JP2017196658A - Device for equalizing pressures applied to die cushion device - Google Patents
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本発明は、プレス機械のダイクッション装置の加圧力の均等化に関する。 The present invention relates to equalization of a pressing force of a die cushion device of a press machine.
プレス機械のダイクッション装置を用いる成形では、一般に、ブランクホルダと上型との間で被成形物である材料を拘束して材料の流入量を調整する。流入量が多すぎると皺、少なすぎると亀裂や薄板化等、何れも品質不良となる。この流入量は、成形解析結果である拘束形状面により決定されるが、成形解析では、ブランクホルダはダイクッション装置からクッションピンを介して均等な加圧力を受けることを前提としている。 In molding using a die cushion device of a press machine, in general, a material that is a molded object is constrained between a blank holder and an upper mold to adjust the inflow amount of the material. If the amount of inflow is too large, the quality is poor. This inflow amount is determined by the constraining shape surface as a result of the molding analysis. In the molding analysis, it is assumed that the blank holder receives an equal applied pressure from the die cushion device via the cushion pin.
ダイクッション装置の機構を説明する。ダイクッション装置は、プレス機械のベッドに組込まれた巨大な空圧シリンダであり、垂直に可動する。ダイクッション装置の上方には、金型を取付けるボルスタプレートが存在し、ボルスタプレートには、クッションピンと呼ぶ金属棒用の貫通穴が設けられている。ダイクッション装置は、その上面はクッションパッドと呼ぶプレートであり、このクッションパッド上に配置したクッションピンを介し、ボルスタプレートの貫通穴を通して下型のブランクホルダを下から支えている。上型が下降してブランクホルダを押下すると、クッションピンを介してダイクッション装置も押下され、ダイクッション装置内の圧縮エアの反力が、ダイクッション装置によるブランクホルダへの加圧力となる。 The mechanism of the die cushion device will be described. The die cushion device is a huge pneumatic cylinder built into the bed of a press machine and moves vertically. Above the die cushion device, there is a bolster plate for attaching a mold, and the bolster plate is provided with a through hole for a metal rod called a cushion pin. The upper surface of the die cushion device is a plate called a cushion pad, and a lower blank holder is supported from below through a through hole of the bolster plate via a cushion pin arranged on the cushion pad. When the upper die is lowered and the blank holder is pressed, the die cushion device is also pressed through the cushion pin, and the reaction force of the compressed air in the die cushion device becomes the pressure applied to the blank holder by the die cushion device.
ダイクッション装置は、狭隘な設置場所で加圧能力を最大限にするため、可動部の軽量化が図られ、またクッションピンの寸法精度のばらつきもあり、成形に影響する剛性差や精度差が大きい。加えて、自動車用プレス部品の場合は、機械中心に対しての非対称部品が多く、この偏荷重も影響し、多くの場合、成形解析の前提であるブランクホルダへの均等加圧が実現されていない。 The die cushion device maximizes the pressurization capacity in a narrow installation place, so the weight of the movable part is reduced, and there is a variation in the dimensional accuracy of the cushion pin. large. In addition, in the case of press parts for automobiles, there are many asymmetric parts with respect to the center of the machine, and this offset load also affects, and in many cases, uniform pressurization to the blank holder, which is the premise of molding analysis, has been realized. Absent.
ダイクッション装置の使用形態を説明する。一般に、プレス機械は汎用設備との位置付けであり、不特定多数の専用要具である金型に対応するために、クッションピンの使用が可能な箇所として、ボルスタプレートに一定間隔で多数のクッションピン用の貫通穴が設けられている。一方、専用要具である金型は、大多数の金型が、プレス機械の汎用性である多数のクッションピンの使用が可能な箇所に対して、その10〜30%程度しか使用しない。 A usage pattern of the die cushion device will be described. In general, the press machine is positioned as a general-purpose facility, and in order to accommodate a mold that is an unspecified large number of dedicated tools, a cushion pin can be used as a place where a cushion pin can be used. A through hole is provided. On the other hand, the mold which is a dedicated tool uses only about 10 to 30% of a large number of molds with respect to a place where a large number of cushion pins, which are versatile press machines, can be used.
