JP7162981B2 - Stress dispersion structure of hot forging die - Google Patents

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Description

本発明は、熱間鍛造用金型の応力分散構造に関する。 The present invention relates to a stress distribution structure for hot forging dies.

車両のベルト式無断変速機等に使用される固定プーリは、金属ベルトの接触面であるフランジ状のシーブ部と、複数個のボールが挿入される条溝が形成された軸部とを備える。固定プーリは、例えば熱間鍛造により製造することができる。 2. Description of the Related Art A fixed pulley used in a belt-type continuously variable transmission of a vehicle or the like includes a flange-like sheave portion which is a contact surface of a metal belt, and a shaft portion in which grooves into which a plurality of balls are inserted are formed. The fixed pulley can be manufactured, for example, by hot forging.

熱間鍛造において、高温に加熱した金属素材のワークを下金型にセットし、上金型を押し付けてワークを成型する。下金型は、上面から底面に貫通する貫通孔を備えており、上面は貫通孔から外縁に向かって上方に傾斜している。下金型に上金型を押し付けた際に、上金型の底面と下金型の上面の間の隙間に装入されたワークによって固定プーリのシーブ部が成型され、貫通孔に挿入されたワークによって固定プーリの軸部が成型される。 In hot forging, a workpiece made of a metal material heated to a high temperature is set in the lower die, and the upper die is pressed against it to shape the workpiece. The lower mold has a through hole penetrating from the top surface to the bottom surface, and the top surface is inclined upward from the through hole toward the outer edge. When the upper mold is pressed against the lower mold, the sheave part of the fixed pulley is molded by the workpiece inserted into the gap between the bottom surface of the upper mold and the top surface of the lower mold, and is inserted into the through hole. A shaft portion of the fixed pulley is molded by the work.

下金型は、底面側でスペーサにより支持されている。スペーサは、下金型の貫通孔の下端開口に連通するガイド孔が形成されている。ガイド孔は貫通孔と同軸上に延びており、ガイド孔と貫通孔の内部を軸方向に上下動可能にノックアウトピンが配置されている。ワークの成型時、ノックアウトピンの上端は貫通孔の内部に挿入され、貫通孔内で成型される軸部の下端を保持する。成型後、上金型を取り外して、ノックアウトピンを上方に移動させることで、ワークを下金型から離型させる（例えば、特許文献１参照。）。 The lower mold is supported by spacers on the bottom side. The spacer is formed with a guide hole that communicates with the lower end opening of the through hole of the lower mold. The guide hole extends coaxially with the through hole, and a knockout pin is arranged so as to be vertically movable in the guide hole and the through hole in the axial direction. When molding the workpiece, the upper end of the knockout pin is inserted into the through-hole and holds the lower end of the shaft portion that is molded within the through-hole. After molding, the upper mold is removed and the work is released from the lower mold by moving the knockout pin upward (see, for example, Patent Document 1).

特開平３－９４９４７号公報JP-A-3-94947

ワークを下金型からスムーズに離型させるために、ワークに離型剤を供給するが、貫通孔の上方から供給すると軸部の先端側には届かない可能性がある。そのため、スペーサに離型剤流路となる空洞を形成し、離型剤の吐出口をガイド孔の内壁面に設ける。これによって、ガイド孔を介して下方からワークに離型剤を供給することができる。 In order to release the workpiece from the lower mold smoothly, the mold release agent is supplied to the workpiece. Therefore, the spacer is formed with a cavity that serves as a release agent flow path, and the ejection port for the release agent is provided on the inner wall surface of the guide hole. As a result, the release agent can be supplied to the workpiece from below through the guide hole.

しかしながら、ワークの成型時、上金型を下金型に押し付ける荷重によって、下金型を支持するスペーサに応力が発生する。応力は離型剤流路を形成するために設けられたスペーサの空洞部分に応力が集中しやすく、ガイド孔の内壁面に開口する離型剤流路の吐出口はスペーサの割れの起点となる可能性がある。 However, when the workpiece is molded, stress is generated in the spacers that support the lower mold due to the load that presses the upper mold against the lower mold. The stress tends to concentrate on the hollow portion of the spacer provided to form the release agent channel, and the discharge port of the release agent channel that opens on the inner wall surface of the guide hole becomes the starting point of cracking of the spacer. there is a possibility.

熱間鍛造用の金型において、スペーサの割れの発生を低減し、耐久性を向上させることが求められている。 In hot forging dies, it is required to reduce cracking of spacers and improve durability.

