JP3201460U - 垂直と双方向のマルチアクション鍛造用金型セットの改良構造 - Google Patents

Abstract

【課題】垂直と双方向のマルチアクション鍛造用金型セットの改良構造を提供する。【解決手段】上金型ベース２１及び下金型ベース２２が組み合わされて構成され、上金型ベース２１には主に中間部くさび部２１２、２つの側方くさび部２１３、及び駆動くさび部２１４が設けられ、くさびの下方には上受接金型ベース２１１が設置され、駆動くさび部２１４の下方に位置されて衝撃棒２１５が結合される。下金型ベース２２には上金型ベース２１に対応するフロート金型ベース２２１が設置され、これは下方の箇所に設置される油圧シリンダー２２３により制御されるピストン２２２に結合され、最底端には金型ベース圧力板２２４が設置される。動作時には、上金型２１及び下金型２２が油圧の作用により型締され、密閉される金型穴が形成され、続いて、くさびにより連動されて、上パンチ２１１０及び下パンチ２２１０が金型穴に向けて圧迫させる動作を行って鍛造を行い、材料が密閉される金型穴中で押圧されて成形されてバリが発生しなくなる。【選択図】図２

Description

本考案は、垂直と双方向のマルチアクション鍛造用金型セットの改良構造に関し、より詳しくは、くさび部の異なる角度の設計を利用してくさび部セットを連動させ、上パンチを駆動させ、鍛造機に異なる速度で下に向けて押圧させ、フロート金型ベース及び油圧制御を組み合わせて鍛造品に対して上パンチ及び下パンチが異なる速度で押圧する鍛造成型に関する。

現在国際的に競争が激しくなり、鍛造品のサイズを精密化してブランク材を減らすことが、全ての鍛造業者にとっての技術開発の方向性となっている。従来の鍛造方式はバリの設計により、材料が金型穴及び抜き勾配に充填するのを補助し、離型を達成させる。この方法で完成した鍛造品には、その後にバリ取り及び他の機械加工によって出た抜き勾配の除去を行う必要がある。

このため、いわゆるバリ無し鍛造工程（完全密閉鍛造）により鍛造を行う場合、大量の機械加工工程及び材料を省略でき、コストを削減できる。

図１は従来の一体型金型１であり、上金型具１１及び下金型具１２を有し、上金型具１１及び下金型具１２の間にはバリ１３が設けられる。離型を助けるための抜き勾配１４が設けられ、従来の鍛造工程を運用してブランク材を鍛造して完成材を作り、バリ取り及び後続の機械加工を経て、製品が完成する。加工工程が煩雑であるほか、コストも高くなり、且つ品質も上がらない。

本考案者は鍛造モジュールの研究開発及び製造技術に専門的に従事し、バリ無し、材料の節約、後続の加工工程の省略、鍛造製造コストの削減等を達成させるため、特に垂直と双方向のマルチアクション鍛造モジュールを研究開発した。従来の多くの部材を１回で鍛造成型することで、高速化及びコストを削減する目的を達成させる。

本考案は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本考案は、垂直と双方向のマルチアクション鍛造用金型セットの改良構造を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本考案に係る垂直と双方向のマルチアクション鍛造用金型セットの改良構造は、くさび部の上下の垂直運動により、上パンチに異なる圧下速度を発生させ、複雑な形状の鍛造品に対して鍛造成型を行うモジュール構造の改良を指す。主に上金型ベース及び下金型ベースが組み合わされて構成され、前記上金型ベースには中間部くさび部、側方くさび部及び駆動くさび部が設けられると共に衝撃棒が結合される。下金型ベースは上金型ベースに対応し、主にフロート金型ベースが設置され、下端に設置される油圧シリンダーにより制御される下方のピストンに連結され、モジュールが衝撃を与えることで鍛造作業を行い、前記下金型ベースの最底端の箇所には金型ベース圧力板が設置される。本考案の設計の重点は、前記くさび部が異なる角度に設計され、上パンチ及び鍛造機の速度比を調整させ、両者の金型穴に詰め込まれる異なる材料量の制御を行い、高速でバリ無しの複雑な形状の鍛造品を鍛造する目的を達成させることである。

これにより、行鍛造作業を行うさい、垂直と双方向のマルチアクションモジュールが上下に垂直運動を行い、くさび部が連動することで鍛造作業を行い、且つバリを発生させない。特に、双方向のマルチアクションの工程では、くさび部の異なる角度により、前記鍛造品の成形では上金型及び下金型具(或いは左右のモジュール)により先行して型締が行われた後、マルチアクションパンチにより異なる速度で金型穴中に詰め込まれ、材料が金型穴に均等に充填される。このため、サイズが精密になり、且つ表面が滑らかで精緻な鍛造品を得られる。後続のバリ取り及び機械加工等の加工工程が完全に不要になり、且つブランク材を節約でき、有効的にコストを抑制させる。

