JP2021130129A - 逐次成形装置及び逐次成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鍛造品を効率よく鍛造加工することが可能で、また型締め状態で複数の成形パンチを交換して鍛造加工し、加工効率向上とコスト低減、金型の耐久性の向上を図る。【解決手段】鍛造加工する成形パンチを前進及び後進可能な構成であるアプローチ・リターン機構４０と、鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させる構成であるパンチ駆動機構５０と、複数の成形パンチを交換可能な構成であるパンチ交換機構６０と、を含み、下ダイス２１と上ダイスとによる型締め状態で、成形パンチを交換して、少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工する。【選択図】図１

Description

この発明は、中空部を有する鍛造品を鍛造加工する逐次成形金型及び逐次成形装置並びに逐次成形方法に関する。

近年、顧客ニーズの多様化に対応するために、例えば、多品種少量生産品や試作品及び補給部品等の低コスト化、短納期化の動きがある。その中で、部品を、局部変形の連続で成形する逐次成形技術が求められている。例えば、逐次鍛造のための方法および装置は、被加工物のさまざまな特徴のいずれかは、工具の共通セットにより鍛造されるものがある（特許文献１参照）。

また、従来、複数の金型間において、搬送装置でワークを搬送させる鍛造方法が知られている（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。

特表２０１３−５０１６２９号公報 特開２０００−２６３１８４公報 特開平１１−３３３３３０号公報

例えば、少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工する場合には、複数のダイス、複数の成形パンチを用意して、鍛造品を別のダイスに移し替えながら鍛造加工していたが、鍛造品の移し替えを行う分、加工効率が悪く、かつ、加工コストが嵩むなどの問題があった。

また、一基の上下ダイスで構成される金型では、金型を開いて成形した鍛造品を取り出す際に、どっちか一方の金型に鍛造品が張り付いてしまい、あるいは成形パンチに鍛造品が張り付いてしまい、鍛造品を取り出せなくなるおそれがある。

この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、中空部を有する鍛造品を効率よく鍛造加工することが可能な逐次成形金型及び逐次成形装置を提供し、また型締め状態で複数の成形パンチを交換して鍛造加工し、加工効率向上とコスト低減、金型の耐久性の向上を図ることができる逐次成形装置及び逐次成形方法を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するために、この発明は、以下のように構成した。

請求項１に記載の発明は、中空部を有する鍛造品を鍛造加工する逐次成形金型であって、
素材を鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイスを、含み、
前記一対のダイスは、
対向する成形パンチの相打ち方式で鍛造成形する成形型部を有し、
前記成形型部は、
前記対向する成形パンチが移動可能なストレート形状であり、
前記ストレート形状の型面に、凹みを設け、
前記凹みにより、鍛造品に引っ掛かり突起を鍛造成形する構成であることを特徴とする逐次成形金型である。

請求項２に記載の発明は、中空部を有する鍛造品を鍛造加工する逐次成形金型であって、
素材を鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイスを、含み、
前記一対のダイスは、
対向するストレート形状の成形パンチの相打ち方式、またはストレート形状の成形パンチの片打ち方式で鍛造成形する成形型部を有し、
前記成形型部は、
鍛造品の中空部の筒厚みに相当する凹み型面を有し、
前記凹み型面は、鍛造後に成形パンチと鍛造品の離脱を容易にする構成であることを特徴とする逐次成形金型である。

請求項３に記載の発明は、少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工する逐次成形金型を、含み、
前記逐次成形金型は、
素材を鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイスと、
下ダイスを備えた下ダイセットと、
上ダイスを備えた上ダイセットと、
鍛造加工する成形パンチを、成形パンチが前記ダイスから離間した初期位置と成形圧が作用可能な位置との間において、直線的に前進及び後進可能な構成であるアプローチ・リターン機構と、
鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させる構成であるパンチ駆動機構と、
複数の鍛造加工する成形パンチを交換可能な構成であるパンチ交換機構と、を含み、
前記下ダイスと前記上ダイスとによる型締め状態で、
前記パンチ駆動機構は、前記成形圧が作用可能な位置において、鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させ、
前記パンチ交換機は、前記成形パンチが前記ダイスから離間した初期位置において、鍛造加工する成形パンチを交換して、少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工することを特徴とする逐次成形装置である。

請求項４に記載の発明は、少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工する逐次成形金型を、含み、
前記逐次成形金型は、
素材を鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイスと、
下ダイスを備えた下ダイセットと、
上ダイスを備えた上ダイセットと、
鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させる構成であるパンチ駆動機構と、
複数の鍛造加工する成形パンチを交換可能な構成であるパンチ交換機構と、を含み、
前記下ダイスと前記上ダイスとによる型締め状態で、
前記パンチ駆動機構は、鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させ、 前記パンチ交換機構は、成形パンチがダイスから離間した初期位置において、鍛造加工する成形パンチを交換して、少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工することを特徴とする逐次成形装置である。

請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の逐次成形金型を、含み、
素材を鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイスと、
下ダイスを備えた下ダイセットと、
上ダイスを備えた上ダイセットと、
鍛造加工する成形パンチと、
鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させる構成であるパンチ駆動機構と、を含み、
前記パンチ駆動機構は、鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させ、中空部を有する鍛造品を鍛造加工することを特徴とする逐次成形装置である。

請求項６に記載の発明は、少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工する逐次成形金型を、用い、
鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイスにより型締めする型締め工程と、
前記ダイスによる型締め状態で、
アプローチ・リターン機構により、鍛造加工する成形パンチを、成形パンチがダイスから離間した初期位置と成形圧が作用可能な位置との間において、前進及び後進させる工程と、
パンチ駆動機構により、前記成形圧が作用可能な位置において、鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させる工程と、
パンチ交換機構により、前記成形パンチが前記ダイスから離間した初期位置において、鍛造加工する成形パンチを交換する工程と、を含み、
少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工することを特徴とする逐次成形方法である。

請求項７に記載の発明は、少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工する逐次成形金型を、用い、
鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイスにより型締めする型締め工程と、
前記ダイスによる型締め状態で、
パンチ駆動機構により、成形パンチがダイスから離間した初期位置から鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させる工程と、
パンチ交換機構により、前記成形パンチがダイスから離間した初期位置において、鍛造加工する成形パンチを交換する工程と、を含み、
少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工することを特徴とする逐次成形方法である。

前記構成により、この発明は、以下のような効果を有する。

請求項１に記載の発明では、一対のダイスは、対向する段付き成形パンチの相打ち方式で鍛造成形する成形型部を有し、成形型部は、対向する段付き成形パンチが移動可能なストレート形状であり、ストレート形状の型面に、凹みを設け、凹みにより、鍛造品に引っ掛かり突起を鍛造成形することで、引っ掛かり突起によって成形パンチに鍛造品が張り付くことを防止し、効率的に加工することが可能である。

