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JP4888933B2 - パンチプレスにおける面取り金型 - Google Patents
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Description

本発明は、ワークに形成されている下穴に対して、パンチとダイにより両面の面取り加工を行うパンチプレスにおける面取り金型及びその面取り金型を使用するパンチプレスにおける面取り加工方法に関する。
従来のパンチプレスにおける面取り金型は、例えば特開平5−50158号公報に開示されている。
この面取り金型においては、パンチ側が、ワークに形成された下穴の一方の周縁部、即ち、上側周縁部の面取り加工を行うパンチテーパー部と、該パンチテーパ部の先端に設けられたストレート部を有し、ダイ側が、前記下穴の他方の周縁部、即ち、下側周縁部の面取り加工を行うダイテーパ部を有する(例えば同公報の図6)。
この構成により、パンチを下降させれば、ダイ上に載せられたワークの前記下穴の上側周縁部が、パンチテーパ部により、該下穴の下側周縁部が、ダイテーパ部によりそれぞれ押圧されて面取り加工されると共に、該下穴に挿入されたストレート部により、該下穴の内径が上から下までほぼ等しくなる。
特開平5−50158号公報
しかし、前記従来技術においては、パンチ側のストレート部と、ダイ側のダイテーパ部との干渉を避けるために、加工終了時点では、両者間に、僅かな隙間(例えば0.2mm)が形成されるようになっている(同公報の図6)。
その結果、本願の図7に示すように(図7は面取り加工終了時を示し、ワークWに形成されている下穴Aの上側周縁部と下側周縁部には、それぞれパンチテーパ部70とダイテーパ部71が食い込み、上側周縁部と下側周縁部の間の内周面には、ストレート部72が挿入されている)、この隙間Sのために、ワークWの板厚tが変わると、それに応じて面取り金型も複数用意しなければならず、そのため、金型の管理が面倒になり、またコスト高になるなど種々の弊害がある。
例えば、図7の板厚tより厚い板厚のワークを面取り加工する場合には、下穴が図示する場合に比べて深くなる。
従って、この深い下穴の上から下までの内径をなるべく等しくするために、前記隙間Sを残した状態で、図示するストレート部72の長さLよりも長いストレート部が必要となり、そのためには、長いストレート部を有するパンチPと交換しなければならない。
また、反対に、図7に示す板厚tより薄い板厚のワークを面取り加工する場合には、下穴が図示する場合に比べて浅くなる。
従って、この浅い下穴に対応するために、同様に、前記隙間Sを残した状態で、図示するストレート部72の長さLよりも短いストレート部が必要となり、そのためには、短いストレート部を有するパンチPと交換しなければならない。
更に、この隙間S部分に対応する下穴Aの内周面においては、ストレート部72が存在しないことになる。
その結果、従来技術においては、ストレート部が機能しない領域があり、前記特開平5−501581号公報の図7(a)に示すように、ストレート部が機能しない下穴の下方部分の内径が、ストレート部が機能している上方の部分の内径とは異なっており、内径が上から下まで揃わず、極めて不均一な状態となる。
本発明の目的は、ワークの複数板厚に対応し、板厚ごとに複数の金型を用意することなく下穴の両面の面取り加工を可能とすることにより、金型の管理を簡単にし、下穴の上から下までの内径を完全に揃えることにより、内径の均一化を図るパンチプレスにおける面取り金型及び面取り加工方法を提供する。
上記課題を解決するために、本発明は、請求項1に記載したように、
