JP2001047149A - 押抜き・型打ち機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 特に中空円筒形ワークの迅速かつ確実な押抜
き又は型打ちを可能にする押抜き・型打ち機を提供す
る。 【解決手段】 ダイス９が、シフト可能にガイドされる
ダイスフレーム８内に保持されており、該ダイスフレー
ムが、制御円板５を介してワークホルダー１５に対して
シフト可能に機械架台１６内をガイドされており、かつ
ポンチ１３が、前記ダイス９のダイスフレーム８内に回
転可能に軸支された偏心輪軸４と連結されており、しか
も該偏心輪軸４と前記制御円板５が互いに直結されかつ
駆動軸３と結合されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特許請求の範囲の
請求項１に発明の上位概念として規定したように、機械
架台、ポンチ、ダイス及びワークを収容するためのワー
クホルダーを備えた形式の押抜き・型打ち機に関する。

【０００２】

【従来の技術】押抜き・型打ち機は多種多様の実施形態
で多年来公知になっている。このような機械の主工具
は、原則としてダイスの上に載置されているか又は該ダ
イスに当接しているワークに対して高圧下で打撃又は貫
通させられるポンチである。前者の打撃の場合は型打ち
加工であり、後者の貫通の場合は押抜き加工である。押
抜き加工の場合には材料は、ポンチもしくはダイスの形
状でワークから除去され、型打ち加工の場合にはワーク
内で当該材料の塑性変形が行われる。その中間的な存在
として、例えば最初は閉じられたワーク表面からＵ形状
区域を形成しようとする混成加工がある。その場合当該
区域は、ポンチによって部分的にワークから押抜かれる
が、それにも拘わらずブリッジを介してワークと結合さ
れて残留している。

【０００３】このような機械ではワークとして殊に金属
が加工され、この加工の場合は、材料の塑性変形又は分
離を得るためにポンチによって発生すべき力が著しく大
でなければならないという条件が付く。

【０００４】ところで前記力は、従来慣用のように機械
的には偏心輪軸を介して、或いは油圧によってポンチに
伝達される。従来慣用の機械式の押抜き・型打ち機は、
力がポンチの部位の直ぐ傍で形成されて伝達されねばな
らないので概して著しく大きな寸法を有しており、かつ
大形の単独部品を加工するのに適している。油圧式の押
抜き・型打ち機は、圧力形成がポンチから隔離して行わ
れるので、より小さく構成することもでき、かつ比較的
小形の部品を加工するのに適している。

【０００５】ところで円筒形の中空体を加工する場合、
ワークの寸法が部分的に著しく小さいことに起因した問
題が発生する一方、特に円筒形ワークの円周に沿って、
しばしば規則的間隔をおいて位置する部位を加工しよう
とする場合にポンチ及びダイスの位置決めに起因した問
題が発生する。

【０００６】ワークを内部から外部へ向かって加工する
ために慣用されている機械式の機械は、ポンチのストロ
ーク運動が大であるため小形のワークのためには使用で
きない。それというのは前記ストローク運動は、ワーク
の内部域では実施できないからである。同一の問題は、
外部から内部へ向かってワークを加工する機械の場合に
も発生する。それというのはワークの内部域ではダイス
は必要なストローク運動を行なえないからである。

【０００７】それ故にこの適用分野では一般に油圧式の
機械が使用される。この場合、短ストロークのポンチ及
びダイスは共通の案内に沿ってガイドされはするが、し
かし互いに強制結合されてガイドされるのではない。こ
のことが殊に最大作業速度を制限し、このような事態は
特に、ワーク円周に沿って多数の押抜き操作又は打抜き
操作を実施せねばならないようなワークの場合に生じ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、特に
中空円筒形ワークの迅速かつ確実な押抜き又は型打ちを
可能にする押抜き・型打ち機を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の構成手段は、特許請求の範囲の請求項１の特徴部に
記載したように、ダイスが、シフト可能にガイドされる
ダイスフレーム内に保持されており、該ダイスフレーム
が、制御円板を介してワークホルダーに対してシフト可
能に機械架台内をガイドされており、かつポンチが、前
記ダイスのダイスフレーム内に回転可能に軸支された偏
心輪軸と連結されており、しかも該偏心輪軸と前記制御
円板が互いに直結されかつ駆動軸と結合されている点に
ある。

