JP2021186877A - Punch cooling device of horizontal hot former - Google Patents

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Abstract

To provide a punch cooling device of a horizontal hot former which lengthens a cooling water supply time to a punch and supplies cooling water to a punch tip part accurately to improve a punch life.SOLUTION: A punch cooling device of a horizontal hot former includes a servo motor provided on an upper side rear part of a machine table, a ball screw mechanism interlocked and connected with the servo motor, a connection rod which supported so as to be movable forward and backward toward a ram on a front part of a machine table, allows a rear end part thereof to be fixed to the ball screw mechanism and allows a tip part thereof to be projected to the punch side, a cooling water nozzle which is provided on the tip of the connection rod and ejects cooling medium toward the tip part of a punch, and a controller which moves the cooling water nozzle in synchronization with movement of the punch and controls a drive of the servo motor so as to lengthen a cooling time and improve ejection precision.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、横型熱間フォーマーのパンチを冷却するパンチ冷却装置に関する。 The present invention relates to a punch cooling device for cooling a punch of a horizontal hot former.

従来、横型熱間フォーマーは、機台に設けられたダイと、ダイに向って進退動するラムの前面に取付けられたパンチを備え、カップ状などの成形品を熱間鍛造する場合、１０００℃〜１２５０℃の高温に加熱された素材をパンチによりダイ内に押し込みダイとパンチの間で塑性変形させて熱間鍛造するようになされている。
その場合、熱間鍛造中、高温の素材（以下製品という。）によりパンチが加熱されて高温に温度上昇することになるので、従来では、図７に示すようにパンチの後死点付近上方に冷却水ノズルを配設し、この冷却水ノズルにより後死点位置に戻ったパンチの先端部に冷却水をかけ流してパンチを冷却するようにしている。Conventionally, the horizontal hot former has a die provided on the machine base and a punch attached to the front of the ram that moves forward and backward toward the die, and when hot forging a molded product such as a cup shape, the temperature is 1000 ° C. A material heated to a high temperature of ~ 1250 ° C. is pushed into a die by a punch and plastically deformed between the die and the punch for hot forging.
In that case, during hot forging, the punch is heated by a high-temperature material (hereinafter referred to as a product) and the temperature rises to a high temperature. A cooling water nozzle is arranged, and the cooling water is poured onto the tip of the punch that has returned to the back dead center position to cool the punch.

しかし、上記した従来の横型熱間フォーマーのパンチ冷却装置では、冷却水ノズルをパンチの後死点付近上方に固定配置した構造であるため、ラムが後退端にあるラム速度がゼロとなる近傍のごく短い時間でしかパンチに冷却水を供給することができず、パンチの冷却効果が十分に得られなかった。その結果、依然として高温の製品からパンチに移動する熱量が冷却水を上回ってパンチを温度上昇させることになり、その温度上昇がもとで過酷使されるパンチにあってはその先端部において局所的に亀裂などの損傷を招き、パンチ寿命の短縮をきたす問題を有していた。
なお、短時間の冷却を補うには大量の冷却水を遠方から供給することが考えられるが、特に、高炭素鋼を熱間鍛造する場合には、冷却水飛散に伴い焼き割れが生じるおそれがあり採用しづらい問題を有していた。However, in the punch cooling device of the conventional horizontal hot former described above, since the cooling water nozzle is fixedly arranged above the rear dead point of the punch, the ram is in the vicinity of the receding end and the ram speed becomes zero. Cooling water could be supplied to the punch only in a very short time, and the cooling effect of the punch could not be sufficiently obtained. As a result, the amount of heat transferred from the hot product to the punch exceeds the cooling water and raises the temperature of the punch, and in the case of punches that are overused due to the temperature rise, it is localized at the tip. It had a problem of causing damage such as cracks and shortening the punch life.
To supplement the short-time cooling, it is conceivable to supply a large amount of cooling water from a distance, but especially when hot forging high carbon steel, there is a risk of burning cracks due to the scattering of cooling water. There was a problem that it was difficult to adopt.

そこで本発明は、上記した問題を解決するため、熱間鍛造工程において、パンチへの冷却水供給時間を長くし、かつ、パンチの必要とする位置に適当量の冷却水をパンチ近傍から的確に供給して、パンチの温度上昇を効果的に抑えパンチ寿命の向上を図ることができる横型熱間フォーマーのパンチ冷却装置の提供を課題とする。 Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention prolongs the cooling water supply time to the punch in the hot forging process, and accurately applies an appropriate amount of cooling water to the position required by the punch from the vicinity of the punch. An object of the present invention is to provide a punch cooling device for a horizontal hot former that can be supplied to effectively suppress the temperature rise of the punch and improve the punch life.

