锻造加工方法及其装置制造方法
锻造加工方法及其装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及锻造加工方法及其装置，获得一体地具有杯部（20）和从该杯部（20）的外侧壁突出的大径部（22）的成型体（24）。锻造加工装置（30）具有：从上端面侧按压工件（16）的圆柱部（12）的冲头（40）；以及与该工件（16）的凸缘部（14）的上端面抵接的环形冲头（42）。冲头（40）与环形冲头（42）能够独立地进行升降移位。在凸缘部（14）的材料向与冲头（40）的按压方向相反的方向流动的期间，环形冲头（42）在维持与该凸缘部（14）的抵接的同时向从该凸缘部（14）离开的方向移位。
【专利说明】锻造加工方法及其装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及对工件至少实施反向挤压加工的锻造加工方法及其装置。
【背景技术】
[0002]在以四轮车辆和二轮车辆为首的各种车辆中，作为行驶驱动源有时使用驱动用电机。即，存在搭载有内燃机和驱动用电机双方的混合动力车辆和仅搭载有驱动用电机的电动车(或燃料电池电动车)等。
[0003]在这种车辆中，驱动用电机的旋转驱动力通过等速万向节经由与该驱动用电机连结的传动轴而传递到驱动轮(轮胎)。其结果是，驱动轮进行旋转动作，由此车辆行驶。
[0004]众所周知，等速万向节具有:外侧部件，其具有杯部，该杯部形成有盲孔；以及内侧部件，其被插入到所述盲孔且与所述传动轴的末端嵌合。例如，在记载于日本专利第4379867号公报的构成电动车辆用动力单元的滑动式等速万向节中，在盲孔的内壁沿着长度方向形成有多个槽，并且在内侧部件设置有分别插入到所述槽中的突起部。突起部在槽中滑动，从而传动轴的末端能够向盲孔的里侧前进、或者反过来向盲孔的开口后退。
[0005]近年来，为了简化这种结构的电动车辆用动力单元的结构，尝试减少部件数量。因此，例如考虑在等速万向节的外侧部件(杯部)形成齿部，并且使该齿部例如与两级斜齿轮的第一齿部等啮合。此时，如果使该两级斜齿轮的第二齿部与在驱动用电机的作用下旋转的齿轮部件啮合，则还能够将等速万向节的外侧部件兼用为构成减速机构的部件。
[0006]很难将这种齿部直接刻设在杯部的外侧壁。因此，想到在从杯部的外壁向径向外侧突出且直径比其他部位大的大径部的侧周壁进行刻设。
[0007]但是，很难通过锻造加工来得到一体地具有杯部和从该杯部的外侧壁突出的大径部的外侧部件。对于该点进行简单说明。
[0008]图7的(A)~(C)是示出通过具有第一冲头部I和围绕该第一冲头部I的圆筒状的第二冲头部2的双重冲头3来按压圆柱体4，由该圆柱体4成型出杯部5和大径部6 (—同参照图7的(C))双方的过程的概略流程。此处，第一冲头部I和第二冲头部2都是双重冲头3的一个部位，因此，这些第一冲头部I和第二冲头部2 —体地进行下降或上升。另外，第二冲头部2的下端面被设定为比第一冲头部I的下端面靠上方。
[0009]此时，当双重冲头3向圆柱体4下降时，首先，如图7的(A)所示，第一冲头部I的下端面与圆柱体4的上端面抵接。
[0010]之后，当双重冲头3进一步下降时，如图7的(B)所示，圆柱体4被第一冲头部I按压，其外缘附近的材料上升。上升的材料的外缘附近被第二冲头部2阻挡，剩余的材料如图7的(C)所示进入到第一冲头部I与第二冲头部2之间的间隙7而进一步上升。由此，认为成型出了杯部5和大径部6。
[0011]但是，此时，材料很难流动到模腔8的末端。换言之，如在图7的(C)中用X所示，容易产生未填充部分，由此存在在成型体中容易产生缺损部的问题。即，很难以高成品率来得到成型体。
[0012]另外，在第二冲头部2的下端面作用有欲克服来自该第二冲头部2的按压而上升的材料的应力，在内周壁作用有在所述间隙7中流动的材料的应力。为了针对这种大小的应力具有充分的耐久性，例如，需要增大第二冲头部2的厚度来提高刚性。
[0013]因此，如日本特开2007-010029号公报所提出，认为将外侧部件与大径部制作为单独的部件，之后将两个部件连结起来是有效的。
[0014]等速万向节需要高速旋转，而且负荷也大。因此，如日本特开2007-010029号公报所记载，当在与杯部为分体部件而制作出的大径部的侧周壁上刻设齿部，且在该齿部啮合其他部件(两级斜齿轮等)的齿部而使大径部旋转时，该大径部与杯部之间的连结被解除，其结果为，存在大径部进行空转的顾虑。而且，需要分别设置制作杯部的锻造加工装置与制作大径部的锻造加工装置，因此还存在设备投资大增的问题。
【发明内容】
[0015]本发明的主要目的在于，提供容易得到一体地具有杯部和从该杯部的外侧壁突出的大径部的成型体的锻造加工方法。
[0016]本发明的另一目的在于，提供用于得到上述成型体的锻造加工装置。
[0017]根据本发明的一个实施方式，提供锻造加工方法，其用于由工件得到成型体，该工件具有圆柱部和从该圆柱部的侧周壁沿径向突出的凸缘部，该成型体具有:由所述圆柱部设置出的中空的杯部；以及由所述凸缘部设置出且直径比所述杯部大的大径部，所述锻造加工方法具有以下工序:
[0018]使环形冲头的圆筒部抵接与支撑于冲模的所述工件的所述凸缘部抵接；以及
[0019]通过冲头对所述工件的所述圆柱部进行按压来进行反向挤压加工，由所述圆柱部成型出所述杯部，
[0020]在随着所述圆柱部的材料向与所述冲头的按压方向相反的方向流动、所述凸缘部的材料向与所述冲头的按压方向相反的方向流动的期间，维持所述环形冲头的所述圆筒部与所述凸缘部的抵接，并且使该圆筒部向所述凸缘部的材料流动的方向移位。
[0021]根据本发明的另一实施方式，提供锻造加工装置，其用于由工件得到成型体，该工件具有圆柱部和从该圆柱部的侧周壁沿径向突出的凸缘部，该成型体具有:由所述圆柱部设置出的中空的杯部；以及由所述凸缘部设置出且直径比所述杯部大的大径部，
[0022]所述锻造加工装置具有:
[0023]冲模，其形成有用于支撑所述工件的模腔；
[0024]冲头，其用于对支撑于所述冲模的所述工件的所述圆柱部进行按压来进行反向挤压加工，由所述圆柱部成型出所述杯部；
[0025]第一升降机构，其用于使所述冲头在相对于所述工件接近或分离的方向上移位；
[0026]环形冲头，其具有从外侧围绕所述冲头的圆筒部，且在所述冲头按压所述工件的所述圆柱部的期间，所述圆筒部的末端面与该工件的所述凸缘部抵接；以及
[0027]第二升降机构，其用于使所述环形冲头与所述冲头独立地在相对于所述工件接近或分离的方向上移位，
[0028]在随着所述圆柱部的材料向与所述冲头的按压方向相反的方向流动、所述凸缘部的材料向与所述冲头的按压方向相反的方向流动的期间，所述环形冲头维持所述圆筒部与所述凸缘部的抵接。
[0029]即，环形冲头能够与冲头独立地进行移位，在反向挤压加工(锻造加工)过程中，环形冲头在维持与凸缘部的抵接的同时向该凸缘部的材料的流动方向移位。总之，在本发明中，设置能够与冲头独立地移位的环形冲头，在对工件实施反向挤压加工的过程中，维持所述环形冲头与向所述冲头的按压方向的相反方向流动的凸缘部的材料抵接的状态。
