JP2006122959A

JP2006122959A - プレスブレーキ用金型の作成方法及び金型

Info

Publication number: JP2006122959A
Application number: JP2004315418A
Authority: JP
Inventors: Tsunehiko Yamazaki; 恒彦山崎; Naotomi Miyagawa; 直臣宮川
Original assignee: Yamazaki Mazak Corp
Current assignee: Yamazaki Mazak Corp
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2006-05-18
Also published as: US7324868B2; US20070005176A1

Abstract

【課題】プレスブレーキ用の金型を容易に作成する方法と金型を提供する。
【解決手段】ワークＷ_１０のデータに基づいて、上型１０と下型２０の３次元金型モデルを作成する。下型２０を板材の金型要素２０１〜２０ｎに分割し、各要素を３次元レーザ加工する。金型要素を締結して金型を完成する。上型も同様の工程で作成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、平板の金型要素を多数枚積層する構造を備えたプレスブレーキ用金型に関する。

図９（ａ）は、一般のプレスブレーキ用金型を示す。全体を符号１で示すプレスブレーキ用金型は、上型２と下型３を有する。
上型２の下線部には曲げ刃２ａが形成され、下型３の上線部にはＶ溝３ａが形成される。
製品であるワークＷ_１に折り曲げ加工を施す際には、図９（ｂ）に示すように、上型２と下型３の間に素材を挟んでプレス加工を施す。
このようなプレスブレーキ用金型は、例えば下記の特許文献１に開示されている。
またプレスブレーキ用金型を分割した構造は、下記の特許文献２，３に開示されている。
特開２０００−１４０９４１号公報特開２００１−２０５３３８号公報特開２００１−１０４８号公報

上述した従来のプレスブレーキの金型によって、図１０に示すワークＷ_２のように、曲率半径の小さな湾曲部Ｒ_１から曲率曲径の大きな湾曲部Ｒ_２まで連続的に変化する湾曲部Ｂ_１を有するようなワークに対しては、複数の曲げ線ＭＬに沿って複数回の折り曲げ加工を繰り返す必要があった。
しかしながら、上述した複数回の折り曲げ加工を施しても、湾曲部Ｂ_１は、直線的な折り曲げ部が集合されたものであって、連続した曲面を形成することはできなかった。
本発明の目的は、曲率半径が連続して変化する曲面を１回のプレス加工により成形することができるプレスブレーキ用金型を提供するものである。

上型と下型で構成される本発明のプレスブレーキ用金型の作成方法は、基本的な手段として、折り曲げ加工される製品の３次元ＣＡＤデータを作成する工程と、製品の３次元ＣＡＤデータに基づいて、プレスブレーキ用の上型と下型の形状に対応する３次元ＣＡＤデータを作成する工程と、金型の３次元ＣＡＤデータに基づいて、金型を均一な板厚寸法を有する板状の金型要素に分割する工程と、分割された各金型要素のレーザ加工プログラムを作成する工程と、加工プログラムを用いて素材に対してレーザ加工を施して、各金型要素を製造する工程と、金型要素を組立てて金型を作成する工程とを備える。
また、プレスブレーキ用金型は、均一な板厚寸法を有する板状の金型要素を有し、各金型要素は３次元レーザ加工により所定の形状に加工され、全ての金型要素を締結する締結部材を備えるものである。

本発明は、金型を板材で構成し、各板材を３次元レーザ加工で形成するので、加工物であるプレスブレーキ用金型の長手方向に対して直角の面において定義される曲率半径、及び形状が、変化する場合、或いは金型の長手方向に連続的、且つ直線的に変化する場合に対する金型を容易に作成することが出来る。

図１は、本発明の原理を示す説明図である。図１の（ａ）に示す製品であるワークＷ_１０は、折り曲げ方向Ｌ_１に沿う形状と折り曲げ方向に直交する方向の形状が順次変化する折曲線Ｂ_１０を有する。
まず、このワークＷ_１０のデータに基づいて、３次元ＣＡＤを用いて、ワークのモデルを作成する。

