JP3653793B2

JP3653793B2 - プレス加工型およびプレス加工方法

Info

Publication number: JP3653793B2
Application number: JP13386795A
Authority: JP
Inventors: 範明川内
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1995-05-31
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2020-06-02
Also published as: JPH08323428A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、板状のワークが載置される下型と、この下型に対して上下動可能な上型とを有し、前記ワーク周縁の不要部分を切断加工するとともに、この切断によって残されるワーク周縁から突出するフランジ部を曲げ加工するプレス加工型およびプレス加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のプレス加工型（例えば実開昭６１−５８９２４号公報参照）によってプレス加工される加工後のワークとしては、例えば図８に示すように、ワークＷの周縁の一部に形成されるフランジ部Ｆが下方に曲げられたものがある。このようなワークＷの加工方法としては、以下に示すように三つ考えられる。
【０００３】
図９は、第１の方法を示しており、（ａ）でワークＷの周縁の不要部分を切断加工してフランジ部Ｆを形成するトリム加工を施した後、（ｂ）でこのフランジ部Ｆを別工程として曲げ加工を施す。つまり、トリム型によってフランジ部Ｆを形成した後、フランジ型によって曲げ加工を行う。
【０００４】
図１０は、第２の方法の型構造を示しており、（ａ）がプレス加工時での断面図で、（ｂ）が（ａ）のＡ矢視図である。この場合、下型１上に載置したワークＷに対し、上型３に固定したポンチ５の下降により、フランジ部Ｆを曲げ加工しつつフランジ部Ｆの周縁の不要部分を切断加工する。フランジ部Ｆ以外のワークＷの周縁の不要部分は、上型３に形成された切刃３ａと、下型１に設けた図示しない切刃とにより切断加工する。切刃３ａによる切断加工は、ポンチ５による曲げ加工が終了するとほぼ同時に終了する。図１１（ａ）〜（ｃ）は、図１０に示したプレス加工型による加工過程を示すワークＷの斜視図である。
【０００５】
図１２は、第３の方法の型構造を示しており、（ａ）がプレス加工時での断面図で、（ｂ）が（ａ）のＢ矢視図である。この場合の加工過程を図１３（ａ）〜（ｄ）に基づき説明する。図１３（ａ）のように下型７上に載置したワークＷに対し、上型９の下降により、図１３（ｂ）のように上型９に設けた切刃９ａと下型７に設けた上下動可能な可動ダイ１１の切刃１１ａとで、ワークＷのフランジ部Ｆ周縁の不要部分を切断加工するとともに、前記切刃９ａと下型７に設けた図示しない切刃とで、フランジ部Ｆ以外のワークＷ周縁の不要部分を切断加工し、前記図９（ａ）のようなトリム加工を施してフランジ部Ｆを形成する。
【０００６】
次に、図１３（ｃ）のように上型９がさらに下降すると、上型９に固定されたポンチ１３が可動ダイ１１を押し下げつつフランジ部Ｆに対して曲げ加工を行う。曲げ加工終了後、上型９が上昇すると、可動ダイ１１がスプリング１５により上方に押し戻され、このとき可動ダイ１１に形成された切欠部１１ｂがフランジ部Ｆの逃げ部となってフランジ部Ｆの変形を防止する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記三つの方法では以下のような不具合がある。
【０００８】
図９の第１の方法では、トリム型を用いてフランジ部を形成する工程と、フランジ型を用いて曲げ加工を行う工程とが、それぞれ別工程として必要であることから、加工コストが高くなる上、工程が別れるために加工精度が悪いものとなる。
【０００９】
