CN114570870A - 模具及锻造方法 - Google Patents

Abstract

本公开的模具是一种在对棒状坯料进行锻造时使用的模具，其具备：下模，其具有收容坯料的槽部；上模，其具有与槽部卡合而按压坯料的按压部；以及引导部，其形成于槽部或按压部，将坯料的材料的流动沿该坯料的长度方向引导。在按压部卡合于槽部的状态下，在槽部延伸的方向上，引导部的顶部向槽部的内侧凸出的凸出量与位于引导部的顶部两侧的端部向槽部的内侧凸出的凸出量相比较大。

Description

模具及锻造方法

技术领域

本公开涉及模具及锻造方法，例如，涉及在对棒状坯料进行锻造时使用的模具及锻造方法。

背景技术

在通过锻造从棒状坯料成型比该坯料更长、更薄的产品(例如汽车的连杆主体)的情况下，进行预成型以提高成品率。

例如，日本特开2004-122163号的锻造方法为，由可沿上下方向驱动地插入下保持板的通孔的下预成型模具、和可沿上下方向驱动地插入上保持板的通孔的上预成型模具夹持坯料，从而进行预成型，该预成型在形成向坯料的左右方向凸出的圆弧形的薄壁部的同时，将该坯料沿长度方向拉伸。

发明内容

本申请人发现了以下的课题。日本特开2004-122163号的锻造方法由于在将坯料沿长度方向拉伸时形成向左右方向凸出的薄壁部，因此，该坯料的材料的仅从坯料向左右方向凸出的量沿左右方向流动，无法高效地将坯料沿长度方向拉伸。

本公开是鉴于上述问题而完成的，实现能够高效地将坯料沿长度方向拉伸的模具及锻造方法。

本公开的一个方式涉及的模具是在对棒状坯料进行锻造时使用的模具，其具备：

下模，其具有收容所述坯料的槽部；

上模，其具有与所述槽部卡合而按压所述坯料的按压部；以及

引导部，其形成于所述槽部或所述按压部，将所述坯料的材料的流动沿该坯料的长度方向引导，

在所述按压部卡合于所述槽部的状态下，在所述槽部延伸的方向上，所述引导部的顶部向所述槽部的内侧凸出的凸出量与位于所述引导部的顶部两侧的端部向所述槽部的内侧凸出的凸出量相比较大。

优选地，在上述模具中，所述引导部形成于所述按压部的下端部，在所述按压部卡合于所述槽部的状态下从与该槽部延伸的方向以及所述模具的上下方向正交的方向观察，所述引导部具有向所述模具的下侧凸出的弯曲形状。

优选地，在上述模具中，所述引导部形成于所述槽部的侧部或底部，从与所述槽部延伸的方向正交的方向观察，所述引导部具有向所述槽部的内侧凸出的弯曲形状。

优选地，上述模具具备支撑部，该支撑部在位于所述引导部的两侧沿所述模具的上下方向可移动地配置，支撑收容于所述槽部的所述坯料，所述引导部形成于所述槽部的底部。

优选地，在上述模具中，所述支撑部由在所述模具的上下方向上伸缩的弹性构件支撑。

优选地，上述模具具备限制部，所述限制部形成于所述按压部，限制所述坯料的材料向该坯料的横切方向的流动，

在所述按压部卡合于所述槽部的状态下，在与所述槽部延伸的方向及所述模具的上下方向正交的方向上，所述限制部的两端部向所述模具的下侧凸出的凸出量与所述限制部的两端部之间的顶部向所述模具的下侧凸出的凸出量相比较大。

