(57)【要約】      （修正有）【課題】プレス工場の省スペース化や加工能率の向上、さらに自動車部品等の量産化を図ると共に、刃こぼれや切粉発生による製品への悪影響を軽減出来る設備を提供する。【解決手段】絞り加工、トリミング加工、及びフランジ加工を単一の工程で行うプレス加工装置であって、固定下型１と可動上型１２からなり、固定下型は、絞り加工用の絞り成形面１ｂと、可動上型の突き破り切り刃１４を挿通させる溝部３と、ワーク６を保持するブランクホルダー７を備え、溝部３は、溝部の内側上端にフランジ成形面３ａ、溝部外側上端に突き破り支持部３ｂを有する。可動上型は、ワークのトリミング加工部を突き破る尖端部１４ａと曲げ加工面１４ｂとを有する突き破り切り刃と、下降付勢圧を有する圧力源９９とを備えた複合プレス加工装置。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絞り加工、トリミング加工、及びフランジング加工を複合して単一のプレス工程で行うプレス加工装置であって、固定下型と可動上型とからなり、該固定下型は、絞り加工用の絞り成形面と該可動上型の突き破り切り刃を挿通させる溝部と、該固定下型の周りで上昇付勢圧を有してワークを保持するブランクホルダーを備え、該溝部は、該溝部内の内側上端にフランジング加工用のフランジ成形面と、該溝部内の外側上端に突き破り支持部とを有し、該可動上型は、ワークのトリミング加工部を突き破る先端部と前記フランジ成形面に対応する曲げ加工面とを有する突き破り切り刃と、前記ブランクホルダーに対向する状態で該可動上型に支持され、前記ブランクホルダーの上昇付勢圧よりも大きな下降付勢圧を有する上型圧力源とを備えたことを特徴とする複合プレス加工装置。
【請求項２】
製品のフランジ幅がフランジ面周りに沿って設計上変化する場合、トリミング加工時における、固定下型の溝部のフランジ成形面と可動上型の突き破り切り刃の尖端部との間隔を、該フランジ幅に応じて、フランジ成形面の周りに沿って変化させて、該突き破り切り刃を設置することにより、加工後のフランジ幅が該設計フランジ幅となるようにした請求項１記載の複合プレス加工装置。
【請求項３】
フランジ幅が３ｍｍ〜１４ｍｍである製品をプレス加工する請求項１、又は請求項２記載の複合プレス加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絞り加工、トリミング加工、フランジング加工の３工程を複合して単一のプレス工程でプレス加工を実施できるプレス加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、自動車のボンネットアウターをプレス加工するに際しては、絞り加工、トリミング加工、フランジング加工の少なくとも３工程からなるプレス工程を用いて実現していた。
【０００３】
ところが、この方法では、３工程を必要とするため、３台のプレス装置を並列設置しなければならず、それだけ広い設置スペースを必要とするとともに加工能率が悪いという欠点があった。
【０００４】
そこで、従来、例えば、特開平７−９０４５号公報に、図８に示すように、２個のプレッサー１８ａ、１８ｂを有する上型１９と、ブランクホルダー２０を有する下型２１で、所定の上昇及び下降付勢圧で絞り成形後に、トリミングとフランジングを行う加工装置が提案されている。該装置によると、絞り加工と抜き加工と曲げ加工とが、単一のプレス工程で実施されるので、それだけスペースファクターが改善され、作業能率も向上する。
【特許文献１】特開平７−９０４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特開平７−９０４５号で開示された装置には、次のような問題点がある。
