JP2000079441A - 鍛造用金型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】金型の構造を簡素化して分割性を向上させ、し
かも経年変化によって交換する部品をできるだけ少なく
して金型のコストダウンを図ることにある。 【解決手段】キャビティ２４を形成する上部ダイス２６
および下部ダイス２８と、前記上部ダイス２６および下
部ダイス２８をそれぞれ外嵌し、軸線方向に分割して形
成された第１インサート部材１３および第２インサート
部材１５と、前記第１インサート部材１３および第２イ
ンサート部材１５を外嵌する圧入リング２０とを備え、
前記第１インサート部材１３および第２インサート部材
１５は、軸線方向と略直交する半径外方向に向かって微
小距離だけ変位可能に圧入リング２０の孔部内に軽圧入
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、キャビティに鍛造
用素材が配設され、ポンチの加圧作用下に前記鍛造用素
材を鍛造成形する鍛造用金型装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、互いに接合された上部ダイス
および下部ダイスに形成されるキャビティに鍛造用素材
を装填し、ポンチを介して前記鍛造用素材に加圧力を付
与することにより該鍛造用素材を所定形状に鍛造成形す
る金型装置が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来技術に
係る前記金型装置を用い、長期間にわたって鍛造成形し
た場合、キャビティを形成する上部ダイスおよび下部ダ
イスが経年変化によって摩耗するため、新たな上部ダイ
スおよび下部ダイスと交換する必要がある。そこで、一
旦、組み付けられた金型装置を分解し、前記摩耗した上
部ダイスおよび下部ダイスと新たな上部ダイスおよび下
部ダイスとを交換する際、金型装置の構造が複雑である
と分解作業が煩雑となる不都合がある。

【０００４】また、従来技術に係る金型装置では、経年
変化によって摩耗した上部ダイスと下部ダイスを両方同
時に交換しているが、できるだけ交換部品を少なくして
金型のコストダウンを図りたいという要請がある。

【０００５】本発明は、前記の不都合を克服するととも
に前記の要請に鑑みてなされたものであり、金型の構造
を簡素化して分割性を向上させ、しかも経年変化によっ
て交換する部品をできるだけ少なくして金型のコストダ
ウンを図ることが可能な鍛造用金型装置を提供すること
を目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、キャビティに装填された鍛造用素材に
対して加圧力を付与することにより、鍛造成形する装置
において、前記キャビティを形成する上部ダイスおよび
下部ダイスと、前記上部ダイスおよび下部ダイスをそれ
ぞれ外嵌し、軸線方向に分割して形成された第１環状体
および第２環状体と、前記第１環状体および第２環状体
を外嵌する筒状部材と、を備え、前記第１環状体および
第２環状体は、軸線方向と略直交する半径外方向に向か
って微小距離だけ変位可能に前記筒状部材の孔部内に軽
圧入されることを特徴とする。

【０００７】この場合、前記筒状部材と前記第１環状体
および第２環状体との間に、軽圧入する際の逃げを形成
すると好適である。

【０００８】本発明によれば、金型が簡素な構造によっ
て構成され、しかも第１環状体および第２環状体が軽圧
入されているため、一旦、組み付けられた金型を容易に
分解することができる。従って、メンテナンス性を向上
させるとともに、経年変化によって応力が集中する下部
ダイスのみを交換すればよいことから、金型の費用をコ
ストダウンすることができる。

【０００９】また、鍛造成形する際に上部ダイスおよび
下部ダイスに付与された応力は、軸線方向と略直交する
半径外方向に向かって微小距離だけ変位する第１環状体
および第２環状体によって吸収されるため、金型の寿命
を延命させることができる。