クッションピンを介するブランクホルダへの加圧の均等化については、油圧ダンパー(油圧スプリング)を用いた均圧化装置(特許文献1および特許文献2)が発明されている。両発明とも、油圧ダンパーを、クッションパッド上の全てのクッションピンの使用可能箇所に配置し、かつそれら全ての油圧ダンパーの油圧室を油圧配管に接続し、かつ、油圧装置にも接続して均圧化を図っている。後者の発明(特許文献2)は、ダイクッション装置可動部の外部に油圧装置を設けており、狭隘な空間に可動部への高圧油圧配管を必要とする。前者の発明(特許文献1)は、油圧ポンプを含め油圧機器をダイクッション装置可動部内に配置し、狭隘な空間での可動部への高圧油圧配管は不要であるが、代わりに油圧ポンプの駆動用動力の供給を必要とする。 For equalizing the pressure applied to the blank holder via the cushion pin, a pressure equalizing device (
プレス機械のダイクッション装置を用いた成形において、クッションピンを含めたダイクッション装置の精度差や変形に起因して、成形解析の前提条件であるダイクッション装置によるブランクホルダへの均等加圧が実現できない。従って、ブランクホルダへの加圧力を均等化し、成形解析の前提条件を実現し、成形解析と一致した成形結果を得ることを課題とする。 In molding using a die cushion device of a press machine, uniform pressurization to the blank holder by the die cushion device, which is a precondition for molding analysis, is realized due to accuracy differences and deformation of the die cushion device including cushion pins Can not. Accordingly, it is an object to equalize the pressure applied to the blank holder, to realize the preconditions of the molding analysis, and to obtain a molding result consistent with the molding analysis.
本発明のダイクッション圧均等化装置は、流体ダンパーとリリーフ弁を対として構成するダイクッション装置の加圧力の均等化装置であって、全ての流体ダンパーをその対とするリリーフ弁を介して流体配管に接続し、流体ダンパーが圧縮された際に発生する当該流体ダンパーの内部圧力の上昇を以て、その対とするリリーフ弁が作動し、圧縮された流体ダンパーに限り、流体配管への管路を開くことを特徴とする。 A die cushion pressure equalizing device according to the present invention is a pressure equalizing device for a die cushion device configured by a fluid damper and a relief valve as a pair, and the fluid is passed through a relief valve having all the fluid dampers as a pair. When the fluid damper is connected to the pipe and the internal pressure of the fluid damper is increased when the fluid damper is compressed, the corresponding relief valve is activated, and only the compressed fluid damper is connected to the pipe to the fluid pipe. It is characterized by opening.
本発明のダイクッション圧均等化装置は、前項記載のリリーフ弁にパイロット機構を付加したパイロット付リリーフ弁を用いることにより、接続する流体配管への管路を開く圧力を、任意にかつ遠隔から制御することを特徴とする。 The die cushion pressure equalizing apparatus of the present invention uses a relief valve with a pilot to which the pilot mechanism is added to the relief valve described in the previous section, thereby arbitrarily and remotely controlling the pressure to open the pipe to the fluid pipe to be connected. It is characterized by doing.
本発明のダイクッション圧均等化装置は、前項記載のパイロット付リリーフ弁のパイロット圧の設定において、駆動源のエア圧力に比例した油圧出力が得られる形態のエア駆動油圧ポンプを用い、当該エア駆動油圧ポンプの駆動源にダイクッション装置の空圧室から分岐した圧縮エアを用い、かつ、当該エア駆動油圧ポンプの油圧出力を前項記載のパイロット付リリーフ弁のパイロット入力に用いることにより、前項記載のパイロット付リリーフ弁の作動圧力をダイクッション加圧力に自動的に追従することを可能とし、かつ、省スペースを特徴とするエア駆動油圧ポンプをダイクッション装置可動部に配置することにより、狭隘な空間での可動部への配管も配線も必要としないことを特徴とする。 The die cushion pressure equalizing apparatus according to the present invention uses an air-driven hydraulic pump in a form in which a hydraulic output proportional to the air pressure of the drive source is obtained in setting the pilot pressure of the relief valve with pilot described in the previous section. By using compressed air branched from the pneumatic chamber of the die cushion device as the drive source of the hydraulic pump, and using the hydraulic output of the air-driven hydraulic pump as the pilot input of the relief valve with pilot described in the previous paragraph, The operating pressure of the relief valve with pilot can automatically follow the die cushion pressure, and an air-driven hydraulic pump with space-saving features is located in the movable part of the die cushion device, thereby reducing the space No piping or wiring to the movable part is required.
