WO2022158352A1 - 折曲げ加工方法 - Google Patents

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wall surface
work
groove
die
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秀勝 川崎
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Amada Co Ltd
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    • B21D5/00Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/16Folding; Pleating

Definitions

  • the present invention relates to a bending method for bending a plate-like work.
  • a thrust load corresponding to the angle of the sharply bent flange acts on the workpiece.
  • a force is generated that pushes the workpiece forward (toward the operator).
  • the thrust load acting on the work increases due to the influence of the material, thickness, etc. of the work, the force pushing the work forward increases.
  • the workability of the hemming process may deteriorate.
  • the workpiece may be misaligned with respect to the die, and the bending accuracy may be lowered.
  • a method of creating a dedicated die can be considered to address this problem.
  • manufacturing a dedicated die increases the cost.
  • the workability of the bending process is lowered.
  • a bending method includes a die having a V-groove that can be mounted on a lower table of a press brake and has a first groove wall surface and a second groove wall surface on the upper part, and an upper part of the press brake.
  • a first surface parallel to the first groove wall surface of the die which can be mounted on the table and is mounted on the upper table and mounted on the lower table in the work pressing part, and a vertical surface.
  • a punch having a second surface whose angle is different from the angle formed by the second groove wall surface and the vertical surface.
  • a plate-like work is placed on the upper part of the die mounted on the lower table. The plate-like work is pressed by the work pressing portion of the punch mounted on the upper table of the press brake, and sandwiched between the first groove wall surface of the V groove and the first surface of the punch. It is folded in a folded state.
  • FIG. 1A is a side view showing a state in which a die 10 and a punch 30 used in the bending method according to this embodiment are attached to a press brake device 100.
  • FIG. FIG. 1B is an enlarged cross-sectional view of the workpiece pressing portion 31 of the punch 30 and the V-groove 12 of the die 10 shown in FIG. 1A.
  • FIG. 2 is a diagram showing a state in which the workpiece W is positioned and placed on the bending die 10.
  • FIG. 3A and 3B are diagrams showing the process of bending the work W.
  • FIG. FIG. 4 is a diagram showing the completed state of the bending of the work W.
  • FIG. 5A is a diagram showing a modification of the present embodiment, and is an enlarged cross-sectional view including the work pressing portion of the punch 31a.
  • FIG. 5B is a diagram showing a modification of the present embodiment, and is an enlarged sectional view including the work pressing portion of the punch 31b.
  • FIG. 5C is a diagram showing a modification of the present embodiment, and is an enlarged sectional view including the work pressing portion of the punch 31c.
  • FIG. 6 is a side view showing a modification of the bending die 50 according to the present embodiment, in which the die 50 is a double-deck die for hemming.
  • the "horizontal direction” is one of the horizontal directions and is the width direction when the die and the punch are attached to the press brake (the direction orthogonal to the paper surface in each drawing).
  • the “front-back direction” is the depth direction (horizontal direction on the paper surface) when the die and the punch are attached to the press brake.
  • the “vertical direction” is a direction perpendicular to the left-right direction and the front-rear direction (vertical direction on the paper surface).
  • the forward direction is indicated as "FR”, the rearward direction as "RR”, the leftward direction (front side of the paper) as "LH”, the upward direction as "UP”, and the downward direction as "DN”.
  • FIG. 1A is a side view illustrating a state in which a die and a punch used in the bending method according to this embodiment are attached to a press brake device.
  • the press brake 100 used in the bending method according to the present embodiment is a press brake for bending a sheet metal work W, which can be used for pre-bending in hemming.
  • a lower table 110 extending in the left-right direction is provided at the lower portion of the press brake 100 main body.
  • the die 10 is detachably mounted on the upper side of the lower table 110 via a die holder.
  • An upper table 130 extending in the horizontal direction is provided on the upper portion of the press brake 100 main body so as to vertically face the lower table 110 and be movable in the vertical direction.
  • a punch 30 is detachably attached to the lower side of the upper table 130 via a punch holder.
  • the configuration for moving the upper table 130 in the vertical direction may be, for example, the known configuration described in JP-A-2004-98105 and JP-A-2004-34059.
  • a table servomotor or a hydraulic cylinder (not shown) may be used to move the upper table 130 in the vertical direction.
  • the lower table 110 may be configured to be vertically movable.
  • FIG. 1B is an enlarged cross-sectional view of the workpiece pressing portion 31 of the punch 30 and the V groove 12 of the die 10 shown in FIG. 1A.
  • the die 10 used in the bending method according to this embodiment has a V-groove 12 with a first groove wall surface 13 and a second groove wall surface 15 in the upper part 11 .
  • Die 10 is mounted on lower table 110 of press brake 100 .
  • the die 10 has a V-groove 12 extending in the left-right direction (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1A) in the upper portion 11 .
  • V-groove 12 includes first groove wall surface 13 and second groove wall surface 15 .
  • the V-groove 12 further includes a groove bottom 17 that connects the first groove wall surface 13 and the second groove wall surface 15 and has an arcuate cross-sectional shape perpendicular to the left-right direction.
  • first groove wall surface 13 and the second groove wall surface 15 of the V-groove 12 are symmetrical with respect to the first vertical plane CP.
  • first vertical plane CP is a vertical plane passing through an intersection position CL where imaginary planes extending downward along the groove wall surfaces 13 and 15 of the V groove 12 intersect. That is, in this embodiment, the groove wall surfaces 13 and 15 of the V-groove 12 have an angle formed by the first groove wall surface 13 and the first vertical plane CP and an angle formed by the second groove wall surface 15 and the first vertical plane CP.
  • the cross-sectional shape of the groove bottom 17 perpendicular to the left-right direction is arc-shaped, so the first vertical plane CP is a vertical plane passing through the arc-shaped center of the groove bottom 17 .
