JP6365199B2

JP6365199B2 - 被加工物供給装置及び熱間プレス装置

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Publication number: JP6365199B2
Application number: JP2014205376A
Authority: JP
Inventors: 将成奥田; 英之大語; 光池田
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2014-10-06
Filing date: 2014-10-06
Publication date: 2018-08-01
Anticipated expiration: 2034-10-06
Also published as: JP2016073994A

Description

本発明は、高強度で難加工性の被加工物を加工する為、プレス内部に於いて被加工物を加熱する被加工物供給装置及び熱間プレス装置に関するものである。

被加工物をプレス成形するプレス加工の手法の一つとして、被加工物を加熱炉や高周波加熱装置等の加熱装置により所定の温度迄加熱し、熱により被加工物を軟化させた状態でプレス成形する熱間プレス加工がある。

熱間プレス加工は、加熱により被加工物が軟化することで、プレス成形に必要な動力を低減させることができるので、高強度で難加工性の被加工物のプレス成形を容易に行うことができる。

然し乍ら、通常加熱炉や高周波加熱装置等の加熱装置はプレス装置と離れた位置に設置されている為、被加工物を加熱後にプレス装置内部に搬送する必要があり、又プレス装置内で金型に対する被加工物の位置決めを行う必要があり、加熱後に即座にプレス成形を行うことができない。

従って、搬送及び位置決めが行われる間に加熱した被加工物の温度が低下することで、目標温度との誤差が生じ、所望のプレス成形を行うことができない場合があった。

尚、平板の熱間プレス装置として、中央に配置されたパンチと、該パンチの外側に配置された抜き絞りパンチと、該抜き絞りパンチの外側に配置された外形抜きダイと、該外形抜きダイの両側に配置された通電加熱用電極を有し、該通電加熱用電極をセットされた鋼板に接続し、該鋼板に通電して加熱した後、前記抜き絞りパンチと前記外形抜きダイとで鋼板を裁断してブランクを取得し、前記抜き絞りパンチと前記パンチとで前記ブランクにプレス加工を行う熱間プレス装置が、特許文献１に示されている。

特開２００７−２６０７６１号公報

本発明は斯かる実情に鑑み、被加工物の加熱後からプレス加工開始迄の時間を短縮し、該被加工物の温度低下を抑制する被加工物供給装置及び熱間プレス装置を提供するものである。

本発明は、レールを介して進退可能に設けられた台座部と、該台座部に載置された加熱部本体と、前記台座部を進退させる駆動手段と、前記加熱部本体より延出する電導部と、該電導部の先端部に形成され被加工物を加熱する加熱部と、前記台座部より延出する軸体と、該軸体の先端に設けられ前記加熱部の下方に位置する被加工物載置部とを具備し、該被加工物載置部は前面及び上下面が開放された枠部と、前記被加工物が載置され前記枠部の上面で開閉される被加工物載置プレートと、該被加工物載置プレートと係合離脱可能なプレート固定板と、前記被加工物載置プレートの下方に設けられたガイド筒とを有する被加工物供給装置に係るものである。

又本発明は、前記被加工物載置プレートは絶縁性及び耐熱性を有する被加工物供給装置に係り、又前記ガイド筒は下方に向って漸次縮径する倒立円錐台形状である被加工物供給装置に係るものである。

更に又本発明は、前記被加工物供給装置を具備し、該被加工物供給装置により加熱供給された被加工物をプレス加工する熱間プレス装置に係るものである。

本発明によれば、レールを介して進退可能に設けられた台座部と、該台座部に載置された加熱部本体と、前記台座部を進退させる駆動手段と、前記加熱部本体より延出する電導部と、該電導部の先端部に形成され被加工物を加熱する加熱部と、前記台座部より延出する軸体と、該軸体の先端に設けられ前記加熱部の下方に位置する被加工物載置部とを具備し、該被加工物載置部は前面及び上下面が開放された枠部と、前記被加工物が載置され前記枠部の上面で開閉される被加工物載置プレートと、該被加工物載置プレートと係合離脱可能なプレート固定板と、前記被加工物載置プレートの下方に設けられたガイド筒とを有するので、前記被加工物をプレス機内で加熱でき、加熱からプレス開始迄の時間を短縮することで前記被加工物の温度低下を抑制し、高温下での良好なプレス成形を行うことができる。

又本発明によれば、前記被加工物供給装置を具備し、該被加工物供給装置により加熱供給された被加工物をプレス加工するので、前記被加工物をプレス機内で加熱でき、加熱からプレス開始迄の時間を短縮することで前記被加工物の温度低下を抑制し、高温下での良好なプレス成形を行うことができるという優れた効果を発揮する。

