１０が認識するために、部分型３６の上面５１からワーク２３の上端５２までの長さを計測する長さ計測部分と、得られる成形品での鍔部５７の高さ寸法が所定寸法範囲に収まるように、上型パンチ２４の押力を段階的に変更しながら上型パンチ２４を下げて成形品を得る試し鍛造部分と、試し鍛造部分を実行する際の押力情報と共に、長さ情報を電子記憶媒体に記録する記録部分と、部分型載せ部分、ワークセット部分、長さ計測部分、試し鍛造部分および記録部分を、部分型３６を替えながら複数回実行して、複数個の前記長さ情報と複数個の押力情報とから長さと押力との相関マップを作成する相関マップ作成部分と、からなる。
【００５１】
この構成により、ワーク鍛造動作プログラムは、量産に先立って実施するトライ作業部プログラムを有する。ワーク鍛造装置１０に、このようなワーク鍛造動作プログラムが記憶、実行されるので、量産に先立って実施するトライ作業が自動化されるから、相関マップを、人手を掛けずに作成することができる。
【００５２】
尚、本発明に係る棒状ワークの鍛造方法は、実施の形態ではビレットを円柱状の長尺ワークとして適用したが、ビレットは円柱部とテーパ部とからなる長尺ワークに適用可能であり、一般の長尺ワークに適用することは差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明のワークの鍛造方法は、軸付円盤部品に好適である。
【符号の説明】
【００５４】
１０…鍛造装置、２３…ワーク（棒状ワーク）、２４…上型パンチ、３１…下型、３５…部分型の穴、３６…部分型、３７…筒形キャビティ、３８…テーパ状キャビティ、４１…キャビティ、４２…ノックアウトピン、５１…部分型の上面、５２…棒状ワークの上端、５５…柱部、５６…テーパ部、５７…鍔部、６２…制御部、Ｌ…部分型の上面から棒状ワークの上端までの長さ（上方突出長さ）、Ｍ…部分型の高さ、Ｈ…鍔部の高さ、Ｄ…鍔部の径、Ｆ…押力、Ｖ…上型の速度。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、棒状ワークを出発材料として、柱部の端部に鍔部を有する成形品を得るワークの鍛造方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
棒状ワークを下型にセットし、上型パンチを下降させることで棒状ワークを押して成形品を得る鍛造方法が知られている（例えば、特許文献１（図２）参照。）。
【０００３】
この特許文献１の技術を図面に基づいて以下に説明する。
図９に示すように、ダイセット１０１にクランププレート１０２を介して上型１０３が取付けられ、ダイセット１０４にクランププレート１０５を介して下型１０６が取付けられている。
【０００４】
上型１０３内にノックアウトピン１０７が昇降自在に設けられ、下型１０６内にノックアウトピン１０８が昇降自在に設けられている。
ノックアウトピン１０７で上型１０３から棒状ワーク１０９を突出して分離することができる。同様に、ノックアウトピン１０８で下型１０６から棒状ワーク１０９を突出して分離することができる。
【０００５】
下型１０６と上型１０３の間に棒状ワーク１０９をセットし、上型１０３を下降させることで棒状ワーク１０９が下型１０６に押されて成形品が得られる。
しかし、長尺の棒状ワーク１０９を成形するには、下型１０６を上下に長くする必要があり、鍛造装置が高さ方向に大きくなる。
【０００６】
また、成形後に棒状ワーク１０９をノックアウトする際、下型１０６が長いのでノックアウトストロークが長くなり、ノックアウトピン１０８に負荷が掛かる。すなわち、鍛造装置が小型化でき、ノックアウトストロークを短くすることができる棒状ワークの鍛造方法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１５３８８公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、鍛造装置が小型化でき、ノックアウトストロークを短くすることができるワークの鍛造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、筒形キャビティ及びこの筒形キャビティの下端から先細り状に延びるテーパ状キャビティを有する下型に、前記筒形キャビティと同径の穴が開いている部分型を載せ、この部分型及び前記下型へワークを上から差し込み、このワークの上端を上型パンチで押して塑性変形させることで、柱部とこの柱部の一端から延びるテーパ部と前記柱部の他端に形成される鍔部とからなる成形品を得るワーク鍛造方法において、
