JPH04143022A - 連続押出加工法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ビードの押出成形加工法にかかり、特に車
輌等の外板の美観向上や補強の目的でワーク（被加工物
）のビードをパンチング加工によって成形するようにし
た連続押出加工法に関する。

〔従来の技術］ 従来、この種のビードの押出成形加工法としては、一体
プレス成形法、短い型を用いて順次加工を繰り返すニブ
リング成形法およびバルジング成形法が実用されている
。

例えば、プレス成形法によるビード成形では、第９図に
示すような歪が多く発生する。このようなプレス成形法
による製品の歪は、ビードプレスする時にビードの両側
がビードの型に不均一に絞り込まれてしわが発生するこ
とが最大の原因である。

この歪（しわ）防止策として、ビードの形状やパネル材
質を適切に選定し、更にはワーク（被加工物）が絞り込
まれないように非常に大きな押圧力で加圧拘束したり、
すべり止めを設ける等種々の工法が実用されているが、
大容量のプレスマシンと大掛かりな専用設備を必要とす
るものであった。

実開昭５９−６２８１５号公報においては、しわの発生
を防止するためのビード成形用金型が提案されている。

すなわち、プレス加工機による成形用金型において、成
形面側の断面形状を所定の曲率で形成した上下の金型よ
りなり、上金型を凹形、下金型を凸形として、ビーディ
ング加工完了時ワーク（被加工物）のしね発生部に圧縮
方向の応力が発生した状態の塑性変形を与えておき、ワ
ーク取付時その塑性変形を利用し逆にしわ発生部に引張
方向の応力が生ずるようにしたものである。

［考案が解決しようとする課Ｈ］ しかしながら、上記公報記載の金型は、ビードの成形側
（突出側）に上下金型がそれぞれ凹凸しているため、プ
レス加工機によりビード成形した時、反りを増長する方
向に曲げ作用が働くことになる。

従って、出来上がった製品は反りが非常に大きなものに
なってしまい、これを、例えば車輌等のフレームに外板
として取り付けようとすると、反りがあまりにも大きい
ためにこれを矯正するのが困難となり、その取り付は作
業の手間が余計かかるという不都合がある。

もともと、かかる車輌等の外板はスポット溶接により取
り付けられるのが普通であるから、このように反りが矯
正困難な程大きい場合、取り付は状態では外見上しわが
発生したような恰好となって見栄えが悪くなり、何ら従
来の問題点を解決する考案本来の目的を達成しえない結
果となる。

また、この技術ではしわの発生は防止できないと考えら
れる。何故なら、第９図のしわの発生原因はワークの両
側が不均一に絞り込まれることによるものであって、反
りとはその発生原因が異なるからである。

そこで、本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、ビード
押出成形を大容量のプレス等に代わってパンチングマシ
ンによる歪（しわや反り）の少ないビードの連続押出加
工法を提供することを目的とする。

パンチング加工は、１回毎のワークの送り量が小さいた
め、１回の加工に要する仕事量も少ない。しかしながら
、高速度でパンチングを繰り返すためパンチング力が小
さくても衝撃力として作用するため作用力は大きくなり
、かつ、そのサイクルが極めて短いため、加工回数の多
さにもかかわらず加工時間は短くなる。１回当たりのワ
ークの送り量が小さいということは材料が絞り込まれて
もその絞り込みが均一化されるため結果的にはしわや歪
は少なり１．かつ小さいものとなる。

なお、パンチングマシンは、パンチ孔を開けるために使
用するのが本来的な目的であるが、本発明はこれをビー
ド押出成形加工の用途に着目してなされたものである。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的達成のため、本発明の要旨は、パンチングマシ
ンを用いてワークのビード成形を行う方法であって、ワ
ークに小さい送り量を与えながら、前記パンチングマシ
ンによるパンチング力を衝撃力として高速かつ短いサイ
クルでワークに瞬間的に作用させて微小量のビードを連
続的に叩いて押出し、この微小量のビートの累積的連続
加工によって所望のビード成形を行うようにしたことを
特徴とする連続押出加工法である。

〔作用〕

パンチングマシンを用いて、パンチング力をワークに瞬
間的、衝撃的に与えると、ワークに微小量のビードが叩
き出され、ワーク材料の塑性変形の伸びで局部成形が行
われる。この微小量のビードの累積的連続加工により所
定のビード成形がなされる。この方法では加工量が小さ
いためビード周辺の平板部分への絞り込みが均一化され
、結果的にビード成形品の歪み（しわ）発生が抑止され
る。

また、予め金型に逆反りを与えておけば、製品の反り矯
正作用が得られる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。