請求項２に記載の発明では、一対のダイスは、対向するストレート形状の成形パンチの相打ち方式、またはストレート形状の成形パンチの片打ち方式で鍛造成形する成形型部を有し、成形型部は、鍛造品を形作る凹み型面を有し、凹み型面に、鍛造品の中空部の筒厚みに相当する凹みを設け、凹みにより、鍛造後に成形パンチと鍛造品の離脱を容易にし、効率的に鍛造加工することが可能である。

請求項３、請求項４及び請求項６、請求項７に記載の発明では、一対の上下に分割したダイスによる型締め状態で、複数の成形パンチを交換することで、少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工することができ、加工効率向上とコスト低減、金型の耐久性の向上を図ることができる。

請求項５に記載の発明では、成形パンチに鍛造品が張り付くことを防止し、効率的に加工することが可能である。

逐次鍛造成形装置の構成と動作を説明する図である。 鍛造品の形状を説明する図である。 六角部品の鍛造工程の説明図である。 逐次鍛造の構成図である。 ダイスの分割ラインを説明する図である。 ダイスの分割ラインを説明する図である。 素材のセットを説明する図である。 型締めを説明する図である。 成形パンチのアプローチを説明する図である。 第１工程のパンチ加圧開始を説明する図である。 第１工程の加圧終了を説明する図である。 第１工程のパンチ離型を説明する図である。 再型締めを説明する図である。 パンチ交換を説明する図である。 第２工程のパンチ加圧開始を説明する図である。 第２工程加圧終了を説明する図である。 型開きを説明する図である。 鍛造品のノックアウトを説明する図である。 アプローチ・リターン機構とパンチ交換機構を説明する図である。 パンチ駆動機構の駆動を説明する図である。 カムスライドパンチによる鍛造成形力が作用可能な位置を説明する図である。 カムスライドパンチの戻りを説明する図である。 カムスライドパンチとパンチユニットの構成図である。 カムスライドパンチとパンチユニットの成形と離型の動作原理を説明する図である。 型締めを説明する図である。 アプローチを説明する図である。 加工前を説明する図である。 加工終了を説明する図である。 引きはがしを説明する図である。 カムスライドパンチの離脱を説明する図である。 パンチの離脱を説明する図である。 パンチの交換を説明する図である。 アプローチを説明する図である。 加工を説明する平面図である。 パンチの交換を説明する平面図である。 形態１の逐次成形金型を説明する図である。 形態２の逐次成形金型を説明する図である。

以下、この発明の逐次成形金型及び逐次成形装置並びに逐次成形方法の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。

｛第１の発明｝
（逐次成形装置）
この実施の形態の逐次成形装置は、一台のプレス機に組み込み、少なくとも１段以上の中空部を有する鍛造品を形成するために鍛造工程に応じてパンチを選択して逐次成形する装置である。

少なくとも１段以上の中空部を有する鍛造品は、中空部を有するものであればよく、底を有する筒、あるいは底を有しない筒である。鍛造品の外周形状は、多角形の異形でもよく、真円やオーバルでもよい。

図１は逐次成形装置の構成と動作を説明する図である。この実施の形態の逐次成形装置１０は、逐次成形金型を、含む。この逐次成形金型は、素材を鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイスを、含み、下ダイス２１を備えた下ダイセット２０と、上ダイス３１を備えた上ダイセット３０と、を備える。

また、逐次成形装置１０は、鍛造加工する成形パンチ１を、成形パンチ１がダイスから離間した初期位置と成形圧が作用可能な位置との間において、直線的に前進及び後進可能な構成であるアプローチ・リターン機構４０と、鍛造加工する成形パンチ１に鍛造成形力を作用させる構成であるパンチ駆動機構５０と、複数の成形パンチ１を交換可能な構成であるパンチ交換機構６０と、を含む。上ダイセット３０は、型締め機構３２（例えば、圧縮バネ、ダイクッション、油圧シリンダ等）を備え、上ダイセット３０の下方向への降下により、型締め機構３２を介して下ダイス２１と上ダイス３１とによる型締め状態で、パンチ駆動機構５０は、成形圧が作用可能な位置において、鍛造加工する成形パンチ１に鍛造成形力を作用させ、パンチ交換機構６０は、初期位置において、鍛造加工する成形パンチ１を交換して、少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工する。

アプローチ・リターン機構４０は、成形パンチ１を備える複数のパンチユニット４１と、複数のパンチユニット４１を直線的に前進及び後進するユニット駆動手段４２と、を含み、ユニット駆動手段４２は、エアシリンダ等で構成される。パンチ駆動機構５０は、成形パンチ１にカム機構により鍛造成形力を与えるカムスライドパンチ５１を、含む。パンチ交換機構６０は、複数のパンチユニット４１が設けられたパンチホルダ６１と、パンチホルダ６１を直線的に移動させるホルダ駆動手段６２と、を含み、ホルダ駆動手段６２は、エアシリンダ等で構成される。

下ダイス２１と上ダイス３１とによる型締め状態で、アプローチ・リターン機構４０は、鍛造加工する成形パンチ１を成形圧が作用可能な位置まで前進させ、成形圧が作用可能な位置において、パンチ駆動機構５０は、成形パンチ１にカム機構により鍛造成形力を与える。パンチ交換機構６０は、成形パンチ１がダイスから離間した初期位置において、成形パンチ１の交換を行い、少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工するように構成される。

（逐次成形方法）
この実施の形態の逐次成形方法は、図１に示す逐次成形装置によって実施され、少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工する逐次成形金型を、用いる。プレス機により、上ダイセット３０を下方向へ向かって押圧することで、上ダイセット３０が下ダイセット２０に向かって移動し、鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の分割した下ダイス２１と上ダイス３１とにより型締めする型締め工程と、下ダイス２１と上ダイス３１とによる型締め状態で、アプローチ・リターン機構４０により、鍛造加工する成形パンチ１を、成形パンチ１がダイスから離間した初期位置と成形圧が作用可能な位置との間において、直線的に前進及び後進させる工程と、パンチ駆動機構５０により、成形圧が作用可能な位置において、鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させる工程と、パンチ交換機構６０により、成形パンチ１がダイスから離間した初期位置において、鍛造加工する成形パンチ１を交換する工程と、を含み、少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工する。

（鍛造加工の概略）
図１（ａ）は素材を下ダイス２１に設置した状態である。図１（ｂ）は下ダイス２１と上ダイス３１とによる型締めである。プレス機により、上ダイセット３０を下方向へ向かって移動させることで、型締め機構３２が作用して、下ダイス２１と上ダイス３１が型締めされる。図１（ｃ）はパンチユニット４１の移動である。ユニット駆動手段４２の駆動により、成形パンチ１を備えるパンチユニット４１を、成形パンチ１がダイスから離間した初期位置から直線的に前進させて、カムスライドパンチ５１が作用する位置、即ち成形圧が作用可能な位置まで移動する。

