JP2516059B2

JP2516059B2 - 成形装置

Info

Publication number: JP2516059B2
Application number: JP63287113A
Authority: JP
Inventors: 信行石永; 隆志中野
Original assignee: Aida Engineering Ltd
Current assignee: Aida Engineering Ltd
Priority date: 1988-11-14
Filing date: 1988-11-14
Publication date: 1996-07-10
Anticipated expiration: 2011-07-10
Also published as: JPH02133134A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、閉塞鍛造等に使用される成形装置に関す
る。

〔従来の技術〕

一般に、対向配置される一対のダイスの少なくとも一
方のダイスにパンチを挿入し、パンチとダイスとに相対
移動を与えることにより素材を変形させる閉塞成形方
法、あるいは、素材を穿孔する加工方法は、成形工程数
の低減化、複雑形状製品の成形、全体形状に歪みを与え
ない穴抜き、材料歩留まりの向上を目的として多用され
ている。

例えば、第４図（ａ）に示すような成形品11を、第４
図（ｂ）に示すような素材13から加工する場合には、通
常の据え込み加工を適用すると、数工程を必要とする
が、第５図に示すように、素材13を上下ダイス17,19で
拘束し、パンチ21を矢符Ａ方向に移動する加工方法を適
用することにより一工程での成形が可能となる。

そして、この場合には、上下のダイス17,19を接触維
持させるための力、すなわち、閉塞力が必要になる。

第６図は、第５図の加工方法を実施するための成形装
置を示すもので、図において符号17,19は、上下方向に
対向配置される上ダイスおよび下ダイスを示している。

上ダイス17は、上ダイセットプレート23に固定される
上ホルダ25により支持されており、また、上ダイス17内
には、上パンチ27が挿入され、この上パンチ27には、ノ
ックアウトピン29の下面が当接している。

一方、下ダイス19は、リング31を介してリング部材33
に支持されており、下ダイス19およびリング部材33に
は、下パンチ35が挿入されている。

リング部材33には、下ダイセットプレート37に下面を
当接するプレート39の柱状部41が挿入されている。

リング部材33の外側には、このリング部材33を上下方
向に移動自在に案内する下ホルダ43が配置されており、
この下ホルダ43,リング部材33の下面およびプレート39
によりシリンダ室45が形成されている。

下ホルダ43には、シリンダ室45に連通する貫通孔46が
形成されており、この貫通孔46には、作動油供給装置47
に接続される配管48が接続されている。この配管48に
は、逆止弁49および油圧ポンプ50が配置されており、ま
た、逆止弁49下流側には、リリーフバルブ51が配置され
ている。

以上のように構成された成形装置では、第６図の左側
に示す状態から図示しないスライドが下方に移動する
と、第６図の右側に示すように、上ダイス17,下ダイス1
9およびリング部材33が下方に移動するが、下パンチ35
が固定されているため、下パンチ35が下ダイス19に対し
て相対的に移動し、素材13の閉塞成形が行なわれ、成形
品11を得ることができる。

そして、この成形装置では、シリンダ室45に油圧作動
油を供給し、リング部材33を上方に付勢し、同時に、リ
ング部材33の下方への移動により余った油圧作動油をリ
リーフバルブ51により外部に排出することにより、上ダ
イス17と下ダイス19との閉塞力が付与されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような従来の成形装置では、上ダ
イス17と下ダイス19とを閉塞するために必要以上に大き
な閉塞力が必要とされ、プレスの必要仕事量が増大する
という問題がある。

すなわち、例えば、第４図（ａ）に示したような成形
品11を成形するためには、第７図に示すように、下死点
において下パンチ35の荷重が最大となり、これに対応
し、必要な閉塞力を下死点において最大となるため、こ
の下死点を基準にして閉塞力を設定する必要があるが、
下パンチ35の荷重P_Fが、スライドの変位に対して図の点
線に示すように変化するため、スライドの下死点近傍ま
では、必要以上に大きな閉塞力を付与していることにな
り、また、リング部材33のストロークが、第６図に示し
たように、ストロークS₁だけ必要になり、このため、第
７図に示すように斜線で囲まれた部分に対応するだけの
仕事量が必要になる。

この結果、トルク能力の大きなプレスが必要とされ、
成形に必要なエネルギが増大する。

また、上下ダイス17,19の接触も下死点よりかなり高
い位置で始まるため、自動生産の場合には、自動化部品
の接近性が悪く、また、長いスライドストロークのプレ
スが必要になるという問題がある。

さらに、過剰ボリューム材を成形する場合には、金型
を損傷する可能性があり、また、上下ダイス17,19が離
れ成形品11の寸法を確保することが困難になるという問
題がある。

なお、上述した成形装置に類似するものとして、特公
昭56-21498号公報に開示される成形装置が知られている
が、この成形装置は、機械式プレスに固定された装置で
あり、また、各油圧供給装置が鍛造装置の外側に配置さ
れいるため、金型の交換，保守等に煩雑を来たし、各種
の成形品に対する対応性が低いという問題がある。