本発明の着目点の特徴は、従来打ち抜き作業として使用
されている（タレント式）パンチングマシンをビードの
押出成形加工に用いようとすることにある。

以下、まず、第１図と第２図（ａ）　（ｂ）に基づき本
発明の基本構成について説明をする。

第１図はパンチ部付近の一部切断正面図、第２図（ａ）
と（ｂ）はワークにビード成形を施工している時の一部
切断正面図と側断面図（図（ａ）におけるＡ−Ａ矢視断
面）である。

第１図に示すようにパンチ側には上型（雌型）２、固定
側にはポンチ（雄型）３が上下に相対向して設けられて
いる。このポンチ３は下型（押え）４の中央部の開口４
ｂに嵌挿されている。従って、第２図（ａ）に示すよう
に下型４はポンチ３にガイドされながら上下に摺動自在
に構成されている。また、ポンチ３の基体部３ａと下型
４の下面との間には弾性ばね等の弾性体５が介装されて
おり、下型４が下降した時にはポンチ部３ｂが下型４の
開口４ｂより上方に飛び出すようになっている。そのた
め、第１図、第２図（ａ）　（ｂ）に示すように上型２
の下部にはポンチ部３ｂが飛び出し時にそれを収容でき
るに充分な大きさを有する矩形断面の通溝２ｂがワーク
１の移動方向と同じ方向に形設されている。そして、゛
上型２の下面２ａはこの通溝２ｂと同方向に下に凸状の
曲面（曲面度δ°）が形成されており、下型４の上面４
ａは、この曲面に対応する凹状の曲面を有している。

上記の上下型２．４はパンチングマシン本体Ｍに装着さ
れているタレットに取り付けられ、上型２は上下往復動
するピストンに取着されている。そして、ビード成形さ
れる被加工物たるワーク１がこの上下型２．４の間にセ
ットされるようになっている。そしてニブリング（ワー
クの自動送り装置）でワーク１が所定のスピードで所定
量図上右方向に送られるように構成されている。また、
前述の通りポンチ３の基体部３ａは、パンチングマシン
本体Ｍ側に固定されている。

従って、ワーク１を上型２と下型４の間にセットした状
態で、上型２の瞬間的、衝撃的な上下往復（高速且つ短
サイクル）運動によるパンチ力により、下型４が弾性体
５の弾性力に抗してポンチ３に案内されつつ上下動し、
それに伴ってポンチ部３が下型４の上面４ａから出没し
、ワーク１を通溝２ｂ空間内に連続的に叩き出し、この
微小加工量が累積されて所定の形状のビードＢが成形さ
れるようになっている。

この時ニブリングの送りは、ビードＢの深さにもよるが
、−船釣には１〜１０ｍｍ、パンチング回数は１５０〜
３００ｓｐｍ（毎分ストローク）設定するのが実用的で
ある。ビード形状が大きい又は深い時は、パンチングマ
シンの容量にもよるが数回に分けて成形して行くと、機
械に無理も掛からず、製品の歪も少なく効果的である。

上記のパンチング加工は、１回毎のワークの送り量が小
さいため、１回の加工に要する仕事量も少ない。しかし
ながら、高速度でパンチングを繰り返すためパンチング
力が小さくても衝撃力として作用するため作用力は大き
くなり、かつ、そのサイクルが極めて短いため、加工回
数の多さにもかかわらず加工時間は短くなる。

１回当たりのワークの送り量が小さいということは材料
が絞り込まれてもその絞り込みが均一化されるため結果
的にはしわや歪は少なく、かつ小さいものとなる。

また、上記パンチングマシンによるパンチング工法でビ
ード成形を施工すると、従来のプレス工法に不可避的な
ビード周辺の不均一な絞り込みによる歪（しわ）は殆ど
発生しないことが実験によって判明している。反面、第
７図に示すような連続パンチングによる反りが多少発生
する。この反りはビード成形方向（ワーク移動方向）に
おいて顕著に現れ、この方向と直角方向は小さい。これ
らの反りは実用上支障を来すものではないが、より高い
品質を得る見地からは反りをできる限り少なく且つ小さ
くすることが望ましい。

そこで、ワーク１の反り極力防止する策としては、第１
図（ｂ）と第２図に示す如く上型２と下型４の当たり面
を反り方向とは逆の曲面にしておくことが簡易で効果的
である。

これは、ビード成形する部分のワーク１に逆反りを与え
た状態でビードＢを叩き出すことと、ビード成形により
発生した反りをパンチングの都度矯正して行く２つの作
用によるもので、第８図に示すような反りのないビード
成形品が得られる。つまり、連続的な叩き出しを行いつ
つ同時に反りの矯正を行うというものである。

