JPH0985355A - 金属板の逐次張出し成形方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】金属板に３次元のシェル形状を逐次張り出し成
形を行って成形する方法において、金属板の上下方向に
逐次張り出し成形が可能な成形方法および成形装置を提
供する。 【解決手段】成形する金属板を固定した加工テーブルを
水平方向に移動させ、金属板の上下面に垂直方向の移動
機構を持った成形工具を設け、かつ下面の成形工具には
加工テーブルより小さい移動量の、水平移動機構を設け
た。また成形工具の支持部に工具回転制御機構、微小振
動付加機構を有し、上下のパンチ支持部に穴開け用ドリ
ル、切断用レーザ発振機を取付け機構部を有した。また
上下の工具支持部に上記の機構部を取付け可能とする工
具支持部を有し、工具交換用の工具ホルダを有し、工具
の自動交換機能を有し、上記課題を解決した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、筺体、扉類等を構
成する金属板に３次元シェル形状を成形する成形装置に
係り、特に棒状の成形パンチを用いて逐次張出し成形す
ることによって所定の形状を得る逐次張出し成形装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】逐次張出し成形を行うことによって、金
属板より３次元のシェル形状を成形する手法は、スピニ
ング加工、ハンマリングによる板金加工等にみられるよ
うに、古くから用いられている。

【０００３】最近、薄板成形において、張出し成形部の
周辺を固定した金属板に対して、棒状の工具の軌跡を制
御することによって逐次張出し成形を行うことにより、
種々の３次元シェル形状を成形する検討が行われてい
る。

【０００４】最も実用化に近い例は、塑性と加工，３５
巻４０６号，（１９９４），１３１１ペ−ジに発表され
た（以後、例１と称す）、張り出しの頂点を内側から型
で支え、板材を全周で枠にクランプするとともに、枠を
工具の深さ方向への送りに合わせて移動できるようガイ
ドしておき、棒状の工具により板材を中央側より周辺に
向かって張り出しすることで、プレス加工では難しい円
錐や角錐状の成形品を製作する方法である。この方法
は、数値制御フライス盤のベッドに棒状の型を固定し、
枠にクランプした板材をこの型で支え、クランプの付い
た枠は上下方向にスライド可能なようにベッドとガイド
されている。棒状工具は主軸に取り付ける。

【０００５】この他に例えば、「ボ−ルロ−ラによるフ
レキシブルな逐次張出し成形に関する研究」日本機械学
会論文集（Ｃ編）；５８巻 ５５４号 ３１４７頁〜３
１５５頁（１９９２）、「反転プロセスによる鋭凸部輪
郭製品のＣＮＣインクリメンタル張出し成形」日本塑性
加工学会誌；３５巻 ４０６号 １３４８頁〜１３５３
頁（１９９４−１１）等がある。

【０００６】これらは、逐次張出し成形の基礎検討を行
ったものであり、成形装置に関連した文献としては、
「単純工具によるフレキシブル薄板逐次成形機の試作」
平成６年度日本塑性加工学会春季講演論文集；５７３頁
〜５７６頁（１９９４−５）、がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記逐次張出し成形方
法における成形装置としては、金属板を固定する加工テ
ーブルと成形パンチが相対的に垂直、水平方向に移動で
きる機構であれば良いが、上記した各種文献に開示され
た成形機構・成形装置では、成形可能なシェル形状に制
約が多い。特に、シェル形状が上下逆方向に存在する場
合は、金属板を反転する、あるいは加工テーブル上の金
属板を固定する、固定支持板を取り替える、等の段取り
操作が必要となり、段取り時間の増加と、金属板の反
転、支持板交換時の位置ずれに起因する精度の低下が発
生し、実成形装置の設計上での問題点となっている。

【０００８】上記問題点を解決する方法としては、金属
板の上下両方向に成形パンチを有する成形装置であれば
よいが、相対的に上下の２つのパンチと金属板とを動作
する機構を装置化すると、剛性確保のため装置が大形、
高価なものとなるため、実成形装置に用いられない状態
であった。

