JP2912690B2 - 冷間鍛造方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、複数組の金型を用いてワークに塑性加工を
施すようにした冷間鍛造方法とその装置に関する。

従来の技術 ワークに複数工程の塑性加工を施す冷間鍛造において
は、従来、カツタと複数組の金型とを備えた一台のヘツ
ダーを用いて、カツタで切断したワークを複数組の金型
に順次に送りつつ各金型で打圧するという方法が採られ
てきた。

発明が解決しようとする課題 上記のように複数組の金型を備えたヘツダーを用いて
行う従来の冷間鍛造においては、金型の寿命によつて不
良品が発生した場合に行われる段取り替えの際に、寿命
に達していない金型の残りの寿命を予測することが困難
であるため、未だ寿命に達していない金型を含めたすべ
ての金型を交換していた。このため、すべての金型を寿
命まで使い切ることができず、使用可能であるにもかか
わらず無駄に処分される金型の数が多くてコストが高く
つくという欠点があつた。

また、段取り替えが、最も寿命の短い金型に合わせた
サイクルで行われるため、金型交換の延べ回数が多くて
作業者の負担が大きかつた。

さらに、段取り替えの間はヘツダーの稼働が停止して
すべての加工工程が中断され、しかも、一回の段取り替
えで複数組の金型を交換するために所要時間か長い。こ
のため、所定数量の製品を得るのに要する生産時間が長
く、生産効率が低いという欠点があつた。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するための手段として、第１の発明で
ある冷間鍛造方法は、線材からカツタにより切断された
ワークをストツカに貯え、そのストツカに貯えられたワ
ークを、フイーダによつて一組のみの金型を備えた複数
のヘツダーに選択的に供給し、ヘツダーにおいて加工が
施されたワークをヘツダー毎に各別に設けたストツカに
貯えてヘツダー毎に各別に設けたフイーダにより他のヘ
ツダーに選択的に供給する工程を所定回数行う構成とし
た。

また、第２の発明は、第１の発明方法の実施に使用す
るための冷間鍛造装置であつて、線材を所定長さのワー
クに切断するカツタと一組のみの金型を備えた複数のヘ
ツダーとを各別に設け、カツタに、切断したワークを貯
えるストツカとそのストツカに貯えた前記ワークを複数
のヘツダーに選択的に供給するフイーダとを設け、複数
のヘツダーの夫々に、そのヘツダーによつて加工を施さ
れたワークを貯えるストツカとそのストツカに貯えたワ
ークを他のヘツダーに選択的に供給するフイーダとを設
けた構成とした。

発明の作用及び効果 第１の発明方法及び第２の発明装置によつて冷間鍛造
を行う際には、カツタにより切断されてストツカに貯え
られたワークを、フイーダにより所定のヘツダーに供給
し、このヘツダーにおいてその金型で打圧することによ
りワークに一次加工を施し、この一次加工済みのワーク
をそのヘツダーに設けたストツカに貯える。次に、この
ストツカに貯えられたワークを、フイーダによつて他の
所定のヘツダーに供給してそのヘツダーにおいて二次加
工を施し、ストツカに貯える。同様にして、三次加工、
四次加工、・・・を施してゆき、最終的に加工済みの製
品を得る。

この間に、いずれかのヘツダーにおいて金型が寿命に
達した場合には、段取り替えのためにそのヘツダーの稼
働及びそのヘツダーへのワークの供給のみを停止し、金
型の交換を行う。交換する金型は金型交換を必要とする
ヘツダーの行つている工程の金型だけであることから、
段取り替えは短時間で済む。段取り替えの間、カツタに
よるワークの切断、他のヘツダーへのワークの供給及び
他のヘツダーにおけるワークへの加工は続けられ、生産
工程は全体として継続される。作業終了後はヘツダーの
稼働が再開されるのであつて、他のヘツダーにおいて金
型が寿命に達すると、同様の要領で段取り替えが行われ
る。

上述のように、段取り替えは、従来のように寿命の短
い金型に合わせて総ての金型を一律に交換するのではな
く、各ヘツダー毎にその金型が寿命に達したところで行
われるから、金型を無駄なく使い切り、コストの低減を
図ることができる効果がある。

