JP2004136306A - マグネシウム合金部品の温間プレス成形方法とその成形装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】マグネシウム合金部品の温間プレス成形において、成形品を金型から取り出す際、成形品の変形を抑制し、歩留りの高いマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法とその成形装置を提供する。
【解決手段】下ダイセット２０上に、棒状電気ヒータ２１および熱電対２２が内部に埋め込まれた加熱部２３ａと、断熱部２３ｂと、冷却配管２４を内蔵した冷却盤２３ｃとを積層して構成したダイ２５を設け、そのダイ２５の内部を摺動上下するノックアウト２８を設け、そのダイ２５とノックアウト２８とで下金型を構成し、上金型１７は上ダイセット１１と断熱材１２とプレート１３と積層された最下層のプレート１３上に固定されたパンチ１４と、そのパンチ１４の外周を摺動上下するストリッパ１６とより構成し、そのパンチ１４およびストリッパ１６には、その内部に棒状電気ヒータ１８および熱電対１９が埋め込まれている。
【選択図】 図１
【解決手段】下ダイセット２０上に、棒状電気ヒータ２１および熱電対２２が内部に埋め込まれた加熱部２３ａと、断熱部２３ｂと、冷却配管２４を内蔵した冷却盤２３ｃとを積層して構成したダイ２５を設け、そのダイ２５の内部を摺動上下するノックアウト２８を設け、そのダイ２５とノックアウト２８とで下金型を構成し、上金型１７は上ダイセット１１と断熱材１２とプレート１３と積層された最下層のプレート１３上に固定されたパンチ１４と、そのパンチ１４の外周を摺動上下するストリッパ１６とより構成し、そのパンチ１４およびストリッパ１６には、その内部に棒状電気ヒータ１８および熱電対１９が埋め込まれている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マグネシウム合金板の絞り加工をプレス機を用いて温間絞り加工する温間プレス成形方法とその成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ノートパソコンやＭＤプレーヤ、ＩＣレコーダ、携帯電話等のモバイル家電製品のキャビネット等の筐体部品に、実用金属の中で比重が最も軽く、高強度で振動減衰性や加工性、リサイクル性等に優れたマグネシウム合金が広く利用されてきている。
【０００３】
そして、その筐体部品の加工方法としては、ダイカスト法や、せん断力を与えた半溶融状態のマグネシウム合金を金型内へ射出するチクソモールド法等の鋳造法があるが、生産性および材料歩留り等の点で勝る塑性加工法の開発が盛んである。
【０００４】
また、マグネシウム合金は、六方最密格子構造であり、室温付近の温度域ではすべり系が底面すべりに限られ変形しにくいが、温度を上昇させると、錐面や柱面のすべり系が活発となり、変形しやすくなる。
【０００５】
上記のマグネシウム合金の特質を示す資料として、日本マグネシウム協会編の「マグネシウム製品設計」２２４頁引用のマグネシウム合金（ＡＺ３１−Ｏ）の温度と機械的性質の関係を下記表１に示す。
【０００６】
【表１】
【０００７】
上記表１から明らかなように、室温２１℃では０．２％耐力は２２０ＭＰａで伸びは１４％であるが、２００℃付近では０．２％耐力は５５ＭＰａで伸びは８２％、２６０℃では０．２％耐力は３５ＭＰａで伸びは９２％、３００℃付近では０．２％耐力は１５ＭＰａで伸びは１３６％となる。
【０００８】
従って、マグネシウム合金板の絞り加工は、素材自体の温度を２００℃以上に上昇させると、伸びが８０％以上、変形抵抗が６０ＭＰａ以下になって、マグネシウム合金を破断がなく、かつ、低荷重で成形できる（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
上記特性のマグネシウム合金板の絞り加工の工程を、図４に断面図を示す従来の成形装置で説明すると、まず、厚み０．３ｍｍ〜２．０ｍｍ程度、大きさ縦３０ｍｍ、横２０ｍｍ程度から縦４００ｍｍ、横３００ｍｍ程度のマグネシウム合金板から所定の大きさに打抜いたマグネシウム合金板１を、室温のままストッカに積み重ねておき、材料供給装置２で、下ダイセット３上に断熱材４を介して設けられ、内部に埋め込まれた棒状電気ヒータ５および熱電対６で予め２５０℃になるように制御されたダイ７と、そのダイ７の内部を摺動上下し、下ダイセット３との間に設けられたバネ８により上方向に付勢されたノックアウト９とよりなる下金型１０の上に載置する。
【００１０】
その場合、下金型１０の上に載置されたマグネシウム合金板１は、体積当たりの比熱が１．９Ｊ／ｃｃ／℃であり、同じ軽合金であるアルミニウム合金板の比熱２．６Ｊ／ｃｃ／℃よりも小さく、厚みが０．５ｍｍから１．０ｍｍ程度のマグネシウム合金板１であれば、予め２５０℃に昇温された下金型１０の上に載置するだけで数秒の内に同じ温度まで昇温する。
【００１１】
下金型１０の上方には、上ダイセット１１と断熱材１２とプレート１３と積層された最下層のプレート１３上に固定されたパンチ１４と、そのパンチ１４の外周を摺動上下し、前記プレート１３との間に設けられたバネ１５により下方向に付勢されたストリッパ１６とよりなる上金型１７が設けられている。
【００１２】
なお、上金型１７のパンチ１４およびストリッパ１６の内部には棒状電気ヒータ１８および熱電対１９が埋め込まれ、上金型１７は前記下金型１０と同じ温度２５０℃になるように制御されている。
【００１３】
上記構成の成形装置により、下金型１０の上に載置されたマグネシウム合金板１を成形するには、まず、上金型１７が下降して下金型１０と上金型１７の間にマグネシウム合金板１を挟む。プレス機が位置制御できる機能を持っている場合は、マグネシウム合金板１の昇温を確実にするため、この位置で上金型１７の下降を１秒〜５秒程度停止することが望ましい。
【００１４】
その後、上金型１７をさらに下降させると、パンチ１４のみがバネ１５の反撥力に逆らって下金型１０のダイ７の中へ入り込んでいき、上金型１７の下死点において、パンチ１４とダイ７によりマグネシウム合金板１は所定の形状に絞られる。
【００１５】
この場合、下金型１０のノックアウト９は、下ダイセット３との間に設けられたバネ８により上方向に付勢され、マグネシウム合金板１を介して上金型１７のパンチ１４の上下動に追従することになるので、上金型１７の下死点到達後、上金型１７が上昇すると、上金型１７のパンチ１４が上昇するとともに、下金型１０のノックアウト９も上昇し、所定の形状に絞られたマグネシウム合金板１はノックアウト９により、ダイ７から突き出され、かつ、ストリッパ１６の下方向付勢力によりパンチ１４から離型するしくみとなっている。
