JP2009000730A - Press apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ダイスとポンチを備えたプレス装置に関する。 The present invention relates to a press apparatus provided with a die and a punch.
従来、プレス装置を用いて深絞りやしごき等の塑性加工を行う際には、プレス用の金属材料と金型との間の摩擦による割れや焼付き等の加工不良を防止するために、そのプレス面に潤滑剤としての加工油を供給する方法が採用されている。 Conventionally, when performing plastic working such as deep drawing and ironing using a press device, in order to prevent processing defects such as cracking and seizure due to friction between the metal material for pressing and the mold, A method of supplying processing oil as a lubricant to the press surface is employed.
しかし、上記方法においては、一般的に、プレスを数回行う度に加工油を供給する必要があるため手間がかかるほか、高価な加工油が大量に消費されてしまうという問題点がある。さらに、プレス時の衝撃等により加工油が周囲に飛散するため作業現場が汚れてしまい所謂5S活動を徹底できないという問題点がある。 However, in the above method, in general, it is necessary to supply the processing oil every time the press is performed several times, which is troublesome, and a large amount of expensive processing oil is consumed. Furthermore, since the processing oil is scattered around due to impact during pressing or the like, the work site becomes dirty, and so-called 5S activity cannot be thoroughly performed.
これに関連して、以下の特許文献1においては、成形不良が生じやすい部位、すなわちプレス時に荷重が集中する部位にのみ選択的に加工油を供給する方法が提案されている。この方法を用いれば、加工油供給時の一回当たりの供給量を削減することができ、それにより、加工油が後工程において及ぼす影響を軽減することができる。
In relation to this, the following
しかし、上記方法を用いても、プレス時に荷重が集中する部位では、金属材料の大きな変形・移動により金型表面の加工油が損なわれやすく、加工油の供給を頻繁に繰り返さなければならないという問題点は依然として解決されない。また、加工油の飛散等により作業現場が汚れるという問題点も依然として解決されない。 However, even if the above method is used, the processing oil on the mold surface is likely to be damaged due to large deformation and movement of the metal material in a portion where the load is concentrated during pressing, and the supply of the processing oil must be repeated frequently. The point is still not resolved. Further, the problem that the work site becomes dirty due to scattering of the processing oil is still not solved.
なお、他の関連する技術として、以下の特許文献2において、加工対象の金属材料ではなく、プレス用金型の表面に加工油を供給する方法が提案されている。
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、加工油の供給頻度を削減することができ、さらに、作業現場における加工油の飛散を軽減することができるプレス装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to reduce the frequency of processing oil supply and to further reduce scattering of the processing oil at the work site. An object of the present invention is to provide a press device that can perform the above.
上記目的を達成するための本発明に係るプレス装置は、ダイスおよびポンチを備えており、前記ダイスのプレス面における所定領域である第1領域には、油溜まりとしての複数の第1凹部が形成されていることを特徴とする。 The press device according to the present invention for achieving the above object includes a die and a punch, and a plurality of first recesses as oil reservoirs are formed in a first region which is a predetermined region on the press surface of the die. It is characterized by being.
本発明によれば、プレス成形時の加工油の供給頻度を削減することができるので、コストダウンおよびプレス工程の効率化を同時に達成することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the supply frequency of the processing oil during press molding, and thus it is possible to simultaneously achieve cost reduction and efficiency of the pressing process.
また、本発明によれば、過酷な加工条件においても金型への焼き付き等の加工不良が発生しにくくなるので金型の寿命を向上させることができる。 In addition, according to the present invention, it is difficult to cause processing defects such as seizure to the mold even under severe processing conditions, so that the life of the mold can be improved.
