JP3165519U

JP3165519U - スクラップレスフォーマー

Info

Publication number: JP3165519U
Application number: JP2010007596U
Authority: JP
Inventors: 則夫黒川
Original assignee: 株式会社阪村機械製作所
Priority date: 2010-11-01
Filing date: 2010-11-01
Publication date: 2011-01-27
Anticipated expiration: 2020-11-01

Abstract

【課題】穴のあいた各種パーツ部品を長尺の素材からスクラップレスにて連続的に圧造でき、かつ構造を簡単化して小型化できるスクラップレスフォーマーを提供する。【解決手段】機体２側に支持されかつ長尺素材ａの挿通孔３１ａを有し前面が受圧面となるグリップダイ３１を有する金型機構３と、金型機構３に対して進退動するラム４に支持されるパンチ機構５と、金型機構３の後方に配設され、素材ａをグリップダイ３１の挿通孔３１ａから前方に所定量送り出す素材送り機構６とを備え、パンチ機構５を、ラム４に上下動可能に支持されるパンチプレート５１と、該プレート５１に下降位置でグリップダイ３１と相対向するように装備される圧造パンチ５２と、パンチプレート５１に上昇位置でグリップダイ３１と相対向するように装備される穴抜きパンチ５３とから構成した。【選択図】図１

Description

本考案は、たとえば円筒状のベアリングレースや中心部に貫通孔を有する軸受などの穴のあいた各種パーツ部品を素材からスクラップレスにて連続的に圧造成形するスクラップレスフォーマーに関するものである。

従来、たとえば中心部に貫通穴を有する円筒状のベアリングレースをフォーマーにより連続的に圧造成形して製造する場合、まず、長尺の金属製素材を所定寸法に切断し、この切断素材を、第１圧造ステーションに移送し、該圧造ステーションにおいて、ダイとパンチとにより切断素材を所定の外径を有する円柱体に圧造成形し、次に、この円柱体を第２圧造ステーションに移送し、そのうえで該圧造ステーションおけるダイと打ち抜きパンチとにより、円柱体の中心部を打ち抜いて穴抜きし、これにより円筒状のベアリングレースを形成するようになされている。

ところが、上記したフォーマーによれば、長尺の素材から連続的にベアリングレースを製造できる反面、第２圧造ステーションにて円柱体の中心部を打ち抜いて穴抜きし、これにより円筒状のベアリングレースを形成するため、その穴抜き時に常に抜きカス（スクラップ）が発生し、不経済となる問題があった。また、フォーマーはそれぞれがダイとパンチを有する２つの圧造ステーションや、素材を各ダイに順次移送するためのチャック移送手段などを備えるため、フォーマーの構造が複雑で大型となり、大きな設備を必要とするものであった。

そこで、本考案は、穴のあいた各種パーツ部品を長尺の素材からスクラップレスにて連続的に圧造することができ、かつ、構造を簡単化して小型化でき、全体としてのコストを安価にできるスクラップレスフォーマーの提供を課題とする。

上記した問題を解決するため、本願の請求項１記載の考案は、機体側に支持されかつ長尺素材の挿通孔を有し前面が受圧面となる金型機構と、金型機構に対して進退動するラムに支持されるパンチ機構と、金型機構の後方に配設され、素材を金型機構の挿通孔から前方に所定量送り出す素材送り機構とを備える一方、パンチ機構は、ラムの前部に昇降手段を介して上下動可能に支持されるパンチプレートと、パンチプレートに該プレートが下降又は上昇した位置で金型機構の挿通孔と相対向するように装備される第１工程の圧造パンチと、パンチプレートに該プレートが上昇又は下降した位置で金型機構の挿通孔と相対向するように装備される第２工程の穴抜きパンチとから構成されて、第１工程の圧造パンチと金型機構とによる圧造にて素材の突出先端部分に該素材よりも大きな頭状成形部を一体成形し、かつ、頭状成形部の中心部を第２工程の穴抜きパンチと金型機構とにより打ち抜き加工して、スクラップを発生させずに穴のあいたパーツ部品と金型機構内に押し戻された素材とに分離するようにしたことを特徴とする

また、本願の請求項２記載の考案は、請求項１記載の金型機構が、中心部に素材の挿通を許す挿通孔を有する開閉可能な割型のグリップダイを備え、グリップダイはクランクシャフトにより駆動されるナックル機構により開閉動されて、頭状成形部の圧造時、ナックル機構によりグリップダイを固く閉じて素材を挟持し素材の後退を阻止するように構成されていることを特徴とする。

