JP2009214146A - プレス金型及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイブロックとパンチブロックの寸法精度のばらつきを低減するとともに、金型の組立作業時間を短くすること。
【解決手段】相対昇降する第１のプレート１及び第２のプレート１０、第１のプレート１に取り付けられるダイブロック５、第２のプレート１０に取り付けられるパンチブロック１１、ダイブロック５に装着されるダイ４、パンチブロック１１に装着されるパンチ１２を備えたプレス金型を製造するにあたり、ダイブロック５とパンチブロック１１を第１のプレート１又は第２のプレート１０の同一面上に取り付け、ダイブロック５のダイ４が当接される第１の装着部の当接面とパンチブロック１１のパンチが当接される第２の装着部の当接面を同時に機械加工する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被加工材を曲げ加工、切断加工などするためのプレス金型及びその製造方法に関する。

被加工材を曲げ加工、切断加工などする手段としてプレス金型が用いられている。このプレス金型は、例えば、水平に対向して配置される上型プレート及び下型プレートと、上型プレートに取り付けられるダイブロックと、下型プレートに取り付けられるパンチブロックと、ダイブロックに装着されるダイと、パンチブロックに装着されるパンチを備えて構成される。このプレス金型がプレス機械に取り付けられ、ラムが降下することにより、下型プレートに対して上型プレートがダイと一体的にガイドポストに沿って降下し、ダイとパンチの間に挟持された被加工材が曲げ加工される。

このようなプレス金型を用いたプレス加工において、プレス加工されたプレス加工品の寸法精度を高く維持するためには、ダイとパンチの隙間の寸法を高い精度で維持する必要がある。このため、ダイとパンチは、上下の各プレートに固定されるダイブロックやパンチブロックによって支持することにより、加工時の応力に伴うずれを防止するようにしている。

しかしながら、ダイブロックやパンチブロックなど、金型を構成する種々の構成部品は、それぞれ単独で機械加工された後にプレートへの組み込み作業が行われるため、加工機械への取り付け精度のばらつきや温度などの加工環境の相違による影響を受けて部品間の寸法精度が異なることがある。このようにダイブロックやパンチブロックの寸法精度にばらつきが生じると、これらに支持されるダイやパンチの位置精度が低下し、プレス加工品の寸法精度に影響を与えるおそれがある。

金型の部品間の寸法精度のばらつきを抑制する方法として、例えば、金型の構成部品となるパンチプレートやダイプレートなどを３枚重ねて同時にワイヤ放電加工を行う金型の製造方法が開示されている（特許文献１参照。）。このようにプレートを重ねて同時に加工することにより、プレート間の加工孔の同芯度などを確保することができる。

特開２００３−２２０４２７号公報

しかしながら、特許文献１は、ワイヤ放電による孔の加工などを目的としており、ワイヤ放電用のワイヤを挿通させる下孔の加工が必要となるため、ダイブロックやパンチブロックなど孔を必要としない部品の加工には適していない。

また、特許文献１のように、金型の構成部品を重ねて加工する場合、これらの構成部品を互いに密着させた状態で固定し、さらに加工後はこれらを取り外してから組み付ける作業が生じるため、組立作業時間が長くなるという問題がある。

本発明は、ダイブロックとパンチブロックの寸法精度のばらつきを低減するとともに、金型の組立作業時間を短くすることを課題とする。

本発明は、対向して相対昇降する第１のプレート及び第２のプレートと、第１のプレートに取り付けられるダイブロックと、第２のプレートに取り付けられるパンチブロックと、ダイブロックに装着されるダイと、パンチブロックに装着されるパンチとを備えたプレス金型の製造方法であって、ダイブロックとパンチブロックとを第１のプレート又は第２のプレートの同一面上に取り付けて、ダイブロックのダイが当接される第１の装着部の当接面とパンチブロックのパンチが当接される第２の装着部の当接面とを機械加工することを特徴とする。

このようにダイブロックとパンチブロックを一枚のプレートの上に固定した状態で機械加工を行うことにより、加工機械へ取り付ける際の取り付け精度のばらつきや、加工時の温度の違いなどの影響を少なくすることできるため、ダイブロックとパンチブロックの寸法精度のばらつきを低減することができる。これにより、各ブロックに装着されるダイとパンチの位置精度を高く維持できるため、プレス加工品の寸法精度の安定化をはかることができる。また、プレートに取り付けられたダイブロック、パンチブロックのうち、いずれか一方は、加工が終わってもプレートから取り外すことなく、金型組み付け部品としてそのまま使用することができるため、組立作業時間を短縮することができる。

この場合において、第１の装着部と第２の装着部は、例えば、断面が略Ｌ字の段付形状とすることができる。これによれば、各装着部に対するダイとパンチの密着性を向上できるため、プレス加工時において、被加工材から生じる側方の応力に対して十分に耐抗することができ、ダイとパンチの位置精度の安定性を向上させることができる。

