JPH0243567B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、閉塞鍛造装置に係り、詳しくは棒状
のスラグから側方に突起を形成する側方押出し加
工を行なう鍛造装置に関するものである。

（従来の技術） 一対の金型を接触させて得た空洞内で素材を成
形するようにした閉塞鍛造は、材料の歩留りが高
く、しかも、形状が複雑な製品をも高精度に製造
できるので近年多用されるようになつた。

しかしながら、従来では複雑な構造の専用機を
必要とし、あるいは、所期の製品精度を得るのが
困難であると共に、金型の寿命が短いという問題
点があつた。

第１図及び第２図に示すような形状の自動車用
トリポート型等速ジヨイントのスパイダ等で代表
される成形品１を閉塞鍛造で製造する場合は、第
３図に示すような円柱状のスラグ２を第４図の左
側に示すように上ダイス３と下ダイス４とで形成
した空洞部５，６に挿入して上下のパンチ８，９
を第４図の右側に示すように相互に接近移動させ
る。ところで、前記した成形品１のように目的と
する成形品の形状が最大面積の断面１０に対して
面対称である場合は、前記した両ダイス３，４を
接触させて閉塞力を加えた状態を維持させつつ、
各ダイス３，４の中心部に設けているパンチ８，
９を空洞部５，６，７の最大面積の断面１１に対
して面対称に作動させる必要がある。

このために従来では、第１０図に示すような閉
塞鍛造装置を使用していた。第１０図は油圧式又
は機械式の複動プレスを例示したものであつて、
左半分が成形前の状態を、右半分が成形後の状態
をそれぞれ示している。図中、１は成形品、２は
スラグ、３は上ダイス、４は下ダイス、８は上パ
ンチ、９は下パンチ、１２はプレスのスライド、
１３はボルスタ、１４はベツド、１５は上プレツ
シヤピン、１６は下プレツシヤピンである。

第１０図に示す装置においては、まず、下ダイ
ス４の空洞部内に手又は送り装置でスラグ２を投
入する。次にプレスのスライド１２が下降すると
上下のダイス３，４が接触し、油圧プレスでは油
圧装置でスライド１２が下方に付勢され、機械プ
レスではスライド１２が下死点で停止して上下の
ダイス３，４間に閉塞力を与える。

続いて、油圧プレスではスライド側及びベツド
側に設けたスライド駆動用とは別系統の油圧装置
を作動させ、機械プレスの場合においても油圧プ
レスの場合と同様に、スライド駆動用とは別に設
けた駆動装置を作動させて上下のプレツシヤピン
１５，１６を動作させ、更に、上下のパンチ８，
９を断面１１に向つて移動させてスラグ２をダイ
ス３，４で形成した空洞部５，６，７に向けて押
出し加工をする。そして、成形後はスライド１２
が上昇して上下のダイス３，４を離隔させ、その
上昇途中で、あるいは、上昇上限で油圧装置によ
り上下のパンチ８，９を動作して成形品１をダイ
ス内から取り出す。

ところが、このような装置を油圧プレスに適用
するためには、複動プレスを使用する必要がある
ので成形品に対する専用機となつて汎用性が損な
われると共に、上下のパンチの等速性が確保でき
にくく、これを確保するために流量調整を常時行
なう補正機構を付加する必要があつた。

又、機械プレスに適用する場合は、パンチを駆
動する駆動装置をスライド側に設けたうえで、ベ
ツド側にも加圧駆動装置を設けた専用機となり、
しかも、ダイスを下死点で密着させるので閉塞力
が安定しないために必要以上の閉塞力がプレス及
びダイスに加わり、この結果、金型の寿命が短く
なるという問題点があつた。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、このような従来の問題点を解決する
ためのものであつて、対向する一対の金型を流体
圧力によつて弾性支持すると共に、この一対の金
型を前記流体圧力によつて閉塞力を与え、スライ
ドと前記金型との間にカム装置を設けることによ
り、スライドの下降にともなう上パンチの下降速
度より遅い速度で金型を下降させると共に、上下
のパンチをそれぞれ金型に対して相対移動させて
金型の空洞部内で素材の成形を行なうようにした
閉塞鍛造装置を提供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明の第一の手段は対向する上下一対のダイ
スに成形品の形状と同等の空洞を形成し、該空洞
内にパンチを突入して素材を成形するようにした
閉塞鍛造装置において、スライドに設けた流体シ
リンダによつて付勢される上圧力ピンを上ダイス
に弾性支持し、ボルスタに設けた流体シリンダに
よつて付勢される下圧力ピンを下ダイスに弾性支
持し、上ダイスに挿通した上パンチをプレスのス
ライドに設け、下ダイスに挿通した下パンチをボ
ルスタに設け、前記スライドには下方に向つて挟
まる楔状に形成された複数の第１カムを設け、少
なくとも一方のダイスに下方に向つて広がる楔状
に形成された複数の第２カムを設け、第１カムと
第２カムとの間に水平方向にのみ摺動可能であ
り、かつ第１カムの下降速度よりも遅い速度で第
２カムを下降させる第３、第４のカムを設けたこ
とを特徴とするものである。

