JP4104763B2 - 金型 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、鍛造用の金型に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、鍛造成形等に使用される金型として、例えば、特開昭63−230244号公報に開示されている冷間鍛造用ダイスのように、ダイスをダイケースに圧入して構成されるものがある。この種の金型では、ダイスとダイケースとを一体に形成した後、ダイスおよびダイケースに仕上げ加工を施し、さらに、ダイスのキャビティ面にPVD(物理蒸着法)、CVD(化学蒸着法)等により表面処理を施して被膜を形成している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような金型では、キャビティ面に表面処理を施す際、ダイスとダイケースとを一体的に取り扱わなければならず、その重量が大きく、作業が困難なものとなっていた。また、被膜はキャビティ面のみに必要であるにも拘わらず、ダイスおよびダイケースの表面にまで被膜が形成されてしまうため、被膜用材料が無駄に消費されてしまい、製造コストが高騰するという問題がある。さらに、金型を鍛造成形に使用する際にダイスがダイケースから脱落することを防止するためには、ダイスを約300t以上の高い圧力でダイケースに圧入する必要があり、その作業が困難であり、また、高い圧力に起因してダイスやダイケースにかじりや座屈等の損傷が発生する懸念がある。さらにまた、PVD、CVD等の処理では金型が400〜700℃に加熱されるが、この高い温度によってダイケースとダイスとの締りばめの機能が低下してしまう懸念がある。
【0004】
本発明は前記の課題を解決すべくなされたものであって、金型を製造する際に作業が容易となり、被膜用材料の無駄をなくすとともに締りばめの機能が低下する懸念のない金型を提供することを目的とする。
【0005】
前記の目的を達成するために、本発明は、ダイケースと、前記ダイケースに形成された圧入部に圧入され、キャビティ面が形成されたダイスとを有する金型において、
前記圧入部を構成する壁部と、前記壁部が当接する前記ダイスの面とのいずれか一方に形成されると共に、前記ダイスの圧入方向に対して一方が前方側を向いて傾斜し且つ他方が後方側を向いて傾斜して互いに交差する2つの傾斜面を有し、その交差部分が前記壁部または前記ダイスの面のいずれか一方から外側に突出した頂部として形成された係合凸部と、
前記圧入部を構成する壁部と前記ダイスの面とのいずれか他方に形成されると共に、前記ダイスの圧入方向に対して一方が前方側を向いて傾斜し且つ他方が後方側を向いて傾斜して互いに交差する2つの傾斜面を有し、その交差部分が前記壁部または前記ダイスの面のいずれか他方から内側に凹んだ底部として形成されることにより、前記圧入部に前記ダイスが圧入され、前記壁部と前記ダイスの面とが当接された状態で、前記係合凸部に係合可能な係合凹部と、
を備えることを特徴とする。
【0006】
本発明によれば、ダイスをダイケースに仮圧入した状態でダイスおよびダイケースに仕上げ加工を施す。その後、ダイスをダイケースから取り外してダイスに表面処理をして再びダイスをダイケースに圧入して金型を製造し、鍛造成形に使用する。このとき、ダイスは前記係合凸部と前記係合凹部との係合作用下に前記ダイケースから脱落することが防止される。
【0008】
また、前記係合凸部および前記係合凹部が前記ダイスの前記圧入部に対する圧入方向に対して傾斜する傾斜面を有することにより、前記ダイスを前記ダイケースに圧入する作業が容易となる。
【0009】
さらに、前記係合凸部および前記係合凹部は、前記ダイスの前記圧入部に対する圧入方向の長さが5〜20mm、前記壁部または前記ダイスの面に対する一方の前記傾斜面の傾斜角をプラス2〜プラス10°とした場合の他方の前記傾斜面の傾斜角がマイナス2〜マイナス10°、前記係合凸部の前記圧入方向と直交する方向の前記壁部または前記ダイスの面のいずれか一方からの高さおよび前記係合凹部の前記圧入方向と直交する方向の前記壁部または前記ダイスの面のいずれか他方からの深さが、それぞれ0.2〜0.5mmであると、ダイスをダイケースに支障なく圧入することができ、しかも、ダイスの脱落が防止されるため、一層好ましい。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明に係る金型について、その製造方法との関係にお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。
【0015】
図1および図2において、参照符号10は、本実施の形態に係る金型10を示す。この金型10は、ダイケース12と、該ダイケース12に形成された圧入部14に圧入されるダイス16とを備え、ダイス16にはキャビティ面40が形成される。ダイス16の重量は約15kgである。
【0016】
