JP4347197B2 - サーボプレスを用いた成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、サーボプレスを用いて上型と下型により複合加工を行うサーボプレスを用いた成形方法に関する。

近年、ＡＣサーボモータを用いたサーボプレスが普及してきており、その高生産性が注目されている。サーボプレスは、サーボ制御によりスライドを自由かつ高精度に動作させることが可能で、加工速度、ストローク、加圧力を所望な値に制御することができる。また、リンク機構の採用により小出力のモータで大きな成形力を発生することができるようになった。

そして、サーボプレスを適用して、スライドが上限位置から次に上限位置に戻るまでの間、上限位置より低い所定の待機位置と、この待機位置より低い所定の下限位置との間で、スライドを所定回数反復駆動して多段モーション加工を行う際に、下限位置、待機位置、下限位置での加圧時間、待機位置での停止時間、下限位置での加圧力などの加工条件を、各段毎に自由に設定して、多工程加工や複合加工を行う装置及びその方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−２７７７９７号公報

しかし、特許文献１に開示された装置及びその方法においては、多段モーション加工が単に下降領域、加圧工程、上昇領域を繰り返すだけであり、各段の加圧工程では必ず所定時間だけ加圧力を保持することになる。
従って、この装置及びその方法を用いて絞り加工後に、下死点でワークを加圧しスライドを停止した状態でワークにピアス加工を行うと、加圧力保持によるモータへの負荷、下死点付近でのフレームの伸び、温度上昇に起因する金型の変形などの問題が生じる虞がある。

本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複合加工における設備に対する負荷を軽減し、トータル加工時間を短縮することができるサーボプレスを用いた成形方法を提供しようとするものである。

上記課題を解決すべく請求項１に係る発明は、サーボプレスを用いて上型と下型により複合加工を行う成形方法であって、スライドを下降させ下死点で加圧保持してワークに絞り加工を行った後、前記スライドを下死点からピアス加工に必要とされる所定位置（ストロークＳＴ３）まで上昇させて再度下降させると共に、前記上型側に設けた駆動手段によりピアスポンチを前記スライドが前記所定位置から再度下死点に到達するまでに前記上型の成形面より突出させ、絞り加工が施された前記ワークにピアス加工を行うものである。

以上説明したように本発明によれば、絞り加工後にスライドを下死点からピアス加工に必要とされる所定位置まで上昇させ、再度下死点まで下降させて、ワークに対して加圧力を保持することなくピアス加工を行うので、モータの負荷が増大したり、金型の温度が上昇して金型が変形したりすることがなく、複合加工におけるトータル加工時間も短縮され、生産性が向上する。
即ち、絞り加工のみを行うのに必要とされる時間に、ピアス加工に必要とされるスライドをストロークだけ上昇・下降させるだけの時間を足すだけで、絞り加工とピアス加工のトータル加工時間になるので、トータル加工時間の短縮が図れる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明に係るサーボプレスを用いた成形方法を実施する装置の概要断面図、図２は孔開け装置の動作状態を示す概要断面図、図３はスライドのストロークと時間の関係図、図４は成形方法の説明図である。

本発明に係るサーボプレスを用いた成形方法を実施する装置は、図１に示すように、スライド１の下面に上型２を取り付け、ベッド３の上方にガイドポスト４を介してボルスタ５が設けられ、更にベッド３の上面に下型（パンチ）６がボルスタ５から突出して配設されている。また、上型２の内部にピアス加工用の孔開け装置１０がスライド１に固定されて収納されている。孔開け装置１０は上型２に固定して設けてもよい。

更に、スライド１を上下方向に駆動すると共に、加工速度、ストローク、加圧力を所望な値に制御することができるサーボプレス（不図示）が設けられている。サーボプレスは、ＡＣサーボモータやＡＣサーボモータを制御する機器などを備えている。

孔開け装置１０は、図２に示すように、ピアスポンチ１１と、ピアスポンチ１１を固定するポンチ固定部材１２と、ポンチ固定部材１２を押圧する押圧部材１３と、押圧部材１３をシリンダロッド１４ａの先端に取り付けたエアシリンダ１４と、ピアスポンチ１１、ポンチ固定部材１２、押圧部材１３を案内するハウジング１５からなる。

更に、ポンチ固定部材１２と押圧部材１３で、カムを構成している。また、下型としてのパンチ６には、ピアス加工時に、ピアスポンチ１１の先端が入り込むボタンダイ１６が設けられている。なお、図２（ａ）は絞り加工時、同（ｂ）はピアス加工時の孔開け装置１０の動作状態を示す。

以上のように構成された装置による本発明に係るサーボプレスを用いた成形方法について説明する。
先ず、図３と図４（ａ）に示すように、スライド１が上死点に位置し、孔開け装置１０はピアスポンチ１１を後退させた状態で、薄鋼板のワークＷをボルスタ５とパンチ６上にセットし、スライド１をストロークＳＴ１だけ時間Ｔ１で下降させる。すると、スライド１がストロークＳＴ１だけ下降することにより、上型２がワークＷに当接する。

