JP3707768B2 - 圧力コントロール液圧押出方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本願発明は、圧力コントロール液圧押出方法に関するものである。液圧押出方法は、液圧を作用させながら押出し加工を行う方法を意味する。圧力コントロールは、当該液圧を適宜調整して正規の押出し加工が行われるようにする制御のことである。この押出し加工は、ヘリカルギヤー等の自動車の部品の成形に適用される。
【0002】
従来例として、特開平11―254082の図1、特願平7―308729の図3に示されるような前方押出し工法を挙げることができる。これら従来の工法と本願発明とを比較し易くするために、これら従来工法の本質を図式化すれば図3の如くなる。同図において、素材11は同図A、B、C、Dの工程を経て製品15になる。尚、製品15が穴明きのため、素材11が穴明きで、金型にはマンドレルが存在する。
【0003】
図3の Aにおいて、素材11の外径はコンテナ12bの内径と略同一径であり、同図のCにて素材11をパンチ13でダイ12に押出し込んで成形する際に、素材外径 とコンテナとの間に大きな摩擦力が発生する。更に、製品15のヘリカルギヤ部15aをダイ12のヘリカルギヤ部12aで成形させる場合は、リードに 沿って製品15が回転するため上記軸方向の摩擦力に加えて回転方向にも大きな摩擦力が発生する。そのため加工に要する荷重も増大し、製品精度及び金型寿命に悪影響を及ぼす。尚、この工法によれば素材の外径部はストレートでなくてはならない。これを段付きにすると、成形中に小径部が変形して膨らんでしまい、 所定の形状に成形できない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明の第1の目的は、金型寿命を長くすること、第2の目的は製品精度の向上を図ることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本願発明においては、ダイと素材との間に液圧空間を介在させ、素材の成形に際してパンチの加圧力によって素材に適宜の液圧を作用させる構成とする。
【0006】
すなわち、キャビティ10の下方に歯形部2 a を有するダイ2内に素材1と液体とを供給し、パンチ3をキャビティ10内に下降させ、素材1とパンチ3との接触面7と、ダイ2とパンチ3との嵌合面8、及びダイ2と素材1との下端部との嵌合面9とによって液圧室6を形成し、かつ、前記ダイ2とパンチ3とのクリアランスを前記液圧室6の液圧を素材1の加工に必要な液圧に維持するように定めた。
【0007】
前記液圧室6の液圧は、予めダイとパンチとのクリアランスを調整しておき、パンチの下降に伴い増加する圧力をシール部8から逃がすことによって所定の範囲に維持する。
以上
【0008】
【発明の実施の形態】
図1は、素材1が成形され成形品5になるまでの工程を示している。素材1は、金型で成形される。金型は、ダイ2、パンチ3、マンドレル4等で構成されている。金型は、プレス機械にセットされ、プレス機械のスライドの昇降運動に伴って作動する。
【0009】
図1のAにおいて、ダイ2には成形品の形状を有したキャビテイ10が設けられている。キャビテイ10の下方には歯部2aが形成されている。この歯部2aで成形品5の歯部5aが成形されることになる。歯部2aは本実施例の場合、ヘリカルギヤーである。
【0010】
図1のB及び図2において、ダイ2に素材1が供給される。素材1は搬送装置でダイ2まで搬送され、ダイ2のキャビテイ10に挿入される。素材1がキャビテイ10に挿入された後、素材1の穴にマンドレル4が挿入され、キャビテイ10に液体が供給される。本実施例においては、液体として油が使用されている。
【0011】
続いてパンチ3がキャビテイ10内を下降し、パンチ3の下端面が素材1の上面に接触し、なおもパンチ3が下降するとキャビテイ10内の液体が圧縮され液圧室が形成される。即ち、液体は素材1とパンチ3との接触面、ダイ2とパンチ3との嵌合面、更にダイ2と素材1の下端部との嵌合面においてシールされる。これらのシール部を順に7、8、9とする。
