JP4033289B2

JP4033289B2 - Forging equipment

Info

Publication number: JP4033289B2
Application number: JP2002022101A
Authority: JP
Inventors: 康之古川
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2022-01-30
Also published as: JP2003225731A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上型及び下型によって素材を圧縮成形して鍛造製品を製造する鍛造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
生産性に優れ、かつ製品の寸法精度及び強度が確保できることから、機械部品等比較的小型で寸法精度が要求される製品は冷間鍛造によって広く製造されている。
【０００３】
例えば、図８に断面形状を示すような円柱状の素材１００から、図９に示すように軸方向に沿って有底の深穴１０３を形成した比較的小径の中空円柱部１０２の基端に捨て軸部１０４が突出した鍛造製品１０１を製造するには、例えば図１０に構造を模式図で示す鍛造装置が使用される。
【０００４】
即ち、図１０に示す鍛造装置は、図９に示す中空円柱部１０２の外周を成形するためのダイス１１２及び素材１００の基端を規制すると共に、成形後の製品１０１をダイス１１２から押し出すカウンターポンチ１１３を備えた下型１１１と、素材１００の先端に製品１０１の先端及び深穴１０３を成形すると共にダイス１１２及びカウンターポンチ１１３に押付けるためのポンチ１１８を有する上型１１７を備えている。
【０００５】
このカウンターポンチ１１３は、ダイス１１２内を軸方向に移動する摺動部１１３ａと、この摺動部１１３ａの頂端面１１３ｂに凹設された捨て軸形成部１１３ｃと、摺動部１１３ａより大径の基部１１３ｄとからなり、カウンターポンチ１１３の基部１１３ｄの下端面が下型１１１に固定された荷重支持部１１４に当接して上型１１７のポンチ１１８からの荷重を受け止めるように構成されている。また、荷重支持部１１４は、カウンターポンチ１１３の下端面を押し上げるエジェクタピン１１６の支持も兼ねていて、荷重支持部１１４にはエジェクタピン１１６を挿通する孔が設けてある。なお、エジェクタピン１１６の下方には、エジェクタピン１１６を駆動する駆動機構（図示せず）が配設されている。
【０００６】
そして、図１０に一点鎖線で示すように素材１００を下型１１１にセットし、続いて上型１１７を下降し、下型１１１に同心上で合わせてダイス１１２によって製品１０１の中空円柱部１０２の外周を成形し、かつ上型１１７のポンチ１１８とカウンターポンチ１１３との間で素材１００の全長を規定の長さに圧縮成形すると共に深穴１０３及び捨て軸部１０４を形成する。
【０００７】
上型１１７の下降による圧縮成形終了後に上型１１７が上昇すると、エジェクタピン１１６が上昇し、図１１に示すようにカウンターポンチ１１３を押し上げて製品１０１がダイス１１２からノックアウトされる。
【０００８】
また、図１２に模式図で構造を示す鍛造装置がある。この鍛造装置は、中空円柱部１０２の外周を成形するためのダイス１２２及び素材１００の基端を規制するカウンターポンチ１２３を備えた下型１２１と、素材１００の先端に製品１０１の先端及び深穴１０３を成形すると共にダイス１２２に押付けるためのポンチ１３１を有する上型１３０を備えている。
【０００９】
カウンターポンチ１２３は、ダイス１２２内に挿入される軸部１２３ａと、軸部１２３ａより大径の基部１２３ｂとからなり、カウンターポンチ１２３の基部１２３ｂの下端面が荷重支持部１２５に当接し、上型１３０のポンチ１３１からの荷重を受け止めるように構成されている。
【００１０】
また、カウンターポンチ１２３の軸中心は下端に小径部１２３ｄを有する軸穴１２３ｃが穿設され、この軸穴１２３ｃにノックアウトピン１２７が軸方向に移動可能に嵌挿されている。ノックアウトピン１２７は、軸部１２７ａが小径部１２３ｄを貫通し、大径に形成された頂端部１２７ｂが小径部１２３ｄに係止して下降移動端が規制される。
【００１１】
更に、ノックアウトピン１２７の下端面を押し上げるエジェクタピン１２８が配設されていて、荷重支持部１２５はエジェクタピン１２８の支持も兼ねている。
【００１２】
そして、図１２に一点鎖線で示すように下型１２１に素材１００をセットし、上型１３０を下降させて下型１２１と同心上で合せ、ダイス１２２によって中空円柱部１０２の外周を成形し、かつ上型１３０のポンチ１３１とカウンターポンチ１２３との間で素材１００を圧縮成形すると共に深穴１２３及び軸穴１２３ｃによって捨て軸部１０４を成形する。
【００１３】
上型１３０の下降による成形終了後に上型１３０が上昇すると、エジェクタピン１２８が上昇し、次いで図１３に示すようにノックアウトピン１２７が押し上げられ、カウンターポンチ１２３の軸穴１２３ｃから突出するノックアウトピン１２７の頂端部１２７ｂによって、製品１０１がダイス１２２からノックアウトされる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記図１０及び図１１に示す前者の鍛造装置によると、上型１１７の下降により、上型１１７のポンチ１１８とカウンターポンチ１１３によって素材１００の全長が圧縮成形されてダイス１１２によって中空円柱部１０２の外周が成形され、かつ深穴１０３及び捨て軸部１０４が成形される。成形終了後に上型１１７が上昇するとエジェクタピン１１６が上昇してカウンターポンチ１１３が押し上げられ、製品１０１がダイス１１２からノックアウトされる。
