JPH03216300A - 塑性加工方法 - Google Patents
塑性加工方法Info
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- JPH03216300A JPH03216300A JP798890A JP798890A JPH03216300A JP H03216300 A JPH03216300 A JP H03216300A JP 798890 A JP798890 A JP 798890A JP 798890 A JP798890 A JP 798890A JP H03216300 A JPH03216300 A JP H03216300A
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- Control Of Presses (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明はプレス装置を使用した塑性加工方法に関し．特
に塑性加工中のダイの変形に起因する製品精度の劣化を
防止する様にした塑性加工方法に関する。
に塑性加工中のダイの変形に起因する製品精度の劣化を
防止する様にした塑性加工方法に関する。
一般的に，プレス装置を使用した塑性加工においては，
グイ内にセットされたされたブランクに対して．クラン
クモーションやリンクモーションに起因して発生する塑
性変形が生じ得るカをパンチを介して加え．所望される
形状の製品を得てぃる。
グイ内にセットされたされたブランクに対して．クラン
クモーションやリンクモーションに起因して発生する塑
性変形が生じ得るカをパンチを介して加え．所望される
形状の製品を得てぃる。
しかしながら．この様な従来の塑性加工，特に強大な圧
力が加わる冷間鍛造加工等の場合には，以下に示す様な
理由によって，塑性加工のみによっては十分な成形精度
が得られず．高度な成形精度が要求される製品の場合に
は塑性加工後の後処理によって製品を仕上げざるを得な
いのが現状である。 先ず、第１に考えられるのが．塑性加工中のダイの変形
である。塑性加工中においては．パンチからブランクに
対して加えられる力はダイに対しても応力として伝達さ
れる６従って，ダイか絶対的な意味での剛性を備えるこ
とが有り得ない以上塑性加工中にダイの変形が生じるこ
とは避け難く特に，冷間鍛造プレスの様に強大な圧力の
加わる装置の場合にはダイの変形も大きい。 加工中に生じるダイの変形も，塑性加工の全域に渡って
均一に発生するものであれば．形状の変形を見込んでダ
イに変形代を持たせることもてきるが，従来より知られ
ている一般的な塑性加工の場合には加工中のダイの変形
量が刻々と予測不能に変動するので．変形代を設けても
加工精度の向上は期待できないや 次に．考えられるのが１パンチがブランクに衝突した時
の衝撃である．即ち，クランクプレスやリンクプレスの
場合には，パンチがブランクに接触する時においてパン
チは大きな下降速度を有しており．瞬間的にブランクに
大きな衝撃が加わる。 この衝撃によってグイ形状が太き《変形し，加工精度が
劣化する． 更に２考えられるのが．ノックアウト時のダイのスプリ
ングバ・ノクである．即ち，塑性加工中にはダイには強
大な成形圧力が加わっており．この成形圧力が伝達され
てダイも変形している．そして．ノックアウト時にはパ
ンチの離反に伴って成形圧力が開放されるので，ダイは
自身の弾性によって初期形状に復帰し，この時．ノンク
アウトされる製品にダメージが加えられる．
力が加わる冷間鍛造加工等の場合には，以下に示す様な
理由によって，塑性加工のみによっては十分な成形精度
が得られず．高度な成形精度が要求される製品の場合に
は塑性加工後の後処理によって製品を仕上げざるを得な
いのが現状である。 先ず、第１に考えられるのが．塑性加工中のダイの変形
である。塑性加工中においては．パンチからブランクに
対して加えられる力はダイに対しても応力として伝達さ
れる６従って，ダイか絶対的な意味での剛性を備えるこ
とが有り得ない以上塑性加工中にダイの変形が生じるこ
とは避け難く特に，冷間鍛造プレスの様に強大な圧力の
加わる装置の場合にはダイの変形も大きい。 加工中に生じるダイの変形も，塑性加工の全域に渡って
均一に発生するものであれば．形状の変形を見込んでダ
イに変形代を持たせることもてきるが，従来より知られ
ている一般的な塑性加工の場合には加工中のダイの変形
量が刻々と予測不能に変動するので．変形代を設けても
加工精度の向上は期待できないや 次に．考えられるのが１パンチがブランクに衝突した時
の衝撃である．即ち，クランクプレスやリンクプレスの
場合には，パンチがブランクに接触する時においてパン
チは大きな下降速度を有しており．瞬間的にブランクに
大きな衝撃が加わる。 この衝撃によってグイ形状が太き《変形し，加工精度が
