JP2019166537A - Forging metal mold - Google Patents

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Abstract

To provide a metal mold which hardly varies the position of a split die even when a die height or temperature varies and thereby keeps a high precision and a long lifetime of a molded article.SOLUTION: A metal mold 1 consists of: a bottom force 10, comprising a die case 11, a counter punch 13 at the center of the same, a plurality of split dice 12 arranged to be movable radially, and a resetting elastic body 14; and a top force 20, comprising a punch case 21, a punch 22 which clamps a material 2 by cooperation with the counter punch 13, and a cam 23 which presses the cam face 12 of the split dice 12 to move the split dice inward, has a backup face 11 where the die case 11 faces a pressure-receiving face 12e at the rear end of the split dice 12, and a block 24 keeping the top force 20 inserted between the pressure-receiving face 12e and the backup face 11.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は金型に関し、とくに等速ジョイントの内輪など、外形が球形状ないし樽形状で、球形状部に溝を有する製品を製造するための冷間鍛造用の金型に関する。   The present invention relates to a mold, and more particularly, to a cold forging mold for manufacturing a product having a spherical shape or a barrel shape and having a groove in a spherical shape portion, such as an inner ring of a constant velocity joint.

FF車の前輪シャフトと駆動軸の連結部などに使用される等速ジョイントの内輪に使用される部品は、外形が球面状で、かつ、その表面に上下方向に延びるボール溝が形成されている。このような部品を鍛造成形する場合、上下分割式の閉塞金型で製作されるが、上下分割のため、ボール溝に上下の金型のパーティングラインが生ずる。そのため、溝部の成形精度に限界がある。   The parts used for the inner ring of the constant velocity joint used for the front wheel shaft and drive shaft connecting part of the FF vehicle have a spherical outer shape, and a ball groove extending in the vertical direction is formed on the surface thereof. . When such a part is forged and formed, it is manufactured with an upper and lower divided mold, but due to the upper and lower divisions, upper and lower mold parting lines are formed in the ball grooves. Therefore, there is a limit to the molding accuracy of the groove.

また、中心軸に対して傾斜したボール溝を有するレブロジョイント用の内輪の場合は、傾斜したボール溝があるため、上下分割式の閉塞鍛造では成形できない。この問題を解決するため、特許文献1では、放射状に配列した分割ダイスをカム機構によって半径方向に往復移動させる製造方法および製造装置が示されている。しかしこの装置では、分割ダイスを移動させるためにテーパ面からなるカム面が用いられており、成形時に分割ダイスに作用する荷重もテーパ面で受ける構造となっている。   Further, in the case of an inner ring for a Lebro joint having a ball groove that is inclined with respect to the central axis, since there is an inclined ball groove, it cannot be formed by closed forging of the vertical division type. In order to solve this problem, Patent Document 1 discloses a manufacturing method and a manufacturing apparatus in which radially divided split dies are reciprocated in the radial direction by a cam mechanism. However, in this apparatus, a cam surface having a tapered surface is used to move the divided die, and the load acting on the divided die during molding is received by the tapered surface.

特開2000−140984号公報JP 2000-140984 A

特許文献1の装置では、分割ダイスのテーパ面で成形時の荷重を受けるので、テーパ面の面粗さの管理、テーパ面間の接触面の確保、複数の分割ダイス同士の寸法のばらつき管理などのために高い部品加工精度が要求される。また、テーパ面を介して分割ダイスの半径方向の位置決めが行われるので、高さ方向の誤差により半径方向の誤差が生ずる。そのため、プレス機械のダイハイトの調整の影響や、成形中の金型やプレス機械の温度上昇によるダイハイトの変化の影響を受けて、テーパ面の位置が変化し、分割ダイスの半径方向の位置も変化する。そのため、製品の精度が低下し、分割ダイスの寿命も短くなる。   In the apparatus of Patent Document 1, since the load at the time of molding is received on the tapered surface of the divided dies, the surface roughness of the tapered surfaces is managed, the contact surface between the tapered surfaces is secured, and the dimensional variation between the divided dies is managed. Therefore, high part processing accuracy is required. Further, since the radial position of the divided dies is determined via the tapered surface, an error in the radial direction is caused by an error in the height direction. Therefore, the position of the taper surface changes due to the influence of the die height adjustment of the press machine and the change of the die height due to the temperature rise of the mold during press and press machine, and the radial position of the split dies also changes. To do. As a result, the accuracy of the product is lowered and the life of the split die is shortened.

本発明はこのような従来の成形型の問題を解消し、プレス機械のダイハイトの調整や温度変化の影響を受けても分割ダイスの位置が変化しにくく、それにより、製品の精度が高く、分割ダイスの寿命が長い、球形状部を有する成形品を成形する金型を提供することを技術課題としている。   The present invention eliminates such problems of the conventional mold, and the position of the split die is not easily changed even under the influence of the adjustment of the die height of the press machine or the temperature change. An object of the present invention is to provide a mold for molding a molded product having a spherical portion with a long die life.

