JP2007152408A - 順送加工による絞り加工品製造方法と絞り加工品製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 先のステージで裏面側に途中まで絞り出された半加工品が、その後のステージで傾斜して半加工品の周壁一部だけが下型に強く接触するため、その傾斜状態で次の絞り加工をすると完成した絞り加工品が偏肉、変形する。
【解決手段】 最初の絞り加工とその後のステージでの絞り加工を、金属材料を水平にして行うようにした。最初の絞り加工ステージの下型をその後の絞り加工ステージの下型よりも上方に配置して、最初の絞り加工ステージとその後の絞り加工ステージで金属材料を水平に保持できるようにした。
【選択図】 図１

Description

本件発明は金属材料を順送し、順送中に段階的に絞り加工して皿状、筒状といった絞り加工品を製造する方法とそれに使用される製造装置に関するものである。

図1０に示すような筒状の絞り加工品（例えば、φ５ｍｍ、長さ１０ｍｍ）Ａを順送加工で絞り加工するには、従来は帯状（テープ状）の薄板の金属材料Ｂを図１１のように下型ブロックＣと上型ブロックＤとの間に間欠的に送り込み、絞り加工前のピアスステージで図１０の打抜き部Ｅを打抜き、次のカットステージで図１０のように半円状の切込みＦを２つ対向させて入れて、リード（繋ぎ部）Ｇで金属材料Ｂに連結された円板状のブランクＨを形成し、その後の複数の絞りステージＳ₅、Ｓ₇〜Ｓ₁₁において図１２のように、上型ブロックＤを降下させて、ブランクＨを下型Ｃ内に押込んで段階的に絞り加工（金属板の裏面側に膨らます）して段階的に所定深さの筒状に成型し、絞り加工完成後のステージで絞り加工品Ａを切り離している（図１０）。

前記順送加工装置では絞り加工の第１ステージＳ₅において上型Ｉの押しによりブランクＨに中心から外周に放射状に皺が寄る。これを防止するため上型ブロックＤのストリッパーＫに設けた押さえ駒Ｌで、上型Ｉによる絞り加工開始前にブランクＨを押さえるようにしてある。

前記順送加工装置では、絞り加工の第１ステージＳ₅において金属材料Ｂをその裏面に浅い筒状（皿状）に絞り加工し、第２ステージ（アイドルステージ）Ｓ₆では絞り加工せずに休止し、第３ステージＳ₇以降において、先に絞り加工されたブランクＨを段階的に深く絞り加工し、絞り加工の最終ステージＳ₁₁で設計された筒状まで絞り加工する。このとき、図１２に示すように第１ステージＳ₅において絞り加工された半加工品Ｍが第２ステージＳ₆において右上がり（左下がり）に傾斜する。このため、第３ステージＳ₇における半加工品Ｍが第２ステージＳ₆側に僅かに傾斜し、半加工品Ｍの第２ステージＳ₆側が第３ステージＳ₇の下型Ｊに強く接触する。この状態で第３ステージＳ₇の上型を降下させて絞り加工すると半加工品Ｍが偏肉、変形する。この偏肉、変形は最後の絞り加工まで維持されて加工済みの筒状の絞り加工品Ａ（図１０）が偏肉、変形したものとなる。この偏肉、変形は図１０に示す絞り加工品Ａよりも浅い絞り加工品についても同様に生ずる。

本件発明は前記のような偏肉、変形のない皿状、筒状の絞り加工品を製造することができる順送加工方法と順送加工装置を提供するものである。

本件発明の順送加工による絞り加工品製造方法は、請求項１記載のように、順送される金属材料を複数のステージにおいて上金型と下金型で段階的に絞り加工して絞り加工品を製造する方法において、最初の絞り加工とその後のステージでの絞り加工を、金属材料を水平にして行うようにした。

本件発明の順送加工による絞り加工品製造装置は、請求項２記載のように、複数のステージに上金型と下金型を備え、順送される長尺金属材料を夫々のステージの上金型と下金型で段階的に絞り加工する順送加工装置において、最初の絞り加工ステージの下金型をその後の絞り加工ステージの下金型よりも上方に配置して、最初の絞り加工ステージとその後の絞り加工ステージで金属材料を水平に保持できるようにした。