  • the angle ⁇ v formed by the first groove wall surface 13 and the second groove wall surface 15 of the V-groove 12 is an acute angle. Specifically, the angle ⁇ v between the first groove wall surface 13 and the second groove wall surface 15 of the V-groove 12 is 30°. At this time, the angle between the first groove wall surface 13 and the first vertical plane CP and the angle between the second groove wall surface 15 and the first vertical plane CP are 15° ( ⁇ v/2).
  • this angle ⁇ v may be set according to the material and thickness of the work to be bent, or the purpose of the bending.
  • the angle ⁇ v may range, for example, from 30° to 90°.
  • the first groove wall surface 13 and the second groove wall surface 15 of the V-groove 12 are flat on the groove bottom 17 side of the V-groove 12 and curved as a ridge line R on the upper portion 11 side. , smoothly connecting to the upper part 11 .
  • the punch 30 used for bending according to this embodiment is mounted on the upper table 130 of the press brake 100 so as to be able to enter the V-groove 12 of the die 10, as shown in FIG. 1A.
  • the punch 30 has a workpiece pressing portion 31 that enters the V-groove 12 .
  • the punch 30 is configured to advance and retreat with respect to the V-groove 12 by moving the upper table 130 vertically while being mounted on the upper table 130 .
  • the work pressing portion 31 of the punch 30, when mounted on the upper table 130, has a first surface 33 and a second surface 35 positioned on the upper side, and upper and lower surfaces positioned on the lower side. It has a tip portion 37 that is continuous with the lower end of each of the first surface 33 and the second surface 35 at a predetermined position L1 in the direction.
  • the first surface 33 When attached to the upper table 130, the first surface 33 is positioned on the first side FS with respect to the first vertical plane CP (the left side of the first vertical plane CP in FIG. 1B).
  • the second surface 35 is located on the second side SS (the right side of the first vertical plane CP in FIG. 1B) with respect to the first vertical plane CP.
  • the first surface 33 is parallel to the first groove wall surface 13 of the die 10 mounted on the lower table 110 .
  • the angle ⁇ 2 formed between the second surface 35 and a vertical plane parallel to the first vertical plane CP including the horizontal direction is different from the angle ⁇ v/2 formed between the second groove wall surface 15 and the first vertical plane CP.
  • the angle ⁇ 1 of the first surface 33 is 15° and the angle ⁇ 2 of the second surface 35 is 0°. That is, when the punch 30 is mounted on the upper table 130, the first surface 33 is inclined by 15° to the first side FS with respect to the first vertical plane CP. Therefore, the first surface 33 is parallel to the first groove wall surface 13 of the V-groove 12 .
  • the second surface 35 connects with the tip portion 37 on the second side SS and is parallel to the first vertical surface CP.
  • the tip portion 37 of the punch 30 is formed symmetrically with respect to the first vertical plane CP when the punch 30 is mounted on the upper table 130 .
  • the distal end portion 37 of the work pressing portion 31 has a distal end portion 371 having an arcuate cross-sectional shape perpendicular to the left-right direction at its lower end.
  • the tip portion 37 has planar portions 372 and 373 smoothly continuous in the tangential direction of the arc-shaped tip 371 on the first side FS and the second side SS with respect to the first vertical plane CP, respectively.
  • planar portions 372 and 373 extend parallel to the first groove wall surface 13 and the second groove wall surface 15 of the V-groove 12 facing each other with the punch 30 entering the V-groove 12. It's becoming The upper ends of the planar portions 372 and 373, which are also the upper ends of the tip portion 37, are connected to the first surface 33 and the second surface 35, respectively, at predetermined positions L1 in the vertical direction of the work pressing portion 31. ing.
  • the angle formed by each surface with the vertical plane parallel to the first vertical plane CP is , from 15° to 0°.
  • the planar portion 372 and the first vertical surface CP extend across the predetermined position L1.
  • Surface 33 forms a single plane.
  • the predetermined position L1 is set in consideration of the thickness of the plate-like work W and the desired bending angle of the work W. As shown in FIG.
  • FIG. 2 is a diagram showing a state in which a plate-like work W is positioned and placed on the bending die 10 .
  • FIG. 3 is a diagram showing the process of bending the plate-like work W.
  • FIG. 4 is a diagram showing a completed state of the bending of the plate-like work W. As shown in FIG.
  • the bending die 10 and the punch 30 are used. Then, a plate-like workpiece W to be bent is placed on the upper portion 11 of the die 10 . As shown in FIG. 3, a punch 30 presses a plate-shaped workpiece W placed on the upper portion 11 of the die 10 from the upper surface side. When the punch 30 presses the plate-like work W, as shown in FIG. It enters the V-groove 12 up to the contact position. Thereby, the plate-shaped workpiece W is bent while being sandwiched between the first groove wall surface 13 and the first surface 33 .
  • a plate-like workpiece W is placed on the upper portion 11 of the die 10. As shown in FIG. Then, the punch 30 is lowered and pressed against the plate-like work W. As shown in FIG. At this time, the plate-shaped workpiece W starts to be bent from the state shown in FIG.
  • the punch 30 is lowered through the upper table 130 and the work pressing portion 31 presses the plate-shaped work W.
  • the workpiece pressing portion 31 is pressing the plate-shaped workpiece W while entering the V-groove 12 .
  • the lower surface of the plate-like workpiece W which was in contact with the upper portion 11 before the start of pressing, comes into contact with the first groove wall surface 13 and the second groove wall surface 15 of the V-groove 12 . That is, as the work pressing portion 31 enters the V-groove 12, the position of the die 10 supporting the lower surface of the plate-shaped work W moves from the upper portion 11 of the die 10 to the second groove wall surface 15 (or the first groove wall surface 13). move to
  • the work pressing portion 31 is further lowered until the plate-like work W is sandwiched between the first groove wall surface 13 of the V-groove 12 and the first surface 33 of the punch 30, and the plate-like work is pressed. Press and bend W.
  • the position where the lower surface of the plate-shaped work W contacts the second groove wall surface 15 is the cross section perpendicular to the left-right direction, and the work pressing part 31 is further moved to the V-groove 12 from the contact position P1 in the state of FIG. It moves to the contact position P2 in the state shown in FIG.
