冷間鍛造での不具合

質問

5段階のフォーマーでねじ製品のねじ加工前ブランクを生産しています。製品の大きさは径が9.2ミリ程度で全長が16ミリ、5ミリの高さの六角が付いていてで真ん中に孔のある小さい製品です。

機械は同型のものが二台ありますが、一台は製品に何も異常なく金型どおりに出来上がるのですが、もう一台のほうで生産するとなぜか径の真ん中部分が凹んでしまいます。見た目では分かりませんが、計測すると0.005程度真ん中が凹んでいます。金型も色々変えたり、径を変えたりもしてみましたが何も変化はありませんので機械的な問題なのか、と推測しています。

そこで質問ですが、例えば叩いてワークを形成していく過程でかかる負荷や圧力が変化した場合にこのような問題は起こり得るのでしょうか？もし機械的にこのような現象が起こるとしたらどんなところに原因の可能性が潜んでいるのか、アイディアを教えてください。漠然とした質問ですみません。

回答No.4

noname#230359

＞機械は同型
パーツフォーマは同じ型番といっても注意が必要です。
ダイブロックの径と懐長さ、パンチブロックの径と懐長さ、PKO量やKO量、金型回りの寸法は同じですか？
また、タイミングチャートも確認しましたか？

私の主観ですが、同じ機械で同じ金型でまったく同じものが出来るとは思いません。基本思想は変えませんが1号機と2号機で若干味付けは変わるのが当たり前だと思います。

私ならまず、
・矯正機で真っ直ぐ矯正できているか？
・各工程で、ツヅラ形状になってないか？
を見ます。

ツヅラ形状になっていれば、エアかオイル溜りの可能性があるのでエア抜き
穴をダイスに追加すればいいと思います。
寸動では凹みが出ないが量産で出るようでしたらこれの可能性は高いと思います。

それでも直らなければまだ考えがありますが。
とりあえず一つ一つ潰してみてください。
パーツフォーマはオペレーターは職人仕事です。
がんばってください。

お礼

ご回答ありがとうございます。

オイルが抜けずに径の真ん中が痩せてしまうという話は別の人からも聞いたことがありましたが、「そういうこともあるらしいよ」程度の話しか聞いたことがなかったので、それについての検証はしたことがありませんでした。寸動で凹みがないかどうかについて一度やってみようと思います。

確かにフォーマーは奥が深い職人仕事ですね。もっと勉強します。ありがとうございました。

回答No.3

noname#230359

＞計測すると0.005程度真ん中が凹んでいます

それが問題になるのなら凄い加工ですね。

型の入替から、条件を同じにするよう汎ゆる手を尽くしても違いがあるなら、機械の違いでしょう。

荷重時のタワミ剛性は機械形式だけで決まるとするなら、スライドガイドのガタ、型の取付平行度・垂直度などをチエックすべきと思います。
出来れば加工時の動的挙動も測定したいが、高速ビデオでは高精度は無理だし、動的寸法計測に何を使えばよいか？
荷重の観測には抵抗ひずみゲージ、ロードセルの手段あるが、これを試してみるのも取っ掛かりになるかもしれません。

あと、ワークを出入れする付近に何か違いがあるかもしれないが、鍛造機械の構造に疎いので、、、

お礼

ご回答ありがとうございます。

本来、0.005のバラつきはそこまで問題になったことはないのですが、後工程のねじ転造でここの部分の影響が出てしまっているのが事の発端です。現在生産している製品の圧造工程上、ねじの先端部分となる場所のほうが上のほうよりも細めなので、ねじもその部分を重点的に計測し、ねじダイスをセットする場合も先端側で出る寸法を基準に段取りしていました。しかし今回、ねじの真ん中が痩せているという現象が発見され、その原因が鍛造の段階にあったということが分かったという状況です。

現状、原因が分からないままで、取り敢えずは金型の径を上げて全体的にねじ加工前品の径を上げることで転造での外径痩せをカバーするような方法を取るしかないと考えているところです・・・。

回答No.2

noname#230359

回答（1）さんの金型表面の劣化も考えられますが、それ以外の要素を下記
しておきます。

材料の異方性　http://koza.misumi.jp/press/2008/07/367.html
材料の座屈　http://koza.misumi.jp/press/2007/07/318_9.html
押え不備　　http://koza.misumi.jp/press/2007/09/325_3.html
　　　　　　http://koza.misumi.jp/press/2007/12/336_14.html
抜き加工の問題　http://koza.misumi.jp/press/2003/03/129_2_1.html

お礼

ご回答ありがとうございます。

教えて頂いたページを見てみたのですが、若干状況が違う様子でした。

奥が深い問題で色々な人に相談しても中々解決の糸口が得られず葛藤しています。もう少し色々な視点から再度見直して見ます。

回答No.1

noname#230359

Ｎ数はどれくらいでしょうか？

特に、上手くいった方のＮ数は？

最初の金型表面状態が、例えば潤滑性が良かっただけかもしれませんよ。

お礼

ご回答ありがとうございます。

N数は全てが全てです。一台の機械では全くなんら問題なし、もう一台は全て真ん中が凹んでしまっています。時間を見て上手くいっているほうの金型を載せ替えて検証する必要がありますが、少なくとも過去に年間ずっと同じ兆候が出ていて、その間にも金型は何度も交換していますから金型が不具合を起している可能性は低いのではないかと推測しています。単純な話ではないかもしれないので、継続して原因究明してみます・・・。

補足

N数について、連続運転で出てくるもの全てが同じ状況で少量の試料ではありません。