JP6874848B2 - 冷間プレス成形装置及び冷間プレス成形方法 - Google Patents
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Description
図8(A)に示すように、直径がプレス絞り加工後の軸受外輪の内径よりもわずかに小径のパンチ81と、内径がプレス絞り加工後の軸受外輪の外径よりもわずかに大径のダイ82とが、それぞれ同軸に配設されたプレス機において、パンチ81とダイ82との間に被加工材Wをセットする。図8(B)に示すように、パンチ81を、被加工材Wがダイ82に押し込まれるように下降させる。この時、被加工材Wは、パンチ81とダイ82との間の空間に倣った形状に塑性変形する。そして、図8(C)に示すように、パンチ81を上昇させ、被加工材Wを取り出す。
また、意図的に数ミクロン単位の寸法の異なるラジアルニードル軸受やスラストニードル軸受の内外輪を作成しようとすると、各々の寸法に合ったダイとパンチが必要であった。
また、被加工材を熱することなく常温でプレス成形する冷間プレス加工において、パンチ、ダイの温度を制御することによってパンチ、ダイの寸法を管理し、必要な寸法のラジアルニードル軸受やスラストニードル軸受の内外輪を作成することが可能な冷間プレス成形装置及び冷間プレス成形方法の提供を目的とする。
(1) 被加工材をプレス加工するダイとパンチを備えた冷間プレス成形装置であって、
前記ダイと前記パンチの少なくとも一方の内部に設けられた熱媒体流路と、
熱媒体を前記熱媒体流路に供給する熱媒体供給流路と、
前記熱媒体流路から熱媒体を回収する熱媒体回収流路と、
前記熱媒体を前記熱媒体供給流路へ送るポンプと、
前記熱媒体を加熱又は冷却する温度調整部を有し、前記ダイと前記パンチの少なくとも一方の温度を、予め定めた下限値から上限値までの範囲から外れないように制御する温度制御部と、
を備えることを特徴とした、冷間プレス成形装置。
(2) 前記ダイと前記パンチの少なくとも一方の温度情報を検出する温度センサを備え、
前記温度調整部は、前記温度センサの検出値を基に前記熱媒体を加熱又は冷却することを特徴とした、(1)に記載の冷間プレス成形装置。
(3) 前記温度センサは、
前記ダイ、前記パンチの温度を測定する温度センサ、前記熱媒体の温度を測定する温度センサ、前記熱媒体の温度差を測定する温度センサのいずれか、又は、これらの組合わせであることを特徴とした、(2)に記載の冷間プレス成形装置。
(4) 前記温度制御部は、前記温度調整部に加え、前記熱媒体の流量を増減する流量調整部を備えることを特徴とした、(1)に記載の冷間プレス成形装置。
(5) (2)に記載の冷間プレス成形装置を用いた冷間プレス成形方法であって、
前記ダイと前記パンチの少なくとも一方の温度情報を検出する工程と、
前記熱媒体を前記熱媒体供給流路へ送るポンプを駆動する工程と、
前記検出した温度を予め定めた温度下限値、温度上限値と比較して、前記温度下限値以下なら前記熱媒体を加熱し、前記温度上限値以上なら前記熱媒体を冷却する工程と、
を有し、
前記冷間プレス成形装置の前記ダイと前記パンチの少なくとも一方の温度を制御することを特徴とした、冷間プレス成形方法。
(6) 前記検出した温度に応じて前記熱媒体の流量を増減する工程を更に有することを特徴とした、(5)に記載の冷間プレス成形方法。
さらには、パンチ、ダイの温度を制御することによってパンチ、ダイの寸法を管理できるので、必要な寸法のラジアルニードル軸受やスラストニードル軸受の内外輪を作成することができる。
図1は、本発明の実施形態に係る冷間プレス成形装置の温度制御の様子を示すブロック構成図、図2(A)はダイとパンチの概略構成を示す断面図、図2(B)は図2(A)に示すダイの平面図である。
