JPH11169997A - 鍛造用金型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ポンチとダイスとの間でカジリが発生すること
を抑制するとともに、鍛造成形によって得られる鍛造品
の同軸度を高精度に保持することにある。 【解決手段】鍛造用金型装置１０は、キャビティ４２に
配設された鍛造用素材に対して加圧力を付与するポンチ
３０と、前記ポンチ３０の外周部の一部を囲繞するよう
に装着され、該ポンチ３０と一体的に変位するガイドス
リーブ５４と、前記ポンチ３０が鍛造用素材に対して加
圧力を付与する際に前記ガイドスリーブ５４が圧入され
る孔部３２が形成された第１リング体３４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、型部材に形成され
るキャビティに鍛造用素材が配設され、ポンチの圧入作
用下に前記鍛造用素材を鍛造成形する鍛造用金型装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、互いに接合された上部ダイス
および下部ダイスに形成される鍛造用キャビティに鍛造
用素材を挿入し、ポンチを介して前記鍛造用素材に加圧
力を付与することにより該鍛造用素材を所定形状に鍛造
成形する金型装置が知られている。

【０００３】ここで、本出願人が案出した冷間鍛造用金
型を図１０Ａに示す（特開平７−１７８４９３号公報参
照）。

【０００４】この冷間鍛造用金型１は、締結手段２を介
して互いに接合される下部ダイス３および上部ダイス４
がダイホルダ５上に設置される。前記下部ダイス３およ
び上部ダイス４には、鍛造用素材６が装填されるキャビ
ティ７が形成され、前記キャビティ７内に装填された鍛
造用素材６を加圧するためのポンチ８が設けられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記の従来
技術に係る冷間鍛造用金型１を含む一般的な鍛造用金型
装置では、図１０Ｂに示されるように、鍛造用素材６に
対して加圧力を付与するポンチ８と前記ポンチ８が挿入
される上部ダイス４の孔部９との間に、所定のクリアラ
ンスＤ（約０．１ｍｍ程度）が設定されているのが通常
である。換言すると、上部ダイス４の孔部９に挿入され
る部分のポンチ８の直径に対し、前記ポンチ８が挿入さ
れる上部ダイス４の孔部９の直径が若干大きく形成され
ている。

【０００６】この場合、前記クリアランスＤが小さい
と、ショット数が増加するにつれてポンチ８が発熱し熱
膨張することにより、ポンチ８の外周面や上部ダイス４
の孔部９の内壁面にそれぞれカジリが発生するという不
具合がある。

【０００７】また、クリアランスＤがあるために、上部
ダイス４と下部ダイス３とは、クリアランスＤの範囲内
において芯ずれした状態で組み付けられる。さらに、鍛
造成形中に、ポンチ８に横方向の偏荷重が付与されると
該ポンチ８がクリアランスＤの範囲内において横方向に
偏位した状態で鍛造用素材６に対して加圧力が付与され
る。

【０００８】このように、クリアランスＤに起因して、
上部および下部ダイス４、３によって形成されるキャビ
ティ７とポンチ８との間で芯ずれが発生し、例えば、等
速ジョイントを構成するアウタ部材を鍛造成形した場
合、前記アウタ部材のカップ部の軸線と軸部の軸線とが
一致しない、芯ずれを生ずるという不具合がある。

【０００９】本発明は、前記の種々の不都合を克服する
ためになされたものであり、ポンチとダイスとの間でカ
ジリが発生することを抑制するとともに、鍛造成形によ
って得られる鍛造品の同軸度を高精度に保持することが
可能な鍛造用金型装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【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、鍛造用素材が配設されるキャビティが
形成された型部材と、前記キャビティに配設された鍛造
用素材に対して加圧力を付与するポンチと、前記ポンチ
の外周部の一部を囲繞するように装着され、該ポンチと
一体的に変位するスリーブ部材と、前記型部材と一体的
に接合され、前記ポンチが鍛造用素材に対して加圧力を
付与する際に前記スリーブ部材が圧入される孔部が形成
されたリング体と、を備えることを特徴とする。

【００１１】この場合、スリーブ部材の外周側の直径
は、リング体の孔部の内周側の直径よりも若干大きく設
定される。また、スリーブ部材の外周部には複数の孔部
が形成され、前記複数の孔部内にグラファイトを設ける
ことにより、潤滑性が良好に保持される。なお、前記リ
ング体には、キャビティと同軸に加工された孔部が形成
される。

