JP2018015802A - Forging processing device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、ベース板上にフィン等の複数の凸部が形成された鍛造加工製品を製造するための鍛造加工装置、鍛造加工方法および鍛造素形材に関する。 The present invention relates to a forging device, a forging method, and a forging material for producing a forged product in which a plurality of convex portions such as fins are formed on a base plate.
ベース板の表面または裏面に多数のフィンが形成されたヒートシンクを型鍛造加工によって製作するような場合例えば、特許文献1に示すような半密閉式の鍛造加工装置(金型)が多く用いられている。
When manufacturing a heat sink in which a large number of fins are formed on the front surface or the back surface of the base plate by die forging, for example, a semi-sealed forging device (die) as shown in
ヒートシンク成形用の鍛造加工装置は、ダイス(下金型)と、パンチ(上金型)とを備え、例えばダイスの成形孔の底面に、フィンを成形するための多数のフィン成形凹部が形成されている。そして鍛造素材がセットされたダイスの成形孔にパンチが打ち込まれることにより、鍛造素材が加圧されて塑性流動して、鍛造素材としての金属材料(メタル)がフィン成形凹部内に充填されてフィンが成形されるとともに、余剰のメタルがダイスの成形孔内周側面とパンチの外周側面との間のバリ成形部に充填されてバリが成形される。さらにダイスの成形孔底面とパンチの押圧面との間のベース板成形部に存在するメタルによってベース板が成形されるようになっている。 A forging device for forming a heat sink includes a die (lower die) and a punch (upper die). For example, a large number of fin forming recesses for forming fins are formed on the bottom surface of a die forming hole. ing. Then, when the punch is driven into the forming hole of the die in which the forging material is set, the forging material is pressurized and plastically flows, and the metal material (metal) as the forging material is filled in the fin forming recess and the fin Is formed, and surplus metal is filled in the burr forming portion between the inner peripheral side surface of the die forming hole and the outer peripheral side surface of the punch to form a burr. Further, the base plate is formed by the metal existing in the base plate forming portion between the bottom surface of the die forming hole and the pressing surface of the punch.
上記従来の鍛造加工において特に、ベース板が平面視四角形の鍛造加工製品を成形するような場合、下金型の多数のフィン成形凹部のうち、ベース板の四隅に対応するフィン成形凹部にはメタルが充填され難く、当該フィン成形凹部に充填されるメタル量が不足して、欠肉が発生するおそれがあった。そのような欠肉が生じるとヒートシンクのフィン高さを一定に揃えることができず、高品質の鍛造加工製品(ヒートシンク)を製造できないという課題が発生する。 In the above-described conventional forging process, particularly when the base plate forms a forged product having a square shape in plan view, among the many fin forming recesses of the lower mold, the fin forming recesses corresponding to the four corners of the base plate are made of metal. Is difficult to fill, and the amount of metal filled in the fin-formed concave portion is insufficient, and there is a possibility that a lack of thickness may occur. When such a lack of thickness occurs, the fin height of the heat sink cannot be made uniform, and there arises a problem that a high-quality forged product (heat sink) cannot be manufactured.
この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、フィン高さ等の凸部高さの寸法精度に優れた高品質の鍛造加工製品を製造することができる鍛造加工装置、鍛造加工方法および鍛造素形材を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and a forging device and a forging method capable of producing a high-quality forged product excellent in dimensional accuracy of the height of a convex portion such as a fin height. And it aims at providing a forging raw material.
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を備えている。 In order to solve the above problems, the present invention comprises the following means.
[1]平面視多角形のベース板に凸部が形成された鍛造加工製品を製造するための鍛造加工装置であって、
ベース板に対応して断面多角形の成形孔を有するダイスと、
前記成形孔に対応して断面多角形に形成され、かつ前記成形孔に打ち込まれるパンチとを備え、
前記ダイスにおける成形孔の底面および前記パンチの先端面のうち少なくともいずれか一方に、凸部成形凹部が形成され、
前記パンチの先端面および前記成形孔の底面間にベース板成形部が形成され、
前記パンチの外周面および前記成形孔の内周面間にバリ成形部が形成され、
前記パンチの外周面における出隅部と前記成形孔の内周面における入隅部との間のクリアランスが、前記パンチの外側面と前記成形孔の内側面との間のクリアランスよりも小さく設定されていることを特徴とする鍛造加工装置。
[1] A forging device for producing a forged product in which a convex portion is formed on a polygonal base plate in plan view,
A die having a forming hole with a polygonal cross section corresponding to the base plate;
A punch formed into a polygonal cross-section corresponding to the molding hole and driven into the molding hole;
On at least one of the bottom surface of the molding hole and the tip end surface of the punch in the die, a convex molding concave portion is formed,
A base plate molding portion is formed between the front end surface of the punch and the bottom surface of the molding hole,
A burr molding part is formed between the outer peripheral surface of the punch and the inner peripheral surface of the molding hole,
The clearance between the protruding corner portion on the outer peripheral surface of the punch and the entering corner portion on the inner peripheral surface of the forming hole is set to be smaller than the clearance between the outer surface of the punch and the inner surface of the forming hole. A forging device characterized by that.
