JPS5938058B2 - フランジ付長尺管の直接鍛造装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属溶湯を高圧下ｔとおいて直接金型内で凝固
させ、引き続き前記金型を使用して塑性加工を連続して
行なう直接鍛造法である特開昭５１−１２：６３３０に
関連して長尺管の一端に他の管と接続すべき管フランジ
を有する形状およびそれに類する形状を成形するための
装置の改良に関するものである。

直接鍛造法は第１図１こ示すようｌこ主型１とシリンダ
ＣＹＬ−３に接続された中子型２とから成る金型ｔこ溶
融金属を注入し、シリンダＣＹＬ−１／こより昇降自在
の加圧ポンチ３とシリンダＣＹＬ−２で支持されるプラ
グ型４とにより金型を閉塞して高圧下で凝固せしめる加
圧機構と、凝固後適当温度範囲でプラグ型４を上昇させ
て金型の上部を開放するとともに、加圧ポンチ３を下降
させて金属を塑性流動させるための除圧および加圧操作
機構の複動加圧操作を必要とする。

さらに、加圧下での凝固期間とこれに連続する塑性加工
開始時期の設定および瞬間の加圧切替が必須である。

これは例えば比較的小形の製品あるいは加圧ストローク
の短い成形の場合は汎用の複動油圧プレスを用いて手動
もしくは電気的ｌこ油圧回路を制御することにより可能
である。

しかしながら、第２図に示すような７／Ｄ１が５以上の
長尺形状で且つ端部にフランジを有するような製品で塑
性変形時比較的長いストロークを要する押出加工が必要
な場合は、■ 製品の全長が長いので、製品を金型から
取出すために充分なデーライト（金敷上面とラム下面と
の間隔）が必要であるが、通常の縦型プレスでは限度が
あること、 ■ デーライトが長くなるｔこつれて成形時ｔこ加圧シ
リンダを昇降させる時間が増大して作業時間が長くなり
、また加圧に際して重要な因子であるタイミングの調整
が困難であること、 ■ ストロークが長いシリンダでは先端に取けけられた
加圧ポンチの調心精度が悪くなり、金型のミスマツチが
多くなることなど生産技術上問題があり、生産原価、金
型費用の高騰の原因ともなり実用上好ましくない。

本発明は上記の諸事情に基づいてなされたもので、口高
を有する主型と、該主型の底面中央に昇降自在に挿着さ
れたフランジげ中子型と、水平方向に移動可能な２以上
の断面逆り字形の部材から成り且つ一体に組寸けられた
よき前記主型の内側面に沿って昇降自在に形成された加
圧ポンチさ、該加圧ポンチｔこ内接して昇降自在であり
且つ該加圧ポンチから離脱後側方に移動可能に形成され
たプラグ型と、前記主型の下端面に沿って摺動可能な離
型用ストッパーとを備えたことを特徴とするフランジ寸
長尺管の直接鍛造装置であり、その目的とするところは
管の長さｌこ制約されることなく加圧下凝固の収縮量と
押出過程のポンチ押込１こ要する長さだけのストローク
でフランジげ長尺管を成形することのできる装置を提供
すること１こある。

本発明装置６４大別して金属溶湯を保持する鋳型、金属
溶湯を加圧し且つ凝固した金属に塑性変形を起させるた
めの加圧ポンチ、金属溶湯加圧時に鋳型を閉塞するプラ
グ型および成形品を取出すための離型用ストッパーの４
つ部分から構成されている。

鋳型は製品のフランジ外径１こ一致する大きさの口高を
有する主型と該主型の底面中央に昇降自在に挿着された
フランジは中子型とから成る。

ここで中子型１こフランジ部を設は且つ昇降自在とする
のは成形後の離型を容易にするためのノックアウト板の
機能を与えるためである。

加圧ポンチ６′；１水平方向１こ移動可能な２以上の断
面逆り字形の部材から成り且つ一体に組げけられたとき
前記主型の内側面に沿って摺動自在１こ形成されており
、金属溶湯を加圧する時（コ一体の加圧ポンチとなり、
塑性加工時には管外形状を成形する一体のダイスとなり
、さらに成形品を取出す時は２以上ｔと分割して側方に
移動できるものである。

プラグ型６４前記加圧ポンチに内接して昇降自在であり
且つ前記加圧ポンチから離脱後側方に移動可能に形成さ
れており、金属溶湯加圧時には密閉金型の一部であり、
また加圧ポンチの一部となり、塑性加工時には側方ｔこ
移動して金属を塑性流出せしめる開口部を形成するもの
である。

