(57)【要約】【課題】鍛造加工において金型温度を必要な温度に保持し、良好な潤滑（離型）剤皮膜の生成を促進することにある。【解決手段】鍛造装置１は、製品Ｗ１の熱を下型２、上型５に伝達可能な位置に、プレスラムスライド９を停止させることができる。そして、製品Ｗ１から発生する熱を下型２、上型５に伝達して、金型を必要な温度に加熱、保温する。その結果、金型から製品を離型した後に実施される潤滑剤の塗布工程において、必要な金型温度を保持し、潤滑剤の水分を円滑に気化させて、金型に良好な潤滑剤皮膜を生成することができる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内に加熱したワークを挿入し、プレスラムスライドによって型締めを行い、金型内に挿入したワークを成形する鍛造方法であって、
型締め完了後型開きまでの間、ワークの熱を金型に伝達可能な位置にプレスラムスライドを停止させる工程を含むことを特徴とする鍛造方法。
【請求項２】
前記プレスラムスライドを、下死点または離型直後の位置に停止させることを特徴とする請求項１記載の鍛造方法。
【請求項３】
前記プレスラムスライドを、ワークに対する可動型の離型後に再接近、停止させることを特徴とする請求項１記載の鍛造方法。
【請求項４】
金型温度を測定し、当該測定結果に応じて前記プレスラムスライドの停止時間を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の鍛造方法。
【請求項５】
金型内に加熱したワークを挿入し、プレスラムスライドによって型締めを行い、金型内に挿入したワークを成形する鍛造装置であって、
型締め完了後型開きまでの間、ワークの熱を金型に伝達可能な位置にプレスラムスライドを停止させる作動制御手段を備えることを特徴とする鍛造装置。
【請求項６】
金型温度の測定手段および金型温度に応じてプレスラムスライドの停止時間を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項５記載の鍛造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鍛造加工において金型温度を必要な温度に保持するための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱間鍛造、温間鍛造の場合、金型に潤滑（離型）剤を塗布する必要があるが、金型への潤滑剤の塗布工程では、潤滑剤の水分が気化し潤滑（離型）剤皮膜を生成する際の気化熱によって、金型が冷却される。かかる金型の冷却は、例えば鋼の熱間鍛造では型冷却のための有効な手段となるが、恒温鍛造のように金型を高温に維持する必要がある場合には、反って問題となる。したがって、従来は、発熱体を型内に挿入したり（例えば、特許文献１参照。）、金型外部からバーナー等で金型を炙る（例えば、特許文献２参照。）等の手法によって、金型外部から熱エネルギーを金型に付与して、金型を加熱、保温する手法が用いられている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−９６１３４号公報（請求項１、図１）
【特許文献２】
特開平２−２２０７２７号公報（請求項１、第２項右下欄）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術によると、金型を所定の温度に加熱、保温するために、ダイセット内に金型加熱、保温機構を設ける必要があり、その結果としてダイセット、プレス外形の大型化を来たすこととなった。また、金型を加熱するための熱エネルギーを供給する必要があることから、鍛造装置、鍛造工程におけるコストアップを招くものであった。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ダイセット、プレス外形の大型化を招くことなく、かつ、金型を加熱するための熱エネルギーを新たに供給することなく、鍛造加工において金型温度を必要な温度に保持し、良好な潤滑（離型）剤皮膜の生成を促進することにある。そして、高品質の鍛造製品を低コストで提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための、本発明の請求項１に係る鍛造方法は、金型内に加熱したワークを挿入し、プレスラムスライドによって型締めを行い、金型内に挿入したワークを成形する鍛造方法であって、型締め完了後型開きまでの間、ワークの熱を金型に伝達可能な位置にプレスラムスライドを停止させる工程を含むことを特徴とするものである。
本発明によれば、ワークの熱を金型に伝達可能な位置にプレスラムスライドを停止させる工程において、成形済みのワークから発生する熱を金型に伝達して、金型を必要な温度に加熱、保温することが可能となる。そして、金型からワークを離型した後に実施される、潤滑剤の塗布工程において、必要な金型温度を保持し、潤滑剤の水分を気化させて、金型に良好な潤滑（離型）剤皮膜を生成する。
【０００６】
また、本発明の請求項２に係る鍛造方法は、請求項１記載の鍛造方法において、前記プレスラムスライドを、下死点または離型直後の位置に停止させるものである。
