JP2007090400A - 板材加工機における追抜き加工方法および追抜き加工金型 - Google Patents

Abstract

【課題】 バリの発生のない追抜き加工が可能であり、かつ一種類の金型を使用した生産性の高い追抜き加工が可能な板材加工機における追抜き加工方法および追抜き加工金型の提供。
【解決手段】 上部金型1は上部パンチガイド9と、上部パンチガイドに上下動可能に嵌合した上部パンチ21と、上部パンチの下端部の側面形状を上に凸の円弧状凹部23に形成し、円弧状凹部の板材進入方向側下端部25を円弧状凹部の前側下端部27より高い位置に設けてなり、下部金型3は下部パンチガイド33を設け、下部パンチガイドに下部パンチガイド孔41と切断屑排出孔43とを設け、下部パンチガイド孔に上部パンチの円弧状凹部に係合可能な円弧部を上部に形成した下部パンチ45を上下動可能に設けてなる板材加工機における追抜き加工金型。
【選択図】 図１

Description

本発明は板材加工機における追抜き加工方法および追抜き加工金型に関する。特に、追抜き加工時にバリが生じない追抜き加工方法および追抜き加工金型に関する。

板金材の打抜加工においては、抜き穴の下面または抜かれた側の上面にバリが生じるという問題がある。従来から、打抜き加工時のバリの発生を防止するための打抜加工方法が研究されており、例えば、パンチとダイによって板金材の打抜加工を行うに当たって、下型にパンチを有する第１の金型で半抜き加工を行って打抜穴の裏面に予め「だれ」を生じさせ、次いで上型にパンチを有する第２の金型で表面側から打抜を行って打抜穴の表面及び裏面に「だれ」を生じさせるバリ無し加工方法が知られている（例えば、特許文献１）。

また、追抜き加工用金型として、パンチに対する板材の相対的な進行方向の前縁側に下方向に突出した前側下端刃部を設け、また抜きかすを切り落とすために後側上端刃部を前記前側下端刃部より高位置に形成した構成のものもある（例えば、特許文献２）。

また、シヤー角の付いたパンチにより板材を変形させた後に、材料送りを行って、その送られた材料の後部をダイの中に別途に設けた切り刃で切断する構成の追抜き加工金型もある（例えば、特許文献３）。
特開平１０−１０９１１８号公報 特開平６−１５４９０１号公報 特開平７−５１７６６号公報

特許文献１の打抜加工方法は、打抜加工を第１工程用の金型と第２工程用の金型の２種類の金型を使用して、２工程に分けて行うことによりバリの発生を抑制した単発抜き用の金型である。また、この方法に使用する金型を追抜き加工に使用することも可能ではあるが、金型交換のため加工工数が多くなることや、金型費用も多くなるなどの問題がある。

また、特許文献２、３の金型は共に、追抜き加工用金型ではあるがバリが発生す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、バリの発生のない追抜き加工が可能であり、かつ一種類の金型を使用した生産性の高い追抜き加工が可能な板材加工機における追抜き加工方法および追抜き加工金型を提供するものである。

上述の課題を解決する手段として請求項１に記載の板材加工機における追抜き加工方法は、上部パンチを上部パンチガイドに上下動可能に支持すると共に、該上部パンチの下端部の側面形状を上に凸の円弧状凹部に形成し、該円弧状凹部の板材進入方向側下端部を該円弧状凹部の前側下端部より高い位置に設けてなる上部金型と、前記上部パンチに対応する下部パンチを下部パンチガイドに上下動可能に支持すると共に、前記上部パンチの円弧状凹部に係合可能な円弧部を上端部に形成してなる下部金型とを使用する次の工程からなることを要旨とするものである。