図１０および図１１の第２の方法では、第１の方法におけるような２工程を必要としないものの、フランジ部Ｆ周縁の不要部分の切断加工については、上型３側のポンチ５のみで行う、いわゆるダイレスによるものであることから、フランジ部全周にわたりムリ切りの状態で加工することになってクリーンな加工ができず、特にフランジ部Ｆの両側縁部Ｆ_Sからフランジ部Ｆ以外のワークＷの周縁にわたる、図１１（ｃ）に示すＣ部にバリやカスが発生し、品質感が低下するものとなる。
【００１０】
図１２および図１３の第３の方法では、フランジ部Ｆ周縁の不要部分の切断加工は、上型９と可動ダイ１１との共働により行うので、第２の方法におけるような不具合が解消されるものの、可動ダイ１１に切欠部１１ｂが存在するために、フランジ部Ｆ周縁の不要部分を切断加工する際にバリが発生して品質感が低下するばかりでなく、可動ダイ１１の強度が低下するものとなる。
【００１１】
そこで、この発明は、加工後のワークの品質感を向上させるとともに、下型に設けた可動ダイの強度低下を防止することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、この発明は、第１に、板状のワークが載置される下型と、この下型に対して上下動可能な上型とを有し、前記ワーク周縁の不要部分を切断加工するとともに、この切断によって残されるワーク周縁から突出するフランジ部を曲げ加工するプレス加工型において、前記フランジ部周縁の不要部分を切断する切刃およびフランジ部を曲げ加工する曲げ加工部をそれぞれ有するフランジポンチと、このフランジポンチに一体化してその切刃より上方に位置し、前記フランジ部以外のワーク周縁の不要部分を切断する切刃を有する上型ポンチとを前記上型にそれぞれ設け、前記上型ポンチと共働して前記フランジ部以外のワーク周縁の不要部分を切断する切刃および、前記フランジポンチと共働して前記フランジ部を曲げ加工する曲げ加工部をそれぞれ有する下型固定ダイと、前記フランジポンチと共働して前記フランジ部周縁の不要部分を切断する切刃を有する上下可能な下型可動ダイとを前記下型にそれぞれ設けたプレス加工型としてある。
【００１３】
第２に、第１の構成において、下型可動ダイは、所定の弾性力を備えた弾性手段によって上方に付勢されており、フランジ部における曲げ加工部分の周縁の全長をＬ、ワークの引張強さをＰ、ワークの板厚をＴ、加工速度係数をＫとして、Ｌ×Ｐ×Ｔ×Ｋにより算出される前記弾性手段の付勢力を、上型が下降する際の加工速度を所定値を越える値としたとき、前記加工速度係数Ｋを１未満として設定したプレス加工型としてある。
【００１４】
第３に、第２の構成において、加工速度が１００ｍｍ／ｓのとき、加工速度係数Ｋを０．５として弾性手段の付勢力を設定したプレス加工型としてある。
【００１５】
第４に、第２の構成または第３の構成において、フランジポンチは、下型可動ダイと共働してフランジ部周縁の不要部分を切断する切刃が、水平面に対し傾斜して形成されているプレス加工型としてある。
【００１６】
第５に、板状のワークが載置される下型と、この下型に対して上下動可能な上型とを有し、前記ワーク周縁の不要部分を切断加工するとともに、この切断によって残されるワーク周縁から突出するフランジ部を曲げ加工するプレス加工方法において、前記上型の下降により、この上型に設けたフランジポンチの切刃と下型に設けた上下動可能な下型可動ダイの切刃とで前記フランジ部周縁の不要部分を切断加工し、前記上型がさらに下降することにより、前記フランジポンチの曲げ加工部と前記下型に設けた下型固定ダイの曲げ加工部とで前記フランジ部を曲げ加工しつつ、前記上型に設けた上型ポンチと前記下型固定ダイの切刃とで前記フランジ部以外のワーク周縁の不要部分を切断加工するプレス加工方法としてある。
【００１７】
【作用】
第１の構成または第５の方法によれば、上型が下降することにより、フランジポンチと下型可動ダイとによりフランジ部周縁の不要部分が切断加工されるので、フランジ部周縁の切断をバリやカスが発生することなくクリーンに行え、また下型可動ダイはフランジポンチの外側に位置しているので、下型可動ダイに、上昇時におけるフランジ部の逃げ部となる切欠部を必要とせず、下型可動ダイの強度は所望に確保される。
【００１８】
第２の構成によれば、弾性手段の付勢力が小さくて済み、コンパクトな型構造の設計が可能となる。
【００１９】