本発明の金型1は、ダイケース11と、そのダイケースの中央に上下移動自在に配置されるカウンタパンチ13と、そのカウンタパンチを囲むように半径方向移動自在に配置され、内側が高い傾斜面からなるカム面12fを有する、内端に加工面15が形成された複数の分割ダイス12と、分割ダイスを外向きに付勢する付勢部材(弾性体14)とを備えている下型10と;パンチケース21と、そのパンチケースの中央に配置され前記カウンタパンチ13と協働して材料24を挟圧するパンチ22と、前記カム面12fを押圧して内側に移動させるカム23とを備えている上型20とからなる。そして前記ダイケース11が、分割ダイス12の移動方向と直角で内側を向いたバックアップ面11fを有し、前記分割ダイス12が、移動方向と直角で外側を向いた受圧面12eを有し、前記上型20が、分割ダイス12の移動後に受圧面12eとバックアップ面11fとの間に挿入され、分割ダイス12が受ける外向きの荷重をバックアップ面11fに伝えるブロック24を備えていることを特徴としている。   The mold 1 of the present invention is arranged in a die case 11, a counter punch 13 that is arranged to be movable up and down at the center of the die case, and is arranged so as to be movable in the radial direction so as to surround the counter punch. A lower die having a plurality of divided dies 12 having a cam surface 12f formed of a surface and having a machining surface 15 formed at the inner end, and an urging member (elastic body 14) for urging the divided dies outward. 10; a punch case 21; a punch 22 disposed in the center of the punch case to clamp the material 24 in cooperation with the counter punch 13; and a cam 23 that presses the cam surface 12f to move inward. The upper mold 20 is provided. The die case 11 has a backup surface 11f that is perpendicular to the moving direction of the divided die 12 and faces inward, and the divided die 12 has a pressure receiving surface 12e that is perpendicular to the moving direction and faces outward, The upper die 20 includes a block 24 that is inserted between the pressure receiving surface 12e and the backup surface 11f after the division die 12 is moved, and transmits an outward load received by the division die 12 to the backup surface 11f. Yes.

このような金型1においては、前記分割ダイス12が外側の端面に受圧面12eを有し、左右の側面に突起部12cを備え、それらの突起部に前記カム面12fが形成されているものが好ましい。また、前記カム23が分割ダイス12を半径方向内向きに移動させたときの受圧面12eとバックアップ面11fの間隔が、前記ブロック24の対応する寸法よりわずかに狭くされており、それにより分割ダイス12の移動後、ブロック24が受圧面12eとバックアップ面11fの間に挿入されるときに分割ダイス12をわずかに半径方向内向きに移動させて位置決めするように構成されているものが好ましい。また、前記上型のカム23がブロック24を兼ねているものであってもよい。   In such a mold 1, the divided die 12 has a pressure receiving surface 12 e on the outer end surface, and includes protrusions 12 c on the left and right side surfaces, and the cam surface 12 f is formed on these protrusions. Is preferred. In addition, the distance between the pressure receiving surface 12e and the backup surface 11f when the cam 23 moves the split die 12 inward in the radial direction is slightly narrower than the corresponding dimension of the block 24, thereby the split die. After the movement of 12, the block 24 is preferably configured to be positioned by moving the dividing die 12 slightly inward in the radial direction when the block 24 is inserted between the pressure receiving surface 12e and the backup surface 11f. The upper cam 23 may also serve as the block 24.

本発明の金型では、分割ダイスに半径方向移動用のカム面と成形荷重の受圧用の受圧面とを設けており、分割ダイスの移動後の位置決めおよび成形時の受圧は、カム面とは別個の移動方向に対し直角の受圧面で行う。このように本発明の金型では分割ダイスの移動機構と位置決め受圧機構とを分離し、受圧面が移動方向に対して直角であるので、プレス機械のダイハイトの調整や、成形中の金型およびプレス機械の温度上昇によるダイハイトの変化など、高さ方向の変化や誤差の影響を受けにくい構造となる。その結果、テーパ面の部品加工精度が緩和され、しかもプレス機械のダイハイトの影響の排除が可能となる。   In the mold of the present invention, the split die is provided with a cam surface for moving in the radial direction and a pressure receiving surface for receiving the molding load, and the positioning after the movement of the split die and the pressure received during molding are the same as the cam surface. It is performed on the pressure receiving surface perpendicular to the separate moving direction. Thus, in the mold of the present invention, the moving mechanism of the split die and the positioning pressure receiving mechanism are separated, and the pressure receiving surface is perpendicular to the moving direction, so that adjustment of the die height of the press machine, The structure is less susceptible to changes in height and errors, such as changes in die height due to temperature rise in the press machine. As a result, the part machining accuracy of the tapered surface is relaxed, and the influence of the die height of the press machine can be eliminated.

