(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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
ことを特徴とする閉塞鍛造装置。
【請求項２】
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１記載の閉塞鍛造装置。
【請求項３】
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閉塞鍛造方法。
【発明の詳細な説明】
【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
【図１】
0003691721.tif 000002
【図２】
0003691721.tif 000003
【図３】
0003691721.tif 000004
【図４】
0003691721.tif 000005
【図５】
0003691721.tif 000006
【図６】
0003691721.tif 000007
【図７】
0003691721.tif 000008