[2]前記パンチの出隅部が前記成形孔の入隅部に接触するように構成されている前項1に記載の鍛造加工装置。
[2] The forging device as recited in the
[3]前記成形孔の入隅部が面取り部によって構成されている前項1または2に記載の鍛造加工装置。
[3] The forging device according to
[4]前記面取り部がC面取り形状に形成されている前項3に記載の鍛造加工装置。
[4] The forging device according to
[5]前記成形孔および前記ダイスは断面四角形に形成されている前項1〜4のいずれか1項に記載の鍛造加工装置。
[5] The forging device according to any one of
[6]前記凸部成形凹部は、ヒートシンクのフィンを成形するためのフィン成形凹部によって構成されている前項1〜5のいずれか1項に記載の鍛造加工装置。
[6] The forging device according to any one of
[7]平面視多角形のベース板に凸部が形成された鍛造加工製品に仕上げられる鍛造素形材であって、
ベース板の上面にその外周縁部に沿って上方に突出するバリが形成されるとともに、
前記バリのうち、コーナ部に対応するバリが、辺部に対応するバリよりも低く形成されていることを特徴とする鍛造素形材。
[7] A forged material that is finished into a forged product in which convex portions are formed on a polygonal base plate in plan view,
A burr projecting upward along its outer peripheral edge is formed on the upper surface of the base plate,
A forging shape material characterized in that, among the burrs, a burr corresponding to a corner portion is formed lower than a burr corresponding to a side portion.
[8]前記ベース板が平面視四角形に形成されている前項7に記載の鍛造素形材。 [8] The forged material according to item 7, wherein the base plate is formed in a square shape in plan view.
[9]前記ベース板のコーナ部に対応するバリが形成されていない前項7または8に記載の鍛造素形材。 [9] The forged material according to item 7 or 8, wherein no burr corresponding to the corner portion of the base plate is formed.
[10]鍛造加工製品がヒートシンクである前項7〜9のいずれか1項に記載の鍛造素形材。 [10] The forged material according to any one of items 7 to 9, wherein the forged product is a heat sink.
[11]平面視多角形のベース板に凸部が形成された鍛造加工製品を製造するための鍛造加工方法であって、
ベース板に対応して断面多角形の成形孔に鍛造素材をセットする工程と、
前記成形孔に対応して断面多角形のパンチを前記成形孔に打ち込んで鍛造素材を加圧する工程とを含み、
前記パンチの外周面における出隅部と前記成形孔の内周面における入隅部との間のクリアランスを、前記パンチの外側面と前記成形孔の内側面との間のクリアランスよりも小さく設定しつつ、前記鍛造素材を加圧する工程を実施することによって、
前記ダイスにおける成形孔の底面および前記パンチの先端面のうち少なくともいずれか一方に形成された凸部成形凹部によって凸部を成形し、
前記パンチの先端面および前記成形孔の底面間に形成されたベース板成形部によってベース板を成形し、
前記パンチの外周面および前記成形孔の内周面間に形成されたバリ成形部によってバリを成形するようにしたことを特徴とする鍛造加工方法。
[11] A forging method for producing a forged product in which a convex portion is formed on a polygonal base plate in plan view,
A process of setting a forging material in a forming hole having a polygonal cross section corresponding to the base plate;
A step of punching a punch with a polygonal cross section corresponding to the molding hole into the molding hole and pressurizing the forging material,
The clearance between the protruding corner portion on the outer peripheral surface of the punch and the entering corner portion on the inner peripheral surface of the molding hole is set to be smaller than the clearance between the outer surface of the punch and the inner surface of the molding hole. While performing the process of pressurizing the forging material,
Forming a convex portion by a convex molding concave portion formed on at least one of the bottom surface of the molding hole in the die and the tip end surface of the punch;
A base plate is formed by a base plate forming portion formed between the front end surface of the punch and the bottom surface of the forming hole,
A forging method characterized in that a burr is formed by a burr forming portion formed between the outer peripheral surface of the punch and the inner peripheral surface of the forming hole.