本願の請求項１記載の発明は、機台に設けられたダイと、ダイに向って進退動するラムの前面に取付けられたパンチを備え、パンチのダイ内への押し込みにより予め加熱された素材を塑性変形させて鍛造するようにした横型熱間フォーマーのパンチ冷却装置であって、機台の上方後部に設けられるサーボモーターと、サーボモーターに連動連結されるボールねじと、機台の上方前部にラムに向って進退動可能に支持されると共に後端部がボールねじの移動体に固定されかつ先端部がパンチ側に突出する連結ロッドと、連結ロッドの先端に設けられパンチの先端部に向って冷却媒体を吐出する冷却水ノズルと、サーボモーターを駆動制御してボールねじ機構と連結ロッドを介し冷却水ノズルをパンチの移動に同期して移動させるサーボモーター制御用のコントローラと、を備えていることを特徴とする。
なお、パンチとは、棒状や円筒形状のものに何ら限定されるものではなく、各種の形状のパンチ工具やパンチ金型などを幅広く含む概念である。The invention according to claim 1 of the present application comprises a die provided on the machine base and a punch attached to the front surface of a ram that moves forward and backward toward the die, and is preheated by pushing the punch into the die. It is a punch cooling device of a horizontal hot former that is forged by plastically deforming, a servo motor installed in the upper rear part of the machine base, a ball screw interlocked with the servo motor, and an upper front of the machine base. A connecting rod that is supported by the portion so that it can move forward and backward toward the ram, the rear end of which is fixed to the moving body of the ball screw, and the tip of which protrudes toward the punch side, and the tip of the punch provided at the tip of the connecting rod. A cooling water nozzle that discharges the cooling medium toward the center, and a servo motor control controller that drives and controls the servo motor to move the cooling water nozzle in synchronization with the movement of the punch via the ball screw mechanism and the connecting rod. It is characterized by having.
The punch is not limited to a rod-shaped or cylindrical shape, but is a concept that includes a wide range of punch tools and punch dies of various shapes.

本願の請求項２記載の発明は、冷却水ノズルがコントローラによるサーボモーターの駆動制御によりラムの移動と同期して動作される一方、コントローラには、パンチがダイ前面近くの加工手前位置からパンチの後死点に後退しかつ引き続いてその後死点から再び加工手前位置に前進するまでの時間に対応するラム作動用クランクプレスの割付角度の範囲に渡りサーボモーターを駆動制御して冷却水ノズルをパンチの移動に同期して移動させ、かつ、パンチが加工手前位置からダイ内の前死点へ前進しその前死点から再び加工手前位置に戻ってくるまでの時間に対応するラム作動用クランクプレスの割付角度の範囲に渡りサーボモーターを停止して冷却水ノズルをその加工手前位置に待機停止させる制御範囲設定部が備えられていることを特徴とする。 In the invention according to claim 2 of the present application, the cooling water nozzle is operated in synchronization with the movement of the ram by the drive control of the servo motor by the controller, while the punch is punched from the position in front of the machining near the front surface of the die on the controller. The servo motor is driven and controlled to punch the cooling water nozzle over the range of the allocation angle of the crank press for ram operation, which corresponds to the time from the dead center to the back dead center and then to the front position again. Crank press for ram operation corresponding to the time it takes for the punch to advance from the front dead center to the front dead center in the die and return to the front dead center again from the front dead center. It is characterized by being provided with a control range setting unit that stops the servomotor over the range of the allocation angle and stops the cooling water nozzle on standby at the position before the processing.

特許の効果Effect of patent

本願発明の横型熱間鍛造フォーマーのパンチ冷却装置よれば、上記した構成によりコントローラによりサーボモーターを駆動制御してボールねじ機構と連結ロッドを介して冷却水ノズルをパンチの移動に同期して移動させることができ、これによりパンチがダイ前面近くの加工手前位置からパンチの後死点に戻りその後死点から再び加工手前位置まで前進するときの合計時間において、冷却水ノズルによりパンチの先端部に対し冷却媒体を吐出することができる。その結果、パンチの冷却時間を極力長くすることができ、パンチの温度上昇を効果的に抑えてパンチ寿命の向上を図ることができる。 According to the punch cooling device of the horizontal hot forging former of the present invention, the servomotor is driven and controlled by the controller according to the above configuration, and the cooling water nozzle is moved in synchronization with the movement of the punch via the ball screw mechanism and the connecting rod. This allows the cooling water nozzle to reach the tip of the punch for the total time it takes for the punch to return from the front position near the front of the die to the post-dead point of the punch and then advance from the dead point to the front position again. The cooling medium can be discharged. As a result, the cooling time of the punch can be lengthened as long as possible, the temperature rise of the punch can be effectively suppressed, and the punch life can be improved.

