JP3773722B2 - ワークの打ち抜き成形装置 - Google Patents

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【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 (1)

  1. 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。
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