具体实施方式

参照图1及图2，说明第1实施方式的精密锻造法、精密锻造装置及精密锻造件。首先，对本实施方式中使用的金属材料10进行说明。

<金属材料10>

如图1(a)所示，金属材料10只要是在塑性加工法中能够采用的材质即可，并不作限定。例如，作为塑性加工法所使用的薄钢板，能够举出冷轧高张力钢板(SPFC、SPFCY、SPFH、SPFHY)、冷轧钢板(SPCC、SPCCT、SPCD、SPCE、SPCEN)、SPP等。另外，作为塑性加工法所使用的不锈钢，能够举出SUS201、SUS304、SUS316、SUS321、SUS440、SUS450等。作为塑性加工法所使用的铝合金形变材料，能够举出A3003、A3004、A5005、A2014、A2017、A2024等。另外，作为塑性加工法所使用的金属材料，能够举出合金钢：SCr(铬钢)材、SCM(铬钼钢)材、SNCM(镍铬钼钢)材等。

如图1(a)所示，后述的第1步骤中所使用的金属材料10的形状具有：周壁14，是以环绕的方式延伸的壁部；和底部12A，在周壁14的一端侧与周壁14连结为一体，周壁的另一端开口。成形为该形状的方法不作限定。例如，可以用拉深加工来成形，也可以用切削加工来形成。周壁14在作为其轴心方向的第1方向延设。底部12A从周壁14向与轴心方向交叉的方向(详细为正交的方向)、即径向延设，形成为平板状。底部在精密锻造前、即加工前用附图标记“12A”表示，在精密锻造中及精密锻造后用附图标记“12B”表示。底部12A相当于加工前突出壁。底部12B相当于加工后的突出壁。

由周壁14包围形成的空间16的横截面形状能够举出圆形、椭圆形状、齿轮状、四方形等，但是也可以为除此以外的其他形状，不作限定。

<精密锻造装置>

接着，对本实施方式中使用的精密锻造装置50进行说明。

如图1(a)～图1(c)及图2(a)所示，精密锻造装置50具备冲模20、冲头30、止动部24以及反向冲头40。此外，在图1(a)～图1(c)、图2(a)、图4(a)～图4(f)中，说明便利起见，冲头30、反向冲头40、止动部24及冲模20上下颠倒地图示，使得在锻造时使冲头30在附图中从下方向上方移动。即，在实际的精密锻造装置50中，冲头30配置于上方。反向冲头40配置于下方，以容许锻造时的冲头30从上方向下方移动的方式从动。利用未图示的气缸等对反向冲头40赋予背压。此外，在第2实施方式以下的其他实施方式中，冲头30、反向冲头40、冲模20等也上下颠倒地图示，使得在锻造时使冲头30在附图中从下方向上方移动。

在冲模20形成有冲模孔22。冲模孔22的横截面形状在本实施方式中为圆形，但是并不作限定，只要与周壁14的外形形状一致即可。止动部24以成为水平的方式固定于冲模孔22的内周面。止动部24的外周形状优选以沿着冲模孔22的横截面形状的方式与冲模孔22的横截面形状成为相同形状。因此，在本实施方式中，与金属材料10的外形对应地，止动部24的外周形状形成为圆形环状。

此外，为了使得如上所述沿着冲模孔22的横截面形状，在冲模孔22的横截面形状为圆形以外的形状的情况下，止动部24成为非圆形的环状。例如当冲模孔22的横截面形状是三角形、四边形、五边形等多边形、椭圆形等形状时，止动部24的外形形状只要与那些形状一致即可。

止动部24因为与所述金属材料10的周壁14的端面整体抵接，所以径向的壁厚具有与周壁14的径向的壁厚相同的厚度。此外，止动部24也可以是与冲模20形成为一体的卡止台阶部。

如图1(a)～图1(c)及图2(a)所示，冲头30的加工端面31形成为平坦状，加工端面的缘部的全周在俯视时形成有圆形的切削刃32。切削刃32相对于冲模孔22的内周面在径向对置且分离地配置。即，切削刃32相对于冲模孔22的内周面以与其具有间隙S的方式分离地配置。切削刃32以使对金属材料10的底部12A(12B)进行切削时产生的连续的切屑朝向冲头30的中央部(轴心)移动的方式形成。

冲头30的直径形成为比冲模孔22的内径小的直径，并且冲头30与冲模孔22的轴心同轴配置。当冲头30在冲模孔22中移动时，能够在冲头30与冲模孔22的内周面之间的间隙S内原样地残留后述的金属材料10的底部12A(12B)的周缘、即位于比切削刃32靠径向外方的部位。

与冲头30对置的反向冲头40以侵入到由所述金属材料10的周壁14及底部12A(12B)包围的空间并与该底部12A(12B)的内底面抵接的方式配置。另外，利用未图示的气缸等对反向冲头40赋予背压，从而始终按压所述底部12A(12B)的内底面。冲头30相当于第1冲头，反向冲头40相当于第2冲头。此外，反向冲头40不是必须的，也可以没有。

接着，说明本实施方式的精密锻造法。在本说明书中有时将精密锻造称为切削锻造。

<精密锻造法>

接着，参照图1(a)～图1(c)、图2(a)、图3(a)、图3(b)、图4(a)～图4(f)、图5、图6(a)～图6(d)及图7说明精密锻造法。

(第1步骤)

如图1(a)所示，在第1步骤中，将具有底部12A及周壁14的金属材料10配置于精密锻造装置50的冲模20的冲模孔22内，并且使周壁14的顶端面抵接于止动部24。在该状态下，周壁14沿着冲模孔22内的冲头30的移动方向延伸，并且底部12A在与所述移动方向交叉的方向延伸。在此，冲头30的移动方向与周壁14的轴心方向一致。另外，周壁14的外周面成为与冲模孔22的内周面面接触的状态。周壁14的外周面的面接触的区域相当于配合区域。此外，在本实施方式中，将周壁14的外周面的全部作为配合区域，使其与冲模孔22的内周面面接触，但是配合区域不限定于是周壁14的外周面的全部。也可以仅将周壁14的轴心方向上的外周面的局部设为与冲模孔22的内周面面接触的状态，并将该部分作为配合区域。底部12A从周壁14朝向与周壁14的配合区域相反的方向延伸。周壁14的径向与周壁14的厚度方向一致。冲头30相对于周壁14的厚度方向的一部分及底部12A以与周壁14的轴心方向对置的方式配置于冲模孔22。与冲头30对置的周壁14的厚度方向的一部分是存在于比切削刃32的外周缘靠内周侧的周壁14的区域。此外，在本实施方式中，使冲头30与周壁14的厚度方向的一部分对置，但是也可以根据切削刃32的设置位置，使冲头30与周壁14的厚度方向的全部对置。

(第2步骤)

在第2步骤中，使冲头30朝向底部12A移动，利用切削刃32一边切削底部12A一边按压(参照图1(b)、图1(c)、图4(a)～图4(f))。此时，金属材料10成为在冲头30的移动方向上由止动部24保持的状态。从冲头30与底部12A最先抵接的位置算起的冲头30的移动量在底部12A的厚度以上、且不足周壁14的高度h(参照图1(a))的范围。

在此，当冲头30按压底部12A而利用切削刃32切削周壁14的厚度方向的一部分时，如图2(a)所示，形成切削刃32碰触的底部12A(12B)的接合线A。接合线A如图2(a)所示是与切削刃32没有切削的周壁14的残余部分和底部12A(12B)的接合部连续形成的。在本实施方式中，接合线A在周壁14的周向形成。在该接合线A与底部12A(12B)的内表面的周缘部之间由于切削刃32而引起剪切变形。底部12A(12B)的内表面的周缘部也是底部12B与周壁14之间的接合线B。本实施方式的接合线B是隔着底部12A(12B)位于与冲头30相反的一侧的角在周向连续形成的。通过切削刃32的切入而被剪切的材料(切屑)流入到冲头30与反向冲头40之间的底部12A(12B)(也称为节)，在图2(a)中，在接合线A与接合线B之间形成锻件流线W。以下，将相当于接合线A的切削锻造后的部位称为底部12B的周缘部A。

