(57)【要約】【課題】局部的な摩耗を防止して金型寿命を延ばすことができ、しかも比較的安価なプレスブレーキ用パンチおよびダイをそれぞれ提供する。【解決手段】プレスブレーキ用金型のパンチ２において、当該パンチ２における長手方向の一部の区間Ｌ１でかつ当該パンチ２の先端部２ａにのみ放電加工により硬質皮膜５を形成する表面硬化処理を施す。一方、プレスブレーキ用金型のダイ３において、当該ダイ３における長手方向の一部の区間Ｌ２でかつＶ溝４の肩部４ａにのみ放電加工により硬質皮膜５′を形成する表面硬化処理を施す。【選択図】図２
2007105765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイとの協働により板材の曲げ加工を行うプレスブレーキ用パンチにおいて、
当該パンチにおける長手方向の一部の区間にのみ放電加工により硬質皮膜を形成する表面硬化処理を施してなることを特徴とするプレスブレーキ用パンチ。
【請求項２】
前記表面硬化処理は、当該パンチの先端部にのみ施されている請求項１に記載のプレスブレーキ用パンチ。
【請求項３】
パンチとの協働により板材の曲げ加工を行うプレスブレーキ用ダイにおいて、
当該ダイにおける長手方向の一部の区間にのみ放電加工により硬質皮膜を形成する表面硬化処理を施してなることを特徴とするプレスブレーキ用ダイ。
【請求項４】
前記表面硬化処理は、前記パンチに対応する溝部の肩部にのみ施されている請求項３に記載のプレスブレーキ用ダイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板材の曲げ加工を行うプレスブレーキ用パンチおよびダイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、プレスブレーキによる板金曲げ作業においては、金型交換の段取り回数を極力減らすために、金型として比較的長尺のパンチおよびダイを用いて、長尺で板厚が薄い大物・薄板の曲げ加工と、短尺で板厚が厚い小物・厚板の曲げ加工との両方が行われている。このため、従来のパンチおよびダイでは、小物・厚板の曲げ加工が繰り返し行われると、局部的に摩耗が進行し、遂には大物・薄板の曲げ加工精度を高精度に保つことができなくなることから、摩耗がそれほど進行していない他の部分は再研削の必要がなくても、全長に亘って再研削を行わなければならず、寿命が短いという問題がある。このような問題を解消するためには金型の耐摩耗性を向上させる必要があり、耐摩耗性の向上が図られた金型として、例えば特許文献１〜３にて提案されているものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１９２２６４号公報
【特許文献２】特開２００４−２１６４１７号公報
【特許文献３】特開２０００−１７６５７０号公報
【０００４】
前記特許文献１にて提案されている金型は、パンチとの協働により板材を折り曲げるダイ金型であって、板材に接触される側のダイ上部として比較的熱処理硬度の高い材質の素材が用いられる一方、ダイ下部として比較的熱処理硬度の低い材質の素材が用いられ、前記ダイ上部となる素材と前記ダイ下部となる素材とが接合されてなる二重構造の接合材にて形成されて、耐摩耗性と靭性を共に向上させる構成とされている。
【０００５】
また、前記特許文献２にて提案されている金型は、パンチとの協働により板材を折り曲げるダイ金型であって、パンチに対応する溝部の表面に、窒化処理法、化学的蒸着法（ＣＶＤ法）および物理的蒸着法（ＰＶＤ法）のいずれかによって硬化層が形成されてなるものである。
【０００６】
また、前記特許文献３にて提案されている金型は、パンチとダイの協働により板材を折り曲げるプレスブレーキ用金型であって、パンチの先端部分およびダイのＶ溝肩部のそれぞれに長手方向の全部に亘って放電加工により硬質セラミックス皮膜を形成する表面硬化処理が施されてなるものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１に係るダイ金型では、ダイ上部として比較的熱処理硬度の高い材質の素材と、ダイ下部として比較的熱処理硬度の低い材質の素材とが接合されてなる二重構造の接合材にて形成されているために、材料費や熱処理費、接合費が嵩み、製造コストが高くなるという問題点がある。
【０００８】
