JP2004291066A - Incremental forming method and tool therefor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレス金型を使用しないで金属材料を成形する逐次成形加工方法及び工具に関する。
【0002】
【従来の技術】
棒状の工具を金属板素材の表面に当接しつつ、成形すべき製品の形状に対応して、等高線に沿って逐次成形を加える逐次成形加工手段は、下記の特許文献1に開示されている。
【0003】
【特許文献1】
特開2002−1444号公報(欧州特許出願公開第1147832A2号)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
図4において、全体を符号100で示す逐次成形加工装置は、X−Y平面状に配置される成形加工素材である金属板のワーク10を載置するテーブル110と、ワークの周縁をテーブル110にクランプするワーククランプ120を備える。ワーク10は、その周辺をテーブル110とワーククランプ120の間で把持され、固定される。テーブル110は上下動する。テーブル10の中央部に成形部20に対応する金型がある。この金型は垂直方向に移動しない。
【0005】
逐次成形加工工具150は、図示しないスピンドル等に装着され、ワーク10に対してX−Y平面に沿って相対移動可能であり、Z軸方向にも移動可能である。
逐次成形加工は、ワーク10に対して逐次成形加工工具150を当接させて、成形部20の形状に沿ってX−Y平面上を水平方向に相対移動させつつ、成形部20の等高線に沿って逐次成形加工工具150及び、テーブル110をX軸方向に移動させて逐次成形加工を行う。逐次成形加工工具150は垂直方向(Z軸方向)に沿っている。
【0006】
逐次成形加工条件は、ワーク10の材質により変化する。
例えば、ワーク10がアルミ合金の板材であるときには、工具150とワーク10の間の送り速度は、最大で毎分30000mm程度であり、等高線のピッチは、0.5mm程度である。
加工中は、工具150の先端は、常にワーク10に接触している。
【0007】
図5は、逐次成形加工工程の詳細を示す説明図である。
加工素材(ワーク)10は、逐次成形加工工具150が加工部20の形状に対応して、等高線の位置に向けて、ピッチP1方向に下降して、等高線に沿って移動する。工具150が一周して戻るとこれをくり返し、加工部20を上方縁20aから下方縁20bに向かって逐次成形加工を施す。
逐次成形加工工具20の先端部は、円弧状に成形されている。工具20は軸線まわりに固定されているか、または、自由回転するようにスピンドルに対して保持されている。
【0008】
ワーク10は、鋼材やアルミ材等の板材が用いられるので、逐次成形加工の進行に伴なって、加工部20に対して逐次成形加工工具の反対側に突起(膨れ)20cが自然発生する。
この突部20cの発生のメカニズムは、金属材であるワークに塑性加工を施す際のスプリングバックに起因するものである。
この突起20cの高さ寸法は、逐次成形加工の進行に伴ない増大する。突起20cが大きくなると、逐次成形加工の中断を余儀なくされる。
本発明はこの突起の発生を防止する逐次成形加工方法を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の逐次成形加工方法は、加工工具の本体と実質的に同一平面の押圧する部材で、ワークを押圧しつつ加工を施すものである。また、加工工具は、逐次成形加工装置のスピンドルに装着されるシャンク部と、シャンク部に連続する工具本体部と、ワークに接する先端部と、本体部に取付けられる突起押え装置を押え、突起押え装置は工具本体部に回転自在に取付けられるハウジングと、ハウジングに固着される突起押え部材を備える。
【0010】
そして、突起押え装置の突起押え部材は、ほぼ扇形の平面形状を有し、突起押え部材の下面は、工具の先端部とほぼ同一平面に配設される。
また、突起押え装置のハウジングは、工具本体部に対してラジアルベアリングとスラストベアリングを介して取付けられるものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の逐次成形加工工具を示す。
全体を符号300で示す逐次成形加工工具は、逐次成形加工装置のスピンドルに装着されるシャンク部310を有し、シャンク部310の下端近傍にねじ部312が設けられる。
【0012】
このねじ部312を利用して逐次成形加工工具本体部314に対して、突起押え装置のハウジング360がナット部材330により固着される。
ハウジング360内部には、ラジアルベアリング350が設けてあり、工具本体部314に対して回転自在に取付けられる。
