JP4902343B2 - シェービング加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物をシェービングによって仕上げ加工を行うシェービング加工方法に関する。

従来から、被加工物の表面仕上げ加工を行うのに、プレス装置を用いたシェービング加工方法が広く用いられている。このシェービング加工においては、例えば、プレス装置本体のボルスタにダイが取り付けられ、プレス装置本体に上下方向に移動自在に支持されたスライドにシェービング用パンチが取り付けられ、スライドの上下移動によってパンチが被加工物（例えば、被加工物に形成された貫通孔）に作用し、かかるパンチの切削作用によって被加工物の表面（例えば、この貫通孔の内周面）にシェービング加工が施される。このシェービング加工においては、加工による片側の取り代が、通常０．１ｍｍ以下に設定され、パンチによって被加工物の表面（例えば、貫通孔の内周面）を薄く取り除くことによって、この表面に仕上げ加工が施され、その加工は容易に行うことができる。

しかし、従来のシェービング加工方法では、スライドが上下方向に一往復する間に（具体的には、スライドが上死点から下死点まで移動する間に）に、パンチが被加工物に作用して被加工物に加工を施す故に、この被加工物の加工による取り代が大きくなる、例えば片側の取り代が０．１ｍｍを超えると、シェービング加工中の剪断分離期で破断が生じ易くなり、かかる破断が発生すると、加工後の表面が粗くなり、所望の加工精度が得られないという問題がある。

一方、プレス加工の特徴を生かして各種のパターン加工を行うようにしたプレス装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このプレス装置は、プレス装置本体に取り付けられたボルスタと、プレス装置本体に上下移動自在に支持されたスライドと、スライドを駆動するためのサーボモータと、ボルスタに取り付けられた下金型と、スライドに取り付けられた上金型とを備えている。このプレス装置ではサーボモータを用いてスライド（即ち、これに取り付けられた上金型）を上下移動するために、サーボモータの正方向及び逆方向の回転を適宜に組み合わせてスライドを上下移動させることによって、スライドに各種パターンの動きを付与することができ、これによって、プレス装置を用いて被加工物に各種加工パターンによる加工、例えばコイニング加工を施すことができる。

特開２００１−６２５９１号公報

しかしながら、プレス装置を用いてシェービング加工を施す場合、従来のプレス装置による加工方法をそのまま適用することができず、そのまま適用した場合に、被加工物の加工精度が悪くなり易いという問題がある。

本発明の目的は、被加工物の取り代が大きい場合においてもプレス装置を用いて所望の通りにシェービング加工を行うことができるシェービング加工方法を提供することである。

本発明の他の目的は、断面略コ字状又は略Ｕ字状の被加工物の両端部に形成された貫通孔を所望の通りにシェービング加工を行うことができるシェービング加工方法を提供することである。

本発明の請求項１に記載のシェービング加工方法は、プレス装置本体に取り付けられたボルスタと、前記ボルスタに近接及び離隔する方向に移動自在に前記プレス装置本体に支持されたスライドと、前記スライドを駆動させるための駆動手段と、前記ボルスタに取り付けられたダイと、前記スライドに取り付けられたパンチとを具備するプレス装置を用いて鋼板の表面形状を加工するシェービング加工方法であって、
前記スライドが上死点から下死点に移動するまでの間に、前記下死点に向けて移動する往き工程と、前記上死点に向けて移動する戻り工程とが繰り返し遂行され、前記往き工程において前記パンチが前記鋼板に追込み作用してシェービング加工を行い、
前記鋼板を加工する際における前記往き工程の移動量は０．１５〜０．４ｍｍであり、前記戻り工程の移動量は０．１〜０．３ｍｍであり、前記パンチによる追込み加工量は０．０５〜０．３ｍｍであることを特徴とする。

また、本発明の請求項２に記載のシェービング加工方法では、前記鋼板の一部に貫通孔が設けられており、前記鋼板の前記貫通孔を規定する部位の最薄幅部の幅（Ｗ）は、（０．３×板厚）≦Ｗであることを特徴とする。

