JP4545947B2

JP4545947B2 - 据え込み加工装置

Info

Publication number: JP4545947B2
Application number: JP2000603866A
Authority: JP
Inventors: ルト、タデウスズ
Original assignee: インスチチユートオブロブキプラスチクズネイ; ルト、タデウスズ
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 2000-02-22
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2020-02-22
Also published as: JP2002538966A; DE60000538T2; US6581432B1; PL187876B1; WO2000053402A2; EP1159098B1; WO2000053402A3; DE60000538D1; PL331813A1; EP1159098A2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は特にプレスにおいて据え込み加工を行うための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の構造に関しては、例えばポーランド特許第123785号にある如く既に知られている。それらにおいては滑り・あるいは他の動作によってプレスの垂直な動きを、プレス圧力の垂直方向の成分が分割ダイス中で工作対象物を自ら締め付ける作用をもたらして工作対象物を水平方向の据え込む力に変換することを可能にしている。これらの装置は次のような短所を露呈している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
１．鍛造する製品の寸法に比して全体の寸法が大きすぎる。この短所はトグルとリンクを結合する方法によって生じた結果である。リンクはトグルジョイントの軸に取りつけられているので、装置の幅が広くなっている。
２．たった一つのツールホルダーを取り外す際にもフレームのビームを取り外さなければならない。
【０００４】
３．リンクの軸受けの遊びを調整することが出来ない。
４．ダイス中で材料を締め込む力はプレス力の半分に等しい。この様な締め込みシステムでは材料を締め込む力は据え込み加工抵抗の関数であって、そして作動行程中にトグルの傾斜角の変化につれて据え込み加工抵抗に対する締め付け力の比の値が減少するという短所を有する。ダイスを引き離そうとする最大の力はダイスの窪みの中で製品を成形する行程の最後に生じる。ダイスの窪みの中で変形する金属の力の結果として、ダイスを広げる力がその締め付け力を上回る。この様な場合には、工作対象物の横方向の寸法が増大し、ダイスの分割面に隙間が生じる。
【０００５】
５．据え込み加工中には、成形される材料はツールホルダーと共に動く。この動きは弧状の経路に沿った複雑なものである。長い棒を鍛造するときは、このことは慣性力のために著しく困難となる。さらに、据え込み加工材料の早い動きのために操作者はそれを金バサミなどで保持することが出来ない。このことは棒を次のダイスに置くときにその取り扱いを困難にする。このことはより長い鍛造時間や余分なツールの加熱、その結果としてツールの耐久性の低下をもたらす。
【０００６】
６．作動行程において、ツールホルダーが合わさるときに、それらは互いに合わせ面で衝突して、騒音および装置の設計の節点に望ましくない応力が発生して装置の損傷をもたらす。
【０００７】
【課題を解決するための手段とその作用】
本発明に関してその目的は、それぞれのリンクが二つの別個の支持ピンを有し、その一方が平行四辺形のリンケージ機構で保持されたツールホルダーに取りつけられ、他方は平行四辺形のリンケージ機構が支持されている強固な構造に取りつけられ、そして両方のピンが平行四辺形のリンケージ機構のトグルの間に位置し且つそれらのジョイントの軸線に平行であるという事実のおかげで達成された。
【０００８】