另外，位于接合线B所在的一侧的底部12B的内表面、即内底面相当于第2面，并且与内底面相反的一侧的底部12B的面、即外底面相当于第1面。锻件流线W从第1面(外底面)的接合线A延伸到第2面(内底面)。

底部12A、12B在与冲头30的移动方向交叉的方向上如图1(a)～图1(c)所示以尺寸不变化的方式被冲模20束缚。因此，伴随冲头30的加工的进行，所述材料(切屑)一边朝向节压缩一边移动，从而使节的厚度增加。

另外，关于此时的金属材料10的流动的详情将后述。

赋予给反向冲头40的背压F_b与冲头30的按压力F相比充分小，即F_b＜＜F。当如上所述节的厚度增加时，反向冲头40对抗从未图示的气缸等赋予的施力(背压)而后退。

另外，如图1(c)及图2(a)所示，当冲头30按压底部12A(12B)而移动时，位于比切削刃32靠径向外侧的周壁14的部位、即与冲模孔22的内周面面接触的配合区域变为原样地残留的状态，恰好位于将冲模20和冲头30的间隙S局部填埋的位置。该周壁14的配合区域形成为筒状。结果是，可得到在底部12B的两表面分别具备周壁的精密锻造件、即纵截面呈H状的精密锻造件。

在此，该加工所需的冲头30的每单位面积的按压力p当基于加工所需的能量U概算时为如下。

(2k：金属材料的变形阻力，t_c：节的厚度，剪切角，d：冲头30的直径，μ：摩擦系数)

此外，用以下公式表示。

<公式(3)的导出>

以下，对上述公式(3)的导出进行说明。

如图2(a)所示，当将从周壁14的内周面向径向外侧延伸的冲头30的长度设为t₀时，切削比r是

此外，t₀是周壁14的内周面的半径和冲头30的半径的差，是冲头30相对于周壁14的径向的切入量。

根据被剪切的材料的质量保留，剪切区域的切屑(chip)向冲头30的径向移动的速度V_c是

此外，V是冲头30的速度。剪切速度V_s当如图2(b)所示进行向量分解时，则通过冲头30在加工时输入的全部能量U为U＝F·V。

F是冲头30的按压力。剪切区域所要求的剪切时的能量E_s能够按下述的公式推算。

E_s＝π·d(t₀ ²+t_c ²)^1/2V_s·k......(7)

k是金属材料的剪切阻力(变形阻力)。d是冲头30的直径。在此，将切屑向径向压缩所需的能量E_c能够按下述计算。

E_c＝2π·d·t_c·k·V_c......(8)

由于切屑与冲头30之间的摩擦而散失的能量E_f能够用下述公式算出。

E_f＝μ·F·V_c......(9)

μ是切屑与冲头30之间的摩擦系数。当将反向冲头40的背压(施力)作为F_b、将该背压的能量作为E_b时，

E_b＝F_b·V......(10)。

因为U＝E_s+E_c+E_f+E_b......(11)

，所以冲头30的按压力F成为下述公式。

在此，因为F_b＜＜F，所以在将F_b设为可以忽视的较小值时，冲头30的平均按压力p(每单位面积)为公式(3)。

此外，概略地说，为0.1～1.0的范围，μ为0.1～0.3的范围，因此，p/2k＝3t_c/d～12t_c/d。

因为t_c/d为0.01～0.1的范围，所以p/2k小于1，与以往的冷锻造的情况相比相当小。

<关于金属材料10的流动>

在此，用模拟实验对通过第2步骤的切削锻造而产生的金属材料10的流动进行确认。使用的模拟实验软件是商用有限元分析代码DEFORM2D。模拟实验的条件如表1。

[表1]

模拟实验条件

图3(a)是切削锻造前的金属材料10的截面图。如该图所示，对底部12A的上表面(内表面)上的多个点标注a1～a3，对周壁14的内周面上的多个点标注a4～a6，对底部12A的下表面(外表面)上的多个点标注b1～b4，以及对冲头30的切削刃32的移动轨迹上的点标注c1～c4。

图3(b)是通过模拟实验得到的、冲头30的切削锻造完成后的金属材料10的截面图。如该图所示，底部12B的点a1～a3及点b1～b4朝向底部12B的径向中央部移动。另外，周壁14的内周面上的多个点a4～a6在底部12B的上表面移动。

而且，位于图3(a)所示的切削刃32的移动轨迹上的点c1～c4全部在底部12B的下表面移动。另外，由此可知，通过切削锻造而产生的加工固化有助于如底部12B的压力阻力等的产品强度。

另外，图5是上述模拟实验的一例中的相对于冲头30的冲程的p(压力)/C的特性图。

在图5中，点Q1～Q3分别相当于图4(b)、图4(d)及图4(f)所示的阶段。图4(a)是切削锻造中的初期的冲头的角附近的截面图，图4(b)是图4(a)的放大截面图。图4(c)是比图4(a)靠后的阶段的冲头的角附近的截面图，图4(d)是图4(c)的放大截面图。图4(e)是比图4(c)靠后的阶段的冲头的角附近的截面图，图4(f)是图4(e)的放大截面图。在图4(b)、图4(d)及图4(f)中，底部12A(12B)与周壁14之间的区域、且将底部12B的上下两表面的周缘部A、B间连接的区域是在切削锻造中剪切应力集中的区域。将该应力集中的区域用与其他的底部12A(12B)及周壁14的部位的剖面线不同朝向的剖面线表示。此外，关于后述的图6(b)～图6(d)也同样，利用与其他部位不同朝向的剖面线表示应力集中的区域。

如图4(a)～图4(f)所示，冲头30在与底部12A抵接之后移动底部12A的厚度以上的距离。通过该冲头30的移动、和伴随于此的冲头30与反向冲头40之间的剪切变形，底部12B与冲头30向相同方向移动。可确认：底部12B保持为几乎平坦，在模拟实验条件下不会发生局部膨胀。可确认：在底部12B的上表面(内表面)且反向冲头40的角附近，形成具有平缓凹面、稍微凹陷的凹部。即，可确认出底部12B的厚度在反向冲头40的角附近稍微变薄。另外，可确认：在底部12B的上表面所形成的、具有平缓凹面的凹部随着冲头30的冲程增加而向底部12B的径向中心侧扩大。

如图5所示，当从点Q1开始冲头30的冲程(移动量)增加时，冲头30的压力迅速增加。从冲头30的缘部(切削刃32)到达剪切区域的点Q2开始，冲头30的压力逐渐增加。并且，在包括点Q3的剪切区域，冲头30的压力稳定。

此外，虽然未图示，但是在将反向冲头40的背压的大小多次改变而进行的模拟实验中，能够确认所观察到的产品的形状几乎看不出变化。

<关于具有平缓凹面的凹部和缩痕>

在模拟实验中，观测如上所述产生具有平缓凹面的凹部的情况和产生具有尖锐形状的凹部(以下称为缩痕)的情况。认为具有平缓凹面的凹部和缩痕关系到与反向冲头40的角对置的底部12A的内表面的接合线B上的曲率半径。此外，以下有时将所述底部12A的内表面的接合线B上的曲率半径称为肩半径。在所述肩半径大的情况下，在切削加工的初期，在底部12A的内表面的接合线B上产生金属材料的不足。

在产生具有平缓凹面的凹部的情况下，如图4(b)所示，在剪切变形的初期，应力集中于点a。并且，如图4(d)及图4(f)所示，可观察到：伴随剪切变形的进行，具有平缓凹面的凹部变大。

