JP6165694B2 - Hot forging machine - Google Patents

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Description

本発明は、金型を用いて大型の中空鍛造品を鍛造する熱間鍛造装置に関し、特に、金型から中空鍛造品を離型する際の技術に関する。   The present invention relates to a hot forging device that forges a large hollow forged product using a mold, and more particularly to a technique for releasing a hollow forged product from a mold.

一般に、ニッケル合金、アルミ合金、Ti-6Al-4Vなどのチタン合金は、優れた機械特性や耐熱性を有することから、航空機や車両などの輸送機器のエンジン部材、あるいはシャーシなどの構造部材に用いられている。
このような優れた機械特性を有する被加工材(例えば、チタン合金)を用いて上述した構造部材に用いられる大型の中空鍛造品(中空シャフト鍛造品)を鍛造する方法として、金型を用いた熱間鍛造方法(例えば、穴あけ熱間鍛造方法)が用いられる。穴あけ熱間鍛造方法は、予め製品形状を模して形成された下金型内に加熱された中実の被加工材を装入し、被加工材を高温状態に保持したままで凸形状のパンチ(圧下面中央に突起部を有する上金型)を押し込んで、その凸形状のパンチに沿った形状に引き伸ばすように変形させながら凹み部(穴部)を成形する方法である。
In general, titanium alloys such as nickel alloys, aluminum alloys, and Ti-6Al-4V have excellent mechanical properties and heat resistance, so they are used in engine parts for transportation equipment such as aircraft and vehicles, and structural members such as chassis. It has been.
A mold was used as a method for forging a large hollow forged product (hollow shaft forged product) used for the structural member described above using a workpiece (such as a titanium alloy) having such excellent mechanical properties. A hot forging method (for example, a drilling hot forging method) is used. The hot forging method for drilling is a method in which a heated solid work material is placed in a lower mold that has been formed in advance to simulate a product shape, and the work material is kept in a high temperature state while being convex. In this method, a punch (an upper die having a protrusion at the center of the pressure surface) is pushed in, and a dent (hole) is formed while being deformed so as to be stretched into a shape along the convex punch.

上述した熱間鍛造方法を用いれば、熱間鍛造中の変形において製品形状に沿ったメタルフローが得られるため他の加工方法に比べてより粘り強く、耐衝撃破壊性など機械的特性に優れた中空鍛造品(成形品)を得ることができる。
ところが、成形品を製造すべく上金型を下金型へ押し込んだ際に、その成形品が上金型の突起部などに密着することがある。この状況下で上金型を上方に引き上げる、つまり成形品を上金型から離型するときに、成形品が上金型と共に上昇してしまうといった不具合が生じる。このような不具合が生じてしまうと、成形品を上金型から離型することが困難となる。
If the hot forging method described above is used, a metal flow that conforms to the product shape can be obtained during deformation during hot forging. Therefore, it is more tenacious than other processing methods and has excellent mechanical properties such as impact fracture resistance. A forged product (molded product) can be obtained.
However, when the upper mold is pushed into the lower mold in order to produce a molded product, the molded product may come into close contact with the protrusions of the upper mold. Under this circumstance, when the upper mold is pulled upward, that is, when the molded product is released from the upper mold, there arises a problem that the molded product rises together with the upper mold. If such a problem occurs, it becomes difficult to release the molded product from the upper mold.

この問題を解消する技術としては、例えば、特許文献1,2に開示されたものがある。
特許文献1には、互いに閉じ合う方向に相対移動可能な一対の型によって鍛造を行う金型装置において、少なくとも一方の型に、鍛造製品の環状端面の周方向に連続する押出し面を有するノックアウトリングを設けるとともに、上記ノックアウトリングの背後にこのノックアウトリングを型の内面から突き出す方向に駆動するノックアウトピンを設け、かつ、上記ノックアウトリングを所定位置に復帰させる付勢手段を設けた鍛造用金型装置が開示されている。
For example, Patent Documents 1 and 2 disclose techniques for solving this problem.
In Patent Document 1, in a mold apparatus that performs forging by a pair of molds that can move relative to each other in a closing direction, at least one of the molds has a knockout ring that has an extruded surface that is continuous in the circumferential direction of the annular end surface of the forged product. A forging die apparatus provided with a knockout pin for driving the knockout ring in a direction protruding from the inner surface of the die behind the knockout ring, and provided with a biasing means for returning the knockout ring to a predetermined position. Is disclosed.

特許文献2には、鍛造素材を鍛造型内で加圧することにより塑性流動させて所定の形状に成形する型鍛造方法であって、ダイスピンを鍛造素材の一端面に当てて背圧をかけた状態で後退させながら、該鍛造素材中にパンチを打ち込むか金型を押し当てて鍛造する鍛造工程を含み、上記ダイスピンを複数本同一軸上に設けるとともに、前記複数本のダイスピンは、前記鍛造工程中に相対位置が変化する型鍛造方法が開示されている。   Patent Document 2 discloses a die forging method in which a forging material is plastically flowed by being pressed in a forging die to be molded into a predetermined shape, and a back pressure is applied by applying a die spin to one end surface of the forging material. A forging step in which a forging step is performed in which a punch is driven into the forging material or a mold is pressed against the forging material while the die spins are provided on the same axis, and the plurality of die spins are formed during the forging step. A die forging method in which the relative position changes is disclosed.

特開平8−243678号公報JP-A-8-243678 特開2001−137996号公報JP 2001-137996 A

近年、航空機などの大型の輸送機器に用いられる大型の中空鍛造品は、高い機械的特性が求められており、その機械的特性を向上させるために高いひずみを付与する複雑な変形を伴う鍛造加工を経て製造されることが多くなっている。
このような複雑な鍛造加工で製造される中空鍛造品は金型と強力に密着し、離型が非常に困難となる場合がしばしば発生する。
In recent years, large hollow forgings used in large transport equipment such as aircraft have been required to have high mechanical properties, and forging with complicated deformation that imparts high strain to improve the mechanical properties. It is often manufactured through the process.
A hollow forged product manufactured by such a complicated forging process often comes into close contact with the mold and is often very difficult to release.

具体的には、突起部を有する上金型を押し込んで穴部若しくは凹み部を成形する穴あけ熱間鍛造方法においては、鍛造後に形成される中空鍛造品の凹み部(穴部)が、上金型の突起部に強力に密着してしまい、中空鍛造品と突起部との離型が困難となる。
熱間鍛造中に被加工材が上金型の突起部に強力に密着してしまう原因としては、例えば「加熱された被加工材が温度低下により熱収縮して、上金型の突起部を締付けるように抱付いてしまう」ことであったり、「上金型の突起部の先端が温度上昇して熱膨張し、突起部が被加工材を抱え込んでしまう」ことであったり、「潤滑剤切れを起こして、被加工材と上金型の突起部が凝着する、もしくは摩擦で貼付いてしまう」ことであったり、「ガラスなど粘着性のある潤滑剤を用いた際に、その粘着力で貼付いてしまう」ことが挙げられる。
Specifically, in a hot forging method for drilling in which a hole or a dent is formed by pushing an upper die having a protrusion, a dent (hole) in a hollow forged product formed after forging is formed by the upper metal It strongly adheres to the protrusions of the mold, making it difficult to release the hollow forged product and the protrusions.
For example, the reason why the work material strongly adheres to the protrusion of the upper mold during hot forging is, for example, “The heated work material is thermally contracted due to a temperature drop, and the protrusion of the upper mold is `` I will hold you like tightening '', `` The tip of the protrusion of the upper mold will rise in temperature and thermally expand, and the protrusion will hold the work piece '' or `` Lubricant It causes cutting and the work piece and the protrusion of the upper mold adhere to each other or sticks by friction ”or“ adhesive strength when sticky lubricants such as glass are used. ”

そこで、特許文献1,2に開示された離型技術を採用することが考えられる。
しかしながら、特許文献1に開示された鍛造用金型装置は、同文献の図1からわかるように、複数の部材で構成された複雑なノックアウト構造を有するものとなっており、大型の中空鍛造品を製造するための鍛造装置に採用することは困難を伴うと思われる。また、特許文献1の技術を用いて、航空機などに用いられる大型の中空鍛造品を熱間鍛造する場合、上金型から中空鍛造品を離型する際に、非常に大きなノックアウト力が必要となる。それ故、非常に大きなノックアウト力に耐えられる上金型を製作する必要があるので、製作コストが高いものとなることが考えられる。
Therefore, it is conceivable to employ the mold release technique disclosed in Patent Documents 1 and 2.
However, the forging die apparatus disclosed in Patent Document 1 has a complicated knockout structure composed of a plurality of members, as can be seen from FIG. It seems to be difficult to employ it in a forging device for manufacturing the steel. In addition, when hot forging a large hollow forged product used in an aircraft or the like using the technique of Patent Document 1, a very large knockout force is required when releasing the hollow forged product from the upper die. Become. Therefore, since it is necessary to manufacture an upper mold that can withstand a very large knockout force, it is considered that the manufacturing cost is high.