【０００９】また、例１の方法では、金属板の上下両方
向に成形パンチを有する装置構成としているが、板材と
ベッドに固定した型とが水平方向に相対移動できないた
め、成形品の頂点の形状はベッドに固定した型の形状に
限定される。このため、大小多種多様な成形品を製作す
る場合には、その成形品の頂点の形状に対応した型が必
要になり、多品種少量生産に対応できないという問題点
があった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題を解
決するため、金属板を逐次張出し成形することによっ
て、３次元のシェル形状を得る成形装置において、成形
する金属板を固定した加工テーブルを水平方向に移動さ
せる水平移動機構を有し、加工テーブルに固定した金属
板の上下両面より成形が可能となるよう逐次成形パンチ
を支持する工具支持部を加工テーブルの上部と下部に設
け、上工具支持部と下工具支持部に垂直方向の垂直移動
機構を、更に下工具支持部には垂直方向に加えて水平方
向に加工テーブルより小さい移動量の水平移動機構を有
したことを特徴とする。

【００１１】これにより、大小多種多様な成形品を、下
ポンチ形状の制約を受けずに成形することができる。３
次元シェル形状が金属板の上下両方向に向かって存在す
る形状においても、金属板を反転すること無く上下面よ
り成形することが可能となる。

【００１２】また、下工具支持部を水平方向に移動可能
として、上下の成形パンチをオフセットして成形するこ
とにより、片方のパンチを成形部以外の部分が変形する
ことを抑止する固定支持板の替わりとして成形すること
が可能となり、例えば、下方向に成形したシェル形状の
中に、更に上方向にシェル形状を成形することも可能と
なる。

【００１３】また、金属板を固定した加工テーブルに水
平移動機構を、上下工具支持部に垂直方向の移動機構
を、下工具支持部に水平方向の移動機構を持たせ、かつ
下工具支持部の水平移動に関しては上パンチの中心に対
して所定のオフセット量を設定しそれを最大移動量とす
ることで、上下のパンチを金属板と相対的に水平、垂直
方向に移動させて成形する場合と同等の成形が可能とな
り、かつ安価で小形の成形装置となる。

【００１４】また、逐次張出し成形時に、成形パンチに
微小振動、回転制御を加えることにより、成形品の表面
性状を向上させる。また、成形工具の回転角度制御を行
うことで、軸対称でない成形パンチでの成形ができる。

【００１５】また、上下の工具支持部に切削用工具、切
断用レーザトーチ機構部が取付け可能であることを特徴
とする。

【００１６】また、工具交換用ホルダおよび工具の自動
交換機能を有することにより、成形するシェル形状に最
適な工具での成形を、手動による工具交換なしに行うこ
とができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の実施例を、以下、図面を
用いて説明する。

【００１８】図１は、本発明法による逐次張出し成形装
置を、正面より見た図である。図２は、本発明法による
逐次張出し成形装置を、側面より見た図である。

【００１９】以下、図１、図２を用いて、本成形装置の
構成について説明する。

【００２０】１は上パンチ、２は下パンチである。１１
は成形が行われる金属板であるワーク、７はワーク１１
を固定し移動するためのテーブルであり、ワーク１１を
クランプ１０によってテーブル７に固定する。８ａ、８
ｂはテーブル７を水平方向に移動するための水平移動機
構部であり、図１において紙面横方向（Ｘ方向）の移動
を行うためのＸ方向テーブル機構部８ａ、図２において
紙面横方向（Ｙ方向）の移動を行うＹ方向テーブル機構
部８ｂである。移動機構部は、例えばモータ等の回転機
構を有するものと、ボールスクリュとの組み合わせた方
式によってテーブル７の移動を行う。

【００２１】３は上パンチ１を支持する上工具支持部、
４は下パンチ２を支持する下工具支持部である。上工具
支持部３は、上部にある上工具支持部垂直移動機構部５
によってＺ方向の移動を行う。下工具支持部４は下工具
支持部垂直移動機構部６によってＺ方向の移動を行う。
又、下工具支持部４は、その下部にある下工具支持部移
動機構部９ａ、９ｂによって水平方向の移動が可能とな
っている。図１における紙面横方向（Ｘ方向）の下工具
支持部４の移動を行うＸ方向下工具支持部移動機構部９
ａと、図２における紙面横方向（Ｙ方向）の下工具支持
部４の移動を行うＹ方向下工具支持部移動機構部９ｂで
ある。ここで、Ｘ方向下工具支持部移動機構部９ａ、Ｙ
方向下工具支持部移動機構部９ｂの最大移動量は成形す
る形状に合わせて設定する。本実施例においては移動量
は１００mmとしている。