【００１０】また、本発明は、キャビティを形成する上
部ダイスおよび下部ダイスと、前記上部ダイスおよび下
部ダイスをそれぞれ外嵌し、軸線方向に分割して形成さ
れた第１環状体および第２環状体と、前記第１環状体お
よび第２環状体を外嵌する筒状部材と、前記キャビティ
に装填された鍛造用素材に対して加圧力を付与するポン
チと、前記ポンチの外周部の一部を囲繞するように装着
され、該ポンチと一体的に変位するスリーブ部材と、前
記型部材と一体的に接合され、前記ポンチが鍛造用素材
に対して加圧力を付与する際に前記スリーブ部材が圧入
される孔部が形成されたリング体と、を備え、前記第１
環状体および第２環状体は、軸線方向と略直交する半径
外方向に向かって微小距離だけ変位可能に前記筒状部材
の孔部内に軽圧入されることを特徴とする。

【００１１】本発明によれば、ポンチが横方向に芯ずれ
を起こすことがないため、同軸精度が高精度に保持され
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明に係る鍛造用金型装置につ
いて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しなが
ら以下詳細に説明する。

【００１３】図１において、参照数字１０は、本実施の
形態に係る鍛造用金型装置を示し、この鍛造用金型装置
１０は、四隅角部に近接して複数のガイド手段１２ａ〜
１２ｄ（図６参照）が立設された第１ダイホルダ１４
と、前記第１ダイホルダ１４の中心部に積層して設けら
れた第２ダイホルダ１６および第３ダイホルダ１８とを
有する。なお、前記第２ダイホルダ１６上には、厚肉な
圧入リング（筒状部材）２０が締結手段２２を介して固
定されている。

【００１４】前記圧入リング２０の孔部内には、図３に
示されるように、それぞれリング体に分割して形成され
た第１インサート部材（第１環状体）１３および第２イ
ンサート部材（第２環状部材）１５が軸線方向に沿って
一体的に結合されている。

【００１５】前記第１および第２インサート部材１３、
１５は、例えば、ロックウェル硬さＨＲＣ略４０からな
るＳＮＣＭ４３９の金属製材料によってそれぞれ形成さ
れる。また、圧入リング２０の上部および第２インサー
ト部材１５の下部には、図４並びに図５に示されるよう
に、第１および第２インサート部材１３、１５を圧入リ
ング２０の孔部内に軽圧入する際の逃げ１７ａ、１７ｂ
が形成されている。

【００１６】前記圧入リング２０の内周面の下部には環
状凸部１９が形成され、前記環状凸部１９と第２インサ
ート部材１５に形成された環状凹部２１とが嵌合するこ
とにより、第２インサート部材１５の下方側に対する変
位が規制され、圧入リング２０の孔部内に位置決めされ
る。

【００１７】前記締結手段２２は、図１並びに図２に示
されるように、圧入リング２０の段部に係合する固定プ
レート２７および前記固定プレート２７を第１ダイホル
ダ１４に保持する複数のボルト２９とを含む。

【００１８】前記第１および第２インサート部材１３、
１５の内部には、分割して形成された上部ダイス２６お
よび下部ダイス２８が軸線方向に沿って一体的に結合さ
れ、前記上部ダイス２６および下部ダイス２８の内部に
は、鍛造用素材が装填されるキャビティ２４が形成され
ている。なお、前記上部ダイス２６および下部ダイス２
８は、型部材として機能するものである。

【００１９】前記上部ダイス２６および第１インサート
部材１３の上面には、図１に示されるように、ポンチ３
０が圧入される孔部３２が形成された第１リング体３４
と、前記第１リング体３４に一体的に設けられた第２リ
ング体３５とが接合される。また第１インサート部材１
３の上面には、前記第２リング体３５に外嵌される大径
な締結リング３６が一体的に接合される。なお、第１リ
ング体３４と第２リング体３５とが一体化した図示しな
いリング体を用いてもよい。

【００２０】この場合、前記締結リング３６を圧入リン
グ２０の孔部内に締結することにより、第１リング体３
４および第２リング体３５が該締結リング３６によって
外嵌され、そして、前記締結リング３６に形成されたテ
ーパ面３８が第２リング体３５に形成された逆テーパ面
４０に摺接し、第１リング体３４を下方側に向かって押
圧する力が作用する。