互いに対向する位置に設けられたパンチ組立体Pとダイ組立体Dを有し、パンチ組立体Pには、ワークWに形成された下穴Aの一方の周縁部5の面取り加工を行うパンチテーパ部1が、ダイ組立体Dには、該下穴Aの他方の周縁部6の面取り加工を行うダイテーパ部3がそれぞれ設けられ、該パンチテーパ部1又はダイテーパ部3の先端には、下穴Aに挿入した際に該下穴Aの内径d2 に対して所定のクリアランスが形成されるような小さい外径d1 を有するストレート部2が設けられていると共に、ダイテーパ部3又はパンチテーパ部1の内側には、該ストレート部2の逃げ部4が設けられ、
上記ワークWの板厚の最大値をtmax 、最小値をtmin 、ストレート部2側のパンチテーパ部1又はダイテーパ部3の長さをa、逃げ部4側のダイテーパ部3又はパンチテーパ部1の長さをb、ストレート部2の長さをL、ストレート部2先端のR部の半径をR、逃げ部4の深さをMとした場合に、L≧tmax
−a+R、M>(L+a)−tmin +bの不等式が成立するように、上記ストレート部の長さLと逃げ部4の深さMを設定したことを特徴とするパンチプレスにおける面取り金型という技術手段を講じている。
上記本発明の構成によれば、例えばパンチテーパ部1(図2)の先端にストレート部2を設けると共に、ダイテーパ部3の内側に、該ストレート部2の逃げ部4を設けた場合には、該ストレート部2の長さ(高さ)Lを(図3(A))、板厚tの最大値tmax に対応できるように設定すると共に(L≧tmax −a+R、aはパンチテーパ部1の長さ(高さ)、Rはストレート部2先端のR部の半径)、逃げ部4の深さMを(図3(B))、板厚tの最小値tmin に対応できるするように設定しておけば(M>(L+a)−tmin +b、bはダイテーパ部3の長さ(高さ))、一組の面取り金型でどのような板厚tのワークWの面取り加工もできるので、板厚tごとに複数の金型を用意することなくそのままで下穴Aの両面の面取り加工が可能となり、それにより、金型の管理が簡単になり、また、前記ストレート部2の逃げ部4を設けたことにより、従来のようなストレート部とダイテーパ部との干渉を回避するための両者間の隙間が(前記特開平5−50158号公報の図6)不要となり、そのために、面取り加工終了時には(図6(D))、下穴Aの上から下までの領域全体が、下穴Aを貫通して逃げ部4に逃げたストレート部2に当接することにより、該ストレート部2の機能に基づき、該下穴Aの上から下までの内径を完全に揃えることが可能となり、内径の均一化が図られる。
従って、本発明によれば、ワークの複数板厚に対応し、板厚ごとに複数の金型を用意することなく下穴の両面の面取り加工を可能とすることにより、金型の管理を簡単にし、下穴の上から下までの内径を完全に揃えることにより、内径の均一化を図るパンチプレスにおける面取り金型を提供するという効果がある。
更に、パンチテーパ部1の先端にストレート部2を設けた場合には(図1〜図4)、対向するダイテーパ部3が設けられたダイチップ20の周囲に、上方に付勢されたエジェクタプレート21を設け、該エジェクタプレート21の下方に、下降距離制限部材22を設けたことにより、下降したストレート部2が(図6(D))ダイテーパ部3の内側の逃げ部4に逃げた状態での、パンチテーパ部1とダイテーパ部3による面取り加工終了時のワークWの下面は、該下降距離制限部材22に当接したエジェクタプレート21に支持されているので、面取り加工時に加わる圧力によりワークWが折れ曲がることがないという効果もある。
以下、本発明を実施例により添付図面を参照して説明する。
図1は本発明の全体図であり、本発明に係るパンチプレスにおける面取り金型がタレットパンチプレスに適用された場合を示す図である。
図1に示すタレットパンチプレスは、よく知られているように、上部タレット(図示省略)と下部タレット(図示省略)を有し、それぞれパンチ組立体Pとダイ組立体Dが配置され、該上部タレットと下部タレットを同期回転することにより、パンチセンタCにおいて、所望のパンチ組立体Pとダイ組立体Dを選択することができる。
