JPH07178493A - 冷間鍛造用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】成形時にバリが発生することを阻止するととも
に、型部材にクラックや割れ等が生じることを確実かつ
容易に回避することを可能にする。 【構成】下部ダイス１６と上部ダイス１８とを備え、こ
の下部ダイス１６および上部ダイス１８は、キャビテイ
２０の成形形状外周の内方側端部に対応する部位に一端
側を配置させかつ他端側をポンチ２２の圧入方向に対し
て外方に傾斜させた分割部３４を備える。この分割部３
４の他端部に連続して第１当接面３６と第２当接面３８
が設けられ、これによって前記第１当接面３６と第２当
接面３８の近傍に成形圧力が作用することを阻止してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、互いに接合された第１
型部材および第２型部材に形成される鍛造用キャビテイ
に素材が配設され、押圧型の圧入作用下に前記素材に冷
間鍛造加工を施す冷間鍛造用金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、冷間鍛造は、常温もしくは素材
の再結晶温度以下において、型部材で前記素材に加圧力
を付与することによって所定形状の鍛造品を得るもので
あり、該素材の強度および硬度が向上するとともに、製
品精度がよくかつ量産可能であるという利点から広く行
われている。

【０００３】冷間鍛造は、熱間鍛造に比べて高圧力が付
与されるため、耐久性が要求されている。従って、通
常、鋼材あるいは超高速度鋼で形成された上部型部材と
下部型部材とを互いに接合させ、この上部型部材および
下部型部材に形成される鍛造用キャビテイに素材が配置
された状態で、上方からポンチが圧入されて前記素材に
冷間鍛造加工が施されている。

【０００４】ところで、上部型部材と下部型部材の当接
面は、成形品形状により該成形形状外周の内方側端部に
対応して設定されている。このため、塑性加工時の素材
の塑性流動によって上部型部材と下部型部材が離間し易
くなり、これらの当接面にバリが発生して成形品の品質
低下を惹起することになる。しかも、上部型部材および
下部型部材の当接面がそれぞれ端面であるため、この当
接面近傍では、さほど大きな圧縮応力を求めることがで
きない。これにより、当接面近傍では、成形時に生じる
円周方向応力に対抗することができず、上部型部材また
は下部型部材に放射状の割れ（縦割れ）が発生するとい
う不具合があった。

【０００５】そこで、図６に示すように、下部ダイス
（下部型部材）２に成形品の底部に対応してＲ形状部４
を設け、このＲ形状部４の端部に前記下部ダイス２と上
部ダイス（上部型部材）６との当接面８が形成され、こ
れにより前記成形品の底部から外周面に移行する素材流
れを円滑にすることが可能になった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術では、使用頻度の増加に伴ってＲ形状部４の隅
角部位に作用する集中応力に起因して円周方向にクラッ
ク９が発生するという問題が指摘されている。しかも、
下部ダイス２および上部ダイス６において、それぞれ当
接面８の近傍には、成形時に生じる円周方向の応力によ
って放射状の割れが発生するという不具合が存在してい
る。

【０００７】本発明は、この種の問題を解決するための
ものであり、成形時にバリが発生することを阻止するこ
とができるとともに、型部材にクラックや割れ等が生じ
ることを確実かつ容易に回避することが可能な冷間鍛造
用金型を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、互いに接合された第１型部材および第
２型部材に形成される鍛造用キャビテイに素材が配設さ
れ、押圧型の圧入作用下に前記素材に冷間鍛造加工を施
す冷間鍛造用金型であって、前記第１型部材および前記
第２型部材は、前記鍛造用キャビテイの成形形状外周の
内方側端部に対応する部位に一端側を配置させかつ他端
側を前記押圧型の圧入方向に対して外方に傾斜させた分
割部を備えるとともに、前記分割部の前記傾斜する他端
部に連続して前記第１型部材と前記第２型部材の当接面
が設けられることを特徴とする。

【０００９】また、前記分割部が、前記一端側から前記
他端側にわたって間隙を設けることが好ましい。

【００１０】さらにまた、前記第１型部材が、前記鍛造
用キャビテイを形成し前記分割部に向かって延在する第
１壁面を有するとともに、前記第２型部材が、該鍛造用
キャビテイを形成し前記分割部に向かって延在する第２
壁面を有し、前記第１壁面と前記第２壁面の仮想交点で
該鍛造用キャビテイ側に形成される角度が鈍角となり、
かつ該第２壁面の前記分割部側の端部が前記仮想交点よ
り前記第１型部材側に延在することが好ましい。

