JP3773722B2

JP3773722B2 - ワークの打ち抜き成形装置

Info

Publication number: JP3773722B2
Application number: JP30360399A
Authority: JP
Inventors: 誠小林; 哲男鈴木
Original assignee: 本田技研工業株式会社
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2006-05-10
Anticipated expiration: 2019-10-26
Also published as: JP2001121220A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属製板材から所定形状のワークを打ち抜いて成形するワークの打ち抜き成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かかるワークの打ち抜き成形装置として、昇降自在の上型に対して相対的に昇降自在であって、ワークの打ち抜き形状に対応する成形パンチと、下型に固定されたダイとが備えられたものが知られている。かかる装置によれば、成形パンチがダイに載置された金属製板材に向けて下降することで、所定形状のワークが打ち抜かれる。
【０００３】
より詳細には、上型の成形パンチの外周に付勢手段により下方に付勢されたパッドが設けられている。パッドの下端面は、上型の上昇位置において、成形パンチの下端面と同じ高さ又は成形パンチの下端面よりわずかに下方に突出するようにされている。パッドは、上型の下降により成形パンチとともに下降し、成形パンチと同時又は成形パンチよりもわずかに早くダイの上に設置された金属製板材に当接し、金属製板材をダイに弾発的に押さえつける。続いて、成形パンチがさらに下降し、金属製板材から所定形状のワークを押し下げる。
【０００４】
一方、下型のダイには成形パンチに対向して昇降自在で、且つ上方に付勢されたカウンターパンチが設けられている。カウンターパンチの上端面は、上型が上昇位置にあるワークの打ち抜き前にはダイの上面と同じ高さにある。そして、カウンターパンチは成形パンチによるワークの押し下げに追従して、ワークの下面側に圧接した状態で下方に移動する。ワークの打ち抜き成形後、成形パンチが上昇して所定位置（例えば、ダイの上方に脱出した位置）まで上昇したとき、パッドが下方への付勢から解放されて金属製板材から離反する。
【０００５】
しかし、カウンターパンチが上方に付勢されているため、成形パンチの上昇に伴ってワークがカウンターパンチによりダイの上面位置まで押し上げられる。このため、パッドが金属製板材から離反する前に、打ち抜き後の金属製板材にワークが押し戻されてしまい、ワークの外周端縁が金属製板材の切断端縁と接触してワークが変形等し、ワークの打ち抜き精度が低下する場合がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
かかる背景に鑑みて、本発明はワークを精度よく打ち抜くことが可能なワークの打ち抜き成形装置を提供することを解決課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ダイに載置された金属製板材を該ダイの上面位置より押し下げて所定形状のワークを打ち抜く成形パンチと、該成形パンチに打ち抜かれたワークとともに下降するカウンターパンチと、該カウンターパンチを上方に付勢するカウンターパンチ付勢手段とが備えられたワークの打ち抜き成形装置に関する。
【０００８】