図１（ｄ）は鍛造加工の実施である。型締め状態で、成形圧が作用可能な位置において、カムスライドパンチ５１を移動し、パンチユニット４１の成形パンチ１にカム機構により鍛造成形力を与えて鍛造加工する。図１（ｅ）はカムスライドパンチ５１の離脱である。カム機構により鍛造成形力を開放し、成形パンチ１を後進させる。図１（ｆ）は成形パンチ１の交換である。成形パンチ１を備えるパンチユニット４１を、成形パンチ１がダイスから離間した初期位置において、パンチ交換機構６０により直線的に移動させることで、成形パンチ１を交換する。このように、型締め状態で、複数の成形パンチ１の交換を行うことで、少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工する。

（鍛造品）
図２は逐次成形される鍛造品の形状の例を説明する図である。逐次成形される鍛造品は、外周が異形、または真円やオーバルであり、少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する。図２（ａ）は角部を有する四角部品であり、図２（ｂ）は角部を有する六角部品であるが、これに限定されない。

逐次成形される鍛造品としては、例えば、鍛造で成形可能な部品形状ではあるが、難加工形状であり、その外周面に３つ以上の平面あるいは湾曲面を有する形状が対象である。また、外周面の形状を上面から見た時、応力集中しやすい四角、六角など角部を有する異形状であり、かつ、中空部を有する部品を対象とする。また、外周面が真円やオーバルの鍛造品の鍛造にも適用できる。具体的な製品としては、例えば、通信ケーブルのコネクタ部品等に、このような鍛造品が多い。

（逐次成形装置の動作シーケンス）
次に、六角部品の鍛造工程を例として、逐次成形装置による逐次成形の動作シーケンスを説明する。この逐次成形装置の構成は、既に図１に示しているので参照して説明する。

図３は六角部品の鍛造工程の説明図であり、図３（ａ）は表側から見た図、図３（ｂ）は裏側から見た図である。素材から中間形状、中空部を有する鍛造品を鍛造加工する。

［逐次鍛造の構成］
図４は逐次鍛造の構成図である。下ダイス２１と上ダイス３１の両側から左右の成形パンチ１の押圧力を作用させるための構成であり、第１工程の左成形パンチ１と右成形パンチ１を対向して配置し、第２工程の左成形パンチ１と右成形パンチ１を対向して配置する。

鍛造加工する成形パンチ１を、成形パンチ１がダイスから離間した初期位置と成形圧が作用可能な位置との間において、直線的に前進及び後進可能な構成であるアプローチ・リターン機構４０と、鍛造加工する成形パンチ１に鍛造成形力を作用させる構成であるパンチ駆動機構５０と、複数の成形パンチ１を交換可能な構成であるパンチ交換機構６０と、を含む。下ダイス２１と上ダイス３１とによる型締め状態で、パンチ駆動機構５０は、成形圧が作用可能な位置において、鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させ、パンチ交換機構６０は、成形パンチ１がダイスから離間した初期位置において、鍛造加工する成形パンチ１を交換して、少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工する。

図５及び図６はダイスの分割ラインを説明する図である。下ダイス２１と上ダイス３１とによる分割ラインは、加工後に鍛造品をダイスから取り出すのに支障のない範囲で、例えば、アンダーカットとならないように任意に決める。図５（ａ）は六角形状部品において、ダイスの分割ラインを、角部に一致させている。図５（ｂ）は六角形状部品において、ダイスの分割ラインを、角部間の中間に一致させている。

この実施の形態の逐次成形金型は、合わせ面を一定間隔設けて逃がし（３度程度）を設けている。ダイスの分割ラインにおいて、型締め力を増すように、接触領域を狭い領域に限定し、それ以外は逃がすような下ダイス２１と上ダイス３１の合わせ面にする。

［素材セット］
図７は円柱素材のセットを説明する図である。円柱素材を下ダイス２１にセットする。この円柱素材の材質は、限定していない。この実施の形態では、銅やアルミニウム材を用いた。円柱素材のセット位置は、ダイス内で最終的に鍛造加工完了位置の範囲内（図の左右方向で、主にダイス中央）が妥当である。

［型締め］
図８は型締めを説明する図である。この逐次成形装置は、一台のプレス機（図示せず）に組み込み、プレス機のプレススライド（図示せず）に、上ダイセット３０を取付けている。上ダイセット３０に取り付けられた上ダイス３１が、プレススライドの降下と共に下降し、下ダイセット２０に取り付けられた下ダイス２１と接触する。そして、上ダイス３１が下ダイス２１と接触してもなお、プレススライドが降下すると、上ダイセット３０と上ダイス３１の間に取付けられた型締め機構３２（例えば、圧縮バネ、ダイクッション、油圧シリンダ等）により、下ダイス２１と上ダイス３１が型締めされる。型締め機構３２は、ダイクッション、油圧シリンダ等で構成すれば、初期圧を維持できるので好ましい。この時、型締め力は、鍛造時に下ダイス２１と上ダイス３１を型開きさせようとする力よりも十分大きい力とする。

［成形パンチのアプローチ］
図９は成形パンチのアプローチを説明する図である。下ダイス２１と上ダイス３１の左右端面には、左右の成形パンチ１を挿入して摺動動作可能な成形パンチ１の最大外周形状に応じて空けた空洞がある。この空洞を、左右の成形パンチ１が通過するように、左右の成形パンチ１は上下左右の位置を調整してある。

左右の成形パンチ１は、下ダイス２１と上ダイス３１の成形パンチ挿入口よりも最初は外側に位置し、この位置が初期位置である。アプローチ・リターン機構４０（例えば、空圧、油圧、その他、成形パンチを直線的に移動させることができる媒体）は、初期位置から左右成形パンチ１を前進させる。左右成形パンチ１は、成形パンチ挿入口を通ってカムスライドパンチ５１による成形圧が作用可能な位置まで移動する。この時、型締め力は効いたままである。

［第１工程パンチ加圧開始］
図１０は第１工程のパンチ加圧開始を説明する図である。成形パンチ１のアプローチの後、即ち、カムスライドパンチ５１による成形圧が作用可能な位置まで移動した後、第１工程では、プレススライドが下降することで、カムスライドパンチ５１が下降し、成形パンチ１にカム機構により鍛造成形力を与え、左右の成形パンチ１が図の左右方向から相打ちする。これにより、片方の鍛造成形力の反力としてもう片方が作用していることになり、鍛造成形される。このように、左右の成形パンチ１は、成形時にプレススライドの加圧方向に対して直交し、双方が接近する方向に動作し、鍛造成形が実施される。

この実施の形態では、左右の成形パンチ１が相打ちする構成であるが、必ずしも、左右の成形パンチ１がセットで必要とは限らない場合がある。すなわち、一方が成形パンチ１で、もう一方が下ダイス２１と上ダイス３１の成形パンチ挿入口を塞いだ状態であれば、片方の成形パンチ１のみで成形できることになる。この時、型締め力は効いたままである。

［第１工程加圧終了］
図１１は第１工程の加圧終了を説明する図である。第１工程のパンチ加圧を開始し、左右の成形パンチ１は、成形時にプレススライドの加圧方向に対して直交し、双方が接近する方向に動作し、カムスライドパンチ５１による成形圧によって鍛造加工する。この時、型締め力は効いたままである。

