JP2005262316A - Method and apparatus of press forming - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プレス加工方法及びプレス加工装置に関し、特に、ローラで被成形部材の同一部分を複数回プレス加工して被成形材に複雑形状又は大きな変形を施すプレス加工方法及びプレス加工装置に関する。 The present invention relates to a press working method and a press working apparatus, and more particularly, to a press working method and a press working apparatus that press a same portion of a member to be molded a plurality of times with a roller to cause a complicated shape or a large deformation to the material to be molded.
一般に、被成形材に複雑形状又は大きな変形を施すためには、被成形材の同一部分をローラで複数回プレス加工することが必要である。そのため、従来では、被成形材を一対のローラ間を往復させる方法が提案されていた。しかしながら、この方法では、この往復動では加工速度を上げることができず、生産性を向上させることができないという問題があった。そこで、このような問題を解決すべく、被成形材を一方向に移動させ、被成形材の一部分を上流側の一対のローラで成形させた後に同じ部分を下流側の一対のローラで成形させることにより、被成形材に複雑形状又は大きな変形を施す方法が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 Generally, in order to give a complicated shape or a large deformation to a material to be molded, it is necessary to press the same portion of the material to be molded a plurality of times with a roller. Therefore, conventionally, a method of reciprocating a material to be molded between a pair of rollers has been proposed. However, this method has a problem that the reciprocating motion cannot increase the machining speed and cannot improve the productivity. Therefore, in order to solve such a problem, the molding material is moved in one direction, a part of the molding material is molded by a pair of upstream rollers, and then the same part is molded by a pair of downstream rollers. Thus, a method of applying a complicated shape or a large deformation to the material to be molded has been proposed (for example, see Patent Document 1).
この方法では、確かに複数の対のローラで被成形材を成形することによって生産性が向上するという利点がある。ところが、被成形材が各ローラで成形される時に不規則に被成形材の長手方向に伸びる又は縮んでしまうため、例えば、図4に示すように、上流側のローラ2の成形部22、25で形成した被成形材4の変形部41は、下流側ローラ3の成形部32、35よりも移動が遅く、被成形材4の変形部41と下流側ローラ3の成形部32、35を整合させることができず、正確に加工することができないという問題点があった。
This method has an advantage that productivity is improved by molding a material to be molded with a plurality of pairs of rollers. However, since the material to be formed is irregularly extended or contracted in the longitudinal direction of the material to be formed by each roller, for example, as shown in FIG. 4, the forming
上記問題点に鑑み、本発明の目的は、被成形材に複雑形状又は大きな変形部分を正確に形成するプレス加工方法を提供することである。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a pressing method for accurately forming a complicated shape or a large deformed portion on a material to be molded.
