JP3572544B2 - ワークピースの成形,特に,冷間成形のための装置と方法 - Google Patents
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Description
この発明は,ワークピースの成形,特に,本事例においては冷間成形のための成形型(ダイ)と送りデバイスとを備え,これによって,ワークピースと成形型との間の相対運動が実現される装置並びにワークピースと成形型との間の相対運動が送りデバイスにより行われるワークピースの成形,特に,ワークピースの冷間成形方法に関するものである。
【0002】
このような装置と方法は,概ね知られており,したがって,詳細にわたり記載する必要はない。既知の装置と方法との欠点は,ワークピースの冷間成形を所望のとおり行うには,大きな送りの力が必要である点である。
【0003】
米国特許4,197,757からワークピースの冷間成形の方法と装置が知られており,冷間成形手段により,ワークピースが所望の輪郭形状になるようになっている。このためには,ワークピースを凹所を開放している凹所に挿入し,該ワークピースが納まっている該凹所の一方の端部を閉止し,他方の端部にアンビルを配置し,アンビルと前記凹部の壁の間に環状空間を形成し,ついで,該環状空間を閉ざし,前記ワークピースの選択された領域に第1の圧力を作用させて,前記ワークピースを前記アンビルを介して押し出し始め,前記凹部を満たす。その後,前記アンビルと,前記ワークピースが押し出される前記凹部の壁との間の前記環状空間の体積は,前記メタルの流れ方向と反対の実質的に均一の第2の圧力が前記ワークピースに作用されて,増加するもので,この場合,第2の圧力のマグニチュードは,第1の圧力のそれよりも小さく,これによって,押し出しの間,メタルは,実質的に均一に流れる。この方法を行うために設けられた装置は,前記アンビルを後退,前進させる機構を有している。
【0004】
米国特許3,585,832から,メタル成形の装置が知られており,ここにおいては,該メタルの面に十分な圧力が作用して,所定の方向へメタルが流れるようになっている。この圧力は,パルス力を均一な連続した力に重ねるようにしたような二つの力を互いに重ねた形で作用させるものである。このケースにおいては,パルス力のマグニチュードは,コンスタントな推進静的な力よりも僅かなオーダーで小さく,作用するパルス力による機能の前進のみの力は,速くても遅くても,送り方向へ240,BArial,0,0,0で作用する。
【0005】
フランス公告出願1364019からは,ここでも振動力を静的プレス力に重ねる装置が知られているが,このケースにおいては,しかしながら,ここでもまたワークピースの動きは,送り方向へのみに行われるもので,これは,前記静的な力のマグニチュードが前記パルス力よりも僅かのオーダーでしか大きくないからである。
【0006】
ドイツ公告出願1929558からは,押し出し工程の間,押し出しツールの動作する動きに振動力が重ねられる装置が知られている。このケースにおいては,前記ツールをマテリアルに配置し,適当にプレスして,フロープロセスを開始させる。この結果として,前記マテリアルは,その面を広げようとし,これによって,前記マテリアルは,知られているように,ノーマルフォースと摩擦係数から計算できる摩擦力に実際に抵抗しながら成形ツールの面をスライドし始める。この前記ツールの送り運動における,又は,前記ツールの押し出しの送り運動に対し直角な角度においての振動力の重ね合わせは,押し出し工程の間のワークピースに対し,定期的で,可能な限りの後続の振動力がかからず,その結果,ワークピースの面に近接の領域におけるビルトアップされた剪断ストレスが接触するワークピースとツールの面によって減少される.また,この既知の装置の場合,送り方向へ連続した静的圧力が与えられる。
【0007】
この発明の目的は,ワークピースの成形,特に冷間成形に必要な送る力を下げることができる改良された装置及び方法を提供することである。
【0008】
この点は,この発明による装置により解決されるもので,この装置は,送りデバイスと共動する周波数発生デバイスを有し,これにより,送りデバイスによるワークピースとダイとの間の相対運動がモデュレートされて,前記ワークピースとダイの少なくとも一方が送り方向に第1のストローク長さ分だけ前進されれば,ついで逆方向のストロークにおいて,前記ワークピースとダイの少なくとも一方が第2のストローク長さ分だけ,送り方向と反対の方向へ動かされるようになるものである。
【0009】
