JP6032829B2 - プレス金型の型開き防止構造 - Google Patents

Description

本発明は、板状のワークを載せてセットする固定側の下型と、下型に対し昇降してワークをプレス成形する可動側の上型とで構成し、特に上型にワーク押えを昇降方向にスライド可能に備えたプレス金型において、プレス成形時に上型がワーク押えを挟んだ両側に型開きするのを防止する型開き防止構造に関する。

従来、この種のプレス金型は、たとえば自動車等のフレームを曲げ加工するために使用し、図５（Ａ）に示すように、下型本体１ａに設けた下型成形面１ｂの上に、例えば厚さ1.6mmの板状ワークｗを載せてセットする固定側の下型１と、下型１に対し昇降してワークｗをプレス成形する可動側の上型２とで構成し、特に上型２には、上型本体２ａの中央部に長さ方向に沿ってワーク押え３のガイド穴４を設け、このガイド穴４に、ワーク押え３を複数のガススプリング５で下型成形面１ｂに向け常時付勢して図中上下の昇降方向にスライド可能に配設する一方、ガススプリング５を組み付けた支持板６をガイド穴４の上側に被せて上型本体２ａにボルト７で固定し、該支持板６でワーク押え３をガススプリング５を介して支持した構造になっている。そして、プレス成形時、下型成形面１ｂの上にワークｗを載せてセットしてから、上型２を下型１に対して下降し、ワークｗのウェブ面をワーク押え３と下型成形面１ｂとの間で押え込みながら、更に上型２をガススプリング５の付勢力に抗して下降し、ダイ２ｂとパンチ１ｃによってフランジ部を押し込んでワークｗをハット型に曲げ成形するようになっている。

しかし、この従来のプレス金型では、ガススプリング５を組み付けた支持板６をガイド穴４の上側で上型本体２ａにボルト７で固定するが、上型２は、上型本体２ａの中央部が長さ方向にガイド穴４の開いた空洞になっている上に、図５（Ｂ）に示すように、ボルト穴８には、ボルト７のねじ部７ａをねじ込む上型本体２ａ側のねじ穴８ａと座ぐり８ｂとの間で支持板６にボルト７の軸部７ｂを挿通させる逃げ穴８ｃを穿設して隙間ｄの開いた構造になっているため、プレス成形時、上型２を下型１に対して下降し、ワークｗを押し込んで型締めすると、図５（Ａ）中鎖線で示すように、上型本体２ａのガイド穴４を挟んだ両側の型部が、例えば片側0.6mm程度も開いてしまい、その結果、上型２のダイ２ｂと下型１のパンチ１ｃとの間で型締めた際の反力によりワークｗが変形し、製品としての品質が低下するという問題があった。

そこで、従来のプレス金型の中には、図６および図７に示すように、上型２にガイド穴４を横断する補強リブ９を架設し、上型本体２ａにおいて、ガイド穴４を挟んだ両側の型部間を補強リブ９で繋いで一体性を補強することにより、プレス成形時に上型２の本体２ａがガイド穴４の外側に型開きするのを防止するようにしたものがある。

特開平１１−２６８０９５号公報 特開２００２−２１９５２８号公報

ところが、従来、上述したプレス金型の型開き防止構造では、上型２にガイド穴４を横断して補強リブ９を架設する一方、ワーク押え３を補強リブ９を境に２つに分割してガイド穴４に配設する構成になるため、ワーク押え３には、ガイド穴４内で潤滑油が必要となる接触面が８面に増加し、また、２つのワーク押え３・３間を連結部材３ａを用いて連結する必要もあり、その結果、構造が複雑化して部品点数が増加し、製品コストが高くなると共に製作工程数も増加して金型製作に手間がかかるという課題があった。

そこで、本発明の目的は、上述のようなプレス金型において、金型製作の工数が増えることのない簡略で安価な型開き防止構造によってプレス成形時に型開きが発生するのを防止することにある。

