JP2002113542A - 冷間押出成形用の金型装置 - Google Patents
冷間押出成形用の金型装置Info
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- JP2002113542A JP2002113542A JP2000304287A JP2000304287A JP2002113542A JP 2002113542 A JP2002113542 A JP 2002113542A JP 2000304287 A JP2000304287 A JP 2000304287A JP 2000304287 A JP2000304287 A JP 2000304287A JP 2002113542 A JP2002113542 A JP 2002113542A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 軸付き部品を冷間鍛造後に洗い出す際に、軸
部にクラックが生じない金型装置を提供する。 【解決手段】拘束部５の径は成形ランド３の径よりも
０．０１〜０．０２ｍｍ大きく設定している。このよう
に設定することで、払い出し時に、ノックアウトピン３
０で軸部下端を下方から突き上げる際の径方向外側に広
がる力による圧縮応力の減少を防ぎ、クラックの発生が
回避される。
部にクラックが生じない金型装置を提供する。 【解決手段】拘束部５の径は成形ランド３の径よりも
０．０１〜０．０２ｍｍ大きく設定している。このよう
に設定することで、払い出し時に、ノックアウトピン３
０で軸部下端を下方から突き上げる際の径方向外側に広
がる力による圧縮応力の減少を防ぎ、クラックの発生が
回避される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエンジンバルブなど
の一部を軸部とした部材を冷間成形する金型装置に関す
る。
の一部を軸部とした部材を冷間成形する金型装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】エンジンバルブを冷間鍛造するには、断
面減少率が大きくなると割れが発生するため、図４に示
すように、例えば、切断スラブから第１中間素材を成形
し、第１中間素材から第２中間素材を成形し、第２中間
素材から第３中間素材を成形し、この第３中間素材から
エンジンバルブを成形するようにしている。
面減少率が大きくなると割れが発生するため、図４に示
すように、例えば、切断スラブから第１中間素材を成形
し、第１中間素材から第２中間素材を成形し、第２中間
素材から第３中間素材を成形し、この第３中間素材から
エンジンバルブを成形するようにしている。
【０００３】上記の各成形工程で用いる金型装置は、例
えば特開平２−２８４７３９号公報にも開示されるよう
に、金型とパンチとノックアウトピンを備えている。図
５に第２中間素材を成形する金型装置を示す。この図に
示すように従来の金型装置は、金型１００に頭部成形用
キャビティ１０１を設け、このキャビティ１０１の底部
に軸部を成形するための成形ランド１０２を設け、この
成形ランド１０２の下方を逃げ部１０３としている。そ
して、素材Ｗをパンチ１０４で加圧して軸部Ｗ１を押出
し成形した後、金型１００の底面から挿入したノックア
ウトピン１０５で成形後の素材を払い出す。
えば特開平２−２８４７３９号公報にも開示されるよう
に、金型とパンチとノックアウトピンを備えている。図
５に第２中間素材を成形する金型装置を示す。この図に
示すように従来の金型装置は、金型１００に頭部成形用
キャビティ１０１を設け、このキャビティ１０１の底部
に軸部を成形するための成形ランド１０２を設け、この
成形ランド１０２の下方を逃げ部１０３としている。そ
して、素材Ｗをパンチ１０４で加圧して軸部Ｗ１を押出
し成形した後、金型１００の底面から挿入したノックア
ウトピン１０５で成形後の素材を払い出す。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したようにノック
アウトピンで成形後の素材を払い出すには、軸部の下端
を突き上げるようにしている。一方、成形後の軸部には
圧縮応力が作用しているが、軸部の下端を突き上げるこ
とにより下端部に径方向外側に広がる力が作用し、圧縮
応力が減少する。この減少の度合いを図４に示す。
アウトピンで成形後の素材を払い出すには、軸部の下端
を突き上げるようにしている。一方、成形後の軸部には
圧縮応力が作用しているが、軸部の下端を突き上げるこ
とにより下端部に径方向外側に広がる力が作用し、圧縮
応力が減少する。この減少の度合いを図４に示す。
【０００５】そして圧縮応力が減少することにより逆に
