(57)【要約】    【課題】  金属板に３次元のシェル形状を逐次張り出し成形を行って成形する方法において、金属板の上下方向に逐次張り出し成形が可能な成形装置を使用した板金製品の製造方法。    【解決手段】  成形する金属板を固定した加工テーブルを水平方向に移動させ、金属板の上下面に垂直方向の移動機構を持った成形工具を設け、かつ下面の成形工具には加工テーブルより小さい移動量の、水平移動機構を設けた。  また成形工具の支持部に工具回転制御機構、微小振動付加機構を有し、上下のパンチ支持部に穴開け用ドリル、切断用レーザ発振機を取付け機構部を有した。  また上下の工具支持部に上記の機構部を取付け可能とする工具支持部を有し、工具交換用の工具ホルダを有し、工具の自動交換機能を有し、上記課題を解決した。    【選択図】図１
2006021253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工金属板を載置・固定したテーブルと、
前記テーブル上に載置した前記被加工金属板の上面に接触して、前記金属板を下方向に成形する上パンチと、
前記テーブルの開口部を通して、前記金属板の下面に接触して、前記金属板を上方向に成形する下パンチとを備え、
前記上パンチと前記下パンチのそれぞれを独立して、前記テーブルに対して相対的に水平、垂直、または組合わせた方向に移動制御を可能とした金属板形成装置を使用して、
前記上パンチの先端を、前記金属板に成形する３次元シェル形状の底部の輪郭部に沿って接触・移動し、
前記下パンチの先端を、前記金属板に成形する３次元シェル形状の頂部の輪郭部に沿って接触・移動し、
前記上パンチと前記下パンチの連動した押圧によって、前記３次元シェル形状の側面を成形することを特徴とする板金製品の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の板金製品の製造方法において、
前記テ−ブルの移動方向に対して、前記上パンチと前記下パンチの各々の中心を結んだ線が所定の角度となるように、前記上パンチ、及び前記下パンチの移動を協調して制御することを特徴とする板金製品の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の前記上パンチの駆動手段または前記下パンチの駆動手段の何れか一方又は両方に、微小振動発生機構を有したことを特徴とする板金製品の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の前記上パンチの駆動手段または前記下パンチの駆動手段の何れか一方又は両方に、パンチの回転の角度を制御する回転制御機構を備えたことを特徴とする板金製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筺体、扉類等を構成する金属板に３次元シェル形状を成形する成形方法に係り、特に棒状の上下対となった成形パンチを用いて逐次張出し成形することによって所定の形状を得る板金製品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
逐次張出し成形を行うことによって、金属板より３次元のシェル形状を成形する手法は、スピニング加工、ハンマリングによる板金加工等にみられるように、古くから用いられている。
【０００３】
最近、薄板成形において、張出し成形部の周辺を固定した金属板に対して、棒状の工具の軌跡を制御することによって逐次張出し成形を行うことにより、種々の３次元シェル形状を成形する検討が行われている。
【０００４】
最も実用化に近い例は、非特許文献１に記載された、張り出しの頂点を内側から型で支え、板材を全周で枠にクランプするとともに、枠を工具の深さ方向への送りに合わせて移動できるようガイドしておき、棒状の工具により板材を中央側より周辺に向かって張り出しすることで、プレス加工では難しい円錐や角錐状の成形品を製作する方法である。この方法は、数値制御フライス盤のベッドに棒状の型を固定し、枠にクランプした板材をこの型で支え、クランプの付いた枠は上下方向にスライド可能なようにベッドとガイドされている。棒状工具は主軸に取り付ける。
