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JP6427438B2 - Mold of press processing device and press processing device - Google Patents
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Description

本発明の実施形態は、プレス加工装置の金型、及び、プレス加工装置に関する。   Embodiments of the present invention relate to a die of a pressing apparatus and a pressing apparatus.

一般的に、プレス加工としては、分離加工、成形加工等が知られている。そしてこれらの加工に用いられる装置は、一般的にプレス加工装置と呼ばれている。プレス加工装置は、例えば、上型(パンチとも呼ぶ)と下型(ダイとも呼ぶ)からなる金型の間に被加工材を置き、これらの金型で被加工材を挟んで押圧し、被加工材を所望の形状に加工する。   Generally, separation processing, molding processing and the like are known as press processing. And the apparatus used for these processes is generally called a press processing apparatus. The press processing apparatus places, for example, a workpiece between molds consisting of an upper die (also referred to as a punch) and a lower die (also referred to as a die), sandwiches and presses the workpiece with these dies, Process the workpiece into the desired shape.

分離加工は、被加工材を切ることにより形を作るものである。例えば、分離加工の一例として、下型の上に被加工材を置き上型で形を抜く、抜き加工が知られている。また、成形加工としては、例えば、被加工材を曲げる曲げ加工、被加工材を伸ばして成形する絞り加工等が知られている。   The separation processing is to make a shape by cutting a work material. For example, as an example of separation processing, punching processing is known, in which a workpiece is placed on a lower mold and the upper mold is used to remove the shape. Further, as a forming process, for example, a bending process for bending a material to be processed, a drawing process for stretching and forming a material to be processed, and the like are known.

特開2003-181569号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-181569

しかしながら、例えば、分離加工においては、せん断面の開始部と終端部にいわゆる「ばり」「だれ」が発生する。これら「ばり」や「だれ」の状態は、被加工材の板の厚みや被加工材の種類、加工速度、クリアランス等により異なる。「だれ」が多く発生するとせん断面の平坦度が損なわれるため、せん断面の平坦度が要求される場合には問題となる。また、「ばり」は、鋭利な先端を有するため、怪我や製品の故障の原因となる。   However, for example, in separation processing, so-called “burrs” and “sliding” occur at the start and end of the shear surface. The state of these "balls" and "sliding" differs depending on the thickness of the plate of the workpiece, the type of the workpiece, the processing speed, the clearance and the like. The occurrence of a large number of “drops” impairs the flatness of the sheared surface, which is a problem when the flatness of the sheared surface is required. In addition, since the "ball" has a sharp tip, it causes an injury and a product failure.

また、成形加工においては、被加工材の板の厚みや被加工材の種類、加工速度、クリアランス等により、曲げ加工時における、いわゆる「キズ」「割れ」の発生による品質低下の虞がある。また、絞り加工においては、被加工材の板の厚みや被加工材の種類、加工速度、クリアランス等により、いわゆる「しわ」「割れ」が発生する虞がある。   Further, in the forming process, there is a possibility that the quality may be deteriorated due to the occurrence of so-called "scratch" or "break" at the time of bending process due to the thickness of the plate of the process material, the type of the process material, processing speed, clearance and the like. In drawing, so-called "wrinkles" or "cracks" may occur depending on the thickness of the plate of the material to be processed, the type of the material to be processed, the processing speed, the clearance and the like.

そこで、本発明においては、高精度に被加工材を加工でき、且つ、プレス加工品の品質を向上させることができるプレス加工装置の金型及びプレス加工装置を提供することを目的とする。   So, in this invention, it aims at providing the metal mold | die and press processing apparatus of the press processing apparatus which can process a to-be-processed material with high precision, and can improve the quality of a press-processed product.

一実施形態に係るプレス加工装置の金型は、下型と上型の間に被加工材を置き、前記上型を前記下型に向けて第1の方向に押圧し、前記被加工材を加工するプレス加工装置の金型であって、前記上型は、前記被加工材に接触して型押しする作用端と、前記第1の方向に沿って前記作用端の反対側に設けられ振動が与えられる振動端と、前記第1の方向と直交する第2の方向に離間して前記作用端と前記振動端の間に設けられ、前記上型を固定するとともに前記上型に前記第1の方向の駆動力を伝える一対の保持部と、前記第1の方向および前記第2の方向とそれぞれ直交する第3の方向に前記上型を貫通して、前記一対の保持部の間に設けられた孔と、を有する。   The mold of the pressing apparatus according to one embodiment places the workpiece between the lower mold and the upper mold, presses the upper mold toward the lower mold in a first direction, and the work material A mold of a press processing apparatus for processing, wherein the upper mold is provided on the opposite side of the working end along the first direction to the working end which contacts the work material to be stamped and the first end is vibration Is provided between the working end and the vibrating end so as to be spaced apart from each other in the second direction orthogonal to the first direction and to fix the upper mold and to fix the upper mold to the first mold. Provided between the pair of holders through the upper mold in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction, and a pair of holders transmitting the driving force in the first direction and the third direction orthogonal to the first direction and the second direction, respectively. And an aperture.

また、一実施形態に係るプレス加工装置は、下型と上型の間に被加工材を置き、前記上型を前記下型に向けて第1の方向に押圧し、前記被加工材を加工するプレス加工装置であって、前記上型を第1の方向へ往復駆動する駆動機構と、前記上型に固定され前記上型に振動を与える振動子と、を有し、前記上型は、前記被加工材に接触して型押しする作用端と、前記第1の方向に沿って前記作用端の反対側に設けられ振動が与えられる振動端と、前記第1の方向と直交する第2の方向に離間して前記作用端と前記振動端の間に設けられ、前記上型を固定するとともに前記上型に前記第1の方向の駆動力を伝える一対の保持部と、前記第1の方向および前記第2の方向とそれぞれ直交する第3の方向に前記上型を貫通して、前記一対の保持部の間に設けられた孔と、を有する。   Further, in the pressing apparatus according to one embodiment, the work material is placed between the lower mold and the upper mold, the upper mold is pressed in the first direction toward the lower mold, and the work material is processed. A pressing mechanism for reciprocatingly driving the upper mold in a first direction, and a vibrator fixed to the upper mold to vibrate the upper mold, the upper mold being A working end which contacts and emboss the workpiece, a vibrating end provided on the opposite side of the working end along the first direction to which a vibration is given, and a second perpendicular to the first direction A pair of holding parts provided between the working end and the vibrating end in a separated manner, for fixing the upper mold and for transmitting the driving force in the first direction to the upper mold; Penetrating the upper mold in a third direction orthogonal to the direction and the second direction, between the pair of holding portions Has a hole provided, the.

本発明によれば、高精度に被加工材を加工でき、且つ、プレス加工品の品質を向上させることができるプレス加工装置の金型及びプレス加工装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the metal mold | die and press processing apparatus of the press processing apparatus which can process a to-be-processed material with high precision, and can improve the quality of a press-processed product can be provided.

図1は、本発明の一実施形態に係るプレス加工装置の構造を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing the structure of a pressing apparatus according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1のプレス加工装置の可動側部分をF2の方向から見た概略図である。FIG. 2 is a schematic view of a movable side portion of the pressing apparatus of FIG. 1 as viewed from the direction of F2. 図3は、図1のプレス加工装置の固定側部分をF3の方向から見た概略図である。FIG. 3 is a schematic view of the stationary side portion of the pressing apparatus of FIG. 1 as viewed from the direction of F3. 図4は、図1のプレス加工装置に固定される上型の斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of the upper mold fixed to the pressing apparatus of FIG. 図5は、図4の上型に振動が伝わる様子を示す振動シミュレーション結果の図である。FIG. 5 is a diagram of a vibration simulation result showing that the vibration is transmitted to the upper mold of FIG. 図6は、図4の上型に振動が伝わる様子を示す振動シミュレーション結果の図である。FIG. 6 is a diagram of a vibration simulation result showing that the vibration is transmitted to the upper mold of FIG. 図7は、本実施形態に係る上型へ振動を与えて分離加工を行った場合の被加工材Wの切断面写真である。FIG. 7 is a cross-sectional photograph of the workpiece W in the case where separation processing is performed by giving vibration to the upper die according to the present embodiment. 図8は、本実施形態に係る上型へ振動を与えて分離加工を行った場合の被加工材Wの切断面写真である。FIG. 8 is a cross-sectional photograph of the workpiece W in the case where separation processing is performed by giving vibration to the upper die according to the present embodiment. 図9は、従来の金型を用いて分離加工を行った場合の被加工材Wの切断面写真である。FIG. 9 is a cross-sectional view of the workpiece W when separation processing is performed using a conventional mold. 図10は、従来の金型を用いて分離加工を行った場合の被加工材Wの切断面写真である。FIG. 10 is a cross-sectional view of the workpiece W when separation processing is performed using a conventional mold.