最後に、離型用ストッパーは前記主型の上端面に沿って
摺動可能に形成されており、成形品下端面と主型上端面
間に挿入して成形品から中子型を抜き出す機能を有する
ものである。

本発明装置６Ａ上記の如く構成されているので、直接鍛
造を行なうために（」先ず主型に中子型をセットして鋳
型を準備し、金属溶湯を注入する。

次に側方に位置していたプラグ型を主型中心線上に一致
するように移動させ、下端が中子型上面ｔこ接するまで
下降させる。

また、２ヶ以上ｌこ分割されて側方１こ位置している加
圧ポンチを一体に組オけて主型内側面およびプラグ型外
周面に沿って溶湯面に接するまで下降させる。

このようにして密閉金型を形成した後、加圧ポンチをさ
らに下降させて加圧凝固を行なわせる。

凝固が完了したならば、プラグ型を上昇させて加圧ポン
チから離脱後側方ｌこ移動させて鋳型上部に開口部を設
ける。

この後、加圧ポンチを再び下降させて金属に塑性変形を
加えると、前記開口部から金属が上方へ流出してパイプ
部が形成されていく。

加圧ポンチの下降は加圧ポンチと主型との間隙が製品フ
ランジの肉厚になるまで続ける。

塑性加工完了後、加圧ポンチおよび中子型を上昇させて
成形品を主型から抜き出す。

主型から離脱後加圧ポンチは２ヶ以上ｔこ分割して側方
１こ移動させることにより離型させる。

さらに、主型上端面と中子型フランジ部下端面の間（こ
離型用ストッパーを挿入し、中子型を下降させることｔ
こより成形品を中子型から離型させる。

従って、本発明装置を用いれば、フランジは長尺管を成
形する場合、加圧機構のストローク（４管状部の押出長
さに無関係７こ加圧下凝固の収縮量と押出過程のポンチ
押込に要する長さだけで充分である。

このため、デーライトの短いプレスで長尺の成形が可能
となり、生産時間が短くなり原価の低減に寄与するなど
実用上極めて有用なものであるといえる。

以下本発明の実施例を図面を参照して詳細１こ説明する
ことにする。

第３図乃至第６図において、１は主型、２は中子型、３
６１加圧ポンチ、４はプラグ型、５は可動プラテン、６
はスライド板、７上部固定プラテン、８６４ストツパー
、９は成形品である。

第３図における操作Ｌｌｌ先ず第３図ａに示すように、
溶湯加圧および押出成形用の油圧シリンダＣＹＬｉＸ２
によって可動するプラテン５に懸垂されたサイドシリン
ダＣＹＬ−４に接続する加圧ポンチ３が主型１の上方に
あって主型１１こ溶湯を注入するに充分且つ最小限の間
隔を有している。

主型１内には下部シリンダＣＹＬ−６に接続する中子型
２が挿着されておの、この上にサイドシリンダＣＹＬ−
３によって側方にスライドできるスライド板６に取げけ
られたプラグ用シリンク℃ＹＬ−２に接続したプラグ型
４がある。

即ち、第３図ａにおいて可動プラテン５およびプラグ型
４が図示の位置より上方に位置する状態で、主型１１こ
適当量の溶湯を注入し、ＣＹＬ−２によってプラグ型４
の締げけを行なうとともに、シリンダＣＹＬ−１の作動
して加圧ポンチ３を下降させて溶湯を加圧凝固させる。

ここでＣＹＬ−２とＣＹＬｉの溶湯加圧のタイミングは
同時もしくはＣＹＬ−２の方の負荷が早くなければなら
ず、ＣＹＬ−２の負荷圧ＬｉＣＹＬ−１によって溶湯に
加えられる静水圧ｌこより発生しプラグ型４を押し上げ
る面圧の１．０〜２．０倍を必要とする。

ＣＹＬ−２の負荷圧が低いとプラグ型４と中子型２の間
に鋳バリを発生し、さらには溶湯が吹出すことになる。

また、負荷圧が高すぎるとプラグ型４あるいは中子型２
の変形につながる。

この間の加圧ポンチ３の変位および圧力と時間の関係は
第７図の１１に相当する。

次に凝固した材料が金型および加圧ポンチ３へ熱を放散
し冷却される過程で塑性変形適正温度に到達したならば
、ＣＹＬ−２を作動させてプラグ型４の締けけを解除し
、これと同時またはやや遅れてＣＹＬ−１を増圧し押出
を開始するとともに、プラグ型４をＣＹＬ−２によって
上方へ抜き出し、さらに押出された管状部と接触しない
位置までＣＹＬ−３によりスライド板６で側方ｔこ移動
させる。

