JP2006205240A - 順送式のプレス成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 曲げ加工時における最大荷重が打ち抜き加工時の最大荷重に比して小さいことに着目した構造改良により、両加工部それぞれの下型支持強度を十分に確保しつつ、トータルコストの著しい低減及び装置全体サイズの小型化を実現できるようにする。
【解決手段】 金属板２をその長さ方向に所定ピッチずつ間欠的に順送しながらプレス成形するにあたって、穴明け等の打ち抜き加工部１０における下型４のダイ８，９は、基台ベース２５上に積層固定したプレート２６上に固定支持されている一方、曲げ加工部２２における下型４のポンチ１９〜２１は、基台ベース２５にノックピン２７による位置決め状態で直接固定されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば自動車用の各種金具等を製造する場合に用いられる順送式のプレス成形装置に関する。詳しくは、平板状の長尺金属板材をこの長尺金属板材の長さ方向に一定のピッチずつ間欠的に順送しながら、その単位送りピッチに対応する箇所で穴明けやトリミング等の打ち抜き加工するとともに、その打ち抜き加工後の金属板材を曲げや絞りなど、いわゆる、三次元に変形加工して所定形状の金属品を成形するように構成されている順送式のプレス成形装置に関するものである。

この種の順送式のプレス成形装置においては、打ち抜き加工部が打ち抜き用ポンチを備えた上型とその打ち抜き用ポンチに対応するダイ穴を有する打ち抜き用ダイを備えた下型とを相対的に上下動可能に構成されており、また、三次元加工部が金属板材を曲げたり、絞ったり三次元に変形加工するダイ穴を有するダイを備えた上型とそのダイに対応する三次元変形加工用ポンチを備えた下型とを相対的に上下動可能に構成されており、従来一般には、これら抜き打ち加工部における下型の打ち抜き用ダイ及び三次元変形加工部における下型の三次元変形加工用ポンチのいずれも、プレスのボルスターに位置決め固着される基台ベース上にそれら両加工部に亘って一連一体に積層固定したプレート上に固定支持させるといった全面積層支持構造が採用されていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１７０７１５号公報

上記特許文献１に開示されているような全面積層支持構造が採用されている従来の順送式のプレス成形装置は、打ち抜き加工時の衝撃荷重に対しても十分に耐応する下型支持強度を確保することが可能である。しかしながら、曲げ等の三次元変形加工時には打ち抜き加工時の最大荷重よりも遙に最大値の小さい静圧荷重が作用するに止まり、打ち抜き加工部に比べて下型支持強度も小さいものですむにもかかわらず、この三次元変形加工部における下型の三次元変形加工用ポンチも打ち抜き加工部との加工レベル（高さレベル）を揃えるために基台ベース上に全面均一厚さで積層固定されたプレート上に固定支持されるといった過剰強度の積層支持構造が採られており、その結果、型支持部を含む下型全体の材料費、加工費が嵩むだけでなく、下型自体が不必要に大型化、重量化し、それに比例してプレスのボルスターも高強度で、かつ、大きなサイズに構成しなければならず、トータルコストの増大及び装置全体サイズの大型化を招きやすいという問題があった。

本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、三次元変形加工時における最大荷重が打ち抜き加工時の最大荷重に比して小さいことに着目した構造改良により、両加工部それぞれの下型支持強度を十分に確保しつつ、トータルコストの著しい低減及び装置全体サイズの小型化を実現することができる順送式のプレス成形装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る順送式のプレス成形装置は、平板状の長尺金属板材をこの長尺金属板材の長さ方向に一定のピッチずつ間欠的に順送する経路で前記金属板材の単位送りピッチに対応する複数箇所には、打ち抜き用ポンチを備えた上型と前記打ち抜き用ポンチに対応するダイ穴を有する打ち抜き用ダイを備えた下型とを相対的に上下動可能に構成してなる打ち抜き加工部が設けられているとともに、この打ち抜き加工部で打ち抜き加工された後の金属板材を三次元に変形加工するダイ穴を有する三次元変形加工用ダイを備えた上型と前記三次元変形加工用ダイに対応する三次元変形加工用ポンチを備えた下型とを相対的に上下動可能に構成してなる三次元加工部が設けられている順送式のプレス成形装置において、前記打ち抜き加工部における下型の打ち抜き用ダイは、基台ベース上に積層固定したプレート上に固定支持されている一方、前記三次元加工部における下型の三次元変形加工用ポンチは、前記基台ベースにノックピンによる位置決め状態で直接固定されていることを特徴としている。