発明[1]の鍛造加工装置によれば、パンチ外周面の出隅部と成形孔内周面の入隅部との間のクリアランスを小さく設定しているため、ベース板成形部のコーナ部においてベース板成形部からバリ成形部に流出される金属材料(メタル)が制限されることにより、ベース板成形部のコーナ部のメタル流量を十分に確保でき、そのコーナ部に位置する凸部成形凹部にメタルを確実に充填することができる。このため全ての凸部成形凹部において欠肉が発生するのを防止でき、全ての凸部高さを精度良く一致させることができ、高い品質の鍛造加工製品を製造することができる。 According to the forging apparatus of the invention [1], since the clearance between the protruding corner portion of the punch outer peripheral surface and the inner corner portion of the forming hole inner peripheral surface is set small, in the corner portion of the base plate forming portion By restricting the metal material (metal) flowing out from the base plate forming part to the burr forming part, the metal flow rate at the corner part of the base plate forming part can be sufficiently secured, and the convex forming concave part located at the corner part The metal can be reliably filled. For this reason, it is possible to prevent the occurrence of a lack of thickness in all the convex molding concave portions, to make all the convex heights coincide with each other with high accuracy, and to produce a high quality forged product.
発明[2]の鍛造加工装置によれば、パンチ出隅部を成形孔入隅部に接合させるようにしているため、パンチのダイス成形孔に対する位置決めを図ることができる。このため例えばバリ排出量のバラツキを防止できて、メタルの流動量のバラツキを無くしてバランス良く流動させることができて、寸法精度をより一層向上させることができる。 According to the forging device of the invention [2], the punch protruding corner is joined to the forming hole entering corner, so that the punch can be positioned with respect to the die forming hole. For this reason, for example, it is possible to prevent variations in the amount of burrs discharged, eliminate variations in the amount of flow of metal, allow the fluid to flow in a balanced manner, and further improve the dimensional accuracy.
発明[3][4]の鍛造加工装置によれば、ダイスの成形孔入隅部が面取り部によって構成されているため、パンチ荷重による応力が入隅部に極部的に集中するのを有効に回避することができる。このためダイスにおける入隅部の早期破損を防止でき、金型寿命を延ばすことができる。 According to the forging apparatus of inventions [3] and [4], since the corners of the die forming holes are formed by the chamfered portions, it is effective that the stress due to the punch load is concentrated locally on the corners. Can be avoided. For this reason, early breakage of the corners in the die can be prevented, and the mold life can be extended.
発明[5][6]の鍛造加工装置によれば、上記の効果をより一層確実に得ることができる。 According to the forging device of the invention [5] and [6], the above effect can be obtained more reliably.
発明[7]〜[10]の鍛造素形材によれば、上記発明[1]〜[6]の鍛造加工装置によって成形される鍛造素系材の特有の形状を特定するものであるため、上記と同様の効果を得ることができる。 According to the forged base material of the invention [7] to [10], the specific shape of the forged base material formed by the forging device of the above invention [1] to [6] is specified. The same effect as described above can be obtained.
発明[11]の鍛造加工方法によれば、上記発明[1]〜[6]の鍛造加工装置を用いた鍛造加工方法を特定するものであるため、上記と同様の効果を得ることができる。 According to the forging method of the invention [11], since the forging method using the forging device of the inventions [1] to [6] is specified, the same effects as described above can be obtained.
図1はこの発明の実施形態である鍛造加工装置を概略的に示す斜視図、図2および図3は実施形態の鍛造加工装置を概略的に示す水平断面図、図4A〜図4Dは実施形態の鍛造加工装置を概略的に示す正面断面図である。 1 is a perspective view schematically showing a forging device according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are horizontal sectional views schematically showing the forging device according to the embodiment, and FIGS. 4A to 4D are embodiments. It is front sectional drawing which shows the forge processing apparatus of no.
本実施形態においてはこれらの図に示す鍛造加工装置を用いて、鍛造素材Wに対し半密閉式で型鍛造加工を行って鍛造素形材を成形する。 In the present embodiment, a forging material is formed by performing a semi-sealing die forging process on the forging material W using the forging apparatus shown in these drawings.