従来の鍛造用金型を示す概念図である。 本考案の上金型ベース、下金型ベースの型開きの軸方向を示す断面図である。 本考案の上金型ベース、下金型ベースが型締めて鍛造される際の概念図である。 本考案の傘状歯車が鍛造される概念図である。

以下に図面を参照して、本考案を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、本考案は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。

図２は本考案の上金型ベース及び下金型ベースの型開きの軸方向を示す断面図である。前記モジュール２は、上金型ベース２１及び下金型ベース２２を主に備え、前記上金型ベース２１及び下金型ベース２２の構造は、図２を参照すると、前記上金型ベース２１の下方には上受接金型ベース２１１が設置されると共に上パンチ２１１０が上面に装設される。上金型ベース２１内には中間部くさび部２１２が設けられ、中間部くさび部２１２の二側には側方くさび部２１３がそれぞれ設けられ、２つの側方くさび部２１３の近辺には駆動くさび部２１４が設けられる。前記駆動くさび部２１４の下端には衝撃棒２１５が結合される。

また、下金型ベース２２には主に上金型ベース２１内の上受接金型ベース２１１に対応するフロート金型ベース２２１が設置され、その上にはパンチ２２１０が固設され、前記フロート金型ベース２２１はピストン２２２に固設され、底端に設置される油圧シリンダー２２３によりフロート金型ベース２２１が有効的に制御される。下金型ベース２２の底端の箇所には金型ベース圧力板２２４が設置され、鍛造作業時に受ける極めて高い衝撃力を有効的に分散させて緩衝させる。

次に、マルチアクション鍛造はすでに公開されている技術であり、従来の簡易型の部材は、一般的には一律に従来の一体型金型が採用されて鍛造が行われる。よって、鍛造後の鍛造品にはバリが残り、このため、鍛造後には多くの後続の加工工程が必要になり、鍛造品を完成させる。

本考案により鍛造される製品は従来の鍛造による部材の構造と同じであるため、モジュールには従来のマルチアクションモードが採用される。よって、本考案の重点は従来のマルチアクションモジュールの改良である。くさび部の間に異なる角度を設定させ、上パンチ及び下パンチの金型穴に詰め込まれる速度を改変させて、異なる材料量で詰め込ませ、従来の鍛造方式を利用する複雑な形状の鍛造品に応用され、１回で鍛造を完成させることで製造効率を高めてコストを削減させる。

ゆえに、本考案に係る垂直と双方向のマルチアクション鍛造モジュールは、主にバリ及び抜き勾配を回避させる設計となる。図３を参照すると、本考案の上金型ベース及び下金型ベースが型締めて鍛造される概念図であり、前記上金型ベース２１、下金型ベース２２、上パンチ２１１０及び下パンチ２２１０は個別にマルチアクションを行う。ブランク材が置かれた後、まず、上金型ベース２１及び下金型ベース２２により型締が行われ、マルチアクション鍛造を行って上パンチ２１１０が金型穴中に詰め込まれ、ブランク材が金型穴に充填される。これにより、サイズが精密になり、且つ精緻な形状の鍛造品が得られる。

図３に示すように、上金型ベース２１及び下金型ベース２２が型締状態になると、上金型ベース２１は継続的に金型ベース２２に向けて移動し、フロート金型ベース２２１が圧迫されて下に向けて移動し、同時に各くさび部セットを駆動させて金型穴に向けて運動させると共に上パンチ２１１０を駆動させて金型穴に詰め込む。くさび部セットの運動は衝撃棒２１５から発生し、且つくさび部セットの角度の設計により、その速度を衝撃棒２１５の速度とは相異するように制御させ、ただし方向は反対であり、金型穴に異なる材料量で詰め込まれ、異なる鍛造品の鍛造作業を完成させる。図４は本考案により傘状歯車が鍛造される概念図であり、本考案により傘歯車３が鍛造され、棒状本体３１を有し、上端には傘型歯車形状３２が形成される。１回で鍛造が完成するほか、バリが無く、滑らかで完璧な表面が得られ、後続の多くの機械加工が省かれ、非常に便利で高速である。

本考案は傘歯車３が極めて好ましい鍛造効果を有する以外、棒状本体に側板が設置されるか歯車形状が形成され、さらには多方向の接合ヘッドに本考案の鍛造モジュールを使用し、ブランク材が減少するのみではなく、後続の機械加工をも省略させ、特に鍛造の加工工程を減少させる。ゆえに、形成の過程では、上金型ベース２１及び下金型ベース２２は型締状態を終始保持され、ブランク材は密閉される金型穴中で鍛造されて成形され、これによりバリ無しの鍛造品が鍛造される。

