CN110198831B - 框架构造、加工装置、部件的制造方法、滚动轴承的制造方法、车辆的制造方法、机械的制造方法以及冲压装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的框架构造具有：相互正交的前后方向、左右方向和上下方向中的、前后方向的前侧开口的C形框架；支承于所述C形框架的上部前侧部分的上部作用部；和支承于所述C形框架的下部前侧部分的下部作用部，所述C形框架在通过所述上部作用部被施加了反作用力之际变形，使得伴随自身的弹性变形而产生的、所述上部作用部的前后方向的位移抵消，且所述上部作用部的以左右方向的轴为中心的转动的位移抵消。

Description

框架构造、加工装置、部件的制造方法、滚动轴承的制造方法、 车辆的制造方法、机械的制造方法以及冲压装置
技术领域
本发明涉及具有C形框架构造的框架构造、加工装置、部件的制造方法、滚动轴承的制造方法、车辆的制造方法、机械的制造方法以及冲压装置。
本申请基于2017年2月6日提交的日本特愿2017－019364号要求优先权，并将其内容援引至此。
背景技术
冲压装置(冲压机械)的框架构造根据其形状大体分为C形和门形。其中具有C形框架构造的冲压装置与具有门型框架构造的冲压装置相比，由于从前面操作的作业性好，所以被广泛使用。
图4表示这种具有C形框架构造的冲压装置的以往构造的一例。
图4所示的冲压装置1具有C形框架2、固定模具3、和可动模具4。
C形框架2是通过将下部框架5、中间框架6、和上部框架7组合为前后方向的前侧和左右方向的两侧开口的C字形而构成的。
此外，关于冲压装置，相互正交的“前后方向”、“左右方向”、和“上下方向”中，“前后方向”为各图中的左右方向，“左右方向”是各图中的与纸面垂直的方向，即表背方向，“上下方向”是各图中的上下方向。另外，“前后方向”的“前”是各图中的右，“前后方向”的“后”是各图中的左。
固定模具3支承固定于下部框架5的上表面。
可动模具4在配置于固定模具3的上方的状态下，相对于上部框架7能够在上下方向上移动地被支承。为此，具体地，可动模具4通过与上部框架7组装的未图示的液压式或电动式的缸体，能够在上下方向上移动地被支承。
在使用具有上述构成的冲压装置1来进行被加工物的冲压加工之际，例如，在使可动模具4相对于固定模具3向上方退避，并且将被加工物设置于固定模具3或者可动模具4上的状态下，使可动模具4向着固定模具3向下方移动。由此，在固定模具3与可动模具4之间相对于被加工物实施剪切、弯折、拉伸、锻造等的规定的冲压加工。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001－25900号公报
发明内容
但是，在如上所述地使用冲压装置1进行被加工物的冲压加工之际，来自被加工物的加工反作用力F会经由固定模具3和可动模具4(以及缸体)施加至C形框架2。由此，在C形框架2上，会产生如图5由双点划线所示那样的被称为开口变形的弹性变形。并且，与其伴随地，在固定模具3与可动模具4之间会产生固定模具3与可动模具4的前后方向上的相对位移、和固定模具3与可动模具4的中心轴彼此倾斜的所谓的轴偏移。由此，若不针对上述那样的C形框架2的开口变形的弹性变形采取何种对策，则难以确保被加工物的加工精度。
因此，以往，为了抑制上述那样的C形框架的开口变形的弹性变形，采取了增加该C形框架的厚度来提高刚性的对策。
但是，机械装置也需要应对通常被寄予的小型化和低成本化的要求，因此增加C形框架的厚度是具有一定限度的。
因此，仅采用该对策，难以应对进一步提高被加工物的加工精度的要求。
另一方面，作为其他对策，在专利文献1中记载了一种组装有如下机构的构造，该机构即使在C形框架上产生了开口变形的弹性变形的情况下，也不会使固定模具与可动模具之间发生轴偏移。
但是，若组装这种机构，则具有冲压装置的构造的复杂化和成本显著增加的问题。