図5に示すようにこの鍛造素形材9は、ヒートシンクとして用いられるものであり、矩形状(長方形状)のベース板91と、そのベース板91の一面(下面)に一体に形成された多数のフィン(ピンフィン)92と、ベース板91の他面(上面)における外周縁部に一体に形成され、かつ上方に突出するように配置されるバリ93とを備えている。このバリ93は4のコーナ部を除く、周囲四辺に対応して形成されており、各辺に形成されるバリ93はその中間部が高く、両端部が低くなるように形成されている。
As shown in FIG. 5, the forged
そして本実施形態においてはこの鍛造素形材9に対して、トリム加工等の仕上げ加工が施されてバリ93等が除去されることにより、鍛造加工品としてのヒートシンクを得るものである。
In this embodiment, the forging
なお本発明においては、鍛造素形材9のコーナ部のバリが形成されていても良く、少なくともコーナ部のバリが、周囲四辺のバリ93よりも低く形成されていれば良い。本実施形態において、周囲四辺等の「辺(辺部)」という場合、辺部の端点(コーナ部)は含まれないものとする。
In the present invention, burrs at the corners of the forged
図1〜図4Aに示すように本実施形態の鍛造加工装置は、ダイス(下金型)1と、アンビル2と、パンチ(上金型)3とを備えている。
As shown in FIGS. 1 to 4A, the forging device according to the present embodiment includes a die (lower die) 1, an
アンビル2は内側に上下に開口する中空孔が形成されており、このアンビル2を介してダイス1が支持されている。
The
ダイス1には、その上面側に下方に凹陥形成された成形孔11が設けられている。成形孔11は、その水平断面形状(軸心方向に直交する断面形状)において、上記鍛造素形材9のベース板91の平面形状に対応して矩形状に形成されている。
The
ダイス1における成形孔11の底壁には、上下方向に貫通する貫通孔12が多数形成されている。各貫通孔12内には上下方向に沿ってスライド自在にノックアウトピン13が配置されている。
A number of through-
図1〜図3に示すようにダイス1の成形孔11はその内周面の4つのコーナ部である入隅部15は、C面形状の面取り部16に形成されている。なお図1および図2等においては、発明の理解を容易にするため、面取り部16を実際よりも大きくなるように誇張して示している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the forming
図4A等に示すようにアンビル2の中空孔内には、エジェクター(図示省略)によって昇降駆動するプレート21が設けられており、このプレート21に各ノックアウトピン13の下端が支持されている。従ってプレート21が昇降駆動することによって、そのプレート21に連動して各ノックアウトピン13が昇降するようになっている。
As shown in FIG. 4A and the like, a
本実施形態においては、貫通孔12とノックアウトピン13とによって、詳細には貫通孔12の内周面とノックアウトピン13の上端面とによってフィン成形凹部42が構成されている。
In the present embodiment, the
なお本実施形態においては、フィン成形凹部42を形成するために、ダイス1に貫通孔12を形成しているが、それだけに限られず、本発明においては、ダイス1に有底の孔を形成して、その有底孔によってフィン成形凹部42を形成するようにしても良い。さらにフィン成形凹部42のうち、一部を貫通孔12によって構成するようにしても良い。例えばフィン成形凹部42のうち、半分を貫通孔12によって構成し、残り半分を有底孔によって構成するようにしても良い。
In the present embodiment, the through
図1〜図3に示すようにパンチ3は、その水平断面形状がダイス1の成形孔11にほぼ対応して矩形状に形成されている。パンチ3はその外周面の4つのコーナ部である出隅部35は面取り加工等が施されずシャープなエッジ形状のままとなっている。そしてこのパンチ3がダイス1の成形孔11に打ち込まれた状態(図2および図3参照)においては、パンチ3の4つ全ての出隅部35が、ダイス成形孔11の4つ全ての入隅部15としての面取り部16にそれぞれ接触するように調整されている。つまりパンチ打込時には、パンチ3の各出隅部35が成形孔11の入隅部15に接触しつつ、パンチ1がダイス1の成形孔11に進入するようになっている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
本実施形態においては、パンチ3の出隅部35と成形孔11の入隅部15との間のクリアランスが「0」に設定されているが、本発明においてはこのクリアランスを必ずしも「0」に設定する必要はない。例えば本発明においては図6に示すようにパンチ出隅部35と成形孔入隅部15との間のクリアランスC1を、パンチ3の外側面と、ダイス1の成形孔11における内側面との間のクリアランスC2よりも小さくなるように形成すれば良い。
In the present embodiment, the clearance between the protruding
なお本実施形態においては、パンチ出隅部35と成形孔入隅部15との間の4つ全てのクリアランスC1をほぼ等しく設定するのが好ましい。同様に、パンチ3の4つ全ての外側面(断面視では4本の辺部)と、成形孔11の4つ全ての内側面(断面視では4本の辺部)との4つ全てのクリアランスC2をほぼ等しく設定するのが好ましい。
In the present embodiment, it is preferable to set all four clearances C1 between the
