JP6010743B1

JP6010743B1 - ヘミング金型

Info

Publication number: JP6010743B1
Application number: JP2015238030A
Authority: JP
Inventors: 阿久津　光男; 光男阿久津
Original assignee: 東栄工業株式会社
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2015-11-16
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2035-11-16
Also published as: JP2017087291A

Abstract

【課題】鋭角曲げした板材をヘミングする際に発生する、スラスト荷重を軽減させるため２〜３回に分けてつぶしていた作業を、１回の作業でつぶすヘミング金型を提供する。【解決手段】基ダイ７に、上下に摺動する上ダイ１と、前後に摺動する下ダイ２を取り付ける。上ダイ１の下降にともなって、第２傾斜面３と第１傾斜面４が摺動されることにより、下ダイ２はつぶす板材Ｗと一緒にスライドして後退し、スラスト荷重を軽減させながら、最も荷重のかかる曲げ部の中心が金型センターＣに移動する。これにより、１回でつぶすことができる。【選択図】図１

Description

発明の詳細な説明

本発明は、ヘミング加工のつぶし工程において、スラスト荷重を軽減させる為に２〜３回に分けてつぶし作業を行っていたものを１回でつぶす、ヘミング金型に関する。

鋭角曲げとつぶし工程を、金型交換をしないで行う一体型のヘミング金型は、図３に示すものがある。ダイホルダー２４の上面に取り付けられた基ダイ７に、上下動自在な上ダイ１が備えられている。上ダイ１はスプリングにより常に上方向に付勢されており、上面にＶミゾ２２が形成してある。Ｖミゾ２２とパンチ２３で、板材Ｗを鋭角に折り曲げる。鋭角に折り曲げられた板材Ｗを、上ダイつぶし面５と下ダイつぶし面６の間に入れ、Ｖミゾ２２にパンチ２３を直接係合して、上ダイ１をスラスト荷重Ｓ１、Ｓ２を軽減させるよう２〜３回上下させて押しつぶし加工、すなわちヘミング加工が行われるものである。（特許文献１）
特開平６−８７０２８号公報

前述図３に示す、従来のヘミング金型は、下側のダイホルダー２４は下部テーブル３０の押え金具２６で固定されている。ダイホルダー２４の上面に取り付ける基ダイ７は、ダイホルダー２４にボルトで固定されている。上側のパンチ２３は上部テーブルに取り付けられた中間板２８にパンチ固定ボルト２７で固定されている。

図３に示す、従来のヘミング金型の、板材を鋭角に折り曲げる角度は３０°である。この角度には機械のオープンハイト等の限界があり、該金型でつぶし加工するには比較的大きな角度である。２０°くらいであれば、押しつぶし時のスラスト荷重を受けにくいが、現在一般的に使用されている折り曲げ角度が３０°である為、以降は３０°で説明する。

板材Ｗを３０°に折り曲げた後工程の押しつぶし加工は、板材Ｗを上ダイつぶし面５と下タイつぶし面６の間に入れ、Ｖミゾ２２にパンチ２３を直接係合して行う為にパンチ２３とダイホルダー２４が一体化されている状態である。このためスラスト荷重の影響は受けにくい。

しかし、３０°に曲げた、鋭角曲げ端Ｗ２を基ダイ壁２９に押し当て、つぶしていくと、後側へのスラスト荷重Ｓ１は基ダイ壁２９で止められる為に、スラスト荷重Ｓ１の発生はないが、前側へのスラスト荷重Ｓ２が発生し、上ダイ１及びパンチ２３が前側にせり出てくる。

前側へのスラスト荷重Ｓ２が繰り返しかかることで、上ダイ支持用ストリッパーボルト１２及びパンチを固定している中間板２８のパンチ固定ボルト２７が金属疲労により破断し、作業者側に飛散することがあり、危険である。

前述のように、スラスト荷重はパンチ２３からダイホルダー２４までが係合され一体化された図３のヘミング金型では、完全に除去できない。よって、スラスト荷重による金型及び機械装置の損傷の危険を回避する為に、つぶし加工を２〜３回で行っている。