劣化する． 更に２考えられるのが．ノックアウト時のダイのスプリ
ングバ・ノクである．即ち，塑性加工中にはダイには強
大な成形圧力が加わっており．この成形圧力が伝達され
てダイも変形している．そして．ノックアウト時にはパ
ンチの離反に伴って成形圧力が開放されるので，ダイは
自身の弾性によって初期形状に復帰し，この時．ノンク
アウトされる製品にダメージが加えられる．
本発明はこの様な問題点に鑑みてなされたものであり，
後処理をしなくても十分な製品精度を得られる様に加工
精度を高めた塑性加工方法を提供することを目的とする
。 要約すれば，本考案の塑性加工方法は：昇降可能なパン
チと９ブランクが装着されるダイを有し．作業域におけ
る前記パンチの移動速度が制御可能な塑性加工装置によ
り，前記ダイに装着されたブランクに対して前記パンチ
を介して塑性変形が生じる圧力を加えることにより形状
を変形させる塑性加工方法を前提とするものであり二基
本的は前記パンチを介して加えられる圧力に起因する前
記ブランクの歪速度が該ブランクの塑性加工の概ね全域
に渡って実質的に均一になる様に前記パンチの前進速度
を制御しながら前記ブランクを塑性加工するする様にし
たことを特徴とするものである。 又．望ましくは本発明の塑性加工方法は：その先端が前
記ブランクに接触するまで前記パンチを緩速で下降せし
め，前記パンチが前記ブランクに接触した状態で前記パ
ンチを介して前記ブランクに塑性変形が生じない限度の
圧力を加えた後に前述の様な成形圧力を加えて塑性加工
する様にしたことを特徴とするものである， 更に，望ましくは本発明の塑性加工方向は：前述の如く
して塑性加工を行った後に，成形圧力を加えた状態で該
ブランクを前記ダイがらノンクアウトする様にしたこと
を特徴とするものである．
後処理をしなくても十分な製品精度を得られる様に加工
精度を高めた塑性加工方法を提供することを目的とする
。 要約すれば，本考案の塑性加工方法は：昇降可能なパン
チと９ブランクが装着されるダイを有し．作業域におけ
る前記パンチの移動速度が制御可能な塑性加工装置によ
り，前記ダイに装着されたブランクに対して前記パンチ
を介して塑性変形が生じる圧力を加えることにより形状
を変形させる塑性加工方法を前提とするものであり二基
本的は前記パンチを介して加えられる圧力に起因する前
記ブランクの歪速度が該ブランクの塑性加工の概ね全域
に渡って実質的に均一になる様に前記パンチの前進速度
を制御しながら前記ブランクを塑性加工するする様にし
たことを特徴とするものである。 又．望ましくは本発明の塑性加工方法は：その先端が前
記ブランクに接触するまで前記パンチを緩速で下降せし
め，前記パンチが前記ブランクに接触した状態で前記パ
ンチを介して前記ブランクに塑性変形が生じない限度の
圧力を加えた後に前述の様な成形圧力を加えて塑性加工
する様にしたことを特徴とするものである， 更に，望ましくは本発明の塑性加工方向は：前述の如く
して塑性加工を行った後に，成形圧力を加えた状態で該
ブランクを前記ダイがらノンクアウトする様にしたこと
を特徴とするものである．
塑性加工中のダイの撓みは，パンチからブランクに対し
て加えられる成形圧力に起因してブランク内に発生する
応力によって発生する．従って．成形圧力によって生じ
る応力が塑性加工の概ね全域に渡って実質的に均一にな
る様にパンチの前進速度を制御すれば塑性加工中のダイ
の撓みは均一化する． ブランクに生じる応力をσと定義し，ブランクの歪量を
εと定義した場合，歪速度ｉと応力σの間には一般的に
（式ｌ）が成立する． σ＝ｋる＠ （式１）但し
：ｋは定数 は歪速度感応指数 ｉ＝ｄε／ｄＬ この（式ｌ）において実質的な変数は歪速度一のみであ
るので．歪速度一が一定となる様に加圧速度を制御すれ
ば応力σは一定になり，塑性加工の全域においてダイの
撓みを均一にすることができる． 又．高速で下降しているパンチをブランクに衝突させた
場合には．ブランクに瞬間的に加わる大きな衝撃によっ
てダイも大きく変形する．又，ブランクにパンチが接触
して停止している状態から急激にパンチからブランクに
加圧力を加えても．加圧速度を速やかに理想的な速度ま
で高めることは困難である． しかしながら，本発明の様に．前記パンチを前記ブラン
クに接触するまで緩速で下降せしめれば，衝突時の衝撃
によるダイの変形は防止され．又，この接触状態で前記
パンチを介して前記ブランクに塑性変形が生じない限度
の圧力を加えた状態から塑性圧力を加えれば，加圧速度
をより速やかに理想的な速度まで高めることができ．ダ
イの変形量の変動を抑制できる． 更に．本発明の様に，塑性加工を行った後に，成形圧力
を加えた状態で該ブランクを前記グイからノックアウト
すれば，製品がグイから脱出するまでダイのスプリング
バックは発生じないので．スプリングバックによって成
形品に生じるダメージも回避できる。
て加えられる成形圧力に起因してブランク内に発生する