成形解析の前提条件である、ダイクッション装置のブランクホルダへの加圧力の均等化を実現し、成形結果を成形解析結果と一致させることが可能となる。 It is possible to realize equalization of the pressure applied to the blank holder of the die cushion device, which is a precondition for the molding analysis, and to match the molding result with the molding analysis result.
リリーフ弁による圧縮された流体ダンパーを自動的に選択する機能を有し、長ストローク化による機器の大型化や補償用油圧装置を必要としない。 It has a function of automatically selecting a fluid damper compressed by a relief valve, and does not require a larger equipment due to a longer stroke or a compensation hydraulic device.
圧縮された流体ダンパーを選択するリリーフ弁に、パイロット機能を付加したパイロット付リリーフ弁を用いることにより、リリーフ弁の作動時機を任意に、かつ遠隔から制御し、汎用性が拡大する。 By using a relief valve with a pilot to which a pilot function is added as a relief valve for selecting a compressed fluid damper, the operation timing of the relief valve can be controlled arbitrarily and remotely, and versatility is expanded.
リリーフ弁の作動設定として、ダイクッション装置の空圧室内の圧縮エアを駆動源としたエア駆動油圧ポンプの出力油圧を用いることにより、リリーフ弁の作動時機をダイクッション装置の加圧出力に自動的に追従させることが可能となる。また、エア駆動油圧ポンプ装置は、一次入力源である圧縮エア以外の動力源を必要とせず、かつ小型、省スペースであるため、狭隘な空間での可動部への配線、配管を必要としない。 By using the output hydraulic pressure of the air-driven hydraulic pump that uses the compressed air in the pneumatic chamber of the die cushion device as the drive source as the relief valve operation setting, the relief valve activation time is automatically set to the pressure output of the die cushion device. It becomes possible to follow. In addition, the air-driven hydraulic pump device does not require a power source other than compressed air, which is the primary input source, and is compact and space-saving, so it does not require wiring or piping to a movable part in a narrow space. .
図1に、ダイクッション圧均等化装置の単品の機構説明図を示す。ダイクッション圧均等化装置(10)は、基本構成として、流体ダンパー(11)(もしくは流体スプリング、以下、ダンパーと呼ぶ)とリリーフ弁(12)とを対として構成する。図1はパイロット付リリーフ弁で記述しているが、同パイロット機能(12a)は汎用性を広げるためのものであり、先ず、リリーフ弁(12)で基本機能を説明し、パイロット機能(12a)については後述する。ダンパー(11)は、ダイクッション装置とクッションピンの間に位置し、ブランクホルダと共にクッションピンが押下されるとダンパー(11)が圧縮され、この時、他のダンパー(11)と相互に接続することにより内部圧を均等化する主要構成物である。リリーフ弁(12)は、その対となるダンパー(11)が圧縮された際に発生するダンパー内部圧の上昇を以て作動し、対となる圧縮されたダンパー(11)に限り、相互接続する流体配管への管路を開く。逆に圧縮されないダンパー(11)に対しては、対となるリリーフ弁(12)が作動せず管路は開かない。従って、リリーフ弁(12)は、使用するダンパーを選択する機能を有す。 FIG. 1 is a diagram for explaining a single mechanism of a die cushion pressure equalizing apparatus. The die cushion pressure equalizing device (10) includes, as a basic structure, a fluid damper (11) (or a fluid spring, hereinafter referred to as a damper) and a relief valve (12) as a pair. Although FIG. 1 shows a relief valve with a pilot, the pilot function (12a) is for expanding versatility. First, the basic function will be explained with the relief valve (12), and the pilot function (12a) will be described. Will be described later. The damper (11) is located between the die cushion device and the cushion pin. When the cushion pin is pressed together with the blank holder, the damper (11) is compressed, and at this time, the damper (11) is connected to the other dampers (11). This is the main component that equalizes the internal pressure. The relief valve (12) is actuated by an increase in the internal pressure of the damper generated when the pair of dampers (11) is compressed, and only the pair of compressed dampers (11) are interconnected fluid pipes. Open the conduit to. On the other hand, for the damper (11) which is not compressed, the relief valve (12) as a pair does not operate and the pipe is not opened. Therefore, the relief valve (12) has a function of selecting a damper to be used.