また、特許文献2は、上金型中央のパンチを上下可動とし、上金型外縁で成形品を押さえた状態にしておき、中央のパンチを上方に引抜くことで、上金型から成型品を離型することができる技術を開示する。しかしながら、この技術を用いて、航空機などに用いられる大型の中空鍛造品を熱間鍛造する場合、強く密着した中空鍛造品を上金型外縁で下金型側に押さえつつ、中央のパンチを引抜くとき、上金型及びパンチに非常に大きな力が必要となる。それ故、非常に大きな力の耐えられる上金型を製作する必要があるので、複雑な構造となることが考えられ、且つ製作コストが高いものとなることが考えられる。   Further, in Patent Document 2, the punch at the center of the upper mold is movable up and down, the molded product is held at the outer edge of the upper mold, and the molded product is removed from the upper mold by pulling the center punch upward. A technique capable of releasing a mold is disclosed. However, when hot forging large hollow forgings used in aircraft, etc. using this technology, the center punch is pulled while pressing the tightly forged hollow forging against the lower mold side with the outer edge of the upper mold. When removing, an extremely large force is required for the upper die and the punch. Therefore, since it is necessary to manufacture an upper mold that can withstand a very large force, it is conceivable that the structure is complicated and the manufacturing cost is high.

すなわち、特許文献1,2の技術は、高い機械特性を有する大型の中空鍛造品を熱間鍛造する場合、適さない技術であると思われる。
そこで本発明は、上述の問題に鑑みて、熱間鍛造後に、中空鍛造品が上金型の突起部に強く密着し離型が困難になった場合でも、プレス上昇力を利用して突起部から中空鍛造品を損傷させることなく確実、且つ容易に離型することができる熱間鍛造装置を提供することを目的とする。
That is, the techniques of Patent Documents 1 and 2 are considered to be unsuitable techniques when hot forging large hollow forged products having high mechanical properties.
Therefore, in view of the above-mentioned problems, the present invention uses a press ascending force to make a protrusion even when a hollow forged product is in close contact with the protrusion of the upper die and it becomes difficult to release after hot forging. An object of the present invention is to provide a hot forging device that can reliably and easily be released without damaging a hollow forged product.

上述した課題を解決するため、本発明では以下の技術的手段を講じている。
本発明にかかる熱間鍛造装置は、上方が開放状された有底筒状の凹部を備え、且つ前記凹部に加熱された被加工材が装入される下金型と、圧下面から下方に向かって凸状の突起部が形成され、且つ前記下金型に装入された被加工材を上方から圧下する上金型とからなる熱間鍛造装置において、前記下金型の上面には、上方が開放状とされた係止溝が形成されており、前記係止溝は、長尺状の係止体が挿入されるものであって、前記凹部の周縁部の上側を切り欠くように形成されると共に、前記係止溝を形成する側壁であって前記凹部に近い側の側壁が当該係止溝の内側に向かって倒れ込んでいる傾斜面とされており、前記係止溝の少なくとも一方端が、前記下金型の外周面に対して貫通していることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the present invention takes the following technical means.
The hot forging device according to the present invention includes a bottomed cylindrical recess that is open at the top, and a lower mold in which a workpiece to be heated is inserted into the recess, and a lower surface from the pressed surface. In a hot forging apparatus having an upper mold that is formed with a projecting projection portion and is pressed from above the workpiece inserted into the lower mold, the upper surface of the lower mold is A locking groove having an open top is formed, and the locking groove is for inserting a long locking body so as to cut out the upper side of the peripheral edge of the recess. And at least one of the locking grooves, the side wall forming the locking groove and having a side wall close to the recess being inclined toward the inside of the locking groove. The end is penetrated with respect to the outer peripheral surface of the said lower metal mold | die.

好ましくは、前記係止溝の傾斜面は、傾斜角が3°以上30°以下とされているとよい。
好ましくは、前記係止溝の傾斜面に対面する前記係止体の側面は、前記係止溝の傾斜面と同じ傾斜角とされているとよい。
好ましくは、前記係止溝は、前記凹部を挟むように対面した位置に設けられているとよい。
Preferably, the inclined surface of the locking groove has an inclination angle of 3 ° to 30 °.
Preferably, the side surface of the locking body facing the inclined surface of the locking groove may have the same inclination angle as the inclined surface of the locking groove.
Preferably, the locking groove is provided at a position facing each other so as to sandwich the concave portion.

好ましくは、前記係止溝には、前記係止体と、前記係止体とは別体に形成された長尺状の嵌合体とが合わせて挿入されるとよい。
好ましくは、前記係止溝を形成する側壁であって、前記凹部に近い側の側壁は、前記下金型を側面視したとき、前記凹部の周縁部より内側に位置しているとよい。
好ましくは、前記下金型の下部には、ノックアウト機構が備えられているとよい。
Preferably, the locking body and a long fitting body formed separately from the locking body are inserted into the locking groove together.
Preferably, the side wall that forms the locking groove, the side wall close to the recess, is located inside the peripheral edge of the recess when the lower mold is viewed from the side.
Preferably, a lower part of the lower mold is provided with a knockout mechanism.

本発明にかかる熱間鍛造装置によれば、熱間鍛造後に、中空鍛造品が上金型の突起部に強く密着し離型が困難になった場合でも、プレス上昇力を利用して突起部から中空鍛造品を損傷させることなく確実、且つ容易に離型することができる。   According to the hot forging device according to the present invention, after hot forging, even if the hollow forged product is in close contact with the protrusion of the upper mold and it becomes difficult to release, the protrusion using the press ascending force. Therefore, the mold can be reliably and easily released without damaging the hollow forged product.

本発明の熱間鍛造装置を示す図である。It is a figure which shows the hot forging apparatus of this invention. 本発明の熱間鍛造装置の側面図及び断面図である。It is the side view and sectional drawing of the hot forging apparatus of this invention. 図2のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG. 下金型に形成された係止溝の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the locking groove formed in the lower mold. 本発明の熱間鍛造装置を用いて、中空鍛造品を製造する手順を示す図である(被加工材装入工程)。It is a figure which shows the procedure which manufactures a hollow forging product using the hot forging apparatus of this invention (processed material charging process). 本発明の熱間鍛造装置を用いて、中空鍛造品を製造する手順を示す図である(上金型圧下工程)。It is a figure which shows the procedure which manufactures a hollow forging product using the hot forging apparatus of this invention (upper die reduction process). 本発明の熱間鍛造装置を用いて、中空鍛造品を製造する手順を示す図である(係止体挿入工程)。It is a figure which shows the procedure which manufactures a hollow forging product using the hot forging apparatus of this invention (locking body insertion process). 本発明の熱間鍛造装置を用いて、中空鍛造品を製造する手順を示す図である(嵌合体挿入工程)。It is a figure which shows the procedure which manufactures a hollow forging product using the hot forging apparatus of this invention (fitting body insertion process). 本発明の熱間鍛造装置を用いて、中空鍛造品を製造する手順を示す図である(上金型離型工程)。It is a figure which shows the procedure which manufactures a hollow forging product using the hot forging apparatus of this invention (upper mold release process). 本発明の熱間鍛造装置を用いて、中空鍛造品を製造する手順を示す図である(下金型離型工程)。It is a figure which shows the procedure which manufactures a hollow forging product using the hot forging apparatus of this invention (lower metal mold release process). 下金型に形成された係止溝の変形例を示す平面図である。It is a top view which shows the modification of the locking groove formed in the lower metal mold | die.