応力によって発生する．従って．成形圧力によって生じ
る応力が塑性加工の概ね全域に渡って実質的に均一にな
る様にパンチの前進速度を制御すれば塑性加工中のダイ
の撓みは均一化する． ブランクに生じる応力をσと定義し，ブランクの歪量を
εと定義した場合，歪速度ｉと応力σの間には一般的に
（式ｌ）が成立する． σ＝ｋる＠ （式１）但し
：ｋは定数 は歪速度感応指数 ｉ＝ｄε／ｄＬ この（式ｌ）において実質的な変数は歪速度一のみであ
るので．歪速度一が一定となる様に加圧速度を制御すれ
ば応力σは一定になり，塑性加工の全域においてダイの
撓みを均一にすることができる． 又．高速で下降しているパンチをブランクに衝突させた
場合には．ブランクに瞬間的に加わる大きな衝撃によっ
てダイも大きく変形する．又，ブランクにパンチが接触
して停止している状態から急激にパンチからブランクに
加圧力を加えても．加圧速度を速やかに理想的な速度ま
で高めることは困難である． しかしながら，本発明の様に．前記パンチを前記ブラン
クに接触するまで緩速で下降せしめれば，衝突時の衝撃
によるダイの変形は防止され．又，この接触状態で前記
パンチを介して前記ブランクに塑性変形が生じない限度
の圧力を加えた状態から塑性圧力を加えれば，加圧速度
をより速やかに理想的な速度まで高めることができ．ダ
イの変形量の変動を抑制できる． 更に．本発明の様に，塑性加工を行った後に，成形圧力
を加えた状態で該ブランクを前記グイからノックアウト
すれば，製品がグイから脱出するまでダイのスプリング
バックは発生じないので．スプリングバックによって成
形品に生じるダメージも回避できる。
以下図面を参照して本発明の１実施例を詳細に説明する
． 第１図は本発明の１実施例に係る冷間鍛造プレス装置１
及びその制御システムのブロソク図である． 冷間鍛造プレス装置ｌのフレーム２にはベソト３とシリ
ンダ固定プレート４が平行に固定されており，シリンダ
固定プレート４にはメインシリンダ５が固定されている
．メインシリンダ５のピストン６の下端面にはスライド
７が固着され．スライド７はピストン６により昇降する
． スライド７の下端面には固定部材８を介してパンチ９が
取り付けられ．ベソト３の上端面には固定部材１０を介
してダイｌ１がバンチ９の直下に取り付けられており，
このダイ１ｌには加工対象となるブランクｌ２が装着さ
れる。 又，ベソト３の上端面にはスライド７を支承するバンク
アップシリンダｌ３が固定され，バンクアップシリンダ
１３のピストン１４はスライド７の下端面に到達し得る
ストロークを有する．更に．ベット３の下端面にはノッ
クアウトシリンダｌ５が固着されており，ノックアウト
シリンダｌ５のピストンは塑性加工されたブランク１２
をノンクアウトするためのカウンタパンチ１６となって
いる． 次に，２０は全体の制御を行うメインｃｐυ２１，各々
の制御対象の制御を行うサブＣＰＵ２ ２２３・２４，
メモリデータの入・出力制御を行うデータＣＰｔＪ２５
を有する分散処理型の制御装置であり．２６・２７は入
・出力インタフェース．２８はＣＴＲ等の外部出力装置
，２９はキーボ−ドや外部メモリ等の外部入力装置であ
る．本実施例においてメインシリンダ５には，メインシ
リンダ５内に流入する油量を制御する流量制御弁３１．
メインシリンダ５内の圧力をｗ１ｍする圧力制御弁３２
，メインシリンダ５内の圧力を検出する圧力センサ３３
が設けられ．流量制御弁３１及び圧力制御弁３２は各々
ドライバ３４・３５を介してｍｍ装置２０によって制御
され．又．圧力センサ３３の検出出力はアンプ３６を介
して制御装置２０に入力される． 又．バノクアップシリンダｌ３には油の方向を切り換え
る高速応答性の３状態の方向切換弁３７が設けられ．方
向切換弁３７はドライバ３８を介して制御装置２０によ
って制御される．又．３９は光電式パルスによってスラ
イド７の昇降位置を検出する位置センサ，４０は位！セ
ンサ３９の出力を微分してスライド７の動作速度に変換
する速度変換器であり，位置センサ３９や速度変換器４
０の出力はカウンタ４ｌを介して制御装置２０に入力さ
れる． 又，ノックアウトシリンダ１５にはノックアウトシリン
ダ１５内の圧力を制御する圧力制御弁４２，ノックアウ
トシリンダｌ５内の圧力を検出する圧力センサ４３が設
けられ．圧力制御弁４２はドライバ４４を介して制御装
置２０によって制御され．又，圧力センサ４３の検出出
力はアンブ４５を介して制御装置２０に入力される．更
に，４６は光電式パルスによってカウンタパンチ１Ｇの
昇降位置を検出する位置センサ，４７は位置センサ４６
の出力を微分してカウンタバンチ１６の動作速度に変損
する速度変換器であり，位置センサ４６や速度変換器４
７の出力はカウンタ４８を介して制御装置２０に入力さ
れる．次に，第２図の特性曲線及び第３図のフローチャ
ートを参照して．第１図の装置で据え込みを行う場合の
動作を説明する． 微少時間内の据え込み量をΔｈ．微少時間の据え込み後
