JP2018094571A - 熱間鍛造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
このためワークの温度が低下するたびに、ワークを加熱炉に挿入して、鍛造加工可能な温度にまで再加熱しなければならず、作業効率が著しく低下してしまう。
本発明によれば、所定の雰囲気温度にまで加熱された状態の収納空間に、被鍛造素材を収納した状態で、金敷を用いた押圧(圧下)、及び、被鍛造素材の位置移動といった自由鍛造の一連の動作を行うことができる。このとき被鍛造素材が接する雰囲気や金敷は、加熱手段及び温度制御手段により高温状態に維持されるので、被鍛造素材の失熱を抑制することができる。
このため本発明によれば、被鍛造素材の失熱による割れを抑制することができるとともに、被鍛造素材の温度低下に伴なう再加熱を不要とし得て鍛造加工に要する加工時間の短縮化を図ることができる。また、長時間の連続鍛造が可能となるため、従来よりも被鍛造素材の大型化を図ることが可能となる。
尚、マニピュレータは、被鍛造素材の端部を直接保持するだけでなく、被鍛造素材の端部に連結された連結部材を介して間接的に被鍛造素材の端部を保持することも可能である。
このようにすれば、開口を内外に貫通する被鍛造素材が存在する場合でも、被鍛造素材の大きさに応じて、被鍛造素材と接する、可撓性を有する断熱シートが変形若しくは移動して被鍛造素材周りの隙間が調整されるので、隙間を通じて生じる熱漏れを簡便な構造で抑制することができる。
更に、断熱板と取付部材との間に、内部に冷却水を流通させる水冷孔を備えた冷却板を配設することで、鍛造プレス等の取付部材側の温度上昇を防止することができる。
36は、収納空間32の雰囲気温度を測定するための温度検出手段としての熱電対で、温度制御部38と接続されている。温度制御部38は、熱電対36で検出された雰囲気温度が所定の設定温度と一致するように、電源供給部から電気ヒータ34への電力供給を制御する。
下金敷46は、ワークWと接する、平面視で横長の略4角形状をなした先端部46aを有しており、上金敷44と協働してワークWを押圧する。この下金敷46は、基端部46bが鍛造プレス48のフレームと一体をなす固定側の下金敷取付部材50に取り付けられ、チャンバ12の下方から上向きに開口41を貫通して、先端部46aを収納空間32内に配置させている。そして下金敷46は、先端部46aがワークWの直下に位置するようにその高さが規定されている。
以上のように構成された上金敷44は、鍛造プレス48のラムが上下動するのに伴って共に上下動し、下降するときに下金敷46と協働してワークWを押圧する。
従ってマニピュレータ16は、保持したワークWの先端側を、チャンバ12の開口70を通じて、収納空間32に収納することができる。また収納された状態でワークWを軸中心周りに回転させることが可能である。
熱遮蔽部材77は、開口70の周縁部と内面78aで接して開口70を直接遮蔽する断熱シート78と、断熱シート78の外面78b側に配設され断熱シート78に対し開口70方向の力を作用させるシート抑えとしての金属チェーン79と、を有している。
ファイバーブランケット80は、例えばアルミナ・シリケート繊維などからなるフェルト状の断熱部材で構成され、ファイバークロス81はアルミナ、アルミナ・シリケート等の耐火繊維で構成されている。
尚、図3では金属チェーン79の一部のみ記載しているが、金属チェーン79は、断熱シート78と同様、開口70全体を覆うように左右方向に複数並べて配置されている。
図5に示すように、上金敷44の基端部44b近傍には、上金敷44の側面から軸直角方向外側に突出する鍔部88が環状に設けられている。鍔部88は、その外周端面88aの位置が、上壁部23側の筒状部42の外側面42aの位置と平面視で略同じとなるようにその大きさが規定されている。そして鍔部88と筒状部42との間に形成された開口86を覆うように熱遮蔽部材89が設けられている。
