JP4724324B2 - 板金の曲げ加工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板金の曲げ加工方法に関し、更に詳細には、正確で作業性の高い板金の曲げ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、板金の曲げ加工は、図９に示す如く、プレスブレーキと呼ばれる曲げ加工機械によって、その突き当て部材を対象物を当接させて折り曲げ加工を行うのが通常である。
しかし、上記突き当て部材によって可能な曲げ加工は、突き当て部材が当接可能な四角な板金の平行曲げであって、それ以外の突き当て部材が当接しづらい長方形の対角線（図１Ａ参照）、正方形の対角線（図１Ｂ参照）、楕円形の中央線（図１Ｃ参照）等は、曲げ加工の位置を出すことが大変困難であった。
この場合には、（１）板金に罫書き線を描いて、その罫書き線に曲げの金型を目測で合わせて曲げ加工を行うか、（２）突き当て部材を、その対象物の折り曲げが可能なように特別に製作し、当該突き当て部材で折り曲げ加工を行うかの何れかの方法によっているのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記方法によっては、
（１）前者の方法では、目測等で行うため正確な精度の折り曲げ加工が不可能で、誤差を０．１ｍｍ単位の公差に収める精密板金等には適用ができず、（２）後者の方法では、その都度に突き当て部材を製作する必要があり、コストが膨大となり、（３）両者とも、大変な手間が掛かり、多品種少量生産には不向きな、経済的に負担の大きなものとなるという難点を有していた。
本発明は、斯かる難点を解消して、特殊な形状の板金の曲げ加工に対しても簡潔で経済的負担の少ない曲げ加工方法を開発しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の板金の曲げ加工方法は、板金の曲げ加工にあって、（１）曲げ加工の対象となる板金に以下の（ａ）〜（ｄ）の要件を満たすガイド隆起片を形成し、（ａ）折り曲げ線に沿って、該折り曲げ線を中心として対峙する一対の隆起片であり、（ｂ）板金それ自体を加工して隆起片を形成し、（ｃ）中央に向かって落ち込むＶ字型のガイド斜面を有し、それを支える隆起を設けて断面略Ｍ字型を成す隆起部を設け、そのＭ字中央の下方頂点を折り曲げ線と一致させると共に、該Ｖ字型のガイド斜面の角度αＡを加工目的とする曲げ角度αθ以上とし、
（ｄ）前記隆起部の後背部に、隆起部に部材を提供する補填窪みを形成する、
（２）当該板金をガイド隆起片の下側に凹溝を有する下型の上に載置し、その上に先端を上型の曲げ金型に合わせ、該上型を降下させて所定の角度に折り曲げることを特徴として構成される。
【０００５】
請求項２記載の板金の曲げ加工方法は、板金の曲げ加工にあって、（１）曲げ加工の対象となる板金に以下の（ａ）〜（ｄ）の要件を満たすガイド隆起片を形成し、（ａ）折り曲げ線に沿って、該折り曲げ線を中心として対峙する一対の隆起片であり、（ｂ）板金それ自体を加工して隆起片を形成し、（ｃ）中央に向かって落ち込むＶ字型のガイド斜面を有し、それを支える隆起を設けて断面略Ｍ字型を成す隆起部を設け、そのＭ字中央の下方頂点を折り曲げ線と一致させると共に、該Ｖ字型のガイド斜面の角度αＡを加工目的とする曲げ角度αθ以上とし、（ｄ）前記隆起部の後背部に、隆起部に部材を提供する補填窪みを形成する、（２）当該板金をガイド隆起片の下側に曲げ角度に一致させた角度のＶ字溝を有する下型の上に載置し、その上に同様に先端を曲げ角度に一致させた上型の曲げ金型を配し、該上型を降下させ、（３）該上型の押圧力で、隆起部が補填窪みを埋めて元の板金の厚みに戻すことを特徴として構成される。
