JP5583798B2 - Reciprocating slider crank press device - Google Patents
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Description
本発明は、加熱された成形材料を成形固定金型および成形可動金型の組で挟んでプレス成形した後で、この成形材料を上記成形固定金型および成形可動金型の組によって加圧保持状態にしながら冷却する形状凍結を行う往復スライダクランクプレス装置に関する。 In the present invention, a heated molding material is sandwiched between a molding fixed mold and a molding movable mold and press molded, and then the molding material is pressed and held by the molding fixed mold and molding movable mold. The present invention relates to a reciprocating slider crank press apparatus that performs shape freezing to be cooled while being in a state.
従来、鋼鉄または熱可塑性樹脂からなる成形材料を所定の成形形状にプレス成形する際には、このプレス成形に必要な押圧力を少なくしながら成形材料の成形性を向上させるために、成形材料を前もって加熱してからプレス成形する(本明細書では、この工程を「ホットプレス」とも称する。)ことがある。ここで、成形材料を所定のプレス圧力でホットプレスした後には、この成形材料を上記ホットプレスのプレス圧力よりも大きなプレス圧力で加圧保持状態にしながら冷却させる(本明細書では、この工程を「形状凍結」とも称する。)ことが行われる。
なお、特許文献1には、ホットプレスおよび形状凍結を行うために油圧シリンダを使用する油圧プレス装置の記載がある。
Conventionally, when a molding material made of steel or thermoplastic resin is press-molded into a predetermined molding shape, in order to improve the moldability of the molding material while reducing the pressing force necessary for this press molding, the molding material is used. In some cases, the material is pre-heated and then press-molded (this process is also referred to as “hot pressing” in this specification). Here, after hot-pressing the molding material at a predetermined press pressure, the molding material is cooled while being kept in a pressurized state at a press pressure larger than the press pressure of the hot press (in this specification, this process is performed). (Also referred to as “shape freezing”).
Patent Document 1 describes a hydraulic press apparatus that uses a hydraulic cylinder to perform hot pressing and shape freezing.
ところで、ホットプレスおよび形状凍結を行うために使用される従来の油圧プレス装置においては、油圧シリンダによりホットプレスを行うための押圧力および形状凍結を行うための押圧力の両方を発生させる。このため、上記従来の油圧プレス装置には、ホットプレスおよび形状凍結の両方の工程において上記油圧シリンダに対して比較的多量の圧油の供給および排出を行う必要があり、この圧油の供給および排出によって油圧プレス装置の消費エネルギーが多くなるという問題があった。
本発明は、上記した問題を解決するものとして創案されたものであり、ホットプレスを行うための押圧力源とは別の油圧シリンダによって押圧力を発生させて形状凍結を行うことで、この形状凍結の際に油圧シリンダに多量の圧油の供給および排出を行う必要をなくして、上記形状凍結におけるプレス装置の消費エネルギーを減らすことを可能とするものである。
By the way, in the conventional hydraulic press apparatus used for performing hot press and shape freezing, both a pressing force for performing hot pressing and a pressing force for performing shape freezing are generated by a hydraulic cylinder. For this reason, in the conventional hydraulic press apparatus, it is necessary to supply and discharge a relatively large amount of pressure oil to and from the hydraulic cylinder in both the hot press and the shape freezing process. There is a problem that the energy consumption of the hydraulic press device increases due to the discharge.
The present invention was devised as a solution to the above-described problem, and this shape is generated by generating a pressing force by a hydraulic cylinder different from a pressing force source for performing hot pressing to freeze the shape. This eliminates the need to supply and discharge a large amount of pressure oil to and from the hydraulic cylinder during freezing, thereby reducing the energy consumption of the press device in the shape freezing.