第３図すにおいて示すように押出された管状部９は上部
固定プラテン７に設けられた製品フランジ径より大きい
開口部を突抜けて押出されてもよく、プレスのデーライ
トに無関係に成形することができる。

加圧ポンチ３による圧力負荷は主型１に残った管フラン
ジ部が所定の肉厚になるまで行ない成形を終了する。

この間の加圧ポンチ３の変位および圧力と時間の関係は
第７図のｔ２に相当する。

成形が終了したならば第４図ａに示すように下部シリン
ダＣ’ＹＬ−６を上方に作動させ主型１から加圧ポンチ
３、製品９および中子型２を抜き出し、中子抜きストッ
パー８を取附けたサイドシリンダＣＹＬ−５を作動させ
て主型１上端と製品９下端面の間にストッパー８を挿入
してＣＹＬ−６を下方ｌこ作動させ、製品９から中子型
２を抜き出す。

さらに第３図すに示すよう【こ、ＣＹＬ−４により加圧
ポンチ３を両側方に開き、製品９のフランジ部に接触し
ない位置まで移動する。

最後に製品は上部固定プラテン７に設けられた開口部を
通って上方ｌこ抜き出し、同時１こＣＹＬ−５を側方の
もとの位置にもどす。

次の成形のために？；ＪＣＹＬ−２およびＣＹＬ−３を
作動させプラグ型４を挿入するとともにＣＹＬ−４によ
り加圧ポンチ３を両側方より中心に移動させる。

これら一連の各シリンダの操作は全て電気的な自動操作
にしてもよく、あるいは成形条件の設定上時間的な制約
を受けないサイドシリンダＣＹＬ−３Ｉこよるプラグ型
４の側方への移動、サイドシリンダＣＹＬ−４による加
圧ポンチ３のｆｊｌｌＪ方への移動およびサイドシリン
ダＣＹＬ−５１こよるストッパー８の作動は油圧機構を
簡素化するためｔこ手動スライド式にしてもよい。

また、製品によっては第５図に示すようｆこ一亘中子型
２を上昇させて加圧ポンプ３から抜き出した後、再び加
圧ポンチ３を一体化してその上端面を離型用ストッパー
８の代りに用いて離型用ストッパー８を省略することが
できる。

さらｆこ、プラグ型４の締は移動機構は第３図々示の如
く単独行動でもよいが、溶湯加圧時は第６図々示の如＜
ＣＹＬ−７１と接続した締は板１０および締寸鞘ｔｉｔ
こよりプラグ型４を加圧ポンチ３と一体ｌこして加圧し
、次いで押出成形時ｔこは瞬間的にＣＹＬ−１を除荷す
るとともに、縮寸板１０を締げ鞘１１から側方に移動さ
せてプラグ型４の締はを解き、ＣＹＬ−１を再負荷して
押出成形を開始する。

このとき、プラグ型４は押出された製品９の上端と共ｔ
こ上方に抜き出される。

これは製品が比較的小径でプラグ型４が軽量の時、即ち
プラグ型４を持運べる時ｌこ有効で、第３図図示のＣＹ
Ｌ−２を省略することができる。

但し、溶湯加圧時の押込量に見合ったスライド部１２を
プラグ型４と中子型２の間ｌこ設けなければならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の直接鍛造装置を示す断面図、第２図はフ
ランジは長尺管の断面図、第３図乃至第６図は本発明装
置の実施例を示す断面図、第７図は直接鍛造時のＣＹＬ
−１の圧力と加圧ポンチの変位の時間的変化を示す線図
である。 符号の説明、１・・・・・・主型、２・・・・・・中子
型、３・・・・・・加圧ポンチ、４・・・・・・プラグ
型、５・・・・・・可動プラテン、６・・曲スライド板
、７・・曲上部固定プラテン、８・・・・・・ストッパ
ー、９・・”４品、１０・・四線は板、１１・・曲締吋
鞘、１２・・曲スライド部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 口高を有する主型と、該主型の底面中央に昇降自在
   に挿着されたフランジは中子型と、水平方向に移動可能
   な２以上の断面逆り字形の部材から成り且つ一本に組け
   けられたとき前記主型の内側面に沿って昇降自在に形成
   された加圧ポンチと、該加圧ポンチに内接して昇降自在
   であり且つ該加圧ポンチから離脱後側方に移動可能に形
   成されたプラグ型と、前記主型の上端面に沿って摺動可
   能な離型用ストッパーとを備えたことを特徴とするフラ
   ンジは長尺管の直接鍛造装置。