以下、本発明の一実施形態に係るプレス加工装置1について説明する。なお、本実施形態に係るプレス加工装置1には、分離加工を目的とした金型(上型10及び下型30)が取り付けられているが、このプレス加工装置1に用いることができる金型はこれに限らない。例えば、曲げ加工、絞り加工等の他のプレス加工にも本実施形態のプレス加工装置1を用いることができる。また、本発明は、抜き加工、曲げ加工、絞り加工、成形加工、圧縮加工、接合加工など、プレス加工全般に用いる金型に適用することができる。   Hereinafter, the press processing apparatus 1 which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated. Although a mold (upper mold 10 and lower mold 30) intended for separation processing is attached to the press processing apparatus 1 according to the present embodiment, a mold that can be used for this press processing apparatus 1 Is not limited to this. For example, the press processing apparatus 1 of the present embodiment can be used for other press processing such as bending processing and drawing processing. Further, the present invention can be applied to dies generally used for press working such as punching, bending, drawing, molding, compression, bonding and the like.

図1は、プレス加工装置1の金型周辺の主要な構造を示す概略図である。   FIG. 1 is a schematic view showing the main structure around the mold of the pressing apparatus 1.

破線で示した仮想線Oは、上型10の質量中心Gを通るZ方向の直線である。以下の説明では、この仮想線Oを中心軸Oと称する。なお、下記で説明する可動側部分2は、駆動機構6によって中心軸Oに沿って往復駆動し、可動側部分2の上型10と固定側部分3の下型30との間で被加工材Wを挟んで分離加工を行う。   An imaginary line O indicated by a broken line is a straight line in the Z direction passing through the center of mass G of the upper mold 10. In the following description, this virtual line O is referred to as a central axis O. The movable side portion 2 described below is reciprocally driven by the drive mechanism 6 along the central axis O, and a workpiece is formed between the upper mold 10 of the movable side portion 2 and the lower mold 30 of the fixed side portion 3 The separation process is performed with W interposed.

プレス加工装置1は、上型10を有する可動側部分2と下型30を有する固定側部分3とを有する。可動側部分2は、上型10と、上型10を固定する固定プレート44a、44bと、固定プレート44a、44bを上型ホルダ41に固定する支持体47を有する。上型ホルダ41と支持体47は、ボルト46で固定される。また、同様に支持体47と固定プレート44a、44bは、ボルト46で固定される。上型10は、後述する2つの保持部15でのみ固定プレート44a、44bによって固定され、それ以外の部位は固定されない。つまり、後述する振動子20により上型10を振動させた場合、その振動がストリッパ45や支持体47に伝わることはない。   The pressing apparatus 1 has a movable side portion 2 having an upper die 10 and a fixed side portion 3 having a lower die 30. The movable side portion 2 has an upper mold 10, fixing plates 44a and 44b for fixing the upper mold 10, and a support 47 for fixing the fixing plates 44a and 44b to the upper mold holder 41. The upper mold holder 41 and the support 47 are fixed by bolts 46. Similarly, the support 47 and the fixing plates 44 a and 44 b are fixed by bolts 46. The upper mold 10 is fixed by the fixing plates 44a and 44b only at two holding portions 15 described later, and the other parts are not fixed. That is, when the upper mold 10 is vibrated by the vibrator 20 described later, the vibration is not transmitted to the stripper 45 or the support 47.

可動側部分2は、上型10に被加工材Wが取り付いた場合に剥がすためのストリッパ45と、ストリッパ45を下型30へ向けて付勢するスプリング48と、ストリッパ45の姿勢を安定させるガイドピン43を有する。また、以下で詳細に説明する上型10の振動端14には、振動子20が設けられている。   The movable side portion 2 has a stripper 45 for peeling off when the workpiece W is attached to the upper die 10, a spring 48 for biasing the stripper 45 toward the lower die 30, and a guide for stabilizing the posture of the stripper 45 It has a pin 43. In addition, a vibrator 20 is provided at a vibrating end 14 of the upper mold 10 which will be described in detail below.

固定側部分3は、下型30と、下型30を固定する下型ホルダ42とを有する。下型30は、上型10の形状に対応する形状の孔31とガイドピン43を受け入れる孔33を有している。なお、プレス加工装置1は、金型に加工に必要な力を与えるためのモータ、フライホイール等の駆動機構6及びこれらを制御する制御機構(図示せず)、安全装置(図示せず)等を備えている。   The fixed side portion 3 has a lower die 30 and a lower die holder 42 for fixing the lower die 30. The lower die 30 has a hole 31 having a shape corresponding to the shape of the upper die 10 and a hole 33 for receiving the guide pin 43. The press processing apparatus 1 includes a motor for applying a force necessary for processing to the mold, a drive mechanism 6 such as a flywheel, a control mechanism (not shown) for controlling these, a safety device (not shown), etc. Is equipped.

図2は、図1に示したプレス加工装置1の可動側部分2を図1の矢印F2の方向からみた概略図である。ストリッパ45は、中央部に上型10を通す孔を有する矩形板状の部材である。ストリッパ45は、2本のガイドピン43に沿って中心軸O方向に移動可能に設けられている。   FIG. 2 is a schematic view of the movable side portion 2 of the pressing apparatus 1 shown in FIG. 1 as viewed in the direction of the arrow F2 of FIG. The stripper 45 is a rectangular plate-like member having a hole through which the upper die 10 passes in the central portion. The stripper 45 is provided so as to be movable in the central axis O direction along the two guide pins 43.

また、破線で示すように、上型10の振動端14側の中心には、円柱状の振動子20が設けられている。振動子20は、その中心軸が中心軸Oと重なる姿勢で上型10の振動端14に固定される。   Further, as shown by a broken line, a cylindrical vibrator 20 is provided at the center of the upper mold 10 on the vibrating end 14 side. The vibrator 20 is fixed to the vibrating end 14 of the upper mold 10 in a posture in which the central axis thereof overlaps with the central axis O.

図3は、図1に示すプレス加工装置1の固定側部分3を図1の矢印F3の方向から見た概略図である。下型30は、所定の厚みを有する矩形の金属製の部材であり、下型ホルダ42の上に積層されてボルト34によって固定されている。下型30の中央部には、上型10と対応する形状に型取られている孔31が設けられている。孔31は、上型10よりも少し大きく形成され、上型10と孔31の間には所定のクリアランスが設けられている。所定のクリアランスとは、被加工材Wの板厚、材料特性、加工精度等により適宜設計される上型10と下型30の孔31との間にある隙間である。   FIG. 3 is a schematic view of the stationary part 3 of the press processing apparatus 1 shown in FIG. 1 as viewed in the direction of the arrow F3 of FIG. The lower mold 30 is a rectangular metal member having a predetermined thickness, and is stacked on the lower mold holder 42 and fixed by a bolt 34. In the central portion of the lower mold 30, a hole 31 which is molded in a shape corresponding to the upper mold 10 is provided. The holes 31 are formed to be slightly larger than the upper mold 10, and a predetermined clearance is provided between the upper mold 10 and the holes 31. The predetermined clearance is a gap between the upper mold 10 and the hole 31 of the lower mold 30, which is appropriately designed according to the thickness of the workpiece W, material characteristics, processing accuracy, and the like.

続いて、上型10について、図1及び図4を用いて説明する。   Subsequently, the upper mold 10 will be described using FIGS. 1 and 4.

