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発明の名称 鍛造用金型装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−254079
公開日 平成11年(1999)9月21日
出願番号 特願平10−65679
出願日 平成10年(1998)3月16日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】鈴江 武彦 (外3名)
発明者 角南 耕司
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】上型ユニットと下型ユニットを具備し、素材を鍛造する鍛造用金型装置において、前記上型ユニットと下型ユニットの少なくとも一方は、上下方向に沿うねじ穴を有する取付け台と、前記ねじ穴に螺合するねじ軸を有し前記取付け台に対し高さ調整可能なジャッキ調整台とを備えかつ前記ジャッキ調整台は、前記素材と接する側に平坦な成形面が形成された互換可能な据え込み型を具備することを特徴とする鍛造用金型装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属部品を鍛造によって所定形状に成形する工程で使用される鍛造用金型装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車の動力伝達系などに用いる歯車等の金属製品において、鍛造によって製造されるものが知られている。この種の金属製品は、鋼などの素材を鍛造によって最終製品に近い形状に成形したのち、その外周部や内周部等の不要な箇所を切削などの機械加工によって仕上げるようにしている。
【0003】例えば図5に示すリングギヤ用の鍛造製品Wは、図6に示すような鍛造装置1によって、4段階の鍛造工程を経て円環状に成形される。そしてこの鍛造製品Wは、その外周部や内周部などが機械加工によって2点鎖線Fで示す仕上がり輪郭形状まで削られたのち、歯付け加工や熱処理などの工程を経て、歯車として完成する。
【0004】図6に示す鍛造装置1は、左から順に第1工程用の上下型ユニット2,3と、第2工程用の上下型ユニット4,5と、第3工程用の上下型ユニット6,7と、第4工程用の上下型ユニット8,9を備えている。上型ユニット2,4,6,8は共通の上型ベース10に設けられ、下型ユニット3,5,7,9は下型ベース11に設けられている。そして図示しないプレス機によって上型ベース10をガイドポスト12に沿って降下させることにより、上型ユニット2,4,6,8と下型ユニット3,5,7,9との間で素材W1が打圧されるようになっている。素材W1は、トランスファーチャック13によって第1工程用の型ユニット2,3から第2工程用の型ユニット4,5を経て第3工程用の型ユニット6,7まで一工程ずつ順送りされながら段階的に鍛造が進行し、第4工程の型ユニット8,9においてバリ抜きが行われるといった構成である。
【0005】前述の第1工程は、従来、図7に示すような凹部15a,16aを有する上型15と下型16によって素材W1を打圧することにより、素材W1の上下両面の中央部に凸部ωを成形していた。そしてこの素材W1は、第2工程において図8に示すような金型装置20の下型21にセットされる。この下型21の中央部には前記素材W1の凸部ωが嵌合可能な凹部25が設けられており、この凹部25に素材W1の凸部ωを嵌合させることにより、下型21と素材W1の位置決めをなしたのち、図9に示すように上型22をプレス下死点まで降下させることにより、鍛造製品Wの荒成形が行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の第1工程用の上型15と下型16によって凸部ωが成形された素材W1を第2工程用の下型21の凹部25に嵌合させるためには、トランスファーチャック13によって搬送される素材W1を下型21の真上に正確に位置決めさせた状態で凹部25に落とす必要がある。このためトランスファーチャック13などに高度な位置決め精度が要求される。
【0007】しかしながらトランスファーチャック13の精度上の限界や下型21の摩耗等により、凹部25に対して素材W1が偏心した位置に乗ってしまうことがある。このように偏心した状態のまま上型22が降下して素材W1が打圧されると、鍛造製品Wに肉欠けや形状異常を生じたり、型トラブルが発生する原因になる。
【0008】また従来の上型15と下型16は固定式のため型高さを調整することができない。このため、型の段取り替えを行うたびにトランスファーチャック13の高さ調整が必要となり、段取り替えに手数がかかる要因になっていた。しかも従来の上型15と下型16は、素材W1の製品形状に応じて凹部15a,16aを設けるために溶接等の肉盛り修正を行う必要があり、型の製作に多大な労力と費用を要していた。
