一般来说，镦锻加工是通过对棒状的坯件在轴向方向上加压，而对坯 件的扩径预定部进行扩径。在该镦锻加工中，如果在加工时坯件纵弯曲， 则所获得的产品(镦锻加工品)变得形状不良(褶皱、夹层等)，其作为 产品的价值受损。于是，为了使之不发生纵弯曲，一直以来已知下述的镦 锻加工方法。
即，该方法是：将坯件固定在固定模具中，并且将坯件的扩径预定部 插通于设置在导向体上的插通孔中从而将扩径预定部保持成纵弯曲阻止状 态。接着，通过一边用冲头在轴向方向上对坯件的扩径预定部加压，一边 使导向体在冲头的移动方向的相反方向上移动，从而对在导向体的前端部 和固定模具之间露出的坯件的扩径预定部进行扩径(例如，参照专利文献 1以及2)。
在上述现有的镦锻加工方法中，通常对坯件的扩径预定部在其整个圆 周上均匀地扩径。

上述现有镦锻加工方法，主要用于制造制造工业产品的预塑形坯，但 是工业产品中的例如双头梅花扳手形状的汽车用机械臂、连杆，在其轴部 的端部形成有仅向宽度方向两侧膨胀的连结部。另外，在压缩机用双头活 塞中，形成于其轴部的两端部的活塞部，它的中心轴从轴部的中心轴错开。 在通过上述镦锻加工方法制造有关这样的产品的预塑形坯的情况下，存在 下述的难点。
即，在上述镦锻加工方法中，如上所述，由于对坯件的扩径预定部遍 及其整个圆周地进行均匀扩径，所以在镦锻加工之后，为了使扩径部变为 连结部、活塞部的形状，需要将扩径部塑性变形、切削为扁平状等等，对 扩径部进一步进行加工，从而产生制造工序数增加、或者材料利用率降低 这样的问题。
本发明是鉴于上述的技术背景而做出的，其目的在于，能够提供一种 可将坯件的扩径预定部在其圆周方向上不均匀地进行扩径的镦锻加工方 法，由此所获得的镦锻加工品，以及用于所述镦锻加工方法的镦锻加工装 置。
本发明提供以下的手段。
(1)一种镦锻加工方法，其特征在于，
使用这样的镦锻加工装置，即，该装置具有：固定棒状的坯件的固定 模具、具有以纵弯曲阻止状态插通保持坯件的扩径预定部的插通孔的导向 体、和冲头，并且在导向体的前端部的一部分上一体地设置有向导向体的 轴向方向突出的扩径抑制用突片部；
将固定在固定模具中的坯件的扩径预定部插通保持在导向体的插通孔 中；
接着，一边使冲头移动、由该冲头对坯件的扩径预定部在轴向方向上 加压，一边使导向体向冲头的移动方向的相反方向移动，由此对在导向体 的前端部和固定模具之间露出的坯件的扩径预定部，在对于该扩径预定部 的和导向体突片部的触接部抑制扩径的状态下进行扩径。
(2)根据技术方案1所记载的镦锻加工方法，其中，在固定模具上设 置有成形凹部，并且，在该成形凹部的圆周表面设置有沿着固定模具的轴 向方向延伸、且导向体的突片部可在固定模具的轴向方向滑动自如地插入 的滑动槽部；
将与坯件的扩径预定部的圆周表面的一部分触接的、导向体的突片部 的侧面形成为对应于坯件的扩径部的圆周表面形状的面；
将固定在固定模具中的坯件的扩径预定部配置在成形凹部内、并将坯 件的扩径预定部插通保持在导向体的插通孔中，而且将导向体的突片部插 入滑动槽部；
接着，在成形凹部内对坯件的扩径预定部进行扩径。
(3)根据上述第1或第2项所记载的镦锻加工方法，其中，
将冲头的从开始移动时的平均移动速度设为P，
将导向体的从开始移动时的平均移动速度设为G，
将镦锻加工前的坯件的扩径预定部的按剖面面积的纵弯曲临界长度设 为Xo，
将导向体的前端部和固定模具之间的初始间隙设为X(其中， 0≤X≤Xo)，
将扩径部所需的镦锻加工前的坯件的长度设为Lo，
将根据扩径部的设计体积求得的、冲头的前端部相对于固定模具的停 止位置设为Xp，
将由设计确定的导向体的前端部相对于固定模具的停止位置设为Xg，
将从冲头开始移动时到导向体开始移动时为止的时间延迟设为to(其 中，0≤to)，
这时，G满足G＝(Xg-X)P/(Lo-Xp-Pto)的式子。
(4)根据上述第1～3项中任意一项所记载的镦锻加工方法，其中，
坯件的扩径预定部位于该坯件的轴向方向两侧部；
将固定在固定模具中的坯件的各扩径预定部分别插通保持在各个导向 体的插通孔中；
接着，一边以各个冲头同时对坯件的各扩径预定部在轴向方向上加压， 一边使各导向体分别向对应的冲头的移动方向的相反方向移动，由此同时 对坯件的两扩径预定部进行扩径。
(5)根据上述第1～4项中任意一项所记载的镦锻加工方法，其中， 在导向体的前端部的插通孔开口边缘部实施了倒角加工。
(6)根据上述第1～5项中任意一项所记载的镦锻加工方法，其中， 在设置于固定模具的坯件固定用嵌入孔的开口边缘部实施了倒角加工。
(7)根据上述第1～6项中任意一项所记载的镦锻加工方法，其中， 坯件由圆棒状的轧制件构成。
(8)根据上述第7项所记载的镦锻加工方法，其中，轧制件是铸造轧 制件。
(9)根据上述第7项所记载的镦锻加工方法，其中，轧制件是连续铸 造轧制件。
(10)根据上述第7～9项中任意一项所记载的镦锻加工方法，其中， 在导向体的插通孔的圆周表面或者/以及坯件的扩径预定部的表面上附着 有润滑剂的状态下，对坯件的扩径预定部进行扩径。
(11)根据上述第1～10项中任意一项所记载的镦锻加工方法，其中， 在对坯件的扩径预定部上的、与导向体的前端部相对应的部位局部地进行 加热的状态下，对坯件的扩径预定部进行扩径。
(12)根据上述第11所记载的镦锻加工方法，其中，通过感应加热装 置对坯件的扩径预定部上的、与导向体的前端部相对应的部位局部地进行 感应加热。
(13)根据上述第11所记载的镦锻加工方法，其中，通过由感应加热 装置对导向体的前端部局部地进行感应加热，从而对坯件的扩径预定部上 的、与导向体的前端部相对应的部位局部地进行加热。
(14)根据上述第11～13项中任意一项所记载的镦锻加工方法，其中， 将坯件的扩径预定部上的、与导向体的前端部相对应的部位局部地加热至 半熔融状态。
(15)根据上述第11～14项中任意一项所记载的镦锻加工方法，其中， 在通过冷却装置对坯件的扩径预定部上的、与导向体的比前端部更靠基端 侧的部位相对应的部位进行冷却的状态下，对坯件的扩径预定部进行扩径。
(16)一种通过上述第1～15项中任意一项所记载的镦锻加工方法而 获得的镦锻加工品。
(17)一种镦锻加工装置，其可对棒状的坯件的扩径预定部进行扩径， 其特征在于，
具备：固定坯件的固定模具，
具有以纵弯曲阻止状态插通保持固定在固定模具中的坯件的扩径预定 部的插通孔的导向体，
对插通在导向体的插通孔中的坯件的扩径预定部在轴向方向加压的冲 头，和
使导向体向冲头的移动方向的相反方向上移动的导向体驱动装置；
在导向体的前端部的一部分上，一体地设置有向导向体的轴向方向突 出的扩径抑制用突片部，
并且，导向体的突片部，通过在坯件的扩径预定部的扩径时，扩径预 定部的圆周表面的一部分与突片部的侧面触接，对于扩径预定部的和突片 部的触接部抑制扩径。
(18)根据上述第17项所记载的镦锻加工装置，其中，
在固定模具上设置有成形凹部，并且，在该成形凹部的圆周表面，设 置有沿着固定模具的轴向方向延伸、且导向体的突片部可在固定模具的轴 向方向滑动自如地插入的滑动槽部；
将导向体的突片部的侧面形成为对应于坯件的扩径部的圆周表面形状 的面。
(19)根据上述第17或第18项所记载的镦锻加工装置，其中，在导 向体的前端部的插通孔开口边缘部实施了倒角加工。
(20)根据上述第17～19项中任意一项所记载的镦锻加工装置，其中， 在设置于固定模具的坯件固定用嵌入孔的开口边缘部实施了倒角加工。
(21)根据上述第17～20项中任意一项所记载的镦锻加工装置，其中，
坯件由圆棒状的轧制件构成；
具备使润滑剂附着在导向体的插通孔的圆周表面或者/以及坯件的扩 径预定部的表面上的润滑剂附着装置。
(22)根据上述第21项所记载的镦锻加工装置，其中，轧制件是铸造 轧制件。
(23)根据上述第21项所记载的镦锻加工装置，其中，轧制件是连续 铸造轧制件。
(24)根据上述第17～23项中任意一项所记载的镦锻加工装置，其中， 具备对坯件的扩径预定部上的、与导向体的前端部相对应的部位局部地进 行加热的加热装置。
(25)根据上述第24项所记载的镦锻加工装置，其中，
