專利名稱：轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具和轉(zhuǎn)子坯料的鍛造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制造在外周部具有葉片槽的轉(zhuǎn)子坯料的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具和 轉(zhuǎn)子坯料的鍛造方法。
背景技術(shù)：
壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子和/或制動(dòng)控制用的旋轉(zhuǎn)式真空泵的轉(zhuǎn)子，一般為在外周部沿周向 隔著相等的間隔形成有多個(gè)相對(duì)于軸心平行的葉片槽的轉(zhuǎn)子。另外，搭載在汽車的空調(diào)用 旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子和/或制動(dòng)控制用的旋轉(zhuǎn)式真空泵的轉(zhuǎn)子以輕量化為目的而使鋁合 金制成為主流，一般使用鍛造加工來制造。例如，在下述專利文獻(xiàn)1所示的轉(zhuǎn)子制造方法，在下部模具的成形孔形成有葉片 槽形成用的葉片部，通過上部模具對(duì)安放在下部模具的成形孔上的圓柱形的鍛造材料向下 方加壓，將鍛造材料填充到成形孔內(nèi)。由此，得到從下端面到上端面附近形成有葉片槽的 圓柱狀的轉(zhuǎn)子坯料。而且，沿相對(duì)于軸心正交的面通過切削加工切除該轉(zhuǎn)子坯料的上端部 (多余厚度部(多余材料部))，打開葉片槽的一端側(cè)(上端側(cè))，由此，打開葉片槽的兩端， 構(gòu)成轉(zhuǎn)子坯料。另外，下述專利文獻(xiàn)2所示的轉(zhuǎn)子制造方法，在上部模具的成形面設(shè)置有葉片槽 形成用的帶槽沖頭，通過將上部模具的帶槽沖頭沖入安放在下部模具的成形孔內(nèi)的鍛造材 料，從上端面到下端面附近形成葉片槽。其后通過繼續(xù)沖入帶槽沖頭，沖裁除去封閉葉片槽 的下端部的多余厚度部，由此，使葉片槽的兩端打開。專利文獻(xiàn)1 日本特開平11-230068號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2000-220588號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
上述專利文獻(xiàn)1所示的以往的轉(zhuǎn)子制造方法為切除通過鍛造加工得到的轉(zhuǎn)子坯 料的多余厚度部的方法，但多余厚度部的除去作業(yè)困難，有可能使生產(chǎn)效率降低。另外，上述專利文獻(xiàn)2中所示的以往的轉(zhuǎn)子制造方法為通過帶槽沖頭沖裁除去封 閉葉片槽的下端部的多余厚度部的方法，但一般來說，沖裁加工，難以準(zhǔn)確控制斷裂位置， 產(chǎn)生非預(yù)期的裂紋和/或缺口的可能性高，有不能準(zhǔn)確地除去多余厚度部這樣的問題。本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式是鑒于相關(guān)技術(shù)中的上述的和/或其他的問題而做成 的。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式可以顯著提高現(xiàn)存的方法和/或裝置。本發(fā)明為鑒于上述的課題而做成的，其目的是提供一種可以確保高的生產(chǎn)效率并 且準(zhǔn)確地除去多余厚度部的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具和轉(zhuǎn)子坯料的鍛造方法。本發(fā)明的其他的目的和優(yōu)點(diǎn)從以下的優(yōu)選的實(shí)施方式得以明確。為了達(dá)成上述的目的，本發(fā)明具備以下的構(gòu)成。(1) 一種轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，為具備下部模具和施加成形用的負(fù)載的上部模具， 鍛造具有中心孔并且在外周部具有與軸線平行的葉片槽的大致圓柱形狀的轉(zhuǎn)子坯料的模具，其特征在于，上述下部模具具有向其成形孔內(nèi)突出的葉片槽成形用的葉片部和配置在成形孔 的中心的中心孔成形用的中心銷；上述上部模具具有對(duì)上述下部模具的中心銷和葉片部以外的部分施加主負(fù)載的 上部模具本體、自由進(jìn)退地嵌入于貫穿設(shè)置在上述上部模具本體的中心銷對(duì)應(yīng)孔且對(duì)上述 中心銷施加第1副負(fù)載的背壓銷、和自由進(jìn)退地嵌入于貫穿設(shè)置在上述上部模具本體的葉 片部對(duì)應(yīng)孔且對(duì)上述葉片部施加第2副負(fù)載的背壓板；使合模時(shí)的上述葉片部的頂端面相對(duì)于上述葉片部對(duì)應(yīng)孔的開口面一致或分離。(2)根據(jù)上述1所述的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，其中，在以合模時(shí)的上述葉片部的頂 端面和上述葉片部對(duì)應(yīng)孔的開口面的間隔為葉片槽側(cè)的端面差時(shí)，該葉片槽側(cè)的端面差被 設(shè)定為0 2mmο(3)根據(jù)上述1或2所述的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，其中，在以上述葉片部的外周面 和上述葉片部對(duì)應(yīng)孔的內(nèi)周面之間的間隔為葉片槽側(cè)的間隙時(shí)，該葉片槽側(cè)的間隙被設(shè)定 為 0. 01 0. 1mm。(4)根據(jù)上述3所述的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，其中，上述葉片槽側(cè)的間隙局部不 同。(5)根據(jù)上述3或4所述的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，其中，上述葉片槽側(cè)的間隙中的 內(nèi)周側(cè)端部和外周側(cè)端部的至少任何一方的間隙相對(duì)于中間部的間隙被設(shè)定得較大。(6)根據(jù)上述1 5中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，其中，使合模時(shí)的上述 中心銷的頂端面相對(duì)于上述中心銷對(duì)應(yīng)孔的開口面一致或分離。(7)根據(jù)上述6所述的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，其中，在以合模時(shí)的上述中心銷的頂 端面和上述中心銷對(duì)應(yīng)孔的開口面的間隔為中心孔側(cè)的端面差時(shí)，該中心孔側(cè)的端面差被 設(shè)定為0 2mmο(8)根據(jù)上述6或7所述的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，其中，在以上述中心銷的外周面 和上述中心銷對(duì)應(yīng)孔的內(nèi)周面之間的間隔為中心孔側(cè)的間隙時(shí)，該中心孔側(cè)的間隙被設(shè)定 為 0. 01 0. 1mm。