上記のような特徴構成を有する本発明に係る順送式のプレス成形装置によれば、曲げや絞りなど静圧荷重の作用する三次元変形加工時にはその最大荷重が、衝撃荷重の作用する打ち抜き加工時の最大荷重よりも遙に小さく、それに応じて三次元変形加工部における下型支持強度が打ち抜き加工部における下型支持強度よりも小さくてすむことに着目しそれを活用して、打ち抜き加工部における下型の打ち抜き用ダイのみをプレートを介して基台ベースに固定し、かつ、三次元変形加工部における下型の三次元変形加工用ポンチを基台ベースにノックピンを用いて直接に位置決め状態で固定する構造としたことにより、両加工部それぞれにおける下型支持強度は十分に確保して順送式の各プレス成形を所定通りの精度で順調に行えるものでありながら、三次元変形加工部でのプレートの使用を省いて、型支持部を含む下型全体の材料費、加工費を節減することができるとともに、小型化、軽量化も図れ、かつ、それに伴って基台ベースを固着するプレスのボルスターの構成も軽量化、低強度化することができるので、特に、成形品サイズが大きく、それに伴い各下型サイズも大型となるプレス成形装置の場合において、装置全体のトータルコストの著しい低減及びサイズの小型化を達成することができるといった効果を奏する。

本発明に係る順送式のプレス成形装置において、請求項２に記載のように、前記打ち抜き加工部が、少なくとも金属板材の位置決め用のパイロット穴を打ち抜くパイロット穴加工部及び不要金属板材部分を抜き落とすトリミング加工部を含み、かつ、前記三次元加工部は、少なくとも打ち抜き加工後の金属板材を三次元に変形加工する本加工部及び前記本加工部で三次元に加工された半成金属品を仕上げ加工する仕上げ加工部を含むといったように、打ち抜き加工部、三次元変形加工部共に複数の加工工程を有する装置に適用することにより、トータルコストの低減幅を一層大きくすることができる。

また、本発明は、請求項３に記載したように、前記三次元加工部の本加工部と仕上げ加工部との間に、三次元に変形加工された半成成形金属品の両側部分に孔を打ち抜き加工する打ち抜き加工部が設けられ、かつ、前記仕上げ加工部で仕上げ加工された先行成形金属品を後続成形金属品から切り離す切り離し加工部が設けられている構成とすることにより、半成成形金属品に対する穴明け等の打ち抜き抜き加工後に最終的な仕上げ加工を行って、その打ち抜き加工に伴って派生する不要な変形部などを矯正（整形）して仕上がり精度のよい成形金属品を製造することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る順送式のプレス成形装置の一部概略縦断側面図、図２はそのプレス成形装置における下型の平面図、図３は図２のＸ−Ｘ線に沿った縦断正面図であり、この順送式プレス成形装置１は、成形金属品の大きさや成形形状に対応して所定厚さ、所定幅に形成されている平板状の長尺金属板材２を該長尺金属板材２の長さ方向に一定のピッチずつ間欠的に矢印Ａ方向に順送する間欠送り装置（図示省略する）による送り経路でその金属板材２の単位送りピッチに対応する間隔毎に、後述するプレス成形のための複数の加工位置Ｐ１〜Ｐ１０（以下、第１〜第１０の加工位置と記載する）が設定されている。

前記第１〜第１０の加工位置Ｐ１〜Ｐ１０が設定されている金属板材２の送り経路の上方には、油圧シリンダ等を介して上下動可能に構成された上型３が配置されているとともに、送り経路の下方には、前記金属板材２をその上面に沿って順送し、各加工位置Ｐ１〜Ｐ１０で下動する上型３がプレスされることにより金属板材２に対して所定の加工を行なう下型４が配置されている。

前記上型３及び下型４のうち、前記第１の加工位置Ｐ１に対応する箇所には、図４に明示するように、金属板材２の幅方向中央部及び両側部に該金属板材２の位置決め用のパイロット穴５を打ち抜く打ち抜き用ポンチ６及びこのポンチ６に対応するダイ穴８ａを有する打ち抜き用ダイ８が備えられてパイロット穴加工部１０Ａが形成されており、かつ、前記上型３及び下型４のうち、第２〜第４の加工位置Ｐ２〜Ｐ４に対応する箇所には、金属板材２の幅方向両側の不要金属部分２Ａ，２Ｂ（図４の斜線挿入部分）を順次抜き落とすトリミング用ポンチ７Ａ，７Ｂ及びそれらに対応するダイ穴９ａ，９ｂを有するトリミング用ダイ９Ａ，９Ｂが備えられてトリミング加工部１０Ｂが形成されており、これらパイロット穴加工部１０Ａとトリミング加工部１０Ｂとによって、金属板材２の打ち抜き加工部１０が構成されている。

