JPH07178495A - 鍛造用金型 - Google Patents

鍛造用金型

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JPH07178495A
JPH07178495A JP32804593A JP32804593A JPH07178495A JP H07178495 A JPH07178495 A JP H07178495A JP 32804593 A JP32804593 A JP 32804593A JP 32804593 A JP32804593 A JP 32804593A JP H07178495 A JPH07178495 A JP H07178495A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高価なインサート部材の使用量を有効に削減す
ることができ、金型の制作費を安価にするとともに、耐
久性に優れる鍛造用金型を提供する。 【構成】鍛造品キャビテイ12を形成する分割インサー
ト部材14と、この分割インサート部材14の外周部を
補強する内側補強リング部材16および外側補強リング
18とを備える。分割インサート部材14は、内側補強
リング部材16内に締り嵌めされる外側インサート20
と、この外側インサート内に嵌合して一体化される内側
インサート22とを有し、前記外側インサート20と前
記内側インサート22との嵌合部位にアンダカット部が
形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鍛造品キャビテイを形
成する分割インサート部材と該分割インサートを外嵌す
る補強リング部材とを備え、塑性加工等に用いられる鍛
造用金型に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、冷間鍛造は、常温もしくは素材
の再結晶温度以下において、型部材で前記素材に加圧力
を付与することによって所定形状の鍛造品を得るもので
あり、該素材の強度が向上するとともに、製品精度がよ
くかつ量産可能であるという利点から広く行われてい
る。
【0003】ところで、冷間鍛造は、熱間鍛造に比べて
高圧力が付与されるため、耐久性が要求されている。こ
のため、通常、型部材として超硬材で形成されたインサ
ート部材を用いる場合があり、このインサート部材の外
周に同心の円筒状補強リングを一重または多重に外嵌さ
せ、これにより許容内圧の高い金型を得て上記冷間鍛造
に使用している。
【0004】この種の金型は、例えば、図3に示すよう
に、型部材を構成する内側インサート2および外側イン
サート4と、内側補強リング6および外側補強リング8
とを備えている。この内側インサート2と外側インサー
ト4との嵌合部位は、ストレート形状または嵌合方向に
向かって縮径するテーパ形状を有している。そして、該
金型を一体化させる場合、内側インサート2から外側補
強リング8に向かって順次焼嵌めまたは圧入により組み
付けていく内締め方式と、前記外側補強リング8から内
側インサート2に向かって順次圧入により組み付けてい
く外締め方式のいずれかが採用されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
内締め方式では、内側インサート2と外側インサート4
の締め代が大きい場合にこの外側インサート4の薄肉部
分tに大きな応力が作用し、内側から損傷し易いという
問題がある。
【0006】一方、外締め方式では、外側インサート4
と内側補強リング6の締め代が大きい場合に外側インサ
ート4の薄肉部分tが外側から破損し易く、また、内側
インサート2を外側インサート4に圧入する場合、嵌合
方向にテーパを必要とし、鍛造作業時や鍛造品の離型時
にこの内側インサート2が前記外側インサート4から抜
け易くなってしまう。従って、インサート部材を長尺に
して抜け防止をするか、あるいは内側インサート2と外
側インサート4を一体化する必要が生じる。
【0007】そこで、通常、内側インサート2と外側イ
ンサート4との嵌合部位の長さLを長尺に構成し、また
は内側インサート2と外側インサート4を一体化する必
要があり、高価な超硬材で形成されるインサート部材の
使用量が増大してしまい、前記金型の制作費が高くなる
という問題が指摘されている。
【0008】本発明は、この種の問題を解決するための
ものであり、高価なインサート部材の使用量を有効に削
減することができ、金型の制作費を安価にするととも
に、耐久性に優れる鍛造用金型を提供することを目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、鍛造品キャビテイを形成する分割イン
