JP2000351041A - 変形加工のための方法および該方法を実施するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 工具が、より高い変形加工力にも耐えるよう
になり、しかも単純でかつ故障し難い構造を有するよう
にする。 【解決手段】 ポンチ２を支持する上側のラムと、エジ
ェクタ３と、鐘形緊締部材７により取り囲まれたダイ５
を有する外側工具とから成っていて、鐘形緊締部材７
が、各プレス行程時に外部からの可変の力で円錐面を介
してダイ５に予応力を加えるようになっている変形加工
工具で、ワークを変形加工する、有利には流れ押出し加
工するための方法において、鐘形緊締部材７によるダイ
５に対する予応力付与を流れ押出し加工の前または間に
行い、そして突出しの前に予応力を再び解除する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポンチを支持する
上側のラムと、下側のラムまたはエジェクタと、鐘形緊
締部材により取り囲まれたダイを有する外側工具とから
成っていて、鐘形緊締部材が、各プレス行程時に外部か
らの可変の力で円錐面を介してダイにプレロードをか
け、ひいてはプレストレスもしくは予応力を加えるよう
になっている変形加工工具で、ワークを変形加工（Ｕｍ
ｆｏｒｍｅｎ）する、有利には流れ押出し加工（Ｆｌｉ
ｅｓｓｐｒｅｓｓｅｎ）するための方法に関する。

【０００２】さらに本発明は、このような方法を実施す
るための装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】閉じられた鍛造工具または流れ押出し工
具においてワークを変形加工する場合には、種々の手段
によってダイにプレストレスもしくは予応力を加えて、
ダイの内側輪郭に影響を与え、そして圧縮応力の重畳に
より運転負荷の低減が生じるようにすることが知られて
いる。

【０００４】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５２
３６９１号明細書に開示されている変形加工工具、有利
には熱間変形加工または温間変形加工のための鍛造型で
は、各プレス行程時にダイに外部からの可変の力で円錐
面を介してプレストレスもしくは予応力が加えられる。
しかし、この公知の工具では、予応力付与がダイの拡開
により行なわれるので、ダイに引張応力が導入されてし
まい、このことがダイの耐用年数の減少を招くという不
都合が生じる。さらに、構造も極めて複雑であるので不
都合である。なぜならば、ワークが突き出されるまで、
保持装置が、拡開された工具を開いた状態に保持するか
らである。このような工具は特に流れ押出し加工のため
には適していない。なぜならば、このような工具は、流
れ押出し加工時に生じる高い変形加工力を吸収すること
ができないからである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べたような方法を、工具が、より高い変形加工力に
も耐えるようになり、しかも単純でかつ故障し難い構造
を有するように改良することができる。

【０００６】さらに、本発明の課題は、このような方法
を実施するために適した装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の方法では、鐘形緊締部材によるダイに対する
予応力付与を流れ押出し加工の前または間に行い、そし
て突出しの前に予応力を再び解除するようにした。

【０００８】

【発明の効果】本発明により得られる利点は特に、工具
の寿命が著しく向上する点にある。なぜならば、摩耗や
疲労破壊傾向が減じられるからである。さらに、完成し
たワークがポンチの引出し後に、スプリングバックした
ダイによって極めて強力に締め付けられることが回避さ
れるので有利である。このことから、ノックアウトもし
くはエジェクタにより加えられるべき力が著しく減じら
れる。さらに、特に長尺の完成部品の場合には、外側輪
郭の一層良好な平行度が達成される。慣用の装置を用い
た慣用の変形加工法では、変形加工時にダイに導入され
た内部応力が、完成部品の突出し経路を介して減少す
る。このことは、完成したワークの突出し経路を介して
型が収縮し、これによりワークの外側輪郭が円錐状に変
形してしまうことを意味する。

【０００９】変形加工後にダイにおける緊締力が減じら
れ、ひいてはこれにより必要とされる所要のエジェクタ
突出し力も減じられることの利点は、螺旋状にねじられ
た外側輪郭を有するワーク、たとえば斜歯を備えたピニ
オンにおいて特に有利に作用する。これにより、突出し
方向における歯列歯面の品質は従来の冷間流れ押出し加
工に比べて改善される。