本発明は、加熱された成形材料を成形固定金型および成形可動金型の組で挟んでプレス成形した後で、このプレス成形におけるプレス圧力よりも大きなプレス圧力が上記成形固定金型および成形可動金型の組によって成形材料にかけられた状態である加圧保持状態を実現させながら成形材料を冷却する形状凍結を行う往復スライダクランクプレス装置である。この往復スライダクランクプレス装置は、成形材料がセットされた成形固定金型に対して成形可動金型がセットされたスライダを押し付けるように駆動させることで、成形材料のプレス成形を実現させる往復スライダクランク機構と、成形可動金型とスライダとの間に取り付けられて、内部に充填された圧油によって成形材料に対するプレス圧力を調整する油圧シリンダと、上記形状凍結を行うために上記スライダをこのスライダがこれ以上押し出されない位置で所定の時間停止させるサーボ機構と、上記スライダが停止されている間、成形材料を上記加圧保持状態にするように上記圧油の供給および排出を行う油圧制御装置とを備えている。ここで、上記スライダがこれ以上押し出されなくなったときに成形可動金型が位置される押し出し位置は、上記プレス成形が完了されるときに成形可動金型が位置されるプレス成形完了位置よりも成形固定金型に近い位置に設定されている。また、上記往復スライダクランク機構は、上記成形材料のプレス成形を実現させた後に成形可動金型を上記プレス成形完了位置から上記押し出し位置に向けて押し出すことで、油圧シリンダ内の圧油を所定の油圧値に昇圧させて成形材料を上記加圧保持状態にすることを実現させる。また、上記油圧制御装置は、上記往復スライダクランク機構によって昇圧された油圧シリンダ内の圧油の油圧を判定し、この油圧の上記所定の油圧値に対する不足あるいは過剰に応じて圧油の供給あるいは排出を行うことで、成形材料を上記加圧保持状態にするように構成されている。
本発明によれば、プレス成形において往復スライダクランク機構により駆動されるスライダをサーボ機構により停止させ、上記スライダに取り付けられた油圧シリンダに対して油圧制御装置が圧油の供給および排出を行うことで、成形材料を加圧保持状態にして形状凍結を行うことが可能となる。ここで、上記油圧シリンダは、成形材料に対するプレス圧力を調整するものであり、成形可動金型とスライダとに挟まれて押し縮められることで内部の圧油をさらに昇圧することができるものである。このため、上記油圧シリンダは、プレス成形を実現させる油圧シリンダよりも小さく形成することができ、圧油の供給量および排出量をより少なくすることができる。これにより、成形材料の形状凍結の際に油圧シリンダに比較的多量の圧油の供給および排出を行う必要をなくして、上記形状凍結における消費エネルギーを従来の油圧プレス装置よりも少なくすることが可能となる。
In the present invention, after a heated molding material is press-molded with a pair of a molding fixed mold and a molding movable mold, a press pressure larger than the press pressure in this press molding is applied to the molding fixed mold and the molding movable. It is a reciprocating slider crank press device that performs shape freezing to cool a molding material while realizing a pressure holding state that is a state applied to the molding material by a set of dies. This reciprocating slider crank press device is a reciprocating slider crank that realizes press molding of a molding material by driving the slider in which a molding movable die is set against a molding fixed mold in which the molding material is set. mechanism and, mounted between the molding movable die and the slider, and a hydraulic cylinder for adjusting the press pressure for molding material by pressure oil filled inside, this slider the slider in order to perform the above-described shape fixability A servomechanism that stops at a position where it is not pushed out for a predetermined time; and a hydraulic control device that supplies and discharges the pressure oil so as to keep the molding material in the pressure holding state while the slider is stopped. It has. Here, the extrusion position where the movable mold is positioned when the slider is no longer pushed out is formed more than the press molding completion position where the movable mold is positioned when the press molding is completed. It is set at a position close to the fixed mold. Further, the reciprocating slider crank mechanism, after realizing the press molding of the molding material, pushes the molding movable mold from the press molding completion position toward the extrusion position, thereby causing the pressure oil in the hydraulic cylinder to be predetermined. The pressure is increased to the hydraulic pressure value, and the molding material is brought into the pressure holding state. Further, the hydraulic control device determines the hydraulic pressure of the pressure oil in the hydraulic cylinder boosted by the reciprocating slider crank mechanism, and supplies or discharges the pressure oil depending on whether the hydraulic pressure is insufficient or excessive with respect to the predetermined hydraulic pressure value. By performing the above, the molding material is configured to be in the above-described pressure holding state.
According to the present invention, the slider driven by the reciprocating slider crank mechanism in press molding is stopped by the servo mechanism, and the hydraulic control device supplies and discharges the pressure oil to and from the hydraulic cylinder attached to the slider. The shape can be frozen by holding the molding material under pressure. Here, the hydraulic cylinder adjusts the pressing pressure on the molding material, and can pressurize and compress the internal pressure oil by being sandwiched between the molding movable mold and the slider. . For this reason, the said hydraulic cylinder can be formed smaller than the hydraulic cylinder which implement | achieves press molding, and can reduce supply amount and discharge | emission amount of pressure oil. This eliminates the need to supply and discharge a relatively large amount of pressure oil to the hydraulic cylinder when the shape of the molding material is frozen, and can reduce the energy consumed in the shape freezing compared to the conventional hydraulic press device. It becomes.