本発明の、熱間鍛造用金型の応力分散構造は、
上金型の押し付けによりワークが装入される貫通孔を備えた下金型と、
前記下金型を支持し、前記貫通孔の下端開口に連通して前記貫通孔と同軸上に延びるガイド孔を備えたスペーサと、
前記ガイド孔内および前記貫通孔内を軸方向に移動可能に設けられ、前記貫通孔に装入されたワークの下端を保持するノックアウトピンと、
前記スペーサに設けられ、前記ガイド孔の内壁面に開口した吐出口を有し、前記ノックアウトピンが前記貫通孔内の前記ワークを押し上げる際に、前記ノックアウトピンに離型剤を供給する離型剤流路と、
前記ガイド孔の内壁面の周方向に沿って形成された環状溝と、を備え、
前記環状溝は、前記離型剤流路の吐出口に対して、前記下金型側に設けられる。
The stress distribution structure of the hot forging die of the present invention is
a lower die having a through-hole into which the workpiece is inserted by pressing the upper die;
a spacer that supports the lower mold and has a guide hole that communicates with a lower end opening of the through hole and extends coaxially with the through hole;
a knockout pin that is axially movably provided in the guide hole and the through hole and holds a lower end of a workpiece inserted into the through hole;
A mold release agent provided in the spacer and having a discharge port opened to an inner wall surface of the guide hole for supplying the mold release agent to the knockout pin when the knockout pin pushes up the workpiece in the through hole. a flow path;
an annular groove formed along the circumferential direction of the inner wall surface of the guide hole,
The annular groove is provided on the lower mold side with respect to the ejection port of the release agent channel.

本発明によれば、離型剤流路の吐出口の下金型側に環状溝を設けたことにより、吐出口付近に集中しやすい応力が分散されるため、スペーサの割れの発生を低減させることができ、金型の耐久性を向上させることができる。 According to the present invention, since the annular groove is provided on the lower mold side of the discharge port of the release agent channel, the stress that tends to concentrate near the discharge port is dispersed, thereby reducing the occurrence of spacer cracking. It is possible to improve the durability of the mold.

熱間鍛造用金型の構成を示す断面図であり、ワーク成型時の状態を示す図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a hot forging die, and showing a state during molding of a work. FIG. 熱間鍛造用金型で製造される固定プーリを備えるプーリの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the pulley provided with the fixed pulley manufactured with the metal mold|die for hot forging. スペーサの構成を示す断面図である。4 is a cross-sectional view showing the structure of a spacer; FIG. 熱間鍛造用金型の、ノックアウトピンの上昇時の状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state of the hot forging die when the knockout pin is raised. 熱間鍛造用金型の、ノックアウトピンの上昇後の状態を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state of the hot forging die after the knockout pin is lifted. （ａ）は、スペーサにかかる応力を説明する図であり、（ｂ）は、環状溝によるスペーサの応力分散構造を説明する図であり、（ｃ）は環状溝による貫通孔内へのスケールの侵入抑制を説明する図である。(a) is a diagram for explaining the stress applied to the spacer, (b) is a diagram for explaining the stress distribution structure of the spacer by the annular groove, and (c) is a diagram for explaining the scale distribution in the through-hole by the annular groove. It is a figure explaining intrusion suppression.

図１は、熱間鍛造用金型の構成を示す断面図である。
図２は、熱間鍛造用金型で製造される固定プーリを備えるプーリの構成を示す図である。
図１に示すように、実施の形態に係る熱間鍛造用金型１は、ワークＷを成型して固定プーリを製造するものである。
図２に示すように、固定プーリ１１０は、ベルト式無断変速機のプーリ１００を構成する部品であり、軸部１１１と、軸部１１１の外周から径方向外側に延びるシーブ部１１２を有する。プーリ１００は、固定プーリ１１０の軸部１１１に可動プーリ１２０が外挿されて構成される。可動プーリ１２０は、軸線Ｘｉ周りの周方向における固定プーリ１１０との相対回転が規制された状態で、軸線Ｘｉ方向に移動可能に設けられている。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a hot forging die.
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a pulley provided with a fixed pulley manufactured with a hot forging die.
As shown in FIG. 1, a hot forging die 1 according to the embodiment molds a workpiece W to manufacture a fixed pulley.
As shown in FIG. 2, the fixed pulley 110 is a component of the pulley 100 of the belt-type continuously variable transmission, and has a shaft portion 111 and a sheave portion 112 extending radially outward from the outer circumference of the shaft portion 111 . The pulley 100 is constructed by externally inserting a movable pulley 120 onto a shaft portion 111 of a fixed pulley 110 . The movable pulley 120 is provided movably in the direction of the axis Xi while the relative rotation with respect to the fixed pulley 110 in the circumferential direction around the axis Xi is restricted.

可動プーリ１２０は、固定プーリ１１０の軸部１１１に外挿される円筒状の基部１２１と、基部１２１の外周から径方向外側に延びるシーブ部１２２とを有しており、この可動プーリ１２０のシーブ部１２２と、固定プーリ１１０のシーブ部１１２は、軸線Ｘｉ方向に間隔をあけて対向している。 The movable pulley 120 has a cylindrical base portion 121 that is externally fitted onto the shaft portion 111 of the fixed pulley 110, and a sheave portion 122 that extends radially outward from the outer periphery of the base portion 121. 122 and the sheave portion 112 of the fixed pulley 110 face each other with a gap in the direction of the axis line Xi.

