JP2005028427A - プレス装置用多段階式プレス型 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の多段階のプレス加工に伴う問題点を解消し、多段階のプレス加工を一台の装置で型を取り替えずに行うことができるプレス装置用多段階式プレス型を提供すること。
【解決手段】 プレス装置用多段階式プレス型は、前記上型と下型との間に平板部材を挟み、該平板部材に筒状部分を絞り出すように構成されたプレス型において、前記上型及び下型を有し、前記上型及び下型が、各々径の異なる複数の絞り型部材を備え、前記複数の絞り型部材が入れ子状に配置され、径の大きい絞り型部材から径の小さい絞り型部材の順番で多段階に絞り出しを行うように構成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、円筒又は異形深絞り加工技術において用いられるプレス型に関し、特に、この技術分野におけるプレス型を複合化した複合型に関する。

板金の深絞り技術は、現在では基本的に確立されており、基本技術そのものを改良するのは不可能に近い。例えば、１工程でどれだけ縮径できるかは既に、決まっており、これを変更して、良い結果を得ることはできない。

現在、板金の深絞りには、トランスファープレスが多用されている。これは、多工程を同時に行うプレスで、例えば、８工程トランスファープレスで、８工程で完成するものを加工すれば、プレスが１回転すると、８工程の加工が完了し、一つのものが完成する。
ところが、この８工程トランスファープレスで９工程必要なものを加工しようとすると、１工程は別のプレスで行うことになる。このように、１工程のためだけに別のプレスを行うのは、生産効率上好ましくないので、このような場合、９工程必要とされている工程を８工程以下に減らすことが望まれる。
また、トランスファープレスでなく単発プレスでも工程短縮は、生産性の向上に大きく貢献する。
このように、工程短縮は生産性向上への効果が高いため、工程を短縮するための研究は、生産技術者の使命ともいえるが、多工程の絞り加工の工程を減らすことは、先に述べたように１工程でどれだけ縮径できるかが既に決まっているため極めて困難とされていた。
本発明は、プレスラムストローク一回の中で、２工程以上の絞り加工を行うことにより、多工程絞り加工の工程短縮を実現することができるプレス装置用多段階式プレス型を提供することを目的としている。

上記した目的を達成するために本発明に係るプレス装置用多段階式プレス型は、前記上型と下型との間に平板の素材を挟み、該平板部材に筒状部分を絞り出すように構成されたプレス型において、前記上型及び下型を有し、前記上型及び下型が、各々径の異なる複数の絞り型部材を備え、前記複数の絞り型部材が入れ子状に配置され、径の大きい絞り型部材から径の小さい絞り型部材の順番で多段階に絞り出しを行うように構成したことを特徴とする。

本発明に係るプレス装置用多段階式プレス型は、前記上型と下型との間に平板の素材を挟み、該平板部材に筒状部分を絞り出すように構成されたプレス型において、前記上型及び下型を有し、前記上型及び下型が、各々径の異なる複数の絞り型部材を備え、前記複数の絞り型部材が入れ子状に配置され、径の大きい絞り型部材から径の小さい絞り型部材の順番で多段階に絞り出しを行うように構成されているので、多段階のプレス加工を一台の装置で型を取り替えずに行うことができるようになるという効果を奏する。また、多段階の絞り加工をプレス装置自体の構成に頼ることなく、プレス型のみで実現しているので、既存のプレス装置を用いて、簡単に多段階プレス加工ができるようになるという効果を奏する。

以下、添付図面に示した一実施例を参照して本発明に係るプレス装置用多段階式プレス型の実施の形態について説明する。

図１は、本発明に係るプレス装置用多段階式プレス型の上型１及び下型２０を示している。

始めに上型１の構成について説明する。
符号２は、上型１の一部を構成する上部材を示している。この上部材２の下面に径の異なる二つの円筒状の型部材３及び４が配置されており、これらの部材２，３及び４は、一体的に固定されている。
径の大きい型部材３と径の小さい型部材４との間には、円筒状の型部材５が、その軸線方向に摺動可能に配置されている。径の小さい型部材４の内側には円柱状の部材６がその軸線方向に摺動可能に配置されている。
前記型部材５の上方には、型部材３の内面、型部材４の外面及び上部材２の下面で囲まれた油圧室７が形成され、該油圧室７は、上部材２の内部に形成された通路８を介して、外部の油圧装置（図示せず）に繋がっている。
部材６の上方には、型部材４の内面と上部材２の下面とで囲まれた油圧室９が形成され、この油圧室９は、上部材２の内部に形成された通路１０を介して外部の油圧装置（図示せず）に繋がっている。）
また、型部材３は、その内部に複数の油圧室１１が円周上に３個から８個形成されており、この油圧室１１の内部には円筒状のピストン１２が摺動可能に設けられている。前記ピストン１２には、円筒状の支持部材１３が固定され、この支持部材１３は、円板状のはね出し板１４に固定されている。前記油圧室１１は、上部材２の内部に形成された通路１５を介して外部の油圧装置（図示せず）に繋がっている。