前記解決課題を解決するための本発明のワークの打ち抜き成形装置は、前記カウンターパンチと前記カウンターパンチ付勢手段との間に介在して昇降し、断面略波形状のフォロワが上側に形成されたプッシャー部材と、該プッシャー部材の上で水平移動可能で、該フォロワと噛合可能な断面略波形状のカムが下側に形成されたスライダと、該スライダの駆動を制御することにより、ワークの打ち抜き後、該成形パンチが所定位置に上昇するまでは、該カムと該フォロワとを非噛合状態として該カウンターパンチの上昇を規制し、該成形パンチが該所定位置に上昇した後、該カムと該フォロワとが噛合状態とされて該カウンターパンチを上昇させて該ワークを該ダイの上面位置に押し上げさせるスライダ駆動手段とが備えられ、前記フォロワには、水平な頂面と、該頂面より下方で前記スライダの移動方向に前記カムの頂部よりも長く水平に延びる底面と、該頂面に対して傾斜角をなして下降して該底面の一端部に連続するとともに、噛合状態及び非噛合状態の遷移に際して該頂部が摺動する第１傾斜面と、該底面の他端部から傾斜角を徐々に増大させながら上昇するとともに、該底面から続く該頂部の摺動を規制する第２傾斜面とが形成されていることを特徴とする。
【０００９】
前記構成の装置によれば、ワークの打ち抜き後、成形パンチが所定位置に上昇するまではカムとフォロワとが非噛合状態に維持され、プッシャー部材及びこれに連動するカウンターパンチの上昇が規制される。そして、成形パンチが所定位置に上昇した後でカムとフォロワとが非噛合状態から噛合状態とされ、カウンターパンチが上昇してワークをダイの上面位置に押し上げる。従って、ワークが尚早に押し上げられて金属製板材に向かって押し戻され、ワークの打ち抜き精度が低下する事態が防止される。
【００１１】
また、本発明では、フォロワの第１傾斜面は水平な頂面に対して傾斜角をなして下降し、その後で水平に延びる底面に連続して形成されている。従って、カムとフォロワとを非噛合状態から噛合状態へと遷移させるべくスライダがスライダ駆動手段により水平方向に駆動されたとき、カムの頂部がフォロワの第１傾斜面の全長にわたって摺動する。これによりスライダがプッシャー部材から動摩擦力を受け、プッシャー部材に対するスライダの速度上昇が抑制される。
【００１２】
また、フォロワの底面はスライダの移動方向にカムの頂部よりも長く水平に延びて形成されているため、カムの頂部はフォロワの底面の全長にわたって摺動する。これによりスライダがプッシャー部材から動摩擦力を受け、徐々に減速する。
【００１３】
さらに、フォロワの第２傾斜面は水平な底面に対して傾斜角を徐々に増大させながら上昇して形成されている。従って、カムの頂部がフォロワの第２傾斜面に摺動しながら、フォロワの底面に対して徐々に上昇し、しかる後に摺動が規制される。これによりプッシャー部材がカウンターパンチ付勢手段の抗力に抗じてスライダに対して徐々に下降するとともに、スライダが徐々に減速して水平方向への移動が規制される。
【００１４】
以上のように、カムの頂部がフォロワの第１傾斜面、底面、第２傾斜面の順に摺動することで、プッシャー部材に対するスライダの速度上昇が抑えられるとともにスライダが減速する。また、カムの頂部がフォロワの第２傾斜面に摺動して底面から上昇することで、プッシャー部材がカウンター付勢手段の付勢力に抗じて一旦下降する。換言すると、スライダの運動エネルギーは、スライダがプッシャー部材から動摩擦力を受け、また、カウンターパンチ付勢手段の付勢力に抗じてプッシャー部材を下降させることで徐々に消費される。従って、カムとフォロワとが非噛合状態から噛合状態へと遷移するとき、スライダとプッシャー部材との間の生じる衝撃が緩和される。これにより装置に与えられるストレスが軽減され、耐久性を長期にわたり維持することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明のワークの打ち抜き成形装置の実施形態について図面を用いながら説明する。図１から図４は本実施形態のワークの打ち抜き成形装置の構成・作動説明図であり、図５は当該装置の要部の構成・作動説明図である。
【００１６】
図１に示す本実施形態の装置は、昇降シリンダ（図示せず）により昇降駆動される上型Ａ₁と、基台（図示せず）上に固定された下型Ａ₂とに大別される。
【００１７】