[0030]通过使环形冲头如上所述地进行动作，能够避免在模腔中形成未填充部分。其结果为，能够容易地得到一体地具有杯部和大径部的成型体。
[0031]因此，不需要分别设置制作杯部的锻造加工装置和制作大径部的锻造加工装置。因此，设备投资也不会大增。
[0032]并且，由于在所得到的成型体中，杯部与大径部设置为同一部件中的不同部位(一体地设置)，因此即使是例如在大径部的侧周壁形成齿部并使其与其他部件的齿部啮合来构成齿轮的情况下，也不用担心大径部进行空转。
[0033]在反向挤压加工的过程中，工件的圆柱部的材料流动而进入到冲头与环形冲头之间的间隙。因此，在环形冲头上作用有来自流动的材料的应力。
[0034]因此，优选由多个分割件来构成环形冲头，换言之，优选构成为分割体。此时，由于环形冲头的刚性变小，因此在从流动的材料受到应力时，分割件彼此之间会稍微分开，或者，分割件在弹性变形区内进行挠曲。由此，应力被吸收(缓和)。
[0035]因此，无需使环形冲头和冲模等具有能够承受应力的厚度大的部件。因此，能够避免锻造加工装置的大型化和重量化。
[0036]分割件彼此优选为具有相同形状。此时，是因为应力能够被大致均等地缓和。因此，只要使环形冲头的圆筒部成为沿着直径方向和长度方向而分割开的形状即可。
[0037]另外，优选在凸缘部的材料向与冲头的按压方向相反的方向流动时，在环形冲头的圆筒部维持与该凸缘部的抵接的期间，通过第二升降机构对所述环形冲头施加使环形冲头向凸缘部侧行进的力。此时，由于流动的凸缘部的材料被环形冲头以某程度按压，因此能够抑制凸缘部的材料过度流动。因此，能够得到尺寸精度良好的大径部。
[0038]在模腔中也可以形成有凹部，该凹部用于形成从所述大径部的一端面突出且向与所述杯部相反的方向延伸的轴部。此时，在反向挤压加工的过程中进行正向挤压加工，能够在一个工序中成型出杯部、大径部以及轴部。
[0039]关于上述的目的、特征以及优点，能够从参照【专利附图】
【附图说明】的以下的实施方式的说明中容易地理解。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]图1中，(A)?(D)是将从钢坯到得到成型体为止的过程用截面示出的概略流程。
[0041]图2是本发明的实施方式的锻造加工装置的概略主视纵剖视图。
[0042]图3是构成包含于所述锻造加工装置的环形冲头的分割件的俯视图。
[0043]图4中，(A)?(D)是将所述锻造加工装置中从工件到得到成型体为止的过程用截面示出的概略流程。
[0044]图5是示出在所述锻造加工装置中冲头到达下死点而成型出了成型体的状态的概略主视纵剖视图。
[0045]图6中，(A)和(B)是将成型出成型体之后冲头和环形冲头上升的过程用截面示出的概略流程。
[0046]图7中，(A)?(C)是将利用双重冲头从圆柱体得到成型体的过程用截面示出的概略流程。
【具体实施方式】
[0047]以下，关于本发明的锻造加工方法，举出就与实施该方法的锻造加工装置之间的关系而言优选的实施方式，并参照附图进行详细说明。另外，在本实施方式中，例示制作出用于得到等速万向节的外侧部件的中间体来作为成型体的情况。
[0048]首先，参照图1的(A)?(D)对利用本实施方式的锻造加工装置实施锻造加工的工件以及由该工件得到的成型体进行说明。
[0049]关于工件，作为原料得到图1的(A)所示的大致圆柱体形状的钢坯10。另外，由于最终产品为等速万向节的外侧部件，因此作为钢坯10，优选由铬合金钢(日本工业标准中的SCr)、铬钥合金钢(日本工业标准中的SCM)等机械构造用合金钢构成。
[0050]对于由这种材质构成的钢坯10，在进行了预热、润滑剂涂布、主加热等之后，进行镦锻加工(一般为温热锻造加工)。由此，如图1的(B)所示，成型出作为第一次中间体的工件16，该工件16具有圆柱部12和设置于该圆柱部12的一端部(图1的(B)中的上端部)且直径比该圆柱部12大的凸缘部14。
[0051]接着，在使该工件16如图1的(C)所示上下反转的状态下将工件16收纳于锻造加工装置30 (参照图2)的模腔32中，进行反向挤压加工。即，使圆柱部12的材料向与按压方向相反的方向流动，并且在该圆柱部12形成盲孔18 (参照图1的(D))。此时，凸缘部14的材料也向与按压方向相反的方向流动。其结果为，如图1的(D)所示，得到具有由圆柱部12设置出的杯部20和由凸缘部14设置出的大径部22的作为第二次中间体的成型体24。
[0052]该成型体24还具有小径的轴部26，该轴部26从大径部22突出，朝向与杯部20相反的方向。如后所述，轴部26在对杯部20和大径部22进行成型的锻造加工时同时成型。
[0053]本实施方式的锻造加工装置30用于对工件16 (参照图1的(B)图1的(C))实施所述的反向挤压加工，得到成型体24 (参照图1的(D))。以下，对该锻造加工装置30进行详细说明。
[0054]图2是本实施方式的锻造加工装置30的概略主视纵剖视图。该锻造加工装置30具有:固定盘38，其具有下冲模34和上冲模36 ;以及可动盘44，其具有冲头40和环形冲头42，在相对于所述固定盘38接近或分离的方向上移位。
[0055]固定盘38被定位固定于设置台上(未图示)，该设置台设置于作业台。在该固定盘38上形成有第一压入孔46，在该第一压入孔46中，从内侧起依次压入有构成大致圆盘形状的内基座48和外基座50。当然，内基座48被压入到在外基座50贯通形成的第二压入孔51中。
[0056]在内基座48和外基座50上，跨越这些内基座48和外基座50而定位固定有台座52。而且，在台座52上，配设有下冲模34，并且载置有外套在该下冲模34上的下冲模保持器54。下冲模34与形成在下冲模保持器54的嵌合孔56嵌合。
[0057]在内基座48和下冲模34上形成有朝向可动盘44而延伸的滑动孔58。脱模杆60在该滑动孔58中滑动。
[0058]在下冲模34的外缘附近、和下冲模保持器54的嵌合孔56的附近，形成有加工用孔62以配置大致圆筒体形状的上冲模36。通过脱模杆60的上端面、以大致圆形凹陷形成在下冲模34的上端面上的圆状阶梯部64(参照图4的(A))、上冲模36的加工用孔62的内周壁形成模腔32。
[0059]脱模杆60的上端面比圆状阶梯部64稍微位于下方(参照图2)。因此，在模腔32中包含由脱模杆60的上端面和下冲模34的滑动孔58的上端附近的内周壁形成的凹部66。
[0060]加工用孔62的内径与工件16的凸缘部14的直径大致一致。另一方面，圆状阶梯部64的直径比凸缘部14的直径稍小。因此，在工件16收纳到模腔32中的时刻，凸缘部14的侧周壁与加工用孔62的内周壁抵接，另一方面，该凸缘部14的面对下冲模34的端面(下端面)位于从圆状阶梯部64略微分离的位置(参照图4的(A))。
