JPH064994Y2 - 簿肉部材の型鍛造用金型 - Google Patents

簿肉部材の型鍛造用金型

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JPH064994Y2
JPH064994Y2 JP8218088U JP8218088U JPH064994Y2 JP H064994 Y2 JPH064994 Y2 JP H064994Y2 JP 8218088 U JP8218088 U JP 8218088U JP 8218088 U JP8218088 U JP 8218088U JP H064994 Y2 JPH064994 Y2 JP H064994Y2
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統 津田
淳 長谷川
富春 松下
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【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は薄肉部材の型鍛造用金型に関し、特には、Alお
よびAl合金からなり、かつ比較的に大きな面積の薄肉部
を有する薄肉部材の型鍛造に用いられる金型に関するも
のである。
〔従来の技術〕
AlおよびAl合金等の型鍛造品は、鋳造品に比べて材料の
信頼性が高いことから、比強度を要する航空機部品を始
め、船舶、車両、電子機器用部品として広く用いられて
いるが、近来、これら部品の大型化、形状の薄肉・精密
化が強く要請されるようになっている。
このため、これら型鍛造品の主体部が、薄肉で広い面積
のものとなる傾向、すなわち、その主体薄肉部の半径/
厚み比が増大する傾向にある。
従来の型鍛造においては、これらの要請に対応するため
に、用いる金型のインプレッションの寸法精度を高める
ことで、型鍛造品の寸法精度の確保を図る一方、インプ
レッションの面粗度を高めると共に、潤滑方法に改善を
加えて、型鍛造過程における金型と被成形素材間の摩擦
抵抗をより小さくし、被成形素材の成形に要する面圧を
抑制することで、型鍛造品の主体薄肉部の半径/厚み比
の増大に対処させることが図られている。
〔考案が解決しようとする課題〕
しかし、金型のインプレッションの面粗度の向上および
潤滑方法の改善による金型と被成形素材間の摩擦抵抗の
抑制には実施上の限界がある。
このため、主体薄肉部の半径/厚み費が大きな薄肉部材
を型鍛造するについては、その主体薄肉部に大きな面圧
を加えることが必要となる。
そして、これら薄肉部材の主体薄肉部の成形に要する大
きな面圧により、型鍛造中において、該主体薄肉部を成
形する金型のインプレッション面部が弾性変形し、得ら
れた薄肉部材の主体薄肉部の中央部と周辺部との間に変
形量の差が生じる。
そしてまた、この変形量の差は、その主体薄肉部の半径
/厚み比が大きくなるほど増大し、許容される寸法精度
を逸脱するものとなる。
従って、従来の型鍛造用金型においては、主体部が薄肉
で広い面積を有する薄肉部材を型鍛造するとき、型鍛造
後に、当該薄肉部材の主体薄肉部に機械加工等の工程を
加えて、所定の寸法精度のものとすることが必要とな
り、その製造に要する工数が増加して、その生産性を低
める。
本考案は、上記問題点に鑑み、型鍛造中において、薄肉
部材の主体薄肉部を成形する金型のインプレッション面
部の弾性変形を補完し得、もって、その主体薄肉部の半
径/厚み比が高い薄肉部材についても精度良く型鍛造し
得る薄肉部材の型鍛造用金型を提供することを目的とす
るものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するために、本考案は以下の構成とし
ている。すなわち、第1請求項に係わる薄肉部材の型鍛
造用金型は、インプレッション(3)、(4)を有する一対の
上下金型(1)、(2)を備えてなる薄肉部材の型鍛造用金型
において、被成形材の主体薄肉部を上下対で成形する上
下金型(1)、(2)のインプレッション面部(3a)、(4a)それぞ
れに、その面中心部に向かって連続してインプレッショ
ン(3)、(4)側に高まるクラウン(1a)、(2a)を設けたもので
あり、また、第2請求項に係わる薄肉部材の型鍛造用金
型は、インプレッション(13)、(14)を有する一対の上下
入子金型(13)、(12)と、これら上下入子金型(13)、(12)を
