JPH064177B2 - 鍛造成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は素材を上下のパンチで複動加圧するようにした
鍛造成形装置に関する。

（従来の技術） 鍛造成形装置において、バリ無し閉塞鍛造や工程の集約
化を図るため、複動作動が必要であり、特殊な複動プレ
ス装置を用いる代わりに、汎用プレス装置を組み合わせ
て複動作動を実現した装置が特公昭55-46255号に開示さ
れる。

具体的には、上下のダイセットに設けた一対の割型に上
下のパンチを摺動自在に組込み、上パンチをプレス装置
に連接する一方、上ダイセットの下降で作動するサブシ
リンダと該サブシリンダに連通するメインシリンダとを
下ダイセットに設けるとともに、メインピストンに下パ
ンチを支持せしめ、該メインピストンの上昇で下パンチ
を押上げるように構成される。

（発明が解決しようとする問題点） そして最近、種々の複雑形状部品に対応できるバリ無し
閉塞鍛造を行うために、従来の上下からの一方向成形に
加え、横方向から成形も要求されるようになってきた。
例えばコンロッドの成形に見られるように上下の型締
め、上下のパンチ作動だけでなく、横方向からのパンチ
作動も必要となる。

ところが、従来の複動プレス装置や前記鍛造成形装置は
上下の加圧が主であり、横の加圧を行うとなると更に独
立した作動機構が必要となり、構造が非常に複雑とな
り、作動の制御も煩雑となり、その調整も自由度も少な
くなりがちである。このため、製品に応じて成形圧力の
設定や作動タイミングを変えることは難しい。

（問題点を解決するための手段） 以上の問題点に対処すべく本発明は、上下のダイセット
(1)(2)に設けた一対の割型(3)(4)と、この割型(3)(4)に
摺動自在に設けた上下のパンチ(5)(6)と、下ダイセット
(2)に設けられ且つ上ダイセット(1)の降下で液圧を発生
するサブシリンダ(31)と、下ダイセット(2)に設けられ
且つ前記サブシリン(31)との間に第１の液圧回路を連通
せしめたメインシリンダ(21)を備え、前記上パンチ(5)
をプレス装置に連接する一方、前記下パンチ(6)を前記
メインシリンダ(21)内のメインピストン(22)で支持する
ようにした鍛造成形装置において、前記下ダイセット
(2)側にサイドシリンダ(41)を設けて、このサイドシリ
ンダ(41)と前記第１の液圧回路の途中を第２の液圧回路
で接続して連通させ、このサイドシリンダ(41)内を摺動
し且つストッパ(49)によって進動位置が規制されるサイ
ドピストン(42)にサイドパンチ(7)を支持せしめ、前記
サブシリンダ(31)の発生液圧によって前記メインピスト
ン(22)と前記サイドピストン(42)とを作動するようにし
た。

そして、前記第１の液圧回路と第２の液圧回路の接続部
と、前記メインシリンダ(21)の間液圧回路にシーケンス
バルブ(51)を設け、このシーケンスバルブ(51)を、前記
メインシリンダ(21)側から前記サイドシリンダ(41)側に
向けて液体流れを許容するチェックバルブ(52)と、前記
サイドシリンダ(41)側の液圧が設定圧を越えた時に前記
サイドシリンダ(41)側から前記メインシリンダ(21)側に
向かって液体流れを許容する圧力応動バルブ(53)との並
列配置から構成して、前記メインピストン(22)と前記サ
イドピストン(42)の相対作動を調整可能とした。

（作用） サイドパンチ(7)を設けたので、上下の加圧に加えて横
の加圧も行うことができ、従って種々の複雑形状部品に
対応したバリ無し閉塞鍛造を実現することができる上、
このサイドパンチ(7)を作動するサイドシリンダ(41)を
メインシリンダ(21)及びサブシリンダ(31)と共通の液圧
回路で構成したため、構造並びに制御の簡単化も達成で
きる。

そしてシーケンスバルブ(51)を設け、このシーケンスバ
ルブ(51)を、メインシリンダ(21)側からサイドシリンダ
(41)側に向けて液体流れを許容するチェックバルブ(52)
と、サイドシリンダ(41)側の液圧が設定圧を越えた時に
サイドシリンダ(41)側からメインシリンダ(21)側に向か
って液体流れを許容する圧力応動バルブ(53)との配列配
置とすることで、サブピストン(32)のストッパ位置と併
せてサブピストン(32)の下降に対するメインピストン(2
2)とサイドピストン(42)の作動タイミングの調整を自由
に行うことができる。