本発明の請求項1に係るプレス加工方法によれば、第1群の複数のローラ及び第2群の複数のローラを備え、かつ第1群の複数のローラの各ローラと第2群の複数のローラの各ローラが被成形材の長手方向に交互に配置されているプレス加工装置を用い、長手方向に移動する被成形材と同じ速度で第1群の複数のローラ及び第2群の複数のローラを回転させることにより、第1群の複数のローラの成形部分及び第2群の複数のローラの成形部分で被成形材に変形部分をそれぞれ形成する第1段階と、第1群の複数のローラ及び第2群の複数のローラの各々について、ローラと同じ群の直上流のローラによって形成された被成形材の変形部分の位置を検出し、検出した変形部分の位置情報に基づいて、各ローラの成形部分と被成形材の変形部分を整合させるために必要な各ローラの修正回転速度の各々を計算し、各ローラの直上流の群が異なるローラによって形成された変形部分に各ローラを接触させずに修正回転速度で各ローラを回転させる第2段階と、長手方向に移動する被成形材と同じ速度で第1群の複数のローラ及び第2群の複数のローラを回転させることにより、第1群の複数のローラの成形部分及び第2群の複数のローラの成形部分で被成形材の変形部分にさらに変形を加える第3段階と、第2段階と第3段階を繰り返す第4段階とを備えることにより、第一群の複数のローラによって形成される変形部分と、第二群の複数のローラによって形成される変形部分とを交互に被成形材上に形成する。このように、各ローラで成形する前に各ローラの成形部分と被成形材の変形部分を整合させるように、各ローラの回転を調節することにより、被成形材に複雑形状又は大きな変形部分を正確に形成することができる。
According to the press working method according to
また、請求項2に係るプレス加工方法によれば、ローラの表面は、被成形材に面する時に被成形材に変形を施す成形部分と被成形材に面する時にも被成形材に接触しない非成形部分とで構成されている。これにより、プレス加工の第2段階においてローラを被成形材に接触させずに空送りさせる態様と、第3段階においてローラで被成形材に変形を施す態様の切換えは、第2段階でローラの非成形部分に面し第3段階でローラの成形部分に面するように、ローラを回転させるだけで実現されるという利点がある。
According to the press working method according to
また、請求項3に係るプレス加工装置によれば、被成形材に変形部分を形成する少なくとも1つの予備成形ローラと、予備成形ローラによって形成された被成形材の変形部分にさらに変形を加えうる成形部分と、被成形材との間に隙間を有する非成形部分とを有している、仕上成形ローラと、少なくとも1つの予備成形ローラの中の最も下流の予備成形ローラと、仕上成形ローラとの間において、被成形材の変形部分と係合しかつ仕上成形ローラの成形部分と整合する、凹部を有する、送りローラとを備えている。このように、予備成形ローラによって形成された被成形材の変形部分は、送りローラの凹部に係合し、確実に仕上成形ローラの成形部分と整合するので、被成形材に複雑形状又は大きな変形部分を正確に形成することができる。
According to the press working apparatus according to
また、請求項4に係るプレス加工装置によれば、送りローラは、被成形材が送りローラ上で湾曲するように、予備成形ローラ及び仕上成形ローラに対して偏倚して位置決めされている。このように、被成形材が送りローラ上で湾曲していると、被成形材の変形部分が送りローラの凹部に確実に係合するので、より一層正確に被成形材に変形部分を形成することができる。 According to the press working apparatus of the fourth aspect, the feed roller is offset and positioned with respect to the preforming roller and the finish molding roller so that the material to be molded is curved on the feed roller. As described above, when the material to be molded is curved on the feed roller, the deformed portion of the material to be molded is surely engaged with the recess of the feed roller, so that the deformed portion is formed on the material to be molded more accurately. be able to.
また、請求項5に係るプレス加工装置によれば、被成形材に変形部分を形成する成形部分と、被成形材との間に隙間を有する非成形部分とを有している、少なくとも1つの予備成形ローラと、予備成形ローラで形成された被成形材の変形部分にさらに変形を加えうる成形部分を有している、仕上成形ローラとを備えている。このように、予備成形ローラにおいて、成形部分のみが被成形材に接触することにより、被成形材は、長手方向に伸縮しないので、被成形材の変形部分が確実に各ローラの成形部分に整合され、被成形材に複雑形状又は大きな変形部分を正確に形成することができる。
According to the press working apparatus according to
以下、本発明の実施例について添付図面を参照しつつ詳細に説明する。最初に本発明の第一実施例について説明する。最初に本発明のプレス加工装置1の概略構成について説明する。図1は本発明のローラ加工方法の第1工程を示す図である。図1に示すように、本発明のプレス加工方法で用いるプレス加工装置1は、被成形材4の第1領域5をプレス成形する第1群の複数のローラ2と、被成形材4の第2領域6をプレス成形する第2群の複数のローラ3とで構成されている。なお、図1には、第一群の複数のローラ2及び第2群の複数のローラ3の中の一つずつのみが示されているが、第1群の複数のローラ2の各ローラと第2群の複数のローラ3の各ローラは被成形材4の長手方向に交互に配置されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, a first embodiment of the present invention will be described. First, a schematic configuration of the