このワーク鍛造方法は、量産に先立って実施するトライ工程と、量産鍛造を実施する量産工程と、からなり、前記トライ工程は、高さ寸法が異なる部分型を複数個準備する準備工程と、複数個から選択した部分型を前記下型に載せる部分型載せ工程と、前記部分型及び前記下型へ前記ワークを差し込むワークセット工程と、このワークの上方突出長さを知るために、前記部分型の上面から前記ワークの上端までの長さを計測する長さ計測工程と、得られる成形品での鍔部の高さ寸法が所定寸法範囲に収まるように、前記上型パンチの押力を段階的に変更しながら前記上型パンチを下げて成形品を得る試し鍛造工程と、このときの前記押力を記録すると共に、前記長さ情報を記録する記録工程と、前記部分型載せ工程、ワークセット工程、長さ計測工程、試し鍛造工程及び記録工程を、前記部分型を替えながら複数回実施して、複数個の前記長さ情報と複数個の前記押力情報を取得し、複数個の前記長さ情報と複数個の前記押力情報とから前記長さと前記押力との相関マップを作成する工程と、からなり、前記量産工程は、量産で設定する上型の押力を前記相関に当てはめて、前記部分型の上面から前記ワークの上端までの長さを決定する工程と、量産に供するワークの上方突出長さが、前工程で得られた前記部分型の上面から前記ワークの上端までの長さに適合する下型を選択する選択工程と、選択された部分型を用いて鍛造を実施する鍛造工程とからなる、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明では、ワークは、棒状ワークであることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に係る発明では、鍛造工程で実施する鍛造は、冷間鍛造であることを特徴とする。
【００１２】
請求項４に係る発明では、量産工程は、鍛造工程にて成形されたワークを下型から離間させるノックアウト工程を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項５に係る発明では、筒形キャビティ及びこの筒形キャビティの下端から先細り状に延びるテーパ状キャビティを有する下型に、筒形キャビティと同径の穴が開いている部分型を載せ、この部分型及び下型へワークを上から差し込み、このワークの上端を、上型パンチで押して塑性変形させることで、柱部とこの柱部の一端から延びるテーパ部と柱部の他端に形成される鍔部とからなる成形品を得るワーク鍛造装置に内蔵される電子記憶媒体に記憶され、当該ワーク鍛造装置の動作を制御するワーク鍛造動作プログラムであって、このワーク鍛造動作プログラムは、量産に先立って実施するトライ作業部プログラムを有し、トライ作業部プログラムは、複数個の部分型から１つを、選択し且つ下型に載せる部分型載せ部分と、部分型及び下型へワークを差し込むワークセット部分と、このワークの上方突出長さをワーク鍛造装置が認識するために、部分型の上面からワークの上端までの長さを計測する長さ計測部分と、得られる成形品での鍔部の高さ寸法が所定寸法範囲に収まるように、上型パンチの押力を段階的に変更しながら上型パンチを下げて成形品を得る試し鍛造部分と、試し鍛造部分を実行する際の押力情報と共に、長さ情報を電子記憶媒体に記録する記録部分と、部分型載せ部分、ワークセット部分、長さ計測部分、試し鍛造部分および記録部分を、部分型を替えながら複数回実行して、複数個の前記長さ情報と複数個の前記押力情報とから長さと押力との相関マップを作成する相関マップ作成部分と、からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明では、トライ工程で、棒状ワークの上方突出長さと押力との相関マップ作成し、量産工程で、上型の押力を、相関に当てはめて部分型の上面から棒状ワークの上端までの長さを決定し、量産に供する棒状ワークの上方突出長さが、前工程で得られた部分型の上面から棒状ワークの上端までの長さに適合する部分型を選択し、選択された部分型を用いて鍛造を実施する。ワークが長尺であっても、棒状ワークの上端が部分型の上面に対して所望の高さ上回るだけなので、上型パンチを下げて鍛造を実施しても材料が下型からこぼれることなく鍔部が形成される。鍔部の体積分だけ材料が鍔部にとられ、棒状ワークの柱部が短くなるので、下型を短くすることができる。結果、鍛造装置が小型化でき、ノックアウトストロークを短くすることができるワークの鍛造方法を提供することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明では、ワークは、棒状ワークである。長尺ワークの鍛造は、金型が長くなり鍛造装置全体も大型化する傾向にあるが、この点、本発明では比較的短い金型でも良く、鍛造装置全体の小型化を図ることができる。
【００１６】
請求項３に係る発明では、鍛造工程で実施する鍛造は、冷間鍛造である。冷間鍛造での長尺ワークの鍛造は、ワークが座屈し易いため、技術的に難しいと言われているが、この点、本発明では冷間鍛造であっても長尺ワークの鍛造を容易に実施することができる。
