JP5930737B2 - 鍛造用金型 - Google Patents

Description

本発明は、バリを支持するためのノックアウトピンをピン穴に備えた鍛造用金型に係り、特にノックアウトピンとピン穴との間のクリアランスでのバリ発生の抑制技術に関する。

金型を用いた鍛造では、鍛造素材をキャビティ内に投入し、鍛造素材に塑性加工を施すことにより、鍛造品（製品、半製品）が得られる。この場合、材料の一部は、成形時に金型における成形部の外周部に設けられたフラッシュランドを摺動し、そこにバリが形成される。フラッシュランドに設けたノックアウトピンによってバリが押し上げられ、鍛造品の離型が行われる。

図３は、鍛造用金型におけるノックアウトピンを含むフラッシュランドの概略構成を表し、（Ａ）は成形時の状態を表す側断面図、（Ｂ）は下型のノックアウトピンの先端部およびその近傍（符号Ｈの枠内）を表す拡大図である。鍛造用金型１０（以下、金型１０）では、フラッシュランド１１Ａ，１２Ａにピン穴１１Ｂ，１２Ｂが設けられ，ピン穴１１Ｂ，１２Ｂにノックアウトピン１３，１４が移動可能に設けられている。この場合、ノックアウトピン１３，１４とピン穴１１Ｂ，１２Ｂとの間にはクリアランス１５，１６が設けられている。なお、符号１１は上型、１２は下型、１７は成形部である。

このような金型１０を用いて鍛造を行うと、鍛造素材が成形されて鍛造品２０が得られる。この場合、成形部１７内に鍛造品２０の製品部２１が得られ、フラッシュランド１１Ａ，１２Ａ間にバリ２２が形成される。クリアランス１５，１６がある場合、成形時にクリアランス１５，１６内にバリ２２が侵入し、そこで突起部２２Ａが形成される虞がある。そこで、クリアランス１５，１６は、ノックアウトピン１３，１４の摺動性およびクリアランス１５，１６内でのバリ２２の突起部２２Ａの形成抑制のために所定間隔に設定されている。

クリアランス内でのバリの発生抑制のための技術としては、たとえば特許文献１に開示されている。特許文献１の技術では、フラッシュランドの周囲外側の溝部にノックアウトピンを設け、ノックアウトピンの先端部を球面形状とし、その球面形状部を溝部の一面よりも突出させている。この技術では、成形時にバリがノックアウトピンの先端部の球面形状部分を乗り越えるようにして円滑に流動する。

特開平８−６６７３７号公報

しかしながら、鍛造用金型を用いた成形を繰り返し行うと、ノックアウトピンの先端部が摩耗し、ノックアウトピンの先端部とピン穴との間のクリアランスが大きくなっていく。このため、成形時には、そのようなクリアランス内でバリの突起部が形成されてしまい、離型時にバリの突起部が剥離し、金型の成形部内に入る虞がある。その結果、次の成形時に鍛造品の製品部に突き刺さり、成形不良が発生する虞がある。

したがって、本発明は、ノックアウトピンの先端部が摩耗した場合でも、その先端部とピン穴との間のクリアランス内でのバリの突起部の形成を抑制することができ、これにより成形不良を抑制することができる鍛造用金型を提供することを目的としている。

本発明の鍛造用金型は、ワークが投入される成形部と、成形部の外周部に設けられるとともにピン穴が形成されたフラッシュランドと、フラッシュランドのピン穴に移動可能に設けられたノックアウトピンと、フラッシュランドに形成され、成形部から離間する方向へピン穴から延在する逃げ部とを備え、逃げ部は、フラッシュランドの一面よりも深く形成され、逃げ部は、複数形成され、成形部から放射状に配置されていることを特徴とする。

本発明の鍛造用金型では、成形時に材料の一部が成形部の外周部のフラッシュランドを摺動し、そこにバリが形成される。ここで、フラッシュランドの一面よりも深く形成された逃げ部は、成形部から離間する方向へピン穴から延在しているから、ピン穴近傍領域を摺動するバリは逃げ部に流入し易い。したがって、ノックアウトピンの先端部が摩耗してその先端部とピン穴との間のクリアランスが大きくなった場合でも、そのクリアランス内へのバリの侵入を抑制することができるから、クリアランス内でのバリの突起部の形成を抑制することができる。

その結果、金型の成形部内へのバリの突起部の侵入を抑制することができるから、成形不良の発生を抑制することができる。また、ピン穴をフラッシュランドに形成し、逃げ部をフラッシュランドの一面の一部のみに形成しているから、フラッシュランド外側の溝部にピン穴を有する従来の金型と比較して、フラッシュランドの面積を大きく設定することができる。