［第１工程パンチ離型］
図１２は第１工程のパンチ離型を説明する図である。型締め機構３２が作用している範囲内で、プレススライドが上昇し、この上昇力を利用してパンチ駆動機構５０により、左右の成形パンチ１が後進し、成形とは逆向きに移動して下ダイス２１と上ダイス３１から離型する。この時、下ダイス２１と上ダイス３１は、開かず、型締め力は維持された状態である。もし、型締め機構３２がバネの場合は、若干、型締め力は低下することになる。型締め力が維持された状態であるので、成形パンチ１の離型には不利である。例えば、バリ等が狭くなったクリアランスに侵入するためである。すなわち、成形で成形パンチ先端が、鍛造品に喰い付いた状態であり、アプローチ・リターン機構４０を構成するエアシリンダや小型モータ等の動作のみでは離型は困難になるため、プレス機の上昇力を利用する構成とした。もちろん、アプローチ・リターン機構４０では、成形パンチ１を直動の電動シリンダや直動の油圧シリンダに直結して加圧力や戻り力を発生させてもよい。成形パンチの離型終端位置は、双方の成形パンチ１ともに、下ダイス２１と上ダイス３１より離れた位置であり、成形パンチ挿入口より外側の位置である。

［プレススライドの降下］
図１３はプレススライドの降下を説明する図である。プレススライドを降下させて図１３の状態に戻す。ここで、図１２の第１工程のパンチ離型の上昇と、図１３のプレススライドの下降のストロークは、型締め機構３２が、例えばダイクッションの場合は動作可能範囲とし、バネの場合は自然長と最大縮み長さの範囲内となる。また、油圧シリンダを型締め力として用いた場合は、シリンダストロークを任意に構成できる。

［パンチ交換］
図１４はパンチ交換を説明する図である。パンチ交換機構６０により、第１工程の成形パンチ１を、下ダイス２１と上ダイス３１の成形パンチ挿入軸に対して、直交方向に、かつ、第２工程の成形パンチ１が成形パンチ挿入口に挿入可能な位置までスライドさせる。この時、型締めされたままである。全工程（この実施の形態の場合は、２工程までであるが、それ以上の工程数があっても同様）の成形パンチ１の外周の寸法形状は、全て成形パンチ挿入口に挿入可能な寸法形状である。

［成形パンチのアプローチ］
第２工程の成形パンチのアプローチは、図９の説明と同様であり、この時、型締め力は効いたままである。

［第２工程パンチ加圧開始］
図１５は第２工程のパンチ加圧開始を説明する図である。第２工程のパンチ加圧開始し、第２工程の成形パンチで相打ち成形する。この時、型締め力は効いたままである。

［第２工程加圧終了］
図１６は第２工程加圧終了を説明する図である。第２工程のパンチ加圧開始時に、左右の成形パンチ１は、成形時にプレススライドの加圧方向に対して直交し、双方が接近する方向に動作し、カムスライドパンチ５１による成形圧によって鍛造加工する。この時、型締め力は効いたままである。このような逐次成形方法が実施され、素材から中間形状、中空部を有する鍛造品の完成品に至る。

［繰り返し］
仮に、全工程数が３工程以上ある場合は、図１２のパンチ離型から図１６の工程加圧終了を繰り返す。

［型開き］
図１７は型開きを説明する図である。プレススライドを上昇させ、上ダイス３１を下ダイス２１から離間させて型を開く。プレススライドの上昇と共にパンチ駆動機構５０により、左右の成形パンチ１が、後進して成形とは逆向きに移動して、上ダイス３１と下ダイス２１から離型する。離型後、左右成形パンチ１は、アプローチ・リターン機構４０により成形パンチ挿入口を通って、成形パンチ１がダイスから離間した初期位置まで直線的まで移動する。

［鍛造品のノックアウト］
図１８は鍛造品のノックアウトを説明する図である。プレス機のノックアウト機能（図示せず）が下ダイス２１に備えられている場合には、ノックアウト機能により下ダイス２１から鍛造品を取り出す。

（逐次成形装置の機構）
この実施の形態の逐次成形装置は、アプローチ・リターン機構４０、パンチ駆動機構５０及びパンチ交換機構６０を含み、少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工する。

［アプローチ・リターン機構とパンチ交換機構］
図１９はアプローチ・リターン機構とパンチ交換機構を説明する図である。アプローチ・リターン機構４０とパンチ交換機構６０は、下ダイセット２０に配置される。アプローチ・リターン機構４０は、成形パンチ１を備える複数のパンチユニット４１と、複数のパンチユニット４１を前進及び後進するユニット駆動手段４２と、を含む構成である。

この実施の形態では、ユニット駆動手段４２は、直線的に前進及び後進が可能な直動式エアシリンダを用いている。直動式エアシリンダは、パンチユニット４１と連結されているので、直動式エアシリンダの前進がそのままパンチユニット４１のダイスへのアプローチになり、直動式エアシリンダの後進がそのままパンチユニット４１のダイスからのリターンになる。

パンチ交換機構６０は、複数のパンチユニット４１が設けられたパンチホルダ６１と、パンチホルダ６１を移動させるホルダ駆動手段６２と、を含む。ホルダ駆動手段６２は、リニアガイド６２ａ、動作媒体６２ｂ（エアシリンダ、油圧シリンダ、モータ等）を含む構成である。パンチホルダ６１に、パンチユニット４１が収納されており、このパンチホルダ６１がリニアガイド６２ａ上を動作媒体６２ｂにより直線的に動作することで、パンチ交換が可能になる。

［パンチ駆動機構］
図２０はパンチ駆動機構の駆動を説明する図である。パンチ駆動機構５０は、複数の成形パンチ１にカム機構により鍛造成形力を与えるカムスライドパンチ５１を、含む。カムスライドパンチ５１は、可動ダイセット３０に直接的に取り付けられている。そのため、プレス機械のプレススライドの降下量がそのままカムスライドパンチ５１の降下量になる。

カムスライドパンチ５１は、パンチユニット４１に作用して鍛造成形力を発生させる構成であり、カムスライドパンチ５１には、前進側テーパ５１ａと後進側テーパ５１ｂが形成され、パンチユニット４１には、前進側テーパ４１ａと後進側テーパ４１ｂが形成されている。このカムスライドパンチ５１の前進側テーパ５１ａと後進側テーパ５１ｂ、パンチユニット４１の前進側テーパ４１ａと後進側テーパ４１ｂが、カム機構を構成する。

プレス機の押圧力で、カムスライドパンチ５１を下方向に動作させると、カムスライドパンチ５１の前進側テーパ５１ａが、パンチユニット４１の前進側テーパ４１ａを押し、カムスライドパンチ５１と直交する方向に組み込まれたパンチユニット４１が、カム機構を利用してプレス機の押圧力と直交する方向に動作する。これが、鍛造成形力である。