更に、本発明の請求項３に記載のシェービング加工方法では、本体部の両端から垂直に延びる一対の端部に設けられた貫通孔を有する鋼板をプレス装置本体の加工域に保持し、前記一対の端部の前記貫通孔をシェービング加工を行うシェービング加工方法であって、
前記加工域の片側には、前記加工域に向けて水平方向に移動自在に第１パンチが配設され、また前記加工域の他側には、前記加工域に向けて水平方向に移動自在に第２パンチが配設され、更に、前記第１及び第２パンチを移動させるためのスライドが上下方向に移動自在に設けられ、更に前記スライドを駆動させるためのサーボモータが設けられ、前記スライドの上下移動が前記第１及び第２パンチの水平移動に変換されるように構成され、
前記スライドが上死点から下死点に移動するまでの間に、前記下死点に向けて移動する往き工程と、前記上死点に向けて移動する戻り工程とが繰り返し遂行され、前記往き工程において前記スライドの移動が前記第１及び第２パンチの水平移動に変換され、前記第１及び第２パンチが両側から同時に前記鋼板の前記一対の端部の前記貫通孔に追込み作用してシェービング加工を行い、
前記鋼板を加工する際における前記往き工程の移動量は０．１５〜０．４ｍｍであり、前記戻り工程の移動量は０．１〜０．３ｍｍであり、前記第１及びパンチによる追込み加工量は０．０５〜０．３ｍｍであることを特徴とする。

本発明の請求項１に記載のシェービング加工方法によれば、スライドが上死点から下死点に移動するまでの間に往き工程と戻り工程とが繰り返し遂行され、往き工程においてパンチが鋼板に追込み作用してシェービング加工を行うので、各往き工程におけるシェービング加工の追込み加工量を少なくすることができ、これによって、加工部位において破断が生じることがほとんどなく、その結果、加工面をきれいに仕上げることができる。また、加工部位にける破断の発生が少ないので、加工の取り代を大きくすることが可能となる。また、鋼板を加工する際における往き工程の移動量は０．１５〜０．４ｍｍで、戻り工程の移動量は０．１〜０．３ｍｍで、パンチによる追込み加工量は０．０５〜０．３ｍｍであるので、シェービング加工の取り代を大きくすることができ、例えばこの取り代が０．１〜０．３ｍｍ程度であっても、シェービング加工の際に破断がほとんど生じることがなく、鋼板をきれいに仕上げることができる。

また、本発明の請求項２に記載のシェービング加工方法によれば、シェービング加工の際に加工部位にて破断がほとんど発生せず、また加工歪が蓄積されず、これによって、鋼板の横方向への変形がほとんど発生せず、鋼板の最薄幅部の幅（Ｗ）が（０．３×板厚）程度まできれいに加工することができる。

更に、本発明の請求項３に記載のシェービング加工方法によれば、加工域の片側に第１パンチが配設され、また加工域の他側に第２パンチが配設され、これら第１及び第２パンチはスライドの上下移動によって水平移動されるように構成されている。そして、このスライドが上死点から下死点に移動するまでの間に、往き工程及び戻り工程とが繰り返し遂行され、往き工程においてスライドの移動が第１及び第２パンチの水平移動に変換され、第１及び第２パンチが被加工物に追込み作用してシェービング加工を行うので、各往き工程におけるシェービング加工の追込み加工量を少なくすることができ、これによって、加工部位において破断が生じることがほとんどなく、その結果、加工面をきれいに仕上げることができる。また、加工部位にける破断の発生が少ないので、加工の取り代を大きくすることが可能となる。更に、鋼板の一対の端部の貫通孔を同時に加工するので、一対の端部の貫通孔の同軸度を高めることができる。また、鋼板を加工する際における往き工程の移動量は０．１５〜０．４ｍｍで、戻り工程の移動量は０．１〜０．３ｍｍで、第１及び第２パンチによる追込み加工量は０．０５〜０．３ｍｍであるので、シェービング加工の取り代を大きくすることができ、例えばこの取り代が０．１〜０．３ｍｍ程度であっても、シェービング加工の際に破断がほとんど生じることがなく、鋼板をきれいに仕上げることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明に従うシェービング加工方法の実施形態について説明する。図１は、本発明に従うシェービング加工方法を実施するためのプレス装置の一例を簡略的に示す断面図であり、図２は、図１のプレス装置によってシェービング加工を施すときの加工パターンの一例を説明するための図であり、図３は、図２の加工パターンの一部を拡大して示す図であり、図４は、図１のプレス装置によってシェービング加工を施す被加工物を示す図である。

図１において、図示のプレス装置は、工場の床面などに設置されるプレス装置本体２を備え、このプレス装置本体２の前下部４の上部にはボルスタ６が設けられ、このボルスタ６にダイ８が交換可能に取り付けられる。また、プレス装置本体２の前上部１０にはクランク軸１２が回転自在に支持されている。クランク軸１２はプレス装置本体２の前後方向（図１において左右方向）に延び、その端部軸部１４，１６が軸受手段（図示せず）を介して回転自在に支持されている。