また、冷却水ノズルがコントローラによるサーボモーターの駆動制御によりラムの移動と同期して動作される一方、コントローラには、パンチがダイ前面近くの加工手前位置からパンチの後死点に後退しかつ引き続いてその後死点から再び加工手前位置に前進するまでの時間に対応するラム作動用クランクプレスの割付角度の範囲に渡りサーボモーターを駆動制御して冷却水ノズルをパンチの移動に同期して移動させ、かつ、パンチが加工手前位置からダイ内の前死点へ前進しその前死点から再び加工手前位置に戻ってくるまでの時間に対応するラム作動用クランクプレスの割付角度の範囲に渡りサーボモーターを停止して冷却水ノズルをその加工手前位置に待機停止させる制御範囲設定部が備えられている構成としたから、サーボモーターによりパンチの移動に同期して冷却水ノズルを移動させる際のサーボモーターの駆動制御が高精度で正確かつ簡単容易に行うことができる。その結果、熱間鍛造工程において、パンチへの冷却水供給時間を長くし、かつ、パンチの必要とする位置に適当量の冷却水をパンチ近傍から的確に供給して、パンチの温度上昇を効果的に抑えパンチ寿命の向上を図ることができる。
特に、コントローラに備えた制御範囲設定部によりラム作動用クランクプレスの割付角度の範囲に基づいて冷却水ノズルをパンチの移動に同期して移動させることができるので、サーボモーターの駆動制御の設定が正確かつ簡単容易に行うことができ、熱影響を受けるパンチの先端部に向って冷却媒体を吐出する状態を、求める範囲の長い時間正確に保ったままで前進及び後退させることができる。その上、製品のサイズや形状などの変化に対しても製品に応じたサーボモーターの駆動制御の範囲設定やその設定変更が正確かつ簡単容易に行うことができる。In addition, while the cooling water nozzle is operated in synchronization with the movement of the ram by the drive control of the servo motor by the controller, in the controller, the punch recedes from the position in front of the processing near the front of the die to the dead center after the punch and continues. After that, the servo motor is driven and controlled over the range of the allocation angle of the ram operating crank press corresponding to the time from the dead center to the position before machining again, and the cooling water nozzle is moved in synchronization with the movement of the punch. In addition, the servo extends over the range of the allocation angle of the crank press for ram operation corresponding to the time until the punch advances from the front dead center to the front dead center in the die and returns from the front dead center to the front dead center again. Since the servo motor is equipped with a control range setting unit that stops the motor and stops the cooling water nozzle in front of the processing, the servo is used to move the cooling water nozzle in synchronization with the movement of the punch. The drive control of the motor can be performed with high accuracy, accuracy and easily. As a result, in the hot forging process, the cooling water supply time to the punch is lengthened, and an appropriate amount of cooling water is accurately supplied from the vicinity of the punch to the position required by the punch, effectively increasing the temperature of the punch. It is possible to improve the punch life by suppressing the punch.
In particular, the control range setting unit provided in the controller can move the cooling water nozzle in synchronization with the movement of the punch based on the range of the allocation angle of the crank press for ram operation, so the drive control setting of the servo motor can be set. It can be performed accurately, easily and easily, and the state in which the cooling medium is discharged toward the tip of the punch affected by heat can be advanced and retracted while being accurately maintained for a long period of time within a desired range. Moreover, even if the size or shape of the product is changed, the range of the servo motor drive control according to the product can be set and the setting can be changed accurately and easily.

本発明に係る横型熱間フォーマーのパンチ冷却装置を示す部分断面図である。It is a partial cross-sectional view which shows the punch cooling apparatus of the horizontal type hot former which concerns on this invention. 同パンチ冷却装置におけるパンチと冷却ノズル部分の一部省略正面図である。It is the front view which partially omitted the punch and the cooling nozzle part in the punch cooling apparatus. パンチの前進開始時におけるパンチ冷却装置の移動状態を示す部分断面図である。It is a partial cross-sectional view which shows the moving state of the punch cooling device at the time of starting the advance of a punch. パンチの加工手前位置時におけるパンチ冷却装置の位置状態を示す部分断面図である。It is a partial cross-sectional view which shows the position state of the punch cooling apparatus at the time of the punch processing front position. パンチの前死点時におけるパンチ冷却装置の待機状態を示す部分断面図である。It is a partial cross-sectional view which shows the standby state of the punch cooling apparatus at the time of the pre-dead center of a punch. ラムのストローク曲線図を基にしたサーボモーターの駆動制御説明図である。It is a drive control explanatory diagram of a servomotor based on the stroke curve diagram of a ram. 従来例の説明図である。It is explanatory drawing of the conventional example.