【００２１】なお、前記第１リング体３４の孔部３２の
上部には、ポンチ３０が圧入される際に該ポンチ３０を
案内する環状のガイド溝（図示せず）が形成され、ま
た、前記第１リング体３４の孔部３２に圧入されるポン
チ３０の一端部は、鍛造成形される製品の凹凸形状に対
応して所望の凸凹形状が形成されている。

【００２２】上部ダイス２６および下部ダイス２８によ
って形成されるキャビティ２４の下部側には、鍛造品を
押し出すためのノックアウトピン４４が第２ダイホルダ
１６および第３ダイホルダ１８に形成された孔部４６に
沿って進退自在に配設される。このキャビティ２４に
は、鍛造用素材として図１３に示されるような第２次成
形品４８が装填される。

【００２３】圧入リング２０から所定距離離間する上方
には、図示しない機械プレスのラム（図示せず）に連結
され、前記機械プレスの駆動作用下にラムと一体的に上
下方向に沿って変位する昇降部材５０が設けられる。前
記昇降部材５０には治具５２を介してポンチ３０が固定
され、前記ポンチ３０の外周部の所定部分には円筒状の
金属製材料で形成されたガイドスリーブ（スリーブ部
材）５４が外嵌される。

【００２４】図９に示されるように、前記ガイドスリー
ブ５４には、複数の孔部を介してグラファイト５６が埋
設され、第１リング体３４の孔部３２に対して圧入され
る際の潤滑特性を良好に保持することができる。この場
合、ポンチ３０に外嵌されたガイドスリーブ５４の外周
側の直径は、第１リング体３４の孔部３２の内周側の直
径よりも若干大きく設定されている。

【００２５】なお、ガイドスリーブ５４を、例えば、Ｓ
ＫＤ１１、ＦＣ２５またはＦＣ３０等の金属製材料によ
って形成し、また、第１リング体３４を、ガイドスリー
ブ５４よりも硬質な材料によって形成すると好適であ
る。

【００２６】ポンチ３０は、第１ダイホルダ１４に立設
された複数のガイド手段１２ａ〜１２ｄの案内作用下に
昇降部材５０と一体的に上下方向に沿って変位自在に設
けられる。

【００２７】このガイド手段１２ａ（１２ｂ〜１２ｄ）
は、図７に示されるように、第１ダイホルダ１４に固定
された長尺なポスト本体５８と、前記昇降部材５０に連
結され該昇降部材５０と一体的に変位する円筒状のカバ
ー部材６０と、ポスト本体５８の外周部を囲繞するよう
に設けられ、カバー部材６０の環状段部６２に係合する
ことによりポスト本体５８の軸線方向に沿って摺動変位
するガイドリング６４と、前記ガイドリング６４を支持
するばね部材６６とを有する。

【００２８】前記ガイドリング６４には、軸線方向に沿
って略平行に複数列の孔部６８が形成され、前記孔部６
８内には略円柱状の転動部材７０が転動自在に配設され
る。また、ポスト本体５８の外周面には、図８に示され
るように、軸線方向に沿って延在し略平行に複数列形成
された平坦な第１転動面７２が形成され、一方、カバー
部材６０の内壁面には、前記第１転動面７２と対向する
平坦な第２転動面７４が形成される。

【００２９】この場合、転動部材７０が前記第１転動面
７２と第２転動面７４とにそれぞれ線接触した状態で転
動することにより、昇降部材５０に連結されたカバー部
材６０と前記カバー部材６０に係合するガイドリング６
４とがポスト本体５８の軸線方向に沿って一体的に変位
する。

【００３０】なお、ガイドリング６４の孔部６８に転動
部材７０を設けずに、ガイドリング６４をポスト本体５
８の外周面を囲繞するように形成し、前記ガイドリング
６４がポスト本体５８に対して面接触しながら相対的に
摺動変位するように形成してもよい。

【００３１】本発明の実施の形態に係る鍛造用金型装置
１０は、基本的には以上のように構成されるものであ
り、次にその動作並びに作用効果について説明する。な
お、鍛造品として等速ジョイントを構成するアウタカッ
プを鍛造成形する場合を例にして以下説明する。

