JP6752136B2 - トリミング装置及びトリミング方法 - Google Patents

Description

本発明は、成形品に形成されているスクラップ部を上刃と下パッドとで挟持した状態で剪断するトリミング装置及びトリミング方法に関する。

従来、プレス加工によって板状素材から成形品を得る場合は、この板状素材をプレス成形した後、このプレス成形材の縁部の不要部分（スクラップ部）をトリミング加工により切断分離する。プレス成形品をトリミング加工するに際しては、下刃と上パッドとでプレス成形品を挟持し、その状態で、上刃を下降させて剪断することでスクラップ部を分離除去する。

上刃を下降させてプレス成形品からスクラップ部を分離除去するとき、スクラップ部はプレス成形品に対し、上刃の押圧力で下方へ回転させる曲げモーメントが発生するため、剪断部分の上面側には引張荷重が作用し、下面側には圧縮荷重が作用する。

その結果、下刃がプレス成形品の下側を剪断するに際し、圧縮荷重を受けた剪断面はスクラップ側へ突出する駄肉が形成され、この駄肉が上刃で剪断（２次剪断）されることで、長い細糸状の切粉が発生し易くなる。特に、板状素材がアルミニュウム等のように比重の軽い材料である場合、剪断時に発生した細糸状の切粉は空気中に浮遊し易く、浮遊した糸状切粉が下刃と上パッドとの間に混入した場合、次のプレス成形材をトリミング加工するに際し、プレス成形品と下刃或いは上パッドとの間に細糸状の切粉が噛込まれて、製品にキズを付けてしまう不都合がある。

これに対処するに、例えば特許文献１（特開２００５−２８４３７号公報）には、下刃と上パッドとで挟持される、アルミニュウム或いはアルミニュウム合金板からなるプレス成形品のトリミング加工を行う部位を、斜め下方に５０°〜８０°曲げ形成することで、上刃でスクラップ部を剪断するに際し、このスクラップ部の下方への回転量を少なくして、スクラップ部分に発生する圧縮荷重を軽減することで、細糸状切粉の発生を抑制する技術が開示されている。

特開２００５−２８４３７号公報

しかし、上述した文献に開示されている技術では、プレス成形工程において剪断のために、スクラップ部分を予め下方へ曲げ形成しておく必要があり、成型工数が嵩んでしまうばかりでなく、成形品の形状が限定されてしまう不都合がある。

本発明は、上記事情に鑑み、トリミング加工に際し、成形品に対して細糸状切粉の発生を抑制するための曲げ加工を予め施す必要が無く、スクラップ部の形状的な制約を受けず、且つ、成型工数の削減を実現することができて、細糸状切粉の発生を抑制することのできるトリミング装置及びトリミング方法を提供することを目的とする。

本発明の第１は、成形品を下支持部と該下支持部に対して近接自在な上支持部とで挟持した状態で該成形品に形成されているスクラップ部を、前記下支持部の一側に設けた下刃と前記上支持部の一側方向に設けた上刃とによる剪断にて前記成形品から分離させるトリミング装置において、前記下支持部の外縁の前記上刃に対峙する位置に配設されて、前記スクラップ部を前記上刃とで挟持する下パッドと、前記下パッドを前記上刃の方向へ付勢する上方付勢部材と、前記下パッドを前記下刃の外周方向へ付勢して該下パッドの内周面を該下刃の外周に摺接させる内方付勢部材とを備える。

本発明の第２は、成形品を下支持部と上支持部とで挟持した後、該成形品に形成されているスクラップ部を前記下支持部の一側に設けた下刃と前記上支持部の一側方向に設けた上刃とによる剪断にて前記成形品から分離させるトリミング方法において、前記下支持部の外縁の前記上刃に対峙する位置に配設された下パッドと前記上刃とで前記スクラップ部を挟持し、前記上刃を、前記下パッドを上方へ付勢する上方付勢部材の付勢力に抗して下降させるに際し、該下パッドの内周面を前記下刃の外周に、内方付勢部材の付勢力によって摺接させる。