  • the plate-like work W is pushed downward by the tip 371 of the work pressing portion 31 while its upper surface is positioned on the first vertical plane CP, and its lower surface moves to contact positions P1 and P2 with the second groove wall surface 15. continue to receive a reaction force in the normal direction orthogonal to the second groove wall surface 15 from . Therefore, in the second side SS, the plate-like work W above the contact position P2 is separated from the second groove wall surface 15 and bent toward the first vertical plane CP. That is, the plate-like workpiece W forms an angle with the vertical surface that is smaller than the angle ( ⁇ v/2) formed between the first vertical surface CP and the second groove wall surface 15 on the second side SS. It is bent to an angle larger than the angle ⁇ 2 formed with the second surface 35 .
  • the first side FS since the first surface 33 is parallel to the first groove wall surface 13, the first surface FS is sandwiched between the first groove wall surface 13 and the first surface 33. , the plate-like work W is bent. Therefore, on the first side FS, even if the lower surface of the plate-like work W receives a reaction force from the first groove wall surface 13, the plate-like work W contacts the first surface 33 of the work pressing portion 31. Therefore, the plate-like workpiece W is not bent toward the first vertical plane CP beyond the angle ⁇ v/2 formed between the first groove wall surface 13 and the first vertical plane CP.
  • the plate-shaped workpiece W is bent at an angle smaller than the angle ⁇ v formed by the first groove wall surface 13 and the second groove wall surface 15 of the V-groove 12 of the die 10 .
  • the plate-like work W reaches the position where the first groove wall surface 13 and the first surface 33 are in surface contact.
  • the work pressing portion 31 may enter the V-groove 12 .
  • the V-groove 12 which can be attached to the lower table 110 of the press brake 100 and which has the first groove wall surface 13 and the second groove wall surface 15 is provided in the upper portion 11.
  • the die 10 can be attached to the upper table 130 of the press brake 100, and the work pressing part 31 is attached to the upper table 130, and parallel to the first groove wall surface 13 of the die 10 attached to the lower table 110.
  • a punch 30 having a second surface 35 with an angle .theta.2 formed with the vertical plane different from the angle formed between the second groove wall surface 15 and the vertical plane.
  • a plate-like work W is placed on the upper part 11 of the die 10 mounted on the lower table 110 of the press brake 100 .
  • a plate-like work W is pressed by the work pressing portion 31 of the punch 30 mounted on the upper table 130 of the press brake 100, and the first groove wall surface 13 of the V-groove 12 and the first surface 33 of the punch press the plate-like work W.
  • the workpiece W is sandwiched and bent.
  • the plate-like workpiece W is bent at an angle smaller than the angle ⁇ v formed by the first groove wall surface 13 and the second groove wall surface 15 of the V-groove 12 of the die 10 .
  • the plate-like workpiece W can be bent to an angle smaller than the angle ⁇ v formed by the groove wall surfaces 13 and 15 of the V-groove 12 without using a dedicated die or the like.
  • the material of the plate-like work W is SUS with a thickness of 1.5 mm or more and 2.0 mm or less, or a thickness of 2.0 mm or more and 2.3 mm or less. It can be used when bending a thick plate such as SPCC.
  • a thick plate having a high bending rigidity of the plate-shaped workpiece W is used.
  • the thrust load on the workpiece generated in finish bending during hemming, that is, the force pushing the workpiece forward has increased.
  • the workability of the hemming process is lowered.
  • the work may be misaligned with respect to the die during processing, resulting in a decrease in bending accuracy.
  • the plate-like work W can be bent to an angle smaller than the angle ⁇ v formed by the groove wall surfaces 13 and 15 of the V-groove 12. Can be bent sharply. Therefore, this acute-angle bending can reduce the thrust load on the plate-like workpiece W that occurs when performing finish bending such as hemming.
  • the plate-like work W is bent to a state where it is sandwiched between the first surface 33 of the work pressing portion 31 and the first groove wall surface 13 of the V groove 12. be done. Therefore, the planarity of the plate-like structure of the plate-like work W on the first side FS is stably ensured even after the bending process.
  • the V-groove can be formed.
  • the plate-like workpiece W can be bent at a desired angle smaller than the angle ⁇ v formed by the groove wall surfaces 13 and 15 of 12 .
  • the shapes of the respective tip portions 37a and 37b are similar to the shape of the tip portion 37 of the present embodiment. Furthermore, the angle ⁇ 1 of each of the first surfaces 33a and 33b is the same as the angle ⁇ 1 of the first surface 33 of this embodiment.
  • the angle ⁇ 2 formed by the second surface 35a shown in FIG. 5A and the vertical plane including the left-right direction is greater than 0° and less than 15°. Further, when the inclination angle of the second groove wall surface 15 of the V groove 12 with respect to the vertical plane is positive, the angle ⁇ 2 between the second surface 35b shown in FIG. It is at a negative angle. That is, the angle ⁇ 2 is less than 0° and greater than or equal to ⁇ 15°.
  • the V-groove 12 can be prevented from being bent at an excessively acute angle within an angle smaller than the angle .theta.v formed by the groove wall surfaces 13 and 15 of the V-groove 12.
  • the tip end portion 37 of the work pressing portion 31 of the present embodiment shown in FIG. 1B is formed symmetrically with respect to the first vertical plane CP when the punch 30 is mounted on the upper table 130 .
  • the tip 37c of the punch 30 may be asymmetric with respect to the first vertical plane CP, as shown in FIG. 5C.
  • the angle ⁇ 1 of the first surface 33c of the first side FS has the same shape as in the present embodiment.
  • the angle ⁇ 2 formed by the second surface 35c of the second side SS and the vertical plane including the horizontal direction is set to be greater than 0° and less than 15°.
  • the tip portion 37c is shaped asymmetrically with respect to the first vertical plane CP. Specifically, the tip portion 37c has the same shape as that of the present embodiment on the first side FS with respect to the first vertical plane CP.