[0061]在上冲模36上外套有上冲模保持器67。而且，在台座52、下冲模保持器54以及上冲模保持器67上，外套有设置于固定盘38的上端面的下套筒68 (图2参照)。换言之，台座52、下冲模34、下冲模保持器54、上冲模36以及上冲模保持器67收纳于下套筒68内。
[0062]在下套筒68中嵌入安装有具有顶壁和侧周壁的冲模侧盖72。在冲模侧盖72的所述顶壁贯通形成有第一贯插孔70。通过该冲模侧盖72的侧周壁，下套筒68的外周壁被向径向内侧按压。由此，台座52、下冲模保持器54以及上冲模保持器67被向径向内侧按压而成为压入的状态，进行各自的定位固定。
[0063]在一方的可动盘44上连结有未图不的液压缸(第一升降机构)的杆。随着该杆朝向固定盘38侧前进(下降)，可动盘44以接近固定盘38的方式移位。与此相反，在该杆以从固定盘38分离的方式后退(上升)时，可动盘44以从固定盘38离开的方式移位。
[0064]在可动盘44上贯通形成有第三压入孔74。在该第三压入孔74中压入有冲头保持器76。而且，在冲头保持器76中，在面对固定盘38的一侧的端部(下端部)设置有所述冲头40。如从图2可理解，冲头40和环形冲头42穿过冲模侧盖72的第一贯插孔70而进入到模腔32中。
[0065]在该冲头40上设置有未图示的刃带(land)，该刃带用于在由圆柱部12成型出杯部20时在该杯部20的内壁沿着杯部20的长度方向形成多个(例如，3个)槽。
[0066]在冲头保持器76上外套有设置于可动盘44的下端面的上套筒78。在该上套筒78中嵌入安装有在底壁贯通形成有第二贯插孔80的冲头侧盖82。由此，冲头保持器76被压向径向内侧而成为被压入的状态。即，进行冲头保持器76的定位固定。冲头40穿过第二贯插孔80而从冲头侧盖82露出。
[0067]在冲头保持器76的上端部形成有用于配置作为第二升降机构的多个液压缸84的收纳室86。此处，液压缸84被未图示的支撑盘支撑，在冲头保持器76上贯通形成有从收纳室86的底壁朝向固定盘38延伸的多个杆孔88。液压缸84的各杆90穿过各杆孔88。杆90的下端部从杆孔88露出。所述环形冲头42安装于从杆孔88露出的杆90的下端部末端。
[0068]环形冲头42具有构成大致圆筒形状的圆筒部92和设置于所述圆筒部92的上端部的安装部94。其中的圆筒部92围绕所述冲头40。另一方面，如图3所示，在直径比该圆筒部92大的安装部94上形成有多个安装孔96，所述杆90的下端部末端嵌合于该安装孔86中。
[0069]如该图3所示，环形冲头42是由第一分割件98和第二分割件100构成的分割体。SP，第一分割件98和第二分割件100构成沿着安装部94和圆筒部92的直径方向、且在其长度方向上分成两部分而形成的形状。因此，在第一分割件98和第二分割件100上分别存在在长度方向上将圆筒部92 —分为二地切断而得到的形状的半圆筒部92a、92b和沿着直径方向将安装部94 一分为二得到的的形状的半圆盘形状部94a、94b。
[0070]另外，虽然第一分割件98与第二分割件100相互抵接，但没有连结。因此，第一分割件98和第二分割件100的刚性比较小，环形冲头42在从其内侧受到按压时，彼此之间稍微分开，或者，第一分割件98和第二分割件100能够在弹性变形区内挠曲。
[0071]本实施方式的锻造加工装置30基本上如上所述构成，接着，关于其作用效果，以与本实施方式的锻造加工方法之间的关系来进行说明。
[0072]在对工件16实施反向挤压加工时，首先，使锻造加工装置30成为开模状态。并且，如图1的(C的、图2和图4的(A)所示，将如上所述得到的工件16 (参照图1的(B)和图1的(C))以凸缘部14面对下方、圆柱部12面对上方的方式插入到加工用孔62中，收纳到模腔32中。如从图4的(A)可理解，在该时刻，凸缘部14的侧周壁与加工用孔62的内周壁抵接，另一方面该凸缘部14的下端面从圆状阶梯部64稍微分开。
[0073]接着，对液压缸84施力，使各杆90朝向固定盘38侧前进(下降)。伴随于此，环形冲头42 (第一分割件98和第二分割件100)下降，进入到加工用孔62 (模腔32)中。最终，环形冲头42的圆筒部92的下端面落位于工件16的凸缘部14的上端面。
[0074]与该落位同时，该工件16的圆柱部12被插入到环形冲头42内。换言之，环形冲头42以其内周壁围绕圆柱部12。
[0075]液压缸84在上述的落位之后施力也不会消失。因此，经由杆90对凸缘部14施加按压力。但是，该按压力不是能够使凸缘部14塑性变形的程度的大力，而是在对圆柱部12进行反向挤压加工时能够抑制凸缘部14的材料过度上升的程度的力。
[0076]在该状态下，接着，对未图示的所述液压缸施力，使该杆朝向固定盘38侧前进(下降)。由此可动盘44下降，结果为，冲头40下降。冲头40穿过冲模侧盖72的第一贯插孔70而进入到加工用孔62 (模腔32)中。在图2和图4的(A)中，将环形冲头42的下端面落位于凸缘部14的上端面、且进入到模腔32中的冲头40的下端面与圆柱部12的上端面抵接的状态以截面来示出。
[0077]在冲头40的侧周壁与环形冲头42的内周壁之间形成有规定的间隙102。S卩，冲头40的下端面不与圆柱部12的外缘附近抵接。
[0078]当可动盘44进一步下降时，通过冲头40按压圆柱部12 (B卩，冲头40的按压力的方向为铅直下方)。此处，由于在冲头40的侧周壁与环形冲头42的内周壁之间形成有间隙102，因此如图4的(B)所示，圆柱部12的外缘附近的材料以沿着该间隙102上升的方式流动。这样，圆柱部12的材料向与由冲头40施加的按压力相反的方向流动，从而进行反向挤压加工。
[0079]另一方面，在圆柱部12的下端面，大部分的材料向圆状阶梯部64中流动，并且一部分的材料流入到凹部66 (脱模杆60的上端面侧)中。即，进行正向挤压加工，成型出与凹部66的形状对应的形状的轴部26。
[0080]如图4的(C)所示，当冲头40进一步下降时，圆柱部12的材料进一步上升。由此，成型出形成有盲孔18的杯部20。由于在冲头40上设置有刃带，因此在成型出杯部20的同时，在该杯部20 (盲孔18)的内壁形成槽。
[0081]圆柱部12的材料的大部分如上所述上升，但一部分向凸缘部14流动。凸缘部14的材料被该剩余的材料挤压，结果为，克服来自环形冲头42的按压而上升。即，凸缘部14也向与冲头40的按压力的方向相反的方向流动，由此成型出大径部22 (参照图1的(D))。
[0082]在环形冲头42上作用有由液压缸84实现的前进驱动力、即向凸缘部14侧行进的力。因此，环形冲头42在上升(后退)的同时维持与凸缘部14的抵接，并且以规定的按压力来按压凸缘部14。因此，避免了圆柱部12的材料过度地向凸缘部14侧流动和凸缘部14的材料上升超过规定的量的情况。因此，杯部20和大径部22的高度方向的尺寸精度变得良好。