又、本発明の第二の手段は、上記した第一の手
段において、上下ダイスを弾性支持する圧力ピン
の付勢力を同一とすると共に、下ダイスの下端に
上方に向つて付勢された第二の圧力ピンを介在さ
せて下ダイスの閉塞力を上ダイスの閉塞力よりも
大に設定したことを特徴とするものである。

（作用） 上、下ダイス３０，５０の空洞部内にスラグ２
を投入し、スラグ投入後にスライド２０を下降す
る。スライド２０が下降すると上ダイス３０が下
ダイス５０に接触する。上、下のダイス３０，５
０は各圧力ピン２５，４９の付勢力によつて閉塞
される。閉塞されたダイス３０，５０はダイスの
位置が変つても上、下のダイスに加わる閉塞力は
変らない。

ダイスが閉塞された位置からスライド２０がさ
らに下降すると、上パンチ３２は上ダイス３０
と、下パンチ５３は下ダイス５０と相対移動して
各ダイス内にパンチが突入し、同時に第１カム２
９に隣接する第３カム５７及び第４カム５８が水
平方向に移動し、これらのカム５８，５９の間に
挟まれている第２カムが下降する。この結果、第
１カム２９の下降によつて第２カム５４が第１カ
ム２９よりも遅い速度で下降し、第２カム５４と
結合している下ダイス５０が下降する。

これにより、各ダイス３０，５０内でパンチが
スラグを圧縮し、成形品に鍛造加工する。

又、下ダイスの閉塞力を上ダイスの閉塞力より
も大に設定したときは、前記カム装置をより確実
に動作させることができる。

（実施例） 第５図は本発明を実施する具体例の断面図であ
り、左半分は閉塞が開始された状態を示し、右半
分は下死点で成形が終了した状態を示している。

図において、プレスのスライド２０には上部ダ
イセツトプレート２１が固定されており、このプ
レート２１にインサートプレート２２をノツクピ
ン２３で位置決めをして挿入している。前記スラ
イド２０内には流体圧力で下方に付勢されたクツ
シヨンロツド２４を装着し、該クツシヨンロツド
２４の下端に上圧力ピン２５を接合している。ま
たスライド２０内にはノツクアウトロツド２６を
昇降自在に設けている。

前記上部ダイセツトプレート２１には円筒状の
上ダイホルダ２７を固定し、この上ダイホルダ２
７にカムホルダ２８を固定しており、該カムホル
ダ２８に第１カム２９を固定している。なお、こ
の第１カム２９は後述する第２、第３、第４カム
を介してダイスを下降させるためのものである。

前記上ダイホルダ２７の内側には上ダイス３０
を昇降自在に嵌合させている。そして、この上ダ
イス３０の中心部には前記ノツクアウトロツド２
６の下端と接合するパンチブロツク３１及び上パ
ンチ３２を嵌合させている。なお、前記上圧力ピ
ン２５は上ダイス３０の上端と接合し、上ダイス
３０は上圧力ピン２５によつて下方に付勢されて
いる。

一方、ボルスタ３３には下部ダイセツトプレー
ト３４を固定し、このプレート３４にインサート
プレート３５を挿入している。又、前記ボルスタ
３３内には流体圧力で上方に付勢されたクツシヨ
ンロツド３８を装着し、該クツシヨンロツド３８
の上端にクツシヨンピン３９を接合している。ま
たボルスタ３３内にはノツクアウトロツド３６並
びにノツクアウトピン３７を昇降自在に設けてい
る。

