JP4210856B2 - Mold - Google Patents
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Description
本発明は金型に関し、特に、ダイ内でパンチにより被成形品を加圧し所定形状に成形する金型に関するものである。 The present invention relates to a mold, and more particularly, to a mold for pressurizing a product to be molded into a predetermined shape by a punch in a die.
例えば、製品の寸法精度を確保するためのサイジングや粗形材を塑性変形させて所定形状の製品を成形する鍛造などに用いられる金型は、一般に、ダイとパンチとにより構成されている。そして、ダイとパンチとの摺接面を潤滑すると共に、パンチによってダイ内で被成形品を加圧することなどによる昇温を防止するために、粗形材(被成形品)を潤滑・冷却流体に浸漬したり、スプレーなどによって必要箇所に潤滑・冷却流体を吹き付け塗布することなどが従来から知られている(例えば特許文献1を参照)。
特許文献1には、昇降可能な上型と、該上型の下方で昇降可能な可動ダイおよび該可動ダイを囲繞する固定ダイから成る下型と、上型および可動ダイとともにキャビテイを画成すべく上下に相対移動自在にして可動ダイに配設されるノックアウトピンと、を備え、そのノックアウトピンにより成形完了後のワークを可動ダイより浮き上がらせるようにした鍛造金型の潤滑、冷却装置において、固定ダイの内側面には、ミスト状潤滑剤の供給源に連なる供給室を可動ダイの外側面との間に形成する凹部が設けられ、可動ダイには、可動ダイが下限位置にあるときに前記供給室に連通してキャビテイの底部に開口する第1通路と、可動ダイが上昇したときに前記供給室に連通するとともに上方に向けてキャビテイの底部に開口する第2通路とが設けられることを特徴とする鍛造金型の潤滑、冷却装置が開示されている。
この鍛造金型の潤滑、冷却装置では、上型および下型によりワークの鍛造が行なわれた後に、ノックアウトピンによりワークがノックアウトされると、供給室から第1通路を経てキャビテイ下面にミスト状潤滑剤が吹き付けられ、可動ダイが上昇すると第2通路が供給室に連通し、第2通路の開口端から上方の上型に向けてミスト状潤滑剤が吹き付けられる。そして、特許文献1では、上型および下型によりワークの鍛造が行なわれるときには、ミスト状潤滑材は、下型を構成する固定ダイおよび可動ダイ間の間隙から上方に噴出されてその間隙を清掃し、満たされることが記載されている。すなわち、特許文献1では、状況に応じて、下型を構成する固定ダイおよび可動ダイ間の間隙と、キャビティ下面と、上方の上型と、にミスト状潤滑剤を切換可能に吹き付け塗布するよう構成したものであった。
For example, a die used for sizing for ensuring the dimensional accuracy of a product or forging for forming a product having a predetermined shape by plastic deformation of a rough shaped member is generally constituted by a die and a punch. In order to lubricate the sliding contact surface between the die and the punch, and to prevent the temperature rise due to pressurization of the molded product in the die by the punch, the rough shaped material (molded product) is lubricated / cooled fluid Conventionally, it is known to immerse in or spray a lubrication / cooling fluid onto a necessary portion by spraying or the like (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-133867 defines a cavity with an upper die that can be raised and lowered, a lower die that includes a movable die that can be raised and lowered below the upper die, and a fixed die that surrounds the movable die, and an upper die and a movable die. A fixed die in a lubrication and cooling device for a forging die that has a knockout pin that is relatively movable up and down and is disposed on a movable die, and that allows the workpiece after molding to float above the movable die by the knockout pin. The inner surface is provided with a recess that forms a supply chamber connected to the supply source of the mist-like lubricant between the outer surface of the movable die and the movable die is supplied with the supply when the movable die is at the lower limit position. A first passage that communicates with the chamber and opens at the bottom of the cavity, and a second passage that communicates with the supply chamber when the movable die is raised and opens upward at the bottom of the cavity. Lubrication of forging die, wherein the cooling device is disclosed that is.