【００１０】本発明による押抜き・型打ち機の有利な実
施形態は、請求項２〜９に記載した構成手段に基づいて
明らかである。

【００１１】本発明では、このような押抜き・型打ち機
は、請求項１０及び請求項１１に記載したように使用さ
れる。

【００１２】ダイス運動とポンチ運動との強制結合並び
に、被加工ワークもしくはワークホルダーに対する前記
両運動の重畳によって、ポンチとワークとの間の相対運
動が極く僅かであっても、ワークに対する確実にして申
し分のない押抜き作用もしくは型打ち作用が得られる。
この結果、比較的小さな内径の中空円筒形ワークの内側
から外側へ向かってもポンチを作用させることが可能に
なる。それにも拘わらずポンチはその場合、高い加工速
度の場合でも折損又は変形の危険無しに動力伝達を可能
にするのに充分な大きさに設計することができる。同等
のことは、ワークの内側にダイスを配置して外側からワ
ークを加工する場合にも当て嵌まり、この場合ダイスを
有利には同じく充分な大きさに設計することが可能であ
る。更にまたポンチとダイスとの強制結合によって、型
打ち加工又は押抜き加工の高い精度が得られる。

【００１３】制御円板は、ワークホルダーもしくはワー
クに対する運動を要求に適合させるために、相対的な回
動角度を調整可能に偏心輪軸と結合されているのが有利
である。制御円板の形状もやはり要求に適合させられ
る。こうして本発明の押抜き・型打ち機は、例えば必要
に応じて又は適用に応じて使用される種々異なった制御
円板をセットにして配備することができる。

【００１４】殊に偏心輪軸の駆動が制御式のサーボ軸を
介して行われる場合には、精度及び調整可能性が更に高
められ、かつ、殊に有利にはサーボモータを介して回転
可能に構成されたワークホルダーの作動制御と同期化さ
せて、高い加工速度で高い精度をもって、ワーク円周に
沿って中空円筒形ワークの型打ち加工又は押抜き加工を
実施することが可能になる。

【００１５】このような押抜き・型打ち機を用いれば中
空円筒形ワークが特に有利に加工できるとは云え、本発
明の使用はこの目的のみに限定されるものではない。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に図面に基づいて本発明の実施
例を詳説する。

【００１７】図１には本発明の押抜き・型打ち機が概略
的な縦断面図で示されている。加工すべきワーク１は、
機械架台１６と結合されたワークホルダー１５を介して
図示位置にワーク軸線Ａを中心として回転可能に保持さ
れている。例えばカルダン軸として構成された駆動軸３
を介して偏心輪軸４が駆動される。該偏心輪軸４を基準
とする制御円板５の回動角度は無段階式又は不連続段階
式に調整可能であるのが有利である。この調整は、おお
むね押抜き・型打ち機の所属装置によって行われるが、
運転中又は運転中断時に作動されるモータ制御式調整装
置も考えられる。図示の実施例では偏心輪軸４は制御円
板５と共軸に配置されているが、別個の偏心ユニットで
あることも可能である。

【００１８】制御円板５はその下面側に、円環溝６の形
の制御軌道を有している。円環溝６は例えば、偏心輪軸
４の回転軸線に対して偏心的に形成された円形溝又は楕
円形溝として形成されていてもよく、或いは任意の閉じ
た形状を有することもできる。この円環溝６内には、送
り込みキャリッジ２と結合されたピン７が係合してい
る。

【００１９】送り込みキャリッジ２の送り込みは、機械
架台１６に固定結合された機械式又は電気式の駆動装置
１９からねじスピンドル１８を介して、ワーク１に対し
て半径方向に調整される。該送り込みキャリッジは、所
望の、もしくは加工すべきワーク径に機械を適合させる
ために使用される。

【００２０】前記偏心輪軸４はダイスフレーム８内に軸
支されており、該ダイスフレームは、ワーク軸線Ａに対
して半径方向に摺動可能に機械架台１６内でガイドされ
ている。ところで駆動軸３の駆動時にダイスフレーム８
は、制御円板５の円環溝６の構成に相応して周期的に案
内に沿って往復動し、この往復動によって、ダイスフレ
ーム８の端部に配置されたダイス９は、ワーク１の縁部
に当接させられるか、又は該縁部から離間させられる。
円環溝６の構成に相応して、この運動は比較的大きな行
程又は比較的小さな行程をもって、１回転につき１回ず
つ行われる。