本発明の実施例に係る熱間プレス装置の概略立断面図である。本発明の実施例に係る被加工物供給装置の動作を示す概略立断面図である。本発明の実施例に係る被加工物載置部の平面図である。本発明の実施例に係る被加工物載置部の立断面図である。本発明の実施例に係る被加工物載置部の側面図であり、（Ａ）は被加工物載置プレート上に被加工物が載置されている状態を示し、（Ｂ）は前記被加工物載置プレートが開放され前記被加工物が落下する状態を示している。（Ａ）〜（Ｄ）はガイド筒による被加工物の位置決めを説明する説明図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

先ず、図１、図２に於いて、本発明の実施例に係る熱間プレス装置１の全体構成について説明する。尚、図１、図２中では、紙面に対して左側が前側、紙面に対して右側が後側としている。

図１、図２中、２はプレス機加工部、３は供給装置を示し、前記プレス機加工部２と前記供給装置３はプレス機壁部４を挾んで設置されている。前記プレス機加工部２は、上下にスライドするスライダ５の下面に設けられた上金型６と、ベッド７の上面に設けられた下金型８とを有している。

前記プレス機壁部４には開口部９が形成され、該開口部９に隣接してテーブル１１が設けられ、該テーブル１１の上面に先端が前記開口部９を超えて突出するレール設置板１２が設けられている。該レール設置板１２上に前後に延在するガイドレール１３が設けられ、該ガイドレール１３上に前記供給装置３が進退可能に設けられている。

該供給装置３は、前記ガイドレール１３に摺動自在に設けられたレールスライダ１４と、該レールスライダ１４を介して前記ガイドレール１３上に設けられた台座部１５と、該台座部１５上に載置された加熱部本体１６と、該加熱部本体１６後方の前記レール設置板１２上に設けられた駆動手段であるエアシリンダ１７とを有しており、該エアシリンダ１７の伸長により前記加熱部本体１６が前記プレス機加工部２側に押され、又前記エアシリンダ１７の短縮により反プレス機加工部２方向に引張られることで、前記加熱部本体１６が前記台座部１５を介して前記ガイドレール１３上を進退する様になっている。

前記台座部１５の後端部には、シリンダ連結部１８が上方に向って突設され、該シリンダ連結部１８に前記エアシリンダ１７のシリンダロッド１９の先端が連結されている。又、前記台座部１５の前端部には、シャフト支持部２１が上方に向って突設され、該シャフト支持部２１には絶縁性材料、例えばプラスチック製の軸体であるシャフト２２が水平に連結されている。該シャフト２２は前記開口部９を通して前記プレス機加工部２内部迄延出しており、先端には被加工物載置部２３が取付けられている。尚、該被加工物載置部２３の下端位置は、前記下金型８の上端位置よりも僅かに高くなっていると共に、前記被加工物載置部２３は、プレス加工の際に降下した前記上金型６と接触しない様になっている。

又、前記加熱部本体１６の前面より電導部２４が前記被加工物載置部２３上迄延出している。前記電導部２４は、先端部を除いて絶縁物にて被覆され、先端部は上下２股に分岐すると共に、図３に示される様にそれぞれコイル状に形成された加熱部２５となっており、該加熱部２５は前記被加工物載置部２３の同心且つ直上に位置している。被加工物２６は前記加熱部２５の中心に非接触で挿入され、前記被加工物２６は前記被加工物載置部２３上に載置される。前記加熱部本体１６に内蔵された高周波電源（図示せず）より前記加熱部２５に高周波電流を印加することで、前記被加工物２６が誘導加熱される様になっている。

尚、図２は、前記台座部１５及び該台座部１５上に載置された前記加熱部本体１６が、前記エアシリンダ１７により押出され、前記プレス機加工部２方向へと前進した状態を示している。この状態では、前記被加工物載置部２３が前記下金型８の直上に位置する迄前記台座部１５及び前記加熱部本体１６が前進されている。

次に、図３〜図６に於いて、前記被加工物載置部２３の詳細について説明する。

図３に示される様に、該被加工物載置部２３は断面コの字状の枠部２７を有し、該枠部２７は前面及び上下面が開放されている。又、図５に示される様に、該枠部２７の対向する側面の内面に溝２８が刻設され、該溝２８に矩形のガイド筒設置プレート２９が挿入され、該ガイド筒設置プレート２９によりガイド筒３１が支持されている。

該ガイド筒３１は倒立円錐台形状であり、前記ガイド筒設置プレート２９の中央には前記ガイド筒３１の下端の外径よりも大きく、上端の外径よりも小さい円形の孔（図示せず）が穿設されており、前記ガイド筒３１が前記孔に嵌入されることで、前記ガイド筒３１が軸心が鉛直となる様に前記ガイド筒設置プレート２９に支持される様になっている。