次に、ローラ2、3について説明する。ローラ2は、互いに対向する凸ローラ部21及び凹ローラ部24で主に構成されている。凸ローラ部21は、凸状成形部22と非成形部23と回転軸(図示しない)で構成されており、凹ローラ部24は、凹状成形部25と非成形部26と回転軸(図示しない)で構成されている。ローラ部21、24の回転軸は、それぞれモータなどの駆動源(図示しない)に接続されている。
Next, the
このような構成により、ローラ2の回転時において、ローラ2の凸状成形部22と凹状成形部25が被成形材4に面する時にはローラ2が被成形材4に変形を施し、ローラ2の非成形部23と非成形部26が被成形材4に面する時にローラ2が被成形材4には接触せず、いわゆる空送りをする。このように、空送りすることができる構成であるので、この空送り時において、次の被成形材4の成形時に備えてローラ2の回転軸の回転速度を調節することができる。
With this configuration, when the
さらに、ローラ2とローラ3の間のそれぞれにおいて、ローラ2で変形を施した後の被成形材4の変形部分42の位置を検出する検出器(図示せず)が配置されている。なお、この検出器は、例えばレーザ干渉計などの非接触式でも、例えばマグネットスケールなどの接触式でもよい。これにより、ローラ2で被成形材4に変形を施した後にこの変形部分42の位置を検出し、ローラ2の成形部22、25を被成形材4の変形部分42に整合させることができる。
Further, a detector (not shown) for detecting the position of the
すなわち、各検出器はコンピュータ(図示せず)を介してローラ2のローラ部21、24の回転軸それぞれに連結されている。これにより、各検出器で検出した位置情報がコンピュータに送られ、コンピュータにおいてこの位置情報に基づいて、ローラ2の凸状成形部22及び凹状成形部25と被成形材4の変形部分42を整合させるのに必要な修正回転速度を計算し、コンピュータは、計算された修正回転速度でローラ2のローラ部21、24の回転軸を回転させるように指令信号を送りうる。なお、ローラ3はローラ2と同じ構成であるので、ローラ3の説明を省略する。
That is, each detector is connected to the respective rotation shafts of the
次に本発明のローラ加工方法の作用について説明する。ここでもローラ2を例に取って説明し、同様に操作するローラ3の説明を省略する。第1群の複数のローラ2の各ローラと第2群の複数のローラ3の各ローラが被成形材の長手方向に交互に配置されている状態で、直線状の帯状被成形材4が配置されている。最初に、第1段階では、図1に示すように、ローラ2では、被成形材4の移動速度と等しい回転速度(通常回転速度と呼ぶ)でローラ2を回転させて被成形材4に変形部分42を形成する。同時に、ローラ3では、被成形材4の移動速度と等しい回転速度(同様に通常回転速度と呼ぶ)でローラ3を回転させて被成形材4に変形部分43を形成する。
Next, the operation of the roller machining method of the present invention will be described. Here, the description will be given by taking the
次に、第2段階において、第1群のローラ2及び第2群のローラ3を示す図2に示すように、各ローラ2について、同じ群の直上流のローラ2で施された変形部分42にさらに変形を加える時に、ローラ2の成形部分22、25と被成形材4の変形部分42を整合させるべくローラ2の回転を調節するための準備をする。詳細には、各ローラ2は、直上流の異なる群のローラ3によって形成された変形部分43を空送りしている間、同じ群の直上流のローラ2によって形成された変形部分42の位置を検出器で検出し、検出した位置情報に基づいて、各ローラ2の修正回転速度を計算し、各ローラ2を修正回転速度で回転させてローラ2の成形部分22、25と被成形材4の変形部分42を整合させる。例えば、そのままローラ2の通常回転速度で回転させていれば被成形材4の変形部分42が早く到達してしまうような場合には、ローラ2の修正回転速度は通常の回転速度よりも速く、ローラ2の通常回転速度で回転させていれば被成形材4の変形部分42が遅く到達してしまうような場合には、ローラ2の修正回転速度は通常の回転速度よりも遅い。
Next, in the second stage, as shown in FIG. 2 showing the first group of
次に、第3段階において、図3に示すように、ローラ2では、通常回転速度でローラ2を回転させて被成形材4の変形部分42をさらに変形を加え、同時に、ローラ3では、通常回転速度でローラ3を回転させて被成形材4の変形部分43をさらに変形させる。
Next, in the third stage, as shown in FIG. 3, in the
次に、第4段階では、第2段階と第3段階を繰り返し、被成形材4に変形部分42と変形部分43が交互に形成することができる。その後、例えば切断工程で、被成形材4を横断方向に切断するなどして所望の製品を得ることができる。
Next, in the fourth stage, the second stage and the third stage are repeated, and the
