JPH0745083B2 - 密閉鍛造プレス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、密閉鍛造プレスに関し、特に、金型をフロー
ティング支持させたものである。

［従来の技術］ スラグ（素材）断面積に対して製品断面積が増大するす
え込み加工、減少させる押出し加工あるいはこれらを組
み合せた複合加工等が属するいわゆる密閉鍛造加工は、
材料歩留が良くかつプレス荷重を最小とすることができ
る。

従来の密閉鍛造プレスは、上型をスライドに下型をボル
スタに着脱手段を会してそれぞれに固着し、これら金型
（上型・下型）の内側に形成される空間内でスラグを所
定形状に成形する構成とされているのが一般的である。

したがって、すえ込み加工を例にとれば、すえ込み部材
は金型で拘束され、バリが生じないのでプレス荷重（プ
レス圧）が最小ですみかつ所定寸法の製品に成形するこ
とができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来構造では、次のような問題点を
有していた。

すなわち、金型が形成する空間形状は製品寸法精度とス
ラグ寸法とから決められている。したがって、スラグ寸
法管理が煩わしく歩留も悪い。

また、スラグ寸法精度は、スラグ製造機械や購入単価等
の問題から制限がある。このためスラグ寸法が小さい場
合には、製品精度を保障することが難しい。一方、スラ
グ寸法が大きい場合には、金型や鍛造プレス全体に過大
荷重が発生し、過負荷による損傷や破損が生じる。

これに対して、プレス荷重変動防止、過負荷発生防止の
観点から、成形後にあっても金型内に所定空間が残存す
るように構成することも考えられるが、この場合には製
品精度が不安定となるばかりか２次加工を必要とするの
で、最終製品精度や製品用途によっては、受取れ難く万
全策といいがたい。

しかも、鍛造プレス．金型の製作者とスラグを調達する
プレス使用者とが別人になるから、それらの整合性が相
当困難であり、使用者に多大な管理・労力負担を掛ける
ばかりか安全確保・生産性向上の観点よりその改善要請
が強い。

ここに、本発明の目的とするところは、スラグ寸法にバ
ラツキがあっても、プレス荷重変動とその過負荷発生を
防止しつつ高精度かつ円滑な成形を達成できる密閉鍛造
プレスを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、プレス全荷重を担持しつつ金型の上下方向変
位を許容する受圧手段によって金型をフローティング支
持し、スラグ寸法誤差を吸収できるように形成したもの
である。

すなわち、下型を上限位置規制面と下限位置規制面との
間に形成された隙間内で変位可能としてボルスタに装着
し、 下型に直接または間接的に係合する受圧部材を含み形成
され、無負荷状態において下型を上限位置規制面に当接
させるように付勢するとともにプレス機能においてプレ
ス全荷重を担持しかつ該隙間内で下型が下方へ変位する
ことを許容する受圧手段をベッド内に配設し、 下型をボルスタに対してフローティング支持させスラグ
寸法誤差に基づく負荷を防止できるように構成したこと
を特徴とする。

また、上型を下限位置規制面と上限位置規制面との間に
形成された隙間内で変位可能としてスライドに装着し、 上型に直接または間接的に係合する受圧部材を含み形成
され、無負荷状態において上型を下限位置規制面に当接
させるように付勢するとともにプレス状態においてプレ
ス全圧を担持しかつ該隙間内で上型が上方へ変位するこ
とを許容する受圧手段をスライド内に配設し、 上型をスライドに対してフローティング支持させスラグ
寸法誤差に基づく過負荷を防止できるように構成したこ
とを特徴とする。

［作用］ 上記構成による本発明では、例えば、下型をボルスタに
フローティング支持した場合、スライド・上型が下降し
両金型で密閉加工する際、当該スラグ寸法が基準寸法よ
りやや大きくとも受圧手段がプレス全荷重を担持しつつ
下型の下方向変位を許容する。

したがって、過負荷発生が防止でき、またバリが生ずる
こともなく製品を高精度に成形できる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細
に説明する。

