JP5426656B2 - 二重閉塞液圧ダイセット - Google Patents

Description

本発明は、鍛圧成形技術による液圧装置に関するものである。

従来の３ピン軸と小型十字軸の二重閉塞ダイセット（非特許文献１）は、上型板、上雌型シート、上パンチ、下型板、下雌型シート、下パンチ、４つの対称的に分布される案内柱及び案内スリーブの組み合わせを含むダイセットと、円柱形のウレタンゴム、止め輪、接続ボルト、円柱形のコイルバネ、リミットボルトを含む弾性型締装置とより構成され、これらの部品及び素子が上型板と下型板において対称的に分布されている。密閉型鍛造の場合には、円柱形のウレタンゴムと円柱形のコイルバネにより型締力を生じさせ、型鍛造が終了した後、円柱形のコイルバネと円柱形のウレタンゴムとにより、上雌型と下雌型を上バッフル板及び下バッフル板から離れるように突き出す。それは、ダイセットの構造が簡単で、製造コストが低いという利点があるが、ウレタンゴムとコイルバネによる型締力が小さく、且つ不安定である。

非特許文献２により提案された、円錐歯車と十字軸の密閉式冷間精密鍛造に同時に用いられる二重閉塞液圧ダイセットは、ダイセットと、上ピストンシリンダーと、下ピストンシリンダーと、速比機構とより構成され、型締力が大きく、プロセス応用の範囲が広く、速比機構を使用することによって、上パンチと下パンチがプロセスの要求に応じて同じ又は異なる速度で鍛造部品を押圧することができるという利点がある。しかし、その上オイルシリンダーと下オイルシリンダーはいずれも一体式構造であり、且つシリンダー底部の形状が複雑であるので、加工と取り付けが困難である。また、上オイルシリンダーにおける環状ピストンと上雌型シート、上雌型受け板、上雌型リングは型鍛造が終了した後に上へ復帰する場合に、完全にこれらの部品の自重によって落下するが、十字軸鍛造部品が上雌型と上パンチに係止されると、落下しにくくなる。また、上支持シートと上ヒンジシートとは半円弧面で接触しているので、加工しにくく、両者間の接触面積が大幅に低減されやすく、且つメンテナンスも困難である。

胡亜民著、「精密鍛造金型マニュアル」、北京、機械工業出版社、２００２ Ｈｙｏｊｉ Ｙｏｓｈｉｍｕｙａ，Ｋａｔｓｕｈｉｓａ Ｔａｎｋａ，Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｆｏｒｍｉｎｇ ｏｆ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｎｄ ｓｔｅｅｌ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ９８（２０００），１９６−２０４

本発明は、従来の十字軸、３ピン軸と円錐歯車などの部品の密閉型鍛造に用いられる二重閉塞液圧ダイセットに存在する問題点を解消し、十字軸、３ピン軸と円錐歯車などの部品の精密鍛造に用いられる二重閉塞液圧ダイセットを提供する。

