JP2011079034A - Forging press - Google Patents

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雅信 美濃
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mechanical forging press which can efficiently perform the mass production and trial production of forged products by one mechanical forging press. <P>SOLUTION: The rotation of a flywheel 8 rotationally driven by a main motor 6 and the rotation of a separately rotationally driven servo motor 10 are made to transmittable to a crankshaft 4, either rotation of the flywheel 8 or servo motor 10 is transmitted to the crankshaft 4 to operate a slide 1 in an ascending/descending manner, the other rotational driving which does not transmit rotation to the crankshaft 4 is stopped, and a forging operation is performed. In this way, upon mass production, rotation is transmitted from the flywheel 8 to the crankshaft 4, and forging is efficiently performed at a prescribed forging speed, and upon trial production, rotation is transmitted from the servo motor 10 to the crankshaft 4, and the optimum forging speed can be easily selected in a short period of time, thus the mass production and trial production of forged products can be efficiently performed by one forging press. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、クランク軸を回転駆動してスライドを昇降動作させる機械式の鍛造プレスに関する。   The present invention relates to a mechanical forging press that rotationally drives a crankshaft to move a slide up and down.

クランク軸を回転駆動してスライドを昇降動作させる機械式の鍛造プレスには、フライホイールをモータで定速回転させ、このフライホイールの回転をクラッチで入切してクランク軸に伝達するものが多く用いられている（例えば、特許文献１参照）。特に、熱間鍛造プレスでは、素材の温度低下と金型の温度上昇を抑制するために、速やかに鍛造することが要求され、素材がクラック等を生じることなく良好に加工される適正な速度の範囲で、フライホイールをできるだけ高速で回転させて、最適な鍛造速度を設定するようにしている。冷間鍛造プレスでは、素材の温度低下や金型の温度上昇の心配はないが、高い生産性を確保できるように、素材が良好に加工される適正な速度の範囲で、フライホイールをできるだけ高速で回転させて、最適な鍛造速度を設定している。   Many mechanical forging presses that rotate the crankshaft to move the slide up and down rotate the flywheel at a constant speed with a motor, and turn this flywheel on and off with a clutch and transmit it to the crankshaft. Used (see, for example, Patent Document 1). In particular, in a hot forging press, in order to suppress the temperature drop of the material and the temperature rise of the mold, it is required to forge quickly, and the material is processed at a proper speed without causing cracks. In the range, the flywheel is rotated as fast as possible to set the optimum forging speed. In cold forging presses, there is no concern about material temperature drop or mold temperature rise, but the flywheel is as fast as possible within the proper speed range where the material is processed well to ensure high productivity. To set the optimum forging speed.

一方、絞り加工、コイニング加工、ブランキング加工等のプレス加工に用いられる機械式プレスには、プレス加工に適した加工速度とエネルギを確保でき、かつ、生産性を最大限に確保できるように、メインモータで回転駆動されるフライホイールをクラッチでクランク軸に入切するとともに、サブモータとしてサーボモータ等をクランク軸に接続し、スライドが昇降する１ストローク内で、フライホイールとサブモータを使い分けてクランク軸を回転駆動するようにしたものもある（例えば、特許文献２、３参照）。   On the other hand, mechanical presses used for press processing such as drawing, coining, blanking, etc. can ensure the processing speed and energy suitable for press processing, and can ensure the maximum productivity. The flywheel driven by the main motor is turned on and off by the clutch, and the servomotor is connected to the crankshaft as a submotor, and the flywheel and submotor are used properly within one stroke in which the slide moves up and down. There is also one that is driven to rotate (for example, see Patent Documents 2 and 3).

特許文献２に記載されたものでは、比較的低速で大きな加工エネルギを必要とする加工時はフライホイールでクランク軸を駆動し、加工前後の昇降時はサブモータでクランク軸を高速駆動して、生産性を確保するようにしている。また、特許文献３に記載されたものでは、加工時はフライホイールとサブモータの両方でクランク軸を駆動し、昇降時はサブモータでクランク軸を高速駆動するようにしている。   According to the method described in Patent Document 2, the crankshaft is driven by a flywheel during machining that requires a large amount of machining energy at a relatively low speed, and the crankshaft is driven at high speed by a sub-motor during elevation before and after machining. We are trying to ensure sex. Moreover, in what was described in patent document 3, a crankshaft is driven by both a flywheel and a submotor at the time of a process, and a crankshaft is driven at high speed by a submotor at the time of raising / lowering.