【0009】従って本発明の目的は、素材を所定形状に成形することが容易でかつ型に対するセッティングが容易となり、型トラブルや成形不良などの問題を低減できるような鍛造用金型装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記の目的を果たすための本発明の金型装置は請求項1に記載したように構成され、型ユニットに設けたジャッキ調整台を前記ねじ軸まわりに回転させることにより、据え込み型の高さを可変設定できるようにしている。この据え込み型の成形面は平坦な形状となっており、上型ユニットがプレス下死点まで降下したときにこの成形面によって素材が円板状に潰される。この成形面が摩耗あるいは損傷したときなどには据え込み型をジャッキ調整台から取り外し、新な据え込み型と交換する。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態について図1から図6を参照して説明する。図1と図2に示す第1工程用の金型装置30は、上型ユニット31と下型ユニット32を備えている。
【0012】上型ユニット31は、上取付け台35と上ジャッキ調整台36を含んでいる。上取付け台35の中央部に、上下方向に沿うねじ穴40が形成されている。ねじ穴40の内周面には、雌ねじを構成する所定ピッチのねじ山が形成されている。このねじ穴40は上取付け台35の下面側に開口している。上取付け台35は、例えば図6に示すような上型ベース10の第1工程部(上型ユニット2に相当する箇所)に設けられる。
【0013】上ジャッキ調整台36は、円板状の本体部41と、本体部41の下面側に設けた平板状の据え込み型42と、据え込み型42を本体部41に固定するための取付けリング43と、取付けリング43を本体部41に固定するためのボルト等の固定用部材44と、本体部41の上側に突出するねじ軸45を有している。
【0014】ねじ軸45は上下方向に延びている。ねじ軸45の外周面には前記ねじ穴40に螺合可能な雄ねじを構成するねじ山が形成されている。このねじ軸45をねじ穴40に螺合させた状態で、ねじ軸45を本体部41と一体に回転させ、その回転量に応じてジャッキ調整台36をねじ軸45の軸線方向(上下方向)に螺進させることにより、据え込み型42の高さ調整を可能ならしめている。このねじ穴40とねじ軸45は、本発明でいう高さ調整機構46を構成している。取付け台35の側部には、ねじ軸45を所望位置に固定するための止めねじ47が設けられている。
【0015】据え込み型42の下面、すなわち素材W1と対向する成形面48は平坦な形状をなしている。この据え込み型42は、固定用部材44を弛めるなどして取付けリング43を本体部41から外すことにより、据え込み型42を本体部41から容易に取外すことができるようになっている。
【0016】一方、下型ユニット32は、下取付け台55と下ジャッキ調整台56を含んでいる。下取付け台55の中央部に上下方向に沿うねじ穴60が形成されている。ねじ穴60の内周面には、雌ねじを構成する所定ピッチのねじ山が形成されている。ねじ穴60は取付け台55の上面側に開口している。この取付け台55は、図6に示す下型ベース11の第1工程部(下型ユニット3に相当する箇所)に設けられる。
【0017】下ジャッキ調整台56は、円板状の本体部61と、本体部61の上面側に設けた平板状の据え込み型62と、据え込み型62を本体部61に固定するための取付けリング63と、取付けリング63を本体部61に固定するためのボルト等の固定用部材64と、本体部61の下側に突出するねじ軸65を有している。
【0018】ねじ軸65は上下方向に延びている。このねじ軸65の外周面には前記ねじ穴60に螺合可能な雄ねじを構成するねじ山が形成されている。このねじ軸65をねじ穴60に螺合させた状態で、ねじ軸65を本体部61と一体に回転させ、その回転量に応じてジャッキ調整台56をねじ軸65の軸線方向(上下方向)に螺進させることにより、据え込み型62の高さ調整を可能ならしめている。すなわちねじ穴60とねじ軸65はこの発明でいう高さ調整機構66を構成している。取付け台55の側部には、ねじ軸65を所望位置に固定するための止めねじ67が設けられている。
【0019】据え込み型62の上面、すなわち素材W1が乗る成形面68は、上側の成形面48と平行でかつ平坦な形状をなしている。この据え込み型62は、固定用部材64を弛めるなどして取付けリング63を本体部61から外すことにより、据え込み型62を本体部61から容易に取外すことができる。
【0020】図3と図4に示す第2工程用の金型装置70は、上型ユニット71と下型ユニット72とを備えている。上型ユニット71は、上取付け台73と、受圧板74と、内型75aおよび外型75bからなる上型75と、上型75を保持するリング76と、ノックアウトピン77などを備えている。上取付け台73は、図6に示す上型ベース10の第2工程部(上型ユニット4に相当する箇所)に設けるようにしている。