【００１２】さらに、リング体の孔部には、圧入される
スリーブ部材を案内する溝部を形成することにより、ス
リーブ部材をリング体の孔部内に円滑に圧入することが
できる。

【００１３】なお、ポンチを組み付ける際、外周部にス
リーブ部材が装着されたポンチをリング体の孔部に圧入
した状態において前記ポンチを固定することにより、前
記ポンチと型部材とが同軸に組み付けられる。また、ポ
ンチがスリーブ部材を介してリング体の孔部に圧入され
た後に鍛造成形が開始され、前記鍛造成形中、前記ポン
チが型部材のリング体に圧入された状態に保持される。
このため、ポンチに横方向の偏荷重が付与された場合で
あっても、該ポンチが横方向に偏位することが阻止さ
れ、同軸度が高い鍛造品を得ることができる。

【００１４】前記スリーブ部材とリング体とを、それぞ
れ異種の金属製材料によって形成し、しかも、リング体
を、スリーブ部材よりも硬質な金属製材料によって形成
することにより、カジリの発生を防止することができ
る。

【００１５】さらにまた、ポンチをリング体の孔部に向
かって案内する複数のガイド手段が設けられ、前記ガイ
ド手段には、ダイホルダに立設されたガイド本体と、前
記ガイド本体に対して線接触または面接触した状態で該
ガイド本体の軸線方向に沿って変位するガイドリングと
が含まれる。この結果、前記ガイド手段の案内作用下
に、外周部にスリーブ部材が装着されたポンチを、型部
材に設けられたリング体の中心に円滑に圧入することが
できる。

【００１６】さらにまた、型部材には、上部ダイスおよ
び下部ダイスを外嵌するように形成された圧入リングが
設けられ、前記圧入リングによって、前記上部ダイス、
下部ダイスおよびリング体を一体的に接合することがで
きる。

【００１７】なお、スリーブ部材をポンチに対して着脱
自在に設けることにより、該スリーブ部材を他の新たな
スリーブと簡便に交換することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明に係る鍛造用金型装置につ
いて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しなが
ら以下詳細に説明する。

【００１９】図１において、参照数字１０は、本実施の
形態に係る鍛造用金型装置を示し、この鍛造用金型装置
１０は、四隅角部に近接して複数のガイド手段１２ａ〜
１２ｄ（図３参照）が立設された第１ダイホルダ１４
と、前記第１ダイホルダ１４の中心部に積層して設けら
れた第２ダイホルダ１６および第３ダイホルダ１８とを
有する。

【００２０】前記第２ダイホルダ１６上には、一体的に
形成された厚肉な圧入リング２０が締結手段２２を介し
て固定され、前記圧入リング２０の孔部内には、薄肉に
形成されたスリーブ２４を介して上部ダイス２６および
下部ダイス２８が一体的に接合される。前記締結手段２
２は、図１並びに図３に示されるように、圧入リング２
０の段部に係合する固定プレート２７および前記固定プ
レート２７を第１ダイホルダ１４に保持する複数のボル
ト２９とを含む。

【００２１】前記上部ダイス２６の上面には、ポンチ３
０が圧入される孔部３２が形成された第１リング体３４
が一体的に接合され、またスリーブ２４の上面には前記
第１リング体３４に外嵌される第２リング体３６が一体
的に接合される。この場合、第１リング体３４および第
２リング体３６をそれぞれ別体で構成することなく、リ
ング体として一体的に形成してもよい。

【００２２】なお、前記第１リング体３４の孔部３２の
上部には、図６に示されるように、ポンチ３０が圧入さ
れる際に該ポンチ３０を案内する環状の溝部３８が形成
されている。また、前記第１リング体３４の孔部３２に
圧入されるポンチ３０の一端部は、鍛造成形される製品
の凹凸形状に対応して所望の凸凹形状が形成されてい
る。

【００２３】第１リング体３４は、例えば、超硬材料に
よって形成され、焼ばめ処理が施された第２リング体３
６によって中心に向かって強く締め付けられた状態にあ
る。また、前記第１リング体３４および第２リング体３
６は、圧入リング２０のねじ孔に螺入される締結リング
４０のテーパ部によって緊締されることにより、上部ダ
イス２６、下部ダイス２８およびスリーブ２４と一体的
に接合されている。