のパンチ９の高さをｈ，微少時間の据え込み前のパンチ
の高さをｔｌｏ（ｈ（＋＝ｈ＋Δｈ）とした場合におい
て，微少時間内のΔｈの据え込み動作によってブランク
１２に発生する対数歪６は（式２）で示され，その歪速
度ｉは（式３）で示される． ｄｔ この （式３）に（式２） を代入して展開すると． （式４）が導かれる． ｄｔ ｄｉ ｈｈ． ここでｄｈｏ／ｄｔはパンチ９の下端面の高さの変化量
，即ち，パンチ９の下降（加工）速度であるので．これ
をＶと置き換えると，バンチ９の下降速度Ｖは（式５）
で示される． ｖ＝ｋ−ｈ， （弐５） 従って．据え込み加工においては，パンチ９の下降速度
Ｖをパンチ９の下端面の高さｈ．の一次関数的に制御す
れば，歪速度一を一定に維持することができる． 例えば．第２図のカーブａに示す様に理想的な歪連度１
を６ｓｅｃ− ’とした場合（理想的な歪速度１は材質
や加工内容によって異なる。）には，第２図のカープｂ
に示す様に．パンチ９の下端面の高さが５０ｍの時には
パンチ９の下降速度が３００ｍｍ／ｓになる様に，又，
バンチ９の下端面の高さが２５１の時にはパンチ９の下
降速度が１５０ｍｍ／ｓになる様に，下降速度の制御を
行えば塑性加工の全域に渡って理想的な歪速度ｊ （
ｉ−６ｓｅｃ−’）で塑性加工を行うことができる． 先ず，実際の加工動作に先立って各種のデータ類（例え
ば，パンチ９の下端面がブランク１２に接触する時のス
ライド７の位置やブランク１２の降服点の加圧力，成形
加工中のスライド７の位置に対応した加圧速度等）が外
部入力装置２９から入力され．データＣＰＵ２ ５にセ
ノトされる．例えば，図外の搬送装置からブランクのセ
ノトが完了したことを示す信号が入力インタフェース２
６を介して入力されると．制御装置２ｏはドライバ３４
を介して流量制御バルブ３１を制御してメインシリンダ
５に油を供給し，スライド７を下降させる． この時制御装置２０はカウンタ４１を介して位置センサ
３９の出力を入力してスライド７の下降位置を監視する
． パンチ９の下端面がダイ１１に装着されたブランク１２
に接触するまでスライド７が下降すると．制御装置２０
はドライバ３８を介して方向切換弁３７を制御してバッ
クアンプシリンダ１３に油を供給してピストン１４を上
昇させて，スライド７をバックアップシリンダ１３によ
って支承させる．スライド７がバンクアップシリンダｌ
３に支承されると，制御装置２０は位宣センサ３９の出
力によってスライド７の位置が変動しないことを確認し
ながら．流量制御弁３ｌや圧力制御弁３２や方向切換弁
３７を制御しながら，メインシリンダ５及びバンクアソ
プシリンダ１３の圧力を上昇させる． 圧力センサ３３の出力によってブランク１２に対して加
えられるでいる圧力が原料の降服点に達する直前まで上
昇したことを知ると．制御装置２０は方向切換弁３７を
制御してバックアップシリンダｌ３を開放するとともに
，流量制御バルプ３１を制御してスライド７を下降させ
．パンチ９によりブランクｌ２を塑性変形させる． 尚，この時の成形加工においては．制御装置２０は位置
センサ３９の出力であるスライド位置及び速度変換器４
０の出力である加圧速度を監視しながら流量制御弁３１
を制御することによって，スライド７の位置に応じて第
２図のカーブｂに示す様に加圧速度Ｖを制御し，加圧に
伴うブランクｌ２の歪速度一が第２図のカーブａに示す
様に所望される値になる様に制御する。 この加圧動作によってスライド７は当然下降する。 制？ｉｌ ’Ｊ置２０は位置センサ３９の出力によって
スライド７が所定のブレーキングポイントに到達したこ
とを知ると方向切換弁３７を制御してバソクアンプシリ
ンダ１３を作動させることによりスライド７の下降に制
動を加え．以後は方向切換弁３７のオン・オフを制御し
ながら，スライド７を下死点まで下降させる． 位置センサ３９の出力によってスライド７が所定の下死
点位置まで達したことを知ると．制御装置２０は．圧力
センサ４３の出力をアンプ４５を介して監視しながら．
圧力制御弁４２を制御してノックアウトシリンダｌ５の
圧力をメインシリンダ５の圧力と等しくなるまで上昇さ
せる．そして．圧力センサ４３の出力によってノックア
ウトシリンダ１５の圧力がメインシリンダ５の圧力まで
達すると，制御装置２ｏは圧力センサ３３の出力を監視
しながら圧力制御弁３２を制御してメインシリンダ５の
圧力を減少させる．従って，カウンタパンチ１６は上昇
し，やがて成形されたブランク１２はダイｌ１からノン
クアウトされるが，この時のブランク１２はカウンタバ
ンチ１６とバンチ９との間で加圧されているので．ブラ
ンク１２がダイｌ１から脱出するまではダイ１１のスプ
リングバンクは発生せず．ダイ１ｌのスプリングバック
によって製品がダメージを受けることもない。 この様にしてノンクアウトされた後に制御装置２０は流
量制御弁３１・方向切換弁３７・圧力制御弁４２を各々
