JPS6330140A - 閉塞鍛造に於ける寸法制御方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、閉塞鍛造特に温間又は熱間の閉塞鍛造に於け
る寸法制御方法及びその装置に関するものである。

［従来の技術］ 閉塞鍛造の鍛造成形には冷間鍛造と温間、熱間鍛造があ
る。

冷間鍛造ではアルミニュウム、銅等成形し易い材料を対
象として行われ、その仕上り精度は極めてよく、鍛造後
の仕上加工を必要としない場合が多い。然し、鋼等成形
しにくい材料を冷間鍛造すると素材が割れる、或は型が
損傷する等の問題がある為、鋼等に対しては温間鍛造、
熱間鍛造が行われる。

［発明が解決しようとする問題点］ 然し、温間鍛造、熱間鍛造については以下に述べる問題
がある。

一般に金型寸法は、素材の鍛造温度に於ける熱膨張及び
金型の予熱温度に於ける熱膨張等を考慮して決定し、更
に金型の合せ方向の寸法についても加圧時に於ける金型
や成形装置の伸縮を考慮して決定している。然し、素材
の温度誤差、素材の体積誤差等の諸外乱が存在し、理論
通りの成品仕上りにはならない。更に、鍛造中の温度降
下、金型、素材の温度不均一、金型の摩耗等寸法決定時
に完全に把握し得ない誤差も伴って、温間、熱間鍛造の
仕上り精度は冷間鍛造に比して極めて悪く、精密部品等
では鍛造後機械仕上加工しなければ使用できない。又、
高温で鍛造する為型の摩耗が激しく、寿命が短かった。

本発明は上記実情を鑑み、温間、熱間鍛造に於いて冷間
鍛造に匹敵する寸法精度の製品を製造し得且型寿命を延
命せしめる寸法制御方法及びその装置を提供しようとす
るものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、閉塞鍛造に於ける製品が基準値に対し偏差を
生じた場合、金型に修正変形を与えて前記偏差を解消す
る様にしたことを特徴とするものである。

［作　　　用コ 製品の寸法測定を行い、寸法誤差を生じた部分に対応す
る金型のアクチュエータを駆動し、金型を部分的に変位
させ、金型の形状を修正する。従って、製品の仕上り寸
法を修正し得、高精度の鍛造か可能となる。

［実　施　例］ 以下第１図、第２図を参照しつつ本発明の詳細な説明す
る。

鍛造装置のベース１に下金型２を固着する。

下金型２のフランジ部３と金型部４との間にくびれ部５
を形成する。金型部４にベンディングアーム６を放射状
に等間隔で所要本数（本実施例では６本）固着する。前
記ベース１の各ベンディングアーム６に対峙する位置に
台座７を突設し、該台座７のそれぞれにシリンダ８を設
け、そのロッド９をベンディングアーム６に当接せしめ
る。

又、ベースｌに対峙して昇降するスライダｌＯに上金型
１１を固着する。該上金型１１は下金型２と同様くびれ
部５とベンディングアーム６を有し、該ベンディングア
ーム６には取付座１２を介してスライダ１０に取付けら
れたシリンダ１３のロッド１４が当接している。

尚、図中１５はノックアウト金型を示す。

前記各シリンダ８．１３はそれぞれサーボ弁１６を介し
て油圧ポンプ１７に接続されており、サーボ弁１６は制
御器１８によって作動される様になっている。又、下金
型２、上金型１１の所要位置にはそれぞれ金型形状検出
器１９．２０を設け、画形状検出器１９．２０を増幅器
２２を介して制御器１８に接続し、製品２５の仕上り寸
法を計測する製品寸法検出器２１は増幅器２３を介して
制御器１８へ接続する。更に制御器１８には金型寸法等
の初期値、金型温度に対する金型の寸法変化との関係を
示す式、摩耗に対する変化式をそれぞれ人力しておく。

図中２４はオイルタンクである。

鍛造は金型を予熱しておき、所要の温度迄加熱した素材
を下金型２上に載置し、この素材を上金型１１によって
押圧することにより素材を鍛造成形する。

前記した様に、鍛造時には素材の温度分布の不均一、金
型の温度不均一、金型の摩耗の外乱があって、製品は予
期した通りの寸法精度に仕上らない。従って、製品２５
についてその仕上り寸法を製品寸法検出器２１によって
測定し、その実測値を制御器１８に入力する。又、金型
の鍛造時（負荷時）の歪量及び熱変形はそれぞれ金型形
状検出器１９．２０により検出され制御器１８にフィー
ドバックされる。