In this forging die lubrication and cooling device, when the workpiece is forged by the upper die and the lower die and then knocked out by the knockout pin, the mist-like lubrication is applied from the supply chamber to the lower surface of the cavity through the first passage. When the agent is sprayed and the movable die is raised, the second passage communicates with the supply chamber, and mist-like lubricant is sprayed from the open end of the second passage toward the upper upper mold. In Patent Document 1, when a workpiece is forged with the upper die and the lower die, the mist-like lubricant is jetted upward from the gap between the fixed die and the movable die constituting the lower die to clean the gap. It is described that it will be satisfied. That is, in Patent Document 1, a mist-like lubricant is sprayably applied to the gap between the fixed die and the movable die constituting the lower die, the cavity lower surface, and the upper upper die depending on the situation. It was a composition.
上記従来の技術のうち、粗形材(被成形品)を潤滑・冷却流体に浸漬するものにあっては、金型による成形工程の他に浸漬のための別の工程が必要となり、また浸漬に時間を要するという問題があった。また、被成形品が燒結により成形されるなどして空孔を有する場合には、潤滑・冷却流体に浸漬すると、その空孔内に潤滑・冷却流体が過剰に含浸されることにより、その金型内で所定形状に成形するときや、後の組付けなどの工程で潤滑・冷却流体が飛散し、周囲を汚損するなどの問題があった。さらに、被成形品を浸漬する潤滑・冷却流体の品質を維持する必要があるため、その管理が煩雑であるという問題もあった。
また、上記従来の技術のうち、スプレーなどによって必要箇所に潤滑・冷却流体を吹き付け塗布するものにあっては、成形工程とは別に潤滑・冷却流体を被成形品に吹き付け塗布する必要があるなどの問題があった。また、潤滑・冷却流体を被成形品に吹き付け塗布する場合には、潤滑・冷却流体が必要な箇所に吹き付け塗布されるだけでなく、その周囲にも飛散するため、無駄が生じると共に周囲が汚損され、必要な箇所を有効に潤滑すると共に冷却することが困難であるなどの問題もあった。さらに、潤滑・冷却流体は、成形時にパンチが相対的に移動することによるダイとパンチとの摺動面の発熱や、型打ちによる昇温によって潤滑性が劣化する傾向が一般的にあり、潤滑性が劣化した潤滑・冷却流体では、カジリなどが発生して成形品質が悪化するという問題があった。そして、特許文献1でも、ミスト状潤滑剤を吹きつけ塗布するものであるため、必要箇所に潤滑・冷却流体を吹き付け塗布するものと同様の問題があった。さらにまた、潤滑・冷却流体を吹き付け塗布するだけでは、ダイを効果的に冷却することができなかった。
Among the above conventional techniques, in the case of immersing a rough shaped material (molded product) in a lubricating / cooling fluid, a separate process for immersing is required in addition to the molding process using a mold. There was a problem that it took time. In addition, when the molded product has pores formed by sintering or the like, if the product is immersed in a lubrication / cooling fluid, the lubrication / cooling fluid is excessively impregnated in the pores. When molding into a predetermined shape in the mold or in a process such as subsequent assembly, there is a problem that the lubricating / cooling fluid is scattered and the surroundings are soiled. Furthermore, since it is necessary to maintain the quality of the lubricating / cooling fluid in which the molded product is immersed, there is a problem that the management is complicated.
In addition, among the above-described conventional techniques, in the case where the lubrication / cooling fluid is sprayed and applied to the necessary part by spraying or the like, it is necessary to spray and apply the lubrication / cooling fluid to the molded product separately from the molding process, etc. There was a problem. In addition, when lubrication / cooling fluid is sprayed and applied to the molded product, not only the lubrication / cooling fluid is sprayed and applied to the necessary parts, but also splashes around it, resulting in waste and contamination of the surroundings. In addition, there is a problem that it is difficult to effectively lubricate and cool a necessary portion. Furthermore, the lubrication / cooling fluid generally tends to deteriorate its lubricity due to heat generated on the sliding surface between the die and the punch due to relative movement of the punch during molding, and temperature rise due to stamping. Lubricating / cooling fluid with deteriorated properties has a problem that galling or the like occurs and molding quality deteriorates. Also in Patent Document 1, since a mist-like lubricant is sprayed and applied, there is a problem similar to that of spraying and applying a lubricating / cooling fluid to a necessary portion. Furthermore, the die cannot be effectively cooled only by spraying and applying a lubricating / cooling fluid.