そして、段取り替えが各ヘツダー毎に金型の寿命に応
じて行われることによつて、金型交換の延べ回数が少な
くなり、作業者の負担を軽減することができる。

また、いずれかのヘツダーで段取り替えが行われてい
る間、他のヘツダーによるワークへの加工が続けられ、
しかも、交換する金型が寿命に達した工程の金型のみで
あつて作業が短時間で済むから、所定個数の製品を得る
のに要する生産時間が従来に比べて短くなり、生産効率
が高いという効果がある。

また、ある種類の製品の生産を終了して別の種類の製
品を生産しようとする際には、フイーダによるワークの
供給順路を変更してワークを異なる金型のヘツダーに供
給するようにするか、ワークの供給経路はそのままにし
て金型を交換するようにすればよい。金型の交換に際し
て、交換前と交換後の加工工程において使用する金型に
共通のものがある場合には、共用できる金型はそのまま
にして異なる金型のみを交換するだけでよい。これによ
り、全部の金型を交換する場合に比べて、作業を少ない
工数で、かつ、短時間で行うことができる。

さらに、ヘツダーを２以上の群に分けて、各群毎にワ
ークへの加工を行うようにすることが可能である。この
場合に、各群の加工工程を同じにすると、同一種類の製
品の生産個数の大幅アツプまたは生産時間の短縮を図る
ことができ、各群の加工工程を互いに異なるものとする
と、同時に複数種類の製品を生産することができる。

さらにまた、本発明は一組のみの金型を備えたシング
ルタイプのヘツダーで構成したから、複数組の金型を備
えた従来のヘツダーに比べ、偏心荷重がかからないので
静的な金型の芯調整のみで段取りが可能であるため、従
来行われていた偏心荷重がかかつた場合を想定しての経
験による補正が不要である。この段取り替えの自動化に
より、生産工程の無人システム化を図ることができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図において、Ｃは、線材を所定長さのワークに切
断するためのカツタである。このカツタＣにはｎ本のコ
ンベア１の基端が各別に接続されており、図示しない制
御装置からの制御信号により、切断されたワークが所定
のコンベア１によつて搬送されるようになつている。こ
れらのコンベア１の終端には、切断したワークを一時的
に貯えておくためのｎ個の貯室s₀からなるストツカS₀の
各貯室s₀が各別に接続されている。このストツカS₀に
は、その各貯室s₀に対応するｎ個の供給機構f₀からなる
フイーダF₀が併設されており、その各供給機構f₀は、貯
室s₀内のワークの送出を前記制御装置からの制御信号に
よつて互いに独立して行うようになつている。

フイーダF₀のｎ個の供給機構f₀には、ｎ本のコンベア
２の基端が各別に接続されており、これらのコンベア２
の終端には、図示しない一組のみの金型を備えたシング
ルタイプのｎ台のヘツダーH₁〜H_nが接続されている。各
ヘツダーＨは、夫々、その金型で打圧することによりワ
ークに塑性加工を施すようになつている。各ヘツダーＨ
には、夫々、ｎ−１本のコンベア３の基端が接続されて
おり、各ヘツダーＨにおいて塑性加工を施されたワーク
は、前記制御装置からの制御信号により、所定のコンベ
ア３によつて搬出されるようになつている。

ヘツダーH₁に接続されたｎ−１本のコンベア３の終端
には、ｎ−１個の貯室s₁からなるストツカS₁の各貯室s₁
が各別に接続されており、このストツカS₁には、その各
貯室s₁と対応するｎ−１個の供給機構f₁からなるフイー
ダF₁が並設されている。他のヘツダーH₂〜H_nにも、ヘツ
ダーH₁と同様に、ストツカS₂〜S_nとフイーダF₂〜F_nが設
けられている。