嵌入させる凹部(15a)、(16a)を有する一対の上下主金型
(15)、(16)とを備えてなる薄肉部材の型鍛造用金型にお
いて、前記上下入子金型(13)、(12)の上下主金型(15)、(1
6)側の上下面それぞれに、被成形材の主体薄肉部を上下
対で成形する該上下入子金型(13)、(12)のインプレッシ
ョン面部(13a)、(14a)それぞれに対応する領域内に設け
られ、かつ、その中心部に向かって連続して反インプレ
ッション面部(13a)、(14a)側に高まるクラウン(11a)、(12
a)を設けたものである。
〔実施例〕
本考案に係る実施例を図面を参照して以下に説明する。
第1実施例 第1図は本実施例の型鍛造用金型を示す正断面図であ
る。
第1図において、(1)および(2)は対をなす上金型および
下金型であって、これら上下金型(1)、(2)は、対象とす
る薄肉部材の形状に対応するインプレッション(3)、(4)
をそれぞれのキス面側に設け、かつ、そのインプレッシ
ョン(3)、(4)の、薄肉部材の主体薄肉部を上下対で規定
するインプレッション面部(3a)、(4a)それぞれに、図中
の一点鎖線で区分して示すように、該インプレッション
面部(3a)、(4a)の全周端部から中心部に向けて連続して
インプレッション(3)、(4)側に緩やかに高まる凸レンズ
状のクラウン(1a)、(2a)を設けたものとされてある。
本実施例においては、対象とする薄肉部材を、その正断
面図である第3図に示すように、外径Dを280mmとし、
その外周面に高さhを75mm、厚さtwを3mmとする環状の
リブ部(6)を有し、かつ、リブ部(6)内側に厚さtを3mm
とする主体薄肉部である円板状部(5)を有するディスク
材とする一方、対の上下金型(1)、(2)は、それぞれの幅
および長さを420mmとし、厚さを140mmとする外郭寸法を
有する立方形状の熱間型用鋼(JIS;SKD6)からなり、それ
ぞれのキス面側にディスク材の形状に対応するインプレ
ッション(3)、(4)を設け、かつ、ディスク材の主体薄肉
部である円板状部(5)を対で成形するインプレッション
面部(3a)、(4a)それぞれに、中央部高さδを0.6mmとする
凸レンズ状のクラウン(1a)、(2a)を設けたものとした。
上記構成の型鍛造用金型を用い、油圧プレスにて、上記
の形状・寸法で、かつ各部位の厚さ寸法の変動許容値を
±0.25mm以下とするAl合金(JIS;合金NO.7075)ディスク
材を熱間型鍛造した。
一方、比較例として、クラウン(1a)、(2a)を設けない点
以外は、上記の本実施例の型鍛造用金型と同一である型
鍛造用金型、すなわち従来の型鍛造用金型を用いて、本
実施例と同一条件にて、同形状のAl合金ディスク材を熱
間型鍛造した。
得られたAl合金ディスク材それぞれについて、その主体
薄肉部である円板状部の寸法を精査したところ、本実施
例の型鍛造用金型によるものは、第1表に示すように、
円板状部の中心部の厚さと、外周部の厚さとの差Δεが
最大値で0.18mmと、所定の寸法許容値内の良好な精度を
示した。
一方、比較例の型鍛造用金型によるものは、第1表に示
すように、その円板状部の中心部厚さと、外周部厚さと
の差Δεが最大値で1.19mmと、所定の寸法許容値を逸脱
する精度のものであった。
なお、本実施例の型鍛造用金型のクラウン高さδは、予
め、当該型鍛造用金型と同一材質で同厚さの対の上下平
金型を用いて、当該Al合金素材を単純据込みして、半径
/厚み比を種々に変えた円板とし、これら円板中心部と
外周部との変形量の差と、半径/厚み比との相関を把握
して設定したものであるが、これは、対象とする薄肉部
材と同一材質のAlないしはAl合金材を、上記と同様な上
下平金型を用いて単純据込みして、該薄肉部材の主体薄
肉部と同じ径および厚さの円板を成形し、その中心部と
外周部との変形量の差を調べることでも近似的に把握す
ることができる。
但し、これら変形量の差は、実施にあたり適用された型
鍛造用金型の面粗度、潤滑方法、素材温度等に左右され
るので、その変形量の差を予め調べるについては、その
条件を、実施に際する条件により近づけたものとされる
ことが望ましい。
第2実施例 第2図は本実施例の型鍛造用金型を示す正断面図であ
る。
第2図において、(11)および(12)は対をなす上入子金型
および下入子金型であって、これら上下入子金型(11)、
(12)は、前述の第1実施例と同一のディスク材の形状に