上型Ａ₁には、図２に示すように金属製板材ｗ₁を押し下げて所定形状のワークｗ₂を打ち抜く成形パンチ１と、ワークｗ₂の輪郭に沿って金属製板材ｗ₁を押し下げて境界線ｗ₃を形成する補助パンチ２と、ワークｗ₂の打ち抜きに際して金属製板材ｗ₁を上方から押さえつけるパッド３とが備えられている。
【００１８】
下型Ａ₂には金属製板材ｗ₁を昇降自在に支持するガイドリフタ４と、ワークｗ₂の打ち抜きに際して金属製板材ｗ₁が載置されるダイ５と、打ち抜かれたワークｗ₂とともに下降するカウンターパンチ６と、カウンターパンチ６を上方に付勢するカウンターパンチ付勢手段７と、カウンターパンチ付勢手段７の付勢力をカウンターパンチに伝達するプッシャー部材８と、プッシャー部材８の上で水平移動可能なスライダ９とが備えられている。カウンターパンチ６は、プッシャー部材８の下面に当接する昇降自在の２本の第１プレッシャーピン１０と、プッシャー部材８と、プッシャー部材８の上面に摺動可能に当接する昇降自在の第２プレッシャーピン１１とを順に介してカウンターパンチ付勢手段７により上方に付勢されている。また、詳しい形状は後述するが、プッシャー部材８の上側には断面略波形状のフォロワ８０が形成され、スライダ９の下側にはフォロワ８０と噛合可能で断面略波形状のカム９０が形成されている。
【００１９】
上型Ａ₁において成形パンチ１及び補助パンチ２は、上型ダイセット１２の下にパッキングプレート１３を介して固定されたパンチプレート１４に固設されている。パッド３は、リテーナ１５を介して上型ダイセット１２に昇降自在に連結され、バネ部材１６により下方に付勢されている。上型ダイセット１２にはドライバ１７が垂下して設けられ、ドライバ１７の下端部にはカムローラ１８が回動自在に支持されている。上型Ａ₁が下型Ａ₂に対して正確に下降されるよう、上型Ａ₁から下型Ａ₂に至るまでガイドポスト１９が設けられている。
【００２０】
下型Ａ₂においてガイドリフタ４は、下型ダイセット２０の上にパッキングプレート２１を介して固定されたダイプレート２２に設けられ、下型ダイセット２０との間に介在するバネ部材２３により上方に付勢されている。ダイ５は上面位置を揃えてダイプレート２２に固設されている。カウンターパンチ６はダイ５及びパッキングプレート２１を貫通して設けられている。プッシャー部材８は下型ダイセット２０の下にスペーサプレート２４を介して固定されているセットプレート２５の内部において昇降自在に設けられている。スライダ９はスペーサプレート２４及びセットプレート２５の中間に位置し、その左端部に当接するプッシャーピン２６を介してバネ部材２７により右方向に付勢されている。スライダ９の右端部には傾斜部２８が形成されている。
【００２１】
ドライバ１７は、下型ダイセット２０、スペーサプレート２４、及びセットプレート２５を貫通するスペース内に挿入された状態で昇降自在とされている。ドライバ１７の下端部のカムローラ１８は、傾斜部２８が形成されたスライダ９の右端部に当接してスライダ９を左方向に押圧する。スライダ９を右方向に付勢するバネ部材２７及び左方向に押圧するカムローラ１８は、本発明のスライダ駆動手段を構成する。
【００２２】
フォロワ８０には、水平方向に延びる頂面８１と、頂面８１に対して傾斜角を徐々に増大させた後で減少させながら下降する第１傾斜面８２と、第１傾斜面８２から滑らかに連続し頂面８１より下方でスライダ９の移動方向にカム９０の頂部９１よりも長く水平に延びる底面８３と、底面８３に対して傾斜角を徐々に増大させながら上昇する第２傾斜面８４とが形成されている。カム９０の頂部９１は、角が丸められた非対称の略台形状となって、スライダ９の下面から下方に突出している。
【００２３】
ここで、前記構成の装置によるワークの打ち抜き成形について図１から図５を用いて説明する。図中、白矢印は各部材の移動方向を表している。まず、図１に示すように金属製板材ｗ₁が成形パンチ１とダイ５との間に投入されてガイドリフタ４に支持されると、上型Ａ₁が下型Ａ₂に向かって下降し始める。このとき、カム９０の頂部９１がフォロワ８０の底面８３に静止して当接しており、カム９０及びフォロワ８０は噛合状態にある（図５（ａ）参照）。
