JP2007061839A

JP2007061839A - 超高速度ニブリング加工用ニブリング金型

Info

Publication number: JP2007061839A
Application number: JP2005249184A
Authority: JP
Inventors: Naoki Oda; 直樹織田; Morikatsu Matsuda; 守且松田
Original assignee: Amada Co Ltd
Current assignee: Amada Co Ltd
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2007-03-15

Abstract

【課題】補間制御（輪郭制御）により連続的に移動する薄板などのワークに対しての超高速度のニブリング加工がパンチが折損することなく、かつ安全に行える超高速度ニブリング加工用ニブリング金型の提供。
【解決手段】ニブリング加工用ニブリング金型1において、ダイ穴形状31をニブリング加工方向に平行な長円形に設け、該長円形のニブリング加工進行方向側の円弧部及び進行方向側面のクリアランスをニブリング加工に適した適正なクリアランスに設けると共に、ニブリング加工終了側の円弧部のクリアランスをニブリング加工中のパンチチップ15とダイ5とが干渉しない程度で少なくとも前記適正なクリアランスより大きく設けたことを特徴とする超高速度ニブリング加工用ニブリング金型。
【選択図】図１

Description

本発明は超高速度ニブリング加工用ニブリング金型に関する。より詳細には、補間制御（輪郭制御）により切断加工部が切断曲線に沿って連続的に移動するワークに対して、超高速度のニブリング加工を行うのに適した超高速度ニブリング加工用ニブリング金型に関する。

ニブリング加工中のパンチがワークに係合している間の前記ワークとパンチチップとの相対的運動を部分的に相殺するために、前記パンチチップをニブリング加工方向へ弾性的に変形可能に設けたニブリング加工機がある（例えば、特許文献１）。
実用新案登録第３０１３８６０号公報

特許文献１に記載のニブリング加工機においては、偏心軸またはシリンダなどにより昇降する工具ホルダ（ラム）に設けた上側工具（以下、パンチと記載）収容部にパンチが収容してある。一方、前記パンチの下方には、このパンチと協働してニブリング加工を行う下側工具（以下、ダイと記載）が設けてある。

上記構成のパンチとダイとを備えたニブリング加工機により、補間制御（輪郭制御）により連続的に移動する薄板などのワークに対して超高速度のニブリング加工を行う場合、前記パンチがワークを打った瞬間には問題ないが、このパンチがワークから引き抜かれている最中にも、ワークは補間制御（輪郭制御）により連続的に移動しているので、パンチがワークにより押圧されて送材方向へ変形する。このときパンチの下端部がダイのダイ穴に干渉する可能性は大きく、もしパンチとダイとが干渉すれば、パンチが破損すると同時に加工中の製品も不良品になるという問題がある。

本発明は上述の如き問題を解決するためになされたものであり、本発明の課題は、補間制御（輪郭制御）により連続的に移動する薄板などのワークに対しての超高速度のニブリング加工がパンチが折損することなく、かつ安全に行える超高速度ニブリング加工用ニブリング金型を提供することである。

上述の課題を解決する手段として請求項１に記載の超高速度ニブリング加工用ニブリング金型は、パンチチップを備えたパンチ組立体とダイからなるニブリング加工用ニブリング金型において、ダイ穴形状をニブリング加工方向に平行な長円形に設け、該長円形のニブリング加工進行方向側の円弧部及び進行方向側面のクリアランスをニブリング加工に適した適正なクリアランスに設けると共に、ニブリング加工終了側の円弧部のクリアランスをニブリング加工中にパンチチップとダイとが干渉しない程度で少なくとも前記適正なクリアランスより大きく設けたことを要旨とするものである。

請求項２に記載の超高速度ニブリング加工用ニブリング金型は、請求項１に記載の超高速度ニブリング加工用ニブリング金型において、超高速度ニブリング加工中の前記パンチチップの軸部がワークに係合している間の前記ワークとパンチチップとの相対的運動を相殺するために前記パンチチップの軸部がニブリング加工方向へ弾性的に変形可能に設けてなることを要旨とするものである。

請求項３に記載の超高速度ニブリング加工用ニブリング金型は、請求項２に記載の超高速度ニブリング加工用ニブリング金型において、前記パンチチップの軸部の一部に断面積を小さく形成した易可撓性部を設けたことを要旨とするものである。

本発明の超高速度ニブリング加工用ニブリング金型によれば、補間制御（輪郭制御）により連続的に移動する薄板などのワークに対して超高速度のニブリング加工を行う場合に、パンチチップ（パンチ）とダイとが干渉することがないので、パンチチップ（パンチ）を破損することなく安全にニブリング加工を行うことができる。したがって不良品が発生することもなく生産効率が向上する。