【００１６】
以上説明した絞り加工の各工程におけるマグネシウム合金板１の温度変化を示したのが図５に示す絞り加工工程−材料温度変化曲線図であり、横軸は絞り加工工程の各工程を示し、縦軸においてａ曲線で材料温度の変化を、ｂ曲線で上金型１７の位置の高さの変化をそれぞれ示している。なお、ここでは成形温度を２５０℃として説明する。
【００１７】
図５に示すように、室温に保たれたマグネシウム合金板１は、下金型１０上に載置された当初の状態ではａ曲線に示すように５０℃程度であったものが、上金型１７がｂ曲線に示すように上死点から下降してマグネシウム合金板１を下金型１０との間で挟持する昇温位置で停止している間の数秒間でａ曲線に示すように２５０℃に達する。
【００１８】
その後、さらに、上金型１７が下降を続けてパンチ１４のみが下金型１０のダイ７の中に入り、マグネシウム合金板１の絞り加工が行われている間も下金型１０、上金型１７、マグネシウム合金板１は２５０℃に保たれている。
【００１９】
絞り加工が行われている間、マグネシウム合金板１は２５０℃に保たれているので、前記表１から明らかなように、伸びが８０％以上、変形抵抗が６０ＭＰａ以下になり、マグネシウム合金板１は破断なく、低荷重で成形が可能となる。
【００２０】
そして、さらに下降を続ける上金型１７が下死点に達して絞り加工が終了し、上金型１７が反転上昇を開始すると、マグネシウム合金板１の成形品がノックアウト９とストリッパ１６により突き出されて下金型１０と上金型１７から離型する。その離型する際も離型した後も成形品は金型上にはあるため、それ程、温度は変化せず、２５０℃近辺に保たれている。
【００２１】
その後、搬出装置により金型上に置かれた成形品を成形装置の外部に持ち出すことによって初めて成形品の本格的な冷却が開始される。
【００２２】
【特許文献１】
特開平６−５５２３０号公報（第２頁段落０００６〜第３頁段落００１０、第１図）
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のマグネシウム合金部品の成形装置によると、金型から成形品を離型する際、成形品とパンチ外壁、ダイ内壁との間の摩擦力に勝つように、バネによりノックアウトとストリッパに強い付勢力を与える必要があり、そのため、高温のまま成形品を金型から離型、取り出しを行うと、高温で変形抵抗が小さくなったマグネシウム合金の成形品を変形させてしまうおそれがあった。
【００２４】
本発明は上記の課題を解決するもので、マグネシウム合金部品の温間プレス成形において、成形品を金型から取り出す際、成形品の変形を抑制し、歩留りの高いマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法とその成形装置を提供することを目的とするものである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、マグネシウム合金板の温間絞り加工によってマグネシウム合金部品を得る温間プレス成形方法において、絞り工程ではマグネシウム合金板を、マグネシウム合金が破断しない温度に加熱し、絞り加工の終了後、成形品を金型から離す離型工程ではマグネシウム合金板を、マグネシウム合金の塑性変形応力が離型抵抗を上回る温度に冷却するマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法であり、絞り工程では破断なく、かつ、低荷重でマグネシウム合金部品を成形でき、離型工程ではマグネシウム合金部品の変形を抑制し、歩留りの高いマグネシウム合金部品を得ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、マグネシウム合金板の温間絞り加工によってマグネシウム合金部品を得る温間プレス成形方法において、絞り工程ではマグネシウム合金板を、マグネシウム合金が破断しない温度に加熱し、絞り加工の終了後、成形品を金型から離す離型工程ではマグネシウム合金板を、マグネシウム合金の塑性変形応力が離型抵抗を上回る温度に冷却するマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法であり、離型工程でマグネシウム合金板を、その塑性変形応力が離型抵抗を上回る温度に冷却することにより、離型工程におけるマグネシウム合金部品の変形を抑制するという作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項２に記載の発明は、下金型として、下ダイセット上に、ヒータが内部に埋め込まれた加熱部と、断熱部と、冷却盤とを積層して構成したダイを設け、そのダイの内部を摺動上下するように、下ダイセットに固定されたシリンダ内を上下動するピストンの上端にノックアウトを固定し、前記下金型と対向する上金型として、上ダイセットと断熱材とプレートと積層された最下層のプレート上に固定されたパンチと、そのパンチの外周を摺動上下し、バネにより下方向に付勢されたストリッパとを設け、そのパンチおよびストリッパには、その内部にヒータが埋め込まれているマグネシウム合金部品の温間プレス成形装置であり、ダイの加熱部に埋め込まれたヒータと、パンチおよびストリッパに埋め込まれたヒータとにより、絞り工程においては加工対象のマグネシウム合金板を加熱し、ダイの冷却盤により、絞り工程後の成形品の離型工程においては成形品を冷却するという作用を有する。
【００２８】
本発明の請求項３に記載の発明は、冷却盤に、金型外部へ熱を排出する熱排出機構を設けた請求項２に記載のマグネシウム合金部品の温間プレス成形装置であり、冷却盤に、金型外部へ熱を排出する熱排出機構を設けることにより、冷却盤の冷却を促進し、加工タクトを短縮するという作用を有する。
【００２９】
本発明の請求項４に記載の発明は、冷却盤自体をカーボンブラックで構成した請求項２に記載のマグネシウム合金部品の温間プレス成形装置であり、冷却盤自体を高熱伝導材料のカーボンブラックで構成することにより、冷却盤の冷却を促進し、加工タクトを短縮するという作用を有する。
【００３０】
本発明の請求項５に記載の発明は、絞り工程後の成形品の離型工程において、金型から成形品を取り出すタイミングを成形品の温度変化に合わせて任意に行えるように、シリンダ内を上下動するピストンを、上金型の上下動作とは別に操作する駆動機構を備えた請求項２に記載のマグネシウム合金部品の温間プレス成形装置であり、成形品を金型外に離型させるピストンを、上金型の上下動作とは別に成形品の温度変化に合わせて操作する駆動機構で制御することにより、成形品の変形抵抗に合わせて成形品を離型できるという作用を有する。
