JP2010115703A

JP2010115703A - 閉塞鍛造装置

Info

Publication number: JP2010115703A
Application number: JP2008315046A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Matsunaga; 修一松永
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-11-13
Filing date: 2008-11-13
Publication date: 2010-05-27

Abstract

【課題】従来技術では外部圧力発生装置と、外部圧力発生装置からプレス機械のスライド及びボルスタまでの配管と、ダイ位置規制装置が不可欠で、閉塞鍛造装置が高価にならざるを得なかったが、本発明はこれらの欠点を解決するための閉塞鍛造装置を提供する。
【解決手段】プレス機械に取付けて使用する対向する一対のダイセットプレート（２０）及び（４０）において、ダイセットプレート（２０）には可動ダイ（２１）と、固定パンチ（２３）と、ダイ側ピストン（２４）と、、液体（２７）と、前進用ピストン（２９）を設け、ダイセットプレート（４０）には固定ダイ（４１）と、可動パンチ（４３）と、パンチ側ピストン（４４）と、液体（４７）と、後退用ピストン（４９）を設け、成形時における可動ダイ（２１）と固定ダイ（４１）の当接する力を、液体（２７）と液体（４７）を介して固定パンチ（２３）と可動パンチ（４３）の潰し成形する力に変換させるとともに、可動パンチ（４３）の位置を制御することを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明はプレス機械に取り付けて使用する閉塞鍛造装置に関するものである。

図１及び図２に示すような形状の等速ジョイントのスパイダ等で代表される鍛造完成品（２）を、図３に示す鍛造用素材（１）から閉塞鍛造で成形する場合の従来の方法について図４を用いて説明する。図４の左半分は成形直前の状態を、また、右半分は成形完了時の状態をそれぞれ示しており、プレス機械のスライドが下降を始めると型彫り面を互いに対向せしめられた上下一対のダイ（３）及び（４）が外部の液圧発生装置等の圧力で上下方向に当接した状態を保持したまま、上下ダイ（３），（４）の貫通穴の当接型彫り面近傍で素材（１）をプレス機械のスライド側の固定パンチ（５）とボルスタ側の固定パンチ（６）とで潰し成形が進行し、同時に上下ダイ（３），（４）の当接面をプレス機械のスライドの下降速度の１／２の速度で下降せしめ、当接した上下ダイ（３），（４）に対してはあたかもプレス機械のスライド側の固定パンチ（５）とボルスタ側の固定パンチ（６）とがそれぞれスライドの下降速度の１／２の速度で素材に向かって進入しているかのような状態で塑性変形を完了させる。ゆえに従来の技術では図５に示すように上下ダイスを圧力で当接させるためのアキュムレータ等の外部圧力発生装置（７）と、外部圧力発生装置からプレス機械のスライド及びボルスタまでの配管（８）と、上下ダイスの当接面をプレス機械のスライドの下降速度の１／２の速度で下降せしめるためのダイ位置規制装置（９）が必要となる。

前述の従来技術では外部圧力発生装置と、外部圧力発生装置からプレス機械のスライド及びボルスタまでの配管と、ダイ位置規制装置が不可欠で、閉塞鍛造装置が高価にならざるを得なかった。本発明は、これらの欠点を解決するためになされたものである。
特許１６２０８７３号特許１６７６３６８号

解決しようとする課題は、プレス機械に使用する閉塞鍛造装置において、アキュムレータ等の外部圧力発生装置と、外部圧力発生装置からプレス機械のスライド及びボルスタまでの配管と、ダイ位置規制装置を不要とし、安価でエネルギ消費の少ない閉塞鍛造装置を提供することである。

