JPH0824986A - 鍛造用パンチの冷却方法 - Google Patents

鍛造用パンチの冷却方法

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JPH0824986A
JPH0824986A JP15612494A JP15612494A JPH0824986A JP H0824986 A JPH0824986 A JP H0824986A JP 15612494 A JP15612494 A JP 15612494A JP 15612494 A JP15612494 A JP 15612494A JP H0824986 A JPH0824986 A JP H0824986A
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JP
Japan
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punch
cooling
forging
oil
cooling oil
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JP15612494A
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English (en)
Inventor
Yukihiro Isogawa
幸宏 五十川
Katsuyoshi Sakota
克義 迫田
Shigeru Kasuya
茂 糟屋
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 鍛造において、工具寿命を延長する効果の大
きいパンチの冷却方法を提供する。 【構成】 パンチブロック42に支持される支持板35
に滑動自在設ける支持棒37およびコイルばね38によ
って噴射ノズル31を支持する。リング状をなす噴射ノ
ズル31のリング内面にパンチ9を中心とする同心円状
に噴射孔33を設ける。軸動力7.5kWの高圧ポンプ
によって吸上げた冷却油を、給油管5によって噴射ノズ
ル31へ導き、噴射孔33よりパンチ9に向けて噴射す
る。高圧で大量の潤滑油を集中的にパンチに噴射するの
で、パンチ9を効果的に冷却し、パンチ寿命を著しく延
長する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鍛造により金属部品を
製造する際の工具の冷却方法に関する。
【0002】
【従来の技術】鍛造によって金属部品を成形加工すると
き、被加工材と工具との間の摩擦による工具の損耗が生
じるので、工具の摩耗を減じる手段として潤滑剤を塗布
または散布することが行われる。冷間鍛造においては、
近年、鍛造速度の高速化が進むにつれ、加工によって被
加工材中に生じる熱が工具に伝播し、これによる工具の
温度上昇が大きくなっている。この工具の昇温が、工具
の損耗を招き、工具寿命を損う大きな原因の一つとなっ
てきている。
【0003】硬度が高い材料を鍛造する場合、予め被加
工材をその変態点以下の温度に加熱することによって被
加工材の変形抵抗を低め、変形能を高めて加工を容易に
する、いわゆる温間鍛造の手法が取られる。このような
場合には、一層、工具の温度が上昇し工具寿命の短縮を
きたす。そして、このような温間鍛造用工具の寿命に対
する温度の影響は、特に、周囲を被加工材に取囲まれつ
つ大きな加工圧力を蒙るパンチ類において顕著である。
【0004】従来においても、油などの冷却媒をポンプ
で汲み上げて直接パンチに注ぎかけて、パンチを冷却す
ることが試みられている。この場合の冷却媒汲み上げポ
ンプの汲み上げ圧力はたかだか8kgf/cm2 以下の
ものが用いられ、その冷却効果は十分とはいえなかっ
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以上のような現状に鑑
み、本発明の目的とするところは、鍛造において、工具
寿命を延長する効果の大きいパンチの冷却方法を提供す
ることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達するために
本発明の鍛造用パンチの冷却方法は、 (1)鍛造用パンチの冷却において、10kgf/cm
2 以上の吐出圧力で冷却媒体を前記パンチの表面に向か