【0021】下型ユニット72は、下取付け台80と、受圧板81と、内型82aおよび外型82bからなる下型82と、ノックアウトピン83などを備えている。下型82の上面(成形面)側には、上方から見て円形の内周面84aを有する凹部84が形成されている。凹部84の内径dは、所定の外径Dを有する円板状素材W1が丁度入り込むことのできる寸法である。下取付け台80は、図6に示す下型ベース11の第2工程部(下型ユニット5に相当する箇所)に設けられる。
【0022】次に、前記実施形態の金型装置30,70の作用等について説明する。図1に示すように、加熱された円柱状の素材W1を、その軸線Cを垂直に立てた姿勢で、据え込み型62の上に乗せる。そして図2に示すように上型ユニット31をプレス下死点まで降下させる。こうすることにより、素材W1が軸線方向に偏平に潰されるため、素材W1の外径が広がる。この素材W1は、予め調整しておいた型間距離Hと素材W1の体積に応じて、所望の外径Dの円板形状に成形される。
【0023】据え込み型42,62の型高さや型間距離Hを調整するには、止めねじ47,67を弛めた状態で、ジャッキ調整台36,56をねじ軸45,65まわりに回転させればよい。成形面48,68が摩耗したり、損傷あるいは変形した場合には、据え込み型42,62を本体部41,61から取り外し、新たなものと交換する。
【0024】前記第1工程によって成形された円板状素材W1(図2に示す)は、トランスファーチャック13(図6に示す)によって、図3に示す第2工程用の金型装置70に搬送される。この第2工程では、上型ユニット71と下型ユニット72が互いに開いているときに、円板状素材W1がトランスファーチャック13によって下型82の凹部84に投入される。このとき、素材W1の外周が凹部84の内周面84aに接することにより、下型82に対する素材W1の中心位置が合う。この素材W1は前記第1工程において所定の外径Dとなるように円板状に成形されているため、素材W1の外周が凹部84の内周面84aに確実に接することができる。
【0025】したがってこれら金型装置30,70によれば、トランスファーチャック13による素材W1の移載は、シビアな調整を必要としていた従来の型中心セット方式から、第1工程においては据え込み型62の上に素材W1を置くだけでよくなるため、素材W1の中心と据え込み型62の中心が互いにずれていても差し支えない。また第2工程では、素材W1を下型82の凹部84に落とし込むだけで、素材W1の外径Dが凹部84の内径dに合うため、下型82によって素材W1が自然に位置決めされる方式となる。このため第2工程における位置決め不良がなくなり、素材W1の偏心防止および搬送機構の異常停止などのトラブルが低減することになった。
【0026】こうして下型82に素材W1がセットされたのち、図4に示すように上型ユニット71がプレス下死点まで降下することによって上型75と下型82が閉じ、素材W1が打圧されることにより、最終製品に近い形状の鍛造製品Wが得られることになる。
【0027】なお前記実施形態の金型装置30においては、上型ユニット31と下型ユニット32の双方に高さ調整可能なジャッキ調整台36,56を設けたが、これら型ユニット31,32のうち一方にジャッキ調整台を設けるようにしてもよい。例えば上型ユニット31のみにジャッキ調整台36を設け、下型ユニット32は単なる平面型としてもよい。
【0028】
【発明の効果】請求項1に記載した金型装置によれば、平坦な形状の成形面を有する据え込み型によって素材が円板状に成形されるため、据え込み型に対して素材の高精度な位置決めが不要となり、トランスファーチャック等による素材の移載が容易となる。そしてこの円板状素材を次工程において下型の円形の凹部に入れるようにすれば、下型に対する素材の位置決め・芯合わせを容易に行うことができる。
【0029】また本発明の金型装置によれば、構造の簡単な高さ調整機構によって上下の型間の距離を容易にかつ短時間に調整可能であるから、成型後の素材外径が所望値となるように型間の距離を微調整することができる。しかも高さ調整機構によって型高さを容易に可変設定できるため、段取り組替え時などにトランスファーチャックの高さ調整を行う必要がなくなり、段取り組替えを迅速に行うことができる。
【0030】そして本発明の金型装置は交換可能な単純な形状の据え込み型を用いているため、成形面に摩耗や表面荒れなどの不具合が生じたときには、必要に応じて据え込み型を容易に交換することができる。この据え込み型は製作が容易であり、型に要する材料費や加工費、熱処理費、表面処理費などを大幅に下げることができる。




 

 


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