本発明によれば、上支持部の一側方向に設けた上刃と、下支持部の一側であって上刃に対峙する位置に配設された下パッドとでスクラップ部を挟持し、この上刃を、下パッドを上方へ付勢する上方付勢部材の付勢力に抗して下降させるに際し、この下パッドの内周面を下刃の外周に内方付勢部材の付勢力によって摺接させるようにしたので、剪断の際にスクラップ部は上刃と下パッドとに挟持された状態で下刃の外周にガイドされて下降するため、曲げモーメントが発生せず、従って、剪断面に駄肉が形成されず、駄肉を剪断することによる細糸状切粉の発生を抑制することができる。

その結果、トリミング加工に際し、成形品に対して細糸状切粉の発生を抑制するための曲げ加工を予め施す必要がなく、スクラップ部の形状的な制約を受けず、設計の自由度を増すことができると共に、成型工数の削減を実現することができる。

第１実施形態による待機状態を示すトリミング装置の概略構成図 同、トリミング加工状態を示すトリミング装置の概略構成図 同、図１のIII部拡大図 同、トリミング時の加工状態を示し、（ａ）は上刃がプレス成形品に当接した状態を示す断面図、（ｂ）は上刃と下パッドとでスクラップ部を挟持して剪断する初期状態の断面図、（ｃ）は（ｂ）の状態から剪断が更に進んだ状態の断面図、（ｄ）はスクラップ部を剪断した状態の断面図 第２実施形態を示し、（ａ）はトリミング装置の要部概略図、（ｂ）はスクラップ部を製品から剪断した状態の斜視図、（ｃ）は他の態様による（ｂ）相当の斜視図 第３実施形態による図３相当の断面図

以下、図面に基づいて本発明の一実施形態を説明する。

［第１実施形態］
図１〜図４に本発明の第１実施形態を示す。本実施形態によるトリミング装置１は、前工程で、プレス成形等によって形成された成形品（以下、本実施形態では「プレス成形品」と称する）Ｗから、その周縁に形成されているスクラップ部Ｗｓを剪断により分離除去するものである。

このトリミング装置１のベッド２上には、下支持部としての下受型３が載置固定されており、この下受型３の外縁の少なくとも一側に下刃３ａが形成されている。又、この下受型３の上方に、上支持部としての上パッド４が対峙されており、この上パッド４の外縁が、下受型３に形成されている下刃３ａの刃部３ｂ（図３参照）に対し、やや内側に沿って略相似形状に形成されている。

下受型３と上パッド４の対向面は、前工程でプレス成形されたプレス成形品Ｗの表面と同一形状に形成されており、トリミング加工に際しては、この対向面間でプレス成形品Ｗを狭圧して保持する。上パッド４の上面がスライド５に弾性部材６を介して吊下されており、このスライド５の上部が、図示しない昇降機構に連設するスライドプレート７に固設されている。上パッド４はスライドプレート７の昇降動作によって下受型３に対して近接離間される。

又、上パッド４の外縁であって、下刃３ａに対向する位置に上刃８が対峙されている。この上刃８は、上パッド４の外周を覆うように下方へ延在されているスライド５の外縁の底面に固設されている。この上刃８は刃部８ａ（図３参照）が、下受型３の刃部３ｂの外周に沿って形成されている。尚、図３に示すように、下受型３に形成されている刃部３ｂと上刃８との間には僅かな隙間が形成されている。

一方、ベッド２の外周に縦壁部２ａが、下受型３の外周に対して所定間隔を開けて形成されており、この縦壁部２ａと下受型３の外周との間に形成された空間に下パッド９が配設されている。図３に示すように、下パッド９は下受型３に形成された下刃３ａの外周に当接する形状に形成された内周面９ａ、及び下受型３に載置されるプレス成形品Ｗのスクラップ部Ｗｓに当接する形状に形成された上部受面９ｂが形成されている。尚、この下パッド９は下受型３に形成された下刃３ａに対応して形成されており、平面視においては放射状に分割された複数の部材で構成されている。