また、前記特許文献２に係るダイ金型では、パンチに対応する溝部の表面に窒化処理法、化学的蒸着法（ＣＶＤ法）および物理的蒸着法（ＰＶＤ法）のいずれかによって硬化層が形成されているので耐摩耗性に優れるものの、これらの硬化処理がいずれも高温度での浸せき処理であるために、プレスブレーキ用金型の製作に適用する場合、金型の形状が細長いことから素材に高温浸せき処理による歪みが発生し易く、表面硬化処理後における歪み修正工程や寸法精度等を要求品質に仕上げる仕上げ工程などでコストが嵩み、また加工時間も長くかかるという問題点がある。
【０００９】
ところで、一般に、放電加工機による放電加工は加工時間が長い。また、プレスブレーキ用金型のパンチおよびダイは、いずれも細長い形状である。かかるパンチおよびダイに対し放電加工機による放電加工を施す際には、その放電加工機として加工ストロークの長いものを採用する必要がある。放電加工機の加工ストロークが短い場合には、加工対象（パンチ、ダイ）を当該加工機にセッティングし直す段取り回数が増え、加工工数が増加する。これらのことから、前記特許文献３にて提案されているプレスブレーキ用金型のパンチおよびダイでは、全長に亘って放電加工による表面硬化処理が施されているために、製作期間が長く、製作コストも高くなるという問題点がある。
【００１０】
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、局部的な摩耗を防止して金型寿命を延ばすことができ、しかも比較的安価なプレスブレーキ用パンチおよびダイをそれぞれ提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、第１発明によるプレスブレーキ用パンチは、
ダイとの協働により板材の曲げ加工を行うプレスブレーキ用パンチにおいて、
当該パンチにおける長手方向の一部の区間にのみ放電加工により硬質皮膜を形成する表面硬化処理を施してなることを特徴とするものである。
【００１２】
第１発明において、前記表面硬化処理は、当該パンチの先端部にのみ施されているのが好ましい（第２発明）。
【００１３】
次に、第３発明によるプレスブレーキ用ダイは、
パンチとの協働により板材の曲げ加工を行うプレスブレーキ用ダイにおいて、
当該ダイにおける長手方向の一部の区間にのみ放電加工により硬質皮膜を形成する表面硬化処理を施してなることを特徴とするものである。
【００１４】
第３発明において、前記表面硬化処理は、前記パンチに対応する溝部の肩部にのみ施されているのが好ましい（第４発明）。
【発明の効果】
【００１５】
本発明においては、長尺で板厚が薄い大物・薄板の曲げ加工の際にはパンチおよびダイにおけるそれぞれの機能部（曲げ加工に実質的に貢献する部位）の長手方向の略全体を用いて大物・薄板の折り曲げ動作が行われる一方、短尺で板厚が厚い小物・厚板の曲げ加工の際にはパンチおよびダイのそれぞれにおける硬質皮膜が形成された部分を用いて小物・厚板の折り曲げ動作が行われる。すなわち、金型に局部的な摩耗をもたらす小物・厚板の曲げ加工時には硬質皮膜が成膜された部位を用いて小物・厚板の折り曲げ動作が行われるので、局部的な金型の摩耗を避けることができる。したがって、従来のように金型の局部的な摩耗によって再研削の必要のない部分も含めて再研削する必要がなくなり、金型の寿命を延ばすことができる。また、本発明においては、放電加工により硬質皮膜を形成する表面硬化処理がパンチおよびダイにおけるそれぞれの長手方向の一部の区間にのみ施される。このため、当該表面硬化処理に要する加工時間が比較的短くなり、また当該表面硬化処理を放電加工機の加工ストロークに制限されずに実施することができる。したがって、製作期間の短縮と製作コストの低減を共に図ることができる。また、本発明においては、金型の表面に硬質皮膜を形成する表面硬化処理が放電加工によって行われるため、金型が高熱に曝されることがなく、当該表面硬化処理による歪みが発生しない。したがって、従来技術（特許文献２参照）では必要とされる表面硬化処理後の歪み修正工程や寸法精度等を要求品質に仕上げる仕上げ工程などが不要であり、製作期間の短縮と製作コストの低減を共に図ることができる。本発明によれば、局部的な摩耗を防止して金型寿命を延ばすことができ、しかも比較的安価なプレスブレーキ用パンチおよびダイをそれぞれ提供することができる。
【００１６】