【００２２】また、上工具支持部３、上工具支持部垂直
移動機構部５、及び下工具支持部４のＸ、Ｙ、Ｚ方向の
移動を行うＸ方向下工具支持部移動機構部９ａ、Ｙ方向
下工具支持部移動機構部９ｂ、下工具支持部垂直移動機
構部６とＸ方向テーブル移動機構部８ａ、Ｙ方向テーブ
ル移動機構部８ｂは図２におけるＣ形のベースフレーム
１２によって支持される。上記の移動機構部の制御は、
図示されていない例えばコンピュータによる数値制御コ
ントロール、あるいはコンピュータによる多軸同時制御
等によって行う。

【００２３】次に、上記構成から成る逐次張出し成形装
置による、金属板への３次元シェル形状の成形方法の一
例を説明する。本成形装置は、金属板に３次元のシェル
形状、例えば、図３（ａ）、図３（ｃ）に示す四角錐台
形状の成形を行うものであり、以下、具体的に図３
（ａ）の四角錐台形状の成形について説明を行う。ここ
で、図３（ｂ）、図３（ｄ）は、それぞれ図３（ａ）、
図３（ｃ）のＰ−Ｐ’断面図、Ｑ−Ｑ’断面図を示す。

【００２４】図４は、テーブル７にワーク１１を固定し
た図である。図４の実施例においては、ワーク１１は、
固定治具１５を用いてクランプ１０によってテーブル７
に固定されている。テーブル７には、Ｌ字型の段差部１
６が設けてあり、この段差部１６に、ワーク１１の加工
形状に応じて所定の大きさの穴を設けたバックプレート
１７を配置し、図３（ａ）における成形部以外の部分１
３が、シェル形状１４の成形時に変形することを抑止す
る。

【００２５】固定したワーク１１に対して、上工具支持
部垂直移動機構５、及びＸ方向テーブル移動機構８ａ、
Ｙ方向テーブル移動機構８ｂによって、上パンチ１を図
４（ａ）に示す成形開始位置Ａに位置決めする。Ａ位置
では、上パンチ１の下端とワーク１１は接している状態
である。この状態での上パンチ中心を通るＸ方向断面図
が、図４（ｂ）である。次に、Ａ位置において、上工具
支持部垂直移動機構５によって、上パンチ１をＺ方向へ
Ｚｐだけ下方向に移動させる。この状態での上パンチ中
心を通るＸ方向断面図が、図４（ｃ）である。続いて、
テーブル７をＹ方向テーブル移動機構８ｂによって、上
パンチ１が図４（ａ）のＢの位置に来るようＬだけ移動
させ、次に、Ｘ方向テーブル移動機構８ａによって上パ
ンチ１がＣの位置に来るようＬだけ移動させる。更に、
Ｙ方向テーブル移動機構８ｂによってＤの位置に来るよ
うＬだけ移動させ、最後に、Ｘ方向テーブル移動機構８
ａによってＡの位置に来るようＬだけ移動させる。

【００２６】以上のテーブルの周回移動ＡＢＣＤＡを行
うことによって、ワーク１１のＡの位置に上パンチ１は
戻り、ワーク１１にＺ方向の深さがＺｐの四角錐台形状
１４が成形される。同様に、上パンチ１のＺ方向の移動
および、テーブル７のＸ、Ｙ方向の周回移動の一連の移
動を、所定の回数Ｎ回繰り返すことによって、Ｚ方向の
深さがＮ×Ｚｐの四角錐台形状が成形される。この時テ
ーブル７のＮ回目の周回が終わった後、図４（ｄ）に示
すよう四角錐台中心方向に向かってＸｐだけ上パンチ１
が内側に来るよう、Ｘ方向テーブル移動機構８ａにより
テーブル７を移動させてから、上工具支持部垂直移動機
構５によって、上パンチ１をＺ方向へ移動ピッチＺｐだ
け下方向に移動させ、Ｎ＋１回目のテーブル７の周回移
動をＸ、Ｙ方向のテーブル７の移動量を（Ｌ−２×Ｘ
ｐ）とすることにより、四角錐台形状１４の側面の角度
θを任意に設定することができる。