前記分割ダイスが外側の端面に受圧面を有し、左右の側面に突起部を備え、それらの突起部に前記カム面が形成されている場合は、分割ダイスが受ける加工時の反力を受圧面およびブロックによってまっすぐバックアップ面に伝えることができる。そのため、分割ダイスの撓み変形が少なく、加工精度が高くなる。また、受圧面は分割ダイスの外側の端面に設けるので、大きく設計することができる。そのため、分割ダイスの受圧面やダイケースのバックアップ面、それらと当接するブロックの対応する面が受ける面圧を減少することができ、耐久性が高くなる。なお、分割ダイスのカム面は加工面に対して左右の横方向にシフトしているが、カム面の主要作用は分割ダイスの移動であり、加工時の圧力を受けない。そのため、カム面が加工面に対して扁心していても曲げなどの原因になることはない。   When the split die has a pressure receiving surface on the outer end surface, and has protrusions on the left and right side surfaces, and the cam surface is formed on these protrusions, the reaction force received by the split die during pressure processing is received. You can communicate straight to the backup surface by the surface and block. Therefore, the bending deformation of the split dies is small, and the processing accuracy is increased. Moreover, since the pressure receiving surface is provided on the outer end surface of the split die, it can be designed to be large. Therefore, the surface pressure received by the pressure receiving surface of the divided dies, the backup surface of the die case, and the corresponding surface of the block in contact with them can be reduced, and durability is increased. Although the cam surface of the split die is shifted in the lateral direction to the left and right with respect to the processing surface, the main action of the cam surface is the movement of the split die and is not subjected to pressure during processing. Therefore, even if the cam surface is flat with respect to the processed surface, it does not cause bending or the like.

前記分割ダイスを半径方向内向きに移動させたときの受圧面とバックアップ面の間隔が、前記ブロックの対応する寸法よりわずかに狭くされており、それにより分割ダイスの移動後、ブロックが受圧面とバックアップ面の間に挿入されるときに分割ダイスをわずかに半径方向内向きに移動させて位置決めするように構成されている場合は、分割ダイスを中心側に移動させる操作はカムとブロックによって2段階で行われる。そのため分割ダイスの位置決めが一層高精度で行われる。   The distance between the pressure receiving surface and the backup surface when the split die is moved radially inward is slightly narrower than the corresponding dimension of the block, so that after the split die is moved, the block is separated from the pressure receiving surface. When it is configured to position the splitting die slightly inward in the radial direction when inserted between the backup surfaces, the operation of moving the splitting die to the center side is performed in two steps by a cam and a block. Done in Therefore, the positioning of the divided dies is performed with higher accuracy.

前記上型のカムがブロックを兼ねている場合は、部品点数を少なくすることができる。   When the upper cam also serves as a block, the number of parts can be reduced.

本発明の金型の一実施形態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows one Embodiment of the metal mold | die of this invention. 図2Aは上型の底面図、図2Bは下型の平面図である。2A is a bottom view of the upper mold, and FIG. 2B is a plan view of the lower mold. 図1の金型の縦断面図であり、中心から右側だけを示している。It is a longitudinal cross-sectional view of the metal mold | die of FIG. 1, and has shown only the right side from the center. 図1の金型に用いる分割ダイスの斜視図である。It is a perspective view of the division | segmentation die used for the metal mold | die of FIG. 図2Bの分割ダイスの先端を示す拡大平面図である。FIG. 2B is an enlarged plan view showing the tip of the split die of FIG. 2B. 図6A〜Dは図1の金型による成形過程を示す工程図である。6A to 6D are process diagrams showing a molding process using the mold shown in FIG. 図7A〜Cは図6Dに続く成形過程を示す工程図である。7A to 7C are process diagrams showing a molding process subsequent to FIG. 6D. 図8A、図8Bおよび図8Cは本発明の金型で成形した成形品の一例を示す平面図、側面図および斜視図である。8A, 8B, and 8C are a plan view, a side view, and a perspective view showing an example of a molded product molded with the mold of the present invention.

図1に示す金型1は、下型10と上型20とからなるプレス機械による鍛造型、とくに冷間鍛造型である。成形するときは、下型10はプレス機械のボルスタに固定され、上型20はスライドに固定される。図1はスライドが上死点にあるときを示している。この金型1は、円柱状の材料(図3の符号2)から図8A〜Cに示す成形品3(等速ジョイントの内輪の中間品)を形成するものである。   A mold 1 shown in FIG. 1 is a forging die by a press machine composed of a lower die 10 and an upper die 20, particularly a cold forging die. When molding, the lower mold 10 is fixed to a bolster of a press machine, and the upper mold 20 is fixed to a slide. FIG. 1 shows when the slide is at top dead center. The mold 1 forms a molded product 3 (an intermediate product of an inner ring of a constant velocity joint) shown in FIGS. 8A to 8C from a cylindrical material (reference numeral 2 in FIG. 3).

下型10は、円柱状のダイケース11と、そのダイケース11の上面に形成されたガイド溝11a内に収容され、半径方向に移動自在に設けられる複数個の分割ダイス12と、ダイケース11の中央に上下移動自在に配置されるカウンタパンチ13と、分割ダイス12を外向きに付勢する圧縮コイルバネなどの弾性体(付勢部材、図3の符号14)とからなる。この実施形態では、分割ダイス12は6個であり、これは製造しようとする等速ジョイントの内輪のボール溝(図8Aの符号31)の数に合わせている。   The lower die 10 is a cylindrical die case 11, a plurality of divided dies 12 which are accommodated in a guide groove 11 a formed on the upper surface of the die case 11, and are provided so as to be movable in the radial direction, and the die case 11. The counter punch 13 is arranged at the center of the dies so as to be movable up and down, and an elastic body such as a compression coil spring that urges the divided dies 12 outward (biasing member, reference numeral 14 in FIG. 3). In this embodiment, the number of divided dies 12 is six, which matches the number of ball grooves (reference numeral 31 in FIG. 8A) of the inner ring of the constant velocity joint to be manufactured.