従来の装置では、切り曲げパンチ部材２２により剪断加工と曲げ加工を行うため、トリミング加工用上型切り刃２２ａとフランジ成形用パンチング面２２ｂの間の距離、即ち、切り曲げパンチ部材２２の厚みは、製品のフランジ幅により決定される。ここで、このフランジ幅が短くなると、切り曲げパンチ部材２２は、剪断・曲げ加工時に発生する応力に対抗することが困難となる。このため、例えば、スライドルーフアウターのような製品をプレス加工する場合、製品のフランジ幅は６ｍｍ以上でないと、装置は量産加工に耐えることができず、その結果、従来の装置では、フランジ幅による製作上の制約から、６ｍｍより短いフランジ幅の製品に対しては、そのニーズがあっても対応できないこと、が考えられる。
【０００６】
従来の装置では、トリミング加工を剪断加工の方式としているため、スライドルーフアウターのように、断面が中心線に対して左右ほぼ対称な形状であれば、問題はないが、非対称の製品では、上型と下型の間にズラシ方向のスラスト、抑え方向の反力に差が生じて、剪断加工での切り刃である、トリミング加工用上型切り刃２２ａとトリミング加工用下型切り刃２３の上下の両刃の間の微小なクリアランスが適切に維持できず、剪断加工時に、上下の切り刃が接触したり、乗り上げたりすることが起こり、切り刃の破損や切粉の発生等が起こる可能性があり、製品形状の対称性の観点から、発明の利用範囲が限定されることが考えられる。
【０００７】
本発明の目的は、従来のプレス加工装置におけるプレス工場のスペースファクターの改善や加工能率の向上の利点を維持し、さらに様々な形状・寸法の自動車部品等の量産へ拡大して活用でき、刃こぼれや切粉発生による製品への悪影響を有効に軽減する、複合プレス加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の複合プレス加工装置は、絞り加工、トリミング加工、及びフランジング加工を複合して単一のプレス工程で行うプレス加工装置であって、固定下型と可動上型とからなり、該固定下型は、絞り加工用の絞り成形面と、該可動上型の突き破り切り刃を挿通させる溝部と、該固定下型の周りで上昇付勢圧を有してワーク（板状素材）を保持するブランクホルダーを備え、該溝部は、該溝部内の内側上端にフランジング加工用のフランジ成形面、該溝部内の外側上端に突き破り支持部を有し、該可動上型は、ワークのトリミング加工部を突き破る先端部と前記フランジ成形面に対応する曲げ加工面（フランジ成形用パンチング面）とを有する突き破り切り刃と、前記ブランクホルダーに対向する状態で該可動上型に支持され、前記ブランクホルダーの上昇付勢圧よりも大きな下降付勢圧を有する上型圧力源とを備えることにより構成される。
【０００９】
ここで、本発明のプレス加工装置におけるトリミング加工の機構について、図６により説明すると、突き破り切り刃１４が押し下げられて、突き破り切り刃１４の尖端部１４ａ（本例では、波型形状）が、固定下型１の溝部３内の上端両側（上端内側は、フランジ成形面３ａの上端、上端外側は、突き破り支持部３ｂ）に支持されているワーク６に接触し、突き破り破断力を作用させる状態となり、図６に示すように、トリミング加工が実現される。突き破り切り刃１４の尖端部１４ａのワーク６への接触により、固定下型１の溝部３内の上記の上端両側により支持されたワーク６は、引っ張り状態になるとともに、突き破り破断される。本発明の加工方式は、引っ張り破断の加工であるということができ、破断の機構が剪断方式とは異なるという特徴点を備える。
【００１０】
このように、本発明のトリミング加工の機構は、剪断方式のように、上刃と下刃の一対の刃型を前提とするものではないので、上刃と下刃の間のクリアランスの管理という問題がない。
【００１１】
本発明のプレス加工装置において、フランジ幅の寸法が変わると、そのフランジ幅に対応するように、フランジ成形面３ａと、尖端部１４ａの距離ｔ1を変えるため、突き破り切り刃１４において、曲げ加工面１４ｂと尖端部１４ａの距離ｔ2を変えればよい（図６参照。）。この点、剪断方式において、フランジ幅が変わると、その都度、切り刃の厚さ（本発明でいうと、暑さｔ）自体を変更する必要があることと異なる。
【００１２】
本発明のプレス加工装置においては、フランジ幅だけが変わる場合の上型、下型の共有化、集約化が可能となる。