【００２４】この場合、第１リング体３４、上部ダイス
２６および下部ダイス２８によってキャビティ４２が形
成され、前記キャビティ４２の下部側には、鍛造品を押
し出すためのノックアウトピン４４が第２ダイホルダ１
６および第３ダイホルダ１８に形成された孔部４６に沿
って進退自在に配設される。このキャビティ４２には、
鍛造用素材として図８Ｄに示されるような第２次成形品
４８が装填される。

【００２５】圧入リング２０から所定距離離間する上方
には、図示しない機械プレスのラム（図示せず）に連結
され、前記機械プレスの駆動作用下にラムと一体的に上
下方向に沿って変位する昇降部材５０が設けられる。前
記昇降部材５０には治具５２を介してポンチ３０が固定
され、前記ポンチ３０の外周部の所定部分には円筒状の
金属製材料で形成されたガイドスリーブ（スリーブ部
材）５４が外嵌される。

【００２６】図７に示されるように、前記ガイドスリー
ブ５４には、複数の孔部を介してグラファイト５６が埋
設され、第１リング体３４の孔部３２に対して圧入され
る際の潤滑特性を良好に保持することができる。また、
図６に示されるように、ポンチ３０に外嵌されたガイド
スリーブ５４の外周側の直径Ａは、第１リング体３４の
孔部３２の内周側の直径Ｂよりも若干大きく設定されて
いる。

【００２７】なお、ガイドスリーブ５４は、例えば、Ｓ
ＫＤ１１、ＦＣ２５またはＦＣ３０等の金属製材料によ
って形成され、また、第１リング体３４は、ガイドスリ
ーブ５４よりも硬質な材料によって形成されると好適で
ある。

【００２８】ポンチ３０は、第１ダイホルダ１４に立設
された複数のガイド手段１２ａ〜１２ｄの案内作用下に
昇降部材５０と一体的に上下方向に沿って変位自在に設
けられる。

【００２９】このガイド手段１２ａ（１２ｂ〜１２ｄ）
は、図４に示されるように、第１ダイホルダ１４に固定
された長尺なポスト本体５８と、前記昇降部材５０に連
結され該昇降部材５０と一体的に変位する円筒状のカバ
ー部材６０と、ポスト本体５８の外周部を囲繞するよう
に設けられ、カバー部材６０の環状段部６２に係合する
ことによりポスト本体５８の軸線方向に沿って摺動変位
するガイドリング６４と、前記ガイドリング６４を支持
するばね部材６６とを有する。

【００３０】前記ガイドリング６４には、軸線方向に沿
って略平行に複数列の孔部６８が形成され、前記孔部６
８内には略円柱状の転動部材７０が転動自在に配設され
る。また、ポスト本体５８の外周面には、軸線方向に沿
って延在し略平行に複数列形成された平坦な第１転動面
７２が形成され、一方、カバー部材６０の内壁面には、
前記第１転動面７２と対向する平坦な第２転動面７４が
形成される。

【００３１】この場合、転動部材７０が前記第１転動面
７２と第２転動面７４とにそれぞれ線接触した状態で転
動することにより、昇降部材５０に連結されたカバー部
材６０と前記カバー部材６０に係合するガイドリング６
４とがポスト本体５８の軸線方向に沿って一体的に変位
する。

【００３２】なお、ガイドリング６４の孔部６８に転動
部材７０を設けずに、ガイドリング６４をポスト本体５
８の外周面を囲繞するように形成し、前記ガイドリング
６４がポスト本体５８に対して面接触しながら相対的に
摺動変位するように形成してもよい。

【００３３】本発明の実施の形態に係る鍛造用金型装置
１０は、基本的には以上のように構成されるものであ
り、次にその動作並びに作用効果について説明する。な
お、鍛造品として等速ジョイントを構成するアウタカッ
プを鍛造成形する場合を例にして以下説明する。

【００３４】図８Ａに示されるような円柱状のビレット
７６に対し図示しない金型装置によって第１次鍛造成形
を施すことにより、図８Ｂに示されるように中間部の段
部を介して直径がそれぞれ異なる第１次成形品７８が得
られる。続いて、前記第１次成形品７８に対して予備成
形を施した後（図８Ｃ参照）、さらに、図示しない他の
金型装置によって第２次鍛造成形を行うことにより、図
８Ｄに示されるようなカップ部８０と軸部８２とからな
る第２次成形品４８が得られる。