【０００６】
請求項３記載の板金の曲げ加工方法は、（１）曲げ加工の対象となる板金に以下の（ａ）〜（ｄ）の要件を満たすガイド隆起片を形成し、（ａ）折り曲げ線に沿って、該折り曲げ線を中心として対峙する一対の隆起片であり、（ｂ）板金それ自体を加工して隆起片を形成し、（ｃ）中央に向かって落ち込むＶ字型のガイド斜面を有し、それを支える隆起を設けて断面略Ｍ字型を成す隆起部を設け、そのＭ字中央の下方頂点を折り曲げ線と一致させると共に、該Ｖ字型のガイド斜面の角度αＡを加工目的とする曲げ角度αθ以上とし、（ｄ）前記隆起部の後背部に、隆起部に部材を提供する補填凹部を形成する、（２）当該板金をガイド隆起片の下側に凹溝を有する下型の上に載置し、その上に先端を上型の曲げ金型に合わせ、該上型を降下させて所定の角度に折り曲げることを特徴として構成される。
【０００７】
請求項４記載の板金の曲げ加工方法は、板金の曲げ加工にあって、（１）曲げ加工の対象となる板金に以下の（ａ）〜（ｄ）の要件を満たすガイド隆起片を形成し、（ａ）折り曲げ線に沿って、該折り曲げ線を中心として対峙する一対の隆起片であり、（ｂ）板金それ自体を加工して隆起片を形成し、（ｃ）中央に向かって落ち込むＶ字型のガイド斜面を有し、それを支える隆起を設けて断面略Ｍ字型を成す隆起部を設け、そのＭ字中央の下方頂点は折り曲げ線と一致させると共に、該Ｖ字型のガイド斜面の角度αＡを加工目的とする曲げ角度αθ以上とし、（ｄ）前記隆起部の外側に、隆起部を空間を形成する補填凹部を形成する、（２）当該板金をガイド隆起片の下側に曲げ角度に一致させた角度のＶ字溝を有する下型の上に載置し、その上に先端を曲げ角度に一致させた上型の曲げ金型を配し、該上型を降下させ、（３）該上型の押圧力で、隆起部が補填窪みを埋めて元の板金の厚みに戻すことを特徴として構成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の対象とする板金１は、図１に示す如く、長方形、正方形、楕円形等の各辺と平行でない線又は外形が曲線状のものを曲げる場合の線２に沿って折り曲げ加工する場合を主たる対象とする。これらは、通常のプレスブレーキの突き当て部材では、折り曲げ不可能な板金だからである。
但し、本発明方法は、これら対象物に限定されることなく、従来の四角形に平行曲げを行う場合に応用しても良い。
又、板金とは通常厚み０．１〜６．０ｍｍ程度の金属製の板体を指すが、本発明の方法が適用可能なものであれば、これに限定されない。
【０００９】
これら板金に対し、当該板金に（ａ）〜（ｄ）の要件を満たすガイド隆起片１０を形成する。
【００１０】
要件（ａ）は、折り曲げ線２に沿って、該折り曲げ線２を中心として対峙する一対の隆起片１１ａ，１１ｂであることを要する。
該折り曲げ線２は、対象とする板金を曲げ加工すべき箇所を表示するもので、従来罫書きしていた箇所であるが、本発明では当該箇所に罫書きの要なく、後述するＮＣＴ機によって当該箇所を設定すれば良い。
該隆起片１１ａ，１１ｂは、該折り曲げ線２を中心として左右対称形をなし、中心点としての折り曲げ線が対称軸を成すものであるのが望ましい。
【００１１】
次いで要件（ｂ）は、板金１それ自体を加工して隆起片１１ａ，１１ｂを形成することであり、即ち、他から加工したものを板金に付加するものではないことである。
板金に対して、後述する如く、数値制御タレットパンチプレス（ＮＣＴ）により板金に直接加工し、隆起や付随する窪みや凹部を形成するもので、板金それ自体を加工の対象とするものである。何故なら、後述する如く、本発明は曲げ加工終了後には隆起部及び窪みを埋めて元の状態に一体化させることを狙いとするからである。