図1および図3に示すように、ダイケース11の上面の外周縁には、上型20と嵌合する段部11bが突出している。ガイド溝11aは分割ダイス12の高さに合わせた深さを有し、ガイド溝11aに収容した分割ダイス12の上面はダイケース11の上面と面一になる。図2Bに示すように、ガイド溝11aの平面形状は分割ダイス12の外形と略同様で、さらに分割ダイス12が半径方向に移動できる隙間11cを形成する。   As shown in FIGS. 1 and 3, a step portion 11 b that fits the upper mold 20 protrudes from the outer peripheral edge of the upper surface of the die case 11. The guide groove 11 a has a depth corresponding to the height of the divided die 12, and the upper surface of the divided die 12 accommodated in the guide groove 11 a is flush with the upper surface of the die case 11. As shown in FIG. 2B, the planar shape of the guide groove 11a is substantially the same as the outer shape of the split die 12, and further, a gap 11c that allows the split die 12 to move in the radial direction is formed.

図3に示すように、ガイド溝11aの底面には、弾性体14を収容する収容溝11dと、後述する分割ダイス12の受圧部12bを半径方向に移動可能に収容する深溝11eが形成されている。収容溝11dの外側の面は内側に向いているバックアップ面11fである。さらに収容溝11dないし深溝11eの底面には、後述するカム23の先端を逃がすための孔11gが形成されている。   As shown in FIG. 3, an accommodation groove 11d for accommodating the elastic body 14 and a deep groove 11e for accommodating a pressure receiving portion 12b of the divided die 12 described later so as to be movable in the radial direction are formed on the bottom surface of the guide groove 11a. Yes. The outer surface of the accommodation groove 11d is a backup surface 11f facing inward. Further, a hole 11g is formed in the bottom surface of the housing groove 11d or the deep groove 11e to allow a tip of a cam 23 described later to escape.

カウンタパンチ13は円柱状で、ダイケース11の中央に形成された貫通孔11h内に上下移動自在に収容されている。カウンタパンチ13の下端はプレス機械のノックアウト装置に取り付けられており、カウンタパンチ13は加工後に成形品3を取り出すために上昇する(図7C参照)。   The counter punch 13 has a cylindrical shape and is accommodated in a through hole 11h formed in the center of the die case 11 so as to be movable up and down. The lower end of the counter punch 13 is attached to a knockout device of a press machine, and the counter punch 13 rises to take out the molded product 3 after processing (see FIG. 7C).

前記分割ダイス12は、図4に示すように、角柱状の中心部12aと、その中心部の後端に中心部に対して直角に設けた板状の受圧部12bと、中心部12aの側面から左右に突出する突起部12cとからなる。それらの上面は面一であり、突起部12cの下面も中心部12aの下面と面一にしている。受圧部12bは中心部12aより幅が広く、下端は中心部より下方に突出している。突出する部位は弾性体14の端部と係合する受け部12dとされている。受圧部12bの後面は分割ダイス12の移動方向に対して直角の受圧面12eとなる。   As shown in FIG. 4, the split die 12 includes a prismatic center portion 12a, a plate-shaped pressure receiving portion 12b provided at a rear end of the center portion at a right angle to the center portion, and a side surface of the center portion 12a. Projecting portion 12c projecting left and right. Their upper surfaces are flush with each other, and the lower surface of the protrusion 12c is flush with the lower surface of the central portion 12a. The pressure receiving portion 12b is wider than the central portion 12a, and the lower end protrudes downward from the central portion. The protruding portion is a receiving portion 12 d that engages with the end portion of the elastic body 14. The rear surface of the pressure receiving portion 12b is a pressure receiving surface 12e perpendicular to the moving direction of the split die 12.

突起部12cは薄い角柱状で、後部上端に内側に向かって上昇する傾斜面からなるカム面12fが形成されている。従来のカム型に比してカム面12fの面積が小さいのは、カム面12fが分割ダイス12の移動に用いられるだけで、成形には実質的に関与しないためである。突起部12cを左右一対で設けることにより、受圧部12bを中心部12aの後端に設けることができ、成形時の加圧力を受圧面12eにスムーズに伝えることができる。   The projecting portion 12c is a thin prismatic shape, and a cam surface 12f made of an inclined surface rising inward is formed at the upper end of the rear portion. The reason why the area of the cam surface 12f is smaller than that of the conventional cam type is that the cam surface 12f is only used for the movement of the split die 12 and is not substantially involved in molding. By providing a pair of left and right projections 12c, the pressure receiving portion 12b can be provided at the rear end of the center portion 12a, and the pressure applied during molding can be smoothly transmitted to the pressure receiving surface 12e.