[第1実施形態]
以下、第1実施形態の熱間鍛造装置について、図面に基づき詳しく説明する。
なお、第1実施形態の熱間鍛造装置1で鍛造される中空鍛造品41(単に、鍛造品と呼ぶこともある)は、航空機や車両などの輸送機器のエンジン部材、あるいはシャーシなどの構造部材に用いられる大型の中空シャフト鍛造品を製造する前工程の中空鍛造工程で製造されるものである。
[First Embodiment]
Hereinafter, the hot forging device of the first embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
The hollow forged product 41 (sometimes simply referred to as a forged product) forged by the hot forging device 1 of the first embodiment is an engine member of a transport device such as an aircraft or a vehicle, or a structural member such as a chassis. It is manufactured in the hollow forging process of the previous process which manufactures the large sized hollow shaft forged product used for.

また、第1実施形態における中空鍛造は、凸状の突起部3を有する上金型2の圧下方向に対して、圧下方向に沿った前方側(下側)に材料が変形し凹み部42(穴部)が形成される鍛造であるため、穴あけ熱間鍛造とも呼ばれる。
図1〜図3に示すように、第1実施形態の熱間鍛造装置1は、加熱された被加工材40を金型内に装入して、金型の形状に沿って被加工材40を熱間状態で変形させることにより、所望の形状の鍛造品を成形するものである。具体的には、この熱間鍛造装置1は、鍛造品を成形するための金型を有しており、この金型は、上下2つに分割できるようになっていて、被加工材40が装入されて載置される下金型6と、この下金型6に載置された被加工材40を上方から圧下する上金型2と、を有している。
Further, in the hollow forging in the first embodiment, the material is deformed to the front side (lower side) along the reduction direction with respect to the reduction direction of the upper mold 2 having the convex protrusions 3, and the recess 42 ( It is also called forging hot forging because it is forging in which a hole portion is formed.
As shown in FIGS. 1 to 3, the hot forging device 1 of the first embodiment inserts a heated workpiece 40 into a mold, and the workpiece 40 along the shape of the mold. By deforming in a hot state, a forged product having a desired shape is formed. Specifically, this hot forging device 1 has a mold for forming a forged product, and this mold can be divided into two parts, upper and lower, and the workpiece 40 is The lower mold 6 is inserted and placed, and the upper mold 2 is used to squeeze the workpiece 40 placed on the lower mold 6 from above.

上金型2は、下金型6の上方に配備されており、下金型6内に載置された被加工材40に対して上方から近接離反とされており、上金型2を下降させることで被加工材40を上方から押しつぶすように圧下可能となっている。上金型2の中央部には、被加工材40を圧下するための突起部3(パンチ)が形成されている。本実施形態におけるパンチ3は、例えば、上下に細長く、その軸長は被加工材40の高さより高いものとなっている。   The upper mold 2 is disposed above the lower mold 6, and is approached and separated from above the workpiece 40 placed in the lower mold 6, and the upper mold 2 is lowered. By doing so, it is possible to reduce the work material 40 so as to be crushed from above. A projection 3 (punch) for reducing the workpiece 40 is formed at the center of the upper mold 2. The punch 3 in this embodiment is elongate vertically, for example, and its axial length is higher than the height of the workpiece 40.

なお、本実施形態におけるパンチ3は、上下に細長いものとしたが、太径のものでもよく、また被加工材40の高さより低くてもよい。つまり、パンチ3の長さは、熱間鍛造される中空鍛造品41の形状によって異なってくる。
パンチ3は、下方を向く凸状であって、被加工材40の上面中央から圧下する圧下部4と、当該圧下部4の上部に連接して形成され且つテーパもしくはストレート形状の押出部5とを有する。
Although the punch 3 in the present embodiment is elongated in the vertical direction, it may have a large diameter or may be lower than the height of the workpiece 40. That is, the length of the punch 3 varies depending on the shape of the hollow forged product 41 to be hot forged.
The punch 3 has a convex shape facing downward, an indented portion 4 that is depressed from the center of the upper surface of the workpiece 40, and an extruded portion 5 that is connected to the upper portion of the indented portion 4 and has a taper or straight shape. Have

図2に示すように、本実施形態におけるパンチ3の圧下部4は、例えば、上下方向軸心
中央が平面とされ、且つその平面の周縁はR(フィレット)とされている。押出部5は、上部に向かうにつれて広がるように拡径された形状とされている。
なお、本実施形態におけるパンチ3の形状(側面視でペン先形状)は一例であって、下方に突出状の形状であれば、いかなる形状であってもよい。パンチ3の形状としては、例えば圧下部4の先端が水平方向を向く平面とされた側面視で矩形状であったり、圧下部4の先端の中央が尖った先細り形状であったり、圧下部4の先端が押出部5の直径より膨張した半球状とされたものでもよい。
As shown in FIG. 2, the indented portion 4 of the punch 3 in the present embodiment has, for example, a flat surface at the center of the vertical axis, and a peripheral edge of the flat surface is R (fillet). The extrusion part 5 is made into the shape expanded so that it might spread as it goes to the upper part.
Note that the shape of the punch 3 in this embodiment (the shape of the pen tip in a side view) is an example, and any shape may be used as long as the shape projects downward. The shape of the punch 3 is, for example, a rectangular shape in a side view in which the tip of the indenter 4 is a flat surface facing in the horizontal direction, a tapered shape with a sharp center at the tip of the indenter 4, or the indenter 4 The tip may be a hemispherical shape expanded from the diameter of the extruded portion 5.

下金型6は、上方が開放状された有底筒状の凹部7を備え、その凹部7に加熱された被加工材40が装入されて載置されるようになっている。
詳しくは、図2及び図3に示すように、下金型6の幅方向中央であって上部側には、その内径が被加工材40の外径より若干大きく、且つその高さが被加工材40の高さより高い有底円筒状の凹部7が形成されており、この凹部7の内部に円柱状の被加工材40を上方から下方に向かって装入可能となっている。
The lower mold 6 includes a bottomed cylindrical concave portion 7 whose upper side is open, and a heated workpiece 40 is inserted into the concave portion 7 and placed thereon.
Specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, the inner diameter of the lower mold 6 is slightly larger than the outer diameter of the workpiece 40 and the height thereof is the center of the lower die 6 at the upper side. A bottomed cylindrical recess 7 higher than the height of the material 40 is formed, and a columnar workpiece 40 can be inserted into the recess 7 from the upper side to the lower side.

また、下金型6の下部には、ノックアウト機構が備えられている。ノックアウト機構は、鍛造が終了した中空鍛造品41を排出するノックアウト棒と、このノックアウト棒9を上下方向に移動させるシリンダ機構(図示略)とが設けられている。ノックアウト棒9は、下金型6の凹部7に対応した位置に上下方向に移動可能に配備されており、シリンダ機構によってノックアウト棒9を上方に移動させて中空鍛造品41(鍛造後の被加工材40)を押し上げることで中空鍛造品41を下金型6から引き剥がせるようになっている。また、下金型6の下側には、金型支持機構(図示略)が設けられており、金型支持機構によって下金型6を床面などに対して支持できるようになっている。   A knockout mechanism is provided at the lower part of the lower mold 6. The knockout mechanism includes a knockout bar that discharges the hollow forged product 41 that has been forged, and a cylinder mechanism (not shown) that moves the knockout bar 9 in the vertical direction. The knockout bar 9 is disposed so as to be movable in the vertical direction at a position corresponding to the concave portion 7 of the lower mold 6. The knockout bar 9 is moved upward by a cylinder mechanism to form a hollow forged product 41 (work to be processed after forging). The hollow forged product 41 can be peeled off from the lower die 6 by pushing up the material 40). Further, a mold support mechanism (not shown) is provided below the lower mold 6 so that the lower mold 6 can be supported on the floor surface or the like by the mold support mechanism.