次に、下型２０の構成について説明する。
符号２１は、下型２０の一部を構成する下部材を示している。この下部材２１の上面には、円筒状の部材２２が一体的に固定されており、また、この円筒状部材２２の内側には円柱状の部材２３が設けられている。この円柱状部材２３は、下部材２１の上面に一体的に固定されている。
前記円筒状部材２２と円柱状部材２３との間には、断面凸型の円筒状部材２４が、その軸線方向に摺動可能に設けられている。前記凸型円筒状部材２４の突起部２４ａと、前記筒状部材２２との間には円筒状部材２５が、その軸線方向に摺動可能に配置されている。
上記したように構成された下型２０において、凸型円筒状部材２４における基部２４ｂの下方には、円筒状部材２２の内面、円柱状部材２３の外面及び下部材２１の上面で囲まれた油圧室２６が形成されており、この油圧室２６は、下部材２１の内部に形成された通路２７を介して外部の油圧装置（図示せず）に繋がっている。
また、前記筒状部材２５の下方には、凸型円筒状部材２４の外面と筒状部材２２の内面とで囲まれた油圧室２８が形成されており、この油圧室２６は、筒状部材２２の内部に形成された通路２９を介して外部の油圧装置（図示せず）に繋がっている。

次に、上記したように構成された上型１及び下型２０の作用について説明していく。
上記した説明で用いた図１は、上型１及び下型２０の初期状態を示している。
初期状態において、上型１は、部材２、３及び４は最上位置にあり、部材５、６及び１４は最下位置にあり、油圧室７、９及び１１の容積は最も大きい状態となり、内部に油が満たされている。そして、この状態において、部材１４の下面と部材５の下面とが面一となり、また、部材４の下面と部材６の下面とが面一になる。
初期状態において、下型２０は、部材２４及び２５が共に最上位置にあり、油圧室２６及び２８の容積は最も大きい状態となり、内部に油が満たされている。そして、この状態において、部材２２の上面、部材２５の上面、部材２４の上面及び部材２３の上面が面一になる。
この状態で、部材２２、２５、２４及び２３の上面により構成される処理面に素材３０を載せてプレス加工を開始する。

上型１の油圧室７及び９の通路８及び１０を閉弁し、油圧室１１の通路１５を開弁し、さらに、下型２０の油圧室２６の通路２７を閉弁し、油圧室２８の通路２９を開弁した状態で、上型１を下方に下げると、始めに部材１４及び５の下面が素材３０の上面に当接する。そして、そこから、さらに上型１を下方に押し下げると、上型１は、その部材２、３、４、５及び６が一体的に部材１３に対して摺動し、下型２０における部材２５を押し下げながら下方に移動する（図２参照）。
そして、その際に、上型１の部材５の外縁と、下型２０の部材２２の内縁とにより素材３０を打ち抜くと共に、上型１の部材５と下型２０の部材２３及び２４とが、絞り部材として作用して、素材３０を、上型１の部材４及び６の位置まで絞り出す。
次いで、上型１の油圧室７、９及び１１の全ての通路８、９及び１５を開弁状態とし、下型２の油圧室２６の通路２７を開弁状態とした後、上型１をさらに下方に押し下げる。
これにより、始めは、上型１の部材２、３及び４が、下型２０の部材２４を押し下げながら下方に下がると共に、下型２０の部材２３により上型１の部材６が押し上げられ、これに伴い、上型１の油圧室７及び９と、下型２０の油圧室２６が圧縮される（図３参照）。
そして、図３に示すように、上型１の部材４の下面が部材５の下面と面一になるまで押し下げられた後、さらに、上型１を下方へ押し下げると、部材２、３、５及び４が、下型２０の部材２５及び２４を下方に押し下げながら下方に下がり、同時に、下型２０の部材２３により、上型１の部材６が上方に押し上げられる（図４参照）。
そして、上記した図３及び４の処理の間に、上型１の部材４と下型の部材２３とが絞り部材として作用して、素材３０は、さらに絞り出され、必要とする筒状部分が成形される。
図５は、上型１を上方に引き上げて、加工後の製品３０を取り出す工程を示す図である。

