JP2020069510A - Stress dispersion structure for hot forging mold - Google Patents

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Abstract

To provide a spacer that is less likely to cause stress concentration therein even when a mold-releasing agent flow passage is formed in the spacer in order to feed a mold-releasing agent for smoothly releasing a work from a lower mold to a tip of a shaft part, and is less likely to cause the spacer to be broken.SOLUTION: A stress dispersion structure for a hot forging mold 1 includes an annular groove 46 along a circumferential direction of an inner wall surface 43c of a guide hole 43 upward a mold-release agent discharge port 44a that is opened in the inner wall surface 43c of the guide hole 43 of a spacer 4 that is communicated to a lower end opening 33b of a through-hole 33 of a lower mold 3.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、熱間鍛造用金型の応力分散構造に関する。   The present invention relates to a stress distribution structure of a hot forging die.

車両のベルト式無断変速機等に使用される固定プーリは、金属ベルトの接触面であるフランジ状のシーブ部と、複数個のボールが挿入される条溝が形成された軸部とを備える。固定プーリは、例えば熱間鍛造により製造することができる。   A fixed pulley used for a belt type continuously variable transmission or the like of a vehicle includes a flange-shaped sheave portion that is a contact surface of a metal belt, and a shaft portion having a groove in which a plurality of balls are inserted. The fixed pulley can be manufactured by, for example, hot forging.

熱間鍛造において、高温に加熱した金属素材のワークを下金型にセットし、上金型を押し付けてワークを成型する。下金型は、上面から底面に貫通する貫通孔を備えており、上面は貫通孔から外縁に向かって上方に傾斜している。下金型に上金型を押し付けた際に、上金型の底面と下金型の上面の間の隙間に装入されたワークによって固定プーリのシーブ部が成型され、貫通孔に挿入されたワークによって固定プーリの軸部が成型される。   In hot forging, a work made of a metal material heated to a high temperature is set in a lower mold, and the upper mold is pressed to mold the work. The lower mold has a through hole penetrating from the upper surface to the bottom surface, and the upper surface is inclined upward from the through hole toward the outer edge. When the upper mold was pressed against the lower mold, the sheave part of the fixed pulley was molded by the work inserted in the gap between the bottom surface of the upper mold and the upper surface of the lower mold, and was inserted into the through hole. The shaft portion of the fixed pulley is molded by the work.

下金型は、底面側でスペーサにより支持されている。スペーサは、下金型の貫通孔の下端開口に連通するガイド孔が形成されている。ガイド孔は貫通孔と同軸上に延びており、ガイド孔と貫通孔の内部を軸方向に上下動可能にノックアウトピンが配置されている。ワークの成型時、ノックアウトピンの上端は貫通孔の内部に挿入され、貫通孔内で成型される軸部の下端を保持する。成型後、上金型を取り外して、ノックアウトピンを上方に移動させることで、ワークを下金型から離型させる(例えば、特許文献1参照。)。   The lower mold is supported by the spacer on the bottom surface side. The spacer has a guide hole communicating with the lower end opening of the through hole of the lower mold. The guide hole extends coaxially with the through hole, and a knockout pin is arranged in the guide hole and the through hole so as to be vertically movable in the axial direction. At the time of molding the work, the upper end of the knockout pin is inserted into the through hole to hold the lower end of the shaft portion molded in the through hole. After molding, by removing the upper mold and moving the knockout pin upward, the work is released from the lower mold (see, for example, Patent Document 1).

特開平3−94947号公報JP-A-3-94947

ワークを下金型からスムーズに離型させるために、ワークに離型剤を供給するが、貫通孔の上方から供給すると軸部の先端側には届かない可能性がある。そのため、スペーサに離型剤流路となる空洞を形成し、離型剤の吐出口をガイド孔の内壁面に設ける。これによって、ガイド孔を介して下方からワークに離型剤を供給することができる。   In order to smoothly release the work from the lower mold, a release agent is supplied to the work, but if it is supplied from above the through hole, it may not reach the tip side of the shaft. Therefore, a cavity serving as a release agent flow path is formed in the spacer, and a release agent discharge port is provided on the inner wall surface of the guide hole. This allows the release agent to be supplied to the work from below via the guide hole.

しかしながら、ワークの成型時、上金型を下金型に押し付ける荷重によって、下金型を支持するスペーサに応力が発生する。応力は離型剤流路を形成するために設けられたスペーサの空洞部分に応力が集中しやすく、ガイド孔の内壁面に開口する離型剤流路の吐出口はスペーサの割れの起点となる可能性がある。   However, when the work is molded, a stress is generated in the spacer that supports the lower mold by the load that presses the upper mold against the lower mold. The stress tends to concentrate in the cavity of the spacer provided to form the release agent flow path, and the discharge port of the release agent flow path that opens on the inner wall surface of the guide hole becomes the starting point of the spacer crack. there is a possibility.