另一方面，将产生缩痕的情况的模拟实验的例子用图6(a)～图6(d)示出。图6(a)示出底部12A的内表面的接合线B的肩半径r_cp为2mm、冲头30的移动量为0的情况。在图6(a)所示的切削加工前的状态下没有出现应力。图6(b)～图6(d)示出从图6(a)的状态开始冲头30的移动量分别变为1mm、3mm、6mm的情况，在底部12B的内表面的接合线B附近产生尖锐形状的缩痕，并且当移动量增加时，缩痕的大小也增大。在图6(d)的例子中，缩痕生长到底部12B的厚度的大致30％的长度。

在此，通过所述模拟实验探索产生具有平缓凹面的凹部的情况下的边界区域和产生缩痕的情况下的边界区域。作为模拟实验的一例，将金属材料10设为SPCC，设为t₀＝1mm，且设为t_c(＝t_c0)＝1mm、2mm、4mm，d＝62mm。即，对切入量t₀和底部12A的厚度t_c0的多个组合进行模拟实验，得到多个模拟实验结果H1～H5、J1～J9、L1～L5(参照图7)。

p_b/C

另外，将流动应力σ设为σ＝501ε^0.24MPa，将反向冲头40的背压p_b/C设为0.005，将反向冲头40与金属材料之间的摩擦系数μ_p设为μ_p＝0.1。t_c0是切削锻造前的金属材料10的底部12A的厚度t_c0。

将模拟实验的结果在图7的特性图中示出。在图7中，纵轴是t₀/t_c0，横轴是r_cp/t_c0。如该图所示，通过基于(r_cp，t₀/t_c0)的多个模拟实验结果H1～H5、J1～J9、L1～L6进行回归分析，从而求出分为产生缩痕的情况、和不产生缩痕且产生具有平缓凹面的凹部N的情况的t₀/t_c0的线。后述的不等式(1)、(2)、(13)～(16)的右边是表示该线的公式。

H1～H5是t_c0＝1mm的情况下的模拟实验结果，J1～J9是t_c0＝2mm的情况下的模拟实验结果，L1～L6是t_c0＝4mm的情况下的模拟实验结果。此外，冲头30的直径比周壁14的内径大2t₀mm。

<底部12A的厚度t_c0＝1mm、r_cp/t_c0<2.0的情况>

t₀/t_c0≥0.052r_cp/t_c0+0.23......(1)

由此，在底部12A的厚度t_c0为1mm的情况、且r_cp/t_c0＜2.0的情况下，为了防止缩痕，优选将条件设定为满足不等式(1)。

<底部12A的厚度t_c0＝1mm、r_cp/t_c0≥2.0的情况>

t₀/t_c0≥3.0r_cp/t_c0-5.7......(2)

由此，在t_c0为1mm的情况、且r_cp/t_c0≥2.0的情况下，为了防止缩痕，优选将条件设定为满足不等式(2)。

<底部12A的厚度t_c0＝2mm、r_cp/t_c0<1.5的情况>

t₀/t_c0≥0.106r_cp/t_c0+0.23......(13)

由此，在t_c0为2mm的情况、且r_cp/t_c0＜1.5的情况下，为了防止缩痕，优选将条件设定为满足不等式(13)。

<底部12A的厚度t_c0＝2mm、r_cp/t_c0≥1.5的情况>

t₀/t_c0≥2.1r_cp/t_c0-2.8......(14)

由此，在t_c0＝2mm的情况、且r_cp/t_c0≥1.5的情况下，优选将条件设定为满足不等式(14)。

<底部12A的厚度t_c0＝4mm、r_cp/t_c0<1.5的情况>

t₀/t_c0≥0.067r_cp/t_c0+0.23......(15)

由此，在t_c0为4mm的情况、且r_cp/t_c0<1.5的情况下，为了防止缩痕，优选将条件设定为满足不等式(15)。

<底部12A的厚度t_c0＝4mm、r_cp/t_c0≥1.5的情况>

t₀/t_c0≥0.66r_cp/t_c0-0.64......(16)

由此，在t_c0为4mm的情况、且r_cp/t_c0≥1.5的情况下，为了防止缩痕，优选将条件设定为满足不等式(16)。

此外，也有即使产生缩痕但是缩痕也没有问题的锻造件的情况，因此并不限定于该数值及不等式(1)、(2)、(13)～(16)。

此外，基于将底部12A的厚度设为1mm、2mm、4mm的模拟实验的结果进行说明。但是，例如在市场上能得到的厚度为0.1mm的情况下，即使是“底部12A的厚度t_c0＝0.1mm、r_cp/t_c0＜2.0”时，若将条件设定为满足不等式(1)，也能够确实得到不产生缩痕、具有平缓凹面的凹部。

另外，即使在“底部12A的厚度t_c0＝0.1mm、r_cp/t_c0≥2.0”的情况下，若将条件设定为满足不等式(2)，也能够确实得到不产生缩痕、具有平缓凹面的凹部。

同样，在是极厚的底部的情况下，例如在“底部12A的厚度t_c0＝20mm、r_cp/t_c0＜2.0”的情况下，若将条件设定为满足不等式(1)，则能够得到不产生缩痕、具有平缓凹面的凹部。

另外，即使是“底部12A的厚度t_c0＝20mm、r_cp/t_c0≥2.0”的情况下，若将条件设定为满足不等式(2)，也能够得到不产生缩痕、具有平缓凹面的凹部。

在本实施方式中具有下述的特征。

(1)本实施方式的精密锻造法包括：将具有沿着冲头的移动方向延伸的壁部14、和从该壁部14向与所述移动方向交叉的方向延伸的底部12A(加工前突出壁)的金属材料配置于冲模20的冲模孔22内，通过冲头30的移动来锻造金属材料10。

在第1步骤中，将具有加工端面31和在加工端面31的缘部形成的切削刃32的冲头30以与金属材料10的壁部14的厚度方向的一部分及底部12A(加工前突出壁)对置的方式配置于冲模孔22。

在第2步骤中，以在冲头30的移动方向上保持金属材料10、且保持底部12A(加工前突出壁)的交叉方向的长度的状态，使冲头30在壁部14的高度范围内移动，据此在冲头30的移动路径上利用切削刃切入壁部14的厚度方向的一部分，并且以使该切入部分向所述底部12A(加工前突出壁)的方向移动的方式使所述切入部分引起剪切变形。此外，在冲头30与周壁14的厚度方向的全部对置的情况下，冲头30在移动路径上利用切削刃切入周壁14的厚度方向的全部，并且该切入部分向底部12A(加工前突出壁)的方向移动而使切入部分产生剪切变形。

其结果是，根据本实施方式，与以往不同，能够用较小的工具压力进行精密锻造。即，能够避免精密锻造中的过大的工具压力。另外，因为将切削加工中的切屑的生成机构适用于锻造加工，所以切屑不从金属材料分离而能够作为产品的一部分产生。另外，因为不需要过大的工具压力，所以也能够适用于尺寸大、具有复杂的截面形状的高强度材料制的空心部件的精密锻造。

在第2步骤中，因为保持底部12A(加工前突出壁)的所述交叉方向的尺寸，所以在与冲头的切削刃相对的周壁的切削部分，能够消除材料开裂的风险。本实施方式的精密锻造法中，作为新的概念也能够称为切削锻造法，除了镦锻、挤压这两个基本施工方法之外，也可以称为第三基本施工方法。

(2)本实施方式的精密锻造法在第1步骤中，将壁部14具有与冲模孔22的内表面至少局部面接触的配合区域、且底部12A(加工前突出壁)位于配合区域的相反侧的金属材料10配置于冲模孔22内，以及冲头30的切削刃32从冲模孔22的内表面离开至少小于壁部14的厚度而配置。另外，在第2步骤中，以壁部14的配合区域残留的方式利用切削刃32切入金属材料10。其结果是，在配合区域残留的情况下，能够将残留的周壁14的部位形成为筒状。此外，与本实施方式不同，在利用省略切削刃32的冲头使配合区域全部向底部(加工前突出壁)的方向移动的情况下，使该部分引起变形，形成非筒状的形状。