制御することによって．メインシリンダ５を上限位置ま
で，バノクアノプシリンダ１３及びノンクアウトシリン
ダ１５を下限位置まで各々作動させて一回の成形動作を
終了する。 尚．上記では据え込み成形を行う場合に関して説明した
が，前方押し出し成形や後方押し出し成形の場合におい
ては，ダイの断面形状が変曲する箇所を通過する時にの
みブランクに歪が発生するので，全成形領域において加
圧速度を一定に維持すれば歪速度を一定に保つことがで
きる。 更に，上記では冷間鍛造プレスを使用した塑性加工に本
発明を適用した例を示したが，これは本発明が本質的に
ダイの変形量を均一に制御することによりの制御により
製品精度の向上を企図するものであり．ダイの変形は特
に冷間鍛造プレスにおいて著しいために冷間鍛造プレス
を実施例として示したのみであり，本発明は塑性加工全
般に広く適応できるものである．
． 第１図は本発明の１実施例に係る冷間鍛造プレス装置１
及びその制御システムのブロソク図である． 冷間鍛造プレス装置ｌのフレーム２にはベソト３とシリ
ンダ固定プレート４が平行に固定されており，シリンダ
固定プレート４にはメインシリンダ５が固定されている
．メインシリンダ５のピストン６の下端面にはスライド
７が固着され．スライド７はピストン６により昇降する
． スライド７の下端面には固定部材８を介してパンチ９が
取り付けられ．ベソト３の上端面には固定部材１０を介
してダイｌ１がバンチ９の直下に取り付けられており，
このダイ１ｌには加工対象となるブランクｌ２が装着さ
れる。 又，ベソト３の上端面にはスライド７を支承するバンク
アップシリンダｌ３が固定され，バンクアップシリンダ
１３のピストン１４はスライド７の下端面に到達し得る
ストロークを有する．更に．ベット３の下端面にはノッ
クアウトシリンダｌ５が固着されており，ノックアウト
シリンダｌ５のピストンは塑性加工されたブランク１２
をノンクアウトするためのカウンタパンチ１６となって
いる． 次に，２０は全体の制御を行うメインｃｐυ２１，各々
の制御対象の制御を行うサブＣＰＵ２ ２２３・２４，
メモリデータの入・出力制御を行うデータＣＰｔＪ２５
を有する分散処理型の制御装置であり．２６・２７は入
・出力インタフェース．２８はＣＴＲ等の外部出力装置
，２９はキーボ−ドや外部メモリ等の外部入力装置であ
る．本実施例においてメインシリンダ５には，メインシ
リンダ５内に流入する油量を制御する流量制御弁３１．
メインシリンダ５内の圧力をｗ１ｍする圧力制御弁３２
，メインシリンダ５内の圧力を検出する圧力センサ３３
が設けられ．流量制御弁３１及び圧力制御弁３２は各々
ドライバ３４・３５を介してｍｍ装置２０によって制御
され．又．圧力センサ３３の検出出力はアンプ３６を介
して制御装置２０に入力される． 又．バノクアップシリンダｌ３には油の方向を切り換え
る高速応答性の３状態の方向切換弁３７が設けられ．方
向切換弁３７はドライバ３８を介して制御装置２０によ
って制御される．又．３９は光電式パルスによってスラ
イド７の昇降位置を検出する位置センサ，４０は位！セ
ンサ３９の出力を微分してスライド７の動作速度に変換
する速度変換器であり，位置センサ３９や速度変換器４
０の出力はカウンタ４ｌを介して制御装置２０に入力さ
れる． 又，ノックアウトシリンダ１５にはノックアウトシリン
ダ１５内の圧力を制御する圧力制御弁４２，ノックアウ
トシリンダｌ５内の圧力を検出する圧力センサ４３が設
けられ．圧力制御弁４２はドライバ４４を介して制御装
置２０によって制御され．又，圧力センサ４３の検出出
力はアンブ４５を介して制御装置２０に入力される．更
に，４６は光電式パルスによってカウンタパンチ１Ｇの
昇降位置を検出する位置センサ，４７は位置センサ４６
の出力を微分してカウンタバンチ１６の動作速度に変損
する速度変換器であり，位置センサ４６や速度変換器４
７の出力はカウンタ４８を介して制御装置２０に入力さ
れる．次に，第２図の特性曲線及び第３図のフローチャ
ートを参照して．第１図の装置で据え込みを行う場合の
動作を説明する． 微少時間内の据え込み量をΔｈ．微少時間の据え込み後
のパンチ９の高さをｈ，微少時間の据え込み前のパンチ
の高さをｔｌｏ（ｈ（＋＝ｈ＋Δｈ）とした場合におい
て，微少時間内のΔｈの据え込み動作によってブランク
１２に発生する対数歪６は（式２）で示され，その歪速
度ｉは（式３）で示される． ｄｔ この （式３）に（式２） を代入して展開すると． （式４）が導かれる． ｄｔ ｄｉ ｈｈ． ここでｄｈｏ／ｄｔはパンチ９の下端面の高さの変化量
，即ち，パンチ９の下降（加工）速度であるので．これ
をＶと置き換えると，バンチ９の下降速度Ｖは（式５）
で示される． ｖ＝ｋ−ｈ， （弐５） 従って．据え込み加工においては，パンチ９の下降速度
Ｖをパンチ９の下端面の高さｈ．の一次関数的に制御す
れば，歪速度一を一定に維持することができる． 例えば．第２図のカーブａに示す様に理想的な歪連度１
