(57)【要約】【課題】金型及びボルスタ等の温度変動に伴う熱膨張による鍛造成形品の厚さ精度の低下を防止する。【解決手段】熱間鍛造装置1は、テーパ状の凹部9,10を形成した上下ボルスタ3,4と、凹部9,10のそれぞれに係合したテーパ状の上下プレート5,6と、上下プレート5,6のそれぞれに取付けた上下型7,8とを備えている。上下プレート5,6を上下ボルスタ3,4よりも熱膨張係数が小さい材料で形成する。熱間ワークの熱の伝導により、上下プレート5,6及び上下ボルスタ3,4が熱膨張すると、上下ボルスタ3,4の凹部9,10の幅の増大量が上下プレート5,6の係合部11,12の幅の増大量よりも大きくなる。これにより、上下プレート5,6の上下ボルスタ3,4の凹部9,10との係合位置が凹部9,10の底部側に移動し、この移動量と上下型7,8の高さ方向の熱膨張とが相殺される。その結果、熱膨張前後で上下型7,8の高さが一定に維持され、鍛造成形品の厚さの精度の低下を防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス機械によって駆動される上ボルスタ及び下ボルスタと、
前記上ボルスタ及び下ボルスタにそれぞれ取付けられた上プレート及び下プレートと、
前記上プレート及び下プレートにそれぞれ取付けられた上型及び下型とを備え、
前記上ボルスタ及び下ボルスタには、テーパ状の凹部が形成され、前記上プレート及び下プレートには、前記上ボルスタ及び下ボルスタのテーパ状の凹部にそれぞれ係合するテーパ状の係合部が形成され、前記上プレート及び下プレートの熱膨張係数は、前記上ボルスタ及び下ボルスタの熱膨張係数よりも小さいことを特徴とする熱間鍛造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱間鍛造において、鍛造型の熱膨張による成形品の精度の低下を防止するようにした熱間鍛造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱間鍛造成形は、再結晶温度以上で加熱された熱間ワークをプレス機で加圧することにより成形品を得る。熱間鍛造用の鍛造装置は、一般的に、鍛造用金型（上型及び下型）をボルスタを介してプレス機に取付け、この上型と下型との間に熱間ワークをセットして挟圧することで鍛造成形品を成形する。
【０００３】
上述の熱間鍛造用の鍛造装置では、熱間ワークを連続的に型打ちすると、熱間ワークからの熱伝導により、鍛造用金型及びボルスタの温度が上昇し、また、型打ちを中断すると、鍛造用金型及びボルスタの温度が低下する。これらの鍛造用金型及びボルスタの温度変動によって、熱膨張及び収縮が起こり、ボルスタ間の距離、及び、上型と下型との間の距離が変化して、鍛造成形品の厚さ（型打ち方向の寸法）精度が低下するという問題が生じる。
【０００４】
従来、鍛造成形品の厚さ精度の低下を防止する方法として、例えば、ダイキス方式が知られている（特許文献１参照）。このダイキス方式は、ボルスタ又は鍛造用金型等に予め調整したダイキスプレートを取付け、型打ち時にダイキスプレートを互いに当接させることで、鍛造成形品の厚さを所定の厚さに調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２４７２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のダイキス方式では、鍛造用金型及びボルスタの温度変動が大きい場合、充分に対応できない場合がある。
【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、金型及びボルスタ等の温度変動に伴う熱膨張による鍛造成形品の厚さ精度の低下を防止する熱間鍛造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
プレス機械によって駆動される上ボルスタ及び下ボルスタと、
前記上ボルスタ及び下ボルスタにそれぞれ取付けられた上プレート及び下プレートと、
前記上プレート及び下プレートにそれぞれ取付けられた上型及び下型とを備え、