优选地，在上述模具中，在所述按压部卡合于所述槽部的状态下从该槽部延伸的方向观察，所述限制部具有向所述模具的上侧凸出的弯曲形状。

本公开的一个方式所涉及的锻造方法是对棒状坯料进行锻造的方法，具备：

将所述坯料收容于下模的槽部的工序；以及

利用上模的按压部按压所述坯料，将所述按压部卡合于所述槽部的工序，

在按压所述坯料时，利用形成于所述槽部或所述按压部的引导部将所述坯料的材料向该坯料的长度方向的流动朝向所述坯料的两端部引导。

优选地，在上述锻造方法中，在按压所述坯料时，利用形成于所述按压部的限制部限制所述坯料的材料向该坯料的横切方向的流动。

优选地，在上述锻造方法中，在在按压所述坯料时，由支撑部支撑所述坯料的位于所述引导部两侧的部分。

根据本公开，实现能够高效地将坯料沿长度方向拉伸的模具及锻造方法。

附图说明

下面将参照附图描述本发明所例示的实施例的特征、优点以及技术和工业意义，相同的标号表示相同的部件，其中：

图1是示意地示出利用实施方式1的模具对坯料进行锻造的情形的立体图。

图2是沿图1的II-II箭头观察的剖视图。

图3是沿图1的III-III箭头观察的剖视图。

图4是沿图1的IV-IV箭头观察的剖视图。

图5是从Z轴负侧观察到的实施方式1的模具的上模的立体图。

图6是从Z轴正侧观察到的实施方式1的模具的下模的立体图。

图7是用于说明在按压坯料时从该坯料作用于限制部的力的图。

图8是示意地示出利用实施方式2的模具对坯料进行锻造时的情形的XZ剖视图。

图9是示意地示出利用实施方式2的模具对坯料进行锻造时的情形的YZ剖视图。

图10是示意性示出利用实施方式2的模具已锻造坯料时的情形的XZ剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对应用了本公开的具体实施方式进行详细说明。但是，本公开并非限定于以下的实施方式。此外，为了使说明明确，以下的记载及附图被适当地简化。

＜实施方式1＞

首先，对本实施方式的模具的构成进行说明。本实施方式的模具例如适于通过锻造从棒状坯料成型比该坯料更长、更薄的产品的情况下进行的预成型。另外，在以下说明中，为了使说明明确，使用三维(XYZ)坐标系来进行说明。在这里，Z轴正侧为模具的上侧，Z轴负侧为模具的下侧。

图1是示意地示出利用本实施方式的模具对坯料进行锻造的情形的立体图。图2是沿图1的II-II箭头观察的剖视图。图3是沿图1的III-III箭头观察的剖视图。图4是沿图1的IV-IV箭头观察的剖视图。图5是从Z轴负侧观察到的本实施方式的模具的上模的立体图。图6是从Z轴正侧观察到的本实施方式的模具的下模的立体图。

如图1至图4所示，模具1具备上模11和下模21。如图4和图5所示，上模11具备保持部12、按压部13、引导部14和限制部15。保持部12例如是具有平行于X轴的边和平行于Y轴的边的矩形的板体，在X轴方向上具有长度方向。

按压部13在锻造坯料2时按压该坯料2，详细情况如后所述。按压部13从保持部12向Z轴负侧凸出。按压部13例如从Z轴方向观察时基本形状呈矩形，配置于保持部12的大致中央。

详细地，如图5所示，从Z轴方向观察，按压部13大体具备沿X轴方向延伸的边和沿Y轴方向延伸的边。在这里，沿X轴方向延伸的、配置于Y轴正侧的边13a，以与形成于下模21的槽部23的第二引导部25对应的方式，为向Y轴负侧凸出的弯曲形状。

此外，沿X轴方向延伸的、配置于Y轴负侧的边13b，以与形成于下模21的槽部23的第三引导部26对应的方式，为向Y轴正侧凸出的弯曲形状。然而，只要按压部13为如后所述能够与下模21的槽部23卡合的形状及配置即可。

引导部14将坯料2的材料的流动沿该坯料2的长度方向引导，详细情况如后所述。如图4和图5所示，引导部14形成于按压部13的Z轴负侧的端部。

从Y轴方向观察时，引导部14具有如下形状：引导部14的X轴方向的顶部处的从保持部12向Z轴负侧凸出的凸出量与位于引导部14的X轴方向的顶部两侧的端部处的从保持部12向Z轴负侧凸出的凸出量相比较大。引导部14例如可以形成为，从Y轴方向观察时为向Z轴负侧凸出的弯曲形状。

限制部15限制坯料2的材料向该坯料2的横切方向的流动，详细情况如后所述。如图4和图5所示，限制部15形成于按压部的Z轴负侧的端部。

从X轴方向观察时，限制部15具有如下形状：限制部15的Y轴方向的两端部处的从保持部12向Z轴负侧凸出的凸出量与限制部15的Y轴方向的两端部之间的顶部处的从保持部12向Z轴负侧凸出的凸出量相比较大。

详细地，限制部15可以为从X轴方向观察时向Z轴正侧凸出的弯曲形状。如上所述，按压部13的Z轴正侧的端部为形成有引导部14和限制部15的三维形状。

如图6所示，下模21具备基部22、槽部23、第一引导部24、第二引导部25和第三引导部26。基部22例如是具有平行于X轴的边和平行于Y轴的边的矩形的块体，沿X轴方向延伸。基部22的周缘部例如在将上模11和下模21沿Z轴方向重叠的状态下与保持部12的周缘部大体一致。

