JP3665101B2 - プレス金型加工方法およびキー - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はプレス金型加工方法及びキーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車体部品、例えばフェンダー、フード、ルーフ、ドア、クォータパネル等をプレス成形するために使用される金型は、比較的大寸法でかつ大重量であり、機械加工の際、加工機械のベッドにプレス金型となる素材、即ち被加工物を位置決め固定する等の作業、所謂段取りが厄介な作業になっている。
【０００３】
一方プレス金型の加工精度は、プレス加工製品の品質、生産性、信頼性に大きく影響を及ぼすことから高い精度が要求される。
【０００４】
この対策としてプレス金型となる鋳物等の素材が搬入された段階で、加工の基準となる基準面、キー溝等を加工し、更に基準穴を加工した後、後の工程での加工に際し、これらを基準として利用することが一般に行われている。
【０００５】
具体的に説明すると、図１４に示すように、加工機械のベッド１０１上にプレス金型となる一対の上下型となる素材Ｗａ、Ｗｂのうちの一方、例えば下型用素材Ｗｂを位置決め固定し、所定の箇所を切削加工し、かつ同じ要領で上型用素材Ｗａを切削加工する。これら切削加工の際、基準として使用されるのがキー溝１０２である。
【０００６】
一方加工機械のベッド１０１にもキー溝１０３が形成されていて、例えば下型用素材Ｗｂに形成されたキー溝１０２とベッド１０１に形成されたキー溝１０３との間に、図１４（ａ）に断面を示すようにキー１０４を挿入し、加工機械のベッド１０１と下型用素材Ｗｂとの相対位置決めを行い、クランプ装置（図示せず）によって固定する。
【０００７】
下型用素材Ｗｂに形成されたキー溝１０２は、特開平２−１１２３１号公報に示されるように、加工後、プレス型の下型としてプレス機に装着する際、ボルスタの上面から突出して固定された係合突起に嵌合してボルスタと下型との相対位置決め機能を果たす位置決め溝として使用される。
【０００８】
また、対向する各部材に形成されたキー溝間に挿入されて部材間の相対位置決め機能を果たすキーの先行技術としては、例えば特開平５−２２３１１２号公報に開示され、かつ図１５に斜視図を示すように、テーパー凹部１０５ａが一側面に形成された一対の細長いブロック１０５を対向せしめ、その間にテーパーピン１０６が嵌合するようにブロック１０５とテーパーピン１０６とを組合せて位置決めすべき対向する部材に形成されたキー溝間に挿入し、ナット１０７を回転せしめることによりテーパーピン１０６をブロック１０５に対して軸方向に相対移動させることにより両ブロッック１０５間を押し拡げてキーをキー溝の側面に押圧固定するように構成したものが提案されている。
【０００９】
キー及びキー溝によって加工機械のベッド１０１の所定位置に位置決めされ、固定された下型用素材Ｗｂは切削工具、例えばエンドミルを用いて、予め設定された制御情報に従うＮＣプログラミングによる切削加工が施されてプレス金型の下型となる。
【００１０】
加工機械によっての下型用素材Ｗｂの切削加工は、先ずＮＣコントローラの工具オフセット機能を用いて下型用素材Ｗｂの輪郭形状を工具の移動経路としてＮＣプログラミングを行い、使用する工具の外径の半分、即ち工具の半径をオフセット量としてＮＣコントローラに与え、所望の輪郭形状を切削加工する。この時使用する工具の外径を測定する方法は、一般にツールプリセッタやマイクロメータが用いられる。ツールプリセッタやマイクロメータによる工具径の測定には、人為によることから測定誤差が生じ易く、その作業には熟練を要し、かつ加工精度に大きく影響する。更に加工機械のスピンドルの回転が振れ、或いはスピンドルの中心と工具中心とがずれていて工具の回転が振れると使用する切削工具によって切削すべき切削量に比べ、実際の切削量が大となるおそれがある。
【００１１】
輪郭形状が切削加工された下型用素材Ｗｂは、続いてＮＣプログラミングに従ってＮＣコントローラからの指示によって移動するボールエンドミル等の切削工具によってプレス型の形状面となる部位を切削加工する。下型用素材Ｗｂは特に鋳鋼等の難削材が用いられることから、工具の刃先に冷却空気を吹付けて加工部位を冷却しつつ切削加工を施す。
【００１２】
しかし、プレス型の形状面は一般に凹凸形状であることから、冷却空気が十分に到達し得ない部位があり、切削加工面が高温となり熱硬化を起こし、工具の刃先に切りクズの微粒が付着して構成刃先が発生して加工面に食い込みムシレが発生して品質の低下を誘発するおそれがある。この不具合を回避するために切削速度を低下せしめている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記プレス金型の加工方法によると、加工機械のベッドに形成されたキー溝と、プレス金型となる素材に形成されたキー溝との間にキーを挿入してベッドと素材との相対位置決めを行い、ベッドとの相対位置決めがなされた素材に切削加工を施している。しかし素材及びベッドに各々形成されるキー溝及びキーの寸法には加工公差を有することからベッドと素材との間には取付誤差が生じ、プレス金型の加工精度の低下を招き、プレス金型の一対の上型と下型との間の加工精度の低下を誘発するおそれがあり、取付誤差の縮少を図るためキー溝及びキーの加工精度を高めるには高加工精度の加工設備を要し、かつ加工工数の増大を招く等の不具合があり、また上記特開平５−２２３１１２号公報に開示されるキーを用いることも可能であるが、各々別個に形成される一対のブロック及びテーパーピン等を組合せて使用することから、その作業は困難を来たし、かつ部品個数が多くその部品の管理維持が煩雑になる等の不具合がある。
【００１４】
従って、本発明の目的は、キー溝及びキーの加工精度を高めることなく、加工機械のベースと素材との取付精度を高めプレス金型の加工精度の向上が得られるプレス金型加工方法及びキーを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のプレス金型加工方法は、加工機械のベッドに形成されたキー溝と上型用或いは下型用の素材に形成されたキー溝との間にキーを挿入して上記素材を位置決め固定してＮＣプログミングに従って移動する切削工具によって切削加工するプレス金型加工方法において、上記キーが、外観略矩形板状であって、頂部に開口すると共に上記記キー溝の長さ方向側に対応する両端部の一端部から他端部に達する切欠部が形成されて上記キー溝の長さ方向に連続する断面コ字形で、かつ上記切欠部の対向する内面に上記一端部から他端部へ移行するに従って次第に隙間が小となる一対のテーパー面を具備するスライドキーと、上記各テーパー面にそれぞれ整合する一対のテーパー部を具備するテーパーピンと、上記スライドキーの切欠部の相対向する内面間に亘って形成された押しネジ用ネジ部に螺合して相対回転することにより上記テーパーピンをスライドキーに対して軸方向に押動せしめる押しネジと、を有し、上記キーのスライドキーを上記ベッドに形成されたキー溝に嵌装し、該キー溝から突出するスライドキーの頂部に前記素材に形成されたキー溝を嵌合せしめ、上記押しネジを相対回転してテーパーピンを押動して上記テーパー面に押接するテーパー部によりスライドキーを押し広げて素材に形成されたキー溝に押接させて上記ベッドと素材との相対位置決めを果たすことを特徴とする。
