JP3358159B2 - クランク軸用成形プレス - Google Patents
クランク軸用成形プレスInfo
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Description
プレスに関する。一体型クランク軸は、鋼片の型打ち−
捩り−整形の順で加工される。このうち、型打ちは、荒
地成形、荒型打ち、仕上型打ち、ばり抜きの各工程があ
るものの加工圧方向が上下方向のみであるため、1台の
鍛造プレスで行われている。しかし、捩り工程と整形工
程は加圧の仕方が異なるため別個の鍛造プレスで分けて
行われていた。しかし、2台の鍛造プレスを用いると設
備費や工数の点で不利なので、近年、捩り工程と整形工
程を1台の設備で行える成形プレスが開発されている。
本発明は、このような捩りと整形を1台で行うクランク
軸用成形プレスに関する。
特公平7−4640号公報に記載されたものがある。こ
の従来例を図10に基づき説明する。クラウンに取付け
られたラムシリンダー108 のピストンロッド先端にスラ
イド106 を吊持し、このスライド106 の下面に上部ダイ
ホルダー151 を取り付け、この上部ダイホルダー151 に
捩り型101 の上型と整形型102 の上型を取り付けてい
る。一方、基台上に固定した下部ダイホルダー152 に捩
り型101 の下型と整形型102 の下型を取り付けている。
そして、上記スライド106 が下降して捩り型101および
整形型102 のそれぞれの上型と下型が組合わされた際、
両者のパスラインが同じ高さとなるように、各上下金型
が組込まれており、スライド106 の下降時に捩り型101
内の被加工材が金型により保持されると同時に、整形型
102 の被加工材が加圧され整形加工を受ける。このスラ
イド106 が下降した状態で、引き続きスライド106 内に
設けた捩りシリンダー109 とスライド106 内を貫通した
押し杆171 が下降して捩り加工が行われるように構成さ
れている。したがって、整形型102 によりクランク軸の
形状修正をするための整形加工を行うと同時に、捩り型
101 により被加工材を保持し、引き続き捩りシリンダー
109 を作動して押し杆171 を下向きに押し動かし、捩り
型101 の一方を反時計方向に、他方を時計方向に回動し
て捩り成形することができる。
では、捩りシリンダ109 がスライド106 内に設けられて
いるため、捩りシリンダ109 への作動油の供給には、ス
ライド106 のストロークに対応した長いフレキシブルホ
ース100 を使用する必要があり、大流量の作動油を必要
とする高速生産機としては保全上、安全性上好ましくな
かった。つまり、熱間鍛造時の熱が長いフレキシブルホ
ース100 から洩れた油を引火させ、火災を生じさせる危
険が大きかったからである。また、押し杆171 の先端を
捩り型101 を保持する可動リテーナの押し下げ腕104 に
対抗させるためには、押し杆171 がスライド106 内を貫
通するように構成する必要があるが、このように構成し
た場合、押し杆171 のガイド部の調整とメンテナンス
が困難である、スライド106 が押し杆171 により3分
割された構造となるため、スライド106の強度が弱くな
るので、その解決策としてスライド106 の全高を高くし
て剛性をもたせる設計とする必要がある、そのため、
スライド系(可動部)の重量が大きくなり、慣性力が大
きくなるため、高いサイクル(高スピード)の制御が困
難になる、など種々の不具合が発生する。
する主な目的の一つは作業の高速化にあるが、前記従来
例のようにスライドに捩りシリンダを取付け、押し杆を
スライド内を貫通して構成したのでは、前記、の理
由によって高速化の実現が困難であり、たとえ実現でき
たとしてもプレス精度や保全上非常に問題となる。
く、スライドの強度が強くてプレス精度が良く、高サイ
クル制御が可能で、かつ安価なクランク軸用成形プレス
を提供することを目的とする。
成形プレスは、1基のスライドを有する1台のプレス内
に捩り鍛造部と整形鍛造部を設けたクランク軸用成形プ
レスであって、スライドを昇降させる加圧シリンダおよ
び吊り上げシリンダと共に、捩り鍛造部においてクラン
ク軸材料を捩り加工するための捩りシリンダをクラウン