支持ピンの一方が調整可能であることが推奨される。
ある場合には、フレームの長手方向のビームに取りつけられている調節可能な支持ピンが有利となる。
他の選択肢として、調節可能なピンを装置のヘッドに取りつけることも有利である。
調節可能な支持ピンが位置決めブロックを備える偏心部材上に位置していると有利である。
リンクのそれぞれがツールホルダーに設けられた別々の窪みに位置すると便利である。
【０００９】
望ましくない振動や騒音を除くために、斜面を有する緩衝体が強固な構造物上に位置する弾力性のある緩衝体に対面しているような、ツールホルダーを用意することが推奨される。
他の選択肢として、強固な構造物上に位置する斜面を有する緩衝体に対面するように、弾力性のある緩衝体をツールホルダーに取りつけることも出来る。
【００１０】
作動行程中に分割ダイスが分離することを防ぐために、成型用の窪みを持つダイスインサートを収容し、平行四辺形のリンケージ機構で支えられたツールホルダーが、ヘッドの動きと直角であって据え込み加工の方向と平行なコンソール上に、滑動可能に支えられ、コンソールは他の平行四辺形のリンケージ機構に支えられて反対方向に動くツールホルダーに剛固に接続されることが有利である。
【００１１】
他の可能な解決法として、分割ダイスが作動行程において分離することを防ぐために、平行四辺形のリンケージ機構に支えられたツールホルダーが、ヘッドの動きと直角であって据え込み加工の方向と平行な少なくとも一つのコンソールに滑動可能に支持され、そのコンソールは、ヘッドの動きと平行なガイドに滑動可能に支持されるポンチスライダーに剛固に接続される。
【００１２】
平行四辺形のリンケージ機構に支えられたツールホルダーの少なくとも一つが、ダイスインサートホルダースライダーを備え、ダイスインサートホルダースライダーにヘッドの動きに対して直角方向であって据え込み加工の方向と平行な方向に滑動可能に接続され、ダイスインサートホルダースライダーはヘッドの動きと直角方向には不動であるれば有利である。他の可能な解決策としては、平行四辺形のリンケージ機構に支えられたツールホルダーが、プレススライダーの動きと直角方向に滑動できるポンチスライダーと連結するための突起を有するものである。
【００１３】
ダイス区分面の一方に位置する平行四辺形のリンケージ機構よって保持されるツールホルダーが、当該面の反対側に位置するそれらとヘッドの動きと平行に置かれた柱によって接続され、そして平行四辺形のリンケージ機構に保持されるツールホルダーに引き戻し機構を備えるような、他の設計上の解決策もまた可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に四つの実施例が図によって説明される。図１は第１の実施例の装置において、プレスの開放位置に取り付けられた本装置（左側が側面図、右側が長手方向の断面図）、図２は図１の装置のＡ−Ａ線に沿った断面図、図３は斜面を有する緩衝体が接触した瞬間における装置の側面図、図４はプレスが最下位置におけるスライダーの側面図であって一部は断面図、図５は第２の実施例の装置において、上昇位置にあるスライダーであって長手方向の断面図、図６は図５と同一装置で、斜面を有する緩衝体が接触接触した時の側面図であって一部は断面図、図７は図５と同一装置でプレスのスライダーが下降位置にある時の側面図であって一部は断面図、図８は第３の実施例の装置において、プレスのスライダーが上昇位置にある側面図であって一部は断面図。図９は図８と同一装置の底部であって、ツールが取り外されている上面図、図１０は図８と同一装置であって、プレスのスライダーが最下降位置にある時の側面図であって一部は断面図、図１１は第４の実施例の装置において、プレスのスライダーが上昇位置にある長手方向の断面図、図１２は図１１と同一装置において、作動行程前（ツールホルダーは閉鎖）の側面図であって長手方向のビームは取り外されており一部は断面図、図１３は図１１と同一装置であって、作動行程の終点、すなわち据え込み加工の終了時の側面図であり一部は断面図。
【００１５】
図１から図４に示される第１の実施例においては、本装置は下部と上部の二つのユニットから成り立っている。