このクランク軸１２のクランク部１８にはコネクティングロッド２０の一端部が回転自在に連結されている。このコネクティングロッド２０は連結部２１及び玉ねじ部２２から構成され、この連結部２１設けられた雌ねじ部２３と玉ねじ部２２の雄ねじ部２４が螺着されている。このように連結されているので、玉ねじ部２２を回動させると、雌ねじ部２３と雄ねじ部２４との螺着状態が変化してコネクティングロッド２０の長さを調整することができる。

プレス装置本体２にはガイド（図示せず）が設けられ、かかるガイドにスライド３２が上下方向に移動自在に支持されている。このスライド３２には、受部３３が設けられ、この受部３３に玉ねじ部２２の球状部３５が回転自在に受け入れられている。コネクティングロッド２０の長さが変化すると、スライド３２との位置関係が変化しスライド３２の下死点位置を調整することができる。このスライド３２の下端部には、シェービング加工用のパンチ３４が交換可能に取り付けられる。スライド３２とボルスタ６との間には、シェービング加工を行うための加工域Ｐが存在し、加工の際には、被加工物３６（図４）はこの加工域Ｐに保持される。そして、スライド３２が上下方向に移動されることによって、それに取り付けられたパンチ３４が被加工物３６に作用し、パンチ３６及びダイ８の協働によって、被加工物３６に後述するようにシェービング加工が施される。

クランク軸１２に関連して、駆動手段としての駆動用サーボモータ３８が設けられ、このサーボモータ３８がプレス装置本体２の後上部に配設されている。サーボモータ３８の出力部はクランク軸１２の軸部１６に直接的に、又は減速機構を介して駆動連結される。このように構成されているので、駆動用サーボモータ３８が正方向（又は逆方向）に回動されると、クランク軸１２が所定方向（又は所定方向と反対方向）に回転駆動され、コネクティングロッド２０を介してスライド３２が上下移動される。

駆動用サーボモータ３８はコントローラ５２によって作動制御される。図示のコントローラ５２は、例えば制御用のマイクロコンピュータから構成され、位置演算手段５４、速度演算手段５６、加工パターン生成手段５８、サーボ制御手段６０及び記憶手段６２を含んでいる。駆動用サーボモータ３８には、ロータリーエンコーダの如き角度位置検知センサ６４が設けられ、この角度位置検知センサ６４からの検知信号はコントローラ５２に送給される。

コントローラ５２の位置演算手段５４は、角度位置検知センサ６４からの検知信号に基づいてスライド３２の上下方向位置を演算し、速度演算手段５６は、角度位置検知センサ６４からの検知信号に基づいてスライド３２の上下方向移動の速度を演算する。また、記憶手段６２にはシェービング加工を行うための各種の加工パターンが登録されており、加工パターン生成手段５８は、記憶手段６２に登録された加工パターンに基づいて被加工物を加工するための加工パターンを生成する。更に、サーボ制御手段６０は、後述する如くしてプレス駆動用サーボモータ３８を作動制御する。

コントローラ５２に関連して、入力手段６４及び表示手段６６が設けられている。入力手段６４は、例えばテンキー、操作ボタンなどから構成され、運転の開始、停止などを入力操作するとともに、シェービング加工を行うための各種加工条件を入力し、入力された加工条件は記憶手段６２に記憶される。表示手段６６は、例えば液晶表示装置、ＣＲＴなどから構成され、入力手段６４により入力された加工条件、加工パターン生成手段５８により生成された加工パターンなどを表示する。

次に、図２及び図３をも参照して加工パターンについて説明すると、この実施形態では、シェービング加工のための加工パターンとして図２に示す通りのパターンが記憶手段６２に記憶されている。例えば、下死点位置を基準に、加工を開始するための加工開始位置及びシェービング加工を開始するシェービング加工開始位置（図３参照）が設定される。加工開始位置は、シェービング加工開始位置を考慮して設定され、上死点位置からこの加工開始位置までの間は、スライド３２は高速度で下降される。また、シェービング加工開始位置は、加工すべき被加工物３６の肉厚（厚さｔ）を考慮して設定され、このシェービング加工開始位置からシェービング加工用の加工パターンに基づいて被加工物３６に対するシェービング加工が行われる。