固定プーリ１１０のシーブ部１１２と可動プーリ１２０のシーブ部１２２の互いの対向面の間が、ベルトＶが巻掛けられるＶ溝となっている。ベルト式無段変速機では、Ｖ溝の溝幅を変更してプーリ１００におけるベルトＶの巻掛け半径を変更することで、所望の変速比を実現するようになっている。 A V-groove around which the belt V is wound is formed between the facing surfaces of the sheave portion 112 of the fixed pulley 110 and the sheave portion 122 of the movable pulley 120 . In a belt-type continuously variable transmission, a desired gear ratio is realized by changing the groove width of the V-groove to change the winding radius of the belt V around the pulley 100 .

図１に示すように、熱間鍛造用金型１は、同軸（軸線Ｘ）上に対向して配置された円柱状の上金型２と下金型３を備える。
上金型２の底面２１の軸中心には、軸方向から見て円形の凹部２１ａが形成されている。 As shown in FIG. 1, a hot forging die 1 includes a columnar upper die 2 and a lower die 3 coaxially (axis X) facing each other.
A circular concave portion 21a is formed in the axial center of the bottom surface 21 of the upper mold 2 when viewed from the axial direction.

下金型３の軸中心には、上面３１から底面３２に貫通する貫通孔３３が形成され、貫通孔３３の径は、上面３１から底面３２に向かって段階的に小さくなっている。下金型３の、上金型２と対向する上面３１には、貫通孔３３の上面側開口端３３ａから外縁に向かって上方に傾斜する傾斜面が形成されている。上金型２と下金型３を対向配置した状態では、上金型２の底面２１と下金型３の上面３１の間に隙間が形成される。 A through hole 33 penetrating from the upper surface 31 to the bottom surface 32 is formed in the axial center of the lower mold 3 , and the diameter of the through hole 33 gradually decreases from the upper surface 31 to the bottom surface 32 . An upper surface 31 of the lower mold 3 facing the upper mold 2 is formed with an inclined surface that slopes upward from the upper surface side open end 33a of the through hole 33 toward the outer edge. A gap is formed between the bottom surface 21 of the upper mold 2 and the upper surface 31 of the lower mold 3 when the upper mold 2 and the lower mold 3 are arranged to face each other.

加熱したワークＷを下金型３にセットし、プレスＰによって上金型２を下金型３に押し付けることで、ワークＷが塑性変形して固定プーリ１１０が成型される。ワークＷの、上金型２の底面２１と下金型３の上面３１の間の隙間に装入される部分が、固定プーリ１１０のシーブ部１１２（図２参照）となり、上金型２の凹部２１ａと下金型３の貫通孔３３に装入される部分が、固定プーリ１１０の軸部１１１（図２参照）となる。 A heated workpiece W is set in the lower mold 3, and the upper mold 2 is pressed against the lower mold 3 by the press P, whereby the workpiece W is plastically deformed and the fixed pulley 110 is formed. The portion of the workpiece W inserted into the gap between the bottom surface 21 of the upper mold 2 and the upper surface 31 of the lower mold 3 becomes the sheave portion 112 (see FIG. 2) of the fixed pulley 110, The portion inserted into the recess 21 a and the through hole 33 of the lower mold 3 becomes the shaft portion 111 (see FIG. 2) of the fixed pulley 110 .

下金型３は、円柱状のスペーサ４の上面４１にボルト等で固定され、下金型３およびスペーサ４は、不図示のハードプレート上に固定されたダイケース５に収納されている。 The lower die 3 is fixed to the upper surface 41 of the cylindrical spacer 4 with bolts or the like, and the lower die 3 and the spacer 4 are housed in a die case 5 fixed on a hard plate (not shown).

図３は、スペーサ４の構成を示す断面図である。
図３に示すように、スペーサ４には、上面４１から底面４２に貫通する下金型３の貫通孔３３と同軸（軸線Ｘ）に延びるガイド孔４３が形成されている。ガイド孔４３の上面側開口端４３ａは貫通孔３３の底面側開口端３３ｂに接続しており、貫通孔３３とガイド孔４３は連通している。ガイド孔４３の径Ｄ１は、貫通孔３３の底面側開口端３３ｂの径Ｄ２よりも大きくなっている。 FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the spacer 4. As shown in FIG.
As shown in FIG. 3 , the spacer 4 is formed with a guide hole 43 extending coaxially (axis X) with the through hole 33 of the lower mold 3 penetrating from the top surface 41 to the bottom surface 42 . The top side open end 43a of the guide hole 43 is connected to the bottom side open end 33b of the through hole 33, and the through hole 33 and the guide hole 43 are in communication. A diameter D1 of the guide hole 43 is larger than a diameter D2 of the bottom-side open end 33b of the through hole 33 .

