TW201822911A - 穿孔加工裝置及角管的穿孔加工廢料的處理方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種穿孔加工裝置、角管的穿孔加工廢料的處理方法。穿孔加工裝置具備置於管材的外側的外側模具裝置，及插入上述管材的內部並與上述外側模具裝置的模具配合對管材實施加工的內側模具裝置，且具備工作臺，所述工作臺搭載上述管材並可進行定位移動。相對於上述外側模具裝置對搭載上述管材的上述工作臺進行移動定位，以進行上述管材的規定穿孔加工。

Description

穿孔加工裝置及角管的穿孔加工廢料的處理方法

本發明是有關於用於加工管材的穿孔加工裝置，尤其涉及一種使用插入設置於管材的內部的內側模具裝置及設置於管材的外側的外側模具裝置，並將管材搭載於移動式工作臺上的穿孔加工裝置。 另外，本發明是有關於用於加工管材的穿孔加工裝置，尤其是有關於一種使用插入設置於管材的內部的內側模具裝置及設置於管材的外側的外側模具裝置，並可有效處理由穿孔加工產生的穿孔渣滓（下稱“廢料”）的穿孔加工廢料的處理方法。

在現有技術中，在對管材進行穿孔等加工時，通過設置於管材的內部的內側模具裝置及設置於管材的外側的外側模具裝置的配合作用完成加工。

如圖15（a）所示，現有技術的插入設置於管材w的內側的內側模具裝置，在與待加工的邊w1交叉的方向的邊w2中的一側，具備利用通過彈簧63的力偏置的滾珠(ball) 64進行加壓的機構，並以外側模具裝置的沖頭(punch)65和內側模具裝置的模具(die)66為同軸進行定位。另外，在附圖中，61為內側模具裝置的上側塊，62同樣是下側塊。上述現有技術的外側模具裝置和內側模具裝置的同軸定位，是將插入管材w內的內側模具裝置以管材w的邊w3側的內面為凖，利用滾珠64加壓相對的邊w2的內面，以此進行定位。因此，每當管材w的厚度尺寸發生變化時，需調整標準塊67的位置。

另外，現有技術的模具裝置，在利用通過彈簧63的力偏置的滾珠64加壓與管材w的待加工的邊w1交叉的方向的邊w2中的一側時，因所插入的內側模具裝置的外側尺寸大於與滾珠64所接觸的一側邊w2相對的邊w3的兩邊間的管材w的內側尺寸，從而在管材w的開口端面部將內側模具裝置插入管材w的內部時，需要加大的力，難以插入。尤其是，當向開口端面的內側產生毛刺（burr）時，更難以插入。另外，因管材w和模具裝置的模具66之間存在間隔t，不僅因穿孔加工產生毛刺，而且，穿孔加工而成的孔的形狀也發生變形，難以獲得準確的形狀。

如上所述，現有技術的模具裝置通過彈簧63的力和滾珠64的移動完成工作，因此，當滾珠64的動作發生錯誤時，難以檢測出該情況。

另外，在現有技術中，為了進行穿孔加工，利用定位驅動裝置多次將管材移動至一定的位置進行穿孔加工。如圖15（b）所示，管材通過多個輥子(roller)68或工作件托架69被支撐。在管材移動時，角管和輥子或工作件托架滑動接觸，從而存在有可能在管材表面產生瑕疵的危險。鐵類材料的管材即使產生瑕疵，也因在後續工程中進行塗裝，從而不存在問題。但鋁材的管材，表面的瑕疵會導致商品價值的降低。

在現有技術中，在對管材進行穿孔等加工時，通過設置於管材的內部的內側模具裝置及設置於管材的外側的外側模具裝置的協同作用完成加工。在現有技術的管材的穿孔加工裝置中，處理由穿孔加工產生的廢料的手段和其存在的缺陷如下：

第一種現有技術是在內側模具裝置中設有可開閉的蓋子，並在內側模具裝置內收容的廢料的方法。此方法，存在如下缺陷：廢料的收容量有限，穿孔加工的孔的數量受到限制。尤其是，當穿孔加工的管材的厚度變厚時，需在穿孔加工過程中增加排出廢料的工程。

第二種現有技術是在內側模具裝置中不設蓋子的方法。此方法，存在如下缺陷：在連續進行穿孔加工時，管材內側的廢料因在管材移動時，不根據其慣性移動相當於管材的移動量的距離，從而成為相對於管材的內面後退的狀態。接下來穿孔而成的穿孔渣滓將疊加在之前穿孔而成的廢料上。因此，造成沖頭的刃部無法下降至穿孔規定位置，無法進行穿孔加工的狀態。當管材的厚度厚，管材的高度尺寸小時，因廢料收容部的高度也變低，將造成無法進行穿孔加工的狀態。

第三種現有技術是作為防止渣滓浮游的對策，從橫向孔吹送空氣，在沖頭的刃部下方形成真空狀態，從而使廢料落下並吹走的方法。此方法，存在如下缺陷：當從沖頭的刃部的下面到排出空氣的位置為止的通道較長時，無法產生真空作用，而當從穿孔加工面到廢料收容面為止的距離短至16mm時，不產生真空作用，而廢料從收容部廢氣，有可能粘附在升降部件或管材內側。

第四種現有技術為在橫向孔吹送空氣的方法上組合在沖頭的刃部設有空氣通道用的貫通孔的方法。此方法，存在如下缺陷：因在沖頭上設有貫通孔，沖頭的刃部變薄，從而無法應用於較窄寬度的角孔或直徑小的沖頭的刃部上。

[發明所欲解決的課題] 本發明的目的在於克服現有技術之不足而提供一種即使在待加工的管材的開口端面產生向內側毛刺時，也能向管材內部容易插入內側模具裝置，而且，外側模具裝置和內側模具裝置的定位容易準確，從而可消除外側模具裝置和內側模具裝置的同軸調節作業，另外，不會在待加工的管材表面產生瑕疵的穿孔加工裝置。 另外，為達到上述目的，本發明提供一種穿孔加工裝置及廢料的有效處理方法，使用插入設置於管材的內部的內側模具裝置及設置於管材的外側的外側模具裝置，且可有效處理進行管材的穿孔加工的穿孔加工裝置的廢料。 [解決課題的手段]