【００１１】

【作用】本発明に係る冷間鍛造用金型では、第１型部材
と第２型部材との分割部が、鍛造用キャビテイの成形形
状外周の内方側端部に対応する部位から押圧型の圧入方
向に対して外方に傾斜する方向に延在している。このた
め、分割部が、成形時の素材の塑性流動方向と略反対方
向に指向することになり、該成形時に前記分割部にバリ
が発生することを可及的に阻止することができる。しか
も、第１型部材と第２型部材の当接面が、分割部の傾斜
する他端部に連続して設けられるため、この当接面が実
際に成形を行う成形面から有効に離間し、該当接面近傍
に成形時の応力が作用することがない。従って、第１型
部材および第２型部材にクラックや割れ等が発生するこ
とを確実に防止することが可能になり、金型を長期間に
わたり効率的に活用することができる。

【００１２】また、分割部に一端側から他端側にわたっ
て設けられた間隙により、成形時に発生する応力を有効
に緩和（吸収）することができ、過剰な応力が部分的に
集中することがない。さらにまた、第１型部材および第
２型部材の各壁面同士のなす角度が鈍角となるため、素
材の塑性流動が円滑に遂行されるとともに、バリの発生
等を確実に阻止することが可能になる。

【００１３】

【実施例】本発明に係る冷間鍛造用金型について実施例
を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。

【００１４】図１において、参照数字１０は、本実施例
に係る冷間鍛造用金型を示し、この金型１０は、ダイホ
ルダ１２と、締結手段１４を介して互いに接合され前記
ダイホルダ１２上に設置される下部ダイス（第１型部
材）１６および上部ダイス（第２型部材）１８と、前記
下部ダイス１６および上部ダイス１８に形成される鍛造
用キャビテイ２０と、このキャビテイ２０に配設された
素材Ｗを加圧するポンチ（押圧型）２２と、前記ダイホ
ルダ１２に進退自在に配設されて成形品を押し出すため
のノックアウトピン２４とを備える。

【００１５】図２に示すように、下部ダイス１６は、キ
ャビテイ２０を形成するとともにこのキャビテイ２０の
半径外方向に対してポンチ２２側に傾斜する第１壁面２
６を有する。上部ダイス１８は、キャビテイ２０を形成
するとともにポンチ２２の軸方向（矢印Ａ方向）に延在
する第２壁面２８を有する。図３に示すように、第２壁
面２８は、第１壁面２６の延長線との仮想交点Ｐから矢
印Ａ方向にさらに長さＬだけ延びており、この第１壁面
２６と第２壁面２８でキャビテイ２０側に形成される角
度αが鈍角となるように設定される。

【００１６】第１壁面２６と第２壁面２８の端部からそ
れぞれ屈曲して第１傾斜面部３０と第２傾斜面部３２が
設けられ、この第１傾斜面部３０および第２傾斜面部３
２により分割部３４が形成される。この分割部３４は、
キャビテイ２０の成形形状外周の内方側端部２０ａに対
応する部位に一端側を配置させかつ他端側をポンチ２２
の圧入方向（矢印Ａ方向）に対して外方に傾斜させてお
り、この一端側から他端側にわたって所定の間隙Ｃが設
けられる（図３参照）。

【００１７】第１傾斜面部３０の他端には、ポンチ２２
の直径方向（矢印Ｂ方向）に指向する第１当接面３６が
設けられるとともに、第２傾斜面部３２の他端には、同
様に矢印Ｂ方向に指向しかつ前記第１当接面３６に当接
する第２当接面３８が形成される。

【００１８】次に、このように構成される冷間鍛造用金
型１０の動作について説明する。

【００１９】まず、図１に示すように、ポンチ２２が上
昇位置に配置された状態で、キャビテイ２０に素材Ｗが
配置される。そして、ポンチ２２が下降され、このポン
チ２２と下部ダイス１６および上部ダイス１８を介して
素材Ｗに冷間鍛造加工が施される。

【００２０】その際、図２および図３に示すように、素
材Ｗは、ポンチ２２と下部ダイス１６および上部ダイス
１８の加圧力を介して矢印に示す方向に塑性流動するこ
とになる。そこで、本実施例では、分割部３４を構成す
る第１傾斜面部３０および第２傾斜面部３２が、素材Ｗ
の塑性流動方向と略反対方向に指向しているため、この
分割部３４にバリが発生することを確実に阻止すること
ができるとともに、前記素材Ｗを円滑に流動させること
が可能になるという効果が得られる。

【００２１】さらに、下部ダイス１６の第１当接面３６
と上部ダイス１８の第２当接面３８が、分割部３４の傾
斜する他端部に連続して設けられている。このため、上
部ダイス１８において、第２当接面３８から実際に成形
面として使用される第２壁面２８の端部までの距離Ｈが
相当に長尺となり、成形時にこの上部ダイス１８にクラ
ックや割れ等が発生することを防止することが可能にな
る。