前記下部ダイセツトプレート３４には円筒状の
下ダイホルダ４０をノツクピン４１で位置決め固
定し、この下ダイホルダ４０にノツクピン４２を
介してダイプレート４３を位置決めして挿入して
いる。そして前記下ダイホルダ４０の内側に下ダ
イス５０を昇降自在に嵌合させており、この下ダ
イス５０の中心部には前記ノツクアウトピン３７
の上端と接合し、ダイアンビル５２内に嵌合させ
たパンチブロツク５１及び下パンチ５３を嵌合さ
せている。

又、前記クツシヨンピン３９の上端は、前記ダ
イアンビル５２の外側に昇降自在に設けたクツシ
ヨンリング４８と接合させており、このクツシヨ
ンリング４８の上端に前記下ダイス５０の下端と
接合し、ダイプレート４３を貫通する下圧力ピン
４９を設けている。このため下ダイス５０は下圧
力ピン４９によつて上方に付勢されている。

また前記下ダイホルダ４０内で、前記ダイプレ
ート４３と下部ダイセツトプレート３４の間には
リング状の二枚のパツド４４，４５を組み込み、
このパツド４４，４５間にスプリング４６を圧縮
した状態で装着している。なお、前記パツド４４
にはダイプレート４３を貫通し、下ダイス５０の
下端に接合する第二の圧力ピン４７が設けられて
いる。

他方、前記下ダイホルダ４０には、第２カム５
４等を案内するガイドリング５５を固定してい
る。この第２カム５４は、円形状をなすガイドリ
ング５５の内径部に摺動自在に嵌合保持されてい
る。また第２カム５４の内径部と下ダイス５０を
接合させており、第２カム５４の内側に形成した
段部５４ａを下ダイス５０の外側に形成した段部
に係合させたうえで、下ダイス５０の中心に沿う
案内溝５６に第２カム５４を上下方向にのみ摺動
自在に係合保持させている。

又、前記第１カム２９と第２カム５４との間に
は、下ダイス５０とガイドリング５５とで周方向
にのみ摺動自在に保持された第３カム５７と第４
カム５８を設けている。

第６図、第７図、第８図はカムの配置と作用状
態を示す図であり、カムは組み立てられた形状が
円形となるものであつて、前記したようにダイス
の外側に配設される。第１カム２９はカムホルダ
２８の対称位置に２個設けられ下方に向つて狭ま
る楔状に形成したうえで、この第１カム２９の傾
斜面と隣接する第３カム５７と第４カム５８の基
端傾斜面間に上方から臨ませている。また、第２
カム５４は第１カム２９と90゜位相をずらせた位
置に設けられると共に、下方に向つて広がる楔状
に形成されており、傾斜面を第３カム５７と第４
カム５８の先端傾斜面間に下方から臨ませてい
る。

このため、第１カム２９が下降すると、第３カ
ム５７と第４カム５８が周方向に移動して第２カ
ム５４を下降するようになつている。なお、第３
カム５７と第４カム５８の基端は上方に向う傾斜
面となつており、先端は下方に向う傾斜面となつ
ている。

本発明において、上ダイス３０と下ダイス５０
は何れもダイホルダ内に昇降自在に設けられてお
り、上ダイス３０は上圧力ピン２５によつて、下
ダイス５０は下圧力ピン４９によつてそれぞれ弾
性支持されている。従つて、両ダイスは上下の圧
力ピン２５，４９によつて閉塞力が与えられ閉塞
されたダイス内で成形加工が行われる。

実施例では、上ダイス３０と下ダイス５０に与
える閉塞力を同一にするため、上圧力ピン２５と
下圧力ピン４９に伝えられる付勢力を発生するシ
リンダ（図示しない）の寸法を同一とし、共通の
圧力発生装置から流体圧力を前記各シリンダに供
給するようにしている。但し、ダイスをパンチ
（パンチはスライドに固定されている）の下降速
度より遅い速度で下降させるために、下ダイス５
０とスライダ２０との間にカム２９，５４，５
７，５８を介在させているので、下ダイス５０の
閉塞力を上ダイス３０の閉塞力よりも大に設定す
ると各カムの動作を確実なものとすることができ
る。すなわち、ダイスの下降中にカムどうしが離
れたりすることが防止できる。