また、シェービング加工においては、図３に拡大して示すように、下死点に向けての往き工程と上死点に向けての戻り工程とが繰り返し遂行され、往き工程におけるスライド３２（換言すると、シェービング加工用パンチ３４）の移動量と、この往き工程後の戻り工程におけるスライド３２の移動量とが設定される。往き工程における移動量は、各往き工程におけるシェービング加工の加工量を考慮して設定され、また戻り工程における移動量は、各往き工程におけるシェービング加工の追込み量を考慮して設定され、この往き工程の移動量及び戻り工程の移動量から往き工程における追込み加工量が設定される。被加工物３６の材質にも影響されるが、往き工程における移動量は０．１５〜０．３ｍｍ、戻り工程における移動量は０．１〜０．３ｍｍ、また追込み加工量は０．０５〜０．３ｍｍであるのが好ましく、このような範囲に設定することによって、被加工物３６の表面をきれいにシェービング加工を行うことができる。例えば、往き工程における移動量が０．２ｍｍで、戻り工程の移動量が０．１ｍｍであると、追込み加工量は０．１ｍｍとなる。このような往き工程の移動量及び戻り工程の移動量は、入力手段６４によって入力され、入力された移動量は、コントローラ５２の記憶手段６２に記憶される。

このようなシェービング加工は、例えば、図４に示す形状の被加工物３６に対して行うことができる。図４において、被加工物３６はプレート状部材であり、この被加工物３６の一端部に貫通孔７２が設けられ、かかる貫通孔７２の内周面をシェービング加工するのに適用することができる。

従来のシェービング加工方法（一回の加工でもって貫通孔７２の内周面を加工する方法）では、被加工物３６を一回で加工するので、加工部位にて破断が生じ易く、このような傾向は片側の取り代が大きくなるほど発生し易くなり、それ故に、シェービング加工における取り代は片側０．１ｍｍ以下に設定される。これに対して、上述したように追込み加工するシェービング加工方法では、各往き工程（一回のシェービング加工）におけるシェービング加工の追込み加工量が少なく、加工部位における破断がほとんど発生せず、その結果、シェービング加工における取り代を大きくすることが可能となり、片側の取り代を０．３ｍｍ程度に設定しても所望の通りに仕上げることができ、被加工物３６のシェービングに加えて、貫通孔７２の位置精度をも高めることができる。

また、従来のシェービング加工方法では、歪みが蓄積されて横方向に変形し易く、被加工物の少なくとも一部に薄幅部が存在していると、加工の際にこの薄幅部が変形し易く、この変形傾向は被加工物３６の薄幅部の幅が小さくなるほど変形が発生し易くなる。シェービング加工する被加工物３６の材質にもよるが、例えば、被加工物３６の肉厚をｔ（ｍｍ）とすると、従来のシェービング加工方法では、被加工物３６の最薄幅部７４（最も幅の薄い部位）の幅Ｗ（ｍｍ）は、Ｗ＝１．０×ｔ（ｍｍ）程度であり、この幅（Ｗ）が（１．０×ｔ）より小さくなると、最薄幅部７４又はその近傍において歪みの蓄積によって加工変形が生じやすくなる。これに対して、上述したように追込み加工するシェービング加工方法では、各往き工程における追込み加工量が小さいので、歪みの蓄積がほとんどなく、被加工物３６の最薄幅部７４の幅（Ｗ）が薄くなっても加工変形が生じ難く、この最薄幅部７４の幅（Ｗ）が（０．５×ｔ）でも加工変形せず、この幅（Ｗ）が（０．３×ｔ）まで薄くなっても加工変形がほとんど発生せず、部品の小型化などによって最薄幅部７４の幅ＷがＷ＝（０．３×ｔ）まで小さくなってもシェービング加工を施すことができ、例えば肉厚が６ｍｍ程度の被加工物３６においては最薄幅部７４が２ｍｍ程度であっても所望の通りにシェービング加工を行うことができる。

上述したプレス装置におけるシェービング加工は、次のようにして行われる。入力手段６４により往き工程の移動量及び戻り工程の移動量などを入力すると、コントローラ５２の加工パターン生成手段５８は、記憶手段６２から加工パターンを読み出し、これの入力条件に基づいてシェービング加工用の加工パターンを生成し、サーボ制御手段６０は生成された加工パターンに基づいてプレス駆動用サーボモータ３８を制御して被加工物３６に対するシェービング加工が行われる。

加工に際して、プレス装置本体２の加工域８に被加工物３６が位置付け保持される。そして、かく保持した状態にて、プレス駆動用サーボモータ３８が正方向に回転駆動され、その駆動力がクランク軸１２、コネクティングロッド２０及び玉ねじ部材２４を介してスライド３２に伝達され、このスライド３２が上死点から下方に加工開始位置まで移動され、時刻Ｔ１において、この加工開始位置からシェービング加工が開始される。シェービング加工が開始されると、スライド３２が更にシェービング加工開始位置まで下降し、かかるシェービング加工開始位置まで加工すると、スライド３２に取り付けられたシェービング加工用パンチ３４が被加工物３６の貫通孔７２の内周部に作用し、被加工物３６に対するシェービング加工が開始される。