ここで本本発明においては、パンチ出隅部35と成形孔入隅部15との間のクリアランスC1をフィン92の直径に対し10%以下に設定するのが良い。すなわちこのクリアランスC1が上位の特定値に設定される場合には、後述するように成形加工時に全てのフィン成形凹部42内に金属材料(メタル)を十分に供給できて、欠肉によるフィン高さの不一致を防止することができる。
Here, in the present invention, it is preferable to set the clearance C <b> 1 between the
また本実施形態においては、鍛造加工時の成形荷重や、鍛造素形材9の形態安定性等、成形性を考慮すると、パンチ3の外側面と成形孔11の内側面との間のクリアランスC2を上記クリアランスC1よりも大きく設定する必要があり、好ましくはフィン92の直径に対し10%〜100%に設定するのが好ましい。
Further, in the present embodiment, in consideration of formability such as a forming load at the time of forging and the form stability of the forged
なお本実施形態においては、パンチ3をダイス1に打ち込んだ際に、パンチ3の先端面とダイス1の成形孔11とによって囲まれた空間部がベース板成形部41として形成されるとともに、ベース板成形部41の外周部上方におけるパンチ3の外周面と成形孔11の内周面との間の空間部がバリ成形部43として形成されている。言うまでもなくバリ成形部43の下端はベース板成形部41に連通接続されている。
In this embodiment, when the
以上のように構成された本実施形態の鍛造加工装置を用いて鍛造加工を行う場合には図4Aに示すように、ダイス1の成形孔11内に鍛造素材W1を投入する。
When forging is performed using the forging device of the present embodiment configured as described above, the forging material W1 is introduced into the forming
鍛造素材Wとしては、特に限定されるものではないが、アルミニウム合金製、銅合金製、鉄製のものが好適に用いられる。本実施形態においては、鍛造素材Wとしてアルミニウム合金製の板材を使用している。この板材は例えば、圧延材からトリミングや機械加工によって切り出して製作するようにしても良いし、フラットバー状の押出形材を切断したり、角形状の連続鋳造棒を切断して製作するようにしても良い。鍛造素材Wは、ダイス1の成形孔11内に収容できる大きさや形状に形成されているが、好ましくは位置決めを精度良く行うために、成形孔11の底部(素材設置部)に近似した形状とするのが良い。
Although it does not specifically limit as the forge raw material W, The product made from aluminum alloy, the product made from copper alloy, and iron is used suitably. In this embodiment, a plate material made of an aluminum alloy is used as the forging material W. For example, this plate material may be cut from a rolled material by trimming or machining, or may be manufactured by cutting a flat bar-shaped extruded shape or cutting a rectangular continuous cast bar. May be. The forging material W is formed in a size and shape that can be accommodated in the forming
投入する鍛造素材Wは必要に応じて潤滑処理を行って400℃〜600℃程度に加熱するとともに、ダイス1やパンチ2等の金型も必要に応じて潤滑処理を行って加熱しておく。言うまでもなく冷間鍛造の場合には、鍛造素材Wや金型の加熱は行わない。
The forging material W to be charged is lubricated as necessary and heated to about 400 ° C. to 600 ° C., and dies such as the
またダイス1の貫通孔12に配置されるノックアウトピン13は、そのピン13と貫通孔12とで所定長さのフィン成形凹部42が形成されるように、所定の位置まで降下した位置に配置されている。
Further, the
成形孔11に鍛造素材Wをセットした後は、パンチ3を降下させて鍛造素材Wを加圧する。パンチ3により鍛造素材Wに対する加圧を開始した直後の状態においては図4Bに示すように、鍛造素材Wを構成する金属材料(メタル)は中央(内径方向)に向けて流動するメタルと、外側(外径方向)に向けて流動するメタルとに分割される。このうち中央に向かうメタルが中央部の貫通孔12(フィン成形凹部42)に流入していく。また外側に流動するメタルが、外周部の貫通孔12(フィン成形凹部42)に流入していくとともに、パンチ3と成形孔11内周面との間のバリ成形部43に流入していく。ここでベース板成形部41の中央部を流動するメタルの量は十分に確保されるため、中央部のフィン成形凹部42内にはメタルが十分に充填される。一方、ベース板成形部41の外周部を流動するメタルのうち、コーナ部近傍を流通するメタルの量は、内側面(辺部)近傍を流動するメタルの量に比べて少ないため、内側面に位置するフィン成形凹部42内にはメタルが十分に充填されるのに対し、コーナ部に位置するフィン成形凹部42にはメタルが十分に充填されずメタル量が不足する傾向が高くなっている。