加热装置是具有感应加热线圈的感应导热装置，
构成为，通过感应加热装置对坯件的扩径预定部上的、与导向体的前 端部相对应的部位局部地进行感应加热。
(26)根据上述第24项所记载的镦锻加工装置，其中，
加热装置是具有感应加热线圈的感应加热装置，
构成为，通过由感应加热装置对导向体的前端部局部地进行感应加热， 从而对坯件的扩径预定部上的、与导向体的前端部相对应的部位局部地进 行加热。
(27)根据上述第24项所记载的镦锻加工装置，其中，加热装置，能 够将坯件的扩径预定部上的、与导向体的前端部相对应的部位局部地加热 至半熔融状态。
(28)根据上述第24～27项中任意一项所记载的镦锻加工装置，其中， 具备对坯件的扩径预定部上的、与导向体的比前端部更靠基端侧的部位相 对应的部位进行冷却的冷却装置。
(29)一种镦锻加工装置，其可对棒状的坯件的轴向方向两侧部的各 扩径预定部分别进行扩径，其特征在于，
具备：固定坯件的固定模具，
具有以纵弯曲阻止状态分别插通保持固定在固定模具中的坯件的各扩 径预定部的插通孔的两个导向体，
对插通在各导向体的插通孔中的坯件的各扩径预定部分别在轴向方向 加压的两个冲头，和
使各导向体分别向对应的冲头的移动方向的相反方向移动的两个导向 体驱动装置；
在两个导向体中的至少一个导向体的前端部的一部分上，一体地设置 有向导向体的轴向方向突出的扩径抑制用突片部，
并且，导向体的突片部，通过在坯件的扩径预定部的扩径时，扩径预 定部的圆周表面的一部分与突片部的侧面触接，对于扩径预定部的和突片 部的触接部抑制扩径。
(30)根据上述第29项所记载的镦锻加工装置，其中，
在固定模具上设置有两个成形凹部，并且，在该两个成形凹部中的至 少一个成形凹部的圆周表面，设置有沿着固定模具的轴向方向延伸、且导 向体的突片部可在固定模具的轴向方向滑动自如地插入的滑动槽部；
将导向体的突片部的侧面形成为对应于坯件的扩径部的圆周表面形状 的面。
(31)根据上述第29或30项所记载的镦锻加工装置，其中，在各导 向体的前端部的插通孔开口边缘部实施了倒角加工。
(32)根据上述第29～31项中任意一项所记载的镦锻加工装置，其中， 在设置于固定模具的坯件固定用嵌入孔的开口边缘部实施了倒角加工。
(33)根据上述第29～32项中任意一项所记载的镦锻加工装置，其中，
坯件由圆棒状的轧制件构成；
具备使润滑剂附着在各导向体的插通孔的圆周表面或者/以及坯件的 各扩径预定部的表面上的两个润滑剂附着装置。
(34)根据上述第33项所记载的镦锻加工装置，其中，轧制件是铸造 轧制件。
(35)根据上述第33项所记载的镦锻加工装置，其中，轧制件是连续 铸造轧制件。
(36)根据上述第29～35项中任意一项所记载的镦锻加工装置，其中， 具备对坯件的各扩径预定部上的、与导向体的前端部相对应的部位局部地 进行加热的两个加热装置。
(37)根据上述第36项所记载的镦锻加工装置，其中，
各加热装置是具有感应加热线圈的感应加热装置，
构成为，通过感应加热装置对坯件的各扩径预定部上的、与导向体的 前端部相对应的部位局部地进行感应加热。
(38)根据上述第36项所记载的镦锻加工装置，其中，
各加热装置是具有感应加热线圈的感应加热装置，
构成为，通过由感应加热装置对各导向体的前端部局部地进行感应加 热，从而对坯件的各扩径预定部上的、与导向体的前端部相对应的部位局 部地进行加热。
(39)根据上述第36～38项中任意一项所记载的镦锻加工装置，其中， 各加热装置，能够将坯件的各扩径预定部上的、与导向体的前端部相对应 的部位局部地加热至半熔融状态。
(40)根据上述第36～39项中任意一项所记载的镦锻加工装置，其中， 具备对坯件的各扩径预定部上的、与导向体的比前端部更靠基端侧的部位 相对应的部位进行冷却的两个冷却装置。
本发明起到以下的效果。
在(1)的发明中，通过一边使冲头移动并由该冲头对坯件在轴向方向 上加压，一边使导向体向冲头的移动方向的相反方向移动，从而对在导向 体的前端部和固定模具之间露出的坯件的扩径预定部，在对于该扩径预定 部的和导向体突片部的触接部抑制扩径的状态下进行扩径，所以能够将坯 件的扩径预定部在其圆周方向上不均匀地进行扩径。因此，对用于制造汽 车用机械臂、连杆、压缩机用双头活塞、曲轴等产品的预塑形坯，能够获 得形状尽可能接近最终产品形状的产品，其结果是，能够材料利用率良好 地制造产品。
在(2)的发明中，将导向体的突片部的侧面形成为对应于坯件的扩径 部的圆周表面形状的面，所以能够将坯件的扩径部可靠地形成为设计形状， 从而能够获得与最终产品形状更加接近的形状的预塑形坯。
在(3)的发明中，将初始间隙设为纵弯曲临界长度以下，并对冲头以 及导向体的移动速度进行调整，使得进行设计量的成形所需的冲头移动结 束时间和形成设计量的扩径部所需的导向体移动结束时间相一致，由此能 够将坯件的扩径预定部通过机械计算可靠地扩径为设计形状。
在(4)的发明中，能够效率良好地制造在轴向方向两侧部分别形成有 扩径部的预塑形坯。
在(5)的发明中，在加工时，坯件的材料的背压能够有效地作用于导 向体的前端部。其结果是，能够减少使导向体移动所需的驱动力。
在(6)的发明中，能够缓和坯件的在固定于固定模具的部位和扩径部 之间的角部发生的应力集中。
在(7)的发明中，因为能够廉价地获得或者制造由轧制件构成的圆棒 状的坯件，所以通过将该坯件作为镦锻加工用坯件使用，就能够降低加工 成本。
并且，该坯件，一般来说，与由挤压件构成的圆棒状的坯件相比圆度 较低。因此，如果将该坯件的扩径预定部插通在导向体的插通孔中，则坯 件的扩径预定部的表面和插通孔的表面之间必然产生间隙。因此，两者的 触接面积小，从而当坯件的扩径预定部在插通孔内在轴向方向上滑动移动 时的摩擦阻力较小，所以能够降低成形压力。其结果是，作为使冲头移动 的冲头驱动装置可以使用小型的装置，从而镦锻加工装置的设备空间能够 谋求省空间化。
还有，因为能够降低成形压力，所以存在以下的优点。即，假设在成 形压力较大的情况下，坯件的扩径预定部的端部由于来自冲头的加压力在 导向体的插通孔内被压坏的情况时常发生。这样一来，坯件的扩径预定部 的材料的一部分进入冲头的圆周表面和插通孔的圆周表面之间的间隙中， 其结果是，存在这样的难点，即，成形压力增加，而且冲头变得不能在插 通孔内在加压方向上移动，导致不能进行加工。在此，通过降低成形压力， 能够消除这样的难点，从而能够对坯件在长度区域良好地进行镦锻加工。
在(8)的发明中，由铸造轧制件构成的坯件能够进一步廉价地获得或 者制造，所以通过将该坯件作为镦锻加工用坯件使用，能够进一步降低加 工成本。
在(9)的发明中，因为由连续铸造轧制件构成的坯件能够更进一步廉 价地获得或者制造，所以通过将该坯件作为镦锻加工用坯件使用，能够更 进一步降低加工成本。
在(10)的发明中，存在以下的优点。即，如上所述，因为由轧制件 构成的圆棒状的坯件圆度较低，所以当该坯件的扩径预定部插通在导向体 的插通孔中时，在坯件的扩径预定部的表面和插通孔的圆周表面之间必然 产生间隙。在插通孔的圆周表面或者/以及坯件的扩径预定部的表面上附着 有润滑剂的情况下，润滑剂进入该间隙内并暂时贮存。由此，促进润滑剂 向插通孔的圆周表面以及坯件的扩径预定部的表面扩散。即，伴随着加工 时坯件的扩径预定部在插通孔内在轴向方向上滑动移动，间隙内的润滑剂 能够向插通孔的圆周表面以及坯件的扩径预定部的表面扩散。由此，能够 可靠地降低插通孔的圆周表面以及坯件的扩径预定部的表面之间的摩擦阻 力，即能够可靠地降低成形压力。
在(11)的发明中，因为仅使坯件的扩径预定部中的、与导向体的前 端部相对应的部位，变形阻力局部地降低，所以能够降低成形压力。
另一方面，坯件的扩径预定部中的、与导向体的比前端部更靠基端侧 的部位相对应的部位没有被加热，所以变形阻力没有降低。因此，能够防 止由于坯件的扩径预定部因来自冲头的加压力而在导向体的插通孔内向径 向方向外侧膨胀所产生的成形压力的增加，另外还能够防止由于坯件的扩 径预定部的材料的一部分进入冲头的圆周表面和插通孔的圆周表面之间的 间隙内所产生的成形压力的增加。