突起部12cの後面(カム面12fの下端から下方に延びる面)12gは分割ダイス12の移動方向(半径方向)に対して直角であり、後述する上型20のカム23の垂直面が当接してスライドする面である。さらのこの実施形態では、受圧部12bの上端後方の角部にわずかなテーパ面12hが形成されている。このテーパ面12hは、後述するブロック24の下端が受圧部12bとバックアップ面11fの間に嵌入してくるとき、入り易くガイドするほか、ブロック24の下端と当接してブロック24の下方への加圧力を分割ダイス12を中心側に押し付ける水平方向の力に変換する機能を奏する。さらにこの実施形態では、ブロック24の下端の前側にも小さいテーパ面24aを設けている。   A rear surface 12g (surface extending downward from the lower end of the cam surface 12f) 12g is perpendicular to the moving direction (radial direction) of the split die 12, and a vertical surface of the cam 23 of the upper mold 20 described later comes into contact therewith. The surface that slides. Furthermore, in this embodiment, a slight tapered surface 12h is formed at the corner at the rear of the upper end of the pressure receiving portion 12b. The tapered surface 12h guides easily when the lower end of the block 24, which will be described later, is fitted between the pressure receiving portion 12b and the backup surface 11f. There is a function of converting the pressure into a horizontal force that presses the dividing die 12 toward the center. Furthermore, in this embodiment, a small tapered surface 24 a is also provided on the front side of the lower end of the block 24.

分割ダイス12の中心部12aの先端は、材料を所定の形状に成形する加工面15である。この実施形態では図4および図5に示すように、成形品3の球状面(図8Aの符号30)を形成するための球状凹面15aと、その中心部を斜め上下に延びる、ボール溝(図8Aの符号31)形成用の断面円弧状の凸条15bと、左右端の前面から側面にかけて斜めに形成された前進端位置決め部15cとが形成されている。前進端位置決め部15cは、成形時に隣接する分割ダイス12同士が密に当接する部位であり、それにより材料を隙間なく囲むと共に、分割ダイス12がそれ以上中心側に入らないよう規制することができる。   The tip of the central portion 12a of the split die 12 is a processing surface 15 for forming the material into a predetermined shape. In this embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, a spherical concave surface 15a for forming a spherical surface (reference numeral 30 in FIG. 8A) of the molded product 3 and a ball groove (FIG. 8A is formed with an arcuate ridge 15b having a circular cross section and a forward end positioning portion 15c formed obliquely from the front surface to the side surface of the left and right ends. The advancing end positioning portion 15c is a portion where the adjacent divided dies 12 abut against each other at the time of molding, thereby enclosing the material without a gap and restricting the divided dies 12 from entering the center side any more. .

前記上型20は、円柱状のパンチケース21と、そのパンチケース21の中心部に固定され、下方に突出するパンチ22とを備えている。さらにパンチ22を中心として囲むように、分割ダイス12と対応する位置に、上下に延びるカム23およびブロック24が固定され、それぞれパンチケース21の下面から突出している。カム23は分割ダイス12を中心側に移動させるものであり、下端の前側の角に分割ダイス12のカム面12fと摺接する傾斜面23aが形成されている。カム23は図2Aに示すように、1個の分割ダイス12につき2個一対ずつ、半径を示す線に対し左右対称に設けられている。ブロック24は分割ダイス12を位置決めするものであり、半径を示す線に対して直角に配列されている。前述のようにブロック24の下端の前面側には小さいテーパ面24aが形成されている。   The upper mold 20 includes a cylindrical punch case 21 and a punch 22 that is fixed to the center of the punch case 21 and protrudes downward. Further, a vertically extending cam 23 and a block 24 are fixed at positions corresponding to the divided dies 12 so as to surround the punch 22 as a center, and project from the lower surface of the punch case 21. The cam 23 moves the split die 12 toward the center, and an inclined surface 23a is formed at the front corner of the lower end so as to be in sliding contact with the cam surface 12f of the split die 12. As shown in FIG. 2A, two pairs of cams 23 are provided symmetrically with respect to a line indicating the radius. The block 24 positions the split dies 12 and is arranged at right angles to a line indicating the radius. As described above, a small tapered surface 24 a is formed on the front surface side of the lower end of the block 24.

この上型20では、パンチケース21の下方に間隔をあけて円盤状の押えプレート25が上下方向に移動可能に配置されており、その押えプレート25は上下に延びるクッションピン26を介してパンチケース21内の油圧シリンダ27によって下向きに付勢されている。クッションピン26は、上端が油圧シリンダ27内を摺動するピストン26aとされており、パンチケース21の中心に対して複数本、等間隔で配列されている(図2A参照)。押えプレート25の中心部には材料2およびパンチ22の先端を通す貫通孔25aが形成されている。さらに押えプレート25には、カム23およびブロック24を通す貫通孔25b、25cが形成されている。   In the upper mold 20, a disc-shaped presser plate 25 is disposed below the punch case 21 so as to be movable in the vertical direction, and the presser plate 25 is interposed in the punch case via cushion pins 26 extending vertically. It is urged downward by a hydraulic cylinder 27 in 21. The cushion pins 26 are pistons 26a whose upper ends slide in the hydraulic cylinder 27, and a plurality of cushion pins 26 are arranged at equal intervals with respect to the center of the punch case 21 (see FIG. 2A). A through hole 25 a through which the material 2 and the tip of the punch 22 pass is formed at the center of the presser plate 25. Further, the presser plate 25 is formed with through holes 25b and 25c through which the cam 23 and the block 24 pass.