ところで、パンチに対応する溝部（一般的にはＶ字形の溝部（以下、単に「Ｖ溝」という。）。）を有するダイを用いたＶ曲げ加工において、曲げ加工に必要な加圧力はプレスブレーキの駆動力によりパンチを介して被加工材料に加えられるため、パンチの先端部には加圧力が集中される。したがって、放電加工による表面硬化処理をパンチの先端部にのみ施す構成を採用することにより、パンチの延命化を図りつつ放電加工費をより低減することができる。また、前記Ｖ曲げ加工において、被加工材料はダイのＶ溝の肩部に圧迫されながらＶ溝の底に向けて滑り込むようにして曲げられるため、Ｖ溝の肩部表面では高面圧状態で被加工材料が摺動されることになる。したがって、放電加工による表面硬化処理をＶ溝の肩部にのみ施す構成を採用することにより、ダイの延命化を図りつつ放電加工費をより低減することができる。
【００１７】
なお、小物・厚板の曲げ加工は、プレスブレーキ用パンチおよびダイのそれぞれにおける長手方向の中央部分を主に用いて行われる。その理由は、被加工材料に対して加圧力を均一かつ安定的に作用させることができるからである。したがって、放電加工による表面硬化処理は、パンチおよびダイのそれぞれにおける長手方向の中央部分に施されるのが良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に、本発明によるプレスブレーキ用パンチおよびダイの具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１９】
図１には、本発明の一実施形態に係るプレスブレーキ用パンチおよびダイの全体外観斜視図が示されている。また、図２には、図１のＡ矢視図（ａ）および（ａ）のＸ−Ｘ視拡大断面図（ｂ）がそれぞれ示されている。また、図３には、図１のＢ−Ｂ矢視図（ａ）および（ａ）のＹ−Ｙ視拡大断面図（ｂ）がそれぞれ示されている。
【００２０】
図１に示されるプレスブレーキ用金型１は、図示されないプレスブレーキにおけるラムとテーブルとの間に互いに対向するように配置されるパンチ２およびダイ３よりなり、これらパンチ２およびダイ３の協働によってそのパンチ２とダイ３との間に配される被加工材料（例えば、鋼板、アルミニウム合金板等）に対し曲げ加工を施すことができるように構成されている。なお、前記プレスブレーキとしては、油圧式や機械式の駆動手段により駆動されるラムが下降する下降式プレスブレーキ、あるいは同ラムが上昇する上昇式プレスブレーキがあるが、本実施形態は、下降式プレスブレーキに装着されるプレスブレーキ用金型に本発明が適用された例であり、前記パンチ２が図示省略されるパンチホルダを介して上方のラムに装着される一方、前記ダイ３が図示省略されるダイホルダを介して下方のテーブルに装着される。
【００２１】
前記パンチ２およびダイ３はいずれも、その素材として例えば通常の高炭素鋼（Ｓ４３Ｃ等）やクロムモリブデン鋼（ＳＣＭ４４０Ｈ等）が用いられ、長尺の被加工材料をＶ曲げ加工できるように細くて長い形状とされている。ここで、前記ダイ３には、被加工材料の曲げ加工条件に応じて所定の寸法に設定されるダイ肩幅やダイ肩半径、ダイ溝角度等の形状条件を備えたＶ字形の溝部４（以下、単に「Ｖ溝４」という。）が長手方向に設けられている。また、前記パンチ２の先端部２ａにおいては、曲げ加工製品の要求仕様に応じてその先端に所定の大きさの丸みが設けられるとともに、Ｖ曲げ加工時に被加工材料を挟んだ状態で前記Ｖ溝４に嵌り込むような先細り形状に形成されている。
【００２２】
ところで、前記パンチ２およびダイ３の協働によるＶ曲げ加工において、曲げ加工に必要な加圧力はプレスブレーキの駆動力によりパンチ２を介して被加工材料に加えられるため、パンチ２の先端部２ａには加圧力が集中される。また、被加工材料はダイ３におけるＶ溝４の肩部４ａ，４ａ（図３参照）に圧迫されながらそのＶ溝４の底に向けて滑り込むようにして曲げられるため、その肩部４ａ，４ａの表面では高面圧状態で被加工材料が摺動されることになる。また、短尺で板厚が厚い小物・厚板の曲げ加工は、被加工材料に対して加圧力を均一かつ安定的に作用させるために、パンチ２およびダイ３のそれぞれにおける長手方向の中央部分を主に用いて行われる。
【００２３】
