JP4232680B2 - 鍛造用成形型の冷却装置および冷却方法 - Google Patents

Description

本発明は、一対の型相互間にてワークを鍛造加工する際に、前記型の一部位に冷却媒体を吹き付けて冷却する鍛造用成形型の冷却装置に関する。

鍛造用金型を冷却する方法としては、例えば下記特許文献１に記載されたものがある。
特開平８−３０９４７４号公報

ところで、鍛造加工においては、加工後のワークを金型から離型する必要があるが、通常、このような離型するための工具は、型本体に対して移動することで、ワークを押し出す機構となっている。

そして、この離型する工具が、例えば円筒状を呈してその内側に型本体部位が存在する場合には、その内側に存在する型本体部位に対し、冷却媒体を吹き付けて冷却する際に、離型する工具が邪魔となって冷却媒体が届かず、型の冷却が充分できないものとなる。

そこで、本発明は、鍛造用成形型の冷却を充分に行えるようにすることを目的としている。

本発明は、一対の型相互間にてワークを鍛造加工する際に、前記一対の型のうちの一方の前記型の一部位に冷却媒体を吹き付けて冷却する鍛造用成形型の冷却装置において、前記冷却媒体が吹き付けられる型の一部位の周囲に、円筒形状のワーク離型用の工具を前記型の一部位に対して摺動可能に設け、前記ワーク離型用の工具は、鍛造成形した後のワーク離型後に、前記型の一部位の先端周囲を覆って、該型の一部位の先端と前記一対の型のうちの他方の型に設けた前記冷却媒体を吐出する冷却媒体吐出部との間に存在し、このワーク離型用の工具に、前記冷却媒体吐出部から吐出される冷却媒体を流通させて前記型の一部位の先端に到達させる貫通孔を設けたことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、冷却媒体が吹き付けられる型の一部位の先端と、冷却媒体を吐出する冷却媒体吐出部との間に、ワーク離型用の工具が存在しても、冷却媒体吐出部から吐出される冷却媒体は、ワーク離型用の工具に設けた貫通孔を通って型の一部位の先端に到達し、鍛造用成形型の冷却を充分に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は、本発明の一実施形態を示す鍛造用成形型の全体構成を示す断面図である。この鍛造用成形型は、一対の型を構成する上型１と下型３との間で、ワークＷ（図３参照）を鍛造加工する。

上型１は、図１中で上部から第１上型ベース５，第２上型ベース７，第３上型ベース９をそれぞれ備え、最下部の第３上型ベース９のさらに下部に、外側型本体ホルダ１１および内側型本体ホルダ１３を介して外側型本体１５を設けている。

外側型本体１５は円筒形状であり、その内部には、冷却媒体が吹き付けられる型の一部位である内側型本体１７を収容している。内側型本体１７の上端には、フランジ１７ａを形成し、フランジ１７ａを外側型本体１５の上部に形成した段部１５ａに嵌合させ、その上部に固定具１９を配置する。固定具１９は、外周面が外側型本体ホルダ１１の内周面に接触し、下面が外側型本体１５，内側型本体１７，内側型本体ホルダ１３のそれぞれの上端面に接触している。

また、外側型本体１５はその外側の内側型本体ホルダ１３に対し、係合部２１によって下方への離脱を防止し、内側型本体ホルダ１３はその外側の外側型本体ホルダ１１に対し、係合部２３によって下方への離脱を防止している。

外側型本体１５と内側型本体１７との間には、これら各部材に対し、図１中で上下方向に移動可能で、型の他の部位を構成する円筒形状のワーク離型用の工具２５を設けている。この工具２５は、上端にフランジ２５ａを有し、フランジ２５ａが外側型本体１５と内側型本体１７との間の隙間２７内を上下に摺動し、工具２５のフランジ２５ａより下部の円筒部分２５ｂが、外側型本体１５の下端部と内側型本体１７との間の、前記隙間２７より狭い摺動隙間２９内を上下に摺動する。前記隙間２７と摺動隙間２９との間の外側型本体１５の段部３１に、工具２５のフランジ２５ａ下面が当接して、工具２５の下方への落下を規制している。

内側型本体１７の先端（下端）は、細径部１７ｂとなっており、この細径部１７ｂは、図３に示すように、成形時にワークＷの凹部Ｗａに挿入される。

工具２５は、図３に示すワークＷの成形時には、最上昇位置にあってフランジ２５ａが内側型本体１７のフランジ１７ａ下面に当接し、円筒部分２５ｂの下端がワークＷの前記した凹部Ｗａ周囲の円環部Ｗｂの上端に当接する。

また、上型１における第１上型ベース５，第２上型ベース７，第３上型ベース９内には、成形後のワークＷを離型する際に、工具２５を下方に押し付ける離型駆動部３３を収容している。離型駆動部３３は、第２上型ベース７内に形成したシリンダ空間７ａ内に、ピストン３５を上下動可能に収容し、ピストン３５の下部にロッド３７を連結する。