【００３２】先ず、鍛造用金型装置１０を構成する下型
部の組み付け工程について説明する。

【００３３】圧入リング２０の孔部の軸線方向に沿って
第２インサート部材１５および第１インサート部材１３
を順次挿入する。この場合、圧入リング２０の環状凸部
１９と第２インサート部材１５の環状凹部２１とが嵌合
することにより、第２インサート部材１５の下方側に対
する変位が規制され、圧入リング２０の孔部内に位置決
めされる（図３参照）。

【００３４】なお、第１および第２インサート部材１
３、１５は、圧入リング２０および第２インサート部材
１５にそれぞれ形成された逃げ１７ａ、１７ｂ（図４並
びに図５参照）によって円滑に軽圧入される。

【００３５】続いて、第１および第２インサート部材１
３、１５の孔部の軸線方向に沿って下部ダイス２８およ
び上部ダイス２６を順次挿入する。前記上部ダイス２６
および下部ダイス２８は、第１および第２インサート部
材１３、１５の孔部内に強圧入される。

【００３６】さらに、上部ダイス２６および第１インサ
ート部材１３の上面に係合する第１リング体３４および
第２リング体３５を装着するとともに、前記第２リング
体３５に対して締結リング３６を外嵌することにより、
前記締結リング３６に形成されたテーパ面３８が第２リ
ング体３５に形成された逆テーパ面４０に摺接し、第１
リング体３４を下方側に向かって押圧する力が作用す
る。この押圧力によって上部ダイス２６と下部ダイス２
８との接合面の面圧が増大し、バリの発生を防止するこ
とができる。

【００３７】この場合、第１リング体３４の孔部３２内
にガイドスリーブ５４が外嵌されたポンチ３０を挿入し
た状態において、上部ダイス２６、下部ダイス２８、第
１および第２インサート部材１３、１５等を一体的に組
み付けることにより、上部ダイス２６および下部ダイス
２８に形成されるキャビティ２４に対してポンチ３０が
位置決めされる。このようにして下型部の組み付け工程
が終了する。

【００３８】本実施の形態では、圧入リング２０の孔部
内に第１および第２インサート部材１３、１５が軽圧入
され、しかも簡素な構造に形成されているため、一旦、
組み付けられた金型を簡便に分解することができ、分割
性を向上させることができる。このため、メンテナンス
作業を容易に行うことができ、メンテナンス性が向上す
る。

【００３９】また、本実施の形態では、鍛造成形する
際、上部ダイス２６および下部ダイス２８に半径外方向
に向かって応力が付与された場合であっても、圧入リン
グ２０の孔部内に軽圧入された第１および第２インサー
ト部材１３、１５が半径外方向に向かって微小距離だけ
変位することにより、前記応力を好適に吸収することが
できる。

【００４０】従って、前記応力に起因する金型の歪みを
抑制することにより、金型の寿命を延命させることがで
きる。また、長期間の使用により金型が経年変化によっ
て摩耗した場合であっても、応力が集中する下部ダイス
２８のみを新たな下部ダイス２８と交換すればよいこと
から、金型のコストダウンを図ることができる。

【００４１】さらに、本実施の形態では、上部ダイス２
６および下部ダイス２８を第１および第２インサート部
材１３、１５によって外嵌する簡素な構造を採用するこ
とにより、より一層の金型のコストダウンを図ることが
できる。

【００４２】次に、鍛造用素材に対する鍛造成形の工程
について説明する。

【００４３】図１０に示されるような円柱状のビレット
７６に対し図示しない金型装置によって第１次鍛造成形
を施すことにより、図１１に示されるように、中間部の
段部を介して直径がそれぞれ異なる第１次成形品７８が
得られる。続いて、前記第１次成形品７８に対して予備
成形を施した後（図１２参照）、さらに、図示しない他
の金型装置によって第２次鍛造成形を行うことにより、
図１３に示されるようなカップ部８０と軸部８２とから
なる第２次成形品４８が得られる。