【００１０】本発明による方法の有利な改良形は請求項
２および請求項３に記載されている。

【００１１】すなわち、請求項２に記載の方法では、ダ
イに対する予応力付与を、流れ押出し加工の間に、緊締
力を増大させながら行うようになっている。請求項３に
記載の方法では、ダイに対する応力解除を、調節可能な
残留予応力が残るまでしか行わないようになっている。

【００１２】請求項１〜請求項３に記載の方法を実施す
るための装置を形成するための本発明による解決手段な
らびに有利な構成は、請求項４〜請求項７に記載されて
いる。

【００１３】本発明による装置の第１の構成では、鐘形
緊締部材が、上側のラムによって力負荷されて押し下げ
られるようになっている。この場合、上側のラムと鐘形
緊締部材との間に、ハイドロリック式または機械式の押
えクッションが配置されていると有利である。

【００１４】本発明による装置の第２の構成では、鐘形
緊締部材が、ハイドロリック的に負荷される別個の補助
ユニットによって押し下げられるようになっている。

【００１５】本発明による装置の第３の構成では、鐘形
緊締部材の運動が、１つまたは複数の、有利には移動調
節可能なストッパによって制限されている。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面につき詳しく説明する。

【００１７】前記流れ押出し加工工具は、図１に示した
ようにプレステーブル１上に形成されている。所属のポ
ンチ２を備えたラムと、ノックアウトもしくはエジェク
タ３とは、概略的にしか図示されていない。ダイ５の型
開口４には、ブランク６が位置している。ダイ５は少な
くともその高さの一部にわたって外周面で円錐状に形成
されている。ダイ５の円錐度に対応する内側円錐度を有
する鐘形緊締部材７がダイ５を軸方向可動に取り囲んで
いる。

【００１８】鐘形緊締部材７は支持構造体により保持さ
れかつ案内される。ストッパ８により、鐘形緊締部材７
の軸方向運動が制限される。鐘形緊締部材７によるダイ
５の緊締を調節しかつ位置調整するためには、ストッパ
８が軸方向で位置調節可能である。上側のストッパ８の
適宜な調節により、ダイ５が鐘形緊締部材７を介して、
たとえ減じられたものであれ圧縮固有応力を残留予応力
（Ｒｅｓｔｖｏｒｓｐａｎｎｕｎｇ）として常時保持す
ることを達成することができる。これにより、予応力振
幅が減じられ、このことは一層の寿命向上をもたらす。
鐘形緊締部材７を軸方向に移動させるための駆動リンク
機構９も単に概略的にしか図示されていない。鐘形緊締
部材７の軸方向移動は任意の手段を介して行うことがで
きる。このためには、鐘形緊締部材７を間接的にハイド
ロリック式または機械式の押えクッションを介してラム
により駆動することができる。しかし、鐘形緊締部材７
を別個の、たとえばハイドロリック的に負荷された補助
ユニットを介して運動させることも考えられる。鐘形緊
締部材７とダイ５との間に形成される円錐頂角は、セル
フロック作用が生じないように形成されていると有利で
ある。これにより、鐘形緊締部材７を解除するために特
に高い力を加えなくて済むようになる。

【００１９】図２〜図５には、個々の緊締・作業ステッ
プが示されている。図１に示した状態では、ダイ５は負
荷されていない。鐘形緊締部材７はダイ５に付加的な圧
縮応力を導入していない。ブランク６はダイ５の型開口
４内に位置している。

【００２０】図２には、鐘形緊締部材７が軸方向でダイ
５の円錐体に被さって、ダイ５に半径方向外側からプレ
ロード（予荷重）をかけて、ひいてはプレストレスもし
くは予応力を加えている状態が示されている。

【００２１】ダイ５がこうして半径方向で付加的な圧縮
応力で負荷された後に、図３に示したように実際の変形
加工過程が行われる。このとき、ポンチ２はダイ５の型
開口４内に走入して、ブランク６を変形加工することに
より完成部品１０を形成する。

