JP3809899B2 - Forging equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、鋼材よりなるワークに圧造成形を施す鍛造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より鋼材よりなる金属製品を成形する際、素材から複数回の圧造成形を施し、所望する形状に成形する鍛造加工が多く使用されてきた。例えば、図1及び図2に示す如きカップ状の金属製品(ハウジング)51を成形するとき、図3に示す如く、まず、所望するハウジング51の体積と略同一体積の円柱素材1(図3の(ア))を形成し、続いて円柱素材1の一端端部に絞り加工を施し、予備円柱状本体12とその予備円柱状本体12より小径の予備柄16とを有する予備鍛造品11(図3の(イ))を形成する。次に予備鍛造品11の予備円柱状本体12を軸線方向に押圧し、予備柄16側端面外周付近に、予備円柱状本体12から予備柄16にかけて漸次小径となるテーパ部29を有する円盤状の中間円柱状本体22を成形して中間成形品21(図3の(ウ))を形成する。そして最後に中間成形品21の中間円柱状本体22端部軸心付近を後記するパンチで押圧して、軸状の柄56と、柄56に連続し外周に複数の欠部55を有する段部54と、段部54に連続し段部54と周方向同位置に垂直に面取りされる大径面取り部53を有する立壁部52を成形し、ハウジング51(図3の(エ))を形成していた。
【0003】
ここで中間成形品21からハウジング51を形成する工程を図7に基づいて説明する。
【0004】
161は鍛造装置で、上型171と下型181とからなる。上型171は、その軸心に沿ってパンチ172が配置され、パンチ172の先端はハウジング51の内周形状と同一形状の先端押圧部172aを有する。また下型181は、パンチ172に対向してハウジング51の外周形状と同一形状の型彫空間185を有するリング状のダイス182が配置される。
【0005】
上記鍛造装置161でハウジング51を形成するとき、図7左半部に示す如く、上型171を上方で待機させた状態で中間成形品21を下型181の型彫空間185に投入し、その後、図7右半部に示す如く、上型171を下降させる。そして上型171のパンチ172が中間成形品21の上端軸心付近を押圧し、柄56、段部54及び立壁部52を押出し成形し、ハウジング51を形成していた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如くハウジング51の鍛造成形方法では、中間成形品21はパンチ172の押圧荷重により型彫空間185で所望するハウジング51形状に塑性変形されるが、このときパンチ172の押圧荷重は変形中の中間成形品21を介して下型181のダイス182にかかる。このダイス182にかかる荷重は軸線方向及び径方向の荷重に分けられるが、特に径方向の荷重に対してはダイス182を拡径する外径方向の荷重となるため、使用中にダイス182に割れが発生し、ダイス182の寿命が低下するということがある。
【0007】
そこでこの外径方向の荷重によるダイス182の割れを防ぐため、図8に示す如く、ダイス282をインナーダイス283とアウターダイス288からなる分割ダイスとし、インナーダイス283とアウターダイス288を焼嵌めにて結合させたダイス282を使用することがある。この焼嵌めはインナーダイス283の外周側に所定温度に加熱したアウターダイス288を配置し、アウターダイス288が冷却されることにより熱収縮でアウターダイス288がインナーダイス283を締め付け、予めインナーダイス283に内径方向の荷重を与えており、この焼嵌めのダイス282を使用することにより、パンチ272による外径方向の荷重を相殺し、ダイス282の割れを防ぐことができるということがある。
【0008】
しかしこのような焼嵌めのダイス282は、加熱及び冷却に時間がかかり、ダイス282の生産性が低いということがある。また、焼嵌めのダイス282はインナーダイス283とアウターダイス288が結合後、型彫空間285により画成される製品の専用ダイス282となるため、汎用性が低いということがある。
【0009】
従って、本発明は上述の如き課題を解決し、ダイスの寿命が長く、ダイスの生産性及び汎用性の高い鍛造装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明の構成は以下のとおりである。
【0011】
1 内周に中間成形品を投入する型彫空間を形成するインナーダイスとインナーダイスの外周側に配置されるアウターダイスを備える下型と、下型の型彫空間に対し進退可能なパンチを備える上型とを有する鍛造装置において、下型のインナーダイス外周で型彫空間に対向する位置に周状に凹む外周凹部を形成するとともに、外周凹部によりインナーダイスとアウターダイスとの間に圧入空間を画成し、圧入空間に液体を圧入供給する。
【0012】
2 内周に中間成形品を投入する型彫空間を形成するインナーダイスとインナーダイスの外周側に配置されるアウターダイスを備える下型と、下型の型彫空間に対し進退可能なパンチを備える上型とを有する鍛造装置において、下型のアウターダイス内周で型彫空間に対向する位置に周状に凹む内周凹部を形成するとともに、内周凹部によりインナーダイスとアウターダイスとの間に圧入空間を画成し、圧入空間に液体を圧入供給する。
【0013】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図1乃至図5に基づいて説明する。