【０００５】
この他に例えば、非特許文献２、非特許文献３等がある。これらは、逐次張出し成形の基礎検討を行ったものであり、成形装置に関連した文献としては、非特許文献４がある。
【０００６】
【非特許文献１】塑性と加工，３５巻４０６号，（１９９４），１３１１頁
【非特許文献２】「ボ−ルロ−ラによるフレキシブルな逐次張出し成形に関する研究」日本機械学会論文集（Ｃ編）；５８巻  ５５４号  ３１４７頁〜３１５５頁（１９９２）
【非特許文献３】「反転プロセスによる鋭凸部輪郭製品のＣＮＣインクリメンタル張出し成形」日本塑性加工学会誌；３５巻  ４０６号  １３４８頁〜１３５３頁（１９９４−１１）
【非特許文献４】「単純工具によるフレキシブル薄板逐次成形機の試作」平成６年度日本塑性加工学会春季講演論文集；５７３頁〜５７６頁（１９９４−５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記逐次張出し成形方法における成形装置としては、金属板を固定する加工テーブルと成形パンチが相対的に垂直、水平方向に移動できる機構であれば良いが、上記した各種文献に開示された成形機構・成形装置では、成形可能なシェル形状に制約が多い。特に、シェル形状が上下逆方向に存在する場合は、金属板を反転する、あるいは加工テーブル上の金属板を固定する、固定支持板を取り替える、等の段取り操作が必要となり、段取り時間の増加と、金属板の反転、支持板交換時の位置ずれに起因する精度の低下が発生し、実成形装置の設計上での問題点となっている。
【０００８】
上記問題点を解決する方法としては、金属板の上下両方向に成形パンチを有する成形装置であればよいが、相対的に上下の２つのパンチと金属板とを動作する機構を装置化すると、剛性確保のため装置が大形、高価なものとなるため、実成形装置に用いられない状態であった。
【０００９】
また、非特許文献１に記載される方法では、金属板の上下両方向に成形パンチを有する装置構成としているが、板材とベッドに固定した型とが水平方向に相対移動できないため、成形品の頂点の形状はベッドに固定した型の形状に限定される。このため、大小多種多様な成形品を製作する場合には、その成形品の頂点の形状に対応した型が必要になり、多品種少量生産に対応できないという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記問題を解決するため、金属板を逐次張出し成形することによって、３次元のシェル形状を得る成形装置において、成形する金属板を固定した加工テーブルを水平方向に移動させる水平移動機構を有し、加工テーブルに固定した金属板の上下両面より成形が可能となるよう逐次成形パンチを支持する工具支持部を加工テーブルの上部と下部に設け、上工具支持部と下工具支持部に垂直方向の垂直移動機構を、更に下工具支持部には垂直方向に加えて水平方向に加工テーブルより小さい移動量の水平移動機構を有したことを特徴とする板金製品の製造方法である。
【００１１】
これにより、大小多種多様な成形品を、下ポンチ形状の制約を受けずに成形することができる。３次元シェル形状が金属板の上下両方向に向かって存在する形状においても、金属板を反転すること無く上下面より成形することが可能となる。
【００１２】
また、下工具支持部を水平方向に移動可能として、上下の成形パンチをオフセットして成形することにより、片方のパンチを成形部以外の部分が変形することを抑止する固定支持板の替わりとして成形することが可能となり、例えば、下方向に成形したシェル形状の中に、更に上方向にシェル形状を成形することも可能となる。
【００１３】
また、金属板を固定した加工テーブルに水平移動機構を、上下工具支持部に垂直方向の移動機構を、下工具支持部に水平方向の移動機構を持たせ、かつ下工具支持部の水平移動に関しては上パンチの中心に対して所定のオフセット量を設定しそれを最大移動量とすることで、上下のパンチを金属板と相対的に水平、垂直方向に移動させて成形する場合と同等の成形が可能となり、かつ安価で小形の成形装置となる。