熱間鍛造用の金型において、スペーサの割れの発生を低減し、耐久性を向上させることが求められている。   In a die for hot forging, it is required to reduce cracking of spacers and improve durability.

本発明の、熱間鍛造用金型の応力分散構造は、
上金型の押し付けによりワークが装入される貫通孔を備えた下金型と、
前記下金型を支持し、前記貫通孔の下端開口に連通して前記貫通孔と同軸上に延びるガイド孔を備えたスペーサと、
前記ガイド孔内および前記貫通孔内を軸方向に移動可能に設けられ、前記貫通孔に装入されたワークの下端を保持するノックアウトピンと、
前記スペーサに設けられ、前記ガイド孔の内壁面に開口した吐出口を有する離型剤流路と、
前記ガイド孔の内壁面の周方向に沿って形成された環状溝と、を備え、
前記環状溝は、前記離型剤流路の吐出口の前記下金型側に設けられる。
The stress distribution structure of the hot forging die of the present invention,
A lower mold having a through hole into which a work is inserted by pressing the upper mold,
A spacer provided with a guide hole that supports the lower mold and communicates with a lower end opening of the through hole and extends coaxially with the through hole.
A knockout pin that is provided movably in the axial direction within the guide hole and the through hole, and that holds the lower end of the work loaded in the through hole,
A release agent channel provided in the spacer and having a discharge port opened on the inner wall surface of the guide hole,
An annular groove formed along the circumferential direction of the inner wall surface of the guide hole,
The annular groove is provided on the lower mold side of the discharge port of the release agent flow path.

本発明によれば、離型剤流路の吐出口の下金型側に環状溝を設けたことにより、吐出口付近に集中しやすい応力が分散されるため、スペーサの割れの発生を低減させることができ、金型の耐久性を向上させることができる。   According to the present invention, since the annular groove is provided on the lower die side of the discharge port of the release agent flow channel, stress that tends to concentrate near the discharge port is dispersed, and thus the occurrence of spacer cracking is reduced. Therefore, the durability of the mold can be improved.

熱間鍛造用金型の構成を示す断面図であり、ワーク成型時の状態を示す図である。It is sectional drawing which shows the structure of the metal mold | die for hot forging, and is a figure which shows the state at the time of workpiece | work shaping | molding. 熱間鍛造用金型で製造される固定プーリを備えるプーリの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the pulley provided with the fixed pulley manufactured with the metal mold | die for hot forging. スペーサの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a spacer. 熱間鍛造用金型の、ノックアウトピンの上昇時の状態を示す図である。It is a figure which shows the state at the time of raising of a knockout pin of a hot forging die. 熱間鍛造用金型の、ノックアウトピンの上昇後の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the metal mold | die for hot forging after raising a knockout pin. (a)は、スペーサにかかる応力を説明する図であり、(b)は、環状溝によるスペーサの応力分散構造を説明する図であり、(c)は環状溝による貫通孔内へのスケールの侵入抑制を説明する図である。(A) is a figure explaining the stress which acts on a spacer, (b) is a figure explaining the stress distribution structure of the spacer by an annular groove, (c) is a figure of the scale into the through-hole by an annular groove. It is a figure explaining invasion control.

図1は、熱間鍛造用金型の構成を示す断面図である。
図2は、熱間鍛造用金型で製造される固定プーリを備えるプーリの構成を示す図である。
図1に示すように、実施の形態に係る熱間鍛造用金型1は、ワークWを成型して固定プーリを製造するものである。
図2に示すように、固定プーリ110は、ベルト式無断変速機のプーリ100を構成する部品であり、軸部111と、軸部111の外周から径方向外側に延びるシーブ部112を有する。プーリ100は、固定プーリ110の軸部111に可動プーリ120が外挿されて構成される。可動プーリ120は、軸線Xi周りの周方向における固定プーリ110との相対回転が規制された状態で、軸線Xi方向に移動可能に設けられている。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a hot forging die.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a pulley including a fixed pulley manufactured by a hot forging die.
As shown in FIG. 1, the hot forging die 1 according to the embodiment is for molding a work W to manufacture a fixed pulley.
As shown in FIG. 2, the fixed pulley 110 is a component that constitutes the pulley 100 of the belt type continuously variable transmission, and includes a shaft portion 111 and a sheave portion 112 that extends radially outward from the outer circumference of the shaft portion 111. The pulley 100 is configured by mounting a movable pulley 120 on a shaft portion 111 of a fixed pulley 110. The movable pulley 120 is provided so as to be movable in the axis Xi direction in a state in which relative rotation with the fixed pulley 110 in the circumferential direction around the axis Xi is restricted.

