JP4139003B2 - 括れ部を有する製品の鍛造装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外周部の軸方向中間部に凹部、即ち括れ部を有する製品を成形する鍛造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術として、成形面の軸方向中間部に成形突起を有する左右一対の分割ダイを設け、各分割ダイを接近させて連結具によりベースに固定し、ベース側に設けたカウンターパンチを上記各分割ダイにより形成された成形孔の下部に嵌合させ、該成形孔の上部に塊状（円柱状）の素材を嵌合させ、該素材をパンチにより成形孔内に押し込み、該素材の下部を上記成形突起部を通過させた後、該素材の上下端を上記パンチとカウンターパンチとで軸方向に圧縮するようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のものは、素材の下部が小断面積に絞られた成形突起間を通過した後、軸方向に圧縮されて半径方向外方に膨出されることになるので、素材の流動が大きくなるとともに、その方向が途中で変更されることになる。このため、成形突起の下部側には素材が充填し難くなり、高精度の成形ができなくなるとともに、亀裂が発生し易くなる。また、パンチの加圧力を増大させねばならず、装置が大型となって高価になる等の欠点があった。本発明は上記欠点を解消した新規な括れ部を有する製品の鍛造装置を得ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために以下の如く構成したものである。即ち、請求項１の発明は、対面側の成形面に軸心方向に突出する成形突起を有し、外周に上方に向かって軸心方向に傾斜する斜面を有する分割ダイを設け、各分割ダイを対面させてダイベースに互いに接離方向に移動可能に載置し、各分割ダイの上方から下方に向けて移動される加圧体に、各分割ダイの軸心部に向かって突出するパンチと、各分割ダイの斜面に向かって突出する作動体とを設け、大径部の上部に小径部を有する段付きの規制ピンを設け、該規制ピンを前記各分割ダイの対面部にてダイベースに上下摺動可能に嵌合させ、前記パンチ及び加圧体が上方に移動された際に、前記規制ピンを上方に移動させて前記小径部の上端を前記作動体の下面に向けて突出させるバネを設け、前記各分割ダイの対面部に前記規制ピンの大径部よりも小径の係合凹部を設け、各分割ダイの下部軸心部にカウンターパンチを設ける構成にしたものである。これにより、素材の軸端部をパンチ及びカウンターパンチで、また、素材の上下方向中間部を分割ダイの成形突起でそれぞれ所定形状に形成し、成形時に発生する素材の流動が単純かつ必要最小限となるようにしたものである。また、各分割ダイの接近方向への移動を、加圧体（ラム）の下降運動を斜面により大きな力の横運動に変換して行わせるようにしたものである。
また、前記加圧体が上方に移動した際に、各分割ダイの対面部に設けた係合凹部を規制ピンの大径部に当接させることにより、各分割ダイを所定の離間位置に位置決めし、分割ダイ内に嵌合された素材が正確に位置決めできるようにしたものである。
また、請求項２の発明は、前記作動体を筒状にするとともに、その内面を下方に向かって拡開する円錐状の内面とし、前記各分割ダイの斜面は前記作動体の円錐状の内面に略沿う分割円錐面とし、これにより、作動体と各分割ダイとの接触面積を増大させるようにしたものである。
また、請求項３の発明は、前記ダイベースを前記カウンターパンチに対して下方に移動可能とすることにより、カウンターパンチで素材の下部に凹部を成形する際に、素材の流動が単純かつ必要最小限となるようにしたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図面において、図１は本発明の実施例による成形前の状態を示す要部断面図、図２は本発明の実施例による成形状態を示す要部断面図、図３は図１の部分断面側面図、図４は図２の部分断面側面図、図５は図３のV-V 視による平面図、図６は成形された製品の断面図、図７は成形された製品の平面図である。