旨在達到上述目的本發明的一種穿孔加工裝置，具備置於管材的外側的外側模具裝置，及插入上述管材的內部並與上述外側模具裝置的模具配合對管材實施加工的內側模具裝置，其特徵在於： 工作臺，所述工作臺具備搭載上述管材並可進行定位移動； 相對於上述外側模具裝置對搭載上述管材的上述工作臺進行移動定位，以進行上述管材的規定穿孔加工。

本發明的穿孔加工裝置產生如下效果：

穿孔加工的管材搭載於工作臺上。為移動至穿孔加工管材的規定位置，定位移動工作臺。因此，管材不會在支撐管材的輥子或工作件托架上滑動。因此，不存在管材上因滑動造成的瑕疵的現象。鐵類材料的管材因在穿孔加工之後進行塗裝，從而即使產生瑕疵也不存在問題。但鋁材的管材中，表面存在瑕疵的商品將導致商品價值的降低。上述本發明的穿孔加工裝置適合於鋁材的角管的穿孔加工。

另外，還可在本發明的穿孔裝置上增加如下結構。

上述外側模具裝置可設有對上述內側模具裝置進行與上述外側模具裝置在管材的寬度方向進行定位的導向模具。由此可產生如下效果： 設置於待加工的管材的外側的外側模具裝置和管材的內側的內側模具裝置，因在穿孔加工前將設於外側模具裝置的導向模具插入設於內側模具裝置的導向孔中，可準確完成模具的寬度方向的定位。因此，可在管材的適當位置穩定地進行穿孔加工。若不具備導向模具，則因無法確保外側模具裝置和內側模具裝置的左右同心，無法進行穩定的加工。 另外，根據使用本發明的穿孔加工裝置的模具裝置，還發現有延長模具的壽命、減少管材的內側面的毛刺及降低加工後的管材的變形等效果。另外，即使管材的厚度尺寸改變也不需要現有技術的模具裝置所需的同軸調節作業（管材的定位用標準塊等的調節）。

上述內側模具裝置還可設置把內側模具裝置固定於管材的機構，此固定機構是相對於上述內側模具裝置的上下方向分割成兩個，可沿管材的開口方向往復移動，而且，使上述往復移動運動變換為按壓管材的加工邊的要進行內側模具裝置的加工作用的部位的按壓力，由此將上述內側模具裝置固定於管材。由此可產生如下效果： 因在插入管材的內部的內側模具裝置中設置擴張/縮小動作的固定機構（下稱“擴張/縮小機構”），所以內側模具裝置的上面完全無間隔地貼緊管材的裡面，從而可進行穩定的穿孔加工。若沒有內側模具裝置的擴張/縮小功能，則為了在將模具插入管材內部的狀態下進行移動，需要間隔。若存在上述間隔，則在進行穿孔加工時，管材裡面的毛刺變大，變形大。但根據內側模具裝置的擴張/縮小功能，穿孔加工時不存在上述間隔，從而可進行裡面的毛刺小，管材沒有變形的穿孔加工。 另外，在從管材的開口端面插入內側模具裝置時，可通過沿上下方向縮小內側模具裝置使內側模具裝置的外側尺寸小於管材的開口尺寸，從而也容易插入內面存在毛刺的管材。

旨在達到上述目的第二發明的一種穿孔加工裝置，具備置於管材的外側的外側模具裝置，及插入上述管材的內部並與上述外側模具裝置的沖頭配合對管材實施加工的內側模具裝置，其特徵在於： 上述內側模具裝置具備分割成兩個以上，將上述內側模具裝置的分割的模具部件往復移動至上述管材的開口方向，通過其楔子功能將上述分割的模具部件沿上述管材的穿孔方向升降的擴張/縮小機構，及傳遞升降上述分割的模具部件的力的傳遞部件； 上述擴張/縮小機構具備進行擴張/縮小動作的擴張/縮小模具部件; 在上述內側模具裝置的上述傳遞部件和上述擴張/縮小模具部件上，設有連通上述內側模具裝置和管材之間的空間的空氣通道。

根據第二發明，可產生如下效果： 不是與現有技術那樣在廢料收容部收容廢料的結構，而是在外側模具裝置的沖頭的刃部每次升降進行穿孔加工時，向管材和內側模具裝置之間吹送空氣，將產生的廢料排出至穿孔作用位置之外，從而消除加工的孔的數量的限制。另外，即使管材的厚度變厚，無需在穿孔工程過程中增加排出廢料的工程。從而可大幅提高管材的穿孔加工的生產效率。另外，不在沖頭的刃部上設置廢料處理用的空氣通道，從而也不降低沖頭的刃部的強度。

第三發明的穿孔加工裝置，在第二發明中，其中： 上述內側模具裝置，在高於上述沖頭的刃部末端的下死點位置的位置設有向上述內側模具裝置內的廢料收容部導入外部空氣的空氣通道。

根據第三發明，可產生如下效果： 通過來自設於內側模具裝置內的高於沖頭的刃部末端的下死點位置的位置的空氣通道的氣流，即使廢料收容能力低的空間的管材也能確實排出廢料。

第四發明的穿孔加工裝置，在第二發明或第三發明中，其中： 當上述外側模具裝置的上述沖頭開始下降並到達下死點時，從附近的上述空氣通道排出空氣。

根據第四發明，可產生如下效果： 因從沖頭的刃部末端為穿孔加工開始下降至達到下死點附近為止不吹送空氣，在沖頭的刃部的下降過程中廢料不會在內側模具裝置內的廢料收容部內飄飛。從而可消除廢料從廢料收容部飛起並粘附於外側模具裝置的升降部件或管材內側的問題。 在外側模具裝置的沖頭的刃部從管材離開的時間點，在設於上述內側模具裝置內的空氣通道和穿孔加工成的管上面的孔中也形成外部空氣的流動，從而更好地實現廢料的降落和排出。