可動プーリ120は、固定プーリ110の軸部111に外挿される円筒状の基部121と、基部121の外周から径方向外側に延びるシーブ部122とを有しており、この可動プーリ120のシーブ部122と、固定プーリ110のシーブ部112は、軸線Xi方向に間隔をあけて対向している。   The movable pulley 120 has a cylindrical base portion 121 that is externally inserted into the shaft portion 111 of the fixed pulley 110, and a sheave portion 122 that extends radially outward from the outer periphery of the base portion 121. 122 and the sheave portion 112 of the fixed pulley 110 face each other with a space in the direction of the axis Xi.

固定プーリ110のシーブ部112と可動プーリ120のシーブ部122の互いの対向面の間が、ベルトVが巻掛けられるV溝となっている。ベルト式無段変速機では、V溝の溝幅を変更してプーリ100におけるベルトVの巻掛け半径を変更することで、所望の変速比を実現するようになっている。   A V groove around which the belt V is wound is formed between the facing surfaces of the sheave portion 112 of the fixed pulley 110 and the sheave portion 122 of the movable pulley 120. In the belt type continuously variable transmission, the desired gear ratio is realized by changing the groove width of the V groove to change the winding radius of the belt V on the pulley 100.

図1に示すように、熱間鍛造用金型1は、同軸(軸線X)上に対向して配置された円柱状の上金型2と下金型3を備える。
上金型2の底面21の軸中心には、軸方向から見て円形の凹部21aが形成されている。
As shown in FIG. 1, the hot forging die 1 includes a cylindrical upper die 2 and a columnar die 3 that are arranged coaxially (axis X) to face each other.
At the center of the bottom surface 21 of the upper mold 2, a circular recess 21a is formed when viewed in the axial direction.

下金型3の軸中心には、上面31から底面32に貫通する貫通孔33が形成され、貫通孔33の径は、上面31から底面32に向かって段階的に小さくなっている。下金型3の、上金型2と対向する上面31には、貫通孔33の上面側開口端33aから外縁に向かって上方に傾斜する傾斜面が形成されている。上金型2と下金型3を対向配置した状態では、上金型2の底面21と下金型3の上面31の間に隙間が形成される。   A through hole 33 penetrating from the upper surface 31 to the bottom surface 32 is formed at the axial center of the lower mold 3, and the diameter of the through hole 33 is gradually reduced from the upper surface 31 to the bottom surface 32. An upper surface 31 of the lower mold 3 facing the upper mold 2 is provided with an inclined surface that is inclined upward from the upper surface side opening end 33a of the through hole 33 toward the outer edge. In a state where the upper mold 2 and the lower mold 3 are arranged to face each other, a gap is formed between the bottom surface 21 of the upper mold 2 and the upper surface 31 of the lower mold 3.

加熱したワークWを下金型3にセットし、プレスPによって上金型2を下金型3に押し付けることで、ワークWが塑性変形して固定プーリ110が成型される。ワークWの、上金型2の底面21と下金型3の上面31の間の隙間に装入される部分が、固定プーリ110のシーブ部112(図2参照)となり、上金型2の凹部21aと下金型3の貫通孔33に装入される部分が、固定プーリ110の軸部111(図2参照)となる。   By setting the heated work W in the lower mold 3 and pressing the upper mold 2 against the lower mold 3 by the press P, the work W is plastically deformed and the fixed pulley 110 is molded. The portion of the work W that is inserted into the gap between the bottom surface 21 of the upper mold 2 and the upper surface 31 of the lower mold 3 becomes the sheave portion 112 (see FIG. 2) of the fixed pulley 110, and serves as the sheave portion 112 of the upper mold 2. The recess 21a and the portion inserted into the through hole 33 of the lower mold 3 serve as the shaft portion 111 (see FIG. 2) of the fixed pulley 110.

下金型3は、円柱状のスペーサ4の上面41にボルト等で固定され、下金型3およびスペーサ4は、不図示のハードプレート上に固定されたダイケース5に収納されている。   The lower die 3 is fixed to the upper surface 41 of the columnar spacer 4 with bolts or the like, and the lower die 3 and the spacer 4 are housed in a die case 5 fixed on a hard plate (not shown).

