(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイケースと、前記ダイケースに形成された圧入部に圧入され、キャビティ面が形成されたダイスとを有する金型において、
前記圧入部を構成する壁部と、前記壁部が当接する前記ダイスの面とのいずれか一方に形成されると共に、前記ダイスの圧入方向に対して一方が前方側を向いて傾斜し且つ他方が後方側を向いて傾斜して互いに交差する２つの傾斜面を有し、その交差部分が前記壁部または前記ダイスの面のいずれか一方から外側に突出した頂部として形成された係合凸部と、
前記圧入部を構成する壁部と前記ダイスの面とのいずれか他方に形成されると共に、前記ダイスの圧入方向に対して一方が前方側を向いて傾斜し且つ他方が後方側を向いて傾斜して互いに交差する２つの傾斜面を有し、その交差部分が前記壁部または前記ダイスの面のいずれか他方から内側に凹んだ底部として形成されることにより、前記圧入部に前記ダイスが圧入され、前記壁部と前記ダイスの面とが当接された状態で、前記係合凸部に係合可能な係合凹部と、
を備えることを特徴とする金型。
【請求項２】
請求項１記載の金型において、
前記係合凸部および前記係合凹部は、前記ダイスの前記圧入部に対する圧入方向の長さが５〜２０ｍｍ、前記壁部または前記ダイスの面に対する一方の前記傾斜面の傾斜角をプラス２〜プラス１０°とした場合の他方の前記傾斜面の傾斜角がマイナス２〜マイナス１０°、前記係合凸部の前記圧入方向と直交する方向の前記壁部または前記ダイスの面のいずれか一方からの高さおよび前記係合凹部の前記圧入方向と直交する方向の前記壁部または前記ダイスの面のいずれか他方からの深さが、それぞれ０．２〜０．５ｍｍであることを特徴とする金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鍛造用の金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、鍛造成形等に使用される金型として、例えば、特開昭６３−２３０２４４号公報に開示されている冷間鍛造用ダイスのように、ダイスをダイケースに圧入して構成されるものがある。この種の金型では、ダイスとダイケースとを一体に形成した後、ダイスおよびダイケースに仕上げ加工を施し、さらに、ダイスのキャビティ面にＰＶＤ（物理蒸着法）、ＣＶＤ（化学蒸着法）等により表面処理を施して被膜を形成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような金型では、キャビティ面に表面処理を施す際、ダイスとダイケースとを一体的に取り扱わなければならず、その重量が大きく、作業が困難なものとなっていた。また、被膜はキャビティ面のみに必要であるにも拘わらず、ダイスおよびダイケースの表面にまで被膜が形成されてしまうため、被膜用材料が無駄に消費されてしまい、製造コストが高騰するという問題がある。さらに、金型を鍛造成形に使用する際にダイスがダイケースから脱落することを防止するためには、ダイスを約３００ｔ以上の高い圧力でダイケースに圧入する必要があり、その作業が困難であり、また、高い圧力に起因してダイスやダイケースにかじりや座屈等の損傷が発生する懸念がある。さらにまた、ＰＶＤ、ＣＶＤ等の処理では金型が４００〜７００℃に加熱されるが、この高い温度によってダイケースとダイスとの締りばめの機能が低下してしまう懸念がある。
【０００４】
本発明は前記の課題を解決すべくなされたものであって、金型を製造する際に作業が容易となり、被膜用材料の無駄をなくすとともに締りばめの機能が低下する懸念のない金型を提供することを目的とする。
【０００５】
前記の目的を達成するために、本発明は、ダイケースと、前記ダイケースに形成された圧入部に圧入され、キャビティ面が形成されたダイスとを有する金型において、