本件発明の順送加工による絞り加工品製造方法は、最初の絞り加工とその後のステージでの絞り加工を、金属材料を水平にして行うため、金属材料は絞り加工時に傾斜することがなく、偏肉、変形せず、精度の高い絞り加工品を製造することができる。

本件発明の順送加工による絞り加工品製造装置は、最初の絞り加工ステージの下金型をその後の絞り加工ステージの下金型よりも上方に配置して、最初の絞り加工ステージとその後の絞り加工ステージで金属材料が水平に保持されるようにしたので、偏肉、変形がなく、加工精度の高い絞り加工品を製造することができる。

（順送加工による絞り加工品製造方法の実施の形態１）
本件発明の順送加工による絞り加工品製造方法の一例を図１（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。図１（ｂ）は間欠的に順送される金属材料１を上型Ｐ₅、Ｐ₇〜Ｐ₁₁で下型Ｄ₅、Ｄ₇〜Ｄ₁₁内に押込んで図１（ａ）のように段階的に深く絞り加工して、図１（ｂ）に示すような筒状の絞り加工品７を製造する方法である。この絞り加工は次のステップ１〜１１を経て行われる。
（１）ステップ１：コイル状に巻かれている帯状（テープ状）の金属材料の原反から金属材料１を図１（ｂ）の右方向に間欠送り（順送）して、同図のピアスステージ（打抜きステージ）Ｓ₁において金属材料１の打抜き部分２を打抜く。
（２）ステップ２：アイドルステージＳ₂では何の加工もせずに休止する。
（３）ステップ３：カットステージ（切込みステージ）Ｓ₃において、金属材料１の打抜き部分２の内側左右に半円状の切込み３を入れてブランク４の輪郭を形成する。この場合、ブランク４の上下２箇所にリード（繋ぎ部）５を残してブランク４を金属材料１に連結しておく。
（４）ステップ４：アイドルステージＳ₄では何の加工もせずに休止する。
（５）ステップ５：第１ドローステージ（絞りステージ）Ｓ₅においてブランク４を絞り加工して図１（ｂ）のように金属材料１の裏側に皿状に膨らます。
（６）ステップ６：アイドルステージＳ₆では絞り加工せずに休止する。
（７）ステップ７：第２ドローステージＳ₇〜第６ドローステージＳ₁₁において、先に絞り加工されて皿状に膨らんだ半加工品６（図１ｂ）を夫々のステージの上型により段階的に深く絞り、第６ドローステージＳ₁₁において絞り加工が完了し、筒状の絞り加工品７が得られる。
（８）ステップ８：アイドルステージＳ₁₂では何の加工もせずに休止する。
（９）ステップ９：孔あけステージＳ₁₃において絞り加工品７の底（下降中は底であるが、絞り加工品完了後は天井）８の中心に孔９（図１ａ）をあける。
（10）ステップ10：ステージＳ₁₄において絞り加工品７をパンチで抜き落す。
（11）ステップ11：ステージＳ₁₅において金属材料１に残っているスクラップ１０を潰して、金属材料残渣のボリュームを減少させて廃棄処理し易くする。

前記加工においては、図１（ｂ）のように第１絞りステージの下型Ｄ₅を第２絞りステージの下型Ｄ₇〜第６絞りステージの下型Ｄ₁₁よりも一段高い位置に設定する。その高さは第１絞りステージＳ₅で絞り加工された半加工品６が第２〜第６絞りステージの夫々の下型Ｄ₇〜Ｄ₁₁まで順送されて、夫々の絞りステージの上型Ｐ₇〜Ｐ₁₁の降下により絞り加工されるときに水平になる高さとする。この高さにすることにより第２絞りステージＳ₇での金属材料１の傾斜（図１２）が発生せず、絞り加工品が偏肉、変形しないにようにしてある。

（順送加工装置の実施の形態１）
本件発明の順送加工装置の実施形態の一例を図２〜図９に示す。この順送加工装置は図２に示すように下型セット１２と上型セット３５から構成されている。

