JP2004255455A

JP2004255455A - プレス機用金型

Info

Publication number: JP2004255455A
Application number: JP2003052064A
Authority: JP
Inventors: Jinko Matsui; 甚幸松井; Susumu Kaira; 進解良
Original assignee: TOHO GIKEN KK
Current assignee: TOHO GIKEN KK
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2003-02-27
Publication date: 2004-09-16

Abstract

【課題】プレス機械に装着使用される金型等の構造において、一台のプレス機械で複数の加工工程を連続して行うことを容易に可能とするプレス機用金型を提供することを目的とする。
【解決手段】プレス機に装着使用される金型において、プレス機の上部プレートに連結固定される上板を備え、この上板の下部に上下スライド自在に複数の加工金型を備え、上記上板とそれぞれの加工金型との間にその加工金型の上下方向のスライドを規制又は規制解除する高さ調整ブロックを備え、プレス機の下部プレートに取り付けられる下型を備えたプレス機用金型とした。
これにより、高さ調整ブロックにて規制された加工金型にて被加工材が加工されることになる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス機械に材料加工のため取り付けられる金型の構造に関し、特にサーボ機構プレスを使用して複数の加工工程を連続的に一台のプレス機械にて行うことを可能とする金型の構造に係る。
【０００２】
【従来の技術】
プレス機械では、上部プレート底面に取り付けた上型と下部プレート上面に取り付けた下型とからなる金型の間に材料を挟み、鍛造、曲げ、せん断等の加工が行われている。
従来、これらの加工は１台のプレス機に１つの金型を取り付けて加工工程毎に行われており、複数の工程からなる加工を行うためには複数のプレス機械及び複数の金型を備える必要があり、広い装置スペースが必要であった。
また、改善策として、一つの金型の中にパンチとダイを複数備え、材料を一定の長さで送り、それらのパンチとダイにより順に加工を行う順送型の金型が用いられているが、この金型の設計は難易度が高いうえ、高精度な金型が要求されるため、特に少量多品種の製品を生産する場合にはコスト高となっていた。
このことから、１台のプレス機械にて容易に複数の種類の加工を連続的に行うフレキシビリティーの高い技術が要求されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような状況に鑑みて、プレス機械に装着使用される金型の構造において、一台のプレス機械で複数の異なる加工工程を連続して行うことが可能なプレス機用金型の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明が上記目的を達成するために講じた手段は、第１に、プレス機に装着使用される金型において、プレス機の上部プレートに連結固定される上板を備え、この上板の下部に上下スライド自在に複数の加工金型を備え、上記上板とそれぞれの加工金型との間にその加工金型の上下方向のスライドを規制又は規制解除する高さ調整ブロックを備え、プレス機の下部プレートに取り付けられる下型を備えたプレス機用金型とした。
このように、上板に複数の加工金型を上下スライド自在に取り付け、各加工金型と上板の間に、その加工金型の上昇を規制又は解除する高さ調整ブロックを備えたことにより、工程毎に加工に寄与する加工金型を選択使用出来るようになる。
より具体的に説明すると、上板に据込金型、曲げ金型、切断金型等の複数の加工金型を取り付け、高さ調整ブロックの挿入規制する種類を選択切り換えすることで被加工材を据込鍛造、面取り加工、曲げ加工、切断加工等と連続的に加工できる。
この場合に、被加工材の回転や送りが出来るように、被加工材の把持手段を備えるのが良い。
また、プレス機の下部プレートに連結固定される下板を備え、この下板に下型を備えるとともに、下板に上型のストローク長さを位置決め又は規制解除可能に位置決めブロックを備えると、上型のストローク長さそのものを調整することができる。
【０００５】
このように、被加工材を加圧する上型を選択可能とすることで、複数の異なる加工工程を連続して行うことが出来る。
【０００６】
【発明の実施の形態】