以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。

図１は本発明に係る超高速度ニブリング加工用のニブリング金型１の説明図であり、パンチ組立体３とダイ５の１セットで超高速度ニブリング加工用ニブリング金型を形成している。パンチ組立体３とダイ５は、図示しないパンチプレス機またはニブリング加工機のパンチホルダとダイホルダに装着して使用されるものである。

図１に示すように、パンチ組立体３はパンチボディ７、パンチガイド９、パンチヘッド１１、ストリッパースプリング１３、パンチチップ１５その他から構成されている。

上記パンチボディ７は、胴部７ｄと、胴部７ｄより細径に形成した細径部７ｓからなり、胴部７ｄは中空円筒形のパンチガイド９に軸方向に摺動可能に嵌合してある。

また、前記パンチガイド９の上部には、軸方向（図１の上下方向）に切ったキー溝１７が設けてあり、このキー溝１７に前記パンチボディ７に打ち込んだピン１９が摺動自在に係合してある。

したがって、パンチボディ７はパンチガイド９に対して回転を規制されており軸方向にのみ摺動可能である。また、パンチボディ７の胴部７ｄから細径部７ｓに移行する部分には、外周部にフランジ２１ｆを備えた環状の下部ばね座２１が挿入してある。

そして、このばね座２１の下面には、パンチガイド９の内径部に嵌合する凸部が設けてあり、この凸部はパンチガイド９のフランジ９ｆにばね座２１のフランジ２１ｆが当接する位置までパンチガイド９の内径部に挿入してある。

また、ばね座２１とパンチガイド９とを適度の力で嵌合固定するために、上述のばね座２１の下部とパンチガイド９との間にＯリング２３が挿入してある。

前記パンチボディ７の細径部７ｓの上端部には雄ねじが切ってあり、この雄ねじ部にパンチヘッド１１が螺合してある。このパンチヘッド１１のフランジ下面に設けた環状の上部ばね座２５と前記下部ばね座２１との間には、ストリッパースプリング１３が弾装してある。

また、前記パンチガイド９の下面は平坦な平面となっており、パンチガイド９とダイ５との間に位置決めされた板材からなるワークＷを押さえるための板押さえ部を兼ねている。

前記パンチチップ１５の形状は、前記パンチボディ７より小径の軸部と、この軸部より若干大径の固定用頭部１５ｔとを備えている。

前記パンチボディ７の下部は、前記パンチガイド９の下端より若干上方で終了しており、このパンチボディ７の下端面にパンチチップ１５を装着するための装着部が設けてある。

図１に示した装着例では、パンチボディ７の下端面にパンチチップ１５の頭部１５ｔを挿入するパンチチップ挿入穴を設け、このパンチチップ挿入穴にパンチチップ１５の頭部１５ｔを挿入し、パンチチップ１５の軸部を支持する支持穴を備えた固定板２７を介して複数のボルト２９によりパンチボディ７に固定してある。

なお、パンチチップ１５の形状および固定手段は、上述の構成に限られるものではなく、例えば、パンチチップの軸部上部を直接的にねじなどにより固定する方法もある。

図２に示すように、前記ダイ５には前記パンチチップ１５に適宜なクリアランス（Ｃ１、Ｃ２）をもって係合するニブリング加工方向に平行な長円形のダイ穴３１が設けてある。ダイ５にはダイ穴３１の方向性を決めるためのキー３３が設けてある。このキー３３は、図示しないパンチプレス機またはニブリング加工機のダイホルダのキー溝に係合してダイ穴３１の方向性が決まる。

上述の長円形のダイ穴３１におけるクリアランス（Ｃ１、Ｃ２）について、説明する。

図１は、ワークＷが矢印３５の方向に送られることを前提としての説明図であり、パンチチップ１５は未だダイ５に係合していない状態を示してある。このとき、ダイ５を上面から見た図が図２であり、また、図３はニブリング加工時において、パンチチップがダイ穴３１から引抜かれる途中の状態を説明する図である。

図１〜図３を参照するに、ニブリング加工時にパンチチップ１５がワークＷに係合する側（図２において左側）、すなわち、ニブリング加工進行方向側の円弧部のクリアランスＣ１は、ワークＷの板厚とワークＷの材質からニブリング加工に適正な値に設定されるものであり、一般的にクリアランスが小さいと金型の寿命は短くなり、逆にクリアランスが大きいとワークＷに発生するバリが多くなる。