引っ張り応力が発生し、図６に示すように、軸部下端に
クラックが発生することがある。特に、吸気用エンジン
バルブの材料として用いるステンレス系耐熱鋼は排気用
エンジンバルブ素材として用いるインコネルに比較して
靭性に劣るためクラックが発生しやすい。
引っ張り応力が発生し、図６に示すように、軸部下端に
クラックが発生することがある。特に、吸気用エンジン
バルブの材料として用いるステンレス系耐熱鋼は排気用
エンジンバルブ素材として用いるインコネルに比較して
靭性に劣るためクラックが発生しやすい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明に係る冷間押出成形用の金型装置は、成形ランドを
有する金型内に素材をセットしパンチで押圧することで
軸部を押出し成形し、成形後にノックアウトピンで成形
品を金型から払い出す冷間押出成形用の金型装置であっ
て、前記金型には成形ランドに続いて成形ランドよりも
大径の逃げ部を形成し、更にこの逃げ部の端部に成形後
の軸部の先端が入り込む成形ランドよりも大径で逃げ部
よりも小径の拘束部を設けた。
発明に係る冷間押出成形用の金型装置は、成形ランドを
有する金型内に素材をセットしパンチで押圧することで
軸部を押出し成形し、成形後にノックアウトピンで成形
品を金型から払い出す冷間押出成形用の金型装置であっ
て、前記金型には成形ランドに続いて成形ランドよりも
大径の逃げ部を形成し、更にこの逃げ部の端部に成形後
の軸部の先端が入り込む成形ランドよりも大径で逃げ部
よりも小径の拘束部を設けた。
【０００７】尚、従来の金型においても、逃げ部の下方
に小径部を設けたものは存在する。しかしながら、その
小径部は成形時の座屈を防止するためのものであり、軸
部と小径部とのクリアランスは摺動性を確保するため大
きくとられている。一方、本発明の拘束部は軸部下端を
下方から突き上げる際の径方向外側に広がる力による圧
縮応力の減少を防ぐためのものであり、そのクリアラン
スは摺動性を確保するものではなく、拘束するものであ
り、具体的には成形ランドの径よりも０．０１〜０．０
２ｍｍ大きくし、その長さは軸部の先端が２〜１２ｍｍ
入り込む長さとするのが好ましい。
に小径部を設けたものは存在する。しかしながら、その
小径部は成形時の座屈を防止するためのものであり、軸
部と小径部とのクリアランスは摺動性を確保するため大
きくとられている。一方、本発明の拘束部は軸部下端を
下方から突き上げる際の径方向外側に広がる力による圧
縮応力の減少を防ぐためのものであり、そのクリアラン
スは摺動性を確保するものではなく、拘束するものであ
り、具体的には成形ランドの径よりも０．０１〜０．０
２ｍｍ大きくし、その長さは軸部の先端が２〜１２ｍｍ
入り込む長さとするのが好ましい。
【０００８】また、摺動性を確保するための逃げ部につ
いては、成形ランドの径よりも０．１〜０．５ｍｍ大き
くし、更に逃げ部と拘束部との間の傾斜部の角度は１０
°〜４５°とし、逃げ部から拘束部へ素材が容易に導入
されるようにするのが好ましい。
いては、成形ランドの径よりも０．１〜０．５ｍｍ大き
くし、更に逃げ部と拘束部との間の傾斜部の角度は１０
°〜４５°とし、逃げ部から拘束部へ素材が容易に導入
されるようにするのが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る冷間押出
成形用の金型装置による鍛造時の断面図、図２は同冷間
押出成形用の金型装置の払い出し時の断面図、図３は同
冷間押出成形用の金型装置の拘束部の拡大図である。
図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る冷間押出
成形用の金型装置による鍛造時の断面図、図２は同冷間
押出成形用の金型装置の払い出し時の断面図、図３は同
冷間押出成形用の金型装置の拘束部の拡大図である。
【００１０】金型装置は金型１、パンチ２０及びノック
アウトピン３０から構成され、金型１には頭部成形用の
キャビティ２、このキャビティ２の底部に軸部を押出し
成形する成形ランド３、この成形ランド３の下方に連続
する逃げ部４及びこの逃げ部４の下端に連続する拘束部
５がそれぞれ形成されている。
アウトピン３０から構成され、金型１には頭部成形用の
キャビティ２、このキャビティ２の底部に軸部を押出し
成形する成形ランド３、この成形ランド３の下方に連続
する逃げ部４及びこの逃げ部４の下端に連続する拘束部
５がそれぞれ形成されている。
【００１１】前記拘束部５の径は成形ランド３の径より
も０．０１〜０．０２ｍｍ大きく設定している。０．０
１ｍｍ以上大きくしたのは、成形ランド３から押し出さ
れた軸部Ｗ１はスプリングバックにより若干径が大きく
なる。そのため、拘束部５の径と成形ランド３の径とを