前記圧入部を構成する壁部と、前記壁部が当接する前記ダイスの面とのいずれか一方に形成されると共に、前記ダイスの圧入方向に対して一方が前方側を向いて傾斜し且つ他方が後方側を向いて傾斜して互いに交差する２つの傾斜面を有し、その交差部分が前記壁部または前記ダイスの面のいずれか一方から外側に突出した頂部として形成された係合凸部と、
前記圧入部を構成する壁部と前記ダイスの面とのいずれか他方に形成されると共に、前記ダイスの圧入方向に対して一方が前方側を向いて傾斜し且つ他方が後方側を向いて傾斜して互いに交差する２つの傾斜面を有し、その交差部分が前記壁部または前記ダイスの面のいずれか他方から内側に凹んだ底部として形成されることにより、前記圧入部に前記ダイスが圧入され、前記壁部と前記ダイスの面とが当接された状態で、前記係合凸部に係合可能な係合凹部と、
を備えることを特徴とする。
【０００６】
本発明によれば、ダイスをダイケースに仮圧入した状態でダイスおよびダイケースに仕上げ加工を施す。その後、ダイスをダイケースから取り外してダイスに表面処理をして再びダイスをダイケースに圧入して金型を製造し、鍛造成形に使用する。このとき、ダイスは前記係合凸部と前記係合凹部との係合作用下に前記ダイケースから脱落することが防止される。
【０００８】
また、前記係合凸部および前記係合凹部が前記ダイスの前記圧入部に対する圧入方向に対して傾斜する傾斜面を有することにより、前記ダイスを前記ダイケースに圧入する作業が容易となる。
【０００９】
さらに、前記係合凸部および前記係合凹部は、前記ダイスの前記圧入部に対する圧入方向の長さが５〜２０ｍｍ、前記壁部または前記ダイスの面に対する一方の前記傾斜面の傾斜角をプラス２〜プラス１０°とした場合の他方の前記傾斜面の傾斜角がマイナス２〜マイナス１０°、前記係合凸部の前記圧入方向と直交する方向の前記壁部または前記ダイスの面のいずれか一方からの高さおよび前記係合凹部の前記圧入方向と直交する方向の前記壁部または前記ダイスの面のいずれか他方からの深さが、それぞれ０．２〜０．５ｍｍであると、ダイスをダイケースに支障なく圧入することができ、しかも、ダイスの脱落が防止されるため、一層好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る金型について、その製造方法との関係において好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１５】
図１および図２において、参照符号１０は、本実施の形態に係る金型１０を示す。この金型１０は、ダイケース１２と、該ダイケース１２に形成された圧入部１４に圧入されるダイス１６とを備え、ダイス１６にはキャビティ面４０が形成される。ダイス１６の重量は約１５ｋｇである。
【００１６】
ダイケース１２には一方の面に凹部１８が形成され、凹部１８には図示しない金型取付部材等が嵌合する。ダイケース１２の一方および他方の面には、該ダイケース１２を他の機構に固定するための複数のねじ孔２０が形成される。前記ダイケース１２の圧入部１４を構成する壁部２４は傾斜角θa が約１°のテーパ状に形成される。壁部２４には、図３に示すように、係合凹部２６が複数形成される。係合凹部２６は、断面略Ｖ字状に形成され、ダイス１６の圧入方向に対して傾斜する２つの傾斜面２８ａ、２８ｂを有する。傾斜面２８ａと２８ｂとの境界部分は底部３０として形成される。係合凹部２６はダイス１６の圧入方向の長さＬ1 が約１０ｍｍ、底部３０の壁部２４に対する深さＤ1 が約０．３ｍｍ、壁部２４に対する傾斜面２８ａ、２８ｂの傾斜角θ1 が約４．５°に形成される。圧入部１４を構成する開口部にはテーパ面３４が形成される。
【００１７】
ダイス１６はダイケース１２の圧入部１４を構成する壁部２４に当接する壁面４４を有する（図１参照）。壁面４４は、壁部２４と同様に、傾斜角θb が約１°のテーパ状に形成される。壁面４４には係合凹部２６に係合する係合凸部４８が複数形成される。係合凸部４８は断面山形状に形成され、ダイス１６の圧入方向に対して傾斜する傾斜面５０ａ、５０ｂを有する。傾斜面５０ａと５０ｂとの境界部分は頂部５２として形成される。係合凸部４８は、係合凹部２６と同様に、ダイス１６の圧入方向の長さＬ2 が約１０ｍｍ、頂部５２の壁面４４に対する高さＨ2 が約０．３ｍｍ、傾斜面５０ａ、５０ｂの壁面４４に対する傾斜角θ2 が約４．５°に形成される。