在管材的穿孔加工中，在沖頭的刃部進行穿孔加工，沖頭的刃部到達下死點附近的時間點吹送空氣，則因由穿孔加工形成的廢料不能存在于高於沖頭的刃部下面的上側，從而在高於沖頭的刃部末端下死點位置的空氣通道中產生用於將廢料降落至下方的外部空氣的流動。通過上述空氣的流動促進廢料從沖頭的刃部分離，並進一步促進向管材的開口部排出廢料的流動。另外，當沖頭的刃部上升時，在沖頭的刃部末端從管材上面相隔的時間點，從經穿孔加工的管材的孔向內側模具裝置內產生外部氣流，從而進一步提高降落廢料的作用。

旨在達到上述目的第五發明的一種角管的穿孔加工廢料的處理方法，是管材加工用穿孔加工裝置的穿孔加工廢料處理方法，所述管材加工用穿孔加工裝置具備置於管材的外側的外側模具裝置，及插入上述管材的內部並與上述外側模具裝置的沖頭配合對管材實施加工的內側模具裝置，其特徵在於： 上述內側模具裝置設有分割成兩個以上，將上述內側模具裝置的分割的模具部件往復移動至管材的開口方向，通過其楔子功能將上述分割的模具部件沿上述管材的穿孔方向升降的擴張/縮小機構，及傳遞升降上述分割的模具部件的力的傳遞部件； 上述擴張/縮小機構具備進行擴張/縮小動作的擴張/縮小模具部件; 在上述內側模具裝置的傳遞部件和上述擴張/縮小模具部件中分別設有第1、第2空氣通道； 向上述第1、第2空氣通道噴射壓縮空氣，以將由穿孔加工降落至上述內側模具裝置和上述管材之間的廢料吹向上述管材的開口部。

根據第五發明，可產生與第二發明相同的效果。

第六發明的廢料的處理方法，在第五發明中，其中： 上述內側模具裝置，在高於上述沖頭的刃部末端的下死點位置的位置設有向內側模具裝置內的廢料收容部導入外部空氣的第3空氣通道。

根據第六發明，可產生與第三發明相同的效果。

第七發明的廢料的處理方法，在第五發明中，其中： 當上述外側模具裝置的沖頭的刃部開始下降並到達下死點時，從附近的上述第1、第2空氣通道排出空氣。

第八發明的廢料的處理方法，在第六發明中，其中： 當上述外側模具裝置的沖頭的刃部開始下降並到達下死點時，從附近的上述第1、第2、第3空氣通道排出空氣。 根據第七、八發明，可產生與第四發明相同的效果。

下面，結合附圖對本發明的實施例進行說明。 圖1為第一發明的穿孔裝置的整體圖（正面圖），而圖2為第一發明的穿孔裝置的整體圖（平面圖）。圖3(a)~圖3(c)為使用用於第一發明的穿孔加工裝置的導向模具的外側模具裝置示意圖、圖4(a)~圖4(c)為用於第一發明的穿孔加工裝置的內側模具裝置的擴張/縮小機構示意圖、圖5(a)、圖5(b)為用於第一發明的穿孔加工裝置的內側模具裝置的廢料回收機構示意圖、圖6為第一發明的另一例的穿孔裝置的整體圖（平面圖）、圖7為第一發明的另一例的穿孔裝置的整體圖（側面圖）。 圖8為第二發明的穿孔裝置的整體圖（正面圖），圖9為第二發明的穿孔裝置的整體圖（平面圖）。圖10(a)~圖10(c)為使用用於第二發明的穿孔加工裝置的導向模具的外側模具裝置示意圖，圖11(a)~圖11(c)為用於第二發明的穿孔加工裝置的內側模具裝置的擴張/縮小機構示意圖。圖12(a)、圖12(b)為第二發明的穿孔加工裝置的廢料處理工程的工程1、工程2的示意圖、圖13(a)、圖13(b)為第二發明的穿孔加工裝置的廢料處理工程的工程3的示意圖、圖14(a)、圖14(b)為第二發明的穿孔加工裝置的廢料處理工程的工程4、工程5的示意圖。 另外，圖15(a)、圖15(b)為現有技術的穿孔加工裝置示意圖。

＜1＞穿孔加工裝置的構成 結合圖1及圖2說明本發明的穿孔加工裝置（下稱“衝壓機”）。在圖1中，1為衝壓機本體、2為用於升降外側模具裝置3的壓力裝置、4為內側模具裝置、5為可搭載管材進行移動的工作臺。壓力裝置2設置於衝壓機本體1上，利用連接塊6通過設置於衝壓機本體1的沖頭固定板7與外側模具裝置3連接。22為立在衝壓機本體1的衝壓基台8上，以沿上下方向可滑動地引導上述沖頭固定板7的導杆，23為剝料板，與外側模具裝置3一起設置於沖頭固定板7。壓力裝置2的力通過連接塊6和沖頭固定板7升降外側模具裝置3和剝料板23。24為設置於剝料板23和沖頭固定板7之間的板簧，25為外側模具裝置3的沖頭的刃部，P為導向模具，26為內側模具裝置4的切削刃部，27為沖孔，而沖孔27的上部的邊緣由切削刃部26構成。28為位於上述切削刃部26的下部的內側模具裝置4的廢料收容部。29為設於內側模具裝置4的下側擴張/縮小塊42的蓋子。上述蓋子29通過銷30被支撐為沿上下方向自由旋轉，並通過彈簧31貼緊內側模具裝置4的下面。