【００３５】本実施の形態に係る鍛造用金型装置１０
は、この第２次成形品４８を鍛造用素材としてさらに第
３次鍛造成形を施すものである。

【００３６】まず、準備作業として、第１リング体３４
の孔部３２内にガイドスリーブ５４が外嵌されたポンチ
３０を挿入した状態において、上部ダイス２６、下部ダ
イス２８、スリーブ２４および圧入リング２０等を一体
的に組み付けることにより、上部ダイス２６および下部
ダイス２８に形成されるキャビティ４２に対してポンチ
３０が位置決めされる。

【００３７】ポンチ３０が図示しない上昇位置に配置さ
れた状態において、キャビティ４２に鍛造素材である第
２次成形品４８を装填する。そして、図示しない機械プ
レスの駆動作用下にラム（図示せず）に連結された昇降
部材５０と一体的にポンチ３０が下降し、図１に示す状
態となることにより鍛造成形が開始される。

【００３８】なお、ポンチ３０が昇降部材５０と一体的
に下降する際、前記昇降部材５０と第１ダイホルダ１４
との間に設けられた複数（例えば、４本）のガイド手段
１２ａ〜１２ｄによって横方向の偏荷重が好適に吸収さ
れ、前記ポンチ３０が第１リング体３４の中心に円滑に
圧入される。

【００３９】鍛造成形を開始する際、ポンチ３０の外周
面の一部に外嵌されたガイドスリーブ５４は、第１リン
グ体３４の孔部３２の上端部に形成された環状の溝部３
８の案内作用下に進入し、さらに、ポンチ３０が下降す
ることにより、ポンチ３０およびガイドスリーブ５４
は、第１リング体３４の孔部３２内に圧入された状態で
一体的に変位する。

【００４０】このようにしてポンチ３０が下降し、図１
に示される成形開始位置から図２に示される成形終了位
置に到達することにより、このポンチ３０と下部ダイス
２８および上部ダイス２６を介して鍛造用素材に対して
鍛造成形が施され、前記鍛造用素材がキャビティの形状
に沿って塑性流動する。

【００４１】このようにして鍛造成形が終了した後、図
示しない機械プレスの駆動作用下にラム（図示せず）に
連結された昇降部材５０と一体的にポンチ３０が所定位
置まで上昇することにより、該ポンチ３０およびガイド
スリーブ５４が第１リング体３４の孔部３２から離間
し、次なる工程の待機状態となる。そして、ノックアウ
トピン４４の変位作用下に鍛造製品８４（図９参照）が
取り出される。

【００４２】本実施の形態では、鍛造用素材に対し加圧
力が付与される際、ポンチ３０に外嵌されたガイドスリ
ーブ５４が第１リング体３４の孔部３２に圧入された状
態にあり、前記圧入状態を維持しながらポンチ３０が下
降する。

【００４３】従って、本実施の形態では、第１リング体
３４の孔部３２にガイドスリーブ５４を介してポンチ３
０が圧入された状態で鍛造用素材に対して加圧力が付与
され、該ポンチ３０が横方向に芯ずれを起こすことがな
いため、図９に示されるように、鍛造製品８４として得
られるアウタカップのカップ部８６の軸線Ｅと軸部８８
の軸線Ｆとの同軸度を高精度に保持することが可能とな
る。この場合、前記アウタカップの軸部８８の振れを、
例えば、０．０６ｍｍ以下に抑制することができた。

【００４４】また、ガイドスリーブ５４と第１リング体
３４とをそれぞれ異種金属製材料によって形成し、しか
も、ガイドスリーブ５４に埋設されたグラファイト５６
によって潤滑特性を良好に保持することにより、該ガイ
ドスリーブ５４および第１リング体３４の摺動面にカジ
リが発生することを抑制することが可能となる。

【００４５】さらにまた、治具５２を介してガイドスリ
ーブ５４をポンチ３０に対して着脱自在に設けることに
より、前記ガイドスリーブ５４を他の新たなガイドスリ
ーブ５４と簡便に交換することができるという利点があ
る。

【００４６】加えて、例えば、パルサー（図示せず）の
取付部位であるアウタカップのカップ部８６の外周面を
直接的に研削することができる。

【００４７】なお、本実施の形態では、等速ジョイント
を構成するアウタカップを鍛造用素材として用いている
がこれに限定されるものではなく、例えば、図示しない
段付き部品、段付き歯車等のように部品のある部分と他
の部分との間で同軸精度が必要とされる種々の鍛造成形
品に適用することができることは、勿論である。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。

【００４９】すなわち、鍛造用素材に対し加圧力が付与
される際、ポンチに外嵌されたスリーブ部材がリング体
の孔部に圧入された状態にあり、前記圧入状態を維持し
ながらポンチによって鍛造成形が開始される。