以下本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１及び図２において、１は本発明に係るパンチ冷却装置を備えた横型熱間フォーマーを示し、この横型熱間フォーマー１は、機台２の前面に固定されたダイ３と、ダイ３の前面側でダイ３に向って進退動するラム４の前面にダイ３に対向して取付けられたパンチ５とを備えている。そして、カップ状などの成形品を鍛造する場合、例えば１０００℃以上の高温に加熱された素材をラム４と一体的に前進移動するパンチ５によりダイ３内に押し込んでダイ３とパンチ５の間で素材Ａをカップ状に塑性変形させて熱間鍛造するようになされている。 In FIGS. 1 and 2, 1 indicates a horizontal hot former equipped with a punch cooling device according to the present invention, and the horizontal hot former 1 is a die 3 fixed to the front surface of a machine base 2 and a die 3. A punch 5 mounted facing the die 3 is provided on the front surface of the ram 4 that moves forward and backward toward the die 3 on the front side. Then, when forging a molded product such as a cup shape, for example, a material heated to a high temperature of 1000 ° C. or higher is pushed into the die 3 by a punch 5 that moves forward integrally with the ram 4, and is between the die 3 and the punch 5. The material A is plastically deformed into a cup shape and hot forged.

一方、以上のように構成される横型熱間フォーマー１には、熱間鍛造に伴うパンチの温度上昇を防止するパンチ冷却装置６が備えられている。この冷却装置６は、機台２の上方後部に支持部材７を介して支持されるサーボモーター８と、サーボモーター８の駆動軸９にカップリング１０を介して連動連結されるボールねじ１１と、機台２の上方前部に支持部材１２を介しラム４向かって進退動可能に支持されると共に後端部がボールねじの摺動体１３に固定されかつ先端部がパンチ側に突出する上下一対の連結ロッド１４，１４と、連結ロッド１４，１４の先端に設けられパンチ５の先端部に向って冷却水などの冷却媒体を吐出する冷却水ノズル１５とを備えている。冷却水ノズル１５には、冷却媒体の収容タンク１６と、収容タンク１６から冷却媒体を吸い上げるポンプ１７と吸い上げた冷却媒体を冷却水ノズル１５に供給する供給管１８が接続されている。 On the other hand, the horizontal hot former 1 configured as described above is provided with a punch cooling device 6 for preventing the temperature of the punch from rising due to hot forging. The cooling device 6 includes a servomotor 8 supported on the upper rear portion of the machine base 2 via a support member 7, a ball screw 11 interlocked and connected to the drive shaft 9 of the servomotor 8 via a coupling 10. A pair of upper and lower parts that are supported by the upper front part of the machine base 2 via a support member 12 so as to be able to move forward and backward toward the ram 4, the rear end portion is fixed to the sliding body 13 of the ball screw, and the tip portion protrudes toward the punch side. It is provided with the connecting rods 14 and 14 and a cooling water nozzle 15 provided at the tips of the connecting rods 14 and 14 and discharging a cooling medium such as cooling water toward the tip of the punch 5. The cooling water nozzle 15 is connected to a storage tank 16 for a cooling medium, a pump 17 for sucking up the cooling medium from the storage tank 16, and a supply pipe 18 for supplying the sucked cooling medium to the cooling water nozzle 15.