図3は、スペーサ4の構成を示す断面図である。
図3に示すように、スペーサ4には、上面41から底面42に貫通する下金型3の貫通孔33と同軸(軸線X)に延びるガイド孔43が形成されている。ガイド孔43の上面側開口端43aは貫通孔33の底面側開口端33bに接続しており、貫通孔33とガイド孔43は連通している。ガイド孔43の径D1は、貫通孔33の底面側開口端33bの径D2よりも大きくなっている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the spacer 4.
As shown in FIG. 3, the spacer 4 is formed with a guide hole 43 that extends from the upper surface 41 to the bottom surface 42 and extends coaxially (axis line X) with the through hole 33 of the lower mold 3. The upper surface side opening end 43a of the guide hole 43 is connected to the bottom surface side opening end 33b of the through hole 33, and the through hole 33 and the guide hole 43 communicate with each other. The diameter D1 of the guide hole 43 is larger than the diameter D2 of the bottom surface side opening end 33b of the through hole 33.

スペーサ4のガイド孔43内にはノックアウトピン6が挿通する。ノックアウトピン6は、頭部61と、頭部61より小径であり、頭部61から軸線X方向上側に延びる胴部62から構成される。頭部61の径D3は、ガイド孔43の径D1より僅かに小径で、貫通孔33の底面側開口端33bの径D2よりも大径であり、ガイド孔43の内壁面43cを摺動可能で、かつ貫通孔33への進入を規制される大きさに設定されている。胴部62の径D4は貫通孔33の底面側開口端33bの径D2より僅かに小径であり、貫通孔33内を摺動可能な大きさに設定されている。   The knockout pin 6 is inserted into the guide hole 43 of the spacer 4. The knockout pin 6 includes a head portion 61 and a body portion 62 having a diameter smaller than that of the head portion 61 and extending upward from the head portion 61 in the axis X direction. The diameter D3 of the head portion 61 is slightly smaller than the diameter D1 of the guide hole 43 and larger than the diameter D2 of the bottom surface side opening end 33b of the through hole 33, and can slide on the inner wall surface 43c of the guide hole 43. In addition, the size is set so that entry into the through hole 33 is restricted. The diameter D4 of the body portion 62 is slightly smaller than the diameter D2 of the bottom surface side opening end 33b of the through hole 33, and is set to a size capable of sliding inside the through hole 33.

ノックアウトピン6は、不図示の駆動機構がノックアウトピン6の頭部61を押し上げることによって、軸線X方向に沿って上昇可能となっている。ノックアウトピン6の駆動機構は、例えば、カムの回転により揺動するレバーを用いた機械式駆動機構または油圧シリンダを用いた油圧駆動機構とすることができる。   The knockout pin 6 can be raised along the axis X direction by a drive mechanism (not shown) pushing up the head 61 of the knockout pin 6. The drive mechanism of the knockout pin 6 can be, for example, a mechanical drive mechanism using a lever that swings by rotation of a cam or a hydraulic drive mechanism using a hydraulic cylinder.

ワークWの成型時にはノックアウトピン6は駆動されておらず、頭部61はガイド孔43の底面側開口端43bに位置し、胴部62の先端62aは貫通孔33内の軸線X方向の位置P1において、貫通孔33内に装入されたワークWの下端を保持している。   When the work W is molded, the knockout pin 6 is not driven, the head portion 61 is located at the bottom surface side opening end 43b of the guide hole 43, and the tip end 62a of the body portion 62 is located at the position P1 in the through hole 33 in the axis X direction. At, the lower end of the work W loaded in the through hole 33 is held.

図4は、ノックアウトピン6の上昇時の状態を示す図である。
ワークW成型後、上金型2を取り外してから、図4に示すように、ノックアウトピン6の頭部61を押し上げることによって、ノックアウトピン6を上昇させる。ノックアウトピン6が上昇することによって、ノックアウトピン6の先端62aに保持されているワークWも上昇して下金型3から離型する。
FIG. 4 is a diagram showing a state when the knockout pin 6 is raised.
After the work W is molded, the upper mold 2 is removed, and then the head 61 of the knockout pin 6 is pushed up to raise the knockout pin 6, as shown in FIG. As the knockout pin 6 rises, the work W held at the tip 62a of the knockout pin 6 also rises and is released from the lower die 3.

スペーサ4には、ワークWの離型をスムーズにするための離型剤Lを供給する離型剤流路44が設けられている。離型剤Lは、例えば黒鉛含有オイル等を用いることができる。離型剤流路44は、スペーサ4の内部を軸線X方向と直交する方向に貫通させた空洞であり、ダイケース5に設けられた離型剤供給源(不図示)に接続している。離型剤流路44は、ガイド孔43の内壁面43cの上面側開口端43a近傍の位置に開口を有し、この開口が離型剤Lの吐出口44aとなっている。   The spacer 4 is provided with a release agent flow passage 44 for supplying a release agent L for smoothing the release of the work W. As the release agent L, for example, graphite-containing oil or the like can be used. The release agent flow channel 44 is a cavity that penetrates the interior of the spacer 4 in a direction orthogonal to the axis X direction, and is connected to a release agent supply source (not shown) provided in the die case 5. The release agent flow path 44 has an opening at a position in the vicinity of the upper surface side opening end 43a of the inner wall surface 43c of the guide hole 43, and this opening serves as a discharge port 44a of the release agent L.