第３の構成によれば、弾性手段の付勢力が半分で済み、極めてコンパクトな型構造の設計が可能となる。
【００２０】
第４の構成によれば、弾性手段の付勢力がさらに小さくて済み、よりコンパクトな型構造の設計が可能となる。
【００２１】
【実施例】
以下、この発明の実施例を図面に基づき説明する。
【００２２】
図１は、この発明の一実施例を示すプレス加工型の断面図、図２は図１のプレス加工型における下型の斜視図、図３は同下型の平面図である。このプレス加工型は、ワークＷが載置された下型１７に対し、上型１９が上下動可能に設けられており、前記図８に示したワークＷと同様に、ワークＷの周縁をトリム加工してフランジ部Ｆを形成するとともに、このフランジ部Ｆを下方に曲げ加工するものである。
【００２３】
下型１７は、図示しない基台上に固定設置された下ホルダ２１と、下ホルダ２１に対し上下動可能に設けられ、ワークＷのフランジ部Ｆの周縁の不要部分を切断する下型可動ダイ２３と、下ホルダ２１上に固定され、下型可動ダイ２３が上下動可能に挿入される摺動孔２５ａを備えたブロック２５と、ブロック２５上に固定されてワークＷが載置され、曲げ加工されるフランジ部Ｆ以外のワークＷの周縁の不要部分を切断する下型固定ダイ２７とからなる。下型可動ダイ２３は、下ホルダ２１内に収容された弾性手段としてのスプリング２９により上方に付勢されており、下端に形成された平板状のストッパ２３ａにより上方への移動が規制されている。図２は、下型可動ダイ２３が最上端位置にある場合を示しており、このとき下型可動ダイ２３の上面は下型固定ダイ２７の上面と同一面を形成している。
【００２４】
一方、上型１９は、下ホルダ２１の上方において上下動可能な上ホルダ３１と、上ホルダ３１の下面に固定され、前記下型固定ダイ２７と共働して、曲げ加工されるフランジ部Ｆ以外のワークＷ周縁の不要部分を切断する上型ポンチ３３と、前記下型可動ダイ２３と共働してフランジ部Ｆの周縁の不要部分を切断加工するとともに、前記下型固定ダイ２７と共働してフランジ部Ｆを曲げ加工するフランジポンチ３５と、下型固定ダイ２７上に載置されたワークＷを押さえ付けるパッド３７とからなる。このパッド３７と上ホルダ３１との間には、パッド３７を下型１７側に付勢するスプリング３９が介装されている。フランジポンチ３５は、上型ポンチ３３の側面に固定され、先端（下端）が上型ポンチ３３より下方に突出している。
【００２５】
下型１７の下型可動ダイ２３は、フランジ部Ｆ周縁の不要部分を切断する切刃２３ｂを有し、同下型固定ダイ２７は、曲げ加工されるフランジ部Ｆ以外のワークＷの周縁を切断する切刃２７ａと、フランジ部Ｆの基部側を曲げ加工する曲げ加工部２７ｂとをそれぞれ有する。一方、上型１９の上型ポンチ３３は、下型固定ダイ２７の切刃２７ａと共働して切断加工を行う図示しない切刃を有し、フランジポンチ３５は、下型可動ダイ２３の切刃２３ｂと共働して切断加工を行う切刃３５ａと、下型固定ダイ２７の曲げ加工部２７ｂと共働して曲げ加工を行う曲げ加工部３５ｂとをそれぞれ有する。
【００２６】
上記のように構成されたプレス加工型における加工動作を、図４（ａ）〜（ｄ）の加工過程図に基づき説明する。上型１９が下降することで、図４（ａ）に示すように、パッド３７がワークＷを下型固定ダイ２７との間で固定した後、図４（ｂ）に示すように、フランジポンチ３５がワークＷに接触して切刃３５ａと下型可動ダイ２３の切刃２３ｂとで、フランジ部Ｆ周縁の不要部分を切断加工する。このとき、曲げ加工部３５ｂと下型固定ダイ２７の曲げ加工部２７ｂとでフランジ部Ｆの基部側での曲げ加工が開始される。フランジ部Ｆ周縁の不要部分に対する切断加工時でのフランジポンチ３５の下型可動ダイ２３に及ぼす下方への力は、スプリング２９による上方への付勢力より弱く、したがってこの切断加工時での下型可動ダイ２３は、図４（ａ）の状態をほぼ確保している。図５（ａ）は、上記切断加工後のワークＷの加工状態を示している。
【００２７】