対応するインプレッション(13)、(14)を、それぞれのキ
ス面側に設けたものである。
(15)および(16)は対をなす上主金型および下主金型であ
って、これら上下主金型(15)、(16)は、上下入子金型(1
1)、(12)を挿・脱可能に嵌入させる凹部(15a)、(16a)を、
それぞれのキス面側に備えたものである。
そして、上下入子金型(11)、(12)の上下主金型側の上下
面それぞれには、図中の一点鎖線で区分して示す、クラ
ウン(11a),(12a)が設けられてある。
また、これらクラウン(11a),(12a)は、当該上下入子金
型(11)、(12)のインプレッション(13)、(14)の、ディスク
材の主体薄肉部である円盤状部(5)を上下対で規定する
インプレッション面部(13a)、(14a)に対応する領域内
に、それらインプレッション面部(13a)、(14a)と略同形
状のものとして設けられ、かつ、その全周端部から中心
部に向かって連続して反インプレッション面部(13a)、(1
4a)側に高まる凸レンズ状のものとされてある。
本実施例においては、対象とする薄肉部材を前記の第1
実施例と同一のディスク材とする一方、上下入子金型(1
1)、(12)は、それぞれの外径を420mmとし、厚さを130mm
とする外郭寸法を有する円盤状の熱間型用鋼(JIS;SKD6)
からなるものとし、かつ、これら上下入子金型(11)、(1
2)の上下主金型側の上下面に設けたクラウン(11a),(12
a)の高さdは、それぞれ1.2mmとした。
一方、これら上下入子金型(11)、(12)をバックアップす
る上下主金型(15)、(16)は、それぞれの幅および長さを6
00mmとし、厚さ270mmとする外郭寸法を有する立方形状
の熱間型用鋼(JIS;SKT4)からなり、かつ、その凹部(15
a),(16a)の深さは、嵌入させる上下入子金型(11)、(12)
それぞれの厚さよりもやや浅く設けたものとした。
上記構成の型鍛造用金型を用い、前述の第1実施例と同
条件にて、同一のAl合金ディスク材を熱間型鍛造した。
得られたAl合金ディスク材は、第1表に示すように、主
体薄肉部である円板状部の中心部の厚さと、外周部の厚
さとの差Δεが最大値で0.21mmと、所定の寸法許容値内
の良好な精度を示した。
上記のように、上下入子金型の反インプレッション側の
面にクラウンを設ける本実施例の型鍛造用金型によれ
ば、例えば、車両用のAlホィールのように、その主体薄
肉部が平坦でなく、該主体薄肉部を上下対で成形するイ
ンプレッション面部にクラウンを設け難い薄肉部材につ
いても、それらの型鍛造過程におけるインプレッション
面部の弾性変形に対応するクラウンを、容易かつ確実に
設けることができる。
なお、本実施例の型鍛造金型のクラウン高さdは、予
め、当該型鍛造用金型と同一材質で同厚さであって、そ
の裏面側に高さを種々に変えたクラウンを設けた平円盤
状の対の上下入子金型を用いて、Al合金素材を単純据込
みして円板とし、これら上下平金型の裏面に設けたクラ
ウン高さdと、円板の中心部と外周部との変形量の差と
の相関を把握して設定したものであるが、これは、前述
の第1実施例のクラウン高さδに2〜2.5とする係数を
乗することでも近似的にもとめられる。
また、本実施例においては、上下入子金型(11)、(12)の
クラウン(11a),(12a)を、該上下入子金型(11)、(12)の上
下主金型(15)、(16)側の面に直接に設けたが、これに替
わり、当該面部にクラウン(11a),(12a)と同断面形状の
レンズ状スペーサを配設することで、同様な効果を得る
ことができる。
但し、上表中の外周部とは、円板状部の中心より130mm
外周側に寄った部位である。
前述の第1実施例および第2実施例の型鍛造用金型によ
り得られたAl合金ディスク材の寸法検査結果に基づき、
その主体薄肉部である円板状部の中心から半径方向の距
離rにおける厚さtの変動を、前述の比較例の型鍛造用
金型によるものとの対比において、第4図のグラフに示
す。
第4図のグラフ中において、●印でプロットし実線で結
んだ曲線は第1実施例のものを、○印でプロットし一点
鎖線で結んだ曲線は第2実施例のものを、△印でプロッ
トし点線で結んだ曲線は比較例のものを、それぞれ示
す。
第4図のグラフに示すように、△印でプロットした比較
例、すなわち従来の型鍛造用金型によりAl合金ディスク
材は、その主体薄肉部である円板状部の厚さが外周部よ
り中心部に向かって大きく増加しており、しかも、その
