JP5894486B2 - Forging die apparatus and die attaching / detaching method - Google Patents
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Description
本発明は、チタン合金やNi基合金などの難加工性金属材料の高温鍛造(熱間型鍛造)に用いられる鍛造用金型装置、及び金型着脱方法に関するものである。 The present invention relates to a forging die apparatus used for high-temperature forging (hot die forging) of difficult-to-work metal materials such as titanium alloys and Ni-based alloys, and a method for attaching and detaching a die.
近年、金型を用いてチタン合金やNi基合金などの難加工性金属材料の高温鍛造が行われるようになってきている。高温鍛造に用いられる鍛造用金型装置として、金型を加熱するために、従来、例えば、上金型及び下金型のそれぞれに、複数個のヒータ挿入穴が形成され、これらの各ヒータ挿入穴に挿入された棒状のシーズヒータ(「カートリッジヒータ」とも呼ばれる)によって上金型及び下金型を加熱するようにした鍛造用金型装置が知られている。例えば、特許文献1,2には、この種の鍛造用金型装置が開示されている。 In recent years, high-temperature forging of difficult-to-work metal materials such as titanium alloys and Ni-based alloys has been performed using a mold. As a forging die device used for high temperature forging, in order to heat a die, conventionally, for example, a plurality of heater insertion holes are formed in each of an upper die and a lower die, and each of these heaters is inserted. A forging die apparatus is known in which an upper die and a lower die are heated by a rod-shaped sheathed heater (also referred to as “cartridge heater”) inserted into a hole. For example, Patent Documents 1 and 2 disclose this type of forging die apparatus.
前述した従来の鍛造用金型装置では、鍛造用素材の温度と例えば同程度に金型を加熱して高温鍛造を行うに際し、シーズヒータが組み込まれた金型の場合、電気配線が付属しているので予熱のために加熱炉を使用することができず、金型交換時には金型を所定温度にまで昇温させるのに時間がかかり、鍛造製品の生産性が悪いという問題があった。 In the above-described conventional forging die apparatus, when performing high-temperature forging by heating the die to the same level as the temperature of the forging material, for example, a die incorporating a sheathed heater is provided with electrical wiring. Therefore, a heating furnace cannot be used for preheating, and it takes time to raise the mold to a predetermined temperature when replacing the mold, resulting in poor productivity of the forged product.
このため、シーズヒータが組み込まれた金型とはせず、金型とは別個に金型加熱手段を備えた鍛造用金型装置とし、金型交換時には例えば加熱炉によって予熱された金型を鍛造用金型装置のダイホルダーに装着するようにした鍛造用金型装置が考えられる。この場合、高温の金型をダイホルダーに容易に固定できるようにすることが必要となる。 For this reason, it is not a mold incorporating a sheathed heater, but a forging mold apparatus provided with a mold heating means separately from the mold, and a mold preheated by, for example, a heating furnace is used when replacing the mold. A forging die apparatus that can be mounted on a die holder of a forging die apparatus can be considered. In this case, it is necessary to be able to easily fix the high-temperature mold to the die holder.
そこで、本発明の課題は、鍛造用素材の高温鍛造に用いられる鍛造用金型装置において、ダイホルダーに対して高温の金型を容易に固定することができ、鍛造製品の生産性に優れた鍛造用金型装置を提供することにある。また、ダイホルダーに対して高温の金型の着脱を容易に行うことができる、鍛造用金型装置における金型着脱方法を提供することにある。 Therefore, the problem of the present invention is that in a forging die apparatus used for high-temperature forging of a forging material, a high-temperature die can be easily fixed to a die holder, and the productivity of forging products is excellent. The object is to provide a forging die apparatus. It is another object of the present invention to provide a method for attaching and detaching a die in a forging die apparatus that can easily attach and detach a high-temperature die to and from a die holder.
前記の課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。 In order to solve the above problems, the present invention takes the following technical means.