本発明によれば、前記プレスラムスライドを、下死点または離型直後の位置に停止させることによって、ワークから発生する熱を金型に伝達し、金型を必要な温度に加熱、保温することが可能となる。
【０００７】
また、本発明の請求項３に係る鍛造方法は、請求項１記載の鍛造方法において、前記プレスラムスライドを、ワークに対する可動型の離型後に再接近、停止させるものである。
本発明によれば、前記プレスラムスライドを、ワークに対する可動型の離型後に再接近、停止させることによって、ワークから発生する熱を金型に伝達し、金型を必要な温度に加熱、保温することが可能となる。しかも、一度金型を離型して際接近させることから、ワークの熱を金型に伝達することによるワークの熱収縮が、金型の離型を阻害することを防ぐことができる。
【０００８】
また、本発明の請求項４に係る鍛造方法は、請求項１から３のいずれか１項記載の鍛造方法において、金型温度を測定し、当該測定結果に応じて前記プレスラムスライドの停止時間を制御するものである。
本発明によれば、金型の温度制御を高精度に行うことが可能となる。
【０００９】
また、上記課題を解決するための、本発明の請求項５に係る鍛造装置は、金型内に加熱したワークを挿入し、プレスラムスライドによって型締めを行い、金型内に挿入したワークを成形する鍛造装置であって、型締め完了後型開きまでの間、ワークの熱を金型に伝達可能な位置にプレスラムスライドを停止させる作動制御手段を備えることを特徴とするものである。
本発明によれば、前記作動制御手段によりワークの熱を金型に伝達可能な位置にプレスラムスライドを停止させることで、成形済みのワークから発生する熱を金型に伝達して、金型を必要な温度に加熱、保温することが可能となる。そして、加熱、保温された金型からワークを離型した後に実施される、潤滑剤の塗布工程において、必要な金型温度を保持し、潤滑剤の水分を気化させて、金型に良好な潤滑（離型）剤皮膜を生成する。
【００１０】
また、本発明の請求項６に係る鍛造装置は、請求項５記載の鍛造装置において、金型温度の測定手段および金型温度に応じてプレスラムスライドの停止時間を制御する制御手段を備えることを特徴とするものである。
本発明によれば、前記金型温度の測定手段によって測定した金型温度に基づき、前記制御手段によってプレスラムスライドの停止時間を制御することで、金型の温度制御を高精度に行うことが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１から図４には、本発明の実施の形態に係る鍛造方法を、鍛造装置１の作動手順に沿って図示している。本発明の実施の形態に係る鍛造装置１は、熱間鍛造、温間鍛造を行うものである。固定型である下型２には、ノックピン３と、下型２の金型温度を測定するための温度センサ４（熱電対等）とを備えている。また、プレスラムスライド９によって駆動される可動型である上型５にも、ノックピン６と、上型５の金型温度を測定するための温度センサ７とを備えている。図１にのみ図示するが、温度センサ４、７の測定信号は鍛造装置１のコントローラ８に送信され、下型２、上型５の金型温度が監視される。コントローラ８は、下型２、上型５の金型温度に基づき、プレスラムスライド９の駆動手段１０（油圧ピストン等）に対し、作動制御を行う。すなわち、コントローラ８は、金型温度に応じてプレスラムスライド９の停止時間を制御する、制御手段としての機能を備えている。
【００１３】
次に、鍛造装置１の作動手順について説明する。まず、図１に示すように、上型５を上昇させた型開き状態において、素材（成形前のワーク）Ｗ０を型内に挿入する。素材Ｗ０は、予め材質に応じた適切な温度へと加熱されている。また、下型２、上型５のキャビティ面には、潤滑（離型）剤皮膜が生成されている。
続いて、図２に示すように、プレスラムスライド９を駆動して上型５を下降させ、型締めを行う。そして、上型５及び下型２によって素材Ｗ０を製品（成形済のワーク）Ｗ１へと鍛造加工する。
さらに、プレスラムスライド９を、下死点または離型直後の位置に停止させ、製品Ｗ１から発生する熱を、図２に矢印で示すように下型２、上型５へと伝達する。このとき、金型温度の測定手段である温度センサ４、７によって、下型２、上型５の金型温度を測定し、コントローラ８（制御手段）により、金型温度に応じてプレスラムスライド９の停止時間を制御することで、金型を必要な温度に加熱、保温する。
【００１４】
一方、製品形状によっては、製品Ｗ１の熱を金型に伝達することによる製品Ｗ１の熱収縮が、製品Ｗ１の金型からの離型を阻害する場合がある。かかる場合には、プレスラムスライド９を、製品Ｗ１に対する上型１（可動型）の離型後に再接近、停止させることとする。下型２および上型５と製品Ｗ１とは、必ずしも完全に密着している必要はなく、製品Ｗ１の熱を金型に伝達することが可能な位置に、プレスラムスライド９を停止させることとすれば良い。
すなわち、製品Ｗ１から金型への熱の伝達は、伝導熱によるものに限らず、輻射熱によるものであっても良い。しかしながら、伝達効率の点では、伝導熱によることが好ましい。
【００１５】
