(57)【要約】【課題】一度の加工で段曲げ加工を行うことができ、製品の品質を向上させることができ、金型の寿命を長くすることができる段曲げ加工装置を提供する。【解決手段】ダイ１１０の第一角部から第二角部まで連通する斜面と圧接の方向との振分け角度αと、板金の板厚ｔに対応したダイ１１０とパンチ１２０との圧接の方向に直交する相対的なシフト量δとが、  α＝２５°〜３５°  δ＝ｔ(１−tanα)cosαを満足する。このため、振分け角度が適切に設定されているので、段曲げ部の板厚の減少を低減することができ、シフト量が適切に設定されているので、スラスト量を減少させることができる。【選択図】図１
2011245506.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内角が約９０°の第一角部と内角が約２７０°の第二角部とが表面に形成されているダイと、
内角が約２７０°の第一角部と内角が約９０°の第二角部とが表面に形成されているパンチと、
段曲げ加工される板金に前記パンチと前記ダイとを圧接させる圧接機構と、を有し、
前記ダイの前記第一角部から前記第二角部まで連通する斜面と前記圧接の方向との振分け角度αと、前記板金の板厚ｔに対応した前記ダイと前記パンチとの前記圧接の方向に直交する相対的なシフト量δとが、
α＝２５°〜３５°
δ＝ｔ(１−tanα)cosα
を満足する段曲げ加工装置。
【請求項２】
前記板金の板厚ｔに対応して前記シフト量δが
δ＝ｔ(１−tanα)cosα
を満足するように前記ダイと前記パンチとを相対移動させるシフト機構を、さらに有する請求項１に記載の段曲げ加工装置。
【請求項３】
前記ダイの前記振分け角度αが、
α＝３０°
である請求項１または２に記載の段曲げ加工装置。
【請求項４】
内角が約９０°の第一角部と内角が約２７０°の第二角部とが表面に形成されているダイと、内角が約２７０°の第一角部と内角が約９０°の第二角部とが表面に形成されているパンチとを、板金に圧接させて段曲げ加工する段曲げ加工方法であって、
前記ダイの前記第一角部から前記第二角部まで連通する斜面と前記圧接の方向との振分け角度αと、前記板金の板厚ｔに対応した前記ダイと前記パンチとの前記圧接の方向に直交する相対的なシフト量δとが、
α＝２５°〜３５°
δ＝ｔ(１−tanα)cosα
を満足する段曲げ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板金筺体などの加工において段曲げ加工を行う段曲げ加工装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、板金筺体などの加工において、板金を段曲げ加工することが多々ある。そこで、複雑な段曲げ金型の形状を一般化することにより、金型形状データとワーク板厚とを数値制御装置に入力すれば、Ｄ値やストローク量が演算により求められて必要な段曲げができる段曲げ加工方法が提案されている。
【０００３】
その技術では、下金型のＶ溝中心線と左右の傾斜面とがなす角度をθ１、θ２、上記Ｖ溝に連続する山部の中心線と左右の傾斜面とがなす角度をθ２、θ３とする下金型と、この下金型に対応する上金型を使用する。
【０００４】
このような板状板金の段曲げ加工方法において、上記θ１、θ２、θ３の大小関係によって、上下金型において対応する複数の傾斜面のなかのいずれか一対の傾斜面がコイニング曲げとなるような上下金型から使用金型を選択する。
【０００５】
この選択した金型におけるコイニング曲げ加工時のＤ値とストローク量とを演算して求め、この演算で求めたＤ値とストローク量とを段曲げ加工の制御データとして段曲げ加工を行う(特許文献１)。
【０００６】
さらに、制御装置による上下テーブル間の位置決めとの関係において、最も重要な段差寸法を正確に出すようにした段曲げ加工方法も提案されている。その技術では、同一の肩アール部および同一のＶ幅を有する一対のパンチ、ダイを用い、このパンチとダイの刃間距離を所定の値となるように、パンチ、ダイの一方を他方に対して移動させ、ワークに段曲げ加工を行う(特許文献２)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１１４０５７号公報
【特許文献２】特開２００３−１９１０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、段曲げ加工を行う場合に、オフセット金型で曲げることで曲げ精度がばらつくことにより、不良率増加の原因となってしまっていた。
【０００９】
だが、段曲げの製品形状は使用頻度が高く、いかに効率良く、さらに安全に段曲げ加工を行うかは考えなければならないことであった。また金型代も高額になってしまうので、一つの金型で多用できることが必須事項である。
【００１０】
段曲げ加工を行う場合、オフセット金型や振分け角度４５°の段曲げ金型で曲げることはできるが、曲げ精度がばらついてしまうことや、製品曲げ部がダメージを受け板厚が減少してしまうことや、金型への負荷が大きくなってしまうことが懸念された。またＶ曲げでの段曲げ加工は工数が増加してしまう。さらに製品の板厚に応じて金型の変更が必要となってしまう。