ダイケース12には一方の面に凹部18が形成され、凹部18には図示しない金型取付部材等が嵌合する。ダイケース12の一方および他方の面には、該ダイケース12を他の機構に固定するための複数のねじ孔20が形成される。前記ダイケース12の圧入部14を構成する壁部24は傾斜角θa が約1°のテーパ状に形成される。壁部24には、図3に示すように、係合凹部26が複数形成される。係合凹部26は、断面略V字状に形成され、ダイス16の圧入方向に対して傾斜する2つの傾斜面28a、28bを有する。傾斜面28aと28bとの境界部分は底部30として形成される。係合凹部26はダイス16の圧入方向の長さL1 が約10mm、底部30の壁部24に対する深さD1 が約0.3mm、壁部24に対する傾斜面28a、28bの傾斜角θ1 が約4.5°に形成される。圧入部14を構成する開口部にはテーパ面34が形成される。
【0017】
ダイス16はダイケース12の圧入部14を構成する壁部24に当接する壁面44を有する(図1参照)。壁面44は、壁部24と同様に、傾斜角θb が約1°のテーパ状に形成される。壁面44には係合凹部26に係合する係合凸部48が複数形成される。係合凸部48は断面山形状に形成され、ダイス16の圧入方向に対して傾斜する傾斜面50a、50bを有する。傾斜面50aと50bとの境界部分は頂部52として形成される。係合凸部48は、係合凹部26と同様に、ダイス16の圧入方向の長さL2 が約10mm、頂部52の壁面44に対する高さH2 が約0.3mm、傾斜面50a、50bの壁面44に対する傾斜角θ2 が約4.5°に形成される。
【0018】
本実施の形態に係る金型10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、本実施の形態に係る金型10の製造方法について、図5に示すフローチャートを参照して説明する。
【0019】
先ず、ダイケース12の圧入部14を構成する壁部24と、ダイス16の壁面44とにモリブデンを含む粉末状の潤滑剤を塗布する(ステップS1)。次に、ダイス16をダイケース12の圧入部14に仮圧入する(ステップS2)。このとき、壁部24および壁面44には潤滑剤が塗布されているため、圧入に必要な力が約100tであり、従来技術と比較して1/3〜1/4程度の小さい圧力ですむ。従って、ダイス16、ダイケース12の座屈やかじりが防止される。仮圧入する際、ダイス16の係合凸部48を構成する傾斜面50aは、圧入部14を構成する開口部に形成されたテーパ面34に当接し、さらに壁部24に当接して仮圧入が進行する。そして、係合凸部48は係合凹部26に係合する(図4参照)。この場合、ダイス16の壁面44に潤滑剤を塗布しているため、壁面44と壁部24とにかじりが発生することを防止することができる。
【0020】
このようにしてダイス16がダイケース12の圧入部14に仮圧入されると、ダイケース12、ダイス16に対して機械加工により、形状仕上げ、磨き等の仕上げ加工を施す(ステップS3)。このように、ダイケース12とダイス16とを一体的に組み合わせた状態で仕上げ加工を施すため、金型10の形状精度を向上させることができる。
【0021】
次いで、ダイス16をダイケース12の圧入部14から取り外す(ステップS4)。このとき、ダイケース12の壁部24とダイス16の壁面44には、潤滑剤が塗布されているため、前記仮圧入と同様に、ダイス16を取り外すために必要な力も小さくてすむ。
【0022】
次に、ダイス16のキャビティ面40を除く面、すなわち壁面44とダイス16の上面54および下面56にマスキングテープ等を貼り付けてマスキングする(ステップS5)。そして、ダイス16にPVD、CVD等により表面処理を施してキャビティ面40に厚さ約1〜3μm、好ましくは約2μm程度の表面硬化被膜を形成する(ステップS6)。この場合、表面処理はダイス16のみに施されるため、従来技術のようにダイス16とダイケース12とを一体的に構成した状態で表面処理を施す必要がなく、表面処理を施すワークの重量が約15kg程度、従来技術と比較して1/4〜1/5程度と大幅に軽量化し、作業が容易となる。また、ダイス16がマスキングされているため、キャビティ面40以外に被膜が形成されてしまうことがなくなり、被膜用材料の無駄をなくして製造コストを減少させることができる。
【0023】
そして、再びダイス16をダイケース12の圧入部14に圧入すると(ステップS7)、ダイス16の係合凸部48は、前述と同様に、ダイケース12の係合凹部26に係合し、ダイス16がダイケース12に抜け止めされる。このとき、ダイケース12は前記PVD、CVD等の表面処理の工程(ステップS6)の際に加熱されることがないため、ダイケース12とダイス16との締りばめの機能が低下する懸念が払拭される。また、マスキングされたダイス16の壁面44には被膜が付着しないため、ダイス16の壁面44に寸法誤差が発生することがなく、ダイス16をダイケース12の圧入部14に圧入したときに、金型10の形状精度が低下してしまう懸念がない。
【0024】
以上のようにして金型10が製造されると、この金型10は鍛造成形に用いられる。このとき、ダイス16の係合凸部48はダイケース12の係合凹部26に係合して抜け止めされているために、鍛造成形の際にダイス16がダイケース12から脱落する懸念がない。
【0025】
