JP2015120171A - プレス成形方法及びプレス成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度なプレス加工を行い得るようにすること。【解決手段】板状のワーク１００に凹部１０４が形成される。次いで、その凹部１０４内に内側エジェクタ３７を嵌合してワークの加工品部１１０の変形が抑えられた状態でワーク１００の外周にフランジが成形される。その後、加工品部１１０が打ち抜かれる。【選択図】図１０

Description

本発明は、ワークから所要形状の加工品を打ち抜くためのプレス成形方法及びプレス成形装置に関する。

この種のプレス成形に関する技術が特許文献１に開示されている。
この従来技術においては、図１７〜図２０に示す手順でワーク１００が加工される。まず、図１７及び図１８に示すように、上型２００が下降されて、エジェクタ１２１，ストリッパ１２２及びパンチ１２３が下型３００上のワーク１００の上面に押し当てられる。下型３００は外側のダイ１１２と内側のダイ１１１とを有し、内側のダイ１１１が低く形成されて、それらのダイ１１１，１１２の上面間には高低差１１４が形成されている。

図１９及び図２０に示すように、引き続き、上型２００が下降されて、バネ１１５で上方へ付勢されている下型３００のエジェクタ１１３の下降をともないながらワーク１００に繋ぎ部１０９を介して加工品部１１０が形成される。この加工品部１１０には繋ぎ部１０８を介して外周のフランジ１０２と中央部の本体部１０３とが形成される。本体部１０３には凹部１０４が形成されている。

そして、上型２００が上方へ復帰して、ワーク１００に対する成形圧力が解放された後に、図示しない後工程において、外周側の繋ぎ部１０９が剪断されて、加工品部１１０がワーク１００から分離されて、加工品となる。

特開２００７−３８２９２号公報

前記のように、特許文献１の従来技術においては、所定ストロークで昇降される上型２００と下型３００との間において加工品部１１０は外周部が剪断されるとともに、内周側に凹部１０４が形成される。このため、図２０の成形終了状態においては、凹部１０４とフランジ１０２との間の繋ぎ部１０８が、剪断される外周側の繋ぎ部１０９の肉厚より厚く形成される必要がある。このため、内側のダイ１１１が低く形成されて、下型３００の内外のダイ１１１，１１２間に高低差１１４が形成されている。この高低差１１４が形成されているために、図１８及び図１９に示すように、剪断される繋ぎ部１０９の部分のプレス成形より凹部１０４側の繋ぎ部１０８部分のプレス成形が遅れて開始されて、肉厚の厚い繋ぎ部１０８が形成される。

ところが、この高低差１１４の存在により、図１８に示すプレス成形初期においては、ワーク１００と内側のダイ１１１との間に隙間が形成される。このため、ワーク１００は、この隙間部分において変形が許容される。従って、ワーク１００は、変形されて、撓んだ状態で加工品部１１０が成形されることになり、成形後の加工品に変形が残留したり、成形後に変形が復元した場合は、加工品の形状や寸法が所要の形状や寸法から狂ったりして、加工品の精度が低下してしまうことがある。

この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものであって、高精度なプレス成形を行い得るプレス成形装置を提供することにある。

前記目的を達成するために、本発明においては、ワークに前記凹部を成形した後に、その凹部内に規制部材を嵌合して加工品部の変形を抑えた状態でワークの外周を成形するものである。

従って、凹部の成形後にワークに成形圧力が作用しても、凹部の部分が規制部材によって拘束されているため、加工品部はほとんど変形しない。従って、高精度な加工品を得ることができる。

本発明によれば、高精度なプレス加工を行なうことができる。

プレスによって成形された加工品の斜視図。 図１の加工品の断面図。 第１プレス機において上型が上死点位置にある状態を示す断面図。 第１プレス機においてワークが上下の型に挟まれた状態を示す断面図。 第１プレス機においてワークの成形開始時の状態を示す断面図。 第１プレス機においてワークの成形終了時の状態を示す断面図。 図６の状態におけるワークの一部拡大断面図。 第１プレス機においてワークの払い出し時の状態を示す断面図。 第２プレス機において上型が上死点位置にある状態を示す断面図。 第２プレス機においてワークの成形開始時の状態を示す断面図。 第２プレス機においてワークの成形中期の状態を示す断面図。 第２プレス機においてワークの成形終了時の状態を示す断面図。 図１２の状態におけるワークの一部拡大断面図。 第２プレス機においてワークの払い出し時の状態を示す断面図。 第３プレス機において上型が上死点位置にある状態を示す断面図。 第３プレス機においてワークの分離終了時の状態を示す断面図。 従来構成において上型が上死点位置にある状態を示す断面図。 従来構成においてワークが上下の型に挟まれた状態を示す断面図。 従来構成においてワークの成形開始時の状態を示す断面図。 従来構成においてワークの成形終了時の状態を示す断面図。

以下、実施形態について説明する。
はじめに、本実施形態で成形される加工品について説明する。
図１及び図２に示すように、板状のワークからプレス成形される加工品１０１は全体として円形をなし、その外周にフランジ１０２が形成されるとともに、中央の本体部１０３に凹部１０４が形成されている。凹部１０４の内周面には多数の凹凸よりなるラチェット１０５が形成されている。

