JPH07171636A - プレス装置における高速ニブリング機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プレス装置において、板金を曲線形状に打ち
抜き加工できるニブリング機構を提供する。 【構成】 プレス装置において、パンチを高速運転する
駆動源と、ワ−クを板厚方向を除く２方向に独立に移動
させ得るワ−ク搬送装置とから構成され、プレス加工を
行ないながら、平面内の２方向に微小な送りを行なうこ
とにより、ワ−クを曲線形状に加工するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプレス装置において、ワ
−クに自由な曲線形状を精度良く加工することのできる
高速ニブリング機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プレス装置の一つであるタレットパンチ
プレスでは、加工トン数や金型サイズの制約から、板金
に直径150mm以上の穴を１回で打ち抜くことはできない
のが通常である。そこで、従来は、比較的大きな穴を打
ち抜くためのものとして、ニブリング機構を付加し、打
抜き部分を部分的に重ね合わせながら連続的に打ち抜き
加工することにより、穴を打ち抜くことが行なわれてい
た。

【０００３】即ち、従来、板金に直径150mmの穴を打ち
抜く場合、例えば、図６に示すように、25φのパンチを
用いてパンチ部分を重ね合わせながら、24回パンチ加工
することにより穴を打ち抜いていたのである。

【０００４】然し乍ら、上記の加工では打ち抜き切断線
L₁，L₂が所謂ギザギザで、体裁が悪い上に危険な感じを
与えるため、直接人の目に触れるところには使えないと
いう問題点があった。

【０００５】このようなタレットパンチプレスの欠点を
カバ−するため、レ−ザ−加工機により穴を明けること
が行なわれるようになった。レ−ザ−加工によれば、レ
−ザ−光を集中させた部分が溶融し吹き飛ばされて切断
されるので、加工表面（又は加工周縁）にニブリング加
工のようなギザギザは形成されず、また、曲線加工も容
易にできるが、材料を溶融して切断するため、材料の光
吸収率のばらつきや溶融した材料を吹き飛ばす空気圧の
変動により、加工表面に波打ちが生じるのは避けられな
い。

【０００６】一方、タレットパンチプレスとレ−ザ−加
工機とを比較すると、タレットパンチプレスにより加工
された１個１個の穴は、0.01mm単位の精度で加工される
ので、直接軸を挿入することも可能であるのに対し、レ
−ザ−加工機による加工ではそのような高い精度を望む
ことはできない。

【０００７】従って、タレットパンチプレスばかりでな
く、一般のプレス加工機において、比較的容易にしかも
精度高く曲線加工できるようにすれば、プレス加工機の
用途は一層広がるものと考えられる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
従来技術に鑑み、プレス装置において、板金を曲線形状
に打ち抜き加工できるニブリング機構を提供すること
を、その課題とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
することを目的としてなされたもので、その構成は、プ
レス装置において、パンチを高速運転する駆動源と、ワ
−クを板厚方向を除く２方向に独立に移動させ得るワ−
ク搬送装置とから構成され、プレス加工を行ないなが
ら、平面内の２方向に微小な送りを行なうことにより、
ワ−クを曲線形状に加工するようにしたことを特徴とす
るものである。

【００１０】即ち、本発明の発明者は、タレットパンチ
プレスのようなプレス装置を用いて、プレス加工により
板金を曲線形状に打ち抜き加工できるようにすることを
目的として研究を重ねた結果、パンチを高速運転する
こと、板金をその板厚方向を除く２方向に個々に独立
して移動させ得るようにすること、の２点を満足させる
ニブリング機構を用いれば、前記の目的を達成できるこ
とを知得し、本発明を完成したのである。

【００１１】次に、本発明について詳細に説明する。 加圧力の発生源 油圧方式であれ、メカ方式であれ、プレス装置がパンチ
に高速運転可能な加圧力を発生させるために必要であ
る。メカ方式であれば、図１に示すクラッチ22と連結棒
24及びラム25とから成り、また、油圧方式であれば、油
圧シリンダが用いられる。但し、ここで、高速というの
は、毎分600〜2000回転程度を指す。従来のタレットパ
ンチプレスでニブリング加工を行なう場合は、毎分500
回程度であったが、本発明では好ましくはその２倍以上
の頻度で加圧するものとする。タレットパンチプレスの
ニブリング加工と本発明のニブリング加工との基本的な
差は、高速であることと、加圧力が少なくて足りること
である。因みに、本発明における加圧力はパンチの最大
径10mm、ワ−クの厚み３mmとして、10トン程度の加圧力
で足り、これは通常のタレットパンチプレスの1/2乃至1
/5程度である。

【００１２】エネルギの供給源 加圧力発生源に対して、エネルギを供給するモ−タやそ
の他の駆動源が必要であり、メカ方式であれば、図１に
示すモ−タ２とフライホイ−ル３が用いられ、油圧方式
であれば、油圧ユニットが用いられる。