【００１５】
しかし、捨て軸形成部１１３ｃには抜け勾配が形成されるものの、素材１００の圧縮成形に伴ってカウンターポンチ１１３の捨て軸形成部１１３ｃに圧入されて成形された捨て軸部１０４が捨て軸成形部１１３ｃの内周面に圧接して張り付く。この張り付きに起因して、成形完了後にカウンターポンチ１１３によって製品１０１をダイス１１２からノックアウトする際にカウンターポンチ１１３からの円滑な製品１１０の離脱が妨げられて、効率的な鍛造作業が阻害されることが懸念される。
【００１６】
一方、上記図１２及び図１３に示す後者の鍛造装置によると、上型１３０の下降によりポンチ１３１とカウンターポンチ１２３によって素材１００が圧縮成形されてダイス１２２によって中空円柱部１０２の外周が成形され、かつ深穴１０３及び捨て軸部１０４が成形される。成形終了後に上型１３０が上昇するとノックアウトピン１２７が上昇して製品１０１がダイス１２２からノックアウトされる。
【００１７】
しかし、成形終了後、カウンターポンチ１２３の軸穴１２３ｃから突出して製品１０１をダイス１２２から押し出すノックアウトピン１２７が、小径で比較的長く形成されることから、該ノックアウトピン１２７が座屈変形して円滑な鍛造作業が妨げられるおそれがある。また、破損したノックアウトピン１２７の交換等の補修に多くの作業工数を要し、ランニングコストの増大が懸念される。
【００１８】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、成形終了後の製品を安定した状態で確実にノックアウトすることができ、円滑な鍛造作業が確保できる鍛造装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に記載の鍛造装置は、上型及び下型によって素材を圧縮成形して鍛造製品を製造する鍛造装置において、上記下型は、素材の外周を成形する筒状のダイスと、該ダイス内に嵌合して素材の基端を成形する頂端面を有して軸方向に移動する摺動部及び軸方向に貫通する軸穴が形成されたカウンターポンチと、該カウンターポンチの上昇移動端及び下降移動端を各々規制するカウンターポンチ上昇端規制手段及びカウンターポンチ下降端規制手段と、上記カウンターポンチの軸穴に軸方向に移動可能に挿通すノックアウトピンと、上記カウンターポンチの軸穴に形成された小径部および該小径部に上方から係合可能な上記ノックアウトピンに拡径形成された頂端部により構成され、該ノックアウトピンの頂端部が上記カウンターポンチの頂端面より下方位置に上記ノックアウトピンの下降移動端を規制するノックアウトピン下降端規制手段と、上記ノックアウトピンの下端面に当接してノックアウトピンを上昇させるエジェクタピンとを備え、上記カウンターポンチ及びノックアウトピンが各々下降移動端に位置した状態で下型及び上型によって上記素材から製品を圧縮成形し、かつ上記ノックアウトピンの上昇によって上記カウンターポンチの軸穴によって成形された突出部分に当接して製品を押し上げると共に該突出部分を介して上記カウンターポンチを上昇移動端に上昇させ、更にノックアウトピンを下降移動端から上昇させて製品をノックアウトすることを特徴とする。
【００２０】
請求項１の発明によると、上型と下型によって素材から製品を圧縮成形した後、ノックアウトピンの上昇によりカウンターポンチの軸穴によって形成された突出部分に当接させて製品を押し出すノックアウトの際、ノックアウトピンと共にカウンターポンチが一体的に上昇し、カウンターポンチが上昇移動端まで上昇した後に、ノックアウトピンの更なる上昇によって製品をノックアウトすることから、ノックアウトピンがカウンターポンチによって保護され、かつカウンターポンチから突出するノックアウトピンの突出量が極めて少なくなり、ノックアウトピンに発生する座屈変形や破損が有効的に回避される。この結果、製品を安定した状態で確実にノックアウトすることができ、円滑な鍛造作業が確保できる。また、破損したノックアウトピンの交換等の補修が不要になり、ランニングコストの低減が期待できる。。
【００２８】
また、ノックアウトピン下降端規制手段が、カウンターポンチの軸穴に形成された小径部と、ノックアウトピンに拡径形成された頂端部による簡単な構成によって形成できる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による鍛造装置の実施の形態を図１乃至図７を参照し、図８に示す素材１００から図９に示す鍛造製品１０１を製造する場合を例に説明する。
【００３２】
図１は、本実施の形態による鍛造装置の構成を示す模式図である。鍛造装置は図１及び図１のＡ部拡大図を図２に示すように、図８に示す中空円柱部１０２の外周を成形するための筒状のダイス２及び素材１００の基端を規制すると共に、成形後の製品１０１をダイス２から押し出すカウンターポンチ３及びノックアウトピン４を備えた下型１と、例えば単動シリンダ（図示せず）により上下動して素材１００に製品１０１の先端及び深穴１０３を成形すると共に素材１００に圧縮付与するポンチ１１を有する上型１０を備えている。
【００３３】