パンチセンタCにおけるパンチ組立体Pの上方には、ラム(図示省略)が設けられ、該ラムによりパンチ組立体Pのパンチヘッド32を打圧すれば、ダイ組立体Dと協働して、例えばワークWの下穴Aの面取り加工を行うことができる(図6)。
上記パンチ組立体Pは、中空状のパンチガイド30を有し、該パンチガイド30は、リフトスプリング(図示省略)を介して上部タレットに支持され、上下方向が案内されている。
上記パンチガイド30のフランジ上面にOリング37を介して取り付けられたリテーナカラー36には、ストリッパスプリング33の下端が当接され、該ストリッパスプリング33の上端は、パンチヘッドカラー35の下面に当接している。
パンチガイド30とリテーナカラー36とストリッパスプリング33内部には、上下方向に延びるパンチボディ31が貫通し、該パンチボディ31の上端部には、既述したパンチヘッドカラー35及びその上のパンチヘッド32が螺合されている。
パンチボディ31の下端には、パンチチップ38が設けられ、該パンチチップ38の先端には、図2に示すように、パンチテーパ部1が、該パンチテーパ部1の先端には、ストレート部2がそれぞれ設けられている。
上記パンチテーパ部1は、ワークWに形成された下穴Aの一方の周縁部5(図2の例では上側周縁部5)の面取り加工を行う。
上記ストレート部2は(図2(A))、下穴Aの内径d2 より小さい外径d1 を有し、面取り加工時には、下穴Aに挿入することにより(図6(C))、前記パンチテーパ部1の下穴Aに対する位置決めを正確に行う。
また、ストレート部2は、下穴Aを貫通することにより(図6(D))、該下穴Aの上から下までの内径を完全に揃えることにより、内径の均一化を図る。
即ち、パンチチップ38(図2(A))の反対側の後述するダイチップ20には、下穴Aの他方の周縁部6(図2の例では下側周縁部6)の面取り加工を行うダイテーパ部3が設けられ、該ダイテーパ部3の内側には、前記ストレート部2の逃げ部4が設けられており、該逃げ部4の内径d3 は、ストレート部2の外径d1 よりも大きい。
この構成により、既述したように、ストレート部2が下穴Aを貫通したときには(図6(D))、下穴Aから突出した部分がこの逃げ部4内に逃げるようになっている。
そして、ストレート部2が下穴Aに配置された状態で(図6(C)〜図6(D))、前記パンチテーパ部1とダイテーパ部3により、下穴Aの一方の周縁部5と他方の周縁部6が押圧されて面取り加工が行われ、このとき、該下穴Aの一方の周縁部5と他方の周縁部6の内側に流動しようとする金属が、ストレート部2により抑制される。
これにより、既述したように、面取り加工終了時には(図6(D))、下穴Aの上から下までの領域全体が、下穴Aを貫通して逃げ部4に逃げたストレート部2に当接し、これにより、該ストレート部2の機能に基づき、下穴Aの上から下までの内径を完全に揃えることができ、内径の均一化を図ることができる。
前記図2(A)は、下穴Aが形成されたワークWをエジェクタプレート21上に載せた面取り加工前の状態であり(後述する図6(A)に相当)、この段階では、下穴Aの内径d2 は、既述したように、ストレート部2の外径d1 よりも大きい。
この図2(A)の状態から面取り加工が開始され(図6(B)〜図6(C))、面取り加工が終了し(図6(D))、パンチ組立体Pを上昇させた状態が、図2(B)であり、この段階では、前記した下穴Aの内側に流動する金属がストレート部2で抑制されることにより、図示するように、下穴Aの内径は当初(図2(A))と比べて小さくなり、該ストレート部2の外径d1 と同じになる。
上記ストレート部2の下端にR部を設けたのは、ワークWの位置がずれた場合パンチ組立体P、ダイ組立体Dの芯位置がずれた場合にも、ワークWや金型P、Dが破損しにくいように、パンチチップ38を下穴Aに案内するためである。
