(57)【要約】【課題】上金型と下金型とで被加工材料を加圧して加工を施す際に、被加工材料の製品としての精度が落ちないようにする実用的なプレス金型装置を提供すること。【解決手段】上金型３が設けられた上下動可能なスライド２と、下金型６が設けられたボルスタ５とを備え、前記上金型３と前記下金型６とで被加工材料２０を加圧して加工を施すプレス金型装置１において、下金型６底面に形成された凹部６Ａ内にシム１１を介して前記下金型６底面より下方へ突出する突出部材１２を配設すると共に、上金型３上面に形成された凹部３Ａ内にシム１５を介して前記上金型３上面より上方へ突出する突出部材１６を配設する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上金型が設けられた上下動可能なスライドと、下金型が設けられたボルスタとを備え、前記上金型と前記下金型とで被加工材料を加圧して加工を施すプレス金型装置において、前記下金型底面に形成された凹部内にシムを介して前記下金型底面より下方へ突出する下突出部材を配設し、及び／又は前記上金型上面に形成された凹部内にシムを介して前記上金型上面より上方へ突出する上突出部材を配設したことを特徴とするプレス金型装置。
【請求項２】
上金型が設けられた上下動可能なスライドと、下金型が設けられたボルスタとを備え、前記上金型と前記下金型とで被加工材料を加圧して加工を施すプレス金型装置において、前記下金型底面に形成された凹部内にシムを介して前記下金型底面の前記加工の際の変形量が最も大きい部位が下方へ向けての突出度が高く前記底面外端部に行くに従って徐々に突出度が低くなるような下突出部材を配設し、及び／又は前記上金型上面に形成された凹部内にシムを介して前記上金型上面の前記加工の際の変形量が最も大きい部位が上方へ向けての突出度が高く前記上面外端部に行くに従って徐々に突出度が低くなるような上突出部材を配設したことを特徴とするプレス金型装置。
【請求項３】
上金型が設けられた上下動可能なスライドと、下金型が設けられたボルスタとを備え、前記上金型と前記下金型とで被加工材料を加圧して加工を施すプレス金型装置において、下面に形成された凹部内にシムを介して下方へ突出する下突出部材を配設した下調整部材を前記下金型と前記ボルスタとの間に配設し、及び／又は上面に形成された凹部内にシムを介して上方へ突出する上突出部材を配設した上調整部材を前記上金型と前記スライドとの間に配設したことを特徴とするプレス金型装置。
【請求項４】
上金型が設けられた上下動可能なスライドと、下金型が設けられたボルスタとを備え、前記上金型と前記下金型とで被加工材料を加圧して加工を施すプレス金型装置において、下面に形成された凹部内にシムを介して前記加工の際の変形量が最も大きい部位が下方へ向けての突出度が高く外端部に行くに従って徐々に突出度が低くなるような下突出部材を配設した下調整部材を前記下金型と前記ボルスタとの間に配設し、及び／又は上面に形成された凹部内にシムを介して前記加工の際の変形量が最も大きい部位が上方へ向けての突出度が高く外端部に行くに従って徐々に突出度が低くなるような上突出部材を配設した上調整部材を前記上金型と前記スライドとの間に配設したことを特徴とするプレス金型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、上金型が設けられた上下動可能なスライドと、下金型が設けられたボルスタとを備え、前記上金型と前記下金型とで被加工材料を加圧して加工を施すプレス金型装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、前記上金型と前記下金型とで被加工材料を加圧して加工を施す際に、両金型、スライド及びボルスタが変形し、即ち上金型とスライドは上方へ反るように変形すると共に下金型とボルスタは下へ反るように変形し、被加工材料の製品としての精度が落ちるという問題がある。
【０００３】
このため、製品への影響を補正するため、両金型の表面を調整する作業を手作業で複数回行っているのが実情である。また、金型支持体の金型装着面に対して突出／埋没する方向へ複数個のダイホルダブロックを駆動手段により移動させるプレス機械の金型取付け位置補正装置に係る技術が、特許文献１などに提案されている。
【特許文献１】特開２００５−１１８８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１にて提案された技術では、構造が複雑で、コスト高であって、実用的ではない。
【０００５】
そこで本発明は、上金型と下金型とで被加工材料を加圧して加工を施す際に、被加工材料の製品としての精度が落ちないようにする実用的なプレス金型装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このために第１の発明は、上金型が設けられた上下動可能なスライドと、下金型が設けられたボルスタとを備え、前記上金型と前記下金型とで被加工材料を加圧して加工を施すプレス金型装置において、前記下金型底面に形成された凹部内にシムを介して前記下金型底面より下方へ突出する下突出部材を配設し、及び／又は前記上金型上面に形成された凹部内にシムを介して前記上金型上面より上方へ突出する上突出部材を配設したことを特徴とする。