又、前記枠部２７には、蝶番３２を介して一対の被加工物載置プレート３３，３３が回転自在に、且つ観音開きする様に設けられている。尚、該被加工物載置プレート３３，３３は前記枠部２７の上面を閉塞する様に設けられてもよく、図５の様に部分的に閉じる様に設けられてもよい。前記被加工物載置プレート３３，３３は絶縁性及び耐熱性を有する材料、例えばセラミックにて製作されており、該被加工物載置プレート３３，３３の下面にプレート固定板３４が設けられ、該プレート固定板３４に荷重が支持されることで閉状態が維持される。

尚、前記被加工物載置プレート３３は前記蝶番３２に限らず回転可能に支持されればよい。又、前記被加工物載置プレート３３は前記プレート固定板３４の係合が解除された状態で、自重により落下して開放状態のままとなる様にしてもよく、或は前記被加工物載置プレート３３の自重を支持する程度の弱いスプリングで閉状態を維持する様にしてもよい。

前記プレート固定板３４は、前記被加工物載置プレート３３と同様前記加熱部２５により誘導加熱されない様絶縁性を有し、又耐熱性を有する材料、例えばセラミックにて製作され、前記枠部２７の後面に形成された固定板挿通孔３５を介して前記枠部２７の内部に挿通されている。

前記プレート固定板３４の後端部には引張り部材３６が接続され、該引張り部材３６の他端にはソレノイド等の図示しないアクチュエータが接続されている。該アクチュエータが作動することで前記引張り部材３６を介して前記プレート固定板３４が後方へ引張られ、前記被加工物載置プレート３３，３３と前記プレート固定板３４との係合が解除され、前記蝶番３２，３２を介して前記被加工物載置プレート３３，３３が自重により前記枠部２７の上面を開放する様になっている。前記引張り部材３６は、ワイヤ等の屈撓自在な部材であってもよく、或はシャフト等剛性を有する部材であってもよい。

尚、前記引張り部材３６は前記加熱部２５により加熱された前記被加工物２６からの輻射熱により焼損しない様セラミック等の耐熱性材料とするのが望ましい。又、前記加熱部２５からの電磁誘導を受けない様に非磁性体であるのが望ましい。

又、前記プレート固定板３４の後端部が反プレス機加工部２側に延出し、前記引張り部材３６との接続部が熱源である前記被加工物２６と充分に離れている場合には、前記引張り部材３６に作用する輻射熱が僅かとなるので、該引張り部材３６をワイヤ等としてもよい。

次に、前記熱間プレス装置１を用いて前記被加工物２６のプレス成形を行う場合について説明する。

先ず、前記固定板挿通孔３５をガイドとして前記枠部２７内部に前記プレート固定板３４を挿入し、前記被加工物載置プレート３３，３３の下面に係合させ、該被加工物載置プレート３３，３３を閉状態に維持する。該被加工物載置プレート３３，３３上に前記被加工物２６、例えば円柱状の材料が載置され、環状の前記加熱部２５に囲繞される。前記材料としては、例えば難加工性のＮｉ基合金である。

該被加工物２６の載置後、前記エアシリンダ１７を伸長させ、前記シリンダロッド１９により前記台座部１５の前記シリンダ連結部１８が押出されることで、前記供給装置３が前記ガイドレール１３を介して前記プレス機加工部２内の所定位置へと前進される。

前記供給装置３の前記被加工物載置部２３が前記下金型８上の所定位置、即ちプレス位置迄前進すると、次に前記加熱部本体１６に内蔵された図示しない高周波電源により高周波電流が前記加熱部２５に印加され、該加熱部２５により前記被加工物２６が誘導加熱される。

この時、前記被加工物載置プレート３３，３３は絶縁性を有するので前記加熱部２５により誘導加熱されることがなく、又耐熱性を有するので加熱された前記被加工物２６からの輻射熱が遮断され、前記下金型８や前記被加工物載置部２３の他の部材が加熱されるのを防止している。

前記加熱部２５により所定時間、例えば１分程度加熱し、前記被加工物２６を約１０００℃迄上昇させた後、前記加熱部本体１６の電源（図示せず）が停止され、前記被加工物２６の加熱が停止される。

加熱の停止後、前記引張り部材３６に接続されたアクチュエータ（図示せず）が作動し、前記引張り部材３６を介して前記プレート固定板３４が後方へと引張られる。該プレート固定板３４と前記被加工物載置プレート３３，３３との係合が解除され、前記被加工物２６の自重により該被加工物載置プレート３３，３３を開放する（図６（Ａ）参照）。