【0014】
図1及び図2は本発明の実施例による鍛造装置を使用して成形する製品であるジョイント装置のハウジング51を表し、このハウジング51は、一端に開口部57、他端に軸状の柄56を有する柄付きカップ状を呈し、開口部57を含む円筒状の立壁部52外周には、二対の平行な大径面取り部53が形成される。上記ハウジング51の柄56は雄ネジ成形前の状態であり、その後の柄56への転造加工により雄ネジは成形される。また、柄56と立壁部52との間には、図示せぬ係合板が折曲係合する欠部55を外周に有する段部54が成形される。
【0015】
上記ハウジング51の鍛造成形方法を図3に基づいて説明する。
【0016】
まず、所望するハウジング51の体積と略同一体積の円柱素材1(図3の(ア))を形成し、続いて円柱素材1の一端端部に絞り加工を施し、予備円柱状本体12とその予備円柱状本体12より小径の予備柄16とを有する予備鍛造品11(図3の(イ))を形成する。次に予備鍛造品11の予備円柱状本体12を軸線方向に押圧し、予備柄16側端面外周付近に、予備円柱状本体12から予備柄16にかけて漸次小径となるテーパ部29を有する円盤状の中間円柱状本体22を成形して中間成形品21(図3の(ウ))を形成する。そして最後に中間成形品21の他端端部軸心付近を後記するパンチで押圧して、中間成形品21の中間柄26の形状を保持した柄56、欠部55を外周に設けた段部54、及び二対の平行な大径面取り部53を外周に有する立壁部52を押出し成形し、ハウジング51(図3の(エ))を形成していた。
【0017】
この中間成形品21からハウジング51を形成する本発明の実施例による鍛造装置及びその鍛造装置を使用した成形工程を図4及び図5に基づいて説明する。図4は鍛造成形前、図5は鍛造成形後の状態を表す。
【0018】
61は本発明の実施例による鍛造装置で、上型71と下型81とからなる。
【0019】
下型81は、所望するハウジング51の外周形状と同一形状の型彫空間85を有するインナーダイス83と、インナーダイス83の外周側に嵌合されるアウターダイス88とからなるダイス82を備え、インナーダイス83の外周には、その軸線方向中央付近に周状に凹む外周凹部86が形成され、この外周凹部86によりインナーダイス83とアウターダイス88との間に圧入空間Sを画成する。圧入空間Sはアウターダイス88に設ける導入パイプ99により液体圧入装置98、例えば油圧ポンプに連通する。また圧入空間Sの上端及び下端には、液体漏れ防止用のゴム材よりなるOリング97が配置される。このインナーダイス83及びアウターダイス88は、ボルト93を使用し固定される固定リング92により一体的に結合される。また、ダイス82は、型彫空間85に突出可能のノックアウトピン91を備えるノック金型95と、ノック金型95の外周側に配置されるベース96とにより構成される基盤90にボルト94を使用し固定される。
【0020】
また、上型71は、下型81に対して同一軸心上で進退可能に配置される。この上型71の軸心に沿ってパンチ72が配置され、パンチ72の先端部はハウジング51の内周底部形状同一形状の先端押圧部72aを有する。パンチ72の外周側にはリング状のパンチガイド73が配設され、更にパンチガイド73の上方にバックアップリング74が配設される。そして75は、パンチ72、パンチガイド73及びバックアップリング74を一体に保持する上ガイドである。
【0021】
上記鍛造装置61でハウジング51を形成するとき、図4に示す如く、予め液体圧入装置98から導入パイプ99を介してインナーダイス83とアウターダイス88との間に画成する圧入空間Sに油を供給し、油圧をかける。特にインナーダイス83には内径方向の予荷重Pがかかり、この状態で鍛造成形が行われる。まず、上型71を上方で待機させた状態で中間成形品21を下型81の型彫空間85に投入し、その後、上型71を下降させる。そしてパンチ72はパンチガイド73と共に下型81内周に案内され、型彫空間85の所定位置まで進入して、図5に示す如く、ハウジング51が形成される。
【0022】
このとき、ハウジング51の塑性変形に伴ないダイス82に外径方向の荷重Xがかかるが、この外径方向の荷重Xは液体圧入装置98で供給される液体により発生するインナーダイス83の内径方向の予荷重Pにより相殺できる。
【0023】
また、上記鍛造装置61においては、異なる製品を形成するとき、インナーダイス83の交換のみで対応可能である。
【0024】
次に他の実施例による鍛造装置61を図6に基づいて説明する。
【0025】
この鍛造装置61は上記鍛造装置61と基本構造は同一である。その差異として上記鍛造装置61はインナーダイス83の外周に外周凹部86を形成したが、この他の実施例による鍛造装置61は、アウターダイス88の内周に周状に凹む内周凹部89を形成した点にある。
【0026】
このようにアウターダイス88の内周に内周凹部89を形成することで上記インナーダイス83の外周に外周凹部86を形成した鍛造装置61と同様に、ハウジング51の塑性変形に伴なうダイス82にかかる外径方向の荷重Xを、液体圧入装置98により供給される液体により発生するインナーダイス83の内径方向の予荷重Pで相殺できる。また、この他の実施例による鍛造装置61によれば、製造頻度の高いインナーダイス83の外周を単純形状にできる。
【0027】
【発明の効果】