サート部材と、前記分割インサート部材の外周部を補強
するリング部材と、を備え、前記分割インサート部材
は、前記リング部材内に締り嵌めされる外側インサート
と、前記外側インサート内に嵌合して一体化される内側
インサートと、を有するとともに、前記外側インサート
と前記内側インサートの嵌合部位は、該内側インサート
の該外側インサートに対する嵌合方向先端側に向かって
広がるアンダカット部を設け、かつ該アンダカット量
は、前記外側インサートの焼き戻し温度以下の加熱温度
による熱膨張で前記内側インサートを前記外側インサー
トに挿入可能な寸法に設定されることを特徴とする。
【0010】さらに、本発明は、鍛造品キャビテイを形
成する分割インサート部材と、前記分割インサート部材
の外周部を補強するリング部材と、を備え、前記分割イ
ンサート部材は、前記リング部材内に締り嵌めされる外
側インサートと、前記外側インサート内に嵌合して一体
化される内側インサートと、を有するとともに、前記外
側インサートと前記内側インサートの嵌合部位は、該内
側インサートの該外側インサートに対する嵌合方向先端
側に向かって広がるアンダカット部を設け、かつ該アン
ダカット量は、前記内側インサートの冷却温度による収
縮で前記内側インサートを前記外側インサートに挿入可
能な寸法に設定されることを特徴とする。
【0011】さらにまた、本発明は、鍛造品キャビテイ
を形成する分割インサート部材と、前記分割インサート
部材の外周部を補強するリング部材と、を備え、前記分
割インサート部材は、前記リング部材内に締り嵌めされ
る外側インサートと、前記外側インサート内に嵌合して
一体化される内側インサートと、を有するとともに、前
記外側インサートと前記内側インサートの嵌合部位は、
該内側インサートの該外側インサートに対する嵌合方向
先端側に向かって広がるアンダカット部を設け、かつ該
アンダカット量は、前記外側インサートの焼き戻し温度
以下の加熱温度による熱膨張と前記内側インサートの冷
却温度による収縮とで該内側インサートを前記外側イン
サートに挿入可能な寸法に設定されることを特徴とす
る。
【0012】
【作用】本発明に係る鍛造用金型では、内側インサート
と外側インサートとの嵌合部位がアンダカット部を有し
ており、焼きばめ、冷やしばめまたはこれらの併用によ
って前記内側インサートが前記外側インサート内に挿入
される。このため、アンダカット部の作用下に、内側イ
ンサートが外側インサートから抜けることを確実に阻止
することができ、この内側インサートの嵌合方向の寸法
を可及的に短尺化することが可能になる。従って、高価
な内側インサートの使用量が一挙に削減され、金型の制
作費を安価にすることができる。
【0013】
【実施例】本発明に係る鍛造用金型について実施例を挙
げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【0014】図1および図2において、参照数字10
は、本実施例に係る鍛造用金型を示し、この金型10
は、鍛造品キャビテイ12を形成する分割インサート部
材14と、この分割インサート部材14の外周部を補強
する内側補強リング部材16および外側補強リング18
とを備える。
【0015】分割インサート部材14は、内側補強リン
グ部材16内に締り嵌めされる外側インサート20と、
この外側インサート20内に嵌合して一体化される内側
インサート22とを有する。外側インサート20は、鉄
系材料で成形される一方、内側インサート22は、超硬
合金、例えばWC(タングステンカーバイド)等で形成
される。なお、内側インサート22を表面処理材で形成
してもよい。
【0016】内側インサート22の外周面には、この内
側インサート22の外側インサート20に対する嵌合方
向(図1中、矢印A方向参照)先端側に向かって半径外
方向に広がるテーパ面24が形成され、前記内側インサ
ート22の嵌合方向後端の直径S1 と該内側インサート
22の嵌合方向先端の直径S2 (>S1 )との差がアン
ダカット量P(=S2 −S1 )に相当する。
【0017】外側インサート20は、内側インサート2
2の外形形状に対応するテーパ穴(アンダカット部)2
6を有し、このテーパ穴26の開放側端部の開口直径S
1 と前記テーパ穴26の内方側端部の開口直径S2 とが
設定される。アンダカット量Pは、外側インサート20
の焼き戻し温度以下の加熱温度による熱膨張で前記内側
インサート22を挿入可能な寸法に設定されている。す
なわち、加熱温度により拡径されたテーパ穴26の加熱
開口直径S′1 と内側インサート22の先端直径S2
が、S′1 ≧S2 となるように設定される。なお、アン
ダカット量Pと外側インサート20の加熱温度T2
は、以下の(1)式の関係を有している。