ワークWの離型時にノックアウトピン6を上昇させると共に、離型剤流路44の吐出口44aから離型剤Lを供給する。吐出口44aはガイド孔43の上面側開口端43a近傍に位置しているため、吐出口44aから吹き付けられた離型剤Lは、ノックアウトピン6と、ガイド孔43および貫通孔33との隙間を通って貫通孔33内のワークWに塗布される。なお、図示は省略するが、離型剤流路44からの供給に加えて、下金型3の上面31側からワークWに離型剤Lを供給しても良い。   At the time of releasing the work W, the knockout pin 6 is raised and the release agent L is supplied from the ejection port 44 a of the release agent flow path 44. Since the ejection port 44a is located in the vicinity of the upper opening side end 43a of the guide hole 43, the release agent L sprayed from the ejection port 44a forms a gap between the knockout pin 6 and the guide hole 43 and the through hole 33. Through it is applied to the work W in the through hole 33. Although illustration is omitted, in addition to the supply from the release agent flow path 44, the release agent L may be supplied to the work W from the upper surface 31 side of the lower mold 3.

図5は、ノックアウトピン6の上昇後の状態を示す図である。
前記したようにノックアウトピン6の頭部61は貫通孔33の底面側開口端33bの径D2よりも大径であるため、図5に示すように、駆動機構によって上昇したノックアウトピン6は、頭部61が貫通孔33の底面側開口端33bに突き当たる位置で停止する。胴部62の先端62aは、貫通孔33内の軸線X方向の位置P1から位置P2まで上昇し、胴部62の先端62aに保持されるワークWは、下金型3からリフトアップした状態となる。不図示の搬送装置によってリフトアップしたワークWを保持して、熱間鍛造用金型1から搬出する。
FIG. 5 is a diagram showing a state after the knockout pin 6 is lifted.
As described above, since the head portion 61 of the knockout pin 6 has a diameter larger than the diameter D2 of the bottom surface side opening end 33b of the through hole 33, as shown in FIG. The part 61 stops at the position where it abuts the bottom surface side opening end 33b of the through hole 33. The tip 62a of the body portion 62 rises from the position P1 in the axial direction X in the through hole 33 to the position P2, and the work W held by the tip 62a of the body portion 62 is lifted up from the lower die 3. Become. The work W lifted up by a transfer device (not shown) is held and carried out from the hot forging die 1.

スペーサ4には、ノックアウトピン6の先端62aを位置P2において位置保持するためのエアAを供給するエア供給路45が設けられている。エア供給路45は、スペーサ4の内部を軸線X方向と直交する方向に貫通させた空洞であり、ダイケース5に設けられたエア供給源(不図示)に接続している。エア供給路45は、ガイド孔43の内壁面43cの底面側開口端43b近傍の位置に開口を有し、この開口がエアAの供給口45aとなっている。   The spacer 4 is provided with an air supply passage 45 that supplies air A for holding the tip 62a of the knockout pin 6 at the position P2. The air supply passage 45 is a cavity that penetrates the interior of the spacer 4 in a direction orthogonal to the axis X direction, and is connected to an air supply source (not shown) provided in the die case 5. The air supply passage 45 has an opening near the bottom surface side opening end 43b of the inner wall surface 43c of the guide hole 43, and this opening serves as an air A supply port 45a.

エア供給路45の供給口45aからエアAを供給すると、エアAがガイド孔43内を流通してノックアウトピン6の頭部61に吹き付け、上方向に押圧する。これによって、ノックアウトピン6の先端62aは位置P2において位置保持される。   When the air A is supplied from the supply port 45a of the air supply passage 45, the air A circulates in the guide hole 43 and is blown onto the head 61 of the knockout pin 6 and pressed upward. As a result, the tip 62a of the knockout pin 6 is held at the position P2.

図3に示すように、スペーサ4のガイド孔43の内壁面43cの上面側開口端43a近傍には、内壁面43cの周方向に沿って環状溝46が形成されている。環状溝46は、内壁面43cを径方向に拡径するように形成され、断面視でコの字形である。環状溝46は、エア供給路45の供給口45aおよび離型剤流路44の吐出口44aよりも上側、すなわち下金型3側に形成されている。   As shown in FIG. 3, an annular groove 46 is formed along the circumferential direction of the inner wall surface 43c near the upper surface side opening end 43a of the inner wall surface 43c of the guide hole 43 of the spacer 4. The annular groove 46 is formed so as to expand the inner wall surface 43c in the radial direction, and is U-shaped in cross section. The annular groove 46 is formed above the supply port 45a of the air supply path 45 and the discharge port 44a of the release agent flow path 44, that is, on the lower mold 3 side.