次に、図の（ｂ）に示すように、ワークＷ_１０のモデルを用いて、３次元ＣＡＤによって、上型（ポンチ）１０と下型（ダイス）２０の金型モデルを作成する。
この上型１０と下型２０は、ワークＷ_１０の折曲形状に対応するポンチ部Ｐ_１とダイス部Ｄ_１を有する。

次に、図の（ｃ）に示すように、下型２０の３次元モデルを多数の板材による
下型要素２０１，２０２，２０３，…２０ｎにスライスし、スライスしたモデルから各下型要素の３次元加工のＮＣプログラムを作成し、第１の下型要素２０１は、板厚Ｔ_１を有する金属板で構成され、３次元レーザ加工機によって、素材から切り出される。この第１の下型要素２０１は、第１のダイス部２０１ａがレーザ加工される。

また、第１の下型要素２０１には、組立時に使用する貫通穴２０１ｂが加工される。
第１の下型要素２０１に隣接する第２の下型要素２０２は、同様に板厚Ｔ_１を有し、レーザ加工により形成される。第２の下型要素２０２は、第２のダイス部２０２ａを有する。
この下型要素２０２も組立用の貫通穴２０２ｂが加工される。
以下、必要な枚数の下型要素がレーザ加工される。

図２は、上述した工程で加工された下型要素をボルト・ナットのような締結部材Ｆ_１を用いて組立てて、下型２０を完成した状態を示す。
この下型２０は、要求されたダイス部Ｄ_１を備える。同様な工程により上型１０も作成される。

図３は、本発明の原理を利用した、より実用的なプレスブレーキ用の金型の構成を示す。
上型１０は、例えば５０枚の上型要素１０１，１０２，〜１５０で構成される。
各要素はそれぞれ対応するパンチ部が形成されるとともに、各要素には要素番号「０１」〜「５０」がレーザ加工により刻印される。

上型１０を組立てる際には、各要素を刻印順に並べることにより、正確かつ容易に組立てられる。各要素は、ボルト・ナット等の締結部材Ｆ_１により固定される。
同様に、下型２０も５０枚の下型要素２０１，２０２，〜２５０で構成される。
各下型要素には、要素番号「０１」〜「５０」がレーザ加工により刻印される。
各要素を刻印順に並べて、締結部材Ｆ_１により固定することによって、下型２０を完成する。
上型１０と下型２０は、要求されるポンチ部Ｐ_１とダイス部Ｄ_１を備えるものである。

図４は、本発明の他の実施例を示す説明図である。
本実施例の上型１０は、比較的薄い板厚を有する上型要素１０ｎで構成される。上型要素１０ｎの板厚を薄くすることにより、各要素のポンチ部の形状をより精度良く加工することが可能となる。このような薄板の要素を使用する場合には、特に両端部に厚板の支持板１１，１２を介在させて、締結部材Ｆ_１により固定する。
この構造により、剛性の高い上金型１０を得ることができる。
同様に下金型２０も薄板による要素２０ｎで構成される。両端部に厚板の支持板２１，２２を介在させて、締結部材Ｆ_１により固定される。

次に、図５は、上型と下型の各要素を２次元レーザで加工した場合と、３次元レーザで加工した場合の差異を示す。
図の（ａ）は、上型３０の各要素３０ｎを２次元レーザにより加工した場合を示す。
各要素のポンチ部３０ｎＰの表面は、要素の板面に対して直角の断面形状に加工される。
同様に、下型４０の要素４０ｎも２次元レーザ加工される。要素４０ｎのダイス部４０ｎＤは板面に直角な断面形状を有する。
この上型３０と下型４０を用いてワークＷ_２０にプレス加工を施すと、ワークＷ_２０は、金型の形状に沿って折り曲げ加工される。この加工形状は、要求された形状に近似したものとなるが、隣接する要素の間に段差が生じるために、この段差によりワークＷ_２０の表面に傷が発生する不具合がある。

