JP2018094593A

JP2018094593A - 鍛造金型の製造方法

Info

Publication number: JP2018094593A
Application number: JP2016241199A
Authority: JP
Inventors: 昇島本; Noboru Shimamoto
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-12-13
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2018-06-21

Abstract

【課題】金型の寿命をより長くすることができる鍛造金型の製造方法を提供する。
【解決手段】中間リング２と、中間リング２の貫通孔２１に締り嵌めされる入子型３と、を備える鍛造金型の製造方法であって、中間リング２の貫通孔２１に、入子型３を第１の方向から圧入し、中間リング２の第１の方向の前側端部よりも入子型３の第１の方向の前側端部を第１の方向に突出させ、入子型３の第１の方向の後側端部を、リテーナー５及びボルト６により第１の方向に押圧しながら固定した後、入子型３の前側端部を第１の方向と反対の第２の方向に押圧して、入子型３の前側端部を中間リング２の前側端部の位置に移動させる。
【選択図】図３

Description

本発明は、鍛造金型の製造方法に関する。

特許文献１には、上下動する加圧パンチからなる上金型、鍛造用素材を受け入れる下金型等を備える鍛造用金型が記載されている。また、特許文献１には、下金型は、筒状の母型、当該母型の孔部に挿入される入子型からなることが記載されている。そして、特許文献１には、熱膨張した母型に入子型を挿入し、母型の熱が室温まで下がった場合に、母型によって入子型が締め付けられ、入子型に内部圧縮応力を発生させることが記載されている。

特開２００４−２０２５７６号公報

特許文献１に記載されているような、従来の入子型を母型に圧入することによって入子型に発生する内部圧縮応力の大きさは、鍛造装置のパンチによって入子型に印加される圧力に対して十分ではなく、金型の寿命が十分な長さではないという問題がある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、金型の寿命をより長くすることができる鍛造金型の製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係る鍛造金型の製造方法は、母型と、前記母型の孔部に締り嵌めされる入子型と、を備える鍛造金型の製造方法である。また、当該鍛造金型の製造方法では、前記母型の前記孔部に、前記入子型を第１の方向から圧入し、所定位置よりも前記入子型の前記第１の方向の前側端部を前記第１の方向に突出させ、前記入子型の前記第１の方向の後側端部を、固定具により前記第１の方向に押圧しながら固定した後、前記入子型の前記前側端部を前記第１の方向と反対の第２の方向に押圧して、前記前側端部を前記所定位置に移動させる。

本発明に係る鍛造金型の製造方法では、所定位置よりも第１の方向に突出するように母型の孔部に圧入された入子型の前側端部が、固定具により後側端部が固定された後、所定位置に移動するように、第１の方向と反対の第２の方向に押圧される。そして、入子型の前側端部が第２の方向に押圧されることにより、固定具に撓みが生じる。この固定具の撓みにより、入子型にプレロード荷重が印加されることとなる。そのため、母型の孔部に圧入されることによって発生する内部圧縮応力だけでなく、固定具の撓みによって内部圧縮応力が入子型に発生する。これにより、入子型により大きな内部圧縮応力を発生させることができる。よって、金型の寿命をより長くすることができる鍛造金型の製造方法を提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る鍛造金型の製造方法を示す断面図である。本発明の実施の形態１に係る鍛造金型の製造方法を示す断面図である。本発明の実施の形態１に係る鍛造金型の製造方法を示す断面図である。比較例に係る鍛造金型の製造方法を示す断面図である。

実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図３は、本発明の実施の形態１に係る鍛造金型１００の製造方法を示す断面図である。図１乃至図３は、鍛造装置（図示省略）のパンチの押圧方向（図１乃至図３に示す、第１の方向）に直交する方向から見た鍛造金型１００の断面図を示す。なお、図１乃至図３では、断面を示すハッチングは省略されている。
実施の形態１に係る鍛造金型１００は、図１乃至図３に示すように、ケース１、母型としての中間リング２、入子型３等を備える。

ケース１は、貫通孔１１を有する筒形状の筐体である。また、貫通孔１１の第１の方向の後側部分の内面には、後述するボルト６が螺合可能なねじ山１１Ａが形成されている。また、貫通孔１１の第１の方向の前側部分の幅は、第１の方向に向かうにつれて徐々に狭くなっている。

中間リング２は、貫通孔２１（孔部）を有する筒形状の母型である。また、中間リング２の外径は、第１の方向に向かうにつれて徐々に小さくなっている。また、中間リング２の外形は、ケース１の貫通孔１１の第１の方向の前側部分に嵌合可能な形状を有する。また、貫通孔２１の幅は、第１の方向に向かうにつれて徐々に狭くなっている。

入子型３は、鍛造される材料を受け入れる穴部（図示省略）等を有する。また、入子型３の外径は、第１の方向に向かうにつれて徐々に狭くなっている。また、入子型３の外形は、中間リング２の貫通孔２１に圧入可能な形状を有する。換言すれば、入子型３の外径は、中間リング２の貫通孔２１の径よりも若干大きい。すなわち、入子型３は、中間リング２の貫通孔２１に締り嵌めされている。