このシェービング加工中においては、図２及び図３に示す往き工程（下死点に向けての下方向移動工程）と戻り工程（上死点に向けての上方向移動工程）とが繰り返し遂行される。即ち、往き工程においては、プレス駆動用サーボモータ３８が正方向に回転駆動されてスライド３２が下方に移動され、例えば往き工程におけるおける移動量を０．２ｍｍに設定した場合にはこの設定移動量（０．２ｍｍ）下方に移動され、かかる往き工程においてパンチ３４が被加工物３６に作用して貫通孔７２の内周面のシェービング加工が行われる。一方、戻り工程においては、プレス駆動用サーボモータ３８が逆方向に回転駆動されてスライド３２が上方に移動され、例えば戻り工程における移動量を０．１ｍｍに設定した場合にはこの設定移動量（０．１ｍｍ）上方に移動され、パンチ３４が被加工物３６の加工部位から上方に幾分離れるようになり、この地点から次の往き工程におけるシェービング加工が行われるようになる。このように往き工程及び戻り工程を繰り返しながらシェービング加工が行われるので、一回の往き工程におけるシェービング加工の追込み加工量は、往き工程の移動量から戻り工程の移動量を減算した値、例えば０．１ｍｍとなり、このような小さな追込み加工量でもってシェービング加工を行うので、シェービング加工時に被加工物３６の加工部位に破断がほとんど発生せず、被加工物３６をきれいに加工することができる。

尚、被加工物３６に対するシェービング加工が終了すると、プレス駆動用サーボモータ３８が逆方向に回転され、例えばスライド３２が上方に上死点まで移動される。
上述した実施形態では、被加工物３６がプレート状部材であったが、例えば、図５に示すような形態のものでもシェービング加工を行うことができ、このときには、例えば図６及び図７に示すプレス装置が用いられる。図６は、被加工物の他の形態を示す斜視図であり、図６は、他の形態のプレス装置の一部を、スライドが上死点に位置するときの状態で示す部分断面図であり、図７は、図６のプレス装置を、スライドが下死点近傍に位置するときの状態で示す部分断面図である。

図５において、この被加工物３６Ａは全体が略コ字状又は略Ｕ字状であり、本体部８２と、この本体部８２の両端部から実質上垂直に延びる一対の端部８４，８６を有し、一対の端部８４，８６には貫通孔８８，９０が設けられており、これら貫通孔８８，９０の内周面をシェービング加工するために適用される。

図６を参照して、被加工物３６Ａをシェービング加工するためのプレス装置について説明すると、このプレス装置本体１０２の本体下部１０４に加工台１０６が設けられ、この加工台１０６の上面の加工域Ｐに被加工物３６Ａが載置保持される。この載置保持状態においては、被加工物３６Ａの本体部８２が加工台１０６の上面に接するように載置され、一方の端部８４が図６において左側に位置し、他方の端部８６が図６において右側に位置する。

この実施形態では、加工域Ｐの片側（この形態では、図６において左側）には、被加工物３６Ａの端部８４にシェービング加工を施すための第１パンチ１０８が配設され、この第１パンチ１０８は、本体下部１０４に取り付けられた第１支持部材１１０に加工域Ｐに近接及び離隔するように水平方向に移動自在に支持されている。また、加工域Ｐの他側には、被加工物３６Ａの他方の端部８６にシェービング加工を施すための第２パンチ１１２が配設され、この第２パンチ１１２は、本体下部１０４に取り付けられた第２支持部材１１４に加工域Ｐに近接及び離隔するように水平方向に移動自在に支持されている。

この本体下部１０４の上方にはスライド１１６が上下方向に移動自在に支持されている。このスライド１１６は、上述した実施形態と同様に、プレス駆動用サーボモータ（図示せず）によって上下移動され、シェービング加工の往き工程のときにはこのサーボモータの正方向の回転により下方に移動され、その戻り工程のときにはこのサーボモータの逆方向の回転によって上方に移動される。