さらに、本発明によれば、金型に供給された加工油が油溜まり内に保持されるため、加工油の周囲への飛散を軽減することができ、それにより、作業現場の5S活動を徹底できるようになる。 Furthermore, according to the present invention, since the processing oil supplied to the mold is held in the oil reservoir, it is possible to reduce scattering of the processing oil to the surroundings, thereby thoroughly implementing 5S activities at the work site. become able to.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1、2は、本実施形態のプレス装置1の主要部を示す断面図である。これらは、プレスを行う前の状態、およびプレスを行っている途中の状態をそれぞれ示している。
1 and 2 are cross-sectional views showing the main part of the
図1のように、プレス装置1は、加工対象である成形用パネル2の上方に配置され、成形用パネル2の表面に対して垂直な方向に往復運動可能に設けられたダイス11と、成形用パネル2の下方に配置され、ダイス11と共に成形用パネル2を挟持しながら往復運動するしわ抑え部12と、金属材料2の下方にしわ抑え部12に囲まれて配置された固定型のポンチ13とを備えている。
As shown in FIG. 1, a
本実施形態において、ダイス11の内周面には、プレス時に成形用パネル2を介して供給される加工油を保持するための油溜まり用の凹部11bが複数形成される。このような複数の凹部11bは、図1、2において点線で略式的に示されるように、ダイス11の内周面における所定領域11a内に一様な配列をなして形成される。この所定領域11aについては、図6を用いて後述する。なお、凹部11bは、任意の方法で形成することができるが、均一な形状の凹部11bを得るためには、レーザのパルス照射によって連続的に形成することが好ましい。一例として、ダイス孔に挿入され、ダイス11の所定領域11aに向けられたレーザ照射部を、ダイス孔の中心軸回りに回転させながらパルス照射を行うことにより、所定領域11a内に一様に凹部11bを形成することが可能である。なお、複数の凹部11bの配列は特に限定されないが、一例として、単位面積当たりの凹部11bの個数を多くするために千鳥状の配列とされることが好ましい。個々の凹部11bの形状および寸法等の詳細については後述する。
In the present embodiment, a plurality of
図1において、ダイス11およびしわ抑え部12が図示しない駆動手段により矢印の方向に駆動されると、成形用パネル2は、ダイス11としわ抑え部12によって挟持された状態でポンチ13の先端部に押し付けられる。そして、成形用パネル2は、図2に示されるように、ダイス11およびポンチ13の形状に応じて塑性変形することになる。
In FIG. 1, when the
なお、順次プレス成形される成形用パネル2の表面には、所定の割合で(例えば数枚に1枚に割合で)、潤滑剤としての加工油を予め供給しておく必要がある。図3は、成形用パネル2への加工油の供給方法を示す図である。図3のように、ミストスプレー噴霧器または塗付ローラを用いて成形用パネル2の表面に加工油を塗布する。このとき、加工油は、塗付作業を簡素化のために金属材料2の全面に塗布してもよいし、塗付量の削減のために特定の部位(例えば、ダイス11の所定領域11aに対応する部位)にのみ塗布してもよい。
It should be noted that processing oil as a lubricant needs to be supplied in advance to the surface of the
このように、成形用パネル2に加工油を塗布する理由は、一般に、成形用パネルと金型(特にダイスの肩部)の間の潤滑性が不十分であり両者の摩擦が過度になると、成形用パネルの割れや焼付き等の加工不良が発生する虞があるためである。ここで、焼付きとは、成形用パネルの一部がプレス中に摩擦熱により溶融し、金型表面に付着することである。焼付きが生じた金型を使い続けると、プレス成形後のパネル表面に引っ掻き傷がついてしまうため製品価値が損なわれてしまう。
Thus, the reason why the processing oil is applied to the
そこで、本実施形態においては、ダイス11の内表面上の所定領域11a内に、油溜まりとして複数の凹部11bを設けた。プレス時に成形用パネル2を介してダイス11に供給される加工油は、凹部11b内に浸入しそこに保持されることになる。これにより、プレスを繰り返してもダイス内表面の潤滑性が損なわれにくくなり、加工油を供給する頻度を削減することができるようになる。また、同時に、余分な加工油の飛散による作業現場の汚れを軽減させることができる。
Therefore, in the present embodiment, a plurality of
続いて、図4を用いて、凹部11bの形状および形状について説明する。凹部11bの形状は特に制限されないが、一例として図4のような楕円形とされることが好ましい。これは、楕円形にすることで、1個当たりの内表面を大きくすることができ、少ない個数でも比較的多くの加工油を保持させることができるためである。
Then, the shape and shape of the
また、凹部11bの寸法も特に制限されないが、レーザのパルス照射による加工精度を考慮すると、幅が100μm程度、長さが200μm程度とされることが好ましい。次に、図5を用いて凹部11bの深さについて説明する。
Further, the size of the
