JP2564468B2 - 鍛造・圧造用ダイス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ボルト、ナットその他
の機械部品を鍛造・圧造成形するために使用するダイス
に関するものである。

【０００２】

【従来技術】従来の斯種ダイスは、図７に示す如く、先
端面に型部材収容孔(22)を開設した補強ケース(２)の該
型部材収容孔(22)に直接に型部材(３)を圧入して形成さ
れている。ダイス(１)は、鍛造、圧造の衝撃を受ける毎
に弾性変形し、数万〜数１０万回の加工によって損耗す
る。

【０００３】ダイスは高価であり、しかもダイス交換の
際には、製造作業を中断せねばならないから、作業能率
の面からもダイスの耐久性を向上する強い要求がある。
そこで、消耗品であるダイスの型穴(30)表面に化学蒸着
法或いは物理蒸着法によりＴｉＣ、ＴｉＣＮ、ＴｉＮ等
の層を形成して耐摩耗性を向上させ、ダイスの寿命を延
長することが行なわれている。

【０００４】

【解決しようとする問題点】ダイスの寿命は、鍛造・圧
造の加圧が繰り返して作用するときの弾性変形に大きい
影響を受けるから、鍛造・圧造時の加圧に耐える様に、
型部材(３)を補強ケース(２)の型部材収容孔(22)へ締ま
り嵌め状態に圧入して、高い予圧を加えることが行なわ
れている。予圧が作用することによって、鍛造・圧造時
の大なる加圧を打ち消してダイスの寿命を延長すること
が出来るのである。

【０００５】従って、型部材(３)への予圧は大きければ
大きい程、寿命を延ばすことが出来るのであるが、型部
材収容孔(22)に対する型部材(３)の圧入代を増加させね
ばならない。

【０００６】しかし型部材(３)を型部材収容孔(22)へ初
期の挿入状態から、最終の図７の状態まで圧入すると、
圧入に伴なって型部材(３)周面と型部材収容孔(22)内面
とは烈しい摩擦状態となって、焼付きを起す問題が生じ
る。従って、型部材(３)の締め代は大きく出来ず、予圧
は上昇できないから、十分な金型の寿命延長が出来なか
った。本発明は、型部材に大なる予圧を与えて型部材の
寿命延長を画ることのできるダイスを明らかにするもの
である。

【０００７】

【課題を解決する手段】請求項１の発明は、先端面に型
部材収容孔(22)を開設した補強ケース(２)の該型部材収
容孔(22)に型部材(３)を圧入した鍛造・圧造用ダイスに
おいて、補強ケース(２)の先端面に型部材収容孔(22)よ
りも大径の穴(25)を開設し、該大径穴(25)に筒体(４)を
圧入して、該筒体(４)内を型部材収容孔(22)となして型
部材(３)を圧入して構成され、筒体(４)の内面及び外面
を耐焼付性の表面改質層(７)で被覆している。

【０００８】請求項２の発明は、先端面に型部材収容孔
(22)を開設した補強ケース(２)の該型部材収容孔(22)に
型部材(３)を圧入した鍛造・圧造用ダイスにおいて、補
強ケースの外周面には少なくとも型部材に対応する範囲
には筒体(４)を圧入して構成され、該筒体(４)の内面を
耐焼付性の表面改質層(７)で被覆している。

【０００９】

【作用及び効果】請求項１のダイスは、筒体(４)の内外
面は、表面改質層(７)によって耐焼付性を著しく向上し
ているから、従来は到底試みることの出来なかった大き
な締め代によって、該筒体(４)内面、即ち型部材収容孔
(22)に型部材(３)を圧入することが出来る。更にこの筒
体(４)を大きな締め代によって補強ケース(２)の穴(25)
に圧入して型部材(３)に大きな予圧を作用させることが
でき、型部材(３)の寿命を延長できる。しかも型部材
(３)の筒体(４)への圧入の際、及び筒体(４)の補強ケー
ス(２)の穴(25)への圧入の際に、圧入に伴なう焼付きは
起らない。

【００１０】又、表面改質層(７)を、化学蒸着(ＣＶＤ)
によるＴｉＣ又はＴｉＣＮの層或いは物理蒸着(ＰＶＤ)
によるＴｉＮの層とした場合、これらの表面改質層(７)
の加工処理は、処理対象物の重量を基準とするため、本
願の様に、補強ケース(２)の一部を構成する筒体(４)の
みに表面改質層(７)を形成することは、補強ケース(２)
の穴(25)の内面に表面改質層(７)を形成する場合に比べ
て、コストを下げることができる。