このため、実施例ではスプリング４６の弾力に
よつて付勢される第二の圧力ピン４７を下ダイス
５０の下端に設置して下ダイス５０の閉塞力を上
ダイス３０の閉塞力よりも大にしている。しかし
ながら、前記第二の圧力ピン４７を省略したとし
てもカムはダイスを下降させるために動作するも
のであつて、換言すれば第二の圧力ピン４７は補
助的なものである。

前記したように第二の圧力ピン４７はカムの動
作を確実なものにするためのものであるから、第
二の圧力ピンの代りに下ダイス５０を閉塞する下
圧力ピン４９の付勢力を上ダイス３０を閉塞する
上圧力ピン２５の付勢力よりも大きくしてもよ
い。

実施例は上記の構成であつて、スライド２０を
上昇させて下ダイス５０の空洞部内にスラグ２を
投入し、スラグ投入後にスライド２０を下降す
る。スライド２０が下降すると上ダイス３０が下
ダイス５０に接触し、第５図左側に位置する。
上、下のダイス３０，５０は各圧力ピン２５，４
９の付勢力によつて閉塞され、又、前記圧力ピン
２５，２９の付勢力は共通の圧力発生装置から流
体圧力を供給されているので、閉塞されたダイス
３０，５０はダイスの位置が変つても上、下のダ
イスに加わる閉塞力は変らない。

第５図左側の位置からスライド２０がさらに下
降すると、上パンチ３２は上ダイス３０と、下パ
ンチ５３は下ダイス５０と相対移動して各ダイス
内にパンチが突入し、パンチは各ダイス３０，５
０の空洞内でスラグ２を圧縮し、第５図右側に示
すようにスラグを成形品１の鍛造加工する。

上、下のダイス３０，５０が第５図左側の位置
に達して両ダイスが接触したときのカム２９，５
４，５７，５８の位置は第７図に示すように第２
カム５４に隣接する第３カム５７と第４カム５８
の高さは第２カム５４と同じであり、これらのカ
ム５４，５７，５８は略水平位置となつている。

前記したように、スライド２０の下降に伴つて
第１カム２９が下降すると、第１カム２９に隣接
する第３カム５７及び第４カム５８がこの位置で
水平方向に移動し、これらのカム５７，５８の間
に挟まれている第２カム５４が下降する。この結
果、第１カム２９の下降によつて第２カム５４が
第１カムよりも遅い速度で下降し、第２カム５４
に結合している下ダイス５０が下降する。各カム
面の角度α，βとすると、第１カム２９に対する
第２カム５４の下降速度比は「tanα×tanβ」で
与えられる。

第２カム５４は下ダイス５０と結合しているの
で、各々のカム２９，５４，５７，５８が接触し
た後は、パンチ３２が下降するに伴つて下ダイス
５０はパンチ３２より遅い速度で下降し、上下の
パンチは上下のダイスに対して相対的に移動す
る。つまり、上下のダイス３０，５０は、上パン
チ３２の下降速度より遅い速度で下降するにも拘
らず下パンチ５３は移動しないので、スライド２
０を下降させれば上下のパンチ３２，５３が上下
のダイス３０，５０にそれぞれ突入する。

因に、両ダイス３０，５０が接触した後、ダイ
ス３０，５０の下降速度をスライドの下降速度の
二分の一の速度で下降させるとき、つまり、成形
品が最大面積の断面に対して面対称であるときに
は、理論的には前記カム面の角度α，βはいずれ
も「35°15′52″」とすれば良い。

なお、成形加工が終了したのちは、スライド２
０を上昇させると共にノツクアウト装置を動作し
てダイス内から成形品を取り出す。

又、第９図に示すように最大面積の断面に対し
て面対称でない形状の成形品に対してはカム角度
α，βを適宜選択して接触後におけるダイスの下
降速度を調整することで対応できる。

実施例のようにカム装置を円形に配列した場合
は、装置をコンパクト化できるので自動化装置に
要求される部品等の装着性を向上できる。

この他、実施例では第２カムを下ダイスに結合
しているが、第２カムを上ダイスに結合した場合
でも同様な作用をなしうる。

（発明の効果） 本発明は上下ダイスを流体圧力によつて弾性支
持し、ダイス内に挿通したパンチをスライド及び
ボルスタに設け、スライドとダイスとの間にカム
装置を装着し、前記カム装置のうちダイスと結合
したカムがスライドの下降速度よりも遅い速度で
下降するようにしてあるので、ダイスの閉塞力は
流体圧力によつて行われ、又、ダイスの下降はス
ライドとダイスとの間に装着されたカム装置によ
つて行われるので、ダイスとパンチの等速性が確
保され、この結果として高精度の製品が得られる
効果がある。