以下に、本発明の一実施形態にかかる往復スライダクランクプレス装置10の構成について、図1ないし図3を用いて説明する。なお、以下において、成形固定金型および成形可動金型に絞り加工を実現させるための具体的な金型構造および形状凍結の際に使用される冷却水循環システムなど、本発明において付随的な構成については、その図示および詳細な説明を省略する。
往復スライダクランクプレス装置10は、図1に示すように、前もって所定の加熱温度(例えば1000[℃])に加熱された鋼板を成形材料90として、この成形材料90を往復スライダクランク機構13のプレス圧力でホットプレスし、その後で形状凍結を行うことで、絞り加工が施された成形品(図示省略)を製造する往復スライダクランクプレス装置である。ここで、成形材料90は、往復スライダクランクプレス装置10のフレーム本体10Aにボルスタ11Aを介して取り付けられた成形固定金型11の上にセットされる。
Below, the structure of the reciprocating slider
As shown in FIG. 1, the reciprocating slider
往復スライダクランク機構13は、フレーム本体10Aに軸支されたクランク13Aの回転により、このクランク13Aにコネクティングロッド13Bおよび連結ピン13Cを介して取り付けられたスライダ13Dを上下動させるように構成されている。ここで、スライダ13Dは、フレーム本体10Aに固定されたスライダガイド13Fにガイドされることで、このスライダガイド13Fに沿った所定の経路を上下動されるようになっている。
また、往復スライダクランク機構13には、この往復スライダクランク機構13のクランク13Aの回転を制御することで、上記スライダ13Dの上下動を制御することができるサーボ機構14が取り付けられている。このサーボ機構14は、往復スライダクランク機構13のクランク13Aに取り付けられた回転式位置検出器14Cによってクランク13Aの回転位置を検出し、その検出結果を制御コンピュータ14Dで処理して、この制御コンピュータ14Dによりクランク13Aを回転させるサーボモータ14Aの制御を行うようになっている。なお、クランク13Aとサーボモータ14Aとの間には、このサーボモータ14Aの回転速度を減速させてクランク13Aに伝達することを可能とする歯車減速機14Bが取り付けられている。
The reciprocating
The reciprocating
往復スライダクランク機構13のスライダ13Dには、油圧シリンダ22を有する油圧ピストン機構20を介して成形可動金型12がセットされている。この成形可動金型12は、上記スライダ13Dの上下動により成形材料90がセットされた成形固定金型11に対して上側から押し付けられるように駆動されることで、成形材料90のホットプレスを実現させるように構成されている。
なお、成形可動金型12には、フレーム本体10Aに形成されたスライドガイド10Bにガイドされるスライド部材12Aが一体化されている。これにより、成形材料90のホットプレスにおいて、成形固定金型11に対する成形可動金型12の位置ずれを抑えることができる。
The
The molding
油圧ピストン機構20は、その取り付けロッド23に形成された雄ネジ部23Aをスライダ13Dに形成された雌ネジ部13Eにねじ込むことで、スライダ13Dに取り付けられている。また、油圧ピストン機構20は、フレーム本体10Aに対して回転しないように取り付けられたウォーム軸20Bと、取り付けロッド23に一体に取り付けられてウォーム軸20Bと互いにかみ合わされたウォーム歯車20Aとを備えている。
そして、油圧ピストン機構20は、所定のハンドル(図示省略)によりウォーム軸20Bを回転させ、この回転をウォーム歯車20Aおよび取り付けロッド23の回転として伝達することで、この取り付けロッド23の雄ネジ部23Aの、スライダ13Dの雌ネジ部13Eに対するねじ込み深さを調整することができるように構成されている。これにより、スライダ13Dに対する成形可動金型12の上下位置を簡単に調整することが可能となる。
The
Then, the
油圧ピストン機構20の油圧シリンダ22には、図2に示すように、板状に形成された油圧ピストン21が隙間なくはめ込まれることで、内部に油圧室22Aが形成されている。この油圧室22Aには、その下部に設けられた圧油ポート口22Bを通して圧油80が充填されている。なお、油圧ピストン21には、この油圧ピストン21と油圧シリンダ22との間から圧油80が漏れ出すことを抑える複数本(例えば3本)のピストンリング21Aが設けられている。
そして、油圧シリンダ22は、その油圧室22Aが成形可動金型12および取り付けロッド23に挟まれてわずかに押し縮められる(図2の仮想線を参照)ことにより、内部の圧油80を昇圧させることができるようになっている。
As shown in FIG. 2, a
Then, the
ここで、油圧ピストン機構20の取り付けロッド23は、油圧ピストン21に対して固定されることなくこの油圧ピストン21を押圧部23Bの面で押圧することで、油圧室22Aを押し縮める力を発生させるようになっている。取り付けロッド23を油圧ピストン21に対して固定しないことで、取り付けロッド23のスライダ13Dに対するねじ込み深さを調整する際の取り付けロッド23の回転が油圧ピストン21および油圧シリンダ22に伝達されにくくなる。
