JP3691721B2 - Closed forging device and closed forging method using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、閉塞鍛造装置およびそれを用いた閉塞鍛造方法に関する。さらに詳しくは、材料にパンチ穴を加工する閉塞鍛造技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
閉塞鍛造装置の従来例として、特公平3−37806号公報に記載されたものがある。
この従来例は、スライドに装着された上ダイホルダ本体に上部シリンダを形成し、該上部シリンダにより上金型を上下動可能に支持し、前記上金型内に嵌入可能な上パンチを前記上ダイホルダ本体に一体となるように設けると共に、ベッド上に装着された下ダイホルダ本体に、上部シリンダと同じ受圧面積をもつ下部シリンダを形成し、該下部シリンダにより下金型を上下動可能に支持し、前記下金型内に嵌入可能な下パンチを前記下ダイホルダ本体に一体となるように設け、前記上下シリンダを、ピストンが連結ロッドで連結し、かつ同一受圧面をもつ油室にそれぞれ対応させて接続したものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例の場合、上下ダイの駆動は油圧力を用いており、油圧特有の圧油への気泡の混入、圧油の温度変化による油の圧縮性への影響等により、シリンダの速度が変化しパンチの押込み量が変わるという問題がある。また、パンチ押込み量はシリンダのストローク量で決まっており、押込み量を変更する場合は部品まで変更する必要がある。さらに油圧回路中のパイプサイズには制限があるので、シリンダの速度を余り早くできず、サイクルタイムに限界がある、等の欠点がある。
【0004】
本発明は上記事情に鑑み、パンチの押込み量が常に一定であり、サイクルタイムを早くすることができる閉塞鍛造装置および閉塞鍛造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
請求項1の閉塞鍛造装置は、第1の機械的駆動装置により待機位置から型締め位置を経てパンチ穴成形位置との間で昇降されるアウタスライドと、該アウタスライドの下面に取付けられる上金型と、前記アウタスライド内に取付けられ、前記上金型を貫通して、下方に突出するように設けられた上パンチと、前記第1の機械的駆動装置とは別個独立に作動する第2の機械的駆動装置により待機位置から型締め位置を経てパンチ穴成形位置との間で昇降され、前記上パンチを圧下するインナスライドと、下ホルダと、該下ホルダに形成されており、接続されたアキュムレータにより内部の圧力が一定に保持されたシリンダ室と、該シリンダ室に挿入されており、型締め時には圧油を介して上昇位置に保持され、パンチ穴成形時には下降位置に下降して保持される型締めラムと、前記型締めラムの上面に取付けられる下金型と、前記型締めラムと前記下金型を貫通しており、前記下ホルダに対し固定的に取付けられた下パンチとからなり、型締め完了位置からパンチ穴成形完了位置までの昇降ストロークは、アウタスライドと型締めラムが同じで、インナスライドがアウタスライドより長いことを特徴とする。
請求項2の閉塞鍛造装置は、請求項1記載の発明において、前記インナスライドの代りに、前記アウタスライド内に設けた油圧ラムを用いたことを特徴とする。
請求項3の閉塞鍛造方法は、請求項1または2記載の閉塞鍛造装置を用い、前記アウタスライドと前記上金型を共に上死点から下降させて上金型を下金型に密着させて材料を予備成形する型締め工程と、ついで、前記アウタスライドと前記上金型を共に下降させ、かつ前記インナスライドを前記アウタスライドの下降ストロークより長いストロークで下降させ、材料の上下にパンチ穴を成形するパンチ穴成形工程とを、その順で実行することを特徴とする。
【0006】