如图1所示，槽部23在锻造坯料2时收容该坯料2。槽部23形成于基部22的Z轴正侧的端部，沿X轴方向延伸。槽部23例如以从X轴方向观察时大致矩形柱形状为基本形状。然而，槽部23只要具有在锻造坯料2时能够收容该坯料2的Z轴方向的大致整个区域的形状即可。

第一引导部24、第二引导部25和第三引导部26将坯料2的材料的流动沿该坯料2的长度方向引导，详细情况如后所述。如图2和图6所示，第一引导部24配置为，形成于槽部23的底部，在将上模11的按压部13卡合于下模21的槽部23的状态下，在Z轴方向上与上模11的引导部14相对。

从Y轴方向观察时，第一引导部24具有如下形状：第一引导部24的X轴方向的顶部处的从槽部23的底部向Z轴正侧凸出的凸出量与位于第一引导部24的X轴方向的顶部两侧的端部处的从槽部23的底部向Z轴正侧凸出的凸出量相比较大。第一引导部24例如可以为从Y轴方向观察时向Z轴正侧凸出的弯曲形状。此时，第一引导部24可以具有与上模11的引导部14大致相同的形状。

如图3和图6所示，第二引导部25形成于槽部23的Y轴正侧的侧壁部，从Y轴方向观察时，配置在与第一引导部24大致相同的位置处。从Z轴方向观察时，第二引导部25具有如下形状：第二引导部25的X轴方向的顶部处的从槽部23的Y轴正侧的侧壁部向Y轴负侧凸出的凸出量与位于第二引导部25的X轴方向的顶部两侧的端部处的从槽部23的Y轴正侧的侧壁部向Y轴负侧凸出的凸出量相比较大。第二引导部25例如可以为从Z轴方向观察时向Y轴负侧凸出的弯曲形状。

如图3和图6所示，第三引导部26配置为，形成于槽部23的Y轴负侧的侧壁部，从Z轴方向观察时与第二引导部25相对。从Z轴方向观察时，第三引导部26具有如下形状：第三引导部26的X轴方向的顶部处的从槽部23的Y轴负侧的侧壁部向Y轴正侧凸出的凸出量与位于第三引导部26的X轴方向的顶部两侧的端部处的从槽部23的Y轴负侧的侧壁部向Y轴正侧凸出的凸出量相比较大。第三引导部26例如可以为从Z轴方向观察时向Y轴正侧凸出的弯曲形状。此时，第三引导部26可以具有与第二引导部25大致相同的形状。

接下来，说明利用本实施方式的模具1锻造坯料2的流程。首先，将坯料2收容于下模21的槽部23。然后，将上模11配置于下模21的Z轴正侧，以使上模11的引导部14与下模21的第一引导部24在Z轴方向上相对。

接着，使上模11向Z轴负侧移动，在利用该上模11的按压部13按压坯料2的同时使该按压部13卡合于下模21的槽部23，从而能够锻造坯料2。此时，由于坯料2被收容于下模21的槽部23，因此，坯料2的材料在被抑制了向Y轴方向的流动的同时，沿着槽部23延伸的X轴方向即坯料2的长度方向流动。

并且，从Y轴方向观察时，上模11的引导部14具有如下形状：引导部14的X轴方向的顶部处的从保持部12向Z轴负侧凸出的凸出量与位于引导部14的X轴方向的顶部两侧的端部处的从保持部12向Z轴负侧凸出的凸出量相比较大。

此外，从Y轴方向观察时，下模21的第一引导部24具有如下形状：第一引导部24的X轴方向的顶部处的从槽部23的底部向Z轴正侧凸出的凸出量与位于第一引导部24的X轴方向的顶部的两侧的端部处的从槽部23的底部向Z轴正侧凸出的凸出量相比较大。

因此，坯料2中被上模11的按压部13按压的部分的材料，在X轴方向上，以上模11的引导部14的X轴方向的顶部以及下模21的第一引导部24的X轴方向的顶部为界，向槽部23的外侧流动。

即，坯料2中的、与上模11的引导部14的X轴方向的顶部以及下模21的第一引导部24的X轴方向的顶部相对而位于X轴正侧的部分的材料向X轴正侧流动。此外，坯料2中的、与上模11的引导部14的X轴方向的顶部以及下模21的第一引导部24的X轴方向的顶部相对而位于X轴负侧的部分的材料向X轴负侧流动。

并且，从Z轴方向观察时，下模21的第二引导部25具有如下形状：第二引导部25的X轴方向的顶部处的从槽部23的Y轴正侧的侧壁部向Y轴负侧凸出的凸出量与位于第二引导部25的X轴方向的顶部两侧的端部处的从槽部23的Y轴正侧的侧壁部向Y轴负侧凸出的凸出量相比较大。