【００１７】
請求項４に係る発明では、量産工程は、鍛造工程にて成形された棒状ワークを下型から離間させるノックアウト工程を有する。下型を比較的短くすることができるので、ノックアウトのストロークを短くすることができ、サイクルタイムを小さくすることができる。
【００１８】
請求項５に係る発明では、ワーク鍛造動作プログラムは、量産に先立って実施するトライ作業部プログラムを有する。ワーク鍛造装置に、このようなワーク鍛造動作プログラムが記憶、実行されるので、量産に先立って実施するトライ作業が自動化されるから、相関マップを、人手を掛けずに作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る鍛造装置の正面図である。
【図２】上型パンチの作用を説明する図である。
【図３】ノックアウトピンの作用を説明する図である。
【図４】本発明に係るトライ工程のフローである。
【図５】長さと押力の相関マップである。
【図６】本発明に係る量産工程のフローである。
【図７】部分型の上面から棒状ワークの上端までの長さを決定する工程を説明する図である。
【図８】ノックアウトストロークを説明する図である。
【図９】従来の技術に係る鍛造装置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例】
【００２１】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、鍛造装置１０は、ベース１１と、このベース１１から上へ延びる柱１２と、この柱１２の上端から水平に延びる梁１３と、ベース１１に支持部材１４を介して載せられるロアプレート１５と、このロアプレート１５から上へ延びるガイドポスト１６と、このガイドポスト１６で案内されるアッパプレート１７と、梁１３に設けられアッパプレート１７を昇降する昇降シリンダ１８とからなる。
【００２２】
詳細には、昇降シリンダ１８から下へ延びるピストンロッド２１にアッパプレート１７が連結され、アッパプレート１７の下部にワークとしての棒状ワーク２３を押す上型パンチ２４が設けられている。上型パンチ２４は上型枠２５に支持され、この上型枠２５は第１のクランププレート２６に支持され、この第１のクランププレート２６は第１のボルト２７によってアッパプレート１７に固定されている。
なお、上型パンチ２４の下面２８は平面であるが、ワークの形状に合わせて下面としてのコア２８の形状を適宜変更しても差し支えない。
【００２３】
ロアプレート１５の上部に棒状ワーク２３を支持する下型３１が設けられている。この下型３１は下型枠３２に囲われ、この下型枠３２は第２のクランププレート３３に支持され、この第２のクランププレート３３は第２のボルト３４によってロアプレート１５に固定されている。下型３１及び下型枠３２の上部に穴３５が開いている部分型３６が載せられている。
【００２４】
下型３１は、筒形キャビティ３７及びこの筒形キャビティ３７の下端から先細り状に延びるテーパ状キャビティ３８を有し、筒形キャビティ３７とテーパ状キャビティ３８とでキャビティ４１が構成される。
なお、実施例において、テーパ状キャビティ３８は、テーパ部を２ヵ所有しているが、これに限定されず、１ヵ所、３ヵ所以上のテーパ部を有する形態でも差し支えない。
【００２５】
ベース１１に、ノックアウトピン４２によって棒状ワーク２３をノックアウトするノックアウト用シリンダ４３が設けられている。なお、図示しない６軸多関節ロボットが鍛造装置１０の近傍に配置され、この６軸多関節ロボットが棒状ワーク２３をキャビティ４１に差し込んでもかまわない。図示しない制御部が鍛造装置１０と図示しない６軸多関節ロボットとに接続されそれぞれ制御する。制御部には、鍛造装置１０と図示しない６軸多関節ロボットとの動作を制御するシーケンスプログラムが記憶され、更に鍛造に必要な種々のパラメータを記録および出力することができる電子記憶媒体も内蔵される。
【００２６】
以上の述べた鍛造装置１０の作用を次に述べる。
図２に示されるように、高さＭ（Ｍ１、Ｍ２、・・・、Ｍｎ）の異なる部分型３６を複数個準備する（準備工程）。図示しないオペレータ又は６軸ロボットが、複数個から選択した部分型３６を下型３１に載せる（部分型載せ工程）。オペレータ又は６軸ロボットは、部分型３６及び下型３１へ矢印（１）の向きに棒状ワーク２３を差し込む（ワークセット工程）。
【００２７】
棒状ワーク２３の上方突出長さＬ、すなわち部分型３６の上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの長さＬの情報を、オペレータ又は６軸ロボットは計測する（長さ計測工程）。なお、６軸多関節ロボットで計測する場合は、多関節ロボットは、光を照射して反射光を受光して長さを計測するレーザ変位計に持ち替えて長さＬを測定する。レーザ変位計は、鍛造装置１０と図示しない６軸多関節ロボットとを制御する制御部６２に接続されている。