図4は、上型10の斜視図である。以下、上型10の駆動方向(図示上下方向)をZ方向(第1の方向)とし、Z方向と直交する図示左右方向をX方向(第2の方向)とし、Z方向及びX方向とそれぞれ直交する図示前後方向をY方向(第3の方向)とする。Z方向に沿った中心軸Oは、上型10の質量中心Gを通る。また、中心軸Oと直交し、上型10の質量中心Gを通る第1仮想面Pは、上型10を中心軸Oに沿って上下に二等分する面である。   FIG. 4 is a perspective view of the upper mold 10. Hereinafter, the driving direction (vertical direction in the drawing) of the upper mold 10 is referred to as Z direction (first direction), the horizontal direction in the drawing orthogonal to the Z direction is referred to as X direction (second direction), and the Z direction and X direction are respectively Let the illustrated front-back direction orthogonal to be Y direction (3rd direction). A central axis O along the Z direction passes through the center of mass G of the upper mold 10. Further, a first virtual surface P which is orthogonal to the central axis O and passes through the center of mass G of the upper mold 10 is a surface which bisects the upper mold 10 vertically along the central axis O.

また、中心軸Oと重なり、上型10をXZ平面に沿って二等分する面を第2仮想面Rとする。また、中心軸Oを通り、第1仮想面P及び第2仮想面Rと直交する、上型10をYZ平面に沿って二等分する面を第3仮想面Sとする。また、質量中心Gを通り中心軸Oに直交し、Y方向に沿って延びる線を仮想線Qとする。   Further, a surface overlapping the central axis O and bisecting the upper mold 10 along the XZ plane is taken as a second virtual surface R. In addition, a surface that passes through the central axis O and is orthogonal to the first virtual surface P and the second virtual surface R and that bisects the upper mold 10 along the YZ plane is a third virtual surface S. Further, a line passing through the center of mass G and orthogonal to the central axis O and extending along the Y direction is taken as an imaginary line Q.

本実施形態に係る上型10は、金属製の矩形ブロック状の部材である。上型10は、駆動方向の一端(振動端14)に中心軸Oと直交する振動面14aを有し、駆動方向の他端(作用端13)に中心軸Oと直交する作用面13a(図2参照)を有する。振動面14aと作用面13aは合同形である。また、上型10は、振動面14aの各辺と、作用面13aの各辺をつなぐ4つの側面を有する。仮想線Qと交差する2つの湾曲した面を第1側面17とし、その他のYZ平面に沿った平らな2つの面を第2側面18とする。   The upper mold 10 according to the present embodiment is a rectangular block-shaped member made of metal. The upper mold 10 has an oscillating surface 14a orthogonal to the central axis O at one end (oscillating end 14) in the driving direction, and an operating surface 13a (figure at the other end (operating end 13) in the driving direction). 2). The vibrating surface 14a and the working surface 13a are congruent. The upper die 10 also has four side surfaces connecting each side of the vibrating surface 14 a and each side of the working surface 13 a. Two curved surfaces intersecting the imaginary line Q are referred to as first side surfaces 17, and two flat surfaces along the other YZ plane are referred to as second side surfaces 18.

2つの第2側面18のZ方向の中間位置には、それぞれ、第1仮想面Pに沿ってY方向に延びる凸状の保持部15が一体に設けられている。これら2つの保持部15は、固定プレート44a、44bによって可動側部分2に固定される。   Convex holding parts 15 extending in the Y direction along the first virtual surface P are integrally provided at intermediate positions in the Z direction of the two second side surfaces 18 respectively. These two holding parts 15 are fixed to the movable side part 2 by fixed plates 44a and 44b.

第1側面17は、作用面13aの対応する辺の湾曲した周縁の形状に合わせて形成されている。すなわち、第1側面17は、被加工材Wの加工形状に合わせた形状に形成される。本実施形態では、第1側面17は、質量中心Gに向けて内側に円弧状に窪んだ形状に形成されている。例えば、図3に示すように、被加工材Wの加工形状がギア型の場合には、第1側面17には、対応する凹凸が設けられる。2つの第1側面17は、同じ形状である。言い換えれば、上型10は、第2仮想面Rを介して対称形になるように形成されている。   The first side surface 17 is formed in accordance with the shape of the curved peripheral edge of the corresponding side of the working surface 13a. That is, the first side surface 17 is formed in a shape in accordance with the processed shape of the workpiece W. In the present embodiment, the first side surface 17 is formed in a shape that is recessed inward in a circular arc toward the center of mass G. For example, as shown in FIG. 3, when the processing shape of the workpiece W is a gear type, the first side surface 17 is provided with the corresponding unevenness. The two first side surfaces 17 have the same shape. In other words, the upper mold 10 is formed to be symmetrical via the second virtual surface R.

また、上型10は、2つの第1側面17を連絡して上型10をY方向に貫通する孔16を有する。孔16は、Z方向に延びる長円形の断面形状を有する。上型10の質量中心Gは、孔16の中心にある。   In addition, the upper mold 10 has a hole 16 communicating the two first side surfaces 17 and penetrating the upper mold 10 in the Y direction. The holes 16 have an oval cross-sectional shape extending in the Z direction. The center of mass G of the upper mold 10 is at the center of the hole 16.

上型10は、第1仮想面Pによって二等分される対称形である。第1仮想面Pを挟んで、下型30側を第1部分11と呼称する。第1仮想面Pを挟んで、上型ホルダ41側を第2部分12と呼称する。第1部分11と第2部分12とは同じ金属材料により一体に形成されている。したがって、第1部分11と第2部分12の質量は、略同じである。ここで、略同じとは、予め設定されている公差範囲に収まるものを含む。   The upper mold 10 is a symmetrical shape which is bisected by the first virtual surface P. The lower mold 30 side of the first virtual surface P is referred to as a first portion 11. The upper die holder 41 side of the first virtual surface P is referred to as a second portion 12. The first portion 11 and the second portion 12 are integrally formed of the same metal material. Therefore, the masses of the first portion 11 and the second portion 12 are substantially the same. Here, “substantially the same” includes those that fall within a preset tolerance range.

第1部分11は、図1に示す被加工材Wと接触して、被加工材Wを押圧する作用面13aを有する。また、第2部分12は、振動子20を固定し上型10への振動の開始位置となる振動面14aを有する。さらに、上型10は、仮想線Qに沿って上型10を貫通する長円形の孔16を有している。   The first portion 11 has an action surface 13 a which presses the workpiece W in contact with the workpiece W shown in FIG. 1. In addition, the second portion 12 has a vibrating surface 14 a that fixes the vibrator 20 and is a start position of vibration to the upper mold 10. Furthermore, the upper mold 10 has an oblong hole 16 penetrating the upper mold 10 along the imaginary line Q.

第1部分11と第2部分12の質量を同じにするため、孔16は、その容積を第1仮想面Pが二等分する位置に設けられている。なお、孔16の形状は図示の形状に限定されない。孔16の形状及び位置は、上型10の振動シミュレーションに基づいて設計され、振動面14aから作用面13aまで振動が最も効率よく伝達されるように決められている。   In order to make the mass of the first portion 11 and the second portion 12 the same, the holes 16 are provided at positions where the volume is divided into two equal halves of the first virtual surface P. The shape of the hole 16 is not limited to the illustrated shape. The shape and position of the holes 16 are designed based on the vibration simulation of the upper die 10, and are determined such that the vibration is most efficiently transmitted from the vibration surface 14a to the working surface 13a.

また、本実施形態に係る上型10は、第2仮想面Rに対して対称形となるように形成されている。さらに、上型10は、第3仮想面Sに対して対称形となるように形成されている。   In addition, the upper mold 10 according to the present embodiment is formed to be symmetrical with respect to the second virtual surface R. Furthermore, the upper mold 10 is formed to be symmetrical with respect to the third virtual surface S.

振動子20は、例えば、円柱状の部材であり、一端から所定の周波数の振動を発振して対象物を振動させる装置である。振動周波数については、特に定められていないが、可聴域内の音波振動を使用するとプレス加工において振動子20の動作音が気になることもあり、非可聴域であるいわゆる超音波領域の振動周波数を用いている。   The vibrator 20 is, for example, a cylindrical member, and is a device that oscillates a vibration of a predetermined frequency from one end to vibrate the object. The vibration frequency is not particularly defined, but if sound vibration in the audible range is used, the operation sound of the transducer 20 may be anxious in pressing, so the vibration frequency in the so-called ultrasonic range, which is the inaudible range, It is used.

