(57)【要約】【課題】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の提供。【解決手段】下金型３のＶ溝中心線Ｌ１と左右の傾斜面（５，７）とがなす角度をθ１、θ２、前記Ｖ溝に連続する山部１３の中心線Ｌ２と左右の傾斜面（７，１１）とがなす角度をθ２、θ３とする下金型と、該下金型に対応する上金型１を使用する板状材料の段曲げ加工方法において、前記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づ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し、該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、該演算で求めた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ことを特徴とする段曲げ加工方法。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１傾斜面と第２傾斜面からなるＶ溝と該Ｖ溝の第２傾斜面の上端に連続する第３傾斜面が前記Ｖ溝に連続する山部を形成してなる下金型と、該下金型のＶ溝に対応する第４傾斜面と第５傾斜面からなる山部と、前記下金型の山部に対応するＶ溝を前記第５傾斜面の上端に連続する第６傾斜面と前記第５傾斜面とで形成してなる上金型とを使用した板状材料の段曲げ加工方法において、前記下金型のＶ溝の内角において第１傾斜面と前記Ｖ溝中心を通る直線とがなす角をθ１、第２傾斜面と前記直線とがなす角をθ２、前記第２傾斜面と第３傾斜面とが形成する前記山部の頂角において、該山部の中心を通る直線と前記第３傾斜面とがなす角をθ３とするとき、前記角度θ１、θ２、およびθ３の大小関係によって、前記上下金型において対応する複数の傾斜面のなかのいづ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し、該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、該演算で求めた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ことを特徴とする段曲げ加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載の段曲げ加工方法において、前記上下金型の角度θ１がθ２およびθ３より大きい場合、金型原点位置において、前記上下金型の第１傾斜面と第４傾斜面とが当接係合し、第２、第５傾斜面の間および第３、第６傾斜面の間にクリアランスを設けた金型を使用して、第１傾斜面と第４傾斜面の間でコイニング曲げを行い、前記上下金型の角度θ２がθ１およびθ３より大きい場合、金型原点位置において、前記上下金型の第２傾斜面と第５傾斜面とが当接係合し、第１、第４傾斜面の間および第３、第６傾斜面の間にクリアランスを設けた金型を使用して、第２傾斜面と第５傾斜面の間でコイニング曲げを行い、前記上下金型の角度θ３がθ１およびθ２より大きい場合、金型原点位置において、前記上下金型の第３傾斜面と第６傾斜面とが当接係合し、第１、第４傾斜面の間および第２、第５傾斜面の間にクリアランスを設けた金型を使用して、第３傾斜面と第６傾斜面の間でコイニング曲げを行うようにしたことを特徴とする段曲げ加工方法。
【請求項３】
第１傾斜面と第２傾斜面からなるＶ溝と該Ｖ溝の第２傾斜面の上端に連続する第３傾斜面が前記Ｖ溝に連続する山部を形成してなる下金型と、該下金型のＶ溝に対応する第４傾斜面と第５傾斜面からなる山部と、前記下金型の山部に対応するＶ溝を前記第５傾斜面の上端に連続する第６傾斜面と前記第５傾斜面とで形成してなる上金型とからなる段曲げ加工金型において、前記下金型のＶ溝の内角において第１傾斜面と前記Ｖ溝中心を通る直線とがなす角をθ１、第２傾斜面と前記直線とがなす角をθ２、前記第２傾斜面と第３傾斜面とが形成する前記山部の頂角において、該山部の中心を通る直線と前記第３傾斜面とがなす角をθ３とするとき、前記上下金型の角度θ１がθ２およびθ３より大きい場合、金型原点位置において、前記上下金型の第１傾斜面と第４傾斜面とが当接係合し、第２、第５傾斜面の間および第３、第６傾斜面の間にクリアランスを設け、前記上下金型の角度θ２がθ１およびθ３より大きい場合、金型原点位置において、