JP3724757B2 - 鍛造用金型装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はアンダカットを有する部品を鍛造するための鍛造用金型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来アンダカットを有する部品を鍛造するのに使用する鍛造用金型装置としては、例えば特開昭５６−５９５５６号（特公昭５８−５２７２９号）公報や、特開昭５６−８９３４８号（特公昭５９−２９７号）公報などに記載されたものが公知である。
【０００３】
前者の公報に記載された鍛造用金型装置は、ダイスと複数に分割されたカムピースと、成形時カムピースを拡開するテーパ状のパンチなどから構成され、カムピースの摺動面には、パンチの摺動面に突設されたガイドピンが嵌合するガイド溝が形成されている。
【０００４】
また後者公報に記載された鍛造用金型装置は、ダイスと、筒状部の先端が複数に分割された一体構造のコレットと、このコレットの先端部を拡開するテーパ状のパンチより構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし前者公報の鍛造用金型装置では、複数分割されたカムピースの摺動面にそれぞれガイド溝が、またパンチ側の摺動面に各ガイド溝に嵌合するガイドピンが設けられた構造のため、構造が複雑で、かつガイド溝を精度よく製作するのに多くの工数を必要とするため、金型が高価になると共に、成形時ガイド部分に大きな荷重が作用するため、ガイド部が変形したり、早期に摩耗するなどして金型寿命が短いなどの不具合があった。
【０００６】
また後者公報の鍛造用金型装置では、先端部が複数分割された一体構造のコレットを使用しているため、先端のコレット片の１個でも摩耗または欠損した場合でも、コレット全体を交換しなければならないため、不経済であるなどの不具合がある。
この発明はかかる従来の不具合を改善するためになされたもので、構造が簡単で、かつ耐久性に優れた鍛造用金型装置を安価に提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用効果】
第１の発明は、内部の中空室が開口部より大径となったアンダカットを有するワークを鍛造する鍛造用金型装置において、
上下動自在なスライドに取付けられ、かつ先端部にテーパを有するパンチと、
上記パンチの周囲に設けたコレットと、
上記パンチの下方に上下動自在に吊り下げられている係止部材と、
下型の上部に設けられたしごきダイスとを具備し、
上記コレットは、上記パンチの周囲に上下動自在に設けられた筒状部と、上面が上記筒状部に当接し、下面が上記係止部材に当接し、内周面に上記パンチのテーパに摺接するテーパ面が形成され、かつ円周方向に複数分割されたコレット部と、このコレット部の上部外周面に形成された少なくとも１条の凹溝に嵌合された、径方向に拡縮自在な結合手段とを有し、
上記しごきダイスは、上記スライドの下降に伴い上記パンチのテーパおよび筒状部により拡開された上記コレット部との間でワークをしごき成形することを特徴とする鍛造用金型装置である。
【０００８】
上記構成により、コレットが筒状部とコレット部とに分割されているため、コレット部の一部が摩耗したり、破損しても、コレット部の一部のみを交換するだけでコレットが再使用できるため、従来のコレット全体を交換していたものに比べて経済的であると共に、金型寿命も向上する。
【０００９】
またパンチとコレット部の摺動面にガイド溝やガイドピンを設ける必要がないため、構造が簡単で、かつガイド溝を製作する工数が不要となるため、金型が安価に提供できると共に、ガイド溝やガイドピンがないため、大きな荷重によってこれらが変形したり、摩耗することもないため、これによっても金型寿命の向上が図れるようになる。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、上記しごきダイス内に出没自在に設けられ、かつ成形が完了し上記スライドが上昇するときワークをコレット部より分離するストリッパ、
上記ストリッパを上記しごきダイスの中心方向へ付勢する付勢手段とを具備した
鍛造用金型装置である。
【００１１】
上記構成により、成形の完了したワークを下方へ落下させて回収することができるため、従来のノックアウトにより突き上げて下型内より取出す場合に比べて、上型の上昇直後に成形品を取出すことができるため、サイクルタイムの短縮とこれに伴う生産性の向上が図れると共に、ワークを突き上げてノックアウトするものに比べて、ノックアウト時成形品に傷や焼付きが生じることがないため、成形品の品質が向上するなどの効果がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施の形態を図面を参照して詳述する。