【００１１】請求項２のダイスは、筒体(４)の内面は、
表面改質層(７)によって耐焼付性を著しく向上している
から、大きな締め代によって補強ケース(２)の外周部
に、筒体(４)を圧入でき、補強ケース(２)の型部材収容
孔(22)に圧入した型部材(３)に対して更に大なる予圧を
作用させて、型部材(３)の寿命を延長できる。又、筒体
(４)に表面改質層(７)を形成することは、該筒体(４)を
圧入する補強ケース(２)の外周面に表面改質層(７)を形
成する場合に比べて、前述した理由によりコストを下げ
ることができる。

【００１２】

【実施例】以下の第１実施例から第６実施例の内、第１
実施例から第５実施例は、主として横型トランスファー
プレスに使用するダイスあり、第６実施例は縦型プレス
に使用するダイスである。本発明の特徴とする、補強ケ
ース(２)に嵌合にする筒体(４)表面のＴｉＣ、ＴｉＣ
Ｎ、ＴｉＮ等の表面改質層(７)は、金属組織中に浸透し
て一部結合しており、その厚さは、５〜１０μｍであっ
て、肉眼では寸法は判らないので、説明のために太線で
誇張して図示している。

【００１３】

【第１実施例(図１)】外周が円筒状の補強ケース(２)の
前面中央に大径穴(25)を開設し、補強ケース(２)の軸心
を貫通して突出しピンスライド孔(21)が開設されてい
る。補強ケース(２)は、引張り強度が大なる焼入れ鋼に
て形成されている。穴(25)には筒体(４)が圧入され、筒
体(４)内を型部材収容孔(22)して型部材(３)が圧入され
ている。型部材(３)は、夫々超硬合金にて形成された上
型(31)と下型(32)を組合せて構成され、軸心に型穴(30)
を有し、更に前記突出しピンスライド孔(21)と型穴(30)
を連通するガイド孔(31)が開設されている。

【００１４】筒体(４)は、補強ケース(２)と同じく引張
り強度が大なる焼入れ鋼にて形成されており、内面及び
外面に本発明の特徴とする、耐焼付性の表面改質層(７)
を形成している。実施例の表面改質層(７)は、化学蒸着
(ＣＶＤ)によるＴｉＣ又はＴｉＣＮの層或いは物理蒸着
(ＰＶＤ)によるＴｉＮの層を筒体(４)の表面に形成した
ものである。

【００１５】然して、筒体(４)の内外面は、表面改質層
(７)によって耐焼付性を著しく向上しているから、従来
は到底試みることの出来なかった大きな締め代によっ
て、該筒体(４)内面、即ち型部材収容孔(22)に型部材
(３)を圧入することが出来、更にこの筒体(４)を大きな
締め代によって補強ケース(２)の穴(25)に圧入して型部
材(３)に大きな予圧を作用させることができる。従って
型部材(３)の寿命を延長できる。

【００１６】しかも型部材(３)の筒体(４)への圧入の
際、及び筒体(４)の補強ケース(２)の穴(25)への圧入の
際に、圧入に伴なう焼付きは起らない。又、表面改質層
(７)を、化学蒸着(ＣＶＤ)によるＴｉＣ又はＴｉＣＮの
層或いは物理蒸着(ＰＶＤ)によるＴｉＮの層とした場
合、これらの表面改質層(７)の加工処理は、処理対象物
の重量を基準とするため、本願の様に、補強ケース(２)
の一部を構成する筒体(４)のみに表面改質層(７)を形成
することは、補強ケース(２)の穴(25)に表面改質層(７)
を形成する場合に比べて、コストを下げることができ
る。

【００１７】

【第２実施例(図２)】第２実施例は、前記第１実施例と
殆ど同じであるが、筒体(４)の内面が先端側が縮径する
テーパ面となっており、上型(31)と下型(32)との組合せ
によって構成される型部材(３)の外周面が、筒体(４)内
面のテーパ面に対応するテーパ面となっている。筒体
(４)の内面と外面には、前記同様の表面改質層(７)が形
成され、筒体(４)内に型部材(３)が大なる締め代で圧入
され、筒体(４)は補強ケース(２)の穴(25)に大なる締め
代で圧入されている。第１実施例と同様の効果を奏す
る。