[0083]如图4 (D)和图5所示，当冲头40到达下死点时，伴随于此，圆柱部12 (杯部20)和凸缘部14 (大径部22)的材料的流动停止，反向挤压加工结束。即，得到了成型体24。
[0084]在本实施方式中，通过一次的反向挤压加工来制作出一体地具有杯部20和大径部22的成型体24。因此，能够高效地得到该成型体24。另外，由于无需分别设置制作杯部20的锻造加工装置30和制作大径部22的锻造加工装置30，因此还能够避免设备投资大士豳
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[0085]由此，在对杯部20、大径部22以及轴部26进行成型的期间，环形冲头42受到沿着该环形冲头42的内周壁流动的材料的应力。在本实施方式中，环形冲头42为由第一分割件98和第二分割件100构成的分割体,而且,第一分割件98与第二分割件100没有连结。因此，由于第一分割件98与第二分割件100之间稍微分开、或者第一分割件98和第二分割件100在弹性变形区内挠曲，从环形冲头42的内侧作用的所述应力被缓和。
[0086]因此，避免了在环形冲头42上作用过大的应力。因此，不存在环形冲头42变形或破损的顾虑。
[0087]在如上所述得到了成型体24之后，未图示的所述液压缸的杆后退(上升)，如图6的(A)所示，冲头40跟随者上升。其结果为，冲头40从杯部20脱离。
[0088]而且，当冲头40后退(上升)规定的量时，液压缸84的杆90后退。如图6的(B)所示，伴随于此，环形冲头42上升，从大径部22离开。
[0089]可动盘44相对于固定盘38离开规定的间隔，从而进行开模。在这期间、或其前后，配设于滑动孔58内的脱模杆60上升，从模腔32顶出成型体24。由此，从模腔32取出成型体24。
[0090]对于如上所述得到的成型体24，根据需要，实施球状化退火处理、喷丸处理以及润滑皮膜形成处理等。而且，对该成型体24进行减薄拉深加工(一般为冷锻加工)，精加工成等速万向节的外侧部件的形状。
[0091]并且，对大径部22的侧周壁刻设齿部，从而能够得到作为最终产品的外侧部件。
[0092]在由所述齿部构成了齿轮时，当大径部22旋转时，杯部20跟着旋转。这是因为杯部20和大径部22都是外侧部件的一个部位。
[0093]S卩，此时，能够构成不用担心大径部22空转的外侧部件。
[0094]本发明不特别限定于上述的实施方式，能够在不脱离其要旨的范围内进行各种变更。
[0095]例如，也可以使环形冲头42的分割件的个数为3个以上。
[0096]另外，作为成型体24，例示了成为等速万向节的外侧部件的中间体，但是成型体24不特别限定于此，只要具有中空的杯部20和直径比该杯部20大的大径部22即可。
[0097]而且，也可以以在环形冲头42落位于凸缘部14的上端面的同时冲头40落位于圆柱部12的上端面的方式使环形冲头42和冲头40下降。
【权利要求】
1.一种锻造加工方法，其用于由工件(16)得到成型体(24)，该工件(16)具有圆柱部(12)和从该圆柱部(12)的侧周壁沿径向突出的凸缘部(14)，该成型体(24)具有:由所述圆柱部(12)设置出的中空的杯部(20);以及由所述凸缘部(14)设置出且直径比所述杯部(20 )大的大径部(22 )，所述锻造加工方法的特征在于， 所述锻造加工方法具有以下工序: 使环形冲头(42)的圆筒部(92)与支撑于冲模(32、34)的所述工件(16)的所述凸缘部(14)抵接；以及 通过冲头(40)对所述工件(16)的所述圆柱部(12)进行按压来进行反向挤压加工，由所述圆柱部(12)成型出所述杯部(20)， 在随着所述圆柱部(12)的材料向与所述冲头(40)的按压方向相反的方向流动、所述凸缘部(14)的材料向与所述冲头(40)的按压方向相反的方向流动的期间，维持所述环形冲头(42)的所述圆筒部(92)与所述凸缘部(14)的抵接，并且使该圆筒部(92)向所述凸缘部(14)的材料流动的方向移位。
2.根据权利要求1所述的锻造加工方法，其特征在于， 在所述凸缘部(14)的材料向与所述冲头(40)的按压方向相反的方向流动时，在所述环形冲头(42)的所述圆筒部(92)维持着与所述凸缘部(14)的抵接并同时向该凸缘部(14)的材料流动的方向移位的期间，对所述环形冲头(42)施加向所述凸缘部(14)侧行进的力。
3.—种锻造加工装置(30)，其用于由工件(16)得到成型体(24)，该工件(16)具有圆柱部(12)和从该圆柱部(12)的侧周壁沿径向突出的凸缘部(14)，该成型体(24)具有:由所述圆柱部(12)设置出的中空的杯部(20);以及由所述凸缘部(14)设置出且直径比所述杯部(20 )大的大径部(22 )，所述锻造加工装置(30 )的特征在于， 所述锻造加工装置具有: 冲模(32、34)，其形成有用于支撑所述工件(16)的模腔(32)； 冲头(40)，其用于对支撑于所述冲模(32、34)的所述工件(16)的所述圆柱部(12)进行按压来进行反向挤压加工，由所述圆柱部(12)成型出所述杯部(20)； 第一升降机构，其用于使所述冲头(40)在相对于所述工件(16)接近或分离的方向上移位； 环形冲头(42)，其具有从外侧围绕所述冲头(40)的圆筒部(92)，且在所述冲头(40)按压所述工件(16)的所述圆柱部(12)的期间，所述圆筒部(92)的末端面与该工件(16)的所述凸缘部(14)抵接；以及 第二升降机构(84)，其用于使所述环形冲头(42)与所述冲头(40)独立地在相对于所述工件(16)接近或分离的方向上移位， 在随着所述圆柱部(12)的材料向与所述冲头(40)的按压方向相反的方向流动、所述凸缘部(14)的材料向与所述冲头(40)的按压方向相反的方向流动的期间，所述环形冲头(42)维持所述圆筒部(92)与所述凸缘部(14)的抵接。
4.根据权利要求3所述的锻造加工装置(30)，其特征在于， 所述环形冲头(42)由多个分割件(98、100)构成。
5.根据权利要求4所述的锻造加工装置(30)，其特征在于， 所述环形冲头(42)的所述圆筒部(92)被沿着直径方向和长度方向分割。
6.根据权利要求3所述的锻造加工装置(30)，其特征在于， 在所述凸缘部(14)的材料向与所述冲头(40)的按压方向相反的方向流动时，在所述环形冲头(42)的所述圆筒部(92)维持与所述凸缘部(14)的抵接的期间，所述第二升降机构(84)对所述环形冲头(42)施加使所述环形冲头(42)向所述凸缘部(14)侧行进的力。
7.根据权利要求3所述的锻造加工装置(30)，其特征在于， 在所述模腔(32)中形成有凹部(66)，该凹部(66)用于形成从所述大径部(22)的一端面突出且向与所述杯部(20)相反的方向延伸的轴部(26)。
【文档编号】B21J9/02GK104043764SQ201410084686
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月10日 优先权日:2013年3月11日
【发明者】河野通敏 申请人:本田技研工业株式会社