內側模具裝置4在插入作為加工作業件的管材（下稱“角管W”）的內側狀態下使用。角管W設置固定於工作臺5上。另外，內側模具裝置4連接於設置在框架9上的滑動驅動裝置10，通過滑動驅動裝置的氣缸10a的伸縮完成內側模具裝置4的沿上下方向的擴張/縮小動作。外側模具裝置3設於衝壓機的上部而上下升降，而內側模具裝置4被框架4和衝壓機1下部的衝壓基台8之上的工作臺5支撐。

另外，搭載內側模具裝置4和其滑動驅動裝置10的框架9，通過氣缸12的驅動裝置在衝壓基台8上進行移動。內側模具裝置4通過上述氣缸12移動至設於衝壓機1的蓋子開放裝置13可動作的位置，以回收積攢在內側模具裝置4的內部的廢料收容部28的廢料S。

如圖8及圖9所示，第二發明的穿孔加工裝置在如下方面與第一發明的穿孔加工裝置不同： 1）因廢料(scrap)處理方法不同，沒有蓋子29、銷30及彈簧31。 2）內側模具裝置4連接於設置在框架9上的滑動驅動裝置10，利用滑動驅動裝置的氣缸10a的伸縮通過傳遞部件41完成內側模具裝置4的沿上下方向的擴張/縮小動作。另外，內側模具裝置4的構成部件包括用於處理在＜6＞中說明的由穿孔加工所生成的廢料S的空氣通道45至47。外側模具裝置3設於衝壓機的上部而上下升降，而內側模具裝置4被框架4和衝壓機1下部的衝壓基台8之上的工作臺5支撐。

＜2＞角管的穿孔加工方法 結合圖1及圖2對角管的穿孔加工方法進行說明。如上所述，角管W在寬度方向已臨時定位，沿長度方向定位固定的狀態下設置於工作臺5上。角管W具有2m至4m的長度。工作臺5可沿設置於衝壓基台8上的導軌16進行移動。另外，工作臺5通過移動單元15與定位驅動裝置11連接。定位驅動裝置11由滾珠螺杆17和伺服馬達18構成。通過上述定位驅動裝置11將角管W相對於外側模具裝置3定位于其長度方向的加工位置。

角管W的寬度方向的定位過程如下：如圖2的從X箭頭方向觀察到的一樣，在衝壓基台8上設有夾緊裝置14。夾緊裝置14由標準塊19和夾緊缸20構成。將在工作臺5上沿長度方向定位固定的角管W，通過夾緊缸20加壓於標準塊19，完成角管W的寬度方向的定位。上述夾緊裝置14在搭載角管W的工作臺5移動的過程中處於鬆開（unclamp）狀態，而在工作臺5移動至加工位置之後夾緊角管W。

角管W的定位控制、壓力裝置2的控制、內側模具裝置4的擴張/縮小控制、滑動驅動裝置10的控制、定位驅動裝置11、夾緊裝置14的控制通過如圖1及圖2的控制裝置21完成。另外，上述控制裝置還進行在將要後述的穿孔加工中產生的廢料（穿孔渣滓）S的排出控制（請參考圖5(a)、圖5(b)）。另外，還進行用於在第二發明的穿孔加工裝置的穿孔加工所產生的廢料（穿孔渣滓）S的排出的吹風（air blow）的控制。

將在工作臺上沿長度方向定位固定的角管W，通過定位驅動裝置11相對於外側模具裝置3進行定位，在完成定位之後，通過設置於衝壓基台8的夾緊裝置14夾緊角管以完成寬度方向的定位。之後，如圖3（c）及圖10（c）所示，通過壓力裝置2的作用使外側模具裝置3下降，並通過與內側模具裝置4的配合對角管W進行穿孔加工。加工結束之後，夾緊裝置14成為鬆開狀態。將連續進行上述動作，在角管W上以指定的孔距進行多個穿孔加工。穿孔加工結束之後，搭載角管W的工作臺5回到原位，並將完成加工的角管從工作臺5分離。由此結束一系列的穿孔加工動作。 在第二發明的穿孔加工裝置中，由穿孔加工產生的廢料從內側模具裝置的開口部44堆積在角管的開口部附近（請參考圖5(a)、圖5(b)）。作業者在分離完成加工的角管時，將堆積在角管的開口部的廢料廢棄於桶等。

結合附圖對設於上述衝壓機的本發明的具體內容的工作臺5、外側模具裝置3的導向模具P、內側模具裝置4的擴張/縮小機構及由加工所產生的廢料S的回收機構及廢料S的處理手段進行說明。 ＜3＞工作臺的構成 工作臺5為對應於圖1的A部的部分。如上所述，工作臺5為搭載待穿孔加工的角管W並沿其長度方向定位設置固定，並通過定位驅動裝置11沿待加工的角管W的長度方向相對於外側模具裝置3定位移動的部分。工作臺5具有定位移動的功能、在工作臺上將角管W沿長度方向定位固定的功能。在圖1、圖2及圖8、圖9中，雖然設置的角管的數量為一個但非限制，也可以設置多個。可通過上構成可進行多個同一種角管的穿孔加工。

工作臺5通過定位驅動裝置11和移動單元15連接。通過定位驅動裝置11工作臺5沿軌道16移動，並定位于相對於外側模具裝置3的角管的穿孔加工位置。

角管通過長度方向的限位器51和長度方向的夾緊裝置52，在工作臺5上沿長度方向定位固定。為將角管移動至穿孔加工位置而移動工作臺。因此，因角管不在輥子等工作件收容部件上滑動，不會在角管上產生因滑動導致的瑕疵。另外，如上所述，角管W的寬度方向在穿孔加工之前通過設置於衝壓基台8上的夾緊裝置14處於夾緊狀態，而在穿孔加工完成孩子後成為鬆開狀態。

另外，如圖6及圖7所示，還可以採用工作臺5、外側模具裝置3及內側模具裝置4配置兩個，而各工作臺5通過不同的定位驅動裝置11定位移動的實施方式。通過上述構成，可同時穿孔加工兩種角管。