【００１３】タレットパンチプレスに本発明の機構を搭
載する場合は、タレットパンチと本発明機構を同時に使
用することがないので、パンチとダイ等の共用化が可能
であり、複合化によるコストアップを最小限に抑えるこ
とが可能となる。尚、基本的に、タレットパンチプレス
より高速にし、加圧力を下げるので、エネルギ供給量に
差はない。

【００１４】構造体 加圧力の発生源を保持するためのフレ−ムや搬送装置の
架台などの構造体が必要となるが、タレットパンチプレ
スに搭載する場合は、タレットパンチプレスの構造体を
共用できる。

【００１５】金 型 ニブリング加工は、常に三日月形の抜きかすが出て、中
心軸に対して左右対称でない加圧力が発生しており、パ
ンチに大きな偏心荷重が加わるし、また、レ−ザ−加工
機による加工と同様な曲線形状の仕上がりを得るために
は、パンチの径を２〜10mm程度と極力小さくする必要が
あり、強度的に厳しい条件が求められるが、冷間鍛造等
の大きな加圧力が発生する金型に使われている公知の技
術で対応できる。例えば、超硬合金を使用すれば良い。

【００１６】但し、従来のタレットパンチプレスと比較
すると、ストリッパ−力を大きくして、確実に高速に動
かすようにしたり、高速化のためにストロ−クを最小化
したりするので、構造的にはかなり変わらざるを得な
い。特に、金型をタレット上に置いておくだけでは確実
性に問題が考えられるので、ラムに固定する構造を採る
ことが望ましい。

【００１７】また、金型を回転させるときには三角形又
は四角形の一部又は全部のコ−ナ−をＲ付きにしたパン
チを使えば、更に面粗度を上げることができる。

【００１８】金型保持具 上述したように、金型をタレット上に配置しても良い
が、高速の動きの中で、上下の金型が常に三日月形の抜
きかすを出しながら、中心軸に対して左右対称でない加
圧力が発生しているので、堅固に金型を保持しないと、
金型の寿命が短くなる。また、金型をタレット上に配置
すると、精度的に同心度が出しにくいので、上下の中心
軸を合わせた金型保持具に、金型を取り付ける構造を採
ることが望ましい。

【００１９】金型保持具を回転させるようにすることに
より、金型の最適な部分を使って加工することが可能と
なる。このための機構はタレットパンチプレスのオ−ト
インデックス機構と基本的に同じであって、非対称なパ
ンチを使って鋭角な角度が残るのを防止することができ
る。また、このニブリング加工は金型の刃に対して過酷
な負担を強いるので、円形のパンチでは、これを少しづ
つ回転させながら加工を行なうことにより、金型の寿命
を永くすることができる。そのための駆動源としてタレ
ットパンチプレスのタレットの回転駆動用のサ−ボモ−
タを使用すれば、安価に前記ニブリング加工用のパンチ
の角度の制御を行なうことが可能となる。

【００２０】搬送装置 板厚方向を除く平面内の２方向に自由に且つ独立に移動
できるもので、タレットパンチプレスの搬送装置と同様
のもので良い。例えば、サ−ボモ−タによりボ−ルネジ
を駆動して、ワ−クを搬送できるようにする。

【００２１】ワ−ククランプ装置 高速リブニングといっても、その中でより低速のニブリ
ングでは、従来のタレットパンチプレスと同様のワ−ク
クランプ装置が使用できる。原理的には、プレスが加工
していない間隙を狙ってワ−クを移動させるのである。
もし、金型がワ−クを貫いていて、抜け切っていないと
きに移動しようとすると、金型がワ−クを固定している
状態になり、ワ−クは移動できない。この状態で無理に
動作させれば機械が故障するので、金型がワ−クから抜
け終わったことの確認をとってから搬送装置が起動する
ように制御を行なう。

【００２２】しかし、更に高速化するには、上記のワ−
クが金型から抜け終った確認なしで動かす必要がある。
リブニング加工が例えば毎分1200回とすると、１秒間に
20回となり、１回のサイクルが0.05秒間になされなけれ
ばならず、上記の確認を待つ時間はなくなる。従って、
パンチがワ−クに挿入されたままでも、搬送装置が動か
せるようにするには、例えば、搬送装置の動作をワ−ク
のクランプ装置により瞬間的に逃がし（遊ばせ）、この
逃げ（遊び）分の動作をバネ力として蓄えて、パンチが
抜けたときに前記バネ力の解放によりワ−クを瞬間的に
動かすクランプ装置を使用すればよい。

【００２３】

【実施例】次に、本発明の実施例を図により説明する。
図１は本発明機構を搭載したタレットパンチプレスの一
例の斜視図、図２は図１の機構により直径150mmのニブ
リング加工を実施した例の円孔の平面図、図４は図１の
機構にパンチの回転機構を付加してニブリング加工を実
施した例の孔の平面図である。

