JP6626767B2 - 鍛造金型及び金型の再生方法 - Google Patents

Description

本発明は、鍛造金型及び金型の再生方法に関し、より特定的には、チタン合金やニッケル基合金などの難加工性の金属材料の鍛造に用いることが可能な鍛造金型及び金型の再生方法に関する。

一般に、チタン合金やニッケル基合金などは、優れた機械的特性を有することから、航空機や車両などの輸送機器のエンジン部材や構造部材の素材として用いられている。このようなチタン合金などの難加工性の被加工材を用いて鍛造品を製造する方法として、熱間鍛造金型装置を用いた熱間型鍛造方法が用いられる。熱間型鍛造方法は、予め所定の形状に形成された金型の凹部内に加熱された被加工材を装入し、当該被加工材を高温状態に保持したまま金型に沿った形状に引き伸ばすように変形させながら鍛造する方法である。この熱間型鍛造方法を用いれば、鍛造中の被加工材の変形において製品形状に沿ったメタルフローが得られるため、他の加工方法に比べてより粘り強く、耐衝撃破壊性などの機械的特性に優れた鍛造品を得ることができる。

チタン合金やニッケル基合金の熱間型鍛造、特にエンジン部材向けの熱間型鍛造においては、被加工材の中央部に凸形状のパンチ部品を押し込むことにより、穴や窪みを成形することがしばしば必要になる。この場合、パンチ部品の先端部と被加工材との摩擦が大きく、チタン合金などの材料の難加工性も相まって、パンチ部品の先端部が摩耗し易くなる。このため、一般的な熱間鍛造金型装置の部品に比べて、パンチ部品は使用回数が制限されてしまうという特徴がある。

上述のように、チタン合金などの素材からなる被加工材に穴や窪みを成形する熱間型鍛造方法として、例えば特許文献１には、被加工材が装入される凹部を有する下金型と、圧下面の中央に下方に向かって突出するパンチ部品が設けられた上金型と、を備えた熱間鍛造金型装置が開示されている。

特開２０１４−２４００８２号公報

上記特許文献１に開示された鍛造方法では、圧下面の中央に下方に向かって突出するパンチ部品が設けられた上金型において、当該パンチ部品の先端部が摩耗し易いことにより、鍛造品の寸法精度が低下する。このため、鍛造品の寸法精度を確保するためにパンチ部品の先端部をリシンクして型形状を修正する必要があるが、この場合、リシンク後において金型のプレスストロークが変わってしまうという問題が生じる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、パンチ部品のリシンク前後において金型のプレスストロークが変わるのを抑制することができる鍛造金型及び金型の再生方法を提供することである。

本発明の一局面に係る鍛造金型は、被加工材が配置される第１金型と、前記被加工材を挟んで前記第１金型と対向する第２金型と、を備えている。前記第２金型は、前記第１金型に向かって突出する形状を有し、前記被加工材に押し込むための先端部が形成されたパンチ部品と、前記先端部と反対側の背面部において前記パンチ部品を保持する保持部材と、を含んでいる。上記鍛造金型は、前記パンチ部品の前記背面部と前記保持部材との間に配置されるプレート部品を備えている。前記保持部材は、前記パンチ部品が挿入される挿入孔が形成されたホルダー部品を含んでいる。前記パンチ部品は、前記背面部側において前記先端部よりも拡径したフランジ部を有している。上記鍛造金型には、前記挿入孔に挿入された前記フランジ部を係止する係止部が設けられている。前記プレート部品の外径は、前記フランジ部の外径以下である。前記プレート部品は、前記挿入孔内に配置されている。前記保持部材は、前記係止部と反対側において前記パンチ部品又は前記プレート部品の外周部を押さえるストッパーを含んでいる。