実開昭５８−１７０１４４号公報Japanese Utility Model Publication No. 58-170144 特開２００４−１１４１１９号公報JP 2004-114119 A 特開２００４−３４１１１号公報JP 2004-34111 A

通常、１台の鍛造プレスでは、ロット毎に金型を交換して、異なるワークが鍛造される。これらのワークの加工形状や大きさは様々であり、素材を良好に加工できる適正な鍛造速度の範囲も異なる。特許文献１に記載された従来の鍛造プレスは、適正な鍛造速度の範囲で、素材の温度低下や金型の温度上昇を抑制したり、高い生産性を確保するための最適な鍛造速度が決まっていれば、フライホイールを所定の速度で回転させて、効率よく鍛造製品を量産することができる。しかしながら、試作品等を鍛造する際は、最適な鍛造速度を選定するために、フライホイールの回転速度を何度も変えて鍛造する必要があり、慣性質量の大きいフライホイールの回転速度を変更するのに手間と時間がかかる問題がある。   Normally, in one forging press, different workpieces are forged by exchanging dies for each lot. The shapes and sizes of these workpieces vary, and the range of the proper forging speed at which the material can be processed well is also different. In the conventional forging press described in Patent Document 1, the optimum forging speed for suppressing the temperature drop of the material and the temperature rise of the mold or ensuring high productivity is determined within the range of the appropriate forging speed. If this is the case, the forged product can be mass-produced efficiently by rotating the flywheel at a predetermined speed. However, when forging prototypes, etc., it is necessary to change the rotational speed of the flywheel many times in order to select the optimal forging speed, and change the rotational speed of the flywheel with a large inertial mass. However, there is a problem that takes time and labor.

そこで、本発明の課題は、１台で鍛造製品の量産と試作を効率よく行うことができる機械式の鍛造プレスを提供することである。   Therefore, an object of the present invention is to provide a mechanical forging press that can efficiently mass-produce and produce a forged product with a single unit.

上記の課題を解決するために、本発明は、クランク軸を回転駆動してスライドを昇降動作させる機械式の鍛造プレスにおいて、前記クランク軸に、メインモータで回転駆動されるフライホイールの回転と、別途に回転駆動されるサーボモータの回転とを伝達可能とし、前記フライホイールとサーボモータのいずれか一方の回転を前記クランク軸に伝達して、前記スライドを昇降動作させ、回転を伝達しない他方の回転駆動を止めて、鍛造作業を行うものとした構成を採用した。   In order to solve the above-mentioned problem, the present invention provides a mechanical forging press that rotationally drives a crankshaft to move a slide up and down, and rotates the flywheel that is driven to rotate by a main motor on the crankshaft. The rotation of a servo motor that is separately driven to rotate can be transmitted, the rotation of one of the flywheel and the servo motor is transmitted to the crankshaft, the slide is moved up and down, and the other that does not transmit the rotation is transmitted. A configuration was adopted in which the rotary drive was stopped and forging work was performed.

すなわち、クランク軸に、メインモータで回転駆動されるフライホイールの回転と、別途に回転駆動されるサーボモータの回転とを伝達可能とし、フライホイールとサーボモータのいずれか一方の回転をクランク軸に伝達して、スライドを昇降動作させ、回転を伝達しない他方の回転駆動を止めて、鍛造作業を行うものとすることにより、量産するときは、フライホイールからクランク軸に回転を伝達して、所定の鍛造速度で効率よく鍛造し、試作するときは、サーボモータからクランク軸に回転を伝達して、クランク軸の回転速度を容易に変更可能とし、最適な鍛造速度を容易に短時間で選定できるようにして、１台で鍛造製品の量産と試作を効率よく行うことができるようにした。また、この鍛造プレスは、フライホイールやサーボモータの回転駆動を、クランク軸に回転を伝達しないときに止めるので、無駄なエネルギを消費することもない。   In other words, the rotation of the flywheel driven by the main motor and the rotation of the servo motor driven separately by the main motor can be transmitted to the crankshaft, and the rotation of either the flywheel or the servomotor can be transmitted to the crankshaft. By transmitting and moving the slide up and down, stopping the other rotational drive that does not transmit rotation, and performing forging work, when mass production, the rotation is transmitted from the flywheel to the crankshaft When efficiently forging at the forging speed and making a prototype, the rotation can be easily changed by transmitting the rotation from the servo motor to the crankshaft, and the optimum forging speed can be easily selected in a short time. In this way, mass production and trial production of forged products can be efficiently performed with one unit. In addition, since this forging press stops the rotational drive of the flywheel and servo motor when the rotation is not transmitted to the crankshaft, it does not consume useless energy.