(9)根據(jù)上述8所述的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，其中，上述中心孔側(cè)的間隙局部不 同。(10)根據(jù)上述1 9中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，其中，具備設(shè)置在上述 背壓銷的上部用于施加第1副負(fù)載的副負(fù)載施加單元、和設(shè)置在上述背壓板的上部用于施 加第2副負(fù)載的副負(fù)載施加單元。(11)根據(jù)上述10所述的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，其中，上述副負(fù)載施加單元為氣體 緩沖器。(12) 一種轉(zhuǎn)子坯料的鍛造方法，為鍛造具有中心孔并且在外周部具有與軸線平行 的葉片槽的大致圓柱形狀的轉(zhuǎn)子坯料的方法，其特征在于，準(zhǔn)備下部模具具有向其成形孔內(nèi)突出的葉片槽成形用的葉片部和配置在成形孔 的中心的中心孔成形用的中心銷；準(zhǔn)備上部模具具有對(duì)上述下部模具的中心銷和葉片部以外的部分施加主負(fù)載的 上部模具本體、自由進(jìn)退地嵌入于貫穿設(shè)置在上述上部模具本體的中心銷對(duì)應(yīng)孔且對(duì)上述
5中心銷施加第1副負(fù)載的背壓銷、和自由進(jìn)退地嵌入于貫穿設(shè)置在上述上模具本體的葉片 部對(duì)應(yīng)孔且對(duì)上述葉片部施加第2副負(fù)載的背壓板；在合模時(shí)，使上述葉片部的頂端面相對(duì)于上述葉片部對(duì)應(yīng)孔的開口面一致或分
1 O(13)根據(jù)上述12所述的轉(zhuǎn)子坯料的鍛造用模具，其中，使合模時(shí)的上述中心銷的 頂端面相對(duì)于上述中心銷對(duì)應(yīng)孔的開口面一致或分離。(14)根據(jù)上述12或13所述的轉(zhuǎn)子坯料的鍛造方法，其中，上述第1副負(fù)載和第2 副負(fù)載分別為四 89MPa。(15)根據(jù)上述12 14中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子坯料的鍛造方法，其中，獨(dú)立控制上述 第1副負(fù)載和第2副負(fù)載。(16)根據(jù)上述12 15中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子坯料的鍛造方法，其中，上述中心銷的 截面積越大，第1副負(fù)載變得越小。(17)根據(jù)上述12 16中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子坯料的鍛造方法，其中，上述轉(zhuǎn)子坯料 為鋁或鋁合金制。根據(jù)發(fā)明(1)的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，可以得到葉片槽的一端面被配置得比轉(zhuǎn)子 部的端面靠?jī)?nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子坯料，因此可以減小葉片槽內(nèi)周面和多余厚度部外周面的直徑差。 因此，可以簡(jiǎn)單且準(zhǔn)確地除去葉片槽側(cè)的多余厚度部，可以提高生產(chǎn)效率。根據(jù)發(fā)明O)、(3)的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，可以可靠地得到上述的效果。根據(jù)發(fā)明0)、(5)的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，可以防止多余厚度部的非預(yù)期的脫 落。根據(jù)發(fā)明(6)的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，可以得到中心孔的一端面被配置得比轉(zhuǎn)子 部的端面靠?jī)?nèi)側(cè)的轉(zhuǎn)子坯料制成品，因此可以減小中心孔內(nèi)周面與多余厚度部外周面的直 徑差。因此，可以簡(jiǎn)單且準(zhǔn)確地除去中心孔側(cè)的多余厚度部，可以進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。根據(jù)發(fā)明(7)、(8)的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，可以更加可靠地得到上述的效果。根據(jù)發(fā)明(9)的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，可以防止多余厚度部的非預(yù)期的脫落。根據(jù)發(fā)明(10)、(11)的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，可以抑制中心孔和葉片部的撓曲變 形和扭曲變形。根據(jù)發(fā)明(12)的轉(zhuǎn)子坯料的鍛造方法，與上述同樣可以得到同樣的作用效果。根據(jù)發(fā)明(1；3)、(14)的轉(zhuǎn)子坯料的鍛造方法，可以更加可靠地得到上述的效果。根據(jù)發(fā)明(1 的轉(zhuǎn)子坯料的鍛造方法，可以根據(jù)中心銷和葉片部的形狀和/或尺 寸分別設(shè)定第1副負(fù)載和第2副負(fù)載，可以更加可靠地確保在中心孔成形時(shí)朝向外周的金 屬流動(dòng)和使葉片部向內(nèi)側(cè)變形的力的均衡。根據(jù)發(fā)明(16)的轉(zhuǎn)子坯料的鍛造方法，可以更加可靠地得到上述效果。根據(jù)發(fā)明(17)所述的轉(zhuǎn)子坯料的鍛造方法，可以材料成品率高地鍛造出尺寸精 度優(yōu)異的鋁或鋁合金的轉(zhuǎn)子坯料。


圖1是分解表示作為本發(fā)明的實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具的立體圖。圖2A是在使用實(shí)施方式的鍛造用模具進(jìn)行的鍛造加工的鍛造準(zhǔn)備階段的示意剖視圖。圖2B是在使用實(shí)施方式的鍛造用模具進(jìn)行的鍛造加工的上部模具下降階段的示 意剖視圖。圖2C是在使用實(shí)施方式的鍛造用模具進(jìn)行的鍛造加工的加工完成階段的示意剖 視圖。圖2D是在使用實(shí)施方式的鍛造用模具進(jìn)行的鍛造加工的制成品取出階段的示意 剖視圖。圖3是表示通過實(shí)施方式的鍛造加工得到的轉(zhuǎn)子坯料的立體圖。圖4是表示通過實(shí)施方式的制造方法制造出的轉(zhuǎn)子的立體圖。圖5是表示轉(zhuǎn)子坯料的葉片槽的偏置量的俯視圖。圖6是以組裝狀態(tài)表示實(shí)施方式的鍛造用模具的上部模具的立體圖。圖7A是表示向鍛造用模具的下部模具施加負(fù)載狀態(tài)的局部省略立體圖。圖7B是用于說明鍛造用模具的鍛造過程中的金屬流動(dòng)的圖。圖8A是實(shí)施方式中的轉(zhuǎn)子坯料的俯視圖。圖8B是放大表示實(shí)施方式中的轉(zhuǎn)子坯料的葉片槽部分的俯視圖。圖9是表示實(shí)施方式的制造方法的工序順序的流程圖。圖10是以在中心孔部切開的方式表示實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子坯料的剖視圖。圖11是以在葉片槽部切開的方式表示實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子坯料的剖視圖。圖12是放大表示圖10的由雙點(diǎn)劃線包圍的部分的剖視圖。圖13A是放大表示圖11的由雙點(diǎn)劃線包圍的部分的剖視圖。圖1 是在除去了多余厚度部的狀態(tài)下放大表示實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子坯料的葉片槽 部周邊的剖視圖。圖14是概略表示用于實(shí)施方式的制造方法中的多余厚度部除去工序的沖裁裝置 的剖視圖。