カムスライドパンチ５１及びパンチユニット４１に形成された前進側テーパの角度、長さにより、パンチユニット４１の動作量を可変できる。カムスライドパンチ５１の上方向のテーパ端は、直線状（平面）になっている。パンチユニット４１とカムスライドパンチ５１のテーパ部の嵌合が終わり、それ以上にカムスライドパンチ５１が降下すると、パンチユニット４１のテーパ端と、カムスライドパンチ６１の直線部（平面）が接触して降下することになるので、パンチユニット４１は静止している状態となる。カムスライドパンチ５１は、鍛造成形力の反力により曲がることが予想されるので、剛性の高い支持板（図示せず）で曲がりを防止している。

［カムスライドパンチによる鍛造成形力が作用可能な位置］
図２１はカムスライドパンチによる鍛造成形力が作用可能な位置を説明する図である。アプローチ・リターン機構４０により、パンチユニット４１は、カムスライドパンチ５１による成形圧が作用可能な位置まで移動し、カムスライドパンチ５１の前進側テーパ５１ａが、パンチユニット４１の前進側テーパ４１ａと接触しない位置にある。カムスライドパンチ５１の前進側テーパ５１ａと、パンチユニット４１の前進側テーパ４１ａが上方向で完全に離れており、空間がある状態であり、接触する位置にきた時が、鍛造成形力が作用可能な位置である。

また、パンチ交換時には、カムスライドパンチ５１の前進側テーパ５１ａと、パンチユニット４１の前進側テーパ４１ａが上方向で完全に離れており、空間がある状態である。

［カムスライドパンチの戻り］
図２２はカムスライドパンチの戻りを説明する図である。カムスライドパンチ５１が降下している時は、鍛造成形力が作用しているが、逆に、プレススライドが上昇するとカムスライドパンチ５１も同様に上昇するので、カムスライドパンチ５１の後進側テーパ５１ｂとパンチユニット４１の後進側テーパ４１ｂが接触して作用する。型締めした状態でのカムスライドパンチ５１の戻りによって、成形時にダイスと鍛造品に食い付いたパンチ先端を強制的に引き離す力を生むことができる。

［カムスライドパンチとパンチユニットの構成］
図２３はカムスライドパンチとパンチユニットの構成図であり、図２３（ａ）は斜視図、図２３（ｂ）は側面図、図２３（ｃ）は素材側から見た図である。

カムスライドパンチ５１には、ガイド溝５１ｃが形成され、下側に前進側テーパ５１ａと後進側テーパ５１ｂと、を有する。パンチユニット４１には、ガイド軸部４１ｃが形成され、前進側テーパ４１ａと後進側テーパ４１ｂと、を有し、先端部に成形パンチを備える。カムスライドパンチ５１のガイド溝５１ｃが、パンチユニット４１のガイド軸部４１ｃに対応する位置にあり、カムスライドパンチ５１のガイド溝５１ｃが、パンチユニット４１のガイド軸部４１ｃにガイドされて上下に移動し、このカムスライドパンチ５１の上下動よって、パンチユニット４１が直線的に前進または後進する。

図２４はカムスライドパンチとパンチユニットの成形と離型の動作原理を説明する図である。

（ａ）では、成形と離型の動作の初期状態であり、（ｉ）から（ａ）へ戻った場合、パンチユニット４１（成形パンチを含む）を、上下ダイスの干渉範囲から外へ出して、パンチユニット４１を交換して、次の工程に備える。
（ｂ）では、カムスライドパンチ５１が降下し、パンチユニット４１と接触する。
（ｃ）では、カムスライドパンチ５１の図左側の前進側テーパ５１ａが、パンチユニット４１の前進側テーパ４１ａと接触する。接触するまでは、パンチユニット４１は、静止状態である。
（ｄ）では、カムスライドパンチ５１とパンチユニット４１のテーパ同士のカム機構による相互作用で、パンチユニット４１（成形パンチを含む）が図の左側（素材側）に押されて前進し、鍛造成形を行う。
（ｅ）では、パンチユニット４１（成形パンチを含む）の図の左側移動端は、これ以上左へは進まない。
（ｆ）では、もし、カムスライドパンチ５１が、（ｄ）よりもさらに降下したとしても、前進側テーパ５１ａのＲ部５１ｄとカムスライドパンチ４１の側面との当接により、パンチユニット４１（成形パンチも含む）は、静止した状態になる。
（ｇ）では、カムスライドパンチ５１が上昇してカムスライドパンチ５１の図の右側の後進側テーパ５１ｂとパンチユニット４１の後進側テーパ４１ｂが接触する。接触するまでは、パンチユニット４１は、静止状態である。
（ｈ）では、カムスライドパンチ５１が上昇してカムスライドパンチ５１の図の右側の後進側テーパ５１ｂとパンチユニット４１の後進側テーパ４１ｂとのカム機構のカム作用により、パンチユニット４１（成形パンチも含む）は、図の右側（ダイスから離型する方向）に直線的に移動する。
（ｉ）では、パンチユニット４１（成形パンチを含む）の図の右側移動端に当接し、カムスライドパンチ５１の動作では、これ以上右へは進まない。さらに、カムスライドパンチ５１が上昇すると、（ｉ）から（ａ）へ戻り、初期状態となる。

（逐次成形装置の動作詳細）
この実施の形態の逐次成形装置を、図２５乃至図３３に基づいて詳細に説明する。この実施の形態では、上ダイセット３０に、上ダイス３１が補強プレート３０ａ、ダイクッションシリンダ３０ｂ、ダイクッション３０ｃを介して取り付けられている。

図２５では、加工前は、下ダイス２１と上ダイス３１が離間しており、素材を下ダイス２１にセットする。カムスライドパンチ５１は、パンチユニット４１から距離Ｄ１の上方に位置する。パンチユニット４１の成形パンチ１は、下ダイス２１と上ダイス３１から離れて位置しており、この位置が初期位置である。素材を下ダイス２１にセットし、型締めを行う動作を行うと、上ダイス３１がプレススライドの降下と共に下降し、加工前の位置Ｌ１から距離Ｄ２の位置Ｌ２に下がり、下ダイス２１と上ダイス３１が接触して型締めされるが、ダイクッションシリンダ３０ｂ、ダイクッション３０ｃはまだ作用していない。

図２６では、型締めは、ダイクッションシリンダ３０ｂ、ダイクッション３０ｃはまだ作用していないが、カムスライドパンチ５１は、パンチユニット４１に近接して上方に位置している。アプローチでは、アプローチ・リターン機構によりパンチユニット４１を初期位置から前進させる。このアプローチで、左右成形パンチ１は、成形パンチ挿入口を通ってカムスライドパンチ５１による成形圧が作用可能な位置まで移動する。