以上のように本発明の鍛造装置によれば、内周に中間成形品を投入する型彫空間を形成するインナーダイスとインナーダイスの外周側に配置されるアウターダイスを備える下型と、下型の型彫空間に対し進退可能なパンチを備える上型とを有する鍛造装置において、下型のインナーダイス外周で型彫空間に対向する位置に周状に凹む外周凹部を形成するとともに、外周凹部によりインナーダイスとアウターダイスとの間に圧入空間を画成し、圧入空間に液体を圧入供給するため、塑性変形に伴なうダイスにかかる外径方向の荷重を圧入供給される液体により発生するインナーダイスの内径方向の予荷重により相殺できるので、ダイスの割れを抑制でき、ダイスの寿命を向上させることができる。またダイスは、インナーダイスの外周側にアウターダイスを配置するのみでダイスの生産性は高く、更にインナーダイスの交換により汎用性が高い。
【0028】
また、内周に中間成形品を投入する型彫空間を形成するインナーダイスとインナーダイスの外周側に配置されるアウターダイスを備える下型と、下型の型彫空間に対し進退可能なパンチを備える上型とを有する鍛造装置において、下型のアウターダイス内周で型彫空間に対向する位置に周状に凹む内周凹部を形成するとともに、内周凹部によりインナーダイスとアウターダイスとの間に圧入空間を画成し、圧入空間に液体を圧入供給する場合においても、上記効果と同様の効果を得ることができる。更に、製造頻度の高いインナーダイスの外周を単純形状にできるので、ダイスの生産性を一段と向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による鍛造装置により形成される製品(ハウジング)の斜視図である。
【図2】本発明の実施例による鍛造装置により形成される製品(ハウジング)を表し、(ア)は平面図、(イ)は断面正面図である。
【図3】本発明の実施例による製品(ハウジング)の鍛造成形方法を表す断面正面図である。
【図4】本発明の実施例の鍛造装置により中間成形品から製品(ハウジング)を鍛造成形する成形前の状態を表す部分断面正面図である。
【図5】本発明の実施例の鍛造装置により中間成形品から製品(ハウジング)を鍛造成形する成形後の状態を表す部分断面正面図である。
【図6】本発明の他の実施例の鍛造装置により中間成形品から製品(ハウジング)を鍛造成形する工程を表し、左半部は成形前、右半部は成形後の状態を表す部分断面正面図である。
【図7】従来の鍛造装置により中間成形品から製品(ハウジング)を鍛造成形する工程を表し、左半部は成形前、右半部は成形後の状態を表し部分断面正面図である。
【図8】従来の他の鍛造装置により中間成形品から製品(ハウジング)を鍛造成形する工程を表し、左半部は成形前、右半部は成形後の状態を表す部分断面正面図である。
【符号の説明】
71 上型
72 パンチ
81 下型
83 インナーダイス
85 型彫空間
86 外周凹部
88 アウターダイス
89 内周凹部
S 圧入空間[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a forging device that performs forging forming on a workpiece made of steel.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when a metal product made of steel is formed, a forging process in which a forging process is performed from a raw material a plurality of times and formed into a desired shape has been often used. For example, when a cup-shaped metal product (housing) 51 as shown in FIGS. 1 and 2 is formed, as shown in FIG. 3, first, the cylindrical material 1 (of FIG. (A)) is formed, and then one end of the cylindrical material 1 is drawn, and the preliminary
[0003]
Here, the process of forming the
[0004]
[0005]
When the
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the forging method of the
[0007]
Therefore, in order to prevent cracking of the die 182 due to the load in the outer diameter direction, as shown in FIG. 8, the
[0008]
However, such a shrink-fitted
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems as described above, and to provide a forging device having a long die life and high die productivity and versatility.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The configuration of the present invention is as follows.