このように、本発明によれば、被成形材の同一変形部分を繰り返し成形する際、各成形の度に前もって、各ローラの成形部分と被成形材の各変形部分を整合させるべく各ローラの回転を調節するので、被成形材に複雑形状の又は大きな変形部分を正確に形成することができるという利点がある。 As described above, according to the present invention, when the same deformed portion of the material to be molded is repeatedly formed, in order to align the formed portion of each roller and the deformed portion of the material to be formed in advance for each forming, Since the rotation is adjusted, there is an advantage that a complicated shape or a large deformed portion can be accurately formed on the molding material.
上記の説明では、ローラ2とローラ3は同じ構成であるとしたが、ローラ2とローラ3が異なる構成で被成形材に2種類の変形部分を形成してもよい。
In the above description, the
次に本発明の第二実施例について図4を参照しつつ説明する。図4は本発明の第二実施例のプレス加工装置100を示している。本実施例のプレス加工装置100は、上流から、予備成形ローラ101と、送りローラ111と、仕上成形ローラ121とで概ね構成されている。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a press working apparatus 100 according to the second embodiment of the present invention. The press working apparatus 100 of the present embodiment is generally composed of a pre-forming roller 101, a feed roller 111, and a finish forming roller 121 from upstream.
予備成形ローラ101は、凹ローラ部102と、凸ローラ部103とで構成されており、これらローラ部102、103は、同期して回転し、被成形材4に最初に変形部分41を形成する。
The preforming roller 101 includes a concave roller portion 102 and a convex roller portion 103, and these roller portions 102 and 103 rotate synchronously to form a
仕上成形ローラ121は、凹ローラ部122と、凸ローラ部123とで構成されている。凹ローラ部122は、被成形材4に変形部分41を形成する凹状の成形部分124と、被成形材4との間に隙間を有する非成形部分125とを有している。同様に、凸ローラ部123は、被成形材4に変形部分41を形成する凸状の成形部分126と、被成形材4との間に隙間を有する非成形部分127とを有している。これらローラ部122、123は、同期して回転し、予備成形ローラ101によって既に形成された被成形材4の変形部分41にさらに変形を加える。
The finish forming roller 121 includes a concave roller portion 122 and a convex roller portion 123. The concave roller portion 122 includes a concave molding portion 124 that forms the
送りローラ111は、仕上成形ローラ121で被成形材4に変形部分41を正確に形成すべく、仕上成形ローラ121の間において配置されている。送りローラ111は、被成形材4の変形部分41と係合しうる凹部112を有している。また、この凹部112が、仕上成形ローラ121の凸ローラ部123の成形部分126と整合するように、送りローラ111の回転と仕上成形ローラ121の回転は、図示しない機構で調整されている。それゆえ、被成形材4の変形部分41は、送りローラ111の凹部112に係合すると、仕上成形ローラ121の凸ローラ部123の成形部分126と整合することが保証される。
The feed roller 111 is arranged between the finish forming rollers 121 so that the finish forming roller 121 can accurately form the
また、送りローラ111は、被成形材4が送りローラ111上で湾曲するように、予備成形ローラ101及び仕上成形ローラ121に対して偏倚して位置決めされている。これにより、被成形材4は、送りローラ111において、ローラ表面に押し付けられた状態で送られる。このように、被成形材4が送りローラ111上で湾曲していると、被成形材4の変形部分41が送りローラ111の凹部112により確実に係合するので、より一層正確に被成形材4に変形部分41を形成することができる。
Further, the feed roller 111 is positioned so as to be biased with respect to the preforming roller 101 and the finish forming roller 121 so that the
さらに、被成形材4の変形部分41が送りローラ111の凹部112に係合するのをより確実にすべく、図4に示すように、被加工材4を送りローラ111側に案内するガイド部131を送りローラ111の外側に設けられることができる。また、被成形材4を仕上成形ローラ121側に案内するガイド部132が仕上成形ローラ121の凸ローラ部123の外側に設けることができる。
Further, as shown in FIG. 4, a guide portion for guiding the