また、本発明によるキーは、加工機械のベッドに形成されたキー溝と素材に形成されたキー溝との間に挿入して素材を位置決めするキーにおいて、外観略矩形板状であって、頂部に開口すると共に上記キー溝の長さ方向側に対応する両端部の一端部から他端部に達する切欠部が形成されてキー溝の長さ方向に連続する断面コ字形で、かつ該切欠部の対向する内面に上記一端部から他端部へ移行するに従って次第に隙間が小となる一対のテーパー面及び上記切欠部の相対向する内面間に亘って形成された押しネジ用ネジ部を具備するスライドキーと、相対向する各テーパー面に整合する一対のテーパー部を具備して前記切欠部内に配置されるテーパーピンと、上記押しネジ用ネジ部に螺合して相対回転することにより上記テーパーピンをスライドキーに対して軸方向に押動せしめる頂端を有する押しネジと、を有することを特徴とする。
【００１６】
【実施例】
本発明におけるプレス金型加工方法及びキーの一実施例を図によって詳細に説明する。
【００１７】
図１は、プレス金型となる鋳物等からなる上型用素材Ｗａ及び下型用素材Ｗｂの斜視図であって、これら上型用素材Ｗａ及び下型用素材Ｗｂは、搬入された段階で各々加工の基準となる基準面１、２、キー溝３、４、基準穴等を加工する。
【００１８】
基準面１、２、キー溝３、４、基準穴等が加工された上型用素材Ｗａ及び下型用素材Ｗｂは、加工機械、例えば門型のＮＣ加工機械のベッドに位置決め固定されて切削加工される。
【００１９】
加工機械のベッドに例えば下型用素材Ｗｂを位置決め固定する手段は、図２に示すように、ベッド１０に形成されたキー溝１１内にキー２０を配設し、上方からクレーン（図示せず）等により、下型用素材Ｗｂを降下させて下型用素材Ｗｂの基準面２に形成したキー溝４をベッド１０から突出するキー２０の頂部に嵌合させ、かつキー２０をその幅方向に押し広げてキー溝４の側面に圧接せしめることによりベッド１０と下型用素材Ｗｂとの相対位置決めを果たす。符号１２はベッド１０と下型用素材Ｗｂの基準面２との間に介装されて下型用素材Ｗｂの高さ方向（Ｚ方向）の位置調整機能を果たすスペーサである。
【００２０】
キー２０は図３に分解斜視図を、図４にそのＡ−Ａ線断面を示すように、スライドキー２１と、テーパーピン３０と、押しネジ４１と、ストッパ４８と、ウレタンゴム等の弾性材料製のパッキン５５とによって構成されている。
【００２１】
スライドキー２１は上記キー溝４、１１の幅より若干、例えば０．０１〜０．０２ｍｍ程度小さな寸法幅ａを有する外観略矩形板状で、かつ頂部２２に開口して両端がキー溝４、１１の長さ方向側に対応する両端部の一端部２３から他端部２４に達する切欠部２５が形成されて、キー溝４、１１の長さ方向に断面略コ字状で連続している。切欠部２５の頂部２２付近は、スライドキー２１の一端部２３から他端部２４側へ移行するに従って順次小となる間隙を形成する一対のテーパー面２６、２６が対峙形成されている。切欠部２５の内面２５ａ、２５ａの一端部２３側には相対向する内面２５ａ、２５ａ間に亘って形成される押しネジ用ネジ部２７、２７が設けられ、かつ他端部２４側にはパッキン５５が収容され、更にストッパ４８の外周に形成されるネジ部４９を螺合するストッパ用ネジ部２８、２８が形成されている。
【００２２】
一方テーパーピン３０は、細長いブロック３１及びブロック３１の下部から垂下する板状のガイド部３２を有し、ブロック３１の両側面が前記テーパー面２６、２６に整合するテーパー部３３、３３になっていて、幅の大きな方の長手方向の端部３４に円筒状の凹部３５が形成され、他端部３６には円柱状の凸部３７が形成されている。そしてガイド部３２の先端３２ａがスライドキー２１の切欠部２５の底部２５ｂに当接してテーパー部３３、３３がスライドキー２１のテーパ面２６、２６と対向する位置に位置決めされる。
【００２３】
そして押しネジ４１は、略円柱状で外周に押しネジ用ネジ部２７、２７に螺合するネジ部４２を有し、頂端４３にはテーパーピン３０に形成した凹部３５に嵌入する円柱状の突起４４を、基端４５には締付工具が嵌合する工具係合孔４６を各々有し、押しネジ用ネジ部２７、２７に押しネジ４１を螺着して相対回転することにより押しネジ４１の頂端４３によってテーパーピン３０を軸方向に押圧移動させ、テーパーピン３０のテーパー部３３、３３がテーパー面２６、２６を押圧することによりスライドキー２１の切欠部２５を押し広げてスライドキー２１の側面に形成した位置決め部２９、２９をキー溝４の側面に圧接させる。
【００２４】
更にストッパ４８は略円柱状で外周にネジ部４９を有し、先端５０にテーパーピン３０の凸部３７を受容する凹陥部５１が、基端５２に締付工具が嵌合する工具係合孔５３が各々形成されていて、スライドキー２１に形成されたストッパ用ネジ部２８、２８に螺着して相対回転せしめてその先端５０が凸部３７に嵌合するパッキン５５を介してストッパ４８の先端５０をテーパーピン３０の他端部３６に弾接することにより、押しネジ４１によって挿動するテーパーピン３０の移動を阻止するように構成されている。
【００２５】
このように構成されたキー２０を用いてベッド１０に下型用素材Ｗｂを配設するには、図４に示すように先ず、予めスライドキー２１の切欠部２５内にテーパーピン３０を嵌装し、ストッパ用ネジ部２８、２８にストッパ４８を螺合してパッキン５５を介してストッパ４８の先端５０でテーパーピン３０の他端部３６を押圧し、かつ押しネジ４１を押しネジ用ネジ部２７、２７に螺着させることによりその突起４４をテーパーピン３０の凹部３５に挿入せしめて一体的に組立てたキー２０を加工機械のベッド１０に形成されたキー溝１１に挿入する。
【００２６】
次にクレーン等により下型用素材Ｗｂを下降させて、下型用素材Ｗｂに形成されたキー溝４を、ベッド１０のキー溝１１から突出するスライドキー２１の頂部２２に嵌合させ、予めベッド１０に配設されたスペーサ１２に接する直前で下型用素材Ｗｂの下降を停止する。
【００２７】
下型用素材Ｗｂが停止した状態で、押しネジ４１を相対回転させて押しネジ４１の頂端４３によってテーパーピン３０を押圧する。すると、テーパーピン３０はその他端部３６によってパッキン５５を圧縮変形させつつスライドキー２１に対して軸方向に相対移動し、テーパーピン３０のテーパー部３３、３３がスライドキー２１のテーパー面２６、２６に押接して切欠部２５を押し広げ、スライドキー２１の両側面にある位置決め部２９、２９が下型用素材Ｗｂに形成されたキー溝４の側面に接してスライドキー２１の位置決め部２９、２９とキー溝４の側面との間の隙間がなくなる。