前記上ボルスタ及び下ボルスタには、テーパ状の凹部が形成され、前記上プレート及び下プレートには、前記上ボルスタ及び下ボルスタのテーパ状の凹部にそれぞれ係合するテーパ状の係合部が形成され、前記上プレート及び下プレートの熱膨張係数は、前記上ボルスタ及び下ボルスタの熱膨張係数よりも小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る熱間鍛造装置によれば、金型及びボルスタ等の温度変動に伴う熱膨張による鍛造成形品の厚さ精度の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る熱間鍛造装置の概略断面図である。
【図２】図１に示す熱間鍛造装置において、下型、下プレート及び下ボルスタの熱膨張前後の状態を示す概略断面図である。
【図３】図１に示す熱間鍛造装置において、熱膨張時の型打ち状態を示す概略断面図である。
【図４】図１に示す熱間鍛造装置において、下型及び下ボルスタの熱膨張係数を同じにした場合の熱膨張前後の状態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を図面に基いて詳細に説明する。
図１に、本発明の一実施形態に係る熱間鍛造装置１の概略断面図を示す。図１に示すように、熱間鍛造装置１は、上ボルスタ３と、下ボルスタ４と、上ボルスタ３及び下ボルスタ４のそれぞれに係合された上プレート５及び下プレート６と、上プレート５及び下プレート６のそれぞれに取付けられた上型７及び下型８と、上ボルスタ３を駆動して型打ちを行うプレス機（図示せず）とを備えている。
【００１２】
上ボルスタ３は、プレス機のラム（図示せず）に取付けられており、このラムの往復運動によって上下方向に移動して型開き及び型打ちを行う。また、上ボルスタ３の下部には、テーパ状の凹部９が形成されている。上ボルスタ３の凹部９には、上プレート５が係合されている。
【００１３】
下ボルスタ４は、プレス機のベッド（図示せず）に取付けられ、下ボルスタ４の上部には、テーパ状の凹部１０が形成されている。この凹部１０は、上ボルスタ３の凹部９に対向するように配置されている。また、下ボルスタ４の凹部１０には、下プレート６が係合されている。
【００１４】
上プレート５及び下プレート６は、上ボルスタ３の凹部９、及び、下ボルスタ４の凹部１０に係合できるようにテーパ状の係合部１１，１２が形成されている。上ボルスタ３の凹部９及び下ボルスタ４の凹部１０の底部と、この凹部９，１０のそれぞれに係合された上プレート５及び下プレート６との間には、隙間Ｃが設けられている。また、上プレート５及び下プレート６は、上ボルスタ３及び下ボルスタ４よりも熱膨張係数が小さい材料で形成されている。
【００１５】
型打ち時に熱間ワーク２の熱によって加熱された上型７及び下型８から熱伝導により、上プレート５、下プレート６、上ボルスタ３及び下ボルスタ４は、温度が上昇して熱膨張する。このとき、図４を参照して、上プレート５、下プレート６、上ボルスタ３及び下ボルスタ４の熱膨張率が同じであるとした場合、これらの熱膨張量は同じになるので、上ボルスタ３の凹部９及び下ボルスタ４の凹部１０と、上プレート５及び下プレート６との係合位置は、図４（ａ）に示す熱膨張前と図４（ｂ）に示す熱膨張時とで変化しない。従って、熱膨張時の上プレート５及び下プレート６の取付位置は、熱膨張前に対して高さＨ２だけ高くなる。なお、図４には、下ボルスタ４側のみを図示する。
【００１６】
本実施形態の熱間鍛造装置１では、上プレート５及び下プレート６の熱膨張係数を上ボルスタ３及び下ボルスタ４よりも小さくしているので、熱膨張時の上ボルスタ３の凹部９及び下ボルスタ４の凹部１０の幅の増大量は、上プレート５の係合部１１及び下プレート６の係合部１２の幅の増大量よりも大きくなる。これにより、上プレート５及び下プレート６の上ボルスタ３の凹部９及び下ボルスタ４の凹部１０との係合位置は、図２（ａ）に示す熱膨張前の位置から、図２（ｂ）に示す熱膨張時の位置へ、凹部９，１０の底部側に移動する（隙間Ｃが小さくなる）。そして、この上プレート５及び下プレート６の凹部９，１０の底部側への移動量と、上プレート５、下プレート６、上ボルスタ３及び下ボルスタ４の高さ方向の熱膨張量とが相殺されて、熱膨張前と熱膨張時とで上型７及び下型８の上プレート５及び下プレート６のそれぞれへの取付高さＨが一定に維持されるようにする。なお、図２には、下ボルスタ４側のみを図示する。