次に、本発明の特徴である下金型6の上面について、図を基に説明する。
下金型6の上面には、係止溝30が形成され、その係止溝30に長尺状の係止体33と、係止体33とは別体に形成された長尺状の嵌合体35とが合わせて挿入されるようになっている。
係止溝30(以降、アリ溝と呼ぶ)は、上方が開放状とされ、凹部7の周縁部8の上側を切り欠くように形成されている。このアリ溝30の断面は、略矩形状の空間とされている。
Next, the upper surface of the lower mold 6 which is a feature of the present invention will be described with reference to the drawings.
A locking groove 30 is formed on the upper surface of the lower mold 6. A long locking body 33 and a long fitting formed separately from the locking body 33 are formed in the locking groove 30. The combined unit 35 is inserted together.
The locking groove 30 (hereinafter referred to as a dovetail groove) is formed such that the upper side is open and the upper side of the peripheral edge 8 of the recess 7 is cut away. The cross section of the dovetail groove 30 is a substantially rectangular space.

このアリ溝30は、上金型2の離型時に中空鍛造品41の上面を確実に引っ掛けるために、平面視で凹部7を挟むように対面した位置に設けられている。すなわちアリ溝30は、下金型6の上面に2本形成され、下金型6の上下方向軸心を中心として対称となっている。
詳しくは、第1実施形態のアリ溝30は、その両端が下金型6の外周面に対して貫通していて、中途部が凹部7の周縁部8の上側を切り欠くように貫いている。つまり、アリ溝30は、中途部が凹部7の周縁部8の上側をオーバーラップする、言い換えるとアリ溝30の中途部と凹部7の周縁部8の上側とが重なり合うように形成されている。このアリ溝30は、底部31が凹部7の周縁部8の上側と繋がっており、断面視で、階段状に形成されている。つまり、アリ溝30は、凹部7と連通するように形成されている。
The dovetail groove 30 is provided at a facing position so as to sandwich the recess 7 in a plan view so as to reliably hook the upper surface of the hollow forged product 41 when the upper mold 2 is released. That is, two dovetail grooves 30 are formed on the upper surface of the lower mold 6 and are symmetric about the vertical axis of the lower mold 6.
Specifically, the dovetail 30 of the first embodiment has both ends penetrating the outer peripheral surface of the lower mold 6, and the midway portion penetrates so as to cut out the upper side of the peripheral edge portion 8 of the recess 7. . That is, the dovetail groove 30 is formed such that the midway portion overlaps the upper side of the peripheral edge portion 8 of the concave portion 7, in other words, the midway portion of the dovetail groove 30 and the upper side of the peripheral edge portion 8 of the concave portion 7 overlap each other. The dovetail 30 has a bottom 31 connected to the upper side of the peripheral edge 8 of the recess 7 and is formed in a step shape in a sectional view. That is, the dovetail 30 is formed so as to communicate with the recess 7.

このアリ溝30は、後述する係止体33と嵌合体35とが挿入可能な幅とされ、底部31が上側の開口幅より幅広とされている。アリ溝30の幅は、係止体33の幅と嵌合体35の幅を合わせた幅寸法、すなわち係止体33と嵌合体35とが若干の隙間を空けて挿入される幅とされている。アリ溝30の幅は、例えば、係止体33の幅と嵌合体35の幅を合わせた幅の1〜2%前後広い幅とされていることが望ましい。   The dovetail groove 30 has a width in which a locking body 33 and a fitting body 35 to be described later can be inserted, and the bottom 31 is wider than the opening width on the upper side. The width of the dovetail groove 30 is a width dimension obtained by combining the width of the locking body 33 and the width of the fitting body 35, that is, a width in which the locking body 33 and the fitting body 35 are inserted with a slight gap. . It is desirable that the width of the dovetail groove 30 is, for example, about 1 to 2% wider than the total width of the locking body 33 and the fitting body 35.

なお、図2〜4では、アリ溝30、後述する係止体33と嵌合体35の説明がしやすいように、アリ溝30と、係止体33及び嵌合体35との隙間を大きく示している。
また、アリ溝30の底部31は、鍛造後の中空鍛造品41の上面より高い位置とされている。
なお、アリ溝30の断面形状及び長さは、例示的なものであり、中空鍛造品41がパンチ3から損傷なく且つ確実に離型することができるものであれば、特に限定しない。
2 to 4, the gap between the dovetail groove 30, the locking body 33, and the fitting body 35 is shown large so that the dovetail groove 30, a locking body 33 and a fitting body 35 described later can be easily explained. Yes.
Further, the bottom 31 of the dovetail groove 30 is positioned higher than the upper surface of the hollow forged product 41 after forging.
In addition, the cross-sectional shape and length of the dovetail 30 are exemplary, and are not particularly limited as long as the hollow forged product 41 can be reliably released from the punch 3 without being damaged.

また、図2及び図4に示すように、アリ溝30を形成する側壁のうち、凹部7に近い側
の側壁32は、当該アリ溝30の内側に向かって倒れ込んでいる傾斜面とされている。すなわち、アリ溝30の傾斜面32は、下金型6の側面視で上側が凹部7の径方向外側を向くように形成されている。
また、この傾斜面32(凹部7に近い側の側壁32)は、下金型6を側面視したとき、凹部7の周縁部8より内側に位置している。つまり、この傾斜面32は、凹部7に載置された中空鍛造品41の上側外縁部43の上方に位置するように形成されている。
As shown in FIGS. 2 and 4, among the side walls forming the dovetail groove 30, the side wall 32 on the side close to the recess 7 is an inclined surface that falls down toward the inside of the dovetail groove 30. . That is, the inclined surface 32 of the dovetail 30 is formed so that the upper side faces the radially outer side of the recess 7 in a side view of the lower mold 6.
Further, the inclined surface 32 (the side wall 32 on the side close to the recess 7) is located on the inner side of the peripheral edge 8 of the recess 7 when the lower mold 6 is viewed from the side. That is, the inclined surface 32 is formed so as to be positioned above the upper outer edge portion 43 of the hollow forged product 41 placed in the recess 7.

また、アリ溝30の傾斜面32は、凹部7の上下方向軸心から所定の距離とされている(図2中のX)。例えば、図2で下金型6の凹部7の半径が250mm(直径500mm)の場合、下金型6の凹部7の上下方向軸心とアリ溝30の傾斜面32との距離Xを、150mm〜240mm程度とされていることが望ましい。一方、コッターピン33、及び嵌合ピン35の幅と高さを、30mm〜100mm程度とされていることが望ましい。   Further, the inclined surface 32 of the dovetail groove 30 is a predetermined distance from the vertical axis of the recess 7 (X in FIG. 2). For example, in FIG. 2, when the radius of the recess 7 of the lower mold 6 is 250 mm (diameter 500 mm), the distance X between the vertical axis of the recess 7 of the lower mold 6 and the inclined surface 32 of the dovetail 30 is 150 mm. It is desirable to be about ~ 240 mm. On the other hand, it is desirable that the width and height of the cotter pin 33 and the fitting pin 35 be about 30 mm to 100 mm.

この傾斜面32は、傾斜角θが凹部7の上下方向を向く軸心に対して、3°以上30°以下とされている。傾斜面32の角度θを、前述の範囲とすることで、上金型2を上方へ引き上げる際に、中空鍛造品41の上側外縁部43を確実に引っ掛けて、中空鍛造品41をパンチ3から離型することができる。
なお、傾斜面32の距離、コッターピン33及び嵌合ピン35の幅と高さは、例示的なものであり、中空鍛造品41がパンチ3から損傷なく且つ確実に離型することができるものであれば、特に限定しない。
The inclined surface 32 has an inclination angle θ of 3 ° or more and 30 ° or less with respect to the axial center of the concave portion 7 facing the up-down direction. By setting the angle θ of the inclined surface 32 within the above-described range, when the upper die 2 is pulled upward, the upper outer edge portion 43 of the hollow forged product 41 is securely hooked, and the hollow forged product 41 is removed from the punch 3. Can be released.
In addition, the distance of the inclined surface 32 and the width and height of the cotter pin 33 and the fitting pin 35 are exemplary, and the hollow forged product 41 can be reliably released from the punch 3 without damage. If there is, it does not specifically limit.