図5は、本実施形態にかかるプレス装置1によるしごき率と、凹部11bの最適な深さとの関係を示すグラフである。図6の横軸は、プレス成形によるしごき率(%)を表しており、縦軸は、凹部11bの深さを変化させながら焼付き発生までのプレス回数を測定した結果、プレス回数を最も多くすることができた深さ(μm)を表している。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the ironing rate by the
ここで、しごき率とは、しごき加工による母材の板厚の減少量の、しごき加工前の母材の板厚の割合であり、以下の数式1で表される。
Here, the ironing rate is the ratio of the thickness of the base material before ironing to the amount of reduction in the thickness of the base material due to ironing, and is expressed by
数式1より、しごき率が大きければ大きいほど、材料に大きな塑性変形が加えられることになる。一般的に、しごき率が25%を超えるような過酷なプレス成形においては、割れや焼付き等の成形不良が発生しやすくなり、適度な加工油の供給が必要になる。
From
図6より、油溜まり用の凹部11bの形成は、しごき率が10%以上のプレス成形を行う上で効果的であり、しごき率がより大きいプレス成形を行うためには、凹部11bの深さを大きくすることが好ましいと理解される。
As shown in FIG. 6, the formation of the
なお、本実施形態において、凹部11bの深さは特に制限されないが、レーザによる加工精度を考慮すると、凹部11bの深さは5〜50μmとされることが好ましい。これは、凹部11bをダイス11の内表面上に一様に形成するためである。また、凹部11bどうしの形状の誤差を小さくするためには、凹部11bの深さをさらに20〜40μmとされることが好ましい。
In the present embodiment, the depth of the
続いて、図6を用いて、本実施形態のプレス装置1において、油溜まり用の凹部11bを形成するための所定領域11aについて説明する。
Next, the
なお、前述のように、凹部11bは、レーザのパルス照射によって形成されることが好ましいが、本発明は必ずしもこれに限定されず、油溜まりとして作用する複数の凹部を一様に形成可能な方法であればいかなる方法が採用されてもよい。一例として、ショットピーリングを用いた方法が考えられる。
As described above, the
本実施形態において、油溜まり用の凹部11bは、プレス時に荷重が集中する部位に形成されることが好ましいのは明らかである。そこで、本実施形態において、凹部11bを形成するための所定領域11aは、図6のように、プレス時に荷重が集中するダイス肩部11cおよびその近傍とされる。一例として、所定領域11aは、ダイス肩部11cおよびダイス肩部11cの両側のR止まり11dから約5mmずつ延長された領域とされる。
<実験例>
次に、図7を用いて、本実施形態による油溜まりを設けたことによる加工油の削減効果について説明する。図7の横軸は、金属材料に適量の加工油を供給した後のプレス回数を表しており、縦軸は、プレス加工後にダイスの内表面上に残存している加工油の量を表している。なお、本実験においては、便宜上、金属材料2の焼付きが発生した時点を、加工油の残存量がゼロになった時点とみなした。
In the present embodiment, it is obvious that the
<Experimental example>
Next, the processing oil reduction effect by providing the oil reservoir according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The horizontal axis in FIG. 7 represents the number of presses after an appropriate amount of processing oil is supplied to the metal material, and the vertical axis represents the amount of processing oil remaining on the inner surface of the die after the press working. Yes. In this experiment, for the sake of convenience, the time when the seizure of the
点線で示される曲線Aは、油溜まりが設けられていない従来のダイスを用いた場合の測定結果の基づく近似曲線であり、実線で示される曲線Bは、油溜まりが設けられた本実施形態のダイス11を用いた場合の測定結果に基づく近似曲線である。 A curve A indicated by a dotted line is an approximate curve based on a measurement result when a conventional die without an oil reservoir is used, and a curve B indicated by a solid line is the curve of the present embodiment in which an oil reservoir is provided. It is an approximate curve based on the measurement result at the time of using the die | dye 11. FIG.
