(57)【要約】【課題】  成形されたワークの品質低下を防止できる温間プレス成形装置を提供すること。【解決手段】  下型１１に対して上型１２を昇降自在に設け、パンチ１３とダイ１４とによりワークを加工する温間プレス成形装置１０において、下型１１あるいは上型１２の少なくともいずれか一方であってパンチ１３の周囲に位置する部位にパンチ１３の外壁面１３ｂに沿う方向に向かって複数のヒータ２５，３１を埋設したことを特徴とする。このような構成とすることで、パンチ１３の周囲に位置する部位が均一に加熱され、その熱がパンチ１３の周囲に位置する部位の近傍、すなわちワークの周縁部に均一に伝達されるとともに、ワークの中央部にも伝達される。その結果、ワーク全体が均一に加熱されるため、ワークの部位による温度差を生じなくなる。【選択図】    図１
2006130511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下型に対して上型を昇降自在に設け、パンチとダイとによりワークを加工する温間プレス成形装置において、
前記下型あるいは前記上型の少なくともいずれか一方であって前記パンチの周囲に位置する部位に前記パンチの外壁面に沿う方向に向かって複数のヒータを埋設したことを特徴とする温間プレス成形装置。
【請求項２】
前記ヒータは、開口部を有するブランクホルダ内であって前記開口部の内壁面に沿う方向に埋設されていることを特徴とする請求項１記載の温間プレス成形装置。
【請求項３】
前記ヒータは、前記パンチを受容する受容部を有するダイ内であって前記受容部の内壁面に沿う方向に埋設されていることを特徴とする請求項１または２記載の温間プレス成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パンチとダイとによりワークを加工する温間プレス成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
温間プレス成形装置は、例えばマグネシウム合金からなるワークを、パンチとダイとを用いて変形加工する装置である。このような温間プレス成形装置として、例えば、パンチ、ダイ、またはパンチの外周に設けられたブランクホルダの内部にヒータが埋設されたものが採用されている。この温間プレス成形装置は、パンチとダイとの間にワークを挟み込んでヒータにより加熱し、所定温度まで加熱した後パンチとダイとを用いてワークをプレス成形するものである（特許文献１〜４参照）。
【特許文献１】特開２００４−１３６３０６号公報
【特許文献２】特開２００３−１７０２２７号公報
【特許文献３】特開２００３−１０３３１１号公報
【特許文献４】特開平６−５５２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、従来の温間プレス成形装置を用いてワークを所定温度まで加熱する際、ワークのヒータ近傍の部位が著しく加熱され昇温する一方、ワークのヒータ近傍以外の部位が緩やかに加熱され昇温する。したがって、加熱されたワークはその部位によって温度差を生じるため、均一に加熱され昇温することが困難であった。その結果、成形されたワークの品質低下を招くおそれがあった。
【０００４】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、成形されたワークの品質低下を防止できる温間プレス成形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】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。すなわち本発明は、下型に対して上型を昇降自在に設け、パンチとダイとによりワークを加工する温間プレス成形装置において、前記下型あるいは前記上型の少なくともいずれか一方であって前記パンチの周囲に位置する部位に前記パンチの外壁面に沿う方向に向かって複数のヒータを埋設したことを特徴とする。