下型１の下方には、カウンターポンチ３がダイス２内に嵌合して軸方向に移動自在に挿入されている。このカウンターポンチ３は、ダイス２内を軸方向に移動する摺動部３ａと、摺動部３ａより大径の基部３ｂからなり、カウンターポンチ３の軸中心には下端に小径部３ｄが形成された軸穴３ｃ及びこの軸穴３ｃの下方に段部を介して軸穴３ｃより大径のエジェクタピン挿入穴３ｅが連続形成されている。
【００３４】
ノックアウトピン４は、カウンターポンチ３の軸穴３ｃ内を軸方向に移動する軸部４ａと、軸部４ａの上端に連続形成されて小径部３ｄの上端に下端面が係止可能な比較的大径に形成された頂端部４ｂを備え、頂端部４ｂの下端面が小径部３ｄに係止することによってノックアウトピン４の下降移動端を規制するノックアウトピン下降端規制手段を形成している。即ち、ノックアウトピン下降端規制手段は、カウンターポンチ３の軸穴３ｃに形成された小径部３ｄと、ノックアウトピン４に拡径形成された頂端部４ｂによる簡単な構成によって形成される。
【００３５】
このノックアウトピン４は、カウンターポンチ３の軸穴３ｃの長さ寸法より若干大きな長さ寸法を有し、頂端部４ｂが小径部３ｄに係止された下降移動端にあっては、頂端部４ｂが軸穴３ｃ内に退避してカウンターポンチ３の頂端面３ｆより所定寸法だけ下方となるように、また後述するようにエジェクタピン８の頂端部８ｂがカウンターポンチ３のエジェクタピン挿入穴３ｅに挿入してノックアウトピン４の下端面を押し上げた際には、エジェクタピン８の頂端部８ｂが軸孔３ｃ内に挿入することなく、ノックアウトピン４の頂端部４ｂをカウンターポンチ３の頂端面３ｆから突出するように形成されている。よって、エジェクタピン８の頂端部８ｂを軸穴３ｃ内に挿入する必要がなく簡単な形状によってエジェクタピン８の頂端部８ｂを形成することができる。
【００３６】
また、ダイス２の下方にカウンターポンチ３の摺動部３ａに摺接する挿通孔５ａが穿設されたカウンターポンチガイド部５が配設され、カウンターポンチガイド部５によってカウンターポンチ３を軸方向に移動自在に保持している。カウンターポンチ３の基部３ｂの上面部が図２に示すようにカウンターポンチガイド部５の下面に当接することによってカウンターポンチ３の上昇移動端、即ちダイス２内への挿入量が規制されるカウンターポンチ上昇端規制手段としての機能を有する。
【００３７】
また、カウンターポンチガイド部５の下側にスペーサ部材６を介在して配設された荷重支持部７は、基端３ｂの下端面が当接してカウンターポンチ３の下降移動端を規制するカウンターポンチ下降端規制手段として機能し、かつ上型１０のポンチ１１からの荷重を受け止めるように構成されている。
【００３８】
この荷重支持部７は、頂端部８ｂがカウンターポンチ３のエジェクターポンチ挿入穴３ｅ内に挿入してノックアウトピン４の下端面を押し上げるエジェクタピン８の支持も兼ねていて、荷重支持部７にはエジェクタピン８を挿通する孔７ａが設けられている。
【００３９】
エジェクタピン８は孔７ａに上下移動自在に嵌挿する軸部８ａと、軸部８ａの上端に形成された大径の頂端部８ｂを有し、孔７ａの大径部７ｂの下端に形成された段部７ｃに頂端部８ｂの下端面が係止することによってエジェクタピン８の下降移動端が規制される。更にエジェクタピン８の下方にエジェクタピン８を駆動する駆動機構（図示せず）が配置れている。
【００４０】
次に、このように構成された鍛造装置を用いた鍛造方法について図３乃至図７に示す作動説明図をも参照して説明する。なお、図３乃至図７においては上型１０及びポンチ１１は省略されている。
【００４１】
先ず、図３に示すように下型１のエジェクタピン８が下降移動端で、カウンターポンチ３の基部３ｂの下端面が荷重支持部７に当接し、かつノックアウトピン４が下降移動端に保持された状態で、かつ上型１０が上昇した状態において下型１に素材１００を一点鎖線で示すようにセットする。
【００４２】
続いて上型１０を下降して下型１に同心上で合わせてダイス２によって製品１０１の中空円柱部１０２の外周を成形し、かつ上型１０のポンチ１１とカウンターポンチ３の頂端面３ｆとの間で素材１００の全長を規定の長さに縮小成形して圧縮成形すると共にポンチ１１によって深穴１０３及びカウンターポンチ３の軸穴３ｃによって突出部分である捨て軸部１０４が各々成形された製品１０１を鍛造成形する。上型１０の下降による製品１０１の成形終了後に上型１０が上昇する。
【００４３】
しかる後、駆動装置によって荷重支持部７の孔７ａに沿ってエジェクタピン８を上昇させて、図４に示すようにエジェクタピン８の頂端部８ｂをノックアウトピン４の下端に当接させる。
【００４４】
更に、エジェクタピン８を上昇させてノックアウトピン４を押し上げる。押し上げられたノックアウトピン４はカウンターポンチ３の軸穴３ｃ内を上方に移動して、図５のように頂端部４ｂが製品１０１の捨て軸部１０４の下端に当接する。
【００４５】
更にエジェクタピン８を上昇させてノックアウトピン４を押し上げると、ノックアウトピン４の頂端部４ｂによって捨て軸１０４が押し上げられダイス２内を製品１０１が上方に移動する。ここで、圧縮成形に伴ってカウンターポンチ３の軸孔３ｃに圧入されて成形された捨て軸部１０４が軸孔３ｃの内周面に圧接して張り付きが発生することから、図６に示すようにノックアウトピン４の上昇と共にカウンターポンチ３が下降移動端から上昇し、ノックアウトピン４、カウンターポンチ３及び製品１０１が一体的にエジェクタピン８によって同時に上昇して、カウンターポンチ３の基部３ｂの上面部がカウンターポンチガイド部５の下面に当接する。
【００４６】