昇降シリンダ１８を可動させ上型パンチ２４の押力Ｆを、段階的に変更しながら矢印（２）のように上型パンチ２４を下げて成形品を得る（試し鍛造工程）。このとき、速度計測器５３で上型パンチ２４の速度Ｖを計測し、ロードセル５４で上型パンチ２４の押力Ｆを計測し、速度Ｖ、押力Ｆ及び長さＬの情報を、制御部６２は記録する（記録工程）。速度計測器５３及びロードセル５４もまた制御部６２に接続される。
【００２８】
図３に示されるように、棒状ワーク２３は、キャビティ４１に押し込まれて塑性変形し、柱部５５とこの柱部５５の一端から延びるテーパ部５６と柱部５５の他端に形成される鍔部５７とからなる成形品となる。
【００２９】
制御部６２は上型パンチ２４を、矢印（３）のように上昇させる。そして、鍔部５７の高さＨ、すなわち部分型３６の上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの高さＨを、レーザ変位計を把持する６軸多関節ロボット又はオペレータが計測し、鍔部５７の横方向に広がった外径Ｄを計測する。
ノックアウト用シリンダ４３を可動させ、ノックアウトピン４２を矢印（４）のように上昇させることで、棒状ワーク２３はノックアウトされる。
【００３０】
次にトライ工程をフローで説明する。
図４に示されるように、ステップ（以下、ＳＴと記す。）０１で、高さ寸法の異なる部分型３６を複数個準備する（準備工程）。
ＳＴ０２で、複数個から選択した部分型３６を下型３１に載せる（部分型載せ工程）。
ＳＴ０３で、部分型３６及び下型３１へ棒状ワーク２３を差し込む（ワークセット工程）。
【００３１】
ＳＴ０４で、棒状ワーク２３の上方突出長さＬを計測する（長さ計測工程）。
ＳＴ０５で上型パンチ２４を下降させ、ＳＴ０６で鍛造を実施する（試し鍛造工程）。
ＳＴ０７で、押力Ｆを計測し、押力Ｆ、長さＬの情報を記録する（記録工程）。
ＳＴ０８で、上型パンチ２４が所定位置まで下がったか否かを判定し、下がっている場合はＳＴ０９に進み、下がっていない場合はＳＴ０５に戻る。
【００３２】
ＳＴ０９で棒状ワーク２３の上部が鍔状となり、ＳＴ１０で上型パンチ２４を上昇させる。
ＳＴ１１で、鍔部５７の下面が部分型３６（下型）の上面に当たっているか判定し、当たっている場合はＳＴ１２に進み、当たっていない場合はＳＴ１６に進む。
【００３３】
ＳＴ１２で、部分型３６（下型）の上面から鍔部５７の上面までの高さＨを計測する。
ＳＴ１３で、Ｈが１０ｍｍ以上か否かを判定し、Ｈが１０ｍｍ以上の場合はＳＴ１４に進み、Ｈが１０ｍｍ未満の場合はＳＴ１６に進む。
ＳＴ１４で、Ｈが３０ｍｍ以下か否かを判定し、Ｈが３０ｍｍ以下の場合はＳＴ１５に進み、Ｈが３０ｍｍより大きい場合はＳＴ１８に進む。
【００３４】
ＳＴ１５で、部分型載せ工程、ワークセット工程、長さ計測工程、試し鍛造工程及び記録工程を部分型を替えながら複数回実施し、複数個の長さＬと複数個の押力Ｆの情報から長さＬと押力Ｆの相関を見出し相関マップを作成する（長さと押力の相関を見出す工程）。なお、長さＬと押力Ｆの相関だけでなく、長さＬと上型パンチ２４の速度Ｖとの相関や、長さＬ、押力Ｆ及び速度Ｖの相関を見出し相関マップを作成しても差し支えない。
【００３５】
また、ＳＴ１６で棒状ワーク２３を撤去し、ＳＴ１７で上型パンチ２４の押力Ｆを大きく設定し、ＳＴ０３へ進む。
また、ＳＴ１８で棒状ワーク２３を撤去し、ＳＴ１９で部分型３６（下型）の上面を高く設定したものを選択し、ＳＴ０２へ進む。
【００３６】
次に長さＬと押力Ｆの相関マップの作成について説明する。
図５（ａ）に示されるように、横軸に押力Ｆ、縦軸にワークの上方突出長さＬをとる。制御部（図３、符号５７）に内蔵される電子記憶媒体から採取されたパラメータを出力する。
相関マップの作成は、制御部６２で行われるか、鍛造装置１０の制御部６２に接続される図示しない上位コンピュータで行われるかどちらでもかまわない。
鍔部（図３、符号５７）の高さＨが１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下の合格範囲にある場合の押力Ｆ、長さＬに対応する点を、制御部６２又は上位コンピュータの仮想空間上に複数プロットする。
制御部６２又は上位コンピュータの仮想空間上で作成された相関マップは、制御部６２又は上位コンピュータに内蔵される電子記憶媒体に送信されて記憶される。
（ｂ）に示されるように、（ａ）でプロットした点を滑らかに結ぶ。得られた曲線から長さＬと押力Ｆの相関が見出され、長さＬと押力Ｆの相関マップが作成される。
【００３７】
次に量産工程をフローで説明する。
図６に示されるように、ＳＴ２０で、量産で使用する鍛造装置に応じて設定する押力Ｆを決定する。
