JP3807824B2 - 鍛造金型装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、鍛造金型装置に関し、一層詳細には、金型を所定の温度に保持することが可能な鍛造金型装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
鍛造金型装置では、ワークの温度低下を阻止し、鍛造の際に成形不良が発生することを防止するために金型を予熱する必要がある。このような金型を予熱する機構を備えた従来技術に係る鍛造成形装置を、図4〜図7に示す。
【0003】
第1の従来技術に係る鍛造金型装置10は、図4に示すように、互いに接近離間可能に構成されたダイセット12a、12bを備え、それぞれのダイセット12a、12bにはバックアップリング14a、14bが固着される。それぞれのバックアップリング14a、14bにはテーパ状の孔部16a、16bが画成され、該孔部16a、16bには金型18a、18bが圧入または焼きばめにより挿入される。このため、該金型18a、18bはバックアップリング14a、14bにより補強される。それぞれの金型18aと18bとの間には挿脱可能にガスバーナ、電熱器等の加熱装置20が配設される。
【0004】
前記加熱装置20を金型18aと18bとの間に配設した状態で付勢すると、金型18a、18bが加熱される。該金型18a、18bが所定の温度になった後、加熱装置20を金型18aと18bとの間から取り出し、代わりに図示しないワークを載置する。そして、ダイセット12aと12bとを互いに接近する方向に変位させて加圧することにより、ワークに鍛造成形が施される。
【0005】
また、第2の従来技術に係る鍛造金型装置30では、図5に示すように、バックアップリング14a、14bの外周に加熱装置32a、32bが固着され、該加熱装置32a、32bには複数の通路34が画成される。該通路34には所定の温度に調節された油が導入され、該油によって加熱装置32a、32bが所定の温度に上昇し、バックアップリング14a、14bを介して金型18a、18bが所定の温度に調節される。前記加熱装置32a、32bの内部には油が導入される通路34に代えて、電熱ヒータ(図示せず)を設けてもよい。
【0006】
さらに、第3の従来技術に係る鍛造金型装置40では、図6に示すように、バックアップリング42a、42bに金型44a、44bが装着される凹部46a、46bが画成される。前記バックアップリング42a、42bには前記凹部46a、46bに連通する導入通路48a、48bおよび排出通路50a、50bが画成される。前記金型44a、44bには前記導入通路48a、48bおよび排出通路50a、50bに連通する間隙部52a、52bが周回して画成される。
【0007】
導入通路48a、48bから所定の温度に調節された油が導入されると、該油は導入通路48a、48bから間隙部52a、52bを通り、排出通路50a、50bから排出される。このとき、金型44a、44bは油によって所定の温度に調節される。
【0008】
さらにまた、第4の従来技術に係る鍛造金型装置60では、図7に示すように、ダイセット62a、62bに複数の通路64が画成され、該通路64には所定の温度に調節された油が導入され、該油によって金型18a、18bが所定の温度に調節される。前記ダイセット62a、62bの内部には、通路64に代えて電熱ヒータ(図示せず)を設けてもよい。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記第1の従来技術の鍛造金型装置10では、加熱装置20によって金型18a、18bを予熱することはできるが、鍛造成形中に金型18a、18bを所定の温度に保持することは不可能である。
【0010】
また、前記第2の従来技術の鍛造金型装置30では、バックアップリング14a、14bの外周から加熱するため、バックアップリング14a、14bの温度が金型18a、18bより上昇し、バックアップリング14a、14bの熱膨張により、孔部16a、16bを形成する壁部と金型18a、18bの外周との間に間隙が生じ、金型18a、18bが孔部16a、16bから脱落してしまうおそれがある。また、バックアップリング14a、14bが熱膨張すると、該バックアップリング14a、14bによって金型18a、18bを補強する力が低下し、鍛造する際に金型18a、18bに印加される衝撃により該金型18a、18bが割れてしまう懸念がある。
【0011】
さらに、前記第3の従来技術の鍛造金型装置40では、ダイセット12a、12bに取り付けられる全ての金型44a、44bおよびバックアップリング42a、42bに間隙部52a、52b、導入通路48a、48bおよび排出通路50a、50bを画成し、さらに前記導入通路48a、48b、排出通路50a、50bに連通する継手を設ける必要があるため、金型44a、44bおよびバックアップリング42a、42bの製造コストが高騰するという問題があった。
【0012】
さらにまた、第4の従来技術の鍛造金型装置60では、熱容量の大きなダイセット62a、62bを加熱するため、金型18a、18bの温度が上昇するまでの時間が長くなる。それを回避するためには、ダイセット62a、62bに通路64を多く設けなければならず、従って、通路64に導入される油を加熱する加熱装置が大型化し、鍛造金型装置60の製造コストが高騰するという問題があった。
