(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材を用いて周囲に折曲げ部を備えるパネル状の製品を成形加工するに際し、
１）プリベンド工程で、前記板材の縦断面を所要形状に１００％成形し、次に、
２）プリベンドされた中間製品を両端部において、ピンチトリミング機構を備えた金型を用いて両端部縁の曲げ加工と同時にコーナー部のフォーミング時に成形に伴う余剰材を殺ぎ落としながら成形する板材の成形加工方法であって、
前記フォーミングの工程では、左右に分割されたフォーミング用金型を用い、前記プリベンド工程で成形された中間製品の長さに応じて分割された左右の金型をスライドさせて固定し、前記板材の両端部とそれに繋がる部分に抜き穴を形成する場合、その抜き穴も同時に打抜くようにされることを特徴とする板材の成形加工方法。
【請求項２】
前記コーナー部のフォーミングは、ポンチとダイスとによって前記板材を所要形状に成形するとともに、ポンチ側に設けられた切刃とダイスの先端部により、前記板材の成形時に生じる延伸余剰部を所定形状寸法に切断成形する請求項１に記載の板材の成形加工方法。
【請求項３】
コーナー部の成形を含む板材の加工型において、コーナー部に成形されながら伸長してきた余剰加工材部をトリミングする切刃を備えた金型と、所定の形状に前記板材を押し曲げる成形型とを備え、
前記トリミングする切刃を備える金型とこれに対応して押し曲げる成形型とは、それぞれ一対からなり、それら一対の金型および成形型とを前記板材の長さ方向に移動可能に分割して、これら分割された型を移動支持機構によって支持するように構成されることを特徴とする板材の加工型。
【請求項４】
前記金型と成形型において、打抜き成形部および成形部を備えている請求項３に記載の板材の加工型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板材から立体形状の物品を成形加工する方法とそれに使用する加工型に関するもので、詳しくは板材でコーナー部をフォーミングと同時に余剰材のカッティングを行わせて効率よく成形することができる板材の成形加工方法およびその加工型に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、板材を用いて立体構造の物品を成形するには、主にプレス加工が用いられている。なかでも、例えば機械部分のカバーのように比較的広い面積をもつ物品にあっては、その形状・寸法にもよるが大型の成形型を必要とするので、同様形状で寸法の異なるものを加工するには、その成形寸法の異なるものの数に応じて多数の総形型を準備しなければならない。
【０００３】
その一例として、建設機械、例えば油圧ショベルの車体（上部旋回体）は、図６  で油圧ショベルの斜視図に示されるように、下部走行体１００に図示されない旋回機構を介して支持される旋回フレーム１０１に、オペレータキャビン１０２、カウンタウエイト１０３、およびエンジン，ラジエータ，ポンプ，タンク，バッテリーなどの搭載機器のカバー１０４や左右のサイドカバー１０５、エンジンフード１０６が装着されている。これらのカバー類は系列機種が変われば各機器の大きさが変わるので、機種ごとに異なったものを装着している。
【０００４】
このような機械において、従来、上記のカバー類は機種ごとにそれぞれ固有のものとして製作されている。前記構成によれば、サイドカバー１０５については外観デザインが統一されやすいことに着目して、本出願人の先願発明にかかる特開平７−４２１９４号公報により開示されるように、フレームの上面からサイドカバー上縁までの高さと断面形状とが同一で、予め限定された複数の種類の長さを有する複数のサイドカバーを選択・組み合わせることにより、長さの異なる複数の車体のサイドカバーを構成することを得たのである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この先願発明によれば、車体外装のサイドカバーを高さと断面とを同一にして、予め限定された複数種類の長さのサイドカバーを組み合わせることにより、長さの異なる複数の機種における車体のサイドカバーを構成できるので、少ない種類のサイドカバーで多くの機種のサイドカバーを構成できるという利点がある。この種カバーの製作に際しては、プレス板金加工によって行われている。このプレス加工としては、例えば図７に従来のサイドカバーの成形加工手順を表わす図で示されるように、その寸法形状に合わせて、まず第１の工程（ａ）で、所要寸法に裁断されている材料板１１０を例えば数値制御されるタレットパンチを用い、コーナー部１１０ａ，１１０ｂや要所の抜き穴１１１を打抜く作業が行われる。次の第２工程（ｂ）では、サイドカバーとして外形を形成する縦断面が例えば半径９８００ｍｍの一部となる曲面にのみプリベンド加工１１０′する。その後に第３工程（ｃ）において、長さ方向の両端１１２，１１２並びに両側１１３，１１４（上下縁）を所定の形状に一挙に曲げ加工し、同じに抜き穴１１１部の周辺をフォーミング１１５するなどして製品に仕上げている。