更に、下パッド９とベッド２との間に、下パッド９を上方へ付勢する上方付勢部材１０が介装され、又、下パッド９の外周と縦壁部２ａとの間に、下パッド９を下刃３ａの方向へ押圧して、この下刃３ａの外周に内周面９ａを摺接させる内方付勢部材１１が介装されている。この各付勢部材１０，１１は、圧縮ばね、ガススプリング、油圧スプリング等、弾撥力を有するものであれば良い。

次に、このような構成を有する本実施形態の作用について説明する。図１に示すようにトリミング装置１の上パッド４が下受型３から離間して上昇されている待機状態にあるとき、スライド５に対し弾性部材６を介して支持されている上パッド４は、プレス成形品Ｗに当接する底面がスライド５の外縁底面に固設されている上刃８よりも下方に突出されている。又、下受型３の外周に配設されている下パッド９の上面は、上方付勢部材１０の付勢力を受けて、プレス成形品Ｗが載置される下受型３の上面の延長上に連続した位置で保持されている。尚、この場合、下パッド９の上面が下受型３の上面のよりも上方へやや突出された状態で保持されていても良い。

待機状態にあるトリミング装置１の下受型３に対し、前工程で所定形状にプレス成形されたプレス成形品Ｗを載置すると、図示しない昇降機構の動作によりスライドプレート７が下降を開始する。すると、このスライドプレート７に固設されているスライド５に弾性部材６を介して支持されている上パッド４、及び、スライド５外縁の底面に固設されている上刃８が同時に下降し、先ず、上パッド４が下受型３に載置されているプレス成形品Ｗに当接されて、このプレス成形品Ｗを押圧し、下受型３とで狭圧する。その間、スライド５は下降を継続しているが、上パッド４との相対移動は弾性部材６の圧縮変形により吸収される。

次いで、スライド５の下降に伴い、その外縁の底面に固設されている上刃８の底面がプレス成形品Ｗの外周に形成されているスクラップ部Ｗｓに当接する。このスクラップ部Ｗｓは下パッド９の上面に当接されており、しかも、この下パッド９は上方付勢部材１０によって上方へ常時付勢されている。従って、上刃８の底面でスクラップ部Ｗｓを下方へ押圧すると、下パッド９は上方付勢部材１０の付勢力に抗して下降し、その反力によって、スクラップ部Ｗｓが挟持される（図３、図４（ａ）の状態）。

そして、更にスライド５が下降すると、上刃８と下パッド９との間でスクラップ部Ｗｓを挟持したまま、上刃８の刃部８ａと下刃３ａの刃部３ｂとで剪断し、スクラップ部Ｗｓをプレス成形品Ｗから次第に分離させる（図４（ｂ）〜（ｄ）の状態）。

その間、スクラップ部Ｗｓは下パッド９と上刃８とに常時挟持された状態で剪断方向にガイドされているため、このスクラップ部Ｗｓが剪断面を中心として下方へ回転することがない。従って、スクラップ部Ｗｓは曲げモーメントを発生させることなく剪断方向に対して平行に移動される。又、下パッド９は内方付勢部材１１の付勢力により内周面９ａが下刃３ａの外周を摺動するため、剪断に際し下刃３ａの外周面と下パッド９の内周面９ａとの間に隙間が形成されない。

その結果、剪断に際し、スクラップ部Ｗｓ全体に作用する曲げモーメントはもとより、プレス成形品Ｗと分離されるスクラップ部分に対しての局所的な回転も防止される。従って、剪断面に、従来のような曲げモーメントによって生じる駄肉が形成されず、駄肉が２次剪断されることによって生じる細糸状の切粉の発生を抑制することができる。

このように、本実施形態によれば、下刃３ａと上刃８との各刃部３ｂ，８ａとの剪断によってスクラップ部Ｗｓをプレス成形品Ｗから分離するに際し、このスクラップ部Ｗｓは下パッド９と上刃８とで常時挟持されて、剪断方向へガイドされると共に、下パッド９が内方付勢部材１１からの付勢力を受けて内周面９ａが下刃３ａの外周に常時押接されているため、スクラップ部Ｗｓが下方へ回転せず、スクラップ部分での局所的な回転も抑制される。