請求項1の発明は、鍛造用素材の高温鍛造に用いられる鍛造用金型装置において、上金型と下金型とを備え、前記上下の少なくとも一方の金型について、金型の外周部を囲繞し、該金型を保持するためのダイホルダーと、前記ダイホルダーと該ダイホルダーに収容された金型との境界の一部分をなすように形成された固定ピン挿入孔と、前記固定ピン挿入孔に挿脱可能に挿入される金型固定ピンと、を備え、前記固定ピン挿入孔は、前記金型の外周部に形成された断面が円弧状の切欠きと、前記ダイホルダーの内側に形成された断面が円弧状の切欠きとを位置合わせしてなることを特徴とする鍛造用金型装置である。 The invention of claim 1 is a forging die apparatus used for high-temperature forging of a forging material, comprising an upper die and a lower die, and the outer peripheral portion of the die is arranged on at least one of the upper and lower die. A die holder for enclosing and holding the die, a fixing pin insertion hole formed so as to form a part of a boundary between the die holder and the die accommodated in the die holder, and the fixing pin insertion A mold fixing pin that is removably inserted into the hole, and the fixing pin insertion hole is formed in the outer periphery of the mold with an arc-shaped cutout formed inside the die holder. The forging die device is characterized in that the cross section formed is aligned with an arc-shaped notch .
請求項2の発明は、請求項1記載の鍛造用金型装置において、前記金型固定ピンが、前記固定ピン挿入孔に常温でクリアランスのある状態で挿入され、挿入後に金型又はダイホルダーからの受熱による熱膨張により当該固定ピン挿入孔に密接するものであることを特徴とするものである。 The invention of claim 2 is the forging die apparatus according to claim 1, wherein the die fixing pin is inserted into the fixing pin insertion hole with a clearance at room temperature, and after insertion from the die or die holder. It is characterized in that it is brought into close contact with the fixing pin insertion hole by thermal expansion due to heat reception.
請求項3の発明は、請求項1又は2記載の鍛造用金型装置において、前記金型固定ピンを冷却する金型固定ピン冷却手段を備えたことを特徴とするものである。 A third aspect of the present invention is the forging die apparatus according to the first or second aspect, further comprising a die fixing pin cooling means for cooling the die fixing pin.
請求項4の発明は、請求項3記載の鍛造用金型装置において、前記金型固定ピンが中空構造をなし、前記金型固定ピン冷却手段が、該金型固定ピン内に冷却水を供給するものであることを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the mold apparatus for forging according to the third aspect, the mold fixing pin has a hollow structure, and the mold fixing pin cooling means supplies cooling water into the mold fixing pin. It is what is characterized by.
請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の鍛造用金型装置において、金型内に設けられていない金型加熱手段であって、前記ダイホルダーに固定された金型を加熱する金型加熱手段を備えたことを特徴とするものである。 The invention of claim 5 is the mold heating device according to any one of claims 1 to 4, which is a mold heating means not provided in the mold, and is fixed to the die holder. A mold heating means for heating the mold is provided.
請求項6の発明は、請求項5記載の鍛造用金型装置において、前記金型加熱手段として、金型の製品成形面と反対側の面が当接するように配置され、複数のシーズヒータが組み込まれたヒータプレートを備えたことを特徴とするものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the forging die apparatus according to the fifth aspect, the die heating means is arranged such that a surface opposite to the product molding surface of the die is in contact, and a plurality of sheathed heaters are provided. It is characterized by having a built-in heater plate.
請求項7の発明は、請求項5又は6記載の鍛造用金型装置において、前記ダイホルダーを加熱するダイホルダー加熱手段を備えたことを特徴とするものである。 A seventh aspect of the present invention is the forging die device according to the fifth or sixth aspect, further comprising a die holder heating means for heating the die holder.
請求項8の発明は、請求項7記載の鍛造用金型装置において、前記ダイホルダー加熱手段が赤外線ヒータであることを特徴とするものである。 According to an eighth aspect of the present invention, in the die device for forging according to the seventh aspect, the die holder heating means is an infrared heater.