冷間プレス加工部15は、その内部にダイ側流路(熱媒体流路)26が設けられたダイ11及び内部にパンチ側流路(熱媒体流路)28が設けられたパンチ13を備える。
ダイ側温度センサ17は、ダイ11の温度を測定し、パンチ側温度センサ19は、パンチ13の温度を測定する。
ダイ側熱媒体供給流路25a及びダイ側熱媒体回収流路25cは、詳細を後述する温度制御部21の図示していないダイ側タンクからダイ11のダイ側流路26に延びて設けられる。
パンチ側熱媒体供給流路25b及びパンチ側熱媒体回収流路25dは、温度制御部21の図示していないパンチ側タンクからパンチ13のパンチ側流路28に延びて設けられる。
温度センサを貼り付けにより取り付ける場合、より具体的には、図3に示すように配置できる。即ち、ダイ11の非加工面となる上面31又は側面33にダイ側温度センサ17A,17Bを貼り付けるのが好ましい。また、パンチ13の非加工面となる、ワーク加工面(図3の高さLwの範囲内の外周面)よりも上側の側面35に、パンチ側温度センサ19Aを貼り付けるのが好ましい。その場合でも、上記した効果を得ることができる。
温度制御部21は、温度調整部51と流量調整部53を備える。ダイ11のダイ側流路26、及びパンチ13のパンチ側流路28に供給する熱量を、熱媒体の温度及び流量をそれぞれ個別に制御することで、ダイ11及びパンチ13の温度が管理可能となっている。
本構成の冷間プレス成形装置100の電源がONになったときをSTARTとする。ただし、冷間プレス成形装置100の電源と温度制御部21の電源が別電源の場合は、温度制御部21の電源がONになったときをSTARTとする。
一方、ステップS9でTd>T3である場合には、ステップS11でダイ側ヒータ61をOFFにする。
一方、ステップS12でTd<T4である場合には、ステップS14でダイ側クーラ63をOFFにする。
また、本実施形態の冷間プレス成形装置100及び冷間プレス成形方法によれば、ダイ11及びパンチ13の温度制御により、ダイ11、パンチ13の変形をコントロールすることができるので、狙った寸法のプレス加工品を得ることができる。
また、本実施形態では、ダイ11とパンチ13の双方の温度制御を実施するが、図6に示すように、パンチ13Aを温度制御せず、ダイ11のみを温度制御してもよい。また、図7に示すように、ダイ11Aは温度制御せず、パンチ13のみを温度制御してもよい。
更には、パンチ13の温度を測定し、その測定結果を基にダイ11のみ温度制御を行ってもよい。また、ダイ11の温度を測定し、その温度測定結果を基にパンチ13のみ温度制御してもよい。
また、本実施形態では、熱媒体温度に応じて熱媒体流量を増減させるようにポンプを駆動するが、熱媒体流量を増減させず、ポンプを定速駆動させてもよい。
また、本実施形態では、パンチ13に流入させる熱媒体と、ダイ11に流入させる熱媒体とを個別に流量制御したが、双方を同じ流量に制御してもよい。
また、本実施形態では、パンチ13に流入させる熱媒体と、ダイ11に流入させる熱媒体を個別に温度制御したが、同じ温度に制御してもよい。
これらの温度制御は、本実施形態に比べると細かな温度制御が難しくなるが、要求される精度によっては、低コストで十分な効果が得られるので、有効な手段である。
13,13A パンチ
17 ダイ側温度センサ(温度センサ)
19 パンチ側温度センサ(温度センサ)
21 温度制御部
25a ダイ側熱媒体供給流路
25b パンチ側熱媒体供給流路
25c ダイ側熱媒体回収流路
25d パンチ側熱媒体回収流路
26 ダイ側流路(熱媒体流路)
28 パンチ側流路(熱媒体流路)
61 ダイ側ヒータ(温度調整部)
63 ダイ側クーラ(温度調整部)
65 パンチ側ヒータ(温度調整部)