在(12)的发明中，能够可靠且极为高效地对坯件的扩径预定部上的 与导向体的前端部相对应的部位进行加热。
在(13)的发明中，能够可靠且高效地对坯件的扩径预定部上的与导 向体的前端部相对应的部位进行加热。
在(14)的发明中，能够大幅降低成形压力。
在(15)的发明中，能够可靠地抑制坯件的扩径预定部中的、与导向 体的比前端部更靠基端侧的部位相对应的部位被加热。
在(16)的发明中，能够提供坯件的扩径预定部在圆周方向上被不均 匀地扩径而得到的镦锻加工品。该镦锻加工品，能够适用作例如汽车用的 机械臂、连杆、压缩机的双头活塞、曲轴等工业产品用预塑形坯。
在(17)～(40)中，能够提供适用于上述本发明所涉及的镦锻加工 方法的镦锻加工装置。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式所涉及的镦锻加工装置的主要部分的概 略分解立体图。
图2A是通过该镦锻加工装置对坯件的扩径预定部进行扩径前的状态 下的、该镦锻加工装置的纵剖面立体图。
图2B是图2A状态下的、该镦锻加工装置的纵剖面图。
图3A是通过该镦锻加工装置对坯件的扩径预定部进行扩径中途的状 态下的、该镦锻加工装置的纵剖面立体图。
图3B是图3A状态下的、该镦锻加工装置的纵剖面图。
图4A是通过该镦锻加工装置对坯件的扩径预定部进行扩径后的状态 下的、该镦锻加工装置的纵剖面立体图。
图4B是图4A状态下的、该镦锻加工装置的纵剖面图。
图5是通过该镦锻加工装置获得的镦锻加工品的立体图。
图6A是通过本发明的第二实施方式所涉及的镦锻加工装置对坯件的 扩径预定部进行扩径前的状态下的、该镦锻加工装置的纵剖面立体图。
图6B是图6A状态下的、该镦锻加工装置的纵剖面图。
图7A是通过该镦锻加工装置对坯件的扩径预定部进行扩径中途的状 态下的、该镦锻加工装置的纵剖面立体图。
图7B是图7A状态下的、该镦锻加工装置的纵剖面图。
图8A是通过该镦锻加工装置对坯件的扩径预定部进行扩径后的状态 下的、该镦锻加工装置的纵剖面立体图。
图8B是图8A状态下的、该镦锻加工装置的纵剖面图。
图9是通过该镦锻加工装置获得的镦锻加工品的立体图。
图10是本发明第三实施方式所涉及的镦锻加工装置的主要部分的概 略分解立体图。
图11A是通过该镦锻加工装置对坯件的扩径预定部进行扩径前的状态 下的、该镦锻加工装置的纵剖面立体图。
图11B是图11A状态下的、该镦锻加工装置的平面图。
图12A是通过该镦锻加工装置对坯件的扩径预定部进行扩径中途的状 态下的、该镦锻加工装置的纵剖面立体图。
图12B是图12A状态下的、该镦锻加工装置的平面图。
图13A是通过该镦锻加工装置对坯件的扩径预定部进行扩径后的状态 下的、该镦锻加工装置的纵剖面立体图。
图13B是图13A状态下的、该镦锻加工装置的平面图。
图14是通过该镦锻加工装置获得的镦锻加工品的立体图。
图15是通过本发明的第四实施方式所涉及的镦锻加工装置对坯件的 扩径预定部进行扩径前的状态下的、该镦锻加工装置的纵剖面立体图。
图16是图15中的Z-Z线剖面图。
图17是通过该镦锻加工装置对坯件的扩径预定部进行扩径中途的状 态下的、该镦锻加工装置的纵剖面立体图。
图18是通过该镦锻加工装置对坯件的扩径预定部进行扩径后的状态 下的、该镦锻加工装置的纵剖面立体图。
标号说明
1：工件         2：扩径预定部
3：扩径部       6A、6B、6C：镦锻加工品(预塑形坯)
1A、1B、1C、1D：镦锻加工装置
10：固定模具        11：坯件固定用嵌入孔
11a：倒角加工部     12：成形凹部
13：滑动槽部        20：导向体
20a：前端部         21：插通孔
21a：倒角加工部     22：扩径抑制用突片部
22a：侧面           25：导向体的移动方向
30：冲头            35：冲头的移动方向
40：导向体驱动装置  50：冲头驱动装置
70：加热装置        71：感应加热装置
72：感应加热线圈    73：电源部
80：冷却装置        81：冷却液流通孔
90：润滑剂附着装置  91：喷嘴

接下来，以下参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。
图1～图5是用于说明使用本发明的第一实施方式所涉及的镦锻加工 装置的镦锻加工方法的概略图。
在图1中，1A是第一实施方式所涉及的镦锻加工装置，1是坯件。另 外，在图5中，6A是由镦锻加工装置1A所制造的镦锻加工品。该镦锻加 工品6A，例如可以作为用于制造压缩机的双头活塞的一部分的预塑形坯使 用。
如图1所示，坯件1是笔直的棒状材料，例如由铝(包含其的合金。 以下相同)构成。坯件1的剖面形状是圆形，而且坯件1的剖面面积设定 为在轴向方向上一定。
另外，在本发明中，坯件1的材质并不限定于铝，也可以是其它的例 如黄铜、铜、不锈钢等金属，也可以是塑料。另外，坯件1的剖面形状也 可以是四角形、六角形等的多角形。另外，坯件1可以由轧制件、挤压件 构成，也可以由以其它方法所制作的材料构成。
该坯件1的扩径预定部2，位于坯件1的轴向方向两侧部中的一侧部， 详细而言，位于坯件1的一端部，也就是说坯件1的一端部与扩径预定部 2相对应。于是，通过将该扩径预定部2扩径为设计形状，如图5所示， 在坯件1(轴部4)的一端部形成有圆柱状的扩径部3。该扩径部3，其中 心轴相对于坯件1的中心轴错开。因此，坯件1的扩径预定部2在其圆周 方向上被不均匀地扩径。
另外，在本发明中，所谓将坯件1的扩径预定部2在其圆周方向上不 均匀地扩径，是指厚度不等地镦锻扩径预定部2，例如仅使扩径预定部2 的圆周表面的一部分向径向方向外侧膨胀，而不使其他部分膨胀或者抑制 其它部分的膨胀量，这样对扩径预定部2进行扩径。
另外，在镦锻加工品6A中，扩径部3对应双头活塞的一个活塞部， 坯件1的没有实施扩径加工的部位对应双头活塞的轴部4。
镦锻加工装置1A，如图1～图2B所示，是对坯件1的扩径预定部2 进行扩径的装置。该镦锻加工装置1A，具备：固定模具10、导向体20、 冲头30、导向体驱动装置40、和冲头驱动装置50。
固定模具10，是用于固定坯件1的部件，使得在镦锻加工时坯件1不 会在轴向方向上移动。在该固定模具10的轴向方向的一端部，沿着固定模 具10的轴向方向延伸地设置有使坯件1的非加工规定部嵌入并固定的、用 于固定坯件的嵌入孔11。在本实施形态中，坯件1的扩径预定部2的相反 侧的端部与非扩径预定部相对应，该端部嵌入该嵌入孔11，从而以坯件1 的扩径预定部2相对于固定模具10突出的状态、将坯件1固定于固定模具 10。
并且，在固定模具10的轴向方向一端部，设置有将坯件1的扩径预定 部2成形为设计形状(即圆柱状)的成形凹部12(即成形腔)。因为在坯 件1的扩径预定部2扩径之后，扩径部3的中心轴相对于坯件1的中心轴 错开，所以将嵌入孔11的开口设置在相对于成形凹部12的底面的中心部 错开的位置。
另外，在固定模具10的嵌入孔11的开口边缘部，如图2B所示，遍 及整个圆周地实施倒角加工，因此，该边缘部的剖面形状形成为圆的。11a 是形成于该边缘部的倒角加工部。
另外，固定模具10是被纵向分割为多个(本实施方式为两个)的模具， 即由拼合模具构成。
另外，15是固定模具10的底部。该底部15是为了使嵌入嵌入孔11 的坯件1不会从嵌入孔11的另一开口脱离而用于将其封闭的部件。
导向体20，具有以纵弯曲阻止状态且在轴向方向上可滑动移动地插通 并保持坯件1的扩径预定部2的插通孔21。即，该导向体20，通过在其插 通孔21插通坯件1的扩径预定部2，从而将坯件1的扩径预定部2在插通 孔21内以纵弯曲阻止状态且在轴向方向上可滑动移动地加以保持。对于该 插通孔21，沿着导向体20的轴向方向延伸并贯通导向体21地进行设置。 将该插通孔21的直径设定为，能够将坯件1以适当状态而且在轴向方向上 滑动自如地插入该插通孔21中的尺寸。
该导向体20，是将插通配置于该插通孔21的坯件1的扩径预定部2 的材料向成形凹部12内引导的部件。