上記鍛造金型では、パンチ部品の先端部により被加工材を押し込むことにより、所望の形状に成形された鍛造品を製造することができる。そして、被加工材との摺動によりパンチ部品の先端部が摩耗した場合には、当該先端部をリシンクして型形状を修正することにより、鍛造品の寸法精度を確保することができる。しかも、パンチ部品と保持部材との間にプレート部品が配置されているため、リシンク後のパンチ部品の先端部の高さ位置をリシンク前と同じ位置に固定することが可能となる。従って、リシンク前後において先端部から被加工材までの距離が変わってしまうことを抑制でき、金型のプレスストロークが変わるのを抑制することができる。また係止部によってフランジ部を係止することにより、パンチ部品をホルダー部品によって安定に保持することができる。また上記構成によれば、プレート部品を挿入孔に嵌め込むだけで容易に配置することができる。また上記構成によれば、金型を上下反転させた場合でもパンチ部品やプレート部品が挿入孔から脱落するのを防ぐことができる。

上記鍛造金型では、前記ストッパーにおいて前記プレート部品の外周部を押さえる部分は、前記プレート部品の外周部の形状に沿って傾斜していてもよい。

この構成によれば、ストッパーによってプレート部品の側面を保持することができる。このため、鍛造時にパンチ部品に対して圧力を加えるための部材をプレート部品の主面に配置することができる。またプレート部品の厚みを薄くすることが可能となり、１回のリシンク量の最小長さをより短く取ることができる。このため、パンチ部品をより長い期間に亘って繰り返し使用することができる。

上記鍛造金型は、複数枚の前記プレート部品を備えていてもよい。

この構成によれば、パンチ部品の先端部のリシンクが繰り返し実施される場合において、リシンク毎にプレート部品の枚数を増やすことにより、リシンク後において金型のプレスストロークが変わるのを防ぐことができる。

本発明の他局面に係る金型の再生方法は、上記鍛造金型を再生する方法であって、前記被加工材の鍛造に使用された前記パンチ部品の前記先端部をリシンクする工程と、前記リシンクする工程の後、前記パンチ部品における前記先端部と反対側の前記背面部に前記プレート部品を配置する工程と、を備えている。

上記金型の再生方法では、被加工材の鍛造時に摩耗したパンチ部品の先端部をリシンクして型形状を修正することにより、鍛造品の寸法精度を確保することができる。しかも、リシンク後にパンチ部品の背面にプレート部品を配置することにより、リシンク後のパンチ部品の先端部の高さ位置をリシンク前と同じ位置に固定することが可能となる。従って、リシンク前後において先端部から被加工材までの距離が変わってしまうことを抑制でき、金型のプレスストロークが変わるのを抑制することができる。

本発明によれば、パンチ部品のリシンク前後において金型のプレスストロークが変わるのを抑制することができる鍛造金型及び金型の再生方法を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る鍛造金型のリシンク前の状態を示す模式図である。 上記鍛造金型により被加工材を鍛造する様子を示す模式図である。 図１中の領域ＩＩＩにおける拡大図である。 図３中の矢印ＩＶから見た鍛造金型の上面図である。 パンチ部品のリシンク前後の状態を示す模式図である。 上記鍛造金型のリシンク後の状態を示す模式図である。 図６中の矢印ＶＩＩから見た鍛造金型の上面図である。 図６中の領域ＶＩＩＩにおける拡大図である。 上記鍛造金型のリシンク後の状態を示す模式図である。 上記鍛造金型により被加工材を鍛造する様子を示す模式図である。 本発明の実施形態２に係る鍛造金型を示す模式図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。

（実施形態１）
［鍛造金型］
まず、本発明の実施形態１に係る鍛造金型１の構造について説明する。鍛造金型１は、例えばチタン合金やニッケル基合金などの難加工性の被加工材２に対してパンチ部品２１の押し込みにより穴や窪みなどを形成する熱間鍛造に用いられる。図１に示すように、鍛造金型１は、被加工材２が配置される下金型１０（第１金型）と、被加工材２を挟んで下金型１０に対して上下方向に対向する上金型２０（第２金型）と、を備えている。上金型２０及び下金型１０は、図略の駆動部によって互いに近づく方向又は離れる方向に相対移動するように構成されている。本実施形態では、下金型１０が土台３に固定されると共に、上金型２０が下降又は上昇するように構成されている。これにより、図２に示すように、上金型２０を下金型１０に向かって下降させ、加熱により軟化した被加工材２の中央部にパンチ部品２１の先端部２１Ａを押し込むことにより、被加工材２に穴や窪みを形成することができる。