本发明的方式提供一种构造，其能够在固定模具与可动模具之间对被加工物实施冲压加工之际，使C形框架弹性变形，使得有效抑制固定模具与可动模具之间所产生的轴偏移。
(1)本发明的一个方式的框架构造具有：相互正交的前后方向、左右方向和上下方向中的、前后方向的前侧开口的C形框架；支承于所述C形框架的上部前侧部分的上部作用部；和支承于所述C形框架的下部前侧部分的下部作用部，所述C形框架在通过所述上部作用部被施加了反作用力之际变形，使得伴随自身的弹性变形而产生的、所述上部作用部的前后方向的位移抵消，且所述上部作用部的以左右方向的轴为中心的转动的位移抵消。
(2)在上述(1)的方式中，也可以为，所述C形框架具有伴随所述弹性变形使所述上部作用部向着前方位移的部位、和向着后方位移的部位。
(3)另外，在上述(1)或者(2)的方式中，也可以为，所述C形框架具有伴随所述弹性变形使所述上部作用部以左右方向的轴为中心向一侧转动的部位、和向另一侧转动的部位。
(4)在本发明的另一方式的框架构造中，具有：C形框架，其具有下部框架、将下端部与所述下部框架结合的中间框架、将后端部与所述中间框架的上端部结合并且使前端部与后端部相比位于下方的第一上部框架、和将前端部与所述第一上部框架的前端部结合的第二上部框架；支承于所述第二上部框架的上部作用部；和支承于所述下部框架的下部作用部。
(5)在上述(4)的方式中，也可以为，所述下部作用部以相对于所述第二上部框架能够在上下方向上移动的方式被支承。
(6)在上述(4)或者(5)的方式中，也可以为，在所述上部作用部与所述下部作用部之间，实施被加工物的冲压加工。
(7)本发明的一个方式的加工装置具有上述(1)～(6)中任一项所述的框架构造。
(8)本发明的一个方式的部件的制造方法使用上述(1)～(6)中任一项所述的框架构造。
(9)本发明的一个方式的滚动轴承的制造方法使用上述(1)～(6)中任一项所述的框架构造。
(10)本发明的一个方式的车辆的制造方法使用上述(1)～(6)中任一项所述的框架构造。
(11)本发明的一个方式的机械的制造方法使用上述(1)～(6)中任一项所述的框架构造。
(12)本发明的另一方式的冲压装置具有：冲压加工时的反作用力所作用的第一作用点以及第二作用点；和框架，该框架具有在所述第一作用点与所述第二作用点之间连续的连续要素，所述连续要素具有设在第一方向上的所述第一作用点与所述第二作用点之间的间隙，所述连续要素从所述第一作用点向着所述第二作用点依次具有第一位置、第二位置以及第三位置，在所述第一方向上，在所述第一位置与所述第二位置之间，配置有所述第三位置以及所述第二作用点，在与所述第一方向交叉的第二方向上，在所述第二位置与所述第三位置之间配置有所述第二作用点，在冲压加工时的所述框架的弹性变形中，将所述第二位置和所述第三位置连结的线、与将所述第三位置和所述第二作用点连结的线之间的角度变化。
发明效果
根据本发明的冲压装置的方式，能够在固定模具与可动模具之间对被加工物实施冲压加工之际，使C形框架弹性变形，使得有效抑制固定模具与可动模具之间所产生的轴偏移。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的冲压装置的概略侧视图。
图2是以C形框架因加工反作用力而弹性变形前后的状态来表示本发明第一实施方式的冲压装置的概略侧视图。
图3是以C形框架因加工反作用力而弹性变形前后的状态来表示本发明第一实施方式的C形框架的骨架模型的侧视图。
图4是表示以往构造的冲压装置的概略侧视图。
图5是以C形框架因加工反作用力而弹性变形前后的状态来表示以往构造的冲压装置的概略侧视图。
具体实施方式
[第一实施方式]
通过图1～3来说明本发明的第一实施方式。
本例的冲压装置8在载置于工厂等的地面上的状态下使用，具有C形框架9、固定模具(上部作用部、第二作用点)10、和可动模具(下部作用部、第一作用点)11。