プレス機械に取付けて使用する対向する一対のダイセットプレート（２０）及び（４０）において、ダイセットプレート（２０）には表側に成形面を型彫りされた上下方向に摺動可能な可動ダイ（２１）と、可動ダイ（２１）を上下方向に摺動可能に位置決め保持したダイホルダ（２２）と、可動ダイ（２１）の貫通穴部に間接的に設置され表側に成形面を型彫りされた固定パンチ（２３）と、可動ダイ（２１）の裏側のダイ側ピストン（２４）と、ダイ側ピストン（２４）を収納するダイ側シリンダ（２５）と、ダイ側ピストン（２４）を作動前の定位置に附勢する弾発機構（２６）と、ダイ側シリンダ（２５）内に満たされた液体（２７）と、ダイ側シリンダ（２５）と液体（２７）が流通可能な通路で繋がっている前進用シリンダ（２８）と、前進用シリンダ（２８）に収納された前進用ピストン（２９）と、前進用ピストン（２９）を作動前の定位置に附勢する弾発機構（３０）と、液体（２７）で隙間なく満たされた液体室（３１）を設け、ダイセットプレート（４０）には可動ダイ（２１）と対向し表側に成形面を型彫りされた固定ダイ（４１）と、固定ダイ（４１）を位置決め保持したダイホルダ（４２）と、固定ダイ（４１）の貫通穴部に間接的に設置され上下方向に摺動可能で表側に成形面を型彫りされた可動パンチ（４３）と、可動パンチ（４３）の裏側のパンチ側ピストン（４４）と、パンチ側ピストン（４４）を収納するパンチ側シリンダ（４５）と、パンチ側ピストン（４４）を作動前の定位置に附勢する弾発機構（４６）と、パンチ側シリンダ（４５）内に満たされた液体（４７）と、パンチ側シリンダ（４５）と液体（４７）が流通可能な通路で繋がっている後退用シリンダ（４８）と、前進用ピストン（２９）に対向し後退用シリンダ（４８）に収納された後退用ピストン（４９）と、後退用ピストン（４９）を作動前の定位置に附勢する弾発機構（５０）と、液体（４７）で隙間なく満たされた液体室（５１）を設ける。本発明は、以上の構成からなる閉塞鍛造装置である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図７において、左半分が成形直前の状態を、右半分が成形完了時の状態をそれぞれ示しており、プレス機械のスライドが下降すると、可動ダイ（２１）と固定ダイ（４１）とが当接した後、可動ダイ（２１）の上下方向の位置が固定ダイ（４１）によって強制的に当接状態を保持させられ、もってダイ側ピストン（２４）が押し込まれる。液体室（３１）には液体（２７）が隙間なく満たされているために逃げ場がなくダイ側シリンダ（２５）内の液体（２７）の減少分が前進用シリンダ（２８）内に流れ込み、前進用ピストン（２９）を前進させ、その結果対向する後退用ピストン（４９）を後退させる。液体室（５１）には液体（４７）が隙間なく満たされているために逃げ場がなく、後退用シリンダ（４８）内の液体（４７）の減少分がパンチ側シリンダ（４５）内に流れ込み、パンチ側ピストン（４４）を突き出させ、それにより可動パンチ（４３）が鍛造用素材（１）に向かって進入し、固定パンチ（２３）との間で鍛造用素材（１）を潰し成形させ、対向する可動ダイ（２１）と固定ダイ（４１）の当接する型彫り形状に塑性変形させた鍛造完成品（２）を得る。

このように、可動ダイ（２１）と固定ダイ（４１）の当接した力が可動パンチ（４３）を押し上げる力に変換されているので、外部圧力発生装置と、外部圧力発生装置からプレス機械のスライド及びボルスタまでの配管が不要である。

また、成形直前から成形完了時までの可動ダイ（２１）の上下方向の位置が固定ダイ（４１）によって強制的に当接状態を保持させられ、可動パンチ（４３）の移動速度はスライドの下降速度に比例するので、ダイ位置規制装置が不要となる。

可動ダイ（２１）と固定ダイ（４１）が当接した面に対する、プレス機械のスライドの下降速度Ｘと可動パンチ（４３）の移動速度Ｙの比率は、ダイ側ピストン（２４）の面積と、前進ピストン（２９）の面積と、パンチ側ピストン（４４）の面積と、後退ピストン（４９）の面積の組み合わせで決定できるので、それぞれの面積を適当に設定することにより、Ｘ＜Ｙ，Ｘ＝Ｙ，Ｘ＞Ｙの選択は容易にできる。

図８の例では以下の表１の条件でＸ＝Ｙの関係を満たした。

またパンチが成形に要する力と閉塞力、言い換えるパンチ側ピストン（４４）に加わる力とダイ側ピストン（２４）に加わる力の関係は表２に示す。

この場合、パンチが成形に要する力に比べ閉塞力の方が小さくなっているが、図６に示すように、パンチが成形時に鍛造完成品（２）に及ぼす加工域の面積（１０）に比べ、ダイが成形時に鍛造完成品（２）に及ぼす加工域の面積（１１）は小さく約５５〜６５％なのでパンチ側ピストン（４４）の面積Ａとダイ側ピストン（２４）の面積（Ａ−Ｂ）の比率Ａ：（Ａ−Ｂ）≒１：０．８程度なら問題ない。仮に閉塞力が不足の場合は、ダイセットプレート（２０）に設けられたダイ側シリンダ（２５）内に、上下方向に摺動可能でダイセットプレート（２０）を貫通する与圧ピン（３９）を介して外部のクッション等の圧力で補えばよい。