本実施形態においては、図1に示すように、振動子20は、上型10の振動面14aに当接して設けられている。さらに言えば、振動子20は、図2に示すように、上型10の質量中心Gを通る中心軸Oと振動子20の中心軸が重なる姿勢で上型10に固定されている。振動子20から発振される振動周波数は、いわゆる超音波である。具体的には、振動子20から発振される振動の周波数は、例えば、10kHzから30kHzの範囲である。振動子20から発振された振動は、上型10をZ方向に振動させる。なお、上型10に振動子20から与えられる周波数については、上記の範囲に限定されない。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the vibrator 20 is provided in contact with the vibration surface 14 a of the upper mold 10. Furthermore, as shown in FIG. 2, the vibrator 20 is fixed to the upper mold 10 in a posture in which the central axis O passing through the center of mass G of the upper mold 10 and the central axis of the vibrator 20 overlap. The vibration frequency oscillated from the vibrator 20 is a so-called ultrasonic wave. Specifically, the frequency of vibration oscillated from the vibrator 20 is, for example, in the range of 10 kHz to 30 kHz. The vibration oscillated from the vibrator 20 vibrates the upper mold 10 in the Z direction. The frequency given to the upper mold 10 from the vibrator 20 is not limited to the above range.

上型10へ与える振動の周波数については、上型10の質量や形状又は孔16の大きさや位置によって変化する。このため、上型10の形状を固定した場合には、振動シミュレーションを用いて最適な振動の周波数を計測する。具体的には、上型10に与えられる最適な振動の周波数は、振動面14aからの振動が作用面13aに効率的に伝導する周波数である。これは、例えば、上型10の固有振動数の付近であり、共振が起こる周波数が選択される。   The frequency of vibration given to the upper mold 10 changes depending on the mass and shape of the upper mold 10 or the size and position of the hole 16. For this reason, when the shape of the upper mold 10 is fixed, the vibration frequency is measured using vibration simulation. Specifically, the optimum frequency of vibration given to the upper mold 10 is a frequency at which the vibration from the vibration surface 14a is efficiently conducted to the action surface 13a. This is, for example, near the natural frequency of the upper mold 10, and the frequency at which resonance occurs is selected.

続いて、本実施形態に係るプレス加工装置1によって被加工材Wを打ち抜く動作について説明する。作業者は、プレス加工装置1に電源を入れ、プレス加工装置1の駆動機構6を駆動させる。プレス加工装置1が駆動した後、振動端14に固定された振動子20を駆動させる。この振動子20から発生した振動は上型10に伝導する。上型10は、Z方向に微細な高速振動を開始する。続いて、作業者は、被加工材Wを下型30の上型10と対向する面32に載置する。このとき作業者は、被加工材Wの打ち抜き位置を確認し、被加工材Wを面32の所定の位置にセットする。そして、作業者は、プレス加工装置1を操作して、可動側部分2に固定されている上型10を固定側部分3に固定されている下型30に向けて閉じる方向(Z方向)に動作させる。これにより、まず、可動側部分2のストリッパ45が被加工材Wに接触して被加工材Wを押さえる。さらに可動側部分2を駆動させると、上型10がストリッパ45の中央部の孔から突出し、被加工材Wに当接するとともに、被加工材Wを打ち抜く。その後、上型10は、下型30の孔31へ挿入される。   Subsequently, an operation of punching out the workpiece W by the press processing device 1 according to the present embodiment will be described. The worker turns on the power to the press processing device 1 and drives the drive mechanism 6 of the press processing device 1. After the pressing device 1 is driven, the vibrator 20 fixed to the vibrating end 14 is driven. The vibration generated from the vibrator 20 is conducted to the upper mold 10. Upper mold 10 starts fine high-speed vibration in the Z direction. Subsequently, the worker places the workpiece W on the surface 32 opposed to the upper mold 10 of the lower mold 30. At this time, the operator confirms the punching position of the workpiece W, and sets the workpiece W at a predetermined position on the surface 32. Then, the operator operates the press processing apparatus 1 to close the upper die 10 fixed to the movable side portion 2 toward the lower die 30 fixed to the fixed side portion 3 (in the Z direction). Make it work. Thus, first, the stripper 45 of the movable side portion 2 contacts the workpiece W to press the workpiece W. When the movable side portion 2 is further driven, the upper die 10 protrudes from the hole in the central portion of the stripper 45 and abuts on the workpiece W, and the workpiece W is punched out. Thereafter, the upper mold 10 is inserted into the hole 31 of the lower mold 30.

上型10による被加工材Wの打ち抜き動作が終了すると、可動側部分2が逆方向に駆動されて、上型10が下型30から離間される。このとき、ストリッパ45がスプリング48の付勢力により図1の位置に戻り、上型10に張り付いた被加工材Wを剥がし取る。   When the punching operation of the workpiece W by the upper die 10 is completed, the movable side portion 2 is driven in the reverse direction, and the upper die 10 is separated from the lower die 30. At this time, the stripper 45 returns to the position of FIG. 1 by the biasing force of the spring 48, and peels off the workpiece W stuck to the upper die 10.

続いて、上型10の振動面14aに振動子20から与えられた振動がどのようにして作用面13aまで伝わるのかを振動シミュレーションを用いて検証した結果について説明する。上型10の振動シミュレーションの結果は、図5及び図6に示す。まず、上型10の振動シミュレーションについて説明する。   Subsequently, a result of verification of how the vibration given from the vibrator 20 is transmitted to the action surface 13a to the vibration surface 14a of the upper die 10 will be described using vibration simulation. Results of vibration simulation of the upper die 10 are shown in FIG. 5 and FIG. First, vibration simulation of the upper mold 10 will be described.

始めにプレス加工装置1に組み込む上型10をコンピュータ上で設計する。設計された上型10(以下、上型モデル10aとする。)を用いて、振動シミュレーションを行った。なお、上型モデル10aにおいても、上型10と共通する部分においては、同一の符号を付して表し、その詳細な説明は省略する。なお、振動シミュレーションとは、コンピュータ上で設計された上型モデル10aの振動端14から種々の振動を与えた場合の上型モデル10aにおける振動の伝導状態、及び、上型モデル10aの変形の状態を視覚的に表し、その特性を把握するためのものである。   First, the upper mold 10 incorporated in the pressing apparatus 1 is designed on a computer. Vibration simulation was performed using the designed upper mold 10 (hereinafter referred to as upper mold model 10a). In the upper mold model 10a as well, portions common to the upper mold 10 are denoted by the same reference numerals, and the detailed description thereof is omitted. The vibration simulation means the conduction state of the vibration in the upper mold model 10a and the deformation state of the upper mold model 10a when various vibrations are given from the vibrating end 14 of the upper mold model 10a designed on the computer. To visually represent and to grasp its characteristics.

図5及び図6は、上型モデル10aを図4に示すY方向から見た様子示している。簡単に説明すると、図示上側に振動端14、図示下側に作用端13が示され、振動端14と作用端13の中間位置に2つの保持部15が示されている。また、上型モデル10aの中央部には、長円形の孔16が示されている。また、図示下方が第1部分11であり、図示上方が第2部分12を示している。なお、本振動シミュレーションにおいて、上型モデル10aは、図1に示すように可動側部分2の固定プレート44a、44bに固定された状態を想定してシミュレーションを行っている。   5 and 6 show the upper model 10a as viewed in the Y direction shown in FIG. Briefly described, the vibrating end 14 is shown on the upper side of the drawing, and the working end 13 is shown on the lower side of the drawing, and two holding parts 15 are shown at an intermediate position between the vibrating end 14 and the working end 13. Also, an oblong hole 16 is shown at the center of the upper model 10a. The lower part in the drawing is the first portion 11, and the upper part in the drawing is the second part 12. In the vibration simulation, the upper mold model 10a is simulated on the assumption that it is fixed to the fixed plates 44a and 44b of the movable side portion 2 as shown in FIG.