該被加工物載置プレート３３，３３が開放されることで、前記被加工物２６が前記被加工物載置プレート３３，３３上から落下する。この時、該被加工物載置プレート３３，３３の下方には前記ガイド筒３１が前記ガイド筒設置プレート２９によって支持されており、前記被加工物２６は前記ガイド筒３１を通って前記下金型８上に落下し装填される（図６（Ｄ）参照）。落下の過程で前記被加工物２６と前記ガイド筒３１との芯がずれていた場合、或は前記被加工物２６の姿勢が傾いていた場合は、前記ガイド筒３１の内周面の傾斜に沿って滑落して位置が調整されると共に（図６（Ｂ）参照）、該ガイド筒３１の下端より落下する過程で前記被加工物２６の姿勢が整えられる（図６（Ｃ）参照）。

前記被加工物２６の装填後、再び前記エアシリンダ１７を作動させ、前記供給装置３を前記上金型６と前記下金型８の作動範囲外迄後退させる。この時、前記枠部２７の前面が開放されているので、該枠部２７が前記被加工物２６に接触することなく前記供給装置３が後退される。

最後に、前記上金型６と前記下金型８により加熱された前記被加工物２６をプレス成形することで、該被加工物２６の所望の形状へのプレス成形が完了する。

上述の様に、本実施例では、前記被加工物２６が載置された前記被加工物載置部２３が前記下金型８の所定位置に位置する様前記エアシリンダ１７により前記供給装置３を前進させた後、前記被加工物２６を前記プレス機加工部２内で加熱し、或は加熱状態を維持し、加熱後は前記被加工物載置プレート３３，３３上から前記下金型８上のプレス位置に落下させ、前記被加工物２６のプレス成形を行う様になっている。従って、加熱後の該被加工物２６を前記下金型８上のプレス位置迄搬送する工程が不要となり、加熱からプレス開始迄の時間の短縮を図ることができるので、前記被加工物２６の温度の低下を抑制でき、高温下での良好なプレス成形を行うことができる。

又、前記被加工物２６は前記被加工物載置プレート３３，３３上に載置され、前記上金型６及び前記下金型８とは非接触の状態で加熱されるので、前記被加工物２６を加熱する際に前記上金型６及び前記下金型８を加熱することがなく、変形するのを防止することができる。

又、前記被加工物載置プレート３３，３３が絶縁性及び耐熱性を有しているので、前記被加工物２６が加熱される際に共に誘導加熱されることがなく、又加熱された前記被加工物２６からの輻射熱を遮断することができ、前記被加工物載置部２３の他の部材が加熱され、変形破損するのを防止することができる。

更に、前記枠部２７内に倒立円錐台形状の前記ガイド筒３１を設けているので、前記被加工物２６が開放された前記被加工物載置プレート３３，３３より前記ガイド筒３１の内周面に沿って滑落し、該ガイド筒３１により位置決めされた前記被加工物２６が前記下金型８に装填される様になっている。従って、前記被加工物２６の載置位置がプレス位置からずれていた場合であっても誤差を修正できると共に、該被加工物２６の位置決めが不要となり、加熱からプレス開始迄の時間の短縮が図れ、該被加工物２６の温度低下を抑制することにより高温下での良好なプレス成形を行うことができる。

１熱間プレス装置２プレス機加工部
３供給装置６上金型
８下金型９開口部
１３ガイドレール１５台座部
１６加熱部本体１７エアシリンダ
２２シャフト２３被加工物載置部
２５加熱部２６被加工物
２７枠部３１ガイド筒
３３被加工物載置プレート３４プレート固定板
３６引張り部材

Claims

レールを介して進退可能に設けられた台座部と、該台座部に載置された加熱部本体と、前記台座部を進退させる駆動手段と、前記加熱部本体より延出する電導部と、該電導部の先端部に形成され被加工物を加熱する加熱部と、前記台座部より延出する軸体と、該軸体の先端に設けられ前記加熱部の下方に位置する被加工物載置部とを具備し、該被加工物載置部は前面及び上下面が開放された枠部と、前記被加工物が載置され前記枠部の上面で開閉される被加工物載置プレートと、該被加工物載置プレートと係合離脱可能なプレート固定板と、前記被加工物載置プレートの下方に設けられたガイド筒とを有することを特徴とする被加工物供給装置。
前記被加工物載置プレートは絶縁性及び耐熱性を有する請求項１の被加工物供給装置。
前記ガイド筒は下方に向って漸次縮径する倒立円錐台形状である請求項１又は請求項２の被加工物供給装置。
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の被加工物供給装置を具備し、該被加工物供給装置により加熱供給された被加工物をプレス加工することを特徴とする熱間プレス装置。