そして、サーボモーター８には、冷却水ノズル１５をパンチ５の移動に同調させて移動させるサーボモーター制御用のコントローラ１９が設けられている。
コントローラ１９は、パンチ５が後死点からダイ３側へ前進するとき、サーボモーター８を駆動制御してボールねじ機構１１，１３及び連結ロッド１４を介し冷却水ノズル１５をパンチ５の移動に同調させかつパンチ３の先端部に向って冷却媒体を吐出する状態を保ったままダイ前面付近の加工手前位置まで移動させるように制御する。また、コントローラ１９は、パンチ５がその加工手前位置からダイ３内の前死点へ前進しかつその前死点から加工手前位置に戻ってくるまでの間、サーボモーター８を停止して冷却ノズル１５をその加工手前位置に待機停止させるように制御する。さらに、コントローラ１９は、パンチ３が加工手前位置から後死点へ後退するとき、サーボモーター８を駆動してボールねじ機構１１，１３と連結ロッド１４を介し冷却水ノズル１５をパンチ５の移動に同調させ後死点まで移動させるように制御する。これにより、パンチ３がダイ前面近くの加工手前位置からパンチ３の後死点に戻りかつ引き続いてその後死点から加工手前位置まで前進するときの合計時間において、冷却水ノズル１５によりパンチ５の先端部に対し冷却媒体を連続して吐出することになる。The servomotor 8 is provided with a servomotor control controller 19 that moves the cooling water nozzle 15 in synchronization with the movement of the punch 5.
When the punch 5 advances from the back dead center to the die 3 side, the controller 19 drives and controls the servomotor 8 to synchronize the cooling water nozzle 15 with the movement of the punch 5 via the ball screw mechanisms 11 and 13 and the connecting rod 14. It is controlled to move to a position in front of processing near the front surface of the die while maintaining a state in which the cooling medium is discharged toward the tip of the punch 3. Further, the controller 19 stops the servomotor 8 until the punch 5 advances from the machining front position to the front dead center in the die 3 and returns from the front dead center to the machining front position, and the cooling nozzle is used. The 15 is controlled to stand by and stop at the position before the machining. Further, the controller 19 drives the servomotor 8 to move the cooling water nozzle 15 to the punch 5 via the ball screw mechanisms 11 and 13 and the connecting rod 14 when the punch 3 retreats from the front position to the rear dead center. It is controlled to synchronize and move to the dead center. As a result, the tip of the punch 5 by the cooling water nozzle 15 returns to the rear dead center of the punch 3 from the position in front of the processing near the front surface of the die and subsequently advances from the dead center to the position in front of the processing. The cooling medium will be continuously discharged to the unit.

ここで、図に示す実施例では、コントローラ１９によるサーボモーター８の駆動制御は、図６に示すラムのストローク曲線図に基づいて冷却水ノズル１５がパンチ５の移動に同調するよう設定されている。その場合、コントローラ１９には、冷却水ノズル１５がコントローラ１９によるサーボモーター８の駆動制御によりラム４と同期して動作される一方、コントローラ１９が、パンチ５がダイ前面近くの加工手前位置からパンチ５の後死点に後退しかつ引き続いてその後死点から再び加工手前位置に前進するまでの時間に対応するラム作動用クランクプレスの割付角度２２０度の範囲に渡りサーボモーター８を駆動制御して冷却水ノズル１５をパンチ５の移動に同期して移動させ、かつ、パンチ５が加工手前位置からダイ内の前死点へ前進しその前死点から再び加工手前位置に戻ってくるまでの時間に対応するラム作動用クランクプレスの割付角度１４０度の範囲に渡りサーボモーター８を停止して冷却水ノズル１５をその加工手前位置に待機停止させる制御範囲設定部１９ａが備えられている。 Here, in the embodiment shown in the figure, the drive control of the servomotor 8 by the controller 19 is set so that the cooling water nozzle 15 synchronizes with the movement of the punch 5 based on the stroke curve diagram of the ram shown in FIG. .. In that case, the cooling water nozzle 15 is operated in synchronization with the ram 4 by the drive control of the servomotor 8 by the controller 19, while the controller 19 punches the punch 5 from the position in front of the machining near the front surface of the die. The servo motor 8 is driven and controlled over a range of the allocation angle of 220 degrees of the crank press for ram operation corresponding to the time from the back dead center of 5 to the subsequent advance from the dead center to the position before machining again. The time until the cooling water nozzle 15 is moved in synchronization with the movement of the punch 5 and the punch 5 advances from the front dead center position in the die to the front dead center in the die and returns from the front dead center to the front dead center position again. A control range setting unit 19a for stopping the servomotor 8 and stopping the cooling water nozzle 15 at a position in front of the machining is provided over a range of the allocation angle of 140 degrees of the ram operating crank press corresponding to the above.

なお、冷却水ノズル１５をその加工手前位置に待機停止させる時間は、例えばラム作動用クランク角度１２０度〜２４０度までの範囲の加工角度１２０度と、ダイ３の前面に配設されるトランスファチャック（図示せず）などとの干渉を避けるための逃し空間用クランク角度２０°とを加えた合計クランク角度１４０°の範囲においてサーボモーター８が停止される。 The time for the cooling water nozzle 15 to stand by and stop at the position before processing is, for example, a processing angle of 120 degrees in the range of a ram operating crank angle of 120 degrees to 240 degrees, and a transfer chuck arranged on the front surface of the die 3. The servomotor 8 is stopped in a range of a total crank angle of 140 ° including a crank angle of 20 ° for an escape space for avoiding interference with (not shown) and the like.

次に、以上のように構成した本発明に係る横型熱間フォーマーのパンチ冷却装置の作用について説明する。 Next, the operation of the punch cooling device of the horizontal hot former according to the present invention configured as described above will be described.

