开孔加工方法以及开孔加工装置

摘要

提供一种材料利用率高且能以低载荷进行开孔加工、还能防止局部填充不足的发生的开孔加工方法。开孔加工方法，包括下述工序：对配置在闭塞模具(11)的腔室(12)内的坯件(1)的开孔预定部(2)以直径互不相同且相对向地配置的一对大径以及小径冲头(13、15)，从夹持开孔预定部(2)的相互反向侧进行挤压，由此将开孔预定部(2)挤压扩张至在腔室(12)内残留未填充部(M)的状态；在解除大径冲头(15)对坯件(1)的开孔预定部(2)的挤压的同时或者解除后，使小径冲头(13)贯通坯件(1)的开孔预定部(2)；以及，在将处于贯通坯件(1)的开孔预定部(2)的状态下的小径冲头(13)从开孔预定部(2)拔出的同时或者拔出后，使大径冲头(15)贯通坯件1的开孔预定部(2)。

说明书

技术领域

本发明涉及在车辆(机动车、铁道车辆等)用支架、连杆等开孔制品的制造中所使用的开孔加工方法以及开孔加工装置。

背景技术

一直以来，一般在通过锻造来制造开孔制品时，考虑模具寿命、安全上的问题，不是对坯件的开孔预定部直接实施开孔加工，而是首先使坯件的开孔预定部以残留较薄的余料的方式成形，接着为了去除预料而实施修整等。

另外，在日本特开平11-147157号公报中，公开有这样的方法，即，用一个冲压周期在闭塞模具的腔室(成形空间)内粗成形预塑形坯，接着通过插设于闭塞模具内的冲头对开孔预定部以残留较薄的余料的方式进行锻压，之后，用该冲头冲裁去除余料(参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开平11-147157号公报

发明内容

于是，在上述现有的开孔加工方法中，因为是在闭塞锻造后冲裁去除余料的方法，所以在锻造时为了防止缺肉(局部填充不足)的发生需要高成形载荷，且材料利用率低。

本发明是鉴于上述的技术背景而作出的，其目的在于，提供一种材料利用率高且能够以低载荷进行开孔加工、还能够防止局部填充不足的发生的开孔加工方法，通过该方法所得的开孔制品，以及在所述开孔加工方法中所用的开孔加工装置。

本发明提供以下的方案。

(1)一种开孔加工方法，其特征在于，包括下述工序：

对配置在闭塞模具的腔室内的坯件的开孔预定部，用直径互不相同且相对向地配置的一对大径以及小径冲头，从夹持开孔预定部的相互反向侧进行挤压，由此将开孔预定部挤压扩张至在腔室内残留未填充部的状态；

在解除大径冲头对坯件的开孔预定部的挤压的同时或者解除后，使小径冲头贯通坯件的开孔预定部；和

在将处于贯通坯件的开孔预定部的状态下的小径冲头从开孔预定部拔出的同时或者拔出后，使大径冲头贯通坯件的开孔预定部。

(2)如前项1所记载的开孔加工方法，其中，小径冲头的前端部被形成为前端越来越细的形状，并且小径冲头的前端部的周面，由以朝向该小径冲头的前端方向锥角逐渐阶段性地减小的方式排列的多级锥面形成。

(3)如前项2所记载的开孔加工方法，其中，在将形成小径冲头的前端部的周面的锥面的级数设为N级(其中N≥2)时，

大径冲头的前端部被形成为前端越来越细的形状，并且大径冲头的前端部的周面，由以朝向该大径冲头的前端方向锥角逐渐阶段性地减小的方式排列的、比N小的级数的锥面形成，或者由一级锥面形成。

(4)如前项1至3中任一项所记载的开孔加工方法，其中，在闭塞模具中设置有各冲头分别插通且与腔室连通的冲头插通孔，

在各冲头插通在各自对应的冲头插通孔内的状态下，在冲头的周面与冲头插通孔的周面之间，形成有坯件的开孔预定部的剩余材料从腔室内流入的间隙。

(5)如前项4所记载的开孔加工方法，其中，在冲头的周面上，向该冲头的径向方向外侧突出地设置有防止流入所述间隙的剩余材料向外部排出的堰部。

(6)如前项1至5中任一项所记载的开孔加工方法，其中，在所述挤压扩张工序中，用两冲头从夹持坯件的开孔预定部的相互反向侧，以使该两冲头的前端彼此不接触的方式，对坯件的开孔预定部进行挤压。

(7)如前项1至6中任一项所记载的开孔加工方法，其中，坯件为棒状，并将该坯件的轴向方向的规定部位设定为开孔预定部，

包括在所述挤压扩张工序前通过镦锻加工装置预先对坯件的开孔预定部进行扩径的工序，

所述镦锻加工装置，具备：与闭塞模具连设并对坯件进行固定的固定模具、具有将坯件的开孔预定部插通保持成纵弯曲阻止状态的插通孔的导向体、和加压冲头，并且在导向体的前端部的、夹持插通孔的相互反向侧的位置，分别一体地设置有在导向体的轴向方向上突出的一对扩径抑制用突片部，