After the forging material W is set in the forming
そこで本実施形態においては、既述したように成形孔11のコーナ部においてパンチ出隅部35と成形孔入隅部15とが接合されているため、ベース板成形部41のコーナ部からバリ成形部43へのメタルの流出が制限される。このためベース板成形部41のコーナ部におけるメタル量を十分に確保でき、そのコーナ部に位置する貫通孔12(フィン成形凹部42)内にメタルが十分に充填される。
Therefore, in the present embodiment, as described above, since the punching
こうしてベース板成形部41およびフィン成形凹部42内にメタルが充填されるとともに、余剰なメタルがバリ成形部43に流出されることによって、鍛造素形材9が成形される。
In this way, the base
なお本実施形態においては背圧鍛造を実施することも可能である。すなわちダイス1に配置されるノックアウトピン13を、成形前の状態では成形完了時の所定位置よりも上昇した位置に配置しておく。そしてノックアウトピン13が、成形中に貫通孔12に圧入される金属材料(メタル)に対し背圧を付与しつつ所定位置まで降下するように構成する。これにより本実施形態の鍛造加工装置を用いて背圧鍛造も実施することができる。
In this embodiment, back pressure forging can also be performed. That is, the
パンチ3による加圧が完了して鍛造成形材9が成形されると図4Dに示すように、パンチ3が上昇して初期の位置に戻った後、エジェクターの駆動によりアンビル2のプレート21が上昇すると同時にノックアウトピン13が上昇する。この上昇するノックアウトピン13によって鍛造成形材9が成形孔11から上方に突き上げられて排出される。
When pressurization by the
こうして成形された鍛造素形材9においては、図5に示すようにベース板91の上面外周縁部のうち4辺部にはバリ93が一体に形成されるものの、コーナ部には上記メタル流出の制限によってバリ93が形成されないようになっている。
In the forged
本実施形態において鍛造素形材9は既述した通り、仕上げ加工が施されてバリ93等が除去されることにより、鍛造加工製品としてのヒートシンクが形成されるものである。
In the present embodiment, as described above, the forged
以上のように本実施形態の鍛造加工装置によれば、パンチ出隅部35と成形孔入隅部15とを接合させるようにしているため、ベース板成形部41のコーナ部においてベース板成形部41からバリ成形部43に流出されるメタルが制限されることにより、ベース板成形部41のコーナ部のメタル流量を十分に確保でき、そのコーナ部に位置してメタル不足が生じ易いフィン成形凹部42に十分なメタルを供給することができる。このためコーナ部のフィン成形凹部42にも、中央部や側面部等の他のフィン成形凹部42と同様に十分にメタルを充填でき、欠肉が発生するのを有効に防止することができる。
As described above, according to the forging device of this embodiment, the punched
従って鍛造加工製品としてのヒートシンクの全てフィン高さを精度良く一致させることができ、高い品質の鍛造加工製品を製造することができる。 Accordingly, the fin heights of all the heat sinks as the forged product can be made to coincide with each other with high accuracy, and a high quality forged product can be manufactured.
なお参考までに、従来の鍛造加工用金型のようにパンチ出隅部と成形孔入隅部とのクリアランスが、パンチ外側面と成形孔内側面とのクリアランスにほぼ等しく設定されている場合には、ベース板成形部のコーナ部においてメタルがバリ成形部に多く流出するため、ベース板成形部のコーナ部におけるメタル量が不足して、コーナ部に位置するフィン成形凹部内にメタルが十分に充填されないおそれがあり、全てのフィン高さを一致させることが困難になる場合がある。 For reference, when the clearance between the punched-out corner and the forming hole entrance corner is set to be approximately equal to the clearance between the punch outer surface and the forming hole inner surface as in the conventional forging die. In the corner part of the base plate molding part, a large amount of metal flows out to the burr molding part, so the metal amount in the corner part of the base plate molding part is insufficient, and the metal is sufficiently in the fin molding recess located in the corner part. There is a possibility that the fins may not be filled, and it may be difficult to match all the fin heights.