まず、図１、図２及び図６に示すように、パンチ５が後死点（クランク角度０度）に位置する状態においては、冷却水ノズル１５から冷却媒体がパンチ５の先端部に向って吐出されている。 First, as shown in FIGS. 1, 2 and 6, when the punch 5 is located at the back dead center (crank angle 0 degrees), the cooling medium is directed toward the tip of the punch 5 from the cooling water nozzle 15. It is being discharged.

次に、図３に示すようにパンチ５が後死点（クランク角度０度）からダイ３側へ前進するとき、コントローラ１９はサーボモーター８を駆動して、ボールねじ機構１１と連結ロッド１４を介し冷却水ノズル１５をパンチ５の移動に同調させて移動させる。これにより冷却水ノズル１５はパンチ５の先端部に向って冷却媒体を吐出する状態を保ったまま図４に示すように加工手前位置（クランク角度１１０度）まで移動することになる。そして、コントローラ１９はその加工手前位置でサーボモーター８の駆動を停止させて冷却水ノズル１５を加工手前位置に待機停止させる。 Next, as shown in FIG. 3, when the punch 5 advances from the back dead center (crank angle 0 degrees) toward the die 3, the controller 19 drives the servomotor 8 to connect the ball screw mechanism 11 and the connecting rod 14. The cooling water nozzle 15 is moved in synchronization with the movement of the punch 5. As a result, the cooling water nozzle 15 moves to the position before processing (crank angle 110 degrees) as shown in FIG. 4 while maintaining the state of discharging the cooling medium toward the tip of the punch 5. Then, the controller 19 stops the drive of the servomotor 8 at the position before the processing, and stops the cooling water nozzle 15 at the position before the processing.

その後、パンチ５がその加工手前位置（クランク角度１１０度）から図５に示すようにダイ３内の前死点（クランク角度１８０度）へ前進しその前死点から加工手前位置（クランク角度２５０度）に戻ってくるまで、コントローラ１９はサーボモーター８を停止して冷却ノズル１５をその加工手前位置に待機停止させる。 After that, the punch 5 advances from the processing front position (crank angle 110 degrees) to the front dead center (crank angle 180 degrees) in the die 3 as shown in FIG. 5, and from the front dead center to the processing front position (crank angle 250). The controller 19 stops the servo motor 8 and causes the cooling nozzle 15 to stand by and stop at the position before the machining until the speed returns to (degree).

然る後、パンチ３が加工手前位置（クランク角度２５０度）から後死点（クランク角度０度）へ後退するとき、コントローラ１９はサーボモーター８を駆動制御してボールねじ機構１１，１３及び連結ロッド１４を介し冷却水ノズル１５をパンチ５の移動に同調して移動させる。これにより冷却水ノズル１５はパンチ５の先端部に向って冷却媒体を吐出する状熊を保ったまま加工手前位置まで移動することになる。 After that, when the punch 3 recedes from the front position (crank angle 250 degrees) to the back dead center (crank angle 0 degrees), the controller 19 drives and controls the servomotor 8 to connect with the ball screw mechanisms 11 and 13. The cooling water nozzle 15 is moved via the rod 14 in synchronization with the movement of the punch 5. As a result, the cooling water nozzle 15 moves toward the tip of the punch 5 to the position before processing while maintaining the shape of the bear that discharges the cooling medium.

以上のように、本発明に係る横型熱間フォーマーのパンチ冷却装置によれば、コントローラ１９によりサーボモーター８を駆動制御してボールねじ機構１１，１３と連結ロッドを１４，１４介して冷却水ノズル１５をパンチの移動に同期して移動させることができ、これによりパンチ５がダイ前面近くの加工手前位置からパンチ５の後死点に戻りその後死点から再び加工手前位置まで前進するときの合計時間において、冷却水ノズル１５によりパンチ５の先端部に対し冷却媒体を吐出することができる。その結果、パンチ５の冷却時間を極力長くすることができ、パンチ５の温度上昇を効果的に抑えてパンチ寿命の向上を図ることができる。 As described above, according to the punch cooling device of the horizontal hot former according to the present invention, the servo motor 8 is driven and controlled by the controller 19, and the ball screw mechanisms 11 and 13 and the connecting rods are passed through the cooling water nozzles 14 and 14. 15 can be moved in synchronization with the movement of the punch, which is the total when the punch 5 returns from the front dead center position of the punch 5 near the front surface of the die to the back dead center of the punch 5 and then advances from the dead center to the front position of machining again. In time, the cooling water nozzle 15 can discharge the cooling medium to the tip of the punch 5. As a result, the cooling time of the punch 5 can be lengthened as long as possible, the temperature rise of the punch 5 can be effectively suppressed, and the punch life can be improved.