第1実施形態の係止体33(以降、コッターピンと呼ぶ)は、例えば鋼材などで製造された長尺状の部材であって、上述したアリ溝30に挿入されるものである。
このコッターピン33は、下底の幅が上底の幅に対して幅広とされ、且つ後述する嵌合体35を合わせて挿入できる幅とされている。
また、コッターピン33の高さは、アリ溝30の高さに対して、大きく差がつかない程度とされている。なお、コッターピン33の高さは、アリ溝30の高さに対して、±30%程度の範囲内の差とされていることが望ましい。例えば、コッターピン33の高さを50mmとした場合、アリ溝30の高さは40mm〜70mm程度とするとよい。
The locking body 33 (hereinafter referred to as a cotter pin) of the first embodiment is a long member made of, for example, a steel material, and is inserted into the above-described dovetail 30.
The cotter pin 33 has a width that allows the lower bottom to be wider than the width of the upper bottom and allows the fitting body 35 described later to be inserted together.
Further, the height of the cotter pin 33 is set such that there is no significant difference with respect to the height of the dovetail groove 30. It is desirable that the height of the cotter pin 33 is set to a difference within a range of about ± 30% with respect to the height of the dovetail groove 30. For example, when the height of the cotter pin 33 is 50 mm, the height of the dovetail 30 is preferably about 40 mm to 70 mm.

また、コッターピン33の長さは、アリ溝30の長さより長いものとされている。例えば、図3に示すように、コッターピン33の長さは、アリ溝30の長さの1.5倍程度とするとよい。
なお、コッターピン33の断面形状及び長さは、例示的なものであり、中空鍛造品41がパンチ3から損傷なく且つ確実に離型することができるものであれば、特に限定しない。
Further, the length of the cotter pin 33 is longer than the length of the dovetail groove 30. For example, as shown in FIG. 3, the length of the cotter pin 33 may be about 1.5 times the length of the dovetail groove 30.
The cross-sectional shape and length of the cotter pin 33 are exemplary, and are not particularly limited as long as the hollow forged product 41 can be reliably released from the punch 3 without damage.

アリ溝30の傾斜面32に対面する側面、すなわち凹部7に近い側のコッターピン33の側面は、アリ溝30の傾斜面32と同じ傾斜角とされている。すなわち、コッターピン33の傾斜面34の角度θは、3°以上30°以下とされている。
コッターピン33の傾斜面34とアリ溝30の傾斜面32を同じ傾斜角θとすることで、図3中の点線に示すように、コッターピン33をアリ溝30に挿入したとき、コッターピン33の傾斜面34とアリ溝30の傾斜面32とが重なり合うように対面することとなり、同図のA−A断面視でコッターピン33の傾斜面34が下金型6の上面に隠れるようになる。
A side surface of the dovetail groove 30 facing the inclined surface 32, that is, a side surface of the cotter pin 33 near the recess 7 has the same inclination angle as the inclined surface 32 of the dovetail groove 30. That is, the angle θ of the inclined surface 34 of the cotter pin 33 is 3 ° or more and 30 ° or less.
By setting the inclined surface 34 of the cotter pin 33 and the inclined surface 32 of the dovetail groove 30 to the same inclination angle θ, the inclined surface of the cotter pin 33 when the cotter pin 33 is inserted into the dovetail groove 30 as shown by the dotted line in FIG. 34 and the inclined surface 32 of the dovetail groove 30 face each other so as to overlap each other, and the inclined surface 34 of the cotter pin 33 is hidden behind the upper surface of the lower mold 6 in the AA cross-sectional view of FIG.

このような状況下とすることで、図4中の一点鎖線に示すように、コッターピン33の傾斜面34が上金型2から中空鍛造品41を離型する際に、アリ溝30の傾斜面32に十分に係合される、すなわち十分に面接触するようになる。
それ故、中空鍛造品41が上金型2のパンチ3に貼り付いた状況下で、上金型2を上方に引き上げると、コッターピン33によって中空鍛造品41の上側外縁部43が引っかかると共に、プレス上昇力(上金型2を引き上げる力)により、上金型2に密着した中空鍛造品41が引き剥がされるようになる。
In such a situation, when the inclined surface 34 of the cotter pin 33 releases the hollow forged product 41 from the upper mold 2 as shown by a one-dot chain line in FIG. 32 is fully engaged, i.e., is in sufficient surface contact.
Therefore, when the upper die 2 is pulled upward in a situation where the hollow forged product 41 is stuck to the punch 3 of the upper die 2, the upper outer edge 43 of the hollow forged product 41 is caught by the cotter pin 33, and the press Due to the ascending force (force to pull up the upper mold 2), the hollow forged product 41 in close contact with the upper mold 2 is peeled off.

第1実施形態の嵌合体35(以降、嵌合ピンと呼ぶ)は、コッターピン33の隣に挿入されるものであって、長尺状の部材である。
図4に示すように、嵌合ピン35は、コッターピン33と共にアリ溝30に挿入された
とき、中空鍛造品41(鍛造後の被加工材40)の上側外縁部43(肩部)に当接しないような位置関係とされている。この嵌合ピン35は、上述したコッターピン33とほぼ同じ形状(高さ及び長さなど)、材質で製造されている。
The fitting body 35 (hereinafter referred to as a fitting pin) of the first embodiment is inserted next to the cotter pin 33 and is a long member.
As shown in FIG. 4, when the fitting pin 35 is inserted into the dovetail groove 30 together with the cotter pin 33, the fitting pin 35 comes into contact with the upper outer edge portion 43 (shoulder portion) of the hollow forged product 41 (worked material 40 after forging). The positional relationship is such that it does not. The fitting pin 35 is manufactured with substantially the same shape (height and length, etc.) and material as the cotter pin 33 described above.

例えば、嵌合ピン35の高さは、アリ溝30の高さに対して、大きく差がつかない程度とされていて、アリ溝30の高さに対して、±30%程度の範囲内の差とすることが望ましい。例えば、嵌合ピン35の高さは、コッターピン33の高さ(50mm)と同じとするとよい。また、嵌合ピン35の長さは、コッターピン33の長さとほぼ同じとするか、嵌合ピン35の着脱し易さを配慮してコッターピン33の長さより長く、もしくは短くするとよい。   For example, the height of the fitting pin 35 is set so as not to be greatly different from the height of the dovetail groove 30 and is within a range of about ± 30% with respect to the height of the dovetail groove 30. It is desirable to make a difference. For example, the fitting pin 35 may have the same height as the cotter pin 33 (50 mm). In addition, the length of the fitting pin 35 may be substantially the same as the length of the cotter pin 33, or may be longer or shorter than the length of the cotter pin 33 in consideration of easy attachment / detachment of the fitting pin 35.

一方、嵌合ピン35がコッターピン33に対して異なる点は、傾斜面34を有していない点、つまり嵌合ピン35の上底の幅と下底の幅が同じとされている。すなわち嵌合ピン35は、断面が略正方形の棒材である。なお、本実施形態の嵌合ピン35は、断面が略正方形としたが、コッターピン33が水平方向(横方向)に移動しないように留め置く機能を果たすものであれば、いかなる断面形状(例えば、断面が円形状の棒材)であってもよい。   On the other hand, the difference between the fitting pin 35 and the cotter pin 33 is that the inclined surface 34 is not provided, that is, the width of the upper base and the width of the lower base of the fitting pin 35 are the same. That is, the fitting pin 35 is a bar having a substantially square cross section. The fitting pin 35 of the present embodiment has a substantially square cross section, but any cross-sectional shape (for example, any shape) can be used as long as the cotter pin 33 functions to keep the cotter pin 33 from moving in the horizontal direction (lateral direction). It may be a rod having a circular cross section.