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、簡単な構成で、ダイとパンチとの摺動面を適切に無駄なく潤滑すると共にダイを効果的に冷却することができ、しかも、潤滑・冷却流体の品質を容易に維持することができる金型を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. With a simple configuration, the sliding surface of the die and the punch can be properly lubricated without waste, and the die can be effectively cooled. -It aims at providing the metal mold | die which can maintain the quality of a cooling fluid easily.
請求項1の金型に係る発明は、上記目的を達成するため、被成形品が収容されるキャビティを形成するダイと、該ダイの内部に摺動可能に嵌挿されてダイ内で被成形品を加圧するパンチと、ダイ内に配設されて潤滑・冷却流体を循環供給する第1通路と、パンチの外周面に形成され潤滑・冷却流体を保持してダイのパンチとの摺接面に潤滑・冷却流体を塗布する潤滑・冷却流体保持部と、第1通路から分岐して配設されパンチの移動により前記パンチの潤滑・冷却流体保持部と連通・遮断される第2通路と、を備えたことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the invention according to the first aspect of the present invention provides a die that forms a cavity in which a product to be molded is accommodated, and is slidably fitted into the die and molded in the die. A punch for pressurizing a product, a first passage that is arranged in the die and circulates and supplies a lubricating / cooling fluid, and a sliding contact surface that is formed on the outer peripheral surface of the punch and holds the lubricating / cooling fluid and holds the lubricating / cooling fluid A lubrication / cooling fluid holding portion for applying a lubrication / cooling fluid to the first passage, and a second passage that is branched from the first passage and is communicated / blocked with the punch lubrication / cooling fluid holding portion by movement of the punch , It is characterized by comprising.
請求項1の発明では、ダイ内に被成形品を収容してパンチを移動させることにより加圧し、所定形状に成形する。この際、ダイ内に配設された第1通路に潤滑・冷却流体が常時、または必要に応じて循環供給されて、ダイが効果的に冷却される。また、パンチが所定位置に移動されたとき、パンチの外周面に形成された潤滑・冷却流体保持部が第2通路と連通されて、第1通路から分岐して配設された第2通路を介して、潤滑・冷却流体保持部に潤滑・冷却流体が供給され保持される。そして、パンチが所定位置から移動されると、潤滑・冷却流体保持部が第2通路から遮断され、パンチの移動に伴って、周囲に飛散することなく潤滑・冷却流体がパンチの移動毎に潤滑・冷却流体保持部からダイのパンチとの摺接面に供給されて、短時間で無駄なく塗布される。 According to the first aspect of the present invention, the product to be molded is accommodated in the die and pressed by moving the punch to be molded into a predetermined shape. At this time, the lubricating / cooling fluid is circulated and supplied to the first passage disposed in the die at all times or as necessary, thereby effectively cooling the die. Further, when the punch is moved to a predetermined position, a lubricating / cooling fluid holding portion formed on the outer peripheral surface of the punch is communicated with the second passage, and a second passage that is branched from the first passage is provided. Thus, the lubrication / cooling fluid holding unit is supplied and held in the lubrication / cooling fluid holding unit. When the punch is moved from a predetermined position, the lubricating / cooling fluid holding part is cut off from the second passage, and the lubricating / cooling fluid is lubricated every time the punch moves without being scattered around as the punch moves. -It is supplied from the cooling fluid holding part to the sliding contact surface with the punch of the die and is applied without waste in a short time.