【００２１】偏心輪軸４の偏心ピン１７には連接棒１０
が配置されており、該連接棒は例えば連結ピン１１を介
してポンチ腕１２と連結されている。該ポンチ腕１２は
ワーク軸線Ａに対してやはり半径方向にシフト可能にダ
イスフレーム８内に配置されている。従って偏心輪軸４
が回転すると、ポンチ腕１２も各回転当り１回往復動
し、ひいては、ポンチ腕１２の端部に配置されたポンチ
１３も往復動する。

【００２２】偏心輪軸４と制御円板５と偏心ピン１７と
を図示のように配置したことによって、ダイス９並びに
ポンチ１３の結合されて強制案内される運動が行われ、
その場合、制御円板５の円環溝６の構成と配置とに応じ
て、ワーク軸線Ａに対するポンチ１３の相対運動を、偏
心ピン１７のストロークに対比して著しく小さくするこ
とが可能になる。

【００２３】従って今やポンチ腕１２のポンチヘッド１
４は事実上、ワーク１の全内部空間を占めることがで
き、これによって、偏心ピン１７のストロークに相当す
るポンチ１３の本来のストロークが影響されることもな
くなる。今やこの構成によって、ポンチ腕１２が、発生
する押抜き力もしくは型打ち力に対応して充分剛性的に
形成され、ひいては運転中の損傷が回避される一方、押
抜き又は型打ちが、反復可能な著しく高い精度で実施さ
れるという決定的な利点が得られることになる。

【００２４】図示の構成は、ポンチ１３を外側からワー
ク１に作用させ、その場合図２に示したようにダイス９
をワーク１の内面に当接させるために使用することも勿
論可能である。この場合の構造は、基本的には図１の場
合と同様であるが、ただダイスフレーム８とポンチ腕１
２は相応に変化して形成されている。

【００２５】図３のａ）〜ｃ）には、先に説明した本発
明の押抜き・型打ち機の作業領域が概略的な平面図で図
示されている。図３のａ）では、図１でも同じく示した
ようにダイス９並びにポンチ１３が被加工ワーク１の表
面に対して最大間隔をとる機械初期位置が示されてい
る。ワークホルダー１５もしくはワーク１はこの場合、
機械架台１６に対して定置に配置されており、ダイスフ
レーム８はその最後方位置（つまり図面では左手寄り位
置）に在り、かつポンチ腕１２はその最前方位置（つま
り右手寄り位置）に在る。

【００２６】駆動軸３が逆時計回り方向に回動される
と、該駆動軸は、制御円板５もしくは円環溝６の構成に
基づいて、図３のｂ）に図示したようにワーク１の方に
右寄りにシフトされる。制御円板５の円環溝６は、ダイ
ス９がワーク１の外周壁と丁度当接するようなシフト量
を生ぜしめるように設計されている。この当接位置は、
初期位置から約９０゜〜１１０゜回動するとすでに得ら
れるのが有利であり、かつ該当接位置は次いで維持され
る。この当接位置の維持は、当接角度に続く角度範囲で
は円環溝６が駆動軸３の軸線に対して一定の半径を有す
ること、要するに同心円の形状に形成されることによっ
て得られる。ところで偏心ピン１７の相応の運動によっ
て同時にポンチ１３は、ポンチ腕１２と連接棒１０とを
介してダイスフレーム８に対して左手へ向かってシフト
されているが、ワーク１のワーク軸線Ａに関しては事実
上なお元の部位に位置している。従ってポンチ１３とダ
イス９との間には、押抜き加工又は型打ち加工にとって
必要な相対運動が、発生トルクに応じて必要なストロー
クと共にすでに準備されている訳である。

【００２７】駆動軸３の半回転の最終範囲において初め
て今やポンチ１３はワーク１に対しても左手へ向かって
動かされ、かつ、図３のｃ）において不作用位置から１
８０゜だけ半回転した位置で図示したように、規定の加
工を行なう。

【００２８】それに続く更なる１８０゜回転によって初
期位置へ戻る場合、ポンチ１３とダイス９は、前記とは
逆の順序でワーク１から解離される。その場合ワーク１
は加工要求に応じて例えばワーク軸線Ａを中心として次
の加工位置へ回動することができる。