図6の(a)は、スペーサ4にかかる応力を説明する図であり、図6の(b)は、環状溝46によるスペーサ4の応力分散を説明する図であり、図6の(c)は環状溝46による貫通孔33内へのスケールの侵入抑制を説明する図である。
図6の(a)では、比較例として、スペーサ4に環状溝46が形成されていない状態を図示している。
ワークWの成型時、上金型2を下金型3に押し付ける荷重によって、下金型3を支持するスペーサ4に応力がかかる。図6の(a)に示すように、応力はスペーサ4の空洞部分に特に集中しやすい。ガイド孔43の内壁面43cに開口している離型剤流路44の吐出口44aとエア供給路45の供給口45aは、応力の集中によって割れの起点となる可能性がある。
6A is a diagram for explaining the stress applied to the spacer 4, FIG. 6B is a diagram for explaining the stress distribution of the spacer 4 by the annular groove 46, and FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining how the annular groove 46 suppresses the intrusion of scale into the through hole 33.
As a comparative example, FIG. 6A shows a state in which the annular groove 46 is not formed in the spacer 4.
At the time of molding the work W, a stress is applied to the spacers 4 supporting the lower mold 3 by the load pressing the upper mold 2 against the lower mold 3. As shown in FIG. 6A, the stress is likely to be concentrated particularly on the hollow portion of the spacer 4. The discharge port 44a of the release agent flow path 44 and the supply port 45a of the air supply path 45, which are open to the inner wall surface 43c of the guide hole 43, may serve as starting points for cracking due to stress concentration.

実施の形態では、ガイド孔43の内壁面43cの離型剤流路44の吐出口44aとエア供給路45の供給口45aよりも上側に、環状溝46が形成されている。図6の(b)に示すように、環状溝46が形成された部分は内壁面43cが径方向に拡径された状態である。そのため、応力が集中する部分が環状溝46よりも径方向外方に移動するため、割れの起点になりやすい離型剤流路44の吐出口44aとエア供給路45の供給口45aにかかる応力を分散させることができる。   In the embodiment, the annular groove 46 is formed on the inner wall surface 43c of the guide hole 43 above the discharge port 44a of the release agent flow channel 44 and the supply port 45a of the air supply channel 45. As shown in FIG. 6B, the portion where the annular groove 46 is formed is in a state where the inner wall surface 43c is radially expanded. Therefore, the portion where the stress concentrates moves radially outward of the annular groove 46, so that the stress applied to the discharge port 44a of the release agent flow channel 44 and the supply port 45a of the air supply channel 45, which tends to be the starting point of cracking. Can be dispersed.

環状溝46を設ける軸線X方向の位置、軸方向幅および径方向深さの設定は、スペーサ4にかかる応力分布や、スペーサ4に要求される強度等を考慮して、適宜決定することができる。   The position of the annular groove 46 in the X-axis direction, the axial width, and the radial depth can be appropriately set in consideration of the stress distribution applied to the spacer 4, the strength required for the spacer 4, and the like. ..

さらに、環状溝46は貫通孔33へのスケールの侵入を抑制する作用がある。熱間鍛造では、ワークWを加熱することによりスケール(酸化膜)が生じる。図6の(c)に示すように、ワークWを成型する際に、ワークWからスケールSが剥離し、貫通孔33と連通するガイド孔43内に落下し、ガイド孔43の内壁面43cに付着することがある。ノックアウトピン6が上昇してガイド孔43内を摺動する際に、ガイド孔43の内壁面43cに付着したスケールSを擦り取り、擦り取ったスケールSを貫通孔33内に持ち込む可能性がある。貫通孔33内にスケールSが侵入すると、ワークWを離型させる際に貫通孔33の壁面との間の摩擦が大きくなり、ワークWの欠肉や肌荒れに繋がる可能性がある。   Further, the annular groove 46 has a function of suppressing the scale from entering the through hole 33. In hot forging, heating the work W produces scale (oxide film). As shown in (c) of FIG. 6, when the work W is molded, the scale S is peeled from the work W, falls into the guide hole 43 communicating with the through hole 33, and is discharged to the inner wall surface 43 c of the guide hole 43. May adhere. When the knockout pin 6 rises and slides in the guide hole 43, the scale S adhering to the inner wall surface 43c of the guide hole 43 may be scraped off and the scraped scale S may be brought into the through hole 33. .. When the scale S enters the through hole 33, friction between the work W and the wall surface of the through hole 33 increases when the work W is released from the mold, which may lead to lack of thickness of the work W or rough skin.