本発明の鍛造用金型は、種々の構成を用いることができる。たとえばワークの成形時の材料の流動性の確保およびクリアランス内でのバリの突起部の形成抑制を効果的に実現するために、成形時のノックアウトピンの先端の位置を適宜設定することができる。この場合、ノックアウトピンの先端は、ワークの成形時、逃げ部の一面と同一高さに設定されている態様を用いることが好適である。

逃げ部の設計では、その深さを成形時にバリを潰さないような深さに設定し、その形状および配置は成形時のバリの流動に沿うような形態としている（請求項１）。具体的には、逃げ部は、複数形成され、成形部から放射状に配置されている態様を用いている。あるいは、逃げ部は、成形部から離間する方向に向かって拡開する形状を有している（請求項２）。

本発明の鍛造用金型によれば、ノックアウトピンの先端部が摩耗した場合でも、その先端部とピン穴との間のクリアランス内でのバリの突起部の形成を抑制することができ、これにより成形不良を抑制することができる等の効果を得ることができる。

本発明に係る一実施形態の鍛造用金型におけるノックアウトピンを含むフラッシュランドの概略構成を表し、成形時の状態を表す側断面図である。 本発明に係る一実施形態の鍛造用金型の下型の一面の概略構成を表す上面図である。 従来の鍛造用金型におけるノックアウトピンを含むフラッシュランドの概略構成を表し、（Ａ）は成形時の状態を表す側断面図、（Ｂ）は下型のノックアウトピンの先端部およびその近傍を表す拡大図である。

（１）実施形態の構成
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る一実施形態の鍛造用金型におけるノックアウトピンを含むフラッシュランドの概略構成を表し、成形時の状態を表す側断面図である。図２は、本発明に係る一実施形態の鍛造用金型の下型の一面の概略構成を表す上面図である。鍛造用金型１００（以下、金型１００）は、上型１１１および下型１１２を備えている。鍛造用金型１００は、たとえばクランクシャフトの製造に使用される型鍛造用金型である。

上型１１１は、下面であるフラッシュランド１１１Ａを成形部１１７の外側に有している。フラッシュランド１１１Ａには、垂直方向に延在するピン穴１１１Ｂが形成され、ピン穴１１１Ｂには、鍛造品１２０（ワーク）のバリ１２２を押し付けるためのノックアウトピン１１３が移動可能に設けられている。ノックアウトピン１１３とピン穴１１１Ｂとの間にはクリアランス１１５が設けられている。フラッシュランド１１１Ａには逃げ部１３１が形成されている。

下型１１２は、上面であるフラッシュランド１１２Ａを成形部１１７の外側に有している。フラッシュランド１１２Ａには、垂直方向に延在するピン穴１１２Ｂが形成され、ピン穴１１２Ｂには、鍛造品１２０のバリ１２２を持ち上げるためのノックアウトピン１１４が移動可能に設けられている。ノックアウトピン１１４とピン穴１１２Ｂとの間にはクリアランス１１６が設けられている。フラッシュランド１１２Ａには逃げ部１３２が形成されている。ノックアウトピン１１３，１１４は、たとえば対向して配置され、逃げ部１３１，１３２は、たとえば対向して配置されている。

逃げ部１３１，１３２は、成形部１１７から離間する方向へピン穴１１１Ｂ，１１２Ｂから延在し、フラッシュランド１１１Ａ，１１２Ａの一面よりも深く形成されている。具体的には、図１において、上型１１１の逃げ部１３１の表面位置は、フラッシュランド１１１Ａの表面位置よりも高く、下型１１２の逃げ部１３２の表面位置は、フラッシュランド１１２Ａの表面位置よりも低く設定されている。これにより、逃げ部１３１，１３２同士の間隔は、フラッシュランド１１１Ａ，１１２Ａ同士の間隔よりも大きく設定されている。

ノックアウトピン１１３，１１４の先端は、成形時、逃げ部１３１，１３２の一面と同じ高さに設定されていることが好適である。具体的には、図１において、ノックアウトピン１１３の下端面は、逃げ部１３１の表面と同一高さに設定され、ノックアウトピン１１４の上端面は、逃げ部１３２の表面と同一高さに設定されている。

逃げ部１３１，１３２のそれぞれは、たとえば図２に示すように、ピン穴１１１Ｂ，１１２Ｂに対応して複数設けられている。具体的には、成形部１１７から離間する方向へ延在する逃げ部１３１，１３２は、成形部１１７を取り囲むように配置され、この場合、逃げ部１３１，１３２の配置形状は、成形部１１７から外側への方向に向かう放射状であることが好適である。逃げ部１３１，１３２のそれぞれの形状は、成形部１１７から離間する方向に向かって拡開する形状を有していることが好適である。具体的には、逃げ部１３１，１３２のそれぞれの形状では、図２での矢印方向に直交する方向の長さ（幅）が、成形部１１７から離間する方向に向かうに従って大きくなるように設定されている。