図１に示すように、下金型１０は、被加工材２が設置される水平な設置面１１Ａが形成され、土台３に固定されたブロックである金型設置部１１と、設置面１１Ａ上に固定され、被加工材２が装入される空間である装入部１２Ｂが形成されたブロックである金型装入部１２と、を備えている。装入部１２Ｂは、被加工材２の高さよりも深く形成されている。金型装入部１２は、図２に示すようにパンチ部品２１によって被加工材２を成形する際に被加工材２が水平方向に移動しないように、内面１２Ａによって被加工材２の外周部を支持する。金型設置部１１及び金型装入部１２は、本実施形態のように互いに別体として形成され、ボルトなどの締結部材（不図示）によって互いに固定されていてもよいがこれに限定されず、一つの部材として一体形成されていてもよい。また下金型１０は、本実施形態のように金型設置部１１及び金型装入部１２により構成される場合に限定されず、金型設置部１１のみにより構成され、金型装入部１２が省略された構成であってもよい。

図３は、パンチ部品２１のリシンク前の状態における上金型２０を拡大して示している。上金型２０は、下金型１０に向かって下方に突出する形状を有し、被加工材２に押し込むための先端部２１Ａが形成されたパンチ部品２１と、先端部２１Ａと反対側の背面部においてパンチ部品２１を保持する保持部材２２と、を備えている。保持部材２２は、パンチ部品２１が挿入される挿入孔２２Ａが形成されたホルダー部品２３と、パンチ部品２１が挿入孔２２Ａから脱落するのを防止するストッパー２４と、を備えている。

パンチ部品２１は、先端部２１Ａに向かって徐々に縮径するテーパ形状を有し、先端部２１Ａがホルダー部品２３の下面よりも下側（被加工材側）に位置する。またパンチ部品２１は、先端部２１Ａと反対側の背面部側において先端部２１Ａよりも拡径したフランジ部２１Ｂを有している。

ホルダー部品２３には厚み方向に貫通する挿入孔２２Ａが形成されており、パンチ部品２１はホルダー部品２３の上面側から挿入孔２２Ａに挿入されている。このとき、図３に示すように、フランジ部２１Ｂの上面と、ストッパー２４の上面と、ホルダー部品２３の上面と、が面一となる。よって、図１に示すように、ブロック状の金型ベース部２８をフランジ部２１Ｂの上面に面接触させることができる。これにより、鍛造時に金型ベース部２８からパンチ部品２１に対して押圧力を付与することが可能となり、このとき金型ベース部２８はパンチ部品２１からの反力を受ける。

図３に示すように、挿入孔２２Ａには、当該挿入孔２２Ａに挿入されたフランジ部２１Ｂを係止する係止部２２Ｂが径方向内向きに張り出すように設けられている。係止部２２Ｂは挿入孔２２Ａの下部に形成されているため、挿入孔２２Ａは下部が上部よりも孔径が小さくなっている（Ｄ２＜Ｄ１）。このため、図３に示すように、パンチ部品２１の先端部２１Ａをホルダー部品２３の上面側から挿入孔２２Ａに挿入した時に、フランジ部２１Ｂの下端を係止部２２Ｂの上面により係止することができる。つまり、フランジ部２１Ｂの下端を係止部２２Ｂに引っ掛けることができる。これにより、ホルダー部品２３によってパンチ部品２１が落下しないよう保持することができる。なお、係止部２２Ｂは、挿入孔２２Ａの周方向全体に設けられていてもよいし、パンチ部品２１を安定に保持できる範囲で周方向の一部にのみ設けられていてもよい。

ストッパー２４は、パンチ部品２１が挿入孔２２Ａの上側から脱落しないように押さえるための部品である。ストッパー２４は、係止部２２Ｂと反対側に配置され、ホルダー部品２３の上面における挿入孔２２Ａの近傍に形成された凹部に嵌め込まれている。そして、ボルトなどの締結部材２５によってストッパー２４がホルダー部品２３に対して取り外し可能に取り付けられている。

