JP2008062275A - 横型鍛造装置用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】ボス部の外周にフランジ部を有する前工程素材に対して横型鍛造装置でフランジ部に軽量穴を位置決め精度よく鍛造することにより、製品鍛造の高速化を図る。
【解決手段】搬送された前工程素材１０’は、第１ホールド軸２３と第２ホールド軸３２に挟持されて心ずれしないようにその軸線回りに回り止めされ、この状態を維持されたままダイ２０に押し込まれる。これにより、フランジ部１２’に対する穴開け精度が確保され、結果的に、前工程素材１０’のダイ２０への挿入不良も防止される。ダイ２０とパンチ３０とによりフランジ部１２’に対してせん断加工で穴開けを行った抜きカス４１が型外に連通する排出口３６に抜け、製品１０の離型前に搬送コンベアＢに落下するようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、ハブ輪（ＨＵＢ）を鍛造する場合のように、ボス部の外周にフランジ部を有する前工程素材を形成する横型鍛造装置によりフランジ部の軽量穴開けやボス部のセンター穴開けを行うための金型に関する。

ハブ輪のように、ボス部の外周にフランジ部を有し、そのフランジ部に軽量穴開けを形成した製品を鍛造する場合、ボス部の外側にフランジ部を有する前工程素材が形成される。

従来、縦型鍛造装置で鍛造する場合、形成された前工程素材のフランジ部に対する軽量穴開け、又は軽量穴開けとボス部のセンター穴開けは最終工程の段階で実施されている（例えば、特許文献１）。

また、上記のような前工程素材は、縦型鍛造装置に比して高速生産、大量生産に適した横型鍛造装置により形成されることもある。

横型鍛造装置は、クランクプレスの一種で、モーターによるフライホイールの回転がクランクシャフトを介してラムの往復運動に変えられ、ラムにセットされたパンチと、荷重を受けるダイにより素材に形を転写して成形を行うようになっている。

具体的には、パンチとダイで素材に形を転写された前工程素材は、ノックアウト機構によりダイ内から蹴出され、トランスファーチャックで把持されて次工程のダイの前まで運ばれる。そして、トランスファーチャックが次の工程に前工程素材を運ぶタイミングに合わせて、その工程のパンチが前進してきて成形が加えられる。この動作を繰り返すことにより、前工程素材が形成される。このような横型鍛造装置は、縦型鍛造装置に比して生産効率が高い。

特開２００３−０３３８４４号公報

しかしながら、横型鍛造装置は、縦型鍛造装置と比してプレス回転速度が速くなる分、搬送速度も高くなる。このため、横型鍛造装置でフランジ部に対する軽量穴開けを行うには、前工程素材がその軸線回りに幾分回転した状態でダイにセットされ易く軽量穴の位置精度を確保することが困難であること、抜きカスと製品の金型外への分離排出が困難であること、さらに、前工程素材の挿入不良が生じ易いことが問題となる。挿入不良のまま鍛造されると、金型の破損を招く。
これらの事情から、横型鍛造装置においては、前工程素材を形成するに留め、別の機外のプレス機でフランジ部に対する軽量穴開け及びセンター穴開けが行われることがある。

上述の事情に鑑み、この発明の課題は、ボス部の外周にフランジ部を有する前工程素材に対して横型鍛造装置でフランジ部に軽量穴を位置決め精度よく鍛造することにより、製品鍛造の高速化を図ることにある。

上記の課題を達成するため、この発明は、ボス部の外側にフランジ部を有する前工程素材に対して鍛造を行う横型鍛造装置用金型において、ダイ側から上記前工程素材に向けて進出する第１ホールド軸と、パンチ側から上記前工程素材に向けて進出する第２ホールド軸とを備え、両ホールド軸で上記前工程素材を挟持させて心ずれしないように回り止めし、この挟持状態を保つように両ホールド軸をダイ側に移動させて上記前工程素材をダイに押し込み、上記ダイと上記パンチとにより上記フランジ部に対してせん断加工で穴開けを行うようにし、その抜きカスが型外に連通する排出口に抜けて鍛造品の離型と異なる時期に落下するようにした構成を採用したものである。

上記構成によれば、搬送された前工程素材は、第１ホールド軸と第２ホールド軸に挟持されてその中心軸線がダイ及びパンチに対して心ずれしないように、かつその中心軸線回りに回り止めされる。前工程素材は、両ホールド軸に回り止めされた状態が保たれたままダイに押し込まれる。このため、前工程素材がその軸線回りに回転することなくダイにセットされる。結果的に、前工程素材のダイへの挿入不良も防止される。すなわち、フランジ部に形成する穴の位置精度は、上記両ホールド軸の挟持押し込みによって確保される。
そして、フランジ部の穴開けによって生じる抜きカスは、排出口に抜けて鍛造品の離型と異なる時期に落下する。
したがって、この発明の構成によれば、フランジ部に軽量穴を位置決め精度よく鍛造することにより、製品鍛造の高速化を図ることができる。