  • the cross-sectional shape of the cross section perpendicular to the left-right direction of the tip 371 is an arc shape with a smaller radius than the first side FS. It is smoothly continuous with the second surface 35c in the tangential direction of the arcuate portion.
  • the bent angle is sufficiently smaller than the angle ⁇ v formed by the groove wall surfaces 13 and 15 of the V groove 12.
  • the work can be reliably bent. can be bent to any desired acute angle.
  • die 10 in which the V groove 12 is directly formed in the upper portion 11 is described as the die 10 used in the bending method of the present embodiment.
  • the bending die 10 that can be used in the bending method of the present embodiment is not limited to this.
  • die 10 may be a double-deck die 50 for hemming bending shown in FIG.
  • the double-deck die 50 for hemming shown in FIG. Prepare.
  • the movable die 59 is constantly urged upward by urging means S such as a coil spring.
  • a V-groove 52 with an acute-angled groove bottom is formed for bending the plate-like workpiece W at an acute angle.
  • the shape of the V-groove 52 is the same as the shape of the V-groove 12 of the present embodiment.
  • a lower surface 61 of the movable die 59 and a flat surface 63 of the die base 58 are vertically opposed to each other to crush the flange portion of the work W bent at an acute angle.
  • the press brake 200 is configured in the same manner as the press brake 100 of this embodiment except that the lower table 210 is configured to support the double-deck die 50 .
  • the plate-like work W is first placed on the movable die 59 . Then, the workpiece W is pressed by the workpiece pressing portion 31 of the punch 30 . At this time, the movable die 59 is lowered against the biasing means S, and the lower surface 61 of the movable die 59 and the flat surface 63 of the die base 58 come into contact with each other. Then, the work W is pressed against the V-groove 52, and the work W is preliminarily bent at an acute angle.
  • Hemming (finish bending) by the double-deck die 50 for hemming is performed by removing the pre-bent work W and placing the work W at an acute angle between the flat surface 63 of the die base 58 and the lower surface 61 of the movable die 59. Position the bent portion (folded portion). Then, the punch 30 is engaged with the V groove 52 of the movable die 59 to press the movable die 59 downward. In the double-deck die 50, the punch 30 can be directly engaged with the V-groove 52 of the movable die 59 to press the movable die 59 strongly.
  • the shape of the V grooves 12 formed in the upper portions 11, 51 of the dies 10, 50 of this embodiment is symmetrical with respect to the first vertical plane CP.
  • the shape of the V-groove 12 is not limited to this. That is, the groove wall of the V-groove 12 may be asymmetric with respect to the first vertical plane CP.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Abstract