C形框架9是通过将分别为金属制的、下部框架12、中间框架13、第一上部框架14、和第二上部框架15组合为前后方向的前侧和左右方向的两侧开口的大致C字形而构成的。
具体地，下部框架12载置于工厂等的地面上，沿前后方向配置。另外，中间框架13沿上下方向配置，将下端部与下部框架12的后端部结合。另外，第一上部框架14沿前后方向配置，将后端部与中间框架13的上端部结合，并且使前端部与后端部相比位于下方。换言之，第一上部框架14在越从后端部朝向前端部就越朝向下方的方向上倾斜。
另外，第二上部框架15沿前后方向配置，前端部与第一上部框架14的前端部结合。本例的情况下，第二上部框架15的长度比第一上部框架14的长度充分地小。
此外，这种C形框架9在通过将多个部件相互结合固定来构成的基础上，还能够使整体一体成形。
固定模具10支承固定于第二上部框架15的后端部的下表面。
可动模具11在配置于固定模具10的下方的状态下，相对于下部框架12的前端部能够在上下方向上移动地被支承。为此，具体地，可动模具11通过与下部框架12组装的未图示的液压式或者电动式的缸体，能够在上下方向上移动地被支承。另外，在该状态下，固定模具10和可动模具11的中心轴位于沿垂直方向延伸的同一虚拟线上。
在使用具有上述构成的本例的冲压装置8来进行被加工物的冲压加工之际，例如，在使可动模具11相对于固定模具10向下方退避，并且将被加工物设置于固定模具10或者可动模具11上的状态下，使可动模具11向着固定模具10向上方移动。由此，在固定模具10与可动模具11之间相对于被加工物实施剪切、弯折、拉伸、锻造等的规定的冲压加工。
在如上所述地使用冲压装置8进行被加工物的冲压加工之际，来自被加工物的加工反作用力F会经由固定模具10和可动模具11(以及缸体)施加至C形框架9。由此，在C形框架9上，会产生如图2由双点划线所示那样的开口变形的弹性变形。
具体地，在图2中，C形框架9发生弹性变形，使得中间框架13相对于下部框架12，以左右方向的轴Z1为中心向作为一侧的逆时针方向(+方向)转动，即倾倒，第一上部框架14相对于中间框架13，以左右方向的轴Z2为中心向逆时针方向(+方向)转动，即倾倒，第二上部框架15相对于第一上部框架14，以左右方向的轴Z3为中心向作为另一侧的顺时针方向(－方向)转动，即倾倒。此外，作用于下部框架12的加工反作用力F由地面支承，由此下部框架12的姿势不会变化。
图3是示意表示此时的C形框架9的姿势变化的图，即，是由忽视了各框架13～15上分别产生的弹性弯曲变形的骨架模型来表示的图。在该图3中，也与图2同样地，由实线表示C形框架9的弹性变形前的状态，由双点划线表示弹性变形后的状态。
框架9具有与可动模具(下部作用部)11对应的第一作用点(11)、和与固定模具(上部作用部)10对应的第二作用点(10)。第一作用点(11)和第二作用点(10)彼此相对地配置，加工(例如冲压加工)时的反作用力实质上同时作用于第一作用点(11)以及第二作用点(10)。至少在第一方向(例如上下方向)上，在第一作用点(11)与第二作用点(10)之间设有间隙。框架9具有在第一作用点(11)与第二作用点(10)之间连续的连续要素，连续要素至少在第一方向(例如上下方向)以及与第一方向交叉的第二方向上延伸。连续要素具有与下部框架12对应的第一要素(12)、与中间框架13对应的第二要素(13)、与上部框架14对应的第三要素(14)、和与上部框架15对应的第四要素(15)。框架9的连续要素从第一作用点(11)朝着第二作用点(10)依次具有第一位置Z1、第二位置Z2、和第三位置Z3。在框架9的连续要素中，在第一要素(12)与第二要素(13)之间配置有第一位置Z1。在第二要素(13)与第三要素(14)之间配置有第二位置Z2。在第三要素(14)与第四要素(15)之间配置有第三位置Z3。换言之，在框架9的连续要素中，在第一作用点(11)与第一位置Z1之间配置有第一要素(12)，在第一位置Z1与第二位置Z2之间配置有第二要素(13)，在第二位置Z2与第三位置Z3之间配置有第三要素(14)，在第三位置Z3与第二作用点(10)之间配置有第四要素15。