スペーサ４のガイド孔４３内にはノックアウトピン６が挿通する。ノックアウトピン６は、頭部６１と、頭部６１より小径であり、頭部６１から軸線Ｘ方向上側に延びる胴部６２から構成される。頭部６１の径Ｄ３は、ガイド孔４３の径Ｄ１より僅かに小径で、貫通孔３３の底面側開口端３３ｂの径Ｄ２よりも大径であり、ガイド孔４３の内壁面４３ｃを摺動可能で、かつ貫通孔３３への進入を規制される大きさに設定されている。胴部６２の径Ｄ４は貫通孔３３の底面側開口端３３ｂの径Ｄ２より僅かに小径であり、貫通孔３３内を摺動可能な大きさに設定されている。 The knockout pin 6 is inserted through the guide hole 43 of the spacer 4 . The knockout pin 6 is composed of a head portion 61 and a trunk portion 62 having a diameter smaller than that of the head portion 61 and extending upward in the direction of the axis X from the head portion 61 . The diameter D3 of the head 61 is slightly smaller than the diameter D1 of the guide hole 43 and larger than the diameter D2 of the bottom side open end 33b of the through hole 33, and is slidable on the inner wall surface 43c of the guide hole 43. and is set to a size that restricts entry into the through hole 33 . The diameter D4 of the trunk portion 62 is slightly smaller than the diameter D2 of the bottom-side open end 33b of the through hole 33, and is set to a size that enables sliding within the through hole 33. As shown in FIG.

ノックアウトピン６は、不図示の駆動機構がノックアウトピン６の頭部６１を押し上げることによって、軸線Ｘ方向に沿って上昇可能となっている。ノックアウトピン６の駆動機構は、例えば、カムの回転により揺動するレバーを用いた機械式駆動機構または油圧シリンダを用いた油圧駆動機構とすることができる。 The knockout pin 6 can be lifted along the axis X direction by pushing up the head 61 of the knockout pin 6 with a driving mechanism (not shown). The driving mechanism of the knockout pin 6 can be, for example, a mechanical driving mechanism using a lever that swings by rotation of a cam or a hydraulic driving mechanism using a hydraulic cylinder.

ワークＷの成型時にはノックアウトピン６は駆動されておらず、頭部６１はガイド孔４３の底面側開口端４３ｂに位置し、胴部６２の先端６２ａは貫通孔３３内の軸線Ｘ方向の位置Ｐ１において、貫通孔３３内に装入されたワークＷの下端を保持している。 When the workpiece W is molded, the knockout pin 6 is not driven, the head portion 61 is positioned at the bottom side open end 43b of the guide hole 43, and the tip 62a of the body portion 62 is located at the position P1 in the through hole 33 in the direction of the axis X. , the lower end of the workpiece W loaded into the through hole 33 is held.

図４は、ノックアウトピン６の上昇時の状態を示す図である。
ワークＷ成型後、上金型２を取り外してから、図４に示すように、ノックアウトピン６の頭部６１を押し上げることによって、ノックアウトピン６を上昇させる。ノックアウトピン６が上昇することによって、ノックアウトピン６の先端６２ａに保持されているワークＷも上昇して下金型３から離型する。 FIG. 4 is a diagram showing the state of the knockout pin 6 when it is raised.
After molding the workpiece W, the upper mold 2 is removed, and then the knockout pin 6 is lifted by pushing up the head 61 of the knockout pin 6 as shown in FIG. As the knockout pin 6 rises, the workpiece W held at the tip 62 a of the knockout pin 6 also rises and is released from the lower mold 3 .

スペーサ４には、ワークＷの離型をスムーズにするための離型剤Ｌを供給する離型剤流路４４が設けられている。離型剤Ｌは、例えば黒鉛含有オイル等を用いることができる。離型剤流路４４は、スペーサ４の内部を軸線Ｘ方向と直交する方向に貫通させた空洞であり、ダイケース５に設けられた離型剤供給源（不図示）に接続している。離型剤流路４４は、ガイド孔４３の内壁面４３ｃの上面側開口端４３ａ近傍の位置に開口を有し、この開口が離型剤Ｌの吐出口４４ａとなっている。 The spacer 4 is provided with a release agent channel 44 for supplying a release agent L for smooth release of the work W from the mold. As the mold release agent L, for example, graphite-containing oil or the like can be used. The release agent flow path 44 is a cavity extending through the spacer 4 in a direction perpendicular to the axis X direction, and is connected to a release agent supply source (not shown) provided in the die case 5 . The release agent channel 44 has an opening at a position near the upper opening end 43a of the inner wall surface 43c of the guide hole 43, and this opening serves as a release agent L discharge port 44a.