また、ストレート部2の長さ(高さ)Lは(図3(A))、例えば次のように設定されている。
L≧tmax −a+R・・・・・・(1)
即ち、図3(A)において、ワークWの板厚tの最大値をtmax 、ストレート部2側のパンチテーパ部1の長さをa、逃げ部4側のダイテーパ部3の長さをb、ストレート部2下端のR部の半径をRとする。
そして、最大値tmax の板厚を有するワークWの面取り加工終了時には、図示する状態にあり(図6(D)に相当)、パンチテーパ部1(図3(A))とダイテーパ部3が、それぞれ下穴Aの一方の周縁部5と他方の周縁部6に食い込み、且つストレート部2の下端のR部開始位置が、少なくともダイテーパ部3の内側の逃げ部4の入口まで、即ち、ワークWの下面に対応する位置まで進入していれば、該最大値tmax のワークWの下穴Aは、上から下までストレート部2に当接することにより、内径の均一化が図られる。
この場合、図から明らかに、L+a−R=tmax であり、L=tmax −a+Rであるから、ストレート部2の長さLが前記(1)の条件を満たせば、少なくとも図3(A)の状態となり、下穴Aの上から下までの内径を完全に揃えることにより、内径の均一化を図ることができる。
この(1)式の条件をストレート部2の長さLが満たした場合に、該ストレート部2を逃がすための逃げ部4の深さMは(図3(B))、例えば次のように設定されている。
M>(L+a)−tmin +b・・・・・(2)
即ち、図3(B)において、ワークWの板厚の最小値をtmin とし、前記と(図3(A))同じ面取り金型を用いて(ストレート部2側のパンチテーパ部1の長さがa、逃げ部4側のダイテーパ部3の長さがb、ストレート部2の長さがLの面取り金型)、この最小値tmin
の板厚を有するワークWの面取り加工を行うものとする。
そして、最小値tmin の板厚を有するワークWの面取り加工終了時には、図示する状態にあれば(図6(D)に相当)、最大値tmax (図3(A))の板厚を有するワークWにも対応できる長さLのストレート部2を逃げ部4に逃がすことができる。
この場合、図から明らかに、(L+a)−tmin +bが長さLのストレート部2を逃がすのに必要な逃げ部4のぎりぎりの深さであり、前記(2)式の条件が満たされれば、図3(B)のように、面取り加工終了時において、ストレート部2を逃げ部4に余裕を持って逃がすことができる。
前記(1)式において、L=tmax −a+Rとして、ストレート部2の長さLを最小限に設定すれば、このストレート部2を逃がす逃げ部4の深さMは、L=tmax −a+Rを(2)式に代入して、M>tmax −tmin +b+Rとなる。
尚、上記ストレート部2下端にR部が設けられていない場合には、前記(1)式において、R=0であり、該ストレート部2の長さLは、L≧tmax −aとなる。
一方、前記構成を有するパンチ組立体Pと対向する位置には、ダイ組立体Dが設けられ(図1)、該ダイ組立体Dの詳細は、図4に示されている。
図4において、ダイ組立体Dは、ダイ本体24にボルト25で固定されたダイチップ20を有し、該ダイチップ20には、既述したように、ダイテーパ部3が設けられていると共に、該ダイテーパ部3の内側には、逃げ部4が設けられている。
上記ダイテーパ部3は、既述したように、ワークWに形成された下穴Aの他方の周縁部6の面取り加工を行い、逃げ部4は、その内径d3 が(図2(A))前記ストレート部2の外径d1 よりも大きく、面取り加工時に、該ストレート部2を逃がすようになっており(図6(C)〜図6(D))、ストレート部2の長さLと、逃げ部4の深さMとの関係は、既述した(1)式と(2)式に示すとおりである。