【００２４】図１において、１はタレットパンチプレス
のフレ−ム、２は該フレ−ム１に装着したモ−タ、３は
同じくフライホイ−ル、４はモ−タ２の回転軸に取り付
けたプ−リで、このプ−リ４とフライホイ−ル３にＶベ
ルト５を掛け回してある。６は上側タレット、７は下側
タレット、８はタレットパンチ用のラム、９は該ラム８
に取り付けたパンチにプレス力を伝えるラムヘッド、10
はタレットパンチ、11はタレット駆動軸の上プ−リで、
以上により公知のタレットパンチプレスの一例の概略を
構成する。

【００２５】21は前記モ−タ２のプ−リ４の反対側に設
けたプ−リ、22はクラッチを具えたプ−リで、これらプ
−リ21，22にＶベルト23が掛け回されている。24はクラ
ンク軸、25はプ−リ22のクラッチの出力側に接続した連
結棒、26は該連結棒25に取り付けたラム、27は該ラム26
に取り付けたパンチ保持具、28は上金型であるパンチ、
29は前記パンチ保持具27に取り付けたパンチ回転用のプ
−リ、30はダイ保持具、31は該ダイ保持具30に取り付け
た下金型であるダイ、32はダイ保持具30に取り付けたダ
イ回転用のプ−リで、以上21〜32により本発明ニブリン
グ機構の一例を構成する。尚、図中、33は前記プ−リ11
と29に掛け回したタイミングベルト、34は図示しないが
タレット駆動軸の下プ−リとプ−リ32に掛け回したタイ
ミングベルトである。

【００２６】上記の本発明高速ニブリング機構を搭載し
たタレットパンチプレスの作用は次のとおりである。パ
ンチ28に直径４mmの円形のパンチを用い、直径150mmの
リブニング加工を行なったところ、図２に示すとおりで
あった。この加工では加工面に微小な突起Ｐが残ってい
るが、図３の拡大図に示すように、前記突起Ｐは最大で
も0.16mmに過ぎず、それも毎分1200回の頻度で加工する
ことにより、15秒間で加工を完了する。この加工速度は
1.9ｍ/分で、レ−ザ−加工機の加工速度と略同等であ
り、図６に示す従来のニブリング加工に比べて、加工速
度は遅くなっているが、エッジの角度は図６に示すもの
が99度であるのに対し135度（図３参照）で、面粗度は
格段に向上している。従って、人の目に触れる部分に使
用する部品としても使用できる。

【００２７】然し乍ら、上記の方法では、どれだけピッ
チを縮めて加工しても、円と円が重なったときに、エッ
ジ角を180度乃至はそれ以上にすることは不可能であ
る。これを改善するため、パンチ28の形状を円形ではな
く、図５に示すように、１辺が10mmの正方形をベ−スに
してその２つの角部にＲを付けたパンチ28を使用し、パ
ンチ回数120回/秒でニブリング加工を行なった。図４は
この加工による孔の平面図である。このパンチ28の使い
方は、そのまま打ち抜いて行くのではなく、ワ−クを１
ピッチの送りづつ（この場合、150mmの直径の円周上を
３度づつ）回転させながら打ち抜くのであるが、１ピッ
チ毎にパンチも同じ角度だけ回転させながら加工を行な
って行く。この方法によれば、エッジの発生はなく、切
断線のつなぎ部分の角度は183度と、エッジのない滑ら
かな加工面が形成された。

【００２８】図５のパンチ28によるニブリング加工にお
いては、パンチの回転機構を利用して中央上部（12時位
置）で加工するときに、−1.5度（逃げ角）逃がし、毎
回パンチを３度ずつ回転させた。この逃げ角度を設けた
理由は、もし、図５のパンチ28の直線部を円弧の接線と
平行にして加工して行くと、所定の円より大きな孔が開
いてしまうからである。尚、前記の逃げ角度を設けない
で、パンチのセンタ−を円の内側に採るようにしても良
い。この調整量は、直線加工のときには０で良いが、小
さな円になればなるほど大きくなるので、微調整が必要
となる。

【００２９】上記のようにパンチの回転機構を装備した
ものの優れた点は、パンチを回転させないものでは、パ
ンチ径以下のＲ加工は不可能であるのに対し、角部のＲ
を小さくすることにより、いくらでも小さいＲ加工が可
能である点である。但し、この場合、90度以下の鋭角な
切り込みやスリットは加工できない。

【００３０】上記実施例においては、本発明ニブリング
機構をメカ方式のタレットパンチプレスに搭載する例に
ついて述べたが、油圧方式のものに搭載しても良いした
り、また、他のプレス機に搭載したり、単独で使用する
ようにしても良い。