具體實(shí)施例方式< 轉(zhuǎn)子 >首先，對(duì)與本發(fā)明的實(shí)施方式相關(guān)的轉(zhuǎn)子R的構(gòu)成進(jìn)行說明。如圖4所示，轉(zhuǎn)子R 為在中心具有作為使軸貫通的軸孔的中心孔3的大致圓柱體，在外周面設(shè)置有槽底被擴(kuò)大 成圓形截面的5個(gè)葉片槽4。這些葉片槽4被設(shè)置成與圓柱體的軸線平行地貫通兩端面， 向上述中心孔3偏心地切入內(nèi)部。另外，如圖5所示，上述葉片槽4的偏置量U由槽寬度方 向的中心線Ll和與該中心線Ll平行地通過轉(zhuǎn)子R的軸線的直線L2的距離來表示。作為轉(zhuǎn)子R的材料一般使用鋁或鋁合金，作為其一例子，可以舉出含有Si 14 16質(zhì)量％、Cu :4 5質(zhì)量％、Mg :0. 45 0. 65質(zhì)量％、Fe :0. 5質(zhì)量％以下、Mn :0. 1質(zhì)量％ 以下、Ti 0. 2質(zhì)量％以下且其余部分為Al和不可避免的雜質(zhì)的鋁合金?！粗圃旃ば颉等鐖D9所示，轉(zhuǎn)子的制造工序主要包括切斷工序、質(zhì)量分選工序、鍛造工序、沖裁 工序、熱處理工序、檢查工序，在經(jīng)過這些工序之后，作為轉(zhuǎn)子制品出貨。切斷工序和質(zhì)量分選工序?yàn)橛糜诘玫藉懺觳牧系墓ば?，在切斷工序中，通過將連鑄材料切斷成預(yù)定長度，在得到預(yù)定長度的連鑄材料之后，根據(jù)質(zhì)量(重量)分選各鑄造材 料，從而得到期望的鍛造材料。接著，在鍛造加工中，對(duì)上述鍛造材料進(jìn)行鍛造加工得到轉(zhuǎn)子坯料，其后，在沖裁 工序中，從轉(zhuǎn)子坯料除去多余厚度部，得到轉(zhuǎn)子R。其后，在熱處理工序中，對(duì)轉(zhuǎn)子R進(jìn)行加熱處理和淬火處理，提高硬度和耐磨性， 制成轉(zhuǎn)子制品。而且，在檢查工序中，進(jìn)行最終檢查，若沒有異常就出貨。以下，對(duì)基于本實(shí)施方式的轉(zhuǎn)子制造方法進(jìn)行詳細(xì)說明。<鍛造工序>圖1、2A D是表示作為用于本實(shí)施方式的鍛造加工的鍛造裝置的鍛造用模具的 圖。圖3是表示用該鍛造用模具鍛造出的轉(zhuǎn)子坯料1的圖。如這些圖所示，鍛造用模具具有作為沖模(die)的下部模具10和作為施加成形用 負(fù)載的沖頭的上部模具30。作為它們的模具材料，可以使用眾所周知的模具用鋼材。下部模具10被分割成具有成形孔12的下部模具本體11、配置在下部模具本體 11的下側(cè)的基臺(tái)15、和配置在下部模具本體11的上側(cè)的襯套(bush) 19。在上述下部模具本體11的成形孔12內(nèi)，從孔內(nèi)周壁面突出有用于形成葉片槽4 的5個(gè)葉片部13。上述葉片部13為與葉片槽4的截面形狀對(duì)應(yīng)且在端部具有圓形部的薄 板狀。上述基臺(tái)15為板狀，在中心固定有用于成形轉(zhuǎn)子R的中心孔3的中心銷16，以包圍 該中心銷16的方式貫通設(shè)置有頂出桿17用的貫通孔。上述襯套19為具有與下部模具11 的成形孔12相同直徑且上下貫通的裝填孔20的環(huán)狀體。組裝上述基臺(tái)15、下部模具本體11和襯套19，則在下部模具本體11的成形孔12 內(nèi)插入中心銷16，成形孔12內(nèi)部為轉(zhuǎn)子R的反轉(zhuǎn)形狀，并且襯套19的裝填孔20與成形孔 12連通。另外，在圖2A所示的鍛造的準(zhǔn)備階段中，將頂出桿17插入基臺(tái)15的貫通孔18， 在頂端面成為與基臺(tái)上面同一高度的位置待機(jī)。上部模具30被分割成用于對(duì)鍛造材料W施加主負(fù)載F的上部模具本體31和用于 施加副負(fù)載F1、F2的圓形銷40和扁平板41。另外，在本實(shí)施方式中，用圓形銷40構(gòu)成背壓銷，用扁平板41構(gòu)成背壓板。上述上部模具本體31，其下半體的沖頭部32被形成為與上述襯套19的貫通孔20 對(duì)應(yīng)的外徑的大致圓柱體，在大直徑的上半體33，在上面形成有凹部34。在該凹部34形成 有與上述圓形銷40的截面形狀對(duì)應(yīng)且可進(jìn)退地嵌入該圓形銷40的一個(gè)圓形孔35、和與 上述扁平板41的截面形狀對(duì)應(yīng)且可進(jìn)退地插入該扁平板41的5個(gè)扁平孔36。上述圓形 孔35和扁平孔36都貫通沖頭部32的頂端面，扁平孔36還在沖頭部32的外周面開口。另 外，上述圓形孔35和扁平孔35的位置與下部模具本體11的中心銷16和盡可能13的位置 對(duì)應(yīng)。另外，在本實(shí)施方式中，用圓形孔36構(gòu)成中心銷對(duì)應(yīng)孔，用扁平孔35構(gòu)成葉片部 對(duì)應(yīng)孔。上述圓形銷40為比下部模具本體11的中心銷16直徑大的圓形銷，在上端一體形 成有比上述圓形孔35直徑大的防脫部42。上述扁平板41為與下部模具本體11的葉片部 13同樣在頂端具有圓形部的薄板狀，但比葉片部13大一圈，在上端一體形成有截面積比上 述扁平孔36大的防脫部43。
然后，如圖2A和圖6所示，在從上述上部模具本體31的凹部34將上述圓形銷40 嵌入圓形孔35，并且將上述扁平板41嵌入各扁平孔36時(shí)，將上部模具本體31、上述圓形銷 40和上述扁平板41組合起來，使沖頭部31的頂端面和周面分別連續(xù)，形成一個(gè)圓柱體。在上述的圓形銷40和扁平板41的上方，設(shè)置有用于施加對(duì)它們所施加負(fù)載的氣 體緩沖器(gas cushion) 45.在上述氣體緩沖器45中，活塞桿47被可自由進(jìn)退地插入氣缸 46，在對(duì)活塞桿47施加退入方向的力時(shí)，由封入內(nèi)部的壓縮氣體產(chǎn)生與上述退入方向的力 平衡的前進(jìn)方向的力，隨著退入距離的變大，上述前進(jìn)方向的力也相應(yīng)變大。上述各氣體緩 沖器45的氣缸46被固定在安裝盤48，使活塞桿47的頂端與圓形銷40和扁平板41的上述 防脫部42、43抵接，以對(duì)圓形銷40和扁平板41施加了由活塞桿47的前進(jìn)力所產(chǎn)生的初始 負(fù)載的狀態(tài)，組裝起上部模具本體31和安裝盤48。另外，在上述圓形銷40和扁平板41上 升，活塞桿47退入時(shí)，與退入距離相對(duì)應(yīng)的負(fù)載被施加在圓形銷40和扁平板41。因此，安 裝盤48與上部模具30 —起升降，但施加在圓形銷40和扁平板41的副負(fù)載Fl、F2從主負(fù) 載F獨(dú)立出來，由氣體緩沖器45控制。上述第1副負(fù)載Fl和第2副負(fù)載F2的值可以通過對(duì)氣體緩沖器45的工作負(fù)載 的設(shè)定來進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且在圓形銷40和扁平板41分別裝備有氣體緩沖器45，因此，它們也 可以獨(dú)立進(jìn)行負(fù)載控制。