請求項1の発明によれば、特に、ダイ内に配設されて潤滑・冷却流体を循環供給する第1通路と、パンチの外周面に形成され潤滑・冷却流体を保持してダイのパンチとの摺接面に潤滑・冷却流体を塗布する潤滑・冷却流体保持部と、第1通路から分岐して配設されパンチの移動により前記パンチの潤滑・冷却流体保持部と連通・遮断される第2通路と、を備えたことという簡単な構成により、ダイとパンチとの摺動面を適切に無駄なく潤滑すると共にダイを冷却することができ、しかも、潤滑・冷却流体の品質を容易に維持することが可能な金型を提供することができる。 According to the first aspect of the present invention, in particular, a first passage that is disposed in the die and circulates and supplies the lubricating / cooling fluid, and a die punch that is formed on the outer peripheral surface of the punch and holds the lubricating / cooling fluid. A lubrication / cooling fluid holding portion for applying a lubrication / cooling fluid to the sliding contact surface of the first and the second passages, which are arranged to be branched from the first passage and communicated with and cut off from the punch lubrication / cooling fluid holding portion by the movement of the punch . With the simple structure of having two passages, the sliding surface of the die and punch can be properly lubricated without waste and the die can be cooled, and the quality of the lubrication / cooling fluid can be easily maintained. It is possible to provide a mold that can be used.
本発明の金型の実施の一形態を、被成形品として燒結部品のサイジング用金型である場合により、図1〜図4に基づいて詳細に説明する。なお、図において、同一符号は同様の部分または相当する部分に付すものとする。
本発明の金型は、概略、被成形品Wが収容されるキャビティ3を形成するダイ1と、このダイ1の内部に摺動可能に嵌挿されてダイ1内で被成形品Wを加圧するパンチ2と、ダイ1内に配設されて潤滑・冷却流体を循環供給する第1通路4と、パンチ2の外周面に形成され潤滑・冷却流体を保持してダイとパンチとの摺接面に潤滑・冷却流体を供給する潤滑・冷却流体保持部としての溝5と、第1通路4から分岐して配設されてパンチ2の移動によりパンチ2の溝5と連通・遮断される第2通路6と、を備えている。
One embodiment of the mold of the present invention will be described in detail based on FIG. 1 to FIG. 4 by using a sizing mold for a sintered part as a molded article. In the drawings, the same reference numerals are given to the same or corresponding parts.
The mold of the present invention generally includes a die 1 that forms a
ダイ1は、この実施の形態の場合、ダイアウタリング10にダイインサート11を圧入することにより構成されている。図3に示すように、ダイインサート11の内部には、被成形品Wとして例えば燒結部品の粗形材が収容されるキャビティ3が形成される。
図2および図3に示すように、パンチ2は、ダイインサート11に嵌挿される下パンチ20と、下パンチ20と対向するように配置された上パンチ21とにより構成されている。下パンチ20の下端には、ダイインサート11の下端面と衝合可能なフランジ20aが形成されており、このフランジ20aがダイ1の下端面に衝合する上昇位置にあるときに、その上端面20bがダイ1の上端面と同一面を形成することができる長さに設定されている。そして、下パンチ20は、ダイインサート11の内周面11aに対して摺動して、図2および図3に示すように、下降限位置までダイ1に対して相対的に下降移動するよう支持されている。一方、上パンチ21は、ダイ1から離間した状態からダイインサート11の内周面11aへ嵌挿されて所定位置まで摺動するように、その基端部21aがプレスのラムに支持されている。