サーボ機構プレス機を用いると、上型のスライドストロークが自在に調整可能なので、このようなプレス機に装着することで複数の加工工程を連続的に、しかも自在に施すことが出来るフレキシビリティーの高い金型の提供を目的としている。
以下、棒材から六角レンチを加工する例にて説明する。
六角レンチを丸棒から製作する場合に、六角外形を工程毎に６０°回転し、荒加工及び仕上げ加工し、次に六角レンチの端面に面取りを付けるためのナタ目加工をし、更に切断及び曲げ加工を連続的に行うことになる。
図１にその金型構造を模式的に示す。
なお、プレス機は図示省略してある。
金型は、サーボ機構プレスに装着され、プレス上部プレートに上板３を介して取り付けられている上型５と、プレス下部プレートに下板４及びブロック３５を介して下型６が取り付けられている。
サーボ機構プレスを用いることにより、上型５のストローク長さは精度高く位置制御される。
上板３は、説明のため手前側の辺のみ描くことで、上板３底面に取り付けてある金型等を透視図として描いてある。
下板４には、材料の一例である棒材１を、その長さ方向に送る送り機構３６及び回転させる回転機構３７が設けられている。
これにより、下型６上に位置している棒材１の加工位置及び加工角度が変更可能となっている。
また、下型６の両脇に位置決めブロック３１がシリンダー３２のピストンロッド３３先端に設けられ、シリンダー３２が駆動することで前進、後退可能となっている。
上板３には、ナタ目シリンダー１２のピストンロッド先端にナタ目金型高さ調整ブロック１０が、据込みシリンダー２２のピストンロッド先端には据込み金型高さ調整ブロック２０がそれぞれ設けられている。
高さ調整ブロック１０は、ナタ目金型ガイド部材１３を介して上板３に吊り下げられているナタ目金型１１と上板３の間に抜き挿しされる。
また、高さ調整ブロック２０は、後述する据込み金型ガイド部材を介して上板３に上下スライド自在に吊り下げられている据込み金型２１と上板３との間に抜き挿しされる。
ここで、据込み金型２１とナタ目金型１１とを例にしてその使い分け方について具体的に説明する。
図１１に据込み金型２１とナタ目金型１１の断面図を示し、分かりやすくするために図１に示した曲げパンチ２５等の表示を省略してある。
また、据込み金型２１の両側に突き当てブロック２７が配置され、この据込み金型の上下スライドをガイドしているが図１１には表示を省略してある。
高さ調整ブロック２０が据込み金型２１と上板３の間に挿入された状態で上板３が下降すると、上板３からの加圧力は高さ調整ブロック２０を介して据込み金型２１に伝達され、棒材１を据込み加工することとなり、高さ調整ブロック２０が据込み金型２１と上板３の間から抜き出されている状態で上板３が下降すると、上板３の下降により据込み金型２１の下端が棒材１に当接しても、上板３の下降につれて据込み金型２１が両側の突き当てブロックにガイドされ、上昇退避することになる。
図１１に示す例では、据込み金型２１の下降端を規制するのにストッパーピン２３が取り付けられ、ばね部材２３ａにて下向きにばね付勢されている。
従って、高さ調整ブロック２０が後退し、上板３と据込み金型２１との間から抜かれている状態で上板３が下降すると、両側の突き当てブロックにガイドされ、ばね部材２３ａに抗しながら上昇退避することになるので、後述する曲げ加工時には被加工材（棒材１）をこのばね部材の反発力にてクランプする働きも有している。
本発明においては、加工金型の選択使用を可能にした点に特徴があり、このストッパーピン２３をガイド部材として使用しても良い。
一方、ナタ目金型１１は、ガイド部材１３により下板３に吊り下げられている。
ナタ目金型１１は、被加工材のナタ目加工及び切断加工にも使用出来るようにナタ目刃１１ａが先端部に備えられている。
このナタ目金型のように、ナタ目加工や切断加工時にのみその刃先が被加工材に当たるようにし、それ以外の工程においては、被加工材に当たらないように加工金型を制御したい場合には、図１１に示すようにナタ目金型１１を下部から受けるようにばね部材１１ｂを配置しておくのがよい。
その作用を以下説明する。
高さ調整ブロック１０が前進し、上板３とナタ目金型１１の間に挿入されている状態で上板３が下降すると加圧力が高さ調整ブロック１０を介してナタ目金型１１に伝達される。
この場合には、ナタ目金型１１はばね部材１１ｂに抗しながら下降し、ナタ目加工や切断加工に供する。
また、高さ調整ブロック１０が後退し、上板３とナタ目金型１１の間に無い状態で上板３が下降すると、ナタ目金型１１はばね部材１１ｂにて支えられるようにして上昇退避することになり、刃先１１ａが被加工材（製品）に当たるのを防ぐことができる。