【００１２】
要件（ｃ）は、該隆起片１１ａ，１１ｂは、中央に向かって落ち込むＶ字型のガイド斜面１３ａ，１３ｂを有し、それを支える隆起を設けて断面略Ｍ字型を成す隆起部１４ａ，１４ｂを設け、そのＭ字中央の下方頂点１２は折り曲げ線２と一致させる。
Ｍ字型は、図２に示す如く、隆起部１４ａ，１４ｂを垂直壁としても良いが、これを若干斜め壁としたＭ字型であって良く、その意味で「略」Ｍ字型である。
又、図５に示す如く、目的とする板金の曲げ角度をαθとした場合、該Ｖ字型のガイド斜面の角度αＡは、該曲げ角度αθ以上とする。
後述する曲げ加工に使用するプレスブレーキ等の曲げ加工機３０の上型３の先端３ａの角度αＢと下型４の溝４ａの角度αＣは、曲げ角度αθと一致させるのが一般的である。
従って、中央Ｖ字型を成す両ガイド斜面１３ａ，１３ｂの成す角度αＡは、 αＡ ＞ αＢ＝αＣ の関係が成り立つものとする。
例えば、αＢ＝αＣ を９０°とした場合、αＡ＝９３°とする。
何故なら、曲げ加工機３０の上型３の先端３ａを、上記折り曲げ線２と一致したＭ字中央の下方頂点１２のみと接触させることで曲げ作業が正確となるからである。
【００１３】
但し、上記上型３の角度αＢと下型４の角度αＣを曲げ角度αθと一致させることは絶対的な条件ではなく、αＢ及びαＣを曲げ角度αθと不一致としても、プレスブレーキの降下の位置の調整によって曲げ角度αθに設定することも可能である。
【００１４】
更に要件（ｄ）は、前記隆起部１４ａ，１４ｂの後背部に、隆起部に部材を提供する補填窪み１６ａ，１６ｂを形成することである。
補填窪み１６ａ，１６ｂの役割は、上述の要件（ｂ）で述べた通り、板金を加工対象として隆起部１４ａ，１４ｂを形成するものであるから、当然に該隆起部に部材を提供すべき役割を果たす。
又、もう一つの役割として、該補填窪み１６ａ，１６ｂは、後述する如く、隆起１４ａ，１４ｂが上型及び下型とに挟まれて押圧されたとき、塑性変形を起こし、隆起部分に相当する肉塊が凹部側に変形し、終局的に隆起の全てが窪みに充填され、元の平坦な板状に戻すようにする役割を果たすものである。
この場合、上型が隆起に対し圧潰すべき力が加わる方向、つまり隆起の折り曲げ線から直角後背方向で、且つ、隆起の肉塊が充填可能な窪みであることが必要となり、その意味で後背部は、隆起部１４ａ，１４ｂが押圧される折り曲げ線２と直交する後ろ方向となる。
【００１５】
上記態様を具体化すると、図２の如くで、内側に谷底に落ち込むガイド斜面１３ａ，１３ｂを下方頂点１２から半円状に伸ばし、外側には補填窪み１６ａ，１６ｂが楕円状に刻設されて、平面タマゴ型を成す形状となる。
但し、上記は一例であって、内側のガイド斜面１３ａ，１３ｂは半円状でなく下方頂点１２を線状とした四角形であっても良く、又、補填窪み凹部１６ａ，１６ｂも隆起部１４ａ，１４ｂに肉厚実部を供給する容積に窪みを形成すれば良く、これに限定されない。
この態様においては、板金の曲げ加工の内側を裏面とし外側を表面とした場合、ガイド隆起片１０が形成されるのが裏面であるから、曲げ加工後にも板金表面には一切傷痕を残さないものとなる。
【００１６】
次に第二の態様としては、図３に示す如くで、Ｍ字型が若干変形して波型に近い形状となるだけで上記第一の態様と（ａ）〜（ｃ）までの要件はほぼ変わらない。
違いは要件（ｄ）において、前記隆起部２４ａ，２４ｂの外側に、隆起部を形成する補填凹部２６ａ，２６ｂを形成することである。