【0013】
ナット部材330と工具300の先端側の大径のストッパ部材340の間には、スラストベアリング352が配置してあり、ハウジング360に対する軸線方向の推力に対して対抗する構造となっている。
ハウジング360に対して、ボルト362により突起押え部材370が取付けられる。突起押え部材370は、平面形状が例えば扇形状を有し、下面372は平坦面の押え面を形成する。
【0014】
逐次成形加工工具300の先端部は、ストッパ部材314を支持する段部を有し、本体部314より径寸法が大なる寸法を有し、先端部は円弧状の加工先端部320を形成する。これはワーク10に接する。
加工先端部320の先端部と突起押え部材370の下面372は、ほぼ同一の平面上にある。棒状部材を加工して、シャンク310、ストッパ314、加工先端部320を設けている。
突起押え部材370の幅L1は押え部材370がない場合に生ずるであろう突起20cの幅よりも大きい。押え部材370は、この突起20cが生じないように突起20cの部分を押えるものである。工具300の移動方向の先端の押え部材は斜面に面取りしている。突起押え部材370の前端部373から後端部374までの円弧状の距離は、突起20cが発生するであろう範囲であり、約120℃程度である。
【0015】
図2は、本発明の逐次成形加工工具の作用を示す説明図である。
逐次成形加工工具300は、矢印F1方向に送られ、その先端部320がワーク10に対して押圧され、加工部20を逐次成形加工を施す。
逐次成形加工工具300の加工部20の反対側に存在する突起押え部材370の下端の押え面372は、ワーク10の上面に接している。
【0016】
この状態で工具300が矢印F1方向に送られると、ワーク10の上面と突起押え部材370の押え面372の間の摩擦によって、突起押え部材370は工具本体に対して矢印R1方向の回動力を受ける。
この回動によって、突起押え部材370の端部374は、逐次成形加工の加工部20に突き当たり、回動が規制される。
【0017】
この作用により、突起押え部材370の回動は停止し、その位置に保持される。
この状態を保ちつつ、逐次成形加工は進行する。
突起押え部材370の下面の押え面372は、常時ワーク10の上面を押圧するので、逐次成形加工に伴なう突起の発生は防止される。
【0018】
図3は、本発明の逐次成形加工工具300の他の使用例を示す。
この使用例は、逐次成形加工の加工部20が曲面を形成する場合を示す。
本発明の逐次成形加工工具300は、前述した機能を有するので、逐次成形加工工具300が矢印F1方向に送られて、逐次成形加工を加工部20に施す際に、突部押え部材370はワーク10の上面に押圧されて摩擦力を受けて矢印R1方向に回動する。
【0019】
この回動は、突起押え部材370の後端部374が加工部20に当接する位置で規制されて曲面を通過する。
すなわち、本発明の逐次成形加工工具によれば、平面形状が曲面を有する加工部に対しても突起を発生させることなく、必要な逐次成形加工を施すことができる。
上記実施例は図2に示すように、図の左側に成形部20があり、右側に突起押え部材370があるが、突起押え部材370は回転し、後端部374が成形部20に接して位置が定まるので、成形部20が右側にあってもよい。成形部20が右側にあるときは前端部373が後端となる。
また、上記実施例ではワーク10の周辺部をクランプしていたので、突起20cが生じやすいが、〔特許文献1〕のように、中央部を固定しているものにも利用できる
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の逐次成形加工装置の逐次成形加工工具を示す説明図。(a)は平面図、(b)は(a)の底面図。
【図2】本発明の逐次成形加工装置の加工工程を示す説明図。(a)は平面図、(b)は(a)を走行方向から見た図。
【図3】本発明の逐次成形加工装置の加工工具を示す説明図。
【図4】従来の逐次成形加工の説明図。
【図5】従来の逐次成形加工により発生する歪の説明図。
【符号の説明】
10 ワーク素材
20 成形部
100 逐次成形加工装置
110 テーブル
120 ワーククランプ
150 逐次成形加工工具
300 本発明の逐次成形加工工具
310 シャンク部
314 本体
360 ハウジング
370 突起押え部材
372 突起押え面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sequential forming method and a tool for forming a metal material without using a press die.