【００２７】また、上記と同様に、下パンチ２をワーク
１１に接する状態にし、下工具支持部垂直移動機構部６
により下パンチ２のＺ方向上方への移動を行い、クラン
プ１０と固定治具１５によって固定したワーク１１を、
テーブル７のＸ方向テーブル移動機構８ａとＹ方向テー
ブル移動機構８ｂによって周回移動を行うことで、図３
（ｃ）、（ｄ）に示すような、Ｚ方向上に凸の四角錐台
形状を成形することできる。

【００２８】次に、上パンチ１と下パンチ２とを同時に
用いて成形を行う場合について、図５を用いて説明す
る。図５（ａ）は、図３（ａ）の四角錐台形状を、上パ
ンチ１、下パンチ２を用いて成形する際の、Ｚ方向上方
より見た図である。但し、テーブル７、クランプ１０は
図示していない。図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＨ
−Ｈ’断面図である。ここで、Ｚ方向下に凸の形状を成
形する場合、上工具支持部垂直移動機構５による上パン
チ１のＺ方向の移動と、Ｘ方向テーブル移動機構８ａと
Ｙ方向テーブル移動機構８ｂによるテーブル７の移動
は、図４の場合と同様である。

【００２９】図５に示す成形方法では、図４の場合に用
いたような四角錐台形状以外の変形を抑止するためのバ
ックプレート１７を用いない替わりに、下パンチ２を、
ワーク１１の下面からの支持材として用いる。つまり、
下パンチ２の上部先端ｇが、ワーク１１に成形する四角
錐台形状の外側輪郭部に沿って移動するよう、テーブル
７のＸ、Ｙ方向の移動と連動して、Ｘ方向下工具支持部
移動機構９ａとＹ方向下工具支持部移動機構９ｂによっ
て、下パンチ２のＸ、Ｙ方向の移動を行う。下パンチ２
のＸ、Ｙ方向の移動の際は、かつテーブル７の移動方向
に対して上パンチ１と下パンチ２の中心を結んだ線が垂
直となるよう下パンチ２のＸ、Ｙ方向の移動を行う。

【００３０】例えば、図３ａの四角錐台形状において
は、直線部を成形する際は下パンチ２のＸ、Ｙ方向の移
動はないが、Ｘ方向からＹ方向、あるいはＹ方向からＸ
方向へと移動の方向が変化する点において、図５（ｂ）
に示すよう上パンチ１と下パンチの中心ピッチがその周
回移動を行い始めた時の距離ｆを保つようにし、下パン
チが外側輪郭部に沿って移動するよう図５（ａ）に示す
ようＸ方向下工具支持部移動機構９ａとＹ方向下工具支
持部移動機構９ｂによってＥ点からＦ点へと円弧移動を
行いつつテーブル７の移動を行う。

【００３１】つまりテーブル７の移動においてＸ方向
と、Ｙ方向の移動量の比に変化が生じる際に、下パンチ
２のＸ、Ｙ方向の移動を行いテーブル７の移動の方向ベ
クトルに対して上パンチ１と下パンチ２の中心線を結ん
だ線が直角となるようにして下パンチの移動を行うよう
に制御する。

【００３２】以上の動作を行うことによって、図４にお
けるバックプレート１７がない場合にも、シェル形状が
成形可能となる。

【００３３】次に、従来公知の例１の成形装置および成
形方法と、本発明の成形装置および成形方法との相違を
図６に示す３次元シェル形状の成形方法を例にあげて説
明する。