本発明は、上底板１と環状の上型板８がネジで接続され、下底板２１と環状の下型板２０もネジで接続され、上型板８の下面に４つの対称的に分布される案内スリーブ４２が固定され、下型板２０の上面に４つの対称的に分布される案内柱４５が固定され、案内柱の外側にリミットブロック４４が被覆され、案内スリーブ４２と案内柱４５がピストンのように摺動可能に組み合わされ、
上底板１に上ピストンシリンダーが固定され、上ピストンシリンダーのカバーに上受け板１１と上雌型１６が順次に接続され、上雌型１６の外側において、上雌型固定リング３７により上雌型シート１５に固定される上雌型プレストレスリング３９が被覆され、上雌型シート１５が上ピストンシリンダーのカバーに固着され、順次に接する上突出し棒３、上パンチシート４、上パンチ３８が上ピストンを構成し、上から下へ順に上摺動スリーブ４０、上受け板１１、及び上雌型１６と摺動可能に組み合わされ、
下底板２１に下ピストンシリンダーが固定され、下ピストンシリンダーのカバーに下受け板３１と下雌型３３が順次に接続され、下雌型３３の外側において、下雌型固定リング３２により中間浮動板１８に固定される下雌型プレストレスリング３５が被覆され、中間浮動板１８が下ピストンシリンダーのカバーに固着され、順次に接する下突出し棒２４、下パンチシート２２、下パンチ３６が下ピストンを構成し、上から下へ順に下摺動スリーブ２５、下受け板３１、及び下雌型３３と摺動可能に組み合わされ、
上型板８と下型板２０の間には、上支持シート１２、上ヒンジシート１４、下ヒンジシート１９、４リンク１７、中間浮動板１８、及び小さな案内柱４９を含む速比機構が固定され、上型板８の両側に２つの上支持シート１２が対称的に固着され、下型板２０の両側における対応する位置に２つの下ヒンジシート１９が固着され、上支持シート１２に上ヒンジシート１４が接続され、上ヒンジシート１４と下ヒンジシート１９とが４リンク１７により接続され、中間浮動板１８の下面には４つの対称的に分布される小さな案内柱４９が固定され、下型板２０に設置される４つの対称的に分布される小さな案内スリーブ４７とピストンのように摺動可能に組み合わされる二重閉塞液圧ダイセットにおいて、
前記上型板８の中に、上シリンダー底部６、上環状ピストン７、上シリンダカバー９が順次に設置されて上ピストンシリンダーを構成し、円環状の上シリンダー底部６は、その下端面に円形溝が備えられ、ネジで上底板１と接続され、上環状ピストン７は、その上端面に、環状溝が備えられ、ネジで上シリンダカバー９と接続され、上環状ピストンにおける環状溝と上シリンダー底部６における円形溝との間に柱形のバネが取り付けられ、上型板８が上ピストンシリンダーのシリンダー本体として、上環状ピストン７及び上シリンダカバー９と摺動可能に組み合わされ、
前記上雌型シート１５の外側に上リミットスリーブ１３が被覆され、その両者が摺動可能に組み合わされ、前記上リミットスリーブ１３が上型板８に固定され、
前記下型板２０の中に、下シリンダー底部２６、下環状ピストン２８、下シリンダカバー２９が順次に設置されて下ピストンシリンダーを構成し、円環状の下シリンダー底部２６は、その上端面に円形溝が備えられ、ネジで下底板２１と接続され、下環状ピストン２８は、その下端面に環状溝が備えられ、ネジで下シリンダカバー２９と接続され、下環状ピストンにおける環状溝と下シリンダー底部２６における円形溝との間に柱形のバネが取り付けられ、下型板２０が下ピストンシリンダーのシリンダー本体として、下環状ピストン２８及び下シリンダカバー２９と摺動可能に組み合わされ、
前記下型板２０に４つの窒素ガススプリング４８が対称的に設置される
ことを特徴とする二重閉塞液圧ダイセットである。

前記二重閉塞液圧ダイセットの好ましい技術的手段としては、
前記上型板８の下端面には上環状リング１０が接続され、上環状リング１０の内円に、上シリンダカバー９と摺動可能に組み合わせるシールリングが取り付けられ、
前記下型板２０の上端面には下環状リング３０が接続され、下環状リング３０の内円に、下シリンダカバー２９と摺動可能に組み合わせるシールリングが取り付けられ、
前記上ヒンジシートと上支持シートとの間の接触面が平面である。

また、前記二重閉塞液圧ダイセットの他の好ましい技術的手段としては、
前記上型板の後側には、上シリンダー底部６と上環状ピストン７との間の隙間位置に対応して２つの通油孔が開口され、前記下型板の後側には、下シリンダー底部２６と下環状ピストン２８との間の隙間位置に対応して２つの通油孔が開口され、各通油孔がオイルパイプにより液圧ポンプステーションと接続される。