【0018】 P=α×S1 (T2 −T1 ) …(1) (但し、α:線膨張係数、T1 :室温度) 外側インサート20の外周面には、嵌合方向先端側に向
かって縮径するテーパ面28が形成され、この外側イン
サート20が圧入または焼嵌めされる内側補強リング部
材16は、前記テーパ面28との間に所定の締め代を形
成するテーパ状内周面30を備える。この内側補強リン
グ部材16は、外側補強リング部材18に圧入または焼
嵌めされる。内側補強リング部材16および外側補強リ
ング部材18は、鉄系材料で形成される。
【0019】次に、このように構成される鍛造用金型1
0を組み付ける作業について説明する。
【0020】まず、内側インサート22を外側インサー
ト20に嵌合して分割インサート部材14が一体的に構
成される。すなわち、外側インサート20が熱処理時の
焼戻し温度以下の所定の温度に加熱されると、熱膨張に
よりこの外側インサート20のテーパ穴26が拡径し、
このテーパ穴26の小径側の加熱開口直径S′1 が、内
側インサート22の大径側の直径S2 と同一もしくはや
や大きくなる(S′1≧S2 )。これは、(1)式に基
づいて直径S1 、S2 および温度T1 、T2 等を所望の
値に設定することにより、容易に対応することができ
る。
【0021】上記のように加熱された外側インサート2
0のテーパ穴26に内側インサート22が挿入された
後、所定時間だけ冷却されると、この外側インサート2
0のテーパ穴26が縮径して前記内側インサート22が
取り出し不能に一体化される。その際、内側インサート
22のテーパ面24と外側インサート20のテーパ穴2
6とが同一寸法に設定されており、この内側インサート
22と外側インサート20との締め代は、略0である。
【0022】次いで、分割インサート部材14が、内側
補強リング部材16および外側補強リング部材18内に
同心的に圧入または焼嵌めされる。ここで、外側インサ
ート20は、テーパ面28をこれより小径なテーパ状内
周面30に嵌合させることにより所定の締め代が得ら
れ、さらにこの外側インサート20を介して内側インサ
ート22にも締め代が付与される。これによって、内側
インサート22の抜け防止が確実に遂行されると同時
に、所要の圧縮応力が得られる。
【0023】このように、本実施例では、内側インサー
ト22の外周面に、嵌合方向先端側に向かって半径外方
向に広がるテーパ面24が形成されるとともに、外側イ
ンサート20には、内方に向かって半径外方向に広がる
テーパ穴26、すなわち、アンダカット部が設けられ、
このテーパ面24とテーパ穴26とにより嵌合部位が構
成されている。従って、外側インサート20を所定の温
度に加熱した状態でこの外側インサート20のテーパ穴
26に内側インサート22が挿入されるだけで、冷却後
にこの内側インサート22が前記外側インサート20か
ら抜けることがない。
【0024】しかも、内側インサート22が外側インサ
ート20に嵌合された状態では、これらの間の締め代は
略0である。そして、分割インサート部材14を内側補
強リング部材16に嵌着させることにより、この分割イ
ンサート部材14と前記内側補強リング部材16の締め
代により内側インサート22と外側インサート20との
間に締め代が付与される。これにより、内側インサート
22の抜けを確実に阻止することができるとともに、外
側インサート20の薄肉部分t0 に必要以上の応力が作
用することを防止し、この薄肉部分t0 の損傷を回避す
ることが可能になるという効果が得られる。
【0025】さらに、内側インサート22と外側インサ
ート20がアンダカット部(テーパ面24とテーパ穴2
6)を介して一体化されるため、この内側インサート2
2の軸方向の長さL0を可及的に短尺化することができ
る。従って、WC等の比較的高価な超硬合金で形成され
る内側インサート22の使用量が一挙に削減され、金型
10の制作費を安価にすることが可能になるとともに、
この金型10を長期間にわたり安定して使用することが
できるという利点がある。
【0026】ところで、本実施例では、内側インサート
22と外側インサート20との結合方式として、この外
側インサート20をその焼き戻し温度以下の温度に加熱
する焼きばめ方式を採用しているが、これに限定される
ものではなく、冷やしばめ方式や焼きばめと冷やしばめ
を併用する併用方式によっても同様の効果が得られるこ
とになる。
【0027】すなわち、内側インサート22を所定の温
度(例えば、−270℃〜−280℃)に冷却してこの
内側インサート22を縮径させた状態で、前記内側イン
サート22を外側インサート20に挿入させることがで
きる(冷やしばめ方式)。また、内側インサート22を
冷却するとともに、外側インサート20を所定の温度