【专利摘要】本发明涉及锻造加工方法及其装置，获得一体地具有杯部（20）和从该杯部（20）的外侧壁突出的大径部（22）的成型体（24）。锻造加工装置（30）具有：从上端面侧按压工件（16）的圆柱部（12）的冲头（40）；以及与该工件（16）的凸缘部（14）的上端面抵接的环形冲头（42）。冲头（40）与环形冲头（42）能够独立地进行升降移位。在凸缘部（14）的材料向与冲头（40）的按压方向相反的方向流动的期间，环形冲头（42）在维持与该凸缘部（14）的抵接的同时向从该凸缘部（14）离开的方向移位。
【专利说明】锻造加工方法及其装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及对工件至少实施反向挤压加工的锻造加工方法及其装置。
【背景技术】
[0002]在以四轮车辆和二轮车辆为首的各种车辆中，作为行驶驱动源有时使用驱动用电机。即，存在搭载有内燃机和驱动用电机双方的混合动力车辆和仅搭载有驱动用电机的电动车(或燃料电池电动车)等。
[0003]在这种车辆中，驱动用电机的旋转驱动力通过等速万向节经由与该驱动用电机连结的传动轴而传递到驱动轮(轮胎)。其结果是，驱动轮进行旋转动作，由此车辆行驶。
[0004]众所周知，等速万向节具有:外侧部件，其具有杯部，该杯部形成有盲孔；以及内侧部件，其被插入到所述盲孔且与所述传动轴的末端嵌合。例如，在记载于日本专利第4379867号公报的构成电动车辆用动力单元的滑动式等速万向节中，在盲孔的内壁沿着长度方向形成有多个槽，并且在内侧部件设置有分别插入到所述槽中的突起部。突起部在槽中滑动，从而传动轴的末端能够向盲孔的里侧前进、或者反过来向盲孔的开口后退。
[0005]近年来，为了简化这种结构的电动车辆用动力单元的结构，尝试减少部件数量。因此，例如考虑在等速万向节的外侧部件(杯部)形成齿部，并且使该齿部例如与两级斜齿轮的第一齿部等啮合。此时，如果使该两级斜齿轮的第二齿部与在驱动用电机的作用下旋转的齿轮部件啮合，则还能够将等速万向节的外侧部件兼用为构成减速机构的部件。
[0006]很难将这种齿部直接刻设在杯部的外侧壁。因此，想到在从杯部的外壁向径向外侧突出且直径比其他部位大的大径部的侧周壁进行刻设。
[0007]但是，很难通过锻造加工来得到一体地具有杯部和从该杯部的外侧壁突出的大径部的外侧部件。对于该点进行简单说明。
[0008]图7的(A)~(C)是示出通过具有第一冲头部I和围绕该第一冲头部I的圆筒状的第二冲头部2的双重冲头3来按压圆柱体4，由该圆柱体4成型出杯部5和大径部6 (—同参照图7的(C))双方的过程的概略流程。此处，第一冲头部I和第二冲头部2都是双重冲头3的一个部位，因此，这些第一冲头部I和第二冲头部2 —体地进行下降或上升。另外，第二冲头部2的下端面被设定为比第一冲头部I的下端面靠上方。
[0009]此时，当双重冲头3向圆柱体4下降时，首先，如图7的(A)所示，第一冲头部I的下端面与圆柱体4的上端面抵接。
[0010]之后，当双重冲头3进一步下降时，如图7的(B)所示，圆柱体4被第一冲头部I按压，其外缘附近的材料上升。上升的材料的外缘附近被第二冲头部2阻挡，剩余的材料如图7的(C)所示进入到第一冲头部I与第二冲头部2之间的间隙7而进一步上升。由此，认为成型出了杯部5和大径部6。
[0011]但是，此时，材料很难流动到模腔8的末端。换言之，如在图7的(C)中用X所示，容易产生未填充部分，由此存在在成型体中容易产生缺损部的问题。即，很难以高成品率来得到成型体。
[0012]另外，在第二冲头部2的下端面作用有欲克服来自该第二冲头部2的按压而上升的材料的应力，在内周壁作用有在所述间隙7中流动的材料的应力。为了针对这种大小的应力具有充分的耐久性，例如，需要增大第二冲头部2的厚度来提高刚性。
[0013]因此，如日本特开2007-010029号公报所提出，认为将外侧部件与大径部制作为单独的部件，之后将两个部件连结起来是有效的。
[0014]等速万向节需要高速旋转，而且负荷也大。因此，如日本特开2007-010029号公报所记载，当在与杯部为分体部件而制作出的大径部的侧周壁上刻设齿部，且在该齿部啮合其他部件(两级斜齿轮等)的齿部而使大径部旋转时，该大径部与杯部之间的连结被解除，其结果为，存在大径部进行空转的顾虑。而且，需要分别设置制作杯部的锻造加工装置与制作大径部的锻造加工装置，因此还存在设备投资大增的问题。
【发明内容】
[0015]本发明的主要目的在于，提供容易得到一体地具有杯部和从该杯部的外侧壁突出的大径部的成型体的锻造加工方法。
[0016]本发明的另一目的在于，提供用于得到上述成型体的锻造加工装置。
[0017]根据本发明的一个实施方式，提供锻造加工方法，其用于由工件得到成型体，该工件具有圆柱部和从该圆柱部的侧周壁沿径向突出的凸缘部，该成型体具有:由所述圆柱部设置出的中空的杯部；以及由所述凸缘部设置出且直径比所述杯部大的大径部，所述锻造加工方法具有以下工序:
[0018]使环形冲头的圆筒部抵接与支撑于冲模的所述工件的所述凸缘部抵接；以及
[0019]通过冲头对所述工件的所述圆柱部进行按压来进行反向挤压加工，由所述圆柱部成型出所述杯部，
[0020]在随着所述圆柱部的材料向与所述冲头的按压方向相反的方向流动、所述凸缘部的材料向与所述冲头的按压方向相反的方向流动的期间，维持所述环形冲头的所述圆筒部与所述凸缘部的抵接，并且使该圆筒部向所述凸缘部的材料流动的方向移位。
[0021]根据本发明的另一实施方式，提供锻造加工装置，其用于由工件得到成型体，该工件具有圆柱部和从该圆柱部的侧周壁沿径向突出的凸缘部，该成型体具有:由所述圆柱部设置出的中空的杯部；以及由所述凸缘部设置出且直径比所述杯部大的大径部，
[0022]所述锻造加工装置具有:
[0023]冲模，其形成有用于支撑所述工件的模腔；
[0024]冲头，其用于对支撑于所述冲模的所述工件的所述圆柱部进行按压来进行反向挤压加工，由所述圆柱部成型出所述杯部；
[0025]第一升降机构，其用于使所述冲头在相对于所述工件接近或分离的方向上移位；
[0026]环形冲头，其具有从外侧围绕所述冲头的圆筒部，且在所述冲头按压所述工件的所述圆柱部的期间，所述圆筒部的末端面与该工件的所述凸缘部抵接；以及
[0027]第二升降机构，其用于使所述环形冲头与所述冲头独立地在相对于所述工件接近或分离的方向上移位，
[0028]在随着所述圆柱部的材料向与所述冲头的按压方向相反的方向流动、所述凸缘部的材料向与所述冲头的按压方向相反的方向流动的期间，所述环形冲头维持所述圆筒部与所述凸缘部的抵接。
[0029]即，环形冲头能够与冲头独立地进行移位，在反向挤压加工(锻造加工)过程中，环形冲头在维持与凸缘部的抵接的同时向该凸缘部的材料的流动方向移位。总之，在本发明中，设置能够与冲头独立地移位的环形冲头，在对工件实施反向挤压加工的过程中，维持所述环形冲头与向所述冲头的按压方向的相反方向流动的凸缘部的材料抵接的状态。