次に、本実施の形態１に係る鍛造金型の製造方法について、図１乃至図３を参照しながら、説明する。
まず、図１に示すように、ケース１の貫通孔１１に嵌合された中間リング２の貫通孔２１に、第１の方向に向かって、入子型３を圧入する。入子型３の圧入は、所定のプレス装置を用いて行う。また、このとき、入子型３の第１の方向の前側端部が、中間リング２の第１の方向の前側端部（所定位置）よりも第１の方向に突出するように、中間リング２の貫通孔２１に入子型３を圧入する。このとき、入子型３の第１の方向の前側端部が中間リング２の第１の方向の前側端部より第１の方向に突出する長さＬは、例えば、約０．４ｍｍである。当該突出する長さＬを調節することにより、入子型３に印加するプレロード荷重の大きさを調節することができる。なお、入子型３を中間リング２に圧入する際、ケース１及び中間リング２の第１の方向の前側端部は、圧入用治具４によって支持されている。

次に、図２に示すように、入子型３の第１の方向の後側端部を、リテーナー（固定具）５及びボルト（固定具）６により固定する。このとき、ボルト６のねじ山がケース１のねじ山１１Ａに螺合しながら回動することにより、ボルト６が第１の方向に移動してリテーナー５を第１の方向に押圧する。そして、リテーナー５により、入子型３の後側端部が第１の方向に押圧されながら固定される。なお、ボルト６の締結は、手作業によって行う。

次に、図３に示すように、入子型３の前側端部を第１の方向と反対の第２の方向に押圧して、入子型３の当該前側端部を、中間リング２の前側端部の位置（所定位置）まで移動させる。入子型３の押圧は、所定のプレス装置７を用いて行う。このとき、当該所定のプレス装置７が入子型を押圧する力は、例えば、約２００トン〜２５０トンである。そして、入子型３の前側端部が中間リング２の前側端部の位置まで移動させることにより、図３に示すように、リテーナー５が撓むこととなる。なお、入子型３の前側端部を所定のプレス装置７によって押圧する際、ケース１の後側端部は、治具８によって支持されている。

次に、図４を参照しながら、比較例に係る鍛造金型の製造方法について説明する。比較例に係る鍛造金型２００のケース２０１、中間リング２０２、入子型２０３、リテーナー２０５、ボルト２０６の構成は、それぞれ、本実施の形態１に係る鍛造金型１００のケース１、中間リング２、入子型３、リテーナー５、ボルト６と同様であるため、その説明を省略する。

比較例に係る鍛造金型の製造方法においては、図４に示すように、所定のプレス装置２０７によって、リテーナー２０５を第１の方向に押圧しながら、ボルト２０６を手作業でケース２０１に締結する。また、リテーナー２０５をプレス装置２０７によって押圧し、ボルト２０６をケース２０１に締結する際、ケース２０１、中間リング２０２及び入子型２０３の第１の方向の前側端部は、治具２０４によって支持されている。

上記の比較例に係る鍛造金型の製造方法とは異なり、本実施の形態１に係る鍛造金型の製造方法では、中間リング２の第１の方向の前側端部よりも第１の方向に突出するように中間リング２の貫通孔２１に圧入された入子型３の前側端部が、リテーナー５及びボルト６により入子型３の後側端部が固定された後、中間リング２の前側端部の位置に移動するように、第１の方向と反対の第２の方向に押圧される。そして、入子型３の前側端部が第２の方向に押圧されることにより、リテーナー５に撓みが生じる。このリテーナー５の撓みにより、入子型３にプレロード荷重（第１の方向の荷重）が印加されることとなる。そのため、中間リング２の貫通孔２１に圧入されることによって発生する内部圧縮応力（入子型３の径方向内側への応力及び入子型３の周方向の応力）だけでなく、リテーナー５の撓みによって内部圧縮応力（入子型３の径方向内側への応力及び入子型３の周方向の応力）が入子型３に発生する。これにより、入子型３により大きな内部圧縮応力を発生させることができる。よって、金型の寿命をより長くすることができる鍛造金型の製造方法を提供することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、図３において、プレス装置７によって第２の方向に入子型３を押圧して、入子型３の前側端部を中間リング２の前側端部の位置（所定位置）まで移動させたが、プレス装置７によってケース１の治具８が当接している面（ケース１の第１の方向の後側端部）を第１の方向に押圧して、ケース１及び中間リング２の第１の方向の前側端部を入子型３の前側端部の位置まで移動させてもよい。

１００鍛造金型
１ケース
１１貫通孔
１１Ａねじ山
２中間リング（母型）
２１貫通孔（孔部）
３入子型
４圧入用治具
５リテーナー
６ボルト
７プレス装置
８治具
２００鍛造金型
２０１ケース
２０２中間リング
２０３入子型
２０４治具
２０５リテーナー
２０６ボルト
２０７プレス装置

Claims

母型と、前記母型の孔部に締り嵌めされる入子型と、を備える鍛造金型の製造方法であって、
前記母型の前記孔部に、前記入子型を第１の方向から圧入し、所定位置よりも前記入子型の前記第１の方向の前側端部を前記第１の方向に突出させ、
前記入子型の前記第１の方向の後側端部を、固定具により前記第１の方向に押圧しながら固定した後、
前記入子型の前記前側端部を前記第１の方向と反対の第２の方向に押圧して、前記前側端部を前記所定位置に移動させる、鍛造金型の製造方法。