【０００６】
従来のサイドカバーの製作には、前述のように、その成形に要する金型を、前記複数のサイドカバーに応じた種類分製作する必要が生じることになり、従前の統一デザインになるまでよりは金型の数も少なくなるが、やはり限定された数の金型を用意することになって、未だ生産の合理化を達成するところに至らないという問題点がある。
【０００７】
このように、比較的面積の広い全体として扁平な形状の物品の成形加工においては、金型が大きくなるので、どうしても金型数が増えることになり、また、加工上も小型の物品をプレス加工によって製作するような要領ではコストの低減を図ることができない。とりわけ、物品に形成するコーナー部などでは、一挙に絞り加工を施こそうとすれば、その周辺部に皺の発生が避けられず、仕上がりのよくない製品となる虞がある。また、絞りがうまくできる場合であっても、成形後に余剰となる部分（バリ）を切除する工程を必要とし、その分工数が増えるのでコストアップになる。このような事情から、前述のような問題点の解消に至らないのが現状である。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、比較的広い面積を有する物品の成形加工に採用して有効な製作機能を備える成形型を用い合理的に加工できる板材の成形加工方法とその加工型を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段および作用・効果】
前述された目的を達成するために、第１発明による板材の成形加工方法は、
板材を用いて周囲に折曲げ部を備えるパネル状の製品を成形加工するに際し、
１）プリベンド工程で、前記板材の縦断面を所要形状に１００％成形し、次に、
２）プリベンドされた中間製品を両端部において、ピンチトリミング機構を備えた金型を用いて両端部縁の曲げ加工と同時にコーナー部のフォーミング時に成形に伴う余剰材を殺ぎ落としながら成形する板材の成形加工方法であって、
前記フォーミングの工程では、左右に分割されたフォーミング用金型を用い、前記プリベンド工程で成形された中間製品の長さに応じて分割された左右の金型をスライドさせて固定し、前記板材の両端部とそれに繋がる部分に抜き穴を形成する場合、その抜き穴も同時に打抜くようにされることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明においては、板材を用いて三次元形状のコーナー部を成形加工するに際して、所要寸法の被加工板材を第１の工程で所要形状の縦方向の曲断面の成形とその長手方向に沿った両縁部の折曲げとを行って所要断面形状にプリベンドして中間製品を得る工程を経て、その中間製品を両端部（長手方向）の縁を折曲げると同時に、折曲げられる端縁の部分で発生する余剰となる部分（コーナー部分）を金型に組込まれるピンチトリミング機構によって殺ぎ落としながら成形し、かつ所要の抜き穴部分を同時に打抜いてフォーミングすることになる。こうすると、フォーミングによって絞られる板材の一部が成形寸法以上に延伸されることで余剰部分が生じるのを、型に組み込まれるカッティング部で切除され、成形が終わると同時に所要寸法形状に仕上げられて取出すことができる。したがって、成形後に余剰部分（バリ）を切除する作業を省略できるとともに、その切除部分は成形後に切断するのではないので、切り口の縁に僅かな曲面も生じないで美麗に仕上げられるという利点がある。
【００１２】
また、数値制御タレットパンチによるコーナー切りや要部の抜き穴の加工工程を省略できて、作業工程数を削減でき、しかも全体のフォーミング時にコーナー部のトリミングを一挙に行わせるので、製品の仕上がり具合も向上して美麗に仕上げることができるという効果を奏するのである。
【００１３】