ＳＴ２１で、押力Ｆを相関マップに当てはめて、部分型３６の上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの長さＬ０（ワーク突出長さＬ０）を決定する（長さを決定する工程）。量産に供する棒状ワーク２３の上方突出長さＬ０が、長さを決定する工程で得られた部分型３６の上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの長さに適合する部分型３６を選択する（選択工程）。
【００３８】
ＳＴ２２で、上型パンチ２４を下降させて鍛造を実施する（鍛造工程）。
ＳＴ２３で上型パンチ２４を上昇させ、ＳＴ２４でノックアウトピン４２を上昇させ、棒状ワーク２３を取り出す。
【００３９】
次に棒状ワーク２３の上方突出長さＬ０について説明する。
図７（ａ）に示されるように、長さＬと押力Ｆの相関マップから、棒状ワーク２３の上方突出長さＬ０を決定する。
（ｂ）に示されるように、部分型３６がない状態において、棒状ワーク２３を下型に差し込んだ際の、下型３１の上面５８から棒状ワーク２３の上端５２までの長さＬ１１を計測する。
【００４０】
（ｃ）に示されるように、部分型３６を下型３１に載せた際、部分型３６の上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの長さがＬ０となるような厚さの部分型３６を選択する。部分型３６の厚さは、（Ｌ１１−Ｌ０）となる。
（ｄ）に示されるように、下型３１に部分型３６を載せると、部分型３６の上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの長さはＬ０となる。
なお、量産の下型は、前記下型３１の部分型３６が載せられたものが一体となってキャビティ４１を同様の形状をしたキャビティが形成されたものであってもよい。すなわち、その場合も上面５１から棒状ワーク２３の上端５２までの長さはやはりＬ０となる。
【００４１】
次にノックアウトのストロークについて説明する。
図８（ａ）は比較例に係る鍛造装置１２０であり、棒状ワーク１２１は下型１２２に差し込まれている。棒状ワーク１２１の上端１２３は、下型１２２の上面１２４よりも低い位置にある。昇降シリンダ１２５を作動させ上型パンチ１２６を下降させ、鍛造を実施する。
【００４２】
すると、想像線で示す上型パンチ１２６の位置まで、上型パンチ１２６は下降する。上型パンチ１２６のコアロッド１２７は、棒状ワーク１２１の上端１２３から想像線で示すコアロッド１２７の下端１２８までの長さＳ１で負荷を受ける。すなわち、負荷を受けるストロークはＳ１となる。
また、棒状ワーク１２１の鍛造後、棒状ワーク１２１がキャビティ１２９内に完全に入っているため、棒状ワーク１２１を取り出す際のノックアウトピン１３０のストロークＳ２は長くなる。
【００４３】
図８（ｂ）は実施例に係る鍛造装置１０であり、鍛造時、想像線で示す上型パンチ２４の位置まで、上型パンチ２４は下降する。鍛造時、上型パンチ２４は、棒状ワーク２３の上端５２から想像線で示す上型パンチ２４の下面６１までの長さＳ３で負荷を受ける。すなわち、負荷を受けるストロークはＳ２となる。
【００４４】
Ｓ１＞Ｓ３であるため、比較例に比べて実施例は、上型パンチ２４及び下型３１に掛かる負荷が小さい。また、棒状ワーク２３の鍛造後、棒状ワーク２３がキャビティ４１内に入っている部分が比較例に比べて短いので、棒状ワーク２３を取り出す際のノックアウトピン４２のストロークＳ４が短くなる。結果、ノックアウトピン４２の負荷も小さくなる。なお、ノックアウトのストロークはＳ４以下であってもよい。
【００４５】
以上に述べた鍛造装置１０の作用効果を以下に記載する。
上記の図１に示されるように、筒形キャビティ３７及びこの筒形キャビティ３７の下端から先細り状に延びるテーパ状キャビティ３８を有する下型３１に、筒形キャビティ３７と同径の穴３５が開いている部分型３６を載せ、この部分型３６及び下型３１へワーク２３を上から差し込み、このワーク２３の上端５２を上型パンチ２４で押して塑性変形させることで、図３に示される柱部５５とこの柱部５５の一端から延びるテーパ部５６と柱部５５の他端に形成される鍔部５７とからなる成形品を得るワーク鍛造方法において、このワーク鍛造方法は、量産に先立って実施するトライ工程と、量産鍛造を実施する量産工程と、からなり、トライ工程は、高さ寸法が異なる部分型３６を複数個準備する準備工程と、複数個から選択した部分型３６を下型３１に載せる部分型載せ工程と、部分型３６及び下型３１へワーク２３を差し込むワークセット工程と、このワーク２３の上方突出長さを知るために、部分型３６の上面５１からワーク２３の上端５２までの長さを計測する長さ計測工程と、得られる成形品での鍔部５７の高