折曲げ加工方法は、上部(11,51)にV溝(12,52)を有したダイ(10,50)と、ワーク押圧部(31)に第一の面(33,33a,33b,33c)および第二の面(35,35a,35b,35c)を備えたパンチ(30)を用いる。第一の面(33,33a,33b,33c)は、プレスブレーキ(100,200)の上部テーブル(130)に装着された状態で下部テーブル(110,210)に装着されたダイ(10,50)の第一溝壁面(13)に平行である。第二の面(35,35a,35b,35c)が鉛直面に対してなす角(θ2)は、第二溝壁面(15)が該鉛直面に対してなす角(θv/2)と異なる。ダイ(10,50)に載置された板状のワーク(W)は、第一溝壁面(13)と第一の面(33,33a,33b,33c)で挟みこんだ状態で折曲げ加工される。

Description

折曲げ加工方法
 本発明は、板状のワークを折り曲げる折曲げ加工方法に関する。
 従来、ヘミング加工の工程として、板状のワークの縁部を鋭角曲げして起立したフランジを形成し(プリヘミング)、仕上げ曲げ(本ヘミング)してフランジを内側方向へ折り曲げる工程が知られている(例えば特許文献1参照)。
特開平6-87028号公報
 ところで、仕上げ曲げ加工を開始すると、鋭角曲げされたフランジの角度に応じたスラスト荷重がワークに働く。つまり、ワークを前方(作業者側)に押出す力が発生する。特に、ワークの材質や厚み等の影響によりワークに働くスラスト荷重が大きくなると、ワークを前方に押出す力が増大する。この場合、ヘミング加工の作業性が低下し得る。また、ダイに対するワークの位置ずれが生じて、折曲げ加工の加工精度が低下し得る。
 また、この問題に対して、スラスト荷重を低減するために、すなわち、ワークを鋭角曲げする際の曲げ角度を小さくするために、専用のダイを作成する方法が考えられる。しかし、この場合、専用のダイを作成することでコストが高くなる問題がある。さらに、鋭角曲げ加工のたびに専用のダイを用いる必要が生じるため、折曲げ加工の作業性が低下する。
 本発明の一実施形態に係る折曲げ加工方法は、プレスブレーキの下部テーブルに装着可能であり上部に第一溝壁面および第二溝壁面を備えるV溝を有したダイと、前記プレスブレーキの上部テーブルに装着可能でありワーク押圧部に前記上部テーブルに装着された状態で前記下部テーブルに装着された状態の前記ダイの前記第一溝壁面に平行な第一の面、および鉛直面とのなす角が前記第二溝壁面と前記鉛直面とのなす角と異なる第二の面を備えるパンチと、を用いる。板状のワークが、前記下部テーブルに装着された前記ダイの前記上部に載置される。前記板状のワークは、前記プレスブレーキの前記上部テーブルに装着された前記パンチの前記ワーク押圧部で押圧され、前記V溝の前記第一溝壁面と前記パンチの前記第一の面とで挟みこまれた状態で折曲げ加工される。
 上記の折曲げ加工方法によれば、板状ワークに対してヘミング加工の予備曲げ等にも用い得る折曲げ加工をする際に、専用のダイを用いずに折曲げ加工の作業性を向上し得る折曲げ加工方法を提供できる。
図1Aは、本実施形態に係る折曲げ加工方法に用いるダイ10およびパンチ30をプレスブレーキ装置100に取り付けた状態を示す側面図である。 図1Bは、図1Aに示すパンチ30のワーク押圧部31およびダイ10のV溝12の拡大断面図である。 図2は、ワークWを折曲げ加工用のダイ10の上に位置決めして載置した状態を示す図である。 図3は、ワークWの折曲げ加工の加工過程を示す図である。 図4は、ワークWの折曲げ加工の完了状態を示す図である。 図5Aは、本実施形態の変更例を示す図であり、パンチ31aのワーク押圧部を含む拡大断面図である。 図5Bは、本実施形態の変更例を示す図であり、パンチ31bのワーク押圧部を含む拡大断面図である。 図5Cは、本実施形態の変更例を示す図であり、パンチ31cのワーク押圧部を含む拡大断面図である。 図6は、本実施形態に係る折曲げ加工用のダイ50の変更例を示す側面図であり、ダイ50をヘミング加工用のダブルデッキダイとした例を示す図である。
 以下、実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同一の機能や構成には、同一または類似の符号を付して、その説明を適宜省略する。
 本実施形態において、「左右方向」は、水平方向の一つであって、ダイおよびパンチがプレスブレーキに装着された状態における幅方向である(各図において紙面に直交する方向)。「前後方向」は、ダイおよびパンチがプレスブレーキに装着された状態における奥行方向である(紙面の左右方向)。「上下方向」は、左右方向および前後方向に直交する方向である(紙面の上下方向)。なお、図面中で前方向を「FR」、後方向を「RR」、左方向(紙面表方)を「LH」、上方向を「UP」、下方向を「DN」、と記載している。
 (1)プレスブレーキ100の概略構成
 図1Aは、本実施形態に係る折曲げ加工方法に用いるダイおよびパンチをプレスブレーキ装置に取り付けた状態を説明する側面図である。
 図1Aに示すように、本実施形態に係る折曲げ加工方法に用いるプレスブレーキ100は、ヘミング加工の予備曲げ等に用い得る、板金のワークWに対して折曲げ加工するプレスブレーキである。プレスブレーキ100本体の下部に、左右方向へ延びた下部テーブル110が設けられる。下部テーブル110の上側には、ダイ10がダイホルダを介して着脱可能に装着される。また、プレスブレーキ100本体の上部に、左右方向へ延びた上部テーブル130が下部テーブル110に上下に対向しかつ上下方向へ移動可能に設けられる。上部テーブル130の下側には、パンチ30がパンチホルダを介して着脱可能に装着される。
 なお、上部テーブル130を上下方向へ移動させるための構成は、例えば、特開2004-98105号公報および特開2004-34059公報等に記載された公知の構成であってよい。また、上部テーブル130を上下方向へ移動させるためにテーブル用サーボモータや油圧シリンダ(図示省略)を用いてもよい。更に、上部テーブル130が上下方向へ移動可能に構成される代わりに、下部テーブル110が上下方向へ移動可能に構成されてもよい。
 (2)折曲げ加工用のダイおよびパンチの構成
 図1Bは、図1Aに示すパンチ30のワーク押圧部31およびダイ10のV溝12の拡大断面図である。
 図1A、図1Bに示すように、本実施形態に係る折曲げ加工方法に用いられるダイ10は、上部11に第一溝壁面13および第二溝壁面15を備えるV溝12を有する。ダイ10は、プレスブレーキ100の下部テーブル110に装着される。