【００２４】
上型Ａ₁がさらに下降すると、パッド３がガイドリフタ４を押し下げ、図２に示すようにバネ部材１６の付勢力により弾発的に金属製板材ｗ₁をダイ５の上面に押し付ける。そして、パッド３の下面から成形パンチ１及び補助パンチ２が突出して金属製板材ｗ₁を押し下げ、所定形状のワークｗ₂が打ち抜かれ、ワークｗ₂の輪郭に沿って境界線ｗ₃が形成される。また、上型Ａ₁に連動してドライバ１７が下降し、カムローラ１８から離反したスライダ９がバネ部材２７の付勢力により右方向に駆動されるとともに、プッシャー部材８がカウンターパンチ付勢手段７の付勢力に抗じて下降する。これによりカウンターパンチ６が打ち抜かれたワークｗ₂とともに下降する。このとき、カム９０の頂部９１がフォロワ８０の底面８３から第１傾斜面８２に摺動して頂面８１に至って静止し、カム９０及びフォロワ８０が非噛合状態となる（図５（ｂ）参照）。
【００２５】
続いて、上型Ａ₁が上昇し始め、図３に示すように成形パンチ１が補助パンチ２とともに上昇してワークｗ₂から離反することで、カウンターパンチ６は下方への押圧から解放される。しかし、パッド３が金属製板材ｗ₁から離反した位置（本発明の「所定位置」）まで成形パンチ１が上昇するまでは、スライダ９はバネ部材２７により右方向に付勢されているだけで静止したままである。従って、カム９０及びフォロワ８０が非噛合状態に維持され（図５（ｂ）参照）、プッシャー部材８及びカウンターパンチ６の上昇が規制される。
【００２６】
そして、成形パンチ１が前記所定位置まで上昇した後、図４に示すように成形パンチ１に連動して上昇するカムローラ１８によりスライダ９が左方向に押圧駆動される。これにより、カウンターパンチ６がプッシャー部材８を介してカウンターパンチ付勢手段７の付勢力を受けて上昇し、ワークｗ₂をダイ５の上面位置に押し上げる。このとき、カム９０の頂部９１がフォロワ８０の頂面８１から底面８３に向かって第１傾斜面に摺動し（図５（ｃ）参照）、カム９０及びフォロワ８０が非噛合状態から噛合状態へと遷移する（図５（ｄ）参照）。
【００２７】
カム９０の頂部９１がフォロワ８０の第１傾斜面８２及び底面８３に摺動することで、スライダ９はプッシャー部材８から右方向へ動摩擦力を受けて減速するものの、なおも左方向に移動する。カム９０の頂部９１がフォロワ８０の第２傾斜面８４に摺動しながら上昇することでスライダ９の左方向への移動が規制され（図５（ｅ）参照）、再びフォロワ８０の底面８３へと至って静止することでスライダ９が静止する（図５（ａ）参照）。これに伴い、プッシャー部材８及びカウンターパンチ６はワークｗ₂をダイ５の上面位置まで押し上げたときよりやや下降した後、上昇して元の位置に復帰する。
【００２８】
なお、この段階でワークｗ₂は境界線ｗ₃を介して金属製板材ｗ₁に一部連結されており、いわゆる半打ち抜き成形された状態にある。図示しないが、これに続く工程で、補助パンチ２により押し下げられて比較的脆弱とされている境界線ｗ₃に沿って、ワークｗ₂が金属製板材ｗ₁から切り離される。
【００２９】
前記装置によれば、成形パンチ１が所定位置に上昇した後にワークｗ₂がカウンターパンチ６によりダイ５の上面位置まで押し上げられる。このため、金属製板材ｗ₁がパッド３によりダイ５に押さえつけられた状態でワークｗ₂が押し上げられ、打ち抜き精度が低下する事態が防止される。
【００３０】
フォロワ８０の第１傾斜面８２は水平な頂面８１に対して傾斜角を徐々に増大させ、続いて徐々に減少させながら下降し、その後で水平に延びる底面８２に連続して形成されている。従って、カム９０とフォロワ８０とを非噛合状態から噛合状態へと遷移させるべくスライダ９がカムローラ１８により左方向に駆動されたとき、カム９０の頂部９１がフォロワ８０の第１傾斜面８２の全長にわたって摺動する。これによりスライダ９がプッシャー部材８から右方向に動摩擦力を受け、プッシャー部材８に対するスライダ９の速度上昇が抑制される。