另外，该导向体20的前端部20a的插通孔21的开口边缘部，如图2B 所示，实施了倒角加工，因此，该边缘部的剖面形状形成为圆的。21a是 形成于该边缘部的倒角加工部。
并且，如图1所示，在导向体20的前端部的一处，一体地形成有向导 向体20的轴向方向突出的扩径抑制用突片部22，伴随着导向体20的移动， 该突片部22与导向体20一体地移动。插通在导向体20的插通孔21中的 坯件1的扩径预定部2的圆周表面的一部分，在扩径预定部2的扩径时， 与该突片部22的朝向插通孔21侧的侧面22a触接，由此，通过扩径预定 部2的与突片部22的触接部来抑制扩径。
另一方面，在作为固定模具10的成形凹部12的成形面的圆周表面12a 的一处，设置有沿着固定模具10的轴向方向延伸、且导向体20的突片部 22可在固定模具10的轴向方向上滑动自如地插入的滑动槽部13。还有， 在固定模具10上，与该滑动槽部13连续地设置有在固定模具10的轴向方 向上延伸的滑动孔部14。插入于滑动槽部13的导向体20的突片部22滑 动自如地插入在该滑动孔部14中。
另外，与坯件1的扩径预定部2的圆周表面的一部分触接的、导向体 20的突片部22的侧面22a，形成为与坯件1的扩径部3的圆周表面形状相 对应的面。因此，该突片部22的侧面22a形成为，在突片部22插入滑动 槽部13的状态下，与成形凹部12的圆周表面12a在圆周方向上连成一个 面。在本实施方式中，突片部22的侧面22a形成为，与圆柱状的扩径部3 的圆周表面形状相对应地弯曲成剖面为圆弧状的弯曲面。
冲头30是用于对插通于导向体20的插通孔21中的坯件1的扩径预定 部3在轴向方向上加压的设备。该冲头30，被配置在坯件1的轴向方向两 侧中的坯件1的扩径预定部2所在端侧。
冲头驱动装置50，是用于使冲头30在坯件1的轴向方向上移动、对 该冲头30施加用于对坯件1的扩径预定部2进行加压的驱动力的设备。该 冲头驱动装置50，是与冲头30连接的、通过利用冲压机的机械凸轮、流 体压力(油压、气压)等对冲头30施加驱动力的装置。另外，因为该冲头 驱动装置50，一旦确定了目标形状(设计形状)就可以使冲头的速度一定， 所以并非必须要有控制速度的装置，但是也可以通过设置控制加压速度的 控制装置，任意地变化扩径形状(扩径部的形状)。
导向体驱动装置40，是使导向体20向冲头30的移动方向35(即由冲 头35对坯件扩径预定部2的加压方向)的相反方向25移动的装置(参照 图3B)。该导向体驱动装置40，是与导向体20连接、通过流体压力(油 压、气压)、电动马达、弹簧等对导向体20施加驱动力的装置。该导向体 驱动装置40，一旦确定了目标形状(设计形状)就可以使导向体的速度一 定，所以并非必须要有控制速度的装置，但是也可以通过设置控制速度的 控制装置，任意地变化扩径形状(扩径部的形状)。
接着，以下说明使用了上述第一实施方式的镦锻加工装置1A的镦锻 加工方法。另外，在图2A、图3A以及图4A中，各图为了易于理解固定 模具10和导向体20的相对位置关系，均没有图示固定模具10的底部15。
首先，如图2A以及图2B所示，通过将作为坯件1的扩径预定部2的 相反侧的端部的非扩径预定部嵌入固定模具10的嵌入孔11，在固定模具 10上固定坯件1，使得坯件1不会在轴向方向上非预期地移动。由此，将 坯件1的扩径预定部2配置在固定模具10的成形凹部12内。另外，在该 固定状态下，坯件1的扩径预定部2相对于固定模具10突出。
然后，将坯件1的扩径预定部2插通在导向体20的插通孔21中，由 此，将坯件1的扩径预定部2在插通孔21内保持成纵弯曲阻止状态且在轴 向方向可滑动移动，并且，将导向体20的突片部22沿固定模具10的轴向 方向顺次插入滑动槽部13以及滑动孔部14。在该状态下，坯件1的扩径 预定部2的圆周表面的一部分与导向体20的突片部22的侧面22a触接。
继而，在导向体20的前端部20a和固定模具10(详细而言，是固定 模具10的成形凹部12的底面)之间设置初始间隙X(参照图2B)。该初 始间隙X的间隔，被设定为小于等于在开始冲头30的移动(即，冲头30 对坯件扩径预定部2的加压)前的状态下、在导向体20的前端部21a和固 定模具10之间露出的坯件1的扩径预定部2的露出部的按剖面面积的纵弯 曲临界长度XO。另外，在本发明中，纵弯曲临界长度是指在冲头加压力下 的纵弯曲临界长度。
接着，如图3A以及图3B所示，一边通过使冲头驱动装置50动作而 使冲头30移动，用冲头30对坯件1的扩径预定部2在轴向方向上加压， 一边通过使导向体驱动装置40动作而使导向体40向冲头30的移动方向 35的相反方向25移动。由此，在导向体20的前端部20a和固定模具10 (详细而言，是固定模具10的成形凹部12的底面)之间露出的坯件1的 扩径预定部2的圆周表面的一部分与导向体20的突片部22的侧面22a触 接，从而对于坯件1的扩径预定部2的和突片部22的触接部，抑制扩径， 在该状态下，在成形凹部12内对坯件1的扩径预定部2(详细而言，是扩 径预定部2的除了和突片部22的触接部以外的部分)进行扩径。
在此，将在从冲头30开始移动时到导向体20开始移动时为止的期间 内设置时间延迟to。即，当开始用冲头30对坯件1的扩径预定部2加压时， 首先，将导向体20的位置固定于初始位置，接着，使冲头30移动，由该 冲头30对坯件1的扩径预定部2在轴向方向上加压。接着，经过时间延迟 to后，一边继续由冲头30对扩径预定部2加压，一边使导向体20向冲头 30的移动方向35的相反方向25上移动。此时，导向体20的移动速度， 通过导向体驱动装置40的控制装置进行控制，使得小于等于在导向体20 的前端部20a和固定模具10之间露出的坯件1的扩径预定部2的露出部的 按剖面面积的纵弯曲临界长度。另外，当决定了加工条件时，可以使用能 够得到作为设计量的一定速度的汽缸、机械凸轮。
另外，在本发明中，冲头30的移动速度可以是一定的，也可以是变化 的。另外同样地，导向体20的移动速度可以是一定的，也可以是变化的。
伴随着冲头30以及导向体20的移动，如图3A以及图3B所示，在对 坯件1的扩径预定部2的和导向体突片部22的触接部抑制扩径的状态下， 坯件1的扩径预定部2在成形凹部12内缓缓地被扩径，扩径预定部2的材 料充满成形凹部12内。
接着，如图4A以及图4B所示，当冲头30的前端部，到达通过扩径 部3的设计体积所求得的冲头30的前端部相对于固定模具10的停止位置 Xp时，停止冲头30的移动；另外，当导向体20的前端部20a，到达由设 计所确定的导向体20的前端部20a相对于固定模具10的停止位置Xg时， 停止导向体20的移动。此时，坯件1的扩径预定部2的材料完全充满成形 凹部12内，该扩径预定部2被扩径为设计形状(即圆柱状)。
通过以上的步骤，完成了对坯件1的扩径预定部2的镦锻加工。
接下来，通过将坯件1从固定模具10取下，就得到如图5所示的希望 的镦锻加工品6A。
在上述第一实施方式中，冲头30的前端部相对于固定模具10的停止 位置Xp与导向体20的前端部20a相对于固定模具10的停止位置Xg一致。 另外在本发明中，Xp与Xg也可以不一致。
于是，在上述第一实施方式的镦锻加工方法中，通过一边使冲头30 移动，由该冲头30对坯件1的扩径预定部2在轴向方向上加压，一边使导 向体20向冲头30的移动方向35的相反方向25移动，从而在对于该扩径 预定部2的和导向体突片部22的触接部抑制扩径的状态下，对在导向体 20的前端部20a和固定模具10之间露出的坯件1的扩径预定部2进行扩 径，因此，能够将坯件1的扩径预定部2在圆周方向上不均匀地扩径。因 此，能够容易地获得扩径部3的中心轴从坯件1的中心轴错开的镦锻加工 品6A。由此，根据使用了该镦锻加工装置1A的镦锻加工方法，对于用于 制造双头活塞的一部分的预塑形坯来说，能够得到与最终产品形状相近形 状的产品。其结果是，既能够谋求现制造工序数的降低，也能够材料利用 率良好地制造出双头活塞的一部分。