【００１１】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、一度の加工で段曲げ加工を行うことができ、製品の品質を向上させることができ、金型の寿命を長くすることができる段曲げ加工装置および方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の段曲げ加工装置は、内角が約９０°の第一角部と内角が約２７０°の第二角部とが表面に形成されているダイと、内角が約２７０°の第一角部と内角が約９０°の第二角部とが表面に形成されているパンチと、段曲げ加工される板金にパンチとダイとを圧接させる圧接機構と、を有し、ダイの第一角部から第二角部まで連通する斜面と圧接の方向との振分け角度αと、板金の板厚ｔに対応したダイとパンチとの圧接の方向に直交する相対的なシフト量δとが、
α＝２５°〜３５°
δ＝ｔ(１−tanα)cosα
を満足する。
【００１３】
本発明の段曲げ加工方法は、内角が約９０°の第一角部と内角が約２７０°の第二角部とが表面に形成されているダイと、内角が約２７０°の第一角部と内角が約９０°の第二角部とが表面に形成されているパンチとを、板金に圧接させて段曲げ加工する段曲げ加工方法であって、ダイの第一角部から第二角部まで連通する斜面と圧接の方向との振分け角度αと、板金の板厚ｔに対応したダイとパンチとの圧接の方向に直交する相対的なシフト量δとが、
α＝２５°〜３５°
δ＝ｔ(１−tanα)cosα
を満足する。
【００１４】
なお、本発明で云う角度は、その角度を目標として物理的に形成することを意味しており、当然ながら幾何学的に完全な角度であることは要しない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の段曲げ加工装置では、ダイの第一角部から第二角部まで連通する斜面と圧接の方向との振分け角度αと、板金の板厚ｔに対応したダイとパンチとの圧接の方向に直交する相対的なシフト量δとが、
α＝２５°〜３５°
δ＝ｔ(１−tanα)cosα
を満足する。このため、振分け角度が適切に設定されているので、段曲げ部の板厚の減少を低減することができ、製品の品質を向上させることができる。しかも、シフト量が適切に設定されているので、スラスト量を減少させることができ、このことにより金型の寿命も延長させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態の段曲げ加工装置の要部を示す模式的な正面図である。
【図２】段曲げ加工装置の全体構造を示す模式的な正面図である。
【図３】段曲げ加工装置の全体構造を示す模式的な正面図である。
【図４】段曲げ加工装置の要部を示す模式的な正面図である。
【図５】段曲げ加工装置の要部を示す模式的な正面図である。
【図６】段曲げ加工された板金を示す模式的な正面図である。
【図７】パンチを示す模式的な正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の一形態を図面を参照して以下に説明する。本発明の段曲げ加工装置１００は、図１に示すように、内角９０°の第一角部１１１と内角２７０°の第二角部１１２とが表面に形成されているダイ１１０と、内角２７０°の第一角部１２１と内角９０°の第二角部１２２とが表面に形成されているパンチ１２０と、段曲げ加工される板金にパンチ１２０とダイ１１０とを圧接させる圧接機構と、を有する。
【００１８】
そして、ダイ１１０の第一角部１１１から第二角部１１２まで連通する斜面と圧接の方向との振分け角度αと、板金ＭＰの板厚ｔに対応したダイ１１０とパンチ１２０との圧接の方向に直交する相対的なシフト量δとが、
α＝２５°〜３５°
δ＝ｔ(１−tanα)cosα
を満足する。
【００１９】
さらに、本実施の形態の段曲げ加工装置１００では、図２および図３に示すように、板金の板厚ｔに対応してシフト量δが、
δ＝ｔ(１−tanα)cosα
を満足するようにダイ１１０とパンチ１２０とを相対移動させるシフト機構１３０も有する。
【００２０】
なお、ダイ１１０の振分け角度αは、
α＝３０°
である。
【００２１】
より具体的には、本実施の形態の段曲げ加工装置１００では、ダイ１１０が圧接方向である鉛直方向と直交する水平方向にシフト機構１３０によりスライド自在に支持されている。
【００２２】
このシフト機構１３０は、交換自在な各種の板厚のスペーサ１３１と、このスペーサ１３１にダイ１１０を圧接させるボルト(図示せず)と、を有し、ダイ１１０を水平方向にスライド移動させて固定する。
【００２３】
上述のような構成において、本実施の形態の段曲げ加工装置１００による段曲げ加工方法では、まず板金ＭＰの板厚ｔを
δ＝ｔ(１−tanα)cosα
α＝３０°
なる式に代入してシフト量δを計算する。
【００２４】
この計算結果によりダイ１１０の位置が決定する。このダイ１１０の位置を設定するために、図３のように計算結果より所定値からシフト量δをマイナスした板厚のスペーサ１３１を隙間にセットし、ボルトで押しつけて固定する。
【００２５】
上述のようにダイ１１０がセットされたら板金ＭＰをセットし、パンチ１２０を降下させて段曲げ加工を行い、作業が完了する。
【００２６】
本実施の形態の段曲げ加工装置１００では、上述のようにダイ１１０の第一角部から第二角部まで連通する斜面と圧接の方向との振分け角度αと、板金の板厚ｔに対応したダイ１１０とパンチ１２０との圧接の方向に直交する相対的なシフト量δとが、