等しくすると、拘束部５に導入される際に再度成形され
ることになり、成形荷重の増大を招くとともに座屈を生
じるおそれがあるので、０．０１ｍｍ以上大きくする。
また、拘束部５の径をあまり大きくすると、素材軸部と
拘束部５内周との間のクリアランスが大きくなり、払い
出し時に軸部下端に引張応力が生じ、クラック発生の原
因になる。したがって、拘束部５の径は成形ランド３の
径よりも０．０１〜０．０２ｍｍ大きく設定する。
も０．０１〜０．０２ｍｍ大きく設定している。０．０
１ｍｍ以上大きくしたのは、成形ランド３から押し出さ
れた軸部Ｗ１はスプリングバックにより若干径が大きく
なる。そのため、拘束部５の径と成形ランド３の径とを
等しくすると、拘束部５に導入される際に再度成形され
ることになり、成形荷重の増大を招くとともに座屈を生
じるおそれがあるので、０．０１ｍｍ以上大きくする。
また、拘束部５の径をあまり大きくすると、素材軸部と
拘束部５内周との間のクリアランスが大きくなり、払い
出し時に軸部下端に引張応力が生じ、クラック発生の原
因になる。したがって、拘束部５の径は成形ランド３の
径よりも０．０１〜０．０２ｍｍ大きく設定する。
【００１２】また、拘束部５の長さは軸部Ｗ１の先端が
２〜１２ｍｍ入り込む長さとするのが好ましい。即ち、
２ｍｍ未満では拘束の効果が薄く、１２ｍｍを超える
と、払い出し時の荷重が大きくなりすぎるので、上記の
範囲とする。
２〜１２ｍｍ入り込む長さとするのが好ましい。即ち、
２ｍｍ未満では拘束の効果が薄く、１２ｍｍを超える
と、払い出し時の荷重が大きくなりすぎるので、上記の
範囲とする。
【００１３】また、前記逃げ部４は軸部の摺動性を確保
するために設けるので、成形ランド３の径よりも０．１
〜０．５ｍｍ大きく設定するのが好ましい。即ち、０．
１ｍｍ未満では成形ランドに対する逃げ量が少ないた
め、成形時及び払い出し時に素材と金型とが干渉する部
分が大きくなり荷重が増大し、また０．５ｍｍを超える
と曲がり量が大きくなり、場合によっては座屈が発生す
るので、上記の範囲とする。
するために設けるので、成形ランド３の径よりも０．１
〜０．５ｍｍ大きく設定するのが好ましい。即ち、０．
１ｍｍ未満では成形ランドに対する逃げ量が少ないた
め、成形時及び払い出し時に素材と金型とが干渉する部
分が大きくなり荷重が増大し、また０．５ｍｍを超える
と曲がり量が大きくなり、場合によっては座屈が発生す
るので、上記の範囲とする。
【００１４】更に前記逃げ部４と拘束部５とは傾斜部６
で連続しており、この連続部６の傾斜角は１０°〜４５
°とする。これは１０°未満では傾斜部６が長くなりす
ぎ、４５°を超えると軸部Ｗ１が傾斜部６に接触した際
の抵抗が大きくなり成形荷重の増大を招くことによる。
で連続しており、この連続部６の傾斜角は１０°〜４５
°とする。これは１０°未満では傾斜部６が長くなりす
ぎ、４５°を超えると軸部Ｗ１が傾斜部６に接触した際
の抵抗が大きくなり成形荷重の増大を招くことによる。
【００１５】以上の金型装置を用い、金型のキャビティ
２に素材をセットし、パンチ２０で押出し成形し、この
後、図３に示すようにノックアウトピン３０で成形品を
払い出したところ、軸部にクラックは発生しなかった。
２に素材をセットし、パンチ２０で押出し成形し、この
後、図３に示すようにノックアウトピン３０で成形品を
払い出したところ、軸部にクラックは発生しなかった。
【００１６】また、図４に示した第２中間素材、第３中
間素材及びエンジンバルブ（最終形状品）を成形する金
型に拘束部を設けて成形した場合の圧縮応力を同図に示
した。この数値からも明らかなように、本発明による場
合には軸部の圧縮応力の減少が少ないため、払い出し時
にクラックが入りにくい。
間素材及びエンジンバルブ（最終形状品）を成形する金
型に拘束部を設けて成形した場合の圧縮応力を同図に示
した。この数値からも明らかなように、本発明による場
合には軸部の圧縮応力の減少が少ないため、払い出し時
にクラックが入りにくい。
【００１７】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
エンジンバルブなどの軸付き部品を冷間鍛造する金型装
置に、成形された軸部の先端を拘束する拘束部を設けた
ので、ノックアウトピンで当該軸部の下端を突き上げて
払い出す際に、軸部の圧縮応力が減少して引張応力が生
じるのを防止でき、したがって、軸部にクラックが発生
しにくくなる。特に、吸気用エンジンバルブとして使用
しているステンレス系耐熱鋼は靭性が小さく払い出し時
にクラックが入りやすいので、この素材に適用すること
が有効である。
エンジンバルブなどの軸付き部品を冷間鍛造する金型装
置に、成形された軸部の先端を拘束する拘束部を設けた