次いで、図３と図４（ｂ）に示すように、上型２がワークＷに当接してから、スライド１を更にストロークＳＴ２だけ時間Ｔ２で下降させると、スライド１は下死点に至る。そして、スライド１が下死点に到達した後、時間Ｔ３だけ加圧力を保持する。すると、上型２とパンチ６によりワークＷに絞り加工が施こされる。

次いで、図３と図４（ｃ）に示すように、スライド１を下死点からストロークＳＴ３だけ上昇させ、この上昇時にエアシリンダ１４を前進動作させ押圧部材１３でポンチ固定部材１２を水平方向に押圧する。ポンチ固定部材１２と押圧部材１３でカムを構成しているので、ポンチ固定部材１２は押圧部材１３の水平方向の押圧動作によりハウジング１５で案内されて垂直方向に突出する。

このようなスライド１の上昇動作とエアシリンダ１４の前進動作により、ポンチ固定部材１２に固定されたピアスポンチ１１が、上型２の成形面より突出すると共に、スライド１が下死点からストロークＳＴ３だけ上昇する。

次いで、図３と図４（ｄ）に示すように、スライド１を下死点からストロークＳＴ３だけ上昇した位置から、再度下死点まで下降させる。すると、上型２の成形面より突出したピアスポンチ１１とボタンダイ１６によりワークＷにピアス加工が施こされる。ここで、ピアス加工の際にピアスポンチ１１が受ける力は、ポンチ固定部材１２、押圧部材１３、ハウジング１５を介してスライド１によって受け止められるので、ピアスポンチ１１は円滑にピアス加工を行う。なお、ピアス加工の加工時間は、時間Ｔ４である。

このように、スライド１を下死点からストロークＳＴ３だけ上昇させるので、スライド１に不必要な昇降動作をさせることなく、また上型２のワークＷに対する加圧力をゼロにしてピアス加工を行うので、ＡＣサーボモータに対する不要な負荷や上型２及び下型６の温度上昇が発生することがない。

なお、ピアスポンチ１１が上型２の成形面から突出する動作が完了するタイミングとしては、上述のようにスライド１が下死点からストロークＳＴ３だけ上昇するまででもいいし、スライド１が再度下死点に到達するまででもよい。いずれにしても、スライド１を下死点からストロークＳＴ３だけ上昇させた位置から、再度下死点まで下降させることにより、上型２の成形面から突出したピアスポンチ１１が円滑にピアス加工を行うことができればよい。

次いで、図３と図４（ｅ）に示すように、スライド１を時間Ｔ５だけ上昇させて上死点に戻すと、ワークＷの絞り加工とピアス加工の１サイクル（成形時間はＴ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４＋Ｔ５）の作業が終了する。スライド１を上死点に戻す時に、エアシリンダ１４を後退動作させて押圧部材１３を後退させる。すると、ピアスポンチ１１の下降により縮装されたスプリング（不図示）によりピアスポンチ１１はポンチ固定部材１２と共に上昇してボタンダイ１６から離れ、上型２とハウジング１５に収納される。

このように、絞り加工のみを行うのに必要とされる時間（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ５）に、ピアス加工に必要とされるスライド１をストロークＳＴ３だけ上昇・下降させるだけの時間Ｔ４を足すだけで、絞り加工とピアス加工のトータル加工時間になるので、トータル加工時間の短縮が図れる。

絞り加工後にスライドを下死点から所定ストロークだけ上昇させてワークに対する加圧力を保持せずにピアス加工を行うので、モータの負荷が増大したり、金型の温度が上昇して金型が変形したりすることがなく、複合加工におけるトータル加工時間も短縮され、サーボプレスの特徴を生かした成形方法を実現することができる。

本発明に係るサーボプレスを用いた成形方法を実施する装置の概要断面図 孔開け装置の動作状態を示す概要断面図で、（ａ）は絞り加工時、（ｂ）はピアス加工時 スライドのストロークと時間の関係図 成形方法の説明図で、（ａ）はスライドの下降動作、（ｂ）は絞り加工（下死点）、（ｃ）はスライドの上昇動作とエアシリンダの前進動作、（ｄ）はピアス加工（スライドの下降動作）、（ｅ）はスライドの上昇動作とエアシリンダの後退動作

符号の説明

１…スライド、２…上型、３…ベッド、５…ボルスタ、６…下型（パンチ）、１０…孔開け装置、１１…ピアスポンチ、１２…ポンチ固定部材、１３…押圧部材、１４…エアシリンダ、１５…ハウジング、１６…ボタンダイ、Ｗ…ワーク。

Claims (1)

1. サーボプレスを用いて上型と下型により複合加工を行う成形方法であって、スライドを下降させ下死点で加圧保持してワークに絞り加工を行った後、前記スライドを下死点からピアス加工に必要とされる所定位置まで上昇させて再度下降させると共に、前記上型側に設けた駆動手段によりピアスポンチを前記スライドが前記所定位置から再度下死点に到達するまでに前記上型の成形面より突出させ、絞り加工が施された前記ワークにピアス加工を行うことを特徴とするサーボプレスを用いた成形方法。