 具体的に、ダイ10は、上部11に左右方向(図1Aの紙面に直交する方向)に延びるV溝12を有する。図1Bに示すように、V溝12は、第一溝壁面13および第二溝壁面15を備える。V溝12は、さらに、第一溝壁面13および第二溝壁面15を接続し、左右方向に垂直な断面形状が円弧状の溝底17を備える。
 また、V溝12の第一溝壁面13および第二溝壁面15は、第一鉛直面CPに対して対称である。ここで、第一鉛直面CPは、V溝12の各溝壁面13,15に沿って下方に延長した仮想面同士が交差する交差位置CLを通る鉛直面である。つまり、本実施形態において、V溝12の溝壁面13,15は、第一溝壁面13と第一鉛直面CPとのなす角と、第二溝壁面15と第一鉛直面CPとのなす角とが等しくなるように傾斜している。本実施形態では溝底17の左右方向に垂直な断面形状が円弧状であるため、第一鉛直面CPは、溝底17の円弧形状の中心を通る鉛直面である。
 本実施形態において、V溝12の第一溝壁面13と第二溝壁面15とがなす角θvは鋭角である。具体的に、V溝12の第一溝壁面13と第二溝壁面15とがなす角の角度θvは30°である。このとき、第一溝壁面13と第一鉛直面CPとなす角および第二溝壁面15と第一鉛直面CPとなす角が、15°(θv/2)になっている。
 ただし、この角度θvは、折曲げ加工を行うワークの材質、厚さ、あるいは折曲げ加工の目的に応じて設定すればよい。角度θvは、例えば、30°以上90°以下の範囲であってよい。
 図1A,図1Bに示すように、V溝12の第一溝壁面13および第二溝壁面15は、V溝12の溝底17側が平面状であり、上部11側で稜線Rとしての曲面状になり、滑らかに上部11に接続する。
 本実施形態に係る折曲げ加工に用いられるパンチ30は、図1Aに示すように、ダイ10のV溝12に対して進入可能にプレスブレーキ100の上部テーブル130に装着される。
 図1A、図1Bに示すように、パンチ30は、V溝12に対して進入するワーク押圧部31を有する。具体的に、パンチ30は、上部テーブル130に装着された状態で、上部テーブル130を上下方向へ移動することによって、V溝12に対して進退する構成になっている。
 図1Bに示すように、パンチ30のワーク押圧部31は、上部テーブル130に装着された状態で、上側に位置する第一の面33および第二の面35と、下側に位置して上下方向の所定位置L1で第一の面33、第二の面35それぞれの下端に連続する先端部37を有する。
 上部テーブル130に装着された状態で、第一の面33は、第一鉛直面CPに対する第一の側FS(図1B中、第一鉛直面CPの左側)に位置する。第二の面35は、第一鉛直面CPに対する第二の側SS(図1B中、第一鉛直面CPの右側)に位置する。
 図1Bに示すように、パンチ30のワーク押圧部31において、第一の面33は、下部テーブル110に装着されたダイ10の第一溝壁面13に平行である。第二の面35は、左右方向を含む第一鉛直面CPに平行な鉛直面とのなす角θ2が、第二溝壁面15と第一鉛直面CPとのなす角θv/2と異なる。なお、第一の面33と左右方向を含む鉛直面とのなす角θ1は、当然、第一溝壁面13と第一鉛直面CPとのなす角θv/2と等しい(θ1=θv/2)。
 本実施形態では、第一の面33の角度θ1が15°であり、第二の面35の角度θ2が0°である。つまり、パンチ30が上部テーブル130に装着された状態で、第一の面33は、第一鉛直面CPに対して第一の側FSに15°傾斜している。このため、第一の面33は、V溝12の第一溝壁面13と平行になっている。第二の面35は、第二の側SSで先端部37と接続し、第一鉛直面CPに平行な面になっている。
 本実施形態において、パンチ30の先端部37は、パンチ30が上部テーブル130に装着された状態で、第一鉛直面CPに対して対称に形成されている。
 具体的に、図1Bに示すように、ワーク押圧部31の先端部37は、左右方向に対して垂直な断面の断面形状が円弧状である先端371を下端に備える。そして、先端部37は、第一鉛直面CPに対する第一の側FS、第二の側SSのそれぞれに、円弧状の先端371の接線方向に滑らかに連続する平面状部分372,373を有する。
 平面状部分372,373は、図1Bに示すように、パンチ30をV溝12に進入させた状態で、それぞれが対向するV溝12の第一溝壁面13および第二溝壁面15に平行になっている。先端部37は、先端部37の上端でもある平面状部分372,373の上端が、ワーク押圧部31の上下方向における所定位置L1で第一の面33、第二の面35に、それぞれ接続されている。
 なお、本実施形態では、第二の側SSの平面状部分373と第二の面35とが接続する所定位置L1において、それぞれの面が第一鉛直面CPに平行な鉛直面となす角が、15°から0°に変化している。なお、第一の側FSでは、第一鉛直面CPとのなす角が平面状部分372と第一の面33とで同じであるため、所定位置L1を跨いで平面状部分372と第一の面33が単一の平面を形成している。なお、所定位置L1は、板状のワークWの厚みと所望のワークWの折曲げ角度を考慮して設定される。
 (3)折曲げ加工方法
 図2は、板状のワークWを折曲げ加工用ダイ10の上に位置決めして載置した状態を示す図である。図3は、板状のワークWの折曲げ加工の加工過程を示す図である。図4は、板状のワークWの折曲げ加工の完了状態を示す図である。
 本実施形態に係る板状のワークWの折曲げ加工方法では、図2に示すように、前記折曲げ加工用のダイ10およびパンチ30を用いる。そして、折曲げ加工の対象である板状のワークWを、ダイ10の上部11に載置する。図3に示すように、パンチ30で、ダイ10の上部11に載置された板状のワークWを上面側から押圧する。パンチ30で板状のワークWを押圧する際、図4に示すように、パンチ30は、板状のワークWがV溝12の第一溝壁面13とパンチ30の第一の面33とに当接する位置までV溝12に進入する。これにより、板状のワークWは、第一溝壁面13と第一の面33とで挟みこまれた状態で折曲げ加工される。
 具体的に、図2に示すように、板状のワークWをダイ10の上部11に載置する。そして、板状のワークWに対してパンチ30を下降させて押圧する。このとき板状のワークWは、図2に示した下面がダイ10の上部11に接触し、上面がパンチ30の先端371に接触した状態から折曲げ加工が開始される。
 図3に示すように、上部テーブル130を介してパンチ30を下降させてワーク押圧部31で板状のワークWを押圧する。図3に示す状態では、ワーク押圧部31がV溝12に進入しつつ板状のワークWを押圧している。これにより、押圧開始前に上部11に接触していた板状のワークWの下面は、V溝12の第一溝壁面13および第二溝壁面15に接触した状態になる。つまり、ワーク押圧部31がV溝12に進入するに伴い、板状のワークWの下面を支持するダイ10の位置がダイ10の上部11から第二溝壁面15(あるいは第一溝壁面13)に移る。