(例えば、400℃前後)に加熱した状態で、前記内側
インサート22を前記外側インサート20に挿入させる
ことも可能である(併用方式)。
【0028】なお、本実施例では、冷間鍛造用金型10
を使用して説明したが、これに限定されるものではな
く、温間鍛造用金型にも有効に適用することができる。
また、分割インサート部材14に対し、内側補強リング
部材16と外側補強リング部材18により二重リング構
造を採用しているが、ケーシングに作用する最大応力を
軽減するために、互いに多重リング構造、例えば五重リ
ング構造を用いることも可能である。さらにまた、内側
インサート22と外側インサート20の嵌合部位に、ア
ンダカット部としてテーパ構造を用いているが、例え
ば、矢印A方向に向かって順次広がる多段構造を採用し
てもよい。
【0029】
【発明の効果】本発明に係る鍛造用金型によれば、内側
インサートと外側インサートとの嵌合部位がアンダカッ
ト部を有しており、この外側インサートをその焼き戻し
温度以下の温度に加熱するだけで前記外側インサートの
熱膨張により前記内側インサートが該外側インサート内
に挿入される。このため、冷却後において、内側インサ
ートが外側インサートから抜けることを前記アンダカッ
ト部を介して確実に阻止することができるとともに、こ
の内側インサートの嵌合方向の寸法を可及的に短尺化す
ることが可能になる。従って、高価な内側インサートの
使用量が一挙に削減され、金型の制作費を安価にするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る鍛造用金型の要部分解縦
断面図である。
【図2】前記金型の組み付け状態を示す縦断面図であ
る。
【図3】従来の金型の縦断説明図である。
【符号の説明】
10…金型 12…キャビテ
イ 14…分割インサート部材 16、18…補
強リング部材 20…外側インサート 22…内側イン
サート 24…テーパ面 26…テーパ穴 S1 、S2 …直径 P…アンダカッ
ト量

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鍛造品キャビテイを形成する分割インサー
    ト部材と、 前記分割インサート部材の外周部を補強するリング部材
    と、 を備え、 前記分割インサート部材は、前記リング部材内に締り嵌
    めされる外側インサートと、 前記外側インサート内に嵌合して一体化される内側イン
    サートと、 を有するとともに、 前記外側インサートと前記内側インサートの嵌合部位
    は、該内側インサートの該外側インサートに対する嵌合
    方向先端側に向かって広がるアンダカット部を設け、か
    つ該アンダカット量は、前記外側インサートの焼き戻し
    温度以下の加熱温度による熱膨張で前記内側インサート
    を前記外側インサートに挿入可能な寸法に設定されるこ
    とを特徴とする鍛造用金型。
  2. 【請求項2】鍛造品キャビテイを形成する分割インサー
    ト部材と、 前記分割インサート部材の外周部を補強するリング部材
    と、 を備え、 前記分割インサート部材は、前記リング部材内に締り嵌
    めされる外側インサートと、 前記外側インサート内に嵌合して一体化される内側イン
    サートと、 を有するとともに、 前記外側インサートと前記内側インサートの嵌合部位
    は、該内側インサートの該外側インサートに対する嵌合
    方向先端側に向かって広がるアンダカット部を設け、か
    つ該アンダカット量は、前記内側インサートの冷却温度
    による収縮で前記内側インサートを前記外側インサート
    に挿入可能な寸法に設定されることを特徴とする鍛造用
    金型。
  3. 【請求項3】鍛造品キャビテイを形成する分割インサー
    ト部材と、 前記分割インサート部材の外周部を補強するリング部材
    と、 を備え、 前記分割インサート部材は、前記リング部材内に締り嵌
    めされる外側インサートと、 前記外側インサート内に嵌合して一体化される内側イン
    サートと、 を有するとともに、 前記外側インサートと前記内側インサートの嵌合部位
    は、該内側インサートの該外側インサートに対する嵌合
    方向先端側に向かって広がるアンダカット部を設け、か
    つ該アンダカット量は、前記外側インサートの焼き戻し
    温度以下の加熱温度による熱膨張と前記内側インサート
    の冷却温度による収縮とで該内側インサートを前記外側
    インサートに挿入可能な寸法に設定されることを特徴と
    する鍛造用金型。
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