なお、図１１に示すようにナタ目金型１１のナタ目刃１１ａとは対称的に据込み金型２１側にもナタ目刃２１ａを設けると被加工材にＶ字状の対称的なナタ目形状が得られ、六角レンチの生産の場合にＶ字状底部で切断することで製品後端と材料先端の両方同時にナタ目状の面取り加工が出来る。
また、この据込み金型２１のナタ目刃２１ａにて製品の後端末位置決めとしての役目もする。
このように、各加工金型の高さ調整ブロックを抜き挿しすることで、加工に寄与する金型を選択変更使用可能になり、同一の金型で送り機構や回転機構による工程と組み合わせて複数の金型で材料の高さの異なる部位の加工を行うことや、加圧力が伝達される金型を選択し、フレキシブルな加工が可能になっている。
【０００７】
上板３には、据込み金型２１の両脇に一対の突き当てブロック２７が設けられている。
突き当てブロック２７は、先に説明したように据込み金型２１の上下スライドのガイド部としての役割の他に、精密で安定したストローク位置決めのために設けられ、シリンダー３２が駆動し、位置決めブロック３１が前進し、突き当てブロック２７下方位置に移動した場合は、上板３が下降した際に位置決めブロック３１上面に突き当てブロック２７の下面が当たり、プレス加工はその位置で規制されるとともに、例えば、位置決めブロック３１の下面とブロック３５の間に他端が下型の底部に接したカム部材等を配置しておくと、位置決めブロック３１に伝達された加圧力がカム部材を介して下型の底部に上昇方向の力を伝達することも可能になる。
位置決めブロック３１が突き当てブロック２７下方から後退、退避、移動した場合は、突き当てブロック２７の先端が下型６を載せているブロック３５の上端に当たるまでスライドストロークが長くなる。
これにより、以下説明するように、曲げ加工等も出来る。
据込み金型２１の手前のナタ目金型１１に対向する位置には、曲げパンチ２５が取り付けられ、その上部には高さ調整ブロック２０が入出するための凹みが設けられている。
従って、据込み金型２１及びナタ目金型１１の高さ調整ブロックが後退退避し、位置決めブロックを後退退避させると、今度は曲げパンチ２５が曲げ加工に寄与することになる。
【０００８】
次に、工程順に動作を説明するが、図１１に基づいて説明したばね部材１１ｂ及び２３ａの表示は省略してある。
図２〜図９は、図１の状態から材料を加工する状態の変化を示した模式的な要部図である。
図１０は、材料の長手方向を通る縦断面端面を、金型と高さ調整ブロックの位置関係が分かるように模式的に描いた図である。
図１の状態を表している図１０（イ）において、上板３は上死点に位置し、据込みシリンダー２２のピストンロッド２４が前進し、高さ調整ブロック２０が据込み金型２１と上板３の間に挿入されている。
図１０（イ）の状態からプレス加工を実施した状態が図２と図１０（ロ）の状態である。
上板３からの加圧力は、高さ調整ブロック２０を介して据込み金型２１にのみ伝わり、棒材１を加圧し、六角レンチの外形の荒仕上げが施される。
次に、上板は上昇し再び図１の状態となる。
この時、回転機構３７により棒材１を６０°回転し、再び図２の状態のように成形することで、順次角度を変えて成形が可能となっている。
また、送り機構３６により棒材１の加工部位を変えることも可能となっている。
【０００９】
次に、図３及び図１０（ハ）に示すように、シリンダー１２のピストンロッド１４が前進し、高さ調整ブロック１０がナタ目金型１１と上板３との間に挿入され、ナタ目金型１１及び据込み金型２０に加圧力が伝達される状態となる。
この状態から上板が下降し加工を行っている状態を図４及び図１０（ニ）に示す。
上板は図２及び図１０（ロ）における荒加工の場合よりも、極く僅かだけ更に下降するように設定される。
サーボ機構プレスを使用している為、上下動作する上板３を下げる位置を細かく制御出来、また、加圧速度も変えることができて、荒加工から仕上げ加工までを金型を交換することなく行うことが可能となっている。
また、突き当てブロック２７は位置決めブロック３１に突き当たるようになっている。
この場合に、先に説明したように位置決めブロック３１からカム部材等を介して加圧力を下型の底部に上昇力として伝達すると加工中心が安定し、熱変動等に対しても高精度な加工が安定して行うことができる。
この時、据込み金型２１にて仕上げ成形が行われる。
また、ナタ目金型１１にも上板３から力の圧力が伝達され、被加工材に対してナタ目つけ加工が行われる。
図３及び図１０（ハ）から図４及び図１０（ニ）の工程も回転機構３７により被加工材の角度を変化させて角度毎の成形を行うことが出来る。
【００１０】
図５は、高さ調整ブロック１０と高さ調整ブロック２０がナタ目金型１１もしくは据込み金型２１の上方の隙間からシリンダー１２及びシリンダー２２が駆動することで後退退避した状態である。