【００３１】
本発明の請求項６に記載の発明は、下金型として、下ダイセット上に、ヒータが内部に埋め込まれた加熱部と、断熱部と、冷却盤とを積層して構成したダイを設け、そのダイの内部を摺動上下し、かつ、下ダイセットに固定されたバネにより上方向に付勢されたノックアウトを設け、そのノックアウトがダイの内部を下降した状態を維持し、金型から取り出す成形品の温度変化に合わせて任意のタイミングで前記ノックアウトがダイの内部を下降した状態の維持を外す機構を設け、前記下金型と対向する上金型として、上ダイセットと断熱材とプレートと積層された最下層のプレート上に固定されたパンチと、そのパンチの外周を摺動上下し、バネにより下方向に付勢されたストリッパとを設け、そのパンチおよびストリッパには、その内部にヒータが埋め込まれているマグネシウム合金部品の温間プレス成形装置であり、ノックアウトがバネにより上方向に付勢され、ノックアウトが下降した状態を維持し、任意のタイミングで前記ノックアウトが下降した状態の維持を外す機構を設けたことにより、人為的な操作でバネの圧縮と開放が図れ、安価で、かつ、簡単な機構で成形品の離型が図れるという作用を有する。
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法を実施する成形装置の断面図であり、下ダイセット２０上に、棒状電気ヒータ２１および熱電対２２が内部に埋め込まれた工具鋼ＳＫＤで作られた加熱部２３ａと、ガラス繊維積層板で作られた断熱部２３ｂと、冷却配管２４を内蔵した鉄系材料で作られた冷却盤２３ｃとを積層して構成したダイ２５を設け、そのダイ２５の内部を摺動上下するように、下ダイセット２０に固定された空圧式シリンダ２６内を上下動するピストン２７の上端に固定されたノックアウト２８を設け、前記ダイ２５とノックアウト２８とで下金型を構成している。
【００３４】
なお、下金型上に載置されたマグネシウム合金板２９はダイ２５の加熱部２３ａに設けられた位置決めピン３０により位置規制されている。
【００３５】
上記下金型と対向する上金型は、従来例を示す前記図４における上金型１７と全く同じ構成であり、図４における符号と同じ符号を付して説明すると、上金型１７は上ダイセット１１と断熱材１２とプレート１３と積層された最下層のプレート１３上に固定されたパンチ１４と、そのパンチ１４の外周を摺動上下し、前記プレート１３との間に設けられたバネ１５により下方向に付勢されたストリッパ１６とよりなり、そのパンチ１４およびストリッパ１６には、前記下金型のダイ２５における加熱部２３ａと同様、工具鋼ＳＫＤで作られ、その内部には棒状電気ヒータ１８および熱電対１９が埋め込まれている。
【００３６】
なお、前記棒状電気ヒータ１８、２１は熱電対１９、２２および図示はしていない金型温度コントローラにより、±２．５℃程度の精度で制御され、上金型１７と下金型とが同じ温度、例えば、２５０℃になるように制御されている。
【００３７】
また、前記下金型のノックアウト２８は比熱の小さいアルミ合金等で作られており、短時間で昇温と冷却が繰り返されるようにその体積もできるだけ小さく設計されており、ノックアウト２８がピストン２７の下降により下死点に達した状態ではダイ２５の最下層を構成し、内蔵する冷却配管２４により室温程度に温度が保たれた冷却盤２３ｃに接するように構成されている。
【００３８】
以下、上記実施の形態１における成形装置により、１つの成形品をマグネシウム合金板２９から箱形状に絞り加工する１サイクルについて、時間経過とともに金型の動作と成形材料の温度がどのように変化するかを、図２の絞り加工の各工程におけるマグネシウム合金板２９の温度変化を示した絞り加工工程−材料温度変化曲線図で説明する。
【００３９】
なお、図２の横軸は絞り加工工程の各工程を示し、縦軸においてａ曲線で材料温度の変化を、ｂ曲線で上金型１７の位置の高さの変化をそれぞれ示している。
【００４０】
実施の形態１において用いるマグネシウム合金板２９は、市販のマグネシウム合金（ＡＺ３１−Ｏ）でＭＤプレーヤ程度の大きさの筐体を絞り加工で作製するため縦８０ｍｍ、横９０ｍｍ、四隅のコーナ部を５ｍｍ程Ｃ面取りした八角形の素材であり、材料ストッカに積まれている。
【００４１】
まず、上記のマグネシウム合金板２９は材料供給装置により真空吸着されて下金型のダイ２５を構成する加熱部２３ａの上に位置決めピン３０により位置規制されて載置され、載置された直後のマグネシウム合金板２９の温度は材料ストッカに積まれた状態の温度である２０℃〜３０℃の室温である。
【００４２】
次に、材料供給装置が退却してｂ曲線に示すように、上金型１７が下降して下金型と上金型１７の間にマグネシウム合金板２９を挟み、この状態で上金型１７の下降が数秒間停止することにより、ａ曲線に示すように、マグネシウム合金板２９は上金型１７と下金型の温度２５０℃になるよう急激に昇温する。
【００４３】
その後、ｂ曲線に示すように、上金型１７をさらに下降させると、パンチ１４のみがバネ１５の反撥力に逆らって下金型を構成するダイ２５の中へ入り込んでいき、パンチ１４とダイ２５によるマグネシウム合金板２９の所定の形状への絞り加工が開始される。
【００４４】
その後、さらに上金型１７を下降させると、パンチ１４はダイ２５の中へさらに深く入り込んでいき、絞り加工が完了したマグネシウム合金板２９は、ダイ２５を構成する中間の断熱部２３ｂに達するとともに、ノックアウト２８も押し下げられてダイ２５を構成する最下層の冷却盤２３ｃに接することになる。この位置を下死点として上金型１７は上昇に転じる。
【００４５】
ｂ曲線に示すように、上金型１７が上昇しても、ノックアウト２８は空圧式シリンダ２６内を上下動するピストン２７の上端に固定されているため、ピストン２７が上昇しないことにはノックアウト２８は自動的には上昇せず、絞り加工が完了したマグネシウム合金板２９を押し上げる力は発生しない。また、絞り加工が完了したマグネシウム合金板２９は外周部が上金型１７のストリッパ１６によってダイ２５の上面に押さえ付けられているので上金型１７のパンチ１４とともに上昇することはなく、ダイ２５の中に残る。
【００４６】
前記のように、ノックアウト２８は比熱が小さく小容量であるため、ｂ曲線に示すように、冷却盤２３ｃによって直ぐに冷却され、同時にその上に乗った絞り加工が完了したマグネシウム合金板２９も数秒の内に１００℃以下になる。