請求項1の発明によれば、アウタスライドは第1の機械的駆動装置で昇降され、インナスライドは別個独立に作動する第2の機械的駆動装置で昇降されるので、相互のスライドストロークが互いに異なっていても作動可能である。このため、アウタスライドとインナスライドを共に下降させて上金型と下金型とで、材料を挟みつけ型締めした後、さらにインナスライドをアウタスライドより長いストロークで下降させると、上パンチが材料の上面に押し込まれると共に、下金型が上金型に押されて型締めラムと共に下降すると材料の下面に下パンチが押込まれることになり、材料の上下面にパンチ穴が形成されることとなる。また、本発明はアウタスライドとインナスライドに機械的駆動装置を用いているので、油圧機器を用いた場合に特有の気泡の混入や圧縮性の変化によるパンチの押込み量の変化といった不具合は生じない。よって、精度の高い鍛造が可能である。さらに、機械的駆動装置は高速化に油圧機器ほどの制約がないので、サイクルタイムの短縮化も達成できる。
請求項2の発明によれば、上パンチの駆動手段は、機械的駆動手段でなく油圧ラムを用いるが、この油圧ラムはアウタスライドを駆動する第1の機械的駆動手段とは別の駆動源であるので、個別動作が可能であり、請求項1の発明と同様のパンチ穴加工が可能である。また、油圧ラムはアウタスライド内に設けられており、油圧ラム自体の昇降ストロークは短くてすむので、気泡の混入や圧縮性の変化によるパンチ押込み量の変化は事実上無視してよい程小さく、精度の高い鍛造が可能である。さらに、油圧ラムの昇降ストロークが小さくてよいことから、油圧回路中のバルブサイズに制約されず高速運転も可能となる。
請求項3の発明によれば、最初の型締め工程では上金型と下金型とで材料を型締めして予備成形を行い、ついでパンチ穴成形工程において、インナスライドをアウタースライドより長いストロークで下降させることにより、上下金型内に保持されている材料を下パンチに対して押し下げ、材料に下穴を加工すると共に、上パンチを材料内に押し込んで上穴を加工することができる。しかも、この段階で、材料は上下金型内空間に充満し、高精度な閉塞鍛造が行われる。このようにして、材料の上下にパンチ穴を有する加工を、高精度に行うことができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図1は請求項1の発明の一実施形態に係る閉塞鍛造装置の待機位置における要部断面図、図2は同閉塞鍛造装置における型締め工程完了時の要部断面図、図3は同閉塞鍛造装置におけるパンチ穴成形工程完了時の要部断面図、図4は同閉塞鍛造装置のストローク線図、図5は図1の閉塞鍛造装置による鍛造工程I,II,III の説明図である。
【0008】
図1において、1はアウタスライドであり、図示しない第1の機械的駆動手段によって昇降駆動される。この第1の機械的駆動手段としては、油圧シリンダ等の油圧機器を駆動源とするものでなければよく、例えば、モータでクランクやナックル、リンクを駆動するものが例示できる。
前記アウタスライド1の下面には、上金型2が取付けられるようになっている。
【0009】
前記アウタスライド1の内部には、シリンダ室3が形成され、上パンチ4が挿されている。この上パンチ4は、ロッド4aとその上端のピストン4bとからなり、ピストン4bはシリンダ室3内に液密に摺動自在に嵌められ、ロッド4aはアウタスライド1の下方部分と上金型2を貫いている。
前記シリンダ室3は、前記上パンチ4のロッド4a側の画室が油室3aとなっており、ピストン4bの上面が当る上壁面がストッパ部材3bとなっている。そして、前記油室3aには、アキュムレータ5が接続されており、油室3a内の圧力がほぼ一定に保たれるようになっている。そして、この油室3b内の圧油により、上パンチ4は常時上方に付勢されているが、後述するインナスライド6で加圧されると、下方に押し下げられる。
【0010】
前記上パンチ4の上方には、インナスライド6が配置されている。このインナスライド6は前記アウタスライド1に形成した凹所内で昇降するように配置されており、アウタスライド1の一部を貫いて前記上パンチ4の上端面に当接している。
このインナスライド6は図示しない第2の機械的駆動手段で昇降させられる。この第2の機械的駆動手段は、前記第1の機械的駆動手段とは別個独立に作動する駆動手段であって、かつ、油圧機器を用いず、クランクやナックル、リンク等をモータで作動させる構成のものである。
