JPS63501202A - 押抜きプレスの改良 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 押抜きプレスの改良 発明の分野 本発明は押抜きプレスの改良に関するもので、更に詳細には押抜きプレス用の改 良型押抜きヘッド・アッセンブリーに関するもΩである。

背景技術 通常、押抜きプレスは金属板及び板材に孔をせん孔する目的で採用され、この目 的のため大部分の押抜きプレスは押抜きすべき金属板若しくは板材を上に位置付 けるグイと協働するよう押抜き具を垂直方向に往復動させるよう適合した押抜き ヘッド・アッセンブリーを有するＣ形フレームを含む。こうした多くのプレスで は押抜き具を往復動させるためクランク駆動装置が採用されている。然し乍ら、 こうした装置においては、例えば材料の変化する厚さを提供する目的で押抜き具 のストロークを容易に変えることが出来ない。その上、こうした押抜き装置によ シ押抜き中に発生される雑音が連続的に維持される。

例えばピストンを往復動させることによる等、油圧装置によって押抜き工具を駆 動することも知られている。この装置においては押抜き具のストロークは変える ことが出来るが、雑音発生は依然問題を残している。

その上、厚い板材の押抜きと同様薄板の迅速な押抜きに対しては油圧駆動装置は 通常適合していない。

発明の概略 本発明の目的は薄板と厚板の両方を押抜きするのに容易に適合させ得る押抜きプ レス用の改良された押抜きヘッド・アッセンブリーを提供することによシ前掲の 欠点の少なくとも一部の欠点を克服し又は消失させることにある。

本発明の他の目的は発生された雑音のレベルを低減化させ及び／又は押抜きされ ている材料に従って押抜き割合を最適化するよう押抜きヘッド・アッセンブリー の作動を制御する装置を提供することにある。

本発明の更に他の目的は加工板材からの押抜き工具の除去を容易にする改良型除 去アッセンブリーを提供することにある。

広範な一形態において、本発明は、押抜きプレス用の押抜きヘッド・アッセンブ リーを提供し、前記押抜きヘッド・アッセンブリーは内部での往復動運動をする よう適合した第１ピストン部材を有するシリンダ一部分を含み、前記第１ピスト ン部材は一対の半径方向内方に段が付けられた部分を有し、各段付き部分は前記 ピストン部材と前記シリンダ一部分の間に伸張室と後退室の個々の室の部分を定 める半径方向作動面を有し、前記伸張室と後退室はピストン部材の往復運動を得 る目的で前記両室に対する加圧流体の流量を交互に変えるべく適合した制御装置 と個々流体連通状態にあシ、前記押抜きヘッド・アッセンブリーは更に前記舅１ ピストン部材と軸方向に並設され且つ前記制御装置と制御された流体連通状態に ある第２伸張室の一部分を定める半径方向作動面を有し１．かくして前記第２伸 張室に対する加圧流体の流量を選択的に開いて前記第１及び第２ピストン部材を 共に駆動し、閉じて前記第２ピストンを非作動状態にすることが出来る第２ピス トン部材を含む。

第１伸張室の作動面は第２伸張室の作動面よシ大きくなっていることが好ましい 。

作動の第１モードにおいては、第１ピストンのみが駆動されるよう制御装置で第 ２伸張室の間の流体連通路が閉じられる。この作動モードにおいては、押抜き具 は比較的低い力にて高割合により作動可能である。

作動の第２モードにおいては、第２ピストン部材が第２伸張室を介して駆動され 第１ピストン部材を逆に駆動するよう制御装置と第２伸張室の間の流体連通路が 開かれる。第１ピストン部材も同時に第１伸張室を介して駆動される。（第１及 び第２伸張室はこの目的に対して共通の流体連通を共有することが出来る。）こ の作動モードにおいては、著しく高い押抜き力が達成されるが、各ストローク中 油圧流体によって大きい容積を充填することが要求されることから低速度にて達 成される。

典型的には、制御装置は両方の室に対する加圧流体の流れを制御する複数個のマ イクロプロセッサ−制御型サーボ弁を含む。

マイクロプロセッサ−に第１ピストン部材の位置と流体圧力を監視可能ならしめ るため変位変換器と圧力変換器を設けることが有利でちる。従って、マイクロプ ロセッサ−は例えば押抜きをそのストロークの終シに向って遅くすることによシ 雑音を最低にするようプログラムを組むことが出来る。