また、この発明の構成において、上記第１ホールド軸と上記第２ホールド軸のうち、一方の軸を、上記ボス部の穴底中心部に当てる穴開けピンとし、他方の軸に、上記ボス部の穴底中心部に臨む排出口を設け、上記一方の軸を上記ボス部の穴底中心部に押し付けてセンター穴開けを行い、その抜きカスが上記他方の軸の排出口に入って型外へ抜けるようにした構成を採用することができる。
この構成によれば、同一金型において、第１ホールド軸と上記第２ホールド軸の一方を利用してボス部のセンター穴開けを実施することができる。その抜きカスは、他方の軸に設けた排出口に抜ける。したがって、この構成によれば、同一金型において軽量穴開けとセンター穴開けを行いつつ、鍛造品と抜きカスを分離排出することができ、より製品鍛造の高速化を図ることができる。なお、このセンター穴開けは、フランジ部の穴開けと同時に行われる構成、又は時間差をもって行われる構成を採用することができるが、高速鍛造化を図る点で同時の方がよい。

上述のように、この発明の構成によれば、ボス部の外周にフランジ部を有する前工程素材に対して横型鍛造装置でフランジ部に軽量穴を位置決め精度よく鍛造することができ、その結果、機外でのプレスが不要になり、製品鍛造の高速化を図ることができる。

以下、この発明の一実施形態に係る横型鍛造装置用金型を添付図面に基づいて説明する。
先ず、この実施形態に係る横型鍛造装置用金型で形成する製品について述べる。図２に示すように、製品１０は、ボス部１１の外周にフランジ部１２を有するハブ輪となっている。ボス部１１には、センター穴１４が貫通させられている。フランジ部１２には、軸方向に貫通する軽量穴１３が周方向に等間隔で複数形成されている。フランジ部１２の付け根には、ボス部１１の外周に形成された大径略円筒部分に全周に亘って連続するリブ部１５が形成されている。

図１に示すように、上記の製品１０を横型鍛造装置で形成する場合、予め、ボス部１１の外周形状を形成したボス部１１’と、そのボス部１１’の外周にフランジ部１２の外形状が形成されたフランジ部１２’とを有する前工程素材１０’が形成される。ボス部１１’には、センター穴１４と同一中心線を有する非貫通穴が形成されている。各軽量穴１３（図２参照）は、そのＰ．Ｃ．Ｄ及びリブ部１５に対する位置精度が要求される。したがって、図１に示す前工程素材１０’のダイ２０への挿入時の回転防止、及びパンチ側とダイ側の芯出し精度が必要となる。

この実施形態に係る横型鍛造装置用金型は、待機状態のダイ２０とパンチ３０の間に、前工程素材１０’が搬送装置のアームＡにボス部１１’の外周を把持された状態で運ばれるようになっている。

ダイ２０は、前工程素材１０’をそのボス部１１’の穴底側から軸方向に押し込まれ、その前工程素材１０’の穴底側の側面を受けるようになっている。また、ダイ２０は、ダイガイド２２とダイコンテナ２１とによりその中心軸線と平行に移動可能に支持されている。

また、この実施形態に係る横型鍛造装置用金型は、搬送された前工程素材１０’に向けて進出する第１ホールド軸２３を備えている。第１ホールド軸２３は、ダイ２０の内方に進退可能に挿通されており、ダイ２０の中心軸線と同軸上に設けられている。この第１ホールド軸２３は、エジェクタとしても機能するようになっている。

パンチ３０は、その中心軸線がダイ２０の中心軸線と同軸上に位置するようにパンチホルダ３１で支持されている。

また、この実施形態に係る横型鍛造装置用金型は、搬送された前工程素材１０’に向けて進出する第２ホールド軸３２を備えている。第２ホールド軸３２は、第１ホールド軸２３と対向するようにパンチ３０の内方に挿通されている。

第２ホールド軸３２の先端部は、搬送された前工程素材１０’のボス部１１’の非貫通穴に挿入されるまで進出し、嵌合状態となるように設けられている。

また、第２ホールド軸３２は、ボス部１１’の非貫通穴に嵌合された状態で、前工程素材１０’の軸線回りの回り止めが可能な適切な圧力でボス部１１’の穴底部を軸方向に押圧できるようになっている。なお、この押圧は、バネ圧、エアー圧等として第２ホールド軸３２に対して付与することができる。