上型２・下型４の当たり面の曲面量δ°、αの値はビー
ドの形状、機械、型および材質により選定する。−船釣
な１ｍｍ前後のステンレス板に高さ１０ｍｍ、全幅２０
ｍｍ程のビードを成形する場合、δ’−０，５°〜２°
、α−０゜〜０．５°の間で選定すると傷、段付も無く
実用的で好ましい。このようにビードＢの成形方向の反
りが大きくなるので、δ°の方を、α°より大きく設定
しである。

更に本発明の実施例における詳細な構成を第３図〜第６
図に基づき説明する。

第３図（ａ）　（ｂ）はタレットパンチング部の詳細を
示す一部切断正面図であり、第３１Ｄ（ａ）はビード成
形開始前の図、図Ｃｂ）はビート成形加工中の回である
。なお、上述した基本構成図と同一構成要素には同一符
号を付している。

上型２はタレットに装着されたパンチホルダ（図示略）
の下部に装着されている。このパンチホルダは上下往復
動ピストンに保持固定されるものである。

下型４はポンチ３を中央部間口４ｂに有してポンチ基体
部３ａ上に配設されており、上型２が第３図（ａ）のよ
うに離間している時にはポンチ基体部３ａと下型４の間
に介装されたスプリング６（収納穴７に収容されている
）により一定間隔を有して上方に押し上げられた状態に
支持されている。そして、ポンチ基体部３ａに設けた段
付の貫通孔８にはストッパポルト９が遊嵌され、そのね
じ部９ｂが下型４に螺着されている。従って、下型４が
スプリング６で押し上げられた状態ではストッパボルト
９のボルト頭部９ａがストッパの役割をして下型４の上
昇量を規制している。つまり、これによって下型４の上
面４ａがポンチ部３ｂの先端より少し突出するような位
置に常にくるように位置決めされている。

一方、ポンチ基体部３ａの下方には上下一対のカラー１
０．１１が配設されており、この雨上下カラー１０．１
１の間に弾性体５（例えばウレタンゴムで形成されたも
の）が介装されている。また、ポンチ基体部３ａの下面
には一対の通しボルト部材１２が、下方では下カラー１
１に、上方ではポンチ基体部３ａの下部に螺着する一方
、弾性体５と上カラー１０にはその貫通孔１３に遊嵌し
た状態で設けられており、これによってポンチ基体部３
ａをパンチングマシン本体Ｍ側に固定支持している。

第４図（ａ）〜（Ｃ）は上型２の詳細図である。図（ａ
）はその平面図、図（ｂ）と図（Ｃ）は図（ａ）におけ
るＢＢ矢視断面図、Ｃ−Ｃ矢視断面図である。

上型２は、その中央部を横切るようにポンチ部３ｂの出
入りを可能にする通溝２ｂが形設されている。また、上
型２の下面２ａは、図（Ｃ）に示すように下に凸の曲面
に形成されている。この下面２ａ曲面度は上述したよう
にビード成形方向がδ°である。また、これに垂直方向
の下面は、図（ｂ）に図示するように曲面量α°を有す
る。なお、２ｃは上型２をパンチホルダに装着するため
のねじ孔である。

第５図（ａ）〜（Ｃ）は下型４の詳細図である。図（ａ
）はその平面図、図（ｂ）および図（Ｃ）は、ＩＩＩ　
（ａ）におけるＤ矢視図とＥ−Ｅ矢視断面図である。

下型４は円形の平皿状に形成されており、その上面４ａ
は先の上型２下面２ａの曲面に対応したゆるやかな凹状
曲面に形成されている。中央部には長方形の長孔（開口
）４ｂが開口しており、ここにポンチ３が摺接して嵌挿
される。

第５図中にも示したが、７はスプリング６の収納穴、４
Ｃはストッパボルト９のねじ部９ｂ螺着用のねじ孔ａで
ある。

第６図（ａ）〜（Ｃ）はポンチ３の詳細図である。図（
ａ）はその平面図、図（ｂ）と（Ｃ）はＦ−Ｆ矢視断面
図とＧ矢視図である。

ポンチ３全体は平面的には円板状をしており、その中央
部にはポンチ部３ｂが突設されている。このポンチ部３
ｂの上面は図（Ｃ）に示すように、なだらかな丘状に形
成されている。

なお、７はスプリングの収納穴、８はストンバボルト９
（第３図）用の段付の貫通孔、３ｃは通しボルト部材１
２（第３図）の螺着用のねじ孔を示す。

ここで、第３［Ｆ（ａ）（ｂ）に基づき上記実施例にお
けるパンチング動作によるビードの連続押出加工法を説
明する。

第３図（ａ）はビード成形開始前のワーク１が別に設け
られたニブリング装置（ワークの自動送り装置）により
下型４上にセットされた状態を示す。なお、本実施例で
は上型２がパンチング側であり、ポンチ３が固定側に構
成されているが、これが逆になっていても同じように作
用する。