【００２９】ところで駆動軸３の駆動装置として制御式
のサーボ軸が有利に使用される場合には、制御装置は、
前記サーボ軸並びにワークホルダー１５の回転を共に正
確に作動制御することができる。これによって著しく高
い精度と高い作業速度をもって中空円筒形のワークに内
側から押抜き加工又は型打ち加工を施すことが可能にな
る。

【００３０】制御円板５の円環溝６の形状は、偏心ピン
１７のストローク、加工方式、ポンチヘッド１４のサイ
ズ及びワーク１の断面形状と形態に関連して決定され、
かつ基本的には卵形の対称的な形態を有することにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の押抜き・型打ち機を、ポンチによって
内側から加工される中空円筒形ワークと共に示した概略
縦断面図である。

【図２】本発明の押抜き・型打ち機を、ポンチによって
外側から加工される中空円筒形ワークと共に示した概略
縦断面図である。

【図３】図１に示した押抜き・型打ち機の作業領域を３
つの異なった位置ａ），ｂ），ｃ）で示した概略的な平
面図である。

【符号の説明】

１ ワーク、 ２ 送り込みキャリッジ、 ３
駆動軸、 ４ 偏心輪軸、 ５ 制御円板、 ６
制御軌道としての円環溝、 ７ ピン、８ ダイ
スフレーム、 ９ ダイス、 １０ 連接棒、 １
１ 連結ピン、 １２ ポンチ腕、 １３ ポン
チ、 １４ ポンチヘッド、 １５ワークホルダー、
１６ 機械架台、 １７ 偏心ピン、 １８
ねじスピンドル、 １９ 駆動装置、 Ａ ワーク
軸線

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ペーター ゲーゼル スイス国 エトヴィル アム ゼー シュ ヴェルツェシュトラーセ 29

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機械架台（１６）、ポンチ（１３）、ダ
   イス（９）及びワーク（１）を収容するためのワークホ
   ルダー（１５）を備えた形式の押抜き・型打ち機におい
   て、ダイス（９）が、シフト可能にガイドされるダイス
   フレーム（８）内に保持されており、該ダイスフレーム
   が、制御円板（５）を介してワークホルダー（１５）に
   対してシフト可能に機械架台（１６）内をガイドされて
   おり、かつポンチ（１３）が、前記ダイス（９）のダイ
   スフレーム（８）内に回転可能に軸支された偏心輪軸
   （４）と連結されており、しかも該偏心輪軸（４）と前
   記制御円板（５）が互いに直結されかつ駆動軸（３）と
   結合されていることを特徴とする、押抜き・型打ち機。
2. 【請求項２】 制御円板（５）が、偏心輪軸（４）の軸
   線上に直接配置されている、請求項１記載の押抜き・型
   打ち機。
3. 【請求項３】 制御円板（５）が偏心輪軸（４）に対し
   て回動角度を調整可能に構成されている、請求項２記載
   の押抜き・型打ち機。
4. 【請求項４】 制御円板（５）が少なくとも１つの円環
   溝（６）を有し、該円環溝内に、送り込みキャリッジ
   （２）のピン（７）が係合している、請求項１又は２記
   載の押抜き・型打ち機。
5. 【請求項５】 ポンチ（１３）が連接棒（１０）を介し
   て偏心輪軸（４）と連結されている、請求項１から４ま
   でのいずれか１項記載の押抜き・型打ち機。
6. 【請求項６】 ポンチ（１３）が、リニア・シフト可能
   にガイドされるポンチ腕（１２）に配置されている、請
   求項１から５までのいずれか１項記載の押抜き・型打ち
   機。
7. 【請求項７】 ポンチ腕（１２）がダイスフレーム
   （８）内をガイドされている、請求項１から６までのい
   ずれか１項記載の押抜き・型打ち機。
8. 【請求項８】 偏心輪軸（４）がダイスフレーム（８）
   内に軸支されている、請求項１から７までのいずれか１
   項記載の押抜き・型打ち機。
9. 【請求項９】 偏心輪軸（４）が、ＮＣサーボモータの
   ような電動モータ又は油圧モータと連結されている、請
   求項１から８までのいずれか１項記載の押抜き・型打ち
   機。
10. 【請求項１０】 中空円筒形のワーク（１）を加工する
    ために使用される請求項１から９までのいずれか１項記
    載の押抜き・型打ち機。
11. 【請求項１１】 中空円筒形のワーク（１）を内側又は
    外側からポンチ（１３）で加工するために使用される請
    求項１から９までのいずれか１項記載の押抜き・型打ち
    機。