【００２８】
スライドキー２１の位置決め部２９、２９とキー溝４の側面とが接した状態でクレーン等により懸吊された下型用素材Ｗｂを再び下降してベッド１０上に敷設するスペーサ１２上に載置して下型用素材Ｗｂの位置決めを完了する。また押しネジ４１を逆方向に回転して緩めることにより下型用素材Ｗｂのキー溝４とキー２０との位置決めを解除することができる。
【００２９】
このように構成するキー２０によれば、スライドキー２１とテーパーピン３０、押しネジ４１、ストッパ４８等を組合わせてベッド１０のキー溝１１に挿入した状態で下型用素材Ｗｂのキー溝４を嵌合せしめ、押しネジ４１を回転させることによりスライドキー２１に対してテーパーピン３０を軸方向に極めて円滑に相対移動させることができ、それにより切欠部２５を押し拡げてキー２０とキー溝４との間の隙間がなくなりキー２０とキー溝４とが容易に締結固定され、スライドキー２１とキー２０の構成部品の加工精度が比較的低くともベッド１０と下型用素材Ｗｂとの相対位置決めが高精度で達成できる。更にキー２０を構成するスライドキー２１、テーパーピン３０、押しネジ４１、ストッパ４８、パッキン５５等が一体的に予め組立て準備することが可能であることから、各構成部品の管理維持が容易になる等の効果を有する。また同様の方法により上型用素材Ｗａも加工機械のベッド１０に位置決め固定される。
【００３０】
下型用素材Ｗｂ及び上型用素材Ｗａを加工機械により切削加工するには、各加工機械の機種相互間においてズレ等の加工精度が異なることから同一加工機械或いは同一機種の加工機械によって対応する一対の下型用素材Ｗｂと上型用素材Ｗａとを加工することが好ましく、この加工機械は図５に概要斜視図を示すように、被加工物となる下型用素材Ｗｂ及び上型用素材Ｗａ等を載置するベッド１０、ベッド１０の両側に沿って（Ｘ方向）に移動する一対のコラム１２、１２、コラム１２、１２間に横架支持されてコラム１２、１２に沿って上下方向（Ｚ方向）に摺動移動するクロスバー１３、クロスバー１３に沿って（Ｙ方向）に摺動移動するホルダ支持部１４、ホルダ支持部１４に支持されて上下動するホルダ１５とを有し、ベッド１０とコラム１２、１２、コラム１２、１２とクロスバー１３、クロスバー１３とホルダ支持部１４、ホルダ支持部１４とホルダ１５との各相互移動は、予めプログラミングされたＮＣコントローラの支持によって移動する。
【００３１】
ホルダ１５を上下動可能に支持する支持部は、図５の矢印Ｂ方向から見た正面図を図６に、矢印Ｃ方向から見た平面図を図７に示すようにホルダ支持部１４の両側に形成した支持部側案内部１４ａ、１４ａと、この案内部１４ａ、１４ａに係合して上下方向に摺動するホルダ１５の両側に形成されたホルダ側案内部１５ａ、１５ａとを具備し、ホルダ１５に設けられたスピンドル１６に取付けられた工具を回転駆動するためのモータ１７がホルダ１５の中心部に対して一方の摺動部側に偏心して配設されている。従って支持部側案内部１４ａ、１４ａ及びホルダ側案内部１５ａ、１５ａに対して偏荷重が作用し、使用により摺動部の摩耗に起因してホルダ１５がクロスバー１３の延伸方向（Ｙ方向）に傾倒し、ホルダ１５の上下移動（Ｚ方向）時にスピンドル１６が傾倒してスピンドル１６の垂直度、従ってスピンドル１６に設けられた工具の垂直度の確保が困難になり、加工精度、特にクロスバー１３の延伸方向（Ｙ方向）の加工精度の低下を招き、上型用素材Ｗａと下型用素材Ｗｂとの相互間の加工精度、例えば剪断刃のクリアランス等の精度が得られず仕上工程における調整及び修正作業が必要となる。
【００３２】
この対策として、同一加工機械、或いは同一機種の加工機械間においては、スピンドル１６の垂直度等に起因するズレ等の上記不具合が同一或いは同一傾向で発生することに着目し、本実施例のようにホルダ１５の上下移動（Ｚ方向）に際してスピンドル１６がクロスバー１３の延伸方向（Ｙ方向）に傾倒する傾向のある加工機械に対しては、図２に示すようにその不具合発生方向（Ｙ方向）の軸線（Ｙ軸）に対して上型用素材Ｗａ及び下型用素材Ｗｂが恰も反転するかのように加工機械のベッド１０に前記キー２０による位置決めを行う。そしてスピンドル１６に取付けた工具により上型用素材Ｗａ及び下型用素材Ｗｂを切削加工することにより、加工機械に起因する上型用素材Ｗａ及び下型用素材Ｗｂ間の相対的な加工ズレを防止し、上型と下型との相対位置精度の向上を図る。
【００３３】
加工機械による下型用素材Ｗｂ或いは上型用素材Ｗａの切削加工は、ＮＣコントローラの工具オフセット機能を用いて下型用素材Ｗｂ或いは上型用素材Ｗａの輪郭形状を工具の移動経路としてＮＣプログラミングを行い、使用する工具の外径の半分をオフセット量としてＮＣコントローラに与え、所望の輪郭形状を切削加工するが、この切削加工に先行して工具径を測定してオフセット量を決定する。
【００３４】
この工具径の測定を図８によって説明する。図中符号５６は、加工機械のスピンドル可動範囲内に固定されたセンサとなるリミットスイッチである。
【００３５】
径を測定すべき工具をスピンドル１６に取付けた後、工具径自動測定プログラムに従って、工具５７をリミットスイッチ５６の近傍の測定開始位置５８へ移動させ、スピンドル１６を切削加工時の回転方向に対して逆回転せしめ、工具５７をリミットスイッチ５６に接近させて、工具５７がリミットスイッチ５６に接触した位置を読み取り自動記憶する。次にリミットスイッチ５６から工具５７を非接触状態となるように退避させ、再度工具５７をリミットスイッチ５６に接近させて工具５７をリミットスイッチ５６に接触させ、その位置を読み取りこれを記憶する。
【００３６】
このリミットスイッチ５６に工具５７が接触する位置の測定を数回繰返し、測定精度を確保する。
【００３７】
この測定値より、スピンドル１６の振れ等を勘案してオフセット量を求め、ＮＣコントローラのオフセット量として登録し、工具５７を測定開始前の位置に復帰させて、測定したオフセット量を用いたＮＣプログラミングにより輪郭加工を自動的に行う。
【００３８】
またプレス型の形状面の加工は、例えば切削工具として図９に示すボールエンドミル６０を使用したＮＣプログラミングにより切削加工される。ボールエンドミル６０による切削加工には、切削加工に先行して図１０のように素材Ｗｂの被加工面６２に切削剤として粘度の高いペースト状の潤滑剤６３例えばネジ切りの際に切削剤として使用される所謂タッピングペーストを塗布する。
【００３９】
