JP2003230933A - 鍛造型のカウンタパンチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷間の後方押出しと前方押出しを組合せた複
合押出しにより、素材に深孔とボス部を同時に成形する
ような際、製品の一部に亀裂跡等の品質不良が発生しな
いようにする。 【解決手段】 後方押出しと前方押出しを組合せた冷間
の複合押出しにより、素材Ｗに深孔とボス部ｖを同時に
成形するような鍛造型１の前方押出し穴１３にカウンタ
ノックアウトパンチ１２を配設するようにし、カウンタ
ノックアウトパンチ１２の頭部の形状を、テーパ面部ｔ
を介して先端側が先細りになる略円錐形状にし、このテ
ーパ角αを１５〜４５度にする。また、前方押出し穴１
３の径をｄとした場合に、前方押出し穴１３の基端面
と、カウンタノックアウトパンチ１２の先端面との間隔
ｓを、０．３ｄ以内とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば前方押出し
と後方押出しを組合せた複合押出しにより素材に深孔を
穿孔するような際、孔明けの最終工程で前方押出し部の
付根付近に亀裂が発生するのを防止する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば円柱素材の一端側に孔を形
成し、他端側にボス部を突出させるような場合、例えば
特開昭５６−１６５５４０号の第４図に示されるよう
に、最初に後方押出しによって素材の一端側に孔を形成
し、次いで、第５図に示されるように、前方押出しによ
って素材の他端側にボス部を突出させるような技術が知
られている。また、一連の押出し作業の効率化を図り、
また成形荷重を軽減させる等の目的で、冷間の後方押出
しと前方押出しを組合せた冷間複合押出しによりボス部
と孔を同時に成形するような技術も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、後方押出し
と前方押出しを組合せた複合押出しによりボス部と深孔
を同時に成形するような場合、最初に深孔を成形する後
方押出しパンチが素材の内部に押し込まれてから、孔の
底厚がパンチ径の１．５倍程度以下になるまで前進した
時点から前方押出しが始まるのが通常であるが、前方押
出しが始まると、前方押出し部の付根コーナ部と後方押
出しパンチの周縁コーナ部を結ぶ線付近に引張り力が作
用するようになり、特に前方押出し部の付根付近のコー
ナ部に亀裂が生じるようになる。そしてこの亀裂跡は製
品の品質を大きく低下させるという問題があった。

【０００４】そこで本発明は、冷間の後方押出しと前方
押出しを組合せた複合押出しにより、素材に深孔とボス
部を同時に成形するような際、製品の一部に亀裂跡等の
品質不良が発生しないようにすることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、前方押出しと後方押出しを組合せた複合押出
しによって素材を加工するような冷間鍛造型の前方押出
し穴に配設されるカウンタパンチにおいて、カウンタパ
ンチの頭部の形状を、先端側がテーパ状に先細りとなる
略円錐形状にした。

【０００６】このように前方押出し穴に配設されるカウ
ンタパンチの頭部の形状を、先端側が先細りとなる略円
錐形状にすれば、前方押出し部の付根コーナ部と後方押
出しパンチの周縁コーナ部を結ぶ線付近に圧縮力を作用
させることが出来、前方押出し部の付根付近の亀裂発生
が抑制される。

【０００７】また本発明では、前方押出し穴の径をｄと
した場合に、カウンタパンチの先端面と、前方押出し穴
の基端面との間隔を、０．３ｄ以内であるようにした。
このように、カウンタパンチの先端面と、前方押出し穴
の基端面との間隔を、０．３ｄ以内にすれば、前方押出
し部の付根コーナ部と後方押出しパンチの周縁コーナ部
を結ぶ線付近に有効な圧縮力を与えることが出来る。こ
れに対して、同間隔を０．３ｄ以上にすると、同部付近
に圧縮力を与える影響が少なくなり、亀裂発生防止の効
果が薄くなる。

【０００８】また本発明では、カウンタパンチの頭部の
テーパ角を、１５〜４５度とした。そして、この範囲で
あると、前方押出し部の付根コーナ部と後方押出しパン
チの周縁コーナ部を結ぶ線付近に有効な圧縮力を与える
ことが出来るが、カウンタパンチの頭部のテーパ角がこ
の範囲を外れるようになると、形状効果が薄れるように
なる。ここで形状効果とは、亀裂発生部位周辺に有効な
圧縮力を与えることができたり、素材の底厚を薄くでき
たり、素材の底面に形成される凹部をそのままセンタ孔
として利用できる等の効果を意味する。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について添付
した図面に基づき説明する。ここで、図１は本発明に係
る深孔穿孔用ダイが適用される冷間鍛造型の一例図で、
左半分は加工前の状態図、右半分は加工後の状態図、図
２はカウンタノックアウトパンチの頭部の拡大図、図３
はカウンタノックアウトパンチの先端面と前方押出し穴
の基端面との間隔を説明するための説明図、図４は本発
明に係るカウンタノックアウトパンチの亀裂防止の効果
の説明図、図５は従来構造の亀裂発生状態の説明図であ
る。