に取付け、該捩りシリンダのピストンロッドに加圧ブロ
ックを取付け、該加圧ブロックの四隅に捩り用押し杆を
それぞれ取付け、前記4本の捩り用押し杆のうち、2本
を捩り型の右側で前記スライドの前後に配置し、残りの
2本を前記捩り型の左側で前記スライドの前後に配置
し、各前後2本の捩り用押し杆の下端同士を、前記スラ
イドの下側において、捩り下げビームと捩り戻しビーム
により連結したことを特徴とする。請求項2のクランク
軸用成形プレスは、請求項1記載の発明において、前記
スライドが断面形状逆T字形であり、前記加圧ブロック
が側面形状逆U字形であって、互いに嵌め合わすように
配置されていることを特徴とする。請求項3のクランク
軸用成形プレスは、請求項2記載の発明において、前記
加圧ブロックを、ガイドシューと、該ガイドシューに連
結した加圧体とで構成し、前記スライドの上面に、前記
ガイドシューを上下方向に案内するガイドブロックを取
付け、前記捩り用押し杆の昇降を案内するガイド筒を前
記スライドに取付けたことを特徴とする。請求項4のク
ランク軸用成形プレスは、請求項3記載の発明におい
て、前記スライドおよびこれと一体の部材に前記加圧ブ
ロックのスライドに対する下降エンドを規制する下部ス
トッパーと上昇エンドを規制する上部ストッパーを取付
けたことを特徴とする。請求項5のクランク軸用成形プ
レスは、請求項4記載の発明において、前記捩りシリン
ダのヘッド側油室およびロッド側油室と油圧源とを接続
する作動油供排回路に方向制御弁を介装し、さらに前記
ヘッド側油室とタンクとの間の油路に開閉弁を介装し、
前記ロッド側油室とタンクとの間の油路にリリーフ弁と
開閉弁とを直列に介装したことを特徴とする。
レスのクラウンに取付けることによりシリンダ自体がプ
レスフレームに固定されるため、フレキシブルホースを
使用する必要がなく固定配管でよくなる。このため保全
上安全であって、成形時の熱によって火災が発生する危
険性も無くなり、高速作動させ高生産に対応させようと
した場合、大流量の作動油の供給も容易である。また、
スライドを押し杆で分割せずに一体構造にできるので、
十分な強度を持たせながら小形化でき、このようにして
スライド系を軽量化することにより高サイクル制御を可
能にできるし、高剛性となることからプレス精度も向上
する。さらに、捩り用押し杆の上端を加圧ブロックで結
合し、下端を捩り下げビームと捩り戻しビームで結合し
た構成により、捩り用押し杆に高剛性を付与でき、それ
による軽量化と高速化も達成できる。請求項2の発明に
よれば、スライドと加圧ブロックが互いに嵌まり合う形
状であるので、昇降ストロークを大きくとれ、しかもコ
ンパクトでありながら強度の高い構成を実現できる。そ
して、ガイドやストッパーの配置も容易に行える。請求
項3の発明によれば、加圧ブロックはガイドブロックで
昇降を案内され、捩り用押し杆はガイド筒で案内される
ので、スライドに対する昇降方向が確実に直角に保持さ
れるので、プレス精度が向上する。請求項4の発明によ
れば、捩り用押し杆の上下限ストロークを機械的に規制
して安全を確保でき、しかも捩り用押し杆の上昇下降時
におけるスライドとの相対的位置関係の一致を確保する
ことができるので、プレス精度が向上する。請求項5の
発明によれば、方向制御弁によって捩りシリンダの昇降
を制御するほか、開閉弁を開放することによる、捩りシ
リンダ内の作動油のタンクへの返却とリリーフ弁により
生ずる背圧によってスライドに対する捩り機構の追従を
可動とし、スライドと捩り機構の相対的位置関係の一致
を確保することができるので、プレス精度が向上する。
に基づき説明する。図1は本発明の一実施形態に係るク
ランク軸用成形プレスの正面図、図2は同成形プレスで
捩りシリンダが下降した状態の要部正面図、図3のA図
は図2のA線矢視図、図3のB図は図2のB線矢視図、
図4は捩りシリンダの油圧回路図である。
軸用成形プレスの基本構成を説明する。1はベッドハー
ドプレート、2はクラウン、3はそれらを結ぶコラムで
ある。4はスライドであり、5A、5Bはクラウン2に
取付けた加圧シリンダと吊り上げシリンダである。スラ
イド4の下降は、吊上げシリンダ5Bのロッド側油室を
解放し、同時に加圧シリンダ5A内へタンクより油を自