一方、鋭角曲げとつぶし工程をそれぞれ異なる金型で行うヘミング金型は、スラスト荷重を軽減させる為に、板材Ｗをつぶす面が前後に摺動する図４に示すものがある。固定ブロック３１に対して摺動可能に設けたスライダーブロック３２を有し、そのいずれか一方に油ミゾ３３が形成され、摺動抵抗を軽減させている。つぶし作業ではスラスト荷重Ｓ１、Ｓ２を軽減させるために荷重点Ａを目視で金型センター線Ｍに位置を合わせて、２〜３回で押しつぶし加工、すなわちヘミング加工が行われるものである。（特許文献２）
特開２００８−２００７５４

しかし、図４の金型は鋭角曲げ金型とつぶし専用金型を交換する必要があり、交換作業に手間がかかって面倒である。そして、このダイは一般的に使用されている定尺長さ８３５ｍｍで重さが３３ｋｇと非常に重く、作業者への負担が大きい。

また、図４の金型は図３のヘミング金型のように、パンチとダイを係合しない為、パンチにスラスト荷重が大きくかかり、前述図３のヘミング金型と同様に中間板２８に固定しているパンチ固定ボルト２７の破断を招き、危険である。このため、つぶしの荷重をかける位置を常に金型の中心で行う必要がある。あらかじめ別工程で鋭角曲げした板材Ｗをずらしながら、スライダーブロック３２のセンター線Ｍに目視で荷重点Ａを合わせ、スラスト荷重を軽減しながら、２〜３回でつぶし作業を行うのである。また、荷重点Ａを金型センター線Ｍに目視で合わせるのは困難である上、作業時間のかかる面倒な作業である。

また、この金型は板材Ｗの荷重点ＡをコイニングルーラーパンチＰが上から押さえる力を、板材Ｗを介して、スライダーブロック３２を前後に動かす力に変えているため、上から押さえる力が強くなる程スライダーブロック３２と固定ブロック３１の密着力が強まり、動きづらくなる。すなわち、板材のつぶれ具合とスライダーブロック３２の動きが円滑に摺動しないで、小刻みに移動するのである。板材のつぶれ具合に合った円滑な動きをする金型が求められている。この問題を特許文献２で示すものは、油ミゾ３３を設けて油を注入し、動きやすくはしているが、押さえる力が強くなる程に摺動しづらくなるという根本的な問題の解決には至っていない。

ヘミングのつぶし作業を２〜３回で行っていたものを、１回で行える金型。

元々、スラスト荷重の影響を受けにくい図３のヘミング金型に、後退する下ダイを組み込み、スラスト荷重を大幅に軽減した金型。

後退する下ダイを組み込んだヘミング金型の軽量化を計り、ダイホルダーにも取り付けられる金型。

板材をずらしながら、目視で金型センターに合わせる、面倒な作業を省く金型。

つぶし加工においては、よく知られているように、板材の斜面を押しつぶすと、スラスト荷重により板材が滑って作業者側に押し戻される為、作業者は押し出される板材を強い力で押さえつけなければならず、作業者の負担は著しく大きい為、同時にこの問題も解決した金型。

本発明の目的は上述の課題を解決するために考案したものである。同時に、スラスト荷重により、機械装置及び金型が破損することで、人身事故が起きない、安全な金型装置を提供することである。

図１を追いながら説明すれば、板材をヘミング加工する金型であって、該金型は、板材を載置する載置面を有する下ダイと、該下ダイの上側に位置し、板材を上方から押す下ダイとから構成され、前記下ダイは、前記載置面の一端から上方に向けて板材から離れる方向に傾斜し、かつ、板材の曲げ端部が当接する第１傾斜面を備えるとともに、下ダイを支持する基ダイに対してスライドさせるスライド機構を備え、前記上ダイは、板材を押圧するつぶし面と、前記下ダイに形成された第１傾斜面に沿う第２傾斜面を備えており、前記上ダイは全体を所定硬度で焼入れされており、前記上ダイのつぶし面は、平坦面部と該平坦面部の一端に形成される角度を備えており、少なくとも前記角部は、上ダイ全体の焼入れ硬度よりも高い硬度で焼入れ処理されていることを特徴とするヘミング金型。