図２７では、アプローチで、左右成形パンチ１が成形パンチ挿入口を通ってカムスライドパンチ５１による成形圧が作用可能な位置まで移動している。この成形圧が作用可能な位置で、上ダイス３１がプレススライドの降下と共に下降するから、カムスライドパンチ５１が下降し、加工前の位置Ｌ３では、カムスライドパンチ５１の前進側テーパ５１ａが、パンチユニット４１の前進側テーパ４１ａと接触する。この加工前の位置Ｌ３では、ダイクッションシリンダ３０ｂが縮み、このダイクッションシリンダ３０ｂが縮んだ長さが、カムスライドパンチ５１が下降した長さである。この時、ダイクッションシリンダ３０ｂ、ダイクッション３０ｃは作用して型締め力が上昇しており、その型締め力は、鍛造時に下ダイズ２１と上ダイス３１を型開きさせようとする力よりも十分大きい力とする。

図２８では、パンチ加工前は、上ダイス３１がプレススライドの降下と共に下降するから、カムスライドパンチ５１が下降し、加工前の位置Ｌ３であり、さらに上ダイス３１がプレススライドの降下と共に下降すると、ダイクッションシリンダ３０ｂが縮み、カムスライドパンチ５１が下降し、カムスライドパンチ５１の前進側テーパ５１ａが、パンチユニット４１の前進側テーパ４１ａに作用し、カム機構により鍛造成形力を与え、左右の成形パンチ１が相打ちし、加工終了位置Ｌ４となる。ダイクッションシリンダ３０ｂが縮んだ長さと、カムスライドパンチ５１が下降した長さと、成形パンチ１が移動して成形した長さは、例えば、前進側テーパ５１ａと前進側テーパ４１ａのテーパ角度が４５度の場合は１：１であり同じになるが、４５度以下では長さが異なる。

図２９では、左右の成形パンチ１が相打ちした加工終了から、上ダイス３１がダイクッションシリンダ３０ｂの効力が作用している範囲で上昇し、位置Ｌ５になる。この上昇で、カムスライドパンチ５１が上昇してカムスライドパンチ５１の後進側テーパ５１ｂとパンチユニット４１の後進側テーパ４１ｂが接触し、パンチユニット４１は、ダイスから離型する方向に移動し、成形パンチ１を鍛造品から引き剥がす。

図３０では、成形パンチ１の鍛造品から引き剥がしから、上ダイス３１がダイクッションシリンダ３０ｂの効力が作用している範囲で上昇し、位置Ｌ２になる。この上昇で、カムスライドパンチ５１が上昇してカムスライドパンチ５１の後進側テーパ５１ｂとパンチユニット４１の後進側テーパ４１ｂが接触しなくなり、カムスライドパンチ５１が離脱する。

図３１では、カムスライドパンチ５１の離脱から、アプローチ・リターン機構４０は、パンチユニット４１を成形とは逆向きに直線的に移動させ、成形パンチ１を下ダイス２１と上ダイス３１から離型させる。この位置では、パンチユニット４１の成形パンチ１は、下ダイス２１と上ダイス３１から離れて位置しており、この位置が初期位置である。

図３２では、成形パンチ１の下ダイス２１と上ダイス３１からの離脱から、
パンチ交換機構６０により、成形パンチ１を次の工程の成形パンチ１に交換する。このパンチ交換では、パンチユニット４１の成形パンチ１は、下ダイス２１と上ダイス３１から離れて位置している。図３２においては、成形パンチ１は下方に移動させたように記載しているが、実際は紙面の手前または奥方向に平行に移動した位置である。

図３３では、パンチ交換から、アプローチ・リターン機構によりパンチユニット４１を初期位置から前進させる。このアプローチで、左右成形パンチ１は、成形パンチ挿入口を通ってカムスライドパンチ５１による成形圧が作用可能な位置まで移動し、図２９に戻り、カムスライドパンチ５１が下降し、加工前の位置Ｌ３では、カムスライドパンチ５１の前進側テーパ５１ａが、パンチユニット４１の前進側テーパ４１ａと接触し、以後図３０から図３５の動作を全工程数繰り返す。

（パンチ駆動機構及びパンチ交換機構の他の形態）
この実施の形態を、図３４及び図３５に基づいて説明する。図３４及び図３５はパンチ駆動機構及びパンチ交換機構を示す平面図である。この実施の形態では、アプローチ・リターン機構は不要であり、パンチホルダ７０に、複数個の成形パンチ１を並列に備える。パンチ交換機構６０は、パンチホルダ７０を成形パンチ１の前進及び後進方向に対して直交する方向に直線的に移動し、加工に用いる成形パンチ１を素材に対向する加工位置に合わせるパンチ交換可能な構成である。

パンチ駆動機構５０は、直動シリンダ７１を含み、直動シリンダ７１は油圧式、サーボモータ式であり、加工に用いる成形パンチ１を素材に対向する加工位置に配置され、成形パンチ１に鍛造成形力を作用させる構成である。

図３４（ａ）では、加工前は、素材を下ダイス２１にセットし、型締めを行い、成形パンチ１が素材に対向する加工位置に位置している。図３４（ｂ）では、パンチ駆動機構５０の直動シリンダ７１を駆動し、成形パンチ１を前進させて鍛造成形力を与え、左右の成形パンチ１が相打ち加工する。

図３５（ａ）では、加工終了から、パンチ駆動機構５０の直動シリンダ７１を後退させ、成形パンチ１を離脱させる。図３５（ｂ）では、パンチ交換機構６０によりパンチシリンダ７０を移動し、加工に用いる成形パンチ１を素材に対向する加工位置に合わせるパンチ交換を行う。

パンチ交換を行うと、図３４（ｂ）に戻り加工し、以後図３５（ａ）から３５（ｂ）の動作を全工程数繰り返す。

｛第２の発明｝
（形態１の逐次成形金型）
図３６は逐次成形金型を説明する図である。中空部を有する鍛造品を鍛造加工する逐次成形金型であって、素材を鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイスを、含む。

中空部を有する鍛造品は、中空部を有するものであればよく、底を有する筒、あるいは底を有しない筒である。鍛造品の外周形状は、多角形の異形でもよく、真円やオーバルでもよい。

下ダイス２１と上ダイス３１は、対向する段付き成形パンチ１を相打ち方式で鍛造成形する成形型部１００を有し、成形型部１００は、対向する段付き成形パンチ１が移動可能なストレート形状であり、ストレート形状の型面に、凹み１００ａを設け、凹み１００ａにより、鍛造品に引っ掛かり突起を鍛造成形する構成である。成形パンチ１は、段付きのものを用いているが、ストレート形状のものを用いてもよい。

図３６（ａ）の形態では、対向する段付き成形パンチ１を相打ち方式で鍛造成形するが、鍛造品に引っ掛かりが無いと、成形型部１００は、対向する段付き成形パンチ１が移動可能なストレート形状であるため、成形パンチ１がそれぞれ逆方向に離脱する時、一方の成形パンチ１に引っ付いて型から出てくる可能性がある。