さらに、同一断面形状の被加工物であれば、左右端部をフォーミングする金型を、被加工物の成形される長さに応じて左右に移動させて使用することで、１基の金型でもって長さ寸法の異なる機種用のものを成形でき、兼用金型として使用できるので、従来のような機種ごとに金型を用意しなくとも、加工要部のみの加工金型でプレス加工できることになって、金型経費を大幅に節減できるという効果を奏するのである。
【００１４】
前記コーナー部のフォーミングは、ポンチとダイスとによって前記板材を所要形状に成形するとともに、ポンチ側に設けられた切刃とダイスの先端部により、前記板材の成形時に生じる延伸余剰部を所定形状寸法に切断成形するのがよい（第２発明）。こうすると、中間製品から製品に仕上げられる過程で、余剰部分を同時に切除して、別途加工の手数をかけずに目的製品が得られ、作業工数を合理的に削減できるという効果が得られる。このフォーミング時に余剰部を切断する操作は、必要部分でのみ行われるようにして、過度な作業負荷を与えることなく成形できる。このような成形手段を用いれば、比較的表面積の広い物品のみならず、コーナー部を一度に成形する加工において、種種の寸法形状のものについて採用できる。したがって、特定のものの加工に限定されない。
【００１５】
次に、第３発明に係る板材の加工型は、
コーナー部の成形を含む板材の加工型において、コーナー部に成形されながら伸長してきた余剰加工材部をトリミングする切刃を備えた金型と、所定の形状に前記板材を押し曲げる成形型とを備え、
前記トリミングする切刃を備える金型とこれに対応して押し曲げる成形型とは、それぞれ一対からなり、それら一対の金型および成形型とを前記板材の長さ方向に移動可能に分割して、これら分割された型を移動支持機構によって支持するように構成されることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明によれば、板材の成形加工に際して、トリミングする切刃を備える金型とこれに対応して押し曲げる成形型により、プレス成形されるとき、コーナー部では他の部分よりも著しく塑性変形されてその板材の一部が伸長するのを、所定の位置に到達すると押し曲げ成形型によって扱かれて、同時に切刃によって所定寸法以上になる伸長部（余剰部）が殺ぎ落とされることになり、前記第１発明による効果を得ることができるのである。
【００１７】
また、両端部での成形が同じで長さ寸法の異なる製品を得るに際し、型を移動させることにより製作でき、寸法の異なる型を複数準備しなくともよいので、経済性が高められ、コストダウンを図ることができるという効果を奏する。
【００１８】
前記金型と成形型において、打抜き成形部および成形部を備えているのがよい。こうすると、成形時所要の形状に成形できるとともに、抜き穴などを同時に形成できるから、工数を削減できて製品コストを低減できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明による板材成形加工方法とその加工型の具体的な実施の形態につき、図面を参照しつつ説明する。なお、この実施の形態は、建設機械（油圧ショベル）のサイドカバーの製作について記載する。
【００２０】
図１には本実施の形態のサイドカバー取付部を表わす図が示されている。図２に本実施形態のサイドカバーの製造過程を表わす概要図が示され、図３に一部を省略して表わす加工型の概要図が、図４に加工型に設けられたコーナー部のトリミング機構を表わす斜視図が、それぞれ示されている。
【００２１】
図１に示されるように、油圧ショベル１における上部旋回体２の旋回フレーム上に搭載されるエンジンその他の機器を覆う外装カバー３のうち、サイドカバー４は性能の異なる機種においても同一のデザインで、長さ方向の寸法Ｌのみを機種ごとに変えて対応できるようにして、合理化を図っている。そこで、本実施の形態ではこの種長さ寸法の異なるサイドカバー４の製作にかかる成形加工について説明する。図中符号５はカウンターウエイトである。
【００２２】
図２によって加工の手順を説明すると、まず、所要寸法に裁断された鋼板（以下ワーク１０という）を準備する（ａ）。次いで、このワーク１０（鋼板）をプリベンド工程（ｂ）に送って、一方の長手縁部１４の曲げ加工とプレス型により製品となったときの長さ方向に直交する縦断面が膨らみをもつ凸曲面１１となるように湾曲成形する。この際、その断面を所定の形状に１００％成形される。このようにプリベンドされた中間製品（一応ワーク１０として説明する）を次の成形工程（ｃ）に送って、所定の形状に仕上げられる。この成形工程（ｃ）では、四箇所のコーナー部１２，１２′並びに両端部の縁１３，１３と、ロック部のフォーミング１５および抜き穴１６とが同時に行われ、サイドカバーとしての製品が完成する。