α＝２５°〜３５°
δ＝ｔ(１−tanα)cosα
を満足する。
【００２７】
このため、振分け角度が適切に設定されているので、段曲げ部の板厚の減少を低減することができ、製品の品質を向上させることができる。しかも、シフト量が適切に設定されているので、スラスト量を減少させることができ、このことにより金型の寿命も延長させることができる。
【００２８】
ここで、本実施の形態の段曲げ加工装置１００の原理を以下に順番に説明する。まず、図４に示すように、Ｆは荷重の力、符号１２０はパンチで符号１１０はダイである。
【００２９】
ここで
Ｆ１＝Ｆtanα
Ｆ２＝Ｆ／tanα
Ｆ３＝Ｆtanα
なので、釣り合い式は
Ｆ／tanα＝２Ｆtanα
となる。
【００３０】
このまま角度を求めるとα≒３５．２６°となる。この結果を用い、α＝３５°を振分け角度として実験を行った。また、この実験を振分け角度４５°の段付金型においても実験を行い、比較をした結果を次に示す。
【００３１】
この実験ではスラスト量と段曲げ部の板厚の変化量を求めた。ここで、スラスト量とは、パンチ１２０が加圧方向と直交する水平方向に変位する量であり、図５に示すように、ダイヤルゲージで計測した。段曲げ部の板厚とは、図６に示すように、段曲げされた部分の板厚である。
【００３２】
【表１】
2011245506.tif 000003
【表２】
2011245506.tif 000004
【００３３】
上の表の通り、静的な釣り合い計算で求めた角度ではスラストの働きを多少は軽減できるが、ゼロにすることはできないことが分かった。つまり、コイニングの工程中に、板金ＭＰからパンチ１２０に余分な動的スラストが付加されていると考えられる。
【００３４】
このコイニング時に新たに作用する力を図７に示している。この力を相殺するために、静的荷重釣り合い式に、変動要素となるコイニング時に新たに作用する力を加えることによって、Ｆ２との外力全体の釣り合いとして構築した。
【００３５】
この際に構築した釣り合い式は
Ｆ／tanα＝２Ｆtanα＋Ｃtanα
である。
【００３６】
この右辺のＣ・Ｆtanαの項が新たに作用する動的スラスト力である。Ｃは実験データから得られた係数でＣ＝１．４３〜１．６７である。この項は既存金型の実験データから得られた変位量を基に加圧完了の瞬間に余分なスラスト力が発生していると仮定した。
【００３７】
この式から求めるαを算出すると、
α≒２７．５７°〜２８．３７°
となる。
【００３８】
なお、他の解析方法でα＝２７．９１８°という値を算出し、実際に振分け角度が２５°と６５°の組み合わせ金型での実験を行ったところ、スラスト量が０．０３［ｍｍ］、板厚も０．１［ｍｍ］の減少に留まり、無理なく段曲げが完了して改善されたことが確認されている。
【００３９】
これらの結果から、計算上においても馴染みのある三角形の角度であり、設計、製造さらに計測も比較的容易である振分け角度αを３０°とした。また、加工の際には図２および図３のようにダイ１１０をシフトできるようにし、図５に示す板厚に応じたダイ１１０のシフト量δを決めないと決められた寸法通りに板金ＭＰが仕上がらない。
【００４０】
よってこのシフト量を決めるために、図１から次の
cosα＝δ／ｔ(１−tanα)
より
δ＝ｔ(１−tanα)cosα
という式によりδを求めた。
【００４１】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態ではパンチ１２０を上下方向に変位自在とし、ダイ１１０を水平方向に変位自在とした。しかし、ダイ１１０を固定してパンチ１２０を上下方向および水平方向に変位自在としてもよい(図示せず)。
【００４２】
また、上記形態では板金ＭＰの板厚ｔを
δ＝ｔ(１−tanα)cosα
α＝３０°
なる式に代入してシフト量δを計算し、それに対応して手作業でシフト機構１３０を可動させてダイ１１０をシフトさせることを例示した。しかし、このようなシフト機構１３０をＮＣ(Numerical Control)とし、板厚ｔが入力されると自動的にシフト量δが算出されてダイ１１０が移動されるようにしてもよい(図示せず)。
【００４３】
なお、当然ながら、上述した実施の形態および複数の変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、上述した実施の形態および変形例では、各部の構造などを具体的に説明したが、その構造などは本願発明を満足する範囲で各種に変更することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１００    加工装置
１１０    ダイ
１１１    第一角部
１１２    第二角部
１２０    パンチ
１２１    第一角部
１２２    第二角部
１３０    シフト機構
１３１    スペーサ
ＭＰ    板金
ｔ    板厚
α    角度
δ    シフト量
【図１】
2011245506.tif 000005
【図２】
2011245506.tif 000006
【図３】
2011245506.tif 000007
【図４】
2011245506.tif 000008
【図５】
2011245506.tif 000009
【図６】
2011245506.tif 000010
【図７】
2011245506.tif 000011