【0012】
シール部9は、完全にシールされ、液圧室6の液体の洩れが無いことが要求される。液圧室6の圧液が歯部2aに侵入すると成形品5の歯部5aが部分的に凹み、正規の形状は得られない。
【0013】
シール部7は、若干洩れても差し支えない。本実施例の場合は、歯部2aがヘリカルギヤーのため、成形に伴ってパンチ3に対して素材1が回転する。両者の間に液体が侵入することによって、この回転に伴う摩擦力を低減させることが期待できる。
【0014】
シール部8においては、圧液を積極的に逃がす必要がある。液圧室6の液圧が限りなく上昇すれば、ダイ2等の部材が破壊される等の不具合が生じる。しかし、液圧室6の液体がシール部8から多量に洩れると素材1が径方向に膨らむ、素材1の成形作用が不完全になる等の不具合が生じる。これらの点を考慮してシール部8の絞りであるクリアランスを決定する必要がある。結局、シール部8はリリーフ弁の役目をする。
【0015】
シール部8のクリアランスは前述の如く、液圧室6の液圧が最適になるように決定される。
【0016】
図1のCにおいて、素材1は液圧室6の液圧を受けながら、パンチ3で押され、成形されて成形品5になる。この場合、液圧室6の液体がダイ2と素材1との間に介在するため両者の間に摩擦力は発生しない。よって、素材1は成形に必要な押圧力だけで成形される。本実施例の場合、ダイ2の歯部2aがヘリカルギヤーであるから、素材1がダイ2に押し込まれる際に回転するが、前記液体の作用で回転に伴う摩擦抵抗は発生しない。
【0017】
ダイ2内の成形品5はノックアウト装置で下方から付勢され、ダイ2の上方に取り出される。即ち、回転自在の押し上げ部材で成形品をダイ2の上部まで押し上げる。
【0018】
本実施例の場合は、段付き素材を用いているが、本願発明はストレートの素材でも適用でき、成形品の中心に穴があるが、穴がなくても適用できる。本実施例の場合は、成形品がヘリカルギヤーを有するが、本願発明はスパーギヤーでも、或いはギヤーがない部品の成形にも適用できる。
【0019】
【発明の効果】
本願発明によれば、摩擦力を伴わないので、成形に要する荷重が低くなり、その結果金型に生じる応力が低下するので製品精度が向上し、金型の寿命が長い、省エネである、等の効果がある。また、液圧にてダイと素材間に隙間があっても素材の変形が起こらないので、段付き素材の押出しも可能となり、その結果押し出しの断面減少率が小さくなり、成形荷重をさらに低下させることが可能となる。更に、液圧室6の液圧は、シール部8のクリアランスで制御される。よって、制御が楽で、安定性がある。本願発明によって、所謂難加工を伴う部品の成形が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】工程の説明図
【図2】図1の要部の拡大図
【図3】従来の工法説明図
【符号の説明】
1は素材、2はダイ、3はパンチ、4はマンドレル、5は成形品、6は液圧室、7はシール部、8はシール部、9はシール部、10はキャビテイ、11は素材、12はダイ、12aはヘリカルギヤー部、12bはコンテナ、13はパンチ、14はマンドレル、15は製品である。
Claims (1)
- キャビティ(10)の下方に歯形部(2 a )を有するダイ(2)内に素材(1)と液体とを供給し、パンチ(3)をキャビティ(10)内に下降させ、素材(1)とパンチ(3)との接触面(7)と、ダイ(2)とパンチ(3)との嵌合面(8)、及びダイ(2)と素材(1)との下端部との嵌合面(9)とによって液圧室(6)を形成し、かつ、前記ダイ(2)とパンチ(3)とのクリアランスを前記液圧室(6)の液圧が素材(1)の加工に必要な液圧に維持するように定めたことを特徴とする圧力コントロール液圧押出方法。
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