そして、前記ダイテーパ部3(図4)の外側には、平坦面29が形成され、該平坦面29は、パスラインPL、即ちワーク移動基準線PLより下方に位置し、面取り加工終了時には(図6(D))、この平坦面29上にワークWがのっかるようになっている。
また、前記ダイテーパ部3が設けられているダイチップ20の周囲には、スプリング23により上方に付勢されているエジェクタプレート21が設けられ、該エジェクタプレート21の下方には、下降距離制限部材としてのリング部材22が設けられている。
この構成により、面取り加工終了時には(図6(D))、ワークWの下面は、スプリング23の付勢力に抗して下降したエジェクタプレート21により支持されるが、該エジェクタプレート21は、リング部材22に当接することにより、下降距離が制限され停止する。
このため、面取り加工時の圧力により、前記ワークWが折れ曲がることはなく、面取り加工が良好な状態で完了する。
図5は、本発明の第2実施例を示す図であり、ストレート部2がダイ組立体D側のダイテーパ部3の先端に、逃げ部4がパンチ組立体P側のパンチテーパ部1の内側にそれぞれ設けられている場合である。
この場合、ダイチップ20が、ダイホルダ40内のダイ本体24に対して、スプリング23を介して上下動可能に設けられ、該ダイチップ20に設けられたダイテーパ部3の先端には、前記したように、ストレート部2が設けられている。
そして、面取り加工前には、ダイ本体24の上面は、パスラインPLと同じ位置にある。
また、パンチセンタCの下方には、面取りダイ駆動装置である例えば油圧シリンダのピストンロッド27が配置されている。
この構成により、面取り加工時には、パンチ組立体P側のワーク板押さえ39とダイ組立体D側のダイ本体24でワークWを押さえた後、前記ピストンロッド27を上昇させバネ座26を介してダイチップ20を上昇させれば、パンチテーパ部1とダイテーパ部3がワークWに形成された下穴Aの一方の周縁部5と他方の周縁部6に食い込むと共に、ストレート部2が下穴Aを貫通し上方のパンチチップ38側の逃げ部4に逃げることにより、面取り加工が終了する(図6(D)に相当)。
この図5の場合には、図3のストレート部2側のパンチテーパ部1をダイテーパ部3に、逃げ部4側のダイテーパ部3をパンチテーパ部1にそれぞれ置き換えると共に、該ストレート部2側のダイテーパ部3の長さをa、該逃げ部4側のパンチテーパ部1の長さをbとすれば、既述した(1)式と(2)式が成立するように、ストレート部2の長さLと逃げ部4の深さMをそれぞれ設定することにより、同様に、ワークの複数板厚に対応し、板厚ごとに複数の金型を用意することなく下穴の両面の面取り加工を可能とすることにより、金型の管理を簡単にし、下穴の上から下までの内径を完全に揃えることにより、内径の均一化を図ることができる(図3の上下方向を逆にすれば明らかである)。
以下、上記構成を有する本発明の動作を図6に基づいて説明する。
先ず、打抜き用金型を用いてワークWに下穴Aを形成し、次に、下穴Aが形成されたワークWを(図6(A))、パスラインPLに沿って移動させ、下穴AをパンチセンタCに位置決めすると共に、該パンチセンタCにおいて、本発明に係るパンチプレスにおける面取り金型を選択する。
この状態で、パンチ組立体Pを(図6(B))下降させることにより、ワーク板押さえ39とダイ組立体D側のエジェクタプレート21でワークWを押さえ、ストレート部2を下降させれば(図6(C))、該ストレート部2が下穴Aに挿入して先端が逃げ部4に逃げ、その後、パンチテーパ部1が下穴Aの一方の周縁部5に当接すると共に、ダイテーパ部3が該下穴Aの他方の周縁部6に当接し、この段階で、ワーク板押さえ39とエジェクタプレート21が押さえられたワークW全体も下降し、該ワークWの下面は、パスラインPLの下方に位置している。