なお、取り付けロッド23の押圧部23Bは、取り付けロッド23の他の部分と比べてより大径となるように形成されている。また、押圧部23Bは、油圧シリンダ22に複数本の取り付けボルト24Aによって締結されたカバー部材24に覆われている。このカバー部材24は、図2に実線で示すように、取り付けロッド23および油圧ピストン21が油圧シリンダ22から外れないように押圧部23Bを押さえる押さえ部材として機能するようになっている。
Here, the
Note that the
油圧シリンダ22の圧油ポート口22Bには、図3に示すように、油圧シリンダ22の油圧室22Aに対して圧油80の供給および排出を行う油圧制御装置30が接続されている。この油圧制御装置30は、油圧シリンダ22の油圧室22A内に充填された圧油80を油排出口30Bへ逃がすための制御弁31と、油圧室22Aに圧油80を供給するための圧油供給手段32と、この圧油供給手段32および制御弁31を油圧室22Aと繋ぐ管路30Cとを備えている。
圧油供給手段32は、この圧油供給手段32に接続された圧油供給制御回路32Aからの指令に応じて、圧油80を供給する際の吐き出し圧力を無段階で調節することができるように構成されている。なお、本実施形態の圧油供給手段32には、川崎重工業株式会社製の斜板形アキシャルピストンポンプK3VG63-13FRS-1EH4が使用されている。
As shown in FIG. 3, a
The pressure oil supply means 32 can adjust the discharge pressure when supplying the
制御弁31は、電磁アクチュエータをばね安全弁に取り付けたものである。このばね安全弁は、管路30Cを介して所定値(以下、「第1油圧値」とも称する。)を超える油圧がかかると一時的に開かれて、油圧室22Aおよび管路30C内の圧油80を油排出口30Bへ逃がし、油圧室22Aおよび管路30C内の油圧を第1油圧値以下にするように構成されている。また、上記電磁アクチュエータは、制御弁31に接続された制御弁制御回路31Aにより作動されて、上記ばね安全弁を強制的に開けることができるように構成されている。なお、上記電磁アクチュエータの作動が停止されると、上記ばね安全弁は、内蔵されたばねの弾発力により自動的に閉じるようになっている。
管路30Cには、油圧室22Aから圧油供給手段32に圧油80が逆流することを防ぐ逆止弁30Aが設けられている。また、管路30Cにおいて、逆止弁30Aと油圧室22Aとの間には、管路30C内の油圧を測定して制御弁制御回路31Aに出力する圧力センサー31Bが接続されている。
The
A
制御弁制御回路31Aは、圧力センサー31Bが出力する油圧(以下、「出力油圧」とも称する。)が所定の閾値(以下、「第2油圧値」とも称する。)を越えている間、油圧シリンダ22の油圧室22A内の油圧(以下、「油圧室油圧」とも称する。)が過剰になっていると判定して、制御弁31の電磁アクチュエータを作動させて制御弁31を強制的に開けるようになっている。これにより、油圧室22Aおよび管路30C内の油圧を第2油圧値以下にすることができる。
なお、上記第2油圧値は、制御弁制御回路31Aに付属された記憶媒体(図示省略)に、データとして記憶されている。このデータは、サーボ機構14(図1参照)の制御コンピュータ14Dによる書き換えが可能となっている。これにより、制御コンピュータ14Dは、回転式位置検出器14Cの出力に対応させて、油圧室22Aおよび管路30C内の油圧の上限を上述した第1油圧値以下の範囲で変更させることができる。
The control
The second hydraulic pressure value is stored as data in a storage medium (not shown) attached to the control
また、制御弁制御回路31Aは、上記出力油圧が上記第2油圧値以下の所定値(以下、「第3油圧値」とも称する。)を下回っている間、油圧シリンダ22の油圧室油圧が不足していると判定して、圧油供給制御回路32Aに指令信号および上記出力油圧を出力する。そして、圧油供給制御回路32Aは、上記制御弁制御回路31Aの出力を受けると、上記出力油圧よりも少しだけ大きな吐き出し圧力(例えば上記出力油圧の1.1[倍]〜1.2[倍]の吐き出し圧力)で圧油供給手段32を駆動させ、管路30Cおよび油圧室22Aに圧油80を供給する。これにより、油圧室22Aおよび管路30C内の油圧を上記第3油圧値以上にすることができる。
ここで、上記第3油圧値は、制御弁制御回路31Aに付属された記憶媒体(図示省略)に、上記第2油圧値とは別のデータとして記憶されている。このデータは、サーボ機構14(図1参照)の制御コンピュータ14Dによる書き換えが可能となっている。これにより、制御コンピュータ14Dは、上記第3油圧値により決定される圧油供給手段32の吐き出し圧力が上記第2油圧値を上回ることをなくすことができる。
Further, the control
Here, the third hydraulic pressure value is stored as data different from the second hydraulic pressure value in a storage medium (not shown) attached to the control