前記上下金型の第２傾斜面と第５傾斜面とが当接係合し、第１、第４傾斜面の間および第３、第６傾斜面の間にクリアランスを設け、前記上下金型の角度θ３がθ１およびθ２より大きい場合、金型原点位置において、前記上下金型の第３傾斜面と第６傾斜面とが当接係合し、第１、第４傾斜面の間および第２、第５傾斜面の間にクリアランスを設けたことを特徴とする段曲げ加工金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は段曲げ加工方法および段曲げ加工金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
段曲げ加工はコイニング曲げであることがが多く、かつこのコイニング曲げのＤ値やストローク量を求める計算は通常のＶ曲げの計算に比較して非常に複雑である。また、段曲げ金型の形状は、通常のＶ曲げ金型に比較して一般化しにくい複雑な形状であること、かつ段曲げ金型は製品形状と板厚に適合した一品一様の特型（特別仕様品）が多く（例えば、特開平５−３１７９７２号公報参照）、荷重計算式を一般化して数値制御に使用するプログラムに搭載することが困難であった。
【０００３】
そこで、段曲げ加工のプログラムは、熟練した作業者の経験と勘に頼って、曲げ荷重値（曲げ長さ当たりの荷重値）を目標にして試し曲げを行い、これから得られたＤ値やストローク量を数値制御装置に入力して段曲げ加工が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
数値制御付きの折曲げ加工機を使用する段曲げ加工においては、上述の如く、数値制御置に段曲げ加工のプログラムが搭載されていないので、段曲げ加工プログラムの作成には、段曲げ加工に熟練した作業者の経験と勘に頼って、試し曲げを行い、試し曲げで得られたＤ値とストローク量および曲げ荷重情報を使用して加工プログラム作成して段曲げ加工を行うのが普通である。
【０００５】
しかし、数値制御装置内部では荷重情報は位置情報（Ｄ値やストローク量）として記憶されるので、荷重情報は最初から位置情報として、計算するシステムが望まれていた。
【０００６】
本発明は上述の如き問題を解決するためになされたものであり、本発明の課題は、複雑な段曲げ加工金型の形状を一般化することにより、段曲げ加工金型の形状データとワークの板厚とを数値制御装置に入力すれば、位置情報（Ｄ値やストローク量）が演算により求められて、試し曲げを行うことなく必要な段曲げ加工がおこなえる段曲げ加工方法および段曲げ加工金型を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決する手段として請求項１に記載の段曲げ加工方法は、第１傾斜面と第２傾斜面からなるＶ溝と該Ｖ溝の第２傾斜面の上端に連続する第３傾斜面が前記Ｖ溝に連続する山部を形成してなる下金型と、該下金型のＶ溝に対応する第４傾斜面と第５傾斜面からなる山部と、前記下金型の山部に対応するＶ溝を前記第５傾斜面の上端に連続する第６傾斜面と前記第５傾斜面とで形成してなる上金型とを使用した板状材料の段曲げ加工方法において、前記下金型のＶ溝の内角において第１傾斜面と前記Ｖ溝中心を通る直線とがなす角をθ１、第２傾斜面と前記直線とがなす角をθ２、前記第２傾斜面と第３傾斜面とが形成する前記山部の頂角において、該山部の中心を通る直線と前記第３傾斜面とがなす角をθ３とするとき、前記角度θ１、θ２、およびθ３の大小関係によって、前記上下金型において対応する複数の傾斜面のなかのいづ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し、該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、該演算で求めた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ことを要旨とするものである。
【０００８】