この嵌合ピン35は、中空鍛造品41を離型する際に、何らかの理由でコッターピン33を屈曲させてしまっても、確実にコッターピン33を取り外せるようにするものである。
例えば、中空鍛造品41をパンチ3から離型する際に、上金型2を引き上げる力が強くなってしまって、伴に上昇した中空鍛造品41がコッターピン33を屈曲(損傷)させてしまった場合、コッターピン33の隣に挿入されている嵌合ピン35を先に取り出す。そうすると、凹部7から遠い側のアリ溝30が空くようになり、その空いた所に屈曲したコッターピン33を移動させて取り出すことができる。
This fitting pin 35 ensures that the cotter pin 33 can be removed even if the cotter pin 33 is bent for some reason when releasing the hollow forged product 41.
For example, when the hollow forged product 41 is released from the punch 3, the force for pulling up the upper die 2 becomes strong, and the raised hollow forged product 41 bent (damages) the cotter pin 33. In this case, the fitting pin 35 inserted next to the cotter pin 33 is first taken out. As a result, the dovetail groove 30 on the side far from the recess 7 becomes empty, and the bent cotter pin 33 can be moved and taken out to the empty space.

なお、図2及び図4などに図示しているコッターピン33及び嵌合ピン35は、アリ溝30に対して若干のクリアランスが空いた状態で挿入されているが、緩く嵌め込まれる状態、つまりコッターピン33及び嵌合ピン35がアリ溝30の内壁面にスライド可能に当接した状態としてもよい。
次に、上述した熱間鍛造装置1を用いて、中空鍛造品41を製造する方法、すなわち穴あけ熱間鍛造方法について、図に基づいて説明する。
The cotter pin 33 and the fitting pin 35 shown in FIG. 2 and FIG. 4 are inserted with a slight clearance with respect to the dovetail groove 30, but are loosely fitted, that is, the cotter pin 33. In addition, the fitting pin 35 may be slidably contacted with the inner wall surface of the dovetail groove 30.
Next, a method for manufacturing the hollow forged product 41 using the hot forging device 1 described above, that is, a drilling hot forging method will be described with reference to the drawings.

図5A〜図5Fに示すように、第1実施形態の穴あけ熱間鍛造方法は、前工程の熱間据込鍛造工程(図示せず)を終えた被加工材40を穴あけ熱間鍛造をして、内部が空洞の凹み部42(穴部)が形成された、断面視U字状の中空鍛造品41を製造する方法である。
本発明の熱間鍛造装置1を用いた穴あけ熱間鍛造方法は、下金型6の凹部7に被加工材40を装入する被加工材40装入工程と、装入された被加工材40に対して上金型2のパンチ3を圧下させる上金型圧下工程と、下金型6のアリ溝30にコッターピン33を挿入する係止体挿入工程と、そのアリ溝30の嵌合ピン35を挿入する嵌合体挿入工程と、上金型2から中空鍛造品41を離型する上金型離型工程と、下金型6から中空鍛造品41を離型する下金型離型工程と、を有している。
As shown in FIG. 5A to FIG. 5F, the drilling hot forging method according to the first embodiment performs drilling hot forging on the workpiece 40 after the hot upset forging process (not shown) in the previous process. This is a method for manufacturing a hollow forged product 41 having a U-shaped cross-sectional view, in which a hollow recess 42 (hole) is formed.
The hot forging method for drilling using the hot forging device 1 of the present invention includes a workpiece 40 charging step for charging the workpiece 40 into the recess 7 of the lower die 6, and the charged workpiece 40, an upper die pressing step for lowering the punch 3 of the upper die 2, a locking member insertion step for inserting the cotter pin 33 into the dovetail groove 30 of the lower die 6, and a fitting pin for the dovetail 30 35, a fitting body inserting step for inserting 35, an upper die releasing step for releasing the hollow forged product 41 from the upper die 2, and a lower die releasing step for releasing the hollow forged product 41 from the lower die 6. And have.

図5Aでは、据込鍛造工程を終えた被加工材40を下金型6の凹部7に装入して載置する(被加工材装入工程)。据込鍛造工程を終えた被加工材40は、数回鍛造された後短尺とされ、外径が下金型6の凹部7の内径とほぼ同径とされている。据込鍛造後の被加工材40は、凹部7に嵌り込むように装入される。
次に、図5Bでは、下金型6の上方に配備された上金型2を降下させて、当該被加工材40に対してパンチ3を押し付けて圧下する(上金型圧下工程)。このパンチ3の圧下により、被加工材40の上下方向中央部分に凹み部42(穴部)が形成される。すなわち、中空鍛造品41が製造される。
In FIG. 5A, the workpiece 40 after the upset forging process is loaded and placed in the recess 7 of the lower mold 6 (workpiece loading step). The workpiece 40 after the upset forging process is forged several times after being forged several times, and the outer diameter is substantially the same as the inner diameter of the recess 7 of the lower mold 6. The workpiece 40 after upset forging is inserted so as to fit into the recess 7.
Next, in FIG. 5B, the upper mold 2 disposed above the lower mold 6 is lowered, and the punch 3 is pressed against the workpiece 40 to be pressed down (upper mold pressing step). Due to the reduction of the punch 3, a recess 42 (hole) is formed in the center portion of the workpiece 40 in the vertical direction. That is, the hollow forged product 41 is manufactured.

このとき、中空鍛造品41の高さは、パンチ3の圧下前の被加工材40の高さより少し高くなっている。また、上金型圧下工程では、中空鍛造品41に高いひずみが付与される。
続いて、図5Cでは、被加工材40に対してパンチ3を圧下させた状況下(中空鍛造品41が製造された状況下)において、アリ溝30にコッターピン33を挿入する(係合体挿入工程)。このとき、当該コッターピン33の傾斜面34とアリ溝30の傾斜面32とが対面し接するようにコッターピン33を挿入する。このようにすることで、コッターピン33の傾斜面34側の部分は、中空鍛造品41の上側外縁部43の上方に位置することとなる。
At this time, the height of the hollow forged product 41 is slightly higher than the height of the workpiece 40 before the punch 3 is reduced. Further, in the upper die reduction process, a high strain is imparted to the hollow forged product 41.
Subsequently, in FIG. 5C, the cotter pin 33 is inserted into the dovetail groove 30 in a state where the punch 3 is pressed down on the workpiece 40 (a state where the hollow forged product 41 is manufactured) (engagement body insertion step). ). At this time, the cotter pin 33 is inserted so that the inclined surface 34 of the cotter pin 33 and the inclined surface 32 of the dovetail groove 30 face each other. By doing in this way, the part by the side of the inclined surface 34 of the cotter pin 33 will be located above the upper outer edge part 43 of the hollow forged product 41.

図5Dでは、中空鍛造品41が製造された状況下において、アリ溝30に嵌合ピン35を挿入する(嵌合体挿入工程)。このとき、アリ溝30に挿入されているコッターピン33の傾斜面34とアリ溝30の傾斜面32とが離れないように、嵌合ピン35をコッターピン33の隣に挿入する。このようにすることで、嵌合ピン35は、コッターピン33の傾斜面34とアリ溝30の傾斜面32とが確実に対面することとなる。   In FIG. 5D, the fitting pin 35 is inserted in the dovetail groove 30 in the situation where the hollow forged product 41 is manufactured (fitting body insertion step). At this time, the fitting pin 35 is inserted next to the cotter pin 33 so that the inclined surface 34 of the cotter pin 33 inserted in the dovetail groove 30 and the inclined surface 32 of the dovetail groove 30 are not separated. By doing in this way, as for the fitting pin 35, the inclined surface 34 of the cotter pin 33 and the inclined surface 32 of the dovetail groove 30 will face reliably.