被加工面６２に塗布されたペースト状の潤滑剤６３はボールエンドミル６０による切削加工に伴う加工熱によって液状化してボールエンドミル６０の刃先６１と被加工材との間に流入して切削剤として作用し、切削時の摩擦抵抗が減少する。摩擦抵抗の減少により切削熱の発生が抑制されて被切削材即ち素材Ｗａ或いはＷｂの熱硬化が回避されて切削性が向上し工具の摩耗が減少して工具の耐久性が得られ、かつ構成刃先の発生が防止されて構成切刃による加工面のムシレ喰い込みの発生が減少して切削面の平滑性が得られ、高品質の加工面が得られる。従ってプレス型の形状面が確保でき、かつ切削速度の向上が達成できる。
【００４０】
また、予め被加工面６２にペースト状の潤滑剤６３を塗布することから、被加工面の形状にかかわらず冷却効果が得られ、冷却空気の吹付けが廃止でき、切削粉等の飛散による作業環境の悪化を招くことがなくなり、かつ後処理作業の軽減が図れる。
【００４１】
実験の１例として鋳鋼（ＯＫＳ−Ｓ）からなる素材の被加工面に従来のように冷却空気を吹付けて工具径５０ｍｍのボールエンドミル６０で切削加工した場合と、被加工面にペースト状潤滑剤を約０．５ｍｍの厚さで塗布して同様に工具５０ｍｍ径のボールエンドミル６０で切削加工した場合を対比すると、被加工面の表面の加工硬化による硬度が従来の方法ではＨＲＣ（ロックウエルＣスケール硬度）１０であったものが、ＨＲＣ２〜３と大幅に減少し、図１１に示すように切削速度を１２５．６ｍ／ｍｉｎから２３．５ｍ／ｍｉｎ、送り速度を３２０ｍｍ／ｍｉｎから６００ｍｍ／ｍｉｎに高めることが可能になり、１ｍ2 当りの切削に要する作業時間を１７．３４Ｈ／ｍ2 から９．２５Ｈ／ｍ2 に縮少できる。
【００４２】
また加工硬化の抑制に伴う切削抵抗の軽減に起因して図１２に示すようにムシレ、喰込みが回避されて加工面の粗さ、即ちカプスの高さも１５０ミクロンから４５ミクロンまで減少され、仕上工程での作業が大幅に削減できる。更にボールエンドミル６０の先端摩耗においても図１２に従来幅方向において１ｍｍ、長さ方向において５ミクロンの摩耗を要した切削加工においても幅方向において０．２５ｍｍ、長さ方向において１．２５ミクロンと大幅に摩耗量を軽減でき、工具の大幅な耐久性の向上が得られる等の効果が確認された。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明した本発明のプレス金型加工方法及びキーによると、加工機械のベッドに形成されたキー溝に断面コ字形で相対向する内面に一対のテーパー面を具備するスライドキーと、このテーパー面に整合する一対のテーパー部を具備するテーパーピンと、テーパーピンをスライドキーに対して軸方向に押動せしめる押しネジとを有するキーを嵌装し、このキー溝から突出するキーの頂部にプレス金型となる素材に形成されたキー溝を嵌合させて、押しネジによってテーパーピンを押動し、スライドキーを押し広げてキー溝に押接してベッドと素材との相対位置決めを果たすことから、スライドキー、テーパーピン等の加工精度が比較的低くともベッドと素材との相対位置決めが高精度で達成でき、キー溝、キー等の加工精度を高めることなく、プレス金型の加工精度の向上が得られ、キーを予め組立てて準備することが可能であり、キーの各構成部品の管理維持が容易になる等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプレス金型加工方法及びキーの一実施例を説明する上型用素材及び下型用素材の斜視図である。
【図２】同じく、上型用素材及び下型用素材を加工機械のベッドへ位置決め固定する状態を示す斜視図である。
【図３】同じく、キーの分解斜視図である。
【図４】同じく、図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】同じく、加工機械の概要を説明する斜視図である。
【図６】同じく、図５の矢印Ｂ方向から見た要部正面図である。
【図７】同じく、図５の矢印Ｃ方向から見た要部平面図である。
【図８】同じく、工具径の測定を説明する概要説明図である。
【図９】同じく、加工方法を説明する概要説明図である。
【図１０】同じく、加工方法を説明する概要説明図である。
【図１１】同じく、従来の切削加工条件と比較する図である。
【図１２】同じく、従来の切削加工面と比較する図である。
【図１３】同じく、従来の切削加工工具との摩耗状態と比較する図である。
【図１４】従来の加工方法を説明する概要説明図である。
【図１５】従来のキーを説明する斜視図である。
【符号の説明】
Ｗａ 上型用素材
Ｗｂ 下型用素材
４ キー溝
１０ ベッド
１１ キー溝
１６ スピンドル
２０ キー
２１ スライドキー
２２ 頂部
２３ 一端部
２４ 他端部
２５ 切欠部
２６ テーパー面
２７ 押しネジ用ネジ部
２８ ストッパ用ネジ部
３０ テーパーピン
３３ テーパー部
３５ 凹部
３７ 凸部
４１ 押しネジ
４３ 頂端
４４ 突起
４８ ストッパ
５０ 先端
５１ 凹陥部
５６ リミットスイッチ
５７ 切削工具
６０ ボールエンドミル
６２ 被加工面
６３ 潤滑剤
【産業上の利用分野】
本発明はプレス金型加工方法及びキーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車体部品、例えばフェンダー、フード、ルーフ、ドア、クォータパネル等をプレス成形するために使用される金型は、比較的大寸法でかつ大重量であり、機械加工の際、加工機械のベッドにプレス金型となる素材、即ち被加工物を位置決め固定する等の作業、所謂段取りが厄介な作業になっている。
【０００３】
一方プレス金型の加工精度は、プレス加工製品の品質、生産性、信頼性に大きく影響を及ぼすことから高い精度が要求される。
【０００４】
この対策としてプレス金型となる鋳物等の素材が搬入された段階で、加工の基準となる基準面、キー溝等を加工し、更に基準穴を加工した後、後の工程での加工に際し、これらを基準として利用することが一般に行われている。
【０００５】
具体的に説明すると、図１４に示すように、加工機械のベッド１０１上にプレス金型となる一対の上下型となる素材Ｗａ、Ｗｂのうちの一方、例えば下型用素材Ｗｂを位置決め固定し、所定の箇所を切削加工し、かつ同じ要領で上型用素材Ｗａを切削加工する。これら切削加工の際、基準として使用されるのがキー溝１０２である。
【０００６】
一方加工機械のベッド１０１にもキー溝１０３が形成されていて、例えば下型用素材Ｗｂに形成されたキー溝１０２とベッド１０１に形成されたキー溝１０３との間に、図１４（ａ）に断面を示すようにキー１０４を挿入し、加工機械のベッド１０１と下型用素材Ｗｂとの相対位置決めを行い、クランプ装置（図示せず）によって固定する。
【０００７】
下型用素材Ｗｂに形成されたキー溝１０２は、特開平２−１１２３１号公報に示されるように、加工後、プレス型の下型としてプレス機に装着する際、ボルスタの上面から突出して固定された係合突起に嵌合してボルスタと下型との相対位置決め機能を果たす位置決め溝として使用される。
【０００８】