さらに、本願の請求項３記載の考案は、請求項２記載の素材送り機構が、機体内に支持されかつ金型機構に対して進退動可能な筒状本体と、筒状本体内に内蔵され素材を挟持及び解除する内、外側テーパ体と、筒状本体を進退動させる送りレバーと、内、外側テーパ体の挟持を解除する挟持解除手段と、内、外側テーパ体の解除状態を維持する解除維持手段とを備える一方、パンチプレートには、圧造パンチの金型機構への前進による圧造終了時のタイミングで上記挟持解除手段を作動する解除操作ピンが設けられていることを特徴とする。

以上のように、本考案のスクラップレスフォーマーによれば、ラムに対しパンチプレートを昇降可能に設けると共に、このパンチプレートに第１工程の圧造パンチと第２工程の穴抜きパンチを上下に装備する構成とし、第１工程の圧造パンチで圧造した頭状成形部を金型機構の前面にそのまま位置させた状態で、第２工程の穴抜きパンチによりその頭状成形部の中心部を打ち抜き加工して、スクラップを発生させずに穴のあいたパーツ部品と金型機構に押し戻された素材とに分離するようにしたから、穴のあいた各種パーツ部品を長尺の素材からスクラップレスにて連続的に圧造成形することができ、しかも、フォーマーにおけるダイの個数を１個に減らすと同時に、ダイ間において素材を搬送するチャック移送手段をなくし、構造を簡素化して小型化でき、全体としてのコスト安価に提供できる。

また、金型機構として、中心部に素材の挿通を許す挿通孔を有する開閉可能な割型のグリップダイを備え、このグリップダイをクランクシャフトにより駆動されるナックル機構により開閉されるように構成すれば、頭状成形部の圧造時、ダイの構成部材であるグリップダイをナックル機構により固く閉じて素材の後退を確実強固に阻止できるのでこのましい。

さらに、素材送り機構として、機体内に支持されかつ金型機構に対して進退動可能な筒状本体と、筒状本体内に内蔵され素材を挟持及び解除する内、外側テーパ体と、筒状本体を進退動させる送りレバーと、内、外側テーパ体の挟持を解除する挟持解除手段と、内、外側テーパ体の解除状態を維持する解除維持手段とを設ける一方、パンチプレートに、圧造パンチの金型機構への前進による圧造終了時のタイミングで上記挟持解除手段による素材の挟持を解除する解除操作ピンを設けるように構成すれば、グリップダイが開放され、かつ、内、外側テーパ体により素材を挟持したうえで、送りレバーを前方側に揺動させることにより、筒状本体を定位置から金型機構側に前進させて素材をグリップダイから所定量前方に突出させることができ、また、圧造パンチの金型機構への前進による圧造終了時のタイミングで、パンチプレートに設けられた解除操作ピンにより挟持解除手段を作動して内、外側テーパ体による素材の挟持を解除することができ、これにより、内、外側テーパ体による素材の挟持を最適なタイミングで解除したうえで筒状本体を定位置に戻すことができるのでこのましい。

本考案に係るスクラップレスフォーマーの一部切欠側面図である。同フォーマーの第１工程における圧造状態の説明図である。同フォーマーの第２工程における穴抜き状態の説明図である。同フォーマーの金型機構側の横断面図である。素材送り機構の一部省略平面図である。同Ａ−Ａ断面図である。筒状本体の縦断面図である。同Ｂ−Ｂ断面図である。素材送り機構により素材を供給した状態の説明図である。挟持解除手段による素材の挟持を解除した状態を示す説明図である。圧造パンチの別の実施の形態を示す要部の縦断面図である。同穴抜きパンチによる穴抜き説明図である。同ベアリングレースの斜視図である。さらに圧造パンチの別の実施の形態を示す縦断面図である。同穴抜きパンチによる穴抜き説明図である。

以下本考案に係るスクラップレスフォーマーを図に基づいて説明する。

図１は、本考案に係るスクラップレスフォーマーを示し、該フォーマー１は、機体２側に支持されかつ長尺の金属製素材ａの挿通孔３１ａを有し前面が受圧面となる金型機構３と、金型機構３に対して進退動するラム４に支持されるパンチ機構５と、金型機構３の後方に配設され、素材ａを金型機構３の挿通孔３１ａから前方に所定量送り出す素材送り機構６とを備えている。