また、前記上型３のうち、第５の加工位置Ｐ５に対応する箇所には、前述のトリミング加工部１０Ｂを経て図４に示すように、金属成形品単位毎の形状に打ち抜き加工された中間金属板２Ｃを上下から挟み固定保持するアイドル用膨出部１１が、第６の加工位置Ｐ６に対応する箇所には、前記中間金属板２Ｃの周辺部分を下方に曲げ加工するダイ穴１２ａを有する曲げ加工（三次元変形加工の一例）用ダイ１２が、第７の加工位置Ｐ７に対応する箇所には、周辺部分が下方へ曲げ加工された半成金属品２Ｄの中央部分を上下から挟み固定保持するアイドル用膨出部１３が、第８の加工位置Ｐ８に対応する箇所には、半成金属品２Ｄの両側部分２ｄ，２ｄに図４に示すような小判形状の孔１４を打ち抜き加工するダイ穴１５ａ付きの孔加工用ダイ１５が、かつ、第９の加工位置に対応する箇所には、半成金属品２Ｄを面押しして仕上げ加工するダイ穴１６ａを有する面押し用ダイ１６がそれぞれ備えられている。

一方、前記下型４の第５の加工位置Ｐ５〜第９の加工位置Ｐ９に対応する箇所には、前記膨出部１１，１３及びダイ１２，１５，１６にそれぞれ対応する膨出部１７及び曲げ加工（三次元変形加工の一例）用ポンチ１８，１９，２０，２１が備えられており、これら第５の加工位置Ｐ５から第９の加工位置Ｐ９までの上型３における膨出部１１，１３及びダイ１２，１５，１６と下型４における膨出部１７及びポンチ１８，１９，２０，２１とによって、前記打ち抜き加工部１０で打ち抜き加工された後の中間金属板２Ｃを曲げ加工する曲げ加工部（三次元加工部の一例）２２が構成されている。この曲げ加工部２２のうち、第６の加工位置Ｐ６における上型３の曲げ加工用ダイ１２と下型４の曲げ加工用ポンチ１８とにより本加工部２２Ａが形成され、また、第９の加工位置における上型３の面押し用ダイ１６と下型４のポンチ２１とにより仕上げ加工部２２Ｂが構成されている。

なお、第１０の加工位置Ｐ１０では、先行の金属成形品２Ｅを後続の金属成形品２Ｅ（実際は面押し仕上げ加工途中の半成金属品２Ｄである）から両者を繋ぐ中央繋ぎ板片部２ａの切断によって切り離す切り離し加工を行なうものであり、この切り離し加工位置Ｐ１０に対応する上型３部分及び下型４部分にはそれぞれ切断用ポンチ２３及び切断用ダイ２４が備えられている。

上記のごとき基本構成を備えてなる順送式のプレス成形装置において、前記第１の加工位置Ｐ１から第４の加工位置Ｐ４までの打ち抜き加工部１０における下型４の各ダイ８，９は、プレス機のボルスター２８に位置決め固着される基台ベース２５上に積層固定されたプレート２６に固定支持されている一方、前記第５の加工位置Ｐ５から第９の加工位置Ｐ９までの曲げ加工部（三次元加工部）２２における下型４の膨出部１７及び各ポンチ１９，２０，２１並びに切り離し加工位置Ｐ１０における下型４の切断用ダイ２４は、それぞれ多数本のノックピン２７による位置決め状態で前記基台ベース２５にボルト２９を介して直接に固定されている。

上記のように構成された順送式のプレス成形装置１においては、平板状の長尺金属板２を、図示省略した間欠送り装置を介し下型４の上面に沿って長尺金属板２の長さ方向に一定のピッチずつ間欠的に矢印Ａ方向に順送させることによって、まず、トリミング加工部１０の各加工位置Ｐ１〜Ｐ４において、パイロット穴５の打ち抜き加工→両側の不要金属部分２Ａ，２Ｂを順次抜き落とすトリミング加工を行って、金属成形品単位毎の形状に打ち抜き加工された中間金属板２Ｃを得る。引き続いて、アイドル位置Ｐ５で待機された後、次の各加工位置Ｐ６〜Ｐ９において、前記中間金属板２Ｃに対する本曲げ加工→半成金属品２Ｄのアイドル位置Ｐ７での待機→半成金属品２Ｄの両側部分２ｄ，２ｄへの小判形状の孔１４の打ち抜き加工→半成金属品２Ｄの面押しによる仕上げ加工を行って、所定形状の金属成形品２Ｅを得る。そして、最終的に第１０の加工位置Ｐ１０において、先行金属成形品２Ｅと後続の金属成形品２Ｅとを繋ぐ中央繋ぎ板片部２ａを切断して切り離すことにより、所定形状の金属成形品２Ｅを得る（製造する）。