在所述扩径工序中，将固定于固定模具的坯件的开孔预定部配置在腔室内，并且将坯件的开孔预定部插通保持在导向体的插通孔内，接着，一边使加压冲头移动从而用该加压冲头对坯件的开孔预定部在轴向方向上加压，一边使导向体在与加压冲头的移动方向相反的方向上移动，使得在导向体的前端部和固定模具之间露出的坯件的开孔预定部，在对该开孔预定部的与导向体突片部接触的接触部抑制扩径的状态下，在腔室内扩径，

在所述挤压扩张工序中，对坯件的被扩径了的开孔预定部，保持配置在腔室内的状态，用两冲头从由导向体两突片部所确定的开孔预定部的扩径抑制方向的两侧进行挤压。

(8)通过如前项1至7中任一项所记载的开孔加工方法所得的开孔制品。

(9)一种开孔加工装置，其特征在于，具备：具有腔室的闭塞模具和一对大径以及小径冲头，该一对冲头相互相对向地配置在夹持处于配置在闭塞模具的腔室内的状态下的坯件的开孔预定部的相互反向侧，直径互不相同，

对配置在闭塞模具的腔室内的坯件的开孔预定部，用两冲头从夹持开孔预定部的相互反向侧进行挤压，从而挤压扩张开孔预定部，接着，在解除大径冲头对坯件的开孔预定部的挤压的同时或者解除后，使小径冲头贯通坯件的开孔预定部，接着，在将处于贯通坯件的开孔预定部的状态下的小径冲头从开孔预定部拔出的同时或者拔出后，使大径冲头贯通坯件的开孔预定部。

(10)如前项9所记载的开孔加工装置，其中，小径冲头的前端部被形成为前端越来越细的形状，并且小径冲头的前端部的周面，由以朝向该小径冲头的前端方向锥角逐渐阶段性地减小的方式排列的多级锥面形成。

(11)如前项10所记载的开孔加工装置，其中，在将形成小径冲头的前端部的周面的锥面的级数设为N级(其中N≥2)时，

大径冲头的前端部被形成为前端越来越细的形状，并且大径冲头的前端部的周面，由以朝向该大径冲头的前端方向锥角逐渐阶段性地减小的方式排列的、比N小的级数的锥面形成，或者由一级锥面形成。

(12)如前项9至11中任一项所记载的开孔加工装置，其中，在闭塞模具中设置有各冲头分别插通且与腔室连通的冲头插通孔，

在各冲头插通在各自对应的冲头插通孔内的状态下，在冲头的周面与冲头插通孔的周面之间，形成有坯件的开孔预定部的剩余材料从腔室内流入的间隙。

(13)如前项12所记载的开孔加工装置，其中，在冲头的周面上，向该冲头的径向方向外侧突出地设置有防止流入所述间隙的剩余材料向外部排出的堰部。

(14)如前项9至13中任一项所记载的开孔加工装置，其中，坯件为棒状，并将该坯件的轴向方向的规定部位设定为开孔预定部，

具备在对坯件的开孔预定部进行挤压扩张前对坯件的开孔预定部进行扩径的镦锻加工装置，

所述镦锻加工装置，具备：与闭塞模具连设并对坯件进行固定的固定模具、具有将坯件的开孔预定部插通保持成纵弯曲阻止状态的插通孔的导向体、对插通在导向体的插通孔中的坯件的开孔预定部在轴向方向上进行加压的加压冲头、和使导向体在与加压冲头的移动方向相反的方向上移动的冲头驱动装置，并且在导向体的前端部的、夹持插通孔的相互反向侧的位置，分别一体地设置有在导向体的轴向方向上突出的一对扩径抑制用突片部，

导向体的突片部，在坯件的开孔预定部的扩径时开孔预定部的周面的一部分与突片部的侧面接触，从而对开孔预定部的与突片部接触的接触部抑制扩径。

本发明起到以下的效果。

在(1)的发明中，对配置在闭塞模具的腔室内的坯件的开孔预定部，用一对大径以及小径冲头，从夹持开孔预定部的相互反向侧进行挤压，由此将开孔预定部挤压扩张至在腔室内残留未填充部的状态，因此，能够在腔室内以低载荷对开孔预定部进行挤压扩张。

进而，通过使小径冲头贯通坯件的开孔预定部，在开孔预定部开有小径的孔，因此，能够以比较低的载荷开孔。而且，借助该小径冲头的贯通动作，能够在腔室内的未填充部中的在小径冲头的贯通方向的前侧的部分填充坯件的开孔预定部的材料。