また、ダイセットプレート（４０）の中の液体（４７）の温度上昇による膨張等を緩和するために、タンク（６０）と、タンク（６０）と液体室（５１）を繋ぐ回路の途中のチェック弁（６１）と、液体室（５１）とタンク（６０）を繋ぐ回路の途中のチェック弁（６２）と、シリンダ（６３）と、ピストン（６４）と、弾性材（６５）と、圧力制御弁（６６）と、冷却器（６７）を設け、プレス機械のスライドが下降するたびに、液体室（５１）内の液体（４７）を一定量入れ替える対策も好ましい。ダイセットプレート（２０）の中の液体（２７）に対しても同様である。

図７及び図８にも示してあるが、一対のダイセットプレート（２０）及び（４０）はいずれがプレス機械のスライドに取り付けられても、同様な機能を発揮する。

発明の効果

プレス機械に使用する閉塞鍛造装置において、アキュムレータ等の外部圧力発生装置と、外部圧力発生装置からプレス機械のスライド及びボルスタまでの配管と、ダイ位置規制装置が不要となり、安価でエネルギ消費の少ない閉塞鍛造装置で生産することができる。

スパイダの鍛造完成品の平面図スパイダの鍛造完成品の断面図スパイダの素材図従来の閉塞鍛造装置の作動図従来の閉塞鍛造装置の必要設備概略図パンチとダイが成形時に成形品（１）に及ぼす加工域の面積の説明図本発明の請求項１の装置の断面図本発明の請求項２及び請求項３の装置の断面図

符号の説明

（２０）ダイセットプレート
（２１）可動ダイ
（２３）固定パンチ
（２４）ダイ側ピストン
（２９）前進用ピストン
（４０）ダイセットプレート
（４１）固定ダイ
（４３）可動パンチ
（４４）パンチ側ピストン
（４９）後退用ピストン
（９１）外部ノックアウトピン
（９２）外部ノックアウトピン
（９３）外部クッションピン

Claims

プレス機械に取付けて使用する対向する一対のダイセットプレート（２０）及び（４０）において、ダイセットプレート（２０）には表側に成形面を型彫りされた上下方向に摺動可能な可動ダイ（２１）と、可動ダイ（２１）を上下方向に摺動可能に位置決め保持したダイホルダ（２２）と、可動ダイ（２１）の貫通穴部に間接的に設置され表側に成形面を型彫りされた固定パンチ（２３）と、可動ダイ（２１）の裏側のダイ側ピストン（２４）と、ダイ側ピストン（２４）を収納するダイ側シリンダ（２５）と、ダイ側ピストン（２４）を作動前の定位置に附勢する弾発機構（２６）と、ダイ側シリンダ（２５）内に満たされた液体（２７）と、ダイ側シリンダ（２５）と液体（２７）が流通可能な通路で繋がっている前進用シリンダ（２８）と、前進用シリンダ（２８）に収納された前進用ピストン（２９）と、前進用ピストン（２９）を作動前の定位置に附勢する弾発機構（３０）と、液体（２７）で隙間なく満たされた液体室（３１）を設け、ダイセットプレート（４０）には可動ダイ（２１）と対向し表側に成形面を型彫りされた固定ダイ（４１）と、固定ダイ（４１）を位置決め保持したダイホルダ（４２）と、固定ダイ（４１）の貫通穴部に間接的に設置され上下方向に摺動可能で表側に成形面を型彫りされた可動パンチ（４３）と、可動パンチ（４３）の裏側のパンチ側ピストン（４４）と、パンチ側ピストン（４４）を収納するパンチ側シリンダ（４５）と、パンチ側ピストン（４４）を作動前の定位置に附勢する弾発機構（４６）と、パンチ側シリンダ（４５）内に満たされた液体（４７）と、パンチ側シリンダ（４５）と液体（４７）が流通可能な通路で繋がっている後退用シリンダ（４８）と、前進用ピストン（２９）に対向し後退用シリンダ（４８）に収納された後退用ピストン（４９）と、後退用ピストン（４９）を作動前の定位置に附勢する弾発機構（５０）と、液体（４７）で隙間なく満たされた液体室（５１）を設け、成形時における可動ダイ（２１）と固定ダイ（４１）の当接する力を、液体（２７）と液体（４７）を介して固定パンチ（２３）と可動パンチ（４３）の潰し成形する力に変換させるとともに、可動パンチ（４３）の位置を制御することを特徴とする閉塞鍛造装置。
ダイセットプレート（２０）に設けられたダイ側シリンダ（２５）内に、上下方向に摺動可能でダイセットプレート（２０）を貫通する与圧ピン（３９）を設けて、外部力を可動ダイ（２１）と固定ダイ（４１）の当接する力に加算させることを特徴とする請求項１に記載の閉塞鍛造装置。