図5及び図6中の白色の縞状に表される点は、振動シミュレーションにおいて上型モデル10aに振動が発生している箇所を示している。振動シミュレーションにおいて、上型モデル10aに与えられる振動は、上型モデル10aを第1の方向に振動させる成分の振動(以下、縦方向の振動51という。)が主成分である。   The white stripes in FIG. 5 and FIG. 6 indicate places where vibration occurs in the upper mold model 10 a in the vibration simulation. In the vibration simulation, the vibration given to the upper mold model 10a is mainly composed of the vibration (hereinafter referred to as the vertical vibration 51) of the component that vibrates the upper mold model 10a in the first direction.

上型モデル10aの振動端14に、上型モデル10aの固有振動数に近い周波数であって、上型モデル10aが共振する周波数の振動を与えたところ、良好なシミュレーション結果を得た。つまり、この上型モデル10aによると振動端14から与えられた振動が作用端13まで減衰することなく伝導され、振動端14に与えた振動を作用端13で再現できることがわかった。言い換えれば、この上型モデル10aは、ある周波数の振動を与えられると、保持部15で固定されているにも関わらず、中心軸Oに沿って上下方向に高速振動する。   When vibration of a frequency close to the natural frequency of the upper mold model 10a and at which the upper mold model 10a resonates is given to the vibration end 14 of the upper mold model 10a, good simulation results are obtained. That is, according to the upper mold model 10 a, it was found that the vibration given from the vibrating end 14 was conducted without damping to the working end 13, and the vibration given to the vibrating end 14 could be reproduced at the working end 13. In other words, when vibration of a certain frequency is given, the upper model 10a vibrates at high speed in the vertical direction along the central axis O despite being fixed by the holding unit 15.

この結果についてより詳細に説明する。振動端14から与えられた振動は、作用端13へ向かって縦方向の振動51として伝導する。縦方向の振動51のエネルギーは、固定された保持部15の位置においてその方向を変化させる。つまり、縦方向の振動51のエネルギーを示す明瞭な白色の縞模様が消えて、白色の霧状に示される。言い換えれば、縦方向の振動51のエネルギーは、横方向に広がり、横方向の振動52に変わる。この横方向の振動52に変化したエネルギーは、図5及び図6に示すように、断面形状が長円形の孔16をX方向に開閉し、上型10を横方向に振動させるエネルギーへと変換される。その後、この横方向の振動エネルギーは、保持部15を超えて第1部分11側へ伝導する。固定位置である保持部15を超えた振動エネルギーは、縦方向の振動51に再変換されて作用端13へ伝わる。   The results will be described in more detail. The vibrations given by the vibrating end 14 are conducted as longitudinal vibrations 51 towards the working end 13. The energy of the longitudinal vibration 51 changes its direction at the position of the fixed holder 15. That is, a clear white stripe pattern indicating the energy of the longitudinal vibration 51 disappears and is shown as a white mist. In other words, the energy of the longitudinal vibration 51 spreads in the lateral direction and changes to the lateral vibration 52. The energy changed to the vibration 52 in the lateral direction is converted into energy to vibrate the upper mold 10 in the lateral direction by opening and closing the hole 16 having an oval cross-sectional shape in the X direction as shown in FIGS. Be done. Thereafter, the vibrational energy in the lateral direction is conducted to the first portion 11 side beyond the holding portion 15. The vibration energy beyond the holding portion 15 which is the fixed position is reconverted into the vibration 51 in the longitudinal direction and is transmitted to the working end 13.

このように、上型モデル10aは、振動子20から連続的に与えられる振動を、保持部15の位置で孔16の開閉を高速で繰り返す横方向の振動エネルギーへと変換することで、固定位置における振動の大幅な減衰を防ぎ、作用端13側へ振動を伝導することを可能とした。   As described above, the upper mold model 10 a converts the vibration continuously applied from the vibrator 20 into the vibration energy in the lateral direction, which repeatedly opens and closes the hole 16 at the position of the holding portion 15, thereby fixing the fixed position. It is possible to prevent the vibration from being largely damped and to conduct the vibration to the working end 13 side.

一方、振動伝達の最適条件を検討するため、本実施形態の上型モデル10aとは異なる形状を有する上型のモデルを種々設計して同様に振動シミュレーションを実施した。   On the other hand, in order to study the optimum condition of vibration transmission, various upper model models having a shape different from that of the upper model 10a of this embodiment were designed and vibration simulation was similarly performed.

検証した上型のモデルとしては、例えば、上型に孔16を設けないモデル、第1部分11と第2部分12の形状が異なるモデル、また、第1部分11と第2部分12との質量が異なるモデル、上型の孔16が貫通していないモデル等である。なお、上記検証用の上型モデルの振動シミュレーションの設定条件は、上型モデルの条件(形状、質量、孔等)以外の条件(保持部の固定状態、振動子の位置、振動成分等)を上型モデル10aの振動シミュレーションに使用した条件と同じ条件に揃えた。   As a model of the upper mold verified, for example, a model in which the hole 16 is not provided in the upper mold, a model in which the shapes of the first portion 11 and the second portion 12 are different, and the mass of the first portion 11 and the second portion 12 Is a different model, a model in which the upper mold hole 16 is not penetrated, or the like. In addition, the setting conditions of the vibration simulation of the upper mold model for verification are the conditions (the fixed state of the holding portion, the position of the vibrator, the vibration component, etc.) other than the conditions (shape, mass, holes, etc.) of the upper mold model. The conditions were the same as the conditions used for the vibration simulation of the upper model 10a.

その結果、いずれの上型モデルの場合にも作用端13側において振動の大幅な減衰がみられた。すなわち、これらの形状を有する上型のモデルは、振動端14に与えられた振動を作用端13へ十分に伝導することができなかった。   As a result, in the case of any upper model, significant damping of vibration was observed at the working end 13 side. That is, the model of the upper mold having these shapes could not sufficiently conduct the vibration given to the vibrating end 14 to the working end 13.

これは、第1に、第1部分11と第2部分12の質量が異なると、第2部分12の振動を保持部15を超えて第1部分11で再現することが難しいことが考えられる。第2に、孔16が貫通していない、又は設けられていない場合には、振動端14から伝わった振動の逃げ場がなくなるため、上型10の固定部である保持部15で振動が大幅に減衰されることが考えられる。例えば、上記の2つの理由により、上述したその他の上型のモデルにおいては、振動を作用端13まで良好に伝えることができなかったものと考えられる。なお、もし、保持部15を無くして上型10を固定しないフリーな状態に維持することができるのであれば、孔16が無くても振動伝達は可能である。しかしながら、保持部15が無いと、上型10にプレス加工装置1の駆動機構6からの駆動力を伝達することができない。   First of all, it is conceivable that it is difficult to reproduce the vibration of the second portion 12 by the first portion 11 beyond the holding portion 15 when the mass of the first portion 11 and the second portion 12 are different. Second, when the hole 16 is not penetrated or not provided, there is no escape place for the vibration transmitted from the vibrating end 14, so the vibration is largely observed in the holding portion 15 which is the fixed portion of the upper die 10. It is considered to be attenuated. For example, in the other upper model described above, it is considered that the vibration could not be well transmitted to the working end 13 due to the above two reasons. If the holding portion 15 can be eliminated and the upper die 10 can be maintained in a free state without being fixed, vibration transmission is possible even without the hole 16. However, without the holding portion 15, the driving force from the drive mechanism 6 of the pressing device 1 can not be transmitted to the upper die 10.

上記の点を考慮して、上記振動シミュレーション結果から得られた上型10の好ましい構成条件をまとめると以下のようになる。   In consideration of the above points, preferable configuration conditions of the upper mold 10 obtained from the above-described vibration simulation results are summarized as follows.