更に実施例のようにサブピストン(32)の下降で先ずサイ
ドピストン(42)が前進し、次いでメインピストン(22)が
上昇するように設定すれば、例えば難成形材製コンロッ
ドをプリフォーム品から成形する場合に材料の剪断を防
止し、割れ欠陥を防いで精度良く合理的にバリ無し閉塞
鍛造することができる。

（実施例） 以下に添付図面を基に実施例を詳述する。

第１図は第２図の矢印Ｘ−Ｘ線に沿って示す鍛造成形装
置の縦断面図、第２図は下ダイセットの平面図、第３図
は上ダイセットの底面図であり、第４図に油圧回路構成
を示し、(1)は上ダイセット、(2)は下ダイセット、(3)
は上金型、(4)は下金型、(5)は上パンチ、(6)は下パン
チ、(7)はサイドパンチであり、上ダイセット(1)はラム
(8)に、下ダイセット(2)はボルスタ(9)にそれぞれ固定
される。

上ダイセット(1)の中央にはシリンダ(11)が設けられ、
ピストン(12)が嵌合するシリンダ(11)の上部油圧室(13)
は上ダイセット(1)の油路(14)を介してアキュムレータ
(15)に連通し、ピストン(12)下には上金型(3)が固定さ
れる。またピストン(12)内を貫通して上パンチ(5)が上
下摺動自在に組込まれ、この上パンチ(5)は不図示のプ
レス装置に連接される。

一方、下ダイセット(2)の中央にはメインシリンダ(21)
が設けられ、メインピストン(22)が嵌合するメインシリ
ンダ(21)の上部油圧室(23)は下ダイセット(2)の油路(2
4)を介してアキュムレータ(25)に連通し、メインピスト
(22)上には下パンチ(6)が上昇可能に載置され、この下
パンチ(6)は不図示のノックアウト装置に連接される。
また下ダイセット(2)の中央上には下金型(4)が固設され
る。更に下ダイセット(2)の周囲にはサブシリンダ(31)
が設けられ、サブピストン(32)が嵌合するサブシリンダ
(31)の下部油圧室(36)は下ダイセット(2)の油路(37)を
介してメインシリンダ(21)の下部油圧室(26)への油路(2
7)に連通する。実施例ではメインシリンダ(21)の断面積
に応じた４本のサブシリンダ(31)…が設けられ、その下
部油圧室(36)…は１個ずつが連通している。

また上ダイセット(1)には各サブピストン(32)…の上面
を押圧するプッシャ(18)…が垂下固定され、更に上下の
ダイセット(1)，(2)にはガイドポスト(29)とガイド穴(1
9)が４対設けられる。

そして下ダイセット(2)上には更にサイドシリンダ(41)
が設けられ、サイドピストン(42)が嵌合するサイドシリ
ンダ(41)の前部油圧室(43)は油路(44)を介して前記アキ
ュムレータ(25)に連通し、後部油圧室(46)は油路(47)を
介して前記油路(37)に連通している。更にサイドピスト
ン(42)には割型を構成する上下の金型(3)，(4)間に進退
自在なサイドパンチ(7)が固定され、このサイドパンチ
(7)はストッパ(49)により前進位置が規制される。実施
例では４本のサイドシリンダ(41)…と２個のサイドパン
チ(7)，(7)が設けられ（第４図参照）、１個のサイドパ
ンチ(7)に対し２本のサイドピストン(42)，(42)が連結
される。

次に油圧回路について述べる。

サブシリンダ(31)の下部油圧室(36)とメインシリンダ(2
1)の下部油圧室(26)とを連通する油路(37)，(2+7)間に
はシーケンスバルブ(51)が設置され、このシーケンスバ
ルブ(51)はメインシリンダ(21)からサブシリンダ(31)へ
の油の流れのみを許容するチェックバルブ(52)と、サブ
シリンダ(31)側の油圧が設定圧を越えたときにメインシ
リンダ(21)への油の流れを許容する圧力応動バルブ(53)
を並列に配置して成る。

斯かるシーケンスバルブ(51)とメインシリンダ(21)間の
油路(27)に補給回路(61)が接続され、補給回路(61)はエ
アー源((62)からのエアー圧が上部に送られる補給タン
ク(63)と、この補給タンク(63)からの油の流れを補給タ
イミングに応じて切換制御するソレノイドバルブ(64)
と、これに並列に配置されてメインシリンダ(21)からタ
ンク(63)への油の戻りを阻止するチェックバルブ(65)及
びその油圧が設定圧を越えたときにタンク(63)内に戻す
圧力応動バルブ(66)等から成る。

またサブシリンダ(31)の下部油圧室(36)とサイドシリン
ダ(41)の後部油圧室(46)とを連通する油路(47)には手動
切換式のストップバルブ(71)が設置され、更にその下流
にはサイドピストン(42)の後退防止回路(81)が設置され
る。この後退防止回路(81)は後部油圧室(46)からの油の
流出を阻止するチェックバルブ(82)と、このチェックバ
ルブ(82)を前記アキュムレータ(25)の油圧に応じて成形
時にのみ機能させるよう切換作動するための不図示のソ
レノイドバルブから成る。