カウンターポンチ３の基端３ｂがカウンターポンチガイド部５の下面に当接してカウンターポンチ３の上昇が停止する。カウンターポンチ３の上昇が、カウンターポンチガイド部５によって上昇移動端に保持された状態で更にエジェクタピン８によりノックアウトピン４を押し上げると、ノックアウトピン４の頂端部４ｂによって捨て軸部１０４が押し上げられて捨て軸部１０４と軸孔３ｃの間に発生する剪断応力によって張り付きが解放され、図７に示すようにノックアウトピン４が下降移動端から押し上げられて捨て軸部１０４を更に押し上げて製品１０２が下型１からノックアウトされる。
【００４７】
従って、本実施の形態によると、上型１０を下降して素材１００から製品１０１を圧縮して鍛造成形した後、エジェクタピン８を上昇させてノックアウトピン４を押し上げ、ノックアウトピン４の頂端部４ｂによって製品１０１を押し上げるノックアウトの際、ノックアウトピン４と共にカウンターポンチ３が一体的にエジェクタピン８によって押し上げられ、カウンターポンチ３の基端３ｂがカウンターポンチガイド部５の下面に当接してカウンターポンチ３の上昇が停止した後は、ノックアウトピン４の頂端部４ｂがカウンターポンチ３から突出して製品１０１をノックアウトさせることから、ノックアウトピン４がカウンターポンチ３によって保護され、かつカウンターポンチ３から突出するノックアウトピン４の突出量が極めて少なく、ノックアウトピン４に発生する座屈変形や破損が有効的に回避される。この結果、成形終了後の製品を安定した状態で確実にダイス２から押し出すことができ、円滑な鍛造作業が確保できる。
【００４８】
また、ノックアウトピン４の破損が有効的に回避されることから、破損したノックアウトピンの交換等の補修が不要になり、ランニングコストの低減が期待できる。
【００４９】
更に、ノックアウトされた後に切除される捨て軸部１０４にノックアウトピン４を当接させて製品１０１をノックアウトすることから、製品１０１として要求される中空円柱部１０２等にノックアウトに伴う傷等の発生が有効的に防止されて高品質の鍛造成形品が得られる。
【００５０】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記実施の形態では中空円柱状の製品をノックアウトの際ノックアウトピン４を捨て軸部１０４に当接させて押し上げたが、製品形状によっては他の部位にノックアウトピン４を当接させてノックアウトすることもできる。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明した本発明による鍛造装置によると、上型と下型によって素材から製品を圧縮成形した後、ノックアウトピンの上昇によりカウンターポンチの軸穴によって形成された突出部分に当接させて鍛造製品を押し出すノックアウトの際、ノックアウトピンと共にカウンターポンチが一体的に上昇し、かつカウンターポンチが上昇移動端まで上昇した後に、ノックアウトピンの更なる上昇によって製品を下型からノックアウトすることから、ノックアウトピンがカウンターポンチによって保護され、かつカウンターポンチから突出するノックアウトピンの突出量が極めて少なくなり、ノックアウトピンに発生する座屈変形や破損が有効的に回避される。この結果、製品を安定した状態で確実に下型からノックアウトすることができ、円滑な鍛造作業が確保できる。更に、破損したノックアウトピンの交換等の補修が不要になり、ランニングコストの低減が期待できる。
また、ノックアウトピン下降端規制手段が、カウンターポンチの軸穴に形成された小径部と、ノックアウトピンに拡径形成された頂端部による簡単な構成によって形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による鍛造装置の実施の形態を示す模式図である。
【図２】同じく、図１のＡ部拡大図である。
【図３】同じく、鍛造装置の作動を状態を示す模式図である。
【図４】同じく、鍛造装置の作動を状態を示す模式図である。
【図５】同じく、鍛造装置の作動を状態を示す模式図である。
【図６】同じく、鍛造装置の作動を状態を示す模式図である。
【図７】同じく、鍛造装置の作動を状態を示す模式図である。
【図８】素材の形状を説明する断面図である。
【図９】鍛造製品の形状を説明する断面図である。
【図１０】従来の鍛造装置の概要を示す模式図である。
【図１１】同じく、鍛造装置の作動を状態を示す模式図である。
【図１２】他の従来の鍛造装置の概要を示す模式図である。
【図１３】同じく、鍛造装置の作動を状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１下型
２ダイス
３カウンターポンチ
３ａ摺動部
３ｂ基部
３ｄ小径部（ノックアウトピン下降端規制手段）
３ｃ軸穴
３ｅエジェクタピン挿入穴
３ｆ頂端面
４ノックアウトピン
４ａ軸部
４ｂ頂端部（ノックアウトピン下降端規制手段）
５カウンターポンチガイド部（カウンターポンチ上昇端規制手段）
５ａ挿通孔
７荷重支持部（カウンターポンチ下降端規制手段）
７ａ孔
７ｂ大径部
８エジェクタピン
８ａ軸部
８ｂ頂端部
１０上型
１１ポンチ
１００素材
１０１鍛造製品
１０４捨て軸部（突出部分）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a forging device that manufactures a forged product by compression-molding a material with an upper die and a lower die.