って噴射することを特徴とする。 (2)上記(1)の鍛造用パンチの冷却方法において、
被加工材をダイスに挿入し、パンチを前記被加工材に向
かって前進して前記被加工材を加工したのち、前記パン
チを待機位置まで後退する鍛造工程において、前記待機
位置まで後退したパンチの周囲に同心円状に設ける冷却
媒体噴射孔から冷却媒体を噴射することを特徴とする。
【0007】同一の吐出孔から噴射される流体の量は吐
出圧力の上昇によって増加する。被冷却物の表面に接触
する冷却媒体の量を増すことによって被冷却物の温度低
下を促進することができる。本発明の鍛造用パンチの冷
却方法においては、冷却媒体の吐出圧力を10kgf/
cm2 以上の高圧とすることにより、冷却媒体を前記パ
ンチの表面に噴射する。これによって前記パンチを冷却
する効果が十分となり、パンチ寿命が増加する。
【0008】パンチの周囲に同心円状に冷却媒体の噴射
孔を配列し、ここから一斉に冷却媒体を噴射することに
より、冷却媒体のパンチへの命中率を高め、パンチの表
面に対して効率的に冷却媒体を接触することができるの
で、高い冷却効果が得られる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の鍛造用パンチの冷却方法の実
施例を図面に基づいて詳細に説明する。 (実験1)図2に示す装置によって実施例の冷却効果を
評価する。
【0010】加熱器11によって冷却油タンク1内の冷
却油2の温度を所定温度に保持する。ポンプ3は冷却油
2を吸上げて吐出口8より冷却油2を吐出する。給油管
5は冷却油2をポンプ3から吐出口8まで導く。圧力計
14はポンプ3が吐出する油の吐出圧力を測定するため
のものである。また、流量計15はポンプ3が吐出する
冷却油2の流量を測定するためのものである。
【0011】加熱器16は温度制御装置19によって温
度制御される。加熱器16によって温度測定試験片12
を所定の温度に加熱する。中央部に直径20mmの円形
の窓を有する遮蔽板17によって試験片12の一つの面
を覆うことによって試験面13を形成する。遮蔽板17
は試験片12の試験面13以外の部分に冷却油2がかか
ることを防ぐ。試験片12と遮蔽板17との間に設ける
断熱体18は、試験片12のもつ熱が遮熱板17によっ
て奪われるのを防ぐ。
【0012】試験面13の中央に、表面からの深さそれ
ぞれ1mm、5mm、10mmおよび15mmの位置に
熱電対21、22、23、24の先端を埋設する。記録
計25は熱電対21、22、23、24の出力を記録す
る。ポンプ3として軸出力7.5kWの高圧ポンプを用
いる。また、冷却油2としてはネオクールFK80A
(松村石油製)を用いる。
【0013】加熱器11によって冷却油タンク1内の冷
却油2の温度を40℃に保持する。一方、加熱器16お
よび温度制御装置19によって温度測定試験片12を4
00℃に加熱する。次いで、ポンプ3を稼働して吐出圧
力50kgf/cm2 として冷却油2を吐出口8より吐
出し、試験面13に注ぐ。試験面13に冷却油2を注ぎ
始めてからの熱電対21、22、23、24の出力を、
記録計25により経時的に記録する。また、流量計15
によって吐出する冷却油2の流量を測定する。前記記録
計25の記録を解析して本実施例の熱伝達率を求める。
その結果を冷却油流量の測定結果との関係として図3に
示す。
【0014】図2に示す装置において、ポンプ3として
軸出力0.75kWのポンプを用い、その他は本実施例
と同様として実験し、解析した結果を比較例として図3
に併記する。図3の結果によると比較例に較べて、本実
施例は冷却油量が多く、熱伝達率も大きいことが判る。
この結果は、本実施例のように高い吐出圧力で冷却媒体
を吐出すれば、単位時間内に多量の冷却油を被加工材に
投与することができ、高い冷却効率が得られることを示
している。 (実験2)多段連続冷間鍛造機により約毎分60個の加
工速度で、室温以上500℃までの各温度に加熱したJ
IS SUS304の直径22.8mm丸棒を5段階で
六角ナット素形品に鍛造する。その第3段階において使
用する粉末高速度工具鋼製のパンチに対して本発明の鍛
造用パンチの冷却方法を適用する。
【0015】前記鍛造の第3段階においては、第2段階
の加工を終了し図示されていない移送手段によって移送
されてきた被加工材51を第3段階のダイス52に装着
し、待機位置にあったパンチ9を矢印Aの方向へ前進し