また、対向する各部材に形成されたキー溝間に挿入されて部材間の相対位置決め機能を果たすキーの先行技術としては、例えば特開平５−２２３１１２号公報に開示され、かつ図１５に斜視図を示すように、テーパー凹部１０５ａが一側面に形成された一対の細長いブロック１０５を対向せしめ、その間にテーパーピン１０６が嵌合するようにブロック１０５とテーパーピン１０６とを組合せて位置決めすべき対向する部材に形成されたキー溝間に挿入し、ナット１０７を回転せしめることによりテーパーピン１０６をブロック１０５に対して軸方向に相対移動させることにより両ブロッック１０５間を押し拡げてキーをキー溝の側面に押圧固定するように構成したものが提案されている。
【０００９】
キー及びキー溝によって加工機械のベッド１０１の所定位置に位置決めされ、固定された下型用素材Ｗｂは切削工具、例えばエンドミルを用いて、予め設定された制御情報に従うＮＣプログラミングによる切削加工が施されてプレス金型の下型となる。
【００１０】
加工機械によっての下型用素材Ｗｂの切削加工は、先ずＮＣコントローラの工具オフセット機能を用いて下型用素材Ｗｂの輪郭形状を工具の移動経路としてＮＣプログラミングを行い、使用する工具の外径の半分、即ち工具の半径をオフセット量としてＮＣコントローラに与え、所望の輪郭形状を切削加工する。この時使用する工具の外径を測定する方法は、一般にツールプリセッタやマイクロメータが用いられる。ツールプリセッタやマイクロメータによる工具径の測定には、人為によることから測定誤差が生じ易く、その作業には熟練を要し、かつ加工精度に大きく影響する。更に加工機械のスピンドルの回転が振れ、或いはスピンドルの中心と工具中心とがずれていて工具の回転が振れると使用する切削工具によって切削すべき切削量に比べ、実際の切削量が大となるおそれがある。
【００１１】
輪郭形状が切削加工された下型用素材Ｗｂは、続いてＮＣプログラミングに従ってＮＣコントローラからの指示によって移動するボールエンドミル等の切削工具によってプレス型の形状面となる部位を切削加工する。下型用素材Ｗｂは特に鋳鋼等の難削材が用いられることから、工具の刃先に冷却空気を吹付けて加工部位を冷却しつつ切削加工を施す。
【００１２】
しかし、プレス型の形状面は一般に凹凸形状であることから、冷却空気が十分に到達し得ない部位があり、切削加工面が高温となり熱硬化を起こし、工具の刃先に切りクズの微粒が付着して構成刃先が発生して加工面に食い込みムシレが発生して品質の低下を誘発するおそれがある。この不具合を回避するために切削速度を低下せしめている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記プレス金型の加工方法によると、加工機械のベッドに形成されたキー溝と、プレス金型となる素材に形成されたキー溝との間にキーを挿入してベッドと素材との相対位置決めを行い、ベッドとの相対位置決めがなされた素材に切削加工を施している。しかし素材及びベッドに各々形成されるキー溝及びキーの寸法には加工公差を有することからベッドと素材との間には取付誤差が生じ、プレス金型の加工精度の低下を招き、プレス金型の一対の上型と下型との間の加工精度の低下を誘発するおそれがあり、取付誤差の縮少を図るためキー溝及びキーの加工精度を高めるには高加工精度の加工設備を要し、かつ加工工数の増大を招く等の不具合があり、また上記特開平５−２２３１１２号公報に開示されるキーを用いることも可能であるが、各々別個に形成される一対のブロック及びテーパーピン等を組合せて使用することから、その作業は困難を来たし、かつ部品個数が多くその部品の管理維持が煩雑になる等の不具合がある。
【００１４】
従って、本発明の目的は、キー溝及びキーの加工精度を高めることなく、加工機械のベースと素材との取付精度を高めプレス金型の加工精度の向上が得られるプレス金型加工方法及びキーを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のプレス金型加工方法は、加工機械のベッドに形成されたキー溝と上型用或いは下型用の素材に形成されたキー溝との間にキーを挿入して上記素材を位置決め固定してＮＣプログミングに従って移動する切削工具によって切削加工するプレス金型加工方法において、上記キーが、外観略矩形板状であって、頂部に開口すると共に上記記キー溝の長さ方向側に対応する両端部の一端部から他端部に達する切欠部が形成されて上記キー溝の長さ方向に連続する断面コ字形で、かつ上記切欠部の対向する内面に上記一端部から他端部へ移行するに従って次第に隙間が小となる一対のテーパー面を具備するスライドキーと、上記各テーパー面にそれぞれ整合する一対のテーパー部を具備するテーパーピンと、上記スライドキーの切欠部の相対向する内面間に亘って形成された押しネジ用ネジ部に螺合して相対回転することにより上記テーパーピンをスライドキーに対して軸方向に押動せしめる押しネジと、を有し、上記キーのスライドキーを上記ベッドに形成されたキー溝に嵌装し、該キー溝から突出するスライドキーの頂部に前記素材に形成されたキー溝を嵌合せしめ、上記押しネジを相対回転してテーパーピンを押動して上記テーパー面に押接するテーパー部によりスライドキーを押し広げて素材に形成されたキー溝に押接させて上記ベッドと素材との相対位置決めを果たすことを特徴とする。
また、本発明によるキーは、加工機械のベッドに形成されたキー溝と素材に形成されたキー溝との間に挿入して素材を位置決めするキーにおいて、外観略矩形板状であって、頂部に開口すると共に上記キー溝の長さ方向側に対応する両端部の一端部から他端部に達する切欠部が形成されてキー溝の長さ方向に連続する断面コ字形で、かつ該切欠部の対向する内面に上記一端部から他端部へ移行するに従って次第に隙間が小となる一対のテーパー面及び上記切欠部の相対向する内面間に亘って形成された押しネジ用ネジ部を具備するスライドキーと、相対向する各テーパー面に整合する一対のテーパー部を具備して前記切欠部内に配置されるテーパーピンと、上記押しネジ用ネジ部に螺合して相対回転することにより上記テーパーピンをスライドキーに対して軸方向に押動せしめる頂端を有する押しネジと、を有することを特徴とする。
【００１６】
【実施例】
本発明におけるプレス金型加工方法及びキーの一実施例を図によって詳細に説明する。
【００１７】
図１は、プレス金型となる鋳物等からなる上型用素材Ｗａ及び下型用素材Ｗｂの斜視図であって、これら上型用素材Ｗａ及び下型用素材Ｗｂは、搬入された段階で各々加工の基準となる基準面１、２、キー溝３、４、基準穴等を加工する。
【００１８】
基準面１、２、キー溝３、４、基準穴等が加工された上型用素材Ｗａ及び下型用素材Ｗｂは、加工機械、例えば門型のＮＣ加工機械のベッドに位置決め固定されて切削加工される。
【００１９】