さ寸法が所定寸法範囲に収まるように、上型パンチ２４の押力を段階的に変更しながら上型パンチ２４を下げて成形品を得る試し鍛造工程と、このときの押力を記録すると共に、長さ情報を記録する記録工程と、部分型載せ工程、ワークセット工程、長さ計測工程、試し鍛造工程及び記録工程を、部分型３６を替えながら複数回実施して、複数個の長さ情報と複数個の押力情報を取得し、複数個の長さ情報と複数個の押力情報とから長さと押力との相関マップを作成する工程と、からなり、量産工程は、量産で設定する上型パンチ２４の押力を相関に当てはめて、部分型３６の上面からワーク２３の上端までの長さを決定する工程と、量産に供するワーク２３の上方突出長さが、前工程で得られた部分型３６の上面５１からワーク２３の上端５２までの長さに適合する下型３１を選択する選択工程と、選択された部分型３６を用いて鍛造を実施する鍛造工程とからなる。
【００４６】
この工程により、ワーク２３が長尺であっても、ワーク２３の上端５２が部分型３６の上面５１に対して所望の高さ上回るだけなので、上型パンチ２４を下げて鍛造を実施しても材料が下型３１からこぼれることなく鍔部５７が形成される。鍔部５７の体積分だけ材料が鍔部５７にとられ、ワーク２３の柱部５５が短くなるので、下型３１を短くすることができる。結果、鍛造装置１０が小型化でき、ノックアウトストロークを短くすることができるワークの鍛造方法を提供することができる。
【００４７】
上記の図１に示されるように、ワーク２３は、棒状ワークである。
この構成により、長尺ワークの鍛造は、金型３１が長くなり鍛造装置１０全体も大型化する傾向にあるが、この点、本発明では比較的短い金型３１でも良く、鍛造装置１０全体の小型化を図ることができる。
【００４８】
上記の図２に示されるように、鍛造工程で実施する鍛造は、冷間鍛造である。
この工程により、冷間鍛造での長尺ワークの鍛造は、ワーク２３が座屈し易いため、技術的に難しいと言われているが、この点、本発明では冷間鍛造であっても長尺ワークの鍛造を容易に実施することができる。
【００４９】
上記の図３に示されるように、量産工程は、鍛造工程にて成形された棒状ワーク２３を下型３１から離間させるノックアウト工程を有する。
この工程により、下型３１を比較的短くすることができるので、ノックアウトのストロークを短くすることができ、サイクルタイムを小さくすることができる。
【００５０】
上記の図２、図３に示されるように、筒形キャビティ３７及びこの筒形キャビティ３７の下端から先細り状に延びるテーパ状キャビティ３８を有する下型３１に、筒形キャビティ３７と同径の穴３５が開いている部分型３６を載せ、この部分型３６及び下型３１へワーク２３を上から差し込み、このワーク２３の上端を、上型パンチ２４で押して塑性変形させることで、柱部５５とこの柱部５５の一端から延びるテーパ部５６と柱部５５の他端に形成される鍔部５７とからなる成形品を得るワーク鍛造装置１０に内蔵される電子記憶媒体に記憶され、当該ワーク鍛造装置１０の動作を制御するワーク鍛造動作プログラムであって、このワーク鍛造動作プログラムは、量産に先立って実施するトライ作業部プログラムを有し、トライ作業部プログラムは、複数個の部分型３６から１つを、選択し且つ下型３１に載せる部分型載せ部分と、部分型３６及び下型３１へワーク２３を差し込むワークセット部分と、このワーク２３の上方突出長さＬをワーク鍛造装置１０が認識するために、部分型３６の上面５１からワーク２３の上端５２までの長さを計測する長さ計測部分と、得られる成形品での鍔部５７の高さ寸法が所定寸法範囲に収まるように、上型パンチ２４の押力を段階的に変更しながら上型パンチ２４を下げて成形品を得る試し鍛造部分と、試し鍛造部分を実行する際の押力情報と共に、長さ情報を電子記憶媒体に記録する記録部分と、部分型載せ部分、ワークセット部分、長さ計測部分、試し鍛造部分および記録部分を、部分型３６を替えながら複数回実行して、複数個の前記長さ情報と複数個の押力情報とから長さと押力との相関マップを作成する相関マップ作成部分と、からなる。
【００５１】
この構成により、ワーク鍛造動作プログラムは、量産に先立って実施するトライ作業部プログラムを有する。ワーク鍛造装置１０に、このようなワーク鍛造動作プログラムが記憶、実行されるので、量産に先立って実施するトライ作業が自動化されるから、相関マップを、人手を掛けずに作成することができる。
【００５２】
尚、本発明に係る棒状ワークの鍛造方法は、実施の形態ではビレットを円柱状の長尺ワークとして適用したが、ビレットは円柱部とテーパ部とからなる長尺ワークに適用可能であり、一般の長尺ワークに適用することは差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明のワークの鍛造方法は、軸付円盤部品に好適である。
【符号の説明】