押えプレート25は、成形時に分割ダイス12を押えると共に、成形後にパンチ22に食い込んだ成形品を抜き落とす機能を奏する。また、分割ダイス12の受圧面12eとダイケース10のバックアップ面11fの間に嵌入されたブロック24を抜き取るとき、分割ダイス12が追従しないよう押さえる機能をも奏する。押えプレート25は、クッションピン26の下端を押えプレート25に固定してクッションピン26で吊り下げることにより、上下移動自在に保持することができる。ただし押えプレート25をパンチケース21に対して上下移動自在に支持し、下降端を規制する他の部材を設けることもできる。   The presser plate 25 functions to hold the divided die 12 during molding and to remove a molded product that has bite into the punch 22 after molding. In addition, when the block 24 inserted between the pressure receiving surface 12e of the divided die 12 and the backup surface 11f of the die case 10 is extracted, it also functions to hold the divided die 12 so as not to follow. The presser plate 25 can be held vertically movable by fixing the lower end of the cushion pin 26 to the presser plate 25 and suspending the presser plate 25 by the cushion pin 26. However, it is also possible to provide another member for supporting the presser plate 25 so as to be movable up and down with respect to the punch case 21 and restricting the descending end.

図3は簡略化しており、油圧シリンダ27のシール構造や、油圧シリンダ27の上端を閉じる蓋部材の取り付け構造は省略している。さらにパンチケース21の上面に取り付けられ、パンチ22やカム23、ブロック24の上端をバックアップすると共に、プレス機械のスライドに固定するパンチプレートないしパンチホルダーは図示を省略している。同様に、ダイケース11の下面に取り付けられるダイホルダーも図示を省略している。   FIG. 3 is simplified, and a seal structure of the hydraulic cylinder 27 and a cover member mounting structure for closing the upper end of the hydraulic cylinder 27 are omitted. Further, a punch plate or a punch holder which is attached to the upper surface of the punch case 21 to back up the upper ends of the punch 22, the cam 23 and the block 24 and which is fixed to the slide of the press machine is not shown. Similarly, a die holder attached to the lower surface of the die case 11 is not shown.

つぎに図6、図7を参照して、前述の金型1を用いて材料2を成形品3に成形する過程を説明する。なお、図6および図7では、図3と同様に金型1の右半分だけを示しており、左半分は省略している。下型10はプレス機械のボルスタに固定し、上型20はスライドに固定する。図6Aでは、分割ダイス12は弾性部材14によって外側に付勢されて拡がっており、受圧部12bが深溝11eの外側の左右の面(図2Bの符号11i)に当接している。この状態でカウンタパンチ13の上に円柱状の材料2を載せ、プレス機械の作動を開始する。   Next, with reference to FIGS. 6 and 7, a process of forming the material 2 into the molded product 3 using the above-described mold 1 will be described. 6 and 7, only the right half of the mold 1 is shown as in FIG. 3, and the left half is omitted. The lower die 10 is fixed to a bolster of a press machine, and the upper die 20 is fixed to a slide. In FIG. 6A, the split die 12 is urged outwardly and expanded by the elastic member 14, and the pressure receiving portion 12b is in contact with the left and right surfaces (reference numeral 11i in FIG. 2B) of the deep groove 11e. In this state, the cylindrical material 2 is placed on the counter punch 13 and the operation of the press machine is started.

図6Bのようにスライドが下降して上型20が下降すると、まず押えプレート25が分割ダイス12の上面に当接し、材料2と分割ダイス12の加工面15の隙間の上部を閉じ、成形品の高さをもった空間Sを形成する。押えプレート25の周囲下面はダイケース11の上面で下降端が規制される。このとき、押えプレート25の中心の貫通孔25a内に材料2の上部が入り込んでいる。さらにスライドが下降すると、図6Cのようにカム23の傾斜面23aが分割ダイス12のカム面12fと当接し、分割ダイス12を中心側に押す。分割ダイス12はガイド溝11aによって案内され、弾性体14を圧縮しながら中心側に移動する。   When the slide is lowered and the upper die 20 is lowered as shown in FIG. 6B, first, the presser plate 25 comes into contact with the upper surface of the split die 12, and the upper portion of the gap between the material 2 and the processing surface 15 of the split die 12 is closed. A space S having a height of is formed. The lower end of the lower surface of the presser plate 25 is regulated by the upper surface of the die case 11. At this time, the upper portion of the material 2 enters the through hole 25a at the center of the presser plate 25. When the slide is further lowered, as shown in FIG. 6C, the inclined surface 23a of the cam 23 comes into contact with the cam surface 12f of the split die 12 and pushes the split die 12 toward the center. The dividing die 12 is guided by the guide groove 11a and moves to the center side while compressing the elastic body 14.