を６ｓｅｃ− ’とした場合（理想的な歪速度１は材質
や加工内容によって異なる。）には，第２図のカープｂ
に示す様に．パンチ９の下端面の高さが５０ｍの時には
パンチ９の下降速度が３００ｍｍ／ｓになる様に，又，
バンチ９の下端面の高さが２５１の時にはパンチ９の下
降速度が１５０ｍｍ／ｓになる様に，下降速度の制御を
行えば塑性加工の全域に渡って理想的な歪速度ｊ （
ｉ−６ｓｅｃ−’）で塑性加工を行うことができる． 先ず，実際の加工動作に先立って各種のデータ類（例え
ば，パンチ９の下端面がブランク１２に接触する時のス
ライド７の位置やブランク１２の降服点の加圧力，成形
加工中のスライド７の位置に対応した加圧速度等）が外
部入力装置２９から入力され．データＣＰＵ２ ５にセ
ノトされる．例えば，図外の搬送装置からブランクのセ
ノトが完了したことを示す信号が入力インタフェース２
６を介して入力されると．制御装置２ｏはドライバ３４
を介して流量制御バルブ３１を制御してメインシリンダ
５に油を供給し，スライド７を下降させる． この時制御装置２０はカウンタ４１を介して位置センサ
３９の出力を入力してスライド７の下降位置を監視する
． パンチ９の下端面がダイ１１に装着されたブランク１２
に接触するまでスライド７が下降すると．制御装置２０
はドライバ３８を介して方向切換弁３７を制御してバッ
クアンプシリンダ１３に油を供給してピストン１４を上
昇させて，スライド７をバックアップシリンダ１３によ
って支承させる．スライド７がバンクアップシリンダｌ
３に支承されると，制御装置２０は位宣センサ３９の出
力によってスライド７の位置が変動しないことを確認し
ながら．流量制御弁３ｌや圧力制御弁３２や方向切換弁
３７を制御しながら，メインシリンダ５及びバンクアソ
プシリンダ１３の圧力を上昇させる． 圧力センサ３３の出力によってブランク１２に対して加
えられるでいる圧力が原料の降服点に達する直前まで上
昇したことを知ると．制御装置２０は方向切換弁３７を
制御してバックアップシリンダｌ３を開放するとともに
，流量制御バルプ３１を制御してスライド７を下降させ
．パンチ９によりブランクｌ２を塑性変形させる． 尚，この時の成形加工においては．制御装置２０は位置
センサ３９の出力であるスライド位置及び速度変換器４
０の出力である加圧速度を監視しながら流量制御弁３１
を制御することによって，スライド７の位置に応じて第
２図のカーブｂに示す様に加圧速度Ｖを制御し，加圧に
伴うブランクｌ２の歪速度一が第２図のカーブａに示す
様に所望される値になる様に制御する。 この加圧動作によってスライド７は当然下降する。 制？ｉｌ ’Ｊ置２０は位置センサ３９の出力によって
スライド７が所定のブレーキングポイントに到達したこ
とを知ると方向切換弁３７を制御してバソクアンプシリ
ンダ１３を作動させることによりスライド７の下降に制
動を加え．以後は方向切換弁３７のオン・オフを制御し
ながら，スライド７を下死点まで下降させる． 位置センサ３９の出力によってスライド７が所定の下死
点位置まで達したことを知ると．制御装置２０は．圧力
センサ４３の出力をアンプ４５を介して監視しながら．
圧力制御弁４２を制御してノックアウトシリンダｌ５の
圧力をメインシリンダ５の圧力と等しくなるまで上昇さ
せる．そして．圧力センサ４３の出力によってノックア
ウトシリンダ１５の圧力がメインシリンダ５の圧力まで
達すると，制御装置２ｏは圧力センサ３３の出力を監視
しながら圧力制御弁３２を制御してメインシリンダ５の
圧力を減少させる．従って，カウンタパンチ１６は上昇
し，やがて成形されたブランク１２はダイｌ１からノン
クアウトされるが，この時のブランク１２はカウンタバ
ンチ１６とバンチ９との間で加圧されているので．ブラ
ンク１２がダイｌ１から脱出するまではダイ１１のスプ
リングバンクは発生せず．ダイ１ｌのスプリングバック
によって製品がダメージを受けることもない。 この様にしてノンクアウトされた後に制御装置２０は流
量制御弁３１・方向切換弁３７・圧力制御弁４２を各々
制御することによって．メインシリンダ５を上限位置ま
で，バノクアノプシリンダ１３及びノンクアウトシリン
ダ１５を下限位置まで各々作動させて一回の成形動作を
終了する。 尚．上記では据え込み成形を行う場合に関して説明した
が，前方押し出し成形や後方押し出し成形の場合におい
ては，ダイの断面形状が変曲する箇所を通過する時にの
みブランクに歪が発生するので，全成形領域において加
圧速度を一定に維持すれば歪速度を一定に保つことがで
きる。 更に，上記では冷間鍛造プレスを使用した塑性加工に本
発明を適用した例を示したが，これは本発明が本質的に
ダイの変形量を均一に制御することによりの制御により
製品精度の向上を企図するものであり．ダイの変形は特
に冷間鍛造プレスにおいて著しいために冷間鍛造プレス