なお、予備成形ローラ101の数は、本実施例では1つであるが、他の実施例で2つ以上であってもよい。 Note that the number of preforming rollers 101 is one in the present embodiment, but may be two or more in other embodiments.
次に本発明の第三実施例について図5を参照しつつ説明する。図5は本発明の第二実施例のプレス加工装置200を示している。本実施例のプレス加工装置200は、上流から、第一予備成形ローラ201と、第二予備成形ローラ211と、仕上成形ローラ221とで構成されている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows a
第一予備成形ローラ201は、凹ローラ部202と、凸ローラ部203とで構成されている。凹ローラ部202は、被成形材4に変形部分41を形成する成形部分204と、被成形材4との間に隙間を有する非成形部分205とを有している。一方、凸ローラ部203は、被成形材4に変形部分41を形成する成形部分206と、被成形材4との間に隙間を有する非成形部分207とを有している。これらローラ部202、203は、同期して回転し、被成形材4の変形部分41を形成する。
The
また、第二予備成形ローラ211は、第一予備成形ローラ201とほぼ同じであり、参照番号も同様に付けられている。第二予備成形ローラ211のローラ部212、213が、同期して回転し、被成形材4の変形部分41にさらに変形を加える。
Further, the
仕上成形ローラ221は、被成形材4の変形部分41にさらに変形を加える成形部224を有する凹ローラ部222と、被成形材4の変形部分41にさらに変形を加える成形部225を有する凸ローラ部223とで構成されている。ローラ部222、223は、同期して回転し、予備成形ローラ201、211で形成された被成形材4の変形部分41にさらに変形を加える。
The
このように、第一予備成形ローラ201において、成形部分204、206のみが被成形材4に接触し、二予備成形ローラ211において、成形部分214、216のみが被成形材4に接触するので、被成形材4は、長手方向に伸縮しない。それゆえ、被成形材4の変形部分41は、第一予備成形ローラ201で形成された後、二予備成形ローラ211における成形部分214、216に確実整合され、さらに、仕上成形ローラ221において、成形部分224、225に確実に整合される。それゆえ、被成形材4に複雑形状又は大きな変形部分41を正確に形成することができる。
As described above, in the
なお、予備成形ローラ201、211の数は、本実施例では2つであるが、他の実施例で3つ以上であってもよい。
Note that the number of the
1 プレス加工装置
2 第1群のローラ
3 第2群のローラ
4 被成形材
22 第1群のローラの成形部分
25 第1群のローラの成形部分
42 被成形材の変形部分
43 被成形材の変形部分
DESCRIPTION OF
Claims (5)
長手方向に移動する被成形材と同じ速度で前記第1群の複数のローラ及び前記第2群の複数のローラを回転させることにより、前記第1群の複数のローラの成形部分及び前記第2群の複数のローラの成形部分で前記被成形材に変形部分をそれぞれ形成する第1段階と、
前記第1群の複数のローラ及び第2群の複数のローラの各々について、前記ローラと同じ群の直上流のローラによって形成された被成形材の変形部分の位置を検出し、前記検出した変形部分の位置情報に基づいて、前記各ローラの成形部分と前記被成形材の変形部分を整合させるために必要な前記各ローラの修正回転速度の各々を計算し、前記各ローラの直上流の群が異なるローラによって形成された変形部分に前記各ローラを接触させずに前記修正回転速度で前記各ローラを回転させる第2段階と、
長手方向に移動する被成形材と同じ速度で前記第1群の複数のローラ及び前記第2群の複数のローラを回転させることにより、前記第1群の複数のローラの成形部分及び前記第2群の複数のローラの成形部分で前記被成形材の前記変形部分にさらに変形を加える第3段階と、
前記第2段階と前記第3段階を繰り返す第4段階とを備えることにより、前記第一群の複数のローラによって形成される変形部分と、前記第二群の複数のローラによって形成される変形部分とを交互に被成形材上に形成することを特徴とするプレス加工方法。 A plurality of rollers in the first group and a plurality of rollers in the second group, and the rollers in the plurality of rollers in the first group and the rollers in the plurality of rollers in the second group are arranged in the longitudinal direction of the material to be molded. Using press processing devices arranged alternately,
By rotating the plurality of rollers in the first group and the plurality of rollers in the second group at the same speed as the molding material moving in the longitudinal direction, the molded portions of the plurality of rollers in the first group and the second A first stage of forming a deformed portion on the material to be molded by forming portions of a plurality of rollers of the group;