（第１実施例） 本実施例の密閉鍛造プレスは、第１図に示す如く、大別
してボルスタ３に変位可能に支持された下型10とスライ
ド２に取付けられた上型20と下型10をフローティング支
持するための受圧手段30とから構成されている。

なお、第１図は、中心線Ｌの左側半分がスライド２の下
降途中を示し、右側半分はスライド２が下限位置に到達
した場合を示すものとして作図されている。

上型20は、支持部25A,プレート部25Bからなるダイホル
ダ25を介しスライド２に固着されている。21は、係止部
である。

これらスライド2,ダイホルダ25,上型20の中空部にはパ
ンチ27,ノックアウトピン28が嵌装されている。

一方、下型10は、支持部15A,プレート部15Bからなるダ
イホルダ15を介してボルスタ３に上下方向に変位可能に
取付けられている。

すなわち、支持部15Aに設けられた上限位置規制面13と
プレート部15Bに設けられた下限位置規制面14との間に
形成された隙間Ｓ内に係止部11を装着している。

さて、受圧手段30は、プレス全荷重を担持しかつ隙間Ｓ
内で下型10が下方へ変位することを許容する手段であ
り、ベッド１内に配設されている。したがって、無負荷
状態において下型10を上限位置規制面13に当接させるよ
うに付勢する。受圧手段30は受圧部材45を介して下型10
に連結されている。この実施例では、受圧部材45は、ホ
ルダ15内で変位可能に装着された受圧プレート46とボル
スタ３内で変位可能に装着されたインサートプレート47
とから形成されている。下型10に間接的に係合する。

具体的構成例は、第２図に示される。

第２図において、油圧シリンダ装置31と圧力変換部材41
とブースタシリンダ装置51とから受圧手段30が構成され
ている。プレス全荷重を受けるとともに下型10の変位を
確実かつ円滑に遂行させかつ設備小型化やコスト低減の
ために、主に受圧機構を受持つ油圧シリンダ装置31と主
に変位許容機能を受持つブースタシリンダ装置51との組
合せとしている。

ここに、油圧シリンダ装置31は、ベッド１にネジ固定さ
れたシリンダ32と、受圧部材45（インサートプレート4
7）に当接可能にシリンダ32内に装着されたピストン34
と、シリンダ32とピストン34との間に形成されたシリン
ダ室33内に高圧油を供給する加圧装置37とから構成され
ている。なお、35はシール部材である。

油圧シリンダ装置31は、大きなプレス全荷重を受けるも
のであるから、ピストン34の下端面34Dを大径としてい
る。また、シリンダ室33は下型10の隙間Ｓ内変位を許容
できればよいので、上下方向に薄型と形成されている。

したがって、加圧装置37（油タンク38,空気作動のポン
プ39）は、小容量のシリンダ室33ヘリーク補充用の少量
高圧油を供給するだけでよく、非常に小型化できる。ま
た、加圧装置37は、下型10の隙間Ｓ内での変位に伴うシ
リンダ室33内の油圧調整機構を設けていないので構造も
シンプルである。

一方、ブースタシリンダ装置51は、上記油圧調整機能を
負う。つまり、下型10の変位許容機能を発揮するもの
で、大径のシリンダ52、ピストン54およびシリンダ室53
内を空気加圧するための加圧装置57から構成されてい
る。55は、シール材である。

この実施例では、ピストン54がベッド１に固定されてい
る。また、シリンダ52とピストン54は、ブッシュ56を介
してノックアウトピン18を摺動案内する。加圧装置57は
バッファータンク58、圧力調整弁59を含み形成されてい
る。

そして、油圧シリンダ装置31とブースタシリンダ装置51
とは、圧力変位変換部材41で連結されている。

圧力変位変換部材41は中空円筒形状であり、上端41Hは
ピストン34の小径部34Sに被嵌され、シール材55,55によ
ってシリンダ室33を密閉するように装着され、かつピス
トン34,シリンダ32に相対変位可能である。また、下端4
1Lはシリンダ52に固定されている。