[0030]通过使环形冲头如上所述地进行动作，能够避免在模腔中形成未填充部分。其结果为，能够容易地得到一体地具有杯部和大径部的成型体。
[0031]因此，不需要分别设置制作杯部的锻造加工装置和制作大径部的锻造加工装置。因此，设备投资也不会大增。
[0032]并且，由于在所得到的成型体中，杯部与大径部设置为同一部件中的不同部位(一体地设置)，因此即使是例如在大径部的侧周壁形成齿部并使其与其他部件的齿部啮合来构成齿轮的情况下，也不用担心大径部进行空转。
[0033]在反向挤压加工的过程中，工件的圆柱部的材料流动而进入到冲头与环形冲头之间的间隙。因此，在环形冲头上作用有来自流动的材料的应力。
[0034]因此，优选由多个分割件来构成环形冲头，换言之，优选构成为分割体。此时，由于环形冲头的刚性变小，因此在从流动的材料受到应力时，分割件彼此之间会稍微分开，或者，分割件在弹性变形区内进行挠曲。由此，应力被吸收(缓和)。
[0035]因此，无需使环形冲头和冲模等具有能够承受应力的厚度大的部件。因此，能够避免锻造加工装置的大型化和重量化。
[0036]分割件彼此优选为具有相同形状。此时，是因为应力能够被大致均等地缓和。因此，只要使环形冲头的圆筒部成为沿着直径方向和长度方向而分割开的形状即可。
[0037]另外，优选在凸缘部的材料向与冲头的按压方向相反的方向流动时，在环形冲头的圆筒部维持与该凸缘部的抵接的期间，通过第二升降机构对所述环形冲头施加使环形冲头向凸缘部侧行进的力。此时，由于流动的凸缘部的材料被环形冲头以某程度按压，因此能够抑制凸缘部的材料过度流动。因此，能够得到尺寸精度良好的大径部。
[0038]在模腔中也可以形成有凹部，该凹部用于形成从所述大径部的一端面突出且向与所述杯部相反的方向延伸的轴部。此时，在反向挤压加工的过程中进行正向挤压加工，能够在一个工序中成型出杯部、大径部以及轴部。
[0039]关于上述的目的、特征以及优点，能够从参照【专利附图】
【附图说明】的以下的实施方式的说明中容易地理解。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]图1中，(A)?(D)是将从钢坯到得到成型体为止的过程用截面示出的概略流程。
[0041]图2是本发明的实施方式的锻造加工装置的概略主视纵剖视图。
[0042]图3是构成包含于所述锻造加工装置的环形冲头的分割件的俯视图。
[0043]图4中，(A)?(D)是将所述锻造加工装置中从工件到得到成型体为止的过程用截面示出的概略流程。
[0044]图5是示出在所述锻造加工装置中冲头到达下死点而成型出了成型体的状态的概略主视纵剖视图。
[0045]图6中，(A)和(B)是将成型出成型体之后冲头和环形冲头上升的过程用截面示出的概略流程。
[0046]图7中，(A)?(C)是将利用双重冲头从圆柱体得到成型体的过程用截面示出的概略流程。
【具体实施方式】
[0047]以下，关于本发明的锻造加工方法，举出就与实施该方法的锻造加工装置之间的关系而言优选的实施方式，并参照附图进行详细说明。另外，在本实施方式中，例示制作出用于得到等速万向节的外侧部件的中间体来作为成型体的情况。
[0048]首先，参照图1的(A)?(D)对利用本实施方式的锻造加工装置实施锻造加工的工件以及由该工件得到的成型体进行说明。
[0049]关于工件，作为原料得到图1的(A)所示的大致圆柱体形状的钢坯10。另外，由于最终产品为等速万向节的外侧部件，因此作为钢坯10，优选由铬合金钢(日本工业标准中的SCr)、铬钥合金钢(日本工业标准中的SCM)等机械构造用合金钢构成。
[0050]对于由这种材质构成的钢坯10，在进行了预热、润滑剂涂布、主加热等之后，进行镦锻加工(一般为温热锻造加工)。由此，如图1的(B)所示，成型出作为第一次中间体的工件16，该工件16具有圆柱部12和设置于该圆柱部12的一端部(图1的(B)中的上端部)且直径比该圆柱部12大的凸缘部14。
[0051]接着，在使该工件16如图1的(C)所示上下反转的状态下将工件16收纳于锻造加工装置30 (参照图2)的模腔32中，进行反向挤压加工。即，使圆柱部12的材料向与按压方向相反的方向流动，并且在该圆柱部12形成盲孔18 (参照图1的(D))。此时，凸缘部14的材料也向与按压方向相反的方向流动。其结果为，如图1的(D)所示，得到具有由圆柱部12设置出的杯部20和由凸缘部14设置出的大径部22的作为第二次中间体的成型体24。
[0052]该成型体24还具有小径的轴部26，该轴部26从大径部22突出，朝向与杯部20相反的方向。如后所述，轴部26在对杯部20和大径部22进行成型的锻造加工时同时成型。
[0053]本实施方式的锻造加工装置30用于对工件16 (参照图1的(B)图1的(C))实施所述的反向挤压加工，得到成型体24 (参照图1的(D))。以下，对该锻造加工装置30进行详细说明。
[0054]图2是本实施方式的锻造加工装置30的概略主视纵剖视图。该锻造加工装置30具有:固定盘38，其具有下冲模34和上冲模36 ;以及可动盘44，其具有冲头40和环形冲头42，在相对于所述固定盘38接近或分离的方向上移位。
[0055]固定盘38被定位固定于设置台上(未图示)，该设置台设置于作业台。在该固定盘38上形成有第一压入孔46，在该第一压入孔46中，从内侧起依次压入有构成大致圆盘形状的内基座48和外基座50。当然，内基座48被压入到在外基座50贯通形成的第二压入孔51中。
[0056]在内基座48和外基座50上，跨越这些内基座48和外基座50而定位固定有台座52。而且，在台座52上，配设有下冲模34，并且载置有外套在该下冲模34上的下冲模保持器54。下冲模34与形成在下冲模保持器54的嵌合孔56嵌合。
[0057]在内基座48和下冲模34上形成有朝向可动盘44而延伸的滑动孔58。脱模杆60在该滑动孔58中滑动。
[0058]在下冲模34的外缘附近、和下冲模保持器54的嵌合孔56的附近，形成有加工用孔62以配置大致圆筒体形状的上冲模36。通过脱模杆60的上端面、以大致圆形凹陷形成在下冲模34的上端面上的圆状阶梯部64(参照图4的(A))、上冲模36的加工用孔62的内周壁形成模腔32。
[0059]脱模杆60的上端面比圆状阶梯部64稍微位于下方(参照图2)。因此，在模腔32中包含由脱模杆60的上端面和下冲模34的滑动孔58的上端附近的内周壁形成的凹部66。
[0060]加工用孔62的内径与工件16的凸缘部14的直径大致一致。另一方面，圆状阶梯部64的直径比凸缘部14的直径稍小。因此，在工件16收纳到模腔32中的时刻，凸缘部14的侧周壁与加工用孔62的内周壁抵接，另一方面，该凸缘部14的面对下冲模34的端面(下端面)位于从圆状阶梯部64略微分离的位置(参照图4的(A))。