本発明は、上記のような問題を解決したもので、閉塞
力の過剰付与を防止し、成形に必要なスライドストロー
クを従来より大幅に低減することのできる成形装置を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明にかかわる成形装置は、対向配置される一対の
ダイスの少なくとも一方のダイスにパンチを挿入すると
ともに、このパンチの挿入されるダイスをホルダ内に収
容されるリング部材の一側により支持し、このリング部
材の他側を前記ホルダ内に形成されるシリンダ室内に配
置してなる成形装置において、前記リング部材の内側に
ピストン部材を配置し、このピストン部材の一側により
前記パンチを支持するとともに、ピストン部材の他側を
前記ホルダ内に形成される前記シリンダ室内に配置して
なるものである。

〔作用〕

本発明の成形装置では、例えば、スライドが下方に移
動すると、上ダイス，下ダイスおよびリング部材が下方
に移動し、このリング部材の下方への移動により、シリ
ンダ室内の油圧作動油がピストン部材の配置されるシリ
ンダ室に押し出され、これにより、ピストン部材が上方
に移動し、下パンチが上方に移動される。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細を図面に示す一実施例について説
明する。

第１図は、本発明の成形装置の一実施例を示すもの
で、図の左側は素材13の成形前の状態を、右側は成形後
の状態を示している。

図において符号53,55は、上下方向に対向配置される
上ダイスおよび下ダイスを示している。

上ダイス53は、上ダイセットプレート57に固定される
上ホルダ59により支持されており、また、上ダイス53内
には、上パンチ61が挿入され、この上パンチ61には、ノ
ックアウトピン63の下面が当接している。

一方、下ダイス55は、リング65を介してリング部材67
に支持されており、下ダイス55およびリング部材67に
は、下パンチ69が挿入されている。

リング部材67の外側には、このリング部材67を上下方
向に移動自在に案内する下ホルダ71が配置されており、
この下ホルダ71の下端は、下ダイセットプレート73に固
定されている。

しかして、この実施例では、リング部材67の内側に
は、ピストン部材75が上下方向に移動自在に配置されて
おり、このピストン部材75の上面には、下パンチ69の下
面が支持されている。

また、リング部材67の上部に形成される段部77とピス
トン部材67の上面との間には、ピストン部材67を下方に
付勢するスプリング79が配置されている。

ピストン部材75には、下ダイセットプレート73に下面
を当接するプレート81の柱状部83が挿入されている。

そして、ピストン部材75,リング部材67の下面および
プレート81によりシリンダ室85が形成されている。

下ホルダ71には、シリンダ室85に連通する貫通孔87が
形成されており、この貫通孔87には、作動油補給装置89
に接続される配管90が接続されている。この配管90に
は、逆止弁91および油圧ポンプ92が配置されており、ま
た、逆止弁91下流側には、リリーフバルブ93が配置され
ている。

なお、図において符号Ｏは、それぞれオイルシールを
示しており、また、この実施例では、リング部材67の下
面の面積とピストン部材75の下面の面積とは同一面積Ｓ
とされている。

以上のように構成された成形装置では、第２図に示す
ように、シリンダ室85内に油圧作動油を充満した状態
で、スライドが下方に移動し、上ダイセットプレート57
が下方に移動すると、上ダイス53,下ダイス55およびリ
ング部材67が下方に移動し、このリング部材67の下方へ
の移動により、シリンダ室85内の油圧作動油がピストン
部材75側に押し出され、これにより、ピストン部材75が
上方に移動し、下パンチ69が上方に移動される。

しかして、以上のように構成された成形装着では、リ
ング部材67の内側にピストン部材75を配置し、このピス
トン部材75の一側により下パンチ69を支持するととも
に、ピストン部材75の他側を下ホルダ71内に形成される
シリンダ室85内に位置させたので、下ダイス55の下方へ
の移動により、下パンチ69は上方へ移動し、閉塞力も下
パンチの荷重に対応して発生するため、閉塞力の過剰発
生がなく、成形に必要なスライドストロークも従来より
低減することが可能となる。また、同一のプレスを使用
した場合、従来の装置より、長い成形品の成形が可能で
ある。

すなわち、以上のように構成された成形装置では、リ
ング部材67の下面の面積とピストン部材75の下面の面積
とを同一面積Ｓとしたので、リング部材67が距離S₂下方
に移動すると、ピストン部材75が同一距離S₂上方に移動
することになり、従って第４図（ａ）に示したような成
形品11を製造するために必要なスライドのストローク
は、第３図に示すように、従来のストロークの1/2とな
り、従来より大幅にスライドストロークを低減すること
が可能となる。

そして、以上のように構成された成形装置では、リン
グ部材67の下面の面積とピストン部材75の下面の面積と
を同一面積Ｓとしたので、上ダイス53により下ダイス55
を下降させるのに要する荷重、すなわち閉塞力が下パン
チの荷重P_Fに一致し、キャビティ95内への素材13の充満
度に対応して変化するため、従来の成形装置のように必
要以上に大きい閉塞力を常に作用させることがなくな
る。