本実施の形態に係る金型10では、ダイケース12に係合凹部26を形成し、ダイス16に係合凸部48を形成しているが、ダイケース12に係合凸部48を形成し、ダイス16に係合凹部26を形成するようにしてもよい。
【0026】
なお、係合凹部26と係合凸部48の長さL1 、L2 を5mm未満、係合凹部26の底部30の壁部24に対する深さD1 と係合凸部48の頂部52の壁面44に対する高さH2 とを0.2mm未満、または、係合凹部26を構成する傾斜面28a、28bの壁部24に対する傾斜角θ1 と係合凸部48を構成する傾斜面50a、50bの壁面44に対する傾斜角θ2 とを2°未満に設定すると、ダイス16がダイケース12から脱落し易くなり、一方、長さL1 、L2 を20mmより大きく、深さD1 および高さH2 をそれぞれ0.5mmより大きく、または傾斜角θ1 、θ2 を10°より大きく設定すると、ダイス16をダイケース12に圧入するために必要な力が大きくなり、ダイス16、ダイケース12にかじりが生じてしまう懸念がある。従って、長さL1 、L2 を5〜20mm、深さD1 および高さH2 をそれぞれ0.2〜0.5mm、傾斜角θ1 、θ2 を2〜10°の範囲内に設定することが望ましい。
【0027】
【発明の効果】
本発明に係る金型によれば、以下のような効果ならびに利点が得られる。
【0028】
ダイスをダイケースから取り外した状態で表面処理を行うため、その重量が、ダイスとダイケースを一体的に構成して処理していた従来技術と比較して大幅に小さくなり、金型を製造する作業が容易となる。また、ダイスのキャビティ面以外の面をマスキングして表面処理を行うため、被膜用材料が無駄に消費されることがなく、被膜用材料の使用量が減少する。従って、製造コストを低減化することができる。
【0029】
さらに、ダイケースの圧入部を構成する壁部と、前記壁部に当接するダイスの面とに潤滑剤を塗布してダイスをダイケースに仮圧入するため、仮圧入に必要な力が小さくなり、仮圧入されたダイスをダイケースから取り外す際の力も小さくてすむ。従って、これらの作業も容易となる。
【0030】
さらにまた、ダイケースは表面処理の際に加熱されてしまう懸念がないため、ダイケースとダイスとの締りばめの機能が低下して、鍛造成形の際にダイスがダイケースから脱落してしまう懸念を減少させることができる。さらにまた、ダイケースおよびダイスにはそれぞれ互いに係合する係合凸部および係合凹部が形成されるため、この金型を鍛造成形に使用した際に、ダイスがダイケースから脱落する懸念を一層払拭することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る金型を示し、ダイスをダイケースに圧入する前の状態の概略縦断面図である。
【図2】図1の金型を示し、ダイスをダイケースに圧入した状態の概略縦断面図である。
【図3】図1のダイスに形成された係合凸部がダイケースに形成された係合凹部に係合する前の状態の一部拡大縦断面図である。
【図4】図3の係合凸部が係合凹部に係合した状態の一部拡大縦断面図である。
【図5】本発明の実施の形態に係る金型の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
10…金型 12…ダイケース
14…圧入部 16…ダイス
26…係合凹部 28a、28b、50a、50b…傾斜面
30…底部 40…キャビティ面
48…係合凸部 52…頂部
Claims (2)
- ダイケースと、前記ダイケースに形成された圧入部に圧入され、キャビティ面が形成されたダイスとを有する金型において、
前記圧入部を構成する壁部と、前記壁部が当接する前記ダイスの面とのいずれか一方に形成されると共に、前記ダイスの圧入方向に対して一方が前方側を向いて傾斜し且つ他方が後方側を向いて傾斜して互いに交差する2つの傾斜面を有し、その交差部分が前記壁部または前記ダイスの面のいずれか一方から外側に突出した頂部として形成された係合凸部と、
前記圧入部を構成する壁部と前記ダイスの面とのいずれか他方に形成されると共に、前記ダイスの圧入方向に対して一方が前方側を向いて傾斜し且つ他方が後方側を向いて傾斜して互いに交差する2つの傾斜面を有し、その交差部分が前記壁部または前記ダイスの面のいずれか他方から内側に凹んだ底部として形成されることにより、前記圧入部に前記ダイスが圧入され、前記壁部と前記ダイスの面とが当接された状態で、前記係合凸部に係合可能な係合凹部と、
を備えることを特徴とする金型。 - 請求項1記載の金型において、
前記係合凸部および前記係合凹部は、前記ダイスの前記圧入部に対する圧入方向の長さが5〜20mm、前記壁部または前記ダイスの面に対する一方の前記傾斜面の傾斜角をプラス2〜プラス10°とした場合の他方の前記傾斜面の傾斜角がマイナス2〜マイナス10°、前記係合凸部の前記圧入方向と直交する方向の前記壁部または前記ダイスの面のいずれか一方からの高さおよび前記係合凹部の前記圧入方向と直交する方向の前記壁部または前記ダイスの面のいずれか他方からの深さが、それぞれ0.2〜0.5mmであることを特徴とする金型。
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