[0002]
[Prior art]
Since it is excellent in productivity and the dimensional accuracy and strength of the product can be ensured, products that are relatively small and require dimensional accuracy, such as machine parts, are widely manufactured by cold forging.
[0003]
For example, from a columnar material 100 having a cross-sectional shape shown in FIG. 8 to a base end of a relatively small-diameter hollow cylindrical portion 102 having a bottomed deep hole 103 formed along the axial direction as shown in FIG. In order to manufacture the forged product 101 from which the discarded shaft portion 104 protrudes, for example, a forging device whose structure is schematically shown in FIG. 10 is used.
[0004]
That is, the forging device shown in FIG. 10 regulates the die 112 and the base end of the material 100 for forming the outer periphery of the hollow cylindrical portion 102 shown in FIG. A lower die 111 having 113 and an upper die 117 having a punch 118 for pressing the die 112 and the counter punch 113 while forming the tip of the product 101 and the deep hole 103 at the tip of the material 100 are provided.
[0005]
The counter punch 113 includes a sliding portion 113a that moves in the axial direction in the die 112, a discarded shaft forming portion 113c that is recessed in the top end surface 113b of the sliding portion 113a, and a diameter larger than that of the sliding portion 113a. The lower end surface of the base 113d of the counter punch 113 is in contact with the load support 114 fixed to the lower mold 111 and receives the load from the punch 118 of the upper mold 117. The load support portion 114 also serves as a support for the ejector pin 116 that pushes up the lower end surface of the counter punch 113, and the load support portion 114 is provided with a hole through which the ejector pin 116 is inserted. A drive mechanism (not shown) for driving the ejector pins 116 is disposed below the ejector pins 116.
[0006]
Then, the material 100 is set in the lower mold 111 as shown by a one-dot chain line in FIG. 10, and then the upper mold 117 is lowered, and concentrically with the lower mold 111, the dice 112 are used to form the hollow cylindrical portion 102 of the product 101. The outer periphery is molded, and the entire length of the material 100 is compression-molded to a specified length between the punch 118 and the counter punch 113 of the upper die 117, and the deep hole 103 and the disposal shaft portion 104 are formed.
[0007]
When the upper die 117 rises after completion of compression molding due to the lowering of the upper die 117, the ejector pin 116 rises, pushes up the counter punch 113 and knocks out the product 101 from the die 112 as shown in FIG.
[0008]
Further, there is a forging device whose structure is shown in a schematic diagram in FIG. This forging device includes a die 122 for forming the outer periphery of the hollow cylindrical portion 102 and a lower die 121 provided with a counter punch 123 for regulating the base end of the material 100, and the tip and deep hole of the product 101 at the tip of the material 100. An upper die 130 having a punch 131 for molding 103 and pressing the die 103 against the die 122 is provided.
[0009]
The counter punch 123 includes a shaft portion 123a inserted into the die 122 and a base portion 123b having a diameter larger than that of the shaft portion 123a. The lower end surface of the base portion 123b of the counter punch 123 abuts against the load support portion 125, and the upper die The load from 130 punches 131 is received.
[0010]
Further, a shaft hole 123c having a small diameter portion 123d at the lower end is formed at the axial center of the counter punch 123, and a knockout pin 127 is fitted into the shaft hole 123c so as to be movable in the axial direction. In the knockout pin 127, the shaft portion 127a passes through the small diameter portion 123d, and the top end portion 127b formed to have a large diameter is locked to the small diameter portion 123d, so that the descending movement end is restricted.
[0011]
Further, an ejector pin 128 that pushes up the lower end surface of the knockout pin 127 is disposed, and the load support portion 125 also serves as a support for the ejector pin 128.
[0012]
Then, as shown by the one-dot chain line in FIG. 12, the material 100 is set on the lower die 121, the upper die 130 is lowered and aligned concentrically with the lower die 121, and the outer periphery of the hollow cylindrical portion 102 is molded by the die 122. In addition, the material 100 is compression-molded between the punch 131 and the counter punch 123 of the upper die 130 and the shaft part 104 is formed by the deep hole 123 and the shaft hole 123c.
[0013]
When the upper die 130 is raised after the molding by the lowering of the upper die 130, the ejector pin 128 rises, then the knockout pin 127 is pushed up as shown in FIG. 13 and the knockout pin 127 protruding from the shaft hole 123c of the counter punch 123 is shown. The product 101 is knocked out of the die 122 by the top end 127b of the die.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
According to the former forging device shown in FIGS. 10 and 11, when the upper die 117 is lowered, the entire length of the material 100 is compression-molded by the punch 118 and the counter punch 113 of the upper die 117, and the hollow cylindrical portion 102 is formed by the die 112. The outer periphery is formed, and the deep hole 103 and the discard shaft 104 are formed. When the upper die 117 rises after the completion of molding, the ejector pin 116 rises, the counter punch 113 is pushed up, and the product 101 is knocked out from the die 112.
[0015]
However, although a draft angle is formed in the discarded shaft forming portion 113c, the discarded shaft forming portion 104 is formed by being press-fitted into the discarded shaft forming portion 113c of the counter punch 113 as the material 100 is compressed. It sticks to the inner peripheral surface of 113c. Due to the sticking, when the product 101 is knocked out of the die 112 by the counter punch 113 after the molding is completed, the smooth removal of the product 110 from the counter punch 113 is prevented and the efficient forging operation is hindered. Is concerned.