上記のとおり、本発明によれば、板材をヘミング加工のつぶし工程において発生するスラスト荷重を軽減させるため２〜３回に分けてつぶしていた作業を１回で行うことが可能となる。鋭角曲げ金型と、スライダーブロック付きの重いつぶし専用金型との、金型交換が不要となる。また、金型センターに目視で合わせる面倒な作業も不要となるのである。

発明と実施する為の最良の形態

上記課題を解決するため、本発明は図１に示すように、第１傾斜面４を設けた下ダイ２のスプリング収納穴１０に下ダイスプリング８を入れて、基ダイ７に設置する。基ダイ７の後側から貫通穴１１に下ダイ支持用ストリッパーボルト９を通して、下ダイ２を常に前側に押し出しておくように支持する。

上ダイ支持用ストリッパーボルト１２に摺動カラー１３を取り付け、基ダイ７に設けた長穴１４に通し、上ダイネジ穴２０に固定し、上ダイ１が上下摺動可能に支持する。基ダイ７に設けられたスプリング通し穴１５に上ダイスプリング１６を下から入れ、上ダイ支持用ストリッパーボルト１２を介して上ダイ１が常に上方向に付勢されるように、スクリューネジ１７で止める。基ダイ７の下面にはダイホルダー固定用ネジ穴１８を設ける。基ダイ７の上面には、金型を連結した際に高さが同じになるように調整する、上ダイ高さ調整用ネジ１９を設ける。

パンチ２３がＶミゾ２２に直接係合され、上ダイ１が下降するにつれて、板材２４をつぶしていく。同時に第２傾斜面３と第１傾斜面４が摺動され、下ダイ２が板材Ｗと一緒にスライドして後退することで、スラスト荷重が大幅に軽減され、１回でつぶすことができる。

軽量化を計るための手段を記述する。
（イ）３０°曲げした板材をつぶし始める時、図５の荷重点Ａがかかる位置のＹ、Ｚ寸法が大きい方が、荷重が小さくてすむ。すなわち、板材が滑って作業者側に押し返す力が小さくなり作業しやすい。逆に、Ｙ、Ｚ寸法が小さいと、荷重点Ａには大きな圧力が必要となり、スラスト荷重も大きくなる為に、下ダイ２がスライドして後退しても、板材Ｗは下ダイ２と一緒に後退しないで滑って作業者側に飛び出し、つぶし加工ができないのである。
（ロ）しかし、Ｙ、Ｚ寸法を大きくすることは、下ダイ２の後退寸法も大きくなり、上ダイ１、下ダイ２、基ダイ７の金型全体が大きくなることであり、軽量化の妨げになるのである。
（ハ）すなわち、Ｙ、Ｚ寸法を小さくしても、板材Ｗが作業者側に滑って出なくすれば、小型軽量化できるのである。
（ニ）よく知られているように、ヘミング加工は大きな加圧を必要とする曲げであり、この大きな加圧により金型を破損させることも多い。その為に図３の３０°の割れやすい上ダイ１は、加圧ミスをしても、Ｖミゾ２２が割れて作業者側に飛散しないように、全体を所定硬度ＨＲＣ３２〜３６と低い硬度で焼入れ処理して（一般的な金型はＨＲＣ４３〜４８）、割れないようにしている。しかし、焼入れ硬度が低いと、上ダイつぶし面５と下ダイつぶし面６の間に板材を入れて押圧すると図５の荷重点Ａが板材Ｗに喰い込まず、滑って作業者側に飛び出し、つぶし加工ができない。
（ホ）この問題を解決するために、本発明品は、上ダイ１全体の焼入れ硬度は所定硬度で焼入れ処理し（ＨＲＣ３２〜３６）、上ダイつぶし面５の少なくとも角部２５に焼入れ深さ１〜３ｍｍ、ＨＲＣ５０以上の焼入れを、高周波またはレーザー焼入れで設ける。これにより上ダイつぶし面５の角部２５が板材Ｗに喰いついて滑らなくなり、ＹとＺの寸法を小さくすることができる。これにともない、金型全体が小型軽量化され、重量も定尺長さ８３５ｍｍで約２０ｋｇとなり、ダイホルダーに取り付けることも可能となる。また、最も割れやすいＶミゾ２２を所定硬度で焼入れ処理することで加圧ミス等により金型が割れて飛散しない、安全な金型となる。