また、位置決めブロック３１も後退退避している。
この状態の位置関係を表した図を図１０（ホ）に示す。
この状態から上板３が下降し、被加工材にナタ目金型１１や据込み金型２１が当接し、ナタ目金型及び据込み金型が上昇退避するが、ナタ目金型が上板に当たると、ナタ目金型に加圧力が加わり、被加工材はこのナタ目金型により切断される。
この上板が下降した状態を図６及び図１０（ヘ）に示す。
なお、このとき据込み金型２１の上面は、上板３との間に僅かに隙間を残しているため、据込み金型２１による被加工材の成形は行われない。
この切断加工はサーボ機構プレスの速度制御により、最も適した速度で行われる。
【００１１】
図６の状態から上板が上昇し、送り機構が動作して被加工材を送り、再び被加工材を引き戻すと切断された先端部分だけが残されて、その先端部分が下型より飛び出し、図７に示す状態となる。
この状態の位置関係を表した図を図１０（ト）に示す。
次に上板３が下降すると、図８及び図１０（チ）の状態となる。
被加工材の下型６より飛び出した部分が曲げパンチ２５により曲げられ、製品２となる。
据込み金型２１はその上面が上板３と接していないため、材料の成形は行っていないが、被加工材を押さえることで、曲げパンチ２５による曲げ加工を可能としている。
図８の状態から上板が上昇した状態を図９に示す。
製品２が下型６上に出来上がっている。
一連の加工が終了し、製品２が払い出され、新しい棒材１（被加工材）が下型６上に送り出された状態を図１０（リ）に示す。
【００１２】
【発明の効果】
本発明におけるプレス機用金型においては、一台のプレス機械で荒加工から仕上げ加工、ナタ目加工、切断、曲げ加工等まで連続して行うことが出来るため、複数の装置で加工を行っていた場合と比較して、材料の搬送の必要がなく、リードタイム短縮の効果があり、装置台数及び装置スペース及び装置間の仕掛り品スペースの削減の効果もあり、製造コストの低減の効果がある。
また、順送型の金型と比較して、複数の加工金型の組み合わせによりフレキシブルに連結して加工を行うことが出来、金型全体の設計コストの低減の効果があり、各金型毎に調整が可能であり、金型の保守に要するコストを低減することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る金型の要部斜視図を示す。
【図２】据込み金型で荒加工している状態を示す。
【図３】上型が上昇した状態を示す。
【図４】据込み金型とナタ目金型で仕上げ加工及びナタ目加工をしている状態を示す。
【図５】据込み金型とナタ目金型の高さ調整ブロックが退避し、位置決めブロックが後退した状態を示す。
【図６】被加工材を切断した状態を示す。
【図７】被加工材を部分的に送り込んだ状態を示す。
【図８】被加工材の曲げ加工の状態を示す。
【図９】六角レンチの加工が終了した状態を示す。
【図１０】本発明に係る金型を用いて六角レンチを成形する場合の工程の流れを示す。
【図１１】加工金型の選択使用の基本構造例を示す。
【符号の説明】
１棒材（被加工材）
２製品
３上板
４下板
５上型
６下型
１０ナタ目金型高さ調整ブロック
１１ナタ目金型
１１ａナタ目刃
１１ｂばね部材
１２ナタ目シリンダー
１３ナタ目金型ガイド部材
１４ピストンロッド
２０据込み金型高さ調整ブロック
２１据込み金型
２１ａナタ目刃
２２据込みシリンダー
２３据込み金型ストッパーピン（ガイド部材）
２３ａばね部材
２４ピストンロッド
２５曲げパンチ
２７突き当てブロック
３１位置決めブロック
３２シリンダー
３３ピストンロッド
３５ブロック
３６送り機構
３７回転機構

Claims

プレス機に装着使用される金型において、プレス機の上部プレートに連結固定される上板を備え、この上板の下部に上下スライド自在に複数の加工金型を備え、上記上板とそれぞれの加工金型との間にその加工金型の上下方向のスライドを規制又は規制解除する高さ調整ブロックを備え、プレス機の下部プレートに取り付けられる下型を備えたことを特徴とするプレス機用金型。
加工工程毎に被加工材を回転又は移送可能に、この被加工材の把持手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のプレス機用金型。
プレス機の下部プレートに連結固定される下板を備え、この下板に下型を備えるとともに、下板に上型のストローク長さを位置決め又は規制解除可能に位置決めブロックを備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のプレス機用金型。