このような構成とすることで、パンチの周囲に位置する部位が均一に加熱され、その熱がパンチの周囲に位置する部位の近傍、すなわちワークの周縁部に均一に伝達されるとともに、ワークの中央部にも均一に伝達される。その結果、ワーク全体が均一に加熱されるため、ワークの部位による温度差を生じなくなる。
【０００６】
また、本発明に係る温間プレス成形装置において、前記ヒータは、開口部を有するブランクホルダ内であって前記開口部の内壁面に沿う方向に埋設されていることを特徴とする。
このような構成とすることで、ブランクホルダの開口部の内壁面が均一に加熱され、その熱が開口部の内壁面の近傍、すなわちワークの周縁部に均一に伝達されるとともに、ワークの中央部にも均一に伝達される。その結果、ワーク全体が均一に加熱されるため、ワークの部位による温度差を生じなくなる。
【０００７】
また、本発明に係る温間プレス成形装置において、前記ヒータは、前記パンチを受容する受容部を有するダイ内であって前記受容部の内壁面に沿う方向に埋設されていることを特徴とする。
このような構成とすることで、ダイの受容部の内壁面が均一に加熱され、その熱が受容部の内壁面の近傍、すなわちワークの周縁部に均一に伝達されるとともに、ワークの中央部にも均一に伝達される。その結果、ワーク全体が均一に加熱されるため、ワークの部位による温度差を生じなくなる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の温間プレス成形装置によれば、パンチの周囲に位置する部位、例えばブランクホルダの開口部の内壁面あるいはダイの受容部の内壁面が均一に加熱されることで、ワーク全体が均一に加熱され、ワークの部位による温度差を生じなくなるので、成形されたワークの品質低下を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。
温間プレス成形装置１０は、下型１１と、下型１１に対して昇降自在に設けられた上型１２とを備えてなる。この温間プレス成形装置１０は、後述するように、下型１１に設けられたパンチ１３と上型１２に設けられたダイ１４とにより、マグネシウム合金板からなるワークＷを絞り加工するものである。
【００１０】
下型１１には、図示しない下側ベッドに下型１１を固定するためのボルスタ１５と、ボルスタ１５上に立設され所定の位置に配置された複数、例えば４本の柱部１６と、柱部１６の上端において各角部を支持された矩形のプレート１７とが設けられている。また、このプレート１７の上面には、矩形の板状に形成された断熱部材１８が設置されている。
この断熱部材１８の上面には所定の厚さを有する矩形のパンチプレート１９が載置され、その矩形のパンチプレート１９の中央部には、外壁面１３ａを有するとともに所定の高さを有して上方に突出したパンチ１３が取付けられている。また、このパンチ１３の上面には、ワークＷを所定の形状に成形するためのパンチ型１３ｂが形成されている。
【００１１】
パンチプレート１９の上面には、所定の厚さを有しかつ開口部２０ａを中央に有する矩形のブランクホルダ２０が、後述する支持部２３とともに上下方向に移動可能に載置されている。ここで、開口部２０ａは、パンチ１３を貫通できるように、パンチ１３の外壁面１３ａと一定の隙間を保持する内壁面２０ｂを有している。すなわち、ブランクホルダ２０がパンチ１３の周囲に位置しており、パンチ１３の外壁面１３ａと一定の隙間を保持しながら上下方向に移動可能となっている。
【００１２】
また、ボルスタ１５の中央には、上下方向に貫通する円筒状の貫通孔１５ａが設けられており、この貫通孔１５ａ内には、円筒状のロックアウトピン２１が設けられている。このロックアウトピン２１の上端には、所定の厚さを有して矩形の板状に形成されたロックアウト２２が取付けられている。
ロックアウト２２の上面の各角部には、ブランクホルダ２０の底面の端部と接続する複数、例えば２本の支持部２３が立設されている。したがって、これらロックアウトピン２１、ロックアウト２２、支持部２３およびブランクホルダ２０は、一体となって上下方向に移動可能となっている。なお、プレート１７、断熱部材１８およびパンチプレート１９には、これら支持部２３が貫通する部位にそれぞれ貫通孔１７ａ，１８ａ，１９ａが設けられている。