＜4＞外側模具裝置的導向模具P的構成 導向模具P設置于對應於圖1及圖8的B部分的部分。在第一發明和第二發明中導向模具P相同，下面將結合圖3(a)~圖3(c)進行說明。而在下面的第二發明中，對應於圖10(a)~圖10(c)。

導向模具P在外側模具裝置3上用於外側模具裝置3和內側模具裝置4的定位，並獨立於加工用模具（下稱“沖頭的刃部25”）設置。導向模具P的數量可以是一個以上。如圖3(a)~圖3(c)所示，導向模具P的前端以容易插入內側模具裝置4的導向模具的導向孔H的形狀構成。導向模具P和插入孔H的尺寸關係為：沿角管的長度方向的間隔大，但沿角管的寬度方向間隔幾乎達到微米級。另外，外側模具裝置的導向模具P的長度尺寸較之加工用的沖頭的刃部25的前端長約5mm左右。在本附圖中，為進行外側模具裝置3和內側模具裝置4的定位，導向模具P沿角管的寬度方向設置兩個。另外，導向模具的設置方法不受上述方式的限制。

導向模具P的動作如下：待加工的角管W通過定位驅動裝置11移動至加工的固定位置定位。在圖3（a）的狀態下，外側模具裝置3的導向模具P下降插入導向孔H。之後，通過內側模具裝置4的擴張/縮小上升動作（詳細內容將在＜4＞中說明）成為圖3（b）的狀態。此時，導向模具P和沖頭的刃部25一同下降，但因導向模具P一側長，從而首先插入內側模具裝置4的導向孔H。通過上述過程，內側模具裝置4完成外側模具裝置4和管材W的寬度方向的定位。之後，在圖3（b）（沖頭的刃部25下降之前）的狀態下，如圖3（c）及圖10（c）所示，沖頭的刃部25下降並完成穿孔加工。 這樣通過利用導向模具P，無需現有技術中所記載的外側模具裝置3和內側模具裝置4的同軸定位調節。

＜5＞內側模具裝置的擴張/縮小機構 內側模具裝置4的擴張/縮小機構為對應於圖1及圖8的C部分的部分。在第一發明和第二發明中內側模具裝置4相同，下面將結合圖4(a)~圖4(c)對其擴張/縮小機構進行說明。而在第二發明中，對應於圖11(a)~圖11(c)。

內側模具裝置4分割成上側擴張/縮小塊43和下側擴張/縮小塊42。兩者由在輕微的傾斜面相互接觸滑動的方式構成。上側擴張/縮小塊43沿上下方向移動，以相對於衝壓機1的衝壓基台8保持水平方向的位置不變。通過下側擴張/縮小塊42利用氣缸10a或滑動驅動裝置10的作用沿水平方向移動，上側擴張/縮小塊沿垂直方向上升/下降。此時，以上側擴張/縮小塊43的衝壓孔27和外側模具裝置的導向模具P及沖頭的刃部25相對于角管的長度方向的相對位置不變的狀態下上升。

內側模具裝置4在插入作為加工作業件的角管W的內側狀態下使用。上側擴張/縮小塊43的上升動作如下：在如圖4（a）的狀態下，外側模具裝置3下降且導向模具P也下降，從而成為外側模具裝置3和內側模具裝置4的同軸定位結束的狀態。接著，下側擴張/縮小塊42通過氣缸10a（請參考圖1及圖2）沿水平方向（圖4（a）的箭頭Y方向）動作，則上側擴張/縮小塊43約上升0.5mm成為如圖4（b）的狀態，從而4（a）的間隔T消失。另外，圖4（b）表示沖頭的刃部25下降前（穿孔加工前）的狀態。因此，上側擴張/縮小塊43的上面和下側擴張/縮小塊42的下面貼緊角管W的上下的內面。之後，沖頭的刃部25下降並完成穿孔加工。

上側擴張/縮小塊的下降動作如下：圖4（c）表示穿孔加工結束且沖頭的刃部25上升的狀態。在圖4（c）的狀態下，包括導向模具P在內的外側模具裝置3上升的同時，氣缸10a沿圖4（c）的水平方向的箭頭Z方向動作，且下側擴張/縮小塊也向Z方向移動。由此上側擴張/縮小塊43下降成為圖4（a）的狀態，內側模具裝置4的上下方向的大小縮小變得小於角管W的內側尺寸，從而可容易將內側模具裝置4插入長度為2m至4m的角管的內側。另外，在進行穿孔加工時，因通過上述擴張/縮小功能角管W的穿孔部分和內側模具裝置4貼緊，加工時的毛刺的發生大幅減少，而穿孔加工的位置精度也較之現有技術的加工方法顯著提高。

＜6＞第一發明的穿孔加工裝置中的廢料回收機構 廢料回收機構由設置于對應於圖1的D部的部分的蓋子開放裝置13和形成於圖1的內側模具裝置的廢料收容部28相互配合動作。對於本發明的廢料回收機構結合圖5(a)、圖5(b)進行說明。

再次對角管W的穿孔加工進行說明。首先，當壓力裝置2下降，則外側模具裝置3和剝料板23下降，剝料板23與角管W的上面接觸，壓力裝置2下降。接著，設置於剝料板23和沖頭固定板7之間的板簧24彎曲，利用其反作用力加壓角管W的同時，沖頭的刃部25附著于角管W的上面，通過內側模具裝置4的切削刃部26和衝壓孔27的配合作用進行穿孔加工（請參考圖3（c）），而通過上述穿孔加工從角管W分離的廢料S被與內側模具裝置4的下側擴張/縮小塊42的下面接觸的蓋子29阻斷，從而收容於廢料收容部28。

內側模具裝置4設置於框架9之上。另外，為穿孔加工而搭載於工作臺5上的角管W通過定位驅動裝置11定位於加工位置。如上所述，為進行穿孔加工角管W相對於內側模具裝置4進行移動。因廢料S被蓋子29阻斷，不存在與角管W的下面內側接觸的情況。