尚、ストップバルブ(71)は、サイドピストン(42)を作動
させないときに手動により油路(47)を遮断するもので、
このストップバルブ(71)による油路(47)の遮断によっ
て、サイドピストン(42)は所定の位置でストップし、メ
インピストン(22)のみの作動となる。

以上の鍛造成形装置の作動の一例を以下に説明する。

成形前はラム(8)が上昇位置にあり、型開き状態の下金
型(4)内の臨む下パンチ(6)上に例えばＡｌ粉末系複合材
料から成るコンロッドのプリフォーム品(W)をセットし
た後、ラム(8)を下降させて下金型(4)上に上金型(3)を
型締閉めする。

この型閉めと同時に、上ダイセット(1)のプッシャ(18)
の下降により下ダイセット(2)のヤプピストン(32)が押
下げられ、その下部油圧室(36)の油圧は先ずサイドシリ
ンダ(41)の後部油圧室(46)に作用し、サイドピストン(4
2)とともにサイドパンチ(7)が前進する。この間、サイ
ドシリンダ(41)の前部油圧室(43)の油はアキュムレータ
(25)に排出される。

そしてサイドパンチ(7)の前進がストッパ(49)により規
制されてプリフォーム品(W)に対する横方向からの加圧
が完了し、油路(37)内の圧力が上昇して設定圧に達する
と、シーケンスバルブ(51)の圧力応動バルブ(53)が開
き、その油圧はメインシリンダ(21)の下部油圧室(26)に
作用し、メインピストン(22)とともに下パンチ(6)が上
昇し、これと同期してプレス装置の作動で上パンチ(5)
が下降する。

斯くして下パンチ(6)と上パンチ(5)が同期して複動作動
し、プリフォーム品(W)を上下から複動加圧して成形が
完了する。この場合において、サイドパンチ(7)は後退
防止回路(81)の働きにより前進位置に保持された状態に
ある。更にこの間、メインシリンダ(21)の上部油圧室(2
3)の油はアキュムレータ(25)に排出され、また上ダイセ
ット(1)内のシリンダ(11)の上部油圧室(13)にはアキュ
ムレータ(15)から油が供給され、下金型(4)に対する上
金型(3)の型締め力が所定値に保持される。

成形完了後はラム(8)を上昇させ、上パンチ(5)を上昇さ
せる一方、サイドシリンダ(41)の前部油圧室(43)及びメ
インシリンダ(21)の上部油圧室(23)にともにアキュムレ
ータ(25)から油を還元して、サイドパンチ(7)を後退さ
せるとともに、下パンチ(6)下降させる。これによりサ
イドシリンダ(41)の後部油圧室(46)及びメインシリンダ
(21)の下部油圧室(26)の油がサブシリンンダ(31)の下部
油圧室(36)に戻り、サブピストン(32)が上昇位置に復帰
する。

然る後、ノックアイト装置の作動で下パンチ(6)のみが
再び上昇して製品を押上げ、払い出しが完了する。

以上において、油圧回路中の微量な油のリークに対処す
るため、第５図のタイミング線図に示す如くして油を補
給する。

即ち第５図において、斜線範囲(U)はメインピストン(2
2)が上昇する成形区間、斜線(D)は成形完了後にメイン
ピストン(22)が下降する戻り区間であり、その後に余裕
区間(P)を設けてからメインシリダ(22)の下部油圧室(2
6)を油路(27)を介して補給回路(61)により大気に解放す
る圧力解放区間(R)を設ける。即ち圧力解放区間(R)では
タンク(63)内へのエアー圧の供給をソレノイドバルブ(6
7)により遮断しておき、下部油圧室(26)内に残る油はソ
レノイドバルブ(64)を開くことによりタンク(63)に戻さ
れる。

斯かる圧力解放区間(R)の後は充分なる余裕区間(P)を設
けてから次の加工サイクルに備えて補給回路(61)による
補給区間(S)を設ける。即ち斜線範囲(S)で示す補給区間
では、ソレノイドバルブ(67)を開いてタンク(63)内にエ
アー圧を供給するとともに、ソレノイドバルブ(64)は閉
じてタンク(63)内の油をシーケンスバルブ(51)とメイン
シリンダ(21)間の油路(27)及び油路(37)に補給する。