・第1部分11と第2部分12の質量が同じであること。
・仮想線Qに沿って上型10を貫通する孔16が設けられていること。
・第1仮想面Pを介して対称形であること。
・第2仮想面Rを介して対称形であること。
・第3仮想面Sを介して対称形であること。
・保持部15で固定されていること。
以上が、上型10の好ましい構成条件である。ただし、上型10の形状によっては、振動シミュレーションにより、例えば、孔16は、必ずしも仮想線Qに沿って設けられている必要はなく、振動シミュレーションの結果を考慮して作製される。
The masses of the first portion 11 and the second portion 12 are the same.
A hole 16 penetrating the upper mold 10 along the imaginary line Q is provided.
It is symmetrical through the first virtual plane P.
-It is symmetrical through the second virtual surface R.
It is symmetrical via the third virtual surface S.
· Being fixed by the holding unit 15
The above is the preferable configuration conditions of the upper mold 10. However, depending on the shape of the upper mold 10, for example, the holes 16 do not necessarily have to be provided along the imaginary line Q by vibration simulation, and the holes 16 are manufactured in consideration of the result of the vibration simulation.

次に、本実施形態に係る上型10を用いて分離加工をした被加工材Wのせん断面と比較例の被加工材Wのせん断面の違いについて説明する。   Next, the difference between the sheared surface of the workpiece W separated and processed using the upper mold 10 according to the present embodiment and the sheared surface of the workpiece W of the comparative example will be described.

図7及び図8は、本実施形態に係る上型10に振動子20から発振された振動を与えながら分離加工を行った場合の被加工材Wの切断面写真である。これに対して、図9及び図10は、比較例として振動が与えられていない金型を用いて分離加工を行った場合の被加工材Wの切断面写真である。なお、比較例の金型は、本実施形態の金型と同じものを用いた。   FIG.7 and FIG.8 is the cut surface photograph of the to-be-processed material W at the time of performing isolation | separation processing, giving the vibration oscillated from the vibrator | oscillator 20 to the upper mold 10 which concerns on this embodiment. On the other hand, FIG.9 and FIG.10 is a cut surface photograph of the to-be-processed material W at the time of performing isolation | separation processing using the metal mold to which the vibration is not given as a comparative example. The mold of the comparative example was the same as the mold of the present embodiment.

<加工条件>
本実施形態に係る上型の加工条件
・加工速度:25spm
・クリアランス:0.03mm
・振動の有無:有(20kHz)
比較例として使用した上型の加工条件
・加工速度:14spm
・クリアランス:0.2mm
・振動の有無:無
なお、spmとは、Shot Per Minuteを示し、1分間に何個のプレス加工が出来るかを示す。本加工条件においては、RPM(Revolutions per minute)と同様の意味で用いている。
<Processing conditions>
Machining conditions of upper die according to the present embodiment-Machining speed: 25 spm
・ Clearance: 0.03 mm
・ Visibility of vibration: Yes (20 kHz)
Processing conditions of upper mold used as comparative example ・ Processing speed: 14spm
・ Clearance: 0.2 mm
・ Visibility of vibration: No. In addition, spm shows Shot Per Minute, and shows how many pieces of pressing can be performed in one minute. In this processing condition, it has the same meaning as RPM (Revolutions per minute).

<被加工材Wの条件>
被加工材Wは、熱間圧延軟鋼板(SPH)により形成され、板厚は、6mmとし、加工形状は、ギア形状である。その他、プレス加工装置1の条件については、同じとした。
<Conditions of Workpiece W>
The workpiece W is formed of a hot-rolled mild steel plate (SPH), the plate thickness is 6 mm, and the processing shape is a gear shape. The other conditions of the pressing apparatus 1 were the same.

本実施形態によると、図7に示すように、ギアの歯の歯先200に割れが生じることがなく、金型形状に沿って精確に切り抜くことができた。また、図8に示すように、本実施形態によると、せん断面に「だれ」や「ばり」がほぼみられず、表面が非常に滑らかに切り取られて、亀裂等が発生しなかった。   According to the present embodiment, as shown in FIG. 7, it is possible to accurately cut out along the mold shape without causing a crack in the tip 200 of the gear teeth. Further, as shown in FIG. 8, according to the present embodiment, “swelling” and “burr” are hardly found in the shear surface, the surface is cut out very smoothly, and no crack or the like occurs.

これに対して、図9に示すように、比較例の場合、ギアの歯の歯先200に割れが生じた。また、図10に示すように、比較例によると、せん断面の粗さが目立ち、さらに一部に亀裂が生じた。なお、本実施形態に係る分離加工の加工速度は、上記の通り、図9及び図10に示した従来の分離加工の加工速度の約2倍で行った。   On the other hand, as shown in FIG. 9, in the case of the comparative example, a crack was generated in the tip 200 of the gear teeth. Moreover, as shown in FIG. 10, according to the comparative example, the roughness of the sheared surface was noticeable, and a crack was further generated in part. In addition, the processing speed of the separation processing which concerns on this embodiment was performed about twice the processing speed of the conventional separation processing shown in FIG.9 and FIG.10 as mentioned above.

以上のように、本実施形態によると、同一の板厚を有する同じ材質の被加工材Wの加工において、加工精度を高めることでき、加えて、加工速度を上昇させることができる。また、本実施形態によると、「ばり」等の発生を抑えることができるため、加工時の金型(上型10又は下型30)と被加工材Wとの摩擦による、金型の摩耗を低減することができる。このため、本実施形態のように上型10に振動を与えながらプレス加工をすると、金型の寿命を約2倍に長くすることができる。   As described above, according to the present embodiment, in the processing of the workpiece W of the same material having the same thickness, the processing accuracy can be enhanced, and in addition, the processing speed can be increased. Further, according to the present embodiment, since the occurrence of “burr” and the like can be suppressed, the wear of the mold due to the friction between the mold (upper mold 10 or lower mold 30) and the workpiece W at the time of processing It can be reduced. For this reason, if press processing is performed while giving vibration to the upper mold 10 as in the present embodiment, the life of the mold can be approximately doubled.

本実施形態の上型10は、振動子20から発振される第1の方向(Z方向)の振動をほぼ減衰させることなく作用端13へ伝導可能な形状を有している。本実施形態に係るプレス加工装置1は、分離加工を開始する時点から加工終了の時点の一工程(ワンストローク)に亘って振動子20を連続的に作動させ上型10を中心軸Oに沿って継続的に振動させる。この振動は、上型10の作用端13と被加工材Wとの接触時において、被加工材Wと上型10との間の摩擦力を小さくさせる。このため、上型10側に被加工材Wが挟まり抜けなくなることを低減することができる。さらに、被加工材Wと上型10との間の摩擦力を小さくすることにより、潤滑油の使用量を減らすことができるため経済的である。   The upper mold 10 of the present embodiment has a shape that can be conducted to the working end 13 without substantially attenuating the vibration in the first direction (Z direction) oscillated from the vibrator 20. The pressing apparatus 1 according to the present embodiment operates the vibrator 20 continuously over one step (one stroke) from the start of separation processing to the end of processing to align the upper mold 10 along the central axis O. And vibrate continuously. This vibration reduces the frictional force between the workpiece W and the upper die 10 when the working end 13 of the upper die 10 contacts the workpiece W. For this reason, it can be reduced that the workpiece W is not caught on the upper mold 10 side. Furthermore, by reducing the frictional force between the workpiece W and the upper die 10, the amount of lubricating oil used can be reduced, which is economical.

さらに、上型10の中心軸Oに沿った振動は、上型10のワンストロークの間に多数の連続した圧力を被加工材Wに対して与える。このため、従来は、分離加工が困難とされている、板厚が5mm以上の熱間圧延軟鋼板(SPH)の被加工材Wであっても抵抗を軽減し分離加工を行うことができる。例えば、本実施形態の上型10を用いた分離試験においては、加工精度を維持した状態で約12mmの厚さまでの熱間圧延軟鋼板(SPH)の被加工材Wを分離加工することが可能であった。   Furthermore, the vibration along the central axis O of the upper die 10 applies a number of continuous pressures to the workpiece W during one stroke of the upper die 10. For this reason, it is possible to reduce the resistance and perform separation processing even in the case of a workpiece W of a hot-rolled mild steel plate (SPH) having a thickness of 5 mm or more, which has conventionally been considered difficult to separate. For example, in the separation test using the upper die 10 of the present embodiment, it is possible to separate and process the workpiece W of the hot-rolled mild steel plate (SPH) up to a thickness of about 12 mm while maintaining the processing accuracy Met.