【００１７】
上ボルスタ３の凹部９、下ボルスタ４の凹部１０、上プレート５の係合部１１及び下プレート６の係合部１２のテーパ角度、並びに、上ボルスタ３、下ボルスタ、上プレート５及び下プレート６の熱膨張係数は、これらの温度変化量等に基づき、これらに生じる熱膨張に対して、上型７及び下型８の上プレート５及び下プレート６への取付高さＨが一定に維持されるように設定する。
【００１８】
上型７は、上プレート５に取付けられ、下面に鍛造成形品であるクランクシャフト形状のインプレッション部７Ａが形成されている。また、上型７は、ラムの往復運動によって上プレート５を介して上ボルスタ３と共に昇降して、下型８に対して型開き及び型打ちを行う。
【００１９】
下型８は、下プレート６に取付けられ、上面に鍛造成形品であるクランクシャフト形状のインプレッション部８Ａが形成されている。下型８のインプレッション部８Ａは、上型７のインプレッション部７Ａと対向するように配置されている。
【００２０】
以上のように構成した熱間鍛造装置１を用いて鍛造成形品を成形する工程について次に説明する。
まず、上型６及び下型７を開き、熱間ワーク２を下型８のインプレッション部８Ａにセットする（図２ａ参照）。そして、上ボルスタ３及び上型７を下降させ、熱間ワーク２を上型７と下型８とで挟み込んで加圧する（型打ち）。これにより、熱間ワーク２は、上型７のインプレッション部７Ａ及び下型８のインプレッション部８Ａ内に充満される（図３参照）。そして、上ボルスタ３及び上型７を上昇させて、鍛造成形品を離型する。
【００２１】
このとき、熱間ワーク２を連続的に型打ちすることにより、熱間ワーク２の熱が、上型７及び下型８を介して上プレート５、下プレート６、上ボルスタ３及び下ボルスタ４に伝導して、これらの温度は上昇し、また、型打ちの中断により、これらの温度は低下する。このような上プレート５、下プレート６、上ボルスタ３及び下ボルスタ４の温度の変動による熱膨張及び収縮に対して、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、上ボルスタ３及び下ボルスタ４と、上プレート５及び下プレート６との熱膨張係数差、及び、テーパ状の凹部９，１０と、上プレート５及び下プレート６のテーパ状の係合部１１，１２との係合により、上型７及び下型８の上プレート５及び下プレート６への取付高さＨを一定に維持することができる。その結果、図３に示すように、型打ち時に、上プレート５、下プレート６、上ボルスタ３及び下ボルスタ４の温度の変動にかかわらず、上型７及び下型８の間の距離Ｄを一定に維持することができ、鍛造成形品の厚さの精度の低下を防止することができる。
【００２２】
本発明に係る熱間鍛造装置１によれば、上ボルスタ３、下ボルスタ４、上プレート５及び下プレート６の熱膨張に対して、これらの熱膨張係数の差によって上ボルスタ３及び下ボルスタ４のテーパ状の凹部９，１０と、上プレート５及び下プレート６のテーパ状の係合部１１，１２との係合位置が変化することにより、上型７と下型８との間の距離を一定に維持することができる。その結果、熱膨張による鍛造成形品の厚さの精度の低下を防止することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１…熱間鍛造装置、２…熱間ワーク、３…上ボルスタ、４…下ボルスタ、５…上プレート、６…下プレート、７…上型、８…下型、９，１０…凹部、１１，１２…係合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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