成形材料90のホットプレスおよび形状凍結を行う際の往復スライダクランクプレス装置10の動作を、主に図4および図5を用いて説明する。なお、以下の説明においては、成形材料90のセットなどの本発明において付随的な動作については、その詳細な説明を省略する。
成形材料90が成形固定金型11の上にセットされるときには、図4に示すように、成形可動金型12は、往復スライダクランク機構13のクランク13Aによってはこれ以上引き上げられない引き込み位置H1に停止されている。
The operation of the reciprocating slider crank
When the
また、油圧シリンダ22の油圧室22Aおよび油圧制御装置30の管路30Cには、前もって所定の油圧(以下、「初期油圧」とも称する。)で圧油80が充填されている。これにより、油圧シリンダ22の油圧室22Aは、図2に実線で示すような伸長状態となっている。
ここで、上記初期油圧の大きさ、および、上述した制御弁制御回路31Aに付属された記憶媒体に記憶される第2油圧値および第3油圧値は、「形状凍結に必要な油圧シリンダ22のプレス圧力」=「第2油圧値」>「初期油圧の大きさ」≧「第3油圧値」>「ホットプレスに必要な油圧シリンダ22のプレス圧力」の関係が成立するように前もって設定されている。また、上記初期油圧の大きさは、制御コンピュータ14Dの記憶媒体(図示省略)にデータとして記憶されている。
The
Here, the magnitude of the initial hydraulic pressure and the second hydraulic pressure value and the third hydraulic pressure value stored in the storage medium attached to the control
成形材料90が成形固定金型11の上にセットされると、サーボ機構14は、そのサーボモータ14Aにより、往復スライダクランク機構13のクランク13Aを、このクランク13Aによってはこれ以上スライダ13Dを押し下げることができない下死点位置に向けて回転させる。このクランク13Aの回転により、往復スライダクランク機構13は、そのスライダ13Dおよび成形可動金型12を下側の成形固定金型11に対して押し付けるように駆動させる。
そして、往復スライダクランク機構13は、成形可動金型12と成形固定金型11とに挟まれた成形材料90にホットプレスによるプレス絞り加工を施す。このプレス絞り加工は、本発明における「プレス成形」に相当する。なお、上記プレス絞り加工は、成形可動金型12を図4および図5に示すプレス成形完了位置H2にまで押し下げる間に行われる。
When the
Then, the reciprocating slider crank
ところで、往復スライダクランク機構13のクランク13Aは、図4および図5に示すように、成形可動金型12がプレス成形完了位置H2にまで押し下げられた直後の時点では、まだ上述した下死点位置に達していない。また、クランク13Aは、上記プレス絞り加工が完了された後も上記下死点位置に向かって回転を続け、成形可動金型12をプレス成形完了位置H2からさらに押し下げて、図5に仮想線で示すようなモーションカーブで押し出し位置H4にまで移動させようとする。
このとき、成形可動金型12は、成形材料90および成形固定金型11に当接されて、この成形材料90および成形固定金型11によって下側への移動が規制される。このため、成形可動金型12の実際のモーションカーブは、図5に実線で示すような形状となり、成形可動金型12の実際の押し出し位置H3は、上記した仮想的な押し出し位置H4よりも上に位置される。
Incidentally, as shown in FIGS. 4 and 5, the
At this time, the molding
上記した押し出し位置H3と押し出し位置H4とのずれ(以下、「ΔH」とも称する。)は、油圧シリンダ22の油圧室22Aが、クランク13Aがスライダ13Dを押し下げる力と、この力に対する成形材料90および成形固定金型11の反力とによって、ΔHと同じ長さだけ押し縮められる(図2の仮想線を参照)ことで吸収される。これにより、油圧シリンダ22は、その油圧室22A内の圧油80を上述した第2油圧値にまで昇圧させて、成形材料90にかかるプレス圧力をこの成形材料90の形状凍結に必要なプレス圧力(以下、「形状凍結圧力」とも称する。)と等しくなるまで増加させる。
なお、上記ΔHと上記プレス圧力の増加量との関係は、油圧シリンダ22の油圧室22Aおよび管路30Cの形状、および、圧油80の体積弾性係数および熱膨張率ならびに温度など、既知のパラメータにより決定されるものである。これにより、往復スライダクランクプレス装置10の各構成の形状および成形材料90ならびに圧油80の種類を適切に指定することで、成形可動金型12が押し出し位置H3にまで押し下げられたときの成形可動金型12のプレス圧力を、上記形状凍結圧力と等しくなるように設定することが可能となる。
The displacement between the push-out position H3 and the push-out position H4 (hereinafter also referred to as “ΔH”) is caused by the