【００１３】
本発明の複合プレス加工装置は、製品のフランジ幅がフランジ面周りに沿って設計上変化する場合、トリミング加工時における、固定下型の溝部のフランジ成形面と可動上型の突き破り切り刃の尖端部との間隔を、該フランジ幅に応じて、フランジ成形面の周りに沿って変化させて、該突き破り切り刃を設置することにより、加工後のフランジ幅が該設計フランジ幅となるようにすることができる。
【００１４】
また、本発明の複合プレス加工装置は、フランジ幅が３ｍｍ〜１４ｍｍである製品をプレス加工することができる。
【００１５】
ここで、上限を１４ｍｍとするのは、フランジ幅が１４ｍｍを超えると、突き破り切り刃の尖端部とワークの両側の支点（ワークの挟持部）との間の距離が長くなり、破断に至るまでのワークの延びがフランジ幅にバラツキを招来するからである。
【００１６】
また、下限を３ｍｍとするのは、突き破り切り刃の曲げ加工面と溝部のフランジ成形面による、ワークのフランジング加工において、フランジ幅が３ｍｍ未満となると、図７に示すように、フランジ幅Ｗに対する曲部の径Ｒが大きくなり、フランジの平坦部の長さＷ1が小さくなり過ぎるからである。
【００１７】
上述したように、従来のプレス加工装置においては、フランジ幅は、６ｍｍ以上でないと量産加工に耐えることが困難であった。
【００１８】
従って、３ｍｍ以上で、６ｍｍ未満のフランジ幅の製品が、本発明装置により製作可能となり、製品ニーズへの対応領域を拡大できることになる。
【発明の効果】
【００１９】
（作用）
本発明は、上述の構成することにより、プレス加工装置へのワークの装入、保持後、可動上型が下降するに従って、先ず可動上型がブランクホルダーに対して機能して、ワークに絞り加工が施され、続いてブランクホルダーと可動上型の間でワークの挟着状態において、可動上型の圧力源がプレス能力により押さえ込まれることにより、可動上型の突き破り切り刃の尖端部が絞り成形完了後のワークに接触し、突き破り切り刃の尖端部と固定下型の溝部内の両端上端（内側上端のフランジ成形面、外側上端の突き破り支持部）が機能し、突き破りによるトリミング加工をワークに施す。トリミング加工が終わると、可動上型の突き破り切り刃が溝部内に挿通、入り込み、突き破り切り刃の曲げ加工面が溝部のフランジ成形面に対して機能して最終的なフランジング加工が行われる。
【００２０】
このように、可動上型がプレス工程の下死点に達するまでの１ストロークで絞り加工、トリミング加工、及びフランジング加工の３つの加工工程が連続的に実行される。
【００２１】
（発明の効果）
本発明の複合プレス加工装置により、プレス工場のスペースファクターの改善や加工能力の向上の利点を維持し、さらに様々な形状・寸法の自動車部品等の量産へ拡大、活用でき、刃こぼれや切粉発生による製品への悪影響を有効に軽減する効果を奏することができる。
【００２２】
フランジ幅を変更する場合、その都度、厚さの異なる切り刃で対応する必要はなく、また上型、下型の共有化、集約化が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施例を図面とともに説明する。
【００２４】
先ず、基本構成について、説明する。
図１において、固定下型１の下型ホルダー２上に下型パンチ１ａが固定支持される。下型パンチ１ａは、絞り加工用成形面１ｂ、また周縁に溝部３を有する。絞り加工用成形面１ｂの端部に絞り成形用パンチング面１ｃが形成されている。
溝部３は、溝部内の上端内側にフランジング加工用のフランジ成形面３ａ、溝部内の上端外側に突き破り支持部３ｂを有する。また、下型パンチ１ａの外側には、上方に付勢された状態でワーク（板状素材）６のスクラップ側端部を保持するブランクホルダー７が設けられている。ブランクホルダー７は、ワーク６のサイズに応じてワーク６を位置決めするワークストッパー８を備え、ワーク保持面７ａを上昇付勢圧Ｐ1で上方向に押圧付勢している。
【００２５】