【００５４】
１０…鍛造装置、２３…ワーク（棒状ワーク）、２４…上型パンチ、３１…下型、３５…部分型の穴、３６…部分型、３７…筒形キャビティ、３８…テーパ状キャビティ、４１…キャビティ、４２…ノックアウトピン、５１…部分型の上面、５２…棒状ワークの上端、５５…柱部、５６…テーパ部、５７…鍔部、６２…制御部、Ｌ…部分型の上面から棒状ワークの上端までの長さ（上方突出長さ）、Ｍ…部分型の高さ、Ｈ…鍔部の高さ、Ｄ…鍔部の径、Ｆ…押力、Ｖ…上型の速度。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒形キャビティ及びこの筒形キャビティの下端から先細り状に延びるテーパ状キャビティを有する下型に、前記筒形キャビティと同径の穴が開いている部分型を載せ、この部分型及び前記下型へワークを上から差し込み、このワークの上端を上型パンチで押して塑性変形させることで、柱部とこの柱部の一端から延びるテーパ部と前記柱部の他端に形成される鍔部とからなる成形品を得るワーク鍛造方法において、
このワーク鍛造方法は、量産に先立って実施するトライ工程と、量産鍛造を実施する量産工程と、からなり、
前記トライ工程は、
高さ寸法が異なる部分型を複数個準備する準備工程と、
複数個から選択した部分型を前記下型に載せる部分型載せ工程と、
前記部分型及び前記下型へ前記ワークを差し込むワークセット工程と、
このワークの上方突出長さを知るために、前記部分型の上面から前記ワークの上端までの長さを計測する長さ計測工程と、
得られる成形品での鍔部の高さ寸法が所定寸法範囲に収まるように、前記上型パンチの押力を段階的に変更しながら前記上型パンチを下げて成形品を得る試し鍛造工程と、
このときの前記押力を記録すると共に、前記長さ情報を記録する記録工程と、
前記部分型載せ工程、ワークセット工程、長さ計測工程、試し鍛造工程及び記録工程を、前記部分型を替えながら複数回実施して、複数個の前記長さ情報と複数個の前記押力情報を取得し、複数個の前記長さ情報と複数個の前記押力情報とから前記長さと前記押力との相関マップを作成する工程と、からなり、
前記量産工程は、
量産で設定する上型の押力を前記相関に当てはめて、前記部分型の上面から前記ワークの上端までの長さを決定する工程と、
量産に供するワークの上方突出長さが、
前工程で得られた前記部分型の上面から前記ワークの上端までの長さに適合する下型を選択する選択工程と、
選択された部分型を用いて鍛造を実施する鍛造工程とからなる、ことを特徴とするワーク鍛造方法。
【請求項２】
前記ワークは、棒状ワークであることを特徴とする請求項１記載のワーク鍛造方法。
【請求項３】
前記鍛造工程で実施する鍛造は、冷間鍛造であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のワーク鍛造方法。
【請求項４】
前記量産工程は、前記鍛造工程にて成形されたワークを前記下型から離間させるノックアウト工程を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のワーク鍛造方法。
【請求項５】
筒形キャビティ及びこの筒形キャビティの下端から先細り状に延びるテーパ状キャビティを有する下型に、前記筒形キャビティと同径の穴が開いている部分型を載せ、この部分型及び前記下型へワークを上から差し込み、このワークの上端を、上型パンチで押して塑性変形させることで、柱部とこの柱部の一端から延びるテーパ部と前記柱部の他端に形成される鍔部とからなる成形品を得るワーク鍛造装置に内蔵される電子記憶媒体に記憶され、当該ワーク鍛造装置の動作を制御するワーク鍛造動作プログラムであって、
このワーク鍛造動作プログラムは、量産に先立って実施するトライ作業部プログラムを有し、
前記トライ作業部プログラムは、
前記複数個の部分型から１つを、選択し且つ前記下型に載せる部分型載せ部分と、
前記部分型及び前記下型へ前記ワークを差し込むワークセット部分と、
このワークの上方突出長さを前記ワーク鍛造装置が認識するために、前記部分型の上面から前記ワークの上端までの長さを計測する長さ計測部分と、
得られる成形品での鍔部の高さ寸法が所定寸法範囲に収まるように、前記上型パンチの押力を段階的に変更しながら前記上型パンチを下げて成形品を得る試し鍛造部分と、
前記試し鍛造部分を実行する際の前記押力情報と共に、前記長さ情報を電子記憶媒体に記録する記録部分と、
前記部分型載せ部分、ワークセット部分、長さ計測部分、試し鍛造部分および記録部分を、前記部分型を替えながら複数回実行して、複数個の前記長さ情報と複数個の前記押力情報とから前記長さと前記押力との相関マップを作成する相関マップ作成部分と、からなることを特徴とするワーク鍛造動作プログラム。
【請求項１】