[0011]
1 An inner die for forming an engraved space for inserting an intermediate molded product on the inner periphery, a lower die having an outer die disposed on the outer peripheral side of the inner die, and a punch capable of moving forward and backward with respect to the lower die engraving space In a forging device having an upper die, an outer peripheral recess is formed in a circumferential shape at a position facing the die-sculpting space on the outer periphery of the lower die, and a press-fitting space is formed between the inner die and the outer die by the outer peripheral recess. The liquid is press-fitted into the press-fitting space.
[0012]
2 An inner die for forming an engraved space for inserting an intermediate molded product on the inner periphery, a lower die having an outer die disposed on the outer peripheral side of the inner die, and a punch capable of moving forward and backward with respect to the lower die engraving space In a forging device having an upper die, an inner peripheral concave portion that is recessed in a circumferential shape is formed at a position facing the die-sculpting space on the inner periphery of the lower die, and between the inner die and the outer die by the inner peripheral concave portion. A press-fit space is defined, and liquid is press-fitted and supplied to the press-fit space.
[0013]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0014]
1 and 2 show a
[0015]
A method for forging the
[0016]
First, the cylindrical material 1 ((a) in FIG. 3) having the substantially same volume as the desired volume of the
[0017]
A forging device for forming the
[0018]
61 is a forging device according to an embodiment of the present invention, and comprises an
[0019]
The
[0020]
Further, the
[0021]
When the
[0022]
At this time, a load X in the outer diameter direction is applied to the die 82 due to plastic deformation of the
[0023]
In the forging
[0024]
Next, a forging
[0025]
The forging
[0026]
The die 82 accompanying the plastic deformation of the
[0027]
【The invention's effect】
As described above, according to the forging device of the present invention, a lower mold including an inner die that forms a die-sculpting space for feeding an intermediate molded product to the inner periphery, and an outer die disposed on the outer periphery side of the inner die, and a lower mold In the forging device having an upper die having a punch capable of moving forward and backward with respect to the mold engraving space, an outer peripheral recess is formed on the outer periphery of the lower die at a position facing the mold engraving space. In order to define a press-fit space between the inner die and the outer die and press-fitting liquid into the press-fit space, the inner diameter generated by the press-fitted liquid is applied to the outer diameter load applied to the die due to plastic deformation. Since it can be offset by the preload in the inner diameter direction of the die, cracking of the die can be suppressed and the life of the die can be improved. In addition, the die is highly productive simply by placing an outer die on the outer peripheral side of the inner die, and more versatile by replacing the inner die.
[0028]
In addition, a lower die having an inner die for forming an engraved space for inserting an intermediate molded product on the inner periphery and an outer die disposed on the outer peripheral side of the inner die, and a punch capable of moving back and forth with respect to the lower die engraving space In the forging device having an upper die provided, an inner peripheral recess that is recessed in a circumferential shape is formed at a position facing the die-sculpting space on the inner periphery of the outer die of the lower die, and between the inner die and the outer die by the inner peripheral recess. In the case where the press-fitting space is defined and the liquid is press-fitted and supplied to the press-fitting space, the same effect as described above can be obtained. Furthermore, since the outer periphery of the inner die having a high manufacturing frequency can be made into a simple shape, the productivity of the die can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a product (housing) formed by a forging device according to an embodiment of the present invention.
2A and 2B show a product (housing) formed by a forging device according to an embodiment of the present invention, where FIG. 2A is a plan view and FIG. 2A is a sectional front view.
FIG. 3 is a cross-sectional front view illustrating a method for forging a product (housing) according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a partial cross-sectional front view showing a state before molding forging a product (housing) from an intermediate molded product by the forging device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a partial cross-sectional front view showing a state after molding in which a product (housing) is forged from an intermediate molded product by the forging device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 shows a process of forging a product (housing) from an intermediate molded product by a forging device according to another embodiment of the present invention, wherein the left half part is before molding and the right half part is a partial cross-section showing the state after molding. It is a front view.
FIG. 7 shows a process of forging a product (housing) from an intermediate molded product by a conventional forging device, wherein the left half part shows a state before molding and the right half part shows a state after molding, and is a partial sectional front view.
FIG. 8 is a partial cross-sectional front view showing a process of forging a product (housing) from an intermediate molded product by another conventional forging device, with the left half before molding and the right half after molding. .
[Explanation of symbols]
71 Upper die 72
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