１．前記上部金型と下部金型との間の所定の位置に板材を位置決め後、上下板押さえの間に板材を挟持する、
２．前記下部金型の下部パンチを上昇させて、前記板材の表面に突出した円弧状の凸部を形成する、
３．上部板押さえを上昇させて、前記上部パンチの円弧状前側下端部方向に板材を送材する、
４．前記上部パンチの板材進入方向側下端部を板材に当接寸前まで下降させて板材の表面側に突出した前記円弧状の凸部の前部と側面を切断すると共に、該切断部を下向きに切り曲げる、
５．工程２〜４を繰り返した後に、前記上部パンチの板材進入方向側下端部をダイ穴に挿入するまで下降させて、板材の表面側に突出した前記円弧状の凸部を切断する、
請求項２に記載の板材加工機における追抜き加工金型は、板材加工機における追抜き加工金型にして、上部金型は上部パンチガイドと、該上部パンチガイドに上下動可能に嵌合した上部パンチと、前記上部パンチの下端部の側面形状を上に凸の円弧状凹部に形成し、該円弧状凹部の板材進入方向側下端部を該円弧状凹部の前側下端部より高い位置に設けてなり、下部金型は下部パンチガイドを設け、該下部パンチガイドに下部パンチガイド孔と切断屑排出孔とを設け、該下部パンチガイド孔に前記上部パンチの円弧状凹部に係合可能な円弧部を上部に形成した下部パンチを上下動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に記載の板材加工機における追抜き加工金型は、請求項２に記載の板材加工機における追抜き加工金型において、前記切断屑排出孔は前記下部パンチガイド孔の前側に設けたことを要旨とするものである。

請求項４に記載の板材加工機における追抜き加工金型は、請求項１、２、３に記載の板材加工機における追抜き加工金型において、前記下部パンチの下方に該下部パンチを上下動させる昇降手段を設けたことを要旨とするものである。

本発明によれば、上部パンチと下部パンチとを設け、下部パンチにより板材Ｗの下方から表面側へ突出した円弧状の凸部を形成し、この円弧状の凸部を上部パンチにより上方から切断するものであるから、切断穴の上面及び下面にバリが全く発生することなく追抜き加工を行うことができる。

また、この時、連続的な下向きの曲げを同時に行うことにより、切断屑が切断屑排出孔側に向かって円弧状に形成されるので、下部金型に設けた切断屑排出孔から容易に機外へ排出することができる。

また、本発明によれば、２種類の金型を使用することなく、１種類の追抜き加工金型によりバリ無しの追抜き加工が行うことができるので、加工能率が向上する。

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、本発明に係る追抜き加工金型の説明図であり、総括的に示す上部金型１と下部金型３とをタレットパンチプレスなどの板材加工機（図示省略）の上部金型ホルダー５（上部タレット）と下部金型ホルダー７（下部タレット）に装着した状態を示したものである。

なお、タレットパンチプレス本体の構成は公知であるので、タレットパンチプレス本体の図示と詳細な説明は省略してある。

上部金型ホルダー５にはパンチ装着孔１１が設けてあり、このパンチ装着孔１１に上部パンチガイド９が上下方向に摺動自在に装着してある。この上部パンチガイド９の下面は板押さえを兼ねたものとなっている。また、上部パンチガイド９には、前記パンチ装着孔１１の外周部に上下方向に設けたキー溝（図示省略）に係合するキー（図示省略）が設けてあり、このキーとキー溝の係合により、上部パンチガイド９は前記上部金型ホルダー５に対する回転が規制してある。

前記パンチ装着孔１１上部の外周には、パンチ装着孔１１に連通する開口部を有する複数の座繰り穴１３が等間隔に配置してあり、前記上部パンチガイド９の上部には、前記座繰り穴１３の方向に水平に張り出した複数のフランジ部材１５が設けてある。

このフランジ部材１５と座繰り穴１３との間には、前記上部パンチガイド９を上方に付勢するリフトスプリング１７が弾装してある。なお、上部パンチガイド９は、上部パンチガイド９の上限位置を規制する上限位置規制手段（図示省略）により所定の高さに保持されるように設けてある。