図３６（ｂ）の形態では、対向する段付き成形パンチ１を相打ち方式で鍛造成形すると、成形型部１００の型面に設けた凹み１００ａにより、鍛造品の加工形状に引っ掛かり突起が鍛造成形される。この引っ掛かり突起によって成形パンチ１との固着力以上の引っ掛かり力が設定され、この引っ掛かり力によって鍛造品が成形型部１００に固着され、成形パンチ１に鍛造品が張り付くことを防止し、効率よく鍛造加工することが可能である。

図３６（ｂ）の形態では、一方の成形パンチ１の鍛造成形力を受け止めるために、逆方向からの成形パンチ１で鍛造成形する相打ち方式でなければならない。

（形態２の逐次成形金型）
図３７は逐次成形金型を説明する図である。図３６の形態と同様に、素材を鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイスを、含む。

下ダイス２１と上ダイス３１は、対向するストレート形状の成形パンチ１の相打ち方式（図３７（ａ））、またはストレート形状の成形パンチ１の片打ち方式（図３７（ｂ））であり、鍛造成形する成形型部１００を有する。

この成形型部１００は、鍛造品の中空部の筒厚みに相当する凹み型面１００ｂを有し、この凹み型面１００ｂは、鍛造後に成形パンチと鍛造品の離脱を容易にする。

図３７（ａ）は、対向するストレート形状の成形パンチ１の相打ち方式であり、鍛造品の中空部の筒厚みに相当する凹み型面１００ｂにより、鍛造品は、その場に留まり、加工後にストレート成形パンチ１の離脱が容易となる。

図３７（ｂ）は、ストレート形状の成形パンチ１の片打ち方式であり、鍛造品の中空部の筒厚みに相当する凹み型面１００ｂが、成形パンチ１の作用力の反力となるので、片打ち方式で鍛造成形することが可能である。

（逐次成形装置）
この実施の形態の逐次成形装置は、一台のプレス機に組み込み、少なくとも１段以上の中空部を有する鍛造品を形成するために鍛造工程に応じてパンチを選択して逐次成形する装置であり、第１の発明の逐次成形装置と同様に構成されるが、パンチ交換機構を備えない構成である。

この実施の形態の逐次成形装置は、第１の発明の逐次成形装置と同様に構成されるので、図１乃至図３５を用い、同じ符号で説明する。この逐次成形装置は、図３６または図３７の逐次成形金型を、含み、この逐次成形金型は、素材を鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイス２１、３１と、下ダイス２１を備えた下ダイセット２０と、上ダイス３１を備えた上ダイセット３０と、鍛造加工する成形パンチ１と、鍛造加工する成形パンチ１に鍛造成形力を作用させる構成であるパンチ駆動機構５０と、を含み、中空部を有する鍛造品を鍛造加工する。

単一の成形パンチ１を備えるパンチユニット４１と、パンチユニット４１を直線的に前進及び後進するユニット駆動手段４２と、を含み、パンチ駆動機構５０は、成形パンチ１にカム機構により鍛造成形力を与えるカムスライドパンチ５１を、含む構成であり、単一の成形パンチ１にカム機構により鍛造成形力を与え、中空部を有する鍛造品を鍛造加工する。

この発明は、逐次成形金型及び逐次成形装置並びに逐次成形方法に適用でき、鍛造品を効率よく鍛造加工することが可能で、また型締め状態で複数の成形パンチを交換して鍛造加工し、加工効率向上とコスト低減、金型の耐久性の向上を図ることができる。

１ 成形パンチ
１０ 逐次鍛造成形装置
２０ 下ダイセット
２１ 下ダイス
３０ 上ダイセット
３１ 上ダイス
３２ 型締め機構
４０ アプローチ・リターン機構
４１ パンチユニット
４２ ユニット駆動手段
５０ パンチ駆動機構
５１ カムスライドパンチ
６０ パンチ交換機構
６１ パンチホルダ
６２ ホルダ駆動手段

この発明は、中空部を有する鍛造品を鍛造加工する逐次成形装置及び逐次成形方法に関する。

この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、中空部を有する鍛造品を効率よく鍛造加工することが可能で、また型締め状態で複数の成形パンチを交換して鍛造加工し、加工効率向上とコスト低減、金型の耐久性の向上を図ることができる逐次成形装置及び逐次成形方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、中空部を有する鍛造品を鍛造加工する逐次成形金型であって、
素材を鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイスを、含み、
前記一対のダイスは、
対向する成形パンチの相打ち方式で鍛造成形する成形型部を有し、
前記成形型部は、
前記対向する成形パンチが移動可能な成形パンチの外周外形と同形のパンチ挿入部を有し、
前記パンチ挿入部の型面に、凹みを設け、
前記凹みにより、鍛造品に引っ掛かり突起を鍛造成形する構成である逐次成形金型を、含み、
前記逐次成形金型は、
下ダイスを備えた下ダイセットと、
上ダイスを備えた上ダイセットと、
鍛造加工する成形パンチを、成形パンチが前記ダイスから離間した初期位置と成形圧が作用可能な位置との間において、直線的に前進及び後進可能な構成であるアプローチ・リターン機構と、
鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させる構成であるパンチ駆動機構と、
複数の鍛造加工する成形パンチを交換可能な構成であるパンチ交換機構と、を含み、
前記下ダイスと前記上ダイスとによる型締め状態で、
前記パンチ駆動機構は、前記成形圧が作用可能な位置において、鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させ、
前記パンチ交換機は、前記成形パンチが前記ダイスから離間した初期位置において、鍛造加工する成形パンチを交換して、少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工することを特徴とする逐次成形装置である。

請求項２に記載の発明は、中空部を有する鍛造品を鍛造加工する逐次成形金型であって、
素材を鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイスを、含み、
前記一対のダイスは、
対向する成形パンチの相打ち方式で鍛造成形する成形型部を有し、
前記成形型部は、
前記対向する成形パンチが移動可能な成形パンチの外周外形と同形のパンチ挿入部を有し、
前記パンチ挿入部の型面に、凹みを設け、
前記凹みにより、鍛造品に引っ掛かり突起を鍛造成形する構成である逐次成形金型を、含み、
前記逐次成形金型は、
下ダイスを備えた下ダイセットと、
上ダイスを備えた上ダイセットと、
鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させる構成であるパンチ駆動機構と、
複数の鍛造加工する成形パンチを交換可能な構成であるパンチ交換機構と、を含み、
前記下ダイスと前記上ダイスとによる型締め状態で、
前記パンチ駆動機構は、鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させ、
前記パンチ交換機構は、成形パンチがダイスから離間した初期位置において、鍛造加工する成形パンチを交換して、少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工することを特徴とする逐次成形装置である。