具体的に、本発明は、対向して相対昇降する第１のプレート及び第２のプレートと、第１のプレートに取り付けられるダイブロックと、第２のプレートに取り付けられるパンチブロックと、ダイブロックに装着されるダイと、パンチブロックに装着されるパンチとを備えたプレス金型の製造方法であって、パンチブロックとダイブロックとを第１のプレートの同一面上に取り付けた後、パンチブロックと第１のプレートとの間に架設されるノックピンの嵌合孔を基準として、ダイブロックのダイが当接される第１の装着部の当接面とパンチブロックのパンチが当接される第２の装着部の当接面とを機械加工することを特徴とする。

このようにパンチブロックに形成されるノックピンの嵌合孔を加工基準として利用することにより、パンチブロックとダイブロックのすべての加工部分について、寸法出しを効率よく行うことができる。

また、本発明のプレス金型は、対向して相対昇降する第１のプレート及び第２のプレートと、第１のプレートに取り付けられるダイブロックと、第２のプレートに取り付けられるパンチブロックと、ダイブロックに装着されるダイと、パンチブロックに装着されるパンチとを備え、ダイブロックのダイが当接される第１の装着部の当接面及びパンチブロックのパンチが当接される第２の装着部の当接面は、断面が略Ｌ字の段付形状に形成され、パンチブロックと第１のプレートに形成される複数のノックピンの嵌合孔は、孔径が同じであり、かつ、孔の配置が対偶する関係にあることを特徴とする。

このように、パンチブロックと第１のプレートには、これらの間に架設されるノックピンの嵌合孔をそれぞれ設けておくことにより、第１のプレートに対してパンチブロックの取り付け、取り外しを容易に行うことができるようになる。さらに、パンチブロックと第１のプレートにそれぞれ形成される嵌合孔は、他の部品と固定する際にも利用できるため、孔加工の負荷を減らすことができる。

本発明によれば、ダイブロックとパンチブロックの寸法精度のばらつきを低減するとともに、金型の組立作業時間を短くすることができる。

以下、本発明を適用してなるプレス金型の一実施形態とその製造方法の一例について図面を用いて説明する。なお、本実施形態では、プレス金型を用いて被加工材を曲げ加工する例について説明する。

図１は、本発明を適用してなるプレス金型に被加工材をセットした状態を示す金型の断面図である。図２は、本発明を適用してなるプレス金型が被加工材を曲げ加工するときの動作を説明する断面図である。図３は、本発明を適用してなるプレス金型の上型ベースにダイブロックとパンチブロックを組み付けて加工する状態を示す斜視図であり、図４は図３の横断面図である。図５は、本発明を適用してなるプレス金型の上型ベースからダイブロックを取り外してスプリングホルダ板を取り付ける状態を説明する斜視図である。図６は、本発明を適用してなるプレス金型のダイとパンチが被加工材を曲げ加工する際の動作を説明する断面図である。

本実施形態のプレス金型は、上金型３０と下金型４０がそれぞれ対向してプレス機（図示せず）に取り付けられて構成され、下金型４０に対して上金型３０が上下動することによって、下金型４０の上に設置された被加工材５０を曲げ加工するようになっている。

図１に示すように、上金型３０は、上型ベース１と、スプリングホルダ板２と、押え板３と、ダイ４と、ダイブロック５を備えて構成される。スプリングホルダ板２は、上型ベース１との間でノックピン６ａを架設して位置決めされ、螺子７ａで固定されることにより上型ベース１の下面に密着して取り付けられている。押え板３は、上型ベース１とスプリングホルダ板２を貫通する孔内に挿入される摺動ボルト８によってスプリングホルダ板２の下方に吊り下げられて支持されている。また、押え板３は、スプリングホルダ板２を貫通する孔内に設けられ、押え板３と上型ベース１に両端がそれぞれ当接する圧縮スプリング９の付勢力によって下方に押し付けられている。

ダイブロック５は、上型ベース１との間でノックピン６ｂを架設して位置決めされ、螺子７ｂで固定されることによって、上型ベース１の下面に密着した状態で取り付けられている。ダイブロック５に形成される段付き形状の装着部には、ダイ４が螺子７ｃで固定されている。

一方、下金型４０は、下型ベース１０と、被加工材５０が載置されるパンチブロック１１と、パンチブロック１１に装着されるパンチ１２を備えて構成される。パンチブロック１１は、下型ベース１０との間でノックピン６ｃを架設して位置決めされ、螺子７ｄで固定されることにより、下型ベース１０の上面に密着した状態で取り付けられている。パンチブロック１１に形成される段付き形状の装着部には、パンチ１２が螺子７ｅにより取り付けられている。