例えば、上限位置規制手段として、前記座繰り穴１３にショルダーボルトを立設し、このショルダーボルトの軸部に鍔付きブッシュを昇降自在に嵌合し、この鍔付きブッシュと座繰り穴１３の間に前記リフトスプリング１７を弾装し、この鍔付きブッシュの鍔部に前記フランジ部材１５の先端部を支持するようにすることにより、前記リフトスプリング１７の上限位置を規制する構成にしても構わない。

前記上部パンチガイド９には、下端部に前後方向（図１において左右方向）に長手方向を有する長方形断面の上部パンチ２１が上下動可能に嵌合してある。この上部パンチ２１の下端部の長手方向の側面形状（図１参照）は、上に凸の円弧状凹部２３となるように形成してある。前記上部パンチ２１において、板材進入方向側の前記円弧状凹部２３の下端部２５が該円弧状凹部の前側下端部２７より高い位置になるように設けてある。

なお、前記上部パンチ２１には、上部パンチ２１が前記上部パンチガイド９に対して回転するのを規制するための回転規制機構として、上部パンチガイド９に上下方向にキー溝（図示省略）が設けてあり、この上部パンチガイド９のキー溝に上下方向にのみ摺動可能に係合するキー（図示省略）が前記上部パンチ２１に設けてある。

これにより、前記上部パンチ２１は前記上部金型ホルダー５（上部タレット）に対する回転が規制されている。すなわち、上部金型ホルダー５（上部タレット）に対する上部パンチ２１の方向性が特定の方向に規制することができる。

また、前記上部パンチ２１の上部には上部パンチ２１より外方へ水平方向に張り出したパンチヘッド２９がボルト（図示省略）などにより固定してある。このパンチヘッド２９と前記上部パンチガイド９の上面との間には前記リフトスプリング１７よりもばね定数が大きいストリッパースプリング３１が弾装してある。

前記下部金型ホルダー７（下部タレット）には、下部パンチガイド３３を装着する装着孔３５が設けてある。この装着孔３５の上部には下部パンチガイド３３のフランジ部３３ｆが係合する段部３５ｄが形成してある。この下部パンチガイド３３の上部には前記上部パンチ２１が係合する長方形の切り刃を有するダイ穴３７が形成してある。

前記下部パンチガイド３３の前記ダイ穴３７の下方には、該ダイ穴３７を包含する円筒状の中間空洞部３９が形成してあり、この中間空洞部３９の下方には、断面形状が長方形の下部パンチガイド孔４１が設けてあり、この下部パンチガイド孔４１の前側には弓形の切断屑排出孔４３が設けてある。

図１に示すように、上述の下部パンチガイド孔４１には、長方形断面を有する下部パンチ４５の下部摺動部４５ｓが上下方向に摺動自在に嵌合してある。前記下部パンチ４５の上部には、前記上部パンチ２１の円弧状凹部２３に係合可能な長方形断面を有する円弧部４５ｔが形成してある。

なお、この円弧部４５ｔは前記ダイ穴３７より若干小さく作られており、ダイ穴３７内を通過自在に設けてあると共に、前記上部パンチガイド９にも嵌合可能に設けてある。

また、前記下部摺動部４５ｓの下部の前後には、水平に突出したピン状のスプリング係止部材４７が設けてあり、このスプリング係止部材４７の上面に当接して、前記下部パンチ４５を常時下方向へ付勢する一対のストリッパースプリング４９が前記下部パンチガイド孔４１の前後に上下方向に設けた溝５１の内部に装着してある。なお、前記下部パンチガイド３３の上面は、前記上部パンチガイド９の下面と協働して板材Ｗを押圧挟持する板押さえにもなっている。

前記下部パンチ４５の下方のタレットパンチプレス本体の下部フレーム５３には、前記下部パンチ４５の下面を上方向へ押圧または押圧を解除して、前記下部パンチを上下動させる昇降手段５５が設けてある。