在第一方向上，在第一位置Z1与第二位置Z2之间配置有第三位置Z3以及第二作用点(10)。在与第一方向交叉的第二方向上，在第二位置Z2与第三位置Z3之间配置有第二作用点(10)。在一例中，与第一作用点(11)以及第一位置Z1相比，第二位置Z2、第三位置Z3、以及第二作用点(10)配置于上方。与第三位置Z3以及第二作用点(10)相比，第二位置Z2配置于上方。在前后方向上，第二作用点(10)配置于第二位置Z2与第三位置Z3之间。加工(例如冲压加工)时的框架9的整体弹性变形中，将第二位置Z2和第三位置Z3连结的线、与将第三位置Z3和第二作用点(11)连结的线之间的角度(γ)发生变化(γ1→γ2)。
如该图3所示，当通过加工反作用力F使中间框架13相对于下部框架12向逆时针方向(+方向)倾倒时，这些下部框架12与中间框架13的狭角从α1变化至α2，即仅以α2－α1的量增大。另外，同样地当第一上部框架14相对于中间框架13向逆时针方向(+方向)倾倒时，这些中间框架13与第一上部框架14的狭角从β1变化至β2，即仅以β2－β1的量增大。另外，同样地当第二上部框架15相对于第一上部框架14向顺时针方向(－方向)倾倒时，这些第一上部框架14与第二上部框架15的狭角从γ1变化至γ2，即仅以γ1－γ2的量减少。
另外，在本例的情况下，当如上所述地中间框架13相对于下部框架12向逆时针方向(+方向)倾倒时，固定模具10的中心轴也仅以相同的角度(α2－α1)向逆时针方向(+方向)倾倒。另外，当如上所述地第一上部框架14相对于中间框架13向逆时针方向(+方向)倾倒时，固定模具10的中心轴也仅以相同的角度(β2－β1)向逆时针方向(+方向)倾倒。另外，当如上所述地第二上部框架15相对于第一上部框架14向顺时针方向(－方向)倾倒时，固定模具10的中心轴也仅以相同的角度(γ1－γ2)向顺时针方向(－方向)倾倒。
即，在本例的情况下，基于中间框架13以及第一上部框架14的逆时针方向(+方向)的倾倒所产生的、固定模具10的中心轴的逆时针方向(+方向)的倾倒角度{(α2－α1)+(β2－β1)}、和基于第二上部框架15的顺时针方向(－方向)的倾倒所产生的、固定模具10的中心轴的顺时针方向(－方向)的倾倒角度(γ1－γ2)是大小大致相同但附图标记相反的，因此以彼此抵消的方式作用。由此，在本例的情况下，能够有效抑制对被加工物实施冲压加工之际所产生的、固定模具10与可动模具11的中心轴彼此的倾斜。
另外，在本例的情况下，当如上所述地中间框架13相对于下部框架12向逆时针方向(+方向)倾倒时，该中间框架13的上端部在前后方向上，仅以与该中间框架13的长度{L1(图3)}以及倾倒角度(α2－α1)相应的距离{L1sin(α2－α1)}，向着后方位移。并且，随之，固定模具10也仅以相同距离向着后方位移。
另外，在本例的情况下，第一上部框架14的前端部与后端部相比位于下方，由此当如上所述地第一上部框架14相对于中间框架13向逆时针方向(+方向)倾倒时，该第一上部框架14的前端部在前后方向上，仅以与该第一上部框架14的长度{L2(图3)}以及倾倒角度(β2－β1)等相应的距离[L2{cos(π－α2－β2)－cos(π－α1－β1)}{≈L2(cosγ2－cosγ1)}]，向着前方位移。并且，随之，固定模具10也仅以相同距离向着前方位移。此外，在本例的情况下，由于将第二上部框架15的长度设得比第一上部框架14的长度充分短、和将第二上部框架15相对于前后方向接近于平行地配置，所以如上所述地，第二上部框架15也相对于第一上部框架14向顺时针方向(－方向)倾倒，固定模具10只会在前后方向上产生非常小的位移。