For each of the plurality of rollers of the first group and the plurality of rollers of the second group, the position of the deformed portion of the molding material formed by a roller immediately upstream of the same group as the roller is detected, and the detected deformation Based on the position information of the part, the correction rotational speed of each roller necessary for aligning the molded part of each roller and the deformed part of the molding material is calculated, and the group immediately upstream of each roller. A second stage in which the rollers are rotated at the corrected rotational speed without bringing the rollers into contact with deformed portions formed by different rollers;
By rotating the plurality of rollers of the first group and the plurality of rollers of the second group at the same speed as the material to be molded that moves in the longitudinal direction, the molding portions of the plurality of rollers of the first group and the second group are rotated. A third stage of further deforming the deformed portion of the material to be molded at the molded portions of the plurality of rollers of the group;
A deformed portion formed by the plurality of rollers of the first group and a deformed portion formed by the plurality of rollers of the second group by including the second step and a fourth step of repeating the third step. Are alternately formed on the material to be molded.
前記予備成形ローラによって形成された前記被成形材の前記変形部分にさらに変形を加えうる成形部分と、前記被成形材との間に隙間を有する非成形部分とを有している、仕上成形ローラと、
前記少なくとも1つの予備成形ローラの中の最も下流の予備成形ローラと、前記仕上成形ローラとの間において、前記被成形材の前記変形部分と係合しかつ前記仕上成形ローラの前記成形部分と整合する、凹部を有する、送りローラとを備えていることを特徴とするプレス加工装置。 At least one preforming roller that forms a deformed portion in the workpiece;
A finish molding roller having a molded part that can further deform the deformed part of the molding material formed by the preforming roller, and a non-molding part having a gap between the molding material When,
Engage the deformed portion of the workpiece and align with the molded portion of the finish forming roller between the most downstream preformed roller of the at least one preformed roller and the finish forming roller A press working apparatus comprising a feed roller having a recess.
前記予備成形ローラで形成された前記被成形材の前記変形部分にさらに変形を加えうる成形部分を有している、仕上成形ローラとを備えていることを特徴とするプレス加工装置。 At least one preforming roller having a molded part for forming a deformed part on the molding material and a non-molding part having a gap between the molding material;
A press working apparatus comprising: a finish forming roller having a forming part that can further deform the deformed part of the material to be formed formed by the preforming roller.
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