請求項9の発明は、請求項1記載の鍛造用金型装置において、外部加熱源にて予熱された金型を前記ダイホルダーに収容する工程と、前記金型の外周部に形成された断面が円弧状の切欠きと、前記ダイホルダーの内側に形成された断面が円弧状の切欠きとを位置合わせしてなる前記固定ピン挿入孔に常温状態の金型固定ピンを挿入し、該金型固定ピンを前記金型からの受熱による熱膨張により前記固定ピン挿入孔に密接させて、前記金型を前記ダイホルダーに固定する工程と、前記金型の取り外しに際し、金型固定ピンを前記固定ピン挿入孔との間にクリアランスが生じるように冷却し、該金型固定ピンを前記固定ピン挿入孔から抜き取る工程と、を備えたことを特徴とする鍛造用金型装置における金型着脱方法である。 The invention of claim 9 is the forging die apparatus according to claim 1, wherein the die pre-heated by an external heating source is housed in the die holder, and the cross section formed on the outer periphery of the die. A mold fixing pin at room temperature is inserted into the fixing pin insertion hole formed by aligning the arc-shaped notch with the notch having an arc-shaped cross section formed inside the die holder. The mold fixing pin is brought into intimate contact with the fixing pin insertion hole by thermal expansion due to heat received from the mold, and the mold is fixed to the die holder. A mold attaching / detaching method in a forging die apparatus, comprising: a step of cooling so that a clearance is generated between the fixing pin insertion hole and extracting the die fixing pin from the fixing pin insertion hole. It is.
本発明の鍛造用金型装置によれば、上下の少なくとも一方の金型について、予熱が施された高温の金型をダイホルダーに収容し、該ダイホルダーと該金型との境界の一部分をなすように形成された固定ピン挿入孔に金型固定ピンを挿入することにより、ダイホルダーに対して高温の金型を短時間で、かつ容易に固定することができ、上下方向の抜け止め防止を行うことができる。固定ピン挿入孔に挿入された金型固定ピンは、高温の金型からの熱によって熱膨張し、固定ピン挿入孔に密接した状態となり、ダイホルダーに対して金型を強固に固定することができる。 According to the forging die device of the present invention, a pre-heated high-temperature die is accommodated in a die holder for at least one of the upper and lower dies, and a part of the boundary between the die holder and the die is accommodated. By inserting the die fixing pin into the fixing pin insertion hole that is formed, the high-temperature die can be fixed to the die holder in a short time and easily, preventing the vertical removal. It can be performed. The mold fixing pin inserted into the fixing pin insertion hole is thermally expanded by the heat from the high temperature mold, and is in close contact with the fixing pin insertion hole, so that the mold can be firmly fixed to the die holder. it can.
また、金型固定ピン冷却手段を備えたものでは、金型交換のため金型を取り外すに際し、金型固定ピン冷却手段により、固定ピン挿入孔に挿入されている金型固定ピンの温度を短時間で下げることができる。これにより、金型固定ピンが熱膨張のない状態に戻り、固定ピン挿入孔の内周面と金型固定ピンの外周面との間にクリアランスが生じて、固定ピン挿入孔から金型固定ピンを容易に抜き取ることができる。よって、ダイホルダーに対して高温の金型の着脱を短時間で、かつ容易に行うことができ、鍛造製品の生産性の向上を図ることができる。 Also, in the case of having a mold fixing pin cooling means, when removing the mold for mold replacement, the mold fixing pin cooling means reduces the temperature of the mold fixing pin inserted into the fixing pin insertion hole. Can be lowered in time. As a result, the mold fixing pin returns to a state without thermal expansion, and a clearance is generated between the inner peripheral surface of the fixing pin insertion hole and the outer peripheral surface of the mold fixing pin. Can be easily extracted. Therefore, a high-temperature mold can be easily attached to and detached from the die holder in a short time, and the productivity of the forged product can be improved.
また、本発明の金型着脱方法によれば、ダイホルダーに対して高温の金型の着脱を短時間で、かつ容易に行うことができ、鍛造製品の生産性の向上を図ることができる。 In addition, according to the method for attaching and detaching a die according to the present invention, a high temperature die can be attached to and detached from a die holder in a short time and easily, and productivity of a forged product can be improved.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図1は本発明の一実施形態による鍛造用金型装置の構成の要部を概略的に示す断面図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a main part of the configuration of a forging die apparatus according to an embodiment of the present invention.