また、上端面41Uの面積はピストン34の下端面34Dの面積
よりも約1/16とされている。これに関連しピストン54の
上端面54Uの面積は上端面41Uの面積よりも約36倍とされ
ている。

したがって、ピストン34が1mm下降すれば圧力変位変換
部材41は16mmだけ下降する。

また、シリンダ室33内の油圧を350kg/m²ｇとすればシリ
ンダ室53内の空気圧は９・7g/m²ｇである。

次に作用を説明する。

加圧装置57でブースタシリンダ装置51のシリンダ室53内
圧を所定値に確立する。また、加圧装置37で油圧シリン
ダ装置31のシリンダ室33内圧を所定値に確立する。

シリンダ室53内圧とシリンダ室33内圧とは、シリンダ室
53内圧とピストン54の上端面54U面積との積が、シリン
ダ室33内圧と圧力変位交換部材41の上端面41U面積との
積よりも僅かに大きくなるような関係とする。

したがって、受圧手段30は、受圧部材45（インサートプ
レート47,受圧プレート46）を介して下型10を上方に押
上げる。下型10は、その係止部11が上限位置規制面13に
当接されて上限位置（第１図の中心線Ｌの左半分参照）
に保持される。

すなわち、この状態では、係止部11と下限位置規制面14
との間には隙間Ｓが存在する。したがって、下型10に、
ピストン34の下端面34D面積とシリンダ室33内圧との積
（詳しくは、ピストン54の上端面54U面積とシリンダ室5
3内圧との積）よりも大きな下向き荷重が加えられた場
合には、下型10は、下方に変位できる。

ここに、下型10は、ボルスタ３（ベッド１）にフローテ
ィング支持されていることが理解される。

さて、このフローティング支持された下型10にスラグＷ
を適宜な手段によってセットする。

この場合、スラグＷの寸法精度が正確であれば、スライ
ド２とともに下降する上型20と下型10とは、スラグＷを
押圧しつつ両型10,20内に形成される密閉空間内におい
て精度良く鍛造できる。スライド２が下死点となったと
きに鍛造工程が終了する。

スライド２が下死点となっても、下型10はその係止部11
が上限位置規制面13に当接したままであり、その隙間Ｓ
内において移動変位することはない。

一方、スラグＷの寸法精度に誤差があり、当該スラグＷ
の寸法が大きい場合を考える。

下型10が、従来構造の如く、ボルスタ３に固定されてい
ると、スライド２が下死点となったときに過大荷重が発
生し、パンチ27,カウンタパンチ17,金型（10,20），プ
レス機械の破損を招く。また、バリが生じ精度が低下す
るとともに後加工をしなければ製品とならない。

ここに、本発明では、受圧手段30の作用により、かかる
問題が解消される。

すなわち、スライド２が下降し、下型10（上型20）に所
定のプレス荷重よりも過大な荷重が生じると、油圧シリ
ンダ装置31のピストン34が受圧部材45（46,47）を介し
て下方に押圧される。すると、シリンダ室33内の油圧が
高まり、圧力変位変換部材41が第２図で下方に大きく移
動する。

したがって、油圧シリンダ装置31は、プレス全荷重を保
持しかつスラグＷの寸法誤差相当分の変位量だけ下型10
の下降を許容する。一方、シリンダ室33内圧は、圧力変
位変換部材41の下降によって一定に保たれる。この圧力
変位変換部材41の下降は、アキュレムレータを形成する
ブースタシリンダ装置51で吸収される。すなわち、シリ
ンダ52の下降とともにシリンダ室53内の空気は圧力調整
弁59によって大気放出され、シリンダ室53内圧は一定に
保たれる。

スライド２が上昇した後に、ノックアウトピン18,28に
より製品は金型10,20から排出される。

しかして、この実施例によれば、下型10をボルスタ３に
変位可能に保持しかつ受圧手段30でフローティング支持
する構成であるから、スラグＷの寸法が基準値より大き
くとも過大荷重を生じることなく、また、バリも生じな
い。したがって、パンチ17,27、金型10,20等が破損され
ることがない。また、後加工等を必要とすることなく高
精度製品を生産することができる。