【００１８】
本実施の形態に係る金型１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、本実施の形態に係る金型１０の製造方法について、図５に示すフローチャートを参照して説明する。
【００１９】
先ず、ダイケース１２の圧入部１４を構成する壁部２４と、ダイス１６の壁面４４とにモリブデンを含む粉末状の潤滑剤を塗布する（ステップＳ１）。次に、ダイス１６をダイケース１２の圧入部１４に仮圧入する（ステップＳ２）。このとき、壁部２４および壁面４４には潤滑剤が塗布されているため、圧入に必要な力が約１００ｔであり、従来技術と比較して１／３〜１／４程度の小さい圧力ですむ。従って、ダイス１６、ダイケース１２の座屈やかじりが防止される。仮圧入する際、ダイス１６の係合凸部４８を構成する傾斜面５０ａは、圧入部１４を構成する開口部に形成されたテーパ面３４に当接し、さらに壁部２４に当接して仮圧入が進行する。そして、係合凸部４８は係合凹部２６に係合する（図４参照）。この場合、ダイス１６の壁面４４に潤滑剤を塗布しているため、壁面４４と壁部２４とにかじりが発生することを防止することができる。
【００２０】
このようにしてダイス１６がダイケース１２の圧入部１４に仮圧入されると、ダイケース１２、ダイス１６に対して機械加工により、形状仕上げ、磨き等の仕上げ加工を施す（ステップＳ３）。このように、ダイケース１２とダイス１６とを一体的に組み合わせた状態で仕上げ加工を施すため、金型１０の形状精度を向上させることができる。
【００２１】
次いで、ダイス１６をダイケース１２の圧入部１４から取り外す（ステップＳ４）。このとき、ダイケース１２の壁部２４とダイス１６の壁面４４には、潤滑剤が塗布されているため、前記仮圧入と同様に、ダイス１６を取り外すために必要な力も小さくてすむ。
【００２２】
次に、ダイス１６のキャビティ面４０を除く面、すなわち壁面４４とダイス１６の上面５４および下面５６にマスキングテープ等を貼り付けてマスキングする（ステップＳ５）。そして、ダイス１６にＰＶＤ、ＣＶＤ等により表面処理を施してキャビティ面４０に厚さ約１〜３μｍ、好ましくは約２μｍ程度の表面硬化被膜を形成する（ステップＳ６）。この場合、表面処理はダイス１６のみに施されるため、従来技術のようにダイス１６とダイケース１２とを一体的に構成した状態で表面処理を施す必要がなく、表面処理を施すワークの重量が約１５ｋｇ程度、従来技術と比較して１／４〜１／５程度と大幅に軽量化し、作業が容易となる。また、ダイス１６がマスキングされているため、キャビティ面４０以外に被膜が形成されてしまうことがなくなり、被膜用材料の無駄をなくして製造コストを減少させることができる。
【００２３】
そして、再びダイス１６をダイケース１２の圧入部１４に圧入すると（ステップＳ７）、ダイス１６の係合凸部４８は、前述と同様に、ダイケース１２の係合凹部２６に係合し、ダイス１６がダイケース１２に抜け止めされる。このとき、ダイケース１２は前記ＰＶＤ、ＣＶＤ等の表面処理の工程（ステップＳ６）の際に加熱されることがないため、ダイケース１２とダイス１６との締りばめの機能が低下する懸念が払拭される。また、マスキングされたダイス１６の壁面４４には被膜が付着しないため、ダイス１６の壁面４４に寸法誤差が発生することがなく、ダイス１６をダイケース１２の圧入部１４に圧入したときに、金型１０の形状精度が低下してしまう懸念がない。
【００２４】
以上のようにして金型１０が製造されると、この金型１０は鍛造成形に用いられる。このとき、ダイス１６の係合凸部４８はダイケース１２の係合凹部２６に係合して抜け止めされているために、鍛造成形の際にダイス１６がダイケース１２から脱落する懸念がない。