図1において、10は上金型、20は下金型であり、この上金型10と下金型20とにより金型1が構成されている。
In FIG. 1,
まず、下金型20側について説明する。図1に示すように、この鍛造用金型装置の下金型側は、下金型20と、下金型20を支持するダイプレート24と、下金型20が外部加熱源にて予熱された状態で収容され、この下金型20の外周部を囲繞し、該下金型20を保持するダイホルダー22と、ダイホルダー22と該ダイホルダー20に収容された下金型20との境界の一部分をなすように形成された複数(本実施形態では2個)の後述する固定ピン挿入孔27と、固定ピン挿入孔27に挿脱可能に挿入される棒状の金型固定ピン28と、ダイホルダー22に固定された下金型20を加熱する金型加熱手段としての、下金型20の製品成形面と反対側の面が当接するように配置され、複数のシーズヒータ21aが組み込まれたヒータプレート21と、ヒータプレート21と前記ダイプレート24との間に配置された断熱プレート23と、前記ダイホルダー22を加熱(輻射加熱)するダイホルダー加熱手段としての赤外線ヒータ25と、を備えている。鍛造の際には、前記下金型20が外部加熱源である加熱炉で予熱された状態で導かれて前記ダイホルダー22の内側に嵌め入れられ、後述するように金型固定ピン28を固定ピン挿入孔27に挿入することでダイホルダー22に固定される「入れ子構造」となっている。
First, the
60は、図示しないプレス機の固定側部材(ボルスター)に固定されたベースプレートである。タイロッド26a、ナット26b、座金26c及び皿ばね26dを用いて、このベースプレート60に、前記のダイプレート24、断熱プレート23、ヒータプレート21及びダイホルダー22が一体に取り付けられている。また、前記赤外線ヒータ25はベースプレート60に支持されている。
次に、上金型10側について説明する。この鍛造用金型装置の上金型側は、上金型10と、上金型10を支持するダイプレート14と、上金型10が外部加熱源にて予熱された状態で収容され、この上金型10の外周部を囲繞し、該上金型20を保持するダイホルダー12と、ダイホルダー12と該ダイホルダー12に収容された上金型10との境界の一部分をなすように形成された複数(本実施形態では2個)の後述する固定ピン挿入孔17と、固定ピン挿入孔17に挿脱可能に挿入される棒状の金型固定ピン18と、ダイホルダー12に固定された上金型10を加熱する金型加熱手段としての、上金型10の製品成形面と反対側の面が当接するように配置され、複数のシーズヒータ11aが組み込まれたヒータプレート11と、ヒータプレート11とダイプレート14との間に配置された断熱プレート13と、ダイホルダー12を加熱(輻射加熱)するダイホルダー加熱手段としての赤外線ヒータ15と、を備えている。鍛造の際には、前記上金型10が前記加熱炉で予熱された状態で導かれて前記ダイホルダー12の内側に嵌め入れられ、後述するように金型固定ピン18を固定ピン挿入孔17に挿入することでダイホルダー12に固定される「入れ子構造」となっている。
Next, the
50は、前記プレス機の昇降側部材(ラムあるいはスライダーと呼ばれる)に固定されたベースプレートである。タイロッド16a、ナット16b、座金16c及び皿ばね16dを用いて、このベースプレート50に、前記のダイプレート14、断熱プレート13、ヒータプレート11及びダイホルダー12が一体に取り付けられている。また、前記赤外線ヒータ15はベースプレート50に支持されている。なお、図1では、鍛造製品を取り出すためのノックアウト機構などは図示省略している。
この実施形態では、前記の上下の金型10,20は、例えばNi基耐熱合金からなり、製品成形面を有して円盤状をなしている。また、前記ヒータプレート11,21は、例えばNi基耐熱合金からなり、円盤状をなしている。前記ダイホルダー12,22は、例えば熱間工具鋼からなり、円環状をなしている。前記断熱プレート13,23は、例えば耐火れんがからなり、円盤状をなしている。また、前記ダイプレート14,24は、例えば炭素鋼からなり、円盤状をなしている。
In this embodiment, the upper and
図2は図1における固定ピン挿入孔を説明するための製品成形面側から見た平面図であって、その(a)は下金型用の固定ピン挿入孔を説明するための平面図、その(b)は上金型用の固定ピン挿入孔を説明するための平面図である。 FIG. 2 is a plan view seen from the product molding surface side for explaining the fixing pin insertion hole in FIG. 1, and (a) is a plan view for explaining the fixing pin insertion hole for the lower mold, The (b) is a top view for demonstrating the fixing pin insertion hole for upper molds.