上型２がピストンの下動に伴って下降すると、ワーク１
が下型４との間で押え込まれ、更に、上型２を下降動作
させると、上型２の衝撃的パンチ力によって下型４に螺
着されているストッパボルト頭部９ａが上カラー１０を
介して弾性体５を押し下げて収縮させる。その弾性力に
打ち勝ってなおも下型４を押し下げると、第３図（ｂ）
の如くポンチ部３ｂが下型４の上面から、上型２に設け
た通溝２ｂの中に所定量飛び出して来る。このポンチ部
３ｂの飛び出しによってワーク１が局部的に上方に叩き
出されて塑性変形して伸び、ビードＢが形成される。

上型２がワーク１から離れた状態では、第３図（ａ）に
示す如く弾性体５は四に復帰して上カラー１０を押し上
げ、これに伴ってストッパボルト頭部９ａを介して下型
４が押し上げられる。

この時、スプリング６の弾発力で下型４はストッパボル
ト頭部９ａが貫通孔８の段部に当接するまで押し上げら
れる。

このような動作（高速且つ短サイクル動作）中にワーク
１はニブリング装置により一定量移動する。そして上記
動作を連続的に繰り返し行うことによって微小の加工量
が累積的連続化されて第２図（ａ）のような所定の深さ
、形状を有するビードＢが成形される。

また、上記ビード成形過程において上型２の下面と下型
４の上面に形成した所定の曲面の働きでワーク１の反り
が同時に矯正され、しわと同時に反りのない良質の製品
が出来上がってくる。

〔発明の効果］ 本発明のようにパンチング工法にょるビードの連続押出
加工法では次のような効果が得られる。

（１）１回当たりの加工量が小さいため小さい能力のマ
シンで実施できる。

（２）衝撃（パンチ）力として作用するので加工効果が
大きい。

（３）１回毎のワークの送り量が小さいので絞り込みが
あっても均一化され、結果的にしわや歪は少なく且つ小
さいものとなり、製品の仕上がりが良くなる。

（４）高速度で加工できるので加工時間が短くなる（５
）予め上下型に逆反り（曲面）を与えた場合には、製品
に反りのない、より一層艮品質のものが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は本発明の詳細な説明するための図面で
ある。 第１図と第２図（ａ）（ｂ）は本発明の基本構成図であ
って、第１図はパンチ部付近の一部切断正面図、第２図
（ａ）と（ｂ）はワークにビード押出成形を施工してい
る時の一部切断正面図と側断面図（図（ａ）におけるＡ
−Ａ矢視断面）である。 第３図（ａ）（ｂ）はタレットパンチング部の詳細を示
す一部切断正面図であり、図（ａ）はビード押出成形開
始前の図、図（ｂ）はビード成形加工中の図である。 第４図（ａ）〜（Ｃ）は上型の詳細図であり、図（ａ）
はその平面図、図（ｂ）と図（Ｃ）は図（ａ）における
Ｂ−Ｂ矢視断面図、Ｃ−Ｃ矢視断面図である。 第５図（ａ）〜（Ｃ）は下型４の詳細図であり、図（ａ
）はその平面図、図（ｂ）および図（Ｃ）は、図（ａ）
におけるＤ矢視図とＥ−Ｅ矢視断面図である。 第６図（ａ）〜（Ｃ）はポンチの詳細図であり、図（ａ
）はその平面図、図（ｂ）と（Ｃ）はＦ−Ｆ矢視断面図
とＧ矢視図である。 第７回と第８図は本発明方法によりビード連続押出成形
したワークの出来上がり状態を示すものであって、第７
図は上下型に逆反り（曲面）を設けない場合、第８図は
上下型に逆反り（曲面）を設けた場合の出来上がり状態
図である第９図は従来のプレス成形法によるワークの出
来上がりの状態を示す図面である。 １・・・ワーク、 ２・・・上型、 ３・・・ポンチ、 δ α ・・・下型、 ・・・弾性体、 °・・・ワーク移動方向の上下型当たり面の曲面度、 ・・・ワーク移動方向と直角方向の上下型当たり面の曲
面度。 （ｂ） 〆 （Ｃ） トＥ ａ Ｃ （ｂ） ｂ 第〔 （ａ） ３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パンチングマシンを用いてワークのビード成形を行う方
   法であって、ワークに小さい送り量を与えながら、前記
   パンチングマシンによるパンチング力を衝撃力として高
   速かつ短いサイクルでワークに瞬間的に作用させて微小
   量のビードを連続的に叩いて押出し、この微小量のビー
   ドの累積的連続加工によって所望のビード成形を行うよ
   うにしたことを特徴とする連続押出加工法。