一方、プレス加工装置のラム２Ａの下面に上型ホルダー１１を固定する。上型ホルダー１１は、可動上型１２をキーパープレート１３にて位置規制しつつ支持している。可動上型１２に突き破り切り刃１４を内蔵する。突き破り切り刃１４は、ワークのトリミング加工部を突き破る尖端部１４ａと、固定下型１のフランジ成形面３ａに対応する曲げ加工面（フランジ成形用パンチ面）１４ｂを有する（図６参照）。突き破り切り刃１４は、ウェアープレート１６で位置規制され、スプリング（ガススプリング）１５によって押し上げられている。突き破り切り刃１４は、絞り成形が完了する時点まで機能することなく、下型圧力源９と上型圧力源９９が相互に機能して圧縮された時に、後述するように機能する。
【００２６】
上型圧力源９９の下方へ付勢する押圧力Ｐ2（例えば、Ｐ2＝１６０ｔ）は、ガススプリング９によるブランクホルダー７の上昇付勢圧＝シワ抑え圧Ｐ1（例えば、Ｐ1＝１００ｔ）よりも大きく設定されている。その結果、上型圧力源９９の押圧力Ｐ2が、ブランクホルダー７のシワ抑え圧Ｐ1より大きいことで、可動上型１２と上型ホルダー１１の間隙αは略一定に保たれたままで、絞り成形が完了する。（図２は、絞り完了を示す。）
【００２７】
次いで、本実施例のプレス加工装置のプレス加工動作を詳細に説明する。
【００２８】
（１）ワークホールド状態・・・図１
上型ホルダー１１が、下型ホルダー２に対して最大限上方向に離間した状態、すなわちプレス加工装置のラム２Ａが上死点位置にある状態において、上型ホルダー１１に支持された可動上型１２と下型ホルダー２に固定された下型パンチ１ａとの間に矢印（イ）方向より従来と同様のボンネットアウター等のワーク（板状素材）６が投入され、投入されたワーク６は、ブランクホルダー７上のワークストッパー８で位置規制され、ブランクホルダー７上の適正位置であるワーク保持面７ａ上に載置される。そして、ワーク６の載置が完了すると、上型ホルダー１１が所定ストローク下降して、可動上型１２の下端のワーク挟着面１２ｂとブランクホルダー７のワーク保持面７ａとの間に確実に保持固定され、図１の状態となる。
【００２９】
（２）絞り加工・・・図１〜図２
図１の状態から、さらに上型ホルダー１１が下降を開始すると、ブランクホルダー７の上方側への押圧付勢力Ｐ1よりも上型ホルダー１１に設置された上型圧力源９９の下方への押圧力Ｐ2の方が大きく設定されているので、上型ホルダー１１の下降により、続いてブランクホルダー７の下降が始まり、これにより、絞り成形は、ワーク６を、ワーク挟着面１２ｂとワーク保持面７ａにより把持し、絞り加工用成形面１ｂと絞り成形用パンチング面１ｃに接触、圧接させながら進行する。絞り成形は、可動上型１２の絞り成形面１２ａと下型パンチ１ａの絞り加工用成形面１ｂがワーク６を介して密着となる位置（例えば、下死点上３０ｍｍ位置）で完了する。
【００３０】
（３）トリミング加工・・・図３、図６
絞り成形が完了後、続いて上型ホルダー１１に設置された上型圧力源９９の押圧力Ｐ2よりも大きなプレス加工装置の圧力（例えば、１０００ｔ）により、可動上型１２と上型ホルダー１１の間隙αが狭まり、プレッシャーピン１７が作用し、可動上型１２に内蔵された突き破り切り刃１４がＳ分の距離（図示）だけ押し下げられ、突き破り切り刃１４の尖端部１４ａ（本例では、波型形状）が、固定下型１の溝部３内の上端両側（上端内側は、フランジ成形面３ａの上端、上端外側は、突き破り支持部３ｂ）に支持されているワーク６に接触し、突き破り破断力を作用させる状態となり、図３に示すトリミング加工が実現される。突き破り切り刃１４の尖端部１４ａのワーク６への接触により、固定下型１の溝部３内の上記上端両側により支持されたワーク６は、引っ張り状態になるとともに、突き破り破断される。
このように、トリミング加工の機構が、剪断方式のように、上刃と下刃の一対の刃型を前提とするものとは、全く異なるものである。
【００３１】
（４）フランジング加工・・・図３〜図４