ダイ２０側から前工程素材１０’に向けて進出する第１ホールド軸２３とパンチ３０側から前工程素材１０’に向けて進出する第２ホールド軸３２とにより、ボス部１１’の穴底部が挟持される。その結果、前工程素材１０’は、両ホールド軸２３、３２の圧力をもった挟持により中心軸線回りに回り止めされる。また、ダイ２０の中心軸線と同軸上に設けられた両ホールド軸２３、３２が、前工程素材１０’をその中心軸線がダイ２０の中心軸線と同軸上に位置するように挟持するようになっており、前工程素材１０’がダイ２０及びパンチ３０に対して心ずれしないように保たれる。

両ホールド軸２３、３２は、上記の挟持状態が保たれるようにダイ２０側に移動することができる。このため、前工程素材１０’は、両ホールド軸２３、３２により回り止めされた挟持状態のままダイ２０の内周先端部に押し込むことが可能になっている。

また、一方の軸である第２ホールド軸３２は、ボス部１１’の穴底中心部に当てる穴開けピンとされている。他方の軸である第１ホールド軸２３の先端面に、前工程素材１０’のボス部１１’の穴底中心部に臨む排出口２４が設けられている。第２ホールド軸３２がボス部１１’の穴底中心部に押し付けられて両ホールド軸２３、３２によりせん断加工でセンター穴１４（図２参照）の穴開けが行われる。

図１に示すように、排出口２４は、型外に連通するように下方に開放された切欠き状になっており、その抜きカスが即座に落下するようになっている。

また、ダイ２０の側周部に、前工程素材１０’のフランジ部１２’に軽量穴１３をせん断加工するための穴開けピン２５が仕込まれている。ダイ２０がパンチ３０の先端部に押されて後退すると、各穴開けピン２５が相対的に突出し、パンチ３０の先端部に設けられた内周刃３５に適切なスキマをもって嵌るようになっている。

パンチ３０は、内周刃３５の後方から型外まで連通するように設けられた排出口３６を有する。排出口３６は、下方に開放された切欠き状となっている。穴開けピン２５と内周刃３５とでせん断された抜きカスは、その勢いで排出口３６に抜けて、即座に落下するようになっている。

次に、この実施形態に係る横型鍛造装置用金型の動作を図３（ａ）〜（ｅ）に基づいて述べる。
この実施形態に係る横型鍛造装置用金型は、横型鍛造装置の最終工程に設置されている。図３（ａ）に示すように、搬送装置によって運ばれてきた前工程素材１０’は、第１ホールド軸２３と第２ホールド軸３２とがそれぞれボス部１１’の穴底中心部に向けて進出することによりその穴底中心部を挟持される。このとき、第２ホールド軸３２が軸方向にボス部１１’の穴底中心部を押圧し、この押圧を第１ホールド軸２３が受ける状態にあり、前工程素材１０’の軸線回りの回転が適切な圧力によって防止される。結果的に、前工程素材１０’の挿入不良も防止される。

次に、図３（ｂ）に示すように、前工程素材１０’は、両ホールド軸２３、３２に挟持された状態のまま拘束されてダイ２０に押込まれる。このとき、各穴開けピン２５と内周刃３５とは、フランジ部１２’の軽量穴形成部位を挟んで対向する。前工程素材１０’は、その中心軸線がダイ２０、及びパンチ３０の中心軸線と同軸上にあるように両ホールド軸２３、３２で保たれるため、ダイ２０側とパンチ３０側の芯出し精度が得られる。

次に、図３（ｃ）に示すように、両ホールド軸２３、３２に挟持された状態でパンチ３０の先端部がフランジ部１２’に押し付けられる。これにより、各穴開けピン２５と内周刃３５とによってフランジ部１２’がせん断加工を受けて軽量穴１３の穴開けが行われる。このとき、ダイ２０の内周先端部が後退し、そのダイ２０の内周先端部に前工程素材１０’が押込まれる。その結果、発生した抜きカス４１は、穴開けピン２５に押されて下方に開放された排出口３６に抜け、ここから即座に落下してパンチ３０の下方に配置された搬送コンベアＢ（図１参照）上に落ちる。

また、軽量穴１３の穴開けと同時に、第２ホールド軸３２がボス部１１’の穴底中心部に押し付けられて両ホールド軸２３、３２によりせん断加工でセンター穴開けが行われる。その結果、センター穴１４が形成され、製品１０が完成する。発生した抜きカス４２は、第２ホールド軸３２に押されて下方に開放された排出口２４に抜け、第１ホールド軸から落下する。なお、抜きカス４１（図示省略）は既に金型の下方から抜けて搬送コンベアＢ（図示省略）に落下している。