補填凹部２６ａ，２６ｂは、上述と同様、隆起部２４ａ，２４ｂ形成の外空間を形成すると共に、隆起２４ａ，２４ｂが上型及び下型とに挟まれて押圧されたとき、塑性変形を起こし、隆起部分に相当する肉塊が凹部側に変形し、元の平坦な板状に戻すようにする役割を果たすものである。
具体的には、断面波状のＭ型で中央に上記Ｖ字型のガイド斜面２３ａ，２３ｂを形成するもので、隆起部２４ａ，２４ｂの外側に沿って凹部２６ａ，２６ｂを形成し、平面は底部の下方頂点２２と上方頂点２５ａ，２５ｂが平行線として並んだ小判型の輪郭を成す。
【００１７】
上記ガイド隆起片１０，２０の加工にあたっては、数値制御タレットパンチプレス（ＮＣＴ）で加工することができる。
【００１８】
又、上記ガイド隆起片１０，２０の配設は、折り曲げ線２に沿って２個以上複数個並設させるが、その数は板金の折り曲げ長さ、厚み等によって調整する。
【００１９】
次に、上記によって形成したガイド隆起片１０，２０を備えた板金を曲げ加工するには、先ず、当該板金をプレスブレーキ等の曲げ加工機３０の下側にＶ字溝４ａを有する下型４の上に載置し、その上に先端３ａを曲げ角度に一致させた上型の曲げ金型３を配し、該上型３を下降させる。
【００２０】
すると、曲げ金型の上型３の先鋭先端３ａがＶ字溝のガイド斜面１３ａ，１３ｂの左右いずれか一方に当たり（図７（Ａ））、更に、上型３が下降すると、そのガイド斜面１３ａ，１３ｂに対し先鋭先端３がこれに沿って下る。上型先端３ａの下降力がガイド斜面１３ａ，１３ｂに作用してベクトル的にガイド斜面内側方向に働き、即ち板金１を上型先端３ａ側へとスライドさせる（図７（Ｂ））。そして、上型先端３ａが下死点に達したとき、即ち、谷底に至ったとき、下降が停止される。上型先端３ａがガイト隆起片１０のＶ字型の谷底となる下方頂点１２に誘導されたことになる。
即ち、上型３の鋭角先端３ａがガイド隆起片１０のＶ字型の下方頂点１２に誘導され、正確に上型先端３ａと折り曲げ線２と自動的に一致するものとなる。
【００２１】
更に上型３を下降させると、上型の先端３ａとガイド隆起片１０のＶ字型溝の下降頂点１２とが、側面からは最下点の一点で接触する。
その中央Ｖ字型を成す両ガイド斜面１３ａ，１３ｂの成す角度αＡを、 αＡ ＞αＢ＝αＣとしたので、曲げ加工機３０の上型先端３ａとガイド斜面１３ａ，１３ｂとが面接触することなく、上型先端３ａの下降する押圧力が分散されることなく、板金１への折り曲げ力へと変換される（図５参照）。
【００２２】
そして、上型３が下死点に至ったとき、下型４のＶ字型溝４ａと上型の先端３ａに挟まれて、板金のガイド隆起片１０の隆起部１４ａ，１４ｂには、圧潰力が働く（図８（Ｄ）、図６（Ａ）〜（Ｄ）参照）。
更に、ガイド斜面１３ａ，１３ｂの折り曲げ線２直角方向に押圧力が加わると、ガイド斜面頂点から圧潰作用を受け、金属内部に塑性変形が惹起され、直角軸の後背方向に形成された窪み１６ａ，１６ｂに肉厚部が流動する（図８（Ｅ）参照）。
このとき、一枚の板金からＮＣＴ機による掘り起こし作用で隆起部１４ａ，１４ｂと補填窪み１６ａ，１６ｂを形成したので、隆起部の体積と窪みの容積は一致し、全ての隆起部が全ての窪みを埋め尽くし、元の平坦な板状体に戻すことができる（図８（Ｆ）参照）。
且つ、塑性変形の際、内部摩擦熱と成分拡散が起こり、それが熱溶着を促し、単に生め戻すだけでなく、溶着による一体化を促し、板体としての物理的強度を保つものとなる。
【００２３】
斯くして曲げ加工が進行すると、隆起部１４ａ，１４ｂと補填窪み１６ａ，１６ｂとが徐々に重なり、折り曲げ完了時には、隆起部１４ａ，１４ｂが補填窪み１６ａ，１６ｂを埋めて、両者は一体化し、元の板金の厚みに戻る。