図5Eでは、アリ溝30にコッターピン33と嵌合ピン35とが挿入された状況下(図5Dに示す状況下)において、上金型2を上方に引き上げる(上金型離型工程)。このとき、パンチ3に貼り付いた中空鍛造品41(鍛造後の被加工材40)は、上金型2とともに上昇することとなる。そうすると、中空鍛造品41の上側外縁部43は、コッターピン33に引っかかるようになる。そして、コッターピン33に引っかかった中空鍛造品41は、上金型2のパンチ3から引き剥がされるように離型され、凹部7に残留する。その後、上金型2のみが上方に引き上げられる。   In FIG. 5E, the upper die 2 is pulled upward (upper die releasing step) under the situation where the cotter pin 33 and the fitting pin 35 are inserted into the dovetail groove 30 (under the situation shown in FIG. 5D). At this time, the hollow forged product 41 (worked material 40 after forging) attached to the punch 3 rises together with the upper mold 2. Then, the upper outer edge 43 of the hollow forged product 41 comes to be caught by the cotter pin 33. Then, the hollow forged product 41 caught on the cotter pin 33 is released so as to be peeled off from the punch 3 of the upper mold 2 and remains in the recess 7. Thereafter, only the upper mold 2 is pulled upward.

このように、凹部7に近い側のアリ溝30に挿入されたコッターピン33により、中空鍛造品41を損傷させず、且つ確実に上金型2から離型させることが可能となる。
図5Fでは、下金型6のアリ溝30から嵌合ピン35を外部へ取り出し、その後コッターピン33をアリ溝30から外部へ取り出す。そして、凹部7の下部に備えられたノックアウト棒9を上方に移動させて、下金型6から中空鍛造品41を押し出すように離型する(下金型離型工程)。
Thus, the cotter pin 33 inserted in the dovetail 30 on the side close to the recess 7 can reliably release the hollow forged product 41 from the upper mold 2 without damaging it.
In FIG. 5F, the fitting pin 35 is taken out from the dovetail groove 30 of the lower mold 6, and then the cotter pin 33 is taken out from the dovetail groove 30. And the knockout stick | rod 9 with which the lower part of the recessed part 7 was moved is moved upwards, and it molds so that the hollow forged product 41 may be extruded from the lower mold 6 (lower mold release process).

なお、下金型離型工程では、上金型離型工程でコッターピン33が屈曲した場合でも、凹部7の径方向外側に嵌合ピン35を取り除いた後、凹部7より遠い側のアリ溝30にコッターピン33をずらして取り除くことで、屈曲したコッターピン33を外部へ取り出すことができる。
その後、穴あけ熱間鍛造を終えた中空鍛造品41は、穿孔工程に送られて、打抜き鍛造・せん断加工などによって中空鍛造品41の軸心方向を向く中心部が穿孔(貫通)されると共に、中空鍛造品41に残存した低ひずみ部が除去される。なお、機械加工などによって、断面視U字状の中空鍛造品41の下部を貫通させてもよい。
In the lower mold releasing step, even when the cotter pin 33 is bent in the upper mold releasing step, the dovetail groove 30 on the far side from the concave portion 7 is removed after removing the fitting pin 35 on the radially outer side of the concave portion 7. The bent cotter pin 33 can be taken out by removing the cotter pin 33 by shifting it to the outside.
After that, the hollow forged product 41 that has finished drilling hot forging is sent to the drilling process, and the central portion facing the axial direction of the hollow forged product 41 is punched (penetrated) by punching forging, shearing, etc. The low strain portion remaining in the hollow forged product 41 is removed. Note that the lower portion of the hollow forged product 41 having a U-shaped cross-sectional view may be penetrated by machining or the like.

以上述べたように、下金型6の上面にアリ溝30を形成し、そのアリ溝30にコッターピン33と嵌合ピン35を挿入する構成とした熱間鍛造装置1によれば、穴あけ熱間鍛造後に、中空鍛造品41が上金型2のパンチ3に強く密着し離型が困難になった場合でも、上金型2を引き上げる力を利用してパンチ3から中空鍛造品41を損傷させることなく確実、且つ容易に離型することができる。
[第2実施形態]
続いて、本発明の熱間鍛造装置1の第2実施形態(変形例)について、図6を基に述べる。
As described above, according to the hot forging device 1 in which the dovetail groove 30 is formed on the upper surface of the lower die 6 and the cotter pin 33 and the fitting pin 35 are inserted into the dovetail groove 30, Even after the forging, even if the hollow forged product 41 is in close contact with the punch 3 of the upper mold 2 and it becomes difficult to release, the hollow forged product 41 is damaged from the punch 3 by using the force to pull up the upper mold 2. It can be reliably and easily released without any problems.
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment (modified example) of the hot forging device 1 according to the present invention will be described with reference to FIG.

図6に示すように、熱間鍛造装置1の第2実施形態は、上述した熱間鍛造装置1の構成と略同じである。
すなわち、熱間鍛造装置1の第2実施形態の構成は、中央にパンチ3を有する上金型2と、被加工材40が装入される凹部7を有する下金型6とを有している点が同じである。
また、第2実施形態は、下金型6の凹部7の周縁部8の上側に形成されるアリ溝30と、アリ溝30に挿入されるコッターピン33及び嵌合ピン35と、を有している点も同じである。また、アリ溝30が凹部7を挟むように対面する位置に設けられている点も同じである。また、第2実施形態はアリ溝30の断面形状、及びコッターピン33及び嵌合ピン35の断面形状も同じである。
As shown in FIG. 6, the second embodiment of the hot forging device 1 is substantially the same as the configuration of the hot forging device 1 described above.
That is, the configuration of the second embodiment of the hot forging device 1 includes an upper mold 2 having a punch 3 in the center and a lower mold 6 having a recess 7 in which a workpiece 40 is inserted. Is the same.
Further, the second embodiment has a dovetail groove 30 formed on the upper side of the peripheral edge 8 of the recess 7 of the lower mold 6, and a cotter pin 33 and a fitting pin 35 inserted into the dovetail groove 30. The same is true. Moreover, the point that the dovetail groove | channel 30 is provided in the position which faces so that the recessed part 7 may be pinched | interposed is also the same. In the second embodiment, the cross-sectional shape of the dovetail groove 30 and the cross-sectional shapes of the cotter pin 33 and the fitting pin 35 are the same.

一方、第2実施形態は、アリ溝30の長さが、第1実施形態の熱間鍛造装置1のアリ溝30の長さと異なっている。
詳しくは、第2実施形態のアリ溝30は、一方端のみが下金型6の外周面に対して貫通していて、他方端が下金型6の外周面に対して貫通せずに、凹部7の周縁部8の上側一部だけを切り欠いている。つまり、本変形例のアリ溝30は、他方端が凹部7の一部とオーバーラップする、言い換えると他方端と凹部7の周縁部8の上側一部とが重なり合うように形成されている。
On the other hand, in the second embodiment, the length of the dovetail groove 30 is different from the length of the dovetail groove 30 of the hot forging device 1 of the first embodiment.
Specifically, in the dovetail groove 30 of the second embodiment, only one end penetrates the outer peripheral surface of the lower mold 6 and the other end does not penetrate the outer peripheral surface of the lower mold 6. Only the upper part of the peripheral edge 8 of the recess 7 is cut away. That is, the dovetail 30 of the present modification is formed so that the other end overlaps with a part of the recess 7, in other words, the other end overlaps with a part of the upper side of the peripheral edge 8 of the recess 7.

それ故、第2実施形態におけるアリ溝30の他方端は、凹部7の周縁部8を通過せずに途中までで終端となっている。
図6に示すように、第2実施形態のアリ溝30は、平面視で、例えば他方端が凹部7の上下方向軸心まで、すなわち第1実施形態のアリ溝30の長さの約1/2とされている。また、第2実施形態のコッターピン33及び嵌合ピン35の長さは、上記のアリ溝30に対応するように、上記のアリ溝30の長さより長いものとされている。
Therefore, the other end of the dovetail groove 30 in the second embodiment is terminated halfway without passing through the peripheral edge 8 of the recess 7.
As shown in FIG. 6, the dovetail groove 30 of the second embodiment is, for example, in plan view, for example, the other end is up to the vertical axis of the recess 7, that is, about 1 / of the length of the dovetail groove 30 of the first embodiment. 2. In addition, the lengths of the cotter pin 33 and the fitting pin 35 of the second embodiment are longer than the length of the dovetail groove 30 so as to correspond to the dovetail groove 30.