押抜き孔からの工具の除去を容易にする目的で押抜き具と組合って作動する除去 アッセンブリーを設けることも出来る。

図面の簡単な説明 本発明について一層容易に理解することが出来且つ実際上の効果が得られるよう 、ここで本発明の好適実施態様を図解している添附図面を参照する。

第１図は好適実施態様の押抜きヘッド・アッセンブリーを使用している典型的な 押抜きプレスの斜視図。

第２図は非作動状態にある好適実施態様の押抜きヘッド・アッセンブリーも図解 している断面図。

第３図は薄い材料の押抜きに対する第１作動押抜き状態における押抜きヘッド・ アツセンブリーノ主ピストンを図解している断面図。

第４図は厚い材料の押抜きを行なう第２の非作動状態における押抜きヘッド・ア ッセンブリーのピストンを図解している断面図。

第５図は除去装置を備えた第２図の押抜きヘッド・アッセンブリーを図解してい る断面図。

実施方法 図面、特にその第２図を参照すると、本発明の好適実施態様による押抜きヘッド ・アッセンブリー１０が図解しである。押抜きヘッド・アッセンブリー１０は例 えば舗１図に示される如くプレス内に曇直状態で設置され且つ押抜き工具１１に 板材に孔をせん孔させるようこの工具を往復動させるべく配列されるよう適合し ている。

押抜きヘッド・アッセンブリー１０には、内部で往復動するよう、押抜きすべき 孔の形状と寸法に適する狂言の適当な構成に出来る押込き工具１１にラム１４を 介して接続される主押抜きピストン１３を支持する第１シリンダ一部分１２が含 まれている。シリンダー１２はラム１４との接続のため内部へピストン１３を密 封的に突出させる環状端部キャップ１５により一端部が閉じられその反対側端部 には内径がシリンダ一部分１２の内径以下になっている環状中間キャップ１６が 備えである。中間キャップ１６の内壁と摺動係合状態にある第１拡大部分１８と 前方突出環状部分１９を含む段付きの補助押抜きピストン１７が中間キャップ１ ６内で往復動するよう配列されている。図示の如く、主ピストン１３には主ピス トン１３から内方へ段が付けられ且つ又〒間キャップ１６内に活動自在に受入れ られる後方に向けられた環状スカート状部分２０が含まれている。ピストン１７ の前方突出部分１９はスカート部分２０によシ定められた容積２１内へ延在して いることも理解されよう。

中間キャップ１６は、ピストン１７を通じて密封的に延在してスカート２０で定 められた容積２１内へいたる管状設置体２３を支持する別の端部キャップ２２に よシ閉じられる。設置体２３け変換器２５のアクチュエーター２６が主ピストン １３の半径方向ウェブ２７上に支持されて部分２４内へ延在する間に、線状可変 変位変換器２５の固定部分２４を同心的に支持している。以後説明する目的のた め容積２１を大気と連通させるよう設置体２３と変換器の固定部分２４の間には 環状空間２８が定めである。

シリンダー１２にはその側壁において一対の隔置されたポート２９及び３０が備 えられ、一方、ピストン１３には主ピストン１３に対する伸張室３１と後退室３ ２を定めるよう個々のボート１９及び２０に隣接して一対の内方に段付きの部分 が備えである。別のボート３３が端部キャップ２２内に設けられ、補助ピストン １７の端部と連通している。

ボー）２９．３０及び３３に対する油圧流体の供給、排出はサーボ弁３４とパイ ロット励起型逆止弁３５によって制御される。図示の如く、サーボ弁３４けポー ト２９及び３０に隣接して配設され、個々の通路３６及び３７を介して流体を当 該ボートに供給し且つ流体を当該ポートから排出させるよう適合している。通路 ３６は又、逆止弁３５を介して別の通路３８と連通し、通路３８はポート３３と 連通する。更に、以後間らかになる理由のため圧力降下を生ぜしめるよう通路３ ６とポート２９０間の流体の流れ通路にオリフィス・プラグ３９が備えである。