請求項３に記載の発明は、中空部を有する鍛造品を鍛造加工する逐次成形金型であって、
素材を鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイスを、含み、
前記一対のダイスは、
対向する成形パンチの相打ち方式で鍛造成形する成形型部を有し、
前記成形型部は、
前記対向する成形パンチが移動可能な成形パンチの外周外形と同形のパンチ挿入部を有し、
前記パンチ挿入部の型面に、凹みを設け、
前記凹みにより、鍛造品に引っ掛かり突起を鍛造成形する構成である逐次成形金型を、用い、
鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイスにより型締めする型締め工程と、
前記ダイスによる型締め状態で、
アプローチ・リターン機構により、鍛造加工する成形パンチを、成形パンチがダイスから離間した初期位置と成形圧が作用可能な位置との間において、前進及び後進させる工程と、
パンチ駆動機構により、前記成形圧が作用可能な位置において、鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させる工程と、
パンチ交換機構により、前記成形パンチが前記ダイスから離間した初期位置において、鍛造加工する成形パンチを交換する工程と、を含み、
少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工することを特徴とする逐次成形方法である。

請求項４に記載の発明は、中空部を有する鍛造品を鍛造加工する逐次成形金型であって、
素材を鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイスを、含み、
前記一対のダイスは、
対向する成形パンチの相打ち方式で鍛造成形する成形型部を有し、
前記成形型部は、
前記対向する成形パンチが移動可能な成形パンチの外周外形と同形のパンチ挿入部を有し、
前記パンチ挿入部の型面に、凹みを設け、
前記凹みにより、鍛造品に引っ掛かり突起を鍛造成形する構成である逐次成形金型を、用い、
鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイスにより型締めする型締め工程と、
前記ダイスによる型締め状態で、
パンチ駆動機構により、成形パンチがダイスから離間した初期位置から鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させる工程と、
パンチ交換機構により、前記成形パンチがダイスから離間した初期位置において、鍛造加工する成形パンチを交換する工程と、を含み、
少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工することを特徴とする逐次成形方法である。

請求項１乃至請求項４に記載の発明では、一対のダイスは、対向する段付き成形パンチの相打ち方式で鍛造成形する成形型部を有し、成形型部は、対向する段付き成形パンチが成形パンチの外周外形と同形のパンチ挿入部を有し、パンチ挿入部の型面に、凹みを設け、凹みにより、鍛造品に引っ掛かり突起を鍛造成形することで、引っ掛かり突起によって成形パンチに鍛造品が張り付くことを防止し、効率的に加工することが可能である。また、一対の上下に分割したダイスによる型締め状態で、複数の成形パンチを交換することで、少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工することができ、加工効率向上とコスト低減、金型の耐久性の向上を図ることができる。

以下、この発明の逐次成形装置及び逐次成形方法の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明はこれに限定されない。

この発明は、逐次成形装置及び逐次成形方法に適用でき、鍛造品を効率よく鍛造加工することが可能で、また型締め状態で複数の成形パンチを交換して鍛造加工し、加工効率向上とコスト低減、金型の耐久性の向上を図ることができる。

Claims (7)

1. 中空部を有する鍛造品を鍛造加工する逐次成形金型であって、
   素材を鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイスを、含み、
   前記一対のダイスは、
   対向する成形パンチの相打ち方式で鍛造成形する成形型部を有し、
   前記成形型部は、
   前記対向する成形パンチが移動可能なストレート形状であり、
   前記ストレート形状の型面に、凹みを設け、
   前記凹みにより、鍛造品に引っ掛かり突起を鍛造成形する構成であることを特徴とする逐次成形金型。
2. 中空部を有する鍛造品を鍛造加工する逐次成形金型であって、
   素材を鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイスを、含み、
   前記一対のダイスは、
   対向するストレート形状の成形パンチの相打ち方式、またはストレート形状の成形パンチの片打ち方式で鍛造成形する成形型部を有し、
   前記成形型部は、
   鍛造品の中空部の筒厚みに相当する凹み型面を有し、
   前記凹み型面は、鍛造後に成形パンチと鍛造品の離脱を容易にする構成であることを特徴とする逐次成形金型。
3. 少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工する逐次成形金型を、含み、
   前記逐次成形金型は、
   素材を鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイスと、
   下ダイスを備えた下ダイセットと、
   上ダイスを備えた上ダイセットと、
   鍛造加工する成形パンチを、成形パンチが前記ダイスから離間した初期位置と成形圧が作用可能な位置との間において、直線的に前進及び後進可能な構成であるアプローチ・リターン機構と、
   鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させる構成であるパンチ駆動機構と、
   複数の鍛造加工する成形パンチを交換可能な構成であるパンチ交換機構と、を含み、
   前記下ダイスと前記上ダイスとによる型締め状態で、
   前記パンチ駆動機構は、前記成形圧が作用可能な位置において、鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させ、
   前記パンチ交換機は、前記成形パンチが前記ダイスから離間した初期位置において、鍛造加工する成形パンチを交換して、少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工することを特徴とする逐次成形装置。
4. 少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工する逐次成形金型を、含み、
   前記逐次成形金型は、
   素材を鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイスと、
   下ダイスを備えた下ダイセットと、
   上ダイスを備えた上ダイセットと、
   鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させる構成であるパンチ駆動機構と、
   複数の鍛造加工する成形パンチを交換可能な構成であるパンチ交換機構と、を含み、
   前記下ダイスと前記上ダイスとによる型締め状態で、
   前記パンチ駆動機構は、鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させ、 前記パンチ交換機構は、成形パンチがダイスから離間した初期位置において、鍛造加工する成形パンチを交換して、少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工することを特徴とする逐次成形装置。
5. 請求項１または請求項２に記載の逐次成形金型を、含み、
   素材を鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイスと、
   下ダイスを備えた下ダイセットと、
   上ダイスを備えた上ダイセットと、
   鍛造加工する成形パンチと、
   鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させる構成であるパンチ駆動機構と、を含み、
   前記パンチ駆動機構は、鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させ、中空部を有する鍛造品を鍛造加工することを特徴とする逐次成形装置。
6. 少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工する逐次成形金型を、用い、
   鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイスにより型締めする型締め工程と、
   前記ダイスによる型締め状態で、
   アプローチ・リターン機構により、鍛造加工する成形パンチを、成形パンチがダイスから離間した初期位置と成形圧が作用可能な位置との間において、前進及び後進させる工程と、
   パンチ駆動機構により、前記成形圧が作用可能な位置において、鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させる工程と、
   パンチ交換機構により、前記成形パンチが前記ダイスから離間した初期位置において、鍛造加工する成形パンチを交換する工程と、を含み、
   少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工することを特徴とする逐次成形方法。
7. 少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工する逐次成形金型を、用い、
   鍛造加工にて鍛造品を成形する一対の上下に分割したダイスにより型締めする型締め工程と、
   前記ダイスによる型締め状態で、
   パンチ駆動機構により、成形パンチがダイスから離間した初期位置から鍛造加工する成形パンチに鍛造成形力を作用させる工程と、
   パンチ交換機構により、前記成形パンチがダイスから離間した初期位置において、鍛造加工する成形パンチを交換する工程と、を含み、
   少なくとも１つ以上の段付き中空部を有する鍛造品を鍛造加工することを特徴とする逐次成形方法。

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