并且，为了得到这样的镦锻加工品6A，只要作为导向体20使用在前 端部20a上一体地设置了突片部22的部件来进行镦锻加工即可，因此，能 够以构造简单的镦锻加工装置1A进行这样的镦锻加工。
并且，因为导向体20的突片部22的侧面22a被形成为对应于坯件1 的扩径部3的圆周表面形状的面，所以坯件1的扩径部3能够可靠地形成 为设计形状，从而能够得到与最终产品形状更加相近形状的预塑形坯。
并且，因为在导向体20的前端部20a的插通孔21的开口边缘部实施 了倒角加工(其倒角加工面21a)，所以在镦锻加工时，坯件1的材料的 背压能够有效地作用于导向体20的前端部20a。其结果是，能够减小为使 导向体20移动所需的导向体驱动装置40的驱动力，从而能够谋求导向体 驱动装置40的小型化。
并且，因为在固定模具10的坯件固定用嵌入孔11的开口边缘部实施 了倒角加工(其倒角加工面11a)，所以能够缓和坯件1的在固定于固定 模具10的部位和扩径部3之间的角部所发生的应力集中。
接下来，以下对本实施方式的镦锻加工方法中的优选加工条件进行说 明。
将冲头30的从开始移动时的平均移动速度设为P，
将导向体20的从开始移动时的平均移动速度设为G，
将镦锻加工前的坯件1的扩径预定部2的按剖面面积的纵弯曲临界长 度设为Xo，
将导向体20的前端部20a和固定模具10之间的初始间隙设为X(其 中，0≤X≤Xo)，
将扩径部3所需的镦锻加工前的坯件1的长度设为Lo，
将根据扩径部3的设计体积求得的、冲头30的前端部相对于固定模具 10的停止位置设为Xp，
将由设计所确定的、导向体20的前端部20a相对于固定模具10的停 止位置设为Xg，
将从冲头30开始移动时到导向体20开始移动时为止的时间延迟设为 to(其中，0≤to)。
在该镦锻加工方法中，优选G满足下面的式子(i)。
G＝(Xg-X)P/(Lo-Xp-Pto)...(i)
通过使G满足上述式子(i)，能够将坯件1的扩径预定部2可靠地 扩径为设计形状。
以下说明关于G设定上述式子(i)的理由。
当设定从冲头30开始移动时到镦锻加工结束时的时间(即镦锻加工时 间)为t时，在镦锻加工结束时t，冲头30的前端部和固定模具10之间的 距离，即冲头30的前端部相对于固定模具10的位置Xp由下面的式子 (i-a)给定。
Lo-Pt＝Xp...(i-a)
∴t＝(Lo-Xp)/P...(i-b)
另外，在镦锻加工结束时t，导向体20的前端部20a和固定模具10 之间的距离，即导向体20的前端部20a相对于固定模具10的位置Xg，由 下面的式子(i-c)给定。
X+G(t-to)＝Xg...(i-c)
通过将上述式子(i-b)代入(i-c)对G进行整理，从而导出上述 式子(i)。
图6A～图9是用于说明使用了本发明的第二实施方式所涉及的镦锻加 工装置的镦锻加工方法的概略图。
在图6A中，1B是第二实施方式所涉及的镦锻加工装置，1是坯件。 另外，在图9中，6B是通过镦锻加工装置1B制造的镦锻加工品。该镦锻 加工品6B，作为用于制造压缩机的双头活塞的预塑形坯、即压缩机的双头 活塞用预塑形坯而使用。换而言之，该镦锻加工装置1B，可以说是用于压 缩机的双头活塞用预塑形坯的制造装置。
关于第二实施方式的镦锻加工装置1B的构成，以下以其与上述第一 实施方式的装置1A的差异为中心，进行说明。
坯件1，如图6A以及图6B所示，和上述第一实施方式的坯件相同， 是笔直的棒状的材料，其剖面形状为圆形。
该坯件1的扩径预定部2，位于坯件1的轴向方向两侧部，详细而言， 位于坯件1的两端部，也就是说坯件1的两端部为扩径预定部2、2。于是， 通过将坯件1的各扩径预定部2、2分别扩径为各自的设计形状，如图9 所示，在坯件1的两端部就形成了圆柱状的扩径部3、3。该各扩径部3， 其中心轴相对于坯件1的中心轴错开。
另外，在镦锻加工品6B中，各扩径部3与双头活塞的活塞部相对应， 作为坯件1的没有实施扩径加工的部位的该坯件1的轴向方向中间部，与 双头活塞的轴部4相对应。
镦锻加工装置1B，是分别对坯件1的轴向方向两侧部的扩径预定部2、 2进行镦加工的装置，具备：固定模具10、两个导向体20、20、两个冲头 30、30、两个导向体驱动装置40、40、和两个冲头驱动装置50、50。
在固定模具10上，沿着固定模具10的轴向方向延伸并贯通固定模具 10地设置有嵌入并固定坯件1的作为非扩径预定部的轴向方向中间部的、 坯件固定用嵌入孔11。
并且，在该固定模具10的轴向方向两端部，分别设置有将坯件1的扩 径预定部2、2成形为设计形状(即圆柱状)的成形凹部12、12。为了使 在坯件1的各扩径预定部2、2扩径之后，各扩径部3、3的中心轴相对于 坯件1的中心轴错开，所以将嵌入孔11的开口设置在相对于成形凹部12 的底面的中心部错开的位置。
另外，在固定模具10的各嵌入孔11的开口边缘部，遍及整个圆周实 施倒角加工，因此，该边缘部的剖面形状形成为圆的。11a是形成于该边 缘部的倒角加工部。
另外，固定模具10是被纵向分割为多个(本实施方式为两个)的模具， 即由拼合模具构成。
各导向体20，具有以纵弯曲阻止状态且在轴向方向上可滑动移动地插 通并保持坯件1的对应的扩径预定部2的插通孔21。对于该插通孔21，沿 着导向体20的轴向方向延伸并且贯通导向体20地进行设置。
另外，对各导向体20的前端部20a的插通孔21的开口边缘部，实施 倒角加工，因此，该边缘部的剖面形状形成为圆的。21a是形成于该边缘 部的倒角加工部。
还有，在各导向体20的前端部20a的一处，一体地形成有向导向体 20的轴向方向突出的、扩径抑制用突片部22。
另一方面，在固定模具10的各成形凹部12的作为成形面的圆周表面 12a的一处，和上述第一实施方式相同地，设置有沿着固定模具10的轴向 方向延伸且对应的导向体20的突片部22可在固定模具10的轴向方向滑动 自如地插入的滑动槽部13。并且，在固定模具10上，与各滑动槽部13连 续地设置有滑动孔部14，其在固定模具10的轴向方向上延伸。插入于滑 动槽部13的导向体20的突片部22在固定模具10的轴向方向上滑动自如 地插入该滑动孔部10。另外，在本实施方式中，两个滑动孔部14、14相 连通。
另外，将各导向体20的突片部22的侧面22a，和上述第一实施方式 相同地，形成为与坯件1的对应的扩径部3的圆周表面形状相对应的面。 因此，该各突片部22的侧面22a形成为，在突片部22插入相对应的滑动 槽部13中的状态下，与相对应的成形凹部12的圆周表面12a在圆周方向 上连成一个面。在本实施方式中，各突片部22的侧面22a，与对应的圆柱 状的扩径部3的圆周表面形状相对应地形成为剖面呈圆弧状弯曲的弯曲 面。
各冲头30是用于分别对插通在各导向体20的插通孔21中的坯件1 的对应的扩径预定部2在轴向方向上加压的部件。两个冲头30、30，被配 置在坯件1的轴向方向两侧。
各冲头驱动装置50，是用于使各冲头30分别在坯件1的轴向方向上 移动、对坯件1的对应的扩径预定部2在轴向方向上加压的装置。该各冲 头驱动装置50，与对应的冲头30相连接。该各冲头驱动装置50的构成与 上述第一实施方式相同。
各导向体驱动装置40，是使各导向体20分别向对应的冲头30的移动 方向35的相反方向25移动的装置。该各导向体驱动装置40，与对应的导 向体20相连接。该各导向体驱动装置40的构成与上述第一实施方式相同。
接着，以下说明使用了上述第二实施方式的镦锻加工装置1B的镦锻 加工方法。
首先，如图6A以及图6B所示，通过将坯件1的作为非扩径预定部的 轴向方向中间部嵌入固定模具10的坯件固定用嵌入孔11中，在固定模具 10上固定坯件1，使得坯件1不会在轴向方向上非预期地移动。由此，将 坯件1的各扩径预定部2分别配置在对应的成形凹部12内。
然后，将坯件1的各扩径预定部2分别插通在相对应的导向体20的插 通孔21中，将各扩径预定部2保持成纵弯曲阻止状态，并且，各导向体 20的突片部22分别顺次插入相对应的滑动槽部13以及滑动孔部14中。 在该状态下，坯件1的各扩径预定部2的圆周表面的一部分与对应的导向 体20的突片部22的侧面22a触接。