【０００６】
図１において、１は鍛造装置、２，２はその分割ダイである。各分割ダイ２，２は、図１、図５に示すように、円錐台状の主体を左右に分割し、対面側の分割面に上下方向に貫通する半円筒状の成形面３，３を形成するとともに、各成形面３，３の上下中間部に軸心方向に突出する成形突起４，４を形成する。各成形突起４，４は左右に対向させて平面視半円弧状となっている。この場合、上記各成形突起４，４は、成形時に発生する素材流動の中立位置、つまり、素材Ａの上部塑性変形部と下部塑性変形部との中間部に形成することが好ましい。
【０００７】
上記各分割ダイ２，２の外周面は上方に向かって次第に小径となる分割された半円錐面状の斜面５，５とし、その表面にイオン窒化処理して後述する作動体３２の内面３２ａとの摺接が円滑に行えるようにする。また、上記斜面５，５の傾斜角度は上下軸心に対して５〜１５度とする。なお、この斜面５，５の傾斜角度は成形する製品の形状や材質、あるいはプレスの容量等によって適宜選択する。また、上記各分割ダイ２，２の下部外周にフランジ６，６を半径方向外方に向けて突出形成するとともに、その外周形状を方形にする。
【０００８】
上記各分割ダイ２，２は互いに向き合わせてダイベース１０の上面に載置するとともに、各フランジ６，６の前後両側端部（図５において上下方向両側端部）６ａ，６ａを上記ダイベース１０に左右方向に延長させて固定したレール１１に摺動可能に係合させる。また、上記各分割ダイ２，２を接離方向に移動させる横移動装置１２、及び各分割ダイ２，２を所定の離間位置に位置決めする位置決め装置１４を設ける。上記横移動装置１２は、図５に示すように、各分割ダイ２，２の左右に取付けた油圧式のシリンダ１３，１３の各ロッド１３ａ，１３ａを上記各フランジ６，６の左右両側端面６ｂ，６ｂに連結し、各分割ダイ２，２間に素材Ａを供給するとき、及び成形された製品３５を離型する際に上記シリンダ１３，１３を伸縮作動させて各分割ダイ２，２を接離方向に移動させる。
【０００９】
上記位置決め装置１４は、図３、図５に示すようになっている。即ち、大径部１５ｂの上部をテーパー状に縮小させ、その上部に小径部１５ａを起立させてなる段付きの規制ピン１５をダイベース１０に上下摺動可能に嵌合させ、これをバネ１６により上方に突出付勢する。一方、各分割ダイ２，２のフランジ６，６の左右対面部に上記規制ピン１５の大径部１５ｂよりも小径の平面視半円弧状の係合凹部６ｃ，６ｃを形成する。そして、各分割ダイ２，２が離間した際にバネ１６により上記規制ピン１５を上方に移動させてその大径部１５ｂを上記ダイベース１０から上方に突出させ、この状態で上記シリンダ１３，１３を伸長作動させて各分割ダイ２，２を接近方向に移動させ、その係合凹部６ｃ，６ｃを上記大径部１５ｂに衝突させることにより、各分割ダイ２，２を所定の離間位置に位置決めし、両者の成形面３及び成形突起４間に円柱状の素材Ａが嵌合できるようにするとともに、各分割ダイ２，２の斜面５の上部が作動体３２の内面３２ａの下部に嵌合可能となるようにする。
【００１０】
上記ダイベース１０は、支持台２０に支持されたダイセットベース２１に、段付きのガイドポスト２２を介して所定量上下動可能に支持されるとともに、シリンダからなるダンパー２３により所定の力で上方に持ち上げ支持される。なお、このダンパー２３はバネあるいはゴムであってもよい。上記ガイドポスト２２及びダンパー２３は、図５に示すように、それぞれ周方向に３個配置してダイセットベース２１に起立支持されている。また上記ダイセットベース２１の中心部に柱状のホルダ２４を起立固定し、該ホルダ２４の上部にカウンターパンチ２５を連結具２６を介して起立固定する。このカウンターパンチ２５は、その上部をダイベース１０の中心部から各分割ダイ２間の下部に向けて突出させ、該突出端部に上方に向かって段状に小径となる下部成形面（符号省略）を形成する。
