JP4673740B2

JP4673740B2 - 冷間鍛造用金型の緩衝構造

Info

Publication number: JP4673740B2
Application number: JP2005372262A
Authority: JP
Inventors: 眞之西尾; 真一西尾; 正之西尾; 達也西尾
Original assignee: 西尾精密株式会社
Priority date: 2005-12-26
Filing date: 2005-12-26
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2025-12-26
Also published as: JP2007167932A

Description

この発明は、冷間鍛造の金型用として好適な緩衝構造に関するものである。

一般に、冷間鍛造は製品の外面と対応する成形面を設けた型部材に作用する鍛造圧力が熱間鍛造に比して大きいため、内面に成形面を持つ型部材の消耗が激しい。また、型部材には、成形に際し製品の形や素材の形状によって、内面に作用する圧力が局部的に強く作用することがあり、亀裂を生じて破壊することがある。

そこで、そのような破壊を避けるべく、発明者らは金型の外周部を緊縛する補強リングを周方向の内外に分割し、それらの間に薄い帯鋼を数十回巻回してなる環状の緩衝体を介在させることによって、前記局部的に作用する強い力を支承して変形を回避し、金型の耐久性を高める技術を提案した。例えば、
。

それらの技術は、鍛造用金型の寿命を著しく長命にする効果が発揮され、製造コストも廉くなって市場を拡大させた。しかし、前記内外に分割された補強リングの間に緩衝体を介装する作業は、緩衝体を収める隙間が小さい上、鋼鉄の帯板を渦巻き状に巻回して作った緩衝体が、自らの弾力で外径を拡大しようとするので、その組付け作業が容易でなく高度の熟練を要した。

そこで、発明者らは前記緩衝体を構成する帯板の板厚を増して巻回する回数を減らし、各層間の間隔を大きくして組付けを容易にすることを考慮したが、逆に帯板の弾力が増強されて、巻きにくくなる不具合を生じた。

そのような不具合を避けるため、帯板を渦巻き状に巻回して作られる従来の緩衝体に代えて、少しづつ直径の異なる多数の円筒の多数を、同芯状に嵌合させて同様の緩衝作用を得る着想を得たが、多重に嵌合させた円筒体からなる緩衝体では、成形による圧力を受けた後、原形に復する弾力が小さく、安定した緩衝作用を得ることが難しかった。
特開２００５−１５２９１１号公報

解決しようとする問題点は、直径の異なる多数の円筒体を多重に嵌合させて作られた緩衝体の緩衝特性を安定させることであり、そのため、各円筒体が成形圧力によって変形し緩衝作用を行った後、原位置へ確実に復帰させる構造を得ることにある。

本発明に係る金型の緩衝構造は、内面に成形部を設けた型部材の外面に嵌着される緊縛部材が、周方向に分割された内輪部と外輪部、および、それら内輪部と外輪部との間へ介装される緩衝部材を要部として有し、その緩衝部材が円筒部とその円筒部の端面から内周方向へ伸びる円板部とで構成された円筒部材からなり、その円筒部材が前記円筒部において同芯状に重ね合わされて構成したことを最も主要な特徴とする。

本発明に係る金型の緩衝構造によれば、緩衝体は多数の円筒部材からなり、成形圧力を受けたとき、従来の渦巻き形の緩衝体と同様に、円筒部材の円筒部が変形することによって緩衝作用を生じるから、過大な成形圧力によって金型を損傷させることがなくなる。また、円筒部は端部に連なる円板部によって過大な変形が阻止されるので、成形圧力が除かれたとき確実に原形に復帰するので、安定した緩衝作用が長期に亘って得られる効果がある。

また、緩衝体の緩衝特性は板厚と円板部の大きさを調整することによって容易に変更することができ、かつ、各円筒部材はプレス成形することができるので、緩衝特性や、荷重を受けて変形した後、元の形状へ戻る復元力の設定が容易であるという利点がある。

以下、本発明の一実施例を図面によって説明する。図１中、１０は冷間鍛造用の金型である。金型１０は段違い軸からなるワークＷを成形するため準備されたもので、対向して配置され互に近接離隔可能な一対の成形ユニット１１、１２を有する。

各成形ユニット１１、１２は円筒状のホルダー１４、１４を有し、ホルダー１４には補強リング１６、１６を介して内面に成形面を設けた筒状の型部材１８、１８が支持されている。２０、２０は前記ホルダー１４、１４の端部を閉じる蓋部材、２２、２２は蓋部材２２、２２を貫通して型部材１８、１８内へ伸びるノックアウトである。