In the case of this embodiment, the die 1 is configured by press-fitting a
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ダイアウタリング10の内周面には螺旋状の溝が形成されており、ダイインサート11が内嵌されることにより、第1通路4がダイインサート11の内周面11aの周囲に形成されている。そして、第1通路4の下端部近傍と上端部近傍には、潤滑・冷却流体が供給される供給通路4aと、潤滑・冷却流体を排出する排出通路4bとが、それぞれダイアウタリング10の内周面と外周面を貫通するように形成されている。なお、第1通路4は、この実施の形態に限定されることなく、ダイインサート11の外周面に螺旋状の溝を形成してダイアウタリング10を外嵌することにより構成するなど、他の手法により配設することもできる。
一方、ダイインサート11の下端部近傍の供給通路4aと対応する位置には、第2通路6がダイインサート11の内周面と外周面を貫通するように形成されている。
下パンチ20の側部外周面の上方端部近傍であって、図2および図3に示すように、下降限位置までダイ1に対して相対的に下降移動したときに第2通路6と対応する位置には潤滑・冷却流体保持部を構成する溝5が全周にわたって形成されている。なお、潤滑・冷却流体保持部は、溝5に限定されることはなく、凹部など、他の形状のものに替えることもできる。また、溝5への潤滑・冷却流体の補充量は、供給通路4aへの潤滑・冷却流体の供給圧力や、第2通路6の断面径の大きさによって調整することができ、また、溝5が保持する潤滑・冷却流体の量は、溝5の断面積によって調整することができる。さらに、潤滑・冷却流体保持部は、溝5内に供給された潤滑・冷却流体をより保持してダイインサート11の内周面11aに適切に塗布することができるようにするために、溝5内部にフェルトのような繊維やスポンジのような多孔質部材を挿入してもよい。また、ダイインサート11の内周面11aと下パンチ20との摺接面に供給された潤滑・冷却流体が下方に垂れるのを防ぐために、溝5の下方にOリングなどのシール部材を設けてもよい。さらに、ダイインサート11の内周面11aと下パンチ20との摺接面に供給塗布することにより形成する潤滑・冷却流体の膜の厚さ(量)は、両者11a、20のクリアランスによって調整することができる。
A spiral groove is formed in the inner peripheral surface of the
On the other hand, a
Corresponding to the
つぎに、上述した本発明の金型の作動を、被成形品Wである燒結部品をサイジングする場合により、説明する。
サイジングを開始する前の状態(前のサイクルが終了した状態)の金型では、図1に示すように、下パンチ20がダイ1に対して相対的に上昇してそのフランジ20aがダイインサート11の下面に当接し、上端面20bがダイ1の上面と同一平面を形成している。上パンチ21は、ダイインサート11の内周面11aから抜けて上方に退避した状態となっている。このとき、供給通路4aに潤滑・冷却流体が所定の圧力および流量で供給循環されている。潤滑・冷却流体は、供給通路4aから第1通路4を通って排出通路4bから排出され、ダイ1を所定の温度に調整する。なお、ダイ1の温度を検出して、予め設定された所望のダイ1の温度との差に基づいて、潤滑・冷却流体の温度を調整して供給することができ、また、潤滑・冷却流体の流量を変化させることが望ましい。
この状態では、第2通路6は、下パンチ20の上昇に伴って溝5との連通が遮断された状態となっている。しかしながら、下パンチ20の溝5には、前のサイクルで第2通路6を介して供給通路4aから供給される潤滑・冷却流体の一部が補給保持されており、前のサイクルで下パンチ20がダイ1に対して相対的に上昇移動したときに、溝5から潤滑・冷却流体がダイインサート11の内摺面11aに供給塗布されて、ダイインサート11の内摺面11aと下パンチ20との間の摺接面に潤滑・冷却流体の膜が形成されている。
Next, the operation of the above-described mold according to the present invention will be described based on the case of sizing a sintered part which is a molded product W.