【００１４】
また、逐次張出し成形時に、成形パンチに微小振動、回転制御を加えることにより、成形品の表面性状を向上させる。また、成形工具の回転角度制御を行うことで、軸対称でない成形パンチでの成形ができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の逐次張出し成形装置は、加工テーブルにＸ、Ｙ方向の移動機構を、上パンチ、下パンチを支持する工具支持部にＺ方向の移動機構を、更に、下工具支持部に、加工テーブルの移動量に比べて小さい移動量の移動機構を備えることで、金属板の上下両面のどちら側からも逐次張出し成形が加工でき、かつ、上パンチ、下パンチをオフセットして同時に成形に用いることが可能な成形装置となり、また、下工具支持部をＸ、Ｙ方向に移動可能としているため、相対的に上パンチ、下パンチをワークに対して独立して移動させる装置として、安価、小型で実現できる。そのため、多品種の板金製品を安価に製造することができる。
【００１６】
また、工具支持部に回転角度制御、振動付加機構を有することにより、パンチ移動時に発生するワーク表面との摩擦力を大幅に低減し、成形品の表面のかじり傷を抑止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施例を、以下、図面を用いて説明する。
【００１８】
図１は、本発明法による逐次張出し成形装置を、正面より見た図である。図２は、本発明法による逐次張出し成形装置を、側面より見た図である。
【００１９】
以下、図１、図２を用いて、本成形装置の構成について説明する。
【００２０】
１は上パンチ、２は下パンチである。１１は成形が行われる金属板であるワーク、７はワーク１１を固定し移動するためのテーブルであり、ワーク１１をクランプ１０によってテーブル７に固定する。８ａ、８ｂはテーブル７を水平方向に移動するための水平移動機構部であり、図１において紙面横方向（Ｘ方向）の移動を行うためのＸ方向テーブル機構部８ａ、図２において紙面横方向（Ｙ方向）の移動を行うＹ方向テーブル機構部８ｂである。移動機構部は、例えばモータ等の回転機構を有するものと、ボールスクリュとの組み合わせた方式によってテーブル７の移動を行う。
【００２１】
３は上パンチ１を支持する上工具支持部、４は下パンチ２を支持する下工具支持部である。上工具支持部３は、上部にある上工具支持部垂直移動機構部５によってＺ方向の移動を行う。下工具支持部４は下工具支持部垂直移動機構部６によってＺ方向の移動を行う。又、下工具支持部４は、その下部にある下工具支持部移動機構部９ａ、９ｂによって水平方向の移動が可能となっている。図１における紙面横方向（Ｘ方向）の下工具支持部４の移動を行うＸ方向下工具支持部移動機構部９ａと、図２における紙面横方向（Ｙ方向）の下工具支持部４の移動を行うＹ方向下工具支持部移動機構部９ｂである。ここで、Ｘ方向下工具支持部移動機構部９ａ、Ｙ方向下工具支持部移動機構部９ｂの最大移動量は成形する形状に合わせて設定する。本実施例においては移動量は１００mmとしている。
【００２２】
また、上工具支持部３、上工具支持部垂直移動機構部５、及び下工具支持部４のＸ、Ｙ、Ｚ方向の移動を行うＸ方向下工具支持部移動機構部９ａ、Ｙ方向下工具支持部移動機構部９ｂ、下工具支持部垂直移動機構部６とＸ方向テーブル移動機構部８ａ、Ｙ方向テーブル移動機構部８ｂは図２におけるＣ形のベースフレーム１２によって支持される。上記の移動機構部の制御は、図示されていない例えばコンピュータによる数値制御コントロール、あるいはコンピュータによる多軸同時制御等によって行う。
【００２３】
次に、上記構成から成る逐次張出し成形装置による、金属板への３次元シェル形状の成形方法の一例を説明する。本成形装置は、金属板に３次元のシェル形状、例えば、図３（ａ）、図３（ｃ）に示す四角錐台形状の成形を行うものであり、以下、具体的に図３（ａ）の四角錐台形状の成形について説明を行う。ここで、図３（ｂ）、図３（ｄ）は、それぞれ図３（ａ）、図３（ｃ）のＰ−Ｐ'断面図、Ｑ−Ｑ'断面図を示す。