此外，从Z轴方向观察时，下模21的第三引导部26具有如下形状：第三引导部26的X轴方向的顶部处的从槽部23的Y轴负侧的侧壁部向Y轴正侧凸出的凸出量与位于第三引导部26的X轴方向的顶部两侧的端部处的从槽部23的Y轴负侧的侧壁部向Y轴正侧凸出的凸出量相比较大。

因此，坯料2中被上模11的按压部13按压的部分的材料，在X轴方向上，以下模21的第二引导部25的X轴方向的顶部以及第三引导部26的X轴方向的顶部为界，向槽部23的外侧流动。

即，坯料2中的、与下模21的第二引导部25的X轴方向的顶部以及第三引导部26的X轴方向的顶部相对而位于X轴正侧的部分的材料向X轴正侧流动。此外，坯料2中的、与下模21的第二引导部25的X轴方向的顶部以及第三引导部26的X轴方向的顶部相对而位于X轴负侧的部分的材料向X轴负侧流动。

如上所述，利用下模21的槽部23、以及上模11的引导部14、下模21的第一引导部24、第二引导部25、第三引导部26，能够使坯料2的材料良好地沿该坯料2的长度方向流动。

并且，在上模11的引导部14、以及下模21的第一引导部24、第二引导部25、第三引导部26为弯曲形状的情况下，能够减小坯料2拉伸时各个引导部14、24、25、26与坯料2之间的摩擦阻力。此外，能够减小上模11的按压部13与下模21的槽部23之间的卡合部处的内压。

因此，能够抑制坯料2的材料侵入在将上模11的按压部13与下模21的槽部23卡合时产生的、按压部13与槽部23之间的间隙，其结果，能够抑制毛刺的产生。

在这里，图7是用于说明按压坯料时该坯料作用于限制部的力。从X轴方向观察时，上模11的限制部15具有如下形状：限制部15的Y轴方向的两端部处的从保持部12向Z轴负侧凸出的凸出量与限制部15的Y轴方向的两端部之间的顶部处的从保持部12向Z轴负侧凸出的凸出量相比较大。

因此，如果如上所述按压坯料2，则如图7的白色箭头所示，在上模11的限制部15的法线方向上且相对于坯料2朝向外侧，力作用于限制部15。由此，将上模11的按压部13与下模21的槽部23卡合时产生的按压部13与槽部23之间的间隙G缩小，能够抑制坯料2的材料向该间隙G的侵入。其结果，能够抑制毛刺的产生。

如上所述，本实施方式的模具1及锻造方法能够利用下模21的槽部23、以及各个引导部14、24、25、26将坯料2的材料的流动向该坯料2的长度方向的两端部引导。因此，能够使坯料2的材料良好地沿该坯料2的长度方向流动。

并且，在各个引导部14、24、25、26为弯曲形状的情况下，能够减小坯料2拉伸时各个引导部14、24、25、26与坯料2之间的摩擦阻力。此外，能够减小上模11的按压部13与下模21的槽部23的卡合部处的内压。因此，能够抑制坯料2的材料侵入在将上模11的按压部13与下模21的槽部23卡合时产生的按压部13与槽部23之间的间隙G，其结果，能够抑制毛刺的产生。

此外，在按压坯料2时，能够在上模11的限制部15的法线方向上且相对于坯料2朝向外侧，使力作用于限制部15。因此，将上模11的按压部13与下模21的槽部23卡合时产生的按压部13与槽部23之间的间隙G缩小，能够抑制坯料2的材料向该间隙G的侵入。其结果，能够抑制毛刺的产生。

＜实施方式2＞

图8是示意地示出利用本实施方式的模具对坯料进行锻造时的情形的XZ剖视图。图9是示意地示出利用本实施方式的模具对坯料进行锻造时的情形的YZ剖视图。图10是示意地示出利用本实施方式的模具对坯料已进行锻造时的情形的XZ剖视图。

本实施方式的模具3在实施方式1的模具1的构成之外，还具备在按压坯料2时对该坯料2进行支撑的支撑部31以及弹性构件32。另外，在以下说明中，省略与实施方式1重复的说明，对于与实施方式1的模具1相同的构件使用相同的标号来说明。

如图8所示，支撑部31配置为在X轴方向上位于下模21的第一引导部24的两侧，能够沿Z轴方向移动。详细地，在X轴方向上在下模21的槽部23处的位于第一引导部24的两侧的位置处形成有被插入部33，支撑部31插入该被插入部33。