すなわち、上ダイス53と下ダイス55とを閉塞するため
の閉塞力の過剰状態の発生がなく、プレスの必要仕事量
を減少し、成形に必要なエネルギを低減することが可能
となる。また、成形に必要な、スライドのストロークも
短くなる。

この結果、トルク能力の小さいプレスで成形加工が可
能となり、さらに、自動生産の場合にもスライドストロ
ークの短いプレスにより加工が可能となる。

また、上下ダイス53,55が必要以上に大きい閉塞力で
接触することがなくなるため、上下ダイス53,55の寿命
を向上することが可能となる。

さらに、以上のように構成された成形装置では、下パ
ンチ69の成形荷重によりシリンダ室85内に油圧を発生し
ているため、従来のように大型の油圧供給装置を外部に
設ける必要がなくなり、単に油圧作動油を補給する作動
油補給装置89を配置するだけで良い。

また、この実施例では、作動油補給装置89に、リリー
フバルブ93を設けたので、その設定圧力を調整すること
により、下死点近傍での下パンチ69の成形荷重の設定が
可能となり、過剰ボリュームの素材を成形する場合に
も、金型を損傷することがなくなる。また、前記リリー
フバルブは、異常荷重の防止効果があり、プレスの過負
荷安全装置が不要となる場合もある。

なお、この場合には、１回の成形終了時に、シリンダ
室85内の油圧作動油の一部がリリーフバルブ93により外
部に排出されるが、プレススライドが上昇し、次の成形
開始までの間に、作動油補給装置89により油圧作動油が
シリンダ室85内に供給され、シリンダ室85内の油圧作動
油は規定量とされる。

さらに、以上のように構成された成形装置では、成形
装置の構成部品をほとんど全てダイセット内に収容する
ことが可能となり、非常にコンパクトな構成となる。従
って、上下ダイス53,55、上下パンチ61,69等の交換，保
守が非常に容易になり、装置全体の交換も短時間で可能
となる。

また、リング部材67とピストン部材75との交換も非常
に容易であり、これ等の部材を交換することにより、閉
塞力と成形荷重（下パンチ荷重）の比率を容易に変換す
ることが可能であることから、多品種の成形品に対し容
易に対応することが可能となる。

なお、以上述べた実施例では、ピストン部材75をスプ
リング79により下方に付勢した例について述べたが、本
発明はかかる実施例に限定されるものではなく、例え
ば、油圧，空圧等のシリンダによりピストン部材75を付
勢するようにしても良いことは勿論である。

また、以上述べた実施例では、第４図（ａ）に示した
ような製品を成形した例について述べたが、本発明はか
かる実施例に限定されるものではなく、例えば、キャビ
ティをギア形状等にすることにより、ギア等を容易に形
成することが可能となる。

さらに、以上述べた実施例では、下ダイス55の下方に
シリンダ室85を形成した例について述べたが、本発明は
かかる実施例に限定されるものではなく、例えば、装置
の上下を逆にしてスライド側にシリンダ室85を配置して
も良く、また、水平方向等にダイスを対向配置するよう
にしても良いことは勿論である。

また、以上述べた実施例では、リング部材67とピスト
ン部材75との下面の面積を同一にした例について述べた
が、本発明はかかる実施例に限定されるものではなく、
成形品の形状等に対応して、リング部材67とピストン部
材75との下面の面積を変更し、最適な閉塞力で成形が可
能となるようにしても良いことは勿論である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の成形装置では、リング部材
の内側にピストン部材を配置し、このピストン部材の一
側によりパンチを支持するとともに、ピストン部材の他
側をホルダ内に形成されるシリンダ室内に位置させて、
閉塞力がパンチ力と機械的にある一定の関係を持つ構造
にしたため、閉塞力の過剰発生を防止し、成形に必要な
スライドストロークを従来より大幅に低減することがで
き、また、装置の主要部品をダイセット内に収容させた
ので、装置全体がコンパクトなものとなることに加え
て、部品の保守，交換が容易であり、多品種の成形品に
対する対応性も勝れるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の成形装置の一実施例を示す縦断面図で
ある。第２図は第１図の成形装置の素材供給時の状態を示す縦
断面図である。第３図は第１図の成形装置のスライド変位と荷重との関
係を示すグラフである。第４図は素材および成形品の一例を示す側面図である。第５図は閉塞成形加工方法を示す説明図である。第６図は従来の成形装置の一例を示す縦断面図である。第７図は第６図の成形装置のスライド変位と荷重との関
係を示すグラフである。〔主要な部分の符号の説明〕 53……上ダイス 55……下ダイス 67……リング部材 69……下パンチ 71……下ホルダ 75……ピストン部材 85……シリンダ室。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】対向配置される一対のダイスの少なくとも
一方のダイスにパンチを挿入するとともに、このパンチ
の挿入されるダイスをホルダ内に収容されるリング部材
の一側により支持し、このリング部材の他側を前記ホル
ダ内に形成されるシリンダ室内に配置してなる成形装置
において、前記リング部材の内側にピストン部材を配置
し、このピストン部材の一側により前記パンチを支持す
るとともに、ピストン部材の他側を前記ホルダ内に形成
される前記シリンダ室内に配置してなることを特徴とす
る成形装置。