继而，在各导向体20的前端部20a和对应的固定模具10之间分别设 置初始间隙X(参照图6B)。该各初始间隙X的间隔，和上述第一实施 方式相同地，被设定为，小于等于在开始各冲头30的移动前的状态下、在 各导向体20的前端部20a和对应的固定模具10之间露出的坯件1的扩径 预定部2的露出部的按剖面面积的纵弯曲临界长度XO。
接着，如图7A以及图7B所示，一边通过使两冲头驱动装置50、50 同时动作而使两冲头30、30同时移动，用对应的冲头30分别对坯件1的 各扩径预定部2在轴向方向上加压，一边通过使两导向体驱动装置40、40 同时动作而使各导向体20分别向对应的冲头30的移动方向35的相反方向 25同时移动。由此，在各导向体20的前端部20a和固定模具10之间露出 的坯件1的扩径预定部2的圆周表面的一部分与对应的导向体20的突片部 22的侧面22a触接，从而对于坯件1的扩径预定部2的和突片部22的触 接部抑制扩径，在该状态下，在对应的成形凹部12内对坯件1的各扩径预 定部2同时进行扩径。
在此，在从各冲头30开始移动时到导向体20开始移动时为止的期间 内设置时间延迟to。即，当开始通过各冲头30对坯件1的扩径预定部2加 压时，首先，将各导向体20的位置固定，接着，使各冲头30移动，由对 应的冲头30分别对坯件1的各扩径预定部2在轴向方向上同时加压。接着， 经过时间延迟to后，一边继续由各冲头30对坯件1的扩径预定部2加压， 一边使各导向体20向对应的冲头30的移动方向30的相反方向25移动。 另外，各导向体20的移动速度，通过对应的导向体驱动装置40的控制装 置进行控制，使得小于等于各导向体20的前端部20a和固定模具10之间 露出的坯件1的扩径预定部2的露出部的按剖面面积的纵弯曲临界长度。 另外，当决定了加工条件时，可以使用能够得到作为设计量的一定速度的 汽缸、机械凸轮。
伴随着各冲头30以及各导向体20的移动，如图7A以及图7B所示， 在对坯件1的各扩径预定部2的和导向体突片部22的触接部抑制扩径的状 态下，坯件1的各扩径预定部2(详细而言，坯件1的除了各扩径预定部2 的和导向体突片部22的触接部以外的部分)在对应的成形凹部12内缓缓 地被扩径，该扩径预定部2的材料充满成形凹部12内。
接着，如图8A以及图8B所示，当各冲头30的前端部，到达通过对 应的扩径部3的设计体积所求得的、冲头30的前端部相对于固定模具10 的停止位置Xp时，停止冲头30的移动；另外，当各导向体20的前端部 20a，到达由设计所确定的、导向体20的前端部20a相对于固定模具10 的停止位置Xg时，停止导向体20的移动。此时，坯件1的各扩径预定部 2的材料完全充满对应的成形凹部12内，该各扩径预定部2被扩径为设计 形状(即圆柱形)。
通过以上的步骤，完成了对坯件1的两扩径预定部2、2的镦锻加工。
接下来，通过将坯件1从固定模具10取下，就得到了如图9所示的希 望的镦锻加工品6B。
在本第二实施方式中，各冲头30的前端部相对于固定模具10的停止 位置Xp与导向体20的前端部20a相对于固定模具10的停止位置Xg一致。 另外在本发明中，Xp与Xg也可以不一致。
另外，优选，各导向体20的从开始移动时的平均移动速度G，满足上 述式子(i)。
于是，在上述第二实施方式的镦锻加工方法中，通过一边由对应的冲 头30分别对坯件1的各扩径预定部2在轴向方向上同时加压，一边使各导 向体20分别向对应的冲头30的移动方向35的相反方向25移动，从而对 坯件1的两扩径预定部2、2同时进行扩径，所以能够效率良好地制造在轴 向方向两侧部分别形成有扩径部3、3的双头活塞用预塑形坯镦锻加工品 6B。
另外，在上述第二实施方式中，突片部22分别被设置在两个导向体 20、20的规定部位上，但是在本发明中，突片部22也可以设置在两个导 向体20、20中的任意一个导向体20的规定部位上。
图10～14是用于说明使用了本发明的第三实施方式所涉及的镦锻加 工装置的镦锻加工方法的概略图。
在图10中，1C是第三实施方式所涉及的镦锻加工装置，1是坯件。 另外，在图14中，6C是通过镦锻加工装置1C制造的镦锻加工品。该镦 锻加工品6C，作为用于制造汽车的机械臂的预塑形坯、即汽车的机械臂用 预塑形坯而使用。换而言之，该镦锻加工装置1C，可以说是汽车的机械臂 用预塑形坯的制造装置。
关于第三实施方式的镦锻加工装置1C的构成，以下以其与上述第一 实施方式的装置1A以及上述第二实施方式的装置1B的差异为中心，进行 说明。
坯件1，如图10所示，和上述第一实施方式的坯件相同，是笔直的棒 状材料，其剖面形状为圆形。
该坯件1的扩径预定部2，位于坯件1的轴向方向两侧部，详细而言， 位于坯件1的两端部，也就是说坯件1的两端部为扩径预定部2、2。于是， 通过将坯件1的各扩径预定部2、2扩径为各自的设计形状，如图14所示， 在坯件1的两端部形成了圆板状的扩径部3、3。该各扩径部3，其仅在坯 件1的宽度方向两侧膨胀为圆弧状，在厚度方向不膨胀。
另外，在镦锻加工品6C中，各扩径部3对应着汽车机械臂的与其他 部件相连结的连结部(例如衬套安装部)，作为坯件1的没有实施扩径加 工的部位的、坯件1的轴向方向中间部，与汽车机械臂的轴部4相对应。
镦锻加工装置1C，是分别对坯件1的轴向方向两侧部的扩径预定部2、 2进行镦煅加工的装置，具备：固定模具10、两个导向体20、20、两个冲 头30、30、两个导向体驱动装置40、40和两个冲头驱动装置50、50。
在固定模具10上，和上述第二实施方式同样地，沿着固定模具10的 轴向方向延伸并贯通固定模具10地设置有坯件固定用嵌入孔11。
另外，在该固定模具10的轴向方向两端部，分别设置有将坯件1的对 应的扩径预定部2成形为设计形状(即圆板状)的成形凹部12。
另外，在固定模具10的各嵌入孔11的开口边缘部，遍及整个圆周实 施倒角加工，因此，该边缘部的剖面形状形成为圆的。11a是形成于该边 缘部的倒角加工部。
各导向体20，和上述第二实施方式同样地，具有插通孔21。
另外，在各导向体20的前端部20a的插通孔21的开口边缘部，实施 倒角加工。21a是形成于该边缘部的倒角加工部。
另外，在各导向体20的前端部20a的一对相互对向的处所上，分别一 体地形成有向导向体20的轴向方向突出的扩径抑制用突片部22、22。在 本实施方式中，在各导向体20的前端部20a的厚度方向两侧部，分别一体 地形成有突片部22、22。
另一方面，在固定模具10的各成形凹部12的作为成形面的圆周表面 12a的一对相互对向的处所上，设置有沿着固定模具10的轴向方向延伸而 且对应的导向体20的各突片部22、22可在固定模具10的轴向方向上滑动 自如地插入的滑动槽部13、13。在本实施方式中，在固定模具10的各成 形凹部12的圆周表面12a的在固定模具10的厚度方向两侧部，分别设置 有滑动槽部13、13。并且，在固定模具10上，与各滑动槽部13连续，设 置有滑动孔部14，其在固定模具10的轴向方向上延伸。
另外，将各导向体20的突片部22的侧面22a，形成为与坯件1的对 应的扩径部2的圆周表面形状相对应的面。因此，该各突片部22的侧面 22a形成为，在突片部22插入相对应的滑动槽部13的状态下，与相对应 的成形凹部12的圆周表面12a在圆周方向上连成一个面。在本实施方式中， 各突片部22的侧面22a，与对应的圆板状的扩径部3的圆周表面形状相对 应，形成为平面状。
各冲头30、各冲头驱动装置50以及各导向体驱动装置40的构成，和 上述第二实施方式相同。
使用上述第三实施方式的镦锻加工装置1A的镦锻加工方法，和上述 第二实施方式相同，省略其说明。另外，在本第三实施方式中，坯件1的 各扩径预部2、2被扩径为圆板状。
于是，在上述第三实施方式的镦锻加工方法中，通过一边用对应的冲 头30分别对坯件1的各扩径预定部2在轴向方向上同时加压，一边使各导 向体20分别向对应的冲头30的移动方向35的相反方向25移动，从而对 坯件1的两扩径预定部2、2同时进行扩径，所以能够效率良好地制造在轴 向方向两侧部分别形成有扩径部3、3的汽车的机械臂用预塑形坯(镦锻加 工品6C)。