第２傾斜面３と第１傾斜面４の角度は同一とする。この角度は板材Ｗの厚みにより変える。この角度はつぶしで最も荷重のかかる図６のＲ部の中心が金型センターＣに移動する角度とする。例えば厚板０．４〜１．６ｍｍの３０°曲げした板材であれば図５のＹ、Ｚ寸法は１０ｍｍが適当である。この時、図６のＲ部の中心が金型センターＣに移動する斜面角度は７９°が適当である。板厚１．７〜２．５ｍｍでは図５のＹ、Ｚ寸法は１３ｍｍが適当である。この時、図６のＲ部の中心が金型センターＣに移動する斜面角度は７７°が適当である。これにより３０°曲げした板材を第１傾斜面４の壁に押し当てて、つぶしていくと、最も加圧が必要な図６のＲ部の中心が金型センターＣに移動するので、いちいち目視で金型センターＣに合わせる必要がないのである。３０°曲げした板材Ｗが、下ダイ２と一緒にスラスト荷重を軽減させながらつぶしていくため、図３の上ダイ支持用ストリッパーボルト１２及び中間板パンチ固定ボルト２８にかかるスラスト荷重による負担は軽微である。

上記のとおり、本発明によれば、ヘミング加工のつぶし工程において発生するスラスト荷重を軽減させるために、２〜３回に分けて行っていた、つぶし作業を１回で行うことが可能で、作業時間を大幅に削減した、ヘミング金型となる。また鋭角曲げ金型と、スライダー付きの重いつぶし専用金型との型交換が不要となり、荷重点を目視で金型センターに合わせる面倒な作業も必要なくなる。なによりも危険なスラスト荷重を大幅に軽減した、安全な金型を供給できるのである。

本発明の縦断図面本発明の分解斜視図従来技術のヘミング金型の説明図従来のスライダーブロック付きヘミング金型の説明図本発明でつぶし工程をした時の荷重の説明図本発明でつぶし工程をした時の最も荷重のかかる位置の説明図

１．上ダイ
２．下ダイ
３．第２傾斜面
４．第１傾斜面
５．上ダイつぶし面
６．下ダイつぶし面
７．基ダイ
８．下ダイスプリング
９．下ダイ支持用ストリッパーボルト
１０．スプリング収納穴
１１．貫通穴
１２．上ダイ支持用ストリッパーボルト
１３．摺動カラー
１４．長穴
１５．スプリング通し穴
１６．上ダイスプリング
１７．スクリューネジ
１８．ダイホルダー固定用ネジ穴
１９．上ダイ高さ調整ネジ
２０．上ダイネジ穴
２１．下ダイネジ穴
２２．Ｖミゾ
２３．パンチ
２４．ダイホルダー
２５．角部
２６．ダイホルダー押え金具
２７．パンチ固定ボルト
２８．中間板
２９．基ダイ壁
３０．下部テーブル
３１．固定ブロック
３２．スライダーブロック
３３．油ミゾ
Ａ．つぶし工程で始めにかかる荷重点
Ｃ．金型センター
Ｍ．金型センター線
Ｐ．コイニングルーラーパンチ
Ｒ．つぶし工程で最も荷重がかかるＲ部の中心
Ｓ１．後側へのスラスト荷重
Ｓ２．前側へのスラスト荷重
Ｗ．板材
Ｗ２．鋭角曲げ端
Ｙ．３０°曲げした時のＹ寸法
Ｚ．３０°曲げした時のＺ寸法

Claims

板材をヘミング加工する金型であって、該金型は、板材を載置する載置面を有する下ダイと、該下ダイの上側に位置し、板材を上方から押す上ダイから構成され、前記下ダイは、前記載置面の一端から上方に向けて板材から離れる方向に傾斜し、かつ、板材の曲げ端部が当接する第１傾斜面を備えるとともに、下ダイを支持する基ダイに対してスライドさせるスライド機構を備え、前記上ダイは、板材を押圧するつぶし面と、前記下ダイに形成された第１傾斜面に沿う第２傾斜面を備えていることを特徴とするヘミング金型。