そして補給区間(S)の後は再びソレノイドバルブ(67)を
遮断し、更に充分なる余裕区間(P)を設けてから次の成
形区間(U)が開始する。

このように〈補給区間〉→〈余裕区間〉→〈成形区間〉
→〈戻り区間〉→〈余裕区間〉→〈圧力解放区間〉→
〈余裕区間〉→〈補給区間〉の順のサイクルとなるよう
にタイミングを設定する。

ところで、サイドピストン(42)とメインピストン(22)の
作動のタイミングは、成形品に対応させてシーケンスバ
ルブ(51)の設定圧及びサブピストン(32)のストッパ位置
の設定により自由に調整できるものである。例えばサイ
ドピストン(42)とメインピストン(22)を同時に作動させ
たり、メインピストン(22)を先行して作動させたり、更
にサイドピストン(42)又はメインピストン(22)だけを作
動させることも可能である。

（発明の効果） 以上のように本発明によれは、上下の加圧のみならず横
の加圧も行えるので、種々の複雑形状部品に対応したバ
リ無し閉塞鍛造を実現することができ、しかも上下の加
圧と横の加圧を共通の油圧回路で行うため、構造並びに
制御の簡単化も達成することができ、特にシーケンスバ
ルブを、メインシリンダとサブシリンダ間、メインシリ
ンダとサイドシリンダ間の油路に介設して、シーケンス
バルブの設定圧及びサイドピストンのストッパ位置によ
りメインピストンとサイドピストンの作動タイミングを
可調整にしたため、製品に応じた最適の成形圧力及び作
動タイミングを設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図の矢印Ｘ−Ｘ線に沿って示す鍛造成形装
置の縦断面図、第２図は下ダイセットの平面図、第３図
は上ダイセットと底面図、第４図はサイドパンチの配置
を含む油圧回路の構成図、第５図は補給のタイミング線
図である。 尚、図面中、(1)，(2)は上下のダイセット、(3)，(4)は
割型を構成する上下の金型、(5)，(6)は上下のパンチ、
(7)はサイドパンチ、(18)はプッシャ、(21)はメインシ
リンダ、(22)はメインピストン、(26)は下部油圧室、(3
1)はサブシリンダ、(32)はサブピストン、(36)は下部油
圧室、(41)はサイドシリンダ、(42)はサイドピストン、
(46)は後部油圧室、(49)はストッパ、(51)はシーケンス
バルブ、(61)は補給回路、(62)はエアー源、(63)は補給
タンク、(64)はソレノイドバルブ、(71)はストップバル
ブ、(81)は後退防止回路である。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−30545（ＪＰ，Ａ) 特公 昭57−54217（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭55−46255（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭56−1973（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下のダイセット(1)(2)に設けた一対の割
   型(3)(4)と、この割型(3)(4)に摺動自在に設けた上下の
   パンチ(5)(6)と、下ダイセット(2)に設けられ且つ上ダ
   イセット(1)の降下で液圧を発生するサブシリンダ(31)
   と、下ダイセット(2)に設けられ且つ前記サブシリンダ
   (31)との間に第１の液圧回路を連通せしめたメインシリ
   ンダ(21)を備え、前記上パンチ(5)をプレス装置に連接
   する一方、前記下パンチ(6)を前記メインシリンダ(21)
   内のメインピストン(22)で支持するようにした鍛造成形
   装置において、 前記下ダイセット(2)側にサイドシリンダ(41)を設け
   て、このサイドシリンダ(41)と前記第１の液圧回路の途
   中を第２の液圧回路で接続して連通させ、このサイドシ
   リンダ(41)内を摺動し且つストッパ(49)によって進動位
   置が規制されるサイドピストン(42)にサイドパンチ(7)
   を支持せしめ、前記サブシリンダ(31)の発生液圧によっ
   て前記メインピストン(22)と前記サイドピストン(42)と
   を作動するよう構成するとともに、前記第１の液圧回路
   と第２の液圧回路の接続部と、前記メインシリンダ(21)
   の間にシーケンスバルブ(51)を設け、このシーケンスバ
   ルブ(51)を、前記メインシリンダ(21)側から前記サイド
   シリンダ(41)側に向けて液体流れを許容するチェックバ
   ルブ(52)と、前記サイドシリンダ(41)側の液圧が設定圧
   を越えた時に前記サイドシリンダ(41)側から前記メイン
   シリンダ(21)側に向かって液体流れを許容する圧力応動
   バルブ(53)との並列配置から構成して、前記メインピス
   トン(22)と前記サイドピストン(42)の相対作動を調整可
   能としたことを特徴とする鍛造成形装置。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載において、 前記シーケンスバルブ(51)により前記サブシリンダ(31)
   の発生液圧で先ず前記サイドピストン(42)が前進し、 液圧が設定圧に達してから前記メインピストン(22)が上
   昇するように作動タイミングが設定された鍛造成形装
   置。