図2に、ダイクッション圧均等化装置(10)の組付け時の機構説明図を示す。ダイクッション圧均等化装置(10)は、ダイクッション装置の上面のクッションパッド上の、全てのクッションピン使用可能箇所に配置し、かつ流体配管(20)で接続する。上型(26)が下降し、ブランクホルダ(25)と共にクッションピン(24)を押下すると、クッションピン(24)を介してダイクッション機能を使用する箇所のダンパー(11)が圧縮されてダンパーの内部圧が上昇する。リリーフ弁(12)は、あらかじめ若干の圧力上昇で作動するよう設定し、圧縮されたダンパー(11)の対であるリリーフ弁(12)のみが作動し、ダイクッション機能を使用しない箇所のダンパー(11)は内部圧が上昇せずリリーフ弁(12)は作動しない。以上により、ダイクッション装置を使用する箇所の圧縮されたダンパー(11)のみが、対となるリリーフ弁(12)を介して、流体配管(20)への管路が開かれ、管路が開かれた箇所のダンパー(11)の内部圧すなわち反力が均等化される。 FIG. 2 shows an explanatory view of the mechanism when the die cushion pressure equalizing device (10) is assembled. The die cushion pressure equalizing device (10) is disposed on all cushion pin usable locations on the cushion pad on the upper surface of the die cushion device, and is connected by a fluid pipe (20). When the upper die (26) is lowered and the cushion pin (24) is pressed together with the blank holder (25), the damper (11) at the location where the die cushion function is used is compressed via the cushion pin (24), and the damper The internal pressure rises. The relief valve (12) is set to operate with a slight pressure increase in advance, and only the relief valve (12) which is a pair of the compressed damper (11) is operated, and the damper ( 11) The internal pressure does not increase and the relief valve (12) does not operate. As described above, only the compressed damper (11) at the location where the die cushion device is used opens the pipe to the fluid pipe (20) via the paired relief valve (12) and opens the pipe. The internal pressure, that is, the reaction force of the damper (11) at the place where it is placed is equalized.
前述のダイクッション装置の使用形態で説明したとおり、大多数の金型はダンパーの使用率が極めて低く、使用するダンパーは、使用しない大多数のダンパーの影響を受け、ダンパー内部の油の圧縮率すなわち油圧の上昇に、長いストロークと時間を必要とする。ダイクッション装置の使用形態からすると、上型によるブランクホルダの押下直後からダイクッション圧均等化装置が効果を発揮することが理想であり、長ストローク化は、機能面で不十分である。また、長ストローク化は、ダンパー機器が大型化し、かつ流動油量が増大するため、場合によっては油用の冷却装置を必要とする。長ストローク化を避ける方法として、外部の油圧装置を用いて油圧を補償する方法があり、前述の両発明(特許文献1および特許文献2)でも用いられている。しかし、流体(油圧)ダンパー毎に使用するか否かの選択機能を付加すれば、使用しない流体ダンパーの影響を排除でき、前述の両発明(特許文献1および特許文献2)で用いる補償用油圧装置も長ストローク化も必要としない。本発明は、リリーフ弁を用いた簡易な機構で流体ダンパーを選択し、長ストローク化や補償用油圧装置を設けることなく、ダイクッション圧の均等化を実現する。 As explained in the above usage pattern of the die cushion device, the majority of molds have a very low damper usage rate, and the damper used is affected by the majority of unused dampers, and the compression rate of the oil inside the damper That is, it takes a long stroke and time to increase the hydraulic pressure. From the usage form of the die cushion device, it is ideal that the die cushion pressure equalizing device is effective immediately after the blank holder is pressed by the upper die, and the lengthening of the stroke is insufficient in terms of function. In addition, the longer stroke requires a cooling device for oil in some cases because the damper device becomes larger and the amount of fluid oil increases. As a method of avoiding a long stroke, there is a method of compensating the hydraulic pressure using an external hydraulic device, which is also used in both of the above-described inventions (
選択用リリーフ弁(12)にパイロット機能(12a)を付加したパイロット付リリーフ弁を用いることにより、リリーフ弁(12)が作動し、流体配管(20)へ管路を開く時機を任意に、かつ遠隔より制御する。一般に、ダイクッションの加圧力は、被成形物の応力特性(引張り強さ)と面積と板厚にそれぞれ比例し、使用クッションピン数は面積に比例する。しかし近年、車体の剛性向上のための被成形物の高張力化や軽量化のための材質の拡大に伴い、小面積でありながら高加圧力が必要となる場合、もしくはその逆の場合に対応する必要がある。この様に汎用性を拡大するに当り、本発明のパイロット機能(12a)を用いて、リリーフ弁(12)の作動時機を任意にかつ遠隔より制御する。 By using a relief valve with a pilot with a pilot function (12a) added to the relief valve for selection (12), the relief valve (12) is actuated and the timing for opening the pipeline to the fluid pipe (20) is arbitrarily set. Control remotely. In general, the pressure applied to the die cushion is proportional to the stress characteristics (tensile strength), area, and plate thickness of the molded article, and the number of cushion pins used is proportional to the area. However, in recent years, it is possible to cope with the case where high pressurizing force is required in spite of the small area due to the increase in material tension for high tension and light weight to improve the rigidity of the car body, or vice versa. There is a need to. Thus, in order to expand versatility, the operation timing of the relief valve (12) is arbitrarily and remotely controlled using the pilot function (12a) of the present invention.