【００４４】本実施の形態に係る鍛造用金型装置１０
は、この第２次成形品４８を鍛造用素材としてさらに第
３次鍛造成形を施すものである。

【００４５】まず、準備作業として、前述したような組
み付け工程において、上部ダイス２６および下部ダイス
２８に形成されるキャビティ２４に対してポンチ３０が
予め位置決めされているものとする。

【００４６】ポンチ３０が図示しない上昇位置に配置さ
れた状態において、キャビティ２４に鍛造素材である第
２次成形品４８を装填する。そして、図示しない機械プ
レスの駆動作用下にラム（図示せず）に連結された昇降
部材５０と一体的にポンチ３０が下降し、図１に示す状
態となることにより鍛造成形が開始される。

【００４７】なお、ポンチ３０が昇降部材５０と一体的
に下降する際、前記昇降部材５０と第１ダイホルダ１４
との間に設けられた複数（例えば、４本）のガイド手段
１２ａ〜１２ｄによって横方向の偏荷重が好適に吸収さ
れ、前記ポンチ３０が第１リング体３４の中心に円滑に
圧入される。

【００４８】鍛造成形を開始する際、ポンチ３０の外周
面の一部に外嵌されたガイドスリーブ５４は、第１リン
グ体３４の孔部３２の上端部に形成された環状のガイド
溝（図示せず）の案内作用下に進入し、さらに、ポンチ
３０が下降することにより、ポンチ３０およびガイドス
リーブ５４は、第１リング体３４の孔部３２内に圧入さ
れた状態で一体的に変位する。

【００４９】このようにしてポンチ３０が下降し、図１
に示される成形開始位置から図２に示される成形終了位
置に到達することにより、このポンチ３０と下部ダイス
２８および上部ダイス２６を介して鍛造用素材に対して
鍛造成形が施され、前記鍛造用素材がキャビティ２４の
形状に沿って塑性流動する。

【００５０】このようにして鍛造成形が終了した後、図
示しない機械プレスの駆動作用下にラム（図示せず）に
連結された昇降部材５０と一体的にポンチ３０が所定位
置まで上昇することにより、該ポンチ３０およびガイド
スリーブ５４が第１リング体３４の孔部３２から離間
し、次なる工程の待機状態となる。そして、ノックアウ
トピン４４の変位作用下に鍛造品８４（図１４参照）が
取り出される。

【００５１】本実施の形態では、鍛造用素材に対し加圧
力が付与される際、ポンチ３０に外嵌されたガイドスリ
ーブ５４が第１リング体３４の孔部３２に圧入された状
態にあり、前記圧入状態を維持しながらポンチ３０が下
降するように構成されている。

【００５２】従って、第１リング体３４の孔部３２にガ
イドスリーブ５４を介してポンチ３０が圧入された状態
で鍛造用素材に対して加圧力が付与され、該ポンチ３０
が横方向に芯ずれを起こすことがないため、図１４に示
されるように、鍛造品８４として得られるアウタカップ
のカップ部８６の軸線Ｅと軸部８８の軸線Ｆとの同軸度
を高精度に保持することが可能となる。この場合、前記
アウタカップの軸部８８の振れを、例えば、０．０６ｍ
ｍ以下に抑制することができた。

【００５３】また、本実施の形態では、ガイドスリーブ
５４と第１リング体３４とをそれぞれ異種金属製材料に
よって形成し、しかも、ガイドスリーブ５４に埋設され
たグラファイト５６によって潤滑特性を良好に保持する
ことにより、該ガイドスリーブ５４および第１リング体
３４の摺動面にカジリが発生することを抑制することが
可能となる。

【００５４】さらに、本実施の形態では、治具５２を介
してガイドスリーブ５４をポンチ３０に対して着脱自在
に設けることにより、前記ガイドスリーブ５４を他の新
たなガイドスリーブ５４と簡便に交換することができる
という利点がある。