ストッパー２４は、挿入孔２２Ａの壁面よりも径方向内向きに張り出した押さえ部を有しており、当該押さえ部においてパンチ部品２１における外周面を下向き（上下方向）に押さえる。また図３に示すように、ストッパー２４の押さえ部は、パンチ部品２１の外周部の形状に沿って上向きに縮径するように傾斜している。これにより、ストッパー２４によってパンチ部品２１の側面を押さえることが可能となる。このため、フランジ部２１Ｂの上面とストッパー２４の上面とを面一に保ったまま、パンチ部品２１が挿入孔２２Ａの上側から脱落するのを防止することができる。つまり、上金型２０を上下反転させた場合でも、パンチ部品２１が挿入孔２２Ａから脱落するのを防止することができる。また、ストッパー２４を取り外すことによりパンチ部品２１を挿入孔２２Ａの上側から容易に引き抜くこともでき、摩耗し易いパンチ部品２１の交換も容易に行うことができる。

図４は、上金型２０の上面図である。図４に示すように、ストッパー２４は、一対の部品によって構成されており、パンチ部品２１における周方向の一部分及び当該一部分と径方向に対向する部分の２箇所を押さえる。なお、ストッパー２４は、本実施形態のように一対の部品により構成される場合に限定されず、二対以上の部品により構成されていてもよいし、パンチ部品２１の外周に沿ったリング部材によって構成され、パンチ部品２１の外周部全体を押さえるように構成されていてもよい。この場合、挿入孔２２Ａの上側からのパンチ部品２１の脱落をより効果的に防止することができる。

ここで、パンチ部品２１のリシンク（型修正）について説明する。図２を参照して説明したように、鍛造金型１を用いた熱間鍛造では、パンチ部品２１の先端部２１Ａによって被加工材２を押し込むが、この時被加工材２との摺動によって先端部２１Ａの摩耗が生じる。このため、被加工材２の成形を継続的に行うと、先端部２１Ａの摩耗が進行することにより型形状が大きく変化し、その結果鍛造品に形成される穴や窪みの寸法精度が悪化する。

そこで、先端部２１Ａの形状を整えて鍛造品の寸法精度を確保するため、先端部２１Ａを切削加工して形状を修正する必要がある。これをリシンクと呼ぶ。具体的には、図５中の破線で示す当初の形状から実線で示す形状になるようにパンチ部品２１を切削する。

このとき、図５に示すように先端部２１Ａが削られることでパンチ部品２１全体が長さＬ１（リシンク量）だけ短くなる。ここで、先端部２１Ａの高さ位置がリシンク前と同じになるようにするため、係止部２２Ｂ（図３）により係止されるフランジ部２１Ｂの下端も同じリシンク量Ｌ１だけ削られる。そして、図６に示すように、リシンク後のパンチ部品２１がホルダー部品２３に取り付けられる。このとき、フランジ部２１Ｂの上面２１ＢＢがリシンク前よりも長さＬ１だけ下側に移動する。これによって、フランジ部２１Ｂの上面２１ＢＢとホルダー部品２３の上面との間に段差が生じ、パンチ部品２１と金型ベース部２８（図１）との間に隙間が生じる。

本実施形態に係る鍛造金型１は、リシンク後においてパンチ部品２１と金型ベース部２８との間に生じる隙間を埋めるためのプレート部品２６を備えることを主な特徴としている。図６に示すように、プレート部品２６は、パンチ部品２１の背面（フランジ部２１Ｂの上面２１ＢＢ）とストッパー２４との間に配置され、先端部２１Ａのリシンク量Ｌ１と同じ厚みを有している。プレート部品２６を配置することにより、リシンク後のパンチ部品２１の先端部２１Ａの高さ位置をリシンク前と同じ位置に固定することが可能となる。これにより、リシンク前後において先端部２１Ａから被加工材２までの距離（図１の符号「Ｌ」と図９中の符号「Ｌ’」）が変わるのを抑制することができ、上金型２０のプレスストローク（鍛造時に上金型２０が下金型１０に向かって下降する距離）が変わるのを抑制することができる。