次に、図３（ｄ）に示すように、ダイ２０とパンチ３０とが離れ、図３（ｅ）に示すように、製品１０は、エジェクタとして機能する第１ホールド軸２３によりダイ２０から押し出され、離型される。その結果、製品１０は、搬送コンベアＢに落下する。なお、製品１０が落下したとき、抜きカス４１、４２（図示省略）は既に金型の下方から運ばれている。

したがって、この実施形態に係る横型鍛造装置用金型によれば、従来必要であった前工程素材１０’の機外プレスが不要となり、その結果、製品鍛造の高速化を図ることができ、ひいては、製品１０のコストダウンが可能である。

また、この実施形態に係る横型鍛造装置用金型は、軽量穴開けとセンター穴開けが同工程の段階で行われると共に、それぞれの抜きカス４１、４２が鍛造品と別に金型外へ排出されるため、高速鍛造化をより図ることができる。

また、この実施形態に係る横型鍛造装置用金型は、抜きカス４１、及び抜きカス４２が軸方向で異なる位置に落下するため、排出口２４、排出口３６から同時的に抜きカス４１、抜きカス４２が落下しても分別し易い。

また、この実施形態に係る横型鍛造装置用金型では、ダイ２０側の第１ホールド軸２３をエジェクタとしたため、金型の複雑化を防止することができる。

また、この実施形態に係る横型鍛造装置用金型では、ダイ２０側に全ての穴開けピン２５を設け、パンチ３０側に全ての内周刃３５を設けたが、逆に配置してダイ２０側に排出口３６の相当部を設けることもできる。また、ダイ２０側に、穴開けピンと内周刃とを周方向で入れ子に配置し、この配置に対応させて排出口３６の相当部をダイ２０側とパンチ３０側に分散させて設けることができる。この実施形態のように、静止側のダイ２０に全ての穴開けピン２５を配置し、稼動側のパンチ３０に全ての内周刃３５を設けた構成は、挿入不良発生時であってもピン２５がダイ２０内に存在するため、破損を受けにくいという利点があり、また、ダイ２０側に排出口３６の相当部を設ける場合より、金型構造が単純になり、低コスト化を図ることができる。

また、この実施形態に係る横型鍛造装置用金型では、両ホールド軸２３、３２による前工程素材１０’の挟持に際し、第２ホールド軸３２側から押圧するようにしたが、両ホールド軸２３、３２のそれぞれから押圧し、又は第１ホールド軸２３側から押圧するようにすることもできる。

実施形態に係る横型鍛造装置用金型の全体構成を示す断面図 ａは図１の横型鍛造装置用金型で形成する製品の正面図、ｂは前記ａのｂ−ｂ線の断面図 図１の両ホールド軸で前工程素材を挟持した状態を示す作用図 図１の両ホールド軸で前工程素材をダイに押し込んだ状態を示す作用図 図１のダイとパンチで穴開けを行う様子を示す作用図 製品形成後にダイとパンチを分離させたときを示す作用図 製品をダイから押し出した状態を示す作用図

符号の説明

１０ 製品
１０’ 前工程素材
１１、１１’ ボス部
１２、１２’ フランジ部
１３ 軽量穴
１４ センター穴
１５ リブ部
２０ ダイ
２３ 第１ホールド軸
２４ 排出口
２５ 穴開けピン
３０ パンチ
３２ 第２ホールド軸
３５ 内周刃
３６ 排出口

Claims (2)

1. ボス部の外側にフランジ部を有する前工程素材に対して鍛造を行う横型鍛造装置用金型において、
   ダイ側から上記前工程素材に向けて進出する第１ホールド軸と、パンチ側から上記前工程素材に向けて進出する第２ホールド軸とを備え、
   両ホールド軸で上記前工程素材を挟持させて心ずれしないように回り止めし、この挟持状態を保つように両ホールド軸をダイ側に移動させて上記前工程素材をダイに押し込み、上記ダイと上記パンチとにより上記フランジ部に対してせん断加工で穴開けを行うようにし、
   その抜きカスが型外に連通する排出口に抜けて鍛造品の離型と異なる時期に落下するようにしたことを特徴とする横型鍛造装置用金型。
2. 上記第１ホールド軸と上記第２ホールド軸のうち、一方の軸を、上記ボス部の穴底中心部に当てる穴開けピンとし、他方の軸に、上記ボス部の穴底中心部に臨む排出口を設け、
   上記一方の軸を上記ボス部の穴底中心部に押し付けてセンター穴開けを行い、その抜きカスが上記他方の軸の排出口に入って型外へ抜けるようにした請求項１に記載の横型鍛造装置用金型。

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