图15～图18是用于说明使用了本发明的第四实施方式所涉及的镦锻 加工装置的镦锻加工方法的概略图。
在图15中，1D是第四实施方式所涉及的镦锻加工装置。在图15中， 对和图6A～图9所示的第二实施方式的镦锻加工装置1B的构成要素相同 的要素附加相同的标号。以下，关于本第四实施方式的镦锻加工装置1D 的构成，以其与上述第二实施方式的镦锻加工装置1B的构成的差异为中 心，进行说明。
通过第四实施方式的镦锻加工装置1D制造的镦锻加工品，和图9所 示的镦锻加工品6B相同。
在本第四实施方式中，坯件1是圆棒状的，详细而言是中间实心的圆 棒状。该坯件1是由轧制件制成的，例如是由轧制辊轧制成形为圆棒状的、 即通过压辊轧制成形而得到的毛坯件。进而，该坯件1，详细而言是由铸 造轧制件构成的，更加详细来说，是由公知的普罗珀泽铝线连续铸造轧制 法制造出的连续铸造轧件构成的。但是，在本发明中，轧制件并不限定于 由普罗珀泽铝线连续铸造轧制法制造的连续铸造轧制件，也可以是由其他 的方法制造出的轧制件。
另外，所谓铸造轧制件是指轧制铸造物而制造出的毛坯件。在这种情 况下，作为铸造物，可以使用例如通过定向凝固铸造法等公知的铸造方法 得到的铸造物。
该坯件1是上述那样的圆棒状，即坯件1的剖面形状为圆形(大体圆 形)，当如图16所示那样扩大而视坯件1的剖面时，坯件1的剖面形状为 六角形以上的多角形。因此，该坯件1的圆度，与由圆棒状的挤压件构成 的坯件相比较低。
第四实施方式的镦锻加工装置1D，如图15所示，具备第二实施方式 的镦锻加工装置1B(参照图6A～图9)的全部构成要素，还有两个加热 装置70、70，两个冷却装置80、80，和两个润滑剂附着装置90、90。
另外，如图16所示，各导向体20的插通孔21的剖面形状为圆形。该 插通孔21的圆度被设为与坯件1的扩径预定部2的剖面的圆度相比较高。 另外，该插通孔21的直径被设为与坯件1的扩径预定部2的最大直径相同， 或者是稍微大一些的尺寸。因此，如图16所示，在将坯件1的扩径预定部 2插通在插通孔21的状态下，在扩径预定部2的表面(圆周表面)和插通 孔21的圆周表面之间必然产生细小的间隙K。
两个加热装置70、70，互为相同构成。各加热装置70，是对坯件1 的各扩径预定部2上的、与导向体20的前端部20a相对应的部位2a局部 地进行加热的装置。加热装置70，是具有感应加热线圈72和向该线圈72 供给交流电流(或者交流电压)的电源部73的感应加热装置71。另外， 74是连结感应加热线圈72和电源部73的导线。
在感应加热线圈72的表面，覆盖有由绝缘带等构成的绝缘层(没有图 示)。并且，该线圈72，在导向体20的前端部20a以围绕插通孔21的状 态进行配置，详细而言被埋设在导向体20的前端部20a中。
导向体20以及其前端部20a，由例如陶瓷等具有耐热性的硬质的非导 电性材料构成，或者由钢材等具有耐热性的硬质的导电性材料(例如耐热 金属材料)构成。
该感应加热装置71构成为，当由电源部73向线圈72供给规定频率(高 频、低频等)的电流(电压)时，通过线圈72，对坯件1的扩径预定部2 上的、与导向体20的前端部20a相对应的部位2a局部地进行感应加热。 并且，该感应加热装置71构成为，能够通过使向线圈72的电流供给量等 增加，从而使坯件1的规定部位2a的感应加热温度升高，将该部位2a局 部地加热至半熔融状态。
两个冷却装置80、80，互为相同构成。各冷却装置80，是对坯件1 的各扩径预定部2上的、与导向体20的比前端部20a更靠基端侧的部位相 对应的部位2b进行冷却的装置。该冷却装置80，具有设置在导向体20的 比前端部20a更靠基端侧的部位的内部的冷却液流通路81。于是，构成为， 通过使冷却水等冷却液在该冷却液流通路81内流通，对坯件1的规定部位 2b进行冷却。
两个润滑剂附着装置90、90，互为相同构成。各润滑剂附着装置90 是使润滑剂附着于导向体20的插通孔21的圆周表面的装置。
但是在本发明中，各润滑剂附着装置90，除此之外，也可以是使润滑 剂附着于坯件1的扩径预定部2的表面的装置，也可以是使润滑剂附着于 导向体20的插通孔21的圆周表面和坯件1的扩径预定部2的表面这两方 上的装置。
润滑剂用于使坯件1的扩径预定部2的表面和插通孔21的圆周表面之 间的摩擦阻力降低。作为该润滑剂，可以使用例如油性润滑剂等液体润滑 剂，具体地举例，可以使用日本アチソン(acheson)株式会社制的“石墨 润滑剂(oildag)”(商品名)、出光兴业株式会社制的“ダフニ一ダィナ ドロ一”(商品名)等。
润滑剂附着装置90，具有：喷出润滑剂的喷嘴91、和向该喷嘴91供 给润滑剂的润滑剂供给部92。于是构成为，通过从喷嘴91喷出润滑剂， 使润滑剂喷到并附着在插通孔21的圆周表面上。
接下来，以下对使用了本第四实施方式的镦锻加工装置1D的镦锻加 工方法进行说明。
首先，从润滑剂附着装置90的喷嘴91朝向各导向体20的插通孔21 的圆周表面喷出润滑剂，使该润滑剂喷到并附着于插通孔21的大约整个圆 周表面上。另外，也可以使润滑剂进一步喷到并附着于坯件1的各扩径预 定部2的表面。
接着，如图15所示，通过将坯件1的作为非扩径预定部的轴向方向中 间部嵌入固定模具10的坯件固定用嵌入孔11中，在固定模具10上固定坯 件1，使得坯件1不会在轴向方向上非预期地移动。由此，将坯件1的各 扩径预定部2分别配置于对应的成形凹部12内。
然后，将坯件1的各扩径预定部2分别插通在对应的导向体20的插通 孔21中，由此，以纵弯曲阻止状态且在轴向方向上可滑动移动地保持各扩 径预定部2，并且将各导向体20的突片部22分别顺次插入对应的滑动槽 部13以及滑动孔部14。在这种状态下，如图16所示，附着于插通孔21 的圆周表面的润滑剂，在毛细现象等的作用下进入坯件1的各扩径预定部 2的圆周表面和各导向体20的插通孔21的圆周表面之间的间隙K，该润 滑剂暂时地贮存在间隙K内。
然后，由电源部73向各感应加热装置71的线圈72供给规定频率的电 流，由此将坯件1的各扩径预定部2上的、与导向体20的前端部20a相对 应的部位2a局部地感应加热至规定温度。由此，坯件1的该部位2a处的 变形阻力局部地降低。
该加热温度，只要是能使坯件1的规定部位2a的变形阻力降低的温度 即可，并没有限定，如果具体举例表示适宜的加热温度，则如下所述。
例如，当坯件1的材质为铝或者铝合金时，作为适宜的加热温度的范 围可举出200～580℃(尤其优选350～540℃)等。进而，当将坯件1的规 定部位2a加热至半熔融状态时，作为适宜的加热温度的范围可举出580～ 625℃(尤其优选600～615℃)等。但是在本发明中，加热温度并不限定 于上述的范围。
进而，通过使常温的冷却水等冷却液在各冷却装置70的冷却液流通路 71内流通，从而对坯件1的各扩径预定部2上的、与导向体20的比前端 部20a更靠基端侧的部位相对应的部位2b局部地进行冷却。由此，能够抑 制坯件1的各该部位2b处的变形阻力的降低。
作为适宜的冷却温度的范围，可以列举例如30～80℃(尤其优选40～ 60℃)等。但是在本发明中，冷却温度并不限定于上述的范围。
接下来，维持着这样的状态，通过和上述第二实施方式所示的镦锻加 工方法相同的步骤，在成形凹部12、12内同时对坯件1的两扩径预定部2、 2进行扩径。
接下来，通过将坯件1从固定模具10取下，就得到了如图9所示的希 望的镦锻加工品1B。
在该镦锻加工方法中，优选，各导向体20的从开始移动时的平均移动 速度G，满足上述式子(i)。
于是，上述第四实施方式的镦锻加工方法除具有上述第二实施方式的 镦锻加工方法的优点，还具有下述的优点。
即，因为坯件1是由圆棒状的轧制件构成的，所以能够廉价地获得或 者制造坯件1。因此，能够降低加工成本。
进而，坯件1是由铸造轧制件构成的，所以能够进一步廉价地获得或 者制造坯件1。因此，能够进一步降低加工成本。而且，因为坯件1是由 通过普罗珀泽铝线连续铸造轧制法制造的连续铸造轧制件构成的，所以能 够更进一步廉价地获得或者制造坯件1。因此，能够更进一步降低加工成 本。