【００２４】
実施態様２の場合、前記隆起部２４ａ，２４ｂの外側に、隆起部を形成する補填凹部２６ａ，２６ｂを形成して成るが、下型４のＶ字型溝４ａと上型の先端３ａに挟まれて板金のガイド隆起片１０の隆起部２４ａ，２４ｂに圧潰力が働いた場合、外側の凹部２６ａ，２６ｂが圧潰されて元の平坦な板状体に戻るものとなり、それ以外は上記実施態様１と同様である。
【００２５】
又、上記上型３の角度αＢと下型４の角度αＣを曲げ角度αθと一致させなかった場合には、プレスブレーキの降下の位置を所定の距離に設定し、その降下位置の設定によって板金の曲げを所定の角度αθにすることができる。
但し、この場合には、隆起部１４ａ，１４ｂが補填窪み１６ａ，１６ｂを埋め、及び外側の凹部２６ａ，２６ｂが圧潰されて元の平坦な板状体に戻る作用はない。
【００２６】
【発明の効果】
以上の構成に係る本発明は以下の如き優れた効果を奏する。
【００２７】
（ａ）板金自体に形成したガイド隆起片によって曲げ加工が可能となり、従来の当て部材の当接できない楕円形や四角の対角線等の曲げ加工を、当て部材を要することなく簡潔に行えるという画期的効果をもたらす。
【００２８】
（ｂ）又、板金自体にガイド隆起片を形成するので、一個の上型下型を作成すれば、任意の大きさの板金に対応でき、多品種少量生産に適応できるものとなる。
【００２９】
（ｃ）更に、そのガイドを（ａ）〜（ｄ）の要件を満足させるものとしたので、位置決め等を正確に行うことができ、０．１ｍｍ単位の公差に収める精密板金にも対応できるものとなる。
（ｄ）折り曲げ完了時には、隆起部が補填窪み及び凹部を埋めて両者は一体化するので、元の板金の厚みに戻ると共に板金としての物理的強度を保持するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の加工対象となる板金の平面図。
【図２】 ガイド隆起片を示すもので、（Ａ）が平面図、（Ｂ）が断面図。
【図３】 別の態様のガイド隆起片を示すもので、（Ａ）が平面図、（Ｂ）が断面図。
【図４】 ガイド隆起片に上型とが接触したときの一部拡大側面図。
【図５】上型とガイド隆起片と下型との一部拡大断面図。
【図６】 曲げ加工機によって本発明板金曲げを行っている過程を示す側面図で、（Ａ）〜（Ｄ）まで順次板金が曲げられていく過程を時系列で示したもの。
【図７】曲げ加工機によって本発明板金曲げ加工を行っている過程を示す一部拡大断面図で、（Ａ）〜（Ｃ）まで上型の先端が隆起片に一致し、曲げに入るまでの過程を時系列で示したもの。
【図８】曲げ加工機によって本発明板金曲げ加工を行っている過程を示す一部拡大断面図で、（Ｄ）〜（Ｆ）まで曲げから完了までの過程を時系列で示したもの。
【図９】従来の突き当て部材を用いて曲げ加工を行っていた状態を示す側面図。
【符号の説明】
１ 板金
２ 折り曲げ線
１０ ガイド隆起片
１１ａ，１１ｂ 隆起片
１２ 下方頂点
１３ａ，１３ｂ ガイド斜面
１４ａ，１４ｂ 隆起部
１５ａ，１５ｂ 上方頂点
１６ａ，１６ｂ 窪み
２０ ガイド隆起片
２１ａ，２１ｂ 隆起片
２２ 下方頂点
２３ａ，２３ｂ ガイド斜面
２４ａ，２４ｂ 隆起部
２５ａ，２５ｂ 上方頂点
２６ａ，２６ｂ 窪み
３０ 曲げ加工機
３ 上型
３ａ 先端
４ 下型
４ａ 溝

Claims (4)

1. 板金の曲げ加工にあって、
   （１）曲げ加工の対象となる板金に以下の（ａ）〜（ｄ）の要件を満たすガイド隆起片を形成し、
   （ａ） 折り曲げ線に沿って、該折り曲げ線を中心として対峙する一対の隆起片であり、
   （ｂ） 板金それ自体を加工して隆起片を形成し、