又、上下ダイスを弾性支持する流体圧力は同一
とし、下ダイスにのみ上方に向つて付勢力を追加
したときは、スライドとダイスとの間に装着した
カム装置の動作をより確実にすることができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は閉塞鍛造された成形品の具体例を示す
平面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図
は素材の具体例を示す正面図、第４図は金型の状
態を示す説明図、第５図は本発明に係る閉塞鍛造
装置の具体例を示す縦断面図、第６図はカムの配
置状態を示す平面図、第７図は閉塞開始時のカム
の状態を示す展開図、第８図は同下死点での状態
を示す展開図、第９図は最大面積の断面に対して
面対称でない形状を有する成形品の具体例を示す
断面図、第１０図は従来の閉塞鍛造装置の一例を
示す断面図である。 １……成形品、２……スラグ、２０……スライ
ド、２１……上部ダイセツトプレート、２２……
インサートプレート、２３……ノツクピン、２４
……クツシヨンロツド、２５……上圧力ピン、２
６……ノツクアウトロツド、２７……上ダイホル
ダ、２８……カムホルダ、２９……第１カム、３
０……上ダイス、３１……パンチブロツク、３２
……上パンチ、３３……ボルスタ、３４……下部
ダイセツトプレート、３５……インサートプレー
ト、３６……ノツクアウトロツド、３７……ノツ
クアウトピン、３８……クツシヨンロツド、３９
……クツシヨンピン、４０……下ダイホルダ、４
１，４２……ノツクピン、４３……ダイプレー
ト、４４，４５……パツド、４６……スプリン
グ、４７……第二の圧力ピン、４８……クツシヨ
ンリング、４９……下圧力ピン、５０……下ダイ
ス、５１……パンチブロツク、５２……ダイアン
ビル、５３……下パンチ、５４……第２カム、５
７……第３カム、５８……第４カム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対向する上下一対のダイスに成形品の形状と
   同等の空洞を形成し、該空洞内にパンチを突入し
   て素材を成形するようにした閉塞鍛造装置におい
   て、スライドに設けた流体シリンダによつて付勢
   される上圧力ピンを上ダイスに弾性支持し、ボル
   スタに設けた流体シリンダによつて付勢される下
   圧力ピンを下ダイスに弾性支持し、上ダイスに挿
   通した上パンチをプレスのスライドに設け、下ダ
   イスに挿通した下パンチをボルスタに設け、前記
   スライドには下方に向つて狭まる楔状に形成され
   た複数の第１カムを設け、少なくとも一方のダイ
   スに下方に向つて広がる楔状に形成された複数の
   第２カムを設け、第１カムと第２カムとの間に水
   平方向にのみ摺動可能であり、かつ第１カムの下
   降速度よりも遅い速度で第２カムを下降させる第
   ３、第４のカムを設けたことを特徴とする閉塞鍛
   造装置。 ２ 対向する上下一対のダイスに成形品の形状と
   同等の空洞を形成し、該空洞内にパンチを突入し
   て素材を成形するようにした閉塞鍛造装置におい
   て、スライドに設けた流体シリンダによつて付勢
   される上圧力ピンを上ダイスに弾性支持し、ボル
   スタに設けた流体シリンダによつて付勢される下
   圧力ピンを下ダイスに弾性支持し、前記各流体シ
   リンダには共通の圧力発生装置から流体圧力を供
   給して上下ダイスを弾性支持する上下圧力ピンの
   付勢力を同一にすると共に、下ダイスの下端に上
   方に向つて付勢された第二の圧力ピンを介在させ
   て下ダイスの閉塞力を上ダイスの閉塞力よりも大
   に設定し、上ダイスに挿通した上パンチをプレス
   のスライドに設け、下ダイスに挿通した下パンチ
   をボルスタに設け、前記スライドには下方に向つ
   て挟まる楔状に形成された複数の第１カムを設
   け、少なくとも一方のダイスに下方に向つて広が
   る楔状に形成された複数の第２カムを設け、第１
   カムと第２カムとの間に水平方向にのみ摺動可能
   であり、かつ第１カムの下降速度よりも遅い速度
   で第２カムを下降させる第３、第４のカムを設け
   たことを特徴とする閉塞鍛造装置。