図７は、リシンク後の上金型２０の上面図である。図７に示すように、プレート部品２６は、平面視円形の板状部材であり、その外径がフランジ部２１Ｂの外径以下となっている（本実施形態ではフランジ部２１Ｂの外径と同じ）。このため、図６に示すように、プレート部品２６は、挿入孔２２Ａ内においてフランジ部２１Ｂの上面２１ＢＢに配置されている。プレート部品２６は、パンチ部品２１やホルダー部品２３と同じ材質からなり、具体的には、ＪＩＳ規格ＳＫＤ６１やＳＫＴ４などの合金工具鋼あるいはクロムモリブデン鋼などの耐熱性及び耐久性を有する材質からなる。

プレート部品２６は、図５に示したパンチ部品２１における先端部２１Ａの１回のリシンク量Ｌ１と同じ厚みを有する。図６では、リシンクを３回実施し、各リシンクの後に１枚ずつプレート部品２６を配置したときの状態を示しており、各リシンクにおける先端部２１Ａのリシンク量Ｌ１とプレート部品２６の厚みは同じである。つまり、鍛造金型１は、複数枚のプレート部品２６を備えていてもよく、この場合複数のプレート部品２６の合計の厚みが合計のリシンク量と同じになる。また図６では、プレート部品２６が全て同じ厚みで示されているが、各回におけるリシンク量が互いに異なる場合には、それに応じてプレート部品２６の厚みが変化する。よって、鍛造金型１は、同じ厚みの複数枚のプレート部品２６を備えていてもよいし、互いに厚みが異なる複数枚のプレート部品２６を備えていてもよい。

ストッパー２４は、リシンク前はパンチ部品２１が挿入孔２２Ａの上側から脱落しないよう押さえる部品として機能するが、リシンク後はプレート部品２６及びパンチ部品２１が挿入孔２２Ａの上側から脱落しないように押さえる部品として機能する。図８に示すように、ストッパー２４は、挿入孔２２Ａの壁面よりも径方向内向きに張り出した押さえ部２４Ａにおいてプレート部品２６の外周面を下向きに押さえる。ストッパー２４の押さえ部２４Ａには、プレート部品２６の外周部の形状に沿って上向きに縮径する傾斜面が設けられており、当該傾斜面によってプレート部品２６の側面を押さえることができる。これにより、図８に示すように、最上部のプレート部品２６の主面とストッパー２４の上面とを面一にすることができ、金型ベース部２８（図１）をプレート部品２６に対して面接触させることができる。よって、リシンク後においても、金型ベース部２８からプレート部品２６を介してパンチ部品２１に鍛造時の押圧力を付与することができる。

［金型の再生方法］
次に、本実施形態に係る金型の再生方法について説明する。始めに、本実施形態に係る金型の再生方法の前に行われる、上記鍛造金型１を用いた被加工材２の鍛造について説明する。

まず、被加工材２を準備する工程が実施される。この工程では、図１に示すように、例えば断面視矩形状の円柱形状又は角柱形状を有する被加工材２が準備される。被加工材２は、チタン合金又はニッケル基合金などの難加工性の金属材料からなる。チタン合金としては、Ｔｉ−１０Ｖ−２Ｆｅ−３Ａｌ、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−６Ｍｏ、Ｔｉ−５Ａｌ−２Ｓｎ−２Ｚｒ−４Ｍｏ−４Ｃｒ、Ｔｉ−５Ａｌ−５Ｖ−５Ｍｏ−３Ｃｒ、Ｔｉ−６Ａｌ−２Ｓｎ−４Ｚｒ−２Ｍｏなどが挙げられる。

次に、被加工材２を加熱する工程が実施される。この工程では、被加工材２が図略の加熱炉内に配置され、全体が７００〜１０００℃程度の鍛造温度になるまで加熱される。またこのように被加工材２の加熱処理を行う間、上金型２０及び下金型１０は、必要に応じて図略の内蔵ヒータにより６００〜１０００℃程度の温度にまで加熱される。なお、本実施形態では、被加工材２の熱間鍛造が行われるため本工程が必須となるが、冷間鍛造の場合には本工程を省略することもできる。