【００１１】
上記ダイベース１０の上方にラム（図示省略）によって上下動される加圧体３０を配置し、該加圧体３０の下面中心部にパンチ３１、及び倒立コップ状の作動体３２を同軸に懸垂固定する。パンチ３１は下方のカウンターパンチ２５と対向させ、その下端部に下方に向かって段状に小径となる上部成形面（符号省略）を形成する。また、作動体３２は上記パンチ３１よりも大きく下方に突出させ、その内面３２ａを下方に向かって拡開する円錐状の斜面とする。この内面３２ａは前述した各分割ダイ２，２の斜面５に対面させるとともに、その上下軸心に対する傾斜角度は上記各分割ダイ２，２の斜面５と略同じにする。
【００１２】
前述した位置決め装置１４の規制ピン１５は、その小径部１５ａの上端が上記作動体３２の下面３２ｂに対面し、以下の如く作動する。即ち、加圧体３０が上方に移動し、各分割ダイ２，２が離間した際には、図３に示すように、規制ピン１５がバネ１６によって上方に移動され、その大径部１５ｂがダイベース１０から上方に突出して各分割ダイ２，２のフランジ６，６の係合凹部６ｃ，６ｃに対面し、この状態で各分割ダイ２，２が横移動装置１２（シリンダ１３，１３）によって接近方向に移動された際に、該分割ダイ２，２を所定の間隔、即ち、両者の成形面３及び成形突起４間に素材Ａが嵌合できる間隔に保持する。また、加圧体３０が下方に移動した際には、図４に示すように、小径部１５ａが作動体３２の下面３２ｂによって下方に押圧移動され、大径部１５ｂが上記係合凹部６ｃ，６ｃから下方に退避し、各分割ダイ２，２の接近方向への移動を許容する。
【００１３】
次に上記実施例の作動態様について説明する。加圧体３０を介してパンチ３１及び作動体３２が上方に移動され、また、横移動装置１２（シリンダ１３，１３）によって各分割ダイ２，２が開かれると、規制ピン１５がバネ１６によって上方に移動され、その大径部１５ｂが各分割ダイ２，２のフランジ６，６の係合凹部６ｃ，６ｃに対面する。次いで横移動装置１２によって各分割ダイ２，２が接近すると、上記係合凹部６ｃ，６ｃが規制ピン１５の大径部１５ｂに衝突し、該分割ダイ２，２が所定の間隔に保持される。この状態で円柱状の素材Ａを各分割ダイ２，２間に収容し、その下端をカウンターパンチ２５上に載置する（図１、図３）。
【００１４】
この状態で加圧体３０を介してパンチ３１及び作動体３２が下方に移動されると、規制ピン１５が作動体３２の下面３２ｂによって下方に押圧移動され、大径部１５ｂが各分割ダイ２，２のフランジ６，６の係合凹部６ｃ，６ｃから下方に退避して各分割ダイ２，２の接近方向への移動を許容するとともに、作動体３２の内面３２ａが各分割ダイ２の斜面５に嵌合し、該斜面５を介して各分割ダイ２を対面方向に接近させる。これにより、各分割ダイ２，２の成形突起６，６が上記素材Ａの上下方向中間部の左右側面を側方から挟圧変形させ、同時にパンチ３１とカウンターパンチ２５とで上記素材Ａの上下端部を上下方向（軸方向）から圧縮変形させる（図２、図４）。
【００１５】
これにより、上記素材Ａは、図６、図７に示すように、上下方向中間部の左右側面に軸心方向に凹む平面視円弧状の側面凹部３５ａ，３５ａが、また上下面部に軸方向に凹む端面凹部３５ｂ，３５ｂを有する製品３５が形成されることになる。次いで横移動装置１２（シリンダ１３，１３）によって各分割ダイ２，２を離間させ、上記成形された製品３５を各分割ダイ２，２から取り出す。なお、前述した各分割ダイ２，２は、２個以上としてもよく、また、各分割ダイ２，２の成形突起６，６の形状及び大きさは左右非対称であってもよい。また、パンチ３１、カウンターパンチ２５の軸端部の成形面は、一方を平坦面にしてもよい。また、カウンターパンチ２５の上面を平坦面としてこの部での成形を省略した際には、ダイベース１０はダイセットベース２１に固定（下動不能）してもよい。