この昇降手段５５には、油圧シリンダまたは空圧シリンダを用いることもできるが、図１には、楔機構を使用した昇降手段５５の例が示してある。

前記下部パンチ４５の下方のタレットパンチプレス本体の下部フレーム５３には、図示しないガイド部材により、上下方向にのみ移動自在に設けた昇降部材５７が設けてある。この昇降部材５７には下面に傾斜面を備えた上部楔部材５９が取り付けてある。この上部楔部材５９の下には、この上部楔部材５９の傾斜面に係合する傾斜面を備えた下部楔部材６１が図示しないガイド部材により、左右方向へ水平移動自在に設けてある。

前記下部楔部材６１には、前記上部楔部材５９を前記下部パンチ４５の下面の方向へ押し上げるように、上部楔部材５９の下に下部楔部材６１を挿入または引き抜くように移動させる押しねじ６３の先端が回転自在に連結してある。

押しねじ６３の他端部には、スプライン（図示省略）が形成してあり、そのスプライン部の軸端は軸受け部材６５に回転自在に支持してある。また、下部楔部材６１と軸受け部材６５の間には前記下部フレーム５３上に固定したナット部材６７が設けてあり、このたナット部材６７に前記押しねじ６３が螺合してある。

また、前記押しねじ６３のスプライン部にはサーボモータ６９の主軸に設けたギヤ７１に係合させてある。

上記構成の昇降手段５５において、サーボモータ６９を回転駆動すれば、ギヤ７１により、スプライン部を介して押しねじ６３が回転すると同時に前進または後退して、前記上部楔部材５９が昇降または下降することになる。押しねじ６３を前進させて、上部楔部材５９が前記下部パンチ４５の下面に当接した後、さらに上部楔部材５９を前記ストリッパースプリング４９の下方向への付勢力に抗して押し上げることにより、下部パンチ４５を上昇させることができる。

押しねじ６３を後退させれば、前記下部パンチ４５は前記ストリッパースプリング４９の下方向への付勢力により下降する。

一方、前記上部金型１と下部金型３の中心を通る工具中心ＴＣから若干後方に偏心（ｅ）した位置には加工中心ＰＣ（打撃中心）があり、この加工中心ＰＣ上における前記上部パンチ２１の上方には、上下運動の速度およびストローク位置が制御自在の打撃子７３が位置している。

なお、打撃子７３の速度およびストローク位置の制御は、サーボモータ駆動のタレットパンチプレスではサーボモータにより制御されており、油圧駆動のタレットパンチプレスでは、油圧シリンダの速度およびストローク位置がＮＣ装置に制御されるている。

前記下部パンチガイド３３の弓形の切断屑排出孔４３の下には、追抜き加工で発生した切断屑を機外へ排出するシューター７５が配置してある。このシューター７５は排気装置（図示省略）につながれており、下部パンチガイド３３から落下してくる切断屑を下部パンチガイド３３内に詰まるのを防止する効果がある。

次に、上述の追抜き加工金型による追抜き加工動作について、図１と図５〜図９を参照しながら説明する。なお、図５〜図９は加工動作を概念的に表現している図面であり、主要構成部品のみを記載し、その他の構成は省略してある。

（ア）．前記上部金型１と下部金型３との間の所定の位置に板材Ｗを位置決め後、上下板押さえ（上部パンチガイド９と下部パンチガイド３３）の間に板材Ｗを挟持する（図５参照）。なお、板材Ｗの位置決めはタレットパンチプレスなどの板材加工機（図示省略）のＸ−Ｙ位置決め装置のクランプ７７に挟持された状態で行われる（請求項１の第１工程）。

（イ）．上記（ア）工程で板材Ｗを所定の位置に位置決め挟持すると同時に前記下部金型３の下部パンチ４５を上昇させて、上部パンチガイド９と下部パンチ４５との協働により前記板材Ｗの表面側に突出した円弧状の凸部Ｔを形成する（請求項１の第２工程、図６参照）。

このとき、上部パンチ２１は下部パンチ４５により、形成される凸部Ｔの高さ位置に保持しておく。あるいは、下部パンチ４５の上昇と共に板材Ｗを保持した状態で上昇してもよい。この場合、板材Ｗの凸部Ｔがよりきれいに形成される。