次に、被加工材２を金型間に配置する工程が実施される。この工程では、上記工程において加熱により軟化した被加工材２が、図１に示すように下金型１０における装入部１２Ｂ内に装入される。これにより、被加工材２が下金型１０と上金型２０との間に配置される。

次に、被加工材２を熱間鍛造する工程が実施される。この工程では、図略の駆動部によって上金型２０を下金型１０に近づくように下降させる。これにより、パンチ部品２１の先端部２１Ａが被加工材２の上面に接触する。この状態で上金型２０をさらに下降させることにより、高温状態に保持された被加工材２の中央部がパンチ部品２１の先端部２１Ａによって押し込まれる。これにより、図２に示すようにパンチ部品２１の形状に沿った窪みが被加工材２に形成され、鍛造品が製造される。その後、駆動部によって上金型２０を上昇させ、製造された鍛造品が下金型１０から取り出される。

以下、本実施形態に係る金型の再生方法について説明する。まず、パンチ部品２１をリシンクする工程が実施される。この工程では、被加工材２の鍛造に使用されたパンチ部品２１の先端部２１Ａを以下の手順でリシンクする。

まず、金型ベース部２８（図１）を取り外し、その後、締結部材２５を緩めてストッパー２４をホルダー部品２３から取り外す（図３）。次に、パンチ部品２１を挿入孔２２Ａの上側から引き抜き、パンチ部品２１をホルダー部品２３から取り外す。次に、図５に示すように、パンチ部品２１の先端部２１Ａを長さＬ１だけリシンクすると共に、フランジ部２１Ｂの下端も同じ長さＬ１だけリシンクする。パンチ部品２１をリシンクする方法としては、通常の金属切削加工を用いることができるが、特に限定されない。

次に、プレート部品２６を配置する工程が実施される。この工程では、図６に示すように、まずリシンク後のパンチ部品２１を挿入孔２２Ａの上側から挿入する。次に、先端部２１Ａのリシンク量Ｌ１と同じ厚みを有するプレート部品２６を挿入孔２２Ａ内に挿入し、パンチ部品２１の背面部（フランジ部２１Ｂの上面２１ＢＢ）に配置する。その後、締結部材２５によりストッパー２４をホルダー部品２３に取り付け、パンチ部品２１及びプレート部品２６が挿入孔２２Ａの上側から脱落しないように固定する。このとき、図６に示すように、最上部のプレート部品２６の主面と、ストッパー２４の上面と、ホルダー部品２３の上面と、が面一になる。最後に、金型ベース部２８がプレート部品２６の主面に対して面接触するように固定される。なお、上述の通り、図６ではリシンクを３回実施し且つこれに対応して３枚のプレート部品２６を配置した状態を示しているが、実際には１回のリシンク毎にそのときのリシンク量と同じ厚みを有するプレート部品２６を配置する。

このように、パンチ部品２１における先端部２１Ａと反対側の背面にプレート部品２６を配置することにより、リシンク後における先端部２１Ａと被加工材２の間の距離Ｌ’（図９）が、リシンク前における先端部２１Ａと被加工材２の間の距離Ｌ（図１）に対して変わるのを抑制することができる。このため、上金型２０のプレスストロークが変わるのを抑制したまま次の鍛造を開始することができる（図１０）。

［作用効果］
次に、上記本実施形態に係る鍛造金型１及び金型の再生方法の特徴及びその作用効果について説明する。

本実施形態に係る鍛造金型１は、被加工材２が配置される下金型１０と、被加工材２を挟んで下金型１０と対向する上金型２０と、を備えている。上金型２０は、下金型１０に向かって突出する形状を有し、被加工材２に押し込むための先端部２１Ａが形成されたパンチ部品２１と、先端部２１Ａと反対側の背面部においてパンチ部品２１を保持する保持部材２２と、を含んでいる。鍛造金型１は、パンチ部品２１の背面部と保持部材２２との間に配置されるプレート部品２６を備えている。