一方、本実施形態においては、4つのパンチ出隅部35を4つの成形孔入隅部15に全て接合させつつ、パンチ3を成形孔11に打ち込むようにしているため、前後左右の周囲四方向においてパンチ3のダイス成形孔11に対する位置決めを図ることができる。このため、パンチ外側面と成形孔内側面との間のクリアランスC2(図6参照)を周囲四辺全てにおいて均等に設定することができ、周囲四辺の位置毎におけるバリ排出量のバラツキを防止でき、周囲四辺の全ての位置でバリ排出量の均等化を図ることができる。その結果、成形孔11内全域においてメタルの流動量のバラツキを無くしバランス良く流動させることができて、全てのバリ成形部43に確実にメタルを充填することができる。よってこの点においても、ヒートシンクのフィン高さのバラツキを防止でき、フィン高さを精度良く一致させることができ、より一層高い品質の鍛造加工製品を製造することができる。
On the other hand, in the present embodiment, the
また本実施形態においては、ダイス1の矩形状成形孔11における入隅部15に面取り部16を形成しているため、パンチ荷重による応力が入隅部15に極部的に集中するのを有効に回避することができる。このためダイス1における入隅部の早期破損を防止でき、ダイス1の耐久性、ひいては金型寿命を十分に延ばすことができる。
Further, in this embodiment, since the chamfered
なお上記実施形態においては、ダイス成形孔11の入隅部15をC面取り形状の面取り部16を形成して、その面取り部16にパンチ出隅部35を接触させるようにしているが、それだけに限られず、本発明においては、パンチ出隅部35と成形孔入隅部15との間のクリアランスC1(図6参照)を、パンチ外側面と成形孔内側面との間のクリアランスC2よりも小さく設定できる構成であれば、どのような構成も採用することができる。
In the above-described embodiment, the chamfered chamfered
例えば図7(a)に示すように、ダイス成形孔11の入隅部15を上記と同様に、C面取り形状の面取り部16に形成するとともに、パンチ出隅部35もC面取り形状の面取り部36に形成しておき、パンチ出隅部35の面取り部36を成形孔入隅部15の面取り部16に接触させるようにしても良い。さらに同図(b)に示すようにダイス成形孔11の入隅部15をR面取り加工してR面取り形状の面取り部16を形成するとともに、ダイス出隅部35を成形孔入隅部15の曲率半径にほぼ等しいR面取り形状の面取り部36を形成しておき、パンチ出隅部35の面取り部36を成形孔入隅部15の面取り部16に接触させるようにしても良い。さらに同図(c)に示すようにダイス成形孔11の入隅部15に内径方向に突出する凸部17を形成しておき、その凸部17の先端における山型エッジ部にパンチ出隅部35を接触させるようにしても良い。さらに同図(d)に示すようにダイス成形孔11の入隅部15に形成された凸部18にL字状の案内溝181を形成しておき、その案内溝181にパンチ出隅部35を接触させるようにしても良い。さらに同図(e)に示すようにパンチ出隅部35に外径方向に突出する凸部37を形成するとともに、その凸部37の先端における山型エッジ部を成形孔入隅部15に近付けるように対向状態に配置するか、または成形孔入隅部15に接触状態に配置するようにしても良い。さらに同図(f)に示すように成形孔入隅部15をR面取り形状の面取り部16に形成する一方、パンチ出隅部35に凸部38を形成しておき、その凸部先端に設けられた円弧部を成形孔入隅部15の面取り部16に接触させるようにしても良い。
For example, as shown in FIG. 7A, the
また上記実施形態においては、ダイス1の成形孔11およびパンチ3として断面四角形のものを用いて、ベース板が四角形の鍛造加工製品を製造する場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明は、ダイス成形孔およびパンチとして断面三角形や五角形以上の多角形のものと用いて、ベース板が四角形以外の多角形の鍛造加工製品を製造する場合にも、上記実施形態と同様に実施することができる。
Moreover, in the said embodiment, although the case where a base plate manufactures a square forge processing product was used as an example, using a thing with a square cross section as the forming
ここで上記実施形態においては、成形孔11の4つの入隅部15にC面取り形状の面取り部16を形成しているため、その面取り部16を多角形の一辺として捉えると、厳密には成形孔11は八角形と言えないこともないが、本発明においては、面取り部等のサイズの小さいものは辺部とはせずに角部とし、実施形態の成形孔11は断面四角形と捉えるようにしている。
Here, in the above embodiment, since the chamfered chamfered
また上記各実施形態においては、ダイス1側にフィン成形凹部42を形成する場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においてはパンチ側にフィン成形凹部を形成するようにしても良いし、ダイスおよびパンチの双方にフィン成形凹部を形成して、ベース板の両面にフィンが形成されたヒートシンク(鍛造加工製品)を製造するようにしても良い。
In each of the above embodiments, the case where the
また上記実施形態においては、ベース板にピンフィンが形成されたヒートシンクを形成する場合を例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明においては、ヒートシンクの片面または両面にプレートフィンが形成されたヒートシンクを形成する場合にも適用することができる。 In the above embodiment, the heat sink having pin fins formed on the base plate has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and in the present invention, plate fins are formed on one or both surfaces of the heat sink. The present invention can also be applied when forming a heat sink.
また上記実施形態においては、本発明によってヒートシンクを形成する場合を例に挙げて説明したが、本発明はヒートシンクだけに限られず、ベース板の少なくとも片面に複数の凸部が形成された鍛造加工製品を製造する場合であれば上記と同様に、本発明を採用することができる。 Moreover, in the said embodiment, although the case where the heat sink was formed according to the present invention was described as an example, the present invention is not limited to the heat sink alone, and the forged product in which a plurality of convex portions are formed on at least one side of the base plate. In the case of manufacturing, the present invention can be adopted in the same manner as described above.