[0016]
On the other hand, according to the latter forging device shown in FIG. 12 and FIG. 13, the material 100 is compression molded by the punch 131 and the counter punch 123 by the lowering of the upper die 130, and the outer periphery of the hollow cylindrical portion 102 is molded by the die 122. And the deep hole 103 and the discard shaft part 104 are shape | molded. When the upper die 130 is raised after the molding is finished, the knockout pin 127 is raised and the product 101 is knocked out from the die 122.
[0017]
However, since the knockout pin 127 that protrudes from the shaft hole 123c of the counter punch 123 and pushes the product 101 out of the die 122 is formed with a small diameter and a relatively long length after the molding is completed, the knockout pin 127 is buckled and smoothed. There is a risk that the forging operation will be hindered. Further, a large number of work steps are required for repair such as replacement of the damaged knockout pin 127, and there is a concern that the running cost may increase.
[0018]
Therefore, an object of the present invention made in view of such a point is to provide a forging device that can reliably knock out a product after completion of molding in a stable state and can ensure a smooth forging operation.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
The forging device according to claim 1, which achieves the above object, is a forging device for producing a forged product by compression molding a material with an upper die and a lower die, wherein the lower die is a cylindrical shape that forms the outer periphery of the material. A die, a counter punch having a top end surface that fits into the die and forms the base end of the material, and has a sliding portion that moves in the axial direction and a shaft hole that penetrates in the axial direction; and the counter A counter punch rising end restricting means and a counter punch falling end restricting means for restricting the ascending movement end and the descending movement end of the punch, a knockout pin inserted into the shaft hole of the counter punch so as to be movable in the axial direction, and the counter punch small diameter portion formed in the shaft hole and is formed by a top end that is expanded formed in the knock-out pin can engage from above into the small-diameter portion, a top end of the knock-out pin above A counter-punch comprising a knock-out pin lowering end restricting means for restricting a lowering movement end of the knock-out pin at a position below a top end surface of the unter punch, and an ejector pin contacting the lower end surface of the knock-out pin to raise the knock-out pin. The product is compression-molded from the material by the lower mold and the upper mold with the knockout pins positioned at the descending movement ends, and abuts against the protruding portion formed by the shaft hole of the counter punch by raising the knockout pin. The product is pushed up, the counter punch is raised to the ascending movement end through the protruding portion, and the knockout pin is raised from the descending movement end to knock out the product.
[0020]
According to the first aspect of the present invention, after the product is compression-molded from the material by the upper die and the lower die, the knockout pin is raised and brought into contact with the protruding portion formed by the shaft hole of the counter punch to push out the product. Since the counter punch rises integrally with the knockout pin, and the counter punch rises to the ascending moving end, the product is knocked out by further raising of the knockout pin, so that the knockout pin is protected by the counter punch and the counter punch. The amount of protrusion of the knockout pin protruding from the pin is extremely small, and buckling deformation and breakage occurring in the knockout pin are effectively avoided. As a result, the product can be reliably knocked out in a stable state, and a smooth forging operation can be ensured. In addition, repair such as replacement of a damaged knockout pin becomes unnecessary, and a reduction in running cost can be expected. .
[0028]
Further, the knockout pin lowering end restricting means can be formed by a simple configuration including a small diameter portion formed in the shaft hole of the counter punch and a top end portion formed in the knockout pin.
[0031]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a forging device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7 and an example in which a forged product 101 shown in FIG. 9 is manufactured from a material 100 shown in FIG.
[0032]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a forging device according to the present embodiment. The forging device regulates the base end of the cylindrical die 2 and the material 100 for forming the outer periphery of the hollow cylindrical portion 102 shown in FIG. 8, as shown in FIG. At the same time, the molded product 101 is moved up and down by a lower die 1 provided with a counter punch 3 and a knockout pin 4 for extruding the product 101 from the die 2 and, for example, a single acting cylinder (not shown), and the tip and depth of the product 101 are moved to the material 100 An upper mold 10 having a punch 11 for forming the hole 103 and compressing and imparting to the material 100 is provided.
[0033]
Under the lower mold 1, a counter punch 3 is inserted into the die 2 so as to be movable in the axial direction. The counter punch 3 includes a sliding portion 3a that moves in the axial direction in the die 2 and a base portion 3b having a diameter larger than that of the sliding portion 3a. A small diameter portion 3d is formed at the lower end of the shaft center of the counter punch 3. A shaft hole 3c and an ejector pin insertion hole 3e having a diameter larger than that of the shaft hole 3c are continuously formed below the shaft hole 3c via a stepped portion.
[0034]
The knockout pin 4 has a shaft portion 4a that moves in the axial direction in the shaft hole 3c of the counter punch 3 and a relatively large shaft that is continuously formed at the upper end of the shaft portion 4a and whose lower end surface can be locked to the upper end of the small diameter portion 3d. A top end portion 4b formed in a diameter is provided, and a knockout pin lowering end restricting means for restricting a lowering movement end of the knockout pin 4 is formed by locking a lower end surface of the top end portion 4b to the small diameter portion 3d. That is, the knockout pin lowering end restricting means is formed by a simple configuration including a small diameter portion 3d formed in the shaft hole 3c of the counter punch 3 and a top end portion 4b formed in the knockout pin 4 in an enlarged diameter.