即，可以將施加在上述上部模具本體32的主負(fù)載F、施加在圓形銷 40的第1副負(fù)載F1、施加在5個(gè)扁平板41的5個(gè)第2副負(fù)載F2分別設(shè)定為獨(dú)立的負(fù)載。上述下部模具10和上部模具30被配置成上述圓形銷40和扁平板41存在于下 部模具10的中心銷16和葉片部13的對(duì)應(yīng)位置。因此，如圖7所示，第1副負(fù)載Fl被施加 在中心銷16的正上方，第2副負(fù)載F2被施加在葉片部13的正上方。主負(fù)載F被施加在中 心銷16和葉片部13以外的部分。另外，在本發(fā)明中，上述第1副負(fù)載Fl和第2副負(fù)載F2 被設(shè)定為比主負(fù)載F小的值。接著，參照?qǐng)D2A D、圖7、8，對(duì)使用上述鍛造用模具為了制造圖4的轉(zhuǎn)子素材1 而對(duì)鍛造材料W進(jìn)行鍛造的方法進(jìn)行說明。如圖2A所示，在下部模具20和上部模具30的所要求部分涂布潤滑劑，將圓柱形 的鍛造材料49裝填到襯套19的裝填孔20。上述鍛造材料W如已述的那樣，為通過將連鑄 材料切斷成預(yù)定長度等的方法制作出的材料，且根據(jù)需要被加熱到預(yù)定的溫度。作為上述 潤滑劑，可以例示水性石墨潤滑劑、油性石墨潤滑劑等，為了在鍛造材料W和模具10、30之 間不會(huì)產(chǎn)生磨傷(galling)，優(yōu)選是并用水性石墨潤滑劑和油性石墨潤滑劑。涂布量分別為 2 IOg左右。另外，在鍛造材料W為鋁合金的情況下的預(yù)熱溫度優(yōu)選是400 450°C。從該狀態(tài)，如圖2B所示，在以主負(fù)載F使上模具30下降而對(duì)裝填在下部模具10 的鍛造材料W進(jìn)行鍛造時(shí)，在鍛造材料W填充到成形孔12內(nèi)的過程中，被施加了比主負(fù)載F 小的第1副負(fù)載Fl的圓形銷40和被施加了第2副負(fù)載F2的扁平板41被向上推起，使材 料流入圓形孔35和扁平孔36內(nèi)。隨著上部模具30的下降，圓形銷40和扁平板41上升， 隨著活塞桿47的退入距離變大，施加在圓形銷40的第1副負(fù)載Fl和施加在扁平板41的 第2副負(fù)載F2增大。這樣做，對(duì)于鍛造材料W，對(duì)圓形銷40和扁平板41以外的部分施加主 負(fù)載F，相對(duì)于此，對(duì)與圓形銷40和扁平板41對(duì)應(yīng)的部分施加獨(dú)立于主負(fù)載F的第1副負(fù) 載Fl和第2副負(fù)載F2。如圖2B所示，通過對(duì)上述圓形銷40和扁平板41施加比主負(fù)載F小的第1副負(fù)載Fl和第2副負(fù)載F2，圓形銷40和扁平板41上升，使材料流入圓形孔35和扁平孔36內(nèi)。由 于材料流入圓形孔35和扁平孔36內(nèi)，緩和了施加在下部模具10的中心銷16和葉片部13 的力。其結(jié)果，如圖7B所示，緩和了成形孔12的壁面和葉片部13之間的金屬流動(dòng)α 和 通過該金屬流動(dòng)α 使葉片部13向內(nèi)部變形的力α 2，而且，在中心孔3的成形時(shí)朝向外方 的金屬流動(dòng)α 3向與使葉片部13向內(nèi)部變形的力α 2相反方向起作用，因此，通過保持這 些力α 2、α 3的均衡，可以抑制中心孔16和葉片部13的撓曲變形和扭曲變形。上述第1副負(fù)載Fl和第2副負(fù)載F2的適當(dāng)值根據(jù)中心銷16和葉片部13的體積 適當(dāng)設(shè)定。隨著它們的體積的變大，材料的流失量增加，因此若葉片部13的體積變?yōu)橐缓?定值，則可以通過隨著中心銷16的體積的變大相應(yīng)減小第1副負(fù)載F來增加向圓形孔35 的流入量來保持均衡。經(jīng)過上述的過程，如圖2C所示，上部模具30降到下止點(diǎn)，成形為轉(zhuǎn)子坯料1的形 狀。在此，在本實(shí)施方式中，在上部模具30下降到下止點(diǎn)的時(shí)刻(合模時(shí))，使中心銷 16的頂端面(上端面)相對(duì)于圓形孔35的開口面(下端位置)一致或分離。具體來說，在將中心銷16的頂端面和圓形孔35的開口面之間的間隔設(shè)為中心孔 側(cè)的端面差D3時(shí)，將該中心孔側(cè)的端面差D3設(shè)定為0 2mm(參照?qǐng)D12)。另外，在合模時(shí)，使葉片部13的頂端面(上端面)相對(duì)于扁平孔36的開口面(下 端位置)一致(對(duì)齊)或分離。具體來說，將葉片部13的頂端面和扁平孔36的開口面的間隔設(shè)為葉片槽側(cè)的端 面差D4時(shí)，將該葉片槽側(cè)的端面差D4與上述同樣設(shè)定為0 2mm(參照?qǐng)D13A)。另外，在本實(shí)施方式中，在將中心銷16的外周面和圓形孔35的內(nèi)周面的間隔設(shè)為 中心孔側(cè)的間隙D5時(shí)，將該中心孔側(cè)的間隙D5設(shè)定為0. 01 0. 1mm，更加優(yōu)選是，設(shè)定為 0. 05 0. Imm (參照?qǐng)D 12)。此外，在將葉片部13的外周面和扁平孔36的內(nèi)周面的間隔設(shè)為葉片槽側(cè)的間 隙D6時(shí)，將該葉片槽側(cè)的間隙D6與上述同樣設(shè)定為0.01 0. 1mm，更加優(yōu)選是，設(shè)定為 0. 05 0. Imm (參照?qǐng)D 13A)。另外，不言而喻，在調(diào)整間隙D5、D6的情況下，慣例是通過改變圓形孔35和扁平孔 36的內(nèi)徑來實(shí)行，在上部模具30的沖入完成之后，如圖2D所示，使上部模具30上升，使頂出桿17上 升頂出鍛造好的轉(zhuǎn)子坯料1。圓形銷40和扁平板41從轉(zhuǎn)子材1離開，解除來自下方的力， 使氣體緩沖器45的活塞桿47復(fù)位到初始位置。在上述的工序中，下部模具10的中心銷16和葉片部13的撓曲變形和扭曲變形受 到抑制，因此圖3所示的轉(zhuǎn)子坯料1變?yōu)橹行目?和葉片槽4的尺寸精度高的轉(zhuǎn)子坯料，并 且通過抑制變形使模具壽命變長。而且，沒有必要為了防止葉片部13的變形而擴(kuò)大轉(zhuǎn)子坯 料的外徑，沒有要在后序加工中切除的部分，從而不會(huì)產(chǎn)生材料的浪費(fèi)。另外，通過將第1副負(fù)載Fl和第2副負(fù)載F2設(shè)定為比主負(fù)載F小的值，圓形銷40 和葉片部13擠出的材料變得容易流動(dòng)，因此，可以使上部模具30下降到圓形銷40和葉片 部13進(jìn)入圓形孔35和扁平孔36的高度。因此，通過中心孔3和葉片槽4的材料的移動(dòng)， 制作的轉(zhuǎn)子坯料1，在轉(zhuǎn)子部2的上端面(一端面2a)與中心孔3和葉片槽4的部分對(duì)應(yīng)地形成多余厚度部5、6。此外，由于分別施加第1副負(fù)載Fl和第2副負(fù)載F2，因此分別形成中心孔3上的 多余厚度部5和葉片槽4上的多余厚度部6，這些多余厚度部5、6的平面形狀與圓形銷40 和扁平板41的截面形狀對(duì)應(yīng)。在本實(shí)施方式中，在鍛造加工時(shí)，施加由第1副負(fù)載F1、F2產(chǎn)生的背壓，因此，可以 可靠地防止多余厚度部5、6被從轉(zhuǎn)子部2非預(yù)期地撕開或扯掉那樣的不良情況，可以將后 述的構(gòu)成的多余厚度部5、6 —體形成在轉(zhuǎn)子坯料1。在此，在本實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子坯料1由轉(zhuǎn)子部2和多余厚度部5、6構(gòu)成，轉(zhuǎn)子部2 不包括多余厚度部5、6。這樣形成的多余厚度部5、6如圖10、11所示，被設(shè)置成從轉(zhuǎn)子部2的一端面加向