本実施形態に係る金型の再生方法は、被加工材２の鍛造に使用されたパンチ部品２１の先端部２１Ａをリシンクする工程と、当該リシンクする工程の後、パンチ部品２１における先端部２１Ａと反対側の背面部にプレート部品２６を配置する工程と、を備えている。

上記特徴によれば、パンチ部品２１の先端部２１Ａにより被加工材２を押し込むことにより、所望の形状に成形された鍛造品を製造することができる。そして、被加工材２との摺動によりパンチ部品２１の先端部２１Ａが摩耗した場合には、当該先端部２１Ａをリシンクして型形状を修正することにより、鍛造品の寸法精度を確保することができる。しかも、パンチ部品２１と保持部材２２との間にプレート部品２６が配置されているため、リシンク後のパンチ部品２１の先端部２１Ａの高さ位置をリシンク前と同じ位置に固定することが可能となる。従って、リシンク前後において先端部２１Ａから被加工材２までの距離が変わってしまうことを抑制でき、金型のプレスストロークが変わるのを抑制することができる。

上記鍛造金型１において、保持部材２２は、パンチ部品２１が挿入される挿入孔２２Ａが形成されたホルダー部品２３を含んでいる。パンチ部品２１は、背面部側において先端部２１Ａよりも拡径したフランジ部２１Ｂを有している。鍛造金型１には、挿入孔２２Ａに挿入されたフランジ部２１Ｂを係止する係止部２２Ｂが設けられている。この構成によれば、係止部２２Ｂによってフランジ部２１Ｂを係止することにより、パンチ部品２１をホルダー部品２３によって安定に保持することができる。

上記鍛造金型１において、プレート部品２６の外径は、フランジ部２１Ｂの外径以下となっている。またプレート部品２６は、挿入孔２２Ａ内に配置されている。これにより、プレート部品２６を挿入孔２２Ａに嵌め込むだけで容易に配置することができる。

上記鍛造金型１において、保持部材２２は、係止部２２Ｂと反対側においてパンチ部品２１又はプレート部品２６の外周部を押さえるストッパー２４を含んでいる。この構成によれば、金型を上下反転させた場合でもパンチ部品２１やプレート部品２６が挿入孔２２Ａから脱落するのを防ぐことができる。

上記鍛造金型１では、ストッパー２４においてプレート部品２６の外周部を押さえる部分２４Ａは、プレート部品２６の外周部の形状に沿って傾斜している。この構成によれば、ストッパー２４によってプレート部品２６の側面を保持することができる。このため、鍛造時にパンチ部品２１に対して圧力を加えるための金型ベース部２８をプレート部品２６の主面に対して面接触するように配置することができる。またプレート部品２６の厚みを薄くすることが可能となり、１回のリシンク量の最小長さをより短く取ることができる。このため、パンチ部品２１をより長い期間に亘って繰り返し使用することができる。

上記鍛造金型１は、複数枚のプレート部品２６を備えている。これにより、パンチ部品２１の先端部２１Ａのリシンクが繰り返し実施される場合において、リシンク毎にプレート部品２６の枚数を増やすことにより、リシンク後において金型のプレスストロークが変わるのを防ぐことができる。

（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２について説明する。実施形態２は、基本的に上記実施形態１と同様であるが、上記実施形態１ではパンチ部品２１のリシンクにおいて先端部２１Ａだけでなくフランジ部２１Ｂの下端も切削するのに対し（図５）、実施形態２ではフランジ部２１Ｂの下端を切削しない点が異なっている。以下、上記実施形態１と異なる点についてのみ説明する。

図１１は、実施形態２におけるパンチ部品２１のリシンク前の状態を示している。図１１に示すように、実施形態２では、フランジ部２１Ｂの下端と係止部２２Ｂの上面との間において断面視矩形の複数（本実施形態では３つ）のリング部材２７が予め配置されている。このリング部材２７の厚みＴ１は、パンチ部品２１の先端部２１Ａにおける１回のリシンク量Ｌ１と同じであり、１枚のプレート部品２６（図６）の厚みと同じである。