金属チェーン94は、断熱シート92の外面92bと接するように配置されている。このため金属チェーン94は断熱シート92を開口86側に押し付けるように作用するので断熱シート92と開口86の周縁部との間で隙間が生じるのを抑制し、チャンバ12内部の熱が開口40及び開口86を通じて外部に漏れるのを抑制することができる。
本例では、予めチャンバ12内の収納空間32の雰囲気温度が所望の温度(例えば800〜1200℃の何れかの温度)となるように温度制御されている。そして、丸棒形状のワークWが図示を省略した加熱炉にて所定の温度(例えば800〜1200℃の何れかの温度)にまで加熱された後、図7(I)に示すようにワークWの一端部(後端部)をマニピュレータ16で保持し、チャンバ12の開口70からチャンバ12内部にワークWを挿入し、ワークWの加工開始箇所Pが下金敷46の先端部46aの直上となる位置で、ワークWを保持する。
ワークWの断面形状の縦横それぞれの2面幅が所定の寸法になったか否かは、第1カメラ66及び第2カメラ69からの画像により確認することができる。所定の寸法にまで加工できた後は、マニピュレータ16によりワークWをチャンバ12内から取出して鍛造作業が終了する。
尚、上記の説明はワークWの断面形状が4角形となるように加工するものであったが、マニピュレータ16の回転角度を変更することにより4角形以外の多角形に加工することも可能である。
このため本実施形態によれば、ワークWの失熱による割れを抑制することができるとともに、ワークWの温度低下に伴なう再加熱を不要とし得て鍛造加工に要する加工時間の短縮化を図ることができる。また、長時間の連続鍛造が可能となるため、従来よりも被鍛造素材(ワークW)の大型化を図ることが可能となる。
12 チャンバ
16 マニピュレータ
20 周壁
32 収納空間
34 電気ヒータ(加熱手段)
38 温度制御部(温度制御手段)
44 上金敷
46 下金敷
52,59 断熱板
54,61 冷却板
55,62 水冷孔
66 第1カメラ(第1の撮像手段)
69 第2カメラ(第2の撮像手段)
70,86 開口
77,89 熱遮断部材
78,92 断熱シート
79,94 金属チェーン(シート抑え)
W ワーク(被鍛造素材)
Claims (5)
- 被鍛造素材を収納する収納空間を内部に備えた保温用のチャンバと、
該チャンバの周壁を内外に貫通して配置され、該チャンバ内に位置する前記被鍛造素材を押圧する一対の金敷と、
前記収納空間の雰囲気を加熱する加熱手段と、
前記収納空間の雰囲気温度を制御する温度制御手段と、
前記被鍛造素材の端部又は該端部に連結された連結部材を保持して、前記チャンバ内に位置する前記被鍛造素材を進退又は回転移動させるマニピュレータと、を備えていることを特徴とする熱間鍛造装置。 - 前記収納空間と連通する開口を覆う熱遮蔽部材を備え、
前記熱遮蔽部材は、上端部を片持ち状態に支持された、可撓性を有する短冊板状の断熱シートを、左右方向に複数並設して、前記開口を覆うように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の熱間鍛造装置。 - 前記熱遮蔽部材は、前記断熱シートの板厚方向の前記開口とは反対側に配設され、前記断熱シートに対し前記開口方向の力を作用させるシート抑えを備えていることを特徴とする請求項2に記載の熱間鍛造装置。
- 前記被鍛造素材の先端部を鍛伸方向と略平行な方向から撮像可能な第1の撮像手段と、前記被鍛造素材を鍛伸方向と略直交する方向から撮像可能な第2の撮像手段と、を備えていることを特徴とする請求項1に記載の熱間鍛造装置。
- 前記金敷と、該金敷が取り付けられる取付部材との間に、前記金敷よりも熱伝導率が小さい断熱板が配設され、
更に、該断熱板と前記取付部材との間に、内部に冷却水を流通させる水冷孔を備えた冷却板が配設されていることを特徴とする請求項1に記載の熱間鍛造装置。
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