【００４７】
以上のように、実施の形態１におけるマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法を実施する成形装置によれば、マグネシウム合金板２９の絞り工程においては、マグネシウム合金の伸びが８０％以上、変形抵抗が６０ＭＰａ以下になる２５０℃の高温で、マグネシウム合金板２９を破断なく、かつ、低荷重で成形でき、金型から成形品を外部に取り出す離型工程においては、冷却盤２３ｃによって絞り加工が完了したマグネシウム合金板２９が変形抵抗が大きくなる１００℃以下の温度に冷却されることにより、成形品の変形を抑制し、歩留りの高いマグネシウム合金部品を得ることができる。
【００４８】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２におけるマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法を実施する成形装置の断面図であり、下ダイセット３１上に、棒状電気ヒータ３２および熱電対３３が内部に埋め込まれた工具鋼ＳＫＤで作られた加熱部３４ａと、ガラス繊維積層板で作られた断熱部３４ｂとを積層して構成したダイ３５を設け、そのダイ３５の内部を摺動上下するように、下ダイセット３１との間に設けられたバネ３６により上方向に付勢されたノックアウト３７を設け、ノックアウト３７がバネ３６に逆らって下降した時、その下面に形成した穴３８に進入し、内蔵する冷却配管３９により室温程度に温度が保たれた冷却盤４０を下ダイセット３１の中央に設けている。
【００４９】
また、ノックアウト３７がダイ３５の内部をバネ３６に逆らって下降した時、その状態を維持するために、係合ピン４１がダイ３５を構成する断熱部３４ｂ内を貫通し、その先端がノックアウト３７側壁の凹部４２に係合して、ノックアウト３７の下降位置を維持し、さらに、その係合を外部から外せるように、係合ピン４１を回転できる外部レバー４３を設けている。
【００５０】
また、下金型上に載置されるマグネシウム合金板４４はダイ３５の加熱部３４ａに設けられた位置決めピン４５により位置規制されている。
【００５１】
上記下金型と対向する上金型は、従来例を示す前記図４における上金型１７と全く同じ構成であり、図４における符号と同じ符号を付して説明は省略する。
【００５２】
上記実施の形態２における成形装置により、１つの成形品をマグネシウム合金板４４から箱形状に絞り加工する工程において、前記実施の形態１の場合と異なるのは、実施の形態１の場合は絞り加工後におけるダイ２５内のノックアウト２８の上昇を空圧式シリンダ２６内を上下動するピストン２７により行っていたのに対し、実施の形態２の場合は、係合ピン４１によって下降位置の維持されていたノックアウト３７を、外部レバー４３を人手によって回転することにより開放し、バネ３６の力で上昇させる点である。
【００５３】
以上のように、実施の形態２におけるマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法を実施する成形装置によれば、バネ３５の係合を外してノックアウト３７の下降位置の維持を開放するという簡単な構造で、任意のタイミングでノックアウト３７を上昇させることができ、実施の形態１の場合と同様、マグネシウム合金板４４の絞り工程においては、マグネシウム合金板４４を破断なく、かつ、低荷重で成形し、金型から成形品を外部に取り出す離型工程においては、成形品の変形を抑制し、歩留りの高いマグネシウム合金部品を得ることができる。
【００５４】
なお、上記実施の形態１および実施の形態２の説明では、冷却盤２３ｃおよび冷却盤４０を、内蔵する冷却配管２４および冷却配管３９により室温程度に温度を保つもので説明したが、それに限られるものではなく、冷却盤２３ｃおよび冷却盤４０にヒートパイプを埋設したり、冷却盤２３ｃおよび冷却盤４０自体をカーボンブラックのような高熱伝導材料で構成する等、金型の外部への熱排出機構を設けることによって冷却盤２３ｃおよび冷却盤４０の温度上昇を抑制しても、冷却配管２４および冷却配管３９により室温程度に温度を保つ場合と同様な効果が得られるものである。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明のマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法とその成形装置によれば、絞り加工工程では、マグネシウム合金が破断なく、低荷重で成形できる温度に加熱し、絞り加工の終了後、成形品を金型から離す離型工程ではマグネシウム合金板を、マグネシウム合金の塑性変形応力が離型抵抗を上回る温度に冷却することにより、マグネシウム合金部品を、変形がなく、歩留りの高い状態で得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法を実施する成形装置の断面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法を実施する成形装置の加工工程−材料温度変化曲線図
【図３】本発明の実施の形態２におけるマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法を実施する成形装置の断面図
【図４】従来のマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法を実施する成形装置の断面図
【図５】従来のマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法を実施する成形装置の加工工程−材料温度変化曲線図
【符号の説明】
１，２９，４４ マグネシウム合金板
２ 材料供給装置
３，２０，３１ 下ダイセット
４，１２ 断熱材
５，１８，２１，３２ 棒状電気ヒータ
６，１９，２２，３３ 熱電対
７，２５，３５ ダイ
８，１５，３６ バネ
９，２８，３７ ノックアウト
１０ 下金型
１１ 上ダイセット
１３ プレート
１４ パンチ
１６ ストリッパ
１７ 上金型
２３ａ，３４ａ 加熱部
２３ｂ，３４ｂ 断熱部
２３ｃ，４０ 冷却盤
２４，３９ 冷却配管
２６ 空圧式シリンダ
２７ ピストン
３０，４５ 位置決めピン
３８ 穴
４１ 係合ピン
４２ 凹部
４３ 外部レバー
【発明の属する技術分野】