【００１０】本発明に係る鍛造型のカウンタパンチは、
冷間の前方押出しと後方押出しを組合せた複合押出しに
おいて、素材Ｗに深孔を穿孔する際、前方押出し部の付
根付近に発生し易い亀裂を防止できるようにされてい
る。

【００１１】そこで、本発明に係るカウンタパンチが適
用される複合押出し鍛造型について説明すると、本鍛造
型１は、図１に示すように、下型２の受圧板３によって
支持されるダイ４に対して、上型５の主ホルダ６に分割
ホルダ７で保持される後方押出しパンチ８が上下動自在
にされており、ダイ４の中央部には、素材Ｗを収容する
ためのダイ孔９が設けられ、このダイ孔９の上方の開口
部１０には、ガイドブッシュ１１が挿入自在にされると
ともに、ダイ孔９の下方の受圧板３の前方押出し穴１３
には、カウンタパンチとノックアウトパンチを兼ねたカ
ウンタノックアウトパンチ１２が設けられている。

【００１２】そして、ガイドブッシュ１１には、後方押
出しパンチ８を挿通せしめて同パンチ８外周部をガイド
し得るようなガイド孔が形成され、素材Ｗに孔が明けら
れるまでの当初の間において、後方押出しパンチ８の先
端部をガイドして、同パンチ８の座屈限界を高めるよう
にしている。

【００１３】また本実施例の場合、後方押出しパンチ８
の先端部には図に現れない大径の成形ランドが形成さ
れ、先端から所定寸法入り込んだ部分から基端側にかけ
て、成形ランドより僅かに小径の逃げ部が形成され、ガ
イドブッシュ１１は、この小径の逃げ部の外周に焼き嵌
めで嵌め込まれて、逃げ部の外周を摺動自在にされてい
る。そして、後方押出しパンチ８を引上げる際には、ガ
イドブッシュ１１の内径が、成形ランドの端部に係合し
て一緒に引上げられるようにしている。尚、上型５の主
ホルダ６の周囲には、安全カバー１５が設けられてい
る。

【００１４】前記前方押出し穴１３に配設されるカウン
タノックアウトパンチ１２の詳細について説明する。カ
ウンタノックアウトパンチ１２は、図２に示すように、
頭部がテーパ状に先細りとなる略円錐形状をしており、
テーパ面部ｔの上方には、押出し空間部ｈが形成される
とともに、テーパ面部ｔのテーパ角αは１５〜４５度と
されている。

【００１５】そして、図３に示すように、カウンタノッ
クアウトパンチ１２の先端面と、前方押出し穴１３の基
端面との間隔ｓは、前方押出し穴１３の径をｄとした場
合に、０．３ｄ以内になるようにされ、図２の実施例で
は、間隔ｓを殆どゼロ程度としている。

【００１６】ここで、図５は通常の状態でボス部ｂが押
出される場合の亀裂発生状態を説明するもので、右欄の
亀裂発生指数が高いほど亀裂が発生しやいことを示して
いるが、この場合は、前方押出し部分（ボス部ｂ）の付
根コーナ部ｑと、後方押出しパンチ８の周縁コーナ部ｐ
を結ぶ線付近に引張り力が作用し、特にボス部ｂの付根
付近に亀裂が発生しやすくなることが判る。これに対し
て、図４はカウンタノックアウトパンチ１２の頭部にテ
ーパ面部ｔがあるときにボス部ｂが押出される場合の亀
裂発生状態を示すものであるが、この図からも明らかな
ように、テーパ面部ｔを設けることにより、ｐ−ｑ間の
亀裂発生指数が減少し、圧縮力が有効に作用しているこ
とが判る。

【００１７】またこの際、カウンタノックアウトパンチ
１２の先端面と前方押出し穴１３の基端面との間隔ｓが
０．３ｄを超えるようになると、ｐ−ｑ間に与えること
のできる圧縮力の発生が遅れるようになり、またテーパ
面部ｔのテーパ角αが１５〜４５度の範囲を超える場合
にも、ｐ−ｑ間に有効な圧縮力を発生させる等の形状効
果が得られなくなる。すなわち、１５度未満であると亀
裂が発生しやすくなり、４５度を超えると底厚が厚くな
る等の好ましくない結果となる。

【００１８】以上のような鍛造型１による冷間押出し加
工について説明する。上型５を上昇させた状態で、開口
部１０を通してダイ孔９から素材Ｗを投入する。このよ
うな状態で、ガイドブッシュ１１をダイ孔９入口の開口
部１０に挿入して位置決めし、後方押出しパンチ８を降
下させて穿設加工を開始する。この際、後方押出しパン
チ８の先端部はガイドブッシュ１１により支持されてい
るため、両端支持の状態になり、穿孔開始時点で座屈を
起こしにくい。