【００５５】加えて、例えば、パルサー（図示せず）の
取付部位であるアウタカップのカップ部８６の外周面を
直接的に研削することができる。

【００５６】なお、本実施の形態では、等速ジョイント
を構成するアウタカップを鍛造用素材として用いている
がこれに限定されるものではなく、例えば、図示しない
段付き部品、段付き歯車等のように部品のある部分と他
の部分との間で同軸精度が必要とされる種々の鍛造成形
品に適用することができることは、勿論である。

【００５７】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００５８】すなわち、金型の構造を簡素化して分割性
を向上させることができる。また、経年変化によって交
換する部品をできるだけ少なくして金型のコストダウン
を図ることができる。さらに、得られる鍛造品の同軸精
度を高精度に保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る鍛造用金型装置の縦
断面図である。

【図２】図１に示す鍛造成形開始位置からポンチが下降
して鍛造成形が終了した状態を示す動作説明図である。

【図３】図１に示す鍛造用金型装置の一部拡大縦断面図
である。

【図４】図３に示すＡ部分の拡大図である。

【図５】図３に示すＢ部分の拡大図である。

【図６】図１に示す鍛造用金型装置の一部横断面平面図
である。

【図７】図１に示す鍛造用金型装置に設けられたガイド
手段の説明図である。

【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った横断面図
である。

【図９】ポンチに外嵌されるガイドスリーブを示す斜視
図である。

【図１０】等速ジョイントを構成するアウタカップの製
造工程を示す説明図である。

【図１１】等速ジョイントを構成するアウタカップの製
造工程を示す説明図である。

【図１２】等速ジョイントを構成するアウタカップの製
造工程を示す説明図である。

【図１３】等速ジョイントを構成するアウタカップの製
造工程を示す説明図である。

【図１４】図１に示す鍛造用金型装置によって鍛造成形
された鍛造品の縦断面図である。

【符号の説明】

１０…鍛造用金型装置 １２ａ〜１２ｄ…
ガイド手段 １３、１５…インサート部材 １４、１６、１８
…ダイホルダ １７ａ、１７ｂ…逃げ １９…環状凸部 ２０…圧入リング ２４…キャビティ ２６、２８…ダイス ３０…ポンチ ３２、４６…孔部 ３４、３５…リン
グ体 ３６…締結リング ３８…テーパ面 ４０…逆テーパ面 ５４…ガイドスリ
ーブ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】キャビティに装填された鍛造用素材に対し
   て加圧力を付与することにより、鍛造成形する装置にお
   いて、 前記キャビティを形成する上部ダイスおよび下部ダイス
   と、 前記上部ダイスおよび下部ダイスをそれぞれ外嵌し、軸
   線方向に分割して形成された第１環状体および第２環状
   体と、 前記第１環状体および第２環状体を外嵌する筒状部材
   と、 を備え、 前記第１環状体および第２環状体は、軸線方向と略直交
   する半径外方向に向かって微小距離だけ変位可能に前記
   筒状部材の孔部内に軽圧入されることを特徴とする鍛造
   用金型装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、 前記筒状部材と前記第１環状体および第２環状体との間
   には、軽圧入する際の逃げが形成されていることを特徴
   とする鍛造用金型装置。
3. 【請求項３】キャビティを形成する上部ダイスおよび下
   部ダイスと、 前記上部ダイスおよび下部ダイスをそれぞれ外嵌し、軸
   線方向に分割して形成された第１環状体および第２環状
   体と、 前記第１環状体および第２環状体を外嵌する筒状部材
   と、 前記キャビティに装填された鍛造用素材に対して加圧力
   を付与するポンチと、 前記ポンチの外周部の一部を囲繞するように装着され、
   該ポンチと一体的に変位するスリーブ部材と、 前記型部材と一体的に接合され、前記ポンチが鍛造用素
   材に対して加圧力を付与する際に前記スリーブ部材が圧
   入される孔部が形成されたリング体と、 を備え、 前記第１環状体および第２環状体は、軸線方向と略直交
   する半径外方向に向かって微小距離だけ変位可能に前記
   筒状部材の孔部内に軽圧入されることを特徴とする鍛造
   用金型装置。