(3)在本实施方式的精密锻造法中，在将冲头30作为第1冲头时，作为第2冲头的反向冲头40隔着底部12A配置于与作为第1冲头的冲头30相反的一侧。并且，在第2步骤中，反向冲头40追从冲头30向移动方向的移动而移动。

其结果是，通过被施加一定背压的反向冲头，被剪切并排除的材料的切屑朝向节(底部)移动压缩，在底部能够形成已固化的部分。

(4)在本实施方式的精密锻造法中，在将切入量设为t₀时，冲头30的径向长度比周壁14的内径大2t₀mm。在肩半径r_cp和底部12A(加工前突出壁)的厚度t_c0满足r_cp/t_c0＜2.0的情况下，以t₀/t_c0满足下述不等式(1)的方式加工金属材料10。

t₀/t_c0≥0.052r_cp/t_c0+0.23......(1)

另外，在肩半径r_cp和底部12A(加工前突出壁)的厚度t_c0满足r_cp/tc0≥2.0的情况下，以t₀/t_c0满足下述不等式(2)的方式加工金属材料10。

t₀/t_c0≥3.0r_cp/t_c0-5.7......(2)

其结果是，在满足上述不等式(1)或者不等式(2)的情况下，能够得到不具有缩痕的精密锻造件。

(5)在本实施方式的精密锻造法中，在第2步骤中，通过止动部24抵接于周壁14的顶端面，从而金属材料10(详细为作为壁部的周壁14)在冲头30的移动方向上被保持。其结果是，在第2步骤中，能够有效地进行切削加工。

(6)精密锻造装置具备冲模20和冲头30。在冲模孔22内配置有金属材料10，金属材料10具有沿着冲头30的移动方向延伸的周壁14、和从周壁14向与移动方向交叉的方向延伸的底部12A。通过冲头30的移动而制造金属材料10。冲头30在金属材料10配置于冲模孔22内时，与周壁14的厚度方向的一部分及底部12A对置地配置。冲头30具有加工端面和在加工端面的缘部形成的切削刃32。切削刃32在冲头30在周壁14的高度范围内移动时，在冲头30的移动路径上切入周壁14的厚度方向的一部分，并且使该切入部分引起剪切变形。

其结果是，与以往不同，可得到能够以较小的工具压力进行精密锻造、即能够避免精密锻造中的过大的工具压力的精密锻造装置。

另外，因为将切削加工中的切屑的生成机构适用于锻造加工，所以可得到切屑不会从金属材料分离而能够作为产品的一部分产生的精密锻造装置。另外，根据本精密锻造装置，不需要过大的工具压力，所以也能够进行尺寸大、具有复杂的截面形状的高强度材料制的空心部件的精密锻造。

(7)本实施方式的精密锻造装置具备止动部24，在冲头30在周壁14的高度范围内移动时，止动部24抵接于周壁14的顶端面，以使得在冲头30的移动方向上保持金属材料10。其结果是，可得到能够有效地进行切削加工的精密锻造装置。

(8)本实施方式的精密锻造件具有：周壁14，在作为轴心方向的第1方向延设；和底部12B，从周壁14向与作为第1方向交叉的径向的第2方向延设。底部12B具有：第1面，位于周壁14与底部12B之间的接合线A所在的一侧；和与第1面相反的一侧的第2面。精密锻造件具有从接合线A延伸到第2面的接合线B的锻件流线。其结果是，该精密锻造件能够用不需要过大的工具压力的精密锻造装置制造。即，本实施方式的精密锻造件能够以较小的工具压力得到。即，本实施方式的精密锻造件是可避免精密锻造中的过大的工具压力的精密锻造件。另外，切削加工中的切屑不会分离而可作为精密锻造件的一部分产生。另外，本精密锻造件因为不需要过大的工具压力，所以也能够形成为尺寸大、具有复杂的截面形状的高强度材料制的空心部件。

(9)本实施方式的精密锻造件，作为壁部具有以环绕的方式延伸的周壁14，并具有形成于周壁14的内表面的底部12B。其结果是，作为具有周壁及底部的精密锻造件，能够实现上述(8)的作用效果。

(实施例)

接着，参照图8(a)～图8(d)、图9(a)、图9(b)及图10说明实施例。实施例的条件如表2。

[表2]

实施例的条件

在此，将金属材料10的流动应力σ设为σ＝501ε^0.24MPa。该金属材料10的初期的流动应力为193MPa，金属材料10的塑性系数为501MPa。该金属材料10是通过从厚度1.93mm的冷轧钢切断直径100mm的圆形板而得到的。该制造法使用的所有工具由高速度工具钢(SKH51(＝HRC63))形成。此外，锻造加工的工具为了防止划痕而被涂布TiAlN。另外，将G-3764(日本工作油制，40℃的粘度：550×10^-6m²/s)用作润滑油。通过1100KN的伺服冲压机实施锻造加工。锻造加工中的冲头30的负荷通过在冲头30的后板设置的应变仪而测定。另外，反向冲头40的背压由气缸赋予。

如上述表2的拉深加工的条件所示，对由SPCC构成的钢板(厚度1.93mm)的金属材料10(参照图8(a))进行拉深加工，如图8(b)所示，得到在底部12及底部12的周缘形成有周壁14的杯状的金属材料10。在该拉深加工中，冲头(未图示)的直径、冲模(未图示)的直径以及冲模肩半径分别为60mm、64.2mm及12mm。

通过该拉深加工，将底部12的内表面的接合线B(参照图8(b))上的曲率半径(冲头肩半径)设为10mm。

然后，进一步进行减薄拉深而形成图8(c)所示的锻造用坯料杯。该减薄拉深中使用的冲头(未图示)及冲模(未图示)的直径分别为60mm及63.66mm。通过该减薄拉深，将底部12的内表面的接合线B上的曲率半径(冲头肩半径)设为0.1mm。

接着，使用精密锻造装置50(参照图1(a)等)，将针对所述锻造用坯料杯的切入量t₀分别设为1.0mm及2.0mm，将冲头30的速度V设为5.8mm/s进行切削锻造。此外，在切削锻造中使用的冲模20与在减薄拉深中使用的冲模相同，在切入量t₀＝1.0mm的情况下，使用直径为62mm的冲头30及直径为63.66mm的冲模20。另外，反向冲头40使用直径60mm的反向冲头。反向冲头40的背压为0.05。冲头30在底部12的厚度以上且周壁14的高度以下的范围内移动。

此外，在现有的剪切加工(冲裁加工)中，冲头从抵接于板材的状态开始移动该板材的厚度以上，但是被冲头按压的底部断裂。与此相对，在本实施例中，底部不会断裂，伴随冲头的移动而在周壁的高度范围内移动的方面不同。

另外，在现有的半冲裁加工中，冲头从抵接于板材的状态开始以不超过该板材的厚度的移动量移动。与此相对，在本实施例中，底部伴随冲头的移动而在周壁的高度范围内移动的方面不同。

通过该切削锻造，将底部12的周缘部的内表面及外表面的曲率半径设为0.1mm。通过该切削锻造，能够使构成底部12的材料没有缺陷地自由移动。用应变仪测量冲头30的负荷的结果是，加工所需的冲头30的按压力p/C为金属材料10的塑性系数的0.3倍程度。

将如上所述形成的精密锻造件在高度方向切断，拍摄底部12和周壁14的截面的照片是图9(a)及图9(b)。

在图9(a)中出现如下线：该线如图9(b)中虚线明确所示，表示由于切削锻造而受到剪切变形的部分的锻件流线W。该锻件流线W是本切削锻造法所特有的，消除该锻件流线W需要精密锻造件的热处理，需要大的成本。另外，当比较现有例的图23及图24和本例的图9(a)及图9(b)时，可确认在现有例中没有锻件流线W。