[0035]
The knockout pin 4 has a length dimension slightly larger than the length dimension of the shaft hole 3c of the counter punch 3, and the top end section 4b is located at the descending movement end where the top end section 4b is locked to the small diameter section 3d. Is retracted into the shaft hole 3c so as to be lower than the top end surface 3f of the counter punch 3 by a predetermined dimension, and the top end portion 8b of the ejector pin 8 is inserted into the ejector pin insertion hole 3e of the counter punch 3 as described later. When the lower end surface of the knockout pin 4 is pushed up, the top end portion 8b of the ejector pin 8 protrudes from the top end surface 3f of the counter punch 3 without being inserted into the shaft hole 3c. It is formed to do. Therefore, it is not necessary to insert the top end portion 8b of the ejector pin 8 into the shaft hole 3c, and the top end portion 8b of the ejector pin 8 can be formed with a simple shape.
[0036]
In addition, a counter punch guide portion 5 having an insertion hole 5a slidably contacting the sliding portion 3a of the counter punch 3 is disposed below the die 2, and the counter punch 3 is moved in the axial direction by the counter punch guide portion 5. Hold freely. As shown in FIG. 2, the upper end portion of the base portion 3 b of the counter punch 3 abuts the lower surface of the counter punch guide portion 5, so that the rising end of the counter punch 3, that is, the amount of insertion into the die 2 is regulated. It has a function as a rising end regulating means.
[0037]
Further, the load support portion 7 disposed on the lower side of the counter punch guide portion 5 with the spacer member 6 interposed therebetween is a counter punch for restricting the lower end of the counter punch 3 by contacting the lower end surface of the base end 3b. It functions as a descending end restricting means and is configured to receive a load from the punch 11 of the upper mold 10.
[0038]
The load support portion 7 also serves as a support for the ejector pin 8 whose top end portion 8b is inserted into the ejector punch insertion hole 3e of the counter punch 3 and pushes up the lower end surface of the knockout pin 4. The load support portion 7 includes an ejector. A hole 7a through which the pin 8 is inserted is provided.
[0039]
The ejector pin 8 has a shaft portion 8a that is inserted into the hole 7a so as to be movable up and down, and a large-diameter top end portion 8b formed at the upper end of the shaft portion 8a, and is formed at the lower end of the large-diameter portion 7b of the hole 7a. When the lower end surface of the top end portion 8b is engaged with the stepped portion 7c, the lower end of the ejector pin 8 is restricted. Further, a drive mechanism (not shown) for driving the ejector pin 8 is disposed below the ejector pin 8.
[0040]
Next, a forging method using the forging apparatus configured as described above will be described with reference to the operation explanatory diagrams shown in FIGS. 3 to 7, the upper mold 10 and the punch 11 are omitted.
[0041]
First, as shown in FIG. 3, the ejector pin 8 of the lower mold 1 is at the lowering movement end, the lower end surface of the base 3b of the counter punch 3 is in contact with the load supporting part 7, and the knockout pin 4 is held at the lowering movement end. In the state where the upper mold 10 is raised, the material 100 is set on the lower mold 1 as indicated by a one-dot chain line.
[0042]
Subsequently, the upper die 10 is lowered and concentrically aligned with the lower die 1 to form the outer periphery of the hollow cylindrical portion 102 of the product 101 with the die 2, and the punch 11 of the upper die 10 and the top end surface 3f of the counter punch 3 are The product 100 is formed by reducing the overall length of the material 100 to a prescribed length and compressing it, and forming the deep hole 103 by the punch 11 and the throwing shaft part 104 which is the protruding part by the shaft hole 3c of the counter punch 3 respectively. 101 is forged. After the molding of the product 101 by the lowering of the upper mold 10, the upper mold 10 is raised.
[0043]
Thereafter, the ejector pin 8 is raised along the hole 7a of the load support portion 7 by the driving device, and the top end portion 8b of the ejector pin 8 is brought into contact with the lower end of the knockout pin 4 as shown in FIG.
[0044]
Further, the ejector pin 8 is raised and the knockout pin 4 is pushed up. The pushed-out knockout pin 4 moves upward in the shaft hole 3 c of the counter punch 3, and the top end portion 4 b comes into contact with the lower end of the disposal shaft portion 104 of the product 101 as shown in FIG. 5.
[0045]
When the ejector pin 8 is further raised and the knockout pin 4 is pushed up, the scraping shaft 104 is pushed up by the top end portion 4 b of the knockout pin 4 and the product 101 moves upward in the die 2. Here, as shown in FIG. 6, the scraping shaft portion 104 formed by being press-fitted into the shaft hole 3 c of the counter punch 3 with compression molding is pressed against the inner peripheral surface of the shaft hole 3 c to cause sticking. As the knockout pin 4 rises, the counter punch 3 rises from the lowering movement end, and the knockout pin 4, the counter punch 3 and the product 101 rise together at the same time by the ejector pin 8, and the upper surface portion of the base 3b of the counter punch 3 Comes into contact with the lower surface of the counter punch guide portion 5.
[0046]
The base end 3b of the counter punch 3 comes into contact with the lower surface of the counter punch guide portion 5, and the ascent of the counter punch 3 stops. If the knockout pin 4 is further pushed up by the ejector pin 8 in a state where the rise of the counter punch 3 is held at the rising movement end by the counter punch guide portion 5, the throwing shaft portion 104 is pushed up by the top end portion 4 b of the knockout pin 4. The sticking is released by the shear stress generated between the scraping shaft portion 104 and the shaft hole 3c, and the knockout pin 4 is pushed up from the descending movement end as shown in FIG. Knocked out from mold 1.