図１は鍛造用金型装置の断面図、図２は同要部の拡大断面図である。
【００１３】
これら図に示す鍛造用金型装置は、例えば等速ボールジョイントのボールジョイントハウジングなどのワーク１を成形するためのもので、ワーク１は一端側に大径部１ａを、そして他端側に小径部１ｂを有しており、大径部１ａの内部は、開口部１ｃより内径が大きい球状の中空室１ｄとなったアンダカット構造となっている。
【００１４】
上記アンダカットを有するワーク１を鍛造する金型装置は、鍛造用プレス（図示せず）のボルスタ２上に下型ダイセット３により固定された下型４と、鍛造プレスのスライド５下面に上型ダイセット６により取付けられた上型７とよりなる。
上記下型４は、中心部に上下方向に貫通する縦孔４ａを有しており、縦孔４ａの下端側は、成形の完了したワーク１を取出すための横孔４ｂに連通されている。
【００１５】
そして上記縦孔４ａの上側開口部に、ワーク１の大径部１ａ外周を成形するしごきダイス８が設けられている。
上記しごきダイス８は中心部に上下に貫通する貫通孔８ａを有していて、この貫通孔８ａの上側開口部に、耐摩耗性材料よりなるしごき部８ｂが形成されている。
上記しごきダイス８のしごき部８ｂは、貫通孔８ａの内径よりやや小径に形成されていると共に、しごき部８ｂの下側には、１個ないし複数個のストリッパ９が放射方向に水平となるよう設置されている。
【００１６】
これらストリッパ９はワーク１の成形後、後述するパンチ１２が上昇する際、パンチ１２よりワーク１を剥ぎ落すためのもので、圧縮ばねなどの付勢手段１０よりしごきダイス８の中心方向に付勢されていると共に、下面に突設された抜け止めピン９ａがしごきダイス８側に穿設されたガイド溝８ｃに嵌合されていて、各ストリッパ９が抜け出さないようになっている。
【００１７】
また各ストリッパ９の先端側には、円弧状の傾斜面９ｂが形成されていて、しごきダイス８のしごき部８ｂによりしごき成形されたワーク１の大径部１ａが通過しやすくなっていると共に、大径部１ａの通過後は付勢手段１０によりダイス８の中心方向へ突出されて、先端の下部がしごき部８ｂの内周より僅かに中心方向へ突出するようになっている。
【００１８】
一方スライド５側に取付けられた上型７は、中心部にパンチ１２と、その周囲にコレット１３が設けられている。パンチ１２は上端部に形成されたフランジ１２ａが２枚のプレート７ａ，７ｂを介して上型７側に固定され、下端部には端部側が漸次小径となるテーパ１２ｂが形成されていると共に、中心部に上下に貫通してコレット吊り下げピン１４が上下摺動自在に収容されている。
【００１９】
上記コレット吊り下げピン１４の上端には、ストッパ１４ａが螺装されていて、パンチ１２内よりコレット吊り下げピン１４が脱落しないようになっていると共に、コレット吊り下げピン１４の下端にはストッパ１４ｂが突設されていて、このストッパ１４ｂにコレット吊り下げピン１４に嵌挿された係止部材１５が係止されている。
そしてこの係止部材１５に上記コレット１３のコレット部１３ａが上方より係止されている。
【００２０】
上記コレット１３は筒状部１３ｂとコレット部１３ａに分割され、さらにコレット部１３ａは円周方向に複数分割されている。コレット１３の筒状部１３ｂは、上端部に大径部１３ｃが形成されていて、この大径部１３ｃの上面に複数のノックアウトピン１６の下端及びプレート７ａの下面が当接可能になっている。
これらノックアウトピン１６の上端側は、上記プレート７ａ，７ｂを貫通してノックアウト室７ｃ内へ突設され、ノックアウト室７ｃ内に設けられたスライドノックアウト１７の下降に伴い押し下げられるようになっている。
【００２１】
また複数分割されたコレット部１３ａは、ワーク１の球状の中空室１ｄの内面を成形すべく球状に形成され、上部の外周面に形成された少なくとも１条（実施の形態では２条）の凹溝１３ｅ内に径方向に拡縮自在な結束手段１９が嵌合されていて、この結束手段１９により分割されたコレット部１３ａがバラバラにならないように結束されている。
【００２２】
上記コレット部１３ａの内周面には、パンチ１２のテーパ１２ｂに摺接するテーパ面１３ｄが形成されており、結束されたコレット部１３ａの下面は上記係止部材１５に上方より当接されて、コレット吊り下げピン１４を介してパンチ１２の下方に吊り下げられていると共に、コレット部１３ａの上端面は筒状部１３ｂの下面に当接されるようになっている。
【００２３】
次に上記構成された鍛造用金型装置によりボールジョイントハウジングのような成形品を鍛造する場合の作用を説明する。
まず鍛造プレスのスライド５が上死点で停止している状態で、下型４のしごきダイス８に小径部１ｂが下側となるようにワーク１をセットする。
【００２４】