くさび部の角度の調整については、角度が４５度に設定される場合(図２参照)、下パンチ２２１０は静止されて不動になり、上金型ベース２１は上受接金型ベース２１１に装設され、下に向けて運動する速度と鍛造機の速度とは同じであり、上パンチ２１１０が金型穴に詰め込まれる速度は、鍛造機の速度以外に５ブロック式くさび部の運動で発生する速度を加えたものである。くさび部の運動は衝撃棒２１５から発生し、衝撃棒２１５の速度は鍛造機と同じであり、ただし方向は反対である。ゆえに、上パンチ２１１０が金型穴に詰め込まれる速度も鍛造機の速度の二倍となる。

このように、得られた結果は、上パンチ２１１０の速度が鍛造機の速度の二倍であり、金型ベースと鍛造機との速度が同じであり、下パンチ２２１０の速度が０である。ゆえに、金型穴の中心を基準とし、上パンチ２１１０及び下パンチ２２１０の相対的な速度は等速であり、対向して金型穴に詰め込まれて成形を行う。成形過程では、上金型ベース２１及び下金型ベース２２はフロート金型ベース２２１に支持されるため、終始型締状態となり、よって、ブランク材は密閉される金型穴中で鍛造されて成形され、バリ無しの鍛造品（forging）が鍛造される。

くさび部角度θが改変されるのみで上パンチ２１１０及び下パンチ２２１０の速度が改変され、金型穴に異なる材料量で詰め込まれ、且つくさび部角度θは、どの一端のくさび部角度θが変化するかによらず（θ１、θ２、θ３、或いはθ４の内のどれでもよい）、一般的にはくさび部の角度は２０度〜７０度の間であり、異なる鍛造品の鍛造の要求に適い、高速で、安定してバリ無しの鍛造品（forging）が得られる。

上述のように、本考案は垂直と双方向のマルチアクション鍛造モジュールにより、従来の一体型金型鍛造を採用した鍛造品を鍛造して、バリ無しの鍛造品が得られるほか、後続の機械加工或いは多くの鍛造工程が不要になり、ブランク材をより節約でき、さらにサイズが精密な鍛造品が得られる。

上述の実施形態は本考案の技術思想及び特徴を説明するためのものにすぎず、当該技術分野を熟知する者に本考案の内容を理解させると共にこれをもって実施させることを目的とし、本考案の特許請求の範囲を限定するものではない。従って、本考案の精神を逸脱せずに行う各種の同様の効果をもつ改良又は変更は、後述の請求項に含まれるものとする。

（従来の技術）
１ 一体型金型
１１ 上金型
１２ 下金型
１３ バリ
１４ 抜き勾配
（本考案）
２ モジュール
２１ 上金型ベース
２１１ 上受接金型ベース
２１１０ 上パンチ
２１２ 中間部くさび部
２１３ 側方くさび部
２１４ 駆動くさび部
２１５ 衝撃棒
２２ 下金型ベース
２２１ フロート金型ベース
２２１０ 下パンチ
２２２ ピストン
２２３ 油圧シリンダー
２２４ 金型ベース圧力板
３ 傘歯車
３１ 棒状本体
３２ 傘型歯車形状
θ１ くさび部角度
θ２ くさび部角度
θ３ くさび部角度
θ４ くさび部角度

Claims (3)

1. 主に上金型ベース及び下金型ベースで構成され、前記上金型ベースの下方には上受接金型ベースが設置されると共に上パンチが結合され、中央内部には中間部くさび部が設けられ、二側には側方くさび部がそれぞれ形成され、側方くさび部の二側方には駆動くさび部が設けられ、且つ駆動くさび部の下端には衝撃棒が結合され、下金型ベースが上金型ベースの上受接金型ベースに対応する箇所にはフロート金型ベースが設置されると共に下パンチが固定され、前記フロート金型ベースは油圧シリンダーにより制御されるピストンに固設される、垂直と双方向のマルチアクション鍛造用金型セットの改良構造であって、
   前記中間部くさび部、２つの側方くさび部、及び駆動くさび部の異なる角度（θ）の変化を利用して、上パンチ及び下パンチの相対的な速度の調整が行われ、金型穴に詰め込まれる材料量の制御が行われ、外形が複雑な鍛造品の需要に応えることを特徴とする垂直と双方向のマルチアクション鍛造用金型セットの改良構造。
2. 前記上金型ベース及び下金型ベースは型締状態に保持されて垂直と双方向のマルチアクション鍛造が行われ、ブランク材が密閉された金型穴中で鍛造されてバリのない鍛造品が製造されることを特徴とする、請求項１に記載の垂直と双方向のマルチアクション鍛造用金型セットの改良構造。
3. 前記中間部くさび部、２つの側方くさび部、及び二側方の駆動くさび部の角度（θ）は、２０度〜７０度の間であることを特徴とする、請求項１に記載の垂直と双方向のマルチアクション鍛造用金型セットの改良構造。