そこで、前記パンチ２においては、図２（ａ）（ｂ）に示されるように、長手方向の中央部でかつその先端部２ａにのみ後述する表面硬化処理による硬質皮膜５が形成されている。より具体的に述べると、例えば、パンチ２の全長が８３５ｍｍである場合には、パンチ２の長手方向の中心位置を示す中心線Ｓ１を基準に図２（ａ）の左右方向にそれぞれ５０ｍｍずつ合計１００ｍｍの区間長さＬ１で硬質皮膜５が形成される。一方、前記ダイ３においては、図３（ａ）（ｂ）に示されるように、長手方向の中央部でかつＶ溝４の肩部４ａ，４ａにのみ後述する表面硬化処理による硬質皮膜５′が形成されている。より具体的に述べると、例えば、ダイ３の全長が８３５ｍｍである場合には、ダイ３の長手方向の中心位置を示す中心線Ｓ２を基準に図３（ａ）の上下方向にそれぞれ５０ｍｍずつ合計１００ｍｍの区間長さＬ２で硬質皮膜５′が形成される。こうして、パンチ２およびダイ３のそれぞれに対して施す後述の表面硬化処理を必要最小限とすることで、製作期間の短縮と製作コストの低減を共に図ることができる。
【００２４】
前記パンチ２およびダイ３に対して施される表面硬化処理としては、例えば、チタンからなる電極を、炭素を構成元素とした加工液中で放電させ、放電により電極から放出されたチタンイオンと、放電熱により分解された加工液中の炭素とを化学反応させてチタンカーバイト（ＴｉＣ）とし、対象ワーク（パンチ２、ダイ３）の表面にそのＴｉＣの硬質皮膜（硬質セラミックス皮膜）５，５′を形成する放電現象を利用した放電加工によるものが挙げられる。この放電加工による表面硬化処理によれば、常温での処理が可能であるので、当該表面硬化処理による歪みが発生しない。したがって、従来技術（特許文献２参照）では必要とされる表面硬化処理後の歪み修正工程や寸法精度等を要求品質に仕上げる仕上げ工程などが不要である。
【００２５】
なお、前記硬質皮膜５，５′は、厚さ０．０１ｍｍ程度の表面硬化層と、厚さ０．００５ｍｍ程度の浸透層とよりなるものである。このため、表面硬化処理が施されている部分と表面硬化処理が施されていない部分との厚みの差が曲げ加工精度に影響を及ぼすことは殆どなく、長尺で板厚が薄い大物・薄板の曲げ加工を精度良く実施することが可能である。また、この硬質皮膜５，５′は、その硬さがビッカース硬さＨＶ２５００〜３０００程度であり、耐摩耗性に極めて優れるものである。
【００２６】
以上に述べたように構成されるプレスブレーキ用金型１による板金曲げ作業においては、長尺で板厚が薄い大物・薄板の曲げ加工の際にはパンチ２およびダイ３におけるそれぞれの機能部（曲げ加工に実質的に貢献する部位）の長手方向の略全体を用いて大物・薄板の折り曲げ動作が行われる一方、短尺で板厚が厚い小物・厚板の曲げ加工の際にはパンチ２およびダイ３のそれぞれにおける硬質皮膜５，５′が形成された部分を用いて小物・厚板の折り曲げ動作が行われる。すなわち、金型に局部的な摩耗をもたらす小物・厚板の曲げ加工時には硬質皮膜５，５′が成膜された部位を用いて小物・厚板の折り曲げ動作が行われるので、局部的な金型の摩耗を避けることができる。したがって、従来のように金型の局部的な摩耗によって再研削の必要のない部分も含めて再研削する必要がなくなり、金型の寿命を延ばすことができる。
【００２７】
本実施形態によれば、局部的な摩耗を防止して金型寿命を延ばすことができ、しかも比較的安価なプレスブレーキ用金型のパンチおよびダイをそれぞれ提供することができる。
【００２８】
なお、一般にＶ曲げ加工において、プレス加圧能力が決定されると、曲げ加工を行え得る板材の曲げ長さと板厚との関係が決定される。そこで、この関係に基づいて小物・厚板の曲げ加工を行え得る曲げ長さを求め、この求められた曲げ長さに応じて、前記表面硬化処理が施される区間長さＬ１，Ｌ２を必要最小限に設定するのが、製作期間の短縮と製作コストの低減の観点から好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係るプレスブレーキ用パンチおよびダイの全体外観斜視図
【図２】図１のＡ矢視図（ａ）および（ａ）のＸ−Ｘ視拡大断面図（ｂ）
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視図（ａ）および（ａ）のＹ−Ｙ視拡大断面図（ｂ）
【符号の説明】
【００３０】
１          プレスブレーキ用金型
２          パンチ
２ａ        パンチ先端部
３          ダイ
４          Ｖ溝（溝部）
４ａ        Ｖ溝肩部
５，５′    硬質皮膜
【図１】
2007105765.tif 000003
【図２】
2007105765.tif 000004
【図３】
2007105765.tif 000005