【0013】
本発明は前記の種々の不都合を克服するためになされたものであり、金型が脱落したり割れてしまう懸念がなく、金型を加熱する時間を短縮し、しかも製造コストを低廉化することが可能な鍛造金型装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、互いに接近、離間可能に設けられた一対のダイセットと、
前記それぞれのダイセットに設けられた金型と、
前記金型が圧入されるテーパ状の孔部が形成され、リング部材を介して前記各ダイセットに固着されるバックアップリングと、
前記ダイセットに形成された凹部内に嵌入されることにより、前記金型および前記バックアップリングにそれぞれ接触可能に配設され、温度調節用の流体が供給される断面略コ字状の内部通路を有する略円盤状の保温部材と、
を備え、
前記ダイセットまたは前記保温部材のいずれか一方または両方には、該ダイセットと該保温部材との間に間隙を形成するための凸部が設けられることにより、前記保温部材から前記ダイセットに伝達される熱量を減少させるとともに、前記金型に対する熱効率を増大させることを特徴とする。
【0015】
本発明によれば、保温部材に設けられた内部通路に温度調節用の流体が供給されると、前記保温部材の温度が上昇し、該保温部材によって前記金型が所定温度に調節される。
【0016】
この場合、前記ダイセットまたは前記保温部材のいずれか一方または両方には、該ダイセットと該保温部材との間に間隙を形成するための凸部を設けることにより、前記ダイセットに伝達される前記保温部材の熱が減少し、金型に対する熱効率が向上するため、好適である。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明に係る鍛造金型装置について、好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【0018】
図1において、参照符号70は、本実施の形態に係る鍛造金型装置を示す。この鍛造金型装置70は互いに接近離間可能なダイセット72a、72bを備え、該ダイセット72a、72bには凹部74a、74bが画成される。該凹部74a、74bには略円盤状に形成された保温部材76a、76bが嵌入される。該保温部材76a、76bの内部には、図2に示すように、内部通路78が略コ字状に画成され、該内部通路78は前記ダイセット72a、72bに設けられた導入管路80a、80bおよび排出管路82a、82bに連通する。前記導入管路80a、80bおよび排出管路82a、82bには不燃性の油が導入された油温調節器83が接続される(図1参照)。なお、参照符号84は、前記内部通路78を形成する際に画成された孔部を閉塞する栓部材である。
【0019】
前記保温部材76a、76bには、図3に示すように、前記ダイセット72a、72bの凹部74a、74bに対向する面に複数の凸部86が形成され、該凸部86が前記凹部74a、74bを形成する壁部または底部に当接することにより、前記保温部材76a、76bの外周面88および底面90と前記凹部74a、74bを形成する壁部および底部とが所定間隔離間する。この間隔は、鍛造金型装置70によってワークに鍛造成形を施す際に、その衝撃により保温部材76a、76bが永久変形しない範囲内に設定され、好ましくは0.5mm程度の間隔である。
【0020】
前記保温部材76a、76bには、図1に示すように、バックアップリング92a、92bが設けられる。該バックアップリング92a、92bの外周にはフランジ部94a、94bが形成されており、前記フランジ部94a、94bに係合するリング部材96a、96bが前記ダイセット72a、72bに固着される。前記バックアップリング92a、92bにはテーパ状の孔部98a、98bが画成され、該孔部98a、98bには金型100a、100bが圧入または焼きばめにより嵌入される。このため、該金型100a、100bは前記バックアップリング92a、92bによって補強される。前記金型100a、100bの底面は前記保温部材76a、76bに密着している。前記金型100a、100bには、この鍛造金型装置70によって成形される成形品の外形状に対応したキャビティ面102a、102bが形成されている。前記孔部98a、98bおよび前記金型100a、100bはストレート形状であってもよい。
【0021】
本実施の形態に係る鍛造金型装置70は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
【0022】
先ず、油温調節器83の内部に蓄えられた不燃性の油を、室温から400℃の範囲内の所定の温度に保温しておく。次に、油温調節器83から導入管路80a、80bを介して所定の温度に保温された油を内部通路78に供給し、排出管路82a、82bから油温調節器83に導出する。このため、保温部材76a、76bは徐々に前記油と同じ温度まで上昇し、金型100a、100b、バックアップリング92a、92bが所定温度に上昇する。このときの熱はダイセット72a、72bにも伝達されるが、保温部材76a、76bとダイセット72a、72bとは複数の凸部86によって接触しているだけであり、保温部材76a、76bとダイセット72a、72bとの接触面積が小さいため、保温部材76a、76bからダイセット72a、72bに伝達される熱量は僅かである。従って、保温部材76a、76bはバックアップリング92a、92bと金型100a、100bとを加熱保温する一方、ダイセット72a、72bをほとんど加熱することがないため、必要とする熱量が少なくてすみ、大型の加熱装置が不要となる。また、金型100a、100bの温度が所定温度に上昇するまでの時間を短縮することができる。