加工機械のベッドに例えば下型用素材Ｗｂを位置決め固定する手段は、図２に示すように、ベッド１０に形成されたキー溝１１内にキー２０を配設し、上方からクレーン（図示せず）等により、下型用素材Ｗｂを降下させて下型用素材Ｗｂの基準面２に形成したキー溝４をベッド１０から突出するキー２０の頂部に嵌合させ、かつキー２０をその幅方向に押し広げてキー溝４の側面に圧接せしめることによりベッド１０と下型用素材Ｗｂとの相対位置決めを果たす。符号１２はベッド１０と下型用素材Ｗｂの基準面２との間に介装されて下型用素材Ｗｂの高さ方向（Ｚ方向）の位置調整機能を果たすスペーサである。
【００２０】
キー２０は図３に分解斜視図を、図４にそのＡ−Ａ線断面を示すように、スライドキー２１と、テーパーピン３０と、押しネジ４１と、ストッパ４８と、ウレタンゴム等の弾性材料製のパッキン５５とによって構成されている。
【００２１】
スライドキー２１は上記キー溝４、１１の幅より若干、例えば０．０１〜０．０２ｍｍ程度小さな寸法幅ａを有する外観略矩形板状で、かつ頂部２２に開口して両端がキー溝４、１１の長さ方向側に対応する両端部の一端部２３から他端部２４に達する切欠部２５が形成されて、キー溝４、１１の長さ方向に断面略コ字状で連続している。切欠部２５の頂部２２付近は、スライドキー２１の一端部２３から他端部２４側へ移行するに従って順次小となる間隙を形成する一対のテーパー面２６、２６が対峙形成されている。切欠部２５の内面２５ａ、２５ａの一端部２３側には相対向する内面２５ａ、２５ａ間に亘って形成される押しネジ用ネジ部２７、２７が設けられ、かつ他端部２４側にはパッキン５５が収容され、更にストッパ４８の外周に形成されるネジ部４９を螺合するストッパ用ネジ部２８、２８が形成されている。
【００２２】
一方テーパーピン３０は、細長いブロック３１及びブロック３１の下部から垂下する板状のガイド部３２を有し、ブロック３１の両側面が前記テーパー面２６、２６に整合するテーパー部３３、３３になっていて、幅の大きな方の長手方向の端部３４に円筒状の凹部３５が形成され、他端部３６には円柱状の凸部３７が形成されている。そしてガイド部３２の先端３２ａがスライドキー２１の切欠部２５の底部２５ｂに当接してテーパー部３３、３３がスライドキー２１のテーパ面２６、２６と対向する位置に位置決めされる。
【００２３】
そして押しネジ４１は、略円柱状で外周に押しネジ用ネジ部２７、２７に螺合するネジ部４２を有し、頂端４３にはテーパーピン３０に形成した凹部３５に嵌入する円柱状の突起４４を、基端４５には締付工具が嵌合する工具係合孔４６を各々有し、押しネジ用ネジ部２７、２７に押しネジ４１を螺着して相対回転することにより押しネジ４１の頂端４３によってテーパーピン３０を軸方向に押圧移動させ、テーパーピン３０のテーパー部３３、３３がテーパー面２６、２６を押圧することによりスライドキー２１の切欠部２５を押し広げてスライドキー２１の側面に形成した位置決め部２９、２９をキー溝４の側面に圧接させる。
【００２４】
更にストッパ４８は略円柱状で外周にネジ部４９を有し、先端５０にテーパーピン３０の凸部３７を受容する凹陥部５１が、基端５２に締付工具が嵌合する工具係合孔５３が各々形成されていて、スライドキー２１に形成されたストッパ用ネジ部２８、２８に螺着して相対回転せしめてその先端５０が凸部３７に嵌合するパッキン５５を介してストッパ４８の先端５０をテーパーピン３０の他端部３６に弾接することにより、押しネジ４１によって挿動するテーパーピン３０の移動を阻止するように構成されている。
【００２５】
このように構成されたキー２０を用いてベッド１０に下型用素材Ｗｂを配設するには、図４に示すように先ず、予めスライドキー２１の切欠部２５内にテーパーピン３０を嵌装し、ストッパ用ネジ部２８、２８にストッパ４８を螺合してパッキン５５を介してストッパ４８の先端５０でテーパーピン３０の他端部３６を押圧し、かつ押しネジ４１を押しネジ用ネジ部２７、２７に螺着させることによりその突起４４をテーパーピン３０の凹部３５に挿入せしめて一体的に組立てたキー２０を加工機械のベッド１０に形成されたキー溝１１に挿入する。
【００２６】
次にクレーン等により下型用素材Ｗｂを下降させて、下型用素材Ｗｂに形成されたキー溝４を、ベッド１０のキー溝１１から突出するスライドキー２１の頂部２２に嵌合させ、予めベッド１０に配設されたスペーサ１２に接する直前で下型用素材Ｗｂの下降を停止する。
【００２７】
下型用素材Ｗｂが停止した状態で、押しネジ４１を相対回転させて押しネジ４１の頂端４３によってテーパーピン３０を押圧する。すると、テーパーピン３０はその他端部３６によってパッキン５５を圧縮変形させつつスライドキー２１に対して軸方向に相対移動し、テーパーピン３０のテーパー部３３、３３がスライドキー２１のテーパー面２６、２６に押接して切欠部２５を押し広げ、スライドキー２１の両側面にある位置決め部２９、２９が下型用素材Ｗｂに形成されたキー溝４の側面に接してスライドキー２１の位置決め部２９、２９とキー溝４の側面との間の隙間がなくなる。
【００２８】
スライドキー２１の位置決め部２９、２９とキー溝４の側面とが接した状態でクレーン等により懸吊された下型用素材Ｗｂを再び下降してベッド１０上に敷設するスペーサ１２上に載置して下型用素材Ｗｂの位置決めを完了する。また押しネジ４１を逆方向に回転して緩めることにより下型用素材Ｗｂのキー溝４とキー２０との位置決めを解除することができる。
【００２９】
このように構成するキー２０によれば、スライドキー２１とテーパーピン３０、押しネジ４１、ストッパ４８等を組合わせてベッド１０のキー溝１１に挿入した状態で下型用素材Ｗｂのキー溝４を嵌合せしめ、押しネジ４１を回転させることによりスライドキー２１に対してテーパーピン３０を軸方向に極めて円滑に相対移動させることができ、それにより切欠部２５を押し拡げてキー２０とキー溝４との間の隙間がなくなりキー２０とキー溝４とが容易に締結固定され、スライドキー２１とキー２０の構成部品の加工精度が比較的低くともベッド１０と下型用素材Ｗｂとの相対位置決めが高精度で達成できる。更にキー２０を構成するスライドキー２１、テーパーピン３０、押しネジ４１、ストッパ４８、パッキン５５等が一体的に予め組立て準備することが可能であることから、各構成部品の管理維持が容易になる等の効果を有する。また同様の方法により上型用素材Ｗａも加工機械のベッド１０に位置決め固定される。
【００３０】
下型用素材Ｗｂ及び上型用素材Ｗａを加工機械により切削加工するには、各加工機械の機種相互間においてズレ等の加工精度が異なることから同一加工機械或いは同一機種の加工機械によって対応する一対の下型用素材Ｗｂと上型用素材Ｗａとを加工することが好ましく、この加工機械は図５に概要斜視図を示すように、被加工物となる下型用素材Ｗｂ及び上型用素材Ｗａ等を載置するベッド１０、ベッド１０の両側に沿って（Ｘ方向）に移動する一対のコラム１２、１２、コラム１２、１２間に横架支持されてコラム１２、１２に沿って上下方向（Ｚ方向）に摺動移動するクロスバー１３、クロスバー１３に沿って（Ｙ方向）に摺動移動するホルダ支持部１４、ホルダ支持部１４に支持されて上下動するホルダ１５とを有し、ベッド１０とコラム１２、１２、コラム１２、１２とクロスバー１３、クロスバー１３とホルダ支持部１４、ホルダ支持部１４とホルダ１５との各相互移動は、予めプログラミングされたＮＣコントローラの支持によって移動する。