【００３１】
また、フォロワ８０の底面８２は水平に延びて形成されているため、カム９０の頂部９１はフォロワ８０の底面８２の全長にわたって摺動する。これによりスライダ９がプッシャー部材８から右方向に動摩擦力を受け、徐々に減速する。
【００３２】
さらに、フォロワ８０の第２傾斜面８４は水平な底面８２に対して傾斜角を徐々に増大させながら上昇して形成されている。従って、カム９０の頂部９１がフォロワ８０の第２傾斜面８４に摺動しながら、フォロワ８０の底面８２に対して徐々に上昇し、しかる後に摺動が規制される。これによりプッシャー部材８がカウンターパンチ付勢手段７の抗力に抗じてスライダ９に対して徐々に下降するとともに、スライダ９が徐々に減速して左方向への移動が規制される。
【００３３】
以上のように、カム９０の頂部９１がフォロワ８０の第１傾斜面８２、底面８３、第２傾斜面８４の順に摺動することで、プッシャー部材８に対するスライダ９の速度上昇が抑えられるとともに徐々に低減される。また、カム９０の頂部９１がフォロワ８０の第２傾斜面８４に摺動して底面から上昇することで、プッシャー部材８がカウンター付勢手段７の付勢力に抗じて下降する。換言すると、スライダ９の右方向への運動エネルギーは、スライダ９がプッシャー部材８から右方向に動摩擦力を受け、また、カウンターパンチ付勢手段７の付勢力に抗じてプッシャー部材８を下降させることで徐々に消費される。従って、カム９０とフォロワ８０とが非噛合状態から噛合状態へと遷移することときに、スライダ９とプッシャー部材８との間の生じる衝撃が緩和され、これにより装置に与えられるストレスが軽減され、耐久性を長期にわたり維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のワークの打ち抜き成形装置の構成・作動説明図
【図２】本実施形態のワークの打ち抜き成形装置の構成・作動説明図
【図３】本実施形態のワークの打ち抜き成形装置の構成・作動説明図
【図４】本実施形態のワークの打ち抜き成形装置の構成・作動説明図
【図５】本実施形態のワークの打ち抜き成形装置の要部の構成・作動説明図
【符号の説明】
１‥成形パンチ、５‥ダイ、６‥カウンターパンチ、７‥カウンターパンチ付勢手段、８‥プッシャー部材、９‥スライダ、１８、２７‥カムローラ、バネ部材（スライダ駆動手段）、８０‥フォロワ、８１‥頂面、８２‥第１傾斜面、８３‥底面、８４‥第２傾斜面、９０‥カム、９１‥頂部、ｗ₁‥金属製板材、ｗ₂‥ワーク

Claims

ダイに載置された金属製板材を該ダイの上面位置より押し下げて所定形状のワークを打ち抜く成形パンチと、該成形パンチに打ち抜かれたワークとともに下降するカウンターパンチと、該カウンターパンチを上方に付勢するカウンターパンチ付勢手段とが備えられたワークの打ち抜き成形装置であって、
前記カウンターパンチと前記カウンターパンチ付勢手段との間に介在して昇降し、断面略波形状のフォロワが上側に形成されたプッシャー部材と、該プッシャー部材の上で水平移動可能で、該フォロワと噛合可能な断面略波形状のカムが下側に形成されたスライダと、該スライダの駆動を制御することにより、ワークの打ち抜き後、該成形パンチが所定位置に上昇するまでは、該カムと該フォロワとを非噛合状態として該カウンターパンチの上昇を規制し、該成形パンチが該所定位置に上昇した後、該カムと該フォロワとが噛合状態とされて該カウンターパンチを上昇させて該ワークを該ダイの上面位置に押し上げさせるスライダ駆動手段とが備えられ、前記フォロワには、水平な頂面と、該頂面より下方で前記スライダの移動方向に前記カムの頂部よりも長く水平に延びる底面と、該頂面に対して傾斜角をなして下降して該底面の一端部に連続するとともに、噛合状態及び非噛合状態の遷移に際して該頂部が摺動する第１傾斜面と、該底面の他端部から傾斜角を徐々に増大させながら上昇するとともに、該底面から続く該頂部の摺動を規制する第２傾斜面とが形成されていることを特徴とするワークの打ち抜き成形装置。