It should be noted that the relationship between ΔH and the amount of increase in the press pressure is a known parameter such as the shape of the
サーボ機構14の制御コンピュータ14Dは、回転式位置検出器14Cから入力されるクランク13Aの回転位置が上述した下死点位置に達したときに、成形可動金型12が押し出し位置H3にまで押し下げられたと判定し、クランク13Aを上記下死点位置に停止させてスライダ13Dを停止させる。同時に、制御コンピュータ14Dは、往復スライダクランクプレス装置10の冷却水循環システム(図示省略)を作動させる。
これにより、成形材料90は、押し出し位置H3にまで押し下げられた成形可動金型12と成形固定金型11との間に挟まれて、上述した形状凍結圧力で加圧保持状態にされながら、上記冷却水循環システムにより冷却されて形状凍結が施される。なお、この形状凍結にかかる時間は、成形材料90の種類により異なるものの、例えば数[秒]〜10[秒]であり、制御コンピュータ14Dの記憶媒体(図示省略)に前もってデータとして記憶されている。
When the rotational position of the
As a result, the
ここで、制御コンピュータ14Dは、上記成形材料90の形状凍結の開始にあわせて、制御弁制御回路31Aに付属された記憶媒体に記憶された第3油圧値を、第2油圧値よりも少しだけ小さい値(例えば圧力センサー31Bの出力油圧により決定される圧油供給手段32の吐き出し圧力の大きさが第2油圧値と等しくなる場合の上記出力油圧の値)に書き換える。
これにより、油圧制御装置30は、成形材料90を上述した形状凍結圧力で加圧保持状態にするように圧油80の供給および排出を行う。この圧油80の供給および排出は、制御コンピュータ14Dが成形材料90の形状凍結が完了したと判断するまでの間続けられる。
Here, the
Thereby, the
上記圧油80の供給および排出について、より具体的に説明する。例えば、圧油80の漏れなどの理由により油圧シリンダ22の油圧室油圧が不足すると、成形材料90にかかるプレス圧力が上記形状凍結圧力よりも低くなる。この場合、上記油圧室油圧の不足を制御弁制御回路31Aが上記第3油圧値を閾値として判定し、油圧シリンダ22に対して油圧制御装置30の圧油供給手段32による圧油80の供給が行われる。そして、この圧油80の供給により、上記油圧室油圧が増加されて、成形材料90が上記形状凍結圧力で加圧保持状態とされる。
また、成形材料90の厚さが想定よりも厚く、油圧シリンダ22の油圧室22Aが想定よりも大きく押し縮められた場合などには、油圧シリンダ22の油圧室油圧が過剰となって成形材料90にかかるプレス圧力が上記形状凍結圧力よりも高くなる。この場合、上記油圧室油圧が過剰となっていることを制御弁制御回路31Aが上記第2油圧値を閾値として判定し、油圧シリンダ22に対して油圧制御装置30の制御弁31による圧油80の排出が行われる。そして、この圧油80の排出により、上記油圧室油圧が減少されて、成形材料90が上記形状凍結圧力で加圧保持状態とされる。
The supply and discharge of the
Further, when the thickness of the
上述した往復スライダクランクプレス装置10の動作によれば、上述したプレス絞り加工において往復スライダクランク機構13により駆動されるスライダ13Dをサーボ機構14の制御コンピュータ14Dにより停止させる。そして、スライダ13Dに取り付けられた油圧シリンダ22に対して油圧制御装置30が圧油80の供給および排出を行うことで、成形材料90を加圧保持状態にして形状凍結を行う。
ここで、油圧シリンダ22は、成形材料90に対するプレス圧力を調整するものであり、成形可動金型12とスライダ13Dとに挟まれて押し縮められることで内部の圧油80をさらに昇圧することができるものである。このため、油圧シリンダ22は、プレス成形を実現させるための従来の油圧シリンダよりも小さくすることができ、圧油80の供給量および排出量をより少なくすることができる。これにより、成形材料90の形状凍結の際に油圧シリンダ22に比較的多量の圧油80の供給および排出を行う必要をなくして、上記形状凍結における消費エネルギーを従来の油圧プレス装置よりも少なくすることが可能となる。
According to the operation of the reciprocating slider crank
Here, the
制御コンピュータ14Dは、その記憶装置(図示省略)に記憶された形状凍結にかかる時間のデータと、形状凍結の開始時点から現時点までの経過時間とから、成形材料90の形状凍結が完了するタイミングを判断する。そして、制御コンピュータ14Dは、上記タイミングにあわせてサーボモータ14Aを駆動させ、往復スライダクランク機構13のクランク13Aの回転を再開させる(図4参照)。これにより、成形可動金型12は、図4に示す引き込み位置H1に向かって引き上げられる。