【００１９】後方押出しパンチ８の先端部が素材Ｗの内
部に入り込んで孔明け成形が開始され、後方押出しパン
チ８の先端部が、素材Ｗの下端面からパンチ径の１．５
倍以下付近の箇所まで達すると、後方押出しのみなら
ず、前方押出しも始まるようになり、前方押出し穴１３
の押出し空間部ｈにも素材Ｗが押し込まれてボス部ｂが
形成されるようになる。

【００２０】そして、このボス部ｂには、カウンタノッ
クアウトパンチ１２頭部の略円錐形状部分によって逆円
錐形凹部が形成されるが、本実施例では、このボス部ｂ
の逆円錐形凹部をセンタ孔として利用するようにしてい
る。因みに、後方押出しパンチ８が素材Ｗの内部に入り
込むようになると、このパンチ８の先端部は素材Ｗの成
形孔にガイド支持されるようになり、両端支持の状態が
継続して座屈を起こしにくくなる。

【００２１】そして、このように後方押出しと前方押出
しを組合せることにより、成形荷重が低減され、また、
カウンタノックアウトパンチ１２のテーパ面部ｔによ
り、ボス部ｂの付根コーナ部ｑと、後方押出しパンチ８
の周縁コーナ部ｐを結ぶ線付近に圧縮力を与えることが
出来、前方押出し部の付根付近に亀裂が発生するのが防
止される。

【００２２】そして、孔明け加工が終了すると、後方押
出しパンチ８を上昇させることによって、ガイドブッシ
ュ１１を引き抜き、カウンタノックアウトパンチ１２で
押出して成形品を取出すが、取出される成形品には亀裂
がなく、成形品質は良好である。

【００２３】尚、本発明は以上のような実施形態に限定
されるものではない。本発明の特許請求の範囲に記載し
た事項と実質的に同一の構成を有し、同一の効果を奏す
るものは本発明の技術的範囲に属する。例えば、カウン
タノックアウトパンチ１２は成形素材に圧縮力を与える
ことが出来れば、必ずしも固定状態にしておく必要はな
く、後退させるようにしても良い。また、カウンタノッ
クアウトパンチ１２は、カウンタパンチとノックアウト
パンチを兼ねるものに限定されるものではない。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明に係る鍛造型のカウ
ンタパンチは、前方押出しと後方押出しを組合せた複合
押出しによって素材を加工するような冷間鍛造型の前方
押出し穴に配設されるカウンタパンチの頭部の形状を、
先端側がテーパ状に先細りとなる略円錐形状にしたた
め、深孔を穿孔するような場合の成形品に対する亀裂の
発生を防止することができ、成形品質を高めることが出
来る。この際、カウンタパンチの先端面と、前方押出し
穴の基端面との間隔を、所定範囲以内とし、また、カウ
ンタパンチの頭部のテーパ角を、所定角度範囲にすれ
ば、亀裂の発生をより効果的に達成出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る深孔穿孔用ダイが適用される鍛造
型の一例を示す説明図で、左半分は加工前の状態図、右
半分は加工後の状態図

【図２】カウンタノックアウトパンチの頭部の拡大図

【図３】カウンタノックアウトパンチの先端面と前方押
出し穴の基端面との間隔を説明するための説明図

【図４】本発明に係るカウンタノックアウトパンチの亀
裂防止の効果の説明図

【図５】従来構造の亀裂発生状態の説明図

【符号の説明】

１…鍛造型、４…ダイ、１２…カウンタノックアウトパ
ンチ、１３…前方押出し穴、ｔ…テーパ面部、ｓ…カウ
ンタノックアウトパンチ先端面と前方押出し穴の基端面
との間隔、ｄ…前方押出し穴の径、α…テーパ角、ｂ…
ボス部、Ｗ…素材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三瓶 忠康 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 4E087 AA05 CA25 CB03 EC17 EC38 HB02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前方押出しと後方押出しを組合せた複合
   押出しによって素材を加工するような冷間鍛造型の前方
   押出し穴に配設されるカウンタパンチであって、前記カ
   ウンタパンチの頭部の形状は、先端側がテーパ状に先細
   りとなる略円錐形状にされることを特徴とする鍛造型の
   カウンタパンチ。
2. 【請求項２】 前記前方押出し穴の径をｄとした場合
   に、前記カウンタパンチの先端面と、前記前方押出し穴
   の基端面との間隔は、０．３ｄ以内であることを特徴と
   する請求項１に記載の鍛造型のカウンタパンチ。
3. 【請求項３】 前記カウンタパンチの頭部のテーパ角
   は、１５〜４５度であることを特徴とする請求項１又は
   請求項２に記載の鍛造型のカウンタパンチ。