金型機構３は、中心部に素材ａの挿通を許す挿通孔３１ａを有し、常時は素材ａの挿通を許し成形時に素材ａの後退を止める開閉可能な割型のグリップダイ３１を備えている。グリップダイ３１は、円筒状で半割り状に分割され、常時はばね３２，３２より素材ａの挿通を許すように拡径方向に付勢されている。半割り状のグリップダイ３１はクランクシャフト３３により駆動される２対１のナックル機構３４により、成形時にグリップダイ３１を閉じて素材を挟持し素材ａの後退を止めるようになされている。また、金型機構３におけるグリップダイ３１の下方前面には、後述する第２工程の穴抜きパンチ５３との干渉を避ける逃し穴３５が設けられている。

パンチ機構５は、図１に示すようにラム４の前部にシリンダーなどの適宜昇降手段（図示せず）を介して上下動可能に支持されるパンチプレート５１と、パンチプレート５１に装備される第１工程の圧造パンチ５２と、第２工程の穴抜きパンチ５３を備えている。圧造パンチ５２は、図１に示すパンチプレート５１が降下した位置でグリップダイ３１と相対向するように配設され、該パンチ５２の前面中心部には成形凹所５２ａが形成されている。穴抜きパンチ５３は、素材径とほぼ同径で圧造パンチ５２の下方位置に設けられ、パンチプレート５１が上昇した位置でグリップダイ３１の中心部と相対向するように配設されている。そして、穴抜き時には、素材径とほぼ同径とされた穴抜きパンチ５３の先端部がグリップダイ３１の挿通孔３１ａ内に入り込むことにより穴抜きできるよう構成されている。また、パンチプレート５１における圧造パンチ５２の上方には、圧造パンチ５２のグリップダイ３１への前進による成形時、後述する素材送り機構６による素材ａの挟持を解除する解除操作ピン５４が前方に突出するように設けられている。

素材送り機構６は、図４に示すように機体２内に支持されかつ金型機構３に対して進退動可能な筒状本体６１と、筒状本体６１内に内蔵され素材ａを挟持及び解除する内、外側テーパ体６２，６３と、筒状本体６１を進退動させる送りレバー６４と、内、外側テーパ体６２，６３の挟持を解除する挟持解除手段７と、内、外側テーパ体６２，６３の解除状態を維持する解除維持手段８とを備えている。

筒状本体６１は、その後部に設けられる複数の支持杆６５…６５と機体２の支持板２１との間に介装される複数の復帰用スプリング６６…６６により常時は金型機構３に対し後退した位置に付勢されている。また、図５〜図７に示すように筒状本体６１の中間部には進退方向と半径方向に延びるＬ形孔６１ａが複数個（図では４個）形成されている。外側テーパ体６３には、筒状本体の上記Ｌ形孔６１ａを貫通して半径方向外方に突出する突出ピン６７が複数個（図では４個）突設されていると共に、該外側テーパ体６３は筒状本体６１の後端部内に設けられたガススプリング６８…６８などの付勢手段により常時金型機構３側に付勢されている。内側テーパ体６２は、複数に分割された割型から構成され、図示していないがバネにより常時は拡径方向に付勢されている。そして、上記外側テーパ体６３の付勢力を受けることにより上記バネに抗し縮径されて素材ａを挟持するように構成されている。

挟持解除手段７は、図１０に示すように機体２に揺動支持される解除レバー７１と、該レバー７１の上端部に当接され上記解除操作ピン５４の金型機構３側への前進により後退される押圧軸７２と、筒状本体６１の前端部にこれを貫通する複数の摺動杆７３…７３を介して前後方向に所定量摺動可能に支持される摺動体７４と、摺動体７４と外側テーパ体と６３の間に介装されるスペーサー７５とを備えている。そして、解除レバー７１はスプリング７６により常時は金型機構３側に付勢され、上記押圧軸７２による解除レバー７１の後退方向への揺動により、摺動体７４が筒状本体６１の前端部に対し後退されてスペーサー７５を介し外側テーパ体６３をガススプリング６８…６８に抗して後退させ、内側テーパ体６２の挟持を解除するように構成されている。解除維持手段８は、筒状本体６１外周と機体２との間に回転可能に介装支持される回転レバー８１をもつ筒状回転体８２を備え、外側テーパ体６３を後退させた時、回転レバー８１を回転させて、突出ピン６７…６７をＬ形孔６１ａ…６１ａの半径方向奥部に係合させることにより、解除状態を維持して内側テーパ体の拡径状態を維持して素材ａの挟持解除状態を保つように構成されている。回転レバー８１の駆動手段としては、ラム４の駆動機構にカム連動機構などを介して所定のタイミングで機械的に揺動させるようにしてもよいし、その他所定のタイミングで電気的に作動する電動シリンダーなどを用いてもよい。

