JP2014108433A - 絞り加工方法及び絞り加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】刃具の短寿命化や切り屑の発生を招くことなく、ブランク材にスリットを形成して成形不良を防止する。
【解決手段】ダイ１を降下させて、ダイ１に設けたスリット刃５で、ブランクホルダ３の上に載置したブランク材ＷにスリットＳを形成するステップと、スリット刃５をダイ１に対して相対的に上昇させることにより、スリット刃５をブランク材Ｗから引き抜くステップと、ダイ１をさらに降下させることにより、ブランク材Ｗにポンチ２を押し当てて絞り成形を施すステップとを順に経て行う。
【選択図】図６

Description

本発明は、絞り加工方法及び絞り加工装置に関する。

絞り加工は、通常、ダイとブランクホルダとでブランク材を挟持した状態で、これらを一体に降下させることにより、ブランク材をポンチに押し付けて所定形状に成形することで行われる。このとき、平板状のブランク材を立体形状に成形するにあたり、ブランク材の材料の流入を制御することで、シワやワレ等の成形不良の発生を防止している。特に、成形が厳しい箇所（平板からの変形量が大きい箇所）では、上記のような流入制御を行うことが重要となる。

上記のような流入制御の一例として、予めブランク材に穴を設けることで、成形部への材料の流入を促すことがある。しかし、この場合、絞り加工の前工程であるブランキング加工においてブランク材に穴を開ける必要が生じるため、ブランキング加工を施す金型に穴開け用の刃具を設ける必要がある。また、ブランキング加工で穴部を打ち抜くと、打ち抜いたスクラップが生じるため、これを排出する機構を設ける必要がある。このため、ブランキング工程の設備コストが高騰すると共に、設備の汎用性が低下するという問題があった。

そこで、例えば特許文献１には、絞り加工を施す金型にスリット刃を設け、絞り加工中にブランク材にスリットを形成する技術が示されている。こうしてブランク材にスリットを形成してから絞り加工を施すことで、成形部への材料の流入を促進して成形不良を防止できる。また、絞り加工においてスリットを形成するため、ブランキング加工用の金型に穴開け用の刃具等を設ける必要がなくなる。さらに、ブランク材に穴を打ち抜くのではなく、スリットを形成することで、スクラップが生じないため、これを排出する機構が不要となる。

特開平１１−２２１６２７号公報

しかし、上記特許文献１の技術では、刃具でブランク材にスリットを形成した後、その刃具がスリットに挿通された状態のまま、絞り加工が施される。この場合、成形部へ流入しようとするスリット周辺の材料が刃具に干渉するため、刃具の寿命が短くなったり、材料と刃具との干渉で切り屑が発生して成形品の品質低下を招くという問題があった。

以上の事情に鑑み、本発明が解決すべき技術的課題は、刃具の短寿命化や切り屑の発生を招くことなく、ブランク材にスリットを形成して成形不良を防止することにある。

前記課題を解決するために、本発明は、ダイをポンチに対して相対降下させて、ダイに設けたスリット刃で、ブランクホルダの上に載置したブランク材にスリットを形成するステップと、前記スリット刃をダイに対して相対的に上昇させることにより、前記スリット刃をブランク材から引き抜くステップと、ダイをポンチに対してさらに相対降下させることにより、ブランク材にポンチを押し当てて絞り成形を施すステップとを順に経て行う絞り加工方法を提供する。

このように、スリット刃でブランク材にスリットを形成した後、スリット刃をブランク材から引き抜いてから、ブランク材を絞り加工を施すことにより、絞り加工時に成形部へ流入する材料とスリット刃とが干渉する事態を回避できる。このため、スリット刃の短寿命化や切り屑の発生を招くことなく、スリットによる材料流入促進効果を得ることができる。

上記の絞り加工方法において、ダイをポンチに対して相対降下させ続けながら、ブランク材へのスリットの形成、前記スリット刃のブランク材からの引き抜き、及びブランク材の絞り加工を行うようにすれば、効率よく絞り加工を行うことができる。

上記の絞り加工方法では、例えば、ダイをポンチに対して相対降下させながら、下面に前記スリット刃を有するスライド部材に下方から規制部材を当接させて、スライド部材のポンチに対する相対降下を規制することにより、スリット刃をブランク材から引き抜くことができる。これにより、ダイを相対降下させる駆動力を利用して、スライド部材をダイに対して上昇させることができるため、別途の駆動機構を要することなく、スリット刃をブランク材から引き抜くことができる。

上記の絞り加工方法は、ダイと、ポンチと、ブランクホルダとを備えた絞り加工装置であって、ブランク材にスリットを形成するためのスリット刃と、下面に前記スリット刃を有するスライド部材と、前記スライド部材をダイに対して昇降可能に取り付ける昇降手段と、前記スライド部材の下方に設けられ、前記スライド部材に下方から当接することで前記スライド部材のポンチに対する降下を規制する規制部材とを設けた絞り加工装置により実現することができる。