【００１６】
下部のユニットは、二つの長手方向のビーム１とその間に配置された横方向のビーム２から形成されているフレームを備えている。フレームはボルト３によって互にネジ止めされている。横方向のビーム２上には支持シャフト４が取り付けられていて、それにはトグル５が保持されている。トグルの下部および上部の表面は円筒状に窪んでいる。トグルの上部の窪み表面は支持シャフト４ａに接していて、それはさらにツール（ダイス）ホルダー６、６ａに固定されている。トグル５はそれぞれの支持シャフト４、ツールホルダーと共に二つの平行四辺形のリンケージ機構を形成する。
【００１７】
これら両方の機構のトグルは対をなして互いに向かい合う方向に傾斜しているので、装置の作動中ツールホルダーは互いに向かって移動する。トグルの一方に接続される支持シャフトは、たとえばポーランド特許第１２３７８５号に述べられているように、リンクによって結合されてはいない。本発明ではリンク７が取り付けられていて、そのそれぞれが二本の別個のピン８および９で支えられている。上方のピンはツールホルダー６に固定されており、下方のそれは調節可能である（図２）。それは長手方向のビーム１に回転可能なように取り付けられていて、リンク７の回転軸線を形成する偏心した前面部品を有している。
【００１８】
偏心部品の望ましい位置は、長手方向のビーム１の外面からアクセス可能なボルト１０を用いて確保されることが出来る。ツールホルダー６は弾性材料製の引き戻し機構１１に連結され、斜面を有する緩衝体１２を備えている。
【００１９】
装置の上部ユニットはヘッドプレート１４で構成されていて、それには二つの上部ツールホルダー１５および１５ａが滑り結合されており、そのホルダーは下部ツールホルダー６および６ａに柱１６で連結されている。柱はホルダー１５および１５ａに固定されているが、それらの下端は下部ホルダー６および６ａに設けられた穴に滑合されている。下部左側ツールホルダーの底面にはコンソール２０が固定されていて、それは装置の垂直の対称面を超えて右側に突き出ていて下部右側ツールホルダー６の底面を滑り支持している。
【００２０】
本装置は以下のように機能する。
装置が開放されているときに、加熱された鍛造材料がホルダー６および６ａの中に位置するダイスインサート４２ａの底部上に置かれた後、プレスが起動する。プレスの作動行程では、まず緩衝体１２と１７が接触する。それらはダイホルダー６と６ａ、そして１５と１５ａの接触を和らげる。次いでダイスインサートの上側部分を収容する上部ツールホルダー１５および１５ａが、下部ツールホルダー６および６ａを圧迫する。材料はダイス中に固定される。
【００２１】
頂部が垂直から垂直対称面および滑り保持されているホルダー１５および１５ａの方に傾いているトグル５のおかげで、左右のダイスは水平方向に互に向き合う方向に動いて、材料の両者の間にある部分を据え込む。材料の成形中に、ダイスを引き離す力が締め付け力を超えるほど増加したときには、中にダイスが装着されたホルダーを支えるコンソール２０がダイスの締め付け力を増大して、結果として望ましからざるバリの過剰な発生を防ぐ。
【００２２】
プレスのスライダーが引き戻されると、引き戻し機構が平行四辺形リンケージ機構を、鍛造物をダイスから取り出せる原位置に戻す。
【００２３】
図５から図７に示される第２の実施例においては、前記の場合と同様に平行四辺形機構に支えられる、ヘッドに滑り結合された上部のツールホルダー１５に柱によって結合された、ただ一つの下部ツールホルダー６（図中の右側）のみが使用される。平行四辺形のリンケージ機構のジョイントやトグルを保持するリンク７の設計については、同様に解決されている。
【００２４】
図１から図４までの装置と同様に、斜面を有する緩衝体１２および１７が使用されている。装置の左側部分の異なった設計を有している。この場合では、クロスビームスライド２１は、ポンチホルダー２３ａおよび２３ｂと滑り結合されているポンチスライダー２２を備えている。
【００２５】
本装置は以下のように機能する。