また、下型10の移動変位許容量は、上限位置規制面13と
下限位置規制面14との隙間Ｓによって任意に決めること
ができる。したがって、スラグＷの寸法精度を基準値よ
り僅かに大きく定めれば、スワグＷ調整と管理を大幅に
簡素化できる。

さらに、受圧手段30は、油圧シリンダ装置31とブースタ
シリンダ装置51とこれらを連結する圧力変位変換部材41
とから構成しているので、油圧シリンダ装置31を極めて
小容量・小型とできかつブースタシリンダ装置51を低圧
型とすることができ全体として小型でコストの低いもの
となる。

（第２実施例） 第２実施例は、第１実施例が下型10をボルスタ３にフロ
ーティング支持させかつ受圧手段30をベッド１内に収納
したのに対して、上型20をスライド２にフローティング
支持させかつ受圧手段30をスライド２内に収納した場合
である。

但し、第１図、第２図とから極めて簡単に推定できるの
でその構成は図示省略する。

すなわち、第１実施例における“下型10"を“上型20"
に、“ボルスタ3"を“スライド2"に、受圧手段30に関し
て“無負荷状態において下型10を上限位置規制面に当接
させる”を“無負荷状態において上型20を下限位置規制
面に当接させる”に、“下型10が下方へ変位することを
許容する。”を“上型20が上方へ変位することを許容す
る”に読替えることができるように構成すればよいから
である。

したがって、この実施例では、第１実施例と同様な効果
を奏することができる。

なお、以上の実施例では、受圧手段30を油圧シリンダ装
置31、圧力変位変換部材41、ブースタシリンダ装置51と
から構成したが、要は、プレス全荷重を受けかつ下型10
（上型20）をボルスタ３（スライド２）に対して変位可
能にフローティング支持できればよいので、上記開示構
造に限定されずに任意な構成として実施できる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかの通り、本発明はスラグの寸法精
度が変っても過負荷を生じさせず金型等を破壊させてし
まうことがなくかつ高精度の製品を密閉鍛造できる優れ
た効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す主に金型部分を現した断
面図および第２図は同じく主に受圧手段を現した断面図
である。 ２……スライド、３……ボルスタ、10……下型、13……
上限位置規制面、14……下限位置規制面、20……上型、
30……受圧手段、31……油圧シリンダ装置、41……圧力
変位変換部材、45……受圧部材、51……ブースタシリン
ダ装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下型を上限位置規制面と下限位置規制面と
   の間に形成された隙間内で変位可能としてボルスタに装
   着し、下型に直接または間接的に係合する受圧部材を含
   み形成され、無負荷状態において下型を上限位置規制面
   に当接させるように付勢するとともにプレス状態におい
   てプレス全荷重を担持しかつ該隙間内で下型が下方へ変
   位することを許容する受圧手段をベッド内に配設し、下
   型をボルスタに対してフローテイング支持させスラグ寸
   法誤差に基づく過負荷を防止できるようにし、前記受圧
   手段は主に受圧機能を受け持つ油圧シリンダ装置と主に
   変位許容機能を受け持つブースタシリンダ装置を有する
   ことを特徴とする密閉鍛造プレス。
2. 【請求項２】上型を下限位置規制面と上限位置規制面と
   の間に形成された隙間内で変位可能としてスライドに装
   着し、上型に直接または間接的に係合する受圧部材を含
   み形成され、無負荷状態において上型を下限位置規制面
   に当接させるように付勢するとともにプレス状態におい
   てプレス全荷重を担持しかつ該隙間内で上型が上方へ変
   位することを許容する受圧手段をスライド内に配設し、
   上型をスライドに対してフローテイング支持させスラグ
   寸法誤差に基づく過負荷を防止できるようにし、前記受
   圧手段は主に受圧機能を受け持つ油圧シリンダ装置と主
   に変位許容機能を受け持つブースタシリンダ装置を有す
   ることを特徴とする密閉鍛造プレス。