図1,図2(a)に示すように、断面中空円形をなす2個の固定ピン挿入孔27が、それぞれ、下金型20用のダイホルダー22と該ダイホルダー22に収容された下金型20との境界の一部分をなすように形成されている。すなわち、直線状の固定ピン挿入孔27が、ダイホルダー22の外周部における一方の側から出発し、該ダイホルダー22と該ダイホルダー22に収容された下金型20との境界をなして延び、前記一方の側とは反対の側に達するように形成されている。したがって、下金型20には、その外周部におけるダイホルダー22との境界部分の一部に、断面形状が円弧状をなす切欠き(図1参照)が形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2 (a), two fixing pin insertion holes 27 having a hollow circular cross section are respectively provided for the
ダイホルダー22に対して下金型20を固定し、下金型20の上下方向の抜け止め防止のため、この2個の固定ピン挿入孔27に、それぞれ、断面円形をなす中空構造の金属製の金型固定ピン28が挿入されるようになっている。
The
同様に、図1,図2(b)に示すように、断面中空円形をなす2個の固定ピン挿入孔17が、それぞれ、上金型10用のダイホルダー12と該ダイホルダー12に収容された上金型10との境界の一部分をなすように形成されている。すなわち、直線状の固定ピン挿入孔17が、ダイホルダー12の外周部における一方の側から出発し、該ダイホルダー12と該ダイホルダー12に収容された上金型10との境界をなして延び、前記一方の側とは反対の側に達するように形成されている。したがって、上金型10には、その外周部におけるダイホルダー12との境界部分の一部に、断面形状が円弧状をなす切欠き(図1参照)が形成されている。
Similarly, as shown in FIGS. 1 and 2B, two fixing pin insertion holes 17 having a hollow circular cross section are accommodated in the
ダイホルダー12に対して上金型10を固定し、上金型10の上下方向の抜け止め防止(上金型10の脱落防止)のため、この2個の固定ピン挿入孔17に、それぞれ、断面円形をなす中空構造の金属製の金型固定ピン18が挿入されるようになっている。
The
図3は図1に示す鍛造用金型装置の下金型側の金型固定ピン冷却手段の一構成例を示す説明図である。 FIG. 3 is an explanatory view showing a configuration example of a die fixing pin cooling means on the lower die side of the forging die device shown in FIG.
下金型側の金型固定ピン冷却手段40は、鍛造終了後に直ちに金型交換のため下金型20を取り外すに際し、固定ピン挿入孔27に密接した状態にある金型固定ピン28の温度を下げ、固定ピン挿入孔27との間にクリアランスを生じさせるためのものである。
The die fixing pin cooling means 40 on the lower die side sets the temperature of the
図3に示すように、2個の固定ピン挿入孔27に、それぞれ、両端に接続片28a1,28a2を有する金型固定ピン28が挿入されることで、下金型20がダイホルダー22に固定されている。前記接続片28a1,28a2の径寸法は、金型固定ピン28の径寸法以下の大きさである。41は供給ホースである。供給ホース41は、図3に示すように、一端に一方の金型固定ピン28の接続片28a1が差し込まれる接続継手(ワンタッチジョイント)41aを有し、また、途中に開閉弁41bを有している。供給ホース41の他端は、図示しない冷却水供給源に連絡している。
As shown in FIG. 3, the mold fixing pins 28 having connection pieces 28 a 1 and 28 a 2 at both ends are inserted into the two fixing pin insertion holes 27, so that the
また、43は、図3に示すように、2個の金型固定ピン28同士を接続するための短尺の連結ホースである。連結ホース43は、両端に接続継手43aを有している。42は排水ホースである。排水ホース42は、一端に他方の金型固定ピン28の接続片28a1が差し込まれる接続継手42aを有している。排水ホース42の他端は図示しない排水設備(排水槽など)に連絡している。前記の供給ホース41、排水ホース42及び連結ホース43は、金型固定ピン28を冷却する金型固定ピン冷却手段40を構成している。
図4は図1に示す鍛造用金型装置の上金型側の金型固定ピン冷却手段の一構成例を示す説明図である。 FIG. 4 is an explanatory view showing a configuration example of a die fixing pin cooling means on the upper die side of the forging die device shown in FIG.