 さらに、図4の状態では、V溝12の第一溝壁面13とパンチ30の第一の面33とで板状のワークWを挟みこむまでワーク押圧部31がさらに下降し、板状のワークWを押圧して折曲げる。
 この際、板状のワークWの下面の第二溝壁面15に接触する位置は、左右方向に垂直な断面で、図3の状態における接触位置P1から、ワーク押圧部31をさらにV溝12に進入させた図4の状態における接触位置P2に移動する。
 板状のワークWは、上面が第一鉛直面CP上の位置でワーク押圧部31の先端371によって下方に押されつつ、下面が移動していく第二溝壁面15との接触位置P1,P2から第二溝壁面15に直交する法線方向に反力を受け続ける。このため、この板状のワークWは、第二の側SSにおいて、接触位置P2より上方にある板状のワークWが第二溝壁面15から離れて第一鉛直面CP側に折り曲げられる。つまり、板状のワークWは、鉛直面とのなす角が、第二の側SSで第一鉛直面CPと第二溝壁面15とがなす角(θv/2)よりも小さく鉛直面と第二の面35とがなす角度θ2より大きい角度まで折り曲げられる。
 一方、第一の側FSでは、図4に示すように、第一の面33が第一溝壁面13に平行であるため、第一溝壁面13と第一の面33とで挟みこんだ状態で板状のワークWが折り曲げられる。このため、第一の側FSでは、板状のワークWの下面が第一溝壁面13から反力を受けても、板状のワークWがワーク押圧部31の第一の面33に当接するため、板状のワークWが第一溝壁面13と第一鉛直面CPとなす角θv/2よりも第一鉛直面CP側に折り曲げられることがない。
 この結果、板状のワークWは、ダイ10のV溝12の第一溝壁面13と第二溝壁面15とがなす角の角度θvよりも小さい角度に折曲げ加工される。なお、加工後の板状ワークWにおける第一の側FSの平坦度を確保することが好ましい場合、板状のワークWが第一溝壁面13と第一の面33とに面接触する位置までワーク押圧部31をV溝12に進入させてもよい。
 (4)作用・効果
 本実施形態の折曲げ加工方法では、プレスブレーキ100の下部テーブル110に装着可能であり上部11に第一溝壁面13および第二溝壁面15を備えるV溝12を有したダイ10と、プレスブレーキ100の上部テーブル130に装着可能でありワーク押圧部31に上部テーブル130に装着された状態で、下部テーブル110に装着された状態のダイ10の第一溝壁面13に平行な第一の面33、および鉛直面とのなす角θ2が、第二溝壁面15と鉛直面とのなす角と異なる第二の面35を備えるパンチ30と、を用いる。
 プレスブレーキ100の下部テーブル110に装着されたダイ10の上部11には、板状のワークWが載置される。
 板状のワークWをプレスブレーキ100の上部テーブル130に装着されたパンチ30のワーク押圧部31で押圧して、V溝12の第一溝壁面13とパンチの第一の面33とで板状のワークWを挟みこんだ状態で折曲げ加工する。
 この構成によれば、板状のワークWが、ダイ10のV溝12の第一溝壁面13と第二溝壁面15とがなす角の角度θvよりも小さい角度に折曲げ加工される。つまり、専用のダイ等を用いることなく、V溝12の溝壁面13,15がなす角度θvよりも小さい角度まで、板状のワークWを折曲げ加工することができる。
 特に、本実施形態の折曲げ加工方法は、板状のワークWの材料が、厚さが1.5mm以上2.0mm以下のSUSである、あるいは、厚さが2.0mm以上2.3mm以下のSPCCであるような厚板を折曲げ加工する場合に用い得る。従来のように、例えばワークの折り曲げられた部位の曲げ角度が30°程度までの鋭角曲げをした後にワークWに対してヘミング加工をした場合、板状のワークWの曲げ剛性が高い厚板では、ヘミング加工時の仕上げ曲げにおいて生じるワークに対するスラスト荷重、つまり、ワークを前方に押出す力が大きくなっていた。このことに伴い、ヘミング加工の作業性が低下する恐れがあった。さらに、加工中にダイに対するワークの位置ずれが生じて、折曲げ加工の精度が低下する恐れがあった。
 しかし、本実施形態の折曲げ加工方法を板状のワークWに対する鋭角曲げの際に用いれば、V溝12の溝壁面13,15がなす角度θvよりも小さい角度まで、板状のワークWを鋭角曲げできる。このため、この鋭角曲げにより、ヘミング加工等の仕上げ曲げを行う際に生じる板状のワークWに対するスラスト荷重を低減し得る。
 さらに、この折曲げ加工方法では専用のダイを用いることなく1工程で鋭角曲げを行うことができるため、板状のワークWに対するヘミング加工等の折曲げ加工の作業効率を向上させ、かつ専用のダイを用いないことによるコストダウンを図ることができる。
 さらに、本実施形態の折曲げ加工方法において、板状のワークWは、ワーク押圧部31の第一の面33とV溝12の第一溝壁面13とに挟みこまれた状態まで折曲げ加工される。このため、第一の側FSの板状のワークWは、折曲げ加工後にも板状構造の平面性が安定的に確保される。
 また、本実施形態の折曲げ加工方法では、第一鉛直面CPに対して対称に形成された先端部37に接続する第二の面35の鉛直面に対する角度θ2を設定するだけで、V溝12の溝壁面13,15がなす角度θvよりも小さい所望の角度に、板状のワークWを折曲げ加工することができる。
 (5)変更例
 (5.1)パンチの変更例
 本実施形態では、パンチ30が上部テーブル130に装着された状態で、パンチ30のワーク押圧部31における第二の面35は、図1Bに示されるように鉛直面と平行である。しかし、第二の面35の構成はこれに限定されるものでない。つまり、第二の面35は、鉛直面と平行でなくてもよい。
 図5Aおよび図5Bの変更例では、それぞれの先端部37a,37bの形状が、本実施形態の先端部37と同様の形状にされている。さらに、それぞれの第一の面33a,33bの角度θ1が、本実施形態の第一の面33の角度θ1と同様にされている。
 一方、図5Aに示す第二の面35aと左右方向を含む鉛直面とのなす角の角度θ2は、0°より大きく15°未満にされている。また、図5Bに示す第二の面35bと左右方向を含む鉛直面とのなす角の角度θ2は、V溝12の第二溝壁面15の鉛直面に対する傾斜角度を正の角度とした場合、負の角度にされている。つまり、角度θ2は、0°未満-15°以上にされている。
 なお、図5Aに示すパンチ30のワーク押圧部31aの構成によれば、板状のワークWを折曲げ加工する際、第二の面35aを折り曲げられたワークWの部位に当接させることで、V溝12の溝壁面13,15がなす角度θvよりも小さい角度の範囲で過度に鋭角に折り曲げられることを防止できる。