由此，根据本第四实施方式的镦锻加工方法，能够提供廉价的镦锻加 工品。
并且，该坯件1，与由挤压件构成的圆棒状的坯件相比圆度较低。因 此，当将坯件1的扩径预定部2插通在导向体20的插通孔21中时，在坯 件1的扩径预定部2的表面和插通孔21的圆周表面之间必然会产生间隙 K。因此，两者的触接面积小，从而当坯件1的扩径预定部2在插通孔21 内在轴向方向上滑动移动时的摩擦阻力较小，所以能够降低成形压力。其 结果是，作为使冲头30移动的冲头驱动装置50(参照图6A)可以使用小 型的装置，从而镦锻加工装置1D的设置空间能够谋求省空间化。
还有，因为能够降低成形压力，所以存在以下的优点。即，假设在成 形压力较大的情况下，坯件1的扩径预定部2由于来自冲头30的加压力在 导向体20的插通孔21内被压坏的情况时常发生。这样一来，坯件1的扩 径预定部2的材料的一部分进入冲头30的圆周表面和插通孔21的圆周表 面之间的间隙，结果，存在的问题是，成形压力增加，甚至冲头30变得不 能在插通孔21内在加压方向上移动，导致不能进行加工。在此，通过降低 成形压力，使这样的问题不再发生，从而能够对坯件1在整个长度区域良 好地进行镦锻加工。
而且，因为在导向体20的插通孔21的圆周表面附着有润滑剂，所以 具有以下的优点。即，如上所述，因为在坯件1的扩径预定部2的表面和 插通孔21的圆周表面之间产生间隙K，所以附着于插通孔21的圆周表面 (或者坯件1的扩径预定部2的表面)的润滑剂进入该间隙K内，并暂时 贮存。由此，促进润滑剂向插通孔21的圆周表面以及坯件1的扩径预定部 2的表面扩散。即，伴随着加工时坯件1的扩径预定部2在插通孔21内在 轴向方向上滑动移动，间隙K内的润滑剂能够向插通孔21的圆周表面以 及坯件1的扩径预定部2的表面扩散。由此，能够可靠地降低插通孔21 的圆周表面以及坯件1的扩径预定部2的表面之间的摩擦阻力，即能够可 靠地降低成形压力。
并且，通过对坯件1的各扩径预定部2上的、与导向体20的前端部 20a相对应的部位2a局部地进行感应加热，仅使坯件1的各扩径预定部2 中的、与导向体20的前端部20a对应的部位2a处变形阻力局部地降低， 因此，能够进一步降低成形压力。
另一方面，因为坯件1的扩径预定部2中的、与导向体20的比前端部 20a更靠基端侧的部位相对应的部位2b没有被加热，所以变形阻力没有降 低。因此，能够防止由于坯件1的扩径预定部2因来自冲头30的加压力而 在导向体20的插通孔21内向径向方向外侧膨胀所产生的成形压力的增加， 另外还能够防止由于坯件1的扩径预定部2的材料的一部分进入冲头30 的圆周表面和插通孔21的圆周表面之间的间隙内所产生的成形压力的增 加。因此，不用说在坯件1的扩径预定部2的长度较短的情况下，即便在 较长的情况下，也能够可靠地降低成形压力。
并且，因为由配置于导向体20的前端部20a的感应加热线圈72对坯 件1的规定部位2a进行感应加热，所以能够可靠而且极其高效地对坯件1 的规定部位2a进行加热。
并且，在本发明中，可以通过提高加热温度，将坯件1的规定部位2a 局部地加热至半熔融状态。在这种情况下，能够大幅地降低成形压力。另 外，此时的镦锻加工可以列入触变成形的范畴。
并且，通过由冷却装置80对坯件1的各扩径预定部2上的、与导向体 20的比前端部20a更靠基端侧的部位相对应的部位2b局部地进行冷却， 从而能够可靠地抑制坯件1的该部位2b被加热。其结果是，能够可靠地抑 制坯件1的该部位2b处的变形阻力的降低。
在上述第四实施方式中，由感应加热装置71对坯件1的各扩径预定部 2上的、与导向体20的前端部20a对应的部位2a局部地进行感应加热。 然而在本发明中，除此之外，例如也可以由感应加热装置71的线圈72对 各导向体20的前端部20a局部地进行加热，由此，由导向体20的前端部 20a的热量对坯件1的各扩径预定部2上的、与导向体20的前端部20a对 应的部位2a局部地进行加热。即，通过将导向体20的前端部20a的热量 传递至坯件1的该部位2a，从而对坯件1的该部位2a局部地进行加热。 在这种情况下，能够可靠而且高效地对坯件1的该部位2a进行加热。另外， 在这种情况下，优选导向体20的前端部20a是由例如钢材等具有耐热性的 导电性材料(例如，耐热性金属材料)构成的。
以上，虽然对本发明的几个实施方式进行了说明，但是本发明并不限 定于上述实施方式所示的情况，可以作出各种设定变更。
例如，本发明所涉及的镦锻加工装置，并非限定于用作制造压缩机的 双头活塞用预塑形坯、汽车的机械臂用预塑形坯的装置，可以是用作制造 各种各样的工业产品用预塑形坯，例如用作制造连杆用预塑形坯、曲轴用 预塑形坯的装置。
另外，在本发明中，坯件的扩径预定部也可以位于坯件的轴向方向中 间部，通过利用本发明所涉及的镦锻加工方法对该扩径预定部进行扩径， 在坯件的轴向方向中间部形成扩径部。
另外，在本发明中，扩径抑制用突片部22可以设置在导向体20的前 端部20a的一处，也可以设置在导向体20的前端部20a的多处(例如2～ 10处)。
另外，在本发明中，可以在坯件被加热至规定温度的状态下对坯件的 扩径预定部进行扩径，也可以在没有加热坯件的状态下对坯件的扩径预定 部进行扩径。即，本发明所涉及的镦锻加工方法，可以是热镦锻加工法， 也可以是冷镦锻加工法。
另外，在本发明中，固定模具10以及导向体20可以分割为多个。另 外，固定模具10以及导向体20的分割数量以及分割位置，可根据镦锻加 工品的形状，设定为各种各样。
实施例
接下来，以下，表示本发明的具体的实施例。但是，本发明并非限定 于该实施例所示的情况。
准备用普罗珀泽铝线连续铸造轧制法制造的直径相当于12mm的由连 续铸造轧制件构成的圆棒状的坯件1，和直径12mm的由挤压件构成的圆 棒状的坯件1。各坯件1的材质，均为根据JIS(日本工业规格)的合金编 号A6061的铝合金。然后，使用上述第四实施方式的镦锻加工装置1D对 这些坯件1进行墩粗加工。继而，调查当时所需的成形压力。其结果在表 1中表示。另外，坯件1的各扩径预定部2的长度，均为200mm。
表1
坯件的种类 加热方式 加热温度 冷却 成形压力 实施例1 轧制件 局部加热 500℃ 有 4.3×107Pa 实施例2 轧制件 整体加热 400℃ 无 6.7×108Pa 实施例3 挤压件 局部加热 500℃ 有 8.0×107Pa 实施例4 挤压件 整体加热 400℃ 无 8.0×108Pa
在此，在表1中的“加热方式”栏中，所谓“局部加热”是指通过感应加 热线圈72对坯件1的各扩径预定部2上的、与导向体20的前端部20a相 对应的部位2a局部地进行感应加热的情况。另一方面，所谓“整体加热” 是指通过加热炉加热整个坯件1，然后，将加热状态的该坯件1迅速放置 在镦锻加工装置1D中并进行镦锻加工的情况。
另外，在“冷却”栏中，所谓“有”是指使冷却液在各导向体20的冷却液 流通路81内流通，由此，对坯件1的各扩径预定部2上的、与导向体20 的比前端部20a更靠基端侧的部位相对应的部位2b进行冷却的情况。所谓 “无”是指没有冷却的情况。
如表1所示，使用由连续铸造轧制件构成的坯件1的情况(实施例1 以及2)，与使用由挤压件构成的坯件1的情况(实施例3以及4)相比， 能够降低成形压力。
另外，进行局部加热的情况(实施例1以及3)，与进行整体加热的 情况实施例2以及4相比，能够降低成形压力。
该申请，主张2005年1月31日提出的日本专利申请特愿2005-24121 号，以及2005年2月4日提出的美国临时申请60/649、553号的优先权， 其公开的内容，原封不动地构成了本申请的一部分。
必须认识到，在此所使用的用语以及表达，是为了进行说明而使用的， 不能被用于进行限定性解释，也不能排除在此所示而且说明的特征事项的 任何等同替换，也容许在本发明的权利要求范围内的各种变形。
产业上的利用可能性
本发明可以适用于能够对坯件的扩径预定部在圆周方向上不均匀地扩 径的镦锻加工方法以及镦锻加工装置。
专利文献1：日本特开昭48-62646号公报
专利文献2：日本特开平9-253782号公报