また、上型ベース１には、下型ベース１０から突出するガイドポスト１３が嵌挿されるブッシュ１４が取り付けられており、ガイドポスト１３を精度よく案内することによって、上金型３０の上下動の精度を確保するようになっている。

このようにして構成されるプレス金型は、図２に示すように、パンチブロック１１の上に被加工材５０がセットされた状態で上金型３０が下降を始めることにより、被加工材５０は押え板３によって押圧され、続いてダイ４の下降によって直角に折り曲げられることで、プレス加工品が形成される。

図６に示すように、ダイ４とパンチ１２が相対移動することにより、被加工材５０が折り曲げられるときは、被加工材５０の曲げ抵抗によって側方応力Ｆ１，Ｆ２が発生する。ここで、側方応力Ｆ１，Ｆ２の影響によりダイ４とパンチ１２に位置ずれが生じた場合、例えば、隙間距離Ｃが大きくなり、任意の曲げ角度θを得ることが困難になる。本実施形態では、ダイブロック５、パンチブロック１１に、断面Ｌ字の段付き形状となる装着部を形成し、ダイ４とパンチ１２は、装着部の底面部６０ａと背面部６０ｂの両方にそれぞれ密着させて取り付けられている。この構成によれば、背面部６０ｂの受圧面積を大きくとることができるため、側方応力Ｆ１，Ｆ２に耐抗して位置ずれを防止することができ、プレス加工品の寸法精度を安定して維持することができる。

次に、本実施形態のプレス金型の製造方法において、パンチブロック１１とダイブロック５を加工機械により仕上げ加工する例について図３〜図５を用いて説明する。

まず、上型ベース１の一方の面に、パンチブロック１１とダイブロック５が組み付けられる。パンチブロック１１とダイブロック５は、装着部の底面部６０ａと背面部６０ｂとが予め機械で荒加工されており、機械加工用の仕上げしろが残されている。ダイブロック５は、上型ベース１との間に複数のノックピン６ｂが架設された状態で位置決めされ、螺子７ｂにより取り付けられている。パンチブロック１１は、本来、下型ベース１０の上に組み付けられるが、仕上げ加工時においては、上方ベース１に形成されるノックピン用の嵌合孔１５に対応して形成される嵌合孔１６を用いることにより、上型ベース１との間に複数のノックピン６ｃを架設した状態で位置決めされ、螺子７ｄにより取り付けられる。

上型ベース１に取り付けられたパンチブロック１１とダイブロック５は、例えば、加工機械に上型ベース１が固定された後、パンチブロック１１の嵌合孔Ｐを機械加工用基準として、仕上げ加工が行われる。具体的には、図４に示すように、嵌合孔Ｐからの距離Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４と、装着部６０の底面部６０ａと背面部６０ｂのＺ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４が、仕上げ加工によって寸法出しされる。

このように、ダイブロック５とパンチブロック１１を上型ベース１の上に固定して同時に加工を行うことにより、加工時の温度変化、加工機械への位置出し精度、加工時の機械累積ピッチ誤差などの影響を低減することができ、ダイブロック５とパンチブロック１１の寸法精度のばらつきを抑えることができる。また、これにより各ブロックに装着されたダイ４とパンチ１２の位置精度を高く維持することができるため、プレス加工品の寸法精度の安定化をはかることができる。

ダイブロック５とパンチブロック１１の仕上げ加工が完了すると、図５に示すように、パンチブロック１１を上型ベース１から取り外し、この取り外した位置に、別加工にて完成品としたスプリングホルダ板２を組み付ける。スプリングホルダ板２は、パンチブロック１１と同様、上型ベース１に形成されるノックピン用の嵌合孔１５に対応する嵌合孔１７を複数備えているため、これらの嵌合孔１７にノックピン６ａを挿入することにより、上型ベース１の上に位置決めされ、螺子７ａにより取り付けられる。

一方、上型ベース１から取り外されたパンチブロック１１は、このパンチブロックに形成されるノックピンの嵌合孔１６に対応する嵌合孔１８が下型ベース１０に形成されているため、これらの嵌合孔にノックピン６ｃを架設することにより、下型ベース１０の上に位置決めされ、螺子７ｄにより取り付けられる。

このように、上型ベース１、下型ベース１０、パンチブロック１１、スプリングホルダ板２にそれぞれ形成される複数のノックピン用の嵌合孔は、いずれも同じ孔径で形成され、これらの嵌合孔の配置が互いに一致して対偶する関係となっている。このため、パンチブロック１１においては、加工用と組立用の組付け孔を兼用することができ、孔加工時間を削減することができる。

また、加工時に上型ベース１に取り付けられたダイブロック５は、加工が終了してからも上型ベース１から取り外すことなく、金型組み付け部品として兼用することができるため、組立工数を低減することができる。