一端側(cè)鼓出。另外，如已經(jīng)說明了的那樣，在合模狀態(tài)，中心銷16和葉片部13的各前端面相對(duì) 于圓形孔35和扁平孔36的各開口面一致或分離，因此轉(zhuǎn)子坯料1的中心孔3和葉片槽4 的一端面3a3a沒有到達(dá)多余厚度部5、6的內(nèi)部，各一端面3a3a被配置成比轉(zhuǎn)子部2的 一端面加靠?jī)?nèi)側(cè)。另外，不言而喻，在轉(zhuǎn)子坯料1的轉(zhuǎn)子部2的另一端面(下端面2b)，中心孔3和葉 片槽4都是開放的。在此，如上述那樣，中心孔側(cè)的端面差D3和葉片槽側(cè)的端面差D4被設(shè)定為0 2mm,因此轉(zhuǎn)子坯料1的轉(zhuǎn)子部2的一端面加與中心孔3和葉片槽4的一端面3a、4a的各 端面差(斷裂長度D3、D4)也被設(shè)定為同樣的值。此外，中心孔側(cè)的間隙D5和葉片槽側(cè)的間隙D6被設(shè)定為00. 01 0. Imm,優(yōu)選是 被設(shè)定為0. 05 0. Imm,因此轉(zhuǎn)子坯料1的多余厚度部5、6的外周面與中心孔3和葉片槽 4的內(nèi)周面的直徑差D5、D6也被設(shè)定為同樣的值。另一方面，如圖8B所示，在本實(shí)施方式中，多余厚度部6和葉片槽4的直徑差D6 中的轉(zhuǎn)子部外周側(cè)端部的直徑差D61和內(nèi)周側(cè)端的直徑差D62形成為比中間主要部的直徑 差D60厚。另外，在本實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)子坯料1的中心孔3的內(nèi)周面和一端面加之間的曲率 半徑r3，優(yōu)選是被設(shè)定為0. 2 1mm。此外，葉片槽4的內(nèi)周面和一端面如之間的曲率半 徑r4，也同樣優(yōu)選是被設(shè)定為0. 2 1mm。通過設(shè)定在該范圍，在如圖13B所示通過例如沖 裁除去了多余厚度部5、6時(shí)，可以將殘存在中心孔3和葉片槽4的內(nèi)側(cè)的內(nèi)毛刺的從中心 孔3和葉片槽4的內(nèi)壁面起計(jì)的高度Bl的平均值調(diào)整為優(yōu)選的值。具體來說，可以將內(nèi)毛 刺的高度Bl設(shè)定在Imm以下。另外，在該內(nèi)毛刺的高度Bl超過Imm的情況下，斷裂位置變 得不穩(wěn)定，中心孔3和葉片槽4的內(nèi)徑尺寸的精度管理變得困難。此外，在本實(shí)施方式中，優(yōu)選是將轉(zhuǎn)子坯料1的多余厚度部5、6的外周面和一端面 加之間的曲率半徑r3a、調(diào)整為多余厚度部5、6的上述內(nèi)周面?zhèn)鹊那拾霃絩3、r4以 下。具體來說，優(yōu)選是滿足、3&彡1~3”、“1^彡14”的關(guān)系。通過設(shè)定在該范圍，如圖1 所示通過例如沖裁除去了多余厚度部5、6時(shí)，可以將殘存在一端面加的凸毛刺高度B2調(diào) 整優(yōu)選的值。具體而言，可以將凸毛刺的高度B2設(shè)定為Imm以下。此外，還可以使斷裂位置 穩(wěn)定，其結(jié)果使凸毛刺的高度B2的偏差也變小，因此后述工序中的切削量管理變得容易，
11中心孔3和葉片槽4的尺寸精度管理變得容易。另外，在內(nèi)毛刺的高度B2超過Imm的情況 下，斷裂位置變得不穩(wěn)定，中心孔3和葉片槽4的內(nèi)側(cè)尺寸的精度管理變得困難。本發(fā)明中使用的模具為成形具有這樣的形狀的轉(zhuǎn)子坯料的模具，在上部模具的圓 形孔35具有曲率半徑r3a，在扁平孔36具有曲率半徑r4a的反轉(zhuǎn)形狀，在下部模具的中心 銷16具有曲率半徑r3的反轉(zhuǎn)形狀，在葉片部13具曲率半徑r4的反轉(zhuǎn)形狀。在本實(shí)施方式的鍛造加工中，主負(fù)載F、第1副負(fù)載F1、第2副負(fù)載F2根據(jù)轉(zhuǎn)子 坯料1的形成和各部的尺寸、材料組成、加工溫度等適當(dāng)設(shè)定。例如，作為用鋁或鋁合金制 造直徑40 70mm、高度30 60mm的轉(zhuǎn)子R的情況的設(shè)定值，可以例示主負(fù)載F :270 325MPa、第1副負(fù)載Fl和第2副負(fù)載F2 29 80MPa。另外，若將第1副負(fù)載Fl和第2副負(fù)載F2設(shè)定得過小，則多余厚度部5、6可能會(huì) 被撕裂，反過來若設(shè)定得過大，則使施加在中心銷16和葉片部13的力緩和的效果小，抑制 歪斜變形和扭曲變形的效果變小。如上述那樣，在鍛造鋁合金制轉(zhuǎn)子R的情況下，優(yōu)選是 29 89MPa、更加優(yōu)選是39 49MPa的范圍。另外，在使用如氣體緩沖器45那樣的彈簧式 的副負(fù)載施加單元的情況下，隨著上部模具30的下降第1副負(fù)載Fl和第2副負(fù)載F2增大， 但上述優(yōu)選范圍的負(fù)載為初始負(fù)載。另外，對(duì)用于施加第1副負(fù)載Fl和第2副負(fù)載F2的副負(fù)載施加單元沒有限定，但 優(yōu)選是可以追隨上部模具30的升降地施加負(fù)載的副負(fù)載施加單元。基于該觀點(diǎn)，優(yōu)選是氣 體緩沖器那樣的彈簧式的副負(fù)載施加單元，作為其他的副負(fù)載施加單元，可以例示機(jī)械式 彈簧、油壓機(jī)構(gòu)、減震器(阻尼器)。〈沖裁工序〉圖14是概略表示作為用于沖裁加工工序(多余厚度部除去工序)的多余厚度部 除去裝置的沖裁裝置(成套沖模)的剖視圖。如該圖所示，該沖裁裝置具備下部模具8和 上部模具9，如后面詳述的那樣，通過沖裁處理從轉(zhuǎn)子坯料1沖裁除去多余厚度部5、6。下部模具8具備下板81和設(shè)置在該下板81的上面的下部模具本體85。下板81，在其中央形成有在上下方向貫通的多余厚度部排出孔82。而且，在下板 81的兩側(cè)部，沿垂直方向豎立設(shè)置有引導(dǎo)桿83。下部模具本體85被固定成在下板81的上面封閉多余厚度部排出孔82。在下部模具本體85，與下板81的多余厚度部排出孔82對(duì)應(yīng)地設(shè)置有工件設(shè)置部 86。工件設(shè)置部86構(gòu)成為將上述轉(zhuǎn)子坯料1設(shè)置成可以使其一端面加側(cè)朝向下側(cè)。艮口， 在該工件設(shè)置部86，與中心孔側(cè)多余厚度部5對(duì)應(yīng)地形成有中心孔側(cè)起?？?7，并且與葉 片槽側(cè)多余厚度部6對(duì)應(yīng)地形成有葉片槽側(cè)起?？?8。該中心孔側(cè)型起?？?7，其內(nèi)周形 狀被形成為與中心孔側(cè)多余厚度部5的外周形狀對(duì)應(yīng)，能以適當(dāng)狀態(tài)嵌合中心孔側(cè)多余厚 度部5。此外，葉片槽側(cè)起?？?8，其內(nèi)周形狀被形成為與葉片槽測(cè)多余厚度部6的外周形 狀對(duì)應(yīng)，能以適當(dāng)狀態(tài)嵌合葉片槽側(cè)多余厚度部6。另外，各起?？?7、88在上下方向貫通， 下端側(cè)與下板81的多余厚度部排出孔82連通。而且，通過將轉(zhuǎn)子坯料1的多余厚度部5、6分別以適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)嵌合在起?？?7、 88，將轉(zhuǎn)子部2的一端面加載置在工件設(shè)置部86上，可以將轉(zhuǎn)子坯料1以定位狀態(tài)安放在 工件設(shè)置部86上。上部模具9具備上板91和設(shè)置在該上板91的下面的上模具本體95。