なお、上記クランク13Aの回転は、クランク13Aが上述した下死点位置に位置された状態から再開され、クランク13Aがこのクランク13Aによってはスライダ13Dをこれ以上引き上げることができない上死点位置に達するまで続けられる。ここで、クランク13Aを下死点位置に停止させ、この下死点位置からクランク13Aの回転を再開させる動作を採用すると、クランク13Aの回転を再開させる瞬間にスライダ13Dおよび油圧ピストン機構20ならびに成形可動金型12を上下に動かす必要がなくなる。このため、クランク13Aの回転を再開させる際に必要となるサーボモータ14Aの駆動力が小さくなり、このサーボモータ14Aを小型化することが可能となる。
The
The rotation of the
また、制御コンピュータ14Dは、上記クランク13Aの回転の再開にあわせて、制御弁制御回路31Aに付属された記憶媒体に記憶された第2油圧値を、制御コンピュータ14Dの記憶媒体に記憶された初期油圧と同じ値に書き換える。同時に、制御コンピュータ14Dは、制御弁制御回路31Aに付属された記憶媒体に記憶された第3油圧値を、上記初期油圧よりも少しだけ小さい値(例えば圧力センサー31Bの出力油圧により決定される圧油供給手段32の吐き出し圧力の大きさが初期油圧と等しくなる場合の上記出力油圧の値)に書き換える。
そして、上記第2油圧値および上記第3油圧値の書き換えに伴い、油圧制御装置30は、その制御弁31によって油圧シリンダ22の油圧室22Aから圧油80を排出させる。このため、油圧ピストン機構20による成形材料90へのプレス圧力は、上記クランク13Aの回転の再開とほぼ同時に除荷される。これにより、クランク13Aの回転を再開させた直後において、往復スライダクランク機構13が油圧ピストン機構20から受けるプレス圧力の反作用の影響が低減される。
Further, the
Then, as the second hydraulic pressure value and the third hydraulic pressure value are rewritten, the
制御コンピュータ14Dは、図4に示すように、回転式位置検出器14Cから入力されるクランク13Aの回転位置が上述した上死点位置に達したときに、この上死点位置にクランク13Aを停止させてスライダ13Dおよび成形可動金型12ならびに油圧ピストン機構20を停止させる。このとき、成形固定金型11の上にセットされた成形材料90は、すでにホットプレスによるプレス絞り加工および形状凍結が施された成形品(図示省略)として完成されている。このため、往復スライダクランクプレス装置10においては、上記上死点位置にクランク13Aが停止されると、上記成形品の取り出しが行われて、次の成形材料90のホットプレスおよび形状凍結を行うための準備が行われる。
なお、上述した往復スライダクランクプレス装置10の一連の動作において、油圧シリンダ22の油圧室22Aおよび管路30C内の油圧は、上述した制御弁31のばね安全弁を開かせる第1油圧値を上回らないように制御される。このため、上記一連の動作が正常に行われている間は、制御弁31は、制御弁制御回路31Aの制御によってのみ開閉される。そして、上記制御弁31のばね安全弁は、往復スライダクランクプレス装置10に何らかの故障が発生して上記油圧室22Aおよび管路30C内の圧油80の油圧が上記第1油圧値を上回る異常な高圧となったときに、圧油80を油排出口30Bへ逃がすための安全弁として機能する。
As shown in FIG. 4, when the rotational position of the
In the series of operations of the reciprocating slider crank
本発明は、上述した一実施形態で説明した外観、構成に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、以下のような各種の形態を実施することができる。
(1)ホットプレスおよび形状凍結が行われる成形材料は鋼板に限定されず、例えば熱可塑性樹脂など、ホットプレスおよび形状凍結の各工程が行われる任意の成形材料に変更することができる。
(2)ホットプレスおよび形状凍結における具体的な設定条件は上述したものに限定されない。すなわち、例えば熱可塑性樹脂を成形材料としてホットプレスおよび形状凍結を行う際に形状凍結を行う時間を30[秒]程度に長くするなど、ホットプレスまたは形状凍結における具体的な設定条件を適宜変更することができる。
The present invention is not limited to the appearance and configuration described in the above-described embodiment, and various modifications, additions, and deletions can be made without changing the gist of the present invention. For example, the following various forms can be implemented.
(1) The molding material on which hot pressing and shape freezing are performed is not limited to a steel plate, and can be changed to any molding material on which hot pressing and shape freezing steps are performed, such as a thermoplastic resin.