而且，通过使大径冲头贯通如此开有小径的孔的坯件的开孔预定部，小径的孔被扩径，从而在开孔预定部上开有大径的孔，因此，能够以比较低的载荷开孔。而且，借助该大径冲头的贯通动作，能够在腔室内的未填充部中的在大径冲头的贯通方向的前侧的部分填充坯件的开孔预定部的材料。因此，能够消除腔室内的大体所有未填充部，在整个腔室内填充材料，从而能够防止局部填充不足的发生。

另外，本发明的开孔加工方法，不是通过冲裁去除坯件的开孔预定部的材料进行开孔的方法，因此，材料利用率高。

在(2)的发明中，因为小径冲头的前端被形成为前端越来越细的形状，所以能够使小径冲头以低载荷贯通坯件的开孔预定部。而且，因为小径冲头的前端部的周面，由以朝向该小径冲头的前端方向锥角逐渐阶段性地减小的方式排列的多级锥面形成，所以能够通过小径冲头的多级锥角的设定将成形载荷调节至规定的值。另外，通过小径冲头的贯通操作，能够使坯件的开孔预定部向该小径冲头的径向方向外侧有效地挤压扩张，从而能够在腔室内的未填充部中的在小径冲头的贯通方向的前侧的部分中，可靠地填充坯件的开孔预定部的材料。

在(3)的发明中，大径冲头的前端部被形成为前端越来越细的形状，所以能够使大径冲头以低载荷贯通坯件的开孔预定部。而且，大径冲头的前端部的周面，由以朝向该大径冲头的前端方向锥角逐渐阶段性地减小的方式排列的、比N小的级数的锥面形成，或者由一级锥面形成，所以能够将成形载荷调节至规定的值。另外，通过大径冲头的贯通操作，能够使坯件的开孔预定部向该大径冲头的径向方向外侧有效地挤压扩张，从而能够在腔室内的未填充部中的在大径冲头的贯通方向的前侧的部分中，可靠地填充坯件的开孔预定部的材料。

在(4)的发明中，在各冲头插通在各自对应的冲头插通孔内的状态下，在冲头的周面与冲头插通孔的周面之间形成有坯件的开孔预定部的剩余材料从腔室内流入的间隙，因此，能够以比较低的载荷在腔室内的未填充部填充坯件的开孔预定部的材料。

在(5)的发明中，能够借助于堰部防止流入所述间隙的剩余材料向外部排出。

在(6)的发明中，能够防止由于两冲头的前端之间的接触而产生的冲头前端的破损、损伤。

在(7)的发明中，在预先对坯件的开孔预定部进行扩径接着对开孔预定部实施开孔加工时，能够作业效率良好地进行该加工。

在(8)的发明中，能够提供不发生局部填充不足或基本不发生局部填充不足的开孔制品。

在(9)至(14)的发明中，能够提供能够良好地适用于本发明所涉及的开孔加工方法的开孔加工装置。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式所涉及的开孔加工装置的分解立体图。

图2是在通过该开孔加工装置对坯件的开孔预定部进行扩径前的状态下的开孔加工装置的剖视立体图。

图3是图2的状态下的开孔加工装置的水平剖视图。

图4是沿图2中的A-A线剖视图。

图5是通过该开孔加工装置对坯件的开孔预定部进行扩径中途的状态下的开孔加工装置的剖视立体图。

图6是图5的状态下的开孔加工装置的水平剖视图。

图7是通过该开孔加工装置对坯件的开孔预定部进行扩径后的状态下的开孔加工装置的剖视立体图。

图8是图7的状态下的开孔加工装置的水平剖视图。

图9是沿图7中的B-B线剖视图。

图10是通过该开孔加工装置对坯件的开孔预定部进行挤压扩张后的状态下的开孔加工装置的剖视图。

图11是通过该开孔加工装置使小径冲头贯通坯件的开孔预定部的状态下的开孔加工装置的剖视图。

图12是通过该开孔加工装置使大径冲头贯通坯件的开孔预定部的状态下的开孔加工装置的剖视图。

图13是通过该开孔加工装置所得的开孔制品的立体图。

符号说明

1坯件                  2开孔预定部

3孔                    6开孔制品(预塑形坯)

10开孔加工装置         11闭塞模具

12腔室                 13小径冲头

14前端部               15大径冲头

16前端部               17冲头插通孔

18间隙                 19滑动槽部

20镦锻加工装置         21固定模具

22导向体               23插通孔

24扩径抑制用突片部     24a侧面

25加压冲头             27导向体的移动方向

28加压冲头的移动方向    30冲头驱动装置

32导向体驱动装置        33加压冲头驱动装置

M未填充部

具体实施方式

接下来，参照附图对本发明的一个实施方式进行如下说明。

在图1中，10是本实施方式所涉及的开孔加工装置，1是坯件。另外，在图13中，6是利用开孔加工装置所制造的开孔制品(开孔加工品)。该开孔制品6用作制造例如机动车、铁道车辆等的车辆用支架的预塑形坯。