接著，對蓋子開放裝置13進行說明。圖5（a）表示蓋子開放裝置13的驅動裝置13a上升的狀態，而圖5（b）表示蓋子開放裝置13的驅動裝置13a下降的狀態。33為加壓條，而34為同樣在結束穿孔加工之後，強制將殘留於內側模具裝置4的衝壓孔27中的廢料推向下方的廢料擠出部件。加壓條33上設有空氣通道35，在蓋子29開放時從上述空氣通道35的前端部的排出空氣，從而在清掃作為廢料S的滑行面的蓋子29的上面的同時，輔助廢料S的滑行。另外，廢料擠出部件34上設有下降時可進入內側模具裝置4的切削刃部26（衝壓孔27）的鋸齒34a，從而可排出殘留於上述切削刃部26（衝壓孔27）中的廢料S。

當角管W的穿孔加工結束或廢料S堆積一定量排出時，內側模具裝置4根據來自控制裝置21的指令，從穿孔加工位置（與外側模具裝置3的沖頭的刃部25相同的位置）移動至如圖5(a)、圖5(b)所示的位置。內側模具裝置4固定於框架9之上。上述框架9可通過設於衝壓基台8上的氣缸12移動。框架9根據來自控制裝置21的指令移動，而內側模具裝置4移動定位於圖5(a)、圖5(b)的位置（即蓋子開放裝置可動作的位置）。此時，完成加工的角管W從圖1的正面圖的右側移出。因此，蓋子開放裝置13和作為加工作業件的角管W不存在相互干涉的情況。

在此狀態下蓋子開放裝置13開始動作。接著，對其動作進行說明。首先，蓋子開放裝置13通過其驅動裝置13a下降，以從圖5（a）的狀態變成圖5（b）的狀態。其加壓條33由可通過內側模具裝置4的結構構成，克服偏置蓋子29的彈簧31的力，將蓋子29推向下方。因此，收容於廢料收容部28的廢料S在蓋子29上滑行並降落至桶37內。另外，殘留於內側模具裝置4的衝壓孔27中的廢料S通過廢料擠出部件34的鋸齒34a擠出並在蓋子29上滑行並降落至桶37內。另外，可通過添加檢測上述廢料擠出部件34的下降位置的高度的功能確認廢料S的排出。

在上述說明中，角管W在結束穿孔加工並從衝壓機排出的狀態下，運行蓋子開放裝置13。也可以在角管W結束一定數量的穿孔加工的過程中，為回收堆在在內側模具裝置4的廢料收容部28的廢料而運行蓋子開放裝置。此時，移動框架9以使內側模具裝置4位於圖5(a)、圖5(b)的位置，通過定位驅動裝置11將角管W，在維持角管W的內側插入內側模具裝置4的狀態下，移動至圖1的右端部即可。

＜7＞第二發明的穿孔加工裝置中的廢料處理手段 若根據上述角管W的穿孔加工方法進行穿孔加工，則產生廢料S。對於本發明的廢料S的處理手段及工程結合圖12(a)、圖12(b)至14進行說明。

為處理廢料S，在內側模具裝置4的傳遞部件41、下側擴張/縮小塊42及上側擴張/縮小塊43設有用於噴射空氣的空氣通道45至47。

設於傳遞部件41的空氣通道45，一端通過空氣管48（請參考圖8）連接於空氣源。上述傳遞部件41的空氣通道45連接於下側擴張/縮小塊42的空氣通道46，並連通於廢料收容部28。若從控制裝置輸出吹風的指令，則產生從空氣源通過空氣通道45與46，將壓縮空氣排出至廢料收容部28的氣流F1（請參考圖13（b））。通過上述氣流F1，穿孔加工過程中產生的廢料S在內側模具裝置4的廢料收容部28內，通過內側模具裝置4的開口部44向角管的開口部排出。

設於上側擴張/縮小塊的空氣通道47，其空氣通道的一端與待加工的角管W內（內側模具裝置的外部）的外部空氣連通。另一端連通於廢料收容部28。如圖所示，空氣通道47在高於沖頭的刃部25的下死點的位置設有開口部（請參考圖13(a)、圖13(b)），即空氣通道47在高於廢料收容部28和上述沖頭的刃部25的下死點的位置連通。 若從下側擴張/縮小塊42的空氣通道46排出壓縮空氣，則在廢料收容部28內產生負壓，產生將角管內的外部空氣引入廢料收容部的氣流F2（請參考圖13(a)、圖13(b)、圖14(a)、圖14(b)）。此氣流F2為在高於沖頭的刃部25的下死點的位置向廢料收容部28的流動，而如圖14（a）所示，產生將附著於沖頭的刃部的廢料S從沖頭的刃部25分離的作用效果。此時，如圖10(a)~圖10(c)至圖14(a)、圖14(b)所示，若使沖頭的刃部25設有對於排出的空氣的方嚮往上側變寬的稍微傾斜的結構，則可促進利用氣流F2的廢料S的分離效果，進一步提高廢料S的排出效果。

對廢料S的處理工程進行說明。廢料處理工程由如下的工程1至工程7構成。對各工程依次進行說明。

＜工程1＞請參考圖12（a） 下面待加工的角管處於相對於外側模具裝置3完成定位的狀態。狀態為穿孔加工之前，而已完成加工的角管的廢料S通過如圖13(a)、圖13(b)和圖14(a)、圖14(b)所示的氣流F1及F2排出至角管的開口部（本附圖的右側）的狀態。在工程1中不吹送空氣。

＜工程2＞請參考圖12（b） 是角管定位於加工位置且處於穿孔加工之前的狀態。外側模具裝置2下降，且內側模具裝置4通過擴張/縮小動作貼緊角管的內面，是沖頭的刃部25下降與角管接觸之前。在工程中也不吹送空氣。