一方、送りレバー６４は、機体２における上記筒状本体６１の後部に揺動可能に設けられる。そして、ラム４が金型機構３に対し離れた後退位置で、グリップダイ３１が開放され、かつ、素材送り機構６が後退位置で素材ａを挟持した状態のもとで、送りレバー６４が前方側へ揺動されることにより筒状本体６１を金型機構３側に前進させ、グリップダイ３１から素材ａを所定量前方に突出させる。また、第１工程による圧造が終了したタイミング、つまり外側テーパ体６３が後退して内側テーパ体６２による素材ａの挟持が解除されかつその解除状態が解除維持手段７により維持された状態で、送りレバー６４の後方側への揺動により筒状本体６１を金型機構３との近接位置から元の定位置に後退させるようになされている。送りレバー６４の駆動手段としても、ラム４の駆動機構にカム連動機構などを介して所定のタイミングで揺動させるようにしてもよいし、電動シリンダーなどを用いてもよい。

次に、以上のように構成したスクラップレスフォーマーを用いてベアリングレースを製造する場合の動作について説明する。

まず、図１及び図４に示すように、ラム４が金型機構３に対し離れた後退位置（スタート位置）にあり、また、グリップダイ３１が開放され、かつ、筒状本体６１が後退した定位置で素材ａを挟持した状態のもとで、送りレバー６４を前方側に揺動させ、図９に示すように筒状本体６１を金型機構３側に前進させてグリップダイ３１から素材ａを所定量前方に突出させる。また、素材ａを所定量前方に突出させたとき、グリップダイ３１を閉じて素材ａを強固に挟持する。

次に、図２に示すようにラム４を前進させて第１工程の圧造パンチ５２とグリップダイ３１とにより圧造し、素材ａの先端に大径の円柱体（頭状成形部）ｂを一体成形する。このとき、図２及び図１０に示すようにラム４に設けられた解除操作ピン５４が金型機構３側へ前進して押圧軸７２に当接し押圧軸７２を後退させる。この押圧軸７２の後退により、解除レバー７１が後方に揺動されて、摺動体７４及びスペーサー７５を介し外側テーパ体６３をガススプリング６８，６８に抗して後退させ、内側テーパ体６２を拡径させて内側テーパ体６２による素材ａの挟持を解除する。そして、外側テーパ体６３を後退させた時、解除維持手段８の回転レバー８１を一方向に回転させ該レバー８１と一体に筒状回転体８２を回転させる。この筒状回転体８２の回転により突出ピン６７…６７と共に外側テーパ体６３を回転させ、突出ピン６７…６７をＬ形孔６１ａ…６１ａの半径方向奥部に係合させる。これにより、内側テーパ体６２による素材ａの挟持を解除した状態を維持する。そして、この内側テーパ体６２による素材ａの挟持が解除維持された状態のもとで、送りレバー６４を後方側へ揺動させることにより復帰用スプリング６６…６６により筒状本体６１を金型機構３との近接位置から元の定位置に後退させる。

一方、第１工程の成形を終えた後、ラム４は後退して最初のスタート位置側に戻ると共に、昇降手段によりパンチプレート５をラム４に対し上昇させて、第２工程の穴抜きパンチ５３をグリップダイ３１と相対向させる。

その後、図３に示すように、ナックル機構によりグリップダイ３１を開き、ラム４を前進させて第２工程の穴抜きパンチ５３を円柱体ｂの中心部への打ち込むことにより、中心部が貫通された円筒体、つまりベアリングレースＢと、金型機構３内に押し戻された素材ａとに分離するのである。

そして、第２工程の穴抜きパンチ５３によるベアリングレースＢの形成終了後、解除維持手段８の回転レバー８１を他方向に回転させて該レバー８１と一体に筒状回転体８２を回転させ、この筒状回転体８２の回転により突出ピン６７…６７と共に外側テーパ体６３を回転させて突出ピン６７…６７をＬ形孔６１ａ…６１ａの前後方向部分に移動させる。これにより、ガススプリング６８，６８による付勢力で突出ピン６７…６７をＬ形孔６１ａ…６１ａの前後方向部分の前端位置に係合させると共に、外側テーパ体６３を内側テーパ体６２側に付勢して内側テーパ体６２を縮径させ、内側テーパ体６２にて素材ａを挟持させることになる。また、第２工程の穴抜きを終えた後、ラム４は後退して最初のスタート位置側に戻ると共に、昇降手段によりパンチプレート５をラムに対し下降させて、第１工程の圧造パンチ５２をグリップダイ３１と相対向させることにより、ベアリングレースＢの製造の１動作が終了することになる。
その後は、上記した動作を繰り返し行うことによりベアリングレースＢを、スクラップを発生させることなく連続的に製造することができる。