このスライド１１６と第１パンチ１０８との間には、第１移動変換機構１１８が設けられている。この第１移動変換機構１１８は、第１昇降部材１２０と、この第１昇降部材１２０と第１パンチ１０８との間に介在された第１リンク部材１２２とを備え、第１昇降部材１２０がプレス装置本体１０２の所定部位１２１に上下方向に移動自在に支持され、第１リンク部材１２２の一端部がピン１２４を介して第１昇降部材１２０の下端部に旋回自在に連結され、その他端部がピン１２６を介して第１パンチ１０８の基部に旋回自在に連結されている。また、第１昇降部材１２０の先端部には頭部１２８が設けられ、スライド１１６の対応する部位には第１作用部１３０が設けられ、第１作用部１３０が第１昇降部材１２０の頭部１２８に作用する。更に、所定部位１２１には、第１昇降部材１２０の頭部１２８が収容可能であるように凹部１３２が設けられ、この凹部１３２に偏倚手段としてのコイルばね１３４が収容され、このコイルばね１３４は頭部１２８に作用して第１昇降部材１２０をスライド１１６に向けて弾性的に偏倚し、スライド１１６の第１作用部１３０が作用しないときには、このコイルばね１３４の作用によって、第１移動変換手段１１８は図６に示す状態に保持される。

このスライド１１６と第２パンチ１１２との間には、第２移動変換機構１３６が設けられている。この第２移動変換機構１３６は、上述した第１移動変換機構１１８と実質上同様の構成を有し、第２昇降部材１３８及び第２リンク部材１４０を備え、第２昇降部材１２０がプレス装置本体１０２の所定部位１４１に上下方向に移動自在に支持され、第２リンク部材１４０の一端部が第２昇降部材１３８の下端部に旋回自在に連結され、その他端部が第２パンチ１１２の基部に旋回自在に連結されている。また、第２昇降部材１３８の先端部には頭部１４２が設けられ、スライド１１６の対応する部位には第２作用部１４４が設けられている。更に、所定部位１４１には凹部１４６が設けられ、この凹部１４６に偏倚手段としてのコイルばね１４８が収容され、このコイルばね１４８は頭部１４２に作用して第２昇降部材１３８をスライド１１６に向けて弾性的に偏倚し、スライド１１６の第２作用部１４４が作用しないときには、このコイルばね１４８の作用によって、第２移動変換手段１３６は図６に示す状態に保持される。

スライダ１１６の下部には、加工域Ｐに位置する被加工物３６Ａを押圧保持するための押圧保持手段１５０が設けられている。この押圧保持手段１５０は、スライダ１１６に取り付けられた保持スリーブ１５２と、この保持スリーブ１５２内に装着された押圧部材１５４とを備え、この押圧部材１５４の押圧部１５６が保持スリーブ１５２の端壁を貫通して加工域Ｐに向けて延びている。また、保持スリーブ１５２内には偏倚手段としてのコイルばね１５８が収容され、このコイルばね１５８は押圧部材１５４を加工域Ｐに向けて下方に弾性的に偏倚し、保持部材１５４は、通常、図６に示す状態に保持される。

このプレス装置においても、例えば、上述した実施形態と同様にして形成された加工パターンに基づいてプレス駆動用サーボモータ（図示せず）が作動制御され、図２及び図３に示す往き工程と戻り工程とが繰り返し遂行されて被加工物３６Ａに対するシェービング加工が施される。このシェービング加工中においては、図７に示すように、スライダ１１６が下方に移動され、押圧保持手段１５０の押圧部材１５４の押圧部１５６が加工域Ｐの被加工物３６Ａの本体部８２の内側を押圧し、コイルばね１５８の弾性偏倚作用によって被加工物３６Ａを弾性保持する。また、このシェービング加工中においては、スライダ１１６の第１作用部１３０が第１移動変換機構１１８の第１昇降部材１２０の頭部１２８に当接保持されるとともに、第２作用部１４４が第２移動変換機構１３６の第２昇降部材１３８の頭部１４２に当接保持される。

そして、シェービング加工中の往き工程においては、プレス駆動用サーボモータ（図示せず）が正方向に回転駆動されてスライド１１６が下方に移動され、かかるスライド１１６の下方向移動によって第１及び第２移動変換機構１１８，１３６の第１及び第２昇降部材１２０，１３８が下方に移動され、これらの下方向移動が第１及び第２リンク部材１２２，１４０を介して第１及び第２パンチ１０８，１１２の水平方向移動に変換され、第１及び第１パンチ１０８，１１２は加工域Ｐに向けて移動される。かくすると、第１パンチ１０８は被加工物３６Ａの端壁８４の貫通孔８８の周縁部に作用するとともに、第２パンチ１１２は被加工物３６Ａの他方の端壁８６の貫通孔９０の周縁部に作用し、第１及び第２パンチ１０８，１１２によって被加工物３６Ａの端壁８４，８６の貫通孔８８，９０の内周面にシェービング加工を同時に施すことができ、このように同時にシェービング加工することによって、被加工物３６Ａの対向する貫通孔８８，９０の同軸度を高めることができる。