(2) Specific setting conditions in hot pressing and shape freezing are not limited to those described above. That is, for example, when performing hot pressing and shape freezing using a thermoplastic resin as a molding material, the time for shape freezing is increased to about 30 [seconds], and specific setting conditions for hot pressing or shape freezing are appropriately changed. be able to.
10 往復スライダクランクプレス装置
10A フレーム本体
10B スライドガイド
11 成形固定金型
11A ボルスタ
12 成形可動金型
12A スライド部
13 往復スライダクランク機構
13A クランク
13B コネクティングロッド
13C 連結ピン
13D スライダ
13E 雌ネジ部
13F スライダガイド
14 サーボ機構
14A サーボモータ
14B 歯車減速機
14C 回転式位置検出器
14D 制御コンピュータ
20 油圧ピストン機構
20A ウォーム歯車
20B ウォーム軸
21 油圧ピストン
21A ピストンリング
22 油圧シリンダ
22A 油圧室
22B 圧油ポート口
23 取り付けロッド
23A 雄ネジ部
23B 押圧部
24 カバー部材
24A 取り付けボルト
30 油圧制御装置
30A 逆止弁
30B 油排出口
30C 管路
31 制御弁
31A 制御弁制御回路
31B 圧力センサー
32 圧油供給手段
32A 圧油供給制御回路
80 圧油
90 成形材料
H1 引き込み位置
H2 プレス成形完了位置
H3 押し出し位置
H4 押し出し位置
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記成形材料がセットされた前記成形固定金型に対して前記成形可動金型がセットされたスライダを押し付けるように駆動させることで、前記成形材料の前記プレス成形を実現させる往復スライダクランク機構と、
前記成形可動金型と前記スライダとの間に取り付けられて、内部に充填された圧油によって前記成形材料に対するプレス圧力を調整する油圧シリンダと、
前記形状凍結を行うために前記スライダを当該スライダがこれ以上押し出されない位置で所定の時間停止させるサーボ機構と、
前記スライダが停止されている間、前記成形材料を前記加圧保持状態にするように前記圧油の供給および排出を行う油圧制御装置と、
を備え、
前記スライダがこれ以上押し出されなくなったときに前記成形可動金型が位置される押し出し位置は、前記プレス成形が完了されるときに前記成形可動金型が位置されるプレス成形完了位置よりも前記成形固定金型に近い位置に設定され、
前記往復スライダクランク機構は、前記成形材料の前記プレス成形を実現させた後に前記成形可動金型を前記プレス成形完了位置から前記押し出し位置に向けて押し出すことで、前記油圧シリンダ内の前記圧油を所定の油圧値に昇圧させて前記成形材料を前記加圧保持状態にすることを実現させ、
前記油圧制御装置は、前記往復スライダクランク機構によって昇圧された前記油圧シリンダ内の前記圧油の油圧を判定し、当該油圧の前記所定の油圧値に対する不足あるいは過剰に応じて前記圧油の供給あるいは排出を行うことで、前記成形材料を前記加圧保持状態にするように構成されている、
往復スライダクランクプレス装置。 After the heated molding material is sandwiched between a pair of a fixed mold and a movable mold, press pressure greater than the press pressure in the press molding is applied to the fixed mold and the movable mold. A reciprocating slider crank press device that performs shape freezing to cool the molding material while realizing a pressure holding state that is a state of being applied to the molding material by a set,
A reciprocating slider crank mechanism that realizes the press molding of the molding material by driving the slider in which the molding movable mold is set against the molding fixed mold in which the molding material is set;
A hydraulic cylinder that is attached between the movable mold and the slider, and adjusts a pressing pressure on the molding material by pressure oil filled therein;
A servomechanism for stopping the slider for a predetermined period of time at a position where the slider is not pushed out further to perform the shape freezing;
A hydraulic control device for supplying and discharging the pressure oil so as to bring the molding material into the pressurized holding state while the slider is stopped;
Equipped with a,
The extrusion position where the movable mold is positioned when the slider is no longer extruded is more than the press completion position where the movable mold is positioned when the press molding is completed. It is set near the fixed mold,
The reciprocating slider crank mechanism, after realizing the press molding of the molding material, pushes the molding movable mold from the press molding completion position toward the extrusion position, thereby causing the pressure oil in the hydraulic cylinder to flow. Increase the pressure to a predetermined hydraulic pressure value to achieve the pressurization holding state of the molding material,
The hydraulic pressure control device determines a hydraulic pressure of the pressure oil in the hydraulic cylinder boosted by the reciprocating slider crank mechanism, and supplies the pressure oil according to whether the hydraulic pressure is insufficient or excessive with respect to the predetermined hydraulic pressure value. It is configured to bring the molding material into the pressurized holding state by performing discharge .
Reciprocating slider crank press device.
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