この発明による手段により,成形,特に冷間成形,例えば,ワークピースの冷間押し出しに必要な,そして,ワークピースの定められた最終成形の実現に必要な送り出す力がコンベンショナルな装置よりもはるかに小さくてすむという有利な手段が達成される。このことは,この発明によれば,装置の操作に必要なエネルギーが少なくてすみ,エネルギーを明らかに節約できることに結び付く。この発明による装置での成形の間での力が小さくすむことにより,この発明による装置の構造が簡単になり,したがって,安価になるものであり,これにより,製造コストもまた安くすることができる。冷間成形すべきワークピースに対し,間欠的なストローク状の送り運動により”ハンマー状”の衝撃力を与えることにより,有利な手段で容易に且つ摩耗を与えずに高品質の冷間成形が行えるようになる。他の利点は,前記ワークピースが受ける軸方向の力は,小さいものであるから,曲がったり,変形したり,さらには,膨れたりする点を大幅に抑えることができる。
【0010】
この発明のその他の利点,さらなる発展は,特許請求の範囲の従属請求項の事柄になっている。
【0011】
ワークピース2の冷間成形,特に,冷間押出しのための装置1の図1に示された第1の実施例は,ダイ3を有し,これは,送りデバイス5によりワークピース2に対し相対的に移動できるようになっている。このように,送りデバイス5は,ダイ3と,クランプ装置7に保持されたワークピース2との間に相対的な動きを作る。ダイ3がここの例では固定状態にクランプされたワークピース2に向け送り方向P方向へ送りデバイス5により動かされると,ワークピース2は,ダイ3内へ入り,当業者に知られた手段で冷間成形される。
【0012】
送りデバイスが送り方向Pへ連続的に動く既知の装置とは対照的に,装置1においては,送り方向Pにおける動きが周波数発生デバイス10によりモディファイされて,ダイ3は,送り方向Pへ均一的に動く代わりに,ストローク状の動きを行い,第1のストロークの長さ分前進する送り方向Pへの前進ストロークの後,ダイ3は,引き続いて後退ストロークに入り,第2のストロークの長さ分送りデバイス5により後方へ引っ張られる。続く前進ストロークにおいては,ダイ3は,再び前進し,先の前進ストロークの終点を越える。ダイ3によるワークピース2へのこの”ハンマー状”の衝撃を介して,次の工程で加工されるワークピース2の領域へダイが衝撃を加える前に,ダイ3は,連続して衝撃力を与える場合よりも大きな運動エネルギーをもつことが容易になり,これは,ダイ3が送り方向Pへ送りデバイス5により再び加速される前に後退し,さらに,ダイ3は,先の前進ストロークで既に冷間成形されたワークピース2の領域にそって動き,この領域をほぼ摩擦無しに通ることができるからである。これに加え,冷間成形操作の次の工程を行う前にダイ3を後退させることが潤滑剤の改良された供給へつながるもので,潤滑剤は,図1に略図的に示すように,潤滑剤供給ユニット8を介して供給される。
【0013】
装置1の例にあっては,周波数発生デバイス10により発生される,ダイ3を送り方向Pへのダイ3の前進運動を変調する周波数は,約5ヘルツから約30ヘルツ,好ましくは10ヘルツから20ヘルツの範囲のものであることが好ましい。
【0014】
ダイ3の後退運動の第2のストロークの長さは,送りにおける第1のストロークの長さの半分程度のものであることがさらに好ましい。
【0015】
この例における周波数発生デバイス10は,液圧作動,空気圧作動又は機械的作動によるものである。しかしながら,送りデバイス5の送り運動を変調する周波数を電磁的に発生させることも場合によっては考えられる。
【0016】
だが,周波数発生デバイス10を送りデバイス5に一体化することもでき,これによって,送りデバイス5による送り運動を直接変調させることができる。これは,特に送りデバイス5の送りシリンダー5’へのオイル供給をサーボハイドロリック又は比例ハイロドリックにコントロールすることで行うことができ,これによって,シリンダー5’がダイ3を周期的に振動させて送るようになる。
【0017】
図2に示された装置1’の第2の実施例は,第1の実施例の装置1にほぼ相当するもので,同じパーツには,同じ符号を付し,詳細な説明は,省略する。二つの実施例における主な相違は,装置1’の場合,ダイ3が固定であるのに対し,ワークピース2がダイ3へ向かい軸方向へ動くようになっている点である。したがって,送りデバイス5と周波数発生デバイス10は,共働して,ワークピース2又はワークピース2を保持するクランプデバイス7に作用する。
【図面の簡単な説明】
この発明のさらなる特徴及び利点は,図面の参考として以下に記載された模範的な実施例から推論されるものである。
【図1】発明の装置の第1の実施例を示す。
【図2】該装置の第2の実施例を示す。
【符号の説明】
1.冷間押出しのための装置
2.ワークピース
3.ダイ
5.送りデバイス
Claims (19)