[0047]
Therefore, according to the present embodiment, after the upper die 10 is lowered and the product 101 is compressed from the material 100 and forged, the ejector pin 8 is raised to push up the knockout pin 4 and the top end portion 4b of the knockout pin 4 is pushed. When the product 101 is knocked out by pushing the counter punch 3 together with the knock-out pin 4, the counter punch 3 is pushed up integrally by the ejector pin 8, and the base end 3 b of the counter punch 3 comes into contact with the lower surface of the counter punch guide portion 5 to After the ascent stops, the top end 4b of the knockout pin 4 protrudes from the counter punch 3 to knock out the product 101. Therefore, the knock out pin 4 is protected by the counter punch 3, and the knock out pin 4 protruding from the counter punch 3 is used. The amount of protrusion is extremely small , Buckling deformation or damage that occurs knockout pin 4 is effectively avoided. As a result, the product after the completion of molding can be reliably extruded from the die 2 in a stable state, and a smooth forging operation can be ensured.
[0048]
Further, since damage to the knockout pin 4 is effectively avoided, repair such as replacement of the damaged knockout pin becomes unnecessary, and a reduction in running cost can be expected.
[0049]
Further, since the knockout pin 4 is brought into contact with the scraping shaft portion 104 which is cut out after being knocked out and the product 101 is knocked out, the hollow cylindrical portion 102 or the like required for the product 101 may be damaged due to the knockout. It is effectively prevented and a high quality forged product is obtained.
[0050]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment and can be variously modified without departing from the spirit of the invention. For example, in the above-described embodiment, when knocking out a hollow cylindrical product, the knockout pin 4 is thrown into contact with the shaft portion 104 and pushed up, but depending on the product shape, the knockout pin 4 is brought into contact with another part to knock out. You can also
[0051]
【The invention's effect】
According to the forging device according to the present invention described above, after the product is compression-molded from the material by the upper die and the lower die, the forged product is brought into contact with the protruding portion formed by the shaft hole of the counter punch by raising the knockout pin. When knocking out, the counter punch rises together with the knock out pin, and after the counter punch rises to the ascending movement end, the product is knocked out from the lower mold by further raising the knock out pin. The amount of protrusion of the knockout pin that is protected by the punch and protrudes from the counter punch becomes extremely small, and buckling deformation and breakage that occur in the knockout pin are effectively avoided. As a result, the product can be reliably knocked out from the lower mold in a stable state, and a smooth forging operation can be ensured. Furthermore, repair such as replacement of a damaged knockout pin becomes unnecessary, and a reduction in running cost can be expected.
Further, the knockout pin lowering end restricting means can be formed by a simple configuration including a small diameter portion formed in the shaft hole of the counter punch and a top end portion formed in the knockout pin.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a forging device according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG.
FIG. 3 is a schematic view showing the operation of the forging device in the same manner.
FIG. 4 is a schematic view showing the operation of the forging device in the same manner.
FIG. 5 is a schematic view showing the operation of the forging device in the same manner.
FIG. 6 is a schematic view showing the state of the operation of the forging device in the same manner.
FIG. 7 is a schematic view showing the operation of the forging device in the same manner.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the shape of a material.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the shape of a forged product.
FIG. 10 is a schematic view showing an outline of a conventional forging device.
FIG. 11 is a schematic diagram showing the state of the operation of the forging device in the same manner.
FIG. 12 is a schematic view showing an outline of another conventional forging apparatus.
FIG. 13 is a schematic view showing the state of the operation of the forging device in the same manner.
[Explanation of symbols]
1 Lower mold 2 Dies 3 Counter punch 3a Sliding part 3b Base 3d Small diameter part (knockout pin lowering end regulating means)
3c Shaft hole 3e Ejector pin insertion hole 3f Top end face 4 Knockout pin 4a Shaft part 4b Top end (knockout pin lowering end restricting means)
5 Counter punch guide part (Counter punch rising end regulating means)
5a Insertion hole 7 Load support part (counter punch lowering end regulating means)
7a Hole 7b Large-diameter portion 8 Ejector pin 8a Shaft portion 8b Top end portion 10 Upper die 11 Punch 100 Material 101 Forged product 104 Discarding shaft portion (protruding portion)

Claims

In a forging device that produces a forged product by compression molding a material with an upper mold and a lower mold,
The lower mold is
A cylindrical die for molding the outer periphery of the material,
A counter punch that has a top end surface that fits into the die and forms the base end of the material and has a sliding portion that moves in the axial direction and a shaft hole that penetrates in the axial direction;
Counter punch rising end regulating means and counter punch lowering end regulating means for regulating the rising and falling movement ends of the counter punch, respectively;
A knockout pin inserted through the shaft hole of the counter punch so as to be movable in the axial direction;
The counter punch includes a small-diameter portion formed in the shaft hole and a top end portion formed on the knock-out pin that can be engaged with the small-diameter portion from above, and the top end portion of the knock-out pin is the top end of the counter punch. A knockout pin lowering end regulating means for regulating the lowering movement end of the knockout pin at a position below the surface;
An ejector pin that contacts the lower end surface of the knockout pin and raises the knockout pin;
A projecting portion formed by compression molding a product from the material with the lower die and the upper die with the counter punch and the knockout pin positioned at the descending movement ends, and formed by the shaft hole of the counter punch by raising the knockout pin. A forging device characterized in that the product is pushed up by abutting on the lift, the counter punch is raised to the ascending movement end through the protruding portion, and the knockout pin is raised from the descending movement end to knock out the product.