上板91構(gòu)成為沿上下方向自由升降，可以由未圖示的油壓缸等的升降驅(qū)動(dòng)單元 進(jìn)行升降驅(qū)動(dòng)。此外，在上板91的兩側(cè)部，與下板83的引導(dǎo)件83對(duì)應(yīng)地設(shè)置有引導(dǎo)孔93，如后述 的那樣，在上板91下降時(shí)，通過將引導(dǎo)桿83插入引導(dǎo)孔93，引導(dǎo)上板91的下降移動(dòng)。將上部模具本體95與下模具本體85相對(duì)向地固定在上板91的下面。在上部模具本體95，分別與下部模具本體85的中心孔側(cè)起模孔87和葉片槽側(cè)起 ?？?8對(duì)應(yīng)、即分別與設(shè)置在下部模具85的轉(zhuǎn)子坯料1的中心孔3和葉片槽4對(duì)應(yīng)地，將 中心孔側(cè)沖裁沖頭97和葉片槽側(cè)沖裁沖頭98分別安裝成向下方突出。在本實(shí)施方式中，沖裁沖頭97、98被構(gòu)成為沖擊部件。接著，對(duì)使用上述構(gòu)成的沖裁裝置除去轉(zhuǎn)子坯料1的多余厚度部5、6的方法進(jìn)行 說明。首先，在沖裁裝置的下部模具8的工件設(shè)置部86，以使其一端面加側(cè)朝下且使各 多余厚度部5、6與對(duì)應(yīng)的起?？?7、88相匹配的狀態(tài)設(shè)置轉(zhuǎn)子坯料1。在該設(shè)置狀態(tài)下，將 上部模具本體85的中心孔側(cè)沖裁沖頭97和葉片槽側(cè)沖裁沖頭98配置成與轉(zhuǎn)子坯料1的 中心孔3和葉片槽4的另一側(cè)開口相對(duì)向。在這樣設(shè)置了轉(zhuǎn)子坯料1的狀態(tài)下，使上部模具85下降，上部模具85的沖頭97、 98從轉(zhuǎn)子坯料1的上端面(另一端面2b)側(cè)插入中心孔3和葉片槽4，各沖頭97、98以加 壓狀態(tài)沖壓多余厚度部5、6，沖裁掉多余厚度部5、6。由此，從轉(zhuǎn)子部2除去多余厚度部5、 6，該被除去的多余厚度部5、6通過下板81的多余厚度部排出孔82被排出到下方側(cè)。這樣 一來如圖14所示，通過打開轉(zhuǎn)子坯料1的中心孔3和葉片槽4的一端側(cè)，可以得到中心孔 3和葉片槽4的兩端都開放的轉(zhuǎn)子R。在此，在本實(shí)施方式中，由于將多余厚度部5、6與中心孔3和葉片槽4的直徑差 D5、D6設(shè)定得小，因此可以在預(yù)定的位置高精度地可靠地除去多余厚度部5、6。特別是在本實(shí)施方式中，由于將多余厚度部5、6的斷裂長度D3、D4形成得薄，因此 可以減少除去多余厚度部時(shí)的斷裂區(qū)域，可以用低負(fù)載簡(jiǎn)單除去，可以提高生產(chǎn)效率。而且，可以通過沖頭97、98用低負(fù)載沖裁掉多余厚度部5、6，因此，可以有效地防 止高負(fù)載為主要原因的在轉(zhuǎn)子R發(fā)生有害的龜裂或斷裂，可以制造高質(zhì)量的轉(zhuǎn)子制品。此外，可以用低負(fù)載進(jìn)行加工，因此還可以減輕沖頭97、98自身的磨損，可以進(jìn)一 步提高沖頭97、98的耐久性、進(jìn)而可以進(jìn)一步提高沖裁裝置的耐久性。另外，多余厚度部除去時(shí)的斷裂區(qū)域少，因此，斷裂痕跡(斷裂面)也變小，可以避 免由斷裂痕跡所導(dǎo)致的不良影響，例如，在后序工序中，沒有必要進(jìn)行用于對(duì)斷裂痕跡進(jìn)行 修整的精加工，通過工序數(shù)的削減，可以進(jìn)一步提高生產(chǎn)率，并且可以降低成本。而且，在本實(shí)施方式中，中心孔3和葉片槽4的一端面3a3a被配置在比轉(zhuǎn)子部2 的一端面加靠?jī)?nèi)側(cè)，因此除去多余厚度部之后的斷裂痕跡被配置在中心孔3和葉片槽4的 內(nèi)周面即轉(zhuǎn)子R的內(nèi)部，因此，在這一點(diǎn)上也可以防止由斷裂痕跡所導(dǎo)致的不良影響，斷裂 痕跡的后序的精加工變得全部不需要了，可以進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。另外，在本實(shí)施方式中，由于將多余厚度部6和葉片槽4的直徑差D6中的轉(zhuǎn)子部 外周端側(cè)的直徑差D61和內(nèi)周端側(cè)的直徑差D62形成為比中間主要部的直徑差D60厚，因 此可以防止在鍛造加工后沖裁加工前多余厚度部6的非預(yù)期的脫落，可以可靠地防止例如多余厚度部6殘存在鍛造加工用模具內(nèi)等的不良情況，可以維持高的生產(chǎn)率。此外，在本實(shí)施方式中，由于將多余厚度部6的兩端部的直徑差D61、D62形成得 厚，因此可以可靠地防止這部分的非預(yù)期的斷裂，可以更加可靠地防止多余厚度部6的非 預(yù)期的脫落。即，多余厚度部6的兩端部在脫落時(shí)容易成為斷裂開始點(diǎn)，通過將兩端部部形 成得厚，則變得難以發(fā)生斷裂，可以更加可靠地防止非預(yù)期的脫落。另外，雖然在本實(shí)施方式中，將葉片槽4側(cè)的多余厚度部6的外周的直徑差(間隙 D6)局部設(shè)為較厚，但并非僅限于此，在本發(fā)明中，也可將中心孔3側(cè)的多余厚度部5的外周 的直徑差D5局部設(shè)為較厚。在此，在本實(shí)施方式中，在多余厚度部外周的直徑差D5、D6或斷裂長度D3、D4過大 的情況下，在沖裁加工中，不能高精度地除去多余厚度部5、6，有可能產(chǎn)生由斷裂痕跡所導(dǎo) 致的不良影響。反過來，在直徑差D5、D6過小的情況下，沖裁加工前多余厚度部5、6可能會(huì) 非預(yù)期地脫落。另外，在斷裂長度D3、D4為負(fù)值的情況下，即，中心孔3和葉片槽4的一端面3a、 如在多余厚度部5、6的內(nèi)部配置成比轉(zhuǎn)子部2的一端面加靠外側(cè)那樣的情況下，即使通過 沖裁加工除去了多余厚度部5、6，多余厚度部5、6的周壁的一部分也會(huì)殘存，殘存部(斷裂 痕跡)被配置成突出到轉(zhuǎn)子R的外部。因此，需要在后序工序中除去該突出斷裂痕跡，因此 工序數(shù)增加，有可能導(dǎo)致生產(chǎn)率的降低，不優(yōu)選。另外，本實(shí)施方式的沖裁加工，沒有必要特別對(duì)轉(zhuǎn)子坯料1進(jìn)行加熱，在冷間進(jìn) 行。當(dāng)然，在本發(fā)明中，也可在馬上要進(jìn)行沖裁加工之前，對(duì)轉(zhuǎn)子坯料1進(jìn)行加熱，在熱間 進(jìn)行沖裁加工。〈變形例〉在上述實(shí)施方式中，通過從中心孔3和葉片槽4的另一端側(cè)插入的沖頭97、98沖 裁掉多余厚度部5、6，但在本發(fā)明中，在除去多余厚度部時(shí)，不限于采用沖頭的沖裁加工。S卩，也可從轉(zhuǎn)子坯料1的外側(cè)，從例如與軸心方向正交的方向，撞擊錘子等的沖 擊部件，通過該沖擊，以打掉的方式除去多余厚度部，或者通過切斷工具等的沖擊部件，沿 與軸心方向正交的面切斷(剪切)多余厚度部5、6的根部(基端部)，切掉多余厚度部5、 6。實(shí)施例(實(shí)施例1)使用圖1和圖2所示的鍛造用模具10、30，鍛造出如圖3所示的轉(zhuǎn)子坯料1，上述 轉(zhuǎn)子坯料1為用于制造圖4所示的鋁合金制轉(zhuǎn)子R的材料。在上述轉(zhuǎn)子R中，外徑52mm、高度50mm、中心孔3的直徑10mm、葉片槽4的數(shù)量 5、槽寬度3mm、槽深度15mm、偏差尺寸U :10mm。此外，材料合金使用A390。另外，如上述表1所示，在上述鍛造用模具中，將下部模具10的中心銷16和上部 模具30的圓形孔35的間隙D5設(shè)為0. Imm,將下部模具10的葉片部13和上部模具30的扁 平孔36的間隙D6也與上述同樣設(shè)為0. 1mm。此外，將下部模具10的中心銷16和上部模具30的圓形孔35的開口面的間隔(斷 裂長度D3)設(shè)為1. 5mm，將下模具10的葉片部13和上部模具30的扁平孔36的開口面的間 隔(斷裂長度D4)也與上述同樣設(shè)為1. 5mm。