In the mold in a state before starting sizing (the state in which the previous cycle is completed), as shown in FIG. 1, the
In this state, the
サイジングを開始するに際しては、図2に示すように、下パンチ20を相対的に下降させると共に燒結部品のサイジングを行う前の粗形材Wをダイインサート11の内周面11aの上方開口に整合させて、ダイ1の内部に収容する。このとき、下パンチ20の相対的な下降に伴って、ダイ1のキャビティ3を構成する内周面11aと下パンチ20の外周面、すなわちダイ1とパンチ2との摺接面に、溝5から潤滑・冷却流体が供給塗布されて膜を形成する。そして、下パンチ20がその下降限位置まで下降すると、溝5が第2通路6と整合し、第1通路4に供給される潤滑・冷却流体の一部が第2通路6を介して溝5に補給される。
When starting the sizing, as shown in FIG. 2, the
次いで、上パンチ21をダイ1に対して相対的に下降させてダイインサート11の内周面11aに嵌挿して、下パンチ20の上端面20bと上パンチ21の下端面21bとダイインサート11の内周面11aとによってキャビティ3を形成し、図3に示すように、上パンチ21をさらに所定位置まで摺動させると、粗形材Wは、キャビティ3内で下パンチ20と上パンチ21との間で加圧されて、所定の寸法精度に成形されることとなる。粗形材Wを加圧することにより熱が発生してダイ1が昇温する傾向にあるが、ダイインサート11の内周面11aの周囲に形成された第1通路4に潤滑・冷却流体が循環供給されているため、ダイ1が設定された温度以上に昇温することはない。また、下パンチ20がダイ1に対して相対的に昇降移動することによって、ダイインサート11の内摺面11aに潤滑・冷却流体の膜が形成されているため、上パンチ20がダイインサート11の内摺面11aに対して円滑に摺動し、摩擦熱の発生を抑えることとなる。
Next, the
粗形材Wの成形が完了すると、上パンチ21を相対的に上昇移動させてダイインサート11の内摺面11aから退避するように抜き、図4に示すように、下パンチ20をダイ1に対して相対的に上昇移動させて、成形が完了した製品W’をダイ1上に移動させる。このとき、下パンチ20のダイ1に対する相対的な上昇移動に伴って、溝5から潤滑・冷却流体がダイインサート11の内周面11aと下パンチ20との摺接面に供給されて、潤滑・冷却流体の膜を形成することとなる。
When the forming of the rough shaped material W is completed, the
上述した説明から明らかなように、本発明による金型では、ダイ1を冷却するために第1通路4に循環供給される潤滑・冷却流体の一部を、ダイ1に対して摺動するパンチ2の潤滑にも利用する。そして、かかる潤滑・冷却流体は、パンチ2の移動に伴ってダイ1との摺接面に適切な量が供給塗布されて膜を形成し、パンチ2がダイ1に対して所定の位置に移動したときに溝5に補給される。なお、本発明は、サイジング用の金型に限定されることなく、鍛造用の金型など、他の金型にも適用することができる。
As is clear from the above description, in the mold according to the present invention, a punch for sliding a part of the lubricating / cooling fluid circulated and supplied to the
1:ダイ、 2:パンチ、 3:キャビティ、 4:第1通路、 5:溝(潤滑・冷却流体保持部)、 6:第2通路
1: Die, 2: Punch, 3: Cavity, 4: First passage, 5: Groove (lubricating / cooling fluid holding part), 6: Second passage
Claims (1)
該ダイの内部に摺動可能に嵌挿されてダイ内で被成形品を加圧するパンチと、
ダイ内に配設されて潤滑・冷却流体を循環供給する第1通路と、
パンチの外周面に形成され潤滑・冷却流体を保持してダイのパンチとの摺接面に潤滑・冷却流体を塗布する潤滑・冷却流体保持部と、
第1通路から分岐して配設されパンチの移動により前記パンチの潤滑・冷却流体保持部と連通・遮断される第2通路と、
を備えたことを特徴とする金型。 A die that forms a cavity in which the article is accommodated;
A punch that is slidably inserted into the die and pressurizes the molded product in the die;
A first passage disposed in the die and circulated to supply lubricating / cooling fluid;
And a lubricating and cooling fluid holding portion for applying lubricating and cooling fluid to the sliding surface between the punch die holding the formed lubricating and cooling fluid to the outer peripheral surface of the punch,
A second passage branched from the first passage and communicated / blocked with the punch lubrication / cooling fluid holding portion by movement of the punch ;
A mold characterized by comprising
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