[0002]
[Prior art]
Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2004-228707 discloses a sequential forming means for sequentially forming along a contour line in correspondence with the shape of a product to be formed while a rod-shaped tool is in contact with the surface of a metal plate material.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2002-1444 (European Patent Application Publication No. 1147832A2)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In FIG. 4, a sequential forming apparatus denoted by reference numeral 100 as a whole includes a table 110 on which a
[0005]
The sequential forming
In the sequential forming process, the sequential forming
[0006]
The sequential forming process condition varies depending on the material of the
For example, when the
During machining, the tip of the
[0007]
FIG. 5 is an explanatory view showing details of the sequential forming process.
The processing material (workpiece) 10 moves along the contour line, with the sequential forming
The tip of the sequential forming
[0008]
Since the
The generation mechanism of the
The height of the
The present invention provides a sequential molding method that prevents the occurrence of such protrusions.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The sequential forming method of the present invention is a member that presses substantially the same plane as the main body of the processing tool, and performs processing while pressing the workpiece. The processing tool also includes a shank portion mounted on the spindle of the sequential forming apparatus, a tool main body portion continuous with the shank portion, a tip portion in contact with the workpiece, and a protrusion pressing device attached to the main body portion. The apparatus includes a housing that is rotatably attached to the tool body, and a protrusion pressing member that is fixed to the housing.
[0010]
The protrusion pressing member of the protrusion pressing device has a substantially fan-shaped planar shape, and the lower surface of the protrusion pressing member is disposed in substantially the same plane as the tip of the tool.
Further, the housing of the protrusion pressing device is attached to the tool body through a radial bearing and a thrust bearing.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a sequential forming tool of the present invention.
The sequential forming tool denoted as a whole by
[0012]
The
A radial bearing 350 is provided inside the
[0013]
A thrust bearing 352 is disposed between the
A
[0014]
The tip portion of the sequential forming
The front end portion of the processing
Width L 1 of the projecting
[0015]
FIG. 2 is an explanatory view showing the operation of the sequential forming tool of the present invention.
A
[0016]
When the
By this rotation, the
[0017]
By this action, the rotation of the
While maintaining this state, the sequential molding process proceeds.
Since the
[0018]
FIG. 3 shows another example of use of the sequential forming
This usage example shows a case where the
[0019]
This rotation is regulated at a position where the
That is, according to the sequential forming tool of the present invention, a necessary sequential forming process can be performed without generating protrusions even on a processed part having a curved plane shape.
In the above embodiment, as shown in FIG. 2, the
Further, in the above embodiment, the peripheral portion of the
FIG. 1 is an explanatory view showing a sequential forming tool of a sequential forming apparatus according to the present invention. (A) is a top view, (b) is a bottom view of (a).
FIG. 2 is an explanatory view showing a processing step of the sequential forming apparatus of the present invention. (A) is a top view, (b) is the figure which looked at (a) from the running direction.
FIG. 3 is an explanatory view showing a processing tool of the sequential forming apparatus of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional sequential forming process.
FIG. 5 is an explanatory diagram of distortion generated by a conventional sequential forming process.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記工具本体と共に移動し、前記工具本体の先端と実質的に同一平面の押圧する部材で前記ワークを押圧すること、を特徴とする逐次成形加工方法。In the sequential molding method of moving along the contour line to be molded while pressing the workpiece with the tool body,
A sequential forming method characterized by moving together with the tool body and pressing the workpiece with a pressing member that is substantially flush with the tip of the tool body.
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JP2009166123A (en) * | 2007-12-20 | 2009-07-30 | Aisin Seiki Co Ltd | Sequential formation method and sequential formation apparatus |
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JP2016055315A (en) * | 2014-09-09 | 2016-04-21 | トヨタ自動車株式会社 | Incremental forming apparatus |
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