（２）実施形態の動作
金型１００を用いた鍛造についておもに図１を参照して説明する。鍛造では、鍛造素材（ワーク）を成形部１１７内に投入し、鍛造素材に塑性加工を施すことにより、鍛造品１２０（製品、半製品）が得られる。この場合、鍛造品１２０の製品部１２１は成形部１１７内に形成される。材料の一部は、成形時に成形部１１７の外周部のフラッシュランド１１１Ａ，１１２Ａを摺動し、そこにバリ１２２が形成される。

ここで本実施形態では、フラッシュランド１１１Ａ，１１２Ａの表面よりも深く形成された逃げ部１３１，１３２は、成形部１１７から離間する方向へピン穴１１１Ｂ，１１２Ｂから延在しているから、ピン穴１１１Ｂ，１１２Ｂの近傍領域を摺動する材料は、逃げ部１３１，１３２に流入し易く、たとえば図２の矢印方向に移動する。したがって、ノックアウトピン１１３，１１４の先端部が摩耗してその先端部とピン穴１１１Ｂ，１１２Ｂとの間のクリアランス１１５，１１６が大きくなった場合でも、そのクリアランス１１５，１１６内への材料の侵入を抑制することができるから、クリアランス１１５，１１６内でのバリの突起部の形成を抑制することができる。

その結果、離型時にバリの突起部が剥離して成形部１１７内へ入ることを抑制することができるから、成形不良の発生を抑制することができる。また、ピン穴１１１Ｂ，１１２Ｂをフラッシュランド１１１Ａ，１１２Ａに形成し、逃げ部１３１，１３２をフラッシュランド１１１Ａ，１１２Ａの表面の一部のみに形成しているから、フラッシュランド外側の溝部にピン穴を有する従来の金型と比較して、フラッシュランドの面積を大きく設定することができる。

特に、ノックアウトピン１１３，１１４の端面を、成形時、逃げ部１３１，１３２の表面と同一高さに設定することにより、成形時の材料の流動性の確保およびクリアランス１１５，１１６内でのバリの突起部の形成抑制を効果的に実現することができる。

また、逃げ部１３１，１３２のそれぞれは、ピン穴１１１Ｂ，１１２Ｂに対応して複数設けられ、成形部１１７から放射状に配置される態様を用いることができるから、成形時の逃げ部１３１，１３２への材料の流動性を高めることができ、これにより、クリアランス１１５，１１６内でのバリの突起部の形成をより効果的に抑制することができる。さらに、逃げ部１３１，１３２は、成形部１１７から離間する方向に向かって拡開する形状を有している態様を用いることができるから、成形時の逃げ部１３１，１３２への材料の流動性をさらに高めることができ、これにより、クリアランス１１５，１１６内でのバリの突起部の形成をより効果的に抑制することができる。

１００…鍛造用金型（金型）、１１１…上型、１１２…下型、１１１Ａ，１１２Ａ…フラッシュランド、１１１Ｂ，１１２Ｂ…ピン穴、１１３，１１４…ノックアウトピン、１１５，１１６…クリアランス、１１７…成形部、１３１，１３２…逃げ部、１２０…鍛造品（ワーク）、１２１…製品部、１２２…バリ

Claims (3)

1. ワークが投入される成形部と、
   前記成形部の外周部に設けられるとともにピン穴が形成されたフラッシュランドと、
   前記フラッシュランドの前記ピン穴に移動可能に設けられたノックアウトピンと、
   前記フラッシュランドに形成され、前記成形部から離間する方向へ前記ピン穴から延在する逃げ部とを備え、
   前記逃げ部は、前記フラッシュランドの一面よりも深く形成され、
   前記逃げ部は、複数形成され、前記成形部から放射状に配置されていることを特徴とする鍛造用金型。
2. ワークが投入される成形部と、
   前記成形部の外周部に設けられるとともにピン穴が形成されたフラッシュランドと、
   前記フラッシュランドの前記ピン穴に移動可能に設けられたノックアウトピンと、
   前記フラッシュランドに形成され、前記成形部から離間する方向へ前記ピン穴から延在する逃げ部とを備え、
   前記逃げ部は、前記フラッシュランドの一面よりも深く形成され、
   前記逃げ部は、前記成形部から離間する方向に向かって拡開する形状を有していることを特徴とする鍛造用金型。
3. 前記ノックアウトピンの先端は、前記ワークの成形時、前記逃げ部の一面と同一高さに設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の鍛造用金型。

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