図５の（ｂ）は、上型５０の要素５０ｎと下型６０の要素６０ｎを３次元レーザ加工機により加工したものである。
上型５０の要素５０ｎのポンチ部５０ｎＰは、板面に対して任意の角度の断面形状に加工することができる。
そこで、これらの要素５０ｎの隣接部には段部が生じない。そこで、これを組立てて構成される上型５０のポンチ部は、平滑な面を形成する。
同様に、下型６０の各要素６０ｎも３次元レーザ加工される。そこで、下型６０のダイス部も平滑な面で形成される。
この上型５０と下型６０によりワークＷ_２１を加工すると、ワークＷ_２１の加工表面に傷は発生しない。

図６は、３次元レーザ加工ヘッドＬＨのレーザ加工工具Ｔ_１を用いて金型要素Ｅのダイス部Ｄ_１を加工する状態を示す。
図７は、３次元レーザ加工ヘッドＬＨのレーザ加工ヘッドＴ_１を金型要素Ｅの側面に対向させて、要素番号の刻印を行う状態を示す。
図８は、本発明のプレスブレーキ用金型により成形されるワークの例を示す斜視図である。
ワークＷ_３０は、折り曲げ線に沿って曲率半径がｒ_１からｒｎに順次変化する形状を有する。
その他、本発明によれば、複雑な形状をもつワークを加工することができる。

本発明の原理を示す説明図。本発明の金型の組立図を示す説明図。本発明の原理を利用したより実用的なプレスブレーキ用の金型の構成を示す説明図。本発明の他の実施例を示す説明図。上型と下型の各要素を２次元レーザで加工した場合と３次元レーザで加工した場合の差異を示す説明図。金型要素のダイス部のレーザ加工を示す説明図。金型要素の側面部のレーザ加工を示す説明図。本発明により加工されるワークの例を示す斜視図。従来の金型の説明図。従来の金型を用いた折曲加工の説明図。

符号の説明

１０上型
２０下型
１０１〜１０ｎ上型要素
２０１〜２０ｎ下型要素
Ｂ_１０折曲線
Ｐ_１ポンチ部
Ｄ_１ダイス部
Ｗ_１０ワーク

Claims

上型と下型で構成されるプレスブレーキ用金型の作成方法であって、
折り曲げ加工される製品の３次元ＣＡＤデータを作成する工程と、
製品の３次元ＣＡＤデータに基づいて、プレスブレーキ用の上型と下型の形状に対応する３次元ＣＡＤデータを作成する工程と、
金型の３次元ＣＡＤデータに基づいて、金型を均一な板厚寸法を有する板状の金型要素に分割する工程と、
分割された各金型要素のレーザ加工プログラムを作成する工程と、
加工プログラムを用いて素材に対してレーザ加工を施して、各金型要素を製造する工程と、
金型要素を組立てて金型を作成する工程と、
を備えるプレスブレーキ用金型の作成方法。
各金型要素の金型面は、板面に対して任意の角度の断面形状に加工される請求項１記載のプレスブレーキ用金型の作成方法。
各金型要素にレーザ加工により要素番号を刻印する工程を備える請求項１記載のプレスブレーキ用金型の作成方法。
折り曲げ加工される製品の３次元ＣＡＤデータに基づいて作成されるプレスブレーキ用金型であって、
金型は均一な板厚寸法を有する板状の金型要素を有し、
各金型要素は３次元レーザ加工により所定の形状に加工され、
全ての金型要素を締結する締結部材を備えるプレスブレーキ用金型。
各金型要素の金型面は、板面に対して任意の角度の断面形状に加工される請求項４記載のプレスブレーキ用金型。
各金型要素はレーザ加工により刻印される要素番号を有する請求項４記載のプレスブレーキ用金型。