スプリングホルダ板２が取り付けられた上型ベース１には、さらに押え板３、ブッシュ１４などが取り付けられ、下型ベース１０には、ガイドポスト１３が取り付けられることにより、図１の金型構成を得る。

以上述べたように、本実施形態では、金型構成部品として、ダイブロック５とパンチブロック１１を上型ベースの上に組み付けた状態で、一つ又は複数の加工工程においてそれぞれ機械加工を同時に行っているため、個々の部品温度、機械温度、位置だし、加工時における機械累積ピッチ誤差などの精度誤差の要因を少なくすることができ、部品間の寸法精度のばらつきを少なくすることができる。

また、このようにして機械仕上げされたダイブロック５、パンチブロック１１の装着部にダイ４、パンチ１２をそれぞれ装着して支持することにより、ダイ４とパンチ１２の隙間の距離を高い寸法精度で保つことができ、プレス加工品の曲げ角度θの精度をより高めることができる。

また、本実施形態では、上型ベース１にダイブロック５とパンチブロック１１を組み付ける方が下型ベース１０に組み付けるよりも孔加工を少なくすることができるため、このような例について説明したが、金型構成によっては、ダイブロック５とパンチブロック１１を下型ベースに組み付けて加工するようにしても構わない。

なお、本実施形態では、プレス加工の例について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、パンチブロックに切断用パンチを組み付け、ダイブロックに切断用ダイを組み付けることにより、被加工材の切断用プレス金型とすることができ、このようにしても本実施形態と同様の効果を得ることができる。

本発明を適用してなるプレス金型に被加工材をセットした状態を示す金型の断面図である。 本発明を適用してなるプレス金型が被加工材を曲げ加工するときの動作を説明する断面図である。 本発明を適用してなるプレス金型の製造方法において、上型ベースにダイブロックとパンチブロックを組み付けた状態を示す斜視図である。 本発明を適用してなるプレス金型の製造方法において、上型ベースにダイブロックとパンチブロックを組み付けた状態を示す断面図である。 本発明を適用してなるプレス金型の製造方法を説明する斜視図である。 本発明を適用してなるプレス金型の曲げ加工の動作を説明する断面図である。

符号の説明

１ 上型ベース
２ スプリングホルダ板
３ 押え板
４ ダイ
５ ダイブロック
６ ノックピン
７ 螺子
１０ 下型ベース
１１ パンチブロック
１２ パンチ
３０ 上金型
４０ 下金型
５０ 被加工材
６０ 装着部

Claims (4)

1. 対向して相対昇降する第１のプレート及び第２のプレートと、前記第１のプレートに取り付けられるダイブロックと、前記第２のプレートに取り付けられるパンチブロックと、前記ダイブロックに装着されるダイと、前記パンチブロックに装着されるパンチとを備えたプレス金型の製造方法であって、
   前記ダイブロックと前記パンチブロックとを前記第１のプレート又は第２のプレートの同一面上に取り付けて、前記ダイブロックの前記ダイが当接される第１の装着部の当接面と前記パンチブロックの前記パンチが当接される第２の装着部の当接面とを機械加工することを特徴とするプレス金型の製造方法。
2. 前記第１の装着部と前記第２の装着部は、断面が略Ｌ字の段付形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプレス金型の製造方法。
3. 対向して相対昇降する第１のプレート及び第２のプレートと、前記第１のプレートに取り付けられるダイブロックと、前記第２のプレートに取り付けられるパンチブロックと、前記ダイブロックに装着されるダイと、前記パンチブロックに装着されるパンチとを備えたプレス金型の製造方法であって、
   前記パンチブロックと前記ダイブロックとを前記第１のプレートの同一面上に取り付けた後、前記パンチブロックと前記第１のプレートとの間に架設されるノックピンの嵌合孔を基準として、前記ダイブロックの前記ダイが当接される第１の装着部の当接面と前記パンチブロックの前記パンチが当接される第２の装着部の当接面とを機械加工することを特徴とするプレス金型の製造方法。
4. 対向して相対昇降する第１のプレート及び第２のプレートと、前記第１のプレートに取り付けられるダイブロックと、前記第２のプレートに取り付けられるパンチブロックと、前記ダイブロックに装着されるダイと、前記パンチブロックに装着されるパンチとを備えたプレス金型であって、
   前記ダイブロックの前記ダイが当接される第１の装着部の当接面及び前記パンチブロックの前記パンチが当接される第２の装着部の当接面は、断面が略Ｌ字の段付形状に形成され、前記パンチブロックと前記第１のプレートに形成される複数のノックピンの嵌合孔は、孔径が同じであり、かつ、孔の配置が対偶する関係にあることを特徴とするプレス金型。

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