そこで、上述した課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、たとえば以下に示す図示実施の形態のとおり、下型本体１１に備えた下型成形面Ｐの上に板状のワークＷを載せてセットする固定側の下型Ｍ１と、該下型Ｍ１に対し昇降する可動側の上型Ｍ２とで構成し、該上型Ｍ２は、上型本体１５の中央部長手方向に、ワーク押え２０に合わせてガイド穴２５を開け、該ガイド穴２５に前記ワーク押え２０を付勢手段で前記下型成形面Ｐに向け常時付勢して昇降方向上下にスライド可能に配設する一方、該付勢手段を組み付けた支持板４０を、前記ガイド穴２５の上側に被せて前記上型本体１５に固定し、前記ワークＷのウェブ面を前記ワーク押え２０と前記下型成形面Ｐとの間で押え込みながら、前記上型Ｍ２のダイ３０と前記下型Ｍ１のパンチ１２によってフランジ部を押し込んで前記ワークＷを、長手方向両端が開口した断面コ形状の溝形をなす本体部と該本体部の両側面下縁からＬ状に曲げ延びるフランジ部とを有するハット型に曲げ成形するプレス金型Ｍにおいて、前記上型Ｍ２は、前記上型本体１５に前記支持板４０を固定するとき、該支持板４０が前記ガイド穴２５を間に挟んだ両側において前記上型本体１５と重なる位置に、前記支持板４０を貫通した第1穴４５ａと前記上型本体１５に穿設した前記第１穴４５ａと連通する同一穴径の第２穴４５ｂからなるノック穴４５を形成し、該ノック穴４５に、その穴径ｒと軸径ｓが同一又は締りばめで締めしろが寸法公差範囲のノックピン５０を圧入して前記支持板４０を前記上型本体１５に隙間なく緊結してなることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、上型は、支持板がガイド穴を間に挟んだ両側において上型本体と重なる位置に形成されるノック穴に、その穴径と軸径が同一又は寸法公差範囲大きいノックピンを圧入して支持板を上型本体に隙間なく緊結する構造であるため、プレス成形時に下型に対し下降して下型との間でワークを型締めするとき、上型本体のガイド穴を挟んだ両側の型部が外側に開こうとしても、そのとき上型本体側に作用する剪断力と支持板側に作用する剪断力をノックピンで受けて型開きするのを規制し、その結果、ワークの成形に必要十分なプレス荷重が加えられ、その結果、ワークを変形させることなくプレス加工することができ、以って、製品としての品質が低下するのを防止することができる。しかも、ワーク押えを従来のように分割しないで上型のガイド穴に配設する型開き防止構造であるため、ワーク押えに潤滑油の必要な接触面を増加させることなく、また、分割したワーク押えの間を連結部材で連結する必要がない簡略な構造であることから、それだけ部品点数や金型製作の工数を増やすことなく安価にプレス成形時の型開きを防止することができる。

（Ａ）は本発明の一例である型開き防止構造を適用したプレス金型をプレス状態において示す概略縦断面図、（Ｂ）は本発明の要部を拡大して示す部分拡大概略断面図である。 同プレス金型を、上型が下型に対し下降する前の状態で示す概略縦断面図である。 上型を示す概略平面図である。 プレス金型によってワークを曲げ成形する工程を（Ａ）・（Ｂ）・（Ｃ）の３段階に分けて示す概略縦断面図である。 （Ａ）は従来のプレス金型をプレス状態で示す概略縦断面図、（Ｂ）は従来のプレス金型のボルト止め位置を拡大して示す部分拡大概略断面図である。 型開き防止構造を備えた従来のプレス金型の上型を示す概略平面図である。 同プレス金型を示す概略縦断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態について説明する。

図１〜図４に本発明の一例である型開き防止構造を適用したプレス金型を示す。図示例のプレス金型Ｍは、固定側の下型Ｍ１と、下型Ｍ１に対し昇降してワークＷをプレス成形する可動側の上型Ｍ２とで構成する。

下型Ｍ１は、図２に示すように、ベース１０上に下型本体１１を固定してなる。下型本体１１上には、ワークＷを曲げ加工する製品の形状に合わせて凸形状をなすパンチ１２を固設し、パンチ１２の上面にワークＷを載せてセットする下型成形面Ｐを形成する。

上型Ｍ２は、図示省略した昇降駆動装置により鉛直上下方向に昇降する昇降部材１４に上型本体１５を固定して下向きに吊設する。上型本体１５は鋳鉄製で、図３でも示すように、中央部の長さ方向に、ワーク押え２０に合わせて細長いガイド穴２５を、図２中上下の昇降方向に開放して設け、このガイド穴２５の下側に、ガイド穴２５を挟んだ向い合わせに対称なダイ３０を固設している。この上型本体１５は、ガイド穴２５に、ワーク押え２０を複数の付勢手段のガススプリング３５…により下型成形面Ｐに向けて付勢した状態で、昇降方向上下にスライド可能に配設する。ワーク押え２０は、ガススプリング３５…に合わせて複数の挿入穴２１…を穿設している。ガススプリング３５は、細長い矩形状の鋼製の支持板４０に一列に並べて立設している。そこで、支持板４０は、ガススプリング３５をそれぞれワーク押え２０の挿入穴２１に挿設し、ワーク押え２０をガススプリング３５の付勢力で常時押し下げた状態で、ガイド穴２５の上側に被せて上型本体１５にボルト３９で固定する。そのとき、ボルト３９は、ガイド穴２５を間に挟んだ両側において、支持板４０が重なった上型本体１５に螺設した複数のボルト穴４１に螺着する。