使用にあたり、又、薄い金属の如き比較的薄い材料を高速度にて押抜くため主ピ ストン１３のみを励起することが望ましい場合にはサーボ弁３４が励起されて加 圧された油圧流体を通路３６へ供給し、オリフィス・プラグ３９を介してポート ２９へ供給し、室２１内に供給する。同時に、加圧された流水は通路３６を介し て逆止弁３５と連通するが、この逆止弁は通路３８及びポート３３内への流体の 流れを阻止する。弁３４の励起は又、ボー）２０．従って室３２を排出部と接続 する。室３１内に流入する加圧された流体はスカート１９に隣接しているピスト ン１３０段付き部分と中間キャップ環状面４０との当接が原因で流体が作用用を ピストン１３に適用させる。然し乍ら、ピストン１３が中間キャップ１６から上 昇すると、主ピストン１３が迅速に前方へ移動して押抜き具で所要の孔を押抜く よう加圧された流体に露呈される。ＣＭ３図参照玉同時に、補助ピストン１７は 通路３８とポート３３が弁３５によって閉そくされ、ピストンの運動が真空を生 ぜしめる傾向があるところから移動が防止される。

更に、空間２８を通じて容積部２１を大気に排気させるとピストン１３が内部に 真空を生じさせず、ピストン１７の運動を生じさせないことが確実になる。好適 には空間２８はピストン１３の前進ストローク中に泡が空間２１内に引込まれな いようフィルターを通じて大気と連通ずる。ピストン１３の運動を逆にすること が望ましい場合は加圧された流体が室３２に充填されてピストン１３の後退を生 ぜしめるよう通路３６は通路３７とポート３０に供給された排出部と油圧流体に 連通ずる。この作動モードにおいて主ピストン１３ｔｄ比較的高速度で移動出来 るが油圧流体が作用出来る面積が小さいことから比較的小さい力を与えることが 出来る。第４図に示された高い力ではあるが低速度でのモードにて押抜きヘッド ・アッセンブリー１０を作動させることが望ましい場合には、加圧された流体が 通路３６に適用される際その流体が逆上弁３５を通って通路３８とポート３３内 へ流入してピストン１７の端部上に作用するようパイロット圧作動型逆止弁３５ が開かれる。同時に、加圧された流体がオリフィス・プラグ３９とポート２９を 介して室３１に適用される。

オリフィス・プラグ３９の使用は主ピストン１３が補助ピストン１７の前で移動 し始めないよう通路３６とポート３３の間よりも通路３６とポート３１の間で高 め圧力降下が生じることを確実にする。従って、これはピストン１３のスカート 部分２０上に作用するピストン１７の衝撃力を全て回避し、両方のピストンを共 に維持する。このモードにおいては、金属板の如き重い材料を押抜く目的で増加 させた力が押抜き具１１に与えられるよう油圧流体が更に広い領域に作用するこ とが理解されよう。

両方のピストン１３及び１７を後退させることが望ましい場合には、ピストン１ ３の後退ストロークによりピストン１７を第２図に示された位置へ戻すよう通路 ３７を介して室３２に与えられる排出、加圧流体に通路３６が連通される。

本機械の作動を制御する目的で圧力変換器４１は通路内の圧力が作動中常時監視 出来るよう通路３６と連通ずる。同様に、変位変換器２５はピストン１３の移動 長さ、従って押抜き具１１のストロークを連続的に監視する。マイクロプロセッ サ−を使用することによシパイロット圧作動型逆止弁３５とサーボ弁３４の制御 で不装置の押抜き作動を最適化出来る。版材の押抜き中は、通常押抜き具で完全 にその板材にぜん入させてダイを入れ貫通させる必要はない。例えば、押抜き具 の直径が材料の厚さよシ大きい個所では、押抜きの２０数多のせん入のみが要求 される。貫通が生じると、ピストン１３の迅速な前進運動が原因で急激な圧力低 下が生じ、これが圧力変換器４１によシ検出可能となる。マイクロプロセッサ− は、こうした圧力低下を検出するとサーボ弁３４を励起して油圧流体を後退室３ ２に与え、室３１を排出させてピストンのストロークを逆転させる。従って、こ れはピストン１３のストロークを最低にするだけでなく増加した打撃割合を達成 出来るようにし、その上板材を完全に押抜くことによシ発生される雑音レベルを 減少させることも出来る。。