装置が開放されているときに、ポンチ４３がポンチホルダー２３ａおよび２３ｂに装着される。加熱された鍛造材料が、ホルダー６中に保持されたダイスインサート４２ａの底部に置かれる。その後プレスが起動する。作動行程では、緩衝体１２および１７がまず接触してツールホルダーの衝撃を和らげ、次いで上側ダイスインサート４２を内蔵した上部ツールホルダー１５が下部ツールホルダー６を圧迫する。加工物はダイス中に固定される。
【００２６】
頂部が垂直からポンチスライダー２２の方向に傾斜しているトグル５のおかげで、ホルダー６とダイスはポンチスライダー２２に水平方向に近寄る。そしてホルダー２３ａおよび２３ｂ中に取りつけられたポンチ４３がダイス中に締め付けられた熱い材料の端部を成形する。コンソール２０は本装置にも適用される。この場合にはしかしながら、それはポンチスライダー２２に固定されていて、作動行程中にダイスが分離する動きを防止する。プレスのスライダーが引き戻されると、引き戻し機構が平行四辺形リンケージ機構を、鍛造物をダイスから取り出せる原位置に戻す。
【００２７】
図８から図１０に示される第３の実施例においては、図１から図４までの設計と同様に二つの平行四辺形機構が用いられる。この場合にはしかしながら、ポンチホルダー２３ａおよび２３ｂがツールホルダー６および６ａ中に位置している。
【００２８】
さらにダイスインサートホルダースライダー２４が装置の中央部に取りつけられている。スライダーはツールホルダー６および６ａ上に滑り結合されていて、フレームに固定されている。ガイド２５によって、ツールホルダーは垂直方向に滑動することが出来る。ホルダースライダー２４にはダイスインサート４２を取りつけるための窪みが用意されている。同様な窪みがヘッドプレート１４にも存在する。
【００２９】
本装置は下記のように機能する。
ポンチ４３はダイスホルダー２３ａおよび２３ｂ中に取りつけられている。一方分割ダイスインサート４２はホルダースライダーおよびヘッドプレートに取りつけられている。装置が開放されているときに、鍛造材料はホルダースライダー２４の窪みに取りつけられたダイスインサートの上に置かれる。プレスが起動されると、緩衝体１２および１７が接触するようになり、ツールホルダー６および６ａのヘッドプレート１４への衝撃を和らげる。
【００３０】
次いで加熱された材料はヘッドプレート１４およびホルダースライダー２４の窪みに置かれたダイス中に固定される。トグル５のおかげで、左右のツールホルダー６および６ａは互に向かって移動する。ホルダー２３ａおよび２３ｂに取りつけられたポンチが工作物の両端を据え込む。プレスのスライダーが戻ると、引き戻し機構がツールホルダーを、工作物を取り出すたり、装置に取り付けられた次のダイス窪み中に置けるような原位置に戻す。
【００３１】
図１１から図１３に示される第４の実施例においては、ただ一つの平行四辺形リンケージシステムが使用されている。その設計は前に述べたものと同様であるが、装置のヘッド部に取り付けられたものは異なっている。ヘッド２６には、フレームのクロスビーム２８に滑り結合された垂直のガイド２７が備えられている。ヘッド２６には、トグル５およびツールホルダー２９よりなり、それらと結合した平行四辺形のリンケージシステムが吊り下げられている。そしてツールホルダーは上部ダイス４２の上部ホルダーへ滑り結合している。
【００３２】
上部ホルダー３０の右前面には、フレーム３３のクロスビームに垂直な柱３２で結合されたシャックル３１がおかれている。上部ホルダー２９はポンチスライダー３５に垂直の柱３４で接続されている。スライダーはフレーム上に固定されたガイド３６上を水平方向に滑動することが出来る。ポンチスライダー３５中にはポンチホルダー３７が取りつけられている。下部ツールホルダー３８は装置のフレームに固定されている。本装置には、毎作動行程の後に部分ユニットを原位置に戻すための引き戻し機構が備えられている。上部ツールホルダー２９の下部には傾斜した緩衝体１２が取りつけられており、一方下部ツールホルダー３８には弾性材料製の緩衝体１７が取りつけられている。
本装置は特に機械式プレスに、その底部をプレステーブルに、そしてヘッドをプレススライダーに固定して設置するのに適している。