【0011】
11は下ホルダであり、この下ホルダ11には、シリンダ室12が形成されている。このシリンダ室12には型締めラム13が液密に上下方向摺動自在に挿入されている。また、シリンダ室12の底面と型締めラム13の底面で区画される部分が油室12a である。この油室12a にはアキュムレータ14が接続されており、油室12a 内の圧力がほぼ一定に保たれるようになっている。そして、この油室12a 内の圧油により、型締めラム13は常時上方に付勢されており、前記上金型2を介して加圧力を加えられても、これに抵抗して、型締め加工ができるようになっている。そして、前記下ホルダ11の上端面には型締めラム13の上昇限度を規制するストッパ15が取付けられている。
【0012】
前記型締めラム13の上面には、下金型16が取付けられている。
そして、前記下ホルダ11と型締めラム13と下金型16の中心を貫いて、下パンチ17が設けられている。この下パンチ17は、前記下ホルダ11または適当な固定部材に固定されており、昇降しない部材である。
【0013】
本実施形態の閉塞鍛造装置は、インナスライド1を昇降させる第1の機械的駆動手段と、アウタスライド6を昇降させる第2の機械的駆動手段とを独立して作動させて、図4に示すように、両者のスライドストロークを変えている。そして、予備成形完了時(II位置)より後の下死点到達時(III 位置)まで、インナスライド6の下降ストロークはアウタスライド1の下降ストロークの2倍に設定されている。
【0014】
つぎに、本実施形態の閉塞鍛造装置による鍛造方法を説明する。
図1は鍛造プレスの作業開始前における待機位置Iを示しており、各スライド1,6は上死点にあり、材料Wは下金型16上に置かれている。
図1の待機位置Iから、アウタスライド1とインナスライド6を共に下降させ、図2に示すように、上金型2を下金型16上に加圧する。この場合、型締めラム13は油室12a 内の圧油で支えられ、下降しないので下金型16は動いておらず、材料Wの上端面は上金型2の下面、すなわち下金型16の上面と面一となるまで加圧される。このときの上下金型2,16の合せ面を符号aで示す。この段階で、上下金型2,16内で材料が型締めされ、予備成形IIが行われる。
この予備成形IIの終了時点では、図4に示すように、アウタスライド1とインナスライド6の下降位置は同一である。
【0015】
つぎに、図4のストローク線図に示すように、アウタスライド1とインナスライド6を共に下降させる。ただし、インナスライド6の下降ストロークTはアウタスライド1の下降ストロークT1の2倍となっている。
上記の下降ストロークで、アウタスライド1とインナスライド6を下死点まで下降させた状態が、図3に示されている。アウタスライド1の下降する力は、上金型2と下金型16を経て型締めラム13に伝達されるので、型締めラム13は油室12a 内の圧力に抗して下降する。この下降ストロークは、アウタスライド1のII位置からIII 位置間のストロークT1と同じである。このため下金型16中の材料Wも同一ストロークだけ下降し、一方、下パンチ17は固定されているので、下パンチ17は材料Wの下面から上方に向けて突入する結果となる。これにより、下穴が形成される。
また、インナスライド6はアウタスライド1の2倍のストロークTを下降するので、上パンチ3は材料Wの上端面からT2ストロークだけ下向きに突入することになる。これにより上穴が形成される。
【0016】
このようにして、パンチ穴形成III の終了時点では、材料Wの上下面に等しい深さの穴が形成される。上記の成形工程I,II,III を一連に示すと、図5のとおりである。
なお、上記の例では深さの等しい上下穴を形成したが、インナスライド6の下降ストロークを大きくとれば、貫通孔を形成することも可能である。また、両スライド1,6の下降ストロークを互いに異ならせると、深さの異なる上下穴を形成することができる。
さらに、上記のごとく、パンチ穴が成形された段階で、材料Wは上下金型2,16間の密閉空間に隅々まで充満するので、非常に精度の高い閉塞鍛造が行える。
【0017】
つぎに、請求項2の発明の一実施形態に係る閉塞鍛造装置を説明する。