吸することで行われる。このスライド4の断面形状は逆
T字形である。
ー6が取付けられている。前記ベッドハードプレート1
の上面には、下部ダイホルダー7が取付けられている。
前記上部ダイホルダー6の下面には上部回転ガイド8、
整形型17の上型18が取付けられている。前記下部ダ
イホルダー7の上面には、下部回転ガイド9と整形型1
7の下型19が取付けられている。前記捩り型10は上
型11と下型12とからなり、上型11は上リテーナ1
3に入れられて、上部回転ガイド8で回転自在に保持さ
れており、下型12は下リテーナ14に入れられて、下
部回転ガイド9で回転自在に保持されている。
が取付けられていて、この押し下げ腕15を押し下げ、
捩り型10を上下リテーナ13、14ごと、上下回転ガ
イド8、9間で回転させると、上下金型11、12間に
挟まれたクランク軸材料を捩り加工することができる。
前記整形型17は、上型18と下型19の間に捩り加工
を終えたクランク軸材料を置き、上下方向に加圧して、
クランク軸の形状を修正する整形加工を行う。
0は捩りシリンダーであり、クラウン2に取付けられて
いる。取付け方式は、固定であっても、トラニオン式で
あってもよい。固定的な取付け方式であると、捩りシリ
ンダー20への作動油供給は固定配管でよく、熱間鍛造
時の熱による火災発生の危険性はほとんどなくなる。ト
ラニオン方式を用いると、フレキシブルホースを使用す
る必要があるが、基本的にこのフレキシブホースの使用
目的は、振動吸収ということだけであるため従来のフレ
キシブルホースの使用状況に比べればその長さは短くて
済み、したがって安全性も確保される。
21の下端には、加圧ブロック23が連結されており、
この加圧ブロック23の四隅には、各1本づつ、計4本
の捩り用押し杆31(以下、押し杆31という)が連結
されている。これらにより捩り機構が構成されている。
基づき説明する。前記加圧ブロック23は、ガイドシュ
ー23c に加圧体23a 、23b を取付けて構成されており、
平面視で概ねH字状であり、側面視で概ね断面逆U字状
に形成されている。そして、スライド4を跨ぐように嵌
め合わされている。このため捩り機構もスライド4も互
いに干渉することなく、昇降ストロークを大きくとるこ
とができる。また、スライド4の上面には、2本のガイ
ド体25が立設されており、このガイド体25間に形成
されたガイド溝26の中を前記ガイドシュー23C が摺動
しながら昇降する。これによって、加圧ブロック23の
昇降がスライド4に対し適切に案内される。さらに、ス
ライド4の下端部であって幅広に形成されたフレーム部
にはガイド筒41が前後左右に設けられており、このガ
イド筒41に案内されて、4本の押し杆31が昇降する
ようになっている。したがって、押し杆31も捩り型1
0(図1参照)に対し、適切な位置を保って、上下動す
るようになる。
ッパ27が取付けられ、スライド4の下端部には加圧体
23a 、23b の下端面に対向するように下部ストッパ28
が取付けられている。この上下両ストッパ27、28に
より、加圧ブロック23の昇降ストローク、ひいては捩
り機構の昇降ストロークが規制されている。
は、既述のごとく4本の押し杆31が取付けられてい
る。この4本の押し杆31は、捩り型10の右側(図1
参照)で、スライド4の前後(図3参照)に1本づつ配
置し、さらに捩り型10の左側(図1参照)で、スライ
ド4の前後に1本づつ配置している。そして、右側に配
置した前と後の押し杆31、31の下端同士は、捩り下
げビーム32と捩り戻しビーム33で連結されており、
同様に左側に配置した前と後の押し杆31、31の下端
同士も、捩り下げビーム32と捩り戻しビーム33で連
結されている。このように、4本の押し杆31の上部を
加圧ブロック23で結合し、下部を捩り下げビーム32
および捩り戻しビーム33で結合しているので、捩り機
構の剛性も高くなっており、それらも軽量構造とするこ
とが可能である。
33の間には既述した上リテーナ13の押し下げ腕15
の先端ローラが嵌るようになっている。このように、奥
行き方向(図3(B) 図では左右方向)に適当な長さを有
する捩り下げビーム32と捩り戻しビーム33の間に、
紙面に直角方向に配置された複数台の上リテーナ13の
押し下げ腕15を臨ませるので、成形されるクランク軸