【００３１】
ホルダ１５を上下動可能に支持する支持部は、図５の矢印Ｂ方向から見た正面図を図６に、矢印Ｃ方向から見た平面図を図７に示すようにホルダ支持部１４の両側に形成した支持部側案内部１４ａ、１４ａと、この案内部１４ａ、１４ａに係合して上下方向に摺動するホルダ１５の両側に形成されたホルダ側案内部１５ａ、１５ａとを具備し、ホルダ１５に設けられたスピンドル１６に取付けられた工具を回転駆動するためのモータ１７がホルダ１５の中心部に対して一方の摺動部側に偏心して配設されている。従って支持部側案内部１４ａ、１４ａ及びホルダ側案内部１５ａ、１５ａに対して偏荷重が作用し、使用により摺動部の摩耗に起因してホルダ１５がクロスバー１３の延伸方向（Ｙ方向）に傾倒し、ホルダ１５の上下移動（Ｚ方向）時にスピンドル１６が傾倒してスピンドル１６の垂直度、従ってスピンドル１６に設けられた工具の垂直度の確保が困難になり、加工精度、特にクロスバー１３の延伸方向（Ｙ方向）の加工精度の低下を招き、上型用素材Ｗａと下型用素材Ｗｂとの相互間の加工精度、例えば剪断刃のクリアランス等の精度が得られず仕上工程における調整及び修正作業が必要となる。
【００３２】
この対策として、同一加工機械、或いは同一機種の加工機械間においては、スピンドル１６の垂直度等に起因するズレ等の上記不具合が同一或いは同一傾向で発生することに着目し、本実施例のようにホルダ１５の上下移動（Ｚ方向）に際してスピンドル１６がクロスバー１３の延伸方向（Ｙ方向）に傾倒する傾向のある加工機械に対しては、図２に示すようにその不具合発生方向（Ｙ方向）の軸線（Ｙ軸）に対して上型用素材Ｗａ及び下型用素材Ｗｂが恰も反転するかのように加工機械のベッド１０に前記キー２０による位置決めを行う。そしてスピンドル１６に取付けた工具により上型用素材Ｗａ及び下型用素材Ｗｂを切削加工することにより、加工機械に起因する上型用素材Ｗａ及び下型用素材Ｗｂ間の相対的な加工ズレを防止し、上型と下型との相対位置精度の向上を図る。
【００３３】
加工機械による下型用素材Ｗｂ或いは上型用素材Ｗａの切削加工は、ＮＣコントローラの工具オフセット機能を用いて下型用素材Ｗｂ或いは上型用素材Ｗａの輪郭形状を工具の移動経路としてＮＣプログラミングを行い、使用する工具の外径の半分をオフセット量としてＮＣコントローラに与え、所望の輪郭形状を切削加工するが、この切削加工に先行して工具径を測定してオフセット量を決定する。
【００３４】
この工具径の測定を図８によって説明する。図中符号５６は、加工機械のスピンドル可動範囲内に固定されたセンサとなるリミットスイッチである。
【００３５】
径を測定すべき工具をスピンドル１６に取付けた後、工具径自動測定プログラムに従って、工具５７をリミットスイッチ５６の近傍の測定開始位置５８へ移動させ、スピンドル１６を切削加工時の回転方向に対して逆回転せしめ、工具５７をリミットスイッチ５６に接近させて、工具５７がリミットスイッチ５６に接触した位置を読み取り自動記憶する。次にリミットスイッチ５６から工具５７を非接触状態となるように退避させ、再度工具５７をリミットスイッチ５６に接近させて工具５７をリミットスイッチ５６に接触させ、その位置を読み取りこれを記憶する。
【００３６】
このリミットスイッチ５６に工具５７が接触する位置の測定を数回繰返し、測定精度を確保する。
【００３７】
この測定値より、スピンドル１６の振れ等を勘案してオフセット量を求め、ＮＣコントローラのオフセット量として登録し、工具５７を測定開始前の位置に復帰させて、測定したオフセット量を用いたＮＣプログラミングにより輪郭加工を自動的に行う。
【００３８】
またプレス型の形状面の加工は、例えば切削工具として図９に示すボールエンドミル６０を使用したＮＣプログラミングにより切削加工される。ボールエンドミル６０による切削加工には、切削加工に先行して図１０のように素材Ｗｂの被加工面６２に切削剤として粘度の高いペースト状の潤滑剤６３例えばネジ切りの際に切削剤として使用される所謂タッピングペーストを塗布する。
【００３９】
被加工面６２に塗布されたペースト状の潤滑剤６３はボールエンドミル６０による切削加工に伴う加工熱によって液状化してボールエンドミル６０の刃先６１と被加工材との間に流入して切削剤として作用し、切削時の摩擦抵抗が減少する。摩擦抵抗の減少により切削熱の発生が抑制されて被切削材即ち素材Ｗａ或いはＷｂの熱硬化が回避されて切削性が向上し工具の摩耗が減少して工具の耐久性が得られ、かつ構成刃先の発生が防止されて構成切刃による加工面のムシレ喰い込みの発生が減少して切削面の平滑性が得られ、高品質の加工面が得られる。従ってプレス型の形状面が確保でき、かつ切削速度の向上が達成できる。
【００４０】
また、予め被加工面６２にペースト状の潤滑剤６３を塗布することから、被加工面の形状にかかわらず冷却効果が得られ、冷却空気の吹付けが廃止でき、切削粉等の飛散による作業環境の悪化を招くことがなくなり、かつ後処理作業の軽減が図れる。
【００４１】
実験の１例として鋳鋼（ＯＫＳ−Ｓ）からなる素材の被加工面に従来のように冷却空気を吹付けて工具径５０ｍｍのボールエンドミル６０で切削加工した場合と、被加工面にペースト状潤滑剤を約０．５ｍｍの厚さで塗布して同様に工具５０ｍｍ径のボールエンドミル６０で切削加工した場合を対比すると、被加工面の表面の加工硬化による硬度が従来の方法ではＨＲＣ（ロックウエルＣスケール硬度）１０であったものが、ＨＲＣ２〜３と大幅に減少し、図１１に示すように切削速度を１２５．６ｍ／ｍｉｎから２３．５ｍ／ｍｉｎ、送り速度を３２０ｍｍ／ｍｉｎから６００ｍｍ／ｍｉｎに高めることが可能になり、１ｍ2 当りの切削に要する作業時間を１７．３４Ｈ／ｍ2 から９．２５Ｈ／ｍ2 に縮少できる。
【００４２】