次にこの状態でスライド５を下降させると、コレット吊り下げピン１４を介してパンチ１２の下方に吊り下げられたコレット１３のコレット部１３ａが上方よりワーク１の中空室１ｄ内へ挿入される。
このとき分割されたコレット部１３ａは、結束手段１９により収縮された状態にあるため、ワーク１の開口部１ｃ内より中空室１ｄ内へ何等支障なく挿入することができる。
この状態でさらにスライド５が下降されると、パンチ１２のテーパ１２ｂがコレット部１３ａのテーパ面１３ｄに当接して、各コレット部１３ａを結束手段１９に抗して径方向へ拡張するため、コレット部１３ａによりワーク１の中空室１ｄ内面が密接される。
【００２５】
その後さらにスライドが下降されると、コレット１３の筒状部１３ｂでコレット部１３ａが押し下げられ、かつワーク１の大径部１ａがしごきダイス８のしごき部８ｂを通過する際、しごき部８ｂによりワーク１の開口部１ｃ周辺がしごかれる。これによって中空室１ｄの内径より開口部１ｃの内径が小さいアンダカット部分の成形が可能になる。
またしごきダイス８のしごき部８ｂを通過したワーク１の大径部１ａは、ストリッパ９に達すると、ストリッパ９の傾斜面９ｂを押圧して、各ストリッパ９を後退させ、大径部１ａがストリッパ９を通過すると、各ストリッパ９は付勢手段１０により元の位置へ復帰される。
そしてスライド５が下死点に達した図１の位置でワーク１の鍛造を完了する。
【００２６】
その後スライド５が上昇を開始すると、ワーク１の上端面がストリッパ９の先端に係止されて上昇が停止されると共に、スライド５はさらに上昇を続けるため、スライド５とともに上昇するパンチ１２がコレット部１３ａより抜き出されて、結束手段１９により各コレット部１３ａが収縮され、コレット部１３ａの外径が中空室１ｄの開口部１ｃの内径より縮小される。
その後スライドノックアウト１７が下降されて、スライドノックアウト１７によりノックアウトピン１６が突き下げられるため、ノックアウトピン１６の下端に当接されたコレット１３の筒状部１３ｂがコレット部１３ａを押し下げて、しごきダイス８内のワーク１を下方へ突き落す。
その後さらに上昇を続けるスライド５とともにパンチ１２及びコレット１３が上昇され、スライドが上死点に停止したところで工程を終了する。
【００２７】
また下型４の縦孔４ａ内に突き落されたワーク１は、アンローダやシュートなどを使用して横孔４ｂより下型４外へ取り出されると共に、以下上記動作を繰返すことにより、アンダカットを有する部品の鍛造を行うもので、アンダカット部分を成形するコレット１３は筒状部１３ｂとコレット部１３ａに分割されているので、コレット部１３ａの一部が摩耗したり、破損しても、摩耗や破損したコレット部１３ａのみを新しいものと交換するだけで、コレット１３が再使用できるため経済的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態になる鍛造用金型装置の断面図である。
【図２】この発明の一実施の形態になる鍛造用金型装置の要部の拡大断面図である。
【符号の説明】
１…ワーク
１ｄ…中空室
５…スライド
８…しごきダイス
９…ストリッパ
１０…付勢手段
１２…パンチ
１２ｂ…テーパ
１３…コレット
１３ａ…コレット部
１３ｂ…筒状部

Claims (2)

1. 内部の中空室１ｄが開口部１ｃより大径となったアンダカットを有するワーク１を鍛造する鍛造用金型装置において、
   上下動自在なスライド５に取付けられ、かつ先端部にテーパ１２ｂを有するパンチ１２と、
   上記パンチ１２の周囲に設けたコレット１３と、
   上記パンチ１２の下方に上下動自在に吊り下げられている係止部材１５と、
   下型４の上部に設けられたしごきダイス８とを具備し、
   上記コレット１３は、上記パンチ１２の周囲に上下動自在に設けられた筒状部１３ｂと、上面が上記筒状部１３ｂに当接し、下面が上記係止部材１５に当接し、内周面に上記パンチ１２のテーパ１２ｂに摺接するテーパ面１３ｄが形成され、かつ円周方向に複数分割されたコレット部１３ａと、このコレット部１３ａの上部外周面に形成された少なくとも１条の凹溝に嵌合された、径方向に拡縮自在な結合手段１９とを有し、
   上記しごきダイス８は、上記スライド５の下降に伴い上記パンチ１２のテーパ１２ｂおよび筒状部１３ｂにより拡開された上記コレット部１３ａとの間でワーク１をしごき成形することを特徴とする鍛造用金型装置。
2. 上記しごきダイス８内に出没自在に設けられ、かつ成形が完了し上記スライド５が上昇するときワーク１をコレット部１３ａより分離するストリッパ９と、
   上記ストリッパ９を上記しごきダイス８の中心方向へ付勢する付勢手段１０とを具備した
   ことを特徴とする請求項１に記載の鍛造用金型装置。

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