また、冷却水ノズル１５がコントローラ１９によるサーボモーター８の駆動制御によりラムの移動と同期して動作される一方、コントローラ１９には、パンチ５がダイ前面近くの加工手前位置からパンチ５の後死点に後退しかつ引き続いてその後死点から再び加工手前位置に前進するまでの時間に対応するラム作動用クランクプレスの割付角度の範囲に渡りサーボモーター８を駆動制御して冷却水ノズル１５をパンチ５の移動に同期して移動させ、かつ、パンチ５が加工手前位置からダイ内の前死点へ前進しその前死点から再び加工手前位置に戻ってくるまでの時間に対応するラム作動用クランクプレスの割付角度の範囲に渡りサーボモーター８を停止して冷却水ノズル１５をその加工手前位置に待機停止させる制御範囲設定部１９ａが備えられている構成としたから、サーボモーター８によりパンチ５の移動に同期して冷却水ノズル１５を移動させる際の８の駆動制御が高精度で正確かつ簡単容易に行うことができる。その結果、熱間鍛造工程において、パンチへの冷却水供給時間を長くし、かつ、パンチ５必要をする位置に適当量の冷却水をパンチ近傍から的確に供給して、パンチ５の温度上昇を効果的に抑えパンチ寿命の向上を図ることができる。
特に、コントローラ１９に備えた制御範囲設定部１９ａによりラム作動用クランクプレスの割付角度の範囲に基づいて冷却水ノズルをパンチの移動に同期して移動させることができるので、サーボモーター８の駆動制御の設定が正確かつ簡単容易に行うことができ、熱影響を受けるパンチの先端部に向って冷却媒体を吐出する状態を、求める範囲の長い時間正確に保ったままで前進及び後退させることができる。その上、作業者が制御範囲設定部１９ａを任意に操作することにより製品のサイズや形状などの変化に対しても製品に応じたサーボモーター８の駆動制御の範囲設定やその設定変更が正確かつ簡単容易に行うことができる。Further, while the cooling water nozzle 15 is operated in synchronization with the movement of the ram by the drive control of the servo motor 8 by the controller 19, the punch 5 is in the controller 19 from the position before machining near the front surface of the die to the post-death of the punch 5. The servo motor 8 is driven and controlled to punch the cooling water nozzle 15 over the range of the allocation angle of the ram operating crank press corresponding to the time from the dead center to the advance to the position before machining again. For ram operation corresponding to the time required for the punch 5 to move in synchronization with the movement of 5 and to advance the punch 5 from the front dead center to the front dead center in the die and return to the front dead center again from the front dead center. Since the servo motor 8 is stopped over the range of the allocation angle of the crank press and the control range setting unit 19a for stopping the cooling water nozzle 15 on standby at the position before the processing is provided, the servo motor 8 punches 5 The drive control of 8 when moving the cooling water nozzle 15 in synchronization with the movement of the head is highly accurate, accurate and easy. As a result, in the hot forging process, the cooling water supply time to the punch is lengthened, and an appropriate amount of cooling water is accurately supplied from the vicinity of the punch to the position where the punch 5 is required to raise the temperature of the punch 5. It is possible to effectively suppress and improve the punch life.
In particular, since the control range setting unit 19a provided in the controller 19 can move the cooling water nozzle in synchronization with the movement of the punch based on the range of the allocation angle of the crank press for ram operation, the drive control of the servo motor 8 is performed. Can be set accurately and easily and easily, and the state in which the cooling medium is discharged toward the tip of the punch affected by heat can be advanced and retracted while being accurately maintained for a long period of time within a desired range. In addition, by allowing the operator to arbitrarily operate the control range setting unit 19a, the range setting of the drive control of the servomotor 8 and its setting change according to the product can be accurately performed even if the size or shape of the product changes. It can be done easily and easily.

なお、パンチ５としては、図に示すような棒状や円筒状のものに何ら限定されるものではなく、各種の形状のパンチ工具やパンチ金型などを幅広く含む概念である。また、冷却媒体としても水道水を用いた冷却水に何ら限定されるものではなく、例えば冷却油などであってもよいこと勿論である。
さらに、横型熱間フォーマー１としては、機台に並設された複数のダイと、これら各ダイに向って進退動するラムの前面に取付けられて各ダイに対向する複数のパンチとを備えた多段式横型熱間フォーマーであってもよいし、また、単段式横型熱間フォーマーであってもよい。
また、図に示す実施例では、冷却ノズル１５が待機停止している間においても冷却ノズル１５から冷却媒体は吐出され続けているが、待機停止タイミングに合わせて冷却媒体を止めるように設定してもよい。The punch 5 is not limited to a rod-shaped or cylindrical punch as shown in the figure, but is a concept that includes a wide range of punch tools, punch dies, and the like of various shapes. Further, the cooling medium is not limited to the cooling water using tap water, and of course, cooling oil or the like may be used.
Further, the horizontal hot former 1 is provided with a plurality of dies arranged side by side on the machine base and a plurality of punches attached to the front surface of the ram that moves forward and backward toward each die and facing each die. It may be a multi-stage horizontal hot former or a single-stage horizontal hot former.
Further, in the embodiment shown in the figure, the cooling medium is continuously discharged from the cooling nozzle 15 even while the cooling nozzle 15 is in standby stop, but the cooling medium is set to be stopped in accordance with the standby stop timing. May be good.