 また、図5Bに示すパンチ30のワーク押圧部31bの構成によれば、板状のワークWが折曲げ加工される際、V溝12の溝壁面13,15がなす角度θvよりも十分小さな角度まで折曲げ加工することができる。
 また、図1Bに示した本実施形態のワーク押圧部31の先端部37は、パンチ30が上部テーブル130に装着された状態において、第一鉛直面CPに対して対称に形成されていた。しかし、パンチ30の先端部37cは、図5Cに示すように、第一鉛直面CPに対して非対称であってもよい。
 図5Cの変更例では、第一の側FSの第一の面33cの角度θ1が、本実施形態と同様の形状にされている。これに対して第二の側SSの第二の面35cと左右方向を含む鉛直面とのなす角の角度θ2は、0°より大きく15°未満にされている。
 さらに、先端部37cは、第一鉛直面CPに対して非対称な形状にされている。具体的に、先端部37cは、第一鉛直面CPに対する第一の側FSは、本実施形態と同様の形状にされている。これに対して、第一鉛直面CPに対する第二の側SSでは、先端371の左右方向に対して垂直な断面の断面形状が第一の側FSよりも半径が小さい円弧状であり、断面の円弧状の部分の接線方向で第二の面35cと滑らかに連続している。
 図5Cに示すパンチ30の先端部37cの構成によれば、板状のワークWが折曲げ加工される際、V溝12の溝壁面13,15がなす角度θvよりも十分小さな角度まで折曲げ加工することができる。さらに、パンチの先端部37cとワークWの一方の面が第二溝壁面15に接触する位置との前後方向の距離が十分確保されるため、折り曲げるワークWの部位の長さが短い場合でも確実に所望の鋭角まで折り曲げることができる。
 (5.2)ダイの変更例
 図1Aに示したように、本実施形態の折曲げ加工方法に用いるダイ10として、上部11にV溝12が直接形成されたダイ10の構成を記載した。しかし、本実施形態の折曲げ加工方法に用い得る折曲げ加工用のダイ10は、これに限定されるものでない。例えば、ダイ10は、図6に示すヘミング曲げ加工用のダブルデッキダイ50であってよい。
 具体的に、図6に示すヘミング加工用のダブルデッキダイ50は、プレスブレーキ200の下部テーブル210に支持されるダイ基台58と、ダイ基台58に対して上下動可能な可動ダイ59とを備える。可動ダイ59は、コイルスプリングなどの付勢手段Sによって常に上方向へ付勢される。
 可動ダイ59の上部51には、板状のワークWを鋭角に折り曲げるための、溝底が鋭角なV溝52が形成される。なお、この変更例において、V溝52の形状は、本実施形態のV溝12の形状と同様である。
 そして、可動ダイ59の下面61とダイ基台58の平面63とが上下に対向して設けられ、ワークWの鋭角に折り曲げられたフランジ部分を押し潰す構成にされている。なお、プレスブレーキ200は、下部テーブル210がダブルデッキダイ50を支持可能に構成されている点以外は、本実施形態のプレスブレーキ100と同様に構成されている。
 上記構成のダブルデッキダイ50を用いて板状のワークWの折曲げ加工する場合、まず可動ダイ59上に板状のワークWを載置する。そして、パンチ30のワーク押圧部31でワークWを押圧する。このとき、付勢手段Sに抗して可動ダイ59が下降されて、可動ダイ59の下面61とダイ基台58の平面63とが当接する。そして、V溝52に対してワークWが押圧されて、ワークWが鋭角に予備曲げ加工される。
 ヘミング加工用のダブルデッキダイ50によるヘミング加工(仕上げ曲げ)は、予備曲げされたワークWを取り外してダイ基台58の平面63と可動ダイ59の下面61との間に、ワークWの鋭角に折り曲げられた箇所(折曲げ部)を配置する。そして、可動ダイ59のV溝52にパンチ30を係合して可動ダイ59を下方向へ押圧する。ダブルデッキダイ50において、可動ダイ59のV溝52にパンチ30を直接係合して可動ダイ59を強力に加圧し得る。
 上記構成のダブルデッキダイ50を用いて本実施形態の折曲げ加工方法で板状のワークの予備曲げをした場合、本実施形態のダイ10を用いた場合と同様に、専用のダイを用いることなく、ヘミング加工時に生じるワークに対するスラスト荷重、つまり、ワークを前方に押出す力を低減し得る。さらに、ダイの交換等を行うことなくヘミング加工(仕上げ曲げ)を行うことが可能になるため、ワークWの折曲げられた部分の押し潰し加工の作業効率が向上する。
 なお、本実施形態のダイ10,50の上部11,51に形成されたV溝12の形状は第一鉛直面CPに対して対称である。しかし、V溝12の形状はこれに限定されない。つまり、V溝12の溝壁は、第一鉛直面CPに対して非対称であってよい。
 上記のように、本発明の実施形態および複数の変更例を記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
 特願2021-007214(出願日:2021年1月20日)の全内容は、ここに援用される。

Claims (4)

  1.  プレスブレーキの下部テーブルに装着可能であり上部に第一溝壁面および第二溝壁面を備えるV溝を有したダイと、前記プレスブレーキの上部テーブルに装着可能でありワーク押圧部に前記上部テーブルに装着された状態で前記下部テーブルに装着された状態の前記ダイの前記第一溝壁面に平行な第一の面、および鉛直面とのなす角が前記第二溝壁面と前記鉛直面とのなす角と異なる第二の面を備えるパンチと、を用い、
     前記プレスブレーキの下部テーブルに装着された前記ダイの前記上部に板状のワークを載置し、
     前記板状のワークを前記プレスブレーキの前記上部テーブルに装着された前記パンチの前記ワーク押圧部で押圧して、前記板状のワークを前記V溝の前記第一溝壁面と前記パンチの前記第一の面とで挟みこんだ状態で折曲げ加工する、
     前記板状のワークを折り曲げる折曲げ加工方法。
  2.  前記ワーク押圧部において、前記第一の面と前記第二の面とを接続する先端部が、前記パンチが前記上部テーブルに装着された状態で、前記第一溝壁面および前記第二溝壁面に沿って下方に延長した仮想面同士が交差する交差位置を通る第一鉛直面に対して対称に形成されている請求項1に記載の折曲げ加工方法。
  3.  前記ワーク押圧部において、前記第一の面と前記第二の面とを接続する先端部が、前記パンチが前記上部テーブルに装着された状態で、前記第一溝壁面および前記第二溝壁面に沿って下方に延長した仮想面同士が交差する交差位置を通る第一鉛直面に対して非対称に形成されている請求項1に記載の折曲げ加工方法。
  4.  前記V溝の前記第一溝壁面と前記第二溝壁面とがなす角が鋭角である請求項1~3の何れか一項に記載の折曲げ加工方法。
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