筒形キャビティ及びこの筒形キャビティの下端から先細り状に延びるテーパ状キャビティを有する下型に、前記筒形キャビティと同径の穴が開いている部分型を載せ、この部分型及び前記下型へワークを上から差し込み、このワークの上端を上型パンチで押して塑性変形させることで、柱部とこの柱部の一端から延びるテーパ部と前記柱部の他端に形成される鍔部とからなる成形品を得るワーク鍛造方法において、
このワーク鍛造方法は、量産に先立って実施するトライ工程と、量産鍛造を実施する量産工程と、からなり、
前記トライ工程は、
高さ寸法が異なる部分型を複数個準備する準備工程と、
複数個から選択した部分型を前記下型に載せる部分型載せ工程と、
前記部分型及び前記下型へ前記ワークを差し込むワークセット工程と、
このワークの上方突出長さを知るために、前記部分型の上面から前記ワークの上端までの長さを計測する長さ計測工程と、
得られる成形品での鍔部の高さ寸法が所定寸法範囲に収まるように、前記上型パンチの押力を段階的に変更しながら前記上型パンチを下げて成形品を得る試し鍛造工程と、
このときの前記押力を記録すると共に、前記長さ情報を記録する記録工程と、
前記部分型載せ工程、ワークセット工程、長さ計測工程、試し鍛造工程及び記録工程を、前記部分型を替えながら複数回実施して、複数個の前記長さ情報と複数個の前記押力情報を取得し、複数個の前記長さ情報と複数個の前記押力情報とから前記長さと前記押力との相関マップを作成する工程と、からなり、
前記量産工程は、
量産で設定する上型の押力を前記相関に当てはめて、前記部分型の上面から前記ワークの上端までの長さを決定する工程と、
量産に供するワークの上方突出長さが、
前工程で得られた前記部分型の上面から前記ワークの上端までの長さに適合する下型を選択する選択工程と、
選択された部分型を用いて鍛造を実施する鍛造工程とからなる、ことを特徴とするワーク鍛造方法。
【請求項２】
前記ワークは、棒状ワークであることを特徴とする請求項１記載のワーク鍛造方法。
【請求項３】
前記鍛造工程で実施する鍛造は、冷間鍛造であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のワーク鍛造方法。
【請求項４】
前記量産工程は、前記鍛造工程にて成形されたワークを前記下型から離間させるノックアウト工程を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のワーク鍛造方法。
【請求項５】
筒形キャビティ及びこの筒形キャビティの下端から先細り状に延びるテーパ状キャビティを有する下型に、前記筒形キャビティと同径の穴が開いている部分型を載せ、この部分型及び前記下型へワークを上から差し込み、このワークの上端を、上型パンチで押して塑性変形させることで、柱部とこの柱部の一端から延びるテーパ部と前記柱部の他端に形成される鍔部とからなる成形品を得るワーク鍛造装置に内蔵される電子記憶媒体に記憶され、当該ワーク鍛造装置の動作を制御するワーク鍛造動作プログラムであって、
このワーク鍛造動作プログラムは、量産に先立って実施するトライ作業部プログラムを有し、
前記トライ作業部プログラムは、
前記複数個の部分型から１つを、選択し且つ前記下型に載せる部分型載せ部分と、
前記部分型及び前記下型へ前記ワークを差し込むワークセット部分と、
このワークの上方突出長さを前記ワーク鍛造装置が認識するために、前記部分型の上面から前記ワークの上端までの長さを計測する長さ計測部分と、
得られる成形品での鍔部の高さ寸法が所定寸法範囲に収まるように、前記上型パンチの押力を段階的に変更しながら前記上型パンチを下げて成形品を得る試し鍛造部分と、
前記試し鍛造部分を実行する際の前記押力情報と共に、前記長さ情報を電子記憶媒体に記録する記録部分と、
前記部分型載せ部分、ワークセット部分、長さ計測部分、試し鍛造部分および記録部分を、前記部分型を替えながら複数回実行して、複数個の前記長さ情報と複数個の前記押力情報とから前記長さと前記押力との相関マップを作成する相関マップ作成部分と、からなることを特徴とするワーク鍛造動作プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−３０２３３（Ｐ２０１２−３０２３３Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６９４３３（Ｐ２０１０−１６９４３３）
【出願日】平成２２年７月２８日（２０１０．７．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２８日（２０１０．７．２８）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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