上型１９がさらに下降すると、これに伴うフランジポンチ３５の下降によりワークＷのフランジ部Ｆの曲げ加工が徐々になされる。図５（ｂ）は、このときの曲げ加工途中のワークＷの状態を示している。さらに、上型１９が下降すると、図４（ｃ）に示すように、フランジポンチ３５により曲げ加工が終了し、この曲げ加工動作に伴って上型ポンチ３３の切刃と下型固定ダイ２７の切刃２７ａとで、曲げ加工されるフランジ部Ｆ以外のワークＷの不要部分を切断加工する。このとき、上型ポンチ３３は、切断後のワークＷ周縁の不要部分を下型可動ダイ２３との間に挟持しつつ下型可動ダイ２３をスプリング２９の力に抗して押し下げ、この切断後における上型ポンチ３３の切刃の、下型固定ダイ２７の切刃２７ａに対する下方への食い込み量は、１ｍｍ〜２ｍｍ程度である。
【００２８】
図５（ｃ）は、フランジ部Ｆが曲げ加工された最終的なワークＷの状態を示している。フランジ部Ｆが図５（ｃ）のように曲げ加工された後は、図４（ｄ）に示すように、上型１９が上昇するとともに、下型可動ダイ２３がスプリング２９に押されて上昇し、次のワークに対する加工に備える。
【００２９】
上記したようなプレス加工型によるワークＷに対するトリム加工および曲げ加工では、フランジ部Ｆ周縁の不要部分の切断加工には、曲げ加工前のフランジ部Ｆの周縁全周に沿って、下型可動ダイ２３の切刃２３ｂとフランジポンチ３５の切刃３５ａとがそれぞれ存在し、これらによってなされるので、この切断はバリなど発生することなくクリーンになされ、加工後のワークＷの品質感が向上する。また、下型可動ダイ２３は、フランジ部Ｆの外周側にて上下動する構成であることから、曲げ加工終了後上昇する際に、前記図１２の従来例で示した切欠部１１ｂに相当するようなフランジ部Ｆの逃げ部が不要であり、このため下型可動ダイ２３の強度は充分確保されている。
【００３０】
下型可動ダイ２３を上方に付勢するスプリング２９の付勢力Ｆは、フランジ部Ｆにおける曲げ加工部分の周縁の全長をＬ、ワークＷの引張強さをＰ、ワークＷの板厚をＴ、加工速度係数をＫとして、Ｌ×Ｐ×Ｔ×Ｋにより算出されるが、図６の上型１９の下降時における加工速度Ｖと加工速度係数Ｋとの相関図で示されるように、ここでは加工速度Ｖを１００ｍｍ／ｓとした場合、加工速度係数Ｋが０．５でよいことが判明した。加工速度係数Ｋについては、従来では加工速度Ｖを１００ｍｍ／ｓの場合１．０としてあり、したがって、上記実施例のプレス加工型によれば、加工速度Ｖを１００ｍｍ／ｓとした場合には、スプリング２９の付勢力は最小で従来に比べて半分で済み、この結果加工型全体のコンパクト化が達成されることになる。
【００３１】
なお、図６からわかるように、加工速度Ｖが１００ｍｍ／ｓに限らず、所定速度である２５ｍｍ／ｓを越える値であれば、加工速度係数Ｋが１．０未満としてスプリング２９の付勢力を設定できるので、加工型全体のコンパクト化は可能である。
【００３２】
また、フランジポンチ３５の切刃３５ａを、図１のＤ矢視図である図７に示すように、中央部に凹部が形成されるよう左右両端から中央部にかけて、水平面に対して傾斜して形成される傾斜切刃３５ｃとすることで、スプリング２９の付勢力をさらに小さくすることができ、加工型をさらにコンパクトに設計可能となる。この場合、左右一対の傾斜切刃３５ｃ相互の接合点Ｐと切刃３５ｂとの間の寸法ｔは、ワークＷの板厚Ｔに等しいものとする。この場合のスプリング２９の付勢力Ｆは、Ｌ×Ｐ×Ｔ×Ｋ×０．８として設定される。すなわち、加工速度Ｖを１００ｍｍ／ｓとした場合、加工速度係数Ｋが０．５であることから、従来（加工速度Ｖ＝１００ｍｍ／ｓ、加工速度係数Ｋ＝１．０）に対し、０．５×０．８＝２／５で済むことになる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明してきたように、第１の発明または第５の発明によれば、上型が下降することにより、フランジポンチと下型可動ダイとによりフランジ部周縁の不要部分が切断加工されるので、フランジ部周縁の切断をバリやカスが発生することなくクリーンに行うことができ、また下型可動ダイはフランジポンチの外側に位置しているので、下型可動ダイに、上昇時におけるフランジ部の逃げ部となる切欠部を必要とせず、下型可動ダイの強度を所望に確保することができる。
【００３４】
第２の発明によれば、弾性手段の付勢力が小さくて済み、コンパクトな型構造の設計が可能となる。
【００３５】
第３の発明によれば、弾性手段の付勢力が半分で済み、極めてコンパクトな型構造の設計が可能となる。