本発明は、マグネシウム合金板の絞り加工をプレス機を用いて温間絞り加工する温間プレス成形方法とその成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ノートパソコンやＭＤプレーヤ、ＩＣレコーダ、携帯電話等のモバイル家電製品のキャビネット等の筐体部品に、実用金属の中で比重が最も軽く、高強度で振動減衰性や加工性、リサイクル性等に優れたマグネシウム合金が広く利用されてきている。
【０００３】
そして、その筐体部品の加工方法としては、ダイカスト法や、せん断力を与えた半溶融状態のマグネシウム合金を金型内へ射出するチクソモールド法等の鋳造法があるが、生産性および材料歩留り等の点で勝る塑性加工法の開発が盛んである。
【０００４】
また、マグネシウム合金は、六方最密格子構造であり、室温付近の温度域ではすべり系が底面すべりに限られ変形しにくいが、温度を上昇させると、錐面や柱面のすべり系が活発となり、変形しやすくなる。
【０００５】
上記のマグネシウム合金の特質を示す資料として、日本マグネシウム協会編の「マグネシウム製品設計」２２４頁引用のマグネシウム合金（ＡＺ３１−Ｏ）の温度と機械的性質の関係を下記表１に示す。
【０００６】
【表１】
上記表１から明らかなように、室温２１℃では０．２％耐力は２２０ＭＰａで伸びは１４％であるが、２００℃付近では０．２％耐力は５５ＭＰａで伸びは８２％、２６０℃では０．２％耐力は３５ＭＰａで伸びは９２％、３００℃付近では０．２％耐力は１５ＭＰａで伸びは１３６％となる。
【０００８】
従って、マグネシウム合金板の絞り加工は、素材自体の温度を２００℃以上に上昇させると、伸びが８０％以上、変形抵抗が６０ＭＰａ以下になって、マグネシウム合金を破断がなく、かつ、低荷重で成形できる（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
上記特性のマグネシウム合金板の絞り加工の工程を、図４に断面図を示す従来の成形装置で説明すると、まず、厚み０．３ｍｍ〜２．０ｍｍ程度、大きさ縦３０ｍｍ、横２０ｍｍ程度から縦４００ｍｍ、横３００ｍｍ程度のマグネシウム合金板から所定の大きさに打抜いたマグネシウム合金板１を、室温のままストッカに積み重ねておき、材料供給装置２で、下ダイセット３上に断熱材４を介して設けられ、内部に埋め込まれた棒状電気ヒータ５および熱電対６で予め２５０℃になるように制御されたダイ７と、そのダイ７の内部を摺動上下し、下ダイセット３との間に設けられたバネ８により上方向に付勢されたノックアウト９とよりなる下金型１０の上に載置する。
【００１０】
その場合、下金型１０の上に載置されたマグネシウム合金板１は、体積当たりの比熱が１．９Ｊ／ｃｃ／℃であり、同じ軽合金であるアルミニウム合金板の比熱２．６Ｊ／ｃｃ／℃よりも小さく、厚みが０．５ｍｍから１．０ｍｍ程度のマグネシウム合金板１であれば、予め２５０℃に昇温された下金型１０の上に載置するだけで数秒の内に同じ温度まで昇温する。
【００１１】
下金型１０の上方には、上ダイセット１１と断熱材１２とプレート１３と積層された最下層のプレート１３上に固定されたパンチ１４と、そのパンチ１４の外周を摺動上下し、前記プレート１３との間に設けられたバネ１５により下方向に付勢されたストリッパ１６とよりなる上金型１７が設けられている。
【００１２】
なお、上金型１７のパンチ１４およびストリッパ１６の内部には棒状電気ヒータ１８および熱電対１９が埋め込まれ、上金型１７は前記下金型１０と同じ温度２５０℃になるように制御されている。
【００１３】
上記構成の成形装置により、下金型１０の上に載置されたマグネシウム合金板１を成形するには、まず、上金型１７が下降して下金型１０と上金型１７の間にマグネシウム合金板１を挟む。プレス機が位置制御できる機能を持っている場合は、マグネシウム合金板１の昇温を確実にするため、この位置で上金型１７の下降を１秒〜５秒程度停止することが望ましい。
【００１４】
その後、上金型１７をさらに下降させると、パンチ１４のみがバネ１５の反撥力に逆らって下金型１０のダイ７の中へ入り込んでいき、上金型１７の下死点において、パンチ１４とダイ７によりマグネシウム合金板１は所定の形状に絞られる。
【００１５】
この場合、下金型１０のノックアウト９は、下ダイセット３との間に設けられたバネ８により上方向に付勢され、マグネシウム合金板１を介して上金型１７のパンチ１４の上下動に追従することになるので、上金型１７の下死点到達後、上金型１７が上昇すると、上金型１７のパンチ１４が上昇するとともに、下金型１０のノックアウト９も上昇し、所定の形状に絞られたマグネシウム合金板１はノックアウト９により、ダイ７から突き出され、かつ、ストリッパ１６の下方向付勢力によりパンチ１４から離型するしくみとなっている。
【００１６】
以上説明した絞り加工の各工程におけるマグネシウム合金板１の温度変化を示したのが図５に示す絞り加工工程−材料温度変化曲線図であり、横軸は絞り加工工程の各工程を示し、縦軸においてａ曲線で材料温度の変化を、ｂ曲線で上金型１７の位置の高さの変化をそれぞれ示している。なお、ここでは成形温度を２５０℃として説明する。
【００１７】
図５に示すように、室温に保たれたマグネシウム合金板１は、下金型１０上に載置された当初の状態ではａ曲線に示すように５０℃程度であったものが、上金型１７がｂ曲線に示すように上死点から下降してマグネシウム合金板１を下金型１０との間で挟持する昇温位置で停止している間の数秒間でａ曲線に示すように２５０℃に達する。
【００１８】
その後、さらに、上金型１７が下降を続けてパンチ１４のみが下金型１０のダイ７の中に入り、マグネシウム合金板１の絞り加工が行われている間も下金型１０、上金型１７、マグネシウム合金板１は２５０℃に保たれている。
【００１９】
絞り加工が行われている間、マグネシウム合金板１は２５０℃に保たれているので、前記表１から明らかなように、伸びが８０％以上、変形抵抗が６０ＭＰａ以下になり、マグネシウム合金板１は破断なく、低荷重で成形が可能となる。
【００２０】
そして、さらに下降を続ける上金型１７が下死点に達して絞り加工が終了し、上金型１７が反転上昇を開始すると、マグネシウム合金板１の成形品がノックアウト９とストリッパ１６により突き出されて下金型１０と上金型１７から離型する。その離型する際も離型した後も成形品は金型上にはあるため、それ程、温度は変化せず、２５０℃近辺に保たれている。
【００２１】
その後、搬出装置により金型上に置かれた成形品を成形装置の外部に持ち出すことによって初めて成形品の本格的な冷却が開始される。
【００２２】
【特許文献１】
特開平６−５５２３０号公報（第２頁段落０００６〜第３頁段落００１０、第１図）
