JP2003191021A - 折り曲げ加工方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 曲げ荷重を小さくして曲げ加工時のフレーム
のたわみ量を少なくすると共にスプリングバック量も少
なくして、曲げ角度の高精度化を図るようにした曲げ加
工方法およびその装置を提供することにある。 【解決手段】 下部フレーム５上に設けられた基準テー
ブル９と、上部フレーム３に対して上下方向に移動自在
な板押さえ７と、前記上、下部フレーム３、５の前側に
それぞれ設けられ、上下方向に移動自在な上、下部曲げ
金型１１、１３とで構成されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、新たな折り曲げ
加工方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ワークに折り曲げ加工を行う折り
曲げ加工方法の１つとして、プレスブレーキを用いるこ
とが知られている。このプレスブレーキを用いて行う折
り曲げ加工方法には、「短時間に大きな荷重がかかる加
工である」という基本的な性質がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のプレス
ブレーキを用いて行う折り曲げ加工方法には、次のよう
な課題があった。

【０００４】（１）、機械のフレームには高い剛性が必
要である。すなわち、曲げ荷重によるフレームのたわみ
は、曲げ金型のパンチとダイとの間隔の相違となり、こ
れは目標とする曲げ角度の差となって現れる。したがっ
て、高精度な曲げ加工を行うためには、曲げ荷重による
たわみができるだけ少なくなるようなフレーム構造が必
要となっている。

【０００５】（２）、曲げ加工には、必ず「スプリング
バック」という現象が生じる。このため、高精度な曲げ
加工を行うためには、このスプリングバック量を考慮し
た曲げ角度制御が必要である。

【０００６】上記（１）、（２）の解決方法として、金
型が装着されている可動テーブルの制御方法、あるいは
曲げ角度検出装置等が開発されているが、両者とも非常
に高度な演算を行うために高性能な制御装置、または精
密・複雑な検出機構が必要となっている。

【０００７】この発明は上述の課題を解決するためにな
されたもので、その目的は、曲げ荷重を小さくして曲げ
加工時のフレームのたわみ量を少なくすると共にスプリ
ングバック量も少なくして、曲げ角度の高精度化を図る
ようにした曲げ加工方法およびその装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１によるこの発明の折り曲げ加工方法は、下部
フレーム上に設けられた基準テーブル上に加工すべきワ
ークを載置せしめた状態で上部フレームに対して板押さ
えを下降せしめて前記基準テーブルと板押さえとの協動
で前記ワークをクランプした後、前記上、下部フレーム
の前側にそれぞれ設けられた上、下部曲げ金型の一方の
曲げ金型を上又は下方向に移動せしめて曲げ角部に引張
り応力をかけるべく曲げ加工を行って一方の曲げ金型を
元の位置に戻し、ついで、他方の曲げ金型を下又は上方
向に移動せしめて前記曲げ角部に圧縮応力をかけ、さら
に同方向へ移動せしめて所定の曲げ角度になるよう曲げ
加工することを特徴とするものである。

【０００９】したがって、下部フレーム上に設けられた
基準テーブル上に加工すべきワークを載置せしめる。こ
の状態で上部フレームに対して板押さえを下降せしめて
前記基準テーブルと板押さえとの協動で前記ワークをク
ランプせしめる。その後、前記上、下部フレームの前側
にそれぞれ設けられた上、下部曲げ金型の一方の曲げ金
型を上又は下方向に移動せしめて曲げ角部に引張り応力
をかけるべく曲げ加工を行って一方の曲げ金型を元の位
置に戻し、ついで、他方の曲げ金型を下又は上方向に移
動せしめて前記曲げ角部に圧縮応力をかけ、さらに同方
向へ移動せしめることによりワークに所定の曲げ角度と
なるよう曲げ加工が行われる。

【００１０】而して、曲げ荷重を小さくして曲げ加工が
行われるから、曲げ加工時のフレームのたわみ量を少な
くなると共にスプリングバック量も少なくなって、曲げ
角度の高精度化が図られる。

【００１１】請求項２によるこの発明の折り曲げ加工装
置は、下部フレーム上に設けられた基準テーブルと、上
部フレームに対して上下方向に移動自在な板押さえと、
前記上、下部フレームの前側にそれぞれ設けられ、上下
方向に移動自在な上、下部曲げ金型とからなり、上、下
部曲げ金型の一方の曲げ金型で曲げ角部に引張り応力を
かけ、他方の曲げ金型で圧縮応力をかけた後、所定の曲
げ加工を行うべく構成されていることを特徴とするもの
である。