従来の「精密鍛造金型マニュアル」に記載されている十字軸の密閉式精密鍛造に用いられる二重閉塞液圧ダイセットに比べると、本発明は、上ピストンシリンダーと下ピストンシリンダーにおける圧油により型締力を生じさせ、型締力が大きくて安定であり、技術応用の範囲が広い。Ｈｙｏｊｉ Ｙｏｓｈｉｍｕｙａらに提出された十字軸の密閉型鍛造に用いられる二重閉塞液圧ダイセットに比べると、本発明の上ピストンシリンダーと下ピストンシリンダーは、いずれもシリンダー底部、シリンダー本体、シリンダカバー及び環状の固定リングの組立構造であり、そのうち、前記上シリンダー本体と前記下シリンダー本体が即ち、上型板と下型板であり、このような組立構造は容易に加工、取り付け及びメンテナンスすることができる。上ピストンシリンダーには、上シリンダー底部と環状ピストンの間に円柱形のコイルバネが取り付けられ、型鍛造が完成した後に上雌型と上パンチが一緒に上昇して復帰する時に、上ピストンシリンダーの上チャンバに油の真空抽出が行われるように上雌型を急速に下へリセットする。下オイルシリンダーには、下シリンダー底部と環状ピストンとの間に柱形のコイルバネと窒素ガススプリングが取り付けられ、型鍛造が終了すると、２つのバネが一緒に下雌型、下雌型受け板、及び一体に締結されている中間浮動板と下雌型シートを急速に上へ突き出し、これは窒素ガススプリングのみによる場合に比べて復帰力が大きく、復帰速度が速い。本発明の上支持シートと上ヒンジシートとの間の接触面が平面であり、円弧面より加工しやすく、且つ摩耗が均一で、接触面積の大きさが変化しないようにすることができる。

本発明は適用される場合に、上底板を単動液圧プレス又は単動機械プレスのスライダーの底面に固定し、前記下底板を単動液圧プレス又は機械プレスの作業台面に固定し、左のリミットブロックと右のリミットブロックを取り外すれば、機械プレスに用いることができる。

本発明の上ピストンシリンダー本体と下ピストンシリンダー本体が分離式の組立構造を採用することによって、容易に製造、取り付け及びメンテナンスすることができ、上ピストンシリンダーが柱形のバネにより復帰してリセットし、下ピストンシリンダーが柱形のバネと窒素ガススプリングにより復帰してリセットし、復帰してリセットする場合に力が大きくて速度が速く、油の真空抽出に寄与し、省エネルギーであり、生産性を高めることができる。また、速比機構の上ヒンジシートと上支持シートの接触面を平面に設計することによって、加工がしやすく、使用中に摩耗が均一で、接触面積の大きさが変化しないようにすることができる。この二重閉塞ダイセットは単動機械プレスに取り付けて使用してもよく、リミットブロックを取り外した後に、機械プレスに取り付けて使用してもよく、適用範囲が広い。

本発明の実施形態の模式図であり、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図１における部品１〜１３と３７〜４３を取り外した後の上面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 図２のＣ−Ｃ線に沿った断面図であり、実施形態の下型板における圧油孔路の部分模式図である。

図１〜図４に示すように、本発明の二重閉塞液圧ダイセットは、上底板１と、上底板インサート２と、上突出し棒３と、上パンチシート４と、柱形のバネ５と、上シリンダー底部６と、上環状ピストン７と、上型板８と、上シリンダカバー９と、上環状リング１０と、上受け板１１と、上支持シート１２と、上リミットスリーブ１３と、上ヒンジシート１４と、上雌型シート１５と、上雌型１６と、４リンク１７と、中間浮動板１８と、下ヒンジシート１９と、下型板２０と、下底板２１と、下パンチシート２２と、下底板インサート２３と、下突出し棒２４と、下摺動スリーブ２５と、下シリンダー底部２６と、シールリング２７と、下環状ピストン２８と、下シリンダカバー２９と、下環状リング３０と、下受け板３１と、下雌型固定リング３２と、下雌型３３と、浮動受け板３４と、下雌型プレストレスリング３５と、下パンチ３６と、上雌型固定リング３７と、上パンチ３８と、上プレストレスリング３９と、上摺動スリーブ４０と、吊りピン４１と、案内スリーブ４２と、案内スリーブ固定器４３と、リミットブロック４４と、案内柱４５と、案内柱固定器４６と、小さな案内スリーブ４７と、窒素ガススプリング４８と、小さな案内柱４９と、圧油入口５０とを備える。