【００２４】
図４は、テーブル７にワーク１１を固定した図である。図４の実施例においては、ワーク１１は、固定治具１５を用いてクランプ１０によってテーブル７に固定されている。テーブル７には、Ｌ字型の段差部１６が設けてあり、この段差部１６に、ワーク１１の加工形状に応じて所定の大きさの穴を設けたバックプレート１７を配置し、図３（ａ）における成形部以外の部分１３が、シェル形状１４の成形時に変形することを抑止する。
【００２５】
固定したワーク１１に対して、上工具支持部垂直移動機構５、及びＸ方向テーブル移動機構８ａ、Ｙ方向テーブル移動機構８ｂによって、上パンチ１を図４（ａ）に示す成形開始位置Ａに位置決めする。Ａ位置では、上パンチ１の下端とワーク１１は接している状態である。この状態での上パンチ中心を通るＸ方向断面図が、図４（ｂ）である。次に、Ａ位置において、上工具支持部垂直移動機構５によって、上パンチ１をＺ方向へＺｐだけ下方向に移動させる。この状態での上パンチ中心を通るＸ方向断面図が、図４（ｃ）である。続いて、テーブル７をＹ方向テーブル移動機構８ｂによって、上パンチ１が図４（ａ）のＢの位置に来るようＬだけ移動させ、次に、Ｘ方向テーブル移動機構８ａによって上パンチ１がＣの位置に来るようＬだけ移動させる。更に、Ｙ方向テーブル移動機構８ｂによってＤの位置に来るようＬだけ移動させ、最後に、Ｘ方向テーブル移動機構８ａによってＡの位置に来るようＬだけ移動させる。
【００２６】
以上のテーブルの周回移動ＡＢＣＤＡを行うことによって、ワーク１１のＡの位置に上パンチ１は戻り、ワーク１１にＺ方向の深さがＺｐの四角錐台形状１４が成形される。同様に、上パンチ１のＺ方向の移動および、テーブル７のＸ、Ｙ方向の周回移動の一連の移動を、所定の回数Ｎ回繰り返すことによって、Ｚ方向の深さがＮ×Ｚｐの四角錐台形状が成形される。この時テーブル７のＮ回目の周回が終わった後、図４（ｄ）に示すよう四角錐台中心方向に向かってＸｐだけ上パンチ１が内側に来るよう、Ｘ方向テーブル移動機構８ａによりテーブル７を移動させてから、上工具支持部垂直移動機構５によって、上パンチ１をＺ方向へ移動ピッチＺｐだけ下方向に移動させ、Ｎ＋１回目のテーブル７の周回移動をＸ、Ｙ方向のテーブル７の移動量を（Ｌ−２×Ｘｐ）とすることにより、四角錐台形状１４の側面の角度θを任意に設定することができる。
【００２７】
また、上記と同様に、下パンチ２をワーク１１に接する状態にし、下工具支持部垂直移動機構部６により下パンチ２のＺ方向上方への移動を行い、クランプ１０と固定治具１５によって固定したワーク１１を、テーブル７のＸ方向テーブル移動機構８ａとＹ方向テーブル移動機構８ｂによって周回移動を行うことで、図３（ｃ）、（ｄ）に示すような、Ｚ方向上に凸の四角錐台形状を成形することできる。
【００２８】
次に、上パンチ１と下パンチ２とを同時に用いて成形を行う場合について、図５を用いて説明する。図５（ａ）は、図３（ａ）の四角錐台形状を、上パンチ１、下パンチ２を用いて成形する際の、Ｚ方向上方より見た図である。但し、テーブル７、クランプ１０は図示していない。図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＨ−Ｈ'断面図である。ここで、Ｚ方向下に凸の形状を成形する場合、上工具支持部垂直移動機構５による上パンチ１のＺ方向の移動と、Ｘ方向テーブル移動機構８ａとＹ方向テーブル移動機構８ｂによるテーブル７の移動は、図４の場合と同様である。
【００２９】
図５に示す成形方法では、図４の場合に用いたような四角錐台形状以外の変形を抑止するためのバックプレート１７を用いない替わりに、下パンチ２を、ワーク１１の下面からの支持材として用いる。つまり、下パンチ２の上部先端ｇが、ワーク１１に成形する四角錐台形状の外側輪郭部に沿って移動するよう、テーブル７のＸ、Ｙ方向の移動と連動して、Ｘ方向下工具支持部移動機構９ａとＹ方向下工具支持部移動機構９ｂによって、下パンチ２のＸ、Ｙ方向の移動を行う。下パンチ２のＸ、Ｙ方向の移動の際は、かつテーブル７の移動方向に対して上パンチ１と下パンチ２の中心を結んだ線が垂直となるよう下パンチ２のＸ、Ｙ方向の移動を行う。