なお、形成する凸部Ｔの高さは板厚程度、あるいは板厚より小さい量だけ上向きに形成し切断はおこなわない。

（ウ）．前記上部板押さえ（上部パンチガイド９）を上昇させて前記板材Ｗを送材し、板材Ｗの表面側に突出した円弧状の凸部Ｔを円弧状の前側下端部方向に位置決めする。このときの位置は、円弧状の凸部Ｔの前側が前側下端部２７に達しない位置とする（請求項１の第３工程）。

（エ）．上部板押さえ（上部パンチガイド９）を下降させ、板材Ｗを挟持すると共に、前記上部パンチ２１の板材進入方向側下端部２５を板材Ｗに当接寸前まで下降させて下部パンチガイド３３と上部パンチ２１との協働により、板材Ｗの表面側に突出した前記円弧状の凸部Ｔの後側を残して前部とその側面を切断すると共に、上部パンチ２１の円弧状凹部２３の前側の形状に沿って該切断部Ｃを下向きに切り曲げる（請求項１の第４工程、図７参照）。

このとき、上部パンチ２１の下降と共に、材料Ｗを保持した状態で下部パンチ４５を下降させるようにしてもよい。曲げの最終位置では下部パンチ４５を停止させ、上部パンチ２１で板材Ｗを一定時間挟圧保持することにより、上部パンチ２１を開放したときに下向き曲げが上方に戻るのを防ぐことができる。

（オ）．板材Ｗを挟持した状態において前記工程（イ）を行い、前記下部金型の下部パンチ４５を上昇させて前記板材Ｗの表面側に、前記工程（エ）で下向きに切り曲げた切断部Ｃの後側に連続して突出した円弧状の凸部Ｔを形成する（図８参照）。なお、このときの凸部の形成高さは、前記工程（イ）と同様である。

（カ）．所定の追抜き長さになるまで前記工程（ウ）〜工程（オ）を繰り返し行う。

（キ）．前記上部パンチ２１の板材進入方向側下端部２５を送材する板材Ｗの搬送面より下方（ダイ穴３７に進入するまで）に位置するまで下降させて下部パンチガイド３３と協働して、前記工程（エ）で下方に切り曲げた切断部Ｃと連続する板材Ｗの表面側に突出した前記工程（オ）で形成した前記円弧状の凸部Ｔを切断する（請求項１の第５工程、図９参照）。

上述の追抜き加工中に発生した円弧状の切断屑は、下部パンチガイド３３の前側に設けた弓形の切断屑排出孔４３から下方に設置され、排気装置に連結されたたシューター７５を介して機外へ吸引排出される。

上述の如き構成の追抜き加工金型を使用した追抜き加工方法によれば、板材Ｗに下方から表面側へ突出した円弧状の凸部を形成し、この円弧状の凸部を上方から切断するものであるから、切断穴の上面及び下面にバリが全く発生することなく追抜き加工を行うことができる。

前記工程（イ）で形成した円弧状の凸部Ｔを、工程（キ）により切断しただけでは、確かにバリが発生しない加工はできるが、切断した切断屑は下部パンチ４５上に残り、連続加工を行うことができない。しかし、工程（ウ）で板材を送材し予め前記工程（エ）において、切断部Ｃを切断屑排出孔４３側に下向きに切り曲げておくことにより、切断屑の排出が容易となる。

よって、一連の工程（ア）〜工程（キ）を行うことにより、バリが発生しない加工と切断屑の切断屑排出口４３からのスムーズな排出が両立できる。また、下部パンチガイドに下部パンチガイド孔に加えて切断屑排出孔を設けたので、追抜き加工中に発生した切断屑をこの切断屑排出孔から機外へ容易に排出することができる。

本発明に係る追抜き加工金型の説明図。 図１におけるＡ−Ａ断面図。 図１におけるＢ−Ｂ断面図。 本発明に係る追抜き加工金型の上部パンチと下部パンチの概念図。 本発明に係る追抜き加工方法における第１工程を説明する図。 本発明に係る追抜き加工方法における第２工程を説明する図。 本発明に係る追抜き加工方法における第４工程を説明する図。 本発明に係る追抜き加工方法における上向き成形工程を説明する図。 本発明に係る追抜き加工方法における第５工程を説明する図。