ニブリング加工における適正なクリアランス（片側）としては材質によって違いはあるが、一般的にはワークＷの板厚（ｔ）の５〜１２％程度が普通である。

以下に各種材質における一般作業用のクリアランス（片側）の一例を示す。なおクリアランスは板厚（ｔ）に対しての値である。

軟鋼（32~40kg/mm²)：６〜９％、硬鋼（55~90kg/mm²)：８〜１２％、ステンレス鋼（52~56kg/mm²）：７〜１１％、硬質アルミニウム（13~18kg/mm²)：６〜１０％、軟質アルミニウム（7~11kg/mm²）：５〜８％である。

これらの値に基づき、各機械メーカあるいは金型メーカは、一般的に使用される板厚（ｔ）に対する各種材質のクリアランス（両側）の推奨値（mm）を示しており、これを適正なクリアランスＣ１として設定する。

例えば、板厚（0.8~1.6t）においては、鋼板０．２、アルミニウム板０．１５そしてステンレス板が０．２５を推奨値（mm）としている。また、板厚（1.6~2.3t）においては、鋼板とアルミニウム板が０．３、ステンレス板が０．４を推奨値（mm）としている。

なお、ニブリング加工進行方向側面のクリアランスも同一のクリアランスＣ１に設定してある。

これに対して、ニブリング加工終了側（図２において右側）の円弧部のクリアランスＣ２は、ニブリング加工時にパンチチップ１５がワークＷに押圧されて、図３に示すように右方向へ撓んでダイ穴３１に干渉することを考慮して、予想される撓み量をαとするとき、クリアランスＣ２はαに設定してある。あるいは、クリアランスＣ２として、前述の撓み量αに若干の余裕量βを加算して、Ｃ２＝α＋βに設定してもよい。

クリアランスＣ２の具体的な数値として、例えば、直径φ３mmのパンチチップでニブリング加工を行ったときに、仮に撓み量を１mmとした場合、クリアランスＣ２は１．０mmあるいは余裕量０．２mmを加算して１．２mmとなる。

図４は、前記パンチチップ１５の軸部上部にニブリング加工進行方向への可撓性が大きい易可撓性部３７を設けたものである。より詳細には、軸部上部のニブリング加工進行方向に対して前後両側に円弧状の切欠きを形成することにより、この部分の断面積を小さくして、ニブリング加工進行方向への可撓性が大きい易可撓性部３７を設けたものである。

なお、上述の本発明に係る超高速度ニブリング加工用ニブリング金型１を使用したニブリング加工は、ＮＣ装置によりワークの送りを補間制御（輪郭制御）することにより連続的な軌跡を移動させることが可能で、かつ金型のオートインデックス装置を備えたパンチプレス機またはニブリング加工機において使用すれば、ニブリング穴の方向性に限定されること無しに使用することができるが、方向性に制限があっても構わなければ必ずしもインデックス装置を備えていなくても使用することができる。

本発明に係る超高速度ニブリング加工用のニブリング金型の説明図。図１におけるＡ−Ａ矢視図で、パンチチップとダイとのクリアランスの関係の説明図。ニブリング加工時において、パンチチップがダイ穴から引抜かれる途中の状態を説明する図。ニブリング加工進行方向への可撓性が大きい易可撓性部をパンチチップに設けた例。

符号の説明

１ニブリング金型
３パンチ組立体
５ダイ
７パンチボディ
７ｄ胴部
７ｓ細径部
９パンチガイド
１１パンチヘッド
１３ストリッパースプリング
１５パンチチップ
１５ｔ頭部
１７キー溝
１９ピン
２１下部ばね座
２１ｆフランジ
２３Ｏリング
２５上部ばね座
２７固定板
２９ボルト
３１ダイ穴
３３キー
３５矢印
３７易可撓性部
Ｃ１、Ｃ２クリアランス
Ｗワーク

Claims

パンチチップを備えたパンチ組立体とダイからなるニブリング加工用ニブリング金型において、ダイ穴形状をニブリング加工方向に平行な長円形に設け、該長円形のニブリング加工進行方向側の円弧部及び進行方向側面のクリアランスをニブリング加工に適した適正なクリアランスに設けると共に、ニブリング加工終了側の円弧部のクリアランスをニブリング加工中にパンチチップとダイとが干渉しない程度で少なくとも前記適正なクリアランスより大きく設けたことを特徴とする超高速度ニブリング加工用ニブリング金型。
請求項１に記載の超高速度ニブリング加工用ニブリング金型において、超高速度ニブリング加工中の前記パンチチップの軸部がワークに係合している間の前記ワークとパンチチップとの相対的運動を相殺するために前記パンチチップの軸部がニブリング加工方向へ弾性的に変形可能に設けてなることを特徴とする超高速度ニブリング加工用ニブリング金型。
請求項２に記載の超高速度ニブリング加工用ニブリング金型において、前記パンチチップの軸部の一部に断面積を小さく形成した易可撓性部を設けたことを特徴とする超高速度ニブリング加工用ニブリング金型。