次に、プレス成形装置について説明する。本実施例では、プレス成形装置として、図３〜図６及び図８に示す第１プレス機１，図９〜図１２及び図１４に示す第２プレス機２及び図１５及び図１６に示す第３プレス機３の３種類のプレス機が用いられる。

そこで、まず、第１プレス機１の構成について説明する。図３〜図６及び図８に示すように、第１プレス機１の固定の下型１１の支持台１２上面には、平面円形をなし、加工品１０１の凹部１０４を成形するためのダイ１３が固定されている。このダイ１３の外周位置には前記ラチェット１０５を形成するためのツース１４が形成されている。ダイ１３の外周位置には環状のストリッパ１５が昇降可能に設置されている。このストリッパ１５はバネやガススプリング等の複数の弾性部材１６のバネ力によって支持されている。後述の各弾性部材もバネやガススプリング等によって同様に構成され、ストリッパやエジェクタをバネ力によって支持する。ストリッパ１５の下死点位置はストッパ１７によって規定される。

第１プレス機１の上型１８は図示しない駆動機構によって昇降される。上型１８の支持台１９の下面には前記ストリッパ１５に対向する環状のダイ２０が固定されている。ダイ２０の内周位置には前記ダイ１３に対向する平面円形のエジェクタ２１が昇降可能に設置されている。このエジェクタ２１は複数の弾性部材２２によって支持されている。

図９〜図１２及び図１４に示すように、第２プレス機２の第１の型としての固定の下型３１の支持台３２上面には、前記加工品１０１の外周面の形状を成形するための環状のダイ３３が固定されている。ダイ３３の内周位置には環状の外側エジェクタ３５が昇降可能に設置されている。この外側エジェクタ３５は複数の弾性部材３６によって支持されている。外側エジェクタ３５の内周位置には平面円形をなし、加工品１０１の凹部１０４と同じ平面形状の規制部材としての内側エジェクタ３７が昇降可能に設置されている。この内側エジェクタ３７は複数の弾性部材３８によって支持されるとともに、反プレス方向に付勢され、上方からの圧力が作用しない自由状態では内側エジェクタ３７及びダイ３３の上面より上方に突出している。外側エジェクタ３５の内周及び内側エジェクタ３７の外周には相互に噛み合うツース３９，４７が形成されており、これらのツース３９，４７は前記ラチェット１０５と対応する。

第２プレス機２の第２の型としての上型４０は図示しない駆動機構によって昇降される。上型４０の支持台４１の下面には前記外側エジェクタ３５に対向する環状のダイ４２が固定されている。このダイ４２により加工品１０１の本体部１０３の外周面１０６及びフランジ１０２の底面１０７が成形される。ダイ４２の内周位置には前記内側エジェクタ３７に対向するエジェクタ４３が昇降可能に設置されている。このエジェクタ４３は複数の弾性部材４４によって支持されている。ダイ４２の外周位置には前記ダイ３３に対向する環状のストリッパ４５が昇降可能に設置されている。このストリッパ４５は複数の弾性部材４６によって支持されている。

図１５及び図１６に示すように、第３プレス機３の固定の下型５１の支持台５２には環状のダイ５３が固定されている。
第３プレス機３の上型５４は図示しない駆動機構によって昇降される。上型５４の支持台５５には円形のパンチ５６が固定されており、このパンチ５６とダイ５３とにより加工品部１１０がワーク１００から分離される。パンチ５６の外周位置には前記ダイ５３と対向する環状のストリッパ５７が昇降可能に設置されている。このストリッパ５７は複数の弾性部材５８によって支持されている。

次に、以上のように構成されたプレス成形装置を用いたプレス方法について説明する。
図３に示すように、第１プレス機１の上型１８が上死点位置にある状態において、フープ材よりなるワーク１００が上型１８と下型１１との間に送り込まれる。そして、図４に示すように、上型１８が下降し、ワーク１００が上型１８と下型１１との間にクランプされる。図５及び図６に示すように、上型１８がさらに下降し、上下のダイ２０，１３の作用により本体部１０３が成形される。成形終了時には、ストリッパ１５がストッパ１７によって規定される下降限まで下降されるとともに、エジェクタ２１が支持台１９によって規定される上昇限まで上昇される。図６及び図７に示す成形終了状態においては、ワーク１００に凹部１０４及びその内周のラチェット１０５と、本体部１０３の外周面１０６とが成形される。本体部１０３とその外周部のワーク１００との間には繋ぎ部１０８が成形される。

成形後は、図８に示すように、上型１８が上死点位置に上昇復帰するとともに、ワーク１００がストリッパ１５によって成形位置から上方に離脱されて、次工程に向かって払い出される。