ワークＷの離型時にノックアウトピン６を上昇させると共に、離型剤流路４４の吐出口４４ａから離型剤Ｌを供給する。吐出口４４ａはガイド孔４３の上面側開口端４３ａ近傍に位置しているため、吐出口４４ａから吹き付けられた離型剤Ｌは、ノックアウトピン６と、ガイド孔４３および貫通孔３３との隙間を通って貫通孔３３内のワークＷに塗布される。なお、図示は省略するが、離型剤流路４４からの供給に加えて、下金型３の上面３１側からワークＷに離型剤Ｌを供給しても良い。 When the workpiece W is released from the mold, the knockout pin 6 is lifted and the release agent L is supplied from the ejection port 44 a of the release agent flow path 44 . Since the ejection port 44a is located near the upper opening end 43a of the guide hole 43, the release agent L sprayed from the ejection port 44a fills the gap between the knockout pin 6, the guide hole 43, and the through hole 33. It passes through and is applied to the work W in the through hole 33 . Although illustration is omitted, the release agent L may be supplied to the work W from the upper surface 31 side of the lower mold 3 in addition to the supply from the release agent channel 44 .

図５は、ノックアウトピン６の上昇後の状態を示す図である。
前記したようにノックアウトピン６の頭部６１は貫通孔３３の底面側開口端３３ｂの径Ｄ２よりも大径であるため、図５に示すように、駆動機構によって上昇したノックアウトピン６は、頭部６１が貫通孔３３の底面側開口端３３ｂに突き当たる位置で停止する。胴部６２の先端６２ａは、貫通孔３３内の軸線Ｘ方向の位置Ｐ１から位置Ｐ２まで上昇し、胴部６２の先端６２ａに保持されるワークＷは、下金型３からリフトアップした状態となる。不図示の搬送装置によってリフトアップしたワークＷを保持して、熱間鍛造用金型１から搬出する。 FIG. 5 is a diagram showing a state after the knockout pin 6 has been lifted.
As described above, the head 61 of the knockout pin 6 has a larger diameter than the diameter D2 of the bottom side open end 33b of the through hole 33. Therefore, as shown in FIG. The portion 61 stops at a position where it abuts against the bottom side open end 33b of the through hole 33 . The front end 62a of the body portion 62 rises from the position P1 to the position P2 in the direction of the axis X in the through hole 33, and the workpiece W held at the front end 62a of the body portion 62 is lifted up from the lower mold 3. Become. The lifted workpiece W is held by a conveying device (not shown) and carried out from the hot forging die 1 .

スペーサ４には、ノックアウトピン６の先端６２ａを位置Ｐ２において位置保持するためのエアＡを供給するエア供給路４５が設けられている。エア供給路４５は、スペーサ４の内部を軸線Ｘ方向と直交する方向に貫通させた空洞であり、ダイケース５に設けられたエア供給源（不図示）に接続している。エア供給路４５は、ガイド孔４３の内壁面４３ｃの底面側開口端４３ｂ近傍の位置に開口を有し、この開口がエアＡの供給口４５ａとなっている。 The spacer 4 is provided with an air supply path 45 for supplying air A for holding the tip 62a of the knockout pin 6 at the position P2. The air supply path 45 is a cavity extending through the spacer 4 in a direction orthogonal to the axis X direction, and is connected to an air supply source (not shown) provided in the die case 5 . The air supply path 45 has an opening in the vicinity of the bottom side open end 43b of the inner wall surface 43c of the guide hole 43, and this opening serves as an air A supply port 45a.

エア供給路４５の供給口４５ａからエアＡを供給すると、エアＡがガイド孔４３内を流通してノックアウトピン６の頭部６１に吹き付け、上方向に押圧する。これによって、ノックアウトピン６の先端６２ａは位置Ｐ２において位置保持される。 When the air A is supplied from the supply port 45a of the air supply path 45, the air A flows through the guide hole 43 and blows against the head 61 of the knockout pin 6 to press it upward. As a result, the tip 62a of the knockout pin 6 is held at the position P2.

図３に示すように、スペーサ４のガイド孔４３の内壁面４３ｃの上面側開口端４３ａ近傍には、内壁面４３ｃの周方向に沿って環状溝４６が形成されている。環状溝４６は、内壁面４３ｃを径方向に拡径するように形成され、断面視でコの字形である。環状溝４６は、エア供給路４５の供給口４５ａおよび離型剤流路４４の吐出口４４ａよりも上側、すなわち下金型３側に形成されている。 As shown in FIG. 3, an annular groove 46 is formed along the circumferential direction of the inner wall surface 43c of the inner wall surface 43c of the guide hole 43 of the spacer 4 near the upper opening end 43a. The annular groove 46 is formed so as to radially expand the inner wall surface 43c, and is U-shaped in cross section. The annular groove 46 is formed above the supply port 45 a of the air supply path 45 and the discharge port 44 a of the release agent channel 44 , that is, on the lower mold 3 side.