以上より、第2実施形態の熱間鍛造装置1は、他方端が凹部7の周縁部8の上方で終端とされたアリ溝30を有し、そのアリ溝30に挿入されたコッターピン33の一部が中空鍛造品41の上側外縁部43に引っかかる構成となっていることが特徴である。この構成によれば、中空鍛造品41(鍛造後の被加工材40)を離型するに際し、切り欠き部分から突出したコッターピン33が中空鍛造品41の上面の一部を必ず引っかかるようになるので、上金型2に密着した中空鍛造品41を確実に離型することができる。   As described above, the hot forging device 1 according to the second embodiment has the dovetail groove 30 whose other end is terminated above the peripheral edge 8 of the recess 7, and one of the cotter pins 33 inserted into the dovetail groove 30. It is a feature that the portion is configured to be caught by the upper outer edge portion 43 of the hollow forged product 41. According to this configuration, when releasing the hollow forged product 41 (the workpiece 40 after forging), the cotter pin 33 protruding from the notched portion always catches a part of the upper surface of the hollow forged product 41. The hollow forged product 41 in close contact with the upper mold 2 can be reliably released.

なお、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。今回開示された実施形態において、明示的に開示されていない事項、例えば、運転条件や操業条件、各種パラメータ、構成物の寸法、重量、体積などは、当業者が通常実施する範囲を逸脱するものではなく、通常の当業者であれば、容易に想定することが可能な値を採用している。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. In the embodiment disclosed herein, matters that are not explicitly disclosed, such as operating conditions and operating conditions, various parameters, dimensions, weights, volumes, and the like of the constituents, depart from the scope normally practiced by those skilled in the art. Instead, values that can be easily assumed by those skilled in the art are employed.

例えば、上述の実施形態では、アリ溝30を下金型6に2本形成したものを例に挙げて説明したが、コッターピン33が被加工材40の上側外縁部43に配置できるものであれば、1本だけ形成されたものであってもよい。
また、コッターピン33は、長尺の棒材として説明したが、長尺の板材であってもよい。嵌合ピン35の本数もそれぞれ1本としたが、複数本であってもよい。
For example, in the above-described embodiment, the case where two dovetail grooves 30 are formed in the lower mold 6 has been described as an example. However, as long as the cotter pin 33 can be disposed on the upper outer edge portion 43 of the workpiece 40. Only one may be formed.
Further, although the cotter pin 33 has been described as a long bar, it may be a long plate. Although the number of the fitting pins 35 is one each, a plurality of the fitting pins 35 may be provided.

また、第2実施形態のアリ溝30の長さは、そのアリ溝30に挿入されたコッターピン33の一部が、平面視で凹部7内の中空鍛造品41の上側外縁部43と重なるようであれば、特に限定しない。
また、上述の実施形態においては、中空鍛造工程(穴あけ熱間鍛造)で用いられる熱間鍛造装置について説明したが、凸状の上金型を有する熱間鍛造装置であれば、本発明の技術(コッターピン33で中空鍛造品41(鍛造後の被加工材40)の上側外縁部43(肩部)を押さえる構成)は適用可能である。例えば、据込鍛造工程や中空シャフト鍛造工程などで用いられる熱間鍛造装置が挙げられる。
The length of the dovetail 30 of the second embodiment is such that a part of the cotter pin 33 inserted into the dovetail 30 overlaps with the upper outer edge 43 of the hollow forged product 41 in the recess 7 in plan view. If there is, it does not specifically limit.
In the above-described embodiment, the hot forging device used in the hollow forging process (drilling hot forging) has been described. However, the technology of the present invention is applicable to any hot forging device having a convex upper die. (A configuration in which the upper outer edge 43 (shoulder) of the hollow forged product 41 (the workpiece 40 after forging) is pressed by the cotter pin 33) is applicable. For example, a hot forging device used in an upsetting forging process or a hollow shaft forging process can be used.

1 熱間鍛造装置
2 上金型
3 突起部(パンチ)
4 圧下部
5 押出部
6 下金型
7 凹部
8 周縁部
9 ノックアウト棒
30 係止溝(アリ溝)
31 底部
32 傾斜面(凹部に近い側の側壁)
33 係止体(コッターピン)
34 傾斜面
35 嵌合体(嵌合ピン)
40 被加工材
41 中空鍛造品
42 凹み部(穴部)
43 上側外縁部
1 Hot Forging Device 2 Upper Die 3 Projection (Punch)
4 Indentation part 5 Extrusion part 6 Lower mold 7 Recess 8 Peripheral part 9 Knockout stick 30 Locking groove (ant groove)
31 Bottom 32 Inclined surface (side wall near the recess)
33 Locking body (cotter pin)
34 inclined surface 35 fitting body (fitting pin)
40 Work material 41 Hollow forged product 42 Recessed part (hole part)
43 Upper outer edge

Claims (7)

上方が開放状された有底筒状の凹部を備え、且つ前記凹部に加熱された被加工材が装入される下金型と、圧下面から下方に向かって凸状の突起部が形成され、且つ前記下金型に装入された被加工材を上方から圧下する上金型とからなる熱間鍛造装置において、
前記下金型の上面には、上方が開放状とされた係止溝が形成されており、
前記係止溝は、長尺状の係止体が挿入されるものであって、前記凹部の周縁部の上側を切り欠くように形成されると共に、前記係止溝を形成する側壁であって前記凹部に近い側の側壁が当該係止溝の内側に向かって倒れ込んでいる傾斜面とされており、
前記係止溝の少なくとも一方端が、前記下金型の外周面に対して貫通している
ことを特徴とする熱間鍛造装置。
A bottom mold having a bottomed cylindrical recess that is open at the top, and a lower mold in which the heated work material is inserted into the recess, and a convex protrusion that protrudes downward from the pressed surface are formed. And in a hot forging device comprising an upper die for reducing the work material charged in the lower die from above,
On the upper surface of the lower mold, a locking groove whose upper side is open is formed,
The locking groove is a side wall in which a long locking body is inserted, is formed so as to cut out the upper side of the peripheral edge of the recess, and forms the locking groove. The side wall close to the recess is an inclined surface that is falling toward the inside of the locking groove,
The hot forging device, wherein at least one end of the locking groove penetrates the outer peripheral surface of the lower mold.
前記係止溝の傾斜面は、傾斜角が3°以上30°以下とされていることを特徴とする請求項1に記載の熱間鍛造装置。   The hot forging device according to claim 1, wherein the inclined surface of the locking groove has an inclination angle of 3 ° to 30 °. 前記係止溝の傾斜面に対面する前記係止体の側面は、前記係止溝の傾斜面と同じ傾斜角とされていることを特徴とする請求項2に記載の熱間鍛造装置。   The hot forging device according to claim 2, wherein a side surface of the locking body facing the inclined surface of the locking groove has the same inclination angle as the inclined surface of the locking groove. 前記係止溝は、前記凹部を挟むように対面した位置に設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の熱間鍛造装置。   The hot forging device according to any one of claims 1 to 3, wherein the locking groove is provided at a position facing each other so as to sandwich the concave portion. 前記係止溝には、前記係止体と、前記係止体とは別体に形成された長尺状の嵌合体とが合わせて挿入されることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の熱間鍛造装置。   The locking groove and a long fitting body formed separately from the locking body are inserted in the locking groove together. Hot forging device according to crab. 前記係止溝を形成する側壁であって、前記凹部に近い側の側壁は、前記下金型を側面視したとき、前記凹部の周縁部より内側に位置していることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の熱間鍛造装置。   The side wall forming the locking groove, the side wall close to the recess is located inside the peripheral edge of the recess when the lower mold is viewed from the side. The hot forging apparatus in any one of 1-5. 前記下金型の下部には、ノックアウト機構が備えられていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の熱間鍛造装置。   The hot forging device according to any one of claims 1 to 6, wherein a knockout mechanism is provided at a lower portion of the lower die.
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