前記した製品２５の測定結果と制御器１８に予め人力さ
れている製品２５の仕上り寸法とか比較され、製品２５
の各部位についての基準寸法に対する偏差が求められる
。該偏差は金型鍛造時の歪によるものか、或は温度分布
の不均一性、更には摩耗によるものか種々考えられるが
、この偏差を金型２，１１の形状修正によって解消する
。

ここて金型２，１１は立体物であり、且弾性体であるの
で１部に変形を与えた場合その影響は略金型全域に３次
元的に及ぶ。従って、１部の寸法修正を行う場合であっ
ても金型全域に亘る形状制御が要求される。前記制御器
１８にはベンディングアーム６を介してシリンダ８，１
３によって金型の１部に変位を与えた場合のこの変位と
金型の全部に与える影響との関係を求めるｅ１算式が人
力されている。

而して、偏差が求められると該偏差を解消する為どの位
置のシリンダ８，１３をどの程度駆動するかが演算され
、演算結果は駆動信号としてサーボ弁１６へ入力され、
サーボ弁１６を作動させる。

サーボ弁１６の作動により指定されたシリンダが駆動さ
れ金型に変位が与えられる。更に、金型の形状変化は金
型形状検出器１９．２０によって検出され制御器１８に
フィードバックされシリンダによって与えられ変位量が
監視される。

斯くの如くして下金型２、上金型１１の形状修正が行わ
れ、製品２５の仕上り誤差を修正することができる。

尚、金型に与える変形量についてはベンディングアーム
６の撓量、或いはシリンダロッド９゜１４の動き毒を検
出する様にすれば金型に与える変位量の検出精度は向上
する。

又、第１図、第２図では金型に垂直方向の力を作用させ
たが、ベンディングアーム６に周方向の力を作用させ、
金型に捩り変形を与えることもでき、この場合は更に精
度のよい金型修正を行うことかできる。

次に第３図は形状修正機能を有する金型の他の例を示す
ものであり、金型２８に半径方向に延びる楔穴２６を所
要間隔で設け、該各楔穴２６に楔２７を嵌合する。この
楔２７を半径方向に動かして、嵌合深さを変えれば金型
２８が部分的に変形し、金型の修正を行える。

又特に図示していないが楔２７にシリンダを連結し、こ
のシリンダを制御器１８でコントロールする。

第４図は更に他の例を示すもので、金型３０の内部に所
要数の油室２９を形成し、各油室２９に独立して油圧を
掛は得る様にしたものである。各油室２９の油圧を制御
器１８によりサーボ弁１６を介して制御することにより
金型３０に所望の変形を与えることができる。

尚、図中３１はヒータを示すものであり鍛造中に金型、
素材に温度降下が生じない様にしたものである。

更に、前述した実施例では、金型変形手段を上下金型に
それぞれ設けたがいずれか一方のみに設けてもよいこと
は勿論である。

又、上記実施例は通常の熱間鍛造について説明したが、
鍛造のうち超塑性鍛造に一層効果的である。即ち、超塑
性鍛造は成形時間が数分から数十分もかかり、成形時の
温度変化も大きい。

従って、温度に起因した型の変形、素材の熱膨張の変化
が成形時に生じる。本発明によれば、この成形時の寸法
変化にも対応することができる。

更に又、本発明は冷間鍛造に於ける金型にも実施し得る
ことは勿論である。

その池水発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え
得ることは言うまでもない。

［発明の効果コ 以上述べた如く本発明では、製品に誤差があった場合に
金型を変化させ金型の修正を行うので、仕上り精度を向
上させ得ると共に金型の摩耗かあった場合にも対応でき
金型の寿命を長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す説明図、第２図は第１
図のＡ−Ａ矢視図、第３図、第４図はそれぞれ本発明に
使用される金型の例を示す説明図である。 ２は下金型、５はくびれ部、６はベンディングアーム、
８はシリンダ、１１は上金型、１３はシリンダ１９．２
０は金型形状検出器、２１は製品寸法検出器、２５は製
品を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）閉塞鍛造に於ける製品が基準値に対し偏差を生じた
   場合、金型に修正変形を与えて前記偏差を解消する様に
   したことを特徴とする閉塞鍛造に於ける寸法制御方法。 ２）閉塞鍛造金型に変形を与える変形手段と、金型寸法
   を検出する検出器と、製品寸法を検出する検出器と、該
   製品寸法検出器からの信号により金型の形状修正値を演
   算し前記変形手段を駆動する制御器とを備えたことを特
   徴とする閉塞鍛造に於ける寸法制御装置。