請求項２に記載の段曲げ加工方法は、請求項１に記載の段曲げ加工方法において、前記上下金型の角度θ１がθ２およびθ３より大きい場合、金型原点位置において、前記上下金型の第１傾斜面と第４傾斜面とが当接係合し、第２、第５傾斜面の間および第３、第６傾斜面の間にクリアランスを設けた金型を使用して、第１傾斜面と第４傾斜面の間でコイニング曲げを行い、前記上下金型の角度θ２がθ１およびθ３より大きい場合、金型原点位置において、前記上下金型の第２傾斜面と第５傾斜面とが当接係合し、第１、第４傾斜面の間および第３、第６傾斜面の間にクリアランスを設けた金型を使用して、第２傾斜面と第５傾斜面の間でコイニング曲げを行い、前記上下金型の角度θ３がθ１およびθ２より大きい場合、金型原点位置において、前記上下金型の第３傾斜面と第６傾斜面とが当接係合し、第１、第４傾斜面の間および第２、第５傾斜面の間にクリアランスを設けた金型を使用して、第３傾斜面と第６傾斜面の間でコイニング曲げを行うようにしたことを要旨とするものである。
【０００９】
請求項３に記載の段曲げ加工金型は、第１傾斜面と第２傾斜面からなるＶ溝と該Ｖ溝の第２傾斜面の上端に連続する第３傾斜面が前記Ｖ溝に連続する山部を形成してなる下金型と、該下金型のＶ溝に対応する第４傾斜面と第５傾斜面からなる山部と、前記下金型の山部に対応するＶ溝を前記第５傾斜面の上端に連続する第６傾斜面と前記第５傾斜面とで形成してなる上金型とからなる段曲げ加工金型において、前記下金型のＶ溝の内角において第１傾斜面と前記Ｖ溝中心を通る直線とがなす角をθ１、第２傾斜面と前記直線とがなす角をθ２、前記第２傾斜面と第３傾斜面とが形成する前記山部の頂角において、該山部の中心を通る直線と前記第３傾斜面とがなす角をθ３とするとき、前記上下金型の角度θ１がθ２およびθ３より大きい場合、金型原点位置において、前記上下金型の第１傾斜面と第４傾斜面とが当接係合し、第２、第５傾斜面の間および第３、第６傾斜面の間にクリアランスを設け、前記上下金型の角度θ２がθ１およびθ３より大きい場合、金型原点位置において、前記上下金型の第２傾斜面と第５傾斜面とが当接係合し、第１、第４傾斜面の間および第３、第６傾斜面の間にクリアランスを設け、前記上下金型の角度θ３がθ１およびθ２より大きい場合、金型原点位置において、前記上下金型の第３傾斜面と第６傾斜面とが当接係合し、第１、第４傾斜面の間および第２、第５傾斜面の間にクリアランスを設けたことを特徴とする段曲げ加工金型。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面によって説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係るプレスブレーキの上下金型の位置関係を説明する図である。図１（ａ）は、金型原点位置を示す図であって、上金型（パンチ）１と下金型（ダイ）３とが接触した位置を金型の基準位置、すなわち金型原点位置とする。この金型原点位置と曲げ加工終了時の上金型（パンチ）１の先端部との距離をＤ値と呼ぶ。金型原点位置におけるＤ値は０である。
【００１２】
図１（ｂ）は、ピンチング位置を示したものであって、下金型（ダイ）３上に載置された板厚ｔのワークＷの上面に上金型（パンチ）１の下面が接触した状態で、上金型（パンチ）１と下金型（ダイ）３との間にワークＷが挟持（ピンチ）されたピンチング位置Ｄ’を示したものである。
【００１３】
ピンチング位置Ｄ’は、金型原点位置を基準として、Ｄ値に後述の金型の移動距離ストロークＳＴを加えた距離である。
【００１４】
図１（ｃ）は、曲げ加工が終了した状態を示したものである。前記ピンチング位置から、上金型（パンチ）１が下降して曲げ加工が終了する位置までの金型の移動距離をストロークＳＴとよぶ。
【００１５】
図２は、本発明に係る段曲げ加工方法に使用する段曲げ金型の形状を一般化して示した図である。
【００１６】
始めに下金型（ダイ）３の形状について説明する。
【００１７】
図２に示す如く、下金型（ダイ）３には第１傾斜面５と第２傾斜面７からなるＶ溝９が形成してある。また、第２傾斜面７の上端部に連続して下方へ傾斜する第３傾斜面１１が形成してある。第２傾斜面７と第３傾斜面１１とは曲面ｄｒで連続して接続してあり、この接続部はＶ溝９に対していわゆる山部１３を形成している。
【００１８】
前記第１傾斜面５と第２傾斜面７とが交差するＶ溝９底部の中心を上下方向に通る直線Ｌ１と第１傾斜面５とがなす角をθ１、直線Ｌ１と第２傾斜面７とがなす角をθ２とすればＶ溝９の内角はθ１＋θ２である。
【００１９】
なお、前記第２傾斜面７と第３傾斜面１１の斜面を下金型（ダイ）３の上方へ延長したときに交差する位置を山部１３の中心ＣＭと定義する。
【００２０】
上記山部１３の中心ＣＭを上下方向に通る直線Ｌ２と第２傾斜面７の内側とがなす角は前記角度θ２に等しい。また、直線Ｌ２と第３傾斜面１１の内側とがなす角をθ３とすれば、山部１３の頂角はθ２＋θ３である。
