JP2003048035A - ダイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐久性に優れたダイスとする。 【解決手段】 成形キャビティ１１を有する筒状の成形
ダイ１０の外周面に密着して内補強リング２０を取付け
る。内補強リング２０の外周に小径部２１を設け、ここ
にピアノ線などの線材２２を積層巻回して、巻回層２３
を形成する。この巻回層２３の外周に円筒状の背面筒２
５を密着して取付ける。背面筒２５の外周と内補強リン
グ２０の外周面とを面一に成形し、更に外補強リング３
０を密着して取付ける。これにより、成形時に成形キャ
ビティに大きな拡張圧力を受けても、巻回層２３による
巻き締め効果によって強靱なダイス１になる。また、成
形作業を繰り返し行なっても、外補強リング３０が巻回
層２３に取付けた背面筒２５を支えるので、巻回層２３
の緩みを防止して耐久性を高める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、押出加工、引き
抜き加工、または鍛造などの際に使用される成形キャビ
ティを有するダイスに関する。

【０００２】

【従来の技術】押出加工、引き抜き加工、または鍛造な
ど金属加工の際に、成形キャビティを有するダイスによ
り塑性加工する加工方法は広く知られている。ここで、
図８に示すように、成形時には、成形ダイ５０が矢線で
示す半径方向に拡張する高い拡張力を受ける。この拡張
力に抗するために、成形ダイ５０の外周に焼きばめなど
により内部応力を付与した内補強リング５１及び外補強
リング５２を設けている。しかし、大きな拡張力に抗す
るためには、両補強リング５１，５２の肉厚を厚くした
り、何層にも補強リングを設けることが必要になり、全
体として金型が大型化してしまう。また、焼きばめによ
る内部応力の付与程度では、十分な効果が得られない。

【０００３】このため、従来から、内補強リング５１の
外周を線材や薄板を何層にも巻いた巻回層を設けて内側
への内部応力を付与したダイスが知られている。特開昭
６１−９５８３３号には、図９に示すように、成形キャ
ビティ６１を有する円筒状の成形ダイ６０の外周に円筒
状の内補強リング６２とこの外側に外補強リング６３を
設けている。この内補強リング６２の外周面に円周方向
に小径部６４を形成し、この小径部６４内にピアノ線か
らなる線材を積層巻き回した巻回層６５を設けて、増し
締め効果を発揮させている。この際、巻き回終端部を金
属溶射により固定して線材が緩むことを防止している。
これにより、成形時の拡張力に対して強靱なダイスにす
ることができるとしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この特開昭６１−９５
８３３号に開示された従来技術では、巻回層６５による
増し締め効果によって相当強靱なダイスにすることがで
きるが、成形作業が繰り返し行われると、次第に巻回層
６５が緩んで、巻回層６５による巻き締め効果が失われ
る。また、巻回層６５が緩まないように、金属溶射を十
分に行うと、金属溶射による温度上昇をもたらし、ピア
ノ線の強度が低下してしまうなど、更に過酷な条件で
は、未だその強度が不足し、耐久性のあるダイスにする
ことができなかった。

【０００５】そこで、本発明では、巻回層の外周に背面
筒を密着して取付け、さらに外補強リングの内面に背面
筒の外周面を密着して設けることによって、強靱で耐久
性のあるダイスとすることを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明のダイス
では、成形キャビティを有する筒状の成形ダイと、成形
ダイの外周に密着して取付けられた円筒状の内補強リン
グと、補強リングの外周に密着して取付けられた円筒状
の外補強リングを含むダイスにおいて、内補強リングの
外周面の円周方向に線材または薄板帯材を積層巻き回し
た巻回層を形成するとともに、巻回層の外周面に筒状の
背面筒を密着して取付け、外補強リングの内面に該背面
筒の外周面を密着して設けている。

【０００７】これにより、成形ダイは成形時の極めて大
きな拡張力を受けても、巻回層による巻き締め効果によ
り、ダイス全体の強靱さを更に高めることができる。ま
た、成形作業が繰り返し行われても、巻回層の外周に密
着して取付けられた背面筒が外補強リングに支えられ
て、巻回層の緩みを防止する。