【００３０】
例えば、図３ａの四角錐台形状においては、直線部を成形する際は下パンチ２のＸ、Ｙ方向の移動はないが、Ｘ方向からＹ方向、あるいはＹ方向からＸ方向へと移動の方向が変化する点において、図５（ｂ）に示すよう上パンチ１と下パンチの中心ピッチがその周回移動を行い始めた時の距離ｆを保つようにし、下パンチが外側輪郭部に沿って移動するよう図５（ａ）に示すようＸ方向下工具支持部移動機構９ａとＹ方向下工具支持部移動機構９ｂによってＥ点からＦ点へと円弧移動を行いつつテーブル７の移動を行う。
【００３１】
つまりテーブル７の移動においてＸ方向と、Ｙ方向の移動量の比に変化が生じる際に、下パンチ２のＸ、Ｙ方向の移動を行いテーブル７の移動の方向ベクトルに対して上パンチ１と下パンチ２の中心線を結んだ線が直角となるようにして下パンチの移動を行うように制御する。
【００３２】
以上の動作を行うことによって、図４におけるバックプレート１７がない場合にも、シェル形状が成形可能となる。
【００３３】
次に、従来公知の非特許文献１に記載される成形装置および成形方法と、本発明の成形装置および成形方法との相違を図６に示す３次元シェル形状の成形方法を例にあげて説明する。
【００３４】
図６（ａ）、図６（ｂ）は成形品の一例である円錐台の斜視図である。図６（ａ）の円錐台２５は、中央に直径が２Ｌの円形の頂部２５Ａを、頂部２５Ａの外側に水平面に対して角度θで傾斜している傾斜部２５Ｂを、さらに傾斜部２５Ｂの外側に水平面と平行なフランジ部２５Ｃを有している。図６（ｂ）の円錐台２６は、中央に直径がＬの円形の頂部２６Ａを、頂部２６Ａの外側に水平面に対して角度θで傾斜している傾斜部２６Ｂを、さらに傾斜部２６Ｂの外側に水平面と平行なフランジ部２６Ｃを有している。
【００３５】
まず、従来公知の非特許文献１に記載される成形装置および成形方法において、図６（ａ）、図６（ｂ）に示す円錐台２５および円錐台２６を成形する場合の特徴を説明する。
【００３６】
図６（ａ）の円錐台２５を成形する場合には、成形時に円形の頂部２５Ａを内側から支えるため、横断面形状が円形であり直径が２Ｌの頭部を備えた型が必要になる。同様に、図６（ｂ）の円錐台２６を成形する場合には、成形時に円形の頂部２６Ａを内側から支えるため、横断面形状が円形であり直径がＬの頭部を備えた型が必要になる。
【００３７】
したがって、図６（ａ）および図６（ｂ）に示す２種類の円錐台を成形するためには２種類の型が必要になる。同様に、成形品中央部の頂部の形状および寸法が異なる多種の３次元シェル形状を成形する場合、成形品中央部の頂部を支持するため、その頂部の形状および寸法に対応した型が必要になり、金型費が膨大になる。
【００３８】
次に、本発明の成形装置および成形方法において、図６（ａ）、図６（ｂ）に示す円錐台２５および円錐台２６を成形する方法を図７、図８を用いて説明する。図７（ａ）は、図６（ａ）の円錐台２５を上パンチ１、下パンチ２を用いて成形する際の、Ｚ方向上方より見た図である。図７（ｂ）は、図６（ｂ）の円錐台２６を上パンチ１、下パンチ２を用いて成形する際の、Ｚ方向上方より見た図である。但し、テ−ブル７、クランプ１０は図示していない。
【００３９】
まず、図６（ａ）に示す円錐台２５を成形する場合、固定したワ−ク１１に対して、上工具支持部垂直移動機構５、下工具支持部垂直移動機構６、及びＸ方向テーブル移動機構８ａ、Ｙ方向テーブル移動機構８ｂ、Ｘ方向下工具支持部移動機構９ａとＹ方向下工具支持部移動機構９ｂによって、上パンチ１を図７（ａ）に示す成形開始位置Ａに、下ポンチ２を同じく成形開始位置ａに位置決めする。Ａおよびａの位置では、上パンチ１の下端とワーク１１および下ポンチ２の上端とワ−ク１１は接している状態である。この状態での上パンチ中心を通るＸ方向断面図が、図８（ａ）である。次に、ａ位置において、下工具支持部垂直移動機