ので、ノックアウトピンで当該軸部の下端を突き上げて
払い出す際に、軸部の圧縮応力が減少して引張応力が生
じるのを防止でき、したがって、軸部にクラックが発生
しにくくなる。特に、吸気用エンジンバルブとして使用
しているステンレス系耐熱鋼は靭性が小さく払い出し時
にクラックが入りやすいので、この素材に適用すること
が有効である。
【図１】本発明に係る冷間押出成形用の金型装置による
鍛造時の断面図
鍛造時の断面図
【図２】同冷間押出成形用の金型装置の払い出し時の断
面図
面図
【図３】同冷間押出成形用の金型装置の拘束部の拡大図
【図４】切断スラブから中間素材を介してエンジンバル
ブに至るまでの形状変化と軸部下端の圧縮応力変化を示
した図
ブに至るまでの形状変化と軸部下端の圧縮応力変化を示
した図
【図５】従来の金型装置の断面図
【図６】従来の金型装置にするクラックの発生を示す図
１…金型、２…キャビティ、３…成形ランド、４…逃げ
部、５…拘束部、６…傾斜部、２０…パンチ、３０…ノ
ックアウトピン、Ｗ…素材、Ｗ１…軸部。
部、５…拘束部、６…傾斜部、２０…パンチ、３０…ノ
ックアウトピン、Ｗ…素材、Ｗ１…軸部。
Claims (4)
- 【請求項１】 成形ランドを有する金型内に素材をセッ
トしパンチで押圧することで軸部を押出し成形し、成形
後にノックアウトピンで成形品を金型から払い出す冷間
押出成形用の金型装置において、前記金型には成形ラン
ドに続いて成形ランドよりも大径の逃げ部が形成され、
更にこの逃げ部の端部に成形後の軸部の先端が入り込む
成形ランドよりも大径で逃げ部よりも小径の拘束部を設
けたことを特徴とする冷間押出成形用の金型装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の冷間押出成形用の金型
装置において、前記拘束部の径は前記成形ランドの径よ
りも０．０１〜０．０２ｍｍ大きく、その長さは成形後
の軸部の先端が２〜１２ｍｍ入り込む長さとしたことを
特徴とする冷間押出成形用の金型装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の冷間押
出成形用の金型装置において、前記逃げ部の内径を前記
成形ランドの径よりも０．１〜０．５ｍｍ大きくしたこ
とを特徴とする冷間押出成形用の金型装置。 - 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
の冷間押出成形用の金型装置において、前記逃げ部と拘
束部とは傾斜部で連続し、この傾斜部の角度は１０°〜
４５°としたことを特徴とする冷間押出成形用の金型装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000304287A JP3737025B2 (ja) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | 冷間押出成形用の金型装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000304287A JP3737025B2 (ja) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | 冷間押出成形用の金型装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002113542A true JP2002113542A (ja) | 2002-04-16 |
| JP3737025B2 JP3737025B2 (ja) | 2006-01-18 |
Family
ID=18785356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000304287A Expired - Fee Related JP3737025B2 (ja) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | 冷間押出成形用の金型装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3737025B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1640086A1 (en) * | 2004-09-24 | 2006-03-29 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | Methods for making elongated products having enlarged head portions and forging machines used therein |