如图1所示，坯件是笔直的棒状，由例如铝(包含其合金，下同)构成。坯件1的剖面形状为圆形，且坯件1的剖面面积在轴向方向上一定。

另外在本发明中，坯件1的材质并不限于铝，可以是例如黄铜、铜、不锈钢等的金属，还可以是塑料。另外，坯件1的剖面形状并不限于圆形，可以是四边形、六边形等的多边形。

该坯件1的开孔预定部2分别位于坯件1的轴向方向两侧部，详细来说，位于坯件1的两端部，也就是说坯件1的两端部分别成为开孔预定部2。于是，在将坯件1的各开孔预定部2扩径为大体圆板形之后，对该被扩径了的开孔预定部2施以开孔加工，从而得到如图13所示的开孔制品6。

在该开孔制品6中，被施以开孔加工的部位、即开孔加工部5对应着车辆用支架的与其他部件相连结的连结部，在该开孔加工部5上所形成的孔3与例如轴衬安装保持孔相对应。该孔3，是贯通被扩径为圆板状的开孔预定部2的厚度方向而设置的，其剖面形状为圆形。

在该开孔制品6中，例如各开孔加工部5的直径为70mm，厚度为24mm，孔3的直径为30mm，两开孔加工部5、5之间的长度为300mm。另外，坯件1的直径为18mm。但是，在本发明中开孔制品6的各部位的尺寸及坯件1的直径并不限于上述的尺寸。可以对各部位的尺寸以及坯件1的直径进行设定，以相应于例如车辆(机动车、铁道车辆等)用支架、连杆等开孔制品6的制造地实现本发明的目的。

本实施方式的开孔加工装置10，是用于在坯件1的开孔预定部2上打出孔3的，如图1所示，具备：闭塞模具11(闭塞金属模具)、一对二组的冲头13、15(即开孔冲头)、使各冲头13、15移动的冲头驱动装置30和镦锻加工装置20。

闭塞模具11，具有将坯件1的各开孔预定部2形成为设定形状(即圆板状)的两个腔室12、12。两腔室12、12在闭塞模具11的轴向方向上相互分离配置。而且，该闭塞模具11，被沿着其轴向方向分割为上下两个。

在闭塞模具11的腔室12内配置坯件1的开孔预定部2。

一对冲头13、15，其剖面分别被形成为圆形。各冲头13、15是用于在坯件1的对应的开孔预定部2上打出孔3的。两冲头13、15相互直径不同。而且，两冲头13、15，被相互相对向地配置在夹持处于被配置在腔室12内的状态下的坯件1的开孔预定部2的相互反向侧。换言之，两冲头13、15，被相互相对地配置在夹持腔室12的相互反向侧。在本实施方式中，两冲头13、15被上下相对向地配置。

另外，在本说明书中，称两冲头13、15中直径较大的一方为“大径冲头15”，称直径较小的一方为“小径冲头13”。

大径冲头15的直径，被设定为与所希望的孔3的直径相同的尺寸。另一方面，小径冲头13的直径被设定得比大径冲头15的直径小，根据驱动该小径冲头13的冲头驱动装置30的能力、贯通开孔预定部2所必需的小径冲头13的行程、小径冲头13的前端部的周面的锥角等各种条件来计算确定。例如，小径冲头13的直径被设定在大径冲头15的直径的0.4倍以上且小于1倍(优选0.66～0.95倍)的范围内。但是，在本发明中，小径冲头13的直径并不限定于该范围。

小径冲头13的前端部14，如图4所示形成为越往前越细的形状。而且，小径冲头13的前端部14的周面，由多级锥面14a、14b形成，该多级的锥面以朝向该小径冲头13的前端方向锥角α1、α2逐渐阶段性地减小的方式排列。在本实施方式中，锥面14a、14b的级数为2段。因此，这些锥面14a、14b的锥角α1、α2之中的、从小径冲头13的前端数起第一级的锥角α1与第二级的锥角α2，被设定为α1＜α2。

大径冲头15的前端部16，形成为越往前越细的形状。这里为了方便说明，将形成小径冲头13的前端部14的周面的锥面14a、14b的级数设为N级(其中N≥2)。在这种情况下，大径冲头15的前端部16的周面，由以朝向该大径冲头15的前端方向锥角逐渐阶段性地减小的方式排列的、比N小的级数的锥面16a形成。在本实施方式中，因为N＝2，所以大径冲头15的前端部16的周面由一级锥面16a形成。β1是该锥面16a的锥角。

另外，在本发明中，并不限于N＝2，只要N≥2即可，例如还可以是N＝3、4或5。另外，形成大径冲头15的前端部16的周面的锥面16a的级数，并不限于1级，只要是比N小的级数即可，例如在N＝3时可以是1段或2段，在N＝4时可以是1～3级，在N＝5时可以是1～4级。