温度センサ４、７により、下型２、上型５の金型温度が必要な温度に加熱されたことを確認した後、図３に示すように上型５を上昇させて型開きを行い、下型２のノックピン３及び上型５のノックピン６を用いて製品Ｗ１の離型を行う。そして、図４に示すように、スプレー等の塗布装置１１を用い、上型５及び下型３のキャビティ面に離型剤１２を塗布する。このとき、下型２、上型５の金型温度は、金型に蓄えられた熱によって必要な高温に保持される。よって、塗布された潤滑剤の乾燥は円滑に行われ、良好な潤滑剤皮膜が生成される。
以後、図１〜図４に示す工程を繰り返すことで、連続的な鍛造加工を行うことができる。
【００１６】
上記構成をなす、本発明の実施の形態により得られる作用効果は、以下の通りである。まず、鍛造装置１は、製品Ｗ１の熱を下型２、上型５に伝達可能な位置に、プレスラムスライド９を停止させるコントローラ８を備え、型締め完了後（図２）型開き（図３）までの間、ワークの熱を金型に伝達可能な位置にプレスラムスライド９を停止させることができる。そして、当該プレスラムスライド９の停止工程において、成形済みのワークＷ１から発生する熱を下型２、上型５に伝達して、金型を必要な温度に加熱、保温することが可能となる。したがって、加熱、保温された金型から製品Ｗ１を離型した後に実施される、潤滑剤の塗布工程（図４）において、必要な金型温度を保持し、潤滑剤１２の水分を気化させて、金型に良好な潤滑（離型）剤皮膜を生成することができる。
【００１７】
具体的には、プレスラムスライド９を、下死点または離型直後の位置に停止させることにより、製品Ｗ１から発生する熱を下型２、上型５に伝達し、金型を必要な温度に加熱、保温することが可能となる。また、製品Ｗ１の熱を金型に伝達することによる製品Ｗ１の熱収縮が、金型の離型を阻害することとなる場合には、プレスラムスライド９を、製品Ｗ１に対する上型１（可動型）の離型後に再接近、停止させることにより、かかる不具合の発生を防ぎつつ、製品Ｗ１の熱を下型２、上型５に伝達することが可能となる。
【００１８】
しかも、鍛造装置１は、金型温度の測定手段である温度センサ４、７および金型温度に応じてプレスラムスライドの停止時間を制御するコントローラ８を備えることから、温度センサ４、７によって測定した金型温度に基づき、コントローラ８によってプレスラムスライド９の停止時間を制御することで、金型の温度制御を高精度に行うことが可能となる。よって、潤滑剤の塗布工程（図４）における金型温度の制御を高精度に行い、潤滑剤１２の水分の気化を制御して、潤滑剤の付着性を高め、良好な潤滑（離型）剤皮膜を生成することが可能となる。
【００１９】
ところで、上述のごとく、プレスラムスライド９を油圧ピストンで駆動する、いわゆる油圧プレスマシンの場合には、コントローラ８の制御プログラムの変更により、プレスラムスライド９の停止位置、停止時間の設定をすることが可能である。一方、いわゆる機械式のプレスマシンの場合には、金型の開閉行程中において、ワークの熱を金型に伝達可能な位置にプレスラムスライドを停止させる、ストッパ機構を設けることとする。
【００２０】
また、金型温度の測定手段として、熱電対等からなる温度センサ４、７に代えて、サーモビュウアーを用いることも可能である。さらに、金型温度の品質への影響が小さい場合等、金型温度を正確にコントロールする必要性が高くない場合は、金型温度の監視をせずに、必要な金型温度となるまでの温度上昇時間を予測し、当該予測時間に基づきプレスラムスライド９の制御を行うこととしても良い。かかる場合には、金型温度の測定手段（温度センサ４，７）および金型温度に応じてプレスラムスライドの停止時間を制御する制御手段（コントローラ８の、金型温度をプレスラムスライド９の動作にフィードバックする機能。）を省略することができる。
【００２１】
以上の如く、本発明の実施の形態によれば、発熱体を型内に挿入したり、金型外部からバーナー等で金型を炙る等の手法によって、金型外部から熱エネルギーを金型に付与して、金型を加熱保温することなく、ワークの熱を金型に伝達することによって、金型の加熱、保温を行うことができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明はこのように構成したので、ダイセット、プレス外形の大型化を招くことなく、かつ、金型を加熱するための熱エネルギーを新たに供給することなく、鍛造加工において金型温度を必要な温度に保持し、良好な潤滑（離型）剤皮膜の生成を促進することが可能となる。よって、高品質の鍛造製品を低コストで提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る鍛造装置の要部模式図である。
【図２】図１に続く鍛造装置の作動手順を示す模式図である。
【図３】図２に続く鍛造装置の作動手順を示す模式図である。
【図４】図３に続く鍛造装置の作動手順を示す模式図である。
【符号の説明】
１  鍛造装置
２  下型
４、７  温度センサ
５  上型
８  コントローラ
９  プレスラムスライド
１０  駆動手段
１１  塗布装置
１２  離型剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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