【００３４】図６（ａ）、図６（ｂ）は成形品の一例で
ある円錐台の斜視図である。図６（ａ）の円錐台２５
は、中央に直径が２Ｌの円形の頂部２５Ａを、頂部２５
Ａの外側に水平面に対して角度θで傾斜している傾斜部
２５Ｂを、さらに傾斜部２５Ｂの外側に水平面と平行な
フランジ部２５Ｃを有している。図６（ｂ）の円錐台２
６は、中央に直径がＬの円形の頂部２６Ａを、頂部２６
Ａの外側に水平面に対して角度θで傾斜している傾斜部
２６Ｂを、さらに傾斜部２６Ｂの外側に水平面と平行な
フランジ部２６Ｃを有している。

【００３５】まず、従来公知の例１の成形装置および成
形方法において、図６（ａ）、図６（ｂ）に示す円錐台
２５および円錐台２６を成形する場合の特徴を説明す
る。

【００３６】図６（ａ）の円錐台２５を成形する場合に
は、成形時に円形の頂部２５Ａを内側から支えるため、
横断面形状が円形であり直径が２Ｌの頭部を備えた型が
必要になる。同様に、図６（ｂ）の円錐台２６を成形す
る場合には、成形時に円形の頂部２６Ａを内側から支え
るため、横断面形状が円形であり直径がＬの頭部を備え
た型が必要になる。

【００３７】したがって、図６（ａ）および図６（ｂ）
に示す２種類の円錐台を成形するためには２種類の型が
必要になる。同様に、成形品中央部の頂部の形状および
寸法が異なる多種の３次元シェル形状を成形する場合、
成形品中央部の頂部を支持するため、その頂部の形状お
よび寸法に対応した型が必要になり、金型費が膨大にな
る。

【００３８】次に、本発明の成形装置および成形方法に
おいて、図６（ａ）、図６（ｂ）に示す円錐台２５およ
び円錐台２６を成形する方法を図７、図８を用いて説明
する。図７（ａ）は、図６（ａ）の円錐台２５を上パン
チ１、下パンチ２を用いて成形する際の、Ｚ方向上方よ
り見た図である。図７（ｂ）は、図６（ｂ）の円錐台２
６を上パンチ１、下パンチ２を用いて成形する際の、Ｚ
方向上方より見た図である。但し、テ−ブル７、クラン
プ１０は図示していない。

【００３９】まず、図６（ａ）に示す円錐台２５を成形
する場合、固定したワ−ク１１に対して、上工具支持部
垂直移動機構５、下工具支持部垂直移動機構６、及びＸ
方向テーブル移動機構８ａ、Ｙ方向テーブル移動機構８
ｂ、Ｘ方向下工具支持部移動機構９ａとＹ方向下工具支
持部移動機構９ｂによって、上パンチ１を図７（ａ）に
示す成形開始位置Ａに、下ポンチ２を同じく成形開始位
置ａに位置決めする。Ａおよびａの位置では、上パンチ
１の下端とワーク１１および下ポンチ２の上端とワ−ク
１１は接している状態である。この状態での上パンチ中
心を通るＸ方向断面図が、図８（ａ）である。次に、ａ
位置において、下工具支持部垂直移動機構６によって、
下パンチ２をＺ方向へＺｐだけ上方向に移動させる。こ
の状態での上パンチ中心を通るＸ方向断面図が、図８
（ｂ）である。続いて、テーブル７をＸ方向テーブル移
動機構８ａ、Ｙ方向テーブル移動機構８ｂによって、上
パンチ１が図７（ａ）のＡからＢの位置に直径２Ｌ＋２
ｍの円弧を描くように移動させる。この時同時に、Ｘ方
向下工具支持部移動機構９ａとＹ方向下工具支持部移動
機構９ｂによって、下ポンチ２が図７（ａ）のｂの位置
に来るようにだけ移動させる。下パンチ２のＸ、Ｙ方向
の移動の際は、かつテーブル７の移動方向に対して上パ
ンチ１と下パンチ２の中心を結んだ線が垂直となるよう
下パンチ２のＸ、Ｙ方向の移動を行う。