その結果、スクラップ部分に曲げモーメントによる駄肉が形成され難くなり、２次剪断による細糸状の切粉の発生を大幅に抑制することができる。そのため、プレス成形品Ｗがアルミニュウム、或いはアルミニュウム合金のように比重の軽い素材であっても、剪断の際に細糸状の切粉の発生が抑制され、トリミング装置１に噛込まれ難くなり、トリミング加工の生産効率を高めることができる。

従って、本実施形態によれば、従来のように、剪断時の回転を抑制するためにスクラップ部Ｗｓを下方へ予め曲げ形成しておく必要がなく、形状的な制約を受けず、設計の自由度を増すことができる。更に、スクラップ部Ｗｓに曲げ加工を施す必要がないため、成形工数の削減を図ることができる。

逆に、図３に示すように、スクラップ部Ｗｓを剪断により分離するに際し、下方への回転が防止されるため、上刃８の下降方向に直行する水平方向に対してスクラップ部Ｗｓが外周方向へ角度θだけ上方傾斜されている場合であっても、スクラップ部Ｗｓに駄肉が形成されず、２次剪断による細糸状の切粉の発生を抑制することができる。

［第２実施形態］
図５に本発明の第２実施形態を示す。図５（ａ）に示すように、本実施形態ではプレス成形品Ｗからスクラップ部Ｗｓを剪断する上刃８と、この上刃８とによってスクラップ部Ｗｓを挟持する下パッド９とを、各々対応した状態で、第１、第２分割上刃８ｂ，８ｃと第１、第２分割下パッド９ｃ，９ｄに分割したものである。そして、スクラップ部Ｗｓを剪断により成形品から分離した後、隣接する第１、第２分割上刃８ｂ，８ｃとの一方（本実施形態では第１分割上刃８ｂ）を下降させることで、スクラップ部Ｗｓを複数の分割スクラップ部Ｗｓａ，Ｗｓｂに細分割する。

又、図示しないが、第１分割上刃８ｂの第２分割上刃８ｃに対する対向面と、第２分割下パッド９ｄの第１分割下パッド９ｃに対する対向面には刃部がそれぞれ形成されている。更に、第１分割上刃８ｂには、その上面を押圧する油圧シリンダ等の押圧機構が連設されている。この押圧機構の動作により、第１分割上刃８ｂのみを下降させ、そのときの剪断により、図５（ｂ）に示すように、スクラップ部Ｗｓを分割スクラップ部Ｗｓａ，Ｗｓｂに細分割させる。

この場合、図においては、上刃８と下パッド９とを、それぞれ２分割した状態を示しているが、３分割以上であっても良い。例えば、上刃８とそれに対向する下パッド９とか３分割されている場合、中央の分割上刃の両側に刃部を形成し、その両側の分割下パッドに刃部を形成し、中央の分割上刃のみを押圧機構を介して下降させて、分割上刃の刃部と分割下パッドの刃部とによる剪断で、スクラップ部Ｗｓを、図５（ｃ）に示すように、分割スクラップ部Ｗｓａ，Ｗｓｂ，Ｗｓｃに３分割させることができる。

このように、本実施形態では、プレス成形品Ｗからスクラップ部Ｗｓを剪断により分離させた後、このスクラップ部Ｗｓを、分割スクラップ部Ｗｓａ，Ｗｓｂ（或いは、Ｗｓａ，Ｗｓｂ，Ｗｓｃ）等に細分割するようにしたので、面積の比較的大きなスクラップ部Ｗｓであっても、搬送、及び処分が容易になる。

［第３実施形態］
図６に本発明の第３実施形態を示す。本実施形態では、プレス成形品Ｗに形成されているスクラップ部Ｗｓに屈曲部Ｗｓｄを形成し、トリミング装置１（図１、図２参照）の上刃８と、それを、スクラップ部Ｗｓを介して受ける下パッド９とに、この屈曲部Ｗｓｄを挟持する上面受部８ｄと下面受部９ｅとを形成したものである。

本実施形態によれば、上刃８が下降してスクラップ部Ｗｓを下パッド９側へ押圧すると、先ず、この上刃８と下パッド９とに形成されている上面受部８ｄと下面受部９ｅとがスクラップ部Ｗｓの屈曲部Ｗｓｄを挟持する。