図6は請求項2の発明の一実施形態に係る閉塞鍛造装置の要部断面図、図7は図6の閉塞鍛造装置のストローク線図である。
図6において、26は油圧ラムである。この油圧ラム26は図1の実施形態におけるインナスライド6の代りに設けられたものである。油圧ラム26はピストン26a とピストンロッド26b とからなる。ピストン26a はアウタスライド1内に形成されたシリンダ室27内に液密に、かつ上下方向摺動自在に挿入され、ピストンロッド26b は、上パンチ4のピストン4bに当接している。シリンダ室27のピストン側油室27a は、開閉弁28を介して油圧源Pに接続されている。このため、開閉弁28を開弁すると、油圧ラム28は下方に押し下げられ、上パンチ4を下方に加圧することができる。
【0018】
上記以外の構成は、図1の実施形態と実質同一である。そして、アウタスライド1を昇降させる第1の機械的駆動手段と、油圧ラム26とは別個独立に作動するので、図7のストローク線図に示すような異なるストロークでの動作が可能である。よって、本実施形態においても、油圧ラム26のII位置からIII 位置にかけての下降ストロークを、アウタスライド1の下降ストロークの2倍に設定しておけば、図1の実施形態と同様に、材料Wにパンチ穴加工を行うことができる。また、油圧ラムはアウタスライド内に設けられており、油圧ラム自体の昇降ストロークは短くてすむので、気泡の混入や圧縮性の変化によるストロークの変化は事実上無視してよい程小さく、精度の高い鍛造が可能である。さらに、油圧ラムの昇降ストロークが小さくてよいことから、油圧回路中のバルブサイズに制約されず高速運転も可能となる。
【0019】
【発明の効果】
請求項1の発明によれば、材料を予備成形した後、インナスライドをアウタスライドより長いストロークで下降させることによって、材料の上下面にパンチ穴が形成される。また、油圧機器を用いた場合に特有のパンチの押込み量の変化といった不具合は生じず、精度の高い鍛造が可能である。さらに、サイクルタイムの短縮化にも効果的である。
請求項2の発明によれば、上パンチの駆動手段である油圧ラムは第1の機械的駆動手段に対し個別動作が可能であり、請求項1の発明と同様のパンチ穴加工が可能である。また、油圧ラム自体の昇降ストロークは短くてすむので、気泡の混入や圧縮性の変化によるパンチの押込み量の変化は小さく、精度の高い鍛造が可能である。さらに、油圧ラムの昇降ストロークが小さくてよいことから、高速運転も可能となる。
請求項3の発明によれば、予備成形の後、上金型をアウタースライドより長いストロークで下降させることにより、材料に下穴を加工すると共に、上パンチを材料内に押し込んで上穴を加工することができる。しかも、材料は上下金型内空間に充満し、高精度な閉塞鍛造が行われる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 請求項1の発明の一実施形態に係る閉塞鍛造装置の待機位置における要部断面図である。
【図2】 同閉塞鍛造装置における型締め工程終了時の要部断面図である。
【図3】 同閉塞鍛造装置におけるパンチ穴成形工程終了時の要部断面図である。
【図4】 同閉塞鍛造装置のストローク線図である。
【図5】 図1の閉塞鍛造装置による鍛造工程の説明図である。
【図6】 請求項2の発明の一実施形態に係る閉塞鍛造装置の要部断面図である。
【図7】 図6の閉塞鍛造装置のストローク線図である。
【符号の説明】
1 アウタスライド
2 上金型
4 上パンチ4
6 インナスライド
11 下ホルダ
13 型締めラム
16 下金型
26 油圧ラム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a closed forging device and a closed forging method using the same. More specifically, the present invention relates to a closed forging technique for processing a punch hole in a material.