ロッド３７は、上記したシリンダ空間７ａの下部開口部を覆うように、第２上型ベース７と第３上型ベース９との境界部分に配置したブロック３９の貫通孔３９ａに挿入され、第３上型ベース９の貫通孔９ａ内に突出している。この貫通孔９ａ内に突出したロッド３７の下端は大径部３７ａとなり、この大径部３７ａが貫通孔９ａに対して上下に摺動する。

ピストン３５が上昇して図３のようにシリンダ空間７ａの上面７ｂに当接した状態で、上記したロッド３７の大径部３７ａの上端の段部３７ｂがブロック３９の下面に当接する。

ロッド３７下端の大径部３７ａの下部は、連結部３７ｃを介して端板４１に連結している。この端板４１は、前記した固定具１９に形成した貫通孔１９ａ内に挿入されて上下方向に摺動可能であり、その外周側の一部位に、押圧ピン４３を下方に向けて突出して設けている。この押圧ピン４３は、内側型本体１７のフランジ１７ａに形成した挿入孔１７ｃに挿入されて、図１の状態で隙間２７内に突出している。図３のように成形時での押圧ピン４３は、上昇位置にある工具２５のフランジ２５ａの上面に当接している。

図２（ａ）は、ワーク離型用の工具２５単体の断面図で、図２（ｂ）は、工具２５のフランジ２５ａと反対側から見た底面図である。工具２５における円筒部分２５ｂには、軸方向に長い冷却媒体通路としての長孔２５ｃを、円周方向に沿って等間隔に８つ形成している。

一方、下型３は、図１中で下部から第１下型ベース４５，第２下型ベース４７をそれぞれ備え、上部の第２下型ベース４７のさらに上部に、型本体ホルダ４９を介して型本体５１を設けている。型本体５１はその外側の型本体ホルダ４９に対し、係合部５３，５５によって上方への離脱を防止している。

型本体５１は、ワークＷを収容するワーク収容部５１ａを備え、ワーク収容部５１ａの下部には、成形後のワークＷを離脱するための下型側工具５７が挿入されている。下型側工具５７は下端にフランジ５７ａを有し、フランジ５７ａが、型本体５１の下部に配置してある上部ブロック５９の貫通孔５９ａ内を上下方向に摺動する。上部ブロック５９は、型本体ホルダ４９内に収容されるとともに、下部の一部位が第２下型ベース４７に形成した凹部４７ａ内に収容されている。この凹部４７ａの底部側には、さらに下部ブロック６１を収容している。

上記した凹部４７ａの下方における第１下型ベース４５，第２下型ベース４７内には、成形後のワークＷを離型する際に、下型側工具５７を上方に押し付ける離型駆動部６３を収容している。離型駆動部６３は、上記した凹部４７ａに連通する第２下型ベース４７の摺動孔４７ｂ内を上下方向に摺動可能なピストン６５を備えている。

このピストン６５の上部に上方に延びる押圧ピン６７を設け、押圧ピン６７を、前記した下部ブロック６１に形成した貫通孔６１ａに挿入する。すなわち、ピストン６５の上昇に伴う押圧ピン６７の上昇により、下型側工具５７を上昇させて、成形後のワークＷを上方に押圧して離型する。

また、第２下型ベース４７側方の第１下型ベース４５上には、冷却媒体Ｃを吐出する冷却媒体吐出部としてのノズル６９を設置している。ノズル６９は、図１に示す上型１の上死点位置で、吐出した冷却媒体Ｃを、前記した離型用の工具２５の貫通孔である長孔２５ｃに流通させて内側型本体１７に吹き付ける。

次に作用を説明する。

上型１が図１に示す上死点位置にある状態で、図示しないトランスファ装置により、ワークＷを下型３の型本体５１にセットする。このとき上型１の離型用の工具２５は、図１に示すように最下部に位置して内側型本体１７を覆っている。

この状態で、上型１を下降させると、工具２５は、下型３にセットしてあるワークＷの円環部Ｗｂに当接して押し上げられ、最終的には、図３に示すように最上昇位置となり、これとともに上型１の外側型本体１５および内側型本体１７と、下型３の型本体５１および下型側工具５７との間で、ワークＷを鍛造加工する。

加工後は、上型１が図３に示す下死点位置から上昇するが、このときワークＷは上型１側に密着して保持されて下型３に対して離れた状態となる。上型１が下型３から僅かに上昇してワークＷと下型本体５１との間に僅かな隙間が形成された状態になると、さらなる上型１の上昇に伴って上型１の離型駆動部３３が駆動してピストン３５が前進（下降）するとともに、下型３の離型駆動部６３が駆動してピストン６５が前進（上昇）する。

上型１のピストン３５の前進により、ロッド３７，端板４１を介して押圧ピン４３が下降し、さらにこの押圧ピン４３に押されて工具２５が外側型本体１５および内側型本体１７に対して下降し、これによりワークＷを下方に押圧して各型本体１５，１７から離型させる。これとともに、下型３のピストン６５の前進により、押圧ピン６７が上昇して下型側工具５７が上昇し、ワークＷを上方に押圧して型本体５１の上方に位置させる。