【００３３】
本装置は下記のように機能する。
それが開放されているとき（すなわち図１１に示されている状態）、ポンチ４３はホルダー３７中に取りつけられている。下側のダイスインサートは下部ツールホルダー１１に取りつけられている。上部ツールホルダー３０には上部ダイスインサート４２が取りつけられている。加熱された鍛造材料が下部ダイスインサート４２ａの窪みに置かれる。作動行程においては、まず緩衝体１２および１７が接触し、ツールホルダー同士があたるときの衝撃を和らげる。
【００３４】
次いで上部ツールホルダー２９が下部ツールホルダー３８を圧迫する。材料はダイス中に固定されるが、ダイスは作動行程中は移動しない。頂部がシャックル３１側に傾いているトグル５のおかげで、上部ツールホルダー２９は下方および右方向に押されて上部ホルダー３０に沿って右方向に水平に滑動する。ポンチスライダー３５の突起４１に噛み合っている突起４０のおかげでスライダーは右方向へ移動して材料の左端を据え込む。プレススライダーが戻ると、引き戻し機構３９がポンチスライダー３５を原位置に戻す。柱３４の作用によって、これによって接続された上部ツールホルダーおよび平行四辺形のリンケージ機構も原位置に引き戻される。鍛造物３９を取り出すことも、次のダイスの窪みに移すことも可能となる。
【００３５】
この様な解決策は、二つの重要な利点を有している。
利点の一つは、プレスの容量を越える据え込み加工力を発生する可能性である。もう一つは材料およびそれを締めつけるダイスは作動行程中は移動しないのでエネルギーを節約でき、また鍛造中の操作を著しく容易にする。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の装置において、プレスの開放位置に取り付けられた本装置（左側が側面図、右側が長手方向の断面図）。
【図２】図１の装置のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図３】斜面を有する緩衝体が接触した瞬間における装置の側面図。
【図４】プレスが最下位置におけるスライダーの側面図、一部は断面図。
【図５】第２の実施例の装置において、上昇位置にあるスライダー。長手方向の断面図。
【図６】図５と同一装置で、斜面を有する緩衝体が接触接触した時の側面図。一部は断面図。
【図７】図５と同一装置でプレスのスライダーが下降位置にある時の側面図、一部は断面図。
【図８】第３の実施例の装置において、プレスのスライダーが上昇位置にある側面図。一部は断面図。
【図９】図８と同一装置の底部であって、ツールが取り外されている。上面図。
【図１０】図８と同一装置であって、プレスのスライダーが最下降位置にある時の側面図。一部は断面図。
【図１１】第４の実施例の装置において、プレスのスライダーが上昇位置にある長手方向の断面図。
【図１２】図１１と同一装置において、作動行程前（ツールホルダーは閉鎖）の側面図。長手方向のビームは取り外されている。一部は断面図。
【図１３】図１１と同一装置であって、作動行程の終点、すなわち据え込み加工の終了時の側面図。一部は断面図。
【符号の説明】
１長手方向のビーム
２直角方向のビーム
３ボルト
４支持シャフト
５トグル
６下部ツールホルダー
７リンク
８ピン
９ピン
１０ボルト
１１引き戻し機構
１２緩衝体
１４ヘッドプレート
１５ツールホルダー
１６柱
１７緩衝体
２０コンソール
２１クロスビームスライド
２２ポンチスライダー
２３ポンチホルダー
２４ダイスインサートホルダースライダー
２５ガイド
２６ヘッド
２７垂直ガイド
２８クロスビーム
２９ツールホルダー
３０ホルダー
３１シャックル
３２柱
３３フレーム
３４柱
３５ポンチスライダー
３６ガイド
３７ポンチホルダー
３８ツールホルダー
３９鍛造物
４０突起
４１突起
４２ダイスインサート
４３ポンチ

Claims