即，在本例的情况下，基于中间框架13的逆时针方向(+方向)的倾倒所产生的、固定模具10向后方的位移、和基于第一上部框架14的逆时针方向(+方向)的倾倒所产生的、固定模具10向前方的位移大小大致相同但附图标记相反，因此以彼此抵消的方式作用。由此，在本例的情况下，能够有效抑制对被加工物实施冲压加工之际所产生的、固定模具10与可动模具11的前后方向上的相对位移量。
如以上所说明地，在本例的情况下，能够有效抑制对被加工物实施冲压加工之际所产生的、固定模具10与可动模具11之间的轴偏移(固定模具10与可动模具11的中心轴彼此的倾斜、以及固定模具10与可动模具11的前后方向上的相对位移)
例如，在本例的情况下，通过调节构成C形框架9的各部位的长度和刚性平衡，当如图2所示地对被加工物实施冲压加工之际，也能够在固定模具10与可动模具11之间几乎不使轴偏移发生。若换言之，在本例的情况下，C形框架9的弹性变形量随着加工反作用力的增大而增大，与此相随地，允许固定模具10向上方位移，并且能够在固定模具10与可动模具11之间几乎不发生轴偏移。因此，在本例的情况下，能够谋求被加工物的加工精度的提高、和固定模具10以及可动模具11的长寿命化。
此外，在上述实施方式中，采用了将固定模具10支承固定于第二上部框架15并将可动模具11相对于下部框架12能够在上下方向上移动地被支承的这一构成。但是，在实施本发明的情况下，也能够采用将固定模具支承于下部框架并将可动模具相对于第二上部框架能够在上下方向上移动地被支承的构成。
另外，在上述实施方式中，作为一例而使用C形框架9以及冲压装置8沿上下方向设置的构成进行了说明。但是，C形框架9以及冲压装置8所设置的方向不需要一定为上下方向，能够沿任意的方向设置。
此外，上述实施方式的框架构造例如能够用于包括如日本特开2014－18850号所公开那样的摩擦搅拌接合装置的加工装置。另外，上述实施方式的框架构造例如能够用于包括机械部件、电机部件等的部件的制造。尤其，上述实施方式的框架构造能够用于轴承部件的制造。例如，上述实施方式的框架构造能够用于包括如日本特开2014－101896号所公开那样的滚动轴承的轴承部件的制造。
另外，例如，上述实施方式的框架构造能够用于车辆和机械等的制造。尤其，上述实施方式的框架构造也可以用于具有滚动轴承的车辆和机械的制造。此外，成为制造对象的车辆和机械等不管动力的类型，用于使车辆和机械等动作的动力可以为人力以外的动力，动力也可以为人力。
实施例
在实施本发明的情况下，关于上述的图1所示的实施方式的构造，例如能够如下地设定，将C形框架9的材质设为SS400(JIS G 3101一般构造用轧制钢材)，将C形框架9的左右方向厚度尺寸T设为35mm，将中间框架13中的图1中的长度尺寸LA设为370mm，将中间框架13中的图1中的宽度尺寸WA设为140mm，将第一上部框架14中的图1中的长度尺寸LB设为130mm，将第一上部框架14中的图1中的宽度尺寸WB设为51mm，将第二上部框架15中的图1中的长度尺寸LC设为70mm，将第二上部框架15中的图1中的宽度尺寸WC设为15mm，将对被加工物施加的冲压力(加工反作用力F)例如设为4000N。
此外，其中的C形框架9的材质以及左右方向厚度尺寸T对于在被加工物上施加了冲压力时所产生的固定模具10与可动模具11之间的轴偏移没有关系，会对此时的该固定模具10与可动模具11的轴方向(冲压力方向)上的相对位移量赋予影响。
若采用上述的构成，在被加工物上施加了例如4000N的冲压力时所产生的固定模具10与可动模具11之间的轴偏移变得极其小，具体地在一般的冲压加工中变小到能够忽视的程度。
附图标记说明
1 冲压装置
2 C形框架
3 固定模具
4 可动模具
5 下部框架
6 中间框架
7 上部框架
8 冲压装置
9 C形框架
10 固定模具
11 可动模具
12 下部框架
13 中间框架
14 第一上部框架
15 第二上部框架

Claims (15)

1.一种框架构造，用于冲压装置，其特征在于，具有：