その後、この加工後のワークＷを、図示しないトランスファ装置によって次工程へ搬送する。このとき、上型１におけるワーク離型用の工具２５は、外側型本体１５および内側型本体１７に対して下降して図１に示す最下部の位置となり、このとき内側型本体１７は、工具２５の内部に位置し、工具２５によって隠れた状態となる。

ここで、上記した加工前のワークＷの下型３へのセット作業から、加工後のワークＷを次工程へ搬送するまでの間は、下型３に設けたノズル６９から冷却媒体Ｃを吐出し続けており、図１に示す内側型本体１７が工具２５に隠れた状態でも、冷却媒体Ｃの吐出動作は継続して行っている。

したがって、上記図１に示す内側型本体１７が工具２５に隠れた状態で、ノズル６９から吐出された冷却媒体Ｃは、内側型本体１７の細径部１７ｂ周辺に向けて進行しており、工具２５に形成した長孔２５ｃを流通して内側型本体１７に到達し、工具２５によって隠れている内側型本体１７に供給されて型の冷却を確実に行うことができる。

これにより、図１に示す上型１が上死点位置にある状態で工具２５に隠れた状態となる内側型本体１７であっても、工具寿命の低下を防止することができる。

なお、上記した実施形態では、内側型本体１７を冷却するためのノズル６９のみを示しているが、実際には他の例えば外側型本体１５を冷却するためのノズルもあり、これらについては図示省略している。

また、本実施形態では、冷却媒体通路として、工具２５の円筒部分に長孔２５ｃを設けているが、長孔２５ｃではなく円形の孔でもよく、また孔の数も、単数であっても複数であってもよいことは言うまでもない。

本発明によれば、前記型の他の部位は、前記ワークを加工後に型から離型するための離型工具であり、離型後に離型工具に隠れた位置となる型の他の部位の冷却を、冷却媒体が離型工具に形成した冷却媒体通路を流通することで確実に行うことができる。

前記離型工具を、前記一対の型のうちの一方に設け、他方の型側に前記冷却媒体吐出部を設けることで、冷却媒体を、冷却媒体通路に向けて確実に吐出することができる。

また、一対の型相互間にてワークを鍛造加工する際に、前記型の一部位に冷却媒体を吹き付けて冷却する鍛造用成形型の冷却方法において、前記冷却媒体が吹き付けられる型の一部位と、前記冷却媒体を吐出する冷却媒体吐出部との間に、前記型の他の部位が存在し、前記冷却媒体吐出部から吐出される冷却媒体を、前記型の他の部位に設けた冷却媒体通路に流通させて前記型の一部位に到達させるようにしたので、冷却媒体吐出部から吐出される冷却媒体は、型の他の部位に設けた冷却媒体通路を通って型の一部位に到達し、鍛造用成形型の冷却を充分に行うことができる。

本発明の一実施形態を示す鍛造用成形型の全体構成を示す断面図である。 （ａ）はワーク離型用の工具単体の断面図で、（ｂ）は工具のフランジと反対側から見た底面図である。 ワークに対する鍛造成形時の鍛造用成形型の全体構成を示す断面図である。

符号の説明

Ｗ ワーク
Ｃ 冷却媒体
１ 上型
３ 下型
１７ 内側型本体（冷却媒体が吹き付けられる型の一部位）
２５ ワーク離型用の工具（型の他の部位）
２５ｃ 長孔（冷却媒体通路）
６９ ノズル（冷却媒体吐出部）

Claims (2)

1. 一対の型相互間にてワークを鍛造加工する際に、前記一対の型のうちの一方の前記型の一部位に冷却媒体を吹き付けて冷却する鍛造用成形型の冷却装置において、前記冷却媒体が吹き付けられる型の一部位の周囲に、円筒形状のワーク離型用の工具を前記型の一部位に対して摺動可能に設け、前記ワーク離型用の工具は、鍛造成形した後のワーク離型後に、前記型の一部位の先端周囲を覆って、該型の一部位の先端と前記一対の型のうちの他方の型に設けた前記冷却媒体を吐出する冷却媒体吐出部との間に存在し、このワーク離型用の工具に、前記冷却媒体吐出部から吐出される冷却媒体を流通させて前記型の一部位の先端に到達させる貫通孔を設けたことを特徴とする鍛造用成形型の冷却装置。
2. 一対の型相互間にてワークを鍛造加工する際に、前記一対の型のうちの一方の前記型の一部位に冷却媒体を吹き付けて冷却する鍛造用成形型の冷却方法において、前記冷却媒体が吹き付けられる型の一部位の周囲に、円筒形状のワーク離型用の工具を前記型の一部位に対して摺動可能に設け、前記ワーク離型用の工具は、鍛造成形した後のワーク離型後に、前記型の一部位の先端周囲を覆って、該型の一部位の先端と前記一対の型のうちの他方の型に設けた前記冷却媒体を吐出する冷却媒体吐出部との間に存在し、前記冷却媒体吐出部から吐出される冷却媒体を、前記ワーク離型用の工具に設けた貫通孔に流通させて前記型の一部位の先端に到達させることを特徴とする鍛造用成形型の冷却方法。

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