この発明の鍛造加工装置は、ベース板に多数のフィンが形成されたヒートシンク等の鍛造加工製品を製造する際に好適に採用することができる。 The forging device of the present invention can be suitably used when manufacturing a forged product such as a heat sink in which a large number of fins are formed on a base plate.
1:ダイス
11:成形孔
15:入隅部
16:面取り部
3:パンチ
35:出隅部
41:ベース板成形部
42:フィン成形凹部
43:バリ成形部
9:鍛造素形材
91:ベース板
92:フィン
93:バリ
C1,C2:クリアランス
W:鍛造素材
1: Die 11: Molding hole 15: Corner corner 16: Chamfered portion 3: Punch 35: Out corner portion 41: Base plate molding portion 42: Fin molding concave portion 43: Burr molding portion 9: Forging base material 91: Base plate 92: Fin 93: Burr C1, C2: Clearance W: Forging material
Claims (11)
ベース板に対応して断面多角形の成形孔を有するダイスと、
前記成形孔に対応して断面多角形に形成され、かつ前記成形孔に打ち込まれるパンチとを備え、
前記ダイスにおける成形孔の底面および前記パンチの先端面のうち少なくともいずれか一方に、凸部成形凹部が形成され、
前記パンチの先端面および前記成形孔の底面間にベース板成形部が形成され、
前記パンチの外周面および前記成形孔の内周面間にバリ成形部が形成され、
前記パンチの外周面における出隅部と前記成形孔の内周面における入隅部との間のクリアランスが、前記パンチの外側面と前記成形孔の内側面との間のクリアランスよりも小さく設定されていることを特徴とする鍛造加工装置。 A forging device for producing a forged product in which convex portions are formed on a polygonal base plate in plan view,
A die having a forming hole with a polygonal cross section corresponding to the base plate;
A punch formed into a polygonal cross-section corresponding to the molding hole and driven into the molding hole;
On at least one of the bottom surface of the molding hole and the tip end surface of the punch in the die, a convex molding concave portion is formed,
A base plate molding portion is formed between the front end surface of the punch and the bottom surface of the molding hole,
A burr molding part is formed between the outer peripheral surface of the punch and the inner peripheral surface of the molding hole,
The clearance between the protruding corner portion on the outer peripheral surface of the punch and the entering corner portion on the inner peripheral surface of the forming hole is set to be smaller than the clearance between the outer surface of the punch and the inner surface of the forming hole. A forging device characterized by that.
ベース板の上面にその外周縁部に沿って上方に突出するバリが形成されるとともに、
前記バリのうち、コーナ部に対応するバリが、辺部に対応するバリよりも低く形成されていることを特徴とする鍛造素形材。 A forging material that is finished into a forged product in which convex portions are formed on a polygonal base plate in plan view,
A burr projecting upward along its outer peripheral edge is formed on the upper surface of the base plate,
A forging shape material characterized in that, among the burrs, a burr corresponding to a corner portion is formed lower than a burr corresponding to a side portion.
ベース板に対応して断面多角形の成形孔に鍛造素材をセットする工程と、
前記成形孔に対応して断面多角形のパンチを前記成形孔に打ち込んで鍛造素材を加圧する工程とを含み、
前記パンチの外周面における出隅部と前記成形孔の内周面における入隅部との間のクリアランスを、前記パンチの外側面と前記成形孔の内側面との間のクリアランスよりも小さく設定しつつ、前記鍛造素材を加圧する工程を実施することによって、
前記ダイスにおける成形孔の底面および前記パンチの先端面のうち少なくともいずれか一方に形成された凸部成形凹部によって凸部を成形し、
前記パンチの先端面および前記成形孔の底面間に形成されたベース板成形部によってベース板を成形し、
前記パンチの外周面および前記成形孔の内周面間に形成されたバリ成形部によってバリを成形するようにしたことを特徴とする鍛造加工方法。 A forging method for producing a forged product in which convex portions are formed on a polygonal base plate in plan view,
A process of setting a forging material in a forming hole having a polygonal cross section corresponding to the base plate;
A step of punching a punch with a polygonal cross section corresponding to the molding hole into the molding hole and pressurizing the forging material,
The clearance between the protruding corner portion on the outer peripheral surface of the punch and the entering corner portion on the inner peripheral surface of the molding hole is set to be smaller than the clearance between the outer surface of the punch and the inner surface of the molding hole. While performing the process of pressurizing the forging material,
Forming a convex portion by a convex molding concave portion formed on at least one of the bottom surface of the molding hole in the die and the tip end surface of the punch;
A base plate is formed by a base plate forming portion formed between the front end surface of the punch and the bottom surface of the forming hole,
A forging method characterized in that a burr is formed by a burr forming portion formed between the outer peripheral surface of the punch and the inner peripheral surface of the forming hole.
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