【００１３】
ブランクホルダ２０の内部には、複数、例えば４つのヒータ挿入孔２４が細長状に形成されている。これらヒータ挿入孔２４は、それぞれブランクホルダ２０の各外壁面から開口部２０ａの内壁面２０ｂに沿う方向に延びており、開口部２０ａを囲むように配置されている。これらヒータ挿入孔２４の内部には、それぞれ電気式のヒータ２５が埋設されている。
【００１４】
上型１２には、図示しない上側ベッドに上型１２を固定するためのスライドベース２６が設けられている。このスライドベース２６は、所定の厚さを有して矩形の板状に形成されている。スライドベース２６の下面には、所定の厚さを有する矩形のプレートが取付けられている。また、このプレート２７の下面には、矩形の板状に形成された断熱部材２８が設置されている。
この断熱部材２８の下面には所定の厚さを有する矩形のダイプレート２９が設置され、そのダイプレート２９の下面には、所定の高さを有して下方に突出したダイ１４が取付けられている。このダイ１４の内部には、内壁面１４ｂを有しパンチ１３を受容する凹部１４ａ（受容部）が形成されている。また、この凹部１４ａの底面には、ワークＷを所定の形状に成形するためのダイ型１４ｃがパンチ型１３ｂに対応するように形成されている。
【００１５】
ダイ１４の内部には、複数、例えば４つのヒータ挿入孔３０が細長状に形成されている。これらヒータ挿入孔３０は、それぞれダイ１４の各外壁面から凹部１４ａの内壁面１４ｂに沿う方向に延びており、凹部１４ａを囲むように配置されている。これらヒータ挿入孔３０の内部には、それぞれ電気式のヒータ３１が埋設されている。
【００１６】
次に、上記の構成からなる温間プレス成形装置の作用について説明する。
ワークＷを温間プレス成形する際、下型１１と上型１２とでワークＷを挟み込みながら所定時間加熱し、その後加熱されたワークＷをプレス成形する。すなわち、以下の手順を用いる。なお、図６はその手順を説明する図である。
図６（ａ）に示すように、下型１１と上型１２とを離間させた状態で、マグネシウム合金からなる平板状のワークＷを下型１１のブランクホルダ２０の上面の適当な位置に設置する。そして、上型１２を下降させ、ブランクホルダ２０とダイ１４とでワークＷを挟み込むとともに、ブランクホルダ２０およびダイ１４それぞれに埋設されたヒータ２５，３１をオンして、ワークＷを所定時間、ブランクホルダ２０およびダイ１４の設定加熱温度まで加熱する。
【００１７】
その後、加熱されたワークＷをブランクホルダ２０とダイ１４との間に挟み込んだ状態で、さらに上型１２をブランクホルダ２０とともに一定の成形速度で下降させて、ワークＷの下面をパンチ１３のパンチ型１３ｂに当接させ、さらに上型１２をブランクホルダ２０とともに一定の成形速度で下降させて、ワークＷの上面をダイ１４のダイ型１４ｂに当接させる。そして、図６（ｂ）に示すように、ワークＷの上面および下面をパンチ型１３ｂおよびダイ型１４ｂに当接した状態を所定時間保持してワークＷを所定の形状にプレス成形する。
ワークＷのプレス成形が終了した後も加圧保持しておき、所定時間経過後、図６（ｃ）に示すように、上型１２を上昇させることでダイ１４をブランクホルダ２０から離間させ、パンチ１３の上面に残されたワークＷの成形品を取り出す。
【００１８】
ここで、上記のようにワークＷを温間プレス成形する際の設定条件として、ブランクホルダ２０およびダイ１４の設定加熱時間を２００〜３５０℃、ワークＷの加熱時間を１〜２０ｓｅｃ、成形速度を１〜３０ｍｍ／ｓｅｃとすることが好ましい。また、このような成形速度を実現するために、温間プレス成形装置１０に油圧プレス機を使用することが好ましい。
また、パンチ１３およびダイ１４に用いる材質はＳＫＤ１１であることが好ましい。
また、温間プレス成形装置１０に用いられる潤滑材は、耐熱性および潤滑性能を有するものが好ましい。
【００１９】