構６によって、下パンチ２をＺ方向へＺｐだけ上方向に移動させる。この状態での上パンチ中心を通るＸ方向断面図が、図８（ｂ）である。続いて、テーブル７をＸ方向テーブル移動機構８ａ、Ｙ方向テーブル移動機構８ｂによって、上パンチ１が図７（ａ）のＡからＢの位置に直径２Ｌ＋２ｍの円弧を描くように移動させる。この時同時に、Ｘ方向下工具支持部移動機構９ａとＹ方向下工具支持部移動機構９ｂによって、下ポンチ２が図７（ａ）のｂの位置に来るようにだけ移動させる。下パンチ２のＸ、Ｙ方向の移動の際は、かつテーブル７の移動方向に対して上パンチ１と下パンチ２の中心を結んだ線が垂直となるよう下パンチ２のＸ、Ｙ方向の移動を行う。
【００４０】
同様に、上ポンチ１のＡＢＣＤＡに至るまでの、テーブル７のＸ、Ｙ方向の移動、およびそれに連動した下ポンチ２のＸ、Ｙ，Ｚ方向の移動の１サイクルを、所定の回数Ｎ回繰り返すことによって、Ｚ方向の深さがＮ×Ｚｐの円錐台形状が成形される。この時、ｎ回目のサイクルが終わった後、図８（ｃ）に示すよう円錐台中心方向に向かってＸｐだけ下パンチ２が相対的に内側に来るよう、テ−ブル７と下ポンチ２を同時にＸ方向に移動させてから、下工具支持部垂直移動機構６によって、下パンチ２を上ポンチ１に対してＺ方向へ移動ピッチＺｐだけ上方に相対移動させる。次にｎ＋１回目のサイクルにおいて、上ポンチ１と下ポンチ２の水平方向の間隔がｎ回目の周回よりもＸｐだけ相対的に大きくすることにより、円錐台２５の側面の角度θを任意に設定することができる。
【００４１】
次に、図６（ｂ）に示す円錐台２６を成形する場合には、円錐台２５を成形する場合と異なり、テーブル７をＸ方向テーブル移動機構８ａ、Ｙ方向テーブル移動機構８ｂによって、上パンチ１が図７（ｂ）のＡ´からＢ´の位置に直径がＬ＋２ｍの円弧を描くように移動させる。この時同時に、Ｘ方向下工具支持部移動機構９ａとＹ方向下工具支持部移動機構９ｂによって、下ポンチ２が図７（ｂ）のｂ´の位置に来るようにだけ移動させる。下パンチ２のＸ、Ｙ方向の移動の際は、かつテーブル７の移動方向に対して上パンチ１と下パンチ２の中心を結んだ線が垂直となるよう下パンチ２のＸ、Ｙ方向の移動を行う。それ以外は、円錐台２５を成形した場合と同様な手順により、円錐台２６を成形することができる。
【００４２】
本発明によれば、ワ−ク１１に対する下パンチ２の相対的な移動量を同時制御することにより、任意の形状および寸法をした３次元シェル形状の成形が可能になり、金型費が低減できる。
【００４３】
また本発明法による逐次張出し成形装置は、上工具支持部垂直移動機構部５、下工具支持部垂直移動機構部６に図９（ａ）に示すような上パンチ１、下パンチ２の軸回りの回転量を制御する回転角度制御機構１８を有し、テーブル７の移動と下パンチ２の移動の際に適正な回転角度制御を上パンチ１と下パンチ２に行うことによって上パンチ１の形状が図１０（ａ）に示す非軸対称である場合や、下パンチ２の形状が図１０（ｂ）に示す非軸対称形状の場合においても、バックプレート１７のない逐次張出し成形が可能である。また、上パンチ１が図１１に示す方向性を有するロ−ラ型形状である場合も成形が可能である。
【００４４】
さらに、本成形装置においては上パンチ１、下パンチ２に微小振動を与える機能を有する振動付加ユニット１９を取付けできる。
【００４５】
また、本発明法による逐次張出し成形装置においては、上工具支持部３、下工具支持部４に図９（ｂ）、および図９（ｃ）に示す切削工具２０、またレーザトーチ部２１を取付け可能とし、形状の異なる複数の上パンチ１、下パンチ２、切削工具２０およびレーザトーチ２１を収納する工具ホルダを装備し、これらを自動交換し、成形パンチおよび穴明け切断工具として成形を行うことによって、図１２に示すように、穴部２２を有するワーク１１の固定した部分とその周辺部を取り除いた３次元シェル形状２３を成形することが可能である。
【００４６】
図３（ａ）に示す四角錐台形状を成形するための具体的な実施例を、以下に説明する。
【００４７】
ワークは、板厚１．０ｍｍのアルミニウム（Ａ１０５０）であり、図３（ａ）においてＬ＝３００ｍｍである。上パンチ１および下パンチ２の形状は、先端が半球をしたものであり、直径が１０〜２０ｍｍである。四角錐台形状１３の側面の角度θは、４５度である。
【００４８】