図６の（ａ）は、スペーサ４にかかる応力を説明する図であり、図６の（ｂ）は、環状溝４６によるスペーサ４の応力分散を説明する図であり、図６の（ｃ）は環状溝４６による貫通孔３３内へのスケールの侵入抑制を説明する図である。
図６の（ａ）では、比較例として、スペーサ４に環状溝４６が形成されていない状態を図示している。
ワークＷの成型時、上金型２を下金型３に押し付ける荷重によって、下金型３を支持するスペーサ４に応力がかかる。図６の（ａ）に示すように、応力はスペーサ４の空洞部分に特に集中しやすい。ガイド孔４３の内壁面４３ｃに開口している離型剤流路４４の吐出口４４ａとエア供給路４５の供給口４５ａは、応力の集中によって割れの起点となる可能性がある。 FIG. 6(a) is a diagram for explaining the stress applied to the spacer 4, FIG. 6(b) is a diagram for explaining stress dispersion of the spacer 4 by the annular groove 46, and FIG. 6(c). 4A and 4B are diagrams for explaining how scale is suppressed from entering the through hole 33 by the annular groove 46. FIG.
FIG. 6A shows a state in which the annular groove 46 is not formed in the spacer 4 as a comparative example.
When the workpiece W is molded, stress is applied to the spacer 4 supporting the lower mold 3 due to the load that presses the upper mold 2 against the lower mold 3 . As shown in FIG. 6(a), stress tends to be concentrated particularly in the hollow portion of the spacer 4. As shown in FIG. The discharge port 44a of the release agent channel 44 and the supply port 45a of the air supply channel 45, which are opened in the inner wall surface 43c of the guide hole 43, may become starting points of cracks due to concentration of stress.

実施の形態では、ガイド孔４３の内壁面４３ｃの離型剤流路４４の吐出口４４ａとエア供給路４５の供給口４５ａよりも上側に、環状溝４６が形成されている。図６の（ｂ）に示すように、環状溝４６が形成された部分は内壁面４３ｃが径方向に拡径された状態である。そのため、応力が集中する部分が環状溝４６よりも径方向外方に移動するため、割れの起点になりやすい離型剤流路４４の吐出口４４ａとエア供給路４５の供給口４５ａにかかる応力を分散させることができる。 In the embodiment, an annular groove 46 is formed on the inner wall surface 43 c of the guide hole 43 above the discharge port 44 a of the release agent channel 44 and the supply port 45 a of the air supply channel 45 . As shown in (b) of FIG. 6, the inner wall surface 43c of the portion where the annular groove 46 is formed is in a state in which the diameter is expanded in the radial direction. Therefore, the portion where the stress is concentrated moves radially outward from the annular groove 46, and stress is applied to the discharge port 44a of the release agent channel 44 and the supply port 45a of the air supply channel 45, which tend to be the starting points of cracks. can be dispersed.

環状溝４６を設ける軸線Ｘ方向の位置、軸方向幅および径方向深さの設定は、スペーサ４にかかる応力分布や、スペーサ４に要求される強度等を考慮して、適宜決定することができる。 The position of the annular groove 46 in the X direction, the width in the axial direction, and the depth in the radial direction can be appropriately determined in consideration of the stress distribution applied to the spacer 4, the strength required of the spacer 4, and the like. .

さらに、環状溝４６は貫通孔３３へのスケールの侵入を抑制する作用がある。熱間鍛造では、ワークＷを加熱することによりスケール（酸化膜）が生じる。図６の（ｃ）に示すように、ワークＷを成型する際に、ワークＷからスケールＳが剥離し、貫通孔３３と連通するガイド孔４３内に落下し、ガイド孔４３の内壁面４３ｃに付着することがある。ノックアウトピン６が上昇してガイド孔４３内を摺動する際に、ガイド孔４３の内壁面４３ｃに付着したスケールＳを擦り取り、擦り取ったスケールＳを貫通孔３３内に持ち込む可能性がある。貫通孔３３内にスケールＳが侵入すると、ワークＷを離型させる際に貫通孔３３の壁面との間の摩擦が大きくなり、ワークＷの欠肉や肌荒れに繋がる可能性がある。 Furthermore, the annular groove 46 has the effect of suppressing the intrusion of scale into the through hole 33 . In hot forging, heating the workpiece W produces scale (oxide film). As shown in (c) of FIG. 6, when the workpiece W is molded, the scale S separates from the workpiece W, falls into the guide hole 43 communicating with the through hole 33, and adheres to the inner wall surface 43c of the guide hole 43. It may adhere. When the knockout pin 6 rises and slides in the guide hole 43 , the scale S adhering to the inner wall surface 43 c of the guide hole 43 may be scraped off, and the scraped scale S may be brought into the through hole 33 . . If the scale S enters the through hole 33, the friction with the wall surface of the through hole 33 increases when the work W is released from the mold.