[0061]在上冲模36上外套有上冲模保持器67。而且，在台座52、下冲模保持器54以及上冲模保持器67上，外套有设置于固定盘38的上端面的下套筒68 (图2参照)。换言之，台座52、下冲模34、下冲模保持器54、上冲模36以及上冲模保持器67收纳于下套筒68内。
[0062]在下套筒68中嵌入安装有具有顶壁和侧周壁的冲模侧盖72。在冲模侧盖72的所述顶壁贯通形成有第一贯插孔70。通过该冲模侧盖72的侧周壁，下套筒68的外周壁被向径向内侧按压。由此，台座52、下冲模保持器54以及上冲模保持器67被向径向内侧按压而成为压入的状态，进行各自的定位固定。
[0063]在一方的可动盘44上连结有未图不的液压缸(第一升降机构)的杆。随着该杆朝向固定盘38侧前进(下降)，可动盘44以接近固定盘38的方式移位。与此相反，在该杆以从固定盘38分离的方式后退(上升)时，可动盘44以从固定盘38离开的方式移位。
[0064]在可动盘44上贯通形成有第三压入孔74。在该第三压入孔74中压入有冲头保持器76。而且，在冲头保持器76中，在面对固定盘38的一侧的端部(下端部)设置有所述冲头40。如从图2可理解，冲头40和环形冲头42穿过冲模侧盖72的第一贯插孔70而进入到模腔32中。
[0065]在该冲头40上设置有未图示的刃带(land)，该刃带用于在由圆柱部12成型出杯部20时在该杯部20的内壁沿着杯部20的长度方向形成多个(例如，3个)槽。
[0066]在冲头保持器76上外套有设置于可动盘44的下端面的上套筒78。在该上套筒78中嵌入安装有在底壁贯通形成有第二贯插孔80的冲头侧盖82。由此，冲头保持器76被压向径向内侧而成为被压入的状态。即，进行冲头保持器76的定位固定。冲头40穿过第二贯插孔80而从冲头侧盖82露出。
[0067]在冲头保持器76的上端部形成有用于配置作为第二升降机构的多个液压缸84的收纳室86。此处，液压缸84被未图示的支撑盘支撑，在冲头保持器76上贯通形成有从收纳室86的底壁朝向固定盘38延伸的多个杆孔88。液压缸84的各杆90穿过各杆孔88。杆90的下端部从杆孔88露出。所述环形冲头42安装于从杆孔88露出的杆90的下端部末端。
[0068]环形冲头42具有构成大致圆筒形状的圆筒部92和设置于所述圆筒部92的上端部的安装部94。其中的圆筒部92围绕所述冲头40。另一方面，如图3所示，在直径比该圆筒部92大的安装部94上形成有多个安装孔96，所述杆90的下端部末端嵌合于该安装孔86中。
[0069]如该图3所示，环形冲头42是由第一分割件98和第二分割件100构成的分割体。SP，第一分割件98和第二分割件100构成沿着安装部94和圆筒部92的直径方向、且在其长度方向上分成两部分而形成的形状。因此，在第一分割件98和第二分割件100上分别存在在长度方向上将圆筒部92 —分为二地切断而得到的形状的半圆筒部92a、92b和沿着直径方向将安装部94 一分为二得到的的形状的半圆盘形状部94a、94b。
[0070]另外，虽然第一分割件98与第二分割件100相互抵接，但没有连结。因此，第一分割件98和第二分割件100的刚性比较小，环形冲头42在从其内侧受到按压时，彼此之间稍微分开，或者，第一分割件98和第二分割件100能够在弹性变形区内挠曲。
[0071]本实施方式的锻造加工装置30基本上如上所述构成，接着，关于其作用效果，以与本实施方式的锻造加工方法之间的关系来进行说明。
[0072]在对工件16实施反向挤压加工时，首先，使锻造加工装置30成为开模状态。并且，如图1的(C的、图2和图4的(A)所示，将如上所述得到的工件16 (参照图1的(B)和图1的(C))以凸缘部14面对下方、圆柱部12面对上方的方式插入到加工用孔62中，收纳到模腔32中。如从图4的(A)可理解，在该时刻，凸缘部14的侧周壁与加工用孔62的内周壁抵接，另一方面该凸缘部14的下端面从圆状阶梯部64稍微分开。
[0073]接着，对液压缸84施力，使各杆90朝向固定盘38侧前进(下降)。伴随于此，环形冲头42 (第一分割件98和第二分割件100)下降，进入到加工用孔62 (模腔32)中。最终，环形冲头42的圆筒部92的下端面落位于工件16的凸缘部14的上端面。
[0074]与该落位同时，该工件16的圆柱部12被插入到环形冲头42内。换言之，环形冲头42以其内周壁围绕圆柱部12。
[0075]液压缸84在上述的落位之后施力也不会消失。因此，经由杆90对凸缘部14施加按压力。但是，该按压力不是能够使凸缘部14塑性变形的程度的大力，而是在对圆柱部12进行反向挤压加工时能够抑制凸缘部14的材料过度上升的程度的力。
[0076]在该状态下，接着，对未图示的所述液压缸施力，使该杆朝向固定盘38侧前进(下降)。由此可动盘44下降，结果为，冲头40下降。冲头40穿过冲模侧盖72的第一贯插孔70而进入到加工用孔62 (模腔32)中。在图2和图4的(A)中，将环形冲头42的下端面落位于凸缘部14的上端面、且进入到模腔32中的冲头40的下端面与圆柱部12的上端面抵接的状态以截面来示出。
[0077]在冲头40的侧周壁与环形冲头42的内周壁之间形成有规定的间隙102。S卩，冲头40的下端面不与圆柱部12的外缘附近抵接。
[0078]当可动盘44进一步下降时，通过冲头40按压圆柱部12 (B卩，冲头40的按压力的方向为铅直下方)。此处，由于在冲头40的侧周壁与环形冲头42的内周壁之间形成有间隙102，因此如图4的(B)所示，圆柱部12的外缘附近的材料以沿着该间隙102上升的方式流动。这样，圆柱部12的材料向与由冲头40施加的按压力相反的方向流动，从而进行反向挤压加工。
[0079]另一方面，在圆柱部12的下端面，大部分的材料向圆状阶梯部64中流动，并且一部分的材料流入到凹部66 (脱模杆60的上端面侧)中。即，进行正向挤压加工，成型出与凹部66的形状对应的形状的轴部26。
[0080]如图4的(C)所示，当冲头40进一步下降时，圆柱部12的材料进一步上升。由此，成型出形成有盲孔18的杯部20。由于在冲头40上设置有刃带，因此在成型出杯部20的同时，在该杯部20 (盲孔18)的内壁形成槽。
[0081]圆柱部12的材料的大部分如上所述上升，但一部分向凸缘部14流动。凸缘部14的材料被该剩余的材料挤压，结果为，克服来自环形冲头42的按压而上升。即，凸缘部14也向与冲头40的按压力的方向相反的方向流动，由此成型出大径部22 (参照图1的(D))。
[0082]在环形冲头42上作用有由液压缸84实现的前进驱动力、即向凸缘部14侧行进的力。因此，环形冲头42在上升(后退)的同时维持与凸缘部14的抵接，并且以规定的按压力来按压凸缘部14。因此，避免了圆柱部12的材料过度地向凸缘部14侧流动和凸缘部14的材料上升超过规定的量的情况。因此，杯部20和大径部22的高度方向的尺寸精度变得良好。
[0083]如图4 (D)和图5所示，当冲头40到达下死点时，伴随于此，圆柱部12 (杯部20)和凸缘部14 (大径部22)的材料的流动停止，反向挤压加工结束。即，得到了成型体24。