て被加工材51を加工し、所定の加工を行ったのちパン
チ9を後退して元の待機位置に戻すとともに、ノックア
ウトピン54を駆動して矢印Aの方向と反対方向に突出
し、被加工材51をダイス52の外へ押出す。押出され
た被加工材51を図示していない移送手段によって把持
し次段階へ移送する。ここにダイブロック53はダイス
52を保持するためのものである。
【0016】図4は上記鍛造工程においてパンチ9を待
機位置に戻した状態を示す。この状態において吐出管7
の備える吐出口8から吐出される冷却油2によってパン
チ9が冷却される。図5は本実施例の冷却系の構成を示
す模式図である。油温調節装置10は冷却油タンク1に
蓄える冷却油2の温度を所定の温度に調整し、保持す
る。ポンプ3は軸動力7.5kWの高圧ポンプである。
ポンプ3は吸込管4によって冷却油2を吸上げ、給油管
5によって吐出管7へ運び、吐出管7の備える吐出口8
から冷却油2を吐出する。ここに、吐出口8は前記待機
位置にあるパンチ9の先端部付近に1個設け、吐出口8
より冷却油2を吐出してパンチ9を冷却する。仕切弁6
は吐出管への冷却油2の供給を制御するためのものであ
る。
【0017】温度調節装置10を稼働して冷却油タンク
1内の冷却油2の温度を30℃に調節する。ポンプ3を
稼働して吐出口8から吐出する冷却油2の吐出圧力を3
0および50kgf/cm2 とする。前記待機位置にあ
るパンチ9の先端部に吐出口8から吐出する冷却油2が
当るように調整して前記多段連続冷間鍛造機を稼働す
る。
【0018】上記のように本実施例の方法によってパン
チ9を冷却しつつ、前記多段連続冷間鍛造機による鍛造
を行ったときの、前記第3段階におけるパンチ9のパン
チ寿命を調べた結果を一方向冷却法として表1に示す。
ここにパンチ寿命としては、パンチ9の成形ランド部が
0.05mm摩耗するまでに加工した被加工材51の個
数を採用する。なお、ランド部の摩耗量はレーザー変位
計によって測定する。
【0019】比較例としてポンプ3として軸動力0.7
5kWのポンプを用い、吐出圧力5および8kgf/c
2 として本実施例と同様な配置でパンチ9を冷却しつ
つ鍛造を行いパンチ9の寿命を調べた。その結果を表1
に併せて示す。なお、表1に示すパンチ寿命の値はそれ
ぞれの条件で5回づつ試験した結果の平均値である。
【0020】
【表1】
【0021】表1より、鍛造温度が同一のとき、本実施
例の方法によってパンチ9の冷却を行えば比較例の方法
による場合に較べて著しくパンチ寿命が長いことが明ら
かである。 (実験3)上記実験2と同様の工程、条件で同様な材料
を鍛造する。本実施例では図5における吐出管7および
吐出口8に代えて、噴射ノズル31および噴射ノズル支
持機構32を備える。
【0022】本実施例の噴射ノズル31および噴射ノズ
ル支持機構32部分の構成を図1に示す。図1は前記鍛
造加工においてパンチ9が待機位置にある状態を示す。
パンチホルダ41でパンチ9を支持し、さらにパンチホ
ルダ41をパンチブロック42で支持する。噴射ノズル
支持機構32を次のように構成する。パンチブロック4
2に支持される支持板35の三か所に貫通してガイド3
6を設ける。コイルばね38に支持棒37を貫通し、支
持棒37の先端を滑動自在にガイド36に嵌合する。止
め輪39は支持棒37がガイド36から脱出することを
防ぐ。支持棒37の他の一端にはねじ部を設け、これを
噴射ノズル31に設ける取付け孔30に貫通し、ナット
40によって噴射ノズル31を支持棒37と結合する。
【0023】噴射ノズル31はリング状で、リング内面
にパンチ9を中心とする同心円状に噴射孔33を設け
る。給油管5から送られる冷却油2を油送孔34によっ
て噴射孔33に導く。ストッパ29はパンチブロック4
2を矢印Aの方向に前進して加工を行うとき噴射ノズル
31の前進を抑制する。前記実験2と同様に、冷却油2
の温度を30℃とし、吐出圧力を30および50kgf
/cm2 に設定してポンプ3を稼働する。ポンプ3を稼
働することにより、給油管5から送られる冷却油2は油
送孔34によって噴射孔33に導かれ、冷却油2は噴射
孔33から噴射してパンチ9に当る。噴射孔33はパン
チ9を中心に同心円状に配置されているので、これらの
噴射孔33から噴射される冷却油2は集中的にパンチ9
に的中する。
【0024】ここで、前記実験2と同様に前記多段連続
冷間鍛造機を稼働する。第2段階の加工を終了して移送