図２、図３に示すように、下型セット１２は下ベース１３の上に単独下スペーサ１４と、共有下スペーサ１５が配置されている。単独下スペーサ１４は空間２０をあけて共有下スペーサ１５よりも一段高く配置され、共有下スペーサ１５は直接配置されている。単独下スペーサ１４の上に単独パッキングプレート１６が、共有下スペーサ１５の上に共有パッキングプレート１７が配置され、単独パッキングプレート１６の上には単独下型ホルダ１８が、共有パッキングプレート１７の上には共有下型ホルダ１９がセットされている。単独下型ホルダ１８には第１下型Ｄ₅がセットされ、共有下型ホルダ１９には第２下型Ｄ₇〜第６下型Ｄ₁₁までがセットされている。第２下型Ｄ₇〜第６下型Ｄ₁₁は同じ高さに揃えてあり、第１下型Ｄ₅は第２下型Ｄ₇〜第６下型Ｄ₁₁よりも一段高くしてある。前記単独パッキングプレート１６と共有パッキングプレート１７は共に焼入れされている。

前記共有下型ホルダ１９の上方には図２に示すように、支持杆２４と、金属材料１を支持するリフターピン２５と、順送される金属材料１をガイドするガイドピン２６が突出している。それら支持杆２４やピン２５、２６は下ベース１３、共有下スペーサ１５、共有下パッキングプレート１７内にセットされた押上げスプリング２７、２８、２９で押上げられて共有下型ホルダ１９の上方に突出している。

前記単独下スペーサ１４の上には図３のようにボルト２１が突出しており、そのボルト２１は下ベース１３と単独下スペーサ１４内に収容した押上げスプリング２２で押上げられ、ボルト２１に螺合したナット２３の締付けを変えることにより、押上げスプリング２２の押上げ力を調節できるようにし、単独下スペーサ１４の上から差込んだ抜止めボルト３３を下ベース１３にねじ込んで単独下スペーサ１４が下ベース１３から抜出ないようにしてある。この場合、図３の下ベース１３と単独下スペーサ１４の間に空間２０が形成され、その空間２０は抜止めボルト３３の長さにより決定される。単独下スペーサ１４にはガイドピン３１が差し込まれており、そのガイドピン３１は上部が単独下型ホルダ１８からねじ込んだ止めボルト３０により単独下型ホルダ１８に固定され、下端部が下ベース１３のガイド孔３２内に差込まれて、単独下スペーサ１４の昇降ガイドとなっている。

上型セット３５は図２のように上ベース３６の下に上パッキングプレート３７が配置され、その下に上型ホルダ３８が配置され、その下に抜止めプレート３９が配置され、その下にストリッパー４０が配置されている。前記上型ホルダ３８には上型Ｐ₅、Ｐ₇〜Ｐ₁₁が下方に突出して取付けられ、ストリッパー４０には金属材料１を抑えて皺の発生を防止するための皺押さえ駒Ｑ₅、Ｑ₇〜Ｑ₁₁が取付けられ、皺押さえ駒Ｑ₅、Ｑ₇〜Ｑ₁₁は抜止めプレート３９で抜け防止されている。前記上ベース３６、上パッキングプレート３７、上型ホルダ３８、抜止めプレート３９、ストリッパー４０は、上ベース３６の止め孔４１に差込まれて先端がストリッパー４０にねじ込まれたガイドバー４２で分離しないように連結されると共に、上ベース３６、上パッキングプレート３７、上型ホルダ３８をガイドバー４２に沿ってスライド可能としてある。ガイドバー４２は上パッキングプレート３７とストリッパー４０の間に貫通配置された押下げスプリング４３の内側を貫通して下端がストリッパー４０にねじ込まれている。この場合、上型ホルダ３８と抜止めプレート３９の間に間隔４４が形成され、その間隔４４は前記ガイドバー４２の長さで決定される。

図示した押上げスプリング２２、押上げスプリング２７〜２９、押下げスプリング４３、スプリング４３等は、スプリングに代わる押上げ力、押下げ力のある弾性を備えたものであれば他のもの、例えば、ガススプリングとかゴム製円筒等であってもよい。