上金型側の金型固定ピン冷却手段30は、鍛造終了後に直ちに金型交換のため下金型10を取り外すに際し、固定ピン挿入孔17に密接した状態にある金型固定ピン18の温度を下げ、固定ピン挿入孔17との間にクリアランスを生じさせるためのものである。
The mold fixing pin cooling means 30 on the upper mold side, when removing the
この金型固定ピン冷却手段30は、前記の金型固定ピン冷却手段40と同一構成であって、図4に示すように、接続継手31a及び開閉弁31bを有する供給ホース31と、一端に接続継手32aを有する排水ホース32と、両端に接続継手33aを有する連結ホース33とにより構成されている。
The mold fixing pin cooling means 30 has the same configuration as the mold fixing pin cooling means 40, and is connected to a
次に、前記のように構成される鍛造用金型装置において、高温鍛造時における上下の金型10,20の着脱手順について説明する。 Next, in the forging die apparatus configured as described above, a procedure for attaching and detaching the upper and lower dies 10 and 20 during high-temperature forging will be described.
なお、上下の金型10,20の装着に先立ち、プレス機のボルスターに固定されたベースプレート60には、ダイプレート24、断熱プレート23、ヒータプレート21及びダイホルダー22が一体に取り付けられており、赤外線ヒータ25がベースプレート60に支持されている。そして、ヒータプレート21(シーズヒータ21aによって加熱)、及びダイホルダー22(赤外線ヒータ25によって加熱)は、所定の温度(例えば、下金型20の最終目標温度よりも数百度程度低い温度)に加熱されている。
Prior to mounting the upper and
同様に、プレス機のラムに固定されたベースプレート50には、ダイプレート14、断熱プレート13、ヒータプレート11及びダイホルダー12が一体に取り付けられており、赤外線ヒータ15がベースプレート50に支持されている。そして、ヒータプレート11(シーズヒータ11aによって加熱)、及びダイホルダー12(赤外線ヒータ15によって加熱)は、所定の温度(例えば、上金型10の最終目標温度よりも数百度程度低い温度)に加熱されている。
Similarly, a
まず、加熱炉で所定温度に予熱された下金型20をダイホルダー22内に収容し、前記固定ピン挿入孔27が形成されるようにダイホルダー22に対して該下金型20の前記切欠きを位置合わせする。次いで、2個の固定ピン挿入孔27のそれぞれに、常温状態の金型固定ピン28を挿入する。金型固定ピン28は、クリアランス(遊び)のある状態で、固定ピン挿入孔27に挿入される。接続片28a1,28a2を有するこの金型固定ピン28は、固定ピン挿入孔27を貫通するように挿入される。
First, the
固定ピン挿入孔27に挿入された金型固定ピン28は、下金型20やダイホルダー22に比べてそれ自体の熱容量が小さいので、下金型20からの受熱によって熱膨張し、固定ピン挿入孔27に密接した状態となる。その結果、ダイホルダー22に対して下金型20を強固に固定することができる。
Since the
同様に、加熱炉で所定温度に予熱された上金型10をダイホルダー12内に収容し、前記固定ピン挿入孔17が形成されるようにダイホルダー12に対して該上金型10の前記切欠きを位置合わせする。次いで、2個の固定ピン挿入孔17のそれぞれに、常温状態の金型固定ピン18を挿入する。接続片18a1,18a2を有するこの金型固定ピン18は、固定ピン挿入孔17を貫通するように挿入される。
Similarly, the
固定ピン挿入孔17に挿入された金型固定ピン18は、上金型10からの受熱によって熱膨張し、固定ピン挿入孔17に密接した状態となる。その結果、ダイホルダー12に対して上金型10を強固に固定することができる。
The
次いで、シーズヒータ21a及び赤外線ヒータ25の出力を調整することにより、下金型20の温度(下金型20の製品成形面温度)が最終目標温度に保持されるように温度調整するとともに、シーズヒータ11a及び赤外線ヒータ15の出力を調整することにより、上金型10の温度(上金型10の製品成形面温度)が最終目標温度に保持されるように温度調整を行う。なお、赤外線ヒータ15,25を用いることで、ダイホルダー12,22を非接触にて精度良く温度調整することができる。
Next, by adjusting the outputs of the sheathed
加熱炉で所定温度に加熱された鍛造用素材を下金型20の製品成形面に載置し、この鍛造用素材の高温鍛造を行う。通常、同一の金型を用いて複数回の鍛造が行われる。
The forging material heated to a predetermined temperature in the heating furnace is placed on the product molding surface of the
上下の金型10,20による高温鍛造が終了すると、金型交換のため、直ちに、高温状態の金型固定ピン18,28に金型固定ピン冷却手段30,40が装着される。
When the high temperature forging by the upper and
下金型20側の金型固定ピン28の冷却について、図3を参照して説明する。固定ピン挿入孔27に挿入されている一方の金型固定ピン28の接続片28a1に、供給ホース41の接続継手41aを外嵌すること(接続継手41aに接続片28a1を差し込むこと)で、一方の金型固定ピン28に供給ホース41がワンタッチで接続される。また、他方の金型固定ピン28の接続片28a1に、排水ホース42の接続継手42aを外嵌することで、他方の金型固定ピン28に排水ホース42がワンタッチで接続される。また、一方の金型固定ピン28の接続片28a2側と他方の金型固定ピン28の接続片28a2側とが、連結ホース43によって接続される。