【００２２】前で説明した両作業ステップ、つまり鐘形
緊締部材７の軸方向移動、ひいてはダイ５への圧縮応力
導入と、ブランク６の変形加工による完成部品１０の形
成とを、互いに組み合わせることもできる。このことは
特に、鐘形緊締部材７の力負荷がラムの変形加工力に関
連して加えられる場合に有利に可能となる。両作業工程
「変形加工」および「ダイ５への予応力付与」のこのよ
うな組合せが行われる場合には、ダイ５のさらに改善さ
れた耐用年数が得られる。なぜならば、その場合、変形
加工過程の間にダイ５がほぼ一定の不変の内部応力を保
持するからである。外部からの押合わせにより付加的に
導入された、ダイ５における圧縮応力は、変形加工時に
導入される引張応力に対してほぼ相殺される。これによ
り、周期的な運転負荷をゼロにまで減少させることがで
きる。

【００２３】図４には、工具が開放された状態が示され
ている。有利にはポンチ２の引戻しと同時に、鐘形緊締
部材７も解離される。

【００２４】図５には、完成部品１０を突き出す際の作
業工程が示されている。

【００２５】図６には、ダイ５の構造が概略的に示され
ている。ダイ５は２つの部分から形成されていると有利
である。ダイ基本部分１１は中央に、高強度の材料から
製造されたダイインサート１２を支持している。ダイ基
本部分１１とダイインサート１２とは、プレス嵌めによ
り互いに結合されていると有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】流れ押出し加工工具の概略的な断面図である。

【図２】図１に示した流れ押出し加工工具の作業行程の
１ステップを示す断面図である。

【図３】図１に示した流れ押出し加工工具の作業行程の
別のステップを示す断面図である。

【図４】図１に示した流れ押出し加工工具の作業行程の
さらに別のステップを示す断面図である。

【図５】図１に示した流れ押出し加工工具の作業行程の
さらに別のステップを示す断面図である。

【図６】ダイの詳細な構造を示す断面図である。

【符号の説明】

１ プレステーブル、 ２ ポンチ、 ３ エジェク
タ、 ４ 型開口、 ５ダイ、 ６ ブランク、 ７
鐘形緊締部材、 ８ ストッパ、 ９ 駆動リンク機
構、 １０ 完成部品、 １１ ダイ基本部分、 １２
ダイインサート

フロントページの続き (72)発明者 マッティアス ヘンゼル リヒテンシュタイン国 ネンデルン シュ ールシュトラーセ 244

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンチ（２）を支持する上側のラムと、
   下側のラムまたはエジェクタ（３）と、鐘形緊締部材
   （７）により取り囲まれたダイ（５）を有する外側工具
   とから成っていて、鐘形緊締部材（７）が、各プレス行
   程時に外部からの可変の力で円錐面を介してダイ（５）
   に予応力を加えるようになっている変形加工工具で、ワ
   ークを変形加工する、有利には流れ押出し加工するため
   の方法において、鐘形緊締部材（７）によるダイ（５）
   に対する予応力付与を流れ押出し加工の前または間に行
   い、そして突出しの前に予応力を再び解除することを特
   徴とする、変形加工のための方法。
2. 【請求項２】 ダイ（５）に対する予応力付与を、流れ
   押出し加工の間に、緊締力を増大させながら行う、請求
   項１記載の方法。
3. 【請求項３】 ダイ（５）に対する応力解除を、調節可
   能な残留予応力が残るまでしか行わない、請求項１また
   は２記載の方法。
4. 【請求項４】 請求項１から３までのいずれか１項記載
   の方法を実施するための装置において、鐘形緊締部材
   （７）が、上側のラムによって力負荷されて押し下げら
   れるようになっていることを特徴とする、変形加工のた
   めの装置。
5. 【請求項５】 上側のラムと鐘形緊締部材（７）との間
   に、ハイドロリック式または機械式の押えクッションが
   配置されている、請求項４記載の装置。
6. 【請求項６】 請求項１から３までのいずれか１項記載
   の方法を実施するための装置において、鐘形緊締部材
   （７）が、ハイドロリック的に負荷される別個の補助ユ
   ニットによって押し下げられるようになっていることを
   特徴とする、変形加工のための装置。
7. 【請求項７】 請求項３記載の方法を実施するための
   装置において、鐘形緊締部材（７）の運動が、１つまた
   は複数の、有利には移動調節可能なストッパ（８）によ
   って制限されていることを特徴とする、変形加工のため
   の装置。