（順送加工装置の使用説明）
図２、図３の順送加工装置は下型セット１２が固定で、上型セット３５が昇降動作し、図２は上型セット３５が上昇して下型セット１２及び金属材料１から離れている状態である。図２では下型セット１２の支持杆２４、リフターピン２５、ガイドピン２６が上方に突出して、順送される金属材料１をリフターピン２５の上に支持し、ガイドピン２６の溝に挿入して、一定の高さに保持している。図２、図３の順送加工装置の動作を以下に説明する。

（ステップ１）
図４は図２の上型セット３５をストリッパー４０の底面が金属材料１にあたるまで降下させた状態である。このとき下型セット１２は図２のままである。

（ステップ２）
図５は図４の状態の上型セット３５を降下させて金属材料１を押下げ、リフターピン２５、ガイドピン２６をも押下げ、夫々のピン２５、２６の下のスプリングを圧縮させ、ストリッパー４０が支持杆２４（図５、図９）と下型Ｄ₅の上の金属材料１の上面にあたるまで降下させた状態である。

（ステップ３）
図６は図５の状態の上型セット３５を更に降下させて、第１上型Ｐ₅、第２上型Ｐ₇〜第６上型Ｐ₁₁が金属材料１を絞り加工し始めた状態である。このとき、上型セット３５のスプリング４３が圧縮されるが、上パッキングプレート３７の孔４５に差込まれ、スプリング４６で押下げられているストッパーピン４７の下端が抜止めプレート３９に突き当たるため上型セット３５はそれ以上は降下せず、打抜き型４８、切込み型４９の刃先（下端）が金属材料１に接触する。このとき、図６の抜止めプレート３９とその上の上型ホルダ３８の間にわずかだけ（図５において、ストッパーピン４７の下端が上型ホルダ３８より下方に突出している分だけ）隙間５０が確保される。

（ステップ４）
図７は図６の状態の上型セット３５が更に降下して、第１上型Ｐ₅、第２上型Ｐ₇〜第６上型Ｐ₁₁による金属材料１の絞り加工が完了した状態である。このとき、ストッパーピン４７が上方へ押されてその上のスプリング４６が圧縮され、抜止めプレート３９と上型ホルダ３８の間の隙間５０（図６）がなくなり、その分だけ打抜き型４８及び切込み型４９が降下し、ステージＳ₁（図１ｂ）において打抜き型４８により金属材料１の打抜き部分２（図１ａ）が打抜かれ、ステージＳ₃（図１ｂ）において切込み型４９により金属材料１に切込み３（図１ａ）が入れられる。

（ステップ５）
図７の状態から上型セット３５を図２の位置まで引き上げる（引き戻す）と、上型Ｐ₅、Ｐ₇〜Ｐ₁₁が夫々のステージの半加工品６、絞り加工品７から抜けて図２の状態に戻る。このとき上型セット３５の引き上げと共に上型が引き上げられると絞り加工された金属材料１が上型と共に引き上げられるが、金属材料１は上昇途中でストリッパー４０にあたって上型から抜ける。

（ステップ６）
上型セット３５が図２の位置まで引き上げられると、金属材料１が１ステージ分だけ図２の右側に順送されて所定位置に停止する。その後、前記ステップ１〜５が繰り返されて、順次、絞り加工が行われる。６ステージ分だけ図２の右側に順送され、夫々のステージで絞り加工されると一つの絞り加工品７（図１ｂ）が完成する。

（ステップ７）
以下、前記ステップ１〜６の繰り返しにより、順次、間欠的に、自動的に絞り加工が行われる。

（ステップ８）
絞り加工品７が完成した後は、必要に応じて後加工、例えば、絞り加工品７の頭部８への孔９の開口（頭部への孔あけ：図１ａ）、加工品の整形、仕上げ等を行ってから絞り加工品７を打抜く。

（ステップ９）
絞り加工品打抜き後の金属材料１のスクラップ１０（図１ｂ）はプレス加工などで圧縮して体積を小さくし、排出、運搬といった廃棄処理をし易くする。

（順送加工装置の実施の形態２）
前記実施形態はあくまでも本件発明の一例であるため、順送加工方法の作業順番、絞りステージの段数等は絞り加工品の形状やサイズ、絞り深さ等に合わせて変えることができる。順送加工装置の各部材の形状、寸法、構造、下型、上型の本数等々も絞り加工品の形状やサイズ、絞り深さ等に合わせて変えることができる。