ワークの密閉式冷間精密鍛造の場合に、二重閉塞液圧ダイセットは下記のように作動する。金型とダイセットの上半部が上限位置にある時には、ブランクが垂直に十字軸下雌型３３に差し込まれ、プレス機が起動され、金型とダイセットの上半部がスライダに連動されて下へ移動し、まず、上雌型と下雌型が閉鎖され、閉鎖された雌型全体は一緒に下へ移動し、下ピストンシリンダーの圧油入口５０からオイルを排出させるとともに、柱形のバネ５と窒素ガススプリング４８を圧縮することによって、下パンチシート２２に支持されている下パンチ３３と相対的に運動し、また上ピストンシリンダーと上パンチ３８がスライダとともに下へ移動すると同時に、上ピストンシリンダーの圧油入口からオイルを排出させるとともに（図４に示す上型板に対応する位置）、柱形のバネ５を圧縮することによって、上雌型と上パンチ３８とが相対的に運動し、そうすると、上パンチと下パンチが閉鎖された雌型全体において相対的に運動し、これにより、ブランクが塑性変形され、雌型のキャビティに充満して十字軸鍛造部品として成形される。４リンク１７より構成される速比機構により、上パンチ３８と下パンチ３６が雌型全体に対して同じ速度でブランクを押圧し、均一な変形を確保する。上雌型と下雌型の型締力は、上ピストンシリンダーと下ピストンシリンダーの環状ピストンにより、背圧でオイルを排出させる油圧で発生し、その圧力の大きさが、圧油入口５０に接続される液圧システムに取り付けられている溢れ弁を調節することにより得られる。

型鍛造が終了した後、金型とダイセットの上半部はプレス機のスライダに従って復帰し、下雌型３３、下受け板３１、中間浮動板１８、下環状ピストン２８、及び下シリンダカバー２９は柱形のバネ５と窒素ガススプリング４８の作用で急速に上へ復帰し、その上限位置が下環状リング３０に制限され、下環状ピストン２８が急速に上昇すると同時に、上雌型１６、上雌型シート１５、上受け板１１、上シリンダカバー９、及び上環状ピストン７は自重及び柱形のバネ５の作用でスライダとともに上昇しながら、上底板１に固定されている上摺動スリーブ４０に対して下へ移動し、オイルタンクにおけるオイルは真空及びポンプの圧力により急速に上オイルシリンダーのキャビティに充満する。その一方で、上パンチシートと下パンチシートは上突出し棒と下突出し棒により、上パンチと下パンチをそれぞれ下へ、及び上へ運動するように押し、鍛造部品を上雌型又は下雌型から突き出す。

Claims (3)

