JPH0832342B2 - 連続押出加工法 - Google Patents

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）のしわ発生部に圧縮方向
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題〕

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、その取り付け
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、取り付け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
歪は少なく、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、
ビード成形する部分のワークに上下型のプレスにより逆
反りを与えた状態で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き出し、これにより発
生した反りをパンチングの都度矯正しつつ所望のビード
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（タレット式）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
4b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4a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、一般的には１〜10mm、パンチング回数は150〜300sp
m（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。一般的な1m
m前後のステンレス板に高さ10mm、全幅20mm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゜より大きく設定してある。

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３図（ａ）はビード成形
開始前の図、図（ｂ）はビード成形加工中の図である。
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を中央部開口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にはストッパボルト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、この両上下カラー10、11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11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3a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Ｂ−Ｂ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度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、図
（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、4c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3b
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はストッパボルト
９（第３図）用の段付の貫通孔、3cは通しボルト部材12
（第３図）の螺着用のねじ孔を示す。

ここで、第３図（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は元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よるビードの連続押
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、より一層良品質のものが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は本発明の実施例を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図と第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、 ４……下型、 ５……弾性体、 δ゜……ワーク移動方向の上下型当たり面の曲面度、 α゜……ワーク移動方向と直角方向の上下型当たり面の
曲面度。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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、ビード成形する部分のワーク
   に上下型のプレスにより逆反りを与えた状態でワークに
   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
   叩き出し、これにより発生した反りをパンチングの都度
   矯正しつつ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。