   （ｃ） 中央に向かって落ち込むＶ字型のガイド斜面を有し、それを支える隆起を設けて断面略Ｍ字型を成す隆起部を設け、そのＭ字中央の下方頂点を折り曲げ線と一致させると共に、該Ｖ字型のガイド斜面の角度αＡを加工目的とする曲げ角度αθ以上とし、
   （ｄ） 前記隆起部の後背部に、隆起部に部材を提供する補填窪みを形成する、
   （２）当該板金をガイド隆起片の下側に凹溝を有する下型の上に載置し、その上に先端を上型の曲げ金型に合わせ、該上型を降下させて所定の角度に折り曲げることを特徴とする板金の曲げ加工方法。
2. 板金の曲げ加工にあって、
   （１）曲げ加工の対象となる板金に以下の（ａ）〜（ｄ）の要件を満たすガイド隆起片を形成し、
   （ａ） 折り曲げ線に沿って、該折り曲げ線を中心として対峙する一対の隆起片であり、
   （ｂ） 板金それ自体を加工して隆起片を形成し、
   （ｃ） 中央に向かって落ち込むＶ字型のガイド斜面を有し、それを支える隆起を設けて断面略Ｍ字型を成す隆起部を設け、そのＭ字中央の下方頂点を折り曲げ線と一致させると共に、該Ｖ字型のガイド斜面の角度αＡを加工目的とする曲げ角度αθ以上とし、
   （ｄ） 前記隆起部の後背部に、隆起部に部材を提供する補填窪みを形成する、
   （２）当該板金をガイド隆起片の下側に曲げ角度に一致させた角度のＶ字溝を有する下型の上に載置し、その上に同様に先端を曲げ角度に一致させた上型の曲げ金型を配し、該上型を降下させ、
   （３）該上型の押圧力で、隆起部が補填窪みを埋めて元の板金の厚みに戻すことを特徴とする板金の曲げ加工方法。
3. 板金の曲げ加工にあって、
   （１）曲げ加工の対象となる板金に以下の（ａ）〜（ｄ）の要件を満たすガイド隆起片を形成し、
   （ａ） 折り曲げ線に沿って、該折り曲げ線を中心として対峙する一対の隆起片であり、
   （ｂ） 板金それ自体を加工して隆起片を形成し、
   （ｃ） 中央に向かって落ち込むＶ字型のガイド斜面を有し、それを支える隆起を設けて断面略Ｍ字型を成す隆起部を設け、そのＭ字中央の下方頂点を折り曲げ線と一致させると共に、該Ｖ字型のガイド斜面の角度αＡを加工目的とする曲げ角度αθ以上とし、
   （ｄ） 前記隆起部の後背部に、隆起部に部材を提供する補填凹部を形成する、
   （２）当該板金をガイド隆起片の下側に凹溝を有する下型の上に載置し、その上に先端を上型の曲げ金型に合わせ、該上型を降下させて所定の角度に折り曲げることを特徴とする板金の曲げ加工方法。
4. 板金の曲げ加工にあって、
   （１）曲げ加工の対象となる板金に以下の（ａ）〜（ｄ）の要件を満たすガイド隆起片を形成し、
   （ａ） 折り曲げ線に沿って、該折り曲げ線を中心として対峙する一対の隆起片であり、
   （ｂ） 板金それ自体を加工して隆起片を形成し、
   （ｃ） 中央に向かって落ち込むＶ字型のガイド斜面を有し、それを支える隆起を設けて断面略Ｍ字型を成す隆起部を設け、そのＭ字中央の下方頂点は折り曲げ線と一致させると共に、該Ｖ字型のガイド斜面の角度αＡを加工目的とする曲げ角度αθ以上とし、
   （ｄ） 前記隆起部の外側に、隆起部を空間を形成する補填凹部を形成する、
   （２）当該板金をガイド隆起片の下側に曲げ角度に一致させた角度のＶ字溝を有する下型の上に載置し、その上に先端を曲げ角度に一致させた上型の曲げ金型を配し、該上型を降下させ、
   （３）該上型の押圧力で、隆起部が補填窪みを埋めて元の板金の厚みに戻すことを特徴とする板金の曲げ加工方法。

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