1. 上底板（１）と環状の上型板（８）がネジで接続され、下底板（２１）と環状の下型板（２０）もネジで接続され、上型板（８）の下面に４つの対称的に分布される案内スリーブ（４２）が固定され、下型板（２０）の上面に４つの対称的に分布される案内柱（４５）が固定され、案内柱の外側にリミットブロック（４４）が被覆され、案内スリーブと案内柱がピストンのように摺動可能に組み合わされ、
   上底板（１）に上ピストンシリンダーが固定され、上ピストンシリンダーのカバーに上受け板（１１）と上雌型（１６）が順次に接続され、上雌型（１６）の外側において、上雌型固定リング（３７）により上雌型シート（１５）に固定される上雌型プレストレスリング（３９）が被覆され、上雌型シート（１５）が上ピストンシリンダーのカバーに固着され、順次に接する上突出し棒（３）、上パンチシート（４）、上パンチ（３８）が上ピストンを構成し、上から下へ順に上摺動スリーブ（４０）、上受け板（１１）、及び上雌型（１６）と摺動可能に組み合わされ、
   下底板（２１）に下ピストンシリンダーが固定され、下ピストンシリンダーのカバーに下受け板（３１）と下雌型（３３）が順次に接続され、下雌型（３３）の外側において、下雌型固定リング（３２）により中間浮動板（１８）に固定される下雌型プレストレスリング（３５）が被覆され、中間浮動板（１８）が下ピストンシリンダーのカバーに固着され、順次に接する下突出し棒（２４）、下パンチシート（２２）、下パンチ（３６）が下ピストンを構成し、上から下へ順に下摺動スリーブ（２５）、下受け板（３１）、及び下雌型（３３）と摺動可能に組み合わされ、
   上型板（８）と下型板（２０）の間には、上支持シート（１２）、上ヒンジシート（１４）、下ヒンジシート（１９）、４リンク（１７）、中間浮動板（１８）、及び小さな案内柱（４９）を含む速比機構が固定され、上型板（８）の両側に２つの上支持シート（１２）が対称的に固着され、下型板（２０）の両側における対応する位置に２つの下ヒンジシート（１９）が固着され、上支持シート（１２）に上ヒンジシート（１４）が接続され、上ヒンジシート（１４）と下ヒンジシート（１９）とが４リンク（１７）により接続され、中間浮動板（１８）の下面には４つの対称的に分布される小さな案内柱（４９）が固定され、下型板（２０）に設置される４つの対称的に分布される小さな案内スリーブ（４７）とピストンのように摺動可能に組み合わされる二重閉塞液圧ダイセットにおいて、
   前記上型板（８）の中に、上シリンダー底部（６）、上環状ピストン（７）、上シリンダカバー（９）が順次に設置されて上ピストンシリンダーを構成し、円環状の上シリンダー底部（６）は、その下端面に円形溝が備えられ、ネジで上底板（１）と接続され、上環状ピストン（７）は、その上端面に環状溝が備えられ、ネジで上シリンダカバー（９）と接続され、上環状ピストンにおける環状溝と上シリンダー底部（６）における円形溝との間に柱形のバネが取り付けられ、上型板（８）が上ピストンシリンダーのシリンダー本体として、上環状ピストン（７）及び上シリンダカバー（９）と摺動可能に組み合わされ、
   前記上雌型シート（１５）の外側に上リミットスリーブ（１３）が被覆され、その両者が摺動可能に組み合わされ、前記上リミットスリーブ（１３）が上型板（８）に固定され、
   前記下型板（２０）の中に、下シリンダー底部（２６）、下環状ピストン（２８）、下シリンダカバー（２９）が順次に設置されて下ピストンシリンダーを構成し、円環状の下シリンダー底部（２６）は、その上端面に円形溝が備えられ、ネジで下底板（２１）と接続され、下環状ピストン（２８）は、その下端面に環状溝が備えられ、ネジで下シリンダカバー（２９）と接続され、下環状ピストンにおける環状溝と下シリンダー底部（２６）における円形溝との間に柱形のバネが取り付けられ、下型板（２０）が下ピストンシリンダーのシリンダー本体として、下環状ピストン（２８）及び下シリンダカバー（２９）と摺動可能に組み合わされ、
   前記下型板（２０）に４つの窒素ガススプリング（４８）が対称的に設置される
   ことを特徴とする二重閉塞液圧ダイセット。
2. 前記上型板（８）の下端面には上環状リング（１０）が接続され、上環状リング（１０）の内円に、上シリンダカバー（９）と摺動可能に組み合わせるシールリングが取り付けられ、
   前記下型板（２０）の上端面には下環状リング（３０）が接続され、下環状リング（３０）の内円に、下シリンダカバー（２９）と摺動可能に組み合わせるシールリングが取り付けられ、
   前記上ヒンジシートと上支持シートとの間の接触面が平面である
   ことを特徴とする請求項１に記載の二重閉塞液圧ダイセット。
3. 前記上型板の後側には、上シリンダー底部（６）と上環状ピストン（７）との間の隙間位置に対応して２つの通油孔が開口され、前記下型板の後側には、下シリンダー底部（２６）と下環状ピストン（２８）との間の隙間位置に対応して２つの通油孔が開口され、各通油孔がオイルパイプにより液圧ポンプステーションと接続される
   とを特徴とする請求項１又は２に記載の二重閉塞液圧ダイセット。
   

Images