【００３１】また、上記例では、モ−タとフライホイ−
ルにタレットパンチプレスのものを用いたが、別個のモ
−タとフライホイ−ルを用いるようにしても良い。この
場合は、既存の機械に取り付けるのに好適である。

【００３２】

【発明の効果】本発明は上述のとおりであって、パンチ
を高速運転する駆動源と、ワ−クを板厚方向を除く平面
内の２方向に独立に移動させ得るワ−ク搬送装置とから
構成され、プレス加工を行ないながら、平面内の２方向
に微小な送りを行なうことにより、ワ−クを自由な曲線
形状に加工するようにしたから、従来レ−ザ−加工機に
比べ劣るとされていた曲線加工が自由に可能となるばか
りでなく、従来のリブニング加工では、ニブリング後の
断面にエッジが残されて体裁が悪くなり、人目に触れる
場所で用いる部品等には適さなかったが、前記エッジが
殆ど残らないで、体裁が良好となって、人目に触れる場
所で使用する部品にも適用できる。

【００３３】また、本発明機構をタレットパンチプレス
に搭載した場合は、 フレ−ムや搬送装置、モ−タや制御系等、共用でき
る部分が多いので、機能の多様化に比べ、コスト的に有
利であるし、メンテナンスも容易である。 タレットパンチプレスは再現性の高い加工に優れ、
本発明のニブリング機構は自由な曲面形成に優れるの
で、互いの不得手な部分を補完できる。 エネルギ消費量は、低速で大きな力を発生するタレ
ットパンチプレス時と、高速で小さな力を必要とする本
発明機構とでは、殆ど同じであるし、フレ−ムの強度
も、大きな力が加わるが、あまり精度的に要求されない
タレットパンチプレスと、精密な加工を要求されるが小
さな力しか必要としない本発明機構では略同等である。

【００３４】加えて、従来の小型タレットパンチプレス
では金型を自由に回転できるオ−トインデックス機構は
使用できなかったが、本発明機構を用いれば、どんな小
型の機械にでも使用できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明機構を搭載したタレットパンチプレスの
一例の斜視図。

【図２】図１の機構により直径150mmのニブリング加工
を実施した例の円孔の平面図。

【図３】図２の加工線の部分拡大図。

【図４】図１の機構にパンチの回転機構を付加して直径
150mmのニブリング加工を実施した例の孔の平面図。

【図５】図４の加工に用いたパンチの平面図。

【図６】従来のニブリング装置により直径150mmのニブ
リング加工を実施した例の孔の平面図。

【符号の説明】

１ タレットパンチプレス機のフレ−ム ２ モ−タ ３ フライホイ−ル ４ プ−リ ５ Ｖベルト ６ 上側タレット ７ 下側タレット ８ タレットパンチ用ラム ９ ラムヘッド 10 パンチ 11 タレット駆動軸の上プ−リ 21 モ−タ側プ−リ 22 クラッチ及びプ−リ 23 Ｖベルト 24 クランクシャフト 25 連結棒 26 ラム 27 パンチ保持具 28 パンチ（上側金型） 29 パンチ回転用プ−リ 30 ダイ保持具 31 ダイ（下側金型） 32 ダイ回転用プ−リ 33，34 タイミングベルト

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プレス装置において、パンチを高速運転
   する駆動源と、ワ−クを板厚方向を除く２方向に独立に
   移動させ得るワ−ク搬送装置とから構成され、プレス加
   工を行ないながら、平面内の２方向に微小な送りを行な
   うことにより、ワ−クを曲線形状に加工するようにした
   ことを特徴とするプレス装置における高速ニブリング機
   構。
2. 【請求項２】 プレス装置はタ−レットパンチプレスで
   あり、かつ、ニブリング加工用のラムを前記パンチプレ
   スに別に設けた請求項１のプレス装置における高速ニブ
   リング機構。
3. 【請求項３】 パンチプレス用のパンチ・ダイセットと
   ニブリング加工用のパンチ・ダイセットを共用するか、
   又は、ニブリング加工用のパンチダイセットを別設した
   請求項２のプレス装置における高速ニブリング機構。
4. 【請求項４】 ニブリング加工用のパンチ、又は、パン
   チとダイは、それらの平面内の角度を変更できるように
   した請求項３のプレス装置における高速ニブリング機
   構。
5. 【請求項５】 ニブリング加工用のパンチ、又は、パン
   チとダイの角度変更駆動源は、タ−レットパンチプレス
   のタ−レット回転用の駆動源を共用するようにした請求
   項３又は４のプレス装置における高速ニブリング機構。
6. 【請求項６】 ニブリング加工用のパンチとダイの金型
   において、それが三角形又は四角形状の場合、当該金型
   の隅部にア−ルを付けた請求項３〜５のいずれかのプレ
   ス装置における高速ニブリング機構。