実施の形態では、ノックアウトピン６に擦り取られたスケールＳが、ガイド孔４３の内壁面４３ｃの上面側開口端４３ａ近傍の位置に設けられた環状溝４６に入り込むことによって、貫通孔３３へのスケールＳの侵入を抑制することができる。 In the embodiment, the scale S rubbed off by the knockout pin 6 enters the annular groove 46 provided in the vicinity of the upper open end 43a of the inner wall surface 43c of the guide hole 43, thereby causing the scale S to reach the through hole 33. Intrusion of scale S can be suppressed.

以上の通り、熱間鍛造用金型１の応力分散構造は、
（１）上金型２の押し付けによりワークＷが装入される貫通孔３３を備えた下金型３と、
下金型３を支持し、貫通孔３３の底面側開口端３３ｂ（下端開口）に連通して貫通孔３３と同軸上に延びるガイド孔４３を備えたスペーサ４と、
ガイド孔４３内および貫通孔３３内を軸方向に移動可能に設けられ、貫通孔３３に装入されたワークＷの下端を保持するノックアウトピン６と、
スペーサ４に設けられ、ガイド孔４３の内壁面４３ｃに開口した吐出口４４ａを有する離型剤流路４４と、
ガイド孔４３の内壁面４３ｃの周方向に沿って形成された環状溝４６と、を備え、
環状溝４６は、離型剤流路４４の吐出口４４ａの上側（下金型側）に設けられる。 As described above, the stress distribution structure of the hot forging die 1 is
(1) a lower mold 3 having a through hole 33 into which a workpiece W is inserted by pressing the upper mold 2;
a spacer 4 that supports the lower mold 3 and has a guide hole 43 that communicates with the bottom side opening end 33b (lower end opening) of the through hole 33 and extends coaxially with the through hole 33;
a knockout pin 6 which is axially movably provided in the guide hole 43 and the through hole 33 and holds the lower end of the workpiece W loaded into the through hole 33;
a release agent flow path 44 provided in the spacer 4 and having a discharge port 44a opening in the inner wall surface 43c of the guide hole 43;
an annular groove 46 formed along the circumferential direction of the inner wall surface 43c of the guide hole 43,
The annular groove 46 is provided on the upper side (lower mold side) of the ejection port 44 a of the release agent channel 44 .

下金型３を支持するスペーサ４に離型剤流路４４を設けると、スペーサ４に空洞が形成されることになる。ワークＷの成型時に上金型２を下金型３に押し付ける荷重によって、下金型３を支持するスペーサ４が変形するが、スペーサ４の空洞部分、特にガイド孔４３の内壁面４３ｃに開口する吐出口４４ａに応力が集中しやすくなり、スペーサ４の割れの起点となる可能性がある。 When the release agent flow path 44 is provided in the spacer 4 that supports the lower mold 3 , a cavity is formed in the spacer 4 . The spacer 4 supporting the lower mold 3 is deformed by the load that presses the upper mold 2 against the lower mold 3 when molding the workpiece W, but the hollow portion of the spacer 4, particularly the inner wall surface 43c of the guide hole 43, is opened. Stress tends to concentrate on the discharge port 44 a , which may become a starting point of cracks in the spacer 4 .

実施の形態では、ガイド孔４３の内壁面４３ｃの、吐出口４４ａの上方に環状溝４６を形成することで、吐出口４４ａ付近の応力を分散させることができ、スペーサ４の耐久性を向上させることができる。 In the embodiment, by forming an annular groove 46 above the discharge port 44a in the inner wall surface 43c of the guide hole 43, the stress in the vicinity of the discharge port 44a can be dispersed and the durability of the spacer 4 can be improved. be able to.

また、ワークＷから剥離して貫通孔３３内に落下し、上昇するノックアウトピン６に擦り取られたスケールＳが環状溝４６に入り込むことによって、貫通孔３３へのスケールＳの侵入を抑制することができ、貫通孔３３の壁面とワークＷとの摩擦によるワークＷの欠肉や肌荒れを低減することができる。 In addition, the scale S peeled off from the workpiece W, dropped into the through hole 33, and rubbed off by the rising knockout pin 6 enters the annular groove 46, thereby suppressing the scale S from entering the through hole 33. Therefore, it is possible to reduce the lack of thickness and rough surface of the work W due to the friction between the wall surface of the through hole 33 and the work W.

（２）熱間鍛造用金型１の応力分散構造は、スペーサ４に設けられ、内壁面４３ｃに開口した供給口４５ａを有するエア供給路４５を備え、環状溝４６は、エア供給路４５の供給口４５ａの下金型３側に設けられる。
スペーサ４には、エア供給路４５による空洞も形成されるが、離型剤流路４４と同様に、内壁面４３ｃに開口した供給口４５ａに応力が集中しやすくなり、スペーサ４の割れの起点となる可能性がある。環状溝４６を形成することによって、離型剤流路４４と同様に、エア供給路４５の供給口４５ａ付近の応力を分散させることができるため、スペーサ４の耐久性を向上させることができる。 (2) The stress dispersion structure of the hot forging die 1 is provided in the spacer 4 and includes an air supply passage 45 having a supply port 45a that opens to the inner wall surface 43c. It is provided on the lower die 3 side of the supply port 45a.
Although the spacer 4 also has a cavity formed by the air supply path 45, stress tends to concentrate on the supply port 45a opened in the inner wall surface 43c, similarly to the mold release agent path 44, and cracks of the spacer 4 start. It is possible that By forming the annular groove 46, the stress around the supply port 45a of the air supply path 45 can be dispersed similarly to the release agent flow path 44, so that the durability of the spacer 4 can be improved.