| JP2007090377A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Toyoda Gosei Co Ltd | 流体管路用接続金具の加工装置および流体管路用接続金具の製造方法 |
| CN100369688C (zh) * | 2006-02-21 | 2008-02-20 | 吴江恒基五金电子有限公司 | 用冷挤压工艺加工轴承固定套的方法及装置 |
| JP2012240074A (ja) * | 2011-05-18 | 2012-12-10 | Ngk Spark Plug Co Ltd | スパークプラグ用電極部材およびスパークプラグの製造方法 |
| CN103170537A (zh) * | 2013-03-19 | 2013-06-26 | 常州轻工职业技术学院 | 压紧销头部成型级进模的压扁机构 |
| WO2013098956A1 (ja) | 2011-12-27 | 2013-07-04 | 日鍛バルブ株式会社 | エンジンバルブの鍛造システム |
| KR102177155B1 (ko) * | 2019-09-03 | 2020-11-10 | 김영길 | 냉간 단조 압출 금형 |
| CN112756535A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-05-07 | 苏州市吴中喷丝板有限公司 | 一种异形截面超细电解电极锻挤模具及成型工艺 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104801937B (zh) * | 2015-05-11 | 2017-10-31 | 怀集登云汽配股份有限公司 | 一种新型中空充钠气门的成形工艺 |
-
2000
- 2000-10-04 JP JP2000304287A patent/JP3737025B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4640078B2 (ja) * | 2005-09-28 | 2011-03-02 | 豊田合成株式会社 | 流体管路用接続金具の加工装置および流体管路用接続金具の製造方法 |
| CN100369688C (zh) * | 2006-02-21 | 2008-02-20 | 吴江恒基五金电子有限公司 | 用冷挤压工艺加工轴承固定套的方法及装置 |
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| WO2013098956A1 (ja) | 2011-12-27 | 2013-07-04 | 日鍛バルブ株式会社 | エンジンバルブの鍛造システム |
| JP5581456B2 (ja) * | 2011-12-27 | 2014-08-27 | 日鍛バルブ株式会社 | エンジンバルブの鍛造システム |
| CN104023870A (zh) * | 2011-12-27 | 2014-09-03 | 日锻汽门株式会社 | 发动机气门的锻造系统 |
| TWI485017B (zh) * | 2011-12-27 | 2015-05-21 | Nittan Valva | Engine valve forging system |
| CN104023870B (zh) * | 2011-12-27 | 2016-01-27 | 日锻汽门株式会社 | 发动机气门的锻造系统 |
| US9283615B2 (en) | 2011-12-27 | 2016-03-15 | Nittan Valve Co., Ltd. | Engine valve forging system |
| CN103170537A (zh) * | 2013-03-19 | 2013-06-26 | 常州轻工职业技术学院 | 压紧销头部成型级进模的压扁机构 |
| KR102177155B1 (ko) * | 2019-09-03 | 2020-11-10 | 김영길 | 냉간 단조 압출 금형 |
| CN112756535A (zh) * | 2020-12-21 | 2021-05-07 | 苏州市吴中喷丝板有限公司 | 一种异形截面超细电解电极锻挤模具及成型工艺 |
| CN112756535B (zh) * | 2020-12-21 | 2022-06-14 | 苏州市吴中喷丝板有限公司 | 一种异形截面超细电解电极锻挤模具及成型工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3737025B2 (ja) | 2006-01-18 |
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