The cooling of the
そして、供給ホース41の開閉弁41bを開き、工業用水などの冷却水を一方の金型固定ピン28と他方の金型固定ピン28との内部に流し、所定時間冷却水を流してから開閉弁41bを閉じ、2本の金型固定ピン28から供給ホース41、排水ホース42及び連結ホース43を、それぞれワンタッチで取り外す。
Then, the on-off
その結果、これらの金型固定ピン28の温度が短時間で下がり、金型固定ピン28が熱膨張のない状態(常温状態)に戻り、固定ピン挿入孔27の内周面と金型固定ピン28の外周面との間にクリアランスが生じて、固定ピン挿入孔27から金型固定ピン28を容易に抜き取ることができ、ダイホルダー22に対する下金型20の取り外しを行うことができる。なお、前記ホース41,42,43を取り外した際に、金型固定ピン28内に残っている少量の冷却水は、下金型20上に垂れ落ちないようにするため、小さい容器に受けるなどして適宜取り除くようにすればよい。
As a result, the temperature of the mold fixing pins 28 decreases in a short time, and the mold fixing pins 28 return to a state where there is no thermal expansion (normal temperature state), and the inner peripheral surface of the fixing
また、前記の下金型20側の場合と同様の手順で、上金型10側の金型固定ピン18の冷却、抜き取りが行われることになる(図4参照)。一方の金型固定ピン18に供給ホース31がワンタッチで接続される。また、他方の金型固定ピン18に排水ホース32がワンタッチで接続される。また、一方の金型固定ピン18の接続片18a2側と他方の金型固定ピン18の接続片18a2側とが、連結ホース33によって接続される。
In addition, the mold fixing pins 18 on the
そして、供給ホース31の開閉弁31bを開き、工業用水などの冷却水を一方の金型固定ピン18と他方の金型固定ピン18との内部に流し、所定時間冷却水を流してから開閉弁31bを閉じ、2本の金型固定ピン18から供給ホース31、排水ホース32及び連結ホース33を、それぞれワンタッチで取り外す。
Then, the on-off
その結果、これらの金型固定ピン18の温度が短時間で下がり、金型固定ピン18が熱膨張のない状態(常温状態)に戻り、固定ピン挿入孔17の内周面と金型固定ピン18の外周面との間にクリアランスが生じて、固定ピン挿入孔17から金型固定ピン18を容易に抜き取ることができ、ダイホルダー12に対する上金型10の取り外しを行うことができる。
As a result, the temperature of these mold fixing pins 18 decreases in a short time, and the mold fixing pins 18 return to a state where there is no thermal expansion (normal temperature state), and the inner peripheral surface of the fixing
このように、本実施形態による鍛造用金型装置は、上下の金型10,20の各々について、予熱が施された高温の金型10(20)をダイホルダー12(22)に収容し、該ダイホルダー12(22)と該金型10(20)との境界の一部分をなすように形成された固定ピン挿入孔17(27)に金型固定ピン18(28)を挿入することにより、ダイホルダー12(22)に対して高温の金型10(20)を容易に固定することができ、上下方向の抜け止め防止を行うことができる。固定ピン挿入孔17(27)に挿入された金型固定ピン18(28)は、高温の金型10(20)からの受熱によって熱膨張し、固定ピン挿入孔17(27)に密接した状態となり、ダイホルダー12(22)に対して金型10(20)を強固に固定することができる。 Thus, the forging die apparatus according to the present embodiment accommodates the high-temperature die 10 (20) preheated for each of the upper and lower dies 10 and 20 in the die holder 12 (22), By inserting the die fixing pin 18 (28) into the fixing pin insertion hole 17 (27) formed so as to form a part of the boundary between the die holder 12 (22) and the die 10 (20), The high-temperature mold 10 (20) can be easily fixed to the die holder 12 (22), and the vertical stopper can be prevented. The mold fixing pin 18 (28) inserted into the fixing pin insertion hole 17 (27) is thermally expanded by receiving heat from the high temperature mold 10 (20), and is in close contact with the fixing pin insertion hole 17 (27). Thus, the mold 10 (20) can be firmly fixed to the die holder 12 (22).