前項記載のパイロット付リリーフ弁(12)のパイロット圧の設定において、駆動源のエア圧力に比例した油圧出力が得られる形態のエア駆動油圧ポンプ装置(21)を用いる。当該エア駆動油圧ポンプ(21)は、市販のパスカルポンプ(商品名、駆動源に圧縮エアを用い、空圧ピストンと油圧ピストンの面積比を増圧比として、駆動源のエア圧力に比例した油圧出力が得られる小型のポンプ)と同様の機能と形態を有する、一次入力である圧縮エアを駆動源とし、二次出力に一次入力圧に比例した油圧出力が得られる形態の小型のポンプを指す。エア駆動油圧ポンプ装置(21)の駆動源にダイクッション装置の空圧室(27)から分岐した圧縮エア(23)を接続し、かつ、エア駆動油圧ポンプ装置(21)の出力(22)を、パイロット(12a)作動圧として用いる。これにより、前項記載のパイロット付リリーフ弁(12)の作動時機をダイクッション装置の加圧出力に自動的に追従させる。また、エア駆動油圧ポンプ装置(21)は圧縮エア以外の動力源を必要とせず、かつ小型のため、ダイクッション装置の可動部に取付け可能であり、狭隘な空間での可動部への配管も配線も不要である。 In setting the pilot pressure of the pilot relief valve (12) described in the preceding paragraph, an air-driven hydraulic pump device (21) is used which can obtain a hydraulic output proportional to the air pressure of the drive source. The air-driven hydraulic pump (21) is a commercially available Pascal pump (trade name, compressed air is used as the drive source, and the area ratio between the pneumatic piston and the hydraulic piston is used as the pressure increase ratio. The hydraulic output is proportional to the air pressure of the drive source. This is a small-sized pump having a function and configuration similar to those of a small-sized pump that uses compressed air, which is a primary input, as a driving source, and a hydraulic output proportional to the primary input pressure as a secondary output. The compressed air (23) branched from the pneumatic chamber (27) of the die cushion device is connected to the drive source of the air driven hydraulic pump device (21), and the output (22) of the air driven hydraulic pump device (21) is connected. The pilot (12a) operating pressure is used. Thereby, the operation timing of the relief valve with pilot (12) described in the preceding paragraph is automatically caused to follow the pressurization output of the die cushion device. The air-driven hydraulic pump device (21) does not require a power source other than compressed air and is small in size, so it can be attached to the movable part of the die cushion device, and piping to the movable part in a narrow space is also possible. Wiring is also unnecessary.
ダイクッション圧均等化装置は、プレス機械の空圧式ダイクッション装置に適用できる。 The die cushion pressure equalizing device can be applied to a pneumatic die cushion device of a press machine.
10 ダイクッション圧均等化装置
11 流体ダンパー
12 リリーフ弁
12a リリーフ弁用パイロット機構(機能)
20 ダイクッション圧均等化装置間接続用流体配管
21 エア駆動油圧ポンプ
22 パイロット配管(エア駆動油圧ポンプ出力)
23 空圧室分岐配管(エア駆動油圧ポンプ一次入力)
24 クッションピン
25 ブランクホルダ(金型)
26 上型(金型)
27 ダイクッション空圧室
28 ボルスタプレート
28a クッションピン用貫通穴10 Die cushion
20 Fluid piping for connection between die cushion
23 Pneumatic chamber branch piping (Air-driven hydraulic pump primary input)
24
26 Upper mold (mold)
27 Die cushion
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