なお、成形面によって成形されるワークＷは、フランジｆ付きの軸であり、前記成形ユニット１１、１２を図１中、矢印で示すように往復させ挟圧することによって、フランジｆとその表裏に連なる軸部が一体的に成形される。なお、以上の基本構造や動作は、補強リング１６を除いて従来から慣用されている対向形の冷間鍛造機の金型と大差はない。

本発明に係る緩衝構造の要部をなす補強リング１６は、図２で示すように、周方向の内外に分けられた内輪部２６と外輪部２８とを有する。３０はそれら内輪部２６と外輪部２８との間に配置された緩衝体である。

前記緩衝体３０は厚さが０．５〜１．５ｍｍ程度の薄い鋼板、この例では日本工業規格のＳＰＣＣによって成形された多数の筒状部材３２、３２によって構成されている。筒状部材３２は、図３で示すように、円筒状をなす円筒部３２ａと、その端面から内側へ屈曲させて作られた円板部３２ｂとを有するカップ形に作られ、円板部３２ｂは底部が穿孔されて環状の平板とされている。

カップ形の筒状部材３２、３２は、円筒部３２ａの直径が僅かに異なるものの多数を、図２で示すように、それらの円板部３２ｂを軸方向の一側に揃えた状態で前記円筒部３２ａを互に嵌合させ、同芯状に重ね合わせて作られており、各層の間には数ミクロン程度の微小な隙間３５が存在するよう設定されている。

かくて、筒状部材３２、３２は成形に際し、内輪部２６を経て型部材１８から内面に放射方向の偏った圧力を受けたとき、図４によって誇張して示すように、その強さに応じて一個または数個の円筒部３２ａが局部的に外方へ変形してそれを支承する。すなわち、型部材１８が成形圧力によって、局部的に変形するとき、円筒部３２ａの各層の間に微小な隙間３５が存在するので、その変形は図中、二点鎖線で示すように、内輪部２６を局部的に外方へ膨出させ、円筒部３２ａを外方へ歪ませる。よって、型部材１８の変形は補強リング１６によって緩衝的に支承され亀裂の発生や破壊が阻止される。

円筒部３２ａはこのような局部的な圧力を受けても、端部には設けた円板部３２ｂによって偏芯しないよう支えられているので、位置を変えることなく変形し、その応力で型部材１８が変形しないように支承し、、型部材１８から伝えられる衝撃的な外力が解かれたとき、円筒部３２ａは元の位置において、円形に復元し次の成形に備えることになる。

なお、前記筒状部材３２の形状は、円筒部３２ａが密に重ねられた多重の円筒体になっておれば、以上に説明した形状のものに限らない。

例えば、図５、図６で示すように、前記円板部３２ｂの内周から折り返された内側円筒部３２ｃを設けて、断面形状を略コ字形とし、それらの間に円筒形をした硬質の中輪部２９を介在させる構造とすれば、上述の作用効果に加え、一層、大きな変形に対応できる大きな衝撃吸収能力が得られる。

本発明の一実施例を示す密閉鍛造用金型の断面図である。その要部である型部を取り出して示す断面図である。緩衝体の要部である円筒部材の外観図である。緩衝体の変形状態を示す断面図である。変形例を示す図２相当の断面図である。図５中の矢視ＶＩ図である。

符号の説明

１０金型
１１、１２成形ユニット
１４ホルダー
１６補強リング
１８型部材
２０蓋部材
２２ノックアウト
２６内輪部
２８外輪部
２９中輪部
３０緩衝体
３２筒状部材
３２ａ円筒部
３２ｂ円板部
３２ｃ内側円筒部
３５隙間
Ｗワーク
ｆフランジ

Claims

内面に成形部を設けた型部材の外面に嵌着される緊縛部材が、周方向に分割された内輪部と外輪部、および、それら内輪部と外輪部との間へ介装される緩衝部材を要部として有し、その緩衝部材が円筒部とその円筒部の端面から内周方向へ伸びる円板部とで構成された円筒部材からなり、その円筒部材が前記円筒部において同芯状に重ね合わされて構成されている冷間鍛造金型用の緩衝構造。
請求項１において、前記緩衝部材が円筒部とその円筒部の端面から内周方向へ伸びる円板部、およびその円板部の他端から再び軸方向へ伸びる第２の円筒部を有する円筒部材の複数個からなり、かつ前記円筒部と第２の円筒部との間に中輪部が介装されるとともに、前記円筒部と第２の円筒部において同芯状に重ね合わせて構成されている冷間鍛造用金型の緩衝構造。