【００２３】
前記成形工程（ｃ）において用いられる加工型２０は、図３に示すように、下型２１（本発明におけるトリミングする切刃を備えた金型に相当）は、外形が左右対称に形成される金型モジュール２１ａ，２１ｂと、必要時にこの左右金型モジュール２１ａ，２１ｂの間に介在挿入して金型の長さ寸法を変更できるようにする脱着形のスペーサ型２２とで構成され、前記金型モジュール２１ａ，２１ｂには、外形以外に成形する部分のフォーミング部、抜き穴などが所要個所に設けられている。そして、左右の金型モジュール２１ａ，２１ｂにおけるコーナー形成部２３には、トリミング用の切刃２４が取付けられている。この切刃２４は、図４に示されるように、型のコーナー形成部２３を取巻くようにしてフォーミング時におけるワーク１０の余剰部Ａが確実に切断できる範囲で、上型２５の移動方向に刃先を向けて取付けられている。また、この切刃２４の刃先２４ａ位置は、ワーク１０がフォーミングされた状態での折曲げ端位置に近い位置となるようにされ、コーナー形成部２３の両側では刃先２４ａを下側に傾斜させ、いわゆる二番を形成するようになされている。
【００２４】
一方、上型２５（本発明における押し曲げる成形型に相当）は、前記下型２１を構成する左右金型モジュール２１ａ，２１ｂに対応して、左右に分割された一対の上型モジュール２５ａ，２５ｂと、抜き穴用パンチなどを下型２１に対応させて設けられている。そして、この上型モジュール２５ａ，２５ｂの各コーナー形成部２６は、前記下型２１のトリミング用切刃２４に対応するように、下端縁２６ａに丸みを付け、フォーミング時にワーク１０の余剰部Ａが前記切刃２４との協働で殺ぎ落としできる形状寸法にされ、この内側に形成されるコーナー形成部２６と前記下型の切刃２４とでトリミング機構（本発明のピンチトリミング機構に相当）を構成している。なお、パンチの詳細についてはその構造が既知のものであるから省略する。
【００２５】
このようにされた下型２１並びに上型２５は、いずれもプレス機の金型装着部（図示せず）に装着する前に、成形品の長さ寸法に対応させる位置決めするための取付定盤３０，３０′に支持されている。この取付定盤３０には、上下型いずれも左右方向（成形品の長さ方向）にスライドさせて型モジュール２１ａ，２１ｂと２５ａ，２５ｂを固定できるように盤面上にスライド溝３１が設けられ、これに対応してスライドできるように上下各型２１，２５の型モジュール２１ａ，２１ｂと２５ａ，２５ｂの背面側には摺動子２１ｃ，２５ｃがそれぞれ付設され、かつ所定位置でその摺動子２１ｃ，２５ｃを緊結できるボルトが組み込まれている。
【００２６】
このような加工型２０によってワーク１０を成形するには、まず準備段階として成形品の長さ寸法に応じて加工型２０の上型２５および下型２１の左右型モジュール２１ａ，２１ｂと２５ａ，２５ｂを移動させて、加工型２０を整える。なお、最小寸法の場合は、左右の型モジュールを突合せれば所定の寸法となる。
【００２７】
こうして加工型２０がプレス装置にセットされて、成形加工する成形工程（ｃ）では、所定の寸法形状に成形されるのであり、この際四方のコーナー部では、図５（ａ）〜（ｄ）および（ａ′）〜（ｄ′）で示されるように、順次トリミング機構の作動によって成形と同時に伸長した余剰部分が殺ぎ落とされる。まず、（ａ），（ａ′）で表わされるように、下型２１の上面にプリベンドされたワーク１０を所定の向きに載置してセットする。次いで、プレス装置を作動させると、（ｂ），（ｂ′）で示されるように、上型２５が降下して下型２１の縁部とでワーク１０が押し曲げられる。
【００２８】
さらに、上型２５の下降によって、コーナー部では両側で折曲げられるワーク１０の塑性変形でコーナー角部２８を境にしてその両脇の折曲げられる部分１０ａ，１０ａが絞縮され、同時にコーナー部の稜線に沿った部分がその左右からの絞縮によって集まる余剰部分が上型２５のコーナー形成部２６で押し下げられて伸長し（扱かれ）、その結果、図５（ｂ′）で表わされるように下向きに伸長する余剰部Ａが発生する。上型２５の下降が進行すると、図５（ｃ）および（ｃ′）で表わされるように、押し曲げられて、かつ扱かれるワーク１０のコーナー形成部分は、やがて下型２１に付設されている切刃２４と接触し、次いで図５（ｄ），（ｄ′）にて示されるように、上型２５のコーナー形成部２６の下降によって、扱かれて下方に伸長する部分（余剰部Ａ）が切刃２４により剪断（切断）される。言換えると、殺ぎ落とされる。もちろん、殺ぎ落とされる余剰部分Ａ′は、金型外に落下して成形された製品が加工型の内に残される。