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな如く、本発明は、分割ダイの外周に上方に向かって軸心方向に傾斜する斜面を形成し、パンチ側の加圧体に上記斜面に向かって突出する作動体を設け、加圧体の降下時に上記作動体、斜面を介して各分割ダイを接近方向に移動させ、各分割ダイの対面側に設けた成形突起で素材の外周部を軸心方向に塑性変形させ、また、上下で対向するパンチとカウンターパンチとで上記素材の上下端部を塑性変形させるようにしたので、成形時の素材の流動が単純かつ必要最小限となり、外周部の軸方向中間部に凹部（括れ部）を有する製品を高精度に成形することができる。
しかも、各分割ダイの接近運動は、加圧体の上下運動を斜面（カム面）により横運動に変換して行うようにしたので、加圧体の駆動力を小さくして小型かつ安価にすることができるとともに、各分割ダイの接近運動とパンチの降下運動との連繋運動を容易に設定することができる。
また、作動体を筒状にするとともに、その内面を下方に向かって拡開する円錐状の内面とし、該内面を分割円錐面状にした各分割ダイの斜面に嵌合させるようにしたので、作動体が簡素になるとともに、各分割ダイの接近方向への移動力が増大することになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による成形前の状態を示す要部断面図である。
【図２】本発明の実施例による成形状態を示す要部断面図である。
【図３】図１の部分断面側面図である。
【図４】図２の部分断面側面図である。
【図５】図３のV-V 視による平面図である。
【図６】成形された製品の断面図である。
【図７】成形された製品の平面図である。
【符号の説明】
１ 鍛造装置
２ 分割ダイ
３ 成形面
４ 成形突起
５ 斜面
６ フランジ
６ａ 前後側の端部
６ｂ 左右側の端面
６ｃ 係合凹部
１０ ダイベース
１１ レール
１２ 横移動装置
１３ シリンダ
１３ａ ロッド
１４ 位置決め装置
１５ 規制ピン
１５ａ 小径部
１５ｂ 大径部
１６ バネ
２０ 支持台
２１ ダイセットベース
２２ ガイドポスト
２３ ダンパー
２４ ホルダ
２５ カウンターパンチ
２６ 連結具
３０ 加圧体
３１ パンチ
３２ 作動体
３２ａ 内面
３２ｂ 下面
３５ 製品
３５ａ 側面凹部
３５ｂ 端面凹部

Claims (3)

1. 対面側の成形面（３）に軸心方向に突出する成形突起（４）を有し、外周に上方に向かって軸心方向に傾斜する斜面（５）を有する分割ダイ（２）を設け、各分割ダイ（２）を対面させてダイベース（１０）に互いに接離方向に移動可能に載置し、各分割ダイ（２）の上方から下方に向けて移動される加圧体（３０）に、各分割ダイ（２）の軸心部に向かって突出するパンチ（３１）と、各分割ダイ（２）の斜面（５）に向かって突出する作動体（３２）とを設け、大径部（１５ｂ）の上部に小径部（１５ａ）を有する段付きの規制ピン（１５）を設け、該規制ピン（１５）を前記各分割ダイ（２）の対面部にてダイベース（１０）に上下摺動可能に嵌合させ、前記パンチ（３１）及び加圧体（３０）が上方に移動された際に、前記規制ピン（１５）を上方に移動させて前記小径部（１５ａ）の上端を前記作動体（３２）の下面に向けて突出させるバネ（１６）を設け、前記各分割ダイ（２）の対面部に前記規制ピン（１５）の大径部（１５ｂ）よりも小径の係合凹部（６ｃ）を設け、各分割ダイ（２）の下部軸心部にカウンターパンチ（２５）を設けたことを特徴とする括れ部を有する製品の鍛造装置。
2. 前記作動体（３２）は筒状にするとともに、その内面（３２ａ）を下方に向かって拡開する円錐状の内面とし、前記各分割ダイ（２）の斜面（５）は前記作動体（３２）の円錐状の内面に略沿う分割円錐面としたことを特徴とする請求項１記載の括れ部を有する製品の鍛造装置。
3. 前記ダイベース（１０）は前記カウンターパンチ（２５）に対して下方に移動可能としたことを特徴とする請求項１又は２記載の括れ部を有する製品の鍛造装置。

Images