を実施例として示したのみであり，本発明は塑性加工全
般に広く適応できるものである．
以上説明した様に，本発明によれば．成形加工の概ね全
領域においてブランクに生じる歪速度が実質的に一定に
保たれる結果として，ダイに加わる応力も一定に保たれ
．従って，成形中のダイの変形も一定に維持される．従
って，この一定の変形量を予め見込んだ変形代をダイに
持たせておけば，後処理による仕上げ加工をしな《でも
高精度な成形品を塑性加工のみによって得ることができ
る。 又．本発明の様に，パンチがブランクに接触するまでは
スライドを緩速下降させる様にすれば，接触時の衝撃に
よるダイの変形が防止され，衝撃によるダイの変形に起
因する製品精度の劣化も防止される． 又．本発明の様に．パンチがブランクに接触した状態で
ブランクの材質によって決定される降服点の直前の圧力
を加える様にしておけば，成形動作に移行する時に，加
圧速度を速やかに目的となる速度にまで高めることがで
きる。 更に，本発明の様に．ブランクに対して加わる圧力を維
持したままでノックアウト動作をすればブランクがノン
クアウトされるまではダイのスプリングバンクが生じな
いので，ダイのスプリングハノクによって製品にダメー
ジが加わることも無く，成形品精度に貢献し得る。
領域においてブランクに生じる歪速度が実質的に一定に
保たれる結果として，ダイに加わる応力も一定に保たれ
．従って，成形中のダイの変形も一定に維持される．従
って，この一定の変形量を予め見込んだ変形代をダイに
持たせておけば，後処理による仕上げ加工をしな《でも
高精度な成形品を塑性加工のみによって得ることができ
る。 又．本発明の様に，パンチがブランクに接触するまでは
スライドを緩速下降させる様にすれば，接触時の衝撃に
よるダイの変形が防止され，衝撃によるダイの変形に起
因する製品精度の劣化も防止される． 又．本発明の様に．パンチがブランクに接触した状態で
ブランクの材質によって決定される降服点の直前の圧力
を加える様にしておけば，成形動作に移行する時に，加
圧速度を速やかに目的となる速度にまで高めることがで
きる。 更に，本発明の様に．ブランクに対して加わる圧力を維
持したままでノックアウト動作をすればブランクがノン
クアウトされるまではダイのスプリングバンクが生じな
いので，ダイのスプリングハノクによって製品にダメー
ジが加わることも無く，成形品精度に貢献し得る。
第１図は本発明の実施例に係る冷間鍛造プレス装置及び
その制御システムのブロック図，第２図はスライド位置
と歪速度及び加圧速度の関係を示す特性図．第３図は制
御動作のフローチャート．５・・・メインシリンダ
７・・・スライド９・・・パンチ Ｉｆ・・
・グイ１２・・・ブランク ｌ３・・・ハソクアソプシリンダ ｌ５・・・ノックアウトシリンダ
その制御システムのブロック図，第２図はスライド位置
と歪速度及び加圧速度の関係を示す特性図．第３図は制
御動作のフローチャート．５・・・メインシリンダ
７・・・スライド９・・・パンチ Ｉｆ・・
・グイ１２・・・ブランク ｌ３・・・ハソクアソプシリンダ ｌ５・・・ノックアウトシリンダ
Claims (4)
- （１）、昇降可能なパンチと、ブランクが装着されるダ
イを有し、作業域における前記パンチの移動速度が制御
可能な塑性加工装置により、前記ダイに装着されたブラ
ンクに対して前記パンチを介して塑性変形が生じる圧力
を加えることにより形状を変形させる塑性加工方法にお
いて、 前記パンチを介して加えられる圧力に起因する前記ブラ
ンクの歪速度が該ブランクの塑性加工の概ね全域に渡っ
て実質的に均一になる様に前記パンチの前進速度を制御
しながら前記ブランクを塑性加工する様にしたことを特
徴とする塑性加工方法。 - （２）、昇降可能なパンチと、ブランクが装着されるダ
イを有し、作業域における前記パンチの移動速度が制御
可能な塑性加工装置により、前記ダイに装着されたブラ
ンクに対して前記パンチを介して塑性変形が生じる圧力
を加えることにより形状を変形させる塑性加工方法にお
いて、 その先端が前記ブランクに接触するまで前記パンチを緩
速で下降せしめ、前記パンチが前記ブランクに接触した
状態で前記パンチを介して前記ブランクに塑性変形が生
じない限度の圧力を加え、前記ブランクに塑性変形が生
じない限度の圧力が加えられた状態から前記パンチを前
進させるとともに、該パンチを介して加えられる圧力に
起因する前記ブランクの歪速度が該ブランクの塑性加工
の概ね全域に渡って実質的に均一になる様に前記パンチ
の前進速度を制御しながら前記ブランクを塑性加工する
様にしたことを特徴とする塑性加工方法。 - （３）、昇降可能なパンチと、ブランクが装着されるダ
イを有し、作業域における前記パンチの移動速度が制御
可能な塑性加工装置により、前記ダイに装着されたブラ
ンクに対して前記パンチを介して塑性変形が生じる圧力
を加えることにより形状を変形させる塑性加工方法にお