【００１８】［第３実施例(図３)］ 第３実施例は、第１実施例と比較して、型部材(３)の構
成が異なっている。第３実施例の型部材(３)は、スリー
ブ(33)内に上型(31)と下型(32)を圧入して形成されてい
る。スリーブ(33)の内面は、先端側が縮径するテーパ面
に形成され、上型(31)と下型(32)の外周面がスリーブ(3
3)の内面に対応するテーパ面に形成されている。

【００１９】尚、第３実施例に於いて、スリーブ(33)の
内面に前記同様の耐焼付性の表面改質層を形成しておけ
ば、スリーブ(33)に上型(31)及び下型(32)を圧入するた
めの締め代を大きくすることができ、上型(31)と下型(3
2)に対する予圧を大きく作用させることができ、型部材
(３)の寿命を一層延長できる。

【００２０】

【第４実施例(図４)】図４は、出願人が以前提案した型
部材(３)の交換が可能なダイス(実公昭５５−１９６４
４号)に本発明を実施したものである。上記ダイスは、
補強ケース(２)の中心に貫通孔(20)を開設し、貫通孔(2
1)の先部には該孔(21)よりも少し小径の穴(25)を設け、
該穴(25)に筒体(４)を圧入し、筒体(４)内に型部材(３)
を圧入している。筒体(４)の内面は、先端側が縮径する
テーパ面に形成されている。型部材(３)は、スリーブ(3
3)内に上型(31)と下型(32)を圧入して形成されている。
スリーブ(33)は、内外面ともに、先端側が縮径するテー
パ面に形成され、上型(31)と下型(32)の外周面がスリー
ブ(33)の内面に対応するテーパ面に形成されている。

【００２１】補強ケース(２)の貫通孔(20)には、台型
(５)が摺動可能に嵌まって、型部材(３)に当接し、貫通
孔(20)内面に形成されたネジ面(27)に押上台(６)を螺合
し、該押上台(６)が台型(５)を支持している。台型(５)
の軸心に突出しピンスライド孔(21)が開設されている。
筒体(４)の内面と外面には、前記同様の表面改質層(７)
が形成され、筒体(４)内に型部材(３)が大なる締め代で
圧入され、筒体(４)は補強ケース(２)の穴(25)に大なる
締め代で圧入されている。

【００２２】第１実施例と同様の効果を奏し、更に、型
部材(３)が損耗すれば、テーパスリーブ(33)を含む型部
材(３)を筒体(４)から外して、新たなものと交換すれば
よく、型部材(３)以外のものは、繰り返して使用でき
る。尚、第４実施例に於いて、スリーブ(33)の内面に前
記同様の耐焼付性の表面改質層を形成しておけば、スリ
ーブ(33)に上型(31)及び下型(32)を圧入するための締め
代を大きくすることができ、上型(31)と下型(32)に対す
る予圧を一層大きく作用させることができ、型部材(３)
の寿命を更に延長できる。又、筒体(４)の外面も先端側
が縮径するテーパ面に形成し、補強ケース(２)の穴(25)
も先端側を縮径させ、テーパ面どうしの圧入にて筒体
(４)を補強ケース(２)に嵌めてもよい。

【００２３】

【第５実施例(図５)】図５は、補強ケース(２)の外周に
筒体(４)を圧入した他の実施例を示している。図５のダ
イスは、長軸鍛造製品用のダイスであって、軸心方向に
長い補強ケース(２)の軸心に貫通孔(20)を開設し、該孔
の先端側は、先端が縮径するテーパ状の型部材収容孔(2
2)となっており、型部材収容孔(22)には１つものの型部
材(３)が圧入されている。貫通孔(20)の後部側に台型
(５)を圧入して型部材(３)を支えている。

【００２４】補強ケース(２)は、型部材(３)の略全長に
対応する範囲に小径部(26)が形成され、該小径部(26)の
外周に小径部(26)の全長に亘って筒体(４)が圧入されて
いる。筒体(４)の内面には前記同様の表面改質層(７)が
形成され、大なる締め代で補強ケース(２)の小径部(26)
に圧入されおり、型部材(３)に予圧を作用させることに
寄与しており、第１実施例と同様の効果を奏する。実施
例では、筒体(４)の外周にも耐焼付性の表面改質層(７)
が形成されている。