【００３６】
第４の発明によれば、弾性手段の付勢力がさらに小さくて済み、よりコンパクトな型構造の設計が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示すプレス加工型の断面図である。
【図２】図１のプレス加工型における下型の斜視図である。
【図３】図１のプレス加工型における下型の平面図である。
【図４】図１のプレス加工型における加工動作を示す加工過程図である。
【図５】図１のプレス加工型における加工動作によるワークの加工状態を示す斜視図である。
【図６】図１のプレス加工型における加工速度と加工速度係数との相関図である。
【図７】図１のプレス加工型のＤ矢視図である。
【図８】ワーク周縁の一部に形成されるフランジ部が下方に曲げられた加工後のワークの要部を示す斜視図である。
【図９】図８のワークを加工するための従来の第１の方法を示すワークの斜視図である。
【図１０】図８のワークを加工するための従来の第２の方法を示すもので、（ａ）が加工時でのプレス加工型の断面図、（ｂ）が（ａ）のＡ矢視図である。
【図１１】図１０のプレス加工型におけるワークの加工状態を示すワークの斜視図である。
【図１２】図８のワークを加工するための従来の第３の方法を示すもので、（ａ）が加工時でのプレス加工型の断面図、（ｂ）が（ａ）のＢ矢視図である。
【図１３】図１２のプレス加工型における加工動作を示す加工過程図である。
【符号の説明】
Ｗワーク
Ｆフランジ部
１７下型
１９上型
２３下型可動ダイ
２３ｂ，２７ａ，３５ａ切刃
２７下型固定ダイ
２７ｂ，３５ｂ曲げ加工部
２９スプリング（弾性手段）
３３上型ポンチ
３５フランジポンチ

Claims

板状のワークが載置される下型と、この下型に対して上下動可能な上型とを有し、前記ワーク周縁の不要部分を切断加工するとともに、この切断によって残されるワーク周縁から突出するフランジ部を曲げ加工するプレス加工型において、前記フランジ部周縁の不要部分を切断する切刃およびフランジ部を曲げ加工する曲げ加工部をそれぞれ有するフランジポンチと、このフランジポンチに一体化してその切刃より上方に位置し、前記フランジ部以外のワーク周縁の不要部分を切断する切刃を有する上型ポンチとを前記上型にそれぞれ設け、前記上型ポンチと共働して前記フランジ部以外のワーク周縁の不要部分を切断する切刃および、前記フランジポンチと共働して前記フランジ部を曲げ加工する曲げ加工部をそれぞれ有する下型固定ダイと、前記フランジポンチと共働して前記フランジ部周縁の不要部分を切断する切刃を有する上下可能な下型可動ダイとを前記下型にそれぞれ設けたことを特徴とするプレス加工型。
下型可動ダイは、所定の弾性力を備えた弾性手段によって上方に付勢されており、フランジ部における曲げ加工部分の周縁の全長をＬ、ワークの引張強さをＰ、ワークの板厚をＴ、加工速度係数をＫとして、Ｌ×Ｐ×Ｔ×Ｋにより算出される前記弾性手段の付勢力を、上型が下降する際の加工速度を所定値を越える値としたとき、前記加工速度係数Ｋを１未満として設定したことを特徴とする請求項１記載のプレス加工型。
加工速度が１００ｍｍ／ｓのとき、加工速度係数Ｋを０．５として弾性手段の付勢力を設定したことを特徴とする請求項２記載のプレス加工型。
フランジポンチは、下型可動ダイと共働してフランジ部周縁の不要部分を切断する切刃が、水平面に対し傾斜して形成されていることを特徴とする請求項２または３記載のプレス加工型。
板状のワークが載置される下型と、この下型に対して上下動可能な上型とを有し、前記ワーク周縁の不要部分を切断加工するとともに、この切断によって残されるワーク周縁から突出するフランジ部を曲げ加工するプレス加工方法において、前記上型の下降により、この上型に設けたフランジポンチの切刃と下型に設けた上下動可能な下型可動ダイの切刃とで前記フランジ部周縁の不要部分を切断加工し、前記上型がさらに下降することにより、前記フランジポンチの曲げ加工部と前記下型に設けた下型固定ダイの曲げ加工部とで前記フランジ部を曲げ加工しつつ、前記上型に設けた上型ポンチと前記下型固定ダイの切刃とで前記フランジ部以外のワーク周縁の不要部分を切断加工することを特徴とするプレス加工方法。