いて、 前記パンチを介して加えられる圧力に起因する前記ブラ
ンクの歪速度が該ブランクの塑性加工の概ね全域に渡っ
て実質的に均一になる様に前記パンチの前進速度を制御
しながら前記ブランクを塑性加工し、 ブランクが塑性加工された後に成形圧力を加えた状態で
該ブランクを前記ダイからノックアウトする様にしたこ
とを特徴とする塑性加工方法。 - （４）、昇降可能なパンチと、ブランクが装着されるダ
イを有し、作業域における前記パンチの移動速度が制御
可能な塑性加工装置により、前記ダイに装着されたブラ
ンクに対して前記パンチを介して塑性変形が生じる圧力
を加えることにより形状を変形させる塑性加工方法にお
いて、 その先端が前記ブランクに接触するまで前記パンチを緩
速で下降せしめ、前記パンチが前記ブランクに接触した
状態で前記パンチを介して前記ブランクに塑性変形が生
じない限度の圧力を加え、前記ブランクに塑性変形が生
じない限度の圧力が加えられた状態から前記パンチを前
進させるとともに、該パンチを介して加えられる圧力に
起因する前記ブランクの歪速度が該ブランクの塑性加工
の概ね全域に渡って実質的に均一になる様に前記パンチ
の前進速度を制御しながら前記ブランクを塑性加工し、 ブランクが塑性加工された後に成形圧力を加えた状態で
該ブランクを前記ダイからノックアウトする様にしたこ
とを特徴とする塑性加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP798890A JPH03216300A (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 塑性加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP798890A JPH03216300A (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 塑性加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03216300A true JPH03216300A (ja) | 1991-09-24 |
Family
ID=11680803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP798890A Pending JPH03216300A (ja) | 1990-01-17 | 1990-01-17 | 塑性加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03216300A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011251301A (ja) * | 2010-06-01 | 2011-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | 圧力制御装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59212199A (ja) * | 1983-05-16 | 1984-12-01 | Toyota Motor Corp | プレス荷重の動特性制御装置 |
| JPS629800A (ja) * | 1985-07-08 | 1987-01-17 | Aida Eng Ltd | プレス装置の荷重検出装置 |
| JPS62252700A (ja) * | 1986-04-04 | 1987-11-04 | Janome Denki Kk | 電動プレスの電動機イナ−シヤの除去法 |
-
1990
- 1990-01-17 JP JP798890A patent/JPH03216300A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59212199A (ja) * | 1983-05-16 | 1984-12-01 | Toyota Motor Corp | プレス荷重の動特性制御装置 |
| JPS629800A (ja) * | 1985-07-08 | 1987-01-17 | Aida Eng Ltd | プレス装置の荷重検出装置 |
| JPS62252700A (ja) * | 1986-04-04 | 1987-11-04 | Janome Denki Kk | 電動プレスの電動機イナ−シヤの除去法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011251301A (ja) * | 2010-06-01 | 2011-12-15 | Mitsubishi Electric Corp | 圧力制御装置 |
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