実施の形態では、ノックアウトピン6に擦り取られたスケールSが、ガイド孔43の内壁面43cの上面側開口端43a近傍の位置に設けられた環状溝46に入り込むことによって、貫通孔33へのスケールSの侵入を抑制することができる。   In the embodiment, the scale S scraped off by the knockout pin 6 moves into the through hole 33 by entering into the annular groove 46 provided in the position near the upper surface side opening end 43a of the inner wall surface 43c of the guide hole 43. The invasion of the scale S can be suppressed.

以上の通り、熱間鍛造用金型1の応力分散構造は、
(1)上金型2の押し付けによりワークWが装入される貫通孔33を備えた下金型3と、
下金型3を支持し、貫通孔33の底面側開口端33b(下端開口)に連通して貫通孔33と同軸上に延びるガイド孔43を備えたスペーサ4と、
ガイド孔43内および貫通孔33内を軸方向に移動可能に設けられ、貫通孔33に装入されたワークWの下端を保持するノックアウトピン6と、
スペーサ4に設けられ、ガイド孔43の内壁面43cに開口した吐出口44aを有する離型剤流路44と、
ガイド孔43の内壁面43cの周方向に沿って形成された環状溝46と、を備え、
環状溝46は、離型剤流路44の吐出口44aの上側(下金型側)に設けられる。
As described above, the stress distribution structure of the hot forging die 1 is
(1) a lower mold 3 having a through hole 33 into which the work W is loaded by pressing the upper mold 2,
A spacer 4 that supports the lower mold 3 and that includes a guide hole 43 that communicates with the bottom surface side opening end 33b (lower end opening) of the through hole 33 and extends coaxially with the through hole 33;
A knockout pin 6 that is provided movably in the guide hole 43 and the through hole 33 in the axial direction and that holds the lower end of the work W loaded in the through hole 33;
A release agent flow channel 44 provided in the spacer 4 and having a discharge port 44a opened to the inner wall surface 43c of the guide hole 43;
An annular groove 46 formed along the circumferential direction of the inner wall surface 43c of the guide hole 43,
The annular groove 46 is provided on the upper side (lower mold side) of the discharge port 44 a of the release agent flow channel 44.

下金型3を支持するスペーサ4に離型剤流路44を設けると、スペーサ4に空洞が形成されることになる。ワークWの成型時に上金型2を下金型3に押し付ける荷重によって、下金型3を支持するスペーサ4が変形するが、スペーサ4の空洞部分、特にガイド孔43の内壁面43cに開口する吐出口44aに応力が集中しやすくなり、スペーサ4の割れの起点となる可能性がある。   When the release agent flow path 44 is provided in the spacer 4 that supports the lower mold 3, a cavity is formed in the spacer 4. The spacer 4 supporting the lower mold 3 is deformed by the load that presses the upper mold 2 against the lower mold 3 during molding of the work W, but is opened in the cavity of the spacer 4, especially in the inner wall surface 43c of the guide hole 43. The stress is likely to be concentrated on the ejection port 44a, which may become a starting point of cracking of the spacer 4.

実施の形態では、ガイド孔43の内壁面43cの、吐出口44aの上方に環状溝46を形成することで、吐出口44a付近の応力を分散させることができ、スペーサ4の耐久性を向上させることができる。   In the embodiment, by forming the annular groove 46 on the inner wall surface 43c of the guide hole 43 above the ejection port 44a, the stress in the vicinity of the ejection port 44a can be dispersed, and the durability of the spacer 4 is improved. be able to.

また、ワークWから剥離して貫通孔33内に落下し、上昇するノックアウトピン6に擦り取られたスケールSが環状溝46に入り込むことによって、貫通孔33へのスケールSの侵入を抑制することができ、貫通孔33の壁面とワークWとの摩擦によるワークWの欠肉や肌荒れを低減することができる。   Further, the scale S scraped off the work W and falling into the through hole 33 and scraped by the ascending knockout pin 6 enters the annular groove 46, thereby suppressing the invasion of the scale S into the through hole 33. Therefore, the wall thickness of the work W and the rough surface of the work W due to the friction between the wall surface of the through hole 33 and the work W can be reduced.