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のマグネシウム合金部品の成形装置によると、金型から成形品を離型する際、成形品とパンチ外壁、ダイ内壁との間の摩擦力に勝つように、バネによりノックアウトとストリッパに強い付勢力を与える必要があり、そのため、高温のまま成形品を金型から離型、取り出しを行うと、高温で変形抵抗が小さくなったマグネシウム合金の成形品を変形させてしまうおそれがあった。
【００２４】
本発明は上記の課題を解決するもので、マグネシウム合金部品の温間プレス成形において、成形品を金型から取り出す際、成形品の変形を抑制し、歩留りの高いマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法とその成形装置を提供することを目的とするものである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、マグネシウム合金板の温間絞り加工によってマグネシウム合金部品を得る温間プレス成形方法において、絞り工程ではマグネシウム合金板を、マグネシウム合金が破断しない温度に加熱し、絞り加工の終了後、成形品を金型から離す離型工程ではマグネシウム合金板を、マグネシウム合金の塑性変形応力が離型抵抗を上回る温度に冷却するマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法であり、絞り工程では破断なく、かつ、低荷重でマグネシウム合金部品を成形でき、離型工程ではマグネシウム合金部品の変形を抑制し、歩留りの高いマグネシウム合金部品を得ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、マグネシウム合金板の温間絞り加工によってマグネシウム合金部品を得る温間プレス成形方法において、絞り工程ではマグネシウム合金板を、マグネシウム合金が破断しない温度に加熱し、絞り加工の終了後、成形品を金型から離す離型工程ではマグネシウム合金板を、マグネシウム合金の塑性変形応力が離型抵抗を上回る温度に冷却するマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法であり、離型工程でマグネシウム合金板を、その塑性変形応力が離型抵抗を上回る温度に冷却することにより、離型工程におけるマグネシウム合金部品の変形を抑制するという作用を有する。
【００２７】
本発明の請求項２に記載の発明は、下金型として、下ダイセット上に、ヒータが内部に埋め込まれた加熱部と、断熱部と、冷却盤とを積層して構成したダイを設け、そのダイの内部を摺動上下するように、下ダイセットに固定されたシリンダ内を上下動するピストンの上端にノックアウトを固定し、前記下金型と対向する上金型として、上ダイセットと断熱材とプレートと積層された最下層のプレート上に固定されたパンチと、そのパンチの外周を摺動上下し、バネにより下方向に付勢されたストリッパとを設け、そのパンチおよびストリッパには、その内部にヒータが埋め込まれているマグネシウム合金部品の温間プレス成形装置であり、ダイの加熱部に埋め込まれたヒータと、パンチおよびストリッパに埋め込まれたヒータとにより、絞り工程においては加工対象のマグネシウム合金板を加熱し、ダイの冷却盤により、絞り工程後の成形品の離型工程においては成形品を冷却するという作用を有する。
【００２８】
本発明の請求項３に記載の発明は、冷却盤に、金型外部へ熱を排出する熱排出機構を設けた請求項２に記載のマグネシウム合金部品の温間プレス成形装置であり、冷却盤に、金型外部へ熱を排出する熱排出機構を設けることにより、冷却盤の冷却を促進し、加工タクトを短縮するという作用を有する。
【００２９】
本発明の請求項４に記載の発明は、冷却盤自体をカーボンブラックで構成した請求項２に記載のマグネシウム合金部品の温間プレス成形装置であり、冷却盤自体を高熱伝導材料のカーボンブラックで構成することにより、冷却盤の冷却を促進し、加工タクトを短縮するという作用を有する。
【００３０】
本発明の請求項５に記載の発明は、絞り工程後の成形品の離型工程において、金型から成形品を取り出すタイミングを成形品の温度変化に合わせて任意に行えるように、シリンダ内を上下動するピストンを、上金型の上下動作とは別に操作する駆動機構を備えた請求項２に記載のマグネシウム合金部品の温間プレス成形装置であり、成形品を金型外に離型させるピストンを、上金型の上下動作とは別に成形品の温度変化に合わせて操作する駆動機構で制御することにより、成形品の変形抵抗に合わせて成形品を離型できるという作用を有する。
【００３１】
本発明の請求項６に記載の発明は、下金型として、下ダイセット上に、ヒータが内部に埋め込まれた加熱部と、断熱部と、冷却盤とを積層して構成したダイを設け、そのダイの内部を摺動上下し、かつ、下ダイセットに固定されたバネにより上方向に付勢されたノックアウトを設け、そのノックアウトがダイの内部を下降した状態を維持し、金型から取り出す成形品の温度変化に合わせて任意のタイミングで前記ノックアウトがダイの内部を下降した状態の維持を外す機構を設け、前記下金型と対向する上金型として、上ダイセットと断熱材とプレートと積層された最下層のプレート上に固定されたパンチと、そのパンチの外周を摺動上下し、バネにより下方向に付勢されたストリッパとを設け、そのパンチおよびストリッパには、その内部にヒータが埋め込まれているマグネシウム合金部品の温間プレス成形装置であり、ノックアウトがバネにより上方向に付勢され、ノックアウトが下降した状態を維持し、任意のタイミングで前記ノックアウトが下降した状態の維持を外す機構を設けたことにより、人為的な操作でバネの圧縮と開放が図れ、安価で、かつ、簡単な機構で成形品の離型が図れるという作用を有する。
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法を実施する成形装置の断面図であり、下ダイセット２０上に、棒状電気ヒータ２１および熱電対２２が内部に埋め込まれた工具鋼ＳＫＤで作られた加熱部２３ａと、ガラス繊維積層板で作られた断熱部２３ｂと、冷却配管２４を内蔵した鉄系材料で作られた冷却盤２３ｃとを積層して構成したダイ２５を設け、そのダイ２５の内部を摺動上下するように、下ダイセット２０に固定された空圧式シリンダ２６内を上下動するピストン２７の上端に固定されたノックアウト２８を設け、前記ダイ２５とノックアウト２８とで下金型を構成している。
【００３４】
なお、下金型上に載置されたマグネシウム合金板２９はダイ２５の加熱部２３ａに設けられた位置決めピン３０により位置規制されている。
【００３５】