また、本実施形態に係るプレス加工装置1及び金型(上型10、下型30)を用いることにより、被加工材Wとして例えば、ガラス繊維を樹脂に含浸させた素材や、CFRP(炭素繊維強化プラスチック)等の繊維性の材料を含む素材の場合であっても、繊維層の剥離等を生じずに良好な、せん断面を得ることができる。振動子20から振動を与えられた上型10は、ワンストロークにおいて、多数回の圧力を連続して被加工材Wに対して与えることができるため、中心軸Oと直交するXY平面に沿って積層された炭素繊維も良好に切断することができる。   Further, by using the press processing apparatus 1 and the mold (upper mold 10, lower mold 30) according to the present embodiment, for example, a material in which glass fiber is impregnated with resin as a material to be processed W, CFRP (carbon fiber Even in the case of a material containing a fibrous material such as reinforced plastic), it is possible to obtain a good sheared surface without causing peeling of the fiber layer or the like. The upper mold 10 vibrated by the vibrator 20 can continuously apply a large number of pressures to the workpiece W in one stroke, and therefore, along the XY plane orthogonal to the central axis O The laminated carbon fibers can also be cut well.

本実施形態に係るプレス加工装置1は、6mm程度の板厚の熱間圧延軟鋼板(SPH)の被加工材Wの加工においては、加工精度を維持した状態で、加工速度を従来よりも大幅に上昇させることが可能である。具体的には、図7及び図8に示すように加工速度を比較例に対して約2倍にしても、加工精度の低下が見られなかった。よって、本実施形態に係るプレス加工装置1を用いることにより、量産性を飛躍的に向上させることができる。   In the processing of the workpiece W of a hot-rolled mild steel plate (SPH) having a thickness of about 6 mm, the pressing apparatus 1 according to the present embodiment has a processing speed significantly higher than that of the conventional one while maintaining processing accuracy. It is possible to raise it to Specifically, as shown in FIGS. 7 and 8, even if the processing speed was about twice that of the comparative example, no reduction in processing accuracy was observed. Therefore, mass productivity can be dramatically improved by using the press processing apparatus 1 according to the present embodiment.

また、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態においては、プレス加工の中でも分離加工のみを記載しているが、本実施形態に係るプレス加工装置1は、例えば、金型を交換することにより他のプレス加工にも適用することができる。   Further, the present invention is not limited to the above embodiment. In the embodiment described above, only separation processing is described among the press processing, but the press processing apparatus 1 according to the present embodiment is also applicable to other press processing by exchanging a mold, for example. Can.

例えば、プレス加工装置1は、曲げ加工にも使用することができる。ここで、曲げ加工とは、被加工材Wを上型と下型で挟みこんで、被加工材Wの一部を曲げる加工をするものである。曲げ加工においては、曲げ部分の「割れ」や、「キズ」が問題となることがある。この問題は、被加工材Wの板厚が厚すぎたり、曲げ部分の丸みが足りない場合に、被加工材Wの曲げ部分に大きな圧力がかかることにより発生する。   For example, the press processing apparatus 1 can also be used for bending. Here, the bending process is a process of bending a part of the material to be processed W by sandwiching the material to be processed W between the upper mold and the lower mold. In the bending process, "cracks" or "scratches" in the bent portion may be a problem. This problem occurs when a large pressure is applied to the bending portion of the workpiece W when the thickness of the workpiece W is too thick or the bending of the bending portion is insufficient.

そこで、例えば、上述の分離加工において検証された上型10の好ましい構成条件を充足するように設計された曲げ加工用の上型10を作製する。この曲げ加工用の上型10は、振動子20と組み合わせて用いることで、一度の上型10のストロークに多数回の圧力を被加工材Wに与えながら、曲げ加工をする。このため、押圧力の集中を防ぎ「割れ」や「キズ」の発生を抑える。また、従来よりも板厚の厚い被加工材においてもプレス加工装置のサイズを大きくすることなく加工することができる。   Therefore, for example, a bending upper die 10 designed to satisfy the preferable configuration conditions of the upper die 10 verified in the above-described separation processing is manufactured. The upper mold 10 for bending is used in combination with the vibrator 20 to perform bending while applying a large number of pressures to the workpiece W in one stroke of the upper mold 10. For this reason, concentration of pressure is prevented and the occurrence of "cracks" and "scratches" is suppressed. Further, even in the case of a work material having a thicker plate thickness than in the prior art, it is possible to process without increasing the size of the press processing apparatus.

また、本実施形態に係るプレス加工装置1を曲げ加工に使用することにより、いわゆる曲げの加工精度を悪くする原因となるスプリングバックの発生を抑制することができる。具体的には、上型10は、振動子20によって中心軸Oの方向に振動するため、上型10と下型30とが被加工材Wを挟み込んだ状態においても、多数回の連続した押圧力を被加工材Wに加える。このため、被加工材Wの曲げ部分に発生している元に戻ろうとする力が高速の振動を伴う上型10の圧力により抑えられる。これにより、被加工材のスプリングバックを抑制し、被加工材Wを所望の角度に一度で曲げることができると考えられる。   In addition, by using the press working apparatus 1 according to the present embodiment for bending, it is possible to suppress the occurrence of spring back which causes the so-called bending processing accuracy to deteriorate. Specifically, since the upper mold 10 vibrates in the direction of the central axis O by the vibrator 20, even in the state where the upper mold 10 and the lower mold 30 sandwich the workpiece W, a number of consecutive pressings are performed. Pressure is applied to the workpiece W. For this reason, the force to return to the original generated at the bent portion of the workpiece W is suppressed by the pressure of the upper die 10 accompanied by the high speed vibration. Thereby, it is considered that the springback of the workpiece can be suppressed and the workpiece W can be bent at a desired angle at one time.

また、例えば、絞り加工においても本実施形態に係るプレス加工装置1を使用することができる。絞り加工とは、板状の被加工材を上型と下型とから構成される金型により挟み込むことにより、つなぎ目のない一方端が塞がれた筒状のものを作り出す加工のことである。絞り加工において、被加工材は、上型により下型へ押し込まれ、引張力により伸ばされて板厚が減少する。そして、被加工材の上型により押し込まれる部分の周りの部分は、上型の押込み動作に伴って中心方向へ移動する。   Moreover, for example, the press processing apparatus 1 according to the present embodiment can be used also in the drawing process. The drawing process is a process of producing a cylindrical one having a jointed one end closed by sandwiching a plate-like workpiece with a mold composed of an upper mold and a lower mold. . In the drawing process, the workpiece is pushed into the lower mold by the upper mold and stretched by the tensile force to reduce the thickness. Then, the portion around the portion pressed by the upper die of the workpiece moves toward the center along with the pressing operation of the upper die.

このため、絞り加工においては、上型による被加工材を引っ張る力と、その外周において被加工材を押さえる力とのバランスが重要となる。このバランスが崩れると被加工材の外周部分に「しわ」が発生する虞があり、上型が下型へ押し込んだ部分においては、「割れ」が発生する虞がある。   For this reason, in the drawing process, the balance between the force for pulling the workpiece by the upper die and the force for pressing the workpiece on the outer periphery thereof becomes important. If this balance is lost, "wrinkles" may be generated in the outer peripheral portion of the workpiece, and in the portion where the upper die is pushed into the lower die, "cracks" may be generated.

例えば、本実施形態に係るプレス加工装置1に用いられる絞り加工用の上型10は、上述の分離加工において検証された上型10の好ましい構成条件を充足するように設計された絞り加工用の上型10である。この絞り加工用の上型10は、振動子20と組み合わせて用いることで、一度の上型10のストロークに多数回の圧力を被加工材Wに与えながら、絞り加工をする。   For example, the upper die 10 for drawing used in the press processing apparatus 1 according to the present embodiment is for drawing which is designed to satisfy the preferable configuration condition of the upper die 10 verified in the above-described separation processing. Upper mold 10 The upper mold 10 for drawing is used in combination with the vibrator 20 to perform drawing while applying pressure to the workpiece W a number of times per stroke of the upper mold 10 at one time.