＜工程3＞請參考圖13（a）、圖13（b） 表示沖頭的刃部25下降進行穿孔加工，沖頭的刃部25到達下死點附近的狀態。此時，廢料S瞬間處於附著於沖頭的刃部的狀態。在此狀態（時間點）的附近開始吹風。較之圖13（a），在圖13（b）表示沖頭的刃部25在下死點從空氣通道吹送空氣形成氣流F1，從而在廢料收容部28形成負壓，角管內的外部空氣通過空氣通道47產生氣流F2的狀態。 如上所述，因從沖頭的刃部末端為穿孔加工開始下降至達到下死點附近為止不吹送空氣，在沖頭的刃部的下降過程中廢料S不會在內側模具裝置的廢料收容部28飄飛。從而可消除廢料S從廢料收容部28飛起並粘附於外側模具裝置的升降部件或管材內側的問題。

＜工程4＞請參考圖14（a） 表示穿孔加工結束且沖頭的刃部25上升的狀態。用於排出廢料S的氣流F1依然持續。因沖頭的刃部25上升，設於上側擴張/縮小塊43的空氣通道33的開口部分變大。從而根據來自空氣通道46的氣流F1在廢料收容部28產生負壓，而角管內的外部空氣引入廢料收容部28的氣流F2較之工程3的狀態變得更大。通過穿孔加工降落至廢料收容部的廢料S，通過氣流F1向角管的開口部排出。此時，通過空氣通道47的來自外部空氣的氣流F2起到廢料S由於氣流F1飄飛的情況。另外，氣流F2起到將因穿孔加工附著於沖頭的刃部的廢料S從沖頭的刃部分離的作用。此時，如上所述，若沖頭的刃部使用對排出的空氣的方向設有往上側變寬的輕微傾斜的沖頭的刃部25，則能進一步促進通過氣流F2的廢料S的分離作用。

＜工程5＞請參考圖14（b） 是穿孔加工結束且沖頭的刃部25結束上升，角管進行定位移動之前的狀態。用於排出廢料S的氣流F1依然持續。因此，還產生來自空氣通道47的氣流F2。在此工程中，因沖頭的刃部25上升處於高於角管的位置，從而在穿孔加工的角管的孔中也由外部空氣形成流向廢料收容部28的氣流F3。通過上述氣流F1、F2及F3，廢料S在廢料收容部28內，通過內側模具裝置4的開口部44向角管的開口部無安全排出。來自空氣源的空氣供應，從角管為下一次交工開始移動之前到位下一次加工結束移動定位的工程2停止為宜。

＜工程6＞ 根據角管的穿孔加工形式按一定次數重複工程1至工程5。

＜工程7＞ 當角管的穿孔加工結束，廢料S處於移動至角管的開口部方向堆積的狀態。在穿孔加工裝置的狀態回到原位的狀態下，作業者分離角管並將角管內的廢料S廢棄至桶等。

上面說明了廢料處理手段及處理工程。在本發明的廢料處理手段及處理工程中，因只利用內側模具裝置內的廢料收容部進行廢料處理，從而即使因角管的厚度或高度尺寸廢料收容部的容積變小，完全不需要為處理廢料而暫停穿孔加工裝置。從而可大幅提高管材的穿孔加工的生產效率。

第一發明的穿孔加工裝置，雖然以使用導向模具的形式說明了＜5＞內側模具裝置的擴張/縮小機構和＜6＞廢料回收機構，但也可以是不使用導向模具的＜5＞內側模具裝置的擴張/縮小機構和＜6＞廢料回收機構。

第二發明的穿孔裝置的說明，以在具備在＜3＞中說明的搭載角管W的移動工作臺5、在＜4＞中說明的導向模具P及在＜5＞中說明的內側模具裝置4的擴張/縮小機構的裝置中適用＜6＞的廢料處理手段的穿孔加工裝置的形式進行了說明。另外，沖頭的刃部25的前端的形狀可以是如在本實施方式中的設有對排出的空氣的方嚮往上側變寬的輕微的傾斜的形狀，也可以是通常的形狀。本發明的內容不受沖頭的刃部形狀的限制。

另外，本發明的第二發明的穿孔加工裝置還可適用於不使用在＜3＞中說明的搭載角管W的移動工作臺5，通過定位驅動裝置11固定角管，從而在衝壓基台8上定位移動進行穿孔加工的裝置中。

1‧‧‧衝壓機本體

2‧‧‧壓力裝置

3‧‧‧外側模具裝置

4‧‧‧內側模具裝置

5‧‧‧工作臺

6‧‧‧連接塊

7‧‧‧沖頭固定板

8‧‧‧衝壓基台

9‧‧‧框架

10‧‧‧滑動驅動裝置

10a‧‧‧氣缸

11‧‧‧定位驅動裝置

12‧‧‧框架移動用氣缸

13‧‧‧蓋子開放裝置

13a‧‧‧驅動裝置

14‧‧‧夾緊裝置

15‧‧‧移動單元

16‧‧‧導軌

17‧‧‧滾珠螺杆

18‧‧‧伺服馬達

19‧‧‧標準塊

20‧‧‧夾緊缸

21‧‧‧控制裝置

22‧‧‧導杆

23‧‧‧剝料板

24‧‧‧板簧

25‧‧‧沖頭的刃部（加工用沖頭）

26‧‧‧切削刃部

27‧‧‧衝壓孔

28‧‧‧廢料收容部

29‧‧‧蓋子

30‧‧‧銷

31‧‧‧彈簧

33‧‧‧加壓條

34‧‧‧擠出部件

34a‧‧‧鋸齒

35‧‧‧空氣通道

37‧‧‧桶

41‧‧‧傳遞部件

42‧‧‧下側擴張/縮小塊

43‧‧‧上側擴張/縮小塊

44‧‧‧開口部（內側模具裝置）

45、46、47‧‧‧空氣通道

48‧‧‧空氣管

51‧‧‧限位器

52‧‧‧長度方向夾緊裝置

61‧‧‧上側塊

62‧‧‧下側塊

63‧‧‧彈簧

64‧‧‧滾珠

65‧‧‧沖頭(punch)