另外，图10中示出在如上所述形成的精密锻造件的截面中对发生剪切变形的剪切区域(在图9(b)中比锻件流线W靠左侧的底部12的区域)及其周围的区域的多个部位上的维氏硬度进行测定的结果。数值表示维氏硬度。如图10所示，剪切区域的维氏硬度成为比离精密锻造件的周壁14的外表面近的部分高出2倍左右的值，剪切区域比周边区域硬。

(第2实施方式)

接着，参照图11(a)～图11(d)、图12(a)及图12(b)说明第2实施方式的精密锻造装置及精密锻造件。此外，在包括本实施方式的以下各实施方式中，在各图中，对与第1实施方式的结构相同或者相当的结构的部位标注相同附图标记。

如图11(a)及图11(b)所示，本实施方式的加工前的金属材料10与第1实施方式同样具备圆筒状的周壁14和与周壁14的下部连结为一体的底部12A。但是，第1实施方式的底部12在与轴心方向交叉的方向、即径向延设，形成为平板状，而本实施方式的底部12A不同之处是，其外表面成为作为球面的一部分的凹面，并且内表面成为作为球面的一部分的凸面。

此外，底部12A也可以如图11(b)中双点划线所示，以外表面成为作为球面的一部分的凸面、且内表面成为作为球面的一部分的凹面的方式形成。

或者，虽然未图示，但是底部12A的内外两表面也可以均成为作为球面的一部分的凹面、或者均成为作为球面的一部分的凸面。即，底面12A的平面形状及截面形状不作限定。

对本实施方式中使用的精密锻造装置50进行说明。

如图12(a)、图12(b)所示，精密锻造装置500与第1实施方式同样具备冲模20、冲头30、止动部24以及反向冲头40，冲模20具有冲模孔22。

在第1实施方式中，冲头30的加工端面31形成为平坦状。与此相对，在本实施方式中，如图12(a)、图12(b)所示，冲头30的加工端面31以沿着金属材料10的底部12A的外表面的方式形成为凸面。即，如图12(a)所示，加工端面31以沿着底部12A的外表面的凹面的方式成为作为球面的一部分的凸面。

并且，如图12(a)、图12(b)所示，在冲头30的加工端面31的缘部的全周形成有切削刃32。所述切削刃32与第1实施方式同样，以使在切削金属材料10的底部12A(12B)时产生的连续的切屑朝向冲头30的中央部(轴心)移动的方式形成。其他结构与第1实施方式同样。

第2实施方式中的精密锻造法与第1实施方式同样，因此将第1步骤用图12(a)进行图示，将第2步骤用图12(b)进行图示来代替其详细说明。

图11(c)是加工后的精密锻造件的立体图，图11(d)是加工后的精密锻造件的纵截面图。此外，在图11(d)中，双点划线所示的底部12B是通过对具有图11(b)中双点划线所示的底部12A的加工前的金属材料10进行加工而得到的精密锻造件的底部12B。该情况虽然未图示，但是冲头30的加工端面31以沿着金属材料10的底部12A的外表面的方式形成于凹面。

在本实施方式中也能够得到与第1实施方式的(1)～(8)记载的效果同样的效果。

(第3实施方式)

接着，参照图13(a)～图13(d)、图14(a)及图14(b)说明第3实施方式的精密锻造装置及精密锻造件。

如图13(a)及图13(b)所示，本实施方式的加工前的金属材料10与第1实施方式同样具备：圆筒状的周壁14；顶壁15，以将周壁14的一端侧的开口封闭的方式与周壁14连结为一体；以及向外凸缘17A，与周壁14的另一端的外周面连结为一体并向径向外侧延伸。周壁14在作为其轴心方向的第1方向延设。凸缘17A在与轴心方向交叉的方向、即径向延设，形成为平板状。

此外，顶壁15在与轴心方向交叉的方向、即径向延设，形成为平板状，但是并不限定于平板状，也可以为，外表面成为作为球面的一部分的凹面，并且内表面成为作为球面的一部分的凸面。另外，反之顶壁15也可以为，其外表面成为作为球面的一部分的凸面，并且内表面成为作为球面的一部分的凹面。或者，虽然未图示，但是顶壁15的内外两表面也可以均成为作为球面的一部分的凹面、或者均成为作为球面的一部分的凸面。即，顶壁15的平面形状及截面形状不作限定。

对本实施方式中使用的精密锻造装置50进行说明。

如图14(a)、图14(b)所示，精密锻造装置50具备冲模20、冲头30、止动部24、顶出件25及反向冲头40，冲模20具有冲模孔22。冲模孔22的横截面形状形成为圆形，但是并不限定，也可以形成为其他形状。另外，冲模孔22的横截面形状也可以形成为与凸缘17A的外形形状一致的形状或者不一致的形状。凸缘17A在冲模孔22的内表面不一致的情况下，只要是至少局部面接触的形状即可。在本实施方式中，凸缘17A形成为以整体与冲模孔22的内表面面接触的方式使形状一致的形状。

如图14(a)、图14(b)所示，冲头30形成为圆筒状。冲头30的外径与冲模孔22的内径相同，在冲头30的内周侧的端缘形成有切削刃32。切削刃32以使在切削金属材料10的周壁14时产生的连续的切屑朝向径向外侧移动的方式形成。

冲头30的切削刃32的内径比周壁14的内径长、且比周壁14的外径短，冲头30的切削刃32与冲模孔22的轴心同轴配置。即，切削刃32形成于比凸缘17A与冲模孔22的内表面面接触侧(外周面)靠内侧的位置。由此，冲头30与周壁14的厚度方向的一部分及凸缘17A对置地配置。另外，切削刃32以能够使周壁14的厚度方向的一部分、即存在于比切削刃32的内周缘靠径向外侧的周壁14的外周侧区域产生剪切变形的方式配置。

止动部24与冲模孔22的轴心同轴配置，如图14(a)所示，止动部24的横截面以与金属材料10的顶壁15的外形形状一致的方式形成为圆形状。止动部24以在存在于比切削刃32靠径向外侧的周壁14的外周侧区域产生剪切变形时与顶壁15的外表面抵接的方式配置。此外，止动部24只要在金属材料10的切削加工时能够保持金属材料10即可。因此，止动部24可以不必与顶壁15的外形形状一致，无论在径向上比顶壁15长还是短都可以，另外，截面形状也可以为非圆形。

顶出件25具有截面为圆形的主体部25a和直径比主体部25a小的截面为圆形的嵌合部25b。嵌合部25b具有与周壁14的内部空间的直径相同的直径，装卸自如地嵌合到周壁14内。此外，在金属材料10的周壁14不是圆筒状、而是截面为非圆形的情况下，嵌合部25b的截面形状只要形成为与周壁14的内周面的截面形状一致的截面形状即可。

在主体部25a与嵌合部25b之间形成有卡止台阶部25c。卡止台阶部25c在嵌合部25b嵌合到周壁14内时与周壁14的端面卡止。主体部25a的外径可设定为接近切削刃32。在冲头30在冲模孔22中移动时，与卡止台阶部25c抵接的周壁14的内周侧区域能够原样地残留。

与冲头30对置的反向冲头40形成为圆筒状，以侵入到由金属材料10的周壁14及冲模孔22的内周面包围的空间并与凸缘17A抵接的方式配置。另外，利用未图示的气缸等对反向冲头40赋予背压，从而反向冲头40始终按压凸缘17A。冲头30相当于第1冲头，反向冲头40相当于第2冲头。此外，反向冲头40不是必须的，也可以没有。

接着，说明本实施方式的精密锻造法。

(第1步骤)