【００２５】
本実施の形態に係る金型１０では、ダイケース１２に係合凹部２６を形成し、ダイス１６に係合凸部４８を形成しているが、ダイケース１２に係合凸部４８を形成し、ダイス１６に係合凹部２６を形成するようにしてもよい。
【００２６】
なお、係合凹部２６と係合凸部４８の長さＬ1 、Ｌ2 を５ｍｍ未満、係合凹部２６の底部３０の壁部２４に対する深さＤ1 と係合凸部４８の頂部５２の壁面４４に対する高さＨ2 とを０．２ｍｍ未満、または、係合凹部２６を構成する傾斜面２８ａ、２８ｂの壁部２４に対する傾斜角θ1 と係合凸部４８を構成する傾斜面５０ａ、５０ｂの壁面４４に対する傾斜角θ2 とを２°未満に設定すると、ダイス１６がダイケース１２から脱落し易くなり、一方、長さＬ1 、Ｌ2 を２０ｍｍより大きく、深さＤ1 および高さＨ2 をそれぞれ０．５ｍｍより大きく、または傾斜角θ1 、θ2 を１０°より大きく設定すると、ダイス１６をダイケース１２に圧入するために必要な力が大きくなり、ダイス１６、ダイケース１２にかじりが生じてしまう懸念がある。従って、長さＬ1 、Ｌ2 を５〜２０ｍｍ、深さＤ1 および高さＨ2 をそれぞれ０．２〜０．５ｍｍ、傾斜角θ1 、θ2 を２〜１０°の範囲内に設定することが望ましい。
【００２７】
【発明の効果】
本発明に係る金型によれば、以下のような効果ならびに利点が得られる。
【００２８】
ダイスをダイケースから取り外した状態で表面処理を行うため、その重量が、ダイスとダイケースを一体的に構成して処理していた従来技術と比較して大幅に小さくなり、金型を製造する作業が容易となる。また、ダイスのキャビティ面以外の面をマスキングして表面処理を行うため、被膜用材料が無駄に消費されることがなく、被膜用材料の使用量が減少する。従って、製造コストを低減化することができる。
【００２９】
さらに、ダイケースの圧入部を構成する壁部と、前記壁部に当接するダイスの面とに潤滑剤を塗布してダイスをダイケースに仮圧入するため、仮圧入に必要な力が小さくなり、仮圧入されたダイスをダイケースから取り外す際の力も小さくてすむ。従って、これらの作業も容易となる。
【００３０】
さらにまた、ダイケースは表面処理の際に加熱されてしまう懸念がないため、ダイケースとダイスとの締りばめの機能が低下して、鍛造成形の際にダイスがダイケースから脱落してしまう懸念を減少させることができる。さらにまた、ダイケースおよびダイスにはそれぞれ互いに係合する係合凸部および係合凹部が形成されるため、この金型を鍛造成形に使用した際に、ダイスがダイケースから脱落する懸念を一層払拭することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る金型を示し、ダイスをダイケースに圧入する前の状態の概略縦断面図である。
【図２】図１の金型を示し、ダイスをダイケースに圧入した状態の概略縦断面図である。
【図３】図１のダイスに形成された係合凸部がダイケースに形成された係合凹部に係合する前の状態の一部拡大縦断面図である。
【図４】図３の係合凸部が係合凹部に係合した状態の一部拡大縦断面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る金型の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１０…金型                      １２…ダイケース
１４…圧入部                    １６…ダイス
２６…係合凹部                  ２８ａ、２８ｂ、５０ａ、５０ｂ…傾斜面
３０…底部                      ４０…キャビティ面
４８…係合凸部                  ５２…頂部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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