如图9所示，支撑部31具备在该支撑部31的Z轴正侧的端部处载置坯料2的载置部34。载置部34为从X轴方向观察时大致V字形的缺口。但是，载置部34只要是能够稳定地载置坯料2的形状即可。

弹性构件32支撑支撑部31。弹性构件32例如是螺旋弹簧等弹性体。弹性构件32被收容于下模21的被插入部33的内部，配置于该被插入部33的底部与支撑部31之间。由此，当支撑部31被压向Z轴负侧时，弹性构件32向Z轴正侧推压该支撑部31。

如果为了使用该模具3锻造坯料2而将该坯料2收容于下模21的槽部23，则坯料2由下模21的第一引导部24的顶部和相对于该第一引导部24配置于两侧的支撑部31支撑。

并且，如果为了锻造坯料2而利用上模11的按压部13按压该坯料2，则随着坯料2被压向Z轴负侧，支撑部31向Z轴负侧移动，最终，如图10所示，支撑部31被收容于被插入部33。

由于在如上所述利用上模11的按压部13按压坯料2的过程中，能够由支撑部31支撑坯料2，因此，能够在利用上模11的按压部13按压坯料2时使该坯料2稳定。并且，由于支撑部31被弹性构件32向Z轴正侧推压，因此，如果从下模21的槽部23撤去坯料2，则能够使支撑部31恢复到未受压状态。

另外，只要将弹性构件32调整为具有以下推压力即可：该推压力在利用上模11的按压部13按压坯料2时能够通过支撑部31稳定地支撑坯料2，并且不会妨碍利用上模11的按压部13按压坯料2。

本公开不限于上述实施方式，能够在不脱离主旨的范围中适当地进行变更。在上述实施方式中，上模11和下模21具备引导部，但是只要上模11或下模21具备至少一个引导部即可。

Claims (10)

1.一种模具，在对棒状坯料进行锻造时使用，其具备：

下模，其具有收容所述坯料的槽部；

上模，其具有与所述槽部卡合而按压所述坯料的按压部；以及

引导部，其形成于所述槽部或所述按压部，将所述坯料的材料的流动沿该坯料的长度方向引导，

在所述按压部卡合于所述槽部的状态下，在所述槽部延伸的方向上，所述引导部的顶部向所述槽部的内侧凸出的凸出量与位于所述引导部的顶部两侧的端部向所述槽部的内侧凸出的凸出量相比较大。

2.根据权利要求1所述的模具，其中，

所述引导部形成于所述按压部的下端部，在所述按压部卡合于所述槽部的状态下从与该槽部延伸的方向以及所述模具的上下方向正交的方向观察，所述引导部具有向所述模具的下侧凸出的弯曲形状。

3.根据权利要求1或2所述的模具，其中，

所述引导部形成于所述槽部的侧部或底部，从与所述槽部延伸的方向正交的方向观察，所述引导部具有向所述槽部的内侧凸出的弯曲形状。

4.根据权利要求3所述的模具，其中，

所述模具具备支撑部，该支撑部在位于所述引导部的两侧沿所述模具的上下方向可移动地配置，支撑收容于所述槽部的所述坯料，所述引导部形成于所述槽部的底部。

5.根据权利要求4所述的模具，其中，

所述支撑部由在所述模具的上下方向上伸缩的弹性构件支撑。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的模具，其中，

所述模具具备限制部，所述限制部形成于所述按压部，限制所述坯料的材料向该坯料的横切方向的流动，

在所述按压部卡合于所述槽部的状态下，在与所述槽部延伸的方向及所述模具的上下方向正交的方向上，所述限制部的两端部向所述模具的下侧凸出的凸出量与所述限制部的两端部之间的顶部向所述模具的下侧凸出的凸出量相比较大。

7.根据权利要求6所述的模具，其中，

在所述按压部卡合于所述槽部的状态下从该槽部延伸的方向观察，所述限制部具有向所述模具的上侧凸出的弯曲形状。

8.一种锻造方法，该方法是对棒状坯料进行锻造的方法，具备：

将所述坯料收容于下模的槽部的工序；以及

利用上模的按压部按压所述坯料，将所述按压部卡合于所述槽部的工序，

在按压所述坯料时，利用形成于所述槽部或所述按压部的引导部将所述坯料的材料向该坯料的长度方向的流动朝向所述坯料的两端部引导。

9.根据权利要求8所述的锻造方法，其中，

在按压所述坯料时，利用形成于所述按压部的限制部限制所述坯料的材料向该坯料的横切方向的流动。

10.根据权利要求8或9所述的锻造方法，其中，

在按压所述坯料时，由支撑部支撑所述坯料的位于所述引导部两侧的部分。

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