次いで、更にストレート部2(図6(D))を下降させれば、ストレート部2が逃げ部4に逃げた状態で、パンチテーパ部1とダイテーパ部3が下穴Aの一方の周縁部5と他方の周縁部6に食い込むことにより、該下穴Aの面取り加工が行われ、このとき、ワークW全体は更に下降し、該ワークWの下面は、ダイチップ20の平坦面29上にのっかると共に、リング部材22に当接したエジェクタプレート21により、支持されている。
また、このとき、図6(D)に示すように、下穴Aの上から下までの領域全体が、該下穴Aを貫通して逃げ部4に逃げたストレート部2に当接することにより、該ストレート部2の機能に基づいて、該下穴Aの上から下まで内径が完全に揃って一致し、内径の均一化が図られる。
上記のとおり、本発明は、ワークの複数板厚に対応し、板厚ごとに複数の金型を用意することなく下穴の両面の面取り加工を可能とすることにより、金型の管理を簡単にし、下穴の上から下までの内径を完全に揃えることにより、内径の均一化を図る場合に有用であり、ストレート部2がパンチ組立体P側のみならず(図2)、ダイ組立体D側に設けられた(図5)パンチプレスにおける面取り金型に利用され、具体的には、タレットパンチプレスのみならず、単体の金型で加工するパンチプレス、更には、側方に複数の金型をストックしておき、その中から必要な単体の金型を取り出して加工するシングルパンチプレスにも適用される。
本発明の全体図である。 本発明の第1実施例を示す図である。 本発明を構成するストレート部2、逃げ部4、パンチテーパ部1、ダイテーパ部3のワークWの板厚に対する関係を示す図である。 本発明を構成するダイ組立体Dの詳細図である。 本発明の第2実施例を示す図である。 本発明の動作説明図である。 従来技術の課題説明図である。
符号の説明
1 パンチテーパ部
2 ストレート部
3 ダイテーパ部
4 逃げ部
5 下穴Aの一方の周縁部
6 下穴Aの他方の周縁部
20 ダイチップ
21 エジェクタプレート
22 リング部材
23 スプリング
24 ダイ本体
25 ボルト
26 バネ座
27 ピストンロッド
29 平坦面
30 パンチガイド
31 パンチボディ
32 パンチヘッド
33 ストリッパスプリング
35 パンチヘッドカラー
36 リテーナカラー
37 Oリング
38 パンチチップ
39 ワーク板押さえ
40 ダイホルダ
A 下穴
D ダイ組立体
P パンチ組立体
W ワーク

Claims (2)

  1. 互いに対向する位置に設けられたパンチ組立体とダイ組立体を有し、パンチ組立体には、ワークに形成された下穴の一方の周縁部の面取り加工を行うパンチテーパ部が、ダイ組立体には、該下穴の他方の周縁部の面取り加工を行うダイテーパ部がそれぞれ設けられ、該パンチテーパ部又はダイテーパ部の先端には、下穴に挿入した際に該下穴の内径に対して所定のクリアランスが形成されるような小さい外径を有するストレート部が設けられていると共に、ダイテーパ部又はパンチテーパ部の内側には、該ストレート部の逃げ部が設けられ、
    上記ワークの板厚の最大値をtmax 、最小値をtmin 、ストレート部側のパンチテーパ部又はダイテーパ部の長さをa、逃げ部側のダイテーパ部又はパンチテーパ部の長さをb、ストレート部の長さをL、ストレート部先端のR部の半径をR、逃げ部の深さをMとした場合に、L≧tmax
    −a+R、M>(L+a)−tmin +bの不等式が成立するように、上記ストレート部の長さLと逃げ部の深さMを設定したことを特徴とするパンチプレスにおける面取り金型。
  2. 上記パンチテーパ部の先端にストレート部が設けられている場合に、ダイテーパ部が設けられているダイチップの周囲には、上方に付勢されたエジェクタプレートが設けられ、該エジェクタプレートの下方には、下降距離制限部材が設けられている請求項1記載のパンチプレスにおける面取り金型。
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