【００２１】
なお、直線Ｌ１および直線Ｌ２は下金型（ダイ）３の上端の基準面１６に直交する直線である。
【００２２】
次に、上記下金型（ダイ）３に対応する上金型（パンチ）１について説明する。
【００２３】
上金型（パンチ）１は、下金型（ダイ）３のＶ溝９に対応する山部１５と、下金型（ダイ）３の山部１３に対応するＶ溝１７とを備えており、この山部１５は第４傾斜面１９と第５傾斜面２１とで形成してある。また、Ｖ溝１７は第５傾斜面２１とこの第５傾斜面２１の上端に連続する第６傾斜面２３とで形成してある。
【００２４】
上述の第４傾斜面１９と第５傾斜面２１が交差する山部１５の中心を上下方向に通る直線Ｌ３と第４傾斜面１９の内側とがなす角をθ１、直線Ｌ３と第５傾斜面２１との内側とがなす角をθ２とすれば、上金型（パンチ）１の山部１５の頂角はθ１＋θ２である。
【００２５】
また、第５傾斜面２１と第６傾斜面２３とが交差するＶ溝１７底部の中心を上下方向に通る直線Ｌ４と第６傾斜面２３とがなす角をθ３とすれば、第５傾斜面２１と直線Ｌ４との角度はθ２に等しいから、Ｖ溝１７の内角はθ２＋θ３である。
【００２６】
図２には、上述の上下金型（１，３）において、θ３＞θ１＞θ２の例が示してあり、直線Ｌ３は直線Ｌ１より若干距離ｅだけ左方へ離れた位置にあり、また、直線Ｌ４も直線Ｌ２より同様に距離ｅだけ左方へ離れた位置に設定してある。
【００２７】
したがって、前記図３（ａ）に示した金型原点位置において、第３傾斜面１１と第６傾斜面２３とが接触するが、第１傾斜面５と第４傾斜面１９および第２傾斜面７と第５傾斜面２１との間には微小なクリアランスが生じるように設定してある。
【００２８】
上述のθ３＞θ１、θ２の上下金型（１，３）を使用して段曲げ加工を行う場合にコイニング曲げとなるのは、第３傾斜面１１と第６傾斜面２３との間でのみ行われることになる。
【００２９】
図２に示した上下金型（１，３）において、θ１＞θ２、θ３の場合には、金型原点位置において、第１傾斜面５と第４傾斜面１９とが接触し、第２傾斜面７と第５傾斜面２１および第３傾斜面１１と第６傾斜面２３の間に微小なクリアランスが生じるように設定してある。
【００３０】
同様に、θ２＞θ１、θ３の場合には、金型原点位置において、第２傾斜面７と第５傾斜面２１とが接触し、第１傾斜面５と第４傾斜面１９および第３傾斜面１１と第６傾斜面２３の間に微小なクリアランスが生じるように設定してある。
【００３１】
上下金型（１，３）において、金型原点位置において接触する傾斜面は３種類角度（θ１、θ２、θ３）の内で最大の角度を有する傾斜面である。すなわち、３種類の傾斜角度（θ１、θ２、θ３）を有する斜面面のなかで、最も水平に近い傾斜面でコイニングが行われるように設定してある。
【００３２】
次に段曲げ加工方法について説明する。
【００３３】
本発明に係る段曲げ加工方法は、複雑な段曲げ加工金型の形状を前記図２に示したように一般化することにより、段曲げ加工金型の形状データとワークの板厚とを数値制御装置に入力すれば、位置情報（Ｄ値やストローク量）が演算により求められて、試し曲げを行うことなく必要な段曲げ加工がおこなえる段曲げ加工方法である。
【００３４】
図３は、使用する段曲げ加工金型の形状データ「θ１、θ２、θ３、ｈ１、ｈ２、ｐｒ、ｄｒ」とワークの板厚ｔとを数値制御装置に入力したとき、金型の形状データにおけるθ１、θ２、θ３の大小関係により、計算に使用する数式を選択して段曲げ加工に使用するストロークＳＴとＤ値とを計算するためのフローチャートである。
【００３５】
始めに、前記図２で示した上下金型（１，３）における金型形状データ「θ１、θ２、θ３、ｈ１、ｈ２、ｐｒ、ｄｒ」と、板材の板厚ｔを数値制御装置（図示省略）に入力する（ステップＳ１）。なお、形状データのなかのｐｒとｄｒはパンチ先端Ｒとダイ肩Ｒであり、このパンチ先端Ｒとダイ肩Ｒを計算に考慮しない場合には入力不要。
【００３６】
次いで、θ１、θ２、θ３の中で最大の角度がどれかを判別（ステップＳ２）し、θ１＞θ２、θ３の場合には、金型原点位置において、第１傾斜面５と第４傾斜面１９とが接触し、第２傾斜面７と第５傾斜面２１および第３傾斜面１１と第６傾斜面２３の間に微小なクリアランスを有する金型Ｄ１を使用した段曲げとなる。
【００３７】
そして、第１傾斜面５と第４傾斜面１９とによるコイニング曲げに使用するストロークＳＴとＤ値を次の計算式により演算して求める（ステップＳ３）。