また、本実施形態による鍛造用金型装置は、上下の金型10,20の各々について、金型固定ピン18(28)が中空構造をなし、金型固定ピン冷却手段30(40)を備えているので、金型交換のため金型10(20)を取り外すに際し、金型固定ピン冷却手段30(40)により、固定ピン挿入孔17(27)に挿入されている金型固定ピン18(28)の内部に冷却水を供給して該金型固定ピン18(28)の温度を短時間で下げることができる。これにより、金型固定ピン18(28)が熱膨張のない状態(常温状態)に戻り、固定ピン挿入孔17(27)の内周面と金型固定ピン18(28)の外周面との間にクリアランスが生じ、固定ピン挿入孔17(27)から金型固定ピン18(28)を容易に抜き取ることができる。 In the forging die device according to the present embodiment, the die fixing pin 18 (28) has a hollow structure for each of the upper and lower dies 10, 20, and is provided with a die fixing pin cooling means 30 (40). Therefore, when removing the mold 10 (20) for mold replacement, the mold fixing pin 18 (inserted into the fixing pin insertion hole 17 (27) by the mold fixing pin cooling means 30 (40) ( The temperature of the mold fixing pin 18 (28) can be lowered in a short time by supplying cooling water into the interior of 28). As a result, the mold fixing pin 18 (28) returns to a state where there is no thermal expansion (normal temperature state), and the inner peripheral surface of the fixing pin insertion hole 17 (27) and the outer peripheral surface of the mold fixing pin 18 (28). A clearance is generated between the mold fixing pins 18 (28) from the fixing pin insertion holes 17 (27).
よって、本実施形態による鍛造用金型装置によれば、上下の金型10,20の各々について、ダイホルダー12(22)に対して高温の金型10(20)の着脱を短時間で、かつ容易に行うことができ、鍛造製品の生産性の向上を図ることができる。 Therefore, according to the forging die apparatus according to the present embodiment, for each of the upper and lower dies 10, 20, the high temperature die 10 (20) can be attached to and detached from the die holder 12 (22) in a short time. And it can carry out easily and can aim at the improvement of the productivity of a forged product.
なお、本発明による鍛造用金型装置は、上金型10又は下金型20について、該金型の外周部を囲繞し、該金型を保持するためのダイホルダーと、このダイホルダーと該ダイホルダーに収容された金型との境界の一部分をなすように形成された固定ピン挿入孔と、この固定ピン挿入孔に挿脱可能に挿入される金型固定ピンとを備えるようにしてもよい。
The forging die apparatus according to the present invention includes a die holder for surrounding the outer periphery of the
1…金型 10…上金型 20…下金型
11,21…ヒータプレート 11a,21a…シーズヒータ
12,22…ダイホルダー
13,23…断熱プレート
14,24…ダイプレート
15,25…赤外線ヒータ
17,27…固定ピン挿入孔
18,28…金型固定ピン
30,40…金型固定ピン冷却手段
31,41…供給ホース 32,42…排水ホース 33,43…連結ホース
50,60…ベースプレート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
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