如图14(a)所示，在第1步骤中，将具有凸缘17A及周壁14的金属材料10配置于精密锻造装置50的冲模20的冲模孔22内，并且使顶壁15的外表面抵接于止动部24。在该状态下，周壁14以沿着冲模孔22的冲头移动方向延伸的方式配置，凸缘17A以向与冲头移动方向交叉的方向延伸的方式配置。在此，冲头移动方向与周壁14的轴心方向一致。另外，凸缘17A的外周面变为与冲模孔22的内周面面接触的状态。

另外，冲头30以与周壁14的厚度方向的一部分及凸缘17A对置的方式配置于冲模孔22。与冲头30对置的周壁14的厚度方向的一部分是位于比切削刃32的内周缘靠径向外侧的周壁14的外周侧区域。

(第2步骤)

在第2步骤中，使冲头30朝向凸缘17A移动而利用切削刃32一边切削周壁14一边按压。在此，金属材料10变为在冲头30的移动方向上由止动部24保持的状态。从冲头30与凸缘17A最先抵接之后的冲头30的移动量在凸缘17A的厚度以上、且不足周壁14的高度h(参照图14(a))的范围。

在此，当冲头30按压凸缘17A而利用切削刃32切削周壁14的厚度方向的一部分时，在冲头30的加工端面形成的切削刃32碰触的凸缘17A(17B)的接合线A、和凸缘17A(17B)与周壁14的外周面之间的接合线B之间由于切削刃32而引起剪切变形。此外，切削加工前的凸缘用附图标记“17A”示出，加工中或者加工后的凸缘用附图标记“17B”示出。凸缘17A相当于加工前突出壁。凸缘17B相当于加工后的突出壁。

通过切削刃32的切入而被剪切的材料(切屑)流入到冲头30与反向冲头40之间的凸缘17A(也称为节)，在图14(a)中，在接合线A与接合线B之间形成锻件流线W。

图14(b)是在凸缘17B与顶壁15的外表面变为同一面之处结束切削加工的图。如图14(b)所示，锻件流线W从用附图标记“B”表示的部分延伸到用附图标记“A”表示的部分。此外，在图14(b)中，标注“B”的附图标记的部分是在凸缘17B与顶壁15的外表面变为同一面之前变为接合线B的部分。在此，在凸缘17B与顶壁15的外表面变为同一面的状态下，接合线B也作为痕迹残留。位于接合线A所在的一侧的凸缘17B的面相当于第1面，并且与第1面相反的一侧的凸缘17B的面相当于第2面。

凸缘17A、17B在与冲头30的移动方向交叉的方向上如图14(a)及图14(b)所示以尺寸不变化的方式被冲模20束缚。因此，伴随冲头30的加工的进行，所述材料(切屑)一边朝向节压缩一边移动，从而使节的厚度增加。

此外，对反向冲头40赋予的背压F_b与第1实施方式同样，与冲头30的按压力F相比充分小，即F_b＜＜F。当如上所述节的厚度增加时，反向冲头40对抗从未图示的气缸等赋予的施力(背压)而后退。

另外，如图14(b)所示，当冲头30按压凸缘17B而移动时，位于比切削刃32靠径向内侧的周壁14的部位、即与顶出件25的嵌合部25b的外周面面接触的配合区域变为原样地残留的状态。

在冲头30的切削加工结束后，止动部24及反向冲头40从冲模20离开，并且，顶出件25朝向止动部24移动，由此金属材料10从冲模20脱模。

其结果是，如图13(c)及图13(d)所示，在切削加工后的金属材料10、即精密锻造件中，位于周壁14的一端的加工前的凸缘17A向周壁14的另一端移动而变为凸缘17B。如图13(b)及图13(d)所示，加工后的凸缘17B的厚度比加工前的凸缘17A的厚度变厚，并且周壁14的加工后的厚度K₁比加工前的厚度K₀变薄。

在第3实施方式中，具有与第2实施方式的(1)、(3)、(5)～(7)同样的作用效果，并且具有下述的特征。

(10)本实施方式的精密锻造件具有：周壁14，在作为轴心方向的第1方向延设；和凸缘17B，从周壁14向与作为与第1方向交叉的径向的第2方向延设。凸缘17B具有：第1面，位于周壁14与凸缘17B之间的接合线A所在的一侧；和与该第1面相反的一侧的第2面。并且，精密锻造件具有从接合线A延伸到第2面的接合线B的锻件流线W。其结果是，在制造该精密锻造件的情况下，能够用不需要过大的工具压力的精密锻造装置制造。即，本实施方式的精密锻造件能够以较小的工具压力得到。即，本实施方式的精密锻造件是可避免精密锻造中的过大的工具压力的精密锻造件。另外，切削加工中的切屑不会分离而作为精密锻造件的一部分产生。另外，本精密锻造件因为不需要过大的工具压力，所以能够形成为尺寸大、具有复杂的截面形状的高强度材料制的空心部件。

(11)本实施方式的精密锻造件，作为壁部具有以环绕的方式延伸的周壁14，并具有形成于周壁14的外表面的向外凸缘17B。其结果是，作为具有周壁及凸缘的精密锻造件，能够实现上述(10)的作用效果。

(第4实施方式)

接着，参照图15(a)～图15(d)、图16(a)及图16(b)说明第4实施方式的精密锻造装置及精密锻造件。本实施方式与第3实施方式一部分不同，因此以不同的结构为中心进行说明。

如图15(a)、图15(b)所示，本实施方式的加工前的金属材料10通过具备同轴配置的内筒60和外筒62而构成双层筒状。内筒60的一端和外筒62的一端由底部64A连结为一体。在内筒60与外筒62之间形成有环状的槽63。内筒60相当于周壁及壁部，形成为圆筒状，在作为其轴心方向的第1方向延设。如图16(a)所示，外筒62形成为圆筒状，其外径与精密锻造装置的冲模20的冲模孔22的内径相同。

底部64A在与所述轴心方向交叉的方向、即径向延设，形成为平板状。

此外，底部64A在与轴心方向交叉的方向、即径向延设，形成为平板状，但是并不限定于平板状。内筒60和外筒62的截面形状形成为圆形，但是并不限定于圆形，也可以是其他形状。

对本实施方式中使用的精密锻造装置50进行说明。

如图16(a)、图16(b)所示，精密锻造装置50具备冲模20、冲头30、止动部24及反向冲头40，冲模20具有冲模孔22。冲模孔22的横截面形状形成为圆形，但是并不作限定，只要与外筒62的外形形状的至少一部分一致即可。

如图16(a)、图16(b)所示，冲头30形成为圆筒状。冲头30的外径与冲模孔22的内径相同，在冲头30的内周侧的端缘形成有切削刃32。切削刃32以使切削金属材料10的周壁60时产生的连续的切屑朝向径向外侧移动的方式形成。

冲头30的切削刃32的内径比内筒60的内径长、且比内筒60的外径短，冲头30的切削刃32与冲模孔22的轴心同轴配置。由此，冲头30与内筒60的厚度方向的一部分及底部64A对置地配置。另外，切削刃32以能使内筒60的厚度方向的一部分、即存在于比切削刃32的内周缘靠径向外侧的内筒60的外周侧区域产生剪切变形的方式配置。此外，内筒60的厚度方向与径向一致。

止动部24与冲模孔22的轴心同轴配置，由未图示的固定构件固定。如图16(a)所示，止动部24具有与金属材料10的内筒60嵌合的顶端部和与内筒60的端面抵接的台阶部24a。

与冲头30对置的反向冲头40形成为圆筒状。反向冲头40以嵌合到金属材料10的内筒60与外筒62之间的槽63并与底部64A抵接的方式配置。另外，利用未图示的气缸等对反向冲头40赋予背压，从而反向冲头40始终按压底部64A。冲头30相当于第1冲头，反向冲头40相当于第2冲头。此外，反向冲头40也可以没有。

接着，说明本实施方式的精密锻造法。

(第1步骤)