次に、ワーク１００は図９〜図１４に示す次工程の第２プレス機２に搬送される。そして、この第２プレス機２において、図９及び図１０に示すように、上型４０が下降されて、ワーク１００が上型４０と下型３１との間にクランプされる。このとき、下型３１の内側エジェクタ３７が弾性部材３８の反発力に基づいて凹部１０４内に入り込み、凹部１０４の部分を支持する。なお、この状態では、内側エジェクタ３７のツース４７と凹部１０４のラチェット１０５とが噛み合う。

次いで、図１１及び図１２に示すように、上型４０の引き続く下降にともなうダイ４２の下降により、ワーク１００の本体部１０３が下降し、凹部１０４に嵌合された内側エジェクタ３７が弾性部材３８の反発力に抗して凹部１０４を支持した状態で下降される。また、同時に上型４０のダイ４２によってフランジ１０２の底面１０７が成形される。すなわち、図１１〜図１３に示すように、上型４０の下降にともなうダイ４２の下降により、外側エジェクタ３５がフランジ１０２の部分を支持した状態で下降される。

一方、上型４０の下降にともない下型３１のストリッパ４５が弾性部材４６の作用に抗して上方へ後退する。その結果、加工品部１１０の周囲の部分が加工品部１１０に対して相対的に上側に位置するように成形される。そのため、加工品部１１０の外周位置にフランジ１０２が成形される。このフランジ１０２とその外周側のワーク１００の非成形部分との間には、内側の繋ぎ部１０８より薄い肉厚の繋ぎ部１０９が形成される。この繋ぎ部１０９は、図７に示す内側の繋ぎ部１０８より肉厚が薄い。

最後に、図１４に示すように、その上型４０が上死点位置に上昇復帰し、ワーク１００が次工程に向けて払い出される。
次に、ワーク１００は、図１５及び図１６に示す第３プレス機３に送り込まれる。この第３プレス機３においては、上型５４の下降により、ストリッパ５７によって加工品部１１０の周囲が押さえられ、次いで、ダイ５３とパンチ５６の協働により加工品部１１０が繋ぎ部１０９の位置で剪断される。このため、加工品部１１０がワーク１００から分離されて加工品１０１となる。

この実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）この実施形態においては、ワーク１００に凹部１０４を成形した後に、その凹部１０４内に第２プレス機２の規制部材としての内側エジェクタ３７を嵌合して加工品部１１０の変形を抑えた状態で加工品部１１０の外周が剪断される。このため、加工品部１１０の変形を抑えて高精度加工が可能になり、所要の形状及び寸法の加工品１０１を得ることができる。

（２）高精度の加工品１０１を得るための構成は、弾性部材３８で支持された内側エジェクタ３７を設けただけあるから、その構成は簡単である。
（３）フランジ１０２の外周の繋ぎ部１０９の剪断はフランジ１０２を成形する工程とは別工程である第３プレス機３において行なわれる。従って、繋ぎ部１０９におけるバリの発生を抑えることができて、高精度な加工品１０１を得ることができるとともに、バリ除去等の後工程を不要にできる。

なお、前記実施形態は以下のように変更できる。
・図１及び図２とは異なる形状の凹部１０４やフランジ１０２が設けられる加工品１０１を成形する装置において前記実施形態の方法を具体化すること。

・第２プレス機２の昇降ストロークを大きくして、第２プレス機２において外側の繋ぎ部１０９が剪断されるようにすること。
・第１プレス機１に、第２プレス機２の上型４０のダイ４２と、下型３１の外側エジェクタ３５及び内側エジェクタ３７とを設けて、第１プレス機１においてフランジ１０２の成形を行い得るようにすること。

・前記各プレス機１，２，３の上型及び下型を上下反転した構成にしたり、９０度姿勢を変更したりすること。

１…第１プレス機、２…第２プレス機、３…第３プレス機、１６，２２，３６，３８，４４，４６，５８…弾性部材、３７…規制部材としての内側エジェクタ、１００…ワーク、１０１…加工品、１０２…フランジ、１０３…本体部、１０４…凹部、１１０…加工品部。

Claims (6)

1. 板状のワークから凹部が形成された加工品を打ち抜くプレス成形装置において、
   前記ワークに前記凹部を成形した後に、その凹部内に規制部材を嵌合して加工品部の変形を抑えた状態でワークの外周を成形する成形方法。
2. 凹部内に規制部材を嵌合した状態で加工品部の外周にフランジを成形する請求項１に記載の成形方法。
3. 第１の型と、第２の型との間において、板状のワークから凹部が形成された加工品を打ち抜くプレス成形装置において、
   一方の前記型には、前記ワークの外周の成形に際して前記凹部内に嵌合されて加工品部の変形を抑えるための規制部材を設けたプレス成形装置。
4. 前記規制部材は前記一方の型にプレス方向に沿って移動可能に支持されるとともに、弾性部材によって反プレス方向に付勢された請求項３に記載のプレス成形装置。
5. 前記凹部を成形するための第１プレス機と、加工品部の外周にフランジを成形するための第２プレス機とが備えられ、前記規制部材を第２プレス機に設けた請求項４に記載のプレス成形装置。
6. 加工品部の外周を打ち抜くための第３プレス機を備えた請求項５に記載のプレス成形装置。