【００２９】
また、周縁部の折曲げ加工部（端部の縁１３、長手縁部１４）以外の個所で、たとえばロック部成形個所１５では、図示省略するが、下型２１の成型用窪所に対して上型２５の成型用凸部がワーク１０を押して所定の形状に成形する。同時に、当該個所に設けられるパンチによって抜き穴１６が打抜かれる。その後に、上型２５が後退動作に移行すると、成形された製品を系外に取出すことにより、サイドカバーとしての製品が得られる。
【００３０】
以上の説明では、最小長さ寸法のサイドカバーを製作する場合について記載したが、それよりも長さが長い寸法のものを製作する場合には、所要外形寸法に裁断された鋼板を、まず、第１にプレベンド工程で前記要領により縦断面を完成状態に曲げ加工し、その後の成形工程では、加工型全体の交換作業を必要とすることなく加工型の準備を整えて成形作業を行うことができる。
【００３１】
このようにして、本発明にかかる板材の成形加工方法によれば、縦断面形状が同一の製品で長さ寸法の異なる複数種のものを成形するには、要部となる両端部の曲げ加工以外の部分は、プレベンド加工して後に両端部を成形するようにしたことで、寸法が異なる総形の加工型を製作することなく、長さ寸法の伸縮可能な構成とすることで、共通型として合理的に使用でき、しかも無理なく成形できるのである。また、コーナー部の成形についても、トリミング機構を設けることで、成形と同時にコーナー部を殺ぎ落として後加工を省略することが可能となり、その分コストの低減を図ることができる。また、コーナー部を一挙に形成できるので、美麗に仕上げることができるという利点がある。
【００３２】
前記実施の形態では、油圧ショベルのサイドカバーについて説明したが、これに限定されるものではなく、他の形状の物品を成形するのに活用できる。特に、コーナー部のトリミングについては、上下型が左右に二分される構造の成形加工型で説明したが、単一構造の成形型においても、あるいは要部個所のみに用いられる場合であっても適用でき、当然、上記実施形態に限定されず広範囲での活用ができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本実施の形態の油圧ショベルにおけるサイドカバーの一例を表わす全体斜視図である。
【図２】図２は、本実施形態のサイドカバーの製造過程を表わす概要図である。
【図３】図３は、一部を省略して表わす加工型の概要図である。
【図４】図４は、加工型に設けられたコーナー部のトリミング機構を表わす斜視図である。
【図５】図５は、コーナー部の成形時におけるトリミング加工の過程を説明する図であって、（ａ）〜（ｄ）は加工時の断面の変化を表わし、（ａ′）〜（ｄ′）は（ａ）〜（ｄ）におけるワークの態様を斜視図によって表わしている。
【図６】図６は、油圧ショベルの斜視図である。
【図７】図７は、従来のサイドカバーの成形加工手順を表わす図である。
【符号の説明】
１                    油圧ショベル
４                    サイドカバー
１０                  ワーク
１０ａ                コーナー両脇の折曲げられる部分
１１                  凸曲面
１２，１２′          コーナー部
１３                  端部の縁
１４                  長手縁部
１５                  ロック部成形個所
１６                  抜き穴
２０                  加工型
２１                  下型
２１ａ，２１ｂ        金型モジュール
２３，２６            コーナー形成部
２４                  切刃
２５                  上型
２５ａ，２５ｂ        上型モジュール
２８                  コーナー角部
３０，３０′          取付定盤
３１                  スライド溝
Ａ                    余剰部
Ａ′                  殺ぎ落とされた余剰部分
【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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