【０００８】また、請求項２の発明では、積層巻き回し
た巻回層を内補強リングの外周面の円周方向に形成した
小径部に設けている。これにより、巻回層を容易に形成
することができる。特に、内補強リングに小径部を設け
た場合には、背面筒の外周面を内補強リングの外周面と
面一に成形することによって、外補強リングとの密着性
を高めることができる（請求項３）。

【０００９】請求項４の発明では、背面筒は巻回層の外
周に押圧接着して、巻回層の緩みが防止される。

【００１０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明の
ダイスでは、内補強リングの外周面の円周方向に線材ま
たは薄板帯材を積層巻き回した巻回層を形成するととも
に、巻回層の外周面に筒状の背面筒を密着して取付け、
外補強リングの内面に背面筒の外周面を密着して設けて
いることにより、強靱で耐久性のあるダイスにすること
ができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図１〜図４を参照しなが
ら、圧造成形に適用した実施例１を詳細に説明する。図
２は、この実施例１におけるスチールからなる成形品Ｘ
の斜視図であって、軸線方向に円柱形状の小円柱部Ａと
直径３０ｍｍの大円柱部Ｂが設けられ、その中間が絞り
部Ｃとされている。そして、大径部Ｂから小径部Ａに沿
う溝Ｄが設けられている。この成形品Ｘを図示しない丸
鋼から図１に示すダイス１により圧造成形される。

【００１２】ダイス１は、図１に示すように、円筒状の
成形ダイ１０の外周に円筒状の内補強リング２０が密着
して取付けられている。この内補強リング２０の外周に
さらに円筒状の外補強リング３０が密着して取付けられ
ている。成形ダイ１０は、弾性領域の狭い硬質の超硬合
金からなり、成形品Ｘを成形するための成形キャビティ
１１を有する円筒形状に成形されている。この成形ダイ
１０の外周に内補強リング２０が圧入により密着して取
付けられている。

【００１３】内補強リング２０は、工具鋼からなり、そ
の外周中間部に深さ２０ｍｍの小径部２１が形成されて
いる。この小径部２１内には、ピアノ線からなる線材２
２が積層巻き回した巻回層２３によりほぼ充填されてい
る。この実施例１において、線材２２として選択したピ
アノ線は、引張り強さ２６０〜２８０ｋｇ／ｍｍ^２の直
径０．４ｍｍからなり、約１８０００回巻き付けられて
いる。この線材２２を巻き付ける際には、小径部２１の
底部一端に形成した先端固定孔２４（図１参照）にピア
ノ線の先端を挿入して固定し、８０ｋｇ／ｍｍ^２の引張
り力を付与して巻きあげられている。巻き終わりは、粘
着テープにより仮止めされる。これにより、巻回層２３
による増し締め効果とピアノ線に付与された引張り力に
より、内補強リング２０に中心方向に大きな内部応力が
付加される。

【００１４】この巻回層２３の外周に図３に示す、板厚
２〜５ｍｍのスチール製の背面筒２５が密着して接着さ
れている。この背面筒２５は、二分割した円筒からな
り、接着剤として、例えばアラルダイトスタンダード
（商標）などのエポキシ樹脂が使用される。特にこの実
施例１では、接着する際に、図４に示すように、押圧工
具Ｍを使用して、背面筒２５の外周から３〜５ｋｇ／ｍ
ｍ^２の押圧力を加えながら接着して、巻回層２３との間
に間隙を生じることなく背面筒２５が密着して取付けら
れる。

【００１５】次に、巻回層２３と背面筒２５が固定され
た内補強リング２０の外周面に仕上げ加工を施して、内
補強リング２０の外周面と背面筒２５の外周面を面一に
仕上げ成形される。

【００１６】外補強リング３０は、工具鋼からなり、内
補強リング２０に焼き嵌めされている。この外補強リン
グ３０を焼き嵌めするには、外補強リング３０を２５０
°Ｃに加熱し、これに内補強リング２０を締め代０．１
％で焼き嵌めしている。この際、内補強リング２０の外
周と背面筒２５の外周面は面一に仕上げ成形されてお
り、良好に焼き嵌めすることができる。この構成からな
るダイス１では、内補強リングの外周面の円周方向に小
径部２１を形成し、この小径部２１内に線材２２である
ピアノ線に引張り力を加えながら巻いた巻回層２３とし
ているので、中心方向に大きな内部応力が加えられてい
ることになる。