【００４０】同様に、上ポンチ１のＡＢＣＤＡに至るま
での、テーブル７のＸ、Ｙ方向の移動、およびそれに連
動した下ポンチ２のＸ、Ｙ，Ｚ方向の移動の１サイクル
を、所定の回数Ｎ回繰り返すことによって、Ｚ方向の深
さがＮ×Ｚｐの円錐台形状が成形される。この時、ｎ回
目のサイクルが終わった後、図８（ｃ）に示すよう円錐
台中心方向に向かってＸｐだけ下パンチ２が相対的に内
側に来るよう、テ−ブル７と下ポンチ２を同時にＸ方向
に移動させてから、下工具支持部垂直移動機構６によっ
て、下パンチ２を上ポンチ１に対してＺ方向へ移動ピッ
チＺｐだけ上方に相対移動させる。次にｎ＋１回目のサ
イクルにおいて、上ポンチ１と下ポンチ２の水平方向の
間隔がｎ回目の周回よりもＸｐだけ相対的に大きくする
ことにより、円錐台２５の側面の角度θを任意に設定す
ることができる。

【００４１】次に、図６（ｂ）に示す円錐台２６を成形
する場合には、円錐台２５を成形する場合と異なり、テ
ーブル７をＸ方向テーブル移動機構８ａ、Ｙ方向テーブ
ル移動機構８ｂによって、上パンチ１が図７（ｂ）のＡ
´からＢ´の位置に直径がＬ＋２ｍの円弧を描くように
移動させる。この時同時に、Ｘ方向下工具支持部移動機
構９ａとＹ方向下工具支持部移動機構９ｂによって、下
ポンチ２が図７（ｂ）のｂ´の位置に来るようにだけ移
動させる。下パンチ２のＸ、Ｙ方向の移動の際は、かつ
テーブル７の移動方向に対して上パンチ１と下パンチ２
の中心を結んだ線が垂直となるよう下パンチ２のＸ、Ｙ
方向の移動を行う。それ以外は、円錐台２５を成形した
場合と同様な手順により、円錐台２６を成形することが
できる。

【００４２】本発明によれば、ワ−ク１１に対する下パ
ンチ２の相対的な移動量を同時制御することにより、任
意の形状および寸法をした３次元シェル形状の成形が可
能になり、金型費が低減できる。

【００４３】また本発明法による逐次張出し成形装置
は、上工具支持部垂直移動機構部５、下工具支持部垂直
移動機構部６に図９（ａ）に示すような上パンチ１、下
パンチ２の軸回りの回転量を制御する回転角度制御機構
１８を有し、テーブル７の移動と下パンチ２の移動の際
に適正な回転角度制御を上パンチ１と下パンチ２に行う
ことによって上パンチ１の形状が図１０（ａ）に示す非
軸対称である場合や、下パンチ２の形状が図１０（ｂ）
に示す非軸対称形状の場合においても、バックプレート
１７のない逐次張出し成形が可能である。また、上パン
チ１が図１１に示す方向性を有するロ−ラ型形状である
場合も成形が可能である。

【００４４】さらに、本成形装置においては上パンチ
１、下パンチ２に微小振動を与える機能を有する振動付
加ユニット１９を取付けできる。

【００４５】また、本発明法による逐次張出し成形装置
においては、上工具支持部３、下工具支持部４に図９
（ｂ）、および図９（ｃ）に示す切削工具２０、またレ
ーザトーチ部２１を取付け可能とし、形状の異なる複数
の上パンチ１、下パンチ２、切削工具２０およびレーザ
トーチ２１を収納する工具ホルダを装備し、これらを自
動交換し、成形パンチおよび穴明け切断工具として成形
を行うことによって、図１２に示すように、穴部２２を
有するワーク１１の固定した部分とその周辺部を取り除
いた３次元シェル形状２３を成形することが可能であ
る。

【００４６】図３（ａ）に示す四角錐台形状を成形する
ための具体的な実施例を、以下に説明する。

【００４７】ワークは、板厚１．０ｍｍのアルミニウム
（Ａ１０５０）であり、図３（ａ）においてＬ＝３００
ｍｍである。上パンチ１および下パンチ２の形状は、先
端が半球をしたものであり、直径が１０〜２０ｍｍであ
る。四角錐台形状１３の側面の角度θは、４５度であ
る。