この作動は線状可変変位変換器２５０使用を通じて更に最適化出来る。例えば、 押抜かれている各特定の板材に対してマイクロプロセッサ−は線状可変変位変換 器２５と圧力変換器３１により検出された際、位置／速度／加速曲線をそのメモ リー内に記録出来る。適当なアルゴリズムの使用により、これらの曲線は板材の 特性（ヤングｇ、　ｔＪ弾性係数、せん断強度、歪、硬化割合等〕に合せて変換 出来る。後圧の押抜きにおいて、このデータはサイクル時間と雑音を最低にする 目的からサーボ弁３４と逆止弁２５の作動を制御するマイクロプロセッサ−によ シ使用可能である。雑音を最低にする目的で押抜き具が板材を打撃する前に押抜 き具がそのストローク終端に向って遅くなるようマイクロプロセッサ−は押抜き 具を制御するよう作動可能である。又、スラグが「放出」されると直ちに押抜き 具を逆転させることによって、著しい雑音低下が達成される。

勿論、マイクロプロセッサ−による方法以外に押抜き具を制御する目的で他の多 くの装置を採用可能である。例えば、サーボ弁の作動を制御し圧力変換器によシ 急激な圧力低下が検出された除押抜きピストンを戻す目的でハードウェア・シス テムを採用可能である。

実施態様で説明されたもの以外の本発明の目的を達成するため押抜きヘッド・ア ッセンブリーと二重ピストンの他の多くの構成も採用可能である。同様に、押抜 きアッセンブリーに対する流体制御は前述したサーボ弁と逆止弁以外の弁を使用 することで達成可能である。

多くの状況下においてオリフィス・プラグ３９は省略出来るが衝撃力を減少させ る目的でピストン１７とスカート２００間に衝撃吸収装置を位置付けることが望 ましい。

本発明の押抜きヘッド・アッセンブリーは押抜き工具１１の摩耗に起因する工具 ずれを補償出来る。変位変換器２５からのフィードバックを使用することでマイ ロクプロセッサー制御装置３４はこうした工具ずれヲＭｆｆｌするようピストン １３のストロークを調節出来る。

第５図に図解された如く除去アッセンブリーも本発明と併用可能である。金属板 が押抜き工具によって押抜かれた後、この板材を除去する際これが押抜き工具に 付着する傾向がある。除去アッセンブリーは金属板を押付けることによって押抜 き工具の除去を容易にする目的で使用される。第５図に示される如く、除去アッ センブリーは押抜き工具１１が突出して金属板のせん孔を行なうための貫通孔４ ５を備えたくぼんだ中央部分を有する除去板４４を含む。除去板４４は円筒スリ ーブ４３に締付けられ、当該スリーブは押抜き工具１１に接近するための開口部 を内部に有することが出来る。スリーブ４３は逆に環状ピストン４２に接続され 、当該ピストンは環状シリンダー内に密封的に受入れられ、内部で垂直往復運動 するよう適合している。

環状ピストン４２上の周方向リプはシリンダーを各々伸張室４６及び後退室４７ に分割する。これらの室は各々組合っているサーボ弁４８に接続される。伸張室 ４６と後退室４７を通る流れを交互にすることでピストン４２は上下動可能と々 シ、こうして除去板４４をそれに対応して上下に移動させることが出来る。

除去アッセンブリーはそれ自体の油圧作動システムを有しているが、これはマイ クロプロセッサ−制御装置３４による押抜きアッセンブリーの油圧システムと関 連して制御される。

使用にあたシ、除去板４４は押抜き後に押抜き工具の除去を容易にすべくせん孔 板上に締付けられる。押抜きアッセンブリーは油圧的に作動されるのでその位置 は容易に調節可能である。作成作動を可能にし且つ角度付き板材又は他の変更板 材を平面状板材から提供すべく除去板４４をその板材から後退させることが出来 る。