67 パンチ側クーラ(温度調整部)
71 ダイ側ポンプ(温度調整部)
73 パンチ側ポンプ(温度調整部)
100 冷間プレス成形装置
W 被加工材
Claims (8)
- 軸受の内外輪をプレス加工するダイとパンチを備えた冷間プレス成形装置であって、
前記ダイの内部に設けられたダイ側熱媒体流路と、
ダイ側熱媒体を前記ダイ側熱媒体流路に供給するダイ側熱媒体供給流路と、
前記ダイ側熱媒体流路から前記ダイ側熱媒体を回収するダイ側熱媒体回収流路と、
前記ダイ側熱媒体を前記ダイ側熱媒体供給流路へ送るダイ側ポンプと、
前記ダイに供給する前記ダイ側熱媒体を加熱するダイ側ヒータと、
前記ダイに供給する前記ダイ側熱媒体を冷却するダイ側クーラと、
前記ダイの温度情報を検出するダイ側温度センサと、
前記ダイに供給される前記ダイ側熱媒体を、加熱及び冷却する温度調整部と、
を備え、
前記温度調整部は、前記ダイ側温度センサの検出値を基に前記ダイに供給される前記ダイ側熱媒体を加熱及び冷却し、前記ダイの温度を、予め定めた下限値から上限値までの範囲から外れないように制御して、前記ダイの寸法を管理する
ことを特徴とした、冷間プレス成形装置。 - 前記ダイ側熱媒体流路は、前記ダイの内周面の周囲に形成された複数の環状流路と、前記複数の環状流路を互いに連通する連通流路を有する
請求項1に記載の冷間プレス成形装置。 - 前記ダイ側温度センサは、
前記ダイの温度を測定する温度センサ、前記ダイ側熱媒体の温度を測定する温度センサ、前記ダイ側熱媒体の温度差を測定する温度センサのいずれか、又は、これらの組合わせであることを特徴とした、請求項1又は2に記載の冷間プレス成形装置。 - 前記パンチの内部に設けられたパンチ側熱媒体流路と、
パンチ側熱媒体を前記パンチ側熱媒体流路に供給するパンチ側熱媒体供給流路と、
前記パンチ側熱媒体流路から前記パンチ側熱媒体を回収するパンチ側熱媒体回収流路と、
前記パンチ側熱媒体を前記パンチ側熱媒体供給流路へ送るパンチ側ポンプと、
前記パンチに供給する前記パンチ側熱媒体を加熱するパンチ側ヒータと、
前記パンチに供給する前記パンチ側熱媒体を冷却するパンチ側クーラと、
前記パンチの温度情報を検出するパンチ側温度センサと、
前記パンチに供給される前記パンチ側熱媒体を、加熱及び冷却する温度調整部と、
をさらに備え、
前記温度調整部は、前記パンチ側温度センサの検出値を基に前記パンチに供給される前記パンチ側熱媒体を加熱及び冷却し、前記パンチの温度を、予め定めた下限値から上限値までの範囲から外れないように制御する
請求項1〜3のいずれか1項に記載の冷間プレス成形装置。 - 前記熱媒体の流量を増減する流量調整部を備えることを特徴とした、請求項1〜4のいずれか1項に記載の冷間プレス成形装置。
- 前記ダイ及び前記パンチの温度を個別に制御することで、寸法管理された軸受の内外輪を作成する
請求項1〜5のいずれか1項に記載の冷間プレス成形装置。 - 請求項1に記載の冷間プレス成形装置を用いた冷間プレス成形方法であって、
前記ダイの温度情報を検出する工程と、
前記ダイ側熱媒体を前記ダイ側熱媒体供給流路へ送るポンプを駆動する工程と、
前記検出した温度を予め定めた温度下限値、温度上限値と比較して、前記温度下限値以下なら前記ダイ側熱媒体を加熱し、前記温度上限値以上なら前記ダイ側熱媒体を冷却する工程と、
を有し、
前記冷間プレス成形装置の前記ダイの温度を制御して、前記ダイの寸法を管理する
ことを特徴とした、冷間プレス成形方法。 - 前記検出した温度に応じて前記ダイ側熱媒体の流量を増減する工程を更に有することを特徴とした、請求項7に記載の冷間プレス成形方法。
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