【0023】
バックアップリング92a、92bの温度が上昇すると、該バックアップリング92a、92bが熱膨張し、当該バックアップリング92a、92bと金型100a、100bとの間に間隙が形成される懸念があるが、金型100a、100bも同時に温度上昇して熱膨張するため、バックアップリング92a、92bと金型100a、100bとの間に間隙が形成されることがない。従って、金型100a、100bが孔部98a、98bから脱落したり、鍛造成形する際にその衝撃により金型100a、100bが割れてしまう懸念もない。
【0024】
金型100a、100bの温度が所定温度になると、図示しないワークを一方のキャビティ面102aに載置し、ダイセット72aと72bとを相対的に接近させ、前記ワークを加圧して鍛造成形する。このとき、金型100a、100bは所定の温度に保持されているため、ワークの温度が低下することによる変形抵抗が増加する懸念がなく、鍛造の際に流動不良による成形不良が発生することもない。
【0025】
この鍛造金型装置70で鍛造成形を繰り返し行うと、金型100a、100bの温度が所定の温度より上昇することがある。この場合、油温を制御することにより、高温となった金型100a、100bから保温部材76a、76bに伝達された熱が内部通路78に供給された油に吸収され、高温となった金型100a、100bの温度が低下する。なお、冷却された油を内部通路78に供給してもよい。
【0026】
鍛造成形が終了し、金型100a、100bの温度を低下させる場合には、保温部材76a、76bの内部通路78に冷却された油を供給することにより、金型100a、100bの温度を迅速に低下させることが可能である。
【0027】
本実施の形態では、凸部86を保温部材76a、76bに形成したが、ダイセット72a、72bの凹部74a、74bを構成する壁部や底部に凸部を形成してもよい。
【0028】
【発明の効果】
本発明に係る鍛造金型装置によれば、以下のような効果ならびに利点が得られる。
【0029】
断面略コ字状からなる内部通路を有し略円盤状に形成された保温部材をダイセットの凹部内に嵌入して金型およびバックアップリングと接触可能に設けることにより、簡素な構成で金型を加熱保温することができ、鍛造金型装置の製造コストを低廉化することが可能となる。また、バックアップリングと金型の両方が加熱保温されるため、バックアップリングだけが熱膨張することがなく、金型がバックアップリングから脱落したり、割れたりする懸念がない。
【0030】
さらに、保温部材とダイセットとの接触面積が小さいため、保温部材からダイセットに伝達される熱量が少なく、金型を加熱保温する効率がよい。このため、大型の加熱装置が不要となり、鍛造金型装置の製造コストを一層低廉化することができる。さらにまた、金型の温度が上昇する時間を短縮することができ、製造時間が短縮し、製造効率を向上させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る鍛造金型装置を示す概略縦断面図である。
【図2】図1の鍛造金型装置に使用される保温部材を示す概略横断面図である。
【図3】図1の鍛造金型装置の一部拡大概略縦断面図である。
【図4】第1の従来技術に係る鍛造金型装置の概略縦断面図である。
【図5】第2の従来技術に係る鍛造金型装置の概略縦断面図である。
【図6】第3の従来技術に係る鍛造金型装置の概略縦断面図である。
【図7】第4の従来技術に係る鍛造金型装置の概略縦断面図である。
【符号の説明】
70…鍛造金型装置 72a、72b…ダイセット
74a、74b…凹部 76a、76b…保温部材
78…通路 83…油温調節器
86…凸部 92a、92b…バックアップリング
100a、100b…金型
Claims (1)
- 互いに接近、離間可能に設けられた一対のダイセットと、
前記それぞれのダイセットに設けられた金型と、
前記金型が圧入されるテーパ状の孔部が形成され、リング部材を介して前記各ダイセットに固着されるバックアップリングと、
前記ダイセットに形成された凹部内に嵌入されることにより、前記金型および前記バックアップリングにそれぞれ接触可能に配設され、温度調節用の流体が供給される断面略コ字状の内部通路を有する略円盤状の保温部材と、
を備え、
前記ダイセットまたは前記保温部材のいずれか一方または両方には、該ダイセットと該保温部材との間に間隙を形成するための凸部が設けられることにより、前記保温部材から前記ダイセットに伝達される熱量を減少させるとともに、前記金型に対する熱効率を増大させることを特徴とする鍛造金型装置。
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