【００１２】したがって、請求項１と同様の曲げ加工が
行われる。

【００１３】而して、曲げ荷重を小さくして曲げ加工が
行われるから、曲げ加工時のフレームのたわみ量を少な
くなると共にスプリングバック量も少なくなって、曲げ
角度の高精度化が図られる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。

【００１５】この発明の実施形態を説明する前に、この
発明に利用する「バウジンガー効果」について説明す
る。

【００１６】図４には応力−ひずみ線図が示されてい
る。図４において、Ｘ軸上の上側は引張り応力とひずみ
との関係を、下側は圧縮応力とひずみとの関係を示して
いる。材料にまず引張り力をかけると降伏点ａを通過し
て塑性加工ａ−ｂが始まる。つづいてｂ点で荷重を除荷
すると点ｃの位置に到達する。圧縮力をかけると点ｄで
再降伏し、塑性変形ｄ−ｅが始まる。

【００１７】この現象でのポイントは、降伏力の値−
Ｙ’が初期降伏応力Ｙよりも図４から判るように小さい
ことであり、また、圧縮していく時の塑性加工領域での
応力−ひずみ線図の形（ｄ−ｅ）が引張り時の形（ａ−
ｂ）が同じであることである。すなわち、一旦引張り力
をかけて塑性変形させ、つづいて圧縮力をかけると、こ
の時の最大圧縮力は、引張り時の最大引張り力よりも小
さいことを示唆している。

【００１８】以上、述べた「バウジンガー効果」を折り
曲げ加工に適用すると次のようになる。

【００１９】一般に、曲げ荷重は次式で示される。

【００２０】Ｐ＝Ｋｂｔσ_ｂ／Ｗ ・・・（１） ただし、Ｐ：最大曲げ荷重、Ｋ：比例定数、ｂ：曲げ長
さ、ｔ：板厚、σ_ｂ：最大応力、Ｗ：ダイＶ幅 上記（１）式によれば、最大応力σ_ｂが小さくなれば、
最大曲げ荷重Ｐも小さくなる。したかって、曲げ加工を
行うとき、まず曲げ角部に引張り応力がかかるように塑
性変形させておき、つぎに、逆方向に変形させて圧縮応
力がかかるように曲げ加工を行えば、前述の「バウジン
ガー効果」現象により最大応力σ_ｂが小さくなった状態
での曲げ加工となるため、（１）式で分かるように最大
曲げ荷重Ｐは低減されることになる。曲げ荷重が小さく
なると、これにともない、曲げ加工時の機械フレームの
たわみも少なくなる。

【００２１】また、スプリングバック量は曲げモーメン
トと一次式の関係にあり、さらに曲げモーメントは曲げ
荷重と一次式の関係にあるため、したがって、スプリン
グバック量も少なくなる。

【００２２】図１を参照するに、折り曲げ加工装置１
は、図示省略のフレームとしてのＣ型フレームの上、下
部前部には上、下部レーム３、５が取り付けられてい
る。この上部レーム３の裏側（図１において左側）には
板押さえ７が例えば上下動用シリンダなどの駆動手段に
より上下動自在に設けられている。前記下部レーム５上
には加工する被加工材であるワークＷを載置するための
基準テーブル９が固定されている。

【００２３】前記上部レーム３の前側（図１において右
側）には曲げ金型としての上部ベンドダイ１１が例えば
駆動モータ、ボールネ、ナット部材などによる駆動手段
により上下動自在に設けられていると共に前記下部レー
ム５の前側（図１において右側）には曲げ金型としての
下部ベンドダイ１３が例えば駆動モータ、ボールネ、ナ
ット部材などによる駆動手段により上下動自在に設けら
れている上記構成により、曲げ加工の動作を説明する
と、まず、図２（Ａ）に示したように、板押さえ７、上
部ベンドダイ１１、下部ベンドダイ１３を解放してお
き、この状態で被加工材であるワークＷを基準テーブル
９の上に挿入し載置せしめる。そして、この基準テーブ
ル９の端面からの距離が目標とするフランジ寸法Ｌとな
るようにバックゲージ１５の突き当て面を位置決めす
る。そして、ワークＷの先端をこのバックゲージ１５の
突き当て面に押し当てる。

【００２４】図２（Ｂ）に示したように、板押さえ７を
下降させ、基準テーブル９との間でワークＷをクランプ
する。つぎに、図２（Ｃ）に示したように、上部ベンド
ダイ１１を下降させて図示している方向にワークＷの曲
げ加工を行う。このとき、曲げ角部Ａに引張り応力をか
けることが目的であるため、曲げ角度は鈍角でよい。