这里，在本说明书中，锥面14a、14b、16a的锥角α1、α2、β1，是指锥面14a、14b、16a相对于冲头13、15的轴线所成的角度。

另外，各冲头13、15的前端面被形成为平面状。但是，在本发明中，并不限定于将各冲头13、15的前端面形成为平面状，还可以弯曲形成为凸面状。

另外，两冲头13、15分别与冲头驱动装置30相连接。于是，通过使冲头驱动装置30动作，能够使各自对应的冲头13、15相对腔室12进退自如地移动，即，能够使冲头13、15移动而进入腔室12内，或者使之移动而从腔室12内退出。

冲头驱动装置30，通过利用冲压机的机械凸轮、流体压(油压、气压等)、电动马达等，对两冲头13、15赋予驱动力。

在闭塞模具11的夹持腔室12的相互反向侧(在本实施方式中为上下两侧)的位置，设置有分别插通各冲头13、15且与腔室12连通的冲头插通孔17、17。于是，各冲头13、15上下方向移动自如地插通配置在各自对应的冲头插通孔17、17内。在该状态下，如图4所示，在各冲头13、15的周面与各冲头插通孔17、17的周面之间，遍及各冲头13、15的整个圆周方向形成有间隙18(所谓的冲头13、15与各冲头插通孔17、17之间的余隙)。坯件1的开孔预定部2的剩余材料(所谓余料)从腔室12流入该间隙18(参照图11以及图12)。另外，流入该间隙18的剩余材料2作为飞边残留在孔3的圆周边缘。

而且，在各冲头13、15的周面上，遍及冲头13、15的全周一体形成有防止流入间隙18的剩余材料2a向闭塞模具11的外部排出的堰部13a、15b，该两堰部呈向冲头13、15的径向方向外侧鼓出状。

镦锻加工装置20，是用于同时对坯件1的两个开孔预定部2、2进行扩径的。

该镦锻加工装置20，如图1～图3所示，具备：与闭塞模具11连设并且对坯件1进行固定的固定模具21、两个导向体22、22、两个加压冲头25、25(即镦锻冲头)、两个导向体驱动装置32、32和两个加压冲头驱动装置33、33。

固定模具21，由闭塞模具11的两腔室12、12之间的部位构成，与闭塞模具11一体连设地形成。固定模具21沿着其轴向方向被上下分成两个。而且，闭塞模具11以及固定模具21的分割方彼此之间通过模具保持部件(没有图示)被保持成相互组装的状态，由此闭塞模具11以及固定模具21不会非本意地分解。另外，在本发明中，固定模具21可以是与闭塞模具11分体的部件。

固定模具21，是用于对坯件1进行固定的，使得坯件1在扩径时不会在轴向方向上非本意地移动。在该固定模具21上，在固定模具21的轴向方向上延伸并且与两腔室12、12连通地设置有坯件固定用嵌入孔21a，在该嵌入孔21a中嵌入固定作为坯件1的非开孔预定部的轴向方向中间部4。由于坯件1的轴向方向中间部4嵌入该坯件固定用嵌入孔21a，从而坯件1被固定得无法在轴向方向上移动，并且阻止了坯件1的轴向方向中间部4的扩径和纵向弯曲。

两个导向体22、22相互构成相同。各导向体22、22，具有将坯件1的对应的开孔预定部2插通保持成纵弯曲阻止状态的插通孔23。该插通孔23，被设置为在导向体20的轴向方向上延伸并且贯穿导向体20。该插通孔23的直径尺寸被设定为，能够将坯件1的开孔预定部2以合适的状态且在轴向方向上滑动自如地插入该插通孔23内。

另外，在导向体22的前端部的夹持插通孔23的相互反向侧的位置，分别一体地设置有在导向体22的轴向方向上突出的一对扩径抑制用突片部24、24，伴随着导向体22的移动，两突片部24、24与导向体22一体地移动。另外，处于插通在导向体22的插通孔23内的状态下的坯件1的开孔预定部2的周面的一部分，在开孔预定部2的扩径时，与各突片部24的朝向插通孔23侧的侧面24a接触，由此，对开孔预定部2的与突片部24的接触部抑制扩径。

另一方面，在闭塞模具11的腔室12的上下两面上，分别设置有在闭塞模具11的轴向方向上延伸的滑动槽部19。导向体22的突片部24在闭塞模具11的轴向方向上滑动自如地插入该滑动槽部19。

另外，与坯件1的开孔预定部2的周面的一部分接触的、导向体22的突片部24的侧面24a，被形成为与坯件1的扩径后的开孔预定部2的周面形状相对应的面。而且，在突片部24被插入滑动槽部19中的状态下，突片部24的侧面24a与腔室12的上面或下面连成一个面。另外，在本实施方式中，该突片部24的侧面24a，与扩径为大体圆板状的开孔预定部2的厚度方向两侧的圆形的面相对应，被形成为平面状。