【００２２】すなわち、図４には、従来の上部ダイス６
を使用した際における圧入後の円周方向の圧縮応力の分
布が示されており、一方、図５には、本実施例に係る上
部ダイス１８を使用した際における圧入後の円周方向の
圧縮応力の分布が示されている。ここで、従来の上部ダ
イス６では、内周面全体が成形面であり、特にダイス当
接面６ａ近傍の圧縮応力が相当に弱くなっている。従っ
て、上部ダイス６を使用すると、このダイス当接面６ａ
近傍でクラックや割れ等が発生し易くなる。これに対し
て、本実施例の上部ダイス１８では、成形面が第２傾斜
面部３２を除く距離Ｌ₀ の範囲であり、この範囲で充分
な圧縮応力が確保できるために成形時の応力に対し有効
に耐えることが可能になる。これによって、上部ダイス
１８にクラックや割れ等が発生することがなく、金型１
０全体を長期間にわたり効率的に活用することができる
という効果が得られる。

【００２３】また、分割部３４を構成する第１傾斜面部
３０および第２傾斜面部３２の間に所定の間隙Ｃが設け
られている。このため、成形時に下部ダイス１６に作用
する応力が、間隙Ｃに吸収されて有効に緩和され、この
下部ダイス１６に過剰な応力が部分的に集中することが
なく、該下部ダイス１６にクラックや割れ等が発生する
ことを回避可能となる。

【００２４】さらにまた、第１壁面２６と第２壁面２８
のなす角度αが鈍角となるとともに、この第２壁面２８
が仮想交点Ｐよりも下方に延びている。従って、素材Ｗ
の成形作業がより円滑かつ確実に遂行され、しかもバリ
の発生を一層低減させることができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明に係る冷間鍛造用金型によれば、
第１型部材と第２型部材の分割部が、鍛造用キャビテイ
の成形形状外周の内方側端部に対応する部位から押圧型
の圧入方向に対して外方に傾斜する方向に延在してい
る。このため、分割部が、成形時の素材の塑性流動方向
と略反対方向に指向し、該成形時にこの分割部にバリが
発生することを可及的に阻止することができるととも
に、前記素材の流動性を円滑に維持することが可能にな
る。しかも、第１型部材と第２型部材の当接面が、分割
部の傾斜する他端部に連続して設けられるため、この当
接面が実際に成形を行う成形面から有効に離間し、該当
接面近傍に成形時の応力が作用することがない。従っ
て、第１型部材および第２型部材にクラックや割れ等が
発生することを確実に防止することが可能になり、金型
を長期間にわたり効率的に活用し得るという効果があ
る。

【００２６】また、分割部の一端側から他端側にわたっ
て設けられた間隙により、成形時に発生する応力を有効
に緩和することができ、過剰な応力が部分的に集中する
ことがない。さらにまた、第１型部材および第２型部材
の各壁面同士のなす角度が鈍角となるため、素材の塑性
流動がより円滑に遂行されるとともに、バリの発生等を
確実に阻止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る冷間鍛造用金型の概略全
体構成図である。

【図２】前記金型の要部縦断説明図である。

【図３】前記金型を構成する分割部および当接面の拡大
説明図である。

【図４】従来の上部ダイスの圧縮応力説明図である。

【図５】本実施例に係る上部ダイスの圧縮応力説明図で
ある。

【図６】従来の金型の縦断説明図である。

【符号の説明】

１０…金型 １６…下部ダイ
ス １８…上部ダイス ２０…キャビテ
イ ２２…ポンチ ２６、２８…壁
面 ３０、３２…傾斜面部 ３４…分割部 ３６、３８…当接面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに接合された第１型部材および第２型
   部材に形成される鍛造用キャビテイに素材が配設され、
   押圧型の圧入作用下に前記素材に冷間鍛造加工を施す冷
   間鍛造用金型であって、 前記第１型部材および前記第２型部材は、前記鍛造用キ
   ャビテイの成形形状外周の内方側端部に対応する部位に
   一端側を配置させかつ他端側を前記押圧型の圧入方向に
   対して外方に傾斜させた分割部を備えるとともに、 前記分割部の前記傾斜する他端部に連続して前記第１型
   部材と前記第２型部材の当接面が設けられることを特徴
   とする冷間鍛造用金型。
2. 【請求項２】請求項１記載の金型において、前記分割部
   は、前記一端側から前記他端側にわたって間隙を設ける
   ことを特徴とする冷間鍛造用金型。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の金型において、前
   記第１型部材は、前記鍛造用キャビテイを形成し前記分
   割部に向かって延在する第１壁面を有するとともに、 前記第２型部材は、該鍛造用キャビテイを形成し前記分
   割部に向かって延在する第２壁面を有し、 前記第１壁面と前記第２壁面の仮想交点で該鍛造用キャ
   ビテイ側に形成される角度が鈍角となり、かつ該第２壁
   面の前記分割部側の端部が前記仮想交点より前記第１型
   部材側に延在することを特徴とする冷間鍛造用金型。