上記下金型と対向する上金型は、従来例を示す前記図４における上金型１７と全く同じ構成であり、図４における符号と同じ符号を付して説明すると、上金型１７は上ダイセット１１と断熱材１２とプレート１３と積層された最下層のプレート１３上に固定されたパンチ１４と、そのパンチ１４の外周を摺動上下し、前記プレート１３との間に設けられたバネ１５により下方向に付勢されたストリッパ１６とよりなり、そのパンチ１４およびストリッパ１６には、前記下金型のダイ２５における加熱部２３ａと同様、工具鋼ＳＫＤで作られ、その内部には棒状電気ヒータ１８および熱電対１９が埋め込まれている。
【００３６】
なお、前記棒状電気ヒータ１８、２１は熱電対１９、２２および図示はしていない金型温度コントローラにより、±２．５℃程度の精度で制御され、上金型１７と下金型とが同じ温度、例えば、２５０℃になるように制御されている。
【００３７】
また、前記下金型のノックアウト２８は比熱の小さいアルミ合金等で作られており、短時間で昇温と冷却が繰り返されるようにその体積もできるだけ小さく設計されており、ノックアウト２８がピストン２７の下降により下死点に達した状態ではダイ２５の最下層を構成し、内蔵する冷却配管２４により室温程度に温度が保たれた冷却盤２３ｃに接するように構成されている。
【００３８】
以下、上記実施の形態１における成形装置により、１つの成形品をマグネシウム合金板２９から箱形状に絞り加工する１サイクルについて、時間経過とともに金型の動作と成形材料の温度がどのように変化するかを、図２の絞り加工の各工程におけるマグネシウム合金板２９の温度変化を示した絞り加工工程−材料温度変化曲線図で説明する。
【００３９】
なお、図２の横軸は絞り加工工程の各工程を示し、縦軸においてａ曲線で材料温度の変化を、ｂ曲線で上金型１７の位置の高さの変化をそれぞれ示している。
【００４０】
実施の形態１において用いるマグネシウム合金板２９は、市販のマグネシウム合金（ＡＺ３１−Ｏ）でＭＤプレーヤ程度の大きさの筐体を絞り加工で作製するため縦８０ｍｍ、横９０ｍｍ、四隅のコーナ部を５ｍｍ程Ｃ面取りした八角形の素材であり、材料ストッカに積まれている。
【００４１】
まず、上記のマグネシウム合金板２９は材料供給装置により真空吸着されて下金型のダイ２５を構成する加熱部２３ａの上に位置決めピン３０により位置規制されて載置され、載置された直後のマグネシウム合金板２９の温度は材料ストッカに積まれた状態の温度である２０℃〜３０℃の室温である。
【００４２】
次に、材料供給装置が退却してｂ曲線に示すように、上金型１７が下降して下金型と上金型１７の間にマグネシウム合金板２９を挟み、この状態で上金型１７の下降が数秒間停止することにより、ａ曲線に示すように、マグネシウム合金板２９は上金型１７と下金型の温度２５０℃になるよう急激に昇温する。
【００４３】
その後、ｂ曲線に示すように、上金型１７をさらに下降させると、パンチ１４のみがバネ１５の反撥力に逆らって下金型を構成するダイ２５の中へ入り込んでいき、パンチ１４とダイ２５によるマグネシウム合金板２９の所定の形状への絞り加工が開始される。
【００４４】
その後、さらに上金型１７を下降させると、パンチ１４はダイ２５の中へさらに深く入り込んでいき、絞り加工が完了したマグネシウム合金板２９は、ダイ２５を構成する中間の断熱部２３ｂに達するとともに、ノックアウト２８も押し下げられてダイ２５を構成する最下層の冷却盤２３ｃに接することになる。この位置を下死点として上金型１７は上昇に転じる。
【００４５】
ｂ曲線に示すように、上金型１７が上昇しても、ノックアウト２８は空圧式シリンダ２６内を上下動するピストン２７の上端に固定されているため、ピストン２７が上昇しないことにはノックアウト２８は自動的には上昇せず、絞り加工が完了したマグネシウム合金板２９を押し上げる力は発生しない。また、絞り加工が完了したマグネシウム合金板２９は外周部が上金型１７のストリッパ１６によってダイ２５の上面に押さえ付けられているので上金型１７のパンチ１４とともに上昇することはなく、ダイ２５の中に残る。
【００４６】
前記のように、ノックアウト２８は比熱が小さく小容量であるため、ｂ曲線に示すように、冷却盤２３ｃによって直ぐに冷却され、同時にその上に乗った絞り加工が完了したマグネシウム合金板２９も数秒の内に１００℃以下になる。
【００４７】
以上のように、実施の形態１におけるマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法を実施する成形装置によれば、マグネシウム合金板２９の絞り工程においては、マグネシウム合金の伸びが８０％以上、変形抵抗が６０ＭＰａ以下になる２５０℃の高温で、マグネシウム合金板２９を破断なく、かつ、低荷重で成形でき、金型から成形品を外部に取り出す離型工程においては、冷却盤２３ｃによって絞り加工が完了したマグネシウム合金板２９が変形抵抗が大きくなる１００℃以下の温度に冷却されることにより、成形品の変形を抑制し、歩留りの高いマグネシウム合金部品を得ることができる。
【００４８】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２におけるマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法を実施する成形装置の断面図であり、下ダイセット３１上に、棒状電気ヒータ３２および熱電対３３が内部に埋め込まれた工具鋼ＳＫＤで作られた加熱部３４ａと、ガラス繊維積層板で作られた断熱部３４ｂとを積層して構成したダイ３５を設け、そのダイ３５の内部を摺動上下するように、下ダイセット３１との間に設けられたバネ３６により上方向に付勢されたノックアウト３７を設け、ノックアウト３７がバネ３６に逆らって下降した時、その下面に形成した穴３８に進入し、内蔵する冷却配管３９により室温程度に温度が保たれた冷却盤４０を下ダイセット３１の中央に設けている。
【００４９】
また、ノックアウト３７がダイ３５の内部をバネ３６に逆らって下降した時、その状態を維持するために、係合ピン４１がダイ３５を構成する断熱部３４ｂ内を貫通し、その先端がノックアウト３７側壁の凹部４２に係合して、ノックアウト３７の下降位置を維持し、さらに、その係合を外部から外せるように、係合ピン４１を回転できる外部レバー４３を設けている。
【００５０】
また、下金型上に載置されるマグネシウム合金板４４はダイ３５の加熱部３４ａに設けられた位置決めピン４５により位置規制されている。
【００５１】
上記下金型と対向する上金型は、従来例を示す前記図４における上金型１７と全く同じ構成であり、図４における符号と同じ符号を付して説明は省略する。