【０００７】
第２の発明は、上金型が設けられた上下動可能なスライドと、下金型が設けられたボルスタとを備え、前記上金型と前記下金型とで被加工材料を加圧して加工を施すプレス金型装置において、前記下金型底面に形成された凹部内にシムを介して前記下金型底面の前記加工の際の変形量が最も大きい部位が下方へ向けての突出度が高く前記底面外端部に行くに従って徐々に突出度が低くなるような下突出部材を配設し、及び／又は前記上金型上面に形成された凹部内にシムを介して前記上金型上面の前記加工の際の変形量が最も大きい部位が上方へ向けての突出度が高く前記上面外端部に行くに従って徐々に突出度が低くなるような上突出部材を配設したことを特徴とする。
【０００８】
第３の発明は、上金型が設けられた上下動可能なスライドと、下金型が設けられたボルスタとを備え、前記上金型と前記下金型とで被加工材料を加圧して加工を施すプレス金型装置において、下面に形成された凹部内にシムを介して下方へ突出する下突出部材を配設した下調整部材を前記下金型と前記ボルスタとの間に配設し、及び／又は上面に形成された凹部内にシムを介して上方へ突出する上突出部材を配設した上調整部材を前記上金型と前記スライドとの間に配設したことを特徴とする。
【０００９】
第４の発明は、上金型が設けられた上下動可能なスライドと、下金型が設けられたボルスタとを備え、前記上金型と前記下金型とで被加工材料を加圧して加工を施すプレス金型装置において、下面に形成された凹部内にシムを介して前記加工の際の変形量が最も大きい部位が下方へ向けての突出度が高く外端部に行くに従って徐々に突出度が低くなるような下突出部材を配設した下調整部材を前記下金型と前記ボルスタとの間に配設し、及び／又は上面に形成された凹部内にシムを介して前記加工の際の変形量が最も大きい部位が上方へ向けての突出度が高く外端部に行くに従って徐々に突出度が低くなるような上突出部材を配設した上調整部材を前記上金型と前記スライドとの間に配設したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上のような本発明によれば、上金型と下金型とで被加工材料を加圧して加工を施す際に、被加工材料の製品としての精度が落ちないようにする実用的なプレス金型装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の絞り加工用プレス金型装置の第１の実施形態を図面に基づき説明する。図１はプレス金型装置１の正面図であり、このプレス金型装置１は上下動可能なスライド２と、このスライド２下面に固定される上金型３と、ベッド４と、このベッド４上に固定されるボルスタ５と、このボルスタ５上面に固定される下金型６と、この下金型６の周りに上下動可能に配されて初期位置に配置すべく前記上金型３に向かって弾性装置１０によって押圧されているブランクホルダ７と、コラム８と、クラウン９と等を備えている。
【００１２】
そして、図２に示すように、前記下金型６底面に形成された凹部６Ａ内にシム１１を介して前記下金型６底面のプレス加工の際の変形量が最も大きい部位が下方へ向けての突出度が高く前記底面外端部に行くに従って徐々に突出度が低くなるような突出部材１２を配設し、下金型６にシム１１及び突出部材１２を複数のボルト１３で固定する。
【００１３】
また、前記上金型３上面に形成された凹部３Ａ内にシム１５を介して前記上金型３上面のプレス加工の際の変形量が最も大きい部位が上方へ向けての突出度が高く上面外端部に行くに従って徐々に突出度が低くなるような突出部材１６を配設し、上金型３にシム１５及び突出部材１６を複数のボルト１７で固定する。
【００１４】
そして、前記ブランクホルダ７の内周面と下金型６の外周面にはそれぞれ所定間隔を存して低摩擦材から成る案内部材が形成され、下金型６の外周に沿ってブランクホルダ７が円滑に上下動できるように案内される。また、前記弾性装置１０はベッド４内に内蔵された弾性動力源のエアシリンダー（図示せず）と、このエアシリンダーのロッド上部が固定されたクッション板（図示せず）と、クッションピン１８とから構成される。このクッションピン１８は前記クッション板と前記ブランクホルダ７との間に抜き差し可能に設けられて、下金型６の下部に外方に延在した鍔６Ｂ及びボルスタ５を貫通して前記ブランクホルダ７を押し上げている。
【００１５】
そして、上金型３が下金型６と離れて上方に位置されている際には、ブランクホルダ７は弾性装置１０に支持されて上方に位置している。この状態で、ボルスタ５の上面に取り付けた下金型６の上に概ね平板状の被加工材料２０を載置してセットし、図示しない駆動源によるスライド２及び上金型３が下降することによって前記被加工材料２０に当接すると、ブランクホルダ７もまた上金型３の下降と共に前記下金型６の前記案内部材に沿って前記ブランクホルダ７の案内部材が案内されながら弾性装置１０の弾性力に抗して下降し始める。
【００１６】
更に、上金型３が下降してブランクホルダ７に圧力を加えて下金型６の上面がブランクホルダ７の上面より突出し、上金型３の下面と下金型６の上面とが十分に接近すると、下金型６の上面及び上金型３の下面（両金型の製品形状面）に倣った所定形状の製品をプレス加工することとなる。