図6Dのように、カム23の傾斜面23aと分割ダイス12のカム面12fとの傾斜面同士の当接が終了し、垂直面同士が接触して摺動する状態では、分割ダイス12の移動が終了している。このときの分割ダイス12の位置は、正規の位置に対しておおむね1mm以下の微小量(図5の符号L参照)だけ手前である。他方、この時点では、ブロック24の先端部に設けた小さいテーパ面24aが分割ダイス12の受圧面12e上端のテーパ面12hと接触する。   As shown in FIG. 6D, when the contact between the inclined surfaces 23a of the cam 23 and the cam surface 12f of the divided die 12 is finished and the vertical surfaces are in contact with each other and slide, the movement of the divided die 12 is performed. Has ended. At this time, the position of the dividing die 12 is approximately in front of the regular position by a minute amount of 1 mm or less (see reference symbol L in FIG. 5). On the other hand, at this time, the small tapered surface 24 a provided at the tip of the block 24 comes into contact with the tapered surface 12 h at the upper end of the pressure receiving surface 12 e of the split die 12.

その後、図7Aのように上型20が下降し、分割ダイス12が小さいテーパ面24aと上端のテーパ面12hの作用により微小量L前進し、隣接する分割ダイス12の前進端位置決め部15c同士が接触することで正規位置になる(図5の想像線参照)。この場合、分割ダイス12の前進は前進端位置決め部15c同士の当接により拘束され、当接圧によってガタないしクリアランスがゼロにされる。また、隣接する分割ダイス12同士の隙間がなくなるので、材料の表面にはパーティングラインがほとんど生じない。   Thereafter, the upper die 20 is lowered as shown in FIG. 7A, and the divided dies 12 are advanced by a minute amount L by the action of the small tapered surface 24a and the upper tapered surface 12h. It will become a regular position by contacting (refer the imaginary line of FIG. 5). In this case, the forward movement of the divided die 12 is restricted by the abutting of the advancing end positioning portions 15c, and the play or clearance is made zero by the abutting pressure. Further, since there is no gap between the adjacent divided dies 12, there is almost no parting line on the surface of the material.

分割ダイス12が正規位置に来ると同時に、ブロック24が分割ダイス12の受圧面12eとダイケース11のバックアップ面11fの間に嵌入する。成形の負荷が分割ダイス12を外向きに押すと、その外向きの加圧力は分割ダイス12の受圧面12eからブロック24を介してバックアップ面11fに伝えられ、ダイケース11によって支えられる。それにより分割ダイス12の位置が正確に保持される。その時点で材料2にパンチ22が接触し、成形が開始する。なお、図6Dと図7Aでの分割ダイス12の先端位置を図5に示す。実線が図6Dの状態で、想像線が図7Aの状態である。また、図7Aからわかるように、カム23の先端はダイケースの孔11gに挿入されている。   At the same time when the divided die 12 comes to the normal position, the block 24 fits between the pressure receiving surface 12e of the divided die 12 and the backup surface 11f of the die case 11. When the molding load pushes the split die 12 outward, the outward pressure is transmitted from the pressure receiving surface 12e of the split die 12 to the backup surface 11f via the block 24 and is supported by the die case 11. As a result, the position of the split die 12 is accurately maintained. At that time, the punch 22 comes into contact with the material 2 and molding starts. The tip position of the split die 12 in FIGS. 6D and 7A is shown in FIG. A solid line is the state of FIG. 6D and an imaginary line is the state of FIG. 7A. 7A, the tip of the cam 23 is inserted into the hole 11g of the die case.

図7Bは、プレス機械が下死点となって成形が終了した状態を示している。円柱状の材料2はパンチ22とカウンタパンチ13の間で挟圧され、中間部分が膨らみ、分割ダイス12の先端の加工面15で形作られた空間内を満たすように塑性流動し、樽状ないし球面形状を備えた成形品3が得られる。このときの成形は、周囲が拘束され、全体が圧縮されるいわゆる静水圧状態での成形であるので、材料の流動性が高まり、高精度の加工が可能となる。   FIG. 7B shows a state where the press machine is at the bottom dead center and the molding is finished. The columnar material 2 is sandwiched between the punch 22 and the counter punch 13, and the middle part expands, and plastically flows so as to fill the space formed by the processing surface 15 at the tip of the divided die 12. A molded product 3 having a spherical shape is obtained. Since the molding at this time is a molding in a so-called hydrostatic pressure state in which the periphery is constrained and the whole is compressed, the fluidity of the material is increased, and high-precision processing is possible.

その後スライドが上昇し、前述と逆の動作によりブロック24とカム23が下型10より離脱し、分割ダイス12が弾性体14の回復により初期位置に復帰する。その後、カウンタパンチ13が上昇し、成形品3の取り出しと上型20の上死点への上昇で成形が完了する。   Thereafter, the slide rises, the block 24 and the cam 23 are detached from the lower mold 10 by the reverse operation to the above, and the divided die 12 returns to the initial position by the recovery of the elastic body 14. Thereafter, the counter punch 13 is raised, and the molding is completed by taking out the molded product 3 and raising the upper die 20 to the top dead center.