ところで、本発明による上型Ｍ２は、上型本体１５に支持板４０を固定するとき、図３に示すように、支持板４０がガイド穴２５を間に挟んだ両側の長さ方向中間において上型本体１５と重なる対称位置に、穴径ｒが例えば16mmの一対のノック穴４５を形成する。このノック穴４５は、図１（Ｂ）に示すように、支持板４０を貫通した第1穴４５ａと、上型本体１５に穿設した第１穴４５ａと連通する同一穴径ｒの第２穴４５ｂとからなる。そこで、上型１５は、ノック穴４５に、その穴径ｒと軸径ｓが同一又は締りばめで締めしろが寸法公差範囲（例えば0.02mm）の鋼製ノックピン５０を圧入して支持板４０を上型本体１５に隙間なく緊結した構造になっている。

さて、上述した構成の図示プレス金型Ｍを用いてワークＷを曲げ成形し、製品として、例えば自動車用フレームをハット型に加工する場合は、図４（Ａ）に示すように、下型成形面Ｐの上にワークＷを載せてセットしてから、昇降駆動装置を作動して上型Ｍ２を下型Ｍ１に対して下降し、図４（Ｂ）に示すように、ワークＷのウェブ面をワーク押え２０と下型成形面Ｐとの間で押え込みながら、更に上型Ｍ２をガススプリング３５の付勢力に抗して下降し、図４（Ｃ）に示すように、上型Ｍ２のダイ３０と下型Ｍ１のパンチ１２によってフランジ部を押し込んでワークＷをハット型に曲げ成形する。

そこで、図示プレス金型Ｍによれば、上型Ｍ２は、ガイド穴２５を間に挟んだ両側の長さ方向略中間において、支持板４０が上型本体１５と重なった位置に形成されるノック穴４５に、その穴径ｒと軸径ｓが同一又は寸法公差範囲大きいノックピン５０を圧入して支持板４０を上型本体１５に隙間なく緊結するため、プレス成形時に下型Ｍ１に対し下降して下型Ｍ１との間でワークＷを型締めするとき、図１（Ａ）中鎖線で示すように、上型本体１５のガイド穴２５を挟んだ両側の型部が外側に開こうとしても、同図（Ｂ）に示すように、そのとき上型本体１５側に作用する剪断力Ｘと支持板４０側に作用する剪断力Ｙをノックピン５０で受けて型開きするのを規制し、その結果、ワークＷの成形に必要十分なプレス荷重が加えられ、その結果、ワークＷを変形させることなくプレス加工することができ、以って、製品としての品質が低下するのを防止することができる。

しかも、図示プレス金型Ｍでは、ワーク押え２０を従来のように分割しないで上型Ｍ２のガイド穴２５に配設する型開き防止構造であるため、ワーク押え２０に潤滑油の必要な接触面を増加させることなく、また、分割したワーク押えの間を連結部材で連結する必要がない簡略な構造であることから、それだけ部品点数や金型製作の工数を増やすことなく安価にプレス成形時の型開きを防止することができる。

なお、上述した図示例では、ワーク押え２０を付勢する付勢手段がガススプリング３５であったが、付勢手段は、ガススプリングに限らず、例えばコイルスプリングや板ばね等のばね部材の他、適宜の弾性力を有した弾性部材も含まれる。

Ｍ プレス金型
Ｍ１ 下型
Ｍ２ 上型
Ｐ 下型成形面
ｒ ノック穴の穴径
ｓ ノックピンの軸径
１１ 下型本体
１２ パンチ
１５ 上型本体
２０ ワーク押え
２５ ガイド穴
３０ ダイ
３５ ガススプリング（付勢手段）
４０ 支持板
４５ ノック穴
４５ａ 第１穴
４５ｂ 第２穴
５０ ノックピン

Claims (1)

1. 下型本体に備えた下型成形面の上に板状のワークを載せてセットする固定側の下型と、該下型に対し昇降する可動側の上型とで構成し、該上型は、上型本体の中央部長手方向に、ワーク押えに合わせてガイド穴を開け、該ガイド穴に前記ワーク押えを付勢手段で前記下型成形面に向け常時付勢して昇降方向上下にスライド可能に配設する一方、該付勢手段を組み付けた支持板を、前記ガイド穴の上側に被せて前記上型本体に固定し、前記ワークのウェブ面を前記ワーク押えと前記下型成形面との間で押え込みながら、前記上型のダイと前記下型のパンチによりフランジ部を押し込んで前記ワークを、長手方向両端が開口した断面コ形状の溝形をなす本体部と該本体部の両側面下縁からＬ状に曲げ延びるフランジ部とを有するハット型に曲げ成形するプレス金型において、
   前記上型は、前記上型本体に前記支持板を固定するとき、該支持板が前記ガイド穴を間に挟んだ両側において前記上型本体と重なる位置に、前記支持板を貫通した第1穴と前記上型本体に穿設した前記第１穴と連通する同一穴径の第２穴からなるノック穴を形成し、該ノック穴に、その穴径と軸径が同一又は締りばめで締めしろが寸法公差範囲のノックピンを圧入して前記支持板を前記上型本体に隙間なく緊結してなることを特徴とする、プレス金型の型開き防止構造。

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