以上のように、本発明によれば、刃具の短寿命化や切り屑の発生を招くことなく、ブランク材にスリットを形成して成形不良を防止することができる。

本発明の一実施形態に係る絞り加工装置の断面図である。 上記絞り加工装置のダイ及びスライド部材の下面図である。 上記絞り加工装置のポンチ及びブランクホルダの上面図である。 （ａ）は上記絞り加工装置の断面図であり（スリット形成時）、（ｂ）は（ａ）図のスリット付近の拡大図である。 上記絞り加工装置の断面図である（スライド部材停止）。 上記絞り加工装置の断面図である（成形途中）。 上記絞り加工装置の断面図である（成形完了）。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

本実施形態のプレス加工工程は、矩形状のブランク材を所定形状に打ち抜くブランキング工程と、ブランキング工程で打ち抜かれた平板状のブランク材を所定の立体形状に成形する絞り加工工程と、絞り加工工程で成形された成形品の不要部分を切断除去するトリミング工程とを経て行われる。本実施形態では、上記工程のうち、特に絞り加工工程について説明する。

本発明の一実施形態に係る絞り加工装置は、図１に示すように、ダイ１と、ポンチ２と、ブランクホルダ３と、スリット刃５を有するスライド部材４と、規制部材６とを主に備える。

ダイ１は、ポンチ２に対して昇降可能に設けられる。本実施形態では、ポンチ２が固定され、ダイ１が、図示しない駆動機構により昇降駆動される。ダイ１は、図２に示すように、下面中央に形成された成形面１ａと、成形面１ａの周囲を囲むように設けられた押さえ面１ｂとを有する。押さえ面１ｂは、平面視で一部を切り欠いた略Ｃ形状に設けられる。

ポンチ２は、ベース８に固定される。ポンチ２の上面には、ダイ１の成形面１ａの形状に対応した成形面２ａを有する。ベース８には、規制部材６が固定される。規制部材６は、スライド部材４の下方に設けられ、スライド部材４のうち、スリット刃５を除く領域に下方から当接可能とされる。規制部材６の上面（スライド部材４に当接する面）の高さは、ブランクホルダ３の上面よりも僅かに下方に配される（図１参照）。

ブランクホルダ３は、図３に示すように、ポンチ２の全周を囲むように環状に設けられる。ブランクホルダ３の上面のうち、ダイ１の押さえ面１ｂと上下方向で対向する領域は、押さえ面３ａとして機能し、スリット刃５と上下方向で対向する領域には、凹溝３ｂが形成される。ブランクホルダ３は、所定のクッション圧が加わるまでは降下が規制され、所定のクッション圧が加わったときに降下が許容される。

スライド部材４は、ダイ１に対して昇降可能な状態で取り付けられる。本実施形態では、スライド部材４が、ダイ１の下面に昇降手段を介して取り付けられる。昇降手段としては、スライド部材４をダイ１に対して上昇させる圧力が加わったときに、所定の圧力が加わるまではスライド部材４の相対上昇を規制し、所定の圧力が加わるとスライド部材４の相対上昇を許容するものが使用でき、本実施形態ではシリンダ７（例えばタンカーシリンダ）が使用される。シリンダ７の後退許容圧力は、ブランクホルダ３のクッション圧よりも小さい。図示例では、シリンダ７のピストンロッド７ａの下端にスライド部材４が取り付けられる（図１参照）。型開きした状態では、スリット刃５が、ダイ１の押さえ面１ｂよりも下方に突出して設けられる。図示例では、スライド部材４の下面（ブランク材Ｗを押さえる部分）が、ダイ１の押さえ面１ｂよりも若干下方に配置される（図１参照）。

スリット刃５は、スライド部材４の下面に設けられる。スリット刃５は、ブランク材Ｗのうち、成形部への材料の流入を促進したい箇所に設けられ、図示例では、ブランク材Ｗの周縁領域のうち、略矩形状の成形面１ａの一辺に沿った箇所に設けられる（図３参照）。このような箇所にスリット刃５及びスライド部材４を設けるために、ダイ１の押さえ面１ｂが略Ｃ形状を成している（図２参照）。

以下、上記の絞り加工装置を用いて、ブランク材Ｗに絞り加工を施す手順を説明する。

まず、ブランクホルダ３の上にブランク材Ｗを載置する（図１参照）。そして、ダイ１を降下させ、スリット刃５でブランク材Ｗにスリットを形成する｛図４（ａ）参照｝。このとき、スライド部材４の下面がダイ１の押さえ面１ｂよりも下方に位置しているため、押さえ面１ｂよりも先にスリット刃５がブランク材Ｗと接触し、スリットが形成される。スリット刃５は、ブランク材Ｗを貫通して、ブランクホルダ３の凹溝３ｂに嵌り込む｛図４（ｂ）参照｝。