前記サーボモータの回転を、歯車減速機構を介して前記クランク軸に伝達することにより、より鍛造荷重の大きい試作品を鍛造することができる。   By transmitting the rotation of the servo motor to the crankshaft through a gear reduction mechanism, a prototype with a larger forging load can be forged.

前記クランク軸にフライホイールの回転とサーボモータの回転を伝達可能とする手段は、前記クランク軸の一端側にクラッチを介して前記フライホイールを接続し、他端側に前記サーボモータを接続するものとすることができる。   The means for transmitting the rotation of the flywheel and the rotation of the servo motor to the crankshaft is such that the flywheel is connected to one end side of the crankshaft via a clutch and the servomotor is connected to the other end side. It can be.

前記クランク軸にフライホイールの回転とサーボモータの回転を伝達可能とする手段は、前記クランク軸と平行な回転軸を設け、この回転軸の一端側にクラッチを介して前記フライホイールを接続し、他端側に前記サーボモータを接続して、前記回転軸の回転を前記クランク軸に伝達するものとすることもできる。   The means for enabling the rotation of the flywheel and the rotation of the servo motor to be transmitted to the crankshaft is provided with a rotation shaft parallel to the crankshaft, and the flywheel is connected to one end side of the rotation shaft via a clutch, The servo motor may be connected to the other end side to transmit the rotation of the rotating shaft to the crank shaft.

本発明に係る鍛造プレスは、クランク軸に、メインモータで回転駆動されるフライホイールの回転と、別途に回転駆動されるサーボモータの回転とを伝達可能とし、フライホイールとサーボモータのいずれか一方の回転をクランク軸に伝達して、スライドを昇降動作させ、回転を伝達しない他方の回転駆動を止めて、鍛造作業を行うものとしたので、１台で鍛造製品の量産と試作を効率よく行うことができる。また、この鍛造プレスは、フライホイールやサーボモータの回転駆動を、クランク軸に回転を伝達しないときに止めるので、無駄なエネルギを消費することもない。   The forging press according to the present invention can transmit to the crankshaft the rotation of a flywheel that is rotationally driven by a main motor and the rotation of a servomotor that is separately driven to rotate, and either the flywheel or the servomotor. The forging operation is performed by transmitting the rotation of the cylinder to the crankshaft, moving the slide up and down, and stopping the other rotational drive that does not transmit the rotation, so mass production and trial production of forged products can be performed efficiently with one unit be able to. In addition, the forging press stops the rotational drive of the flywheel and the servo motor when the rotation is not transmitted to the crankshaft, so that useless energy is not consumed.

第１の実施形態の鍛造プレスを示す構成概念図Configuration conceptual diagram showing the forging press of the first embodiment 第２の実施形態の鍛造プレスを示す構成概念図Configuration conceptual diagram showing the forging press of the second embodiment 第３の実施形態の鍛造プレスを示す構成概念図Configuration conceptual diagram showing the forging press of the third embodiment

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１は、第１の実施形態を示す。この鍛造プレスは、金型（図示省略）が取り付けられるスライド１とボルスタ２がフレーム３内の上下に対向するように設けられ、回転駆動されるクランク軸４にコンロッド５で連結されたスライド１が昇降動作する機械式の熱間鍛造プレスであり、メインモータ６でベルト７によって回転駆動されるフライホイール８が、クランク軸４の一端側にクラッチ９を介して接続され、別途に回転駆動されるサーボモータ１０が、クランク軸４の他端側に歯車減速機構１１ａを介して接続されている。クランク軸４には、ブレーキ１２も取り付けられている。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a first embodiment. In this forging press, a slide 1 to which a mold (not shown) is attached and a bolster 2 are provided so as to oppose each other in the frame 3, and a slide 1 connected to a crankshaft 4 that is rotationally driven by a connecting rod 5 This is a mechanical hot forging press that moves up and down, and a flywheel 8 that is rotationally driven by a belt 7 by a main motor 6 is connected to one end of the crankshaft 4 via a clutch 9 and is separately rotated. A servo motor 10 is connected to the other end side of the crankshaft 4 via a gear reduction mechanism 11a. A brake 12 is also attached to the crankshaft 4.