【００１７】そして、成形品Ｘを成形する際には、図示
しない丸鋼が成形キャビティ１１内にセットされ、図１
において上方から、例えば１５０トンの成形圧力が加え
られる。この際、成形ダイ１０には、成形キャビティ１
１を拡張する大きな応力が作用するが、巻回層２３によ
る大きな内部応力と剛性により、成形ダイス１０が塑性
変形することなく成形品Ｘが成形される。また、成形品
Ｘを繰り返し成形されても、外補強リング３０に支えら
れた背面筒２５が巻回層２３を押圧して、巻回層２３を
構成する線材２２の緩みが防止される。このため、巻回
層２３による大きな内部応力と剛性が維持され、成形ダ
イス１０の塑性変形を確実に防止して、寿命の長い成形
ダイになる。なお、図８に示す従来のダイスと比較し
て、１０倍以上の寿命に延ばすことができた。

【００１８】図５は、実施例２を示し、実施例１では線
材２２により巻回層２３を構成したのに対し、薄板帯材
２２ａにより巻回層２３ａを構成している。すなわち、
内補強リング２０ａの上端まで巻回層２３ａを設けた例
であって、厚さ０．１ｍｍ、横幅１５０ｍｍの焼き入れ
た薄板帯材２２ａを８０ｋｇ／ｍｍ^２の引張り力を付与
して１５０回巻き付けている。この実施例２のように、
巻回層２３ａを一端側に開放した状態で積層する場合に
は、実施例１で適用した線材では、端部まで積層して巻
き付けることが困難になる。このような場合に、薄板帯
材２２ａにより巻回層２３ａを良好に形成することがで
きる。また、巻回層２３ａの外周には、背面筒２５ａが
取付けられ、仕上げ加工により内補強リング２０ａの外
周面と背面筒２５ａの外周面が面一に仕上げ成形されて
いる。

【００１９】図６は、内補強リング２０ｂの外周面全体
に巻回層２３ｂを設けた実施例３を示している。この実
施例３においても、薄板帯材２２ｂによる巻回層２３ｂ
を引張り力を付与して巻き付ることが望ましい。

【００２０】図７は、内補強リング２０ｃの外周に２カ
所の小径部を形成し、この小径部にそれぞれ巻回層２３
ｃ、２３ｄを形成した実施例４を示している。実施例４
は特に長い成形品を成形する場合に適用することができ
る。

【００２１】以上、圧造成型法に適用した実施例１〜実
施例４について説明したが、本発明のダイスは、押出加
工、引き抜き加工、または鍛造などの成形キャビティを
有するダイスにおいても実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】断面図

【図２】成形品の一例を示す斜視図

【図３】背面筒の斜視図

【図４】押圧工具を利用して背面筒を取付ける状態の断
面図

【図５】実施例２の断面図

【図６】実施例３の断面図

【図７】実施例４の断面図

【図８】従来例を示す断面図

【図９】他の従来例を示す断面図

【符号の説明】

１…ダイス １０…成形ダイ １１…成形キャビティ ２０…内補強リング ２１…小径部 ２３…巻回層 ２５…背面筒 ３０…外補強リング

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】成形キャビティを有する筒状の成形ダイ
   と、該成形ダイの外周に密着して取付けられた円筒状の
   内補強リングと、該補強リングの外周に密着して取付け
   られた円筒状の外補強リングを含むダイスにおいて、 前記内補強リングの外周面の円周方向に線材または薄板
   帯材を積層巻き回した巻回層を形成するとともに、該巻
   回層の外周面に筒状の背面筒を密着して取付け、前記外
   補強リングの内面に該背面筒の外周面を密着して設けて
   いることを特徴とするダイス。
2. 【請求項２】 積層巻き回した巻回層を前記内補強リン
   グの外周面の円周方向に形成した小径部に設けているこ
   とを特徴とする請求項１記載のダイス。
3. 【請求項３】背面筒の外周は内補強リングの外周面と面
   一に成形されていることを特徴とする請求項２記載のダ
   イス。
4. 【請求項４】背面筒は巻回層の外周に押圧接着されてい
   ることを特徴とする請求項１〜３記載のダイス。