また加工硬化の抑制に伴う切削抵抗の軽減に起因して図１２に示すようにムシレ、喰込みが回避されて加工面の粗さ、即ちカプスの高さも１５０ミクロンから４５ミクロンまで減少され、仕上工程での作業が大幅に削減できる。更にボールエンドミル６０の先端摩耗においても図１２に従来幅方向において１ｍｍ、長さ方向において５ミクロンの摩耗を要した切削加工においても幅方向において０．２５ｍｍ、長さ方向において１．２５ミクロンと大幅に摩耗量を軽減でき、工具の大幅な耐久性の向上が得られる等の効果が確認された。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明した本発明のプレス金型加工方法及びキーによると、加工機械のベッドに形成されたキー溝に断面コ字形で相対向する内面に一対のテーパー面を具備するスライドキーと、このテーパー面に整合する一対のテーパー部を具備するテーパーピンと、テーパーピンをスライドキーに対して軸方向に押動せしめる押しネジとを有するキーを嵌装し、このキー溝から突出するキーの頂部にプレス金型となる素材に形成されたキー溝を嵌合させて、押しネジによってテーパーピンを押動し、スライドキーを押し広げてキー溝に押接してベッドと素材との相対位置決めを果たすことから、スライドキー、テーパーピン等の加工精度が比較的低くともベッドと素材との相対位置決めが高精度で達成でき、キー溝、キー等の加工精度を高めることなく、プレス金型の加工精度の向上が得られ、キーを予め組立てて準備することが可能であり、キーの各構成部品の管理維持が容易になる等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるプレス金型加工方法及びキーの一実施例を説明する上型用素材及び下型用素材の斜視図である。
【図２】同じく、上型用素材及び下型用素材を加工機械のベッドへ位置決め固定する状態を示す斜視図である。
【図３】同じく、キーの分解斜視図である。
【図４】同じく、図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】同じく、加工機械の概要を説明する斜視図である。
【図６】同じく、図５の矢印Ｂ方向から見た要部正面図である。
【図７】同じく、図５の矢印Ｃ方向から見た要部平面図である。
【図８】同じく、工具径の測定を説明する概要説明図である。
【図９】同じく、加工方法を説明する概要説明図である。
【図１０】同じく、加工方法を説明する概要説明図である。
【図１１】同じく、従来の切削加工条件と比較する図である。
【図１２】同じく、従来の切削加工面と比較する図である。
【図１３】同じく、従来の切削加工工具との摩耗状態と比較する図である。
【図１４】従来の加工方法を説明する概要説明図である。
【図１５】従来のキーを説明する斜視図である。
【符号の説明】
Ｗａ 上型用素材
Ｗｂ 下型用素材
４ キー溝
１０ ベッド
１１ キー溝
１６ スピンドル
２０ キー
２１ スライドキー
２２ 頂部
２３ 一端部
２４ 他端部
２５ 切欠部
２６ テーパー面
２７ 押しネジ用ネジ部
２８ ストッパ用ネジ部
３０ テーパーピン
３３ テーパー部
３５ 凹部
３７ 凸部
４１ 押しネジ
４３ 頂端
４４ 突起
４８ ストッパ
５０ 先端
５１ 凹陥部
５６ リミットスイッチ
５７ 切削工具
６０ ボールエンドミル
６２ 被加工面
６３ 潤滑剤
Claims (7)
- 加工機械のベッドに形成されたキー溝と上型用或いは下型用の素材に形成されたキー溝との間にキーを挿入して上記素材を位置決め固定してＮＣプログミングに従って移動する切削工具によって切削加工するプレス金型加工方法において、
上記キーが、
外観略矩形板状であって、頂部に開口すると共に上記キー溝の長さ方向側に対応する両端部の一端部から他端部に達する切欠部が形成されて上記キー溝の長さ方向に連続する断面コ字形で、かつ上記切欠部の対向する内面に上記一端部から他端部へ移行するに従って次第に隙間が小となる一対のテーパー面を具備するスライドキーと、
上記各テーパー面にそれぞれ整合する一対のテーパー部を具備するテーパーピンと、
上記スライドキーの切欠部の相対向する内面間に亘って形成された押しネジ用ネジ部に螺合して相対回転することにより上記テーパーピンをスライドキーに対して軸方向に押動せしめる押しネジと、を有し、
上記キーのスライドキーを上記ベッドに形成されたキー溝に嵌装し、該キー溝から突出するスライドキーの頂部に前記素材に形成されたキー溝を嵌合せしめ、上記押しネジを相対回転してテーパーピンを押動して上記テーパー面に押接するテーパー部によりスライドキーを押し広げて素材に形成されたキー溝に押接させて上記ベッドと素材との相対位置決めを果たすことを特徴とするプレス金型加工方法。 - 上記上型用素材のベッドへの位置決め固定に対しして下型用素材を、上記加工機械における摺動部の摩耗に起因して加工精度が低下する方向と直交する方向に反転してベッドに位置決め固定することを特徴とする請求項１に記載のプレス金型加工方法。
- 上記加工機械の切削工具を取付けるスピンドルの可動範囲にリミットスイッチを設け、該切削工具を切削加工回転方向に対して逆回転せしめてリミットスイッチに接触させて、その接触位置から切削工具のオフセット量を求め、このオフセット量を用いたＮＣプログラミングにより素材を切削加工することを特徴とする請求項１または２に記載のプレス金型加工方法。
- 切削加工すべき素材の加工面に予めペースト状の潤滑剤が塗布されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のプレス金型加工方法。
- 加工機械のベッドに形成されたキー溝と素材に形成されたキー溝との間に挿入して素材を位置決めするキーにおいて、
外観略矩形板状であって、頂部に開口すると共に上記キー溝の長さ方向側に対応する両端部の一端部から他端部に達する切欠部が形成されて上記キー溝の長さ方向に連続する断面コ字形で、かつ該切欠部の対向する内面に上記一端部から他端部へ移行するに従って次第に隙間が小となる一対のテーパー面及び上記切欠部の相対向する内面間に亘って形成された押しネジ用ネジ部を具備するスライドキーと、
相対向する各テーパー面に整合する一対のテーパー部を具備して前記切欠部内に配置されるテーパーピンと、
上記押しネジ用ネジ部に螺合して相対回転することにより上記テーパーピンをスライドキーに対して軸方向に押動せしめる頂端を有する押しネジと、を有することを特徴とするキー。 - 上記スライドキーが、
上記切欠部の上記他端部近傍において対向する内周面間に亘って形成されたストッパ用ネジ部と、
該ストッパ用ネジ部に螺合して相対回転することによって先端がストッパ用ネジ部内に収容される弾性材料製のパッキンを介在してテーパーピンに弾接してテーパーピンの軸方向移動を阻止するストッパと、を有することを特徴とする請求項５に記載のキー。 - 上記押しネジが頂部に突起を有し、上記テーパーピンが上記突起と嵌合する凹部及び前記パッキンが嵌合する凸部を有し、かつ上記ストッパの先端に上記凸部が嵌合する凹陥部を有することを特徴とする請求項６に記載のキー。
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| JP04444195A JP3665101B2 (ja) | 1995-03-03 | 1995-03-03 | プレス金型加工方法およびキー |
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