- ダイ(3)と送りデバイス(5)とを有し、該手段によりワークピース(2)とダイ(3)との間に相対運動が実現される、ワークピースの成形のための装置であり、該装置(1:1‘)は、送りデバイス(5)と共動する周波数発生デバイス(10)を有し、これにより、送りデバイス(5)によって発生されるワークピース(2)とダイ(3)との間の相対運動が変調されて、前記ワークピース(2)とダイ(3)の少なくとも一方が送り方向(P)に第1のストローク長さ分だけ前進されれば、次いで逆方向のストロークにおいて、前記ダイ(3)とワークピース(2)との少なくとも一方が第2のストローク長さ分だけ、送り方向(P)と反対の方向へ動かされるようになることを特徴とする装置。
- 周波数発生デバイス(10)によりもたらされるワークピース(2)とダイ(3)の少なくとも一方の送り運動の変調は、送り方向(P)における前進ストロークでカバーされる第1のストロークの長さが引き続く逆のストロークにおいてカバーされる第2のストロークの長さ分よりも長いことを特徴とする請求項1による装置。
- 前進ストロークでカバーされる第1のストロークの長さが前記逆のストロークにおいてカバーされる第2のストロークの長さ分よりも2倍であることを特徴とする請求項2による装置。
- 周波数発生デバイス(10)により行われる変調(モデュレーション)の周波数は、5Hzから30Hzの範囲であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかによる装置。
- 周波数発生デバイス(10)により行われる変調(モデュレーション)の周波数は、10zから20Hzの間の範囲である請求項4による装置。
- 送りデバイス(5)と周波数発生デバイス(10)とは、互いに動作してダイ(3)に作用することを特徴とする請求項1〜5のいずれかによる装置。
- 送りデバイス(5)と周波数発生デバイス(10)とは、互いに動作して、ワークピース(2)に作用することを特徴とする請求項1〜5のいずれかによる装置。
- 送りデバイス(5)と周波数発生デバイス(10)とは、互いに動作して、ダイ(3)とワークピース(2)とに作用することを特徴とする請求項1から5の一つによる装置。
- 周波数発生デバイス(10)は、液圧で、空気圧で、機械的に又は電磁的に動作する周波数発生デバイスであることを特徴とする請求項1〜8のいずれかによる装置。
- 周波数発生デバイス(10)は、送りデバイス(5)と一体化されており、送りデバイス(5)により発生の送り運動が直接変調(モデュレート)されることを特徴とする請求項1〜8のいずれかによる装置。
- 送りデバイス(5)の送りエレメント(5’)がサーボ・液圧又は比例・液圧制御されることを特徴とする請求項10による装置。
- 送りデバイス(5)によりワークピース(2)とダイ(3)との間に相対的な運動を発生させるワークピースの成形方法であり、送りデバイス(5)により行われる、ワークピース(2)とダイ(3)との間の相対的運動がモデュレートされて、前記ワークピース(2)とダイ(3)の少なくとも一方が送り方向(P)に第1のストローク長さ分だけ前進されれば、ついで逆方向のストロークにおいて、前記ダイ(3)とワークピース(2)との少なくとも一方が第2のストローク長さ分だけ、送り方向(P)と反対の方向へ動かされるようになることを特徴とする方法。
- 送り方向(P)における前進ストロークでカバーされる第1のストロークの長さが引き続く逆のストロークにおいてカバーされる第2のストロークの長さ分よりも長いことを特徴とする請求項12による方法。
- 送り方向における前進ストロークでカバーされる第1のストロークの長さが引き続く逆のストロークにおいてカバーされる第2のストロークの長さ分のほぼ2倍であることを特徴とする請求項13による方法。
- 周波数発生デバイス(10)により行われる変調(モデュレーション)の周波数は、5Hzから30Hzの範囲の間であることを特徴とする請求項12から14の一つによる方法。
- 周波数発生デバイス(10)により行われる変調(モデュレーション)の周波数は、10及び20Hzの間であることを特徴とする請求項15による方法。
- 送りデバイス(5)と、これと共に動作する変調周波数を発生する周波数発生デバイス(10)とによりダイ(3)が動かされることを特徴とする請求項12〜15のいずれかによる方法。
- 送りデバイス(5)と、これと共に動作する周波数発生デバイス(10)とによりワークピース(2)が動かされることを特徴とする請求項12から15のいずれか一つによる方法。
- 送りデバイス(5)と、これと共に動作する周波数発生デバイス(10)とによりダイ(3)とワークピース(2)とが動かされることを特徴とする請求項12から15のいずれか一つによる方法。
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