この場合、ブランクホルダ２０の開口部２０ａの内壁面２０ｂが均一に加熱され、その熱が内壁面２０ｂの近傍、すなわちワークＷの周縁部に均一に伝達されるとともに、ワークＷの中央部にも伝達される。また、ダイ１４の凹部１４ａの内壁面１４ｂが均一に加熱され、その熱が内壁面１４ｂの近傍、すなわちワークＷの周縁部に均一に伝達されるとともに、ワークＷの中央部にも均一に伝達される。その結果、ワークＷ全体が均一に加熱されるため、ワークＷの部位による温度差を生じなくなる。したがって、温間プレス成形装置１０によって所定の形状に成形されたワークＷの品質低下を防止することができる。
【００２０】
なお、上記実施の形態において、温間プレス成形装置１０は、絞り加工以外の加工にも適用可能である。
また、上記実施の形態において、ヒータ２５，３１は、それぞれブランクホルダ２０およびダイ１４に埋設されているが、ワークＷ全体を均一に加熱することが可能であれば、ブランクホルダ２０およびダイ１４のうち少なくともいずれか一方に埋設されていればよい。また、このヒータ２５，３１は、ブランクホルダ２０およびダイ１４に埋設して使用可能であれば、電気式に限るものではない。
【００２１】
また、上記実施の形態において、断熱部材１８，２８は、温間プレス成形装置１０に用いる場合、温度の安定化および油圧系統に対する影響の抑制のために、耐熱温度、寸法安定性および圧縮強さに優れたものを用いるのが好ましい。具体的には、耐熱温度が４００℃以上、かつ、圧縮強さが層に垂直の場合４３９ＭＰａ以上、層に平行の場合９８ＭＰａ以上であることが好ましい。このような断熱部材１８，２８を用いることで、断熱部材１８，２８の加圧あるいは加熱による変形量が抑制されるため、パンチ１３、ダイ１４およびブランクホルダ２０の位置精度の悪化を防止することとなる。したがって、ワークＷを所定の形状に高精度に成形することができ、成形されたワークＷの品質低下を防止することができる。
【００２２】
また、上記実施の形態において設定加熱温度を３００℃とし、ワークＷを加熱する際のワークＷの温度を、図７に示すようにＣｈａｎｎｅｌ１〜５の位置、すなわちワークＷの各角部および中央部で測定すると、図８に示すように、Ｃｈａｎｎｅｌ１〜５のいずれの位置においても、加熱を開始してから５ｓｅｃ後に３００℃に到達してその後一定温度を維持する結果となった。このように、Ｃｈａｎｎｅｌ１〜５の位置において熱が均一に伝達されており、それぞれの位置による温度差を生じていないので、温間プレス成形装置１０によって成形されたワークＷの品質低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本実施の形態に係る温間プレス成形装置の正面図である。
【図２】本実施の形態に係る温間プレス成形装置の部分拡大図である。
【図３】本実施の形態に係るパンチおよびパンチプレートの平面図である。
【図４】本実施の形態に係るブランクホルダの平面図である。
【図５】本実施の形態に係るダイの平面図である。
【図６】本実施の形態に係る温間プレス成形方法を説明する図である。
【図７】ワークの温度測定位置を示す図である。
【図８】ワークの温度測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２４】
１０  温間プレス成形装置
１１  下型
１２  上型
１３  パンチ
１３ａ  外壁面
１４  ダイ
１４ａ  凹部（受容部）
１４ｂ  内壁面
１８  断熱部材
１９  パンチプレート
２０  ブランクホルダ
２５  ヒータ
２８  断熱部材
２９  ダイプレート
３１  ヒータ
【図１】
2006130511.tif 000003
【図２】
2006130511.tif 000004
【図３】
2006130511.tif 000005
【図４】
2006130511.tif 000006
【図５】
2006130511.tif 000007
【図６】
2006130511.tif 000008
【図７】
2006130511.tif 000009
【図８】
2006130511.tif 000010