装置の具体的寸法および制御機構を、図１および図２を用いて説明する。寸法は、図１、図２の記号を用いて説明すると、装置本体の寸法はＷ＝３６００ｍｍ、Ｈ＝２２００ｍｍ、Ｋ＝２９００ｍｍ、テーブル７の寸法はＩ＝１９００ｍｍ、Ｊ＝１０００ｍｍである。テーブル７の移動量はＸ、Ｙ方向にそれぞれ１５００、８００ｍｍ、下工具支持部４のＸ、Ｙ方向の移動量はそれぞれ１００、１００ｍｍ、上工具支持部３と下工具支持部４のＺ方向の各移動量は、１５０、１００ｍｍである。移動機後部にはサーボモータとボールスクリュを組み合わせた移動機構を用い、サーボモータの回転をパーソナルコンピュータを用いたマシンコントローラにより高速多軸同時制御している。
【００４９】
本実施例においては、上記の如く逐次張出し成形装置の構成、寸法、成形品寸法、成形品形状、成形パンチ形状、成形品パンチ寸法を示しているが、本発明法は前記のものを規定するものではない。また、成形方法において、一定位置で上パンチ１によるＺ方向の深さＺｐの移動を行っているが、一周ごとに違う位置でＺｐの移動を行う動作や、パンチ１のＺ方向の移動を行いつつテ−ブル７の移動を行う動作を行っても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明法の１実施例である逐次張り出し成形装置の正面図である。
【図２】本発明法の１実施例である逐次張り出し成形装置の側面図である。
【図３】（a）〜（d）は本発明装置を用いて成形した四角錘台形状の斜視図及び断面図である。
【図４】（a）は、本発明装置による逐次張り出し成形部の斜視図、（b）〜（d）は、成形部の水平方向断面図である。
【図５】上パンチ、下パンチを同時に用いた成形の成形手順を示す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）、（ｃ）である。
【図６】（a）、（b）は、本発明装置を用いて成形した円錘台形状の斜視図である。
【図７】（a）、（b）は、上パンチ、下パンチを同時に用いた成形の成形手順を示す平面図である。
【図８】（a）〜（c）は、上パンチ、下パンチを同時に用いた成形の成形手順を示す断面図である。
【図９】（a）〜（c）は、本実施例の他の実施例による上工具支持部の正面図である。
【図１０】（a）、（b）は、本実施例の他の実施例によるパンチの正面図および断面図である。
【図１１】本実施例の他の実施例によるパンチの正面図および断面図である。
【図１２】本実施例の他の実施例による成形装置で成形を行った四角錘台形状の斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１・・・上パンチ、２・・・下パンチ、３・・・上工具支持部、４・・・下工具支持部、５・・・上工具支持部垂直移動機構部、６・・・下工具支持部垂直移動機構部、７・・・テーブル、８ａ・・・Ｘ方向テーブル移動機構部、８ｂ・・・Ｙ方向テーブル移動機構部、９ａ・・・Ｘ方向下工具支持部移動機構部、９ｂ・・・Ｙ方向下工具支持部移動機構部、１０・・・クランプ、１１・・・ワーク、１２・・・ベースフレーム、１３・・・シェル形状成形部位外のワーク部分、１４・・・ワーク１１に成形した四角錐台形状、１５・・・固定治具、１６・・・段差部、１７・・・固定支持板、１８・・・回転制御機構、１９・・・振動付加ユニット、２０・・・切削工具、２１・・・レーザトーチ、２２・・・穴部、２３・・・切断して取り出した四角錐台形状、２４・・・成形部を切断したワーク残りしろ、２５・・・円錐台、２５ａ・・・円錐台の頂部、２５ｂ・・・円錐台の傾斜部、２５ｃ・・・円錐台のフランジ部、２６・・・円錐台、２６ａ・・・円錐台の頂部、２６ｂ・・・円錐台の傾斜部、２６ｃ・・・円錐台のフランジ部、２７・・・非軸対称パンチ、２８・・・非軸対称パンチ、２９・・・方向性を有するロ−ラパンチ。
【図１】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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