作動の第１モードにおいて、押抜きアッセンブリーは除去板４４が押抜き直前に 加工板材を打撃するよう押抜き工具と共に作動される。換言すれば、押抜き具は 下降ストロークで除去板４４に追随する。これはサーボ弁によシ主ピストン１３ 及び／又は補助ピストン１７の制御可能な流量を調節することによ）達成可能で ある。

加工板材上に除去板４４が与える締付は力はサーボ弁の適当な制御によシ調節可 能である。例えば、この板が除去板によシ直されないことを確実にするため比較 的軽い締付は圧力のみが与えられる。一方、厚板が押抜かれている場合は、板材 から押抜き工具を除去するのに高い除去力が要求されることから高い締付は力が 与えられる。

作動の第２モードにおいては、除去板４４Ｆｉ加工部片の板材の僅かに上方に位 置付けられる。押抜き工具が加工部片の板材から除去される場合、押抜き工具は 最初にそれが除去板に当接する迄板材を共に上方へもたらす。次に加工部片の板 材は除去板を上方へ移動させようとするが、油圧流体が圧縮出来ないことから加 工部片の板材は更に上方へ移動することが阻止され、押抜き工具はそのため加工 部片の板材から除去されることになろう。除去板Ｆｉ押抜き工具の除去達成の目 的から充分な力のみをその加工部片の板材に与えることが当技術と熟知者には明 らかとなろう。

除去アッセンブリーは又、加工部片の板材の厚さを測定する目的から押抜きアッ センブリーと共和作動可能である。測定が行なわれる前に主ピストン１３と環状 ピストン４２０両者が完全に後退される。次に、加圧された油圧流体が主ピスト ン１３と環状ピストン４２０個々の伸張室内に壮大される。（図示せざる）圧力 スイッチが環状ピストンの伸張室に接続され、圧力の急激な増加に応答する。除 去板４４がダイの表面にぶつかると圧力スイッチが環状ピストンの伸張室内の急 激な圧力増加を検出する。この出力信号がマイクロプロセッサ−制御装置にフィ ードバックされ、この制御装置Ｆｉ線状距離変換器１５の移動した距離を決定す る。この情報は機械のセット・アップ日付けに格納される。しかる後板材が除去 装置とダイの間に挿入される際、除去板４４が加工部片の板材の表面と接触して 移動する距離を比較することにより、加工部片の板材の厚さを減算によシ得るこ とが出来る。

前掲の内容は例示的な例として与えられたが、当技術の熟知者に明らかと思われ る改変例及び変更例を以下の請求の範囲に定められた本発明の広範な範囲から逸 脱せずに本例に対しなすことが出来る。

１８４モロａｅ３−５ｏｔｚｏ２　（７）手続ネ甫正書（自発） ２、発明の名称 押抜きプレスの改良 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　オーストラリア連邦共和国、クィーンズランド・４１０８、クーバース ・ブレインズ、アダ・ストリート、４３ 名　称　ユニバーサル・エンジニアリング・デベロープメント・カンパニー・プ ロプライアタリイ・リミテッド ４、代理人 〒１０５住　所　東京都港区西新橋１丁目１番１５＠ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡ Ｌ　ＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮ　Ｎｏ、ＰＣＴ／Ａυ　８６１００３１２ＧＢ　１ ０１６２９３　ＵＳ　３２６６４１５