【００４８】装置の具体的寸法および制御機構を、図１
および図２を用いて説明する。寸法は、図１、図２の記
号を用いて説明すると、装置本体の寸法はＷ＝３６００
ｍｍ、Ｈ＝２２００ｍｍ、Ｋ＝２９００ｍｍ、テーブル
７の寸法はＩ＝１９００ｍｍ、Ｊ＝１０００ｍｍであ
る。テーブル７の移動量はＸ、Ｙ方向にそれぞれ１５０
０、８００ｍｍ、下工具支持部４のＸ、Ｙ方向の移動量
はそれぞれ１００、１００ｍｍ、上工具支持部３と下工
具支持部４のＺ方向の各移動量は、１５０、１００ｍｍ
である。移動機後部にはサーボモータとボールスクリュ
を組み合わせた移動機構を用い、サーボモータの回転を
パーソナルコンピュータを用いたマシンコントローラに
より高速多軸同時制御している。

【００４９】本実施例においては、上記の如く逐次張出
し成形装置の構成、寸法、成形品寸法、成形品形状、成
形パンチ形状、成形品パンチ寸法を示しているが、本発
明法は前記のものを規定するものではない。また、成形
方法において、一定位置で上パンチ１によるＺ方向の深
さＺｐの移動を行っているが、一周ごとに違う位置でＺ
ｐの移動を行う動作や、パンチ１のＺ方向の移動を行い
つつテ−ブル７の移動を行う動作を行っても良い。

【００５０】

【発明の効果】本発明の逐次張出し成形装置は、加工テ
ーブルにＸ、Ｙ方向の移動機構を、上パンチ、下パンチ
を支持する工具支持部にＺ方向の移動機構を、更に、下
工具支持部に、加工テーブルの移動量に比べて小さい移
動量の移動機構を備えることで、金属板の上下両面のど
ちら側からも逐次張出し成形が加工でき、かつ、上パン
チ、下パンチをオフセットして同時に成形に用いること
が可能な成形装置となり、また、下工具支持部をＸ、Ｙ
方向に移動可能としているため、相対的に上パンチ、下
パンチをワークに対して独立して移動させる装置とし
て、安価、小型で実現できる。

【００５１】また、工具支持部に回転角度制御、振動付
加機構を有することにより、パンチ移動時に発生するワ
ーク表面との摩擦力を大幅に低減し、成形品の表面のか
じり傷を抑止することが可能となる。

【００５２】更に工具支持部に切削工具、レーザトーチ
部を取付け可能とし、工具ホルダを装備して自動制御で
成形することによって、複雑形状をした３次元シェル形
状が成形可能となり、成形時に用いる所定形状の穴部を
有する固定支持板の加工も本成形装置で製作可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明法の１実施例である逐次張り出し成形装
置の正面図である。

【図２】本発明法の１実施例である逐次張り出し成形装
置の側面図である。

【図３】（a）〜（d）は本発明装置を用いて成形した四
角錘台形状の斜視図及び断面図である。

【図４】（a）は、本発明装置による逐次張り出し成形
部の斜視図、（b）〜（d）は、成形部の水平方向断面図
である。

【図５】上パンチ、下パンチを同時に用いた成形の成形
手順を示す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）、（ｃ）であ
る。