[0002]
[Prior art]
As a conventional example of the closed forging device, there is one described in Japanese Patent Publication No. 3-37806.
In this conventional example, an upper cylinder is formed in an upper die holder main body mounted on a slide, an upper die is supported by the upper cylinder so as to be movable up and down, and an upper punch that can be fitted into the upper die is provided in the upper die holder. A lower cylinder having the same pressure receiving area as the upper cylinder is formed in the lower die holder body mounted on the bed, and is provided so as to be integrated with the main body, and the lower die is supported by the lower cylinder so as to be movable up and down. A lower punch that can be fitted into the lower die is provided so as to be integrated with the lower die holder body, and the upper and lower cylinders are respectively connected to oil chambers having pistons connected by connecting rods and having the same pressure receiving surface. Connected.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the conventional example, the upper and lower dies use oil pressure to drive the cylinder, and the speed of the cylinder changes due to the mixing of bubbles in the pressure oil peculiar to oil pressure, the influence on the oil compressibility due to the temperature change of the pressure oil, etc. However, there is a problem that the push amount of the punch changes. Further, the punch push-in amount is determined by the stroke amount of the cylinder, and when changing the push-in amount, it is necessary to change even parts. Furthermore, since the pipe size in the hydraulic circuit is limited, there is a disadvantage that the cylinder speed cannot be made too fast and the cycle time is limited.
[0004]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a closed forging device and a closed forging method in which the punch pressing amount is always constant and the cycle time can be shortened.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The closed forging device according to
A closed forging device according to a second aspect is characterized in that, in the invention according to the first aspect, a hydraulic ram provided in the outer slide is used instead of the inner slide.
Closed forging method according to
[0006]
According to the present invention, the outer slide is moved up and down the first mechanical driving apparatus, since the inner slide is moved up and down a second mechanical driving device operates independently, the mutual sliding stroke each other You can have me different is operable. In this reason, the upper mold and the lower mold together to lower the outer slide and the inner slide, after dipped mold clamping sandwiched material and further lower the inner slide longer stroke than the outer slide, the upper punch material When the lower die is pushed by the upper die and lowered with the clamping ram, the lower punch is pushed into the lower surface of the material, and punch holes are formed in the upper and lower surfaces of the material. It becomes. In addition, since the present invention uses mechanical drive devices for the outer slide and the inner slide, there are no problems such as changes in the amount of punch pressing due to mixing of bubbles or changes in compressibility when using hydraulic equipment. . Therefore, forging with high accuracy is possible. Furthermore, since the mechanical drive device is not limited in speeding up as much as hydraulic equipment, cycle time can also be shortened.
According to the invention of
According to the invention of
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a cross-sectional view of a main part at a standby position of a closed forging device according to one embodiment of the invention of
[0008]
In FIG. 1,
An
[0009]
A
In the
[0010]
An
The
[0011]
Reference numeral 11 denotes a lower holder, and a
[0012]
A
A
[0013]
The closed forging device according to the present embodiment independently operates the first mechanical drive means for raising and lowering the
[0014]
Next, a forging method using the closed forging device of the present embodiment will be described.
FIG. 1 shows a standby position I before the forging press operation is started. The
The
At the end of the preforming II, as shown in FIG. 4, the lowering positions of the
[0015]
Next, as shown in the stroke diagram of FIG. 4, both the
FIG. 3 shows a state where the
Further, since the
[0016]
In this way, at the end of the punch hole formation III, holes having a depth equal to the upper and lower surfaces of the material W are formed. FIG. 5 shows a series of the above molding steps I, II, and III.
In the above example, the upper and lower holes having the same depth are formed. However, if the lowering stroke of the
Further, as described above, since the material W fills the sealed space between the upper and
[0017]
Next, a closed forging device according to an embodiment of the invention of
6 is a cross-sectional view of the main part of the closed forging device according to one embodiment of the invention of
In FIG. 6, 26 is a hydraulic ram. This
[0018]
The configuration other than the above is substantially the same as the embodiment of FIG. And since the 1st mechanical drive means which raises / lowers the
[0019]
【The invention's effect】
According to the present invention, after the preformed material, by lowering the inner slide longer stroke than the outer slide, punch holes in the upper and lower surfaces of the wood charge is formed. In the case of using an oil pressure device without causing the problem such changes in the pressing amount of specific punch, it is possible to highly accurate forging. In addition, it is also effective to shorten the cycle time.