このため、先端部２１Ａのリシンク毎にリング部材２７を１個ずつ順に取り外すことにより、リシンクの際に上記実施形態１のようにフランジ部２１Ｂの下端を切削する必要がなく、先端部２１Ａの高さ位置をリシンク前後において同じ位置に調整することができる。そして、上記実施形態１と同様にフランジ部２１Ｂの上面２１ＢＢにプレート部品２６を配置することで、リシンク前後において上金型２０のプレスストロークが変わるのを抑制することができる。

（その他実施形態）
最後に、本発明のその他実施形態について説明する。

上記実施形態１では、被加工材２の熱間鍛造が行われる場合についてのみ説明したがこれに限定されず、温間鍛造や冷間鍛造が行われてもよい。

上記実施形態１では、被加工材２に穴や窪みを形成する場合についてのみ説明したがこれに限定されず、穴や窪みを形成せずに高さ方向に圧縮する鍛造が行われてもよい。

上記実施形態１では、被加工材２がチタン合金やニッケル基合金などの難加工性の材料からなる場合について説明したがこれに限定されず、これら以外の種々の金属材料からなっていてもよい。

上記実施形態１では、パンチ部品２１が挿入孔２２Ａに挿入され、フランジ部２１Ｂを係止部２２Ｂにより係止する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、フランジ部２１Ｂ、挿入孔２２Ａ及び係止部２２Ｂが設けられず、ボルトなどの締結部材によってパンチ部品２１をホルダー部品２３に固定する構成でもよい。

上記実施形態１では、上金型２０が下金型１０に向かって下降する場合について説明したがこれに限定されず、下金型１０が上金型２０に向かって移動してもよいし、上金型２０及び下金型１０の両方が移動してもよい。

上記実施形態１において、ストッパー２４を省略し、他の手段によってパンチ部品２１及びプレート部品２６が挿入孔２２Ａの上側から脱落するのを防ぐ構成としてもよい。またストッパー２４の押さえ部２４Ａは、プレート部品２６の外周部の形状に沿って傾斜する場合に限定されず、上下方向に平行になっていてもよい。

今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 鍛造金型
２ 被加工材
１０ 下金型（第１金型）
２０ 上金型（第２金型）
２１ パンチ部品
２１Ａ 先端部
２１Ｂ フランジ部
２２ 保持部材
２２Ａ 挿入孔
２２Ｂ 係止部
２３ ホルダー部品
２４ ストッパー
２６ プレート部品
Ｌ１ リシンク量

Claims (4)

1. 被加工材が配置される第１金型と、
   前記被加工材を挟んで前記第１金型と対向する第２金型と、を備え、
   前記第２金型は、
   前記第１金型に向かって突出する形状を有し、前記被加工材に押し込むための先端部が形成されたパンチ部品と、
   前記先端部と反対側の背面部において前記パンチ部品を保持する保持部材と、を含み、
   前記パンチ部品の前記背面部と前記保持部材との間に配置されるプレート部品を備え、
   前記保持部材は、前記パンチ部品が挿入される挿入孔が形成されたホルダー部品を含み、
   前記パンチ部品は、前記背面部側において前記先端部よりも拡径したフランジ部を有し、
   前記挿入孔に挿入された前記フランジ部を係止する係止部が設けられており、
   前記プレート部品の外径は、前記フランジ部の外径以下であり、
   前記プレート部品は、前記挿入孔内に配置され、
   前記保持部材は、前記係止部と反対側において前記パンチ部品又は前記プレート部品の外周部を押さえるストッパーを含むことを特徴とする、鍛造金型。
2. 前記ストッパーにおいて前記プレート部品の外周部を押さえる部分は、前記プレート部品の外周部の形状に沿って傾斜している、請求項１に記載の鍛造金型。
3. 複数枚の前記プレート部品を備えることを特徴とする、請求項１又は２に記載の鍛造金型。
4. 請求項１に記載された鍛造金型を再生する方法であって、
   前記被加工材の鍛造に使用された前記パンチ部品の前記先端部をリシンクする工程と、
   前記リシンクする工程の後、前記パンチ部品における前記先端部と反対側の前記背面部に前記プレート部品を配置する工程と、を備えた、金型の再生方法。

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