のサイズが変って、リテーナ13、14の寸法が変り、
その結果、押し下げ腕15の位置が変っても、押し杆3
1や捩り下げビーム32、捩り戻しビーム33を交換す
る必要がない。
の作動回路を説明する。捩りシリンダ20と油圧ポンプ
51の間の作動油供排回路52、53には、4ポート3
位置の方向切換弁SV1が介装され、ヘッド側油室20a
とロッド側油室20b に作動油を給排できるようになって
いる。また、ヘッド側油室20a には開閉弁SV2を介し
てタンク54に接続され、ロッド側油室20b は開閉弁S
V3を介した油路と開閉弁SV5 を介した油路の2本の油
路でタンク54に接続されている。このロッド側油室20
b と開閉弁SV3の間にはリリーフ弁56が介装されて
いる。前記油路52、53の間のバイパス路57には開
閉弁SV4が介装されている。この開閉弁SV4は差動
回路を構成している。
0の捩り戻し、捩り動作に対応した伸縮操作は方向切換
弁SV1によって行われる。方向切換弁SV1が位置
に切換えられるとロッド側油圧室20b に作動油が送られ
捩りシリンダ20が収縮し、位置に切換えられるとヘ
ッド側油室20a に作動油が送られ捩りシリンダ20が伸
長する。これによって、捩り成形が行われる。なお、捩
りシリンダ20の収縮時に開閉弁SV2は開弁し、捩り
シリンダ20の伸長時に開閉弁SV5が開弁し、いずれ
の場合もシリンダ内の作動油がタンク54、54に返さ
れ、方向切換弁SV1の外、開閉弁SV2、SV5のル
ートからも作動油をタンク54に返すようにしている。
ド4を高速降下させるときは、4本の押し杆31とスラ
イド4の相対位置を一定に保つ必要がある。この場合、
方向制御弁SV1を中立にしておき、開閉弁SV2、S
V3、SV4を開弁しておく。そうすると、スライド4
と一体的に取付けられている上部ストッパー27がスラ
イドシュー23c を押し下げ、捩りシリンダ20も伸長さ
せる。このとき、捩りシリンダ20のロッド側油室20b
内の作動油はリリーフ弁56を開いて開閉弁SV3から
タンク54に帰るほか、開閉弁SV4からヘッド側油室
20a に供給される。ただし、既述のごとく開閉弁SV4
は差動回路とされており、リリーフ弁56とロッド側油
室20b 間に背圧が立ち、押し杆31がスライド4より早
く降下することはなく押し杆31とスライド4は相対的
な位置関係を一定に保って降下することになる。
方向制御弁SV1を中立位置にしておき、開閉弁SV
2、SV4を開弁し、開閉弁SV3を閉弁する。そうす
ると、スライド4の上昇によって、スライド4上の下部
ストッパー28が加圧ブロック23を押し上げ、捩りシ
リンダ20を収縮させる。この場合の捩りシリンダ20
のヘッド側油室20a 内の作動油は開閉弁SV2を通って
タンク54に返される。一方で、ロッド側油室20b 内に
は開閉弁SV5 を開位置にすることによりタンク54より
作動油を自吸する。そして、スライド4と押し杆31は
スライド4上の下部ストッパー28が加圧ブロック23
に当接していることにより、相対的位置が一定に保たれ
る。
の関係を表に示すと、下記のとおりである。 プレス作業 SV1 SV1 SV2 SV3 SV4 捩り × ○ × ○ × 捩り戻し ○ × ○ × × スライド加圧 × × ○ ○ × スライド遊行 × × ○ ○ ○ スライド4上昇 × × ○ × ○
捩り成形作業を図5〜9に基づき説明する。図5は型締
工程Iの説明図、図6は捩り工程IIの説明図、図7は型
開き(スライド上昇)工程III の説明図、図8は上型捩
り戻し工程IVの説明図、図9は捩り成形作業4工程の工
程図である。図5に示す型締め工程Iにおいては、加圧
シリンダ5Aが伸長してスライド4が下降しており、捩
り型10内では捩られる前のクランク軸材料が保持され
ており、整形型17では捩り工程を終えているクランク
軸材料が型締めされて、形状修正が行われる。図6に示
す捩り工程IIでは、捩りシリンダ20が伸長し、加圧ブ
ロック23と押し杆31が降下し、捩り下げビーム32
が上リテーナ13の押し下げ腕15を押し下げ、クラン
ク軸材料に捩りを加える。図7に示す型開き工程III で
は、吊り上げシリンダ5Bでスライド4を上昇させる
と、スライド4の上昇によって加圧ブロック23が押し