另外，各导向体22，被纵剖插通孔23的分割面分割为上下两个。而且，各导向体22的分割方彼此之间通过导向体保持部件(没有图示)被保持成相互组装的状态，由此导向体22不会非本意地分解。

各加压冲头25，用于在轴向方向上对坯件1的对应的开孔预定部2进行加压。两加压冲头25、25相互相对向地配置在坯件1的轴向方向两侧。

各加压冲头驱动装置33，用于使各加压冲头25分别在坯件1的轴向方向上移动，并对加压冲头25赋予用于对坯件1的开孔预定部2进行加压的驱动力。该各加压冲头驱动装置33与相对应的加压冲头25相连接。加压冲头驱动装置33，通过利用压力机的机械凸轮、流体压(油压、气压等)、电动马达等，对加压冲头25赋予驱动力。

各导向体驱动装置32，使各导向体22在各自对应的加压冲头25的移动方向28(即由加压冲头25对坯件开孔预定部2的加压方向)的相反方向27上移动(参照图6)。该各导向体驱动装置32与对应的导向体22相连接。导向体驱动装置32，通过利用压力机的机械凸轮、流体压(油压、气压等)、电动马达、弹簧等，对导向体22赋予驱动力。

接下来，对使用了上述开孔加工装置10的开孔加工方法进行如下说明。

首先，如图2～图7所示，进行扩径工序，即，通过开孔加工装置10的镦锻加工装置20对坯件1的各开孔预定部2预先进行扩径。在本实施方式中，同时对坯件1的两个开孔预定部2、2进行扩径。

对该扩径方法进行如下说明。

如图2～图4所示，通过将坯件1的非开孔预定部即轴向方向中间部4嵌入固定模具21的坯件固定用嵌入孔21a中，从而将坯件1固定在固定模具21中使得坯件1不会非本意地在轴向方向上移动，并且将坯件1的各开孔预定部2配置在各自对应的腔室12内。在本实施方式中，在腔室12内贯通状地配置坯件1的开孔预定部2。因此，坯件1的开孔预定部2中仅有靠近轴向方向中间部的部分被配置在腔室12内，开孔预定部2的端侧的部分被配置为从腔室12突出的状态。

进而，将坯件1的各开孔预定部2插通各自对应的导向体22的插通孔23，由此将各开孔预定部2保持成纵弯曲阻止状态。还有，在闭塞模具11的各滑动槽部19中插入各自对应的导向体22的突片部24。在该状态下，坯件1的各开孔预定部2的周面的相互反向侧的部位，与导向体22的两突片部24、24的侧面24a、24a相接触。

接下来，如图5以及图6所示，一边使两加压冲头驱动装置33、33同时动作从而使两加压冲头25、25同时移动，坯件1的两开孔预定部2、2被各自对应的加压冲头25、25在轴向方向上同时加压，一边使两导向体驱动装置32、32同时动作从而使两导向体22、22同时在与各自对应的加压冲头25、25的移动方向28相反的方向27上移动。由此，在各导向体22的前端部与固定模具21之间露出的坯件1的开孔预定部2的周面的一部分与导向体22的两突片部24、24的侧面24a、24a接触，从而对由该开孔预定部2的与导向体的两突片部24、24的接触部抑制扩径，在该状态下，在腔室12内对该开孔预定部2(详细而言，是该开孔预定部2的除周面与导向体两突片部24、24接触的接触部以外的部分)进行扩径。

另外，在本发明中，加压冲头25的移动速度、导向体22的移动速度，根据坯件1的开孔预定部2的扩径设计形状而设定。另外，这些移动速度可以是一定的，也可以是变化的。

与加压冲头25以及导向体22的移动相伴，坯件1的开孔预定部2，在如上所述那样对该开孔预定部2的与导向体两突片部24、24接触的接触部抑制扩径的状态下，在腔室12内被缓缓扩径，该开孔预定部2的材料填充到腔室12内。

接下来，如图7～图9所示，在坯件1的开孔预定部2被扩径为规定形状时，停止加压冲头25以及导向体22的移动。此时，在腔室12内残留尚未填充坯件1的开孔预定部2的材料的部分、即未填充部M。在这种状态下，坯件1的开孔预定部2仅在其宽度方向两侧分别扩径为大体圆弧形，在厚度方向上几乎没有扩径。