而且，將加熱到400°C的鍛造材料W裝填到下部模具10，施加以下的成形負(fù)載，形 成了轉(zhuǎn)子坯料1。在該鍛造中，第1副負(fù)載Fl和第2副負(fù)載F2增大，最終負(fù)載為各自的初 始負(fù)載的1.5倍。主負(fù)載F = 325MPa第1 副負(fù)載 Fl 的初始負(fù)載32. 9MPa(4. Okg/mm2)第2 副負(fù)載 Fl 的初始負(fù)載44. IMPa (4. 5kg/mm2)對(duì)這樣得到的轉(zhuǎn)子坯料1，使用上述圖14所示的沖裁裝置，除去多余厚度部5、6， 制成轉(zhuǎn)子R。相對(duì)于鍛造材料W的轉(zhuǎn)子R的材料成品率(轉(zhuǎn)子R的重量/鍛造材料W的重 量 X 100)為 82. 9%o(表1)
D3、D4D5、D6鍛造時(shí)的斷裂斷裂位置斷裂面積實(shí)施例11. 5mm0. Imm無內(nèi)周面小實(shí)施例2O0. Imm無內(nèi)周面小比較例1-2mm0. Imm有外周面小比較例2-2mm2mm無外周面大(實(shí)施例2)如表1所示，除了將多余厚度部5、6的斷裂長度D3、D4設(shè)定為“O”之外，與上述實(shí) 施例1同樣地制作轉(zhuǎn)子R。(比較例1)如表1所示，除了將多余厚度部5、6的斷裂長度D3、D4設(shè)定為“-2mm”之外，與上 述實(shí)施例同樣地制作轉(zhuǎn)子R。(比較例2)如表1所示，除了將多余厚度部5、6的斷裂長度D3、D4設(shè)定為“-2mm”且將多余厚 度部外周的間隙D5、D6設(shè)定為“2mm”之外，與上述實(shí)施例同樣地制作轉(zhuǎn)子R。(評(píng)價(jià))如表1所示，在實(shí)施例1、2的制作方法中，在鍛造加工時(shí)多余厚度部5、6沒有非預(yù) 期地?cái)嗔鸦蛎撀?，從而可以無延遲地進(jìn)行加工。此外，實(shí)施例1、2的制作方法，沖裁加工后(多余厚度部除去后)的斷裂面小，而 且斷裂痕跡(斷裂面)形成在中心孔3和葉片槽4的內(nèi)部，因此，可認(rèn)為即使不對(duì)斷裂痕跡 進(jìn)行精加工也沒有任何問題。與此相對(duì)，在比較例1的制作方法中，在鍛造加工時(shí)，多余厚度部5、6非預(yù)期地?cái)?裂，不能順利地進(jìn)行加工。另外，在比較例2的制作方法中，沖裁加工后的斷裂面大，而且斷裂痕跡(斷裂面)被配置成突出到外部。因此，在實(shí)際使用的情況下，可認(rèn)為有必要通過精加工除去該斷裂痕 跡。(試驗(yàn)例1 7)除了將中心孔3側(cè)的曲率半徑r3、r3a調(diào)整為表2所示的值之外，以與上述實(shí)施例 1同樣的條件，制作了轉(zhuǎn)子。然后，進(jìn)行對(duì)內(nèi)毛刺、凸毛刺(參照?qǐng)D13B)的評(píng)價(jià)。將其結(jié)果 一并表示在表2中。(表2)
r3( mm )r3a (mm )凸毛刺平均 高度(mm )凸毛刺 偏差狀態(tài)內(nèi)毛刺平均 高度(mm)試驗(yàn)例110.10.1小0.5試驗(yàn)例210.50.5小0.5試驗(yàn)例3111小0.5試驗(yàn)例40.50.10.1小0.3試驗(yàn)例50.20.10.1小0.1試驗(yàn)例60.20.50.5中0.1試驗(yàn)例7211小斷裂位置不確定如從上表可明確的那樣，曲率半徑r3、r3a調(diào)整為特定的值的轉(zhuǎn)子，其內(nèi)毛刺和凸 毛刺的狀態(tài)穩(wěn)定。另外，對(duì)于葉片槽4側(cè)的曲率半徑r4、i4a也進(jìn)行了與上述同樣的試驗(yàn)，其結(jié)果，可 以得到同樣的評(píng)價(jià)。本申請(qǐng)要求2008年6月M日提出申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)的專利2008-164327號(hào)和 2009年2月沈日提出申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)的專利2009-44372號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容原 樣構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到在此使用的術(shù)語和表述用于說明，而不用于限定性解釋，也不排除 在此公開且陳述的特征事項(xiàng)的任何均等物，也容許在本發(fā)明的請(qǐng)求保護(hù)的范圍內(nèi)的各種變 形。本發(fā)明可以以很多的不同方式來具體實(shí)現(xiàn)，該公開應(yīng)被視為提供本發(fā)明的原理的 實(shí)施例，在這些實(shí)施例并不意謂著將本發(fā)明限定于在此記載且/或圖示的優(yōu)選的實(shí)施方式 這樣的理解之下，在此記載了很多的圖示實(shí)施方式。在此記載了幾個(gè)本發(fā)明的圖示實(shí)施方式，但本發(fā)明不限于在此記載的各種優(yōu)選實(shí) 施方式，還包含基于該公開可由所謂的本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到的、具有均等的要素、修正、 刪除、組合(例如跨越各種實(shí)施方式的特征的組合)、改良和/或變更的所有的實(shí)施方式。 權(quán)利要求的限定事項(xiàng)應(yīng)基于該權(quán)利要求中使用的術(shù)語做廣義的解釋，不應(yīng)限定在本說明書 或者本申請(qǐng)的程序中記載的實(shí)施例，這樣的實(shí)施例應(yīng)解釋為非排它性的。