この鍛造プレスは、製品を量産するときは、サーボモータ１０の駆動を停止して、メインモータ６でフライホイール８を定速で回転駆動し、クラッチ９を入として、フライホイール８の回転をクランク軸４に伝達することによって鍛造する。また、試作品を鍛造するときは、メインモータ６によるフライホイール８の回転駆動を停止するとともに、クラッチ９を切とし、サーボモータ１０を駆動して、その回転をクランク軸４に伝達し、クランク軸４の回転速度を変化させて、種々の鍛造速度で試作品を鍛造する。   When the product is mass-produced, the forging press stops the drive of the servo motor 10, rotates the flywheel 8 at a constant speed by the main motor 6, engages the clutch 9, and cranks the rotation of the flywheel 8. Forging by transmitting to the shaft 4. When the prototype is forged, the rotation of the flywheel 8 by the main motor 6 is stopped, the clutch 9 is turned off, the servomotor 10 is driven, and the rotation is transmitted to the crankshaft 4 to The prototype is forged at various forging speeds by changing the rotation speed of the shaft 4.

図２は、第２の実施形態を示す。この鍛造プレスも、回転駆動されるクランク軸４でスライド１を昇降動作させる機械式の熱間鍛造プレスであり、クランク軸４と平行な回転軸１３が設けられ、この回転軸１３の一端側に、メインモータ６で回転駆動されるフライホイール８がクラッチ９を介して接続されるとともに、回転軸１３の他端側にサーボモータ１０が歯車伝達機構１４を介して接続され、回転軸１３の回転が歯車減速機構１１ｂを介してクランク軸４に伝達されるようになっている。回転軸１３には、ブレーキ１２も取り付けられている。   FIG. 2 shows a second embodiment. This forging press is also a mechanical hot forging press in which the slide 1 is moved up and down by a crankshaft 4 that is rotationally driven. A rotating shaft 13 parallel to the crankshaft 4 is provided, and one end side of the rotating shaft 13 is provided. A flywheel 8 that is rotationally driven by the main motor 6 is connected via a clutch 9, and a servo motor 10 is connected to the other end side of the rotary shaft 13 via a gear transmission mechanism 14, so that the rotary shaft 13 rotates. Is transmitted to the crankshaft 4 through the gear reduction mechanism 11b. A brake 12 is also attached to the rotating shaft 13.

この鍛造プレスも、製品を量産するときは、サーボモータ１０の駆動を停止して、メインモータ６でフライホイール８を回転駆動し、クラッチ９を入として、フライホイール８の回転を回転軸１３からクランク軸４に伝達する。また、試作品を鍛造するときは、フライホイール８の回転駆動を停止するとともに、クラッチ９を切とし、サーボモータ１０を駆動して、その回転を回転軸１３からクランク軸４に伝達する。   In this forging press, when the product is mass-produced, the drive of the servo motor 10 is stopped, the flywheel 8 is rotationally driven by the main motor 6, the clutch 9 is turned on, and the rotation of the flywheel 8 is started from the rotary shaft 13. It is transmitted to the crankshaft 4. When the prototype is forged, the rotational drive of the flywheel 8 is stopped, the clutch 9 is turned off, the servomotor 10 is driven, and the rotation is transmitted from the rotary shaft 13 to the crankshaft 4.

図３は、第３の実施形態を示す。この鍛造プレスも機械式の熱間鍛造プレスであり、クランク軸４と平行な回転軸１３が設けられ、回転軸１３の一端側に、メインモータ６で回転駆動されるフライホイール８がクラッチ９を介して接続されるとともに、回転軸１３の他端側が歯車減速機構１１ｂを介してクランク軸４の一端側に接続され、クランク軸４の他端側にサーボモータ１０が歯車減速機構１１ａを介して接続されている。回転軸１３には、ブレーキ１２も取り付けられている。   FIG. 3 shows a third embodiment. This forging press is also a mechanical hot forging press. A rotary shaft 13 parallel to the crankshaft 4 is provided, and a flywheel 8 that is rotationally driven by the main motor 6 is connected to the clutch 9 at one end of the rotary shaft 13. And the other end side of the rotary shaft 13 is connected to one end side of the crankshaft 4 via the gear reduction mechanism 11b, and the servo motor 10 is connected to the other end side of the crankshaft 4 via the gear reduction mechanism 11a. It is connected. A brake 12 is also attached to the rotating shaft 13.