(2)熱間鍛造用金型1の応力分散構造は、スペーサ4に設けられ、内壁面43cに開口した供給口45aを有するエア供給路45を備え、環状溝46は、エア供給路45の供給口45aの下金型3側に設けられる。
スペーサ4には、エア供給路45による空洞も形成されるが、離型剤流路44と同様に、内壁面43cに開口した供給口45aに応力が集中しやすくなり、スペーサ4の割れの起点となる可能性がある。環状溝46を形成することによって、離型剤流路44と同様に、エア供給路45の供給口45a付近の応力を分散させることができるため、スペーサ4の耐久性を向上させることができる。
(2) The stress distribution structure of the hot forging die 1 is provided in the spacer 4 and includes the air supply passage 45 having the supply port 45a opened to the inner wall surface 43c, and the annular groove 46 corresponds to the air supply passage 45. It is provided on the lower mold 3 side of the supply port 45a.
A cavity is formed in the spacer 4 by the air supply passage 45, but like the release agent passage 44, stress tends to concentrate on the supply port 45a opened to the inner wall surface 43c, and the starting point of cracking of the spacer 4 is generated. There is a possibility that By forming the annular groove 46, the stress in the vicinity of the supply port 45a of the air supply passage 45 can be dispersed as in the case of the release agent flow passage 44, so that the durability of the spacer 4 can be improved.

なお、前記した実施の形態では、断面コの字形の環状溝46(図3参照)を例示したが、環状溝46は内壁面43cを径方向に拡径して応力が集中する部分を径方向外方に移動させることができれば良く、例えば環状溝46は断面C字形としても良い。   In the above-described embodiment, the annular groove 46 having a U-shaped cross section (see FIG. 3) is illustrated. However, the annular groove 46 radially expands the inner wall surface 43c in the radial direction so that the stress concentration portion is in the radial direction. It suffices if it can be moved outward, and for example, the annular groove 46 may have a C-shaped cross section.

1 熱間鍛造用金型
2 上金型
21 底面
21a 凹部
3 下金型
31 上面
32 底面
33 貫通孔
33a 上面側開口端
33b 底面側開口端
4 スペーサ
41 上面
42 底面
43 ガイド孔
43a 上面側開口端
43b 底面側開口端
43c 内壁面
44 離型剤流路
44a 吐出口
45 エア供給路
45a 供給口
46 環状溝
5 ダイケース
6 ノックアウトピン
61 頭部
62 胴部
62a 先端
100 プーリ
110 固定プーリ
111 軸部
112 シーブ部
120 可動プーリ
121 基部
122 シーブ部
P プレス
S スケール
V ベルト
W ワーク
1 Hot Forging Die 2 Upper Die 21 Bottom 21a Recess 3 Lower Die 31 Top 32 Bottom 33 33 Through Hole 33a Top Side Opening End 33b Bottom Side Opening End 4 Spacer 41 Top 42 Bottom 43 Guide Hole 43a Top Opening End 43b Bottom face side opening end 43c Inner wall surface 44 Release agent channel 44a Discharge port 45 Air supply channel 45a Supply port 46 Annular groove 5 Die case 6 Knockout pin 61 Head 62 Body 62a Tip 100 Pulley 110 Fixed pulley 111 Shaft 112 Sheave part 120 Movable pulley 121 Base part 122 Sheave part P Press S Scale V Belt W Work

Claims (2)

上金型の押し付けによりワークが装入される貫通孔を備えた下金型と、
前記下金型を支持し、前記貫通孔の下端開口に連通して前記貫通孔と同軸上に延びるガイド孔を備えたスペーサと、
前記ガイド孔内および前記貫通孔内を軸方向に移動可能に設けられ、前記貫通孔に装入されたワークの下端を保持するノックアウトピンと、
前記スペーサに設けられ、前記ガイド孔の内壁面に開口した吐出口を有する離型剤流路と、
前記ガイド孔の内壁面の周方向に沿って形成された環状溝と、を備え、
前記環状溝は、前記離型剤流路の吐出口の前記下金型側に設けられることを特徴とする熱間鍛造用金型の応力分散構造。
A lower mold having a through hole into which a work is inserted by pressing the upper mold,
A spacer provided with a guide hole that supports the lower mold and communicates with a lower end opening of the through hole and extends coaxially with the through hole.
A knockout pin that is provided movably in the guide hole and the through hole in the axial direction and that holds the lower end of the work loaded in the through hole,
A release agent channel provided in the spacer and having a discharge port opened on the inner wall surface of the guide hole,
An annular groove formed along the circumferential direction of the inner wall surface of the guide hole,
The stress distribution structure of the hot forging die, wherein the annular groove is provided on the lower die side of the discharge port of the release agent flow path.
前記スペーサに設けられ、前記内壁面に開口した供給口を有するエア供給路を備え、
前記環状溝は、前記エア供給路の供給口の前記下金型側に設けられることを特徴とする請求項1記載の熱間鍛造用金型の応力分散構造。
An air supply path provided in the spacer and having a supply port opening to the inner wall surface,
The stress distribution structure of the hot forging die according to claim 1, wherein the annular groove is provided on the lower die side of a supply port of the air supply path.
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