[0084]在本实施方式中，通过一次的反向挤压加工来制作出一体地具有杯部20和大径部22的成型体24。因此，能够高效地得到该成型体24。另外，由于无需分别设置制作杯部20的锻造加工装置30和制作大径部22的锻造加工装置30，因此还能够避免设备投资大士豳
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[0085]由此，在对杯部20、大径部22以及轴部26进行成型的期间，环形冲头42受到沿着该环形冲头42的内周壁流动的材料的应力。在本实施方式中，环形冲头42为由第一分割件98和第二分割件100构成的分割体,而且,第一分割件98与第二分割件100没有连结。因此，由于第一分割件98与第二分割件100之间稍微分开、或者第一分割件98和第二分割件100在弹性变形区内挠曲，从环形冲头42的内侧作用的所述应力被缓和。
[0086]因此，避免了在环形冲头42上作用过大的应力。因此，不存在环形冲头42变形或破损的顾虑。
[0087]在如上所述得到了成型体24之后，未图示的所述液压缸的杆后退(上升)，如图6的(A)所示，冲头40跟随者上升。其结果为，冲头40从杯部20脱离。
[0088]而且，当冲头40后退(上升)规定的量时，液压缸84的杆90后退。如图6的(B)所示，伴随于此，环形冲头42上升，从大径部22离开。
[0089]可动盘44相对于固定盘38离开规定的间隔，从而进行开模。在这期间、或其前后，配设于滑动孔58内的脱模杆60上升，从模腔32顶出成型体24。由此，从模腔32取出成型体24。
[0090]对于如上所述得到的成型体24，根据需要，实施球状化退火处理、喷丸处理以及润滑皮膜形成处理等。而且，对该成型体24进行减薄拉深加工(一般为冷锻加工)，精加工成等速万向节的外侧部件的形状。
[0091]并且，对大径部22的侧周壁刻设齿部，从而能够得到作为最终产品的外侧部件。
[0092]在由所述齿部构成了齿轮时，当大径部22旋转时，杯部20跟着旋转。这是因为杯部20和大径部22都是外侧部件的一个部位。
[0093]S卩，此时，能够构成不用担心大径部22空转的外侧部件。
[0094]本发明不特别限定于上述的实施方式，能够在不脱离其要旨的范围内进行各种变更。
[0095]例如，也可以使环形冲头42的分割件的个数为3个以上。
[0096]另外，作为成型体24，例示了成为等速万向节的外侧部件的中间体，但是成型体24不特别限定于此，只要具有中空的杯部20和直径比该杯部20大的大径部22即可。
[0097]而且，也可以以在环形冲头42落位于凸缘部14的上端面的同时冲头40落位于圆柱部12的上端面的方式使环形冲头42和冲头40下降。
【权利要求】
1.一种锻造加工方法，其用于由工件(16)得到成型体(24)，该工件(16)具有圆柱部(12)和从该圆柱部(12)的侧周壁沿径向突出的凸缘部(14)，该成型体(24)具有:由所述圆柱部(12)设置出的中空的杯部(20);以及由所述凸缘部(14)设置出且直径比所述杯部(20 )大的大径部(22 )，所述锻造加工方法的特征在于， 所述锻造加工方法具有以下工序: 使环形冲头(42)的圆筒部(92)与支撑于冲模(32、34)的所述工件(16)的所述凸缘部(14)抵接；以及 通过冲头(40)对所述工件(16)的所述圆柱部(12)进行按压来进行反向挤压加工，由所述圆柱部(12)成型出所述杯部(20)， 在随着所述圆柱部(12)的材料向与所述冲头(40)的按压方向相反的方向流动、所述凸缘部(14)的材料向与所述冲头(40)的按压方向相反的方向流动的期间，维持所述环形冲头(42)的所述圆筒部(92)与所述凸缘部(14)的抵接，并且使该圆筒部(92)向所述凸缘部(14)的材料流动的方向移位。
2.根据权利要求1所述的锻造加工方法，其特征在于， 在所述凸缘部(14)的材料向与所述冲头(40)的按压方向相反的方向流动时，在所述环形冲头(42)的所述圆筒部(92)维持着与所述凸缘部(14)的抵接并同时向该凸缘部(14)的材料流动的方向移位的期间，对所述环形冲头(42)施加向所述凸缘部(14)侧行进的力。
3.—种锻造加工装置(30)，其用于由工件(16)得到成型体(24)，该工件(16)具有圆柱部(12)和从该圆柱部(12)的侧周壁沿径向突出的凸缘部(14)，该成型体(24)具有:由所述圆柱部(12)设置出的中空的杯部(20);以及由所述凸缘部(14)设置出且直径比所述杯部(20 )大的大径部(22 )，所述锻造加工装置(30 )的特征在于， 所述锻造加工装置具有: 冲模(32、34)，其形成有用于支撑所述工件(16)的模腔(32)； 冲头(40)，其用于对支撑于所述冲模(32、34)的所述工件(16)的所述圆柱部(12)进行按压来进行反向挤压加工，由所述圆柱部(12)成型出所述杯部(20)； 第一升降机构，其用于使所述冲头(40)在相对于所述工件(16)接近或分离的方向上移位； 环形冲头(42)，其具有从外侧围绕所述冲头(40)的圆筒部(92)，且在所述冲头(40)按压所述工件(16)的所述圆柱部(12)的期间，所述圆筒部(92)的末端面与该工件(16)的所述凸缘部(14)抵接；以及 第二升降机构(84)，其用于使所述环形冲头(42)与所述冲头(40)独立地在相对于所述工件(16)接近或分离的方向上移位， 在随着所述圆柱部(12)的材料向与所述冲头(40)的按压方向相反的方向流动、所述凸缘部(14)的材料向与所述冲头(40)的按压方向相反的方向流动的期间，所述环形冲头(42)维持所述圆筒部(92)与所述凸缘部(14)的抵接。
4.根据权利要求3所述的锻造加工装置(30)，其特征在于， 所述环形冲头(42)由多个分割件(98、100)构成。
5.根据权利要求4所述的锻造加工装置(30)，其特征在于， 所述环形冲头(42)的所述圆筒部(92)被沿着直径方向和长度方向分割。
6.根据权利要求3所述的锻造加工装置(30)，其特征在于， 在所述凸缘部(14)的材料向与所述冲头(40)的按压方向相反的方向流动时，在所述环形冲头(42)的所述圆筒部(92)维持与所述凸缘部(14)的抵接的期间，所述第二升降机构(84)对所述环形冲头(42)施加使所述环形冲头(42)向所述凸缘部(14)侧行进的力。
7.根据权利要求3所述的锻造加工装置(30)，其特征在于， 在所述模腔(32)中形成有凹部(66)，该凹部(66)用于形成从所述大径部(22)的一端面突出且向与所述杯部(20)相反的方向延伸的轴部(26)。
【文档编号】B21J9/02GK104043764SQ201410084686
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月10日 优先权日:2013年3月11日
【发明者】河野通敏 申请人:本田技研工业株式会社
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