なお、前記した実施の形態では、断面コの字形の環状溝４６（図３参照）を例示したが、環状溝４６は内壁面４３ｃを径方向に拡径して応力が集中する部分を径方向外方に移動させることができれば良く、例えば環状溝４６は断面Ｃ字形としても良い。 In the above-described embodiment, the annular groove 46 (see FIG. 3) having a U-shaped cross section was exemplified. As long as it can be moved outward, for example, the annular groove 46 may have a C-shaped cross section.

１ 熱間鍛造用金型
２ 上金型
２１ 底面
２１ａ 凹部
３ 下金型
３１ 上面
３２ 底面
３３ 貫通孔
３３ａ 上面側開口端
３３ｂ 底面側開口端
４ スペーサ
４１ 上面
４２ 底面
４３ ガイド孔
４３ａ 上面側開口端
４３ｂ 底面側開口端
４３ｃ 内壁面
４４ 離型剤流路
４４ａ 吐出口
４５ エア供給路
４５ａ 供給口
４６ 環状溝
５ ダイケース
６ ノックアウトピン
６１ 頭部
６２ 胴部
６２ａ 先端
１００ プーリ
１１０ 固定プーリ
１１１ 軸部
１１２ シーブ部
１２０ 可動プーリ
１２１ 基部
１２２ シーブ部
Ｐ プレス
Ｓ スケール
Ｖ ベルト
Ｗ ワーク 1 Hot forging mold 2 Upper mold 21 Bottom surface 21a Recess 3 Lower mold 31 Upper surface 32 Bottom surface 33 Through hole 33a Upper surface side open end 33b Bottom surface side open end 4 Spacer 41 Upper surface 42 Bottom surface 43 Guide hole 43a Upper surface side open end 43b Bottom side open end 43c Inner wall surface 44 Release agent channel 44a Discharge port 45 Air supply channel 45a Supply port 46 Annular groove 5 Die case 6 Knockout pin 61 Head 62 Body 62a Tip 100 Pulley 110 Fixed pulley 111 Shaft 112 Sheave 120 Movable pulley 121 Base 122 Sheave P Press S Scale V Belt W Work

Claims (2)

上金型の押し付けによりワークが装入される貫通孔を備えた下金型と、
前記下金型を支持し、前記貫通孔の下端開口に連通して前記貫通孔と同軸上に延びるガイド孔を備えたスペーサと、
前記ガイド孔内および前記貫通孔内を軸方向に移動可能に設けられ、前記貫通孔に装入されたワークの下端を保持するノックアウトピンと、
前記スペーサに設けられ、前記ガイド孔の内壁面に開口した吐出口を有し、前記ノックアウトピンが前記貫通孔内の前記ワークを押し上げる際に、前記ノックアウトピンに離型剤を供給する離型剤流路と、
前記ガイド孔の内壁面の周方向に沿って形成された環状溝と、を備え、
前記環状溝は、前記離型剤流路の吐出口に対して、前記下金型側に設けられることを特徴とする熱間鍛造用金型の応力分散構造。 a lower die having a through-hole into which the workpiece is inserted by pressing the upper die;
a spacer that supports the lower mold and has a guide hole that communicates with a lower end opening of the through hole and extends coaxially with the through hole;
a knockout pin that is axially movably provided in the guide hole and the through hole and holds a lower end of a workpiece inserted into the through hole;
A mold release agent provided in the spacer and having a discharge port opened to an inner wall surface of the guide hole for supplying the mold release agent to the knockout pin when the knockout pin pushes up the workpiece in the through hole. a flow path;
an annular groove formed along the circumferential direction of the inner wall surface of the guide hole,
A stress dispersion structure for a hot forging die, wherein the annular groove is provided on the lower die side with respect to the discharge port of the release agent channel. 前記スペーサに設けられ、前記内壁面に開口した供給口を有するエア供給路を備え、
前記環状溝は、前記エア供給路の供給口の前記下金型側に設けられることを特徴とする請求項１記載の熱間鍛造用金型の応力分散構造。 An air supply path provided in the spacer and having a supply port opening to the inner wall surface,
2. The stress dispersion structure for a hot forging die according to claim 1, wherein the annular groove is provided on the lower die side of the supply port of the air supply passage.
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