一方、シェービング加工中の戻り工程においては、プレス駆動用サーボモータ（図示せず）が逆方向に回転駆動されてスライド１１６が上方に移動され、これによって、コイルばね１３４，１４８の弾性復元力によって、第１及び第２昇降部材１２０，１３８が上方に移動され、更に第１及び第２リンク部材１２２，１４０を介して第１及び第２パンチ１０８，１１２が加工域Ｐから離れる方向に水平方向に移動され、被加工物３６Ａの端部８４，８６の加工部位から離れる方向に外側に幾分移動され、かく移動した地点から次の往き工程におけるシェービング加工が行われるようになる。

このようなプレス装置によるシェービング加工においても、上述した実施形態と同様に、スライド１１６の往き工程及び戻り工程を繰り返しながら第１及び第２パンチ１０８，１１２を水平方向に往き移動及び戻り移動を繰り返しながらシェービング加工を行うので、一回の往き工程（往き移動）における追込み加工量を少なくすることができ、これによって、加工部位における破断がはとんど発生せず、上述したと同様の効果が達成される。

上述した実施形態形態では、シェービング加工時に往き工程及び戻り工程が交互に連続して行われているが、このような加工方法に限定されず、往き工程と戻り工程との間に休止工程（即ち、スライド３２が一時的に保持される工程）を設けるようにしても同様の効果が達成される。

また、このように被加工物３６Ａの対向する端面８４，８６の貫通孔８８，９０を第１及び第２パンチ１０８，１１２によって両側から同時にシェービング加工を施すことによって、貫通孔８８，９０の内周面をきれいに仕上げることができるとともに、貫通孔８８，９０の同軸度を高精度に仕上げ加工することができる。特に、上述したシェービング加工方法では、一回の往き工程における追込み加工量が小さいので、シェービング加工における片側の取り代を従来に比して大きくすることができ、このことは、端壁８４，８６の貫通孔８８，９０の相対的位置が幾分ずれていてもシェービング加工によって高精度の同軸度を保つことができることを意味し、このようなシェービング加工を行うことによって、相互に対向する端部に設けられた貫通孔８８，９０の同軸度を高めることができ、例えば０．０２ｍｍ以下に加工することができる。

上述した実施形態では、駆動手段としてサーボモータを用いているが、サーボモータに代えて油圧シリンダ機構を用いるようにしてもよく、この場合、油圧シリンダ機構が直接的にスライドを駆動するようになる。

実施例及び比較例
上述したシェービング加工方法の効果を確認するために、図１に示す形態のプレス装置を用いて次の通りの加工実験を行った。実施例１として、被加工物として図４に示すプレート状部材を用いた。被加工物の材質は熱間圧延鋼板（ＳＰＨＣ）であり、その肉厚（厚さ）は６ｍｍであった。この被加工物の端部に内径１６ｍｍの貫通孔を形成し、この貫通孔の内周面を次の通りの加工条件でシェービング加工を行った。シェービング加工の往き工程における移動量を０．２ｍｍに、その戻り工程における移動量を０．１ｍｍに設定し、往き工程における追込み加工量を０．１ｍｍとした。また、シェービング加工による取り代を片側０．１５ｍｍとした。また、実施例２として、シェービング加工による取り代を片側０．３ｍｍとした以外は実施例１と同様の被加工物を用い、実施例１と同様の加工条件でシェービング加工を行った。

実施例１におけるシェービング加工後の貫通孔の内周面の状態は、図８（ａ）で示す通りであり、実施例２におけるシェービング加工後の貫通孔の内周面の状態は、図８（ｂ）で示す通りであった。特に、実施例１においては、被加工物の貫通孔の内周面を非常にきれいに加工することができ、この内周面の面粗度はＲａ１．６μｍ以下であり、通常のシェービング加工の面粗度の約１／４〜１／５に仕上がった。

比較例１として、往き工程における移動量を０．２ｍｍに、その戻り量を０．０２ｍｍに設定した以外は実施例１と同様の被加工物を用い、実施例１と同様の加工条件でシェービング加工を行った。比較例２として、往き工程における移動量を０．１ｍｍに、戻り工程における移動量を０．０２ｍｍに設定した以外は実施例１と同様の被加工物を用い、実施例１と同様の加工条件でシェービング加工を行った。比較例３として、往き工程における移動量を０．５ｍｍに、戻り工程における移動量を０．１ｍｍに設定した以外は実施例１と同様の被加工物を用い、実施例１と同様の加工条件でシェービング加工を行った。