如图16(a)所示，在第1步骤中，将金属材料10配置于精密锻造装置50的冲模20的冲模孔22内，并且将内筒60与止动部24嵌合并使内筒60的端面抵接于台阶部24a。在该状态下，内筒60以沿着冲模孔22的冲头移动方向延伸的方式配置，底部64A以在与冲头移动方向交叉的方向延伸的方式配置。在此，冲头移动方向与内筒60的轴心方向一致。另外，底部64A的外周面、即外筒62的外周面变为与冲模孔22的内周面面接触的状态。

另外，冲头30以与内筒60的厚度方向的一部分及底部64A对置的方式配置于冲模孔22。与冲头30对置的内筒60的厚度方向的一部分是位于比切削刃32的内周缘靠径向外侧的内筒60的外周侧区域。

(第2步骤)

在第2步骤中，使冲头30朝向底部64A移动而利用切削刃32一边切削内筒60一边按压。在此，金属材料10变为被止动部24在冲头30的移动方向保持的状态。冲头30与底部64A最先抵接之后的冲头30的移动量在底部64A的厚度以上且不足内筒60的高度的范围。

在此，当冲头30按压底部64A而利用切削刃32切削内筒60的厚度方向的一部分时，在冲头30的加工端面形成的切削刃32碰触的底部64A(64B)的接合线A、和底部64A(64B)与内筒60的外周面之间的接合线B之间由于切削刃32而引起剪切变形。此外，切削加工前的底部用附图标记“64A”表示，加工中或者加工后的凸缘用附图标记“64B”表示。底部64A相当于加工前突出壁。底部64B相当于加工后的突出壁。

通过切削刃32的切入而被剪切的材料(切屑)流入到冲头30与反向冲头40之间的底部64A(也称为节)，在图16(a)中，在接合线A与接合线B之间形成锻件流线W。

位于接合线B所在的一侧的底部64A(64B)的面相当于第1面，与第1面相反的一侧的底部64A(64B)的面相当于第2面。图16(b)是切削加工已结束的图。如图16(b)所示，锻件流线W从第1面的用附图标记“B”表示的部分延伸到第2面的用附图标记”A”表示的部分。

底部64A、64B在与冲头30的移动方向交叉的方向上如图16(a)及图16(b)所示以尺寸不变化的方式被冲模20束缚。因此，伴随冲头30的加工的进行，所述材料(切屑)一边朝向节压缩一边移动而使节的厚度增加。

此外，赋予给反向冲头40的背压F_b与第1实施方式同样，与冲头30的按压力F相比充分小，即F_b＜＜F。当如上所述节的厚度增加时，反向冲头40对抗从未图示的气缸等赋予的施力(背压)而后退。

另外，如图16(b)所示，当冲头30按压底部64B而移动时，位于比切削刃32靠径向内侧的内筒60的部位变为原样地残留的状态。

其结果是，如图15(c)及图15(d)所示，在切削加工后的金属材料10、即精密锻造件中，位于内筒60的一端的加工前的底部64A朝向内筒60的另一端移动而变为底部64B。如图15(b)及图15(d)所示，加工后的底部64B的厚度比加工前的底部64A的厚度变厚，并且内筒60的切削对象部位的加工后的厚度K₁比加工前的厚度K₀变薄。

在第4实施方式中，具有与第3实施方式同样的作用效果。

(第5实施方式)

接着，参照图17(a)～图17(d)说明第5实施方式。

如图17(a)、图17(b)所示，本实施方式的加工前的金属材料10与第1实施方式同样，具备圆筒状的周壁14和与周壁14的下部连结为一体的底部12A。

本实施方式中使用的精密锻造装置50与在第1实施方式中说明的精密锻造装置50比较，切削刃32的形状不同。在第1实施方式中，冲头30的加工端面31形成为平坦状，在俯视冲头30的情况下，在加工端面31的缘部的全周形成有圆形的切削刃32。与此相对，在本实施方式中，冲头30的加工端面31形成为平坦状，在俯视冲头30的情况下，在加工端面31的缘部的全周形成有包括在周向上交替配置的凹部和凸部的切削刃32。除了精密锻造装置50的冲头30的切削刃32的结构之外，其他结构与第1实施方式同样。切削刃32不限定于交替配置有凹部和凸部的形状，也可以是其他形状。

第5实施方式中的精密锻造法与第1实施方式同样，因此将第1步骤用图1(a)进行图示，将第2步骤用图1(b)、图1(c)进行图示来代替其详细说明。

图17(c)是加工后的精密锻造件的立体图，图17(d)是加工后的精密锻造件的纵截面图。如图17(c)、图17(d)所示，在金属材料10的周壁14的加工后的端部侧的内周面，通过冲头30的切削刃32而在周向上交替地配置有凸部14a及凹部14。另外，如图17(d)所示，在接合线A与接合线B之间形成锻件流线W。

如图17(b)及图17(d)所示，加工后的底部12B的厚度比加工前的底部12A的厚度变厚，并且周壁14的切削对象部位的加工后的厚度K₁比加工前的厚度K₀变薄。

(第6实施方式)

接着，参照图18(a)～图18(d)说明第6实施方式。

如图18(a)、图18(b)所示，本实施方式的加工前的金属材料10与第1实施方式同样，具备圆筒状的周壁14和与周壁14的下部连结为一体的底部12A。

在第1实施方式中，底部12A整体形成为平板状，但是在本实施方式中，底部12A的中央区域在向周壁14延伸的方向鼓出、从图18(b)观看的情况下，形成有作为具有顶壁的筒状体的鼓出部19。鼓出部19形成为截面呈圆形，与周壁14同轴配置。在鼓出部19与周壁14之间形成有圆形环状的槽19a。

本实施方式中使用的精密锻造装置50虽然未图示，但是与第1实施方式中说明的精密锻造装置50同样地构成，因此省略说明。

第6实施方式中的精密锻造法与第1实施方式同样，因此省略说明。图18(c)是加工后的精密锻造件的立体图，图18(d)是加工后的精密锻造件的纵截面图。

作为采用上述精密锻造装置的切削锻造的结果，如图18(c)及图18(d)所示，在切削加工后的金属材料10、即精密锻造件中，位于周壁14的一端的加工前的底部12A朝向周壁14的另一端移动而变为底部12B。如图18(b)及图18(d)所示，加工后的底部12B的厚度比加工前的底部12A的厚度变厚，并且周壁14的切削对象部位的加工后的厚度K₁比加工前的厚度K₀变薄。

在第6实施方式中，具有与第1实施方式同样的作用效果。

(第7实施方式)

接着，参照图19(a)、图19(b)、图20(a)及图20(b)说明第7实施方式的精密锻造装置及精密锻造件。

如图19(a)所示，加工前的金属材料10具有四方板状的壁部114和与壁部114的下部连结为一体的四方板状的加工前突出壁112A，截面成为L字状。即，加工前突出壁112A从壁部114向作为与壁部114的高度方向交叉的方向的正交方向延伸。壁部114相当于平板状的壁部。高度方向相当于第1方向。另外，作为与所述高度方向交叉的方向的正交方向相当于第2方向。此外，在以下说明中，加工前突出壁用附图标记“112A”表示，加工中或者加工后的突出壁用附图标记“112B”表示。

对本实施方式中使用的精密锻造装置50进行说明。

如图20(a)、图20(b)所示，精密锻造装置50具备冲模20、冲头30、止动部24以及反向冲头40，冲模20具有冲模孔22。

冲模孔22以加工前突出壁112A能够嵌合的方式将横截面形成为长方形、即四方形。冲模孔22具有与其横截面形状即长方形的长边对应的、相互对置的两个内表面22a、22b。第1内表面22a相对于冲头32及反向冲头40的一侧面滑接，并且第2内表面22b与冲头32及反向冲头40的另一侧面分离。