されてきた被加工材51が第3段階のダイス52に装着
され、パンチブロック42が矢印A方向に前進し、待機
位置にあったパンチ9が被加工材51を加工する。この
とき、図6のようにストッパ29がダイブロック53の
前面に当接し、噴射ノズル31の前進が阻止される。そ
のため噴射ノズル31と支持板35とによりコイルばね
38が圧縮され、噴射ノズル31は相対的にパンチ9の
先端部から後退する。これにより噴射ノズル31がパン
チ9の加工工程を妨げることがない。
【0025】パンチ9による加工作業が終了すればパン
チブロック42は後退し、パンチ9は待機位置に戻る。
このとき、パンチブロック42に支持される支持板35
が後退するのでコイルばね38は伸張し、噴射ノズル3
1はパンチ9に対して相対的に前進する。これによっ
て、パンチ9が待機位置にもどったとき、噴射ノズル3
1はパンチ9の先端部に位置することができる。パンチ
9が待機位置に戻ったとき、噴射孔33より冷却油2が
噴出しているので、これによりパンチ9は冷却される。
【0026】パンチ9の後退に続いてノックアウトピン
54を矢印A方向と逆方向へ突出し、被加工材51をダ
イス52の外へ押出す。図示してない移送手段によって
被加工材51を把持し次工程へ送る。以上のようにし
て、前記第3段階の加工を行ったときのパンチ9のパン
チ寿命を、実験2の場合と同様にして調べた結果を集中
冷却法として表1に示す。表1より、本実施例の集中冷
却法による場合にはパンチ寿命が一層長いことが判る。
【0027】
【発明の効果】以上のように本発明の鍛造用パンチの冷
却方法によれば、多量の冷却媒体をパンチの要所に集中
的に噴射することができるので、効率的にパンチを冷却
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の噴射ノズルおよび噴射ノズル
支持機構を示す部分断面図である。
【図2】本発明の実施例による冷却能測定における装置
配置図である。
【図3】本発明の実施例における冷却油流量と熱伝達率
の関係を示す特性図である。
【図4】本発明の実施例における冷却油吐出管の配置を
示す模式図である。
【図5】本発明の実施例における装置の構成を示す模式
図である。
【図6】パンチが鍛造状態にあるときの、本発明の実施
例の噴射ノズルおよび噴射ノズル支持機構の状態を示す
部分断面図である。
【符号の説明】
1 冷却油タンク 2 冷却油 3 ポンプ 4 吸込管 5 給油管 6 仕切弁 7 吐出管 8 吐出口 9 パンチ 11 加熱器 12 温度測定試験片 13 試験面 14 圧力計 15 流量計 16 加熱器 17 遮蔽板 18 断熱体 19 温度制御装置 21、22、23、24 熱電対 25 記録計 29 ストッパ 30 取付け孔 31 噴射ノズル 32 噴射ノズル支持機構 33 噴射孔 34 油送孔 35 支持板 36 ガイド 37 支持棒 38 コイルばね 39 止め輪 40 ナット 41 パンチホルダ 42 パンチブロック 51 被加工材 52 ダイス 53 ダイブロック 54 ノックアウトピン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鍛造用パンチの冷却において、10kg
    f/cm2 以上の吐出圧力で冷却媒体を前記パンチの表
    面に向かって噴射することを特徴とする鍛造用パンチの
    冷却方法。
  2. 【請求項2】 被加工材をダイスに挿入し、パンチを前
    記被加工材に向かって前進して前記被加工材を加工した
    のち、前記パンチを待機位置まで後退する鍛造工程にお
    いて、前記待機位置まで後退したパンチの周囲に同心円
    状に設ける冷却媒体噴射孔から冷却媒体を噴射すること
    を特徴とする請求項1記載の鍛造用パンチの冷却方法。
JP15612494A 1994-07-07 1994-07-07 鍛造用パンチの冷却方法 Pending JPH0824986A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110216202A (zh) * 2019-07-15 2019-09-10 叶洪蔚 一种冲切模具用的退料浸油式装夹装置
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Effective date: 20040316