さらに、フイーダF₁の各供給機構f₁には、ｎ−１本の
コンベア４の基端が接続され、これらのコンベア４の終
端は、他のｎ−１台のヘツダーH₂〜H_nに各別に接続され
ている。同様にして、他のフイーダF₂〜F_nにも他のヘツ
ダーＨとの間にｎ−１本ずつのコンベア４が接続されて
いる。そして、制御装置からの制御信号により、フイー
ダＦの所定の供給機構ｆが作動して、対応するストツカ
Ｓの所定の貯室ｓに貯えられた加工済みのワークが他の
所定のヘツダーＨに選択的に供給されるようになつてい
る。

次に、上記構成になる冷間鍛造装置を用いた冷間鍛造
方法の一例として、五工程の加工を行う場合について説
明する。

まず、カツタＣによつて所定の長さに切断されたワー
クをストツカS₀の貯室s_0-1に送つて貯える。貯えられた
ワークは、フイーダF₀の供給機構f_0-1によりヘツダーH₁
に供給され、このヘツダーH₁において一次加工が施され
る。一次加工が施されたワークは、ストツカS₁の所定の
貯室s_1-2に貯えられて、フイーダF₁の供給機構f_1-2によ
りヘツダーH₂に供給される。このヘツダーH₂において、
ワークには二次加工が施され、ストツカS₂の所定の貯室
s_2-3に貯えられる。この二次加工の施されたワークは、
フイーダF₂の供給機構f_2-3によりヘツダーH₃に供給さ
れ、このヘツダーH₃において三次加工が施される。かか
る作動が順次に行われることにより、ワークにはヘツダ
ーH₄、H₅の金型によつて四次加工及び五次加工が施さ
れ、最終的に加工済みの製品が得られる。

この間に、いずれかのヘツダーＨの金型が寿命に達す
ると、その金型の交換のために段取り替えが行われる。
例えば、ヘツダーH₂の段取り替えを行う際には、そのヘ
ツダーH₂の稼働とフイーダF₁からそのヘツダーH₂へのワ
ークの供給とを停止する。

ヘツダーH₂の段取り替えが行われている間、カツタＣ
によるワークの切断、他のヘツダーH₁、H₃、H₄、H₅への
ワークの供給及びそれらのヘツダーH₁、H₃、H₄、H₅にお
けるワークへの加工は継続される。なお、段取り替え中
のヘツダーH₂に供給されるべき一次加工済みのワークは
ストツカS₁に貯えておき、ヘツダーH₃に対する二次加工
済みのワークの供給は、ストツカS₂に貯えられているも
のを利用して行う。

段取り替えの作業は、交換する金型が一組だけである
ことから、短い時間ｔで済む。段取り替えが終了した後
はヘツダーH₂の稼働が再開され、以後、その金型の稼働
可能時間T₂毎に段取り替えが繰り返される。

他のヘツダーH₁、H₃、H₄、H₅においてその金型が寿命
に達した場合にも、夫々、上述と同じ要領で各々の金型
の稼働可能時間T₁、T₃、T₄、T₅毎に段取り替えが行われ
る。したがつて、いずれかのヘツダーＨで段取り替えが
行われている間、他のヘツダーＨにおいてはワークへの
加工が継続され、生産工程全体が中断されることはな
い。

上述のように、金型の交換は、すべての金型について
一律に行われるのではなくて、各金型が夫々の寿命に達
したところで各ヘツダーＨ毎に行われるため、すべての
金型を無駄なく寿命まで使い切ることができ、コストが
低く抑えられているとともに、金型の交換が最小限の回
数で済む。

次に、本実施例の生産効率を、ヘツダーH₁〜H₅と同じ
五組の金型を一台のヘツダーに備えた従来例と比較す
る。

従来のヘツダーを用いた場合には、最も寿命の短い金
型の寿命に合わせてその稼働可能時間T₀（＝T₅）毎に段
取り替えが行われていた。このとき、ヘツダーの稼働が
停止して、すべての加工工程は一斉に中断され、未だ寿
命に達していない他の金型も同時に交換していた。一回
の段取り替えには、本実施例のヘツダーH₁〜H₅における
金型交換に要する時間ｔに比べて非常に長い時間t₀を要
し、段取り替えの間は、交換している金型以外の金型が
ワークへの加工を行わずに遊んでいる状態となつてい
た。