上げられ、押し杆31と捩り戻しビーム33も上昇す
る。このため、上リテーナ13は下リテーナ14から引
き上げられ、捩り型10の上型11と下型12も分離す
る。図8に示す上型捩り戻し工程IVでは、さらに捩りシ
リンダ20を上昇させ、押し杆31を引き上げて、捩り
戻しビーム33によって上リテーナ13の押し下げ腕1
5を上方に回転させる。以上の工程I〜IVを繰り返すこ
とにより、クランク軸の捩り成形が行われるが、これら
の各工程を順に示すと図9に示すとおりである。
って、成形時の熱によって火災が発生する危険性が無く
なり、高速作動に対応する大流量作動軸の供給が容易で
ある。また、スライドを押し杆で分割せずに一体構造に
できるので、十分な強度を持たせながら小形化でき、こ
のようにしてスライド系を軽量化することにより高サイ
クル制御を可能にでき、高剛性となることからプレス精
度も向上する。さらに、捩り用押し杆の上端を加圧ブロ
ックで結合し、下端を捩り下げビームと捩り戻しビーム
で結合した構成により、捩り用押し杆に高剛性を付与で
き、それによる軽量化と高速化も達成できる。請求項2
の発明によれば、スライドと加圧ブロックが互いに嵌ま
り合う形状であるので、昇降ストロークがとりやすく、
コンパクトな構成を実現できる。そして、ガイドやスト
ッパーの配置も容易に行える。請求項3の発明によれ
ば、加圧ブロックはガイドブロックで昇降を案内され、
捩り用押し杆はガイド筒で案内されるので、スライドに
対する昇降方向が確実に直角に保持されるので、プレス
精度が向上する。請求項4の発明によれば、スライドの
昇降動作に加圧ブロックや捩り用押し杆などの捩り機構
の昇降を追随させる動作が確実に行える。請求項5の発
明によれば、開閉弁を開放することによる、捩りシリン
ダ内の作動油のタンクへの返却とリリーフ弁により生ず
る背圧によってスライドに対する捩り機構の追従を可動
とし、スライドと捩り機構の相対的位置の一致を確保す
ることができる。
レスの正面図である。
要部正面図である。
B線矢視図である。
正面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】1基のスライドを有する1台のプレス内に
捩り鍛造部と整形鍛造部を設けたクランク軸用成形プレ
スであって、スライドを昇降させる加圧シリンダおよび吊り上げシリ
ンダと共に、捩り鍛造部においてクランク軸材料を捩り
加工するための 捩りシリンダをクラウンに取付け、 該 捩りシリンダのピストンロッドに加圧ブロックを取付
け、該加圧ブロックの四隅に捩り用押し杆をそれぞれ取
付け、前記4本の捩り用押し杆のうち、2本を捩り型の
右側で前記スライドの前後に配置し、残りの2本を前記
捩り型の左側で前記スライドの前後に配置し、 各前後2本の捩り用押し杆の下端同士を、前記スライド
の下側において、捩り下げビームと捩り戻しビームによ
り連結したことを特徴とするクランク軸用成形プレス。 - 【請求項2】前記スライドが断面形状逆T字形であり、
前記加圧ブロックが側面形状逆U字形であって、互いに
嵌め合わすように配置されていることを特徴とする請求
項1記載のクランク軸用成形プレス。 - 【請求項3】前記加圧ブロックを、ガイドシューと、該
ガイドシューに連結した加圧体とで構成し、 前記スライドの上面に、前記ガイドシューを上下方向に
案内するガイドブロックを取付け、 前記捩り用押し杆の昇降を案内するガイド筒を前記スラ
イドに取付けたことを特徴とする請求項2記載のクラン
ク軸用成形プレス。 - 【請求項4】前記スライドおよびこれと一体の部材に前
記加圧ブロックのスライドに対する下降エンドを規制す
る下部ストッパーと上昇エンドを規制する上部ストッパ
ーを取付けたことを特徴とする請求項3記載のクランク
軸用成形プレス。 - 【請求項5】前記捩りシリンダのヘッド側油室およびロ
ッド側油室と油圧源とを接続する作動油供排回路に方向
制御弁を介装し、さらに前記ヘッド側油室とタンクとの
間の油路に開閉弁を介装し、前記ロッド側油室とタンク
との間の油路にリリーフ弁と開閉弁とを直列に介装した
ことを特徴とする請求項4記載のクランク軸用成形プレ
ス。
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