According to the invention of
According to the invention of
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional view of a main part at a standby position of a closed forging device according to an embodiment of the invention of
FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part at the end of the clamping process in the closed forging device.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part at the end of the punch hole forming process in the closed forging device.
FIG. 4 is a stroke diagram of the closed forging device.
FIG. 5 is an explanatory diagram of a forging process by the closed forging device of FIG. 1;
6 is a cross-sectional view of an essential part of a closed forging device according to an embodiment of the invention of
7 is a stroke diagram of the closed forging device in FIG. 6. FIG.
[Explanation of symbols]
1
6 Inner slide 11
Claims (3)
昇降されるアウタスライドと、
該アウタスライドの下面に取付けられる上金型と、
前記アウタスライド内に取付けられ、前記上金型を貫通して、下方に突出するように設けられた上パンチと、
前記第1の機械的駆動装置とは別個独立に作動する第2の機械的駆動装置により待機位置から型締め位置を経てパンチ穴成形位置との間で昇降され、前記上パンチを圧下するインナスライドと、下ホルダと、
該下ホルダに形成されており、接続されたアキュムレータにより内部の圧力が一定に保持されたシリンダ室と、
該シリンダ室に挿入されており、型締め時には圧油を介して上昇位置に保持され、パンチ穴成形時には下降位置に下降して保持される型締めラムと、
前記型締めラムの上面に取付けられる下金型と、
前記型締めラムと前記下金型を貫通しており、前記下ホルダに対し固定的に取付けられた下パンチとからなり、
型締め完了位置からパンチ穴成形完了位置までの昇降ストロークは、アウタスライドと型締めラムが同じで、インナスライドがアウタスライドより長い
ことを特徴とする閉塞鍛造装置。An outer slide that is moved up and down between a standby position, a mold clamping position, and a punch hole forming position by a first mechanical driving device;
An upper mold attached to the lower surface of the outer slide;
An upper punch mounted in the outer slide and provided so as to protrude downward through the upper mold;
An inner slide that is moved up and down between a standby position, a mold clamping position, and a punch hole forming position by a second mechanical drive apparatus that operates independently of the first mechanical drive apparatus, and lowers the upper punch. And the lower holder,
A cylinder chamber formed in the lower holder, in which the internal pressure is kept constant by a connected accumulator;
Is inserted into the cylinder chamber, at the time of mold clamping is held in the raised position through a pressure oil, and the mold clamping ram to be held at the time of punching molding lowered to the lowered position,
A lower mold attached to the upper surface of the mold clamping ram;
Extends through the lower mold and the mold clamping ram, Ri Do from fixedly and lower punch attached to the lower holder,
The closed forging device characterized in that the lifting stroke from the mold clamping completion position to the punch hole molding completion position is the same for the outer slide and the mold clamping ram, and the inner slide is longer than the outer slide .
ついで、前記アウタスライドと前記上金型を共に下降させ、かつ前記インナスライドを前記アウタスライドの下降ストロークより長いストロークで下降させ、材料の上下にパンチ穴を成形するパンチ穴成形工程とを、
その順で実行することを特徴とする閉塞鍛造方法。Using the enclosed forging apparatus according to claim 1 or 2, wherein the mold clamping step for preforming the material in close contact with the lower mold and upper mold the outer slide the upper mold is lowered from the top dead center along with ,
Then, the both are lowered outer slide and the upper die, and the In'nasurai de is lowered by a long stroke than downward stroke of the outer slide, and a punch hole forming step of forming a punch hole in the top and bottom of the material,
A closed forging method, which is performed in that order.
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