このような順送プレス成形を行なうプレス成形装置１において、打ち抜き加工部１０における下型４の各ダイ８，９のみをプレート２６を介して基台ベース２５に固定し、かつ、曲げ加工部（三次元加工部）２２における下型４の各ポンチ１８〜２１等は基台ベース２５にノックピン２７を用いた位置決め状態で直接に固定する構造を採用したことにより、両加工部１０，２２それぞれにおける下型支持強度は十分に確保して順送式の各プレス成形を所定通りに行えるものでありながら、曲げ加工部（三次元加工部）２２でのプレートの使用を省くことで、型支持部を含む下型全体の材料費、加工費を節減できるとともに、小型化、軽量化が図れ、かつ、それに伴って基台ベース２５を固着するプレスのボルスター２８の構成も軽量化、低強度化することができるので、特に、金属成形品２Ｅのサイズが大きく、それに伴い各下型サイズも大型となるプレス成形装置の場合、装置全体のトータルコストを著しく低減することが可能であるとともに、型全体サイズの小型化を達成することが可能である。

なお、上記実施の形態では、三次元変形加工の例として、曲げ加工を行う場合について説明したが、絞り等の三次元変形加工に適用してもよいこともちろんである。

また、上記実施の形態では、第１の加工位置Ｐ１から第２の加工位置Ｐ２までの全加工工程を順送で行なうものについて説明したが、これ以外でも、例えば金属板材２を平面状態で打ち抜き加工（トリミング加工）する工程と、その打ち抜き加工後の金属板２を曲げや絞りなど三次元に変形加工する工程とが送り方向に連続しているような構成のものであれば、上記と同様な下型支持構造を採用することによって、上記実施の形態の場合と同等な効果を奏することが可能である。

本発明に係る順送式のプレス成形装置の一部概略縦断側面図である。 同上プレス成形装置における下型の平面図である。 図２のＸ−Ｘ線に沿った縦断正面図である。 本発明に係る順送式のプレス成形装置による一連の成形加工に用いられる金属板の各加工位置での加工状態を示す平面図である。

符号の説明

１ 順送式プレス成形装置
２ 長尺金属板材
２Ａ，２Ｂ 不要金属板材部分
２Ｃ 中間金属板
２Ｄ 半成金属品
２ｄ 半成金属品の両側部分
２Ｅ 成形金属品
３ 上型
４ 下型
５ パイロット穴
６ 打ち抜き用ポンチ
７ トリミング用ポンチ
８ ダイ穴８ａを有する打ち抜き用ダイ
９Ａ，９Ｂ ダイ穴９ａ，９ｂを有するトリミング用ダイ
１０ 打ち抜き加工部
１０Ａ パイロット穴加工部
１０Ｂ トリミング加工部
１２ ダイ穴１２ａを有する曲げ加工（三次元変形加工）用ダイ
１６ ダイ穴１６ａを有する面押し用ダイ
１８ 曲げ加工（三次元変形加工）用ポンチ
２２ 曲げ加工部（三次元加工部）
２２Ａ 本加工部
２２Ｂ 仕上げ加工部
２５ 基台ベース
２６ プレート
２７ ノックピン
Ａ 金属板材の順送方向

Claims (3)

1. 平板状の長尺金属板材をこの長尺金属板材の長さ方向に一定のピッチずつ間欠的に順送する経路で前記金属板材の単位送りピッチに対応する複数箇所には、打ち抜き用ポンチを備えた上型と前記打ち抜き用ポンチに対応するダイ穴を有する打ち抜き用ダイを備えた下型とを相対的に上下動可能に構成してなる打ち抜き加工部が設けられているとともに、この打ち抜き加工部で打ち抜き加工された後の金属板材を三次元に変形加工するダイ穴を有する三次元変形加工用ダイを備えた上型と前記三次元変形加工用ダイに対応する三次元変形加工用ポンチを備えた下型とを相対的に上下動可能に構成してなる三次元加工部が設けられている順送式のプレス成形装置において、
   前記打ち抜き加工部における下型の打ち抜き用ダイは、基台ベース上に積層固定したプレート上に固定支持されている一方、前記三次元加工部における下型の三次元変形加工用ポンチは、前記基台ベースにノックピンによる位置決め状態で直接固定されていることを特徴とする順送式のプレス成形装置。
2. 前記打ち抜き加工部は、少なくとも金属板材の位置決め用のパイロット穴を打ち抜くパイロット穴加工部及び不要金属板材部分を抜き落とすトリミング加工部を含み、かつ、前記三次元加工部は、少なくとも打ち抜き加工後の金属板材を三次元に変形加工する本加工部及び前記本加工部で三次元に加工された半成金属品を仕上げ加工する仕上げ加工部を含むものである請求項１に記載の順送式のプレス成形装置。
3. 前記三次元加工部の本加工部と仕上げ加工部との間には、三次元に変形加工された半成成形金属品の両側部分に孔を打ち抜き加工する打ち抜き加工部が設けられ、かつ、前記仕上げ加工部で仕上げ加工された先行成形金属品を後続成形金属品から切り離す切り離し加工部が設けられている請求項１または２に記載の順送式のプレス成形装置。

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