【００２５】図３（Ａ）に示したように、上部ベンドダ
イ１１を上方に移動させると共に、下部ベンドダイ１３
を上昇させて、図２（Ｃ）に示した方向とは逆方向にワ
ークＷの曲げ加工を行う。曲げ角部Ａには圧縮応力がか
かることとなる。図３（Ｂ）に示したように、さらに下
部ベンドダイ１３を上昇させてワークＷの曲げ角度が目
標角度例えば９０度となるようにする。なお、目標角度
に到達させる制御方法について種々考えられるが、具体
的な説明は省略する。

【００２６】このようにワークＷに曲げ加工を行うこと
により、曲げ荷重を小さくして曲げ加工を行うことがで
きるから、曲げ加工時のフレームのたわみ量が少なくな
ると共にスプリングバック量も少なくなって、曲げ角度
の高精度化を図ることができる。

【００２７】なお、この発明は前述した実施の形態に限
定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他
の態様で実施し得るものである。上記実施の形態では上
部ベンドダイ１１でワークＷに引張り応力をかけ、下部
ベンドダイ１３でワークＷに圧縮応力をかけて曲げ加工
を行う例を示したが、下部ベンドダイ１３でワークＷに
引張り応力をかけ、上部ベンドダイ１１３でワークＷに
圧縮応力をかけて曲げ加工を行い、逆曲げ加工を行うよ
うにしても構わない。

【００２８】

【発明の効果】以上のごとき発明の実施の形態の説明か
ら理解されるように、請求項１の発明によれば、下部フ
レーム上に設けられた基準テーブル上に加工すべきワー
クを載置せしめる。この状態で上部フレームに対して板
押さえを下降せしめて前記基準テーブルと板押さえとの
協動で前記ワークをクランプせしめる。その後、前記
上、下部フレームの前側にそれぞれ設けられた上、下部
曲げ金型の一方の曲げ金型を上又は下方向に移動せしめ
て曲げ角部に引張り応力をかけるべく曲げ加工を行って
一方の曲げ金型を元の位置に戻し、ついで、他方の曲げ
金型を下又は上方向に移動せしめて前記曲げ角部に圧縮
応力をかけ、さらに同方向へ移動せしめることによりワ
ークに所定の曲げ角度となるよう曲げ加工が行われる。

【００２９】而して、曲げ荷重を小さくして曲げ加工を
行うことができるから、曲げ加工時のフレームのたわみ
量が少なくなると共にスプリングバック量も少なくなっ
て、曲げ角度の高精度化を図ることができる。

【００３０】請求項２の発明によれば、請求項１と同様
の曲げ加工が行われる。

【００３１】而して、曲げ荷重を小さくして曲げ加工を
行うことができるから、曲げ加工時のフレームのたわみ
量が少なくなると共にスプリングバック量も少なくなっ
て、曲げ角度の高精度化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の折り曲げ加工装置の正面図である。

【図２】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は曲げ加工の動作を説
明する説明図である。

【図３】（Ａ）、（Ｂ）は曲げ加工の動作を説明する説
明図である。

【図４】バウジンガー効果の原理を説明する説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 折り曲げ加工装置 ３ 上部フレーム ５ 下部フレーム ７ 板押さえ ９ 基準テーブル １１ 上部ベンドダイ（曲げ金型） １３ 下部ベンドダイ（曲げ金型） １５ バッゲージ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部フレーム上に設けられた基準テーブ
   ル上に加工すべきワークを載置せしめた状態で上部フレ
   ームに対して板押さえを下降せしめて前記基準テーブル
   と板押さえとの協動で前記ワークをクランプした後、前
   記上、下部フレームの前側にそれぞれ設けられた上、下
   部曲げ金型の一方の曲げ金型を上又は下方向に移動せし
   めて曲げ角部に引張り応力をかけるべく曲げ加工を行っ
   て一方の曲げ金型を元の位置に戻し、ついで、他方の曲
   げ金型を下又は上方向に移動せしめて前記曲げ角部に圧
   縮応力をかけ、さらに同方向へ移動せしめて所定の曲げ
   角度になるよう曲げ加工することを特徴とする折り曲げ
   加工方法。
2. 【請求項２】 下部フレーム上に設けられた基準テーブ
   ルと、上部フレームに対して上下方向に移動自在な板押
   さえと、前記上、下部フレームの前側にそれぞれ設けら
   れ、上下方向に移動自在な上、下部曲げ金型とからな
   り、上、下部曲げ金型の一方の曲げ金型で曲げ角部に引
   張り応力をかけ、他方の曲げ金型で曲げ角部に圧縮応力
   をかけた後、所定の曲げ加工を行うべく構成されている
   ことを特徴とする折り曲げ加工装置。