【図６】（a）、（b）は、本発明装置を用いて成形した
円錘台形状の斜視図である。

【図７】（a）、（b）は、上パンチ、下パンチを同時に
用いた成形の成形手順を示す平面図である。

【図８】（a）〜（c）は、上パンチ、下パンチを同時に
用いた成形の成形手順を示す断面図である。

【図９】（a）〜（c）は、本実施例の他の実施例による
上工具支持部の正面図である。

【図１０】（a）、（b）は、本実施例の他の実施例によ
るパンチの正面図および断面図である。

【図１１】本実施例の他の実施例によるパンチの正面図
および断面図である。

【図１２】本実施例の他の実施例による成形装置で成形
を行った四角錘台形状の斜視図である。

【符号の説明】

１…上パンチ、２…下パンチ、３…上工具支持部、４…
下工具支持部、５…上工具支持部垂直移動機構部、６…
下工具支持部垂直移動機構部、７…テーブル、８ａ…Ｘ
方向テーブル移動機構部、８ｂ…Ｙ方向テーブル移動機
構部、９ａ…Ｘ方向下工具支持部移動機構部、９ｂ…Ｙ
方向下工具支持部移動機構部、１０…クランプ、１１…
ワーク、１２…ベースフレーム、１３…シェル形状成形
部位外のワーク部分、１４…ワーク１１に成形した四角
錐台形状、１５…固定治具、１６…段差部、１７…固定
支持板、１８…回転制御機構、１９…振動付加ユニッ
ト、２０…切削工具、２１…レーザトーチ、２２…穴
部、２３…切断して取り出した四角錐台形状、２４…成
形部を切断したワーク残りしろ、２５…円錐台、２５ａ
…円錐台の頂部、２５ｂ…円錐台の傾斜部、２５ｃ…円
錐台のフランジ部、２６…円錐台、２６ａ…円錐台の頂
部、２６ｂ…円錐台の傾斜部、２６ｃ…円錐台のフラン
ジ部、２７…非軸対称パンチ、２８…非軸対称パンチ、
２９…方向性を有するロ−ラパンチ。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２３Ｋ 26/00 Ｂ２３Ｋ 26/00 Ａ (72)発明者 須藤 要一 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株 式会社日立製作所冷熱事業部内 (72)発明者 鈴木 照二 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株 式会社日立製作所冷熱事業部内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属板を載置したテーブルと上パンチと下
   パンチとを相対的に移動させて該上パンチを前記金属板
   の加工始点に位置決めして接触させ、 前記下パンチを前記金属板の加工部分の前記上パンチと
   対向する位置で前記金属板に接触させ、 前記上パンチ、下パンチのいずれか一方を、又は両方を
   所定の量前記金属板に向けて押し出し、所望の輪郭形状
   に成形することを特徴とする金属板の逐次張り出し成形
   方法。
2. 【請求項２】請求項１記載の金属板の逐次張り出し成形
   方法において、前記テ−ブル又は上パンチ、下パンチの
   直線又は曲線移動の方向に対して、上パンチと下パンチ
   の各々の中心を結んだ線がほぼ直角となることを特徴と
   する金属板の逐次張り出し成形方法。
3. 【請求項３】金属板を載置して周辺をクランプするクラ
   ンプ機構を備え、ＸＹ平面内を移動可能なテーブルと、 該テーブルの上方に位置して上パンチを保持し、該上パ
   ンチを前記テーブルに対して上下方向に駆動する上パン
   チ駆動手段と、 前記テーブルの下方に位置して下パンチを保持し、該下
   パンチを前記テーブルに対して上下方向に及びＸＹ方向
   に駆動可能な下パンチ駆動手段と、 前記各々の駆動手段を制御する制御手段とを備えたこと
   を特徴とする金属板の逐次張出し成形装置。
4. 【請求項４】請求項３記載のテ−ブルは、金属板の成形
   を行う以外の部分を支持することを特徴とする金属板の
   逐次張出し成形装置。
5. 【請求項５】請求項３記載の上パンチ駆動手段または下
   パンチ駆動手段の何れか一方又は両方に、微小振動発生
   機構を有したことを特徴とする金属板の逐次張出し成形
   装置。
6. 【請求項６】請求項３記載の上パンチ駆動手段または下
   パンチ駆動手段の何れか一方又は両方に、パンチの回転
   の角度を制御する回転制御機構を備えたことを特徴とす
   る金属板の逐次張出し成形装置。
7. 【請求項７】請求項３記載の上パンチ駆動手段または下
   パンチ駆動手段の何れか一方又は両方に、切削用工具、
   切断用レーザトーチの取付け機構部を有したことを特徴
   とする金属板の逐次張出し成形装置。
8. 【請求項８】請求項３記載の上パンチ駆動手段または下
   パンチ駆動手段の何れか一方又は両方に、工具交換用の
   工具ホルダを有し、工具の自動交換機能を有したことを
   特徴とする金属板の逐次張出し成形装置。