図7を参照すると、従来のプレス加工装置を用いた場合は(曲線A)、加工油供給後、3〜4回プレスを行った時点で焼付きが発生し、本実施形態のプレス加工装置を用いた場合は(曲線B)、加工油供給後、14回プレスを行った時点で焼付きが発生した。つまり、従来のプレス装置によれば、加工油供給後、3〜4回しかプレスを行うことができなかったが、本実施形態のプレス加工装置によれば、加工油供給後、14回もプレスを行うことができるようになった。すなわち、ダイスの内表面に油溜まりとして凹部を形成することで、加工油の供給頻度を、実に1/3以下に削減することができるようになった。 Referring to FIG. 7, when the conventional press working apparatus is used (curve A), seizure occurs when the press is performed 3 to 4 times after supplying the working oil, and the press working apparatus of the present embodiment is When used (curve B), seizure occurred when the press was performed 14 times after supplying the processing oil. That is, according to the conventional press device, the press could be performed only 3 to 4 times after supplying the processing oil. However, according to the press processing device of this embodiment, the press was performed 14 times after supplying the processing oil. It became possible to do. That is, by forming a recess as an oil reservoir on the inner surface of the die, the supply frequency of the processing oil can be actually reduced to 1/3 or less.
以上のように、本実施形態のプレス装置1によれば、プレス加工時の加工油の供給頻度を削減することができるので、コストダウンおよびプレス工程の効率化を同時に達成することができる。
As described above, according to the
また、本実施形態のプレス装置1によれば、過酷な加工条件においてもダイス11への焼き付き等の加工不良が発生しにくくなるので、ダイス11の寿命を向上させることができる。
Moreover, according to the
さらに、本発明によれば、ダイス11に供給された加工油が油溜まり用の凹部11b内に保持されるため、加工油の周囲への飛散を軽減することができ、それにより、作業現場の5S活動を徹底できるようになる。
Furthermore, according to the present invention, since the processing oil supplied to the
本発明は、上記した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内において、種々改変することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims.
例えば、上記実施形態においては、ダイス11側にのみ油溜まり用の凹部11bを形成したが、同様にポンチ13側(特に、ポンチ肩およびその近傍)にも油溜まり用の凹部13bを形成することができる。この際、凹部13bの形状、寸法、配列等は上記実施形態と同様とされる。また、凹部13bを形成するための領域は、一例として、ポンチ13のポンチ肩およびその両側のR止まりから約5mmずつ延長された領域とされる。このようにポンチ13側にも油溜まり用の凹部を形成することで、加工油の供給頻度を更に削減できるようになる。
For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態においては、加工油は成形用パネル2側に供給されるが、加工油がダイス11側に直接供給されることも可能である。この場合、加工油はダイス11の所定領域11aに供給されることが好ましい。
Moreover, in the said embodiment, although processing oil is supplied to the
1 プレス装置、
11 ダイス、
11a 所定領域、
11b 凹部、
11c ダイス肩部、
12 しわ押さえ部、
13 ポンチ、
2 成形用パネル。
1 Press device,
11 Dice,
11a predetermined area,
11b recess,
11c Dice shoulder,
12 Wrinkle holding part,
13 punches,
2 Panel for molding.
Claims (15)
前記ダイスのプレス面における所定領域である第1領域には、油溜まりとしての複数の第1凹部が形成されていることを特徴とするプレス装置。 A pressing device comprising a die and a punch,
A press apparatus, wherein a plurality of first recesses as oil reservoirs are formed in a first area which is a predetermined area on the press surface of the die.
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