なお、解除レバー７１の揺動手段としては、上記した構成の他、たとえばラム４の駆動機構にカム連動機構などを介して所定のタイミングで揺動させるようにしてもよいし、電動シリンダーなどを用いてもよい。

また、ベアリングレースＢを圧造する場合の第１工程の圧造パンチ５２の構造としては、上記した実施の形態の他、たとえば図１１〜図１３に示すように圧造パンチ５２における凹所５２ａの中心部に成形ピン５２ｂを突設した構造として、穴抜きパンチ５３による穴抜きを容易ににしたり、或いは、図１４及び図１５に示すように圧造パンチ５２における凹所５２ａの中心部に、成形ピン５２ｂと先端がアール状の筒体５２ｃとストリッパー５２ｄなどを内蔵する構造として、内面に玉受面を有するベアリングレースＢを圧造成形できるようにしてもよい。

さらに、上述した実施の形態では、ベアリングレースＢを製造する場合について説明したけれども、何らベアリングレースＢに限定されるものではなく、たとえば軸受部品など穴のあいたパーツ部品に広く適用できるものである。

また、素材送り機構６としては、上記した構成のものに限らず、たとえば素材ａを挟持する開閉可能な挟持体を備え、かつ挟持体を前後方向に移動させるリニア移動手段などを用いてもよい。

なお、長尺の素材ａとは、圧延加工などにより形成された棒状素材は勿論、コイル巻き状態から引き出されて供給される線状素材などを含む概念である。

１スクラップレスフォーマー
２機体
３金型装置
４ラム
５パンチ機構
６素材送り機構
７挟持解除手段
８解除維持手段
３１グリップダイ
３１ａ挿通孔
３３クランクシャフト
３４ナックル機構
５１パンチプレート
５２圧造パンチ
５３穴抜きパンチ
５４解除操作ピン
６１筒状本体
６２内側テーパ体
６３外側テーパ体
ａ素材
ｂ円柱体（頭状成形部）
Ｂベアリングレース

Claims

機体側に支持されかつ長尺素材の挿通孔を有し前面が受圧面となる金型機構と、金型機構に対して進退動するラムに支持されるパンチ機構と、金型機構の後方に配設され、素材を金型機構の挿通孔から前方に所定量送り出す素材送り機構とを備える一方、パンチ機構は、ラムの前部に昇降手段を介して上下動可能に支持されるパンチプレートと、パンチプレートに該プレートが下降又は上昇した位置で金型機構の挿通孔と相対向するように装備される第１工程の圧造パンチと、パンチプレートに該プレートが上昇又は下降した位置で金型機構の挿通孔と相対向するように装備される第２工程の穴抜きパンチとから構成されて、第１工程の圧造パンチと金型機構とによる圧造にて素材の突出先端部分に該素材よりも大きな頭状成形部を一体成形し、かつ、頭状成形部の中心部を第２工程の穴抜きパンチと金型機構とにより打ち抜き加工して、スクラップを発生させずに穴のあいたパーツ部品と金型機構内に押し戻された素材とに分離するようにしたことを特徴とするスクラップレスフォーマー。
金型機構は、中心部に素材の挿通を許す挿通孔を有する開閉可能な割型のグリップダイを備え、グリップダイはクランクシャフトにより駆動されるナックル機構により開閉動されて、頭状成形部の圧造時、ナックル機構によりグリップダイを固く閉じて素材を挟持し素材の後退を阻止するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のスクラップレスフォーマー。
素材送り機構は、機体内に支持されかつ金型機構に対して進退動可能な筒状本体と、筒状本体内に内蔵され素材を挟持及び解除する内、外側テーパ体と、筒状本体を進退動させる送りレバーと、内、外側テーパ体の挟持を解除する挟持解除手段と、内、外側テーパ体の解除状態を維持する解除維持手段とを備える一方、パンチプレートには、圧造パンチの金型機構への前進による圧造終了時のタイミングで上記挟持解除手段を作動する解除操作ピンが設けられていることを特徴とする請求項２記載のスクラップレスフォーマー。