次いで、上刃８の刃部８ａと下刃３ａの刃部３ｂとによる剪断にて、スクラップ部Ｗｓがプレス成形品Ｗから分離される。その際、スクラップ部Ｗｓにプレス成形品Ｗ方向への引張荷重が発生して引き込まれようとしても、スクラップ部Ｗｓに形成した屈曲部Ｗｓｄが、上刃８と下パッド９とに形成されている上面受部８ｄと下面受部９ｅとで剪断方向への抜け止めがなされているため、スクラップ部Ｗｓの引き込みを有効に防止することができる。

その結果、本実施形態では、剪断時におけるスクラップ部Ｗｓの引き込みを防止するために、上刃８と下パッド９とでスクラップ部Ｗｓを強く挟持する必要がなくなる。従って、例えば、トリミング装置１に設定されている通常の板厚に対し、それよりも薄い板厚、或いは厚い板厚のプレス成形品Ｗに対するトリミング加工を一台のトリミング装置１で行うことが可能となり、高い汎用性を得ることができる。

１…トリミング装置、
２…ベッド、
２ａ…縦壁部、
３…下受型、
３ａ…下刃、
３ｂ…刃部、
４…上パッド、
５…スライド、
６…弾性部材、
７…スライドプレート、
８…上刃、
８ａ…刃部、
８ｂ…第１分割上刃、
８ｃ…第２分割上刃、
８ｄ…上面受部、
９…下パッド、
９ａ…内周面、
９ｂ…上部受面、
９ｃ…第１分割下パッド、
９ｄ…第２分割下パッド、
９ｅ…下面受部、
１０…上方付勢部材、
１１…内方付勢部材、
Ｗ…プレス成形品、
Ｗｓ…スクラップ部、
Ｗｓａ，Ｗｓｂ，Ｗｓｃ…分割スクラップ部、
Ｗｓｄ…屈曲部、
θ…角度

Claims (6)

1. 成形品を下支持部と該下支持部に対して近接自在な上支持部とで挟持した状態で該成形品に形成されているスクラップ部を、前記下支持部の一側に設けた下刃と前記上支持部の一側方向に設けた上刃とによる剪断にて前記成形品から分離させるトリミング装置において、
   前記下支持部の外縁の前記上刃に対峙する位置に配設されて、前記スクラップ部を前記上刃とで挟持する下パッドと、
   前記下パッドを前記上刃の方向へ付勢する上方付勢部材と、
   前記下パッドを前記下刃の外周方向へ付勢して該下パッドの内周面を該下刃の外周に摺接させる内方付勢部材と
   を備えることを特徴とするトリミング装置。
2. 前記上刃と前記下パッドとが互いに対応した状態で分割上刃と分割下パッドとに分割されており、
   互いに隣接する前記各分割上刃と前記各分割下パッドとの一方を下降させる際の剪断にて前記スクラップ部を細分割させる
   ことを特徴とする請求項１記載のトリミング装置。
3. 前記スクラップ部に屈曲部が形成されており、
   前記上刃と前記下パッドに前記屈曲部を挟持する上面受部と下面受部とが形成されている
   ことを特徴とする請求項１或いは２記載のトリミング装置。
4. 前記スクラップ部が外周方向へ上方に傾斜されている
   ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のトリミング装置。
5. 前記成形品はアルミニュウム或いはアルミニュウム合金からなるプレス成形品である
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のトリミング装置。
6. 成形品を下支持部と上支持部とで挟持した後、該成形品に形成されているスクラップ部を前記下支持部の一側に設けた下刃と前記上支持部の一側方向に設けた上刃とによる剪断にて前記成形品から分離させるトリミング方法において、
   前記下支持部の外縁の前記上刃に対峙する位置に配設された下パッドと前記上刃とで前記スクラップ部を挟持し、
   前記上刃を、前記下パッドを上方へ付勢する上方付勢部材の付勢力に抗して下降させるに際し、該下パッドの内周面を前記下刃の外周に、内方付勢部材の付勢力によって摺接させる
   ことを特徴とするトリミング方法。

Images