これに対して、本実施例の場合には、一回の段取り替
えで一組の金型の交換を行うだけであるから、その所要
時間ｔが従来よりも短く、しかも、いずれかのヘツダー
Ｈで段取り替えを行つている間、他のヘツダーＨにおい
ては夫々の金型によるワークへの加工が続けられる。

したがつて、金型交換時間を4t＝t₀と想定し、所定の
個数の製品を得るのに段取り替え及び加工に要する時間
を比較すると、従来のヘツダーで3T₀＋2t₀（＝8t）の時
間のあいだに生産される個数と同じ個数の製品を本実施
例のヘツダーH₁〜H₅で生産した場合には、3T₅（＝3T₀）
＋2tの時間で済むのであつて、従来よりも6tだけ時間を
短縮することができる。

次に、他の実施例を説明する。

ある種類の製品の生産を修了した後に別の種類の製品
の生産を行う場合には、ワークの供給順路を変えて、異
なる金型を備えた他のヘツダーにワークが供給されるよ
うにする方法と、ワークの供給順路は変えずに、同じヘ
ツダーH₁〜H_nを使用し、それらの金型を別の金型と交換
する方法とがある。

ワークの供給順路を変える場合には、制御盤の操作等
により制御信号を変えて、加工済みのワークを貯えるス
トツカＳの貯室ｓ、作動させる供給機構ｆ及び稼働する
ヘツダーＨを変更する。

また、金型の交換にあたつて、交換前と交換後の両加
工工程で使用される金型に共通のものがある場合には、
共有できる金型はそのままにして異なる金型のみを交換
すればよい。これにより、すべての金型を交換する場合
に比べて段取り替えの作業を少ない工数で短時間のあい
だに行うことができるとともに、共用できる金型は寿命
に達するまで使い切ることができるため、コストが低く
抑えられる。

また、ヘツダーH₁〜H_nを２以上の群に分けて、製品の
生産を各ヘツダー群毎に別々に行うことが可能である。
各ヘツダー群において使用される金型を同じものとした
場合には、一つの種類の製品が複数の加工ラインによつ
て生産されることとなり、生産個数の増大または生産時
間の短縮が図られる。また、各ヘツダー群において使用
される金型を互いに異なるものとした場合には、同時に
複数種類の製品の生産を行うことができる。

なお、上記のようにヘツダーH₁〜H_nを２以上の群に分
けて生産を行う場合には、その複数の加工ラインに対応
させて二台以上のカツタＣを設けるようにすればよい。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の一実施例を示し、第１図は全体構成
をあらわすブロツク図、第２図は従来との比較をあらわ
すタイムチヤートである。 C:カツタ、F₀、F₁、F₂、・・・F_n:フイーダ、H₁、H₂、H
₃、・・・H_n:ヘツダー、S₀、S₁、S₂、・・・S_n:ストツ
カ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】線材からカツタにより切断されたワークを
   ストツカに貯え、該ストツカに貯えられた前記ワーク
   を、フイーダによつて一組のみの金型を備えた複数のヘ
   ツダーに選択的に供給し、前記ヘツダーにおいて加工が
   施されたワークを前記ヘツダー毎に各別に設けたストツ
   カに貯えて前記ヘツダー毎に各別に設けたフイーダによ
   り他の前記ヘツダーに選択的に供給する工程を所定回数
   行うことを特徴とする冷間鍛造方法
2. 【請求項２】線材を所定長さのワークに切断するカツタ
   と一組のみの金型を備えた複数のヘツダーとを各別に設
   け、前記カツタに、切断した前記ワークを貯えるストツ
   カと該ストツカに貯えた前記ワークを前記複数のヘツダ
   ーに選択的に供給するフイーダとを設け、複数の前記ヘ
   ツダーの夫々に、該ヘツダーによつて加工を施された前
   記ワークを貯えるストツカと該ストツカに貯えた前記ワ
   ークを他の前記ヘツダーに選択的に供給するフイーダと
   を設けたことを特徴とする冷間鍛造装置