１ 横型熱間フォーマー
２ 機台
３ ダイ
４ ラム
５ パンチ
６ パンチ冷却装置
８ サーボモーター
１１ ボールねじ
１４ 連結ロッド
１５ 冷却水ノズル
１９ コントローラ
１９ａ 制御範囲設定部1 Horizontal hot former 2 Machine stand 3 Die 4 Ram 5 Punch 6 Punch cooling device 8 Servo motor 11 Ball screw 14 Connecting rod 15 Cooling water nozzle 19 Controller 19a Control range setting unit

Claims (2)

機台に設けられたダイと、ダイに向って進退動するラムの前面に取付けられたパンチを備え、パンチのダイ内への押し込みにより予め加熱された素材を塑性変形させて鍛造するようにした横型熱間フォーマーのパンチ冷却装置であって、機台の上方後部に設けられるサーボモーターと、サーボモーターに連動連結されるボールねじと、機台の上方前部にラムに向って進退動可能に支持されると共に後端部がボールねじの移動体に固定されかつ先端部がパンチ側に突出する連結ロッドと、連結ロッドの先端に設けられパンチの先端部に向って冷却媒体を吐出する冷却水ノズルと、サーボモーターを駆動制御してボールねじ機構と連結ロッドを介し冷却水ノズルをパンチの移動に同期して移動させるサーボモーター制御用のコントローラと、を備えていることを特徴とする横型熱間フォーマーのパンチ冷却装置。 It is equipped with a die installed on the machine stand and a punch attached to the front of the ram that moves forward and backward toward the die, and the preheated material is plastically deformed and forged by pushing the punch into the die. It is a punch cooling device for horizontal hot formers, and it has a servo motor installed in the upper rear part of the machine stand, a ball screw linked to the servo motor, and can move forward and backward toward the ram in the upper front part of the machine stand. A connecting rod that is supported and whose rear end is fixed to the moving body of the ball screw and whose tip protrudes toward the punch side, and cooling water that is provided at the tip of the connecting rod and discharges a cooling medium toward the tip of the punch. Horizontal heat characterized by having a nozzle and a controller for servomotor control that drives and controls the servomotor to move the cooling water nozzle in synchronization with the movement of the punch via a ball screw mechanism and a connecting rod. A punch cooling device for the inter-former. 冷却水ノズルがコントローラによるサーボモーターの駆動制御によりラムの移動と同期して動作される一方、コントローラには、パンチがダイ前面近くの加工手前位置からパンチの後死点に後退しかつ引き続いてその後死点から再び加工手前位置に前進するまでの時間に対応するラム作動用クランクプレスの割付角度の範囲に渡りサーボモーターを駆動制御して冷却水ノズルをパンチの移動に同期して移動させ、かつ、パンチが加工手前位置からダイ内の前死点へ前進しその前死点から再び加工手前位置に戻ってくるまでの時間に対応するラム作動用クランクプレスの割付角度の範囲に渡りサーボモーターを停止して冷却水ノズルをその加工手前位置に待機停止させる制御範囲設定部が備えられていることを特徴とする請求項１記載の横型熱間フォーマーのパンチ冷却装置。 The cooling water nozzle is operated in synchronization with the movement of the ram by the drive control of the servo motor by the controller, while the controller retreats the punch from the front position near the front of the die to the dead center after the punch and then thereafter. The servo motor is driven and controlled over the range of the allocation angle of the ram operating crank press corresponding to the time from the dead center to the position before machining again to move the cooling water nozzle in synchronization with the movement of the punch. , The servo motor is operated over the range of the allocation angle of the crank press for ram operation corresponding to the time until the punch advances from the front dead center to the front dead center in the die and returns from the front dead center to the front dead center again. The punch cooling device for a horizontal hot former according to claim 1, further comprising a control range setting unit for stopping and stopping the cooling water nozzle at a position before processing.
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