如上所述，对坯件1的两开孔预定部2、2进行扩径。

接下来，如图10所示，分别按以下顺序对坯件1的扩径了的各开孔预定部2施以开孔加工。

在未将坯件1的扩径后的各开孔预定部2从腔室12内取出即将其配置在腔室12内的状态下，使冲头驱动装置30、30动作从而使大径以及小径冲头13、15同时向腔室12内进入移动。由此，用两冲头13、15，从夹持该开孔预定部2的相互反向侧以使两冲头13、15的前端之间不接触的方式，同时对开孔预定部2进行挤压。在本实施方式中，用两冲头13、15，从开孔预定部2的由导向体22的两突片部24、24确定的扩径抑制方向的两侧(即，开孔预定部2的厚度方向两侧)进行挤压。由此，如图10所示，将两冲头13、15的前端部14、16压入开孔预定部2，使得开孔预定部2在腔室12内挤压扩张，(挤压扩张工序)。

但是，在该挤压扩张工序中，如图10所示，在坯件1的开孔预定部2挤压扩张后的状态下，在腔室12内残留尚未填充开孔预定部2的材料的部分、即未填充部M。

另外，在该挤压扩张工序中，优选，用两冲头13、15同时对开孔预定部2进行挤压。如果利用两冲头13、15对开孔预定部2进行挤压并非同时，则开孔预定部2的材料朝向冲头13、15的周面与冲头插通孔17、17的周面之间的间隙18、18内的流入量增加，存在材料利用率降低的可能。但是，在本发明中，并不限定两冲头13、15对开孔预定部2的挤压是同时的。

接下来，如图11所示，一边使大径冲头15移动从腔室12内退出，解除大径冲头15对坯件1的开孔预定部2的挤压，一边使小径冲头13的前端部14更深地插入开孔预定部2，使小径冲头13在开孔预定部2的厚度方向上贯穿该开孔预定部(小径冲头13的贯通工序)。其结果是，在开孔预定部2开出与小径冲头13的直径相对应的小径的贯通孔3a。在本发明中，可以在解除由大径冲头15对坯件1的开孔预定部2的挤压后，使小径冲头13贯通开孔预定部2。

通过该小径冲头13的对开孔预定部2的贯通操作，开孔预定部2的剩余材料2a从腔室12内流入各冲头13、15的周面与冲头插通孔17、17的周面之间的间隙18、18中。该流入的剩余材料2a成为飞边。另外，该流入的剩余材料2a被各冲头13、15的堰部13a、15a挡住，防止其向闭塞模具11的外部排出。而且，与该小径冲头13的贯通操作相伴，在腔室12内的未填充部M中的在小径冲头13的贯通方向的前侧的部分M1，填充坯件1的开孔预定部2的材料。

接下来，如图12所示，一边使小径冲头13移动从腔室12内退出，将处于贯通开孔预定部2的状态的小径冲头13从开孔预定部2中拔出，一边将大径冲头15的前端部16压入形成在开孔预定部2的小径的孔3a，使得该大径冲头15贯通开孔预定部2，(大径冲头15的贯通工序)。由此，小径的孔3a被扩大，从而在开孔预定部2上打出了与大径冲头15的直径相对应的、所期望的大径的孔3。另外在本发明中，也可以在将小径冲头13从开孔预定部2中拔出之后，使大径冲头15贯通开孔预定部2。

通过该大径冲头15对开孔预定部2的贯通操作，开孔预定部2的剩余材料2a从腔室12内流入各冲头13、15的周面与冲头插通孔17、17的周面之间的间隙18、18。该流入的剩余材料2a成为飞边。另外，该流入的剩余材料2a被各冲头13、15的堰部13a、15a挡住，防止其向闭塞模具11的外部排出。而且，与该大径冲头15的贯通操作相伴，在腔室12内的未填充部M中的在大径冲头15的贯通方向的前侧的部分M2，填充坯件1的开孔预定部2的材料。其结果是，消除了腔室12内的全部的未填充部M，在整个腔室12内填充材料。

接下来，使大径冲头15移动从腔室12内退出，将处于贯通开孔预定部2的状态的大径冲头15从开孔预定部2拔出。

接下来，将闭塞模具11以及固定模具21分解，将坯件1从腔室12内取出。之后，根据需要，去除在孔3的圆周边缘所形成的飞边2a，从而获得如图13所示的所期望的开孔制品(预塑形坯)6。

于是，在上述实施方式的开孔加工方法中，通过用一对的大径以及小径冲头13、15，从夹持开孔预定部2的相互反向侧对配置在闭塞模具11的腔室12内的坯件1的开孔预定部2进行挤压，从而使开孔预定部2挤压扩张至在腔室12内残留未填充部M的状态，因此能够在腔室12内以低载荷对开孔预定部2进行挤压扩张。

另外，通过使小径冲头13贯通坯件1的开孔预定部2，在开孔预定部2打出小径的孔2a，所以能够以比较低的载荷打出孔2a。并且，通过该小径冲头13的贯通动作，在腔室12内的未填充部M中的在小径冲头13的贯通方向的前侧的部分M1，填充坯件1的开孔预定部2的材料。