この多数回の圧力は、引張力により伸ばされた被加工材Wの残留応力を低下させ、上述の「割れ」や「しわ」の発生を抑制する。また、本実施形態におけるプレス加工装置1を用いた絞り加工は、限界絞り率を向上させることができる。   This multiple pressure reduces the residual stress of the workpiece W stretched by the tensile force, and suppresses the occurrence of the above-mentioned "cracks" and "wrinkles". Moreover, the drawing process using the press processing apparatus 1 in the present embodiment can improve the critical drawing rate.

また、本実施形態において、被加工材Wは、熱間圧延軟鋼板(SPH)及びCFRPを示しているが、被加工材Wはこれに限られない。
この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるのは勿論である。
Moreover, in this embodiment, although the to-be-processed material W has shown the hot-rolled mild steel plate (SPH) and CFRP, the to-be-processed material W is not restricted to this.
Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

1…プレス加工装置、2…可動側部分、3…固定側部分、6…駆動機構、10…上型、11…第1部分、12…第2部分、13…作用端、14…振動端、15…保持部、16…孔、20…振動子、30…下型、31…孔、32…面、33…孔、41…上型ホルダ、42…下型ホルダ、43…ガイドピン、44a…固定プレート、44b…固定プレート、45…ストリッパ、46…ねじ、47…支持体、48…スプリング、51…縦方向の振動、52…横方向の振動。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Press processing apparatus, 2 ... Movable side part, 3 ... Fixed side part, 6 ... Drive mechanism, 10 ... Upper mold | type, 11 ... 1st part, 12 ... 2nd part, 13 ... Working end, 14 ... Vibration end, Reference Signs List 15 holding portion 16 hole 20 vibrator 30 lower mold 31 hole 32 surface 32 33 hole 41 upper mold holder 42 lower mold holder 43 guide pin 44a Fixed plate, 44b: Fixed plate, 45: Stripper, 46: Screw, 47: Support body, 48: Spring, 51: Longitudinal vibration, 52: Lateral vibration.

Claims (10)

下型と上型の間に被加工材を置き、前記上型を前記下型に向けて第1の方向に押圧し、前記被加工材を加工するプレス加工装置の金型であって、
前記上型は、
前記被加工材に接触して型押しする作用端と、
前記第1の方向に沿って前記作用端の反対側に設けられ振動が与えられる振動端と、
前記第1の方向と直交する第2の方向に離間して前記作用端と前記振動端の間に設けられ、前記上型を固定するとともに前記上型に前記第1の方向の駆動力を伝える一対の保持部と、
前記第1の方向および前記第2の方向とそれぞれ直交する第3の方向に前記上型を貫通して、前記一対の保持部の間に設けられた孔と、
を有するプレス加工装置の金型。
A mold of a pressing apparatus for placing a workpiece between a lower die and an upper die, pressing the upper die toward the lower die in a first direction, and processing the workpiece,
The upper mold is
An operation end which contacts and emboss the workpiece;
A vibrating end provided on the opposite side of the working end along the first direction to be vibrated;
It is provided in a second direction orthogonal to the first direction, and is provided between the working end and the vibrating end to fix the upper mold and to transmit the driving force in the first direction to the upper mold. A pair of holding parts,
A hole provided between the pair of holding parts, penetrating the upper mold in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction;
A mold of a pressing apparatus having a.
前記上型は、前記作用端を含む第1部分と、
前記第1部分と一体に形成された前記振動端を含む第2部分とを含み、
前記第1部分と前記第2部分は、前記上型の質量中心を通り、前記第1の方向と直交する平らな第1仮想面を挟んで同じ質量を有することを特徴とする請求項1に記載のプレス加工装置の金型。
The upper mold includes a first portion including the working end;
And a second portion including the vibrating end integrally formed with the first portion,
The first portion and the second portion pass through the center of mass of the upper mold and have the same mass across a flat first virtual surface orthogonal to the first direction. Mold of the described pressing apparatus.
前記上型は、前記作用端を含む第1部分と、
前記第1部分と一体に形成され前記振動端を含む第2部分とを有し、
前記第1部分と前記第2部分は、前記第1部分と前記第2部分の間の前記第1の方向と直交する平らな第1仮想面を挟んで対称形であることを特徴とする請求項1に記載のプレス加工装置の金型。
The upper mold includes a first portion including the working end;
And a second portion integrally formed with the first portion and including the vibrating end,
The first portion and the second portion are symmetrical with respect to a flat first virtual surface orthogonal to the first direction between the first portion and the second portion. Item 1. A mold of the pressing device according to Item 1.
前記上型は、前記質量中心を通り、前記第1の方向及び前記第2の方向に沿った第2仮想面を挟んで対称形であることを特徴とする請求項2に記載のプレス加工装置の金型。   The pressing apparatus according to claim 2, wherein the upper mold is symmetrical with respect to a second virtual surface passing through the center of mass and along the first direction and the second direction. Mold. 前記上型は、前記質量中心を通り、前記第1の方向及び前記第3の方向に沿った第3仮想面を挟んで対称形であることを特徴とする請求項2に記載のプレス加工装置の金型。   The pressing apparatus according to claim 2, wherein the upper mold is symmetrical with respect to a third virtual surface passing through the center of mass and along the first direction and the third direction. Mold. 前記孔は、前記第1の方向に沿った断面形状が長円形であることを特徴とする請求項1に記載のプレス加工装置の金型。   The mold of a pressing apparatus according to claim 1, wherein the hole has an oval cross-sectional shape along the first direction. 下型と上型の間に被加工材を置き、前記上型を前記下型に向けて第1の方向に押圧し、前記被加工材を加工するプレス加工装置であって、
前記上型を第1の方向へ往復駆動する駆動機構と、
前記上型に固定され前記上型に振動を与える振動子と、を有し、
前記上型は、
前記被加工材に接触して型押しする作用端と、
前記第1の方向に沿って前記作用端の反対側に設けられ振動が与えられる振動端と、
前記第1の方向と直交する第2の方向に離間して前記作用端と前記振動端の間に設けられ、前記上型を固定するとともに前記上型に前記第1の方向の駆動力を伝える一対の保持部と、
前記第1の方向および前記第2の方向とそれぞれ直交する第3の方向に前記上型を貫通して、前記一対の保持部の間に設けられた孔と、
を有するプレス加工装置。
A pressing apparatus for placing a material to be processed between a lower mold and an upper mold, pressing the upper mold toward the lower mold in a first direction, and processing the material to be processed,
A drive mechanism that reciprocally drives the upper mold in a first direction;
A vibrator fixed to the upper mold to vibrate the upper mold;
The upper mold is
An operation end which contacts and emboss the workpiece;
A vibrating end provided on the opposite side of the working end along the first direction to be vibrated;
It is provided in a second direction orthogonal to the first direction, and is provided between the working end and the vibrating end to fix the upper mold and to transmit the driving force in the first direction to the upper mold. A pair of holding parts,
A hole provided between the pair of holding parts, penetrating the upper mold in a third direction orthogonal to the first direction and the second direction;
Press processing apparatus having.
前記上型は、前記作用端を含む第1部分と、
前記第1部分と一体に形成された前記振動端を含む第2部分とを含み、
前記第1部分と前記第2部分は、前記上型の質量中心を通り、前記第1の方向と直交する平らな第1仮想面を挟んで同じ質量を有することを特徴とする請求項7に記載のプレス加工装置。
The upper mold includes a first portion including the working end;
And a second portion including the vibrating end integrally formed with the first portion,
8. The device according to claim 7, wherein the first portion and the second portion pass the center of mass of the upper mold and have the same mass across a flat first virtual surface orthogonal to the first direction. Press processing apparatus as described.
前記振動子は、前記振動子の中心軸が、前記上型の前記質量中心を通る姿勢で設けられていることを特徴とする請求項8に記載のプレス加工装置。   The press working apparatus according to claim 8, wherein the vibrator is provided such that a central axis of the vibrator passes through the center of mass of the upper mold. 前記振動子は、前記上型を前記第1の方向に振動させる振動成分を主として発振することを特徴とする請求項7に記載のプレス加工装置。   The press working apparatus according to claim 7, wherein the vibrator mainly oscillates a vibration component that vibrates the upper mold in the first direction.
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