【００２５】ダイス(１)は、ダイブロック(８)のダイス
挿入穴(81)に嵌めて、クランプボルト(９)にて回転止
め、抜止めが画られるが、鍛造・圧造の加圧が繰り返し
て作用するとき、補強ケース(２)の型部材(３)に対応す
る部分も弾性変形により、拡縮を繰り返して、ダイブロ
ック(８)の穴面との間で焼き付きを起こし、ダイスの交
換をロボットにて自動的に行なう場合、トラブルを生じ
る。実施例の様に筒体(４)の外周にも耐焼付性の表面改
質層(７)を形成しておけば、ダイス(１)とダイブロック
の穴面との間の焼き付きを防止でき、ダイスの交換作業
を円滑に行なうことができる。

【００２６】

【第６実施例(図６)】図６は、厚みに比して、径の大き
な扁平ダイスであり、補強ケース(２)の軸心に貫通孔(2
0)を開設し、該孔の先端側は、先端が縮径するテーパ状
の型部材収容孔(22)となっており、型部材収容孔(22)に
は１つものの型部材(３)が圧入されている。貫通孔(20)
の後部側に台型(５)を圧入して型部材(３)を支えてい
る。補強ケース(２)の外周面は、先端側が縮径するテー
パ面となっており、筒体(４)が圧入されている。

【００２７】筒体(４)の内面には表面改質層(７)が形成
され、大なる締め代で補強ケース(2)の小径部（26）に
圧入されおり、型部材(３)に予圧を作用させることに寄
与する。筒体(４)は、外周面にも耐焼付性の表面改質層
(７)が形成されており、前記第５実施例と同様の効果を
奏する。

【００２８】上記第１から第６実施例において、表面改
質層(７)の形成は、析出させようとする金属を含んだ蒸
気の充満する反応室中に補強ケース(２)を静置すること
によって行なわれるから、筒体(４)の内、外面のみでな
く、筒体(４)の両端面にも付着するが、それらは本発明
の実施には支障はない。本発明は、上記実施例の構成に
限定されることはなく、特許請求の範囲に記載の範囲で
種々の変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のダイスの断面図である。

【図２】第２実施例のダイスの断面図である。

【図３】第３実施例のダイスの断面図である。

【図４】第４実施例のダイスの断面図である。

【図５】第５実施例のダイスの断面図である。

【図６】第６実施例のダイスの断面図である。

【図７】従来例のダイスの断面図である。

【符号の説明】

(２) 補強ケース (22) 型部材収容孔 (３) 型部材 (４) 筒体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−181449（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−60253（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−130416（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−16644（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−273231（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−234633（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−101340（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−33933（ＪＰ，Ｕ) 登録実用新案3001317（ＪＰ，Ｕ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端面に型部材収容孔(22)を開設した補
   強ケース(２)の該型部材収容穴(22)に型部材(３)を収容
   した鍛造・圧造用ダイスにおいて、補強ケース(２)の先
   端面に型部材収容孔(22)よりも大径の穴(25)を開設し、
   内面及び外面を耐焼付性の表面改質層(７)で被覆してい
   る筒体(４)を該大径穴(25)に圧入し、該筒体(４)内を型
   部材収容孔(22)となして該孔(22)に型部材(３)を圧入
   し、表面改質層(７)の作用により補強ケース(２)の穴(2
   5)と筒体(４)、及び筒体(４)の型部材収容孔(22)と型部
   材(３)との間の焼付きを抑えて、補強ケース(２)に対す
   る筒体(４)の圧入と、筒体(４)に対する型部材(３)の圧
   入の２重の圧入により型部材(３)には軸心方向に大なる
   与圧が作用している鍛造・圧造用ダイス。
2. 【請求項２】 先端面に型部材収容孔(22)を開設した補
   強ケース(２)の該型部材収容穴(22)に型部材(３)を収容
   した鍛造・圧造用ダイスにおいて、内面に耐焼付性の表
   面改質層(７)で被覆している筒体(４)を、少なくとも型
   部材(３)に対応する範囲で補強ケース(2)の外周面に圧
   入し、補強ケース(2)に対する筒体(４)の圧入と、補強
   ケース(２)の孔(22)に対する型部材(３)の圧入の２重の
   圧入により型部材(３)には軸心方向に大なる与圧が作用
   している鍛造・圧造用ダイス。
3. 【請求項３】 耐焼付性表面改質層(７)は、化学蒸着法
   或いは物理蒸着法によって筒体の表面に析出したＴｉ
   Ｃ、ＴｉＣＮ、ＴｉＮの何れかの層である請求項１又は
   ２の鍛造・圧造用ダイス。