以上説明したように、本実施例に係るプレス装置用多段階プレス型によれば、従来、二種類のプレス型を用いて、二台のプレス装置で、又は一台のプレス装置でプレス型を交換して行っていた加工を一台のプレス装置で行うことができるので、プレス装置を複数台用いる必要がなく、また、処理の途中でプレス装置を交換したり、プレス装置のプレス型を交換する等の作業が必要なくなる。
また、上記したように、本実施例に係るプレス型は、多段階の絞り加工をプレス装置自体の構成に頼ることなく、プレス型のみで実現しているので、既存のプレス装置を用いて、簡単に多段階プレス加工ができるようになるという効果を奏する。
上記した実施例では、２段階に絞り込むプレス型を例に挙げて説明しているが、これは本実施例に限定されることなく、絞り部材として機能する径の異なる部材を、増やすことにより、３段階、４段階の任意の段階数まで増やすことができるのは勿論である。

次に、上記したプレス装置用多段階プレス型を制御する油圧装置について簡単に説明する。ここで使用する油圧装置は、油圧ポンプを使用する油圧機械ではなく、液体と気体とを組み合わせたばね装置である。図６にその一例の概略を示す。
図中符号４０はアキュムレータである。このアキュムレータ４０は、ガスの圧縮圧力により油圧を発生させて、その油圧を制御して目的の動作を行うための圧力源である。油圧は、プレス型の油路８，１０，１５，２７及び２９から油圧室７，９，２６及び２８へ作用するように構成されているが、この圧力は、最小でも加工の完了時の状態（図４参照）から、加工品３０を抜き去りプレス型を図５に示す状態にできることができる力を発生し得る圧力とする。圧力は１０気圧以下で良いと思われるので、アキュムレータの出力油圧は大きなものでなくてもよい。
油圧室７及び２６は、加工力が直接作用するので加工中は高圧になる。具体的には、１００気圧から３００気圧程度の圧力であり得るので、油圧室７及び２６には、この加工中の圧力に耐え得る耐圧構造が採用される。
図２は加工途中で、油圧室７及び２６の圧力を抜く位置を示したもので、プレスの加工ストロークの中間にあり、ラム速度が早い。このようにラム速度が速い状態で、高圧になっている油圧室の圧力を抜くためのバルブ４１は、特殊なバルブであり、このバルブ４１は、バルブ開閉機構４４により、機械的にラムと連動したタイミングで開かれる。
また、油圧室２８は、シワ押え圧用のもので、加工時の圧力を調整できなければならない。そのため、チェック弁４３と圧力調整弁４２が必要になる。
以上、油圧装置の一例について説明したが、このような油圧装置には、様々な構造が考えられる。例えば、上記実施例では、油圧源としてアキュムレータを利用しているが、油圧ポンプや、工場内のエアーコンプレッサーラインの圧力を活用する等、油圧源は状況に応じて選択することが可能である。

図７及び図８は、本発明にかかる多段階式プレス型の別の実施例を示している。
上記した実施例で説明した多段階式プレス型は、第１絞り及び第２絞りを複合して１工程で行うプレス型であったが、図７及び図８に示すプレス型は、上記実施例で加工したものの第３絞り及び第４絞りを複合して１工程で行うプレス型である。
図７は、第３絞り後の状態を、図８は第４絞り後の状態を示している。
このように、従来４工程で加工が完了するものが、本発明に係るプレス型を用いることにより、複合２工程で完了することが可能になる。

本発明に係る多段階式プレス型の構成を示す概略断面図である。 本発明に係る多段階式プレス型の作用を示す図である。 本発明に係る多段階式プレス型の作用を示す図である。 本発明に係る多段階式プレス型の作用を示す図である。 本発明に係る多段階式プレス型の作用を示す図である。 油圧装置の一例を示す概略図である。 本発明に係る多段階式プレス型の別の実施例の作用を示す図である。 本発明に係る多段階式プレス型の別の実施例の作用を示す図である。

符号の説明

１ 上型
２ 上部材
３ 型部材
４ 型部材
５ 型部材
６ 型部材
７ 油圧室
８ 通路
９ 油圧室
１０ 通路
１１ 油圧室
１２ ピストン
１３ 支持部材
１４ はね出し板
１５ 通路
２０ 下型
２１ 下部材
２２ 型部材
２３ 型部材
２４ 型部材
２５ 型部材
２６ 油圧室
２７ 通路
２８ 油圧室
２９ 通路
３０ 素材（製品）

Claims (2)

1. 前記上型と下型との間に平板の素材を挟み、該平板部材に筒状部分を絞り出すように構成されたプレス型において、
   前記上型及び下型を有し、
   前記上型及び下型が、各々径の異なる複数の絞り型部材を備え、
   前記複数の絞り型部材が入れ子状に配置され、
   径の大きい絞り型部材から径の小さい絞り型部材の順番で多段階に絞り出しを行うように構成した
   ことを特徴とする
   プレス装置用多段階式プレス型。
2. 前記各絞り型部材が油圧により制御される
   ことを特徴とする請求項１に記載のプレス装置用多段階式プレス型。
   
   

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