特にプレス上で、据え込み加工を行うための装置であり、装置は、二つの剛固な構造体と少なくとも一つの分割ツールホルダーとよりなり、構造体の一方がフレームを形成し、構造体のもう一方が装置のヘッド部を形成し、分割ツールホルダーはダイスインサートを収容し、ダイスインサートは分割ダイスの表面前方に存在する据え込み加工領域において工作物を固定し且つ据え込み加工を行い、分割ダイスホルダーの一つの側は分割ダイスの区分面と平行な面上で剛固な構造物の一方によって滑動支持され、分割ダイスホルダーのもう一つの側は少なくとも二つのトグルで作られた平行四辺形のリンケージ機構で支持され、さらにその機構は装置の剛固な構造物のもう一方により支持され、それぞれのトグルの二つのジョイントの軸線の所定の距離を維持しつつ両端で支持され、リンク（７）が二本の別個のピン（８，９）に支えられ、ピン（８，９）のうちのいずれか（９）がその位置が調節されるよう偏心回転可能であり、ピンのうちの一方（８）は平行四辺形のリンケージ機構上にあるツールホルダー（６，２９）上に取り付けられ、ピンのうちの他方（９）は剛固な構造物（２６）に取り付けられ、剛固な構造物（２６）の上で、平行四辺形のリンケージ機構が支持され、更に両方のピン（８，９）は平行四辺形のリンケージ機構のトグル（５）の間に位置し且つそれらの軸線に平行であることを特徴とする、装置。
偏心回転可能ピン（９）がフレームの長手方向のビームに取りつけられることを特徴とする、請求項１による装置。
偏心回転可能ピン（９）が装置のヘッド（１４）に取りつけられることを特徴とする、請求項１による装置。
偏心回転可能ピン（９）がブロッキングピン（１０）を備えた偏心部材上に位置することを特徴とする、請求項１による装置。
リンク（７）のそれぞれがツールホルダー（６，６ａ）に設けられた別個の窪みに位置することを特徴とする、請求項１による装置。
傾斜した緩衝体（１２）がツールホルダー（６）内に、剛固な構造物（１４，３８）の一方に位置する弾性緩衝体（１７）に対面して取りつけられることを特徴とする、請求項１による装置。
弾性緩衝体（１７）がツールホルダー（６）内に、剛固な構造物（１４，３８）の一方に位置する傾斜した緩衝体（１２）に対面して取りつけられることを特徴とする、請求項１による装置。
ツールホルダー（６）が、平行四辺形のリンケージ上で支持され且つダイスインサートを収容し、ダイスインサートは、ヘッド（１４）の動きに直角で据え込み加工方向に平行なコンソール（２０）上に滑り支持される成型用の窪みを有し、コンソールがもう一方の平行四辺形のリンケージ上に位置するツールホルダー（６ａ）に剛固に結合されることを特徴とする、請求項１による装置。
平行四辺形のリンケージ機構上で支持されるツールホルダー（６）が、ヘッド（１４）の動きに直角で据え込み加工方向に平行な少なくても一つのコンソール（２０）上で滑動可能に支持され、コンソールがヘッドの動きに平行なガイド（２１）上で移動可能に支持されるポンチスライド２２に剛固に結合されることを特徴とする、請求項１による装置。
平行四辺形のリンケージ機構上で支持されるツールホルダー（６）内の少なくとも一つが、ダイスインサートホルダー（２４，３０）を備え、ダイスインサートホルダーにヘッド（１４）の動きに直角で据え込み加工方向に平行な方向に滑動可能に接続され、これらのホルダー（２４，３０）はヘッドの動きに直角な方向に移動できない、請求項１による装置。
平行四辺形のリンケージ機構上で支持される少なくとも一つのツールホルダー（６）が、ヘッドの動きに直角な方向に滑動可能なツールホルダー（１５）に連結するための突起（１３）を備えることを特徴とする、請求項１による装置。
平行四辺形のリンケージ機構上で支持されるツールホルダー（２９）が、プレススライドの動きと直角な方向に移動可能なポンチスライドに連結するための突起（４０）を備えることを特徴とする、請求項１による装置。
ダイス区分面の一方の側で平行四辺形のリンケージ機構上に支持されるツールホルダー（６，６ａ）が、柱（１６）によりダイス区分面のもう一方の側のツールホルダー（１５，１５ａ）に滑動可能に接続され、柱（１６）はヘッドの動きに平行に配置され、平行四辺形のリンケージ機構上で支持されるツールホルダー（６，６ａ）は引き戻し機構（１１）を備えることを特徴とする請求項１による装置。