本件発明の順送加工方法も順送加工装置も図示した筒状の絞り加工品よりも浅い皿状の絞り加工品とか、図示した筒状の絞り加工品よりも深い絞り加工品、或は、径の大きな絞り加工品、他の形状、例えば、楕円形、多角形といった形状の製品の絞り加工に利用することもできる。

（ａ）は本件発明の絞り加工方法で絞り加工される金属材料の平面図、（ｂ）は本件発明の順送絞り加工装置の原理説明の側面図。 本件発明の順送絞り加工装置の一例を示すものであり、上型セット上昇状態の側面図。 図２のＡ−Ａ断面図。 本件発明の順送絞り加工装置の一例を示すものであり、上型セットが金属材料に接触するまで降下した状態の側面図。 本件発明の順送絞り加工装置の一例を示すものであり、上型セットで金属材料を押上げている状態の側面図。 本件発明の順送絞り加工装置の一例を示すものであり、上型による絞り加工開始状態の側面図。 本件発明の順送絞り加工装置の一例を示すものであり、上型による絞り加工完了時の側面図。 図７のＡ−Ａ断面図。 （ａ）は本件発明の順送絞り加工装置の一例の下型平面レイアウト図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図。 本件発明の絞り加工方法で絞り加工される金属材料の斜視図。 従来の順送絞り加工装置の一例であり、上型上昇時の側面図。 従来の順送絞り加工装置の一例であり、絞り加工中の側面図。

符号の説明

１ 金属材料
２ 打抜き部分
３ 切込み
４ ブランク
５ リード（繋ぎ部）
６ 半加工品
７ 絞り加工品
８ 絞り加工品の底（天井）
９ 孔
１０ スクラップ
１２ 下型セット
１３ 下ベース
１４ 単独下スペーサ
１５ 共有下スペーサ
１６ 単独パッキングプレート
１７ 共有パッキングプレート
１８ 単独下型ホルダ
１９ 共有下型ホルダ
２０ 空間
２１ ボルト
２２ 押上げスプリング
２３ ナット
２４ 支持杆
２５ リフターピン
２６ ガイドピン
２７〜２９ 押上げスプリング
３０ 止めボルト
３１ ガイドピン
３２ ガイド孔
３３ 抜止めボルト
３５ 上型セット
３６ 上ベース
３７ 上パッキングプレート
３８ 上型ホルダ
３９ 抜止めプレート
４０ ストリッパー
４１ 止め孔
４２ ガイドバー
４３ 押下げスプリング
４４ 間隔
４５ 孔
４６ スプリング
４７ ストッパーピン
４８ 打抜き型
４９ 切込み型
５０ 隙間
Ｄ₅、Ｄ₇〜Ｄ₁₁ 下型
Ｐ₅、Ｐ₇〜Ｐ₁₁ 上型
Ｑ₅、Ｑ₇〜Ｑ₁₁ 皺押さえ駒
Ｓ₁〜Ｓ₁₅ ステージ
Ａ 絞り加工品
Ｂ 金属材料
Ｃ 下型ブロック
Ｄ 上型ブロック
Ｅ 打抜き部
Ｆ 切込み
Ｇ リード（繋ぎ部）
Ｈ ブランク
Ｉ 上型
Ｊ 下型
Ｋ ストリッパー
Ｌ 押さえ駒
Ｍ 半加工品

Claims (2)

1. 順送される金属材料を複数のステージにおいて上金型と下金型で段階的に絞り加工して絞り加工品を製造する方法において、最初の絞り加工とその後のステージでの絞り加工を、金属材料を水平にして行うことを特徴とする順送加工による絞り加工品製造方法。
2. 複数のステージに上金型と下金型を備え、順送される長尺金属材料を夫々のステージの上金型と下金型で段階的に絞り加工する順送加工装置において、最初の絞り加工ステージの下金型をその後の絞り加工ステージの下金型よりも上方に配置して、最初の絞り加工ステージとその後の絞り加工ステージで金属材料を水平に保持できるようにしたことを特徴とする順送加工による絞り加工品製造装置。
   
   

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