【００３８】
【数１】
Ｄ＝ｔ／ｓｉｎθ１…（１）
【数２】
ＳＴ＝Ｆ１．１（θ１，θ２，θ３，ｈ１，ｈ２，ｐｒ，ｄｒ）…（２）
【数３】
ＳＴ＝Ｆ１．２（θ１，θ２，θ３，ｈ１，ｈ２）…（３）
数式（２）はパンチ先端Ｒとダイ肩Ｒを考慮する場合。
【００３９】
θ２＞θ１、θ３の場合（ステップＳ４）には、金型原点位置において、第２傾斜面７と第５傾斜面２１とが接触し、第１傾斜面５と第４傾斜面１９および第３傾斜面１１と第６傾斜面２３の間に微小なクリアランスを有する金型Ｄ２を使用した段曲げとなる。そして、第２傾斜面７と第５傾斜面２１とによるコイニング曲げに使用するストロークＳＴとＤ値を次の計算式により演算して求める。
【００４０】
【数４】
Ｄ＝ｔ／ｓｉｎθ２…（４）
【数５】
ＳＴ＝Ｆ２．１（θ１，θ２，θ３，ｈ１，ｈ２，ｐｒ，ｄｒ）…（５）
【数６】
ＳＴ＝Ｆ２．２（θ１，θ２，θ３，ｈ１，ｈ２）…（６）
数式（５）はパンチ先端Ｒとダイ肩Ｒを考慮する場合。
【００４１】
θ３＞θ１、θ２の場合（ステップＳ５）には、金型原点位置において、第３傾斜面１１と第６傾斜面２３とが接触し、第１傾斜面５と第４傾斜面１９および第２傾斜面７と第５傾斜面２１の間に微小なクリアランスを有する金型Ｄ３を使用した段曲げとなる。そして、第３傾斜面１１と第６傾斜面２３とによるコイニング曲げに使用するストロークＳＴとＤ値を次の計算式により演算して求める。
【００４２】
【数７】
Ｄ＝ｔ／ｓｉｎθ３…（７）
【数８】
ＳＴ＝Ｆ３．１（θ１，θ２，θ３，ｈ１，ｈ２，ｐｒ，ｄｒ）…（８）
【数９】
ＳＴ＝Ｆ３．２（θ１，θ２，θ３，ｈ１，ｈ２）…（９）
数式（８）はパンチ先端Ｒとダイ肩Ｒを考慮する場合。
【００４３】
上述の計算式で求めた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が行われる。
【００４４】
図４は、図２においてθ１＝θ２＝θ３（＝θ）、ｈ１＝ｈ２（＝ｈ）の場合であり、等角跳ね上げの段曲げとなる。この場合には、角度θの大きさによる場合分けがなくなり、　Ｄ＝ｔ／ｓｉｎθ、ＳＴ＝Ｆ４．１（θ，ｈ，ｐｒ，ｄｒ）となり、「ｐｒ，ｄｒ」を考慮しない場合は、ＳＴ＝Ｆ４．２（θ，ｈ）となる。
【００４５】
また、図５は、図２においてθ１＝θ３＝９０°、θ２＝０°、ｈ１＝ｈ２（＝ｈ）のときで、この場合には角度θによる場合分けもなくなり、「ｐｒ，ｄｒ」の影響もなくなる。このときは、Ｄ＝ｔ、ＳＴ＝ｈとなる。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１、請求項２または請求項３の発明によれば、複雑な段曲げ加工金型の形状を一般化し、段曲げ加工に使用する金型形状と板厚とを数値制御装置に入力するこにより、段曲げ加工におけるＤ値とストローク量が演算により求められ、作業者の経験と勘に頼った試し曲げを行うことなく段曲げ加工を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る段曲げ用の上下金型の位置関係の説明図。図１（ａ）は金型の金型原点位置を示し、図１（ｂ）は、上金型１と下金型３との間にワークＷが挟持（ピンチ）されたピンチング位置Ｄ’を示す。図１（ｃ）は、段曲げ加工の終了状態を示した図。
【図２】本発明に係る段曲げ加工方法に使用する段曲げ金型で金型形状を一般化した段曲げ金型の図。
【図３】段曲げ金型形状データにおけるθ１、θ２、θ３の大小関係により、計算に使用する数式を選択して段曲げ加工に使用するストロークＳＴとＤ値とを計算するためのフローチャート。
【図４】図２においてθ１＝θ２＝θ３（＝θ）、ｈ１＝ｈ２（＝ｈ）の場合の図。
【図５】図２においてθ１＝θ３＝９０°、θ２＝０°、ｈ１＝ｈ２（＝ｈ）の場合の図。
【符号の説明】
１　上金型（パンチ）
３　下金型（ダイ）
５　第１傾斜面
７　第２傾斜面
９、１７　Ｖ溝
１１　第３傾斜面
１３、１５　山部
１６　基準面
１９　第４傾斜面
２１　第５傾斜面
２３　第６傾斜面
ＣＭ　山部１３の中心
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４　直線
Ｗ　ワーク
【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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