符号の説明

１ 上部金型
３ 下部金型
５ 上部金型ホルダー
７ 下部金型ホルダー
９ 上部パンチガイド
１１ パンチ装着孔
１３ 座繰り穴
１５ フランジ部材
１７ リフトスプリング
２１ 上部パンチ
２３ 円弧状凹部
２５ 下端部
２７ 前側下端部
２９ パンチヘッド
３１ ストリッパースプリング
３３ 下部パンチガイド
３３ｆ フランジ部
３５ 下部パンチガイド装着孔
３５ｄ 段部
３７ ダイ穴
３９ 中間空洞部
４１ 下部パンチガイド孔
４３ 切断屑排出孔
４５ 下部パンチ
４５ｓ 下部摺動部
４５ｔ 円弧部
４７ スプリング係止部材
４９ ストリッパースプリング
５１ 溝
５３ 下部フレーム
５５ 昇降手段
５７ 昇降部材
５９ 上部楔部材
６１ 下部楔部材
６３ 押しねじ
６５ 軸受け部材
６７ ナット部材
６９ サーボモータ
７１ ギヤ
７３ 打撃子
７５ シューター
７７ クランプ
ＰＣ 加工中心（打撃中心）
ＴＣ 工具中心
Ｗ 板材

Claims (4)

1. 上部パンチを上部パンチガイドに上下動可能に支持すると共に、該上部パンチの下端部の側面形状を上に凸の円弧状凹部に形成し、該円弧状凹部の板材進入方向側下端部を該円弧状凹部の前側下端部より高い位置に設けてなる上部金型と、前記上部パンチに対応する下部パンチを下部パンチガイドに上下動可能に支持すると共に、前記上部パンチの円弧状凹部に係合可能な円弧部を上端部に形成してなる下部金型とを使用する次の工程からなることを特徴とする板材加工機における追抜き加工方法。
   １．前記上部金型と下部金型との間の所定の位置に板材を位置決め後、上下板押さえの間に板材を挟持する、
   ２．前記下部金型の下部パンチを上昇させて、前記板材の表面に突出した円弧状の凸部を形成する、
   ３．上部板押さえを上昇させて、前記上部パンチの円弧状前側下端部方向に板材を送材する、
   ４．前記上部パンチの板材進入方向側下端部を板材に当接寸前まで下降させて板材の表面側に突出した前記円弧状の凸部の前部と側面を切断すると共に、該切断部を下向きに切り曲げる、
   ５．工程２〜４を繰り返した後に、前記上部パンチの板材進入方向側下端部をダイ穴に挿入するまで下降させて、板材の表面側に突出した前記円弧状の凸部を切断する、
2. 板材加工機における追抜き加工金型にして、上部金型は上部パンチガイドと、該上部パンチガイドに上下動可能に嵌合した上部パンチと、前記上部パンチの下端部の側面形状を上に凸の円弧状凹部に形成し、該円弧状凹部の板材進入方向側下端部を該円弧状凹部の前側下端部より高い位置に設けてなり、下部金型は下部パンチガイドを設け、該下部パンチガイドに下部パンチガイド孔と切断屑排出孔とを設け、該下部パンチガイド孔に前記上部パンチの円弧状凹部に係合可能な円弧部を上部に形成した下部パンチを上下動可能に設けてなることを特徴とする板材加工機における追抜き加工金型。
3. 請求項２に記載の板材加工機における追抜き加工金型において、前記切断屑排出孔を前記下部パンチガイド孔の前側に設けたことを特徴とする板材加工機における追抜き加工金型。
4. 請求項２又は３に記載の板材加工機における追抜き加工金型において、前記下部パンチの下方に該下部パンチを上下動させる昇降手段を設けたことを特徴とする板材加工機における追抜き加工金型。

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