C形框架，其具有下部框架、将下端部与所述下部框架结合的中间框架、将后端部与所述中间框架的上端部结合并且使前端部与后端部相比位于下方的第一上部框架、和将前端部与所述第一上部框架的前端部结合的第二上部框架；
支承于所述第二上部框架的上部作用部；和
支承于所述下部框架的下部作用部，
所述C形框架在通过所述上部作用部被施加了反作用力之际所述C形框架自身弹性变形，所述中间框架、所述第一上部框架以及所述第二上部框架以左右方向的轴为中心转动，
所述C形框架形成为，所述第二上部框架的转动相对于所述中间框架以及所述第一上部框架的转动而成为反向转动，使得伴随所述C形框架的所述弹性变形所产生的所述上部作用部的前后方向的位移抵消，且所述上部作用部的以左右方向的轴为中心的转动的位移抵消。
2.根据权利要求1所述的框架构造，其特征在于，
所述C形框架的弹性变形包括所述中间框架的向后方的倾倒。
3.根据权利要求1或2所述的框架构造，其特征在于，
所述第二上部框架的后端部在所述中间框架与所述第二上部框架之间的空间内是被解放的。
4.根据权利要求1或2所述的框架构造，其特征在于，
所述下部作用部以相对于所述第二上部框架能够在上下方向上移动的方式被支承。
5.根据权利要求1或2所述的框架构造，其特征在于，
所述第一上部框架越从所述后端部趋向所述前端部越朝向下方倾斜。
6.根据权利要求1或2所述的框架构造，其特征在于，
所述第二上部框架的长度充分地小于所述第一上部框架的长度。
7.根据权利要求1或2所述的框架构造，其特征在于，
所述上部作用部支承固定于所述第二上部框架的后端部的下表面。
8.根据权利要求1或2所述的框架构造，其特征在于，
所述中间框架在通过所述上部作用部被施加了反作用力之际倾倒，使得所述中间框架与所述下部框架之间的角度增大。
9.根据权利要求1或2所述的框架构造，其特征在于，
所述框架构造构成为，在所述上部作用部与所述下部作用部之间，实施被加工物的冲压加工。
10.一种加工装置，其特征在于，具有权利要求1～9中任一项所述的框架构造。
11.一种部件的制造方法，其特征在于，使用权利要求1～9中任一项所述的框架构造。
12.一种滚动轴承的制造方法，其特征在于，使用权利要求1～9中任一项所述的框架构造。
13.一种车辆的制造方法，其特征在于，使用权利要求1～9中任一项所述的框架构造。
14.一种机械的制造方法，其特征在于，使用权利要求1～9中任一项所述的框架构造。
15.一种冲压装置，其特征在于，具有：
冲压加工时的反作用力所作用的第一作用点以及第二作用点；和
框架，该框架具有在所述第一作用点与所述第二作用点之间连续的连续要素，所述连续要素具有设在第一方向上的所述第一作用点与所述第二作用点之间的间隙，
所述连续要素从所述第一作用点向着所述第二作用点依次具有第一位置、第二位置以及第三位置，
在所述第一方向上，在所述第一位置与所述第二位置之间，配置有所述第三位置以及所述第二作用点，
在与所述第一方向交叉的第二方向上，在所述第二位置与所述第三位置之间配置有所述第二作用点，
所述框架在通过所述第二作用点被施加了反作用力之际所述框架自身弹性变形，将所述第一位置与所述第二位置连结的线、将所述第二位置与所述第三位置连结的线、以及将所述第三位置与所述第二作用点连结的线以左右方向的轴为中心转动，
所述框架形成为，将所述第三位置与所述第二作用点连结的线的转动相对于将所述第一位置与所述第二位置连结的线的转动以及将所述第二位置与所述第三位置连结的线的转动而成为反向转动，使得伴随冲压加工时的所述框架的弹性变形所产生的所述框架的所述第三位置处的前后方向的位移抵消，且所述框架的所述第三位置处的以左右方向的轴为中心的转动的位移抵消，将所述第一作用点和所述第一位置连结的线、与将所述第一位置和所述第二位置连结的线之间的角度增大，将所述第二位置和所述第三位置连结的线、与将所述第三位置和所述第二作用点连结的线之间的角度变化。
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