その後、ダイ１がさらに降下すると、スライド部材４の下面がブランク材Ｗに押し付けられ、シリンダ７に圧力が加わる。このとき、シリンダ７の後退許容圧力が、ブランクホルダ３のクッション圧よりも小さいことにより、シリンダ７のピストンロッド７ａが後退し、スライド部材４がダイ１に対して上昇する（実際には、スライド部材４が静止してダイ１のみが降下する）。そして、ダイ１の押さえ面１ｂがブランク材Ｗに当接し、ブランク材Ｗの周縁がダイ１の押さえ面１ｂとブランクホルダ３の押さえ面３ａとで上下から挟持される｛図４（ａ）の点線参照｝。

ダイ１がさらに降下すると、ダイ１によりブランクホルダ３が押し下げられ、ダイ１、ブランクホルダ３、スライド部材４、及びブランク材Ｗが一体に降下する。そして、図５に示すように、スライド部材４に規制部材６が下方から当接すると、シリンダ７のピストンロッド７ａが再び後退し始め、ダイ１、ブランクホルダ３、及びブランク材Ｗが一体に降下し続ける一方で、スライド部材４の降下が規制される。この状態でダイ１がさらに降下すると、図６に示すように、ブランク材ＷのスリットＳからスリット刃５が引き抜かれる。

その後、ダイ１がさらに降下することにより、ダイ１及びブランクホルダ３で周縁を挟持されたブランク材Ｗが、ポンチ２の成形面２ａに押し付けられて成形される。このとき、ブランク材Ｗのうち、成形による変形量が大きい箇所に予めスリットＳが形成されているため、この部分においてブランク材の周縁から成形部へ向けての材料流入が促進され、ワレやシワ等の成形不良を防止できる。また、成形が開始される前（すなわちブランク材Ｗがポンチ２の成形面２ａに当接する前）に、ブランク材ＷのスリットＳからスリット刃５が引き抜かれているため、成形により流動するブランク材Ｗの材料がスリット刃５と干渉することはなく、スリット刃５の損傷や切り屑の発生を回避できる。

ダイ１がさらに降下し、下死点に当接することで、ブランク材Ｗが所定形状に成形される（図７参照）。その後、ダイ１を上昇させ、成形品を金型から搬出する。

上記の絞り加工方法によれば、絞り加工工程においてブランク材ＷにスリットＳを形成するため、ブランキング工程の金型に穴開け用の刃具等を設ける必要が無い。また、ブランク材Ｗに穴を開けるのではなく、スリットＳを形成することで、スクラップ部を成形品に一体化しておくことができるため、絞り加工装置にスクラップ排出機構を設ける必要が無い。尚、スクラップ部は、絞り加工工程後のトリミング工程において、他のスクラップ部と共に一括して除去することができる。

また、上記の絞り加工方法によれば、ダイ１を一定速度で降下させ続けながら、スリットＳの形成、スリット刃５のブランク材Ｗからの引き抜き、及びブランク材Ｗの絞り加工を連続的に行うことができるため、例えばスリットＳの形成を別工程で行ったり、ダイ１を一旦停止してスリットＳを形成したりする場合と比べて、効率よく加工することができる。また、ダイ１を降下させながら、スライド部材４に規制部材６を当接させてスライド部材４の降下を規制することで、別途の駆動機構を要することなく、スリット刃５をブランク材Ｗから引き抜くことができる。

以上の実施形態では、ポンチ２を固定し、ダイ１を降下させる場合を示したが、これとは逆に、ダイ１を固定し、ポンチ２を上昇させる構成としてもよい。

１ ダイ
２ ポンチ
３ ブランクホルダ
４ スライド部材
５ スリット刃
６ 規制部材
７ シリンダ（昇降手段）
８ ベース
Ｓ スリット
Ｗ ブランク材

Claims (3)

1. ダイをポンチに対して相対降下させて、ダイに設けたスリット刃で、ブランクホルダの上に載置したブランク材にスリットを形成するステップと、前記スリット刃をダイに対して相対的に上昇させることにより、前記スリット刃をブランク材から引き抜くステップと、ダイをポンチに対してさらに相対降下させることにより、ブランク材にポンチを押し当てて絞り加工を施すステップとを順に経て行う絞り加工方法。
2. ダイをポンチに対して相対降下させ続けながら、ブランク材へのスリットの形成、前記スリット刃のブランク材からの引き抜き、及びブランク材の絞り加工を行う請求項１記載の絞り加工方法。
3. ダイと、ポンチと、ブランクホルダとを備えた絞り加工装置であって、
   ブランク材にスリットを形成するためのスリット刃と、下面に前記スリット刃を有するスライド部材と、前記スライド部材をダイに対して昇降可能に取り付ける昇降手段と、前記スライド部材の下方に設けられ、前記スライド部材に下方から当接することで前記スライド部材のポンチに対する降下を規制する規制部材とを設けた絞り加工装置。

Images