止动部24形成为棱柱状，以与壁部114抵接的方式固定于冲模20。此外，止动部24也可以是与冲模20形成为一体的卡止台阶部。

如图20(a)及图20(b)所示，冲头30形成为板状。冲头30的加工端面形成为平坦状，在与冲模孔22的第2内表面22b对置的加工端面的缘部形成有切削刃32。在图20(a)中，切削刃32从纸面向正交的方向延伸。相对于冲模孔22的第2内表面22b以与其具有间隙S的方式分离地配置。切削刃32以使在切削金属材料10的壁部114时产生的连续的切屑朝向内表面22a移动的方式形成。

当冲头30在冲模孔22中移动时，在冲头30与第2内表面22b之间的间隙S内，位于比切削刃32靠近内表面22b的位置的金属材料10的部位能够原样地残留。

与冲头30对置的反向冲头40以与由所述金属材料10的壁部114、加工前突出壁112A及第1内表面22a等包围的空间抵接的方式配置。利用未图示的气缸等对反向冲头40赋予背压，从而反向冲头40始终按压突出壁112A。此外，反向冲头40也可以没有。

接着，说明本实施方式的精密锻造法。

(第1步骤)

如图20(a)所示，在第1步骤中，将具有加工前突出壁112A及壁部114的金属材料10配置于冲模20的冲模孔22内，并且使壁部114抵接于止动部24。在该状态下，壁部114以沿着冲模孔22的冲头移动方向的方式配置，加工前突出壁112A以在与冲头移动方向交叉的方向延伸的方式配置。在此，冲头移动方向与壁部114的高度方向一致。另外，加工前突出壁112A的端面变为与冲模孔22的第1内表面22a面接触的状态。

另外，冲头30以与加工前突出壁112A、及壁部114的厚度方向的一部分对置的方式配置于冲模孔22。

(第2步骤)

在第2步骤中，使冲头30朝向加工前突出壁112A移动而利用切削刃32一边切削壁部114一边按压。在此，金属材料10变为由止动部24在冲头30的移动方向上保持的状态。冲头30与加工前突出壁112A最先抵接之后的冲头30的移动量在不足壁部114的高度的范围。

在此，当冲头30按压加工前突出壁112A(112B)而利用切削刃32切削壁部114的厚度方向的一部分时，在冲头30的切削刃32碰触的突出壁112A(112B)的接合线A、和突出壁112A(112B)与壁部114之间的接合线B之间由于切削刃32而引起剪切变形。此外，在图20(a)中，切削刃32从纸面向正交的方向延伸，因此本实施方式的接合线A、B变为直线。

通过切削刃32的切入而被剪切的材料(切屑)流入到冲头30与反向冲头40之间的突出壁112A(112B)(也称为节)，在图20(b)中，在接合线A与接合线B之间形成锻件流线W。位于接合线B所在的一侧的突出壁112A(112B)的面相当于第1面，并且与第1面相反的一侧的突出壁112A(112B)的面相当于第2面。如图20(b)所示，锻件流线W从第1面的用附图标记“B”表示的部分延伸到第2面的用附图标记“A”表示的部分。

加工前突出壁112A(加工后的突出壁112B)在与冲头30的移动方向交叉的方向上如图20(a)及图20(b)所示以尺寸不变化的方式被冲模20束缚。因此，伴随冲头30的加工的进行，所述材料(切屑)一边朝向节压缩一边移动而使节的厚度增加。

此外，赋予给反向冲头40的背压F_b与第1实施方式同样，与冲头30的按压力F相比充分小，即F_b＜＜F。当如上所述节的厚度增加时，反向冲头40对抗从未图示的气缸等赋予的施力(背压)而后退。

其结果是，如图20(a)及图20(b)所示，在切削加工后的金属材料10、即精密锻造件中，位于壁部114的一端的加工前突出壁112A朝向部114的另一端移动而变为突出壁112B。

如图19(a)及图19(b)所示，加工后的突出壁112B的厚度比加工前突出壁112A的厚度变厚。

在第7实施方式中，壁部114形成为平板状，但是在与第1方向正交的横向剖视的情况下，也可以折弯地形成。在该情况下，优选冲头30的切削刃32形成为与壁部114的折弯一致的形状。

(第8实施方式)

接着，参照图21(a)、图21(b)、图22(a)及图22(b)说明第8实施方式的精密锻造装置及精密锻造件。

如图21(a)所示，本实施方式的加工前的金属材料10具备：半圆环形的壁部114；和半圆环形的凸缘120A，与壁部114的基端的外周面连结为一体，向放射方向延伸。即，凸缘120A相对于壁部114向与壁部114的高度方向交叉的放射方向伸出。凸缘120A相当于向外凸缘。壁部114相当于弯曲的壁部。壁部114在横向剖视的情况下形成为半圆环形，但是并不限定半圆环形，也可以是C字形等其他的圆弧形、或者曲率半径在周向上变化的形状。在本实施方式中，壁部114的高度方向相当于第1方向。另外，放射方向相当于第2方向。

对本实施方式中使用的精密锻造装置50进行说明。

如图22(a)、图22(b)所示，精密锻造装置50具备冲模20、冲头30、止动部24以及反向冲头40，冲模20具有冲模孔22。

冲模孔22通过作为平坦面的第1内表面22a和作为凹曲面的第2内表面22b形成，横截面成为半圆形状，能够供凸缘120A嵌合。冲头30及切削刃32形成为半圆环形，其外侧的曲率半径与第2内表面22b相同，并与第2内表面22b能滑接地面接触。冲头30的加工端面的径向长度比凸缘120A的从壁部114开始的伸出量长，并且比凸缘120A的伸出量和壁部114的径向的厚度的合计值短。在冲头30的加工端面的内侧缘整体形成有切削刃32。

反向冲头40形成为半圆环形，外侧的曲率半径与第2内表面22b相同，与第2内表面22b能滑接地面接触。反向冲头40的内侧的曲率半径与壁部114的外表面的曲率半径相同，与该外表面能滑接地面接触。反向冲头40的与冲头30对置的端面形成为平面并与凸缘120A抵接。

反向冲头40的径向宽度与凸缘120A的从壁部114开始的伸出量相同。

冲头30与第1内表面22a分离地配置，并且在切削刃32与第1内表面22a之间形成间隙S。止动部24相对于冲模20固定。止动部24具有作为平坦面的侧面24d和作为凸曲面的侧面24e，横截面形成为半圆形状。止动部24具有主体部24h和顶端部24g。顶端部24g的侧面24e的半径成为比主体部24h的侧面24e的半径小的直径，在主体部24h与顶端部24g之间形成有卡止台阶部24f。

如图22(a)及图22(b)所示，卡止台阶部24f与壁部114的顶端面抵接。止动部24的主体部24h的侧面24e与反向冲头40能滑接地面接触。另外，止动部24的顶端部24g的侧面24e与壁部114的内表面面接触。止动部24的侧面24d整体与第1内表面22a面接触。

关于本实施方式的精密锻造法及效果，在第7实施方式中说明的精密锻造法的记载中，只要分别将“加工前突出壁112A”换用另一措词“凸缘120A”、将“加工后的突出壁112B”换用另一措词“凸缘120B”、将“图20”换用另一措词“图22”、将“图19”换用另一措词“图21”、将“112A”换用另一措词“120A”、将“112B”换用另一措词“120B”即可，因此省略说明。凸缘120A相当于加工前突出壁。另外，本实施方式的冲头30的切削刃32成为半圆环形，因此接合线A、B为半圆环形。

此外，在前述的说明中，加工后的凸缘120B在壁部114的高度方向上位于比壁部114的中央部靠近基端的位置，如图21(c)所示，也可以位于壁部114的高度方向的上端部。

另外，在设置有向外凸缘的第8实施方式中，也可以取代向外凸缘而设置向内凸缘。

附图标记说明

10：金属材料；12A、12B：底部；14：周壁；16：空间；20：冲模；22：冲模孔；24：止动部；30：冲头；32：切削刃；40：反向冲头；50：精密锻造装置；A、B：接合线；W：锻件流线。