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．押抜きプレス用押抜きヘット・アツセンブリーであつて、前記押抜きヘッド ・アッセンブリーが内部で往復連動するよう適合した第１ピストン部材を有する シリンダー部分を含み、前記第１ピストン部材が前記ピストン部材とシリンダー 部分の間に伸張室と後退室の個々の室の一部分を個々定める半径方向作動面を有 する一対の半径方向内方に段の付けられた部分を有し、前記伸張室と後退室が各 々ピストン部材の往復運動を得るよう前記両方の室に加圧流体の流れを交互に与 えるよう適合した制御装置と各々流通連通状態にあり；前記押抜きヘッド・アッ センブリーが更に前記第１ピストン部材と軸方向に並設され且つ前記制御装置と 制御される流体連通状態にある第２伸張室の一部分を定める半径方向作動面を有 し、かくして前記第２伸張室に対する加圧流体の流れが前記第１及び第２ピスト ン部材を共に駆動するよう開かれ且つ前記第２ピストンを非作動状態にするよう 閉じられる第２ピストン部材を含むようにした押抜きヘッド・アッセンブリー。
2. ２．第１伸張室の作動面が第２伸張室の作動面より大きくなつている請求の範囲 第１項に記載の押抜きヘッド・ァツセンプリー。
3. ３．前記制御装置がマイクロプロセツサー制御の弁装置を含むようにした請求の 範囲第１項に記載の押抜きヘッド・アッセンブリー。
4. ４．前記第１及び第２伸張室が前記制御装置から共通の流体連通路に接続された 個々の流体連通路を有し、減圧装置が前記共通路と第１伸張室の間の流体連通路 に設けてあるようにした請求の範囲第３項に記載の押抜きヘッド・アッセンブリ ー。
5. ５．前記第１ピストン部材が一方向において前記第１ピストン部材に対する移動 終端を定めるようシリンダー部分の軸方向当接部に当接するよう適合した半径方 向面を各々有する第２対の半径方向内方に段付きの部分を含み、前記第１ピスト ン部材が他方向に移動する際伸張室と後退室の拡大された個々の室の一部分を各 々呈するようにした請求の範囲第４項に記載の押抜きヘッド・アツセンブリー。
6. ６．更に、共通の流体連通路に接続された入力部とマイクロプロセツサーに接続 された接続部を有する圧力変換器を含むようにした請求の範囲第４項に記載の押 抜きヘッド・アッセンブリー。
7. ７．更に、出力部がマイクロプロセッサーに接続されている変位変換器を含み、 前記変位変換器が第１ピストン部材に接続されて摺動自在にスリーブ部材内に受 入れられる第１延在部材を含み、当該部材の位置が前記シリンダー部分に対して 相対的に固定されるようにした請求の範囲第４項に記載の押抜きヘッド・アツセ ンブリー。
8. ８．前記第１ピストン部材が円筒状スカート部分を有し、前記第２ピストン部材 が前記スカート部分内に摺動自在に受入れられる減径部分を有し、第１ピストン 部材と第２ピストン部材の間の空間が大気に排気されるようにした請求の範囲第 ４項に記載の押抜きヘッド・アツセンブリー。
9. ９．前記第１ピストン部材がその作動端部において押抜き工具を有するラムに接 続されている請求の範囲第８項に記載の押抜きヘッド・アッセンブリー。
10. １０．ピストン・ストロークを逆にするよう前記弁装置を励起すべく押抜きスト ローク中に前記圧力変換器により検出される急激な圧力低下に前記マイクロ・プ ロセッサーが応答するようにした請求の範囲第６項に記載の押抜きヘツド・アッ センブリー。
11. １１．押抜きストロークの終端に向かう第１ピストン部材を減速させるため前記 マイクロプロセツサーが前記変位変換器の出力部に応答するようにした請求の範 囲第７項に記載の押抜きヘッド・アツセンブリー。
12. １２．更に、前記第１ピストン部材と第２ピストン部材の間に位置付けられた衝 撃吸収装置を含むようにした請求の範囲第１項に記載の押抜きヘツド・アツセン ブリー。
13. １３．前記伸張室と後退室の作動面が環状になつている請求の範囲第２項に記載 の押抜きヘッド・アツセンブリー。
14. １４．更に、前記押抜きヘツト・アツセンブリーの作動端部上の押抜き工具を少 なくとも部分的に包囲する除去装置を有する除去アツセンブリーを含み、前記除 去板が往復運動に適合した垂直に向けられている油圧ピストンに接続され；前記 除去ピストンの運動を制御する弁装置が備えられ、前記弁装置が前記制御装置に 接続されるようにした請求の範囲第１項に記載の押抜きヘッド・アツセンブリー 。
15. １５．前記押抜き工具と除去板が同時的な下方向ストロークを呈し、前記除去板 が押抜き前に一時的に加工板材に当接して加工板材を締付けるよう押抜き工具が 前記除去板の僅か後方で遅れるよう制御される請求の範囲第１４項に記載の押抜 きヘッド・アツセンブリー。