中心部の厚さは所定の寸法許容差(±0.25)を大幅に逸
脱していた。
一方、●印および○印でプロットした第1実施例および
第2実施例、すなわち本考案に係る型鍛造用金型により
Al合金ディスク材は、その主体薄肉部である円板状部の
厚さが、外周部より中心部に向かって漸増する傾向は認
められるものの、その変動は微小であり、その半径方向
の全断面に亘り所定の寸法許容差を満足する値を示して
おり、本考案の優れた効果が確認された。
以上のように、本考案に係る型鍛造用金型は、薄肉部材
の主体薄肉部を上下対で成形する上下金型のインプレッ
ション面部それぞれに、または、対の上下入子金型の反
インプレッション側面部それぞれに、型鍛造過程におけ
る該インプレッション面部の弾性変形に対応するクラウ
ンを設けることにより、その弾性変形量を補完し得、も
って、比較的に広い面積で、かつ、その半径/厚み比が
高い主体薄肉部を有する薄肉部材についても、精度よく
型鍛造し得るものである。
〔考案の効果〕
以上に述べたように、本考案に係る薄肉部材の型鍛造用
金型は、比較的に広い面積で、かつ、その半径/厚み比
が高い主体薄肉部を有する薄肉部材についても精度よく
型鍛造し得て、AlおよびAl合金からなる型鍛造品の大型
化、形状の薄肉・精密化を、生産性を損なうことなく推
進し得る実用効果大なるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の第1実施例の型鍛造用金型を示す正断
面図である。 第2図は本考案の第2実施例の型鍛造用金型を示す正断
面図である。 第3図は本考案に係るディスク材を示す正断面図、 第4図は本考案に係るディスク材の主体薄肉部の厚さの
変動を示すグラフである。 (1)……上金型、(2)……下金型、 (1a)、(1b)……クラウン、 (3)、(4)……インプレッション、 (3a)、(4a)……インプレッション面部、 δ……クラウンの高さ、 (11)……上入子金型、(12)……下入子金型、 (11a)、(12a)……クラウン、 (13)、(14)……インプレッション、 (13a)、(14a)……インプレッション面部、 (15)……上主金型、(16)……下主金型、 (15a)、(16a)……凹部、 d……クラウン高さ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 尾崎 幸一 愛知県瀬戸市北松山町2丁目183番地 (56)参考文献 特開 昭60−108136(JP,A) 特開 昭58−77734(JP,A) 特開 平3−77736(JP,A)

Claims (2)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】インプレッション(3)、(4)を有する一対の
    上下金型(1)、(2)を備えてなる薄肉部材の型鍛造用金型
    において、被成形材の主体薄肉部を上下対で成形する上
    下金型(1)、(2)のインプレッション面部(3a)、(4a)それぞ
    れに、その面中心部に向かって連続してインプレッショ
    ン(3)、(4)側に高まるクラウン(1a)、(2a)を設けたことを
    特徴とする薄肉部材の型鍛造用金型。
  2. 【請求項2】インプレッション(13)、(14)を有する一対
    の上下入子金型(13)、(12)と、これら上下入子金型(13)、
    (12)を嵌入させる凹部(15a)、(16a)を有する一対の上下
    主金型(15)、(16)とを備えてなる薄肉部材の型鍛造用金
    型において、前記上下入子金型(13)、(12)の上下主金型
    (15)、(16)側の上下面それぞれに、被成形材の主体薄肉
    部を上下対で成形する該上下入子金型(13)、(12)のイン
    プレッション面部(13a)、(14a)それぞれに対応する領域
    内に設けられ、かつ、その中心部に向かって連続して反
    インプレッション面部(13a)、(14a)側に高まるクラウン
    (11a)、(12a)を設けたことを特徴とする薄肉部材の型鍛
    造用金型。
JP8218088U 1988-06-21 1988-06-21 簿肉部材の型鍛造用金型 Expired - Lifetime JPH064994Y2 (ja)

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