この鍛造プレスも、製品を量産するときは、サーボモータ１０の駆動を停止して、メインモータ６でフライホイール８を回転駆動し、クラッチ９を入として、フライホイール８の回転を回転軸１３からクランク軸４に伝達する。また、試作品を鍛造するときは、フライホイール８の回転駆動を停止するとともに、クラッチ９を切とし、サーボモータ１０を駆動して、その回転をクランク軸４に伝達する。   In this forging press, when the product is mass-produced, the drive of the servo motor 10 is stopped, the flywheel 8 is rotationally driven by the main motor 6, the clutch 9 is turned on, and the rotation of the flywheel 8 is started from the rotary shaft 13. It is transmitted to the crankshaft 4. When the prototype is forged, the rotational drive of the flywheel 8 is stopped, the clutch 9 is turned off, the servo motor 10 is driven, and the rotation is transmitted to the crankshaft 4.

上述した各実施形態では、製品を量産するときはフライホイールを使用し、試作品を鍛造するときにサーボモータを使用するようにしたが、小ロット生産や小物製品の鍛造を行う際等で、鍛造エネルギが比較的少なく、サーボモータを使用した方がフライホイールを使用よりも効率が良い場合等には、サーボモータでこれらの製品を量産することもできる。   In each of the above-described embodiments, the flywheel is used when mass-producing the product, and the servo motor is used when forging the prototype, but when forging a small lot production or a small product, If the forging energy is relatively low and the use of a servo motor is more efficient than the use of a flywheel, these products can be mass-produced with the servo motor.

また、上述した各実施形態では、熱間鍛造プレスとしたが、本発明に係る鍛造プレスは冷間鍛造プレスとすることもできる。   Moreover, although it was set as the hot forging press in each embodiment mentioned above, the forging press which concerns on this invention can also be made into a cold forging press.

１ スライド
２ ボルスタ
３ フレーム
４ クランク軸
５ コンロッド
６ メインモータ
７ ベルト
８ フライホイール
９ クラッチ
１０ サーボモータ
１１ａ、１１ｂ 歯車減速機構
１２ ブレーキ
１３ 回転軸
１４ 歯車伝達機構 1 Slide 2 Bolster 3 Frame 4 Crankshaft 5 Connecting rod 6 Main motor 7 Belt 8 Flywheel 9 Clutch 10 Servo motors 11a and 11b Gear reduction mechanism 12 Brake 13 Rotating shaft 14 Gear transmission mechanism

Claims (4)

クランク軸を回転駆動してスライドを昇降動作させる機械式の鍛造プレスにおいて、前記クランク軸に、メインモータで回転駆動されるフライホイールの回転と、別途に回転駆動されるサーボモータの回転とを伝達可能とし、前記フライホイールとサーボモータのいずれか一方の回転を前記クランク軸に伝達して、前記スライドを昇降動作させ、回転を伝達しない他方の回転駆動を止めて、鍛造作業を行うものとしたことを特徴とする鍛造プレス。   In a mechanical forging press that rotates the crankshaft and moves the slide up and down, the rotation of the flywheel that is driven by the main motor and the rotation of the servomotor that is driven separately are transmitted to the crankshaft. The forging operation is performed by transmitting the rotation of one of the flywheel and the servo motor to the crankshaft, moving the slide up and down, and stopping the other rotational drive that does not transmit the rotation. A forging press characterized by that. 前記サーボモータの回転を、歯車減速機構を介して前記クランク軸に伝達するようにした請求項１に記載の鍛造プレス。   The forging press according to claim 1, wherein the rotation of the servo motor is transmitted to the crankshaft via a gear reduction mechanism. 前記クランク軸にフライホイールの回転とサーボモータの回転を伝達可能とする手段が、前記クランク軸の一端側にクラッチを介して前記フライホイールを接続し、他端側に前記サーボモータを接続するものである請求項１または２に記載の鍛造プレス。   The means for transmitting the rotation of the flywheel and the rotation of the servo motor to the crankshaft connects the flywheel via a clutch to one end of the crankshaft and connects the servomotor to the other end. The forging press according to claim 1 or 2. 前記クランク軸にフライホイールの回転とサーボモータの回転を伝達可能とする手段が、前記クランク軸と平行な回転軸を設け、この回転軸の一端側にクラッチを介して前記フライホイールを接続し、他端側に前記サーボモータを接続して、前記回転軸の回転を前記クランク軸に伝達するものである請求項１または２に記載の鍛造プレス。   Means enabling transmission of rotation of the flywheel and rotation of the servo motor to the crankshaft is provided with a rotation shaft parallel to the crankshaft, and the flywheel is connected to one end side of the rotation shaft via a clutch, The forging press according to claim 1 or 2, wherein the servo motor is connected to the other end side to transmit the rotation of the rotating shaft to the crank shaft.
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