66‧‧‧模具(die)

67‧‧‧標準塊

68‧‧‧輥子(roller)

69‧‧‧工作件托架

A‧‧‧角管搭載部（移動工作臺）

B‧‧‧模具定位部

C‧‧‧內側模具裝置的擴張/縮小部

D‧‧‧廢料回收部

F1、F2、F3‧‧‧氣流

H‧‧‧導向孔

P‧‧‧導向模具

S‧‧‧廢料

T‧‧‧間隔

t‧‧‧間隔

W‧‧‧角管

w‧‧‧管材

w1、w2、w3‧‧‧邊

圖1為第一發明的穿孔裝置的整體圖（正面圖）； 圖2為第一發明的穿孔裝置的整體圖（平面圖）； 圖3(a)~圖3(c)為使用用於第一發明的穿孔加工裝置的導向模具的外側模具裝置示意圖； 圖4(a)~圖4(c)為用於第一發明的穿孔加工裝置的內側模具裝置的擴張/縮小機構示意圖； 圖5(a)、圖5(b)為用於第一發明的穿孔加工裝置的內側模具裝置的廢料回收機構示意圖； 圖6為第一發明的另一例的穿孔裝置的整體圖（平面圖）； 圖7為第一發明的另一例的穿孔裝置的整體圖（側面圖）； 圖8為第二發明的穿孔裝置的整體圖（正面圖）； 圖9為第二發明的穿孔裝置的整體圖（平面圖）； 圖10(a)~圖10(c)為使用用於第二發明的穿孔加工裝置的導向模具的外側模具裝置示意圖； 圖11(a)~圖11(c)為用於第二發明的穿孔加工裝置的內側模具裝置的擴張/縮小機構示意圖； 圖12(a)、圖12(b)為第二發明的穿孔加工裝置的廢料處理工程（工程1、工程2）的示意圖； 圖13(a)、圖13(b)為第二發明的穿孔加工裝置的廢料處理工程（工程3）的示意圖； 圖14(a)、圖14(b)為第二發明的穿孔加工裝置的廢料處理工程（工程4、工程5）的示意圖； 圖15(a)、圖15(b)為現有技術的穿孔加工裝置示意圖。

Claims (8)

1. 一種穿孔加工裝置，具備置於管材的外側的外側模具裝置，及插入上述管材的內部並與上述外側模具裝置的模具配合對管材實施加工的內側模具裝置，其特徵在於： 具備工作臺，所述工作臺搭載上述管材並可進行定位移動； 相對於上述外側模具裝置對搭載上述管材的上述工作臺進行移動定位，以進行上述管材的規定穿孔加工。
2. 一種穿孔加工裝置，具備置於管材的外側的外側模具裝置，及插入上述管材的內部並與上述外側模具裝置的沖頭配合對管材實施加工的內側模具裝置，其特徵在於： 上述內側模具裝置具備分割成兩個以上，將上述內側模具裝置的分割的模具部件往復移動至上述管材的開口方向，通過其楔子功能將上述分割的模具部件沿上述管材的穿孔方向升降的擴張/縮小機構，及傳遞升降上述分割的模具部件的力的傳遞部件； 上述擴張/縮小機構具備進行擴張/縮小動作的擴張/縮小模具部件; 在上述內側模具裝置的上述傳遞部件和上述擴張/縮小模具部件上，設有連通上述內側模具裝置和上述管材之間的空間的空氣通道。
3. 如申請專利範圍第2項所述的穿孔加工裝置，其中： 上述內側模具裝置，在高於上述沖頭的刃部末端的下死點位置的位置設有向上述內側模具裝置內的廢料收容部導入外部空氣的空氣通道。
4. 如申請專利範圍第2項或第3項所述的穿孔加工裝置，其中： 當上述外側模具裝置的上述沖頭開始下降並到達下死點時，從附近的上述空氣通道排出空氣。
5. 一種角管的穿孔加工廢料的處理方法，是管材加工用穿孔加工裝置的穿孔加工廢料處理方法，所述管材加工用穿孔加工裝置具備置於管材的外側的外側模具裝置，及插入上述管材的內部並與上述外側模具裝置的沖頭配合對管材實施加工的內側模具裝置，其特徵在於： 上述內側模具裝置設有分割成兩個以上，將上述內側模具裝置的分割的模具部件往復移動至管材的開口方向，通過其楔子功能將上述分割的模具部件沿上述管材的穿孔方向升降的擴張/縮小機構，及傳遞升降上述分割的模具部件的力的傳遞部件； 上述擴張/縮小機構具備進行擴張/縮小動作的擴張/縮小模具部件; 在上述內側模具裝置的傳遞部件和上述擴張/縮小模具部件中分別設有第1、第2空氣通道； 向上述第1、第2空氣通道噴射壓縮空氣，以將由穿孔加工降落至上述內側模具裝置和上述管材之間的廢料吹向上述管材的開口部。
6. 如申請專利範圍第5項所述的角管的穿孔加工廢料的處理方法，其中： 上述內側模具裝置，在高於上述沖頭的刃部末端的下死點位置的位置設有向上述內側模具裝置內的廢料收容部導入外部空氣的第3空氣通道。
7. 如申請專利範圍第5項所述的角管的穿孔加工廢料的處理方法，其中： 當上述外側模具裝置的上述沖頭的刃部開始下降並到達下死點時，從附近的上述第1、第2空氣通道排出空氣。
8. 如申請專利範圍第6項所述的角管的穿孔加工廢料的處理方法，其中： 當上述外側模具裝置的上述沖頭的刃部開始下降並到達下死點時，從附近的上述第1、第2、第3空氣通道排出空氣。