【００５０】従って、ポンチが横方向に芯ずれを起こす
ことがないため、得られる鍛造製品の同軸精度を高精度
に保持することが可能となる。

【００５１】また、スリーブ部材とリング体とをそれぞ
れ異種金属製材料によって形成し、しかも、スリーブ部
材に設けられたグラファイトによって潤滑特性を良好に
保持することにより、スリーブ部材およびリング体の摺
動面にカジリが発生することを抑制することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る鍛造用金型装置の縦
断面図である。

【図２】図１に示す鍛造成形開始位置からポンチが下降
して鍛造成形が終了した状態を示す動作説明図である。

【図３】図１に示す鍛造用金型装置の一部断面平面図で
ある。

【図４】図１に示す鍛造用金型装置に設けられたガイド
手段の説明図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ線に沿った横断面図である。

【図６】第１リング体にポンチおよびガイドスリーブが
圧入される状態を示す部分拡大図である。

【図７】ポンチに外嵌されるガイドスリーブを示す斜視
図である。

【図８】図８Ａ〜図８Ｄは、それぞれ、等速ジョイント
を構成するアウタカップの製造工程を示す説明図であ
る。

【図９】図１に示す鍛造用金型装置によって鍛造成形さ
れる鍛造品の縦断面図である。

【図１０】図１０Ａは、本出願人が案出した従来技術に
係る冷間鍛造用金型の縦断面図、図１０Ｂは、図１０Ａ
の部分拡大図である。

【符号の説明】

１０…鍛造用金型装置 １２ａ〜１２ｄ…
ガイド手段 １４、１６、１８…ダイホルダ ２０…圧入リング ２６、２８…ダイス ３０…ポンチ ３２、４６…孔部 ３４、３６…リン
グ体 ３８…溝部 ４０…締結リング ４２…キャビティ ４４…ノックアウ
トピン ５０…昇降部材 ５４…ガイドスリ
ーブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｂ２１Ｋ 1/14 Ｂ２１Ｋ 1/14 Ａ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鍛造用素材が配設されるキャビティが形成
   された型部材と、 前記キャビティに配設された鍛造用素材に対して加圧力
   を付与するポンチと、 前記ポンチの外周部の一部を囲繞するように装着され、
   該ポンチと一体的に変位するスリーブ部材と、 前記型部材と一体的に接合され、前記ポンチが鍛造用素
   材に対して加圧力を付与する際に前記スリーブ部材が圧
   入される孔部が形成されたリング体と、 を備えることを特徴とする鍛造用金型装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の装置において、スリーブ部
   材の外周側の直径は、リング体の孔部の内周側の直径よ
   りも大きく設定されることを特徴とする鍛造用金型装
   置。
3. 【請求項３】請求項１記載の装置において、スリーブ部
   材の外周部に複数の孔部が形成され、前記複数の孔部内
   にグラファイトが設けられることを特徴とする鍛造用金
   型装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の装置において、リング体の
   孔部には、圧入されるスリーブ部材を案内する溝部が形
   成されることを特徴とする鍛造用金型装置。
5. 【請求項５】請求項１記載の装置において、スリーブ部
   材とリング体とは、それぞれ異種の金属製材料によって
   形成されることを特徴とする鍛造用金型装置。
6. 【請求項６】請求項１記載の装置において、リング体
   は、スリーブ部材よりも硬質な金属製材料によって形成
   されることを特徴とする鍛造用金型装置。
7. 【請求項７】請求項１記載の装置において、ポンチをリ
   ング体の孔部に向かって案内する複数のガイド手段が設
   けられ、前記ガイド手段は、ダイホルダに立設されたガ
   イド本体と、前記ガイド本体に対して線接触または面接
   触した状態で該ガイド本体の軸線方向に沿って変位する
   ガイドリングとを含むことを特徴とする鍛造用金型装
   置。
8. 【請求項８】請求項１記載の装置において、型部材は、
   キャビティが形成される上部ダイスおよび下部ダイス
   と、前記上部ダイスおよび下部ダイスを外嵌するように
   形成され、前記上部ダイス、下部ダイスおよびリング体
   を一体的に接合する圧入リングとを含むことを特徴とす
   る鍛造用金型装置。
9. 【請求項９】請求項１記載の装置において、スリーブ部
   材は、ポンチに対して着脱自在に装着されることを特徴
   とする鍛造用金型装置。