上記のようにして、ワーク６のトリミング加工が終了し、ワーク６の本体側６Ａとスクラップ側６Ｂとの切り離しが行われた後、上型ホルダー１１と可動上型１２の間隙αが更にＳＳ分の距離（図示）ほど狭まり、突き破り切り刃１４は、プレス加工装置のラム２Ａが下死点まで下降する間、プレッシャーピン１７により押し下げられる。この結果、突き破り切り刃１４の曲げ加工面（フランジ成形用パンチング面）１４ｂにより、下型パンチ１のフランジ成形面３ａとの間で図３〜図４に示すようなフランジング加工が実現される。
このようにして、絞り成形〜トリミング加工〜フランジング加工の本来３つのプレス加工工程が１回のストローク動作で連続的に完了される。
なお、図４の加工完了状態では、ワーク６のワーク本体側６Ａと、切り離されたスクラップ側６Ｂは、スクラップカッターがないため、リング状態で下型パンチ１ａの外側に付いた状態となっている。
【００３２】
（５）ワーク取り出し、スクラップ除去・・・図４〜図５
全ての加工が完了すると、続いて上型ホルダー１１は、図４〜図５に至る過程で上死点側の所定位置（例えば、下死点上３０ｍｍ）まで上昇する。そして、この状態では、可動上型１２がストリッパー機能を果たし、突き破り切り刃１４に対するスクラップ側６Ｂの食い付きを外す。
【００３３】
（６）加工完了・・・図５
そして、やがて、上型ホルダー１１が、上死点に達し、装置の動作が停止すると、ワーク本体６Ａとスクラップ６Ｂが外部に採り出される。この結果、例えば、図５に示すように、完成品とリング状一体のスクラップとができる。スクラップが一体物だとアルミ材を採用した時に、鉄部材との別処理が容易になる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、単一のプレス工程で複数の加工を複合して同時に行う複合プレス加工装置に関するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例に係る複合プレス加工装置のワークホールド状態を示す図である。
【図２】同装置の絞り成形完了状態を示す図である。
【図３】同装置のトリミング加工完了状態を示す図である。
【図４】同装置のフランジング加工完了状態を示す図である。
【図５】同装置のオープンの状態を示す図である。
【図６】同装置の突き破り切り刃１４による突き破り状態を示す図である。
【図７】フランジ部を説明する図である。
【図８】従来のプレス加工装置を説明する図（特開平７−９０４５号公報の図１参照。）である。
【符号の説明】
【００３６】
１      固定下型
１ａ    下型パンチ
１ｂ    絞り加工用成形面
１ｃ    絞り成形用パンチング面
２      下型ホルダー
２Ａ    ラム
３      溝部
３ａ    フランジ成形面
３ｂ    突き破り支持部
６      ワーク
７      ブランクホルダー
７ａ    ワーク保持面
８    ブランクホルダー  ワークストッパー
９      下型圧力源
１１    上型ホルダー
１２    可動上型
１２ａ  絞り成形面
１２ｂ  ワーク挟着面
１３    キーパープレート
１４    突き破り切り刃
１４ａ  尖端部（突き破り切り刃）
１４ｂ  曲げ加工面（突き破り切り刃のフランジ成形用パンチング面）
１５    スプリング（ガススプリング）
１６    ウェアープレート
１７    プレッシャーピン
１８ａ  プレッサー
１８ｂ  プレッサー
１９    上型
２０    ブランクホルダー
２１    下型
２２    切り曲げパンチ部材
２２ａ  トリミング加工用上型切り刃
２２ｂ  フランジング成形用パンチング面
２３    トリミング加工用下型切り刃
９９    上型圧力源
【図１】
2006055907.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006055907.tif 000009
【図８】
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