【００５２】
上記実施の形態２における成形装置により、１つの成形品をマグネシウム合金板４４から箱形状に絞り加工する工程において、前記実施の形態１の場合と異なるのは、実施の形態１の場合は絞り加工後におけるダイ２５内のノックアウト２８の上昇を空圧式シリンダ２６内を上下動するピストン２７により行っていたのに対し、実施の形態２の場合は、係合ピン４１によって下降位置の維持されていたノックアウト３７を、外部レバー４３を人手によって回転することにより開放し、バネ３６の力で上昇させる点である。
【００５３】
以上のように、実施の形態２におけるマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法を実施する成形装置によれば、バネ３５の係合を外してノックアウト３７の下降位置の維持を開放するという簡単な構造で、任意のタイミングでノックアウト３７を上昇させることができ、実施の形態１の場合と同様、マグネシウム合金板４４の絞り工程においては、マグネシウム合金板４４を破断なく、かつ、低荷重で成形し、金型から成形品を外部に取り出す離型工程においては、成形品の変形を抑制し、歩留りの高いマグネシウム合金部品を得ることができる。
【００５４】
なお、上記実施の形態１および実施の形態２の説明では、冷却盤２３ｃおよび冷却盤４０を、内蔵する冷却配管２４および冷却配管３９により室温程度に温度を保つもので説明したが、それに限られるものではなく、冷却盤２３ｃおよび冷却盤４０にヒートパイプを埋設したり、冷却盤２３ｃおよび冷却盤４０自体をカーボンブラックのような高熱伝導材料で構成する等、金型の外部への熱排出機構を設けることによって冷却盤２３ｃおよび冷却盤４０の温度上昇を抑制しても、冷却配管２４および冷却配管３９により室温程度に温度を保つ場合と同様な効果が得られるものである。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明のマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法とその成形装置によれば、絞り加工工程では、マグネシウム合金が破断なく、低荷重で成形できる温度に加熱し、絞り加工の終了後、成形品を金型から離す離型工程ではマグネシウム合金板を、マグネシウム合金の塑性変形応力が離型抵抗を上回る温度に冷却することにより、マグネシウム合金部品を、変形がなく、歩留りの高い状態で得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法を実施する成形装置の断面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法を実施する成形装置の加工工程−材料温度変化曲線図
【図３】本発明の実施の形態２におけるマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法を実施する成形装置の断面図
【図４】従来のマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法を実施する成形装置の断面図
【図５】従来のマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法を実施する成形装置の加工工程−材料温度変化曲線図
【符号の説明】
１，２９，４４ マグネシウム合金板
２ 材料供給装置
３，２０，３１ 下ダイセット
４，１２ 断熱材
５，１８，２１，３２ 棒状電気ヒータ
６，１９，２２，３３ 熱電対
７，２５，３５ ダイ
８，１５，３６ バネ
９，２８，３７ ノックアウト
１０ 下金型
１１ 上ダイセット
１３ プレート
１４ パンチ
１６ ストリッパ
１７ 上金型
２３ａ，３４ａ 加熱部
２３ｂ，３４ｂ 断熱部
２３ｃ，４０ 冷却盤
２４，３９ 冷却配管
２６ 空圧式シリンダ
２７ ピストン
３０，４５ 位置決めピン
３８ 穴
４１ 係合ピン
４２ 凹部
４３ 外部レバー
Claims (6)
- マグネシウム合金板の温間絞り加工によってマグネシウム合金部品を得る温間プレス成形方法において、絞り工程ではマグネシウム合金板を、マグネシウム合金が破断しない温度に加熱し、絞り加工の終了後、成形品を金型から離す離型工程ではマグネシウム合金板を、マグネシウム合金の塑性変形応力が離型抵抗を上回る温度に冷却するマグネシウム合金部品の温間プレス成形方法。
- 下金型として、下ダイセット上に、ヒータが内部に埋め込まれた加熱部と、断熱部と、冷却盤とを積層して構成したダイを設け、そのダイの内部を摺動上下するように、下ダイセットに固定されたシリンダ内を上下動するピストンの上端にノックアウトを固定し、前記下金型と対向する上金型として、上ダイセットと断熱材とプレートと積層された最下層のプレート上に固定されたパンチと、そのパンチの外周を摺動上下し、バネにより下方向に付勢されたストリッパとを設け、そのパンチおよびストリッパには、その内部にヒータが埋め込まれているマグネシウム合金部品の温間プレス成形装置。
- 冷却盤に、金型外部へ熱を排出する熱排出機構を設けた請求項２に記載のマグネシウム合金部品の温間プレス成形装置。
- 冷却盤自体をカーボンブラックで構成した請求項２に記載のマグネシウム合金部品の温間プレス成形装置。
- 絞り工程後の成形品の離型工程において、金型から成形品を取り出すタイミングを成形品の温度変化に合わせて任意に行えるように、シリンダ内を上下動するピストンを、上金型の上下動作とは別に操作する駆動機構を備えた請求項２に記載のマグネシウム合金部品の温間プレス成形装置。
- 下金型として、下ダイセット上に、ヒータが内部に埋め込まれた加熱部と、断熱部と、冷却盤とを積層して構成したダイを設け、そのダイの内部を摺動上下し、かつ、下ダイセットに固定されたバネにより上方向に付勢されたノックアウトを設け、そのノックアウトがダイの内部を下降した状態を維持し、金型から取り出す成形品の温度変化に合わせて任意のタイミングで前記ノックアウトがダイの内部を下降した状態の維持を外す機構を設け、前記下金型と対向する上金型として、上ダイセットと断熱材とプレートと積層された最下層のプレート上に固定されたパンチと、そのパンチの外周を摺動上下し、バネにより下方向に付勢されたストリッパとを設け、そのパンチおよびストリッパには、その内部にヒータが埋め込まれているマグネシウム合金部品の温間プレス成形装置。
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