进而，通过使大径冲头15贯通这样打出了小径的孔2a的坯件1的开孔预定部2，小径的孔2a被扩大，在开孔预定部2上开出大径的孔3，所以能够以比较低的载荷打出孔3。而且，通过该大径冲头15的贯通动作，在腔室12内的未填充部M中的大径冲头15的贯通方向的前侧的部分M2，填充坯件1的开孔预定部2的材料。其结果是，能够消除腔室12内的全部的未填充部M，在整个腔室12内填充材料，从而防止局部填充不足的发生。

另外，因为本实施方式的开孔加工方法，不包括冲裁去除坯件1的开孔预定部2的材料的工序，所以材料利用率高。

另外，因为小径冲头13的前端部14形成为前端越来越细的形状，所以能够使小径冲头13以低载荷贯通坯件1的开孔预定部2。而且，因为小径冲头13的前端部14的周面，由以朝向该小径冲头13的前端方向锥角α1、α2逐渐阶段性地减小的方式排列的两段锥面14a、14b形成，所以能够通过小径冲头13的两级的锥角α1、α2的设定将成形载荷调节至规定的值。另外，通过小径冲头13的贯通操作，能够使坯件1的开孔预定部2向该小径冲头13的径向方向外侧有效地挤压扩张，从而能够在腔室内12的未填充部M中的在小径冲头13的贯通方向的前侧的部分M1中，可靠地填充坯件1的开孔预定部2的材料。

另外，因为大径冲头15的前端部16被形成为前端越来越细的形状，所以能够使大径冲头15以低载荷贯通坯件1的开孔预定部2。而且，大径冲头15的前端部16的周面由一级锥面16a形成，所以能够通过该锥面16a的锥角β1的设定将成形载荷调节至规定的值。另外，通过大径冲头15的贯通操作，能够使坯件1的开孔预定部2向该大径冲头15的径向方向外侧有效地挤压扩张，从而能够在腔室内12的未填充部M中的在大径冲头15的贯通方向的前侧的部分M2中，可靠地填充坯件1的开孔预定部2的材料。因此，能够可靠地防止局部填充不足的发生。

另外，在各冲头13、15插通在各自对应的冲头插通孔17、17内的状态下，在冲头13、15的周面与冲头插通孔17、17的周面之间形成有坯件1的开孔预定部2的剩余材料2a从腔室12内流入的间隙18、18，所以该开孔加工方法归入分流方式的锻造方法。因此，能够以比较低的载荷将坯件1的开孔预定部2的材料填充到腔室12内的未填充部M中。

另外，因为在各冲头13、15的周面形成有防止流入间隙18的剩余材料2a向外部排出的堰部13a、15a，所以能够防止剩余材料2a向闭塞模具11的外部排出。

另外，在挤压扩张工序中，通过用两冲头13、15，以使该两冲头13、15的前端之间不接触的方式，对坯件1的开孔预定部2进行挤压，从而能够防止由于两冲头13、15的前端之间的接触而产生的冲头前端14、16的破损、损伤。

另外，在本实施方式的开孔加工方法中，包括在挤压扩张工序之前预先对坯件1的开孔预定部2进行扩径的扩径工序。在挤压扩张工序中，对在扩径工序中被扩径的坯件1的开孔预定部2以保持配置在腔室12内的状态，用两冲头13、15，从由导向体两突片部24、24所确定的开孔预定部2的扩径抑制方向的两侧进行挤压。因此，在预先对坯件1的开孔预定部2进行扩径接着对开孔预定部2实施开孔加工时，能够作业效率良好地进行该加工。

以上对本发明的一个实施方式进行了说明，但本发明并不限于上述实施方式所示的情况，可以进行各种各样设定变更。

例如，本发明所涉及的开孔加工方法以及开孔加工装置，并不限于制造用于车辆用支架制造的预塑形坯，还可用于制造各种各样的工业产品用预塑形坯，例如可以用于制造连杆用预塑形坯，还可用于制造具有轴孔的齿轮用预塑形坯。

另外，在本发明中，坯件1的开孔预定部2，还可以仅位于坯件1的轴向方向中间部、轴向方向一端部等的一处。当然，在本发明中，坯件1的形状并不限于棒状，本发明能够适用于各种形状的坯件1。另外，在本发明中，坯件1，可以由例如挤压件构成，还可以由利用普罗珀泽铝线连续铸造轧制法所制造的连续铸造轧制件等的轧制件构成，也可以由利用其他制造方法所制造的毛坯件构成。

该申请，主张2005年5月26日提出的日本专利申请特愿2005-153770号、以及2005年6月1日提出的美国临时申请60/685、870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，是为了说明本发明的实施方式而使用的，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

本发明可以应用于车辆(机动车、铁道车辆等)用支架、连杆等的开孔制品的制造所用的开孔加工方法以及开孔加工装置。