比較例１におけるシェービング加工後の貫通孔の内周面の状態は、図８（ｃ）で示す通りであり、また比較例２及び３におけるシェービング加工後の貫通孔の内周面の状態は、図８（ｄ）及び（ｅ）で示す通りであった。これら比較例においては、いずれも貫通孔の内周面に破断状態が生じ、きれいに仕上げることができなかった。

本発明に従うシェービング加工方法を実施するためのプレス装置の一例を簡略的に示す断面図。 図１のプレス装置によってシェービング加工を施すときの加工パターンの一例を説明するための図。 図２の加工パターンの一部を拡大して示す図。 図１のプレス装置によってシェービング加工を施す被加工物を示し、図４（ａ）はその平面図で、図４（ｂ）はその正面図。 他の形態の被加工物を示す斜視図。 他の形態のプレス装置の一部を、スライドが上死点に位置するときの状態で示す部分断面図。 図６のプレス装置を、スライドが下死点近傍に位置するときの状態で示す部分断面図。 図８（ａ）及び（ｂ）は、実施例１及び２における被加工物の貫通孔の内周面の状態を写真で撮影した内容を示す図であり、図８（ｃ）〜（ｅ）は、比較例１〜３における被加工物の貫通孔の内周面の状態を写真で撮影した内容を示す図。

符号の説明

２，１０２ プレス装置本体
６ ボルスタ
８ ダイ
１２ クランク軸
３２，１１６ スライド
３４，１０８，１１２ パンチ
３６，３６Ａ 被加工物
３８ プレス駆動用サーボモータ
５２ コントローラ
５８ 加工パターン生成手段
１１８，１３６ 移動変換機構
１５０ 押圧保持手段
Ｐ 加工域

Claims (3)

1. プレス装置本体に取り付けられたボルスタと、前記ボルスタに近接及び離隔する方向に移動自在に前記プレス装置本体に支持されたスライドと、前記スライドを駆動させるための駆動手段と、前記ボルスタに取り付けられたダイと、前記スライドに取り付けられたパンチとを具備するプレス装置を用いて鋼板の表面形状を加工するシェービング加工方法であって、
   前記スライドが上死点から下死点に移動するまでの間に、前記下死点に向けて移動する往き工程と、前記上死点に向けて移動する戻り工程とが繰り返し遂行され、前記往き工程において前記パンチが前記鋼板に追込み作用してシェービング加工を行い、
   前記鋼板を加工する際における前記往き工程の移動量は０．１５〜０．４ｍｍであり、前記戻り工程の移動量は０．１〜０．３ｍｍであり、前記パンチによる追込み加工量は０．０５〜０．３ｍｍであることを特徴とするシェービング加工方法。
2. 前記鋼板の一部に貫通孔が設けられており、前記鋼板の前記貫通孔を規定する部位の最薄幅部の幅（Ｗ）は、（０．３×板厚）≦Ｗであることを特徴とする請求項１に記載のシェービング加工方法。
3. 本体部の両端から垂直に延びる一対の端部に設けられた貫通孔を有する鋼板をプレス装置本体の加工域に保持し、前記一対の端部の前記貫通孔をシェービング加工を行うシェービング加工方法であって、
   前記加工域の片側には、前記加工域に向けて水平方向に移動自在に第１パンチが配設され、また前記加工域の他側には、前記加工域に向けて水平方向に移動自在に第２パンチが配設され、更に、前記第１及び第２パンチを移動させるためのスライドが上下方向に移動自在に設けられ、更に前記スライドを駆動させるためのサーボモータが設けられ、前記スライドの上下移動が前記第１及び第２パンチの水平移動に変換されるように構成され、
   前記スライドが上死点から下死点に移動するまでの間に、前記下死点に向けて移動する往き工程と、前記上死点に向けて移動する戻り工程とが繰り返し遂行され、前記往き工程において前記スライドの移動が前記第１及び第２パンチの水平移動に変換され、前記第１及び第２パンチが両側から同時に前記鋼板の前記一対の端部の前記貫通孔に追込み作用してシェービング加工を行い、
   前記鋼板を加工する際における前記往き工程の移動量は０．１５〜０．４ｍｍであり、前記戻り工程の移動量は０．１〜０．３ｍｍであり、前記第１及び第２パンチによる追込み加工量は０．０５〜０．３ｍｍであることを特徴とするシェービング加工方法。

Images