產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用可能性本發(fā)明的轉(zhuǎn)子坯料用方法，可以適用于制造壓縮機(jī)等的轉(zhuǎn)子時(shí)。附圖標(biāo)記說明1 轉(zhuǎn)子坯料；3 中心孔(軸孔)；4 葉片槽；10 下部模具；12 成形孔；13 葉片 部；16 中心銷；30 上部模具；35 圓形孔(中心銷對(duì)應(yīng)孔)；36 扁平孔(葉片部對(duì)應(yīng)孔)； 40 圓形銷(背壓銷)；41 扁平板(背壓板)；D3 中心孔側(cè)的端面差；D4 葉片槽側(cè)的端面 差；D5 中心孔側(cè)的間隙；D6 葉片槽側(cè)的間隙；R 轉(zhuǎn)子；W 鍛造材料。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，為具備下部模具和施加成形用的負(fù)載的上部模具，鍛造 具有中心孔并且在外周部具有與軸線平行的葉片槽的大致圓柱形狀的轉(zhuǎn)子坯料的模具，其 特征在于，上述下部模具具有向其成形孔內(nèi)突出的葉片槽成形用的葉片部和配置在成形孔的中 心的中心孔成形用的中心銷；上述上部模具具有對(duì)上述下部模具的中心銷和葉片部以外的部分施加主負(fù)載的上部 模具本體、自由進(jìn)退地嵌入于貫穿設(shè)置在上述上部模具本體的中心銷對(duì)應(yīng)孔且對(duì)上述中心 銷施加第1副負(fù)載的背壓銷、和自由進(jìn)退地嵌入于貫穿設(shè)置在上述上部模具本體的葉片部 對(duì)應(yīng)孔且對(duì)上述葉片部施加第2副負(fù)載的背壓板；使合模時(shí)的上述葉片部的頂端面相對(duì)于上述葉片部對(duì)應(yīng)孔的開口面一致或分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，其中，在以合模時(shí)的上述葉片部的頂 端面和上述葉片部對(duì)應(yīng)孔的開口面的間隔為葉片槽側(cè)的端面差時(shí)，該葉片槽側(cè)的端面差被 設(shè)定為0 2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，其中，在以上述葉片部的外周面和 上述葉片部對(duì)應(yīng)孔的內(nèi)周面之間的間隔為葉片槽側(cè)的間隙時(shí)，該葉片槽側(cè)的間隙被設(shè)定為 0. 01 0. 1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，其中，上述葉片槽側(cè)的間隙局部不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，其中，上述葉片槽側(cè)的間隙中的內(nèi) 周側(cè)端部和外周側(cè)端部的至少任何一方的間隙相對(duì)于中間部的間隙被設(shè)定得較大。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，其中，使合模時(shí)的上述中 心銷的頂端面相對(duì)于上述中心銷對(duì)應(yīng)孔的開口面一致或分離。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，其中，在以合模時(shí)的上述中心銷的頂 端面和上述中心銷對(duì)應(yīng)孔的開口面的間隔為中心孔側(cè)的端面差時(shí)，該中心孔側(cè)的端面差被 設(shè)定為0 2mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，其中，在以上述中心銷的外周面和 上述中心銷對(duì)應(yīng)孔的內(nèi)周面之間的間隔為中心孔側(cè)的間隙時(shí)，該中心孔側(cè)的間隙被設(shè)定為 0. 01 0. 1mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，其中，上述中心孔側(cè)的間隙局部不同。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，其中，具備設(shè)置在上述 背壓銷的上部的用于施加第1副負(fù)載的副負(fù)載施加單元、和設(shè)置在上述背壓板的上部的用 于施加第2副負(fù)載的副負(fù)載施加單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)子坯料鍛造用模具，其中，上述副負(fù)載施加單元為氣體 緩沖器。
12.—種轉(zhuǎn)子坯料的鍛造方法，為鍛造具有中心孔并且在外周部具有與軸線平行的葉 片槽的大致圓柱形狀的轉(zhuǎn)子坯料的方法，其特征在于，準(zhǔn)備下部模具，該下部模具具有向成形孔內(nèi)突出的葉片槽成形用的葉片部和配置在成 形孔的中心的中心孔成形用的中心銷；準(zhǔn)備上部模具，該上部模具具有對(duì)上述下部模具的中心銷和葉片部以外的部分施加主 負(fù)載的上部模具本體、自由進(jìn)退地嵌入于貫穿設(shè)置在上述上部模具本體的中心銷對(duì)應(yīng)孔且對(duì)上述中心銷施加第1副負(fù)載的背壓銷、和自由進(jìn)退地嵌入于貫穿設(shè)置在上述上部模具本 體的葉片部對(duì)應(yīng)孔且對(duì)上述葉片部施加第2副負(fù)載的背壓板；在合模時(shí)，使上述葉片部的頂端面相對(duì)于上述葉片部對(duì)應(yīng)孔的開口面一致或分離。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)子坯料的鍛造用模具，其中，使合模時(shí)的上述中心銷的 頂端面相對(duì)于上述中心銷對(duì)應(yīng)孔的開口面一致或分離。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的轉(zhuǎn)子坯料的鍛造方法，其中，上述第1副負(fù)載和第2 副負(fù)載分別為四 89MPa。
15.根據(jù)權(quán)利要求12 14中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子坯料的鍛造方法，其中，獨(dú)立控制上述 第1副負(fù)載和第2副負(fù)載。
16.根據(jù)權(quán)利要求12 15中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子坯料的鍛造方法，其中，上述中心銷的 截面積越大，第1副負(fù)載變得越小。
17.根據(jù)權(quán)利要求12 16中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子坯料的鍛造方法，其中，上述轉(zhuǎn)子坯料 為鋁或鋁合金制。
全文摘要
高效率地制造轉(zhuǎn)子坯料。本發(fā)明以具備下部模具10和施加成形用的負(fù)載的上部模具30、鍛造具有中心孔3并且在外周部具有與軸線平行的葉片槽4的圓柱狀的轉(zhuǎn)子坯料的模具為對(duì)象。下部模具10具有在成形孔內(nèi)突出的葉片槽成形用的葉片部13和配置在成形孔的中心的中心孔成形用的中心銷16。上部模具30具有對(duì)下部模具10的中心銷(16)和葉片部13以外的部分施加主負(fù)載的上部模具本體31、自由進(jìn)退地嵌入于貫穿設(shè)置在模具本體31的中心銷對(duì)應(yīng)孔35且對(duì)中心銷16施加第1副負(fù)載的背壓銷40、自由進(jìn)退地嵌入于貫穿設(shè)置在上模具本體(31)的葉片部對(duì)應(yīng)孔36且對(duì)葉片部13施加第2副負(fù)載的背壓板41。在合模時(shí)，使葉片部13的頂端面相對(duì)于葉片部對(duì)應(yīng)孔36的開口面一致或分離。
文檔編號(hào)F04C29/00GK102076964SQ20098012430
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2009年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月24日
發(fā)明者山田英實(shí), 遠(yuǎn)藤大輔 申請(qǐng)人:昭和電工株式會(huì)社