以上、好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれらに限定されず、種々の変形を採用しうる。たとえば図3では押えプレート25に下向きの付勢力を与える手段として、ストロークが長く、安定した加圧力を得ることができることから油圧シリンダ27を採用しているが、エアシリンダであってもよい。さらにストローク長さによっては、コイルスプリングやゴムなどを採用することもできる。   As mentioned above, although preferable embodiment was described, this invention is not limited to these, A various deformation | transformation can be employ | adopted. For example, in FIG. 3, the hydraulic cylinder 27 is employed as means for applying a downward urging force to the presser plate 25 because a long stroke and a stable pressure can be obtained, but an air cylinder may be used. Further, depending on the stroke length, a coil spring, rubber or the like can be employed.

1 金型
2 材料
3 成形品
10 下型
11 ダイケース
11a ガイド溝
11b 段部
11c 隙間
11d 収容溝
11e 深溝
11f バックアップ面
11g 孔
11h 貫通孔
11i 深溝の左右の面
12 分割ダイス
12a 中心部
12b 受圧部
12c 突起部
12d 受け部(バネ受け)
12e 受圧面
12f カム面
12g 突起部の後面
12h テーパ面(受圧部)
13 カウンタパンチ
14 弾性体(バネ)
15 加工面
15a 球状凹面
15b 凸条
15c 前進端位置決め部
20 上型
21 パンチケース
22 パンチ
23 カム
23a 傾斜面
24 ブロック
24a 小さいテーパ面(ブロック)
25 押えプレート
25a、25b、25c 貫通孔
S 空間
L 微小量
26 クッションピン
26a ピストン
27 油圧シリンダ
30 球状面
31 ボール溝
1 Mold 2 Material 3 Molded product 10 Lower mold 11 Die case 11a Guide groove 11b Stepped portion 11c Clearance 11d Housing groove 11e Deep groove 11f Backup surface 11g Hole 11h Through hole 11i Right and left surfaces 12 of the deep groove Split die 12a Center portion 12b Pressure receiving portion 12c Protruding part 12d Receiving part (spring receiving)
12e Pressure receiving surface 12f Cam surface 12g Rear surface 12h of projection part Tapered surface (pressure receiving part)
13 Counter punch 14 Elastic body (spring)
15 Processing surface 15a Spherical concave surface 15b Convex strip 15c Advance end positioning portion 20 Upper die 21 Punch case 22 Punch 23 Cam 23a Inclined surface 24 Block 24a Small taper surface (block)
25 Presser plates 25a, 25b, 25c Through hole S Space L Small amount 26 Cushion pin 26a Piston 27 Hydraulic cylinder 30 Spherical surface 31 Ball groove

Claims (4)

ダイケースと、そのダイケースの中央に上下移動自在に配置されるカウンタパンチと、そのカウンタパンチを囲むように半径方向移動自在に配置され、内側が高い傾斜面からなるカム面を有する、内端に加工面が形成された複数の分割ダイスと、分割ダイスを外向きに付勢する付勢部材とを備えている下型と、
パンチケースと、そのパンチケースの中央に配置され前記カウンタパンチと協働して材料を挟圧するパンチと、前記カム面を押圧して内側に移動させるカムとを備えている上型とからなり、
前記ダイケースが、分割ダイスの移動方向と直角で内側を向いたバックアップ面を有し、
前記分割ダイスが、移動方向と直角で外側を向いた受圧面を有し、
前記上型が、分割ダイスの移動後に受圧面とバックアップ面との間に挿入され、分割ダイスが受ける外向きの荷重をバックアップ面に伝えるブロックを備えている金型。
An inner end having a die case, a counter punch that can be moved up and down in the center of the die case, and a cam surface that is radially movable so as to surround the counter punch and that has a high inclined surface inside. A lower mold comprising a plurality of divided dies having a processed surface formed thereon, and an urging member that urges the divided dies outward.
A punch case, and a punch that is arranged in the center of the punch case and clamps the material in cooperation with the counter punch, and an upper mold that includes a cam that presses and moves the cam surface inward.
The die case has a back-up surface perpendicular to the moving direction of the divided dies and facing inward;
The split dies have a pressure-receiving surface perpendicular to the moving direction and facing outward;
A mold having a block in which the upper die is inserted between the pressure receiving surface and the backup surface after the split die is moved, and transmits an outward load received by the split die to the backup surface.
前記分割ダイスが外側の端面に受圧面を有し、左右の側面に突起部を備え、それらの突起部に前記カム面が形成されている請求項1記載の金型。   The mold according to claim 1, wherein the split die has a pressure receiving surface on an outer end surface, and includes protrusions on left and right side surfaces, and the cam surface is formed on the protrusions. 前記分割ダイスを半径方向内向きに移動させたときの受圧面とバックアップ面の間隔が、前記ブロックの対応する寸法よりわずかに狭くされており、
それにより分割ダイスの移動後、ブロックが受圧面とバックアップ面の間に挿入されるときに分割ダイスをわずかに半径方向内向きに移動させて位置決めするように構成されている、請求項1または2記載の金型。
The distance between the pressure receiving surface and the backup surface when the split die is moved radially inward is slightly narrower than the corresponding dimension of the block,
3. After the movement of the split dies, the split dies are moved slightly inward in the radial direction when the block is inserted between the pressure-receiving surface and the backup surface. The mold described.
前記上型のカムがブロックを兼ねている請求項1記載の金型。   The mold according to claim 1, wherein the upper mold cam also serves as a block.
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