【００１７】
そして、この下降後、上金型３は上昇し、上金型３及びブランクホルダ７は逆の動作をして、それぞれ初期位置に戻され、この加工された前記被加工材料（製品）２０は手動又は自動で取出され、新たな加工すべき被加工材料２０が下金型６の上に載置されてセットされて、前述したような動作が繰り返される。
【００１８】
図３に示すように、前記ボルスタ５上面には大きさ等の異なる種々の下金型６を取り付け可能とするために、所定間隔を存して平行な複数列の逆Ｔ字形状の取付溝２１が開設されている。また、図４に示すように、下金型６の前部及び後部には平面視Ｕ字形状の取付溝２２が開設された取付片２３がそれぞれ外方へ例えば２つずつ突設されている。そして、前記取付溝２１の幅広部２１Ａ内にその頭部（幅狭部２１Ｂの長さより大きな直径である）が挿入されると共にその軸部が幅狭部２１Ｂより上方へ突出したボルト２４を取付溝２２を介して取付片２３を貫通させた状態にして、ワッシャー２５を介して上方からナット２６を締め付けることにより前記ボルスタ５に下金型６を取り付けることができる。
【００１９】
なお、図示しないが、スライド２に上金型３を同様な構造によって取り付けることができる。しかし、前記上金型３と下金型６とで被加工材料２０を加圧して加工を施す際に、上金型３とスライド２は上方へ反るように変形すると共に下金型６とボルスタ５は下へ反るように変形し、被加工材料２０の製品としての精度が落ちることとなる。
【００２０】
そこで、前述の変形量を把握して、この変形量を補正することが考えられる。そのために、前述の変形量を変形シミュレーションプログラムを使用したり、計算で求めたりして、把握する方法がある。また、図５、図７乃至図９に示すように、プレス金型装置１に複数のセンサー３０を取り付けて、変形量を計測して把握する方法がある。そして、この変形量に金型やプレス機械の圧縮率等を考慮して補正量として使用する。
【００２１】
このセンサー３０として加速度センサーを用いて、プレス荷重方向の加速度を計測し、この計測された加速度を２回積分して、ボルスタ５やスライド２の変位を算出する。即ち、加速度センサーから出力される加速度信号を時間積分して加速度センサーの各配置位置での経時的な速度信号を生成させ、次いでこの速度信号を時間積分して各配置位置の動的変位量に相当する経時的な変位信号を生成させ、これを数値化して各配置位置での絶対的な動的変位量を得る。
【００２２】
また、同じくセンサー３０としてひずみゲージを用いて計測する。この場合、この計測値を実物に近い解析条件を与えて解析した結果、ひずみ値が一致していれば、その解析結果は実物を模擬していると考えられる。計算上のたわみは、実物のたわみを表すと解されるからである。
【００２３】
先ず、図５に示すように、センサー３０をボルスタ５の表面や裏面、又は前記取付溝２１内に、具体的には例えば取付溝２１の底面などに取り付ける。このセンサー３０の配置は、図７に示すように、ボルスタ５の中心部（下金型６の中心部でもある）で交差するように、所定間隔を存して平面視十字に配設する。これは、センサー３０の配設個数を極力少なくできる配置である。
【００２４】
また、図８に示すように、ボルスタ５にセンサー３０を概ね同心楕円状に且つ中心近くに多く配設する。これにより、配設個数は多いが、中心部に集中して配設するので、適切な精度の高い計測値が得られる。更に、図９に示すように、センサー３０を満遍無く、配設する。これは、配設個数はかなり多くなるが、精度の高い計測値が得られる。
【００２５】
以上のようにセンサー３０を配設して、型合せを行なうことにより、各センサー３０からの出力に基づく型合せ線図（等高線）のイメージを図６に示すが、一般的に中央部近傍が最も変形量が多く、端部に向かうに従って少なくなる。従って、各センサー３０からの計測値に基づいて、ボルスタ５のどの部位にどの位の変形が生じるかが把握できる。また同様に、図示しないが、スライド２にもセンサー３０を配設することにより、スライド２のどの部位にどの位の変形が生じるかが把握できる。
【００２６】
従って、図２に示し、前述したように、前記下金型６底面に形成された凹部６Ａ内に前記センサー３０の計測値に基づく変形量に対応した厚さを有するシム１１を介して前記突出部材１２を配設して、下金型６にシム１１及び突出部材１２を複数のボルト１３で固定する。
【００２７】
また、前記上金型３上面に形成された凹部３Ａ内に前記センサー３０の計測値に基づく変形量に対応した厚さを有するシム１５を介して前記突出部材１６を配設して、上金型３にシム１５及び突出部材１６を複数のボルト１７で固定する。
【００２８】
なお、この場合、前記シム１１、１５は例えば鋼板で作製するが、平面で厚さも一律でもよいが、部位により厚さが異なるものでもよい。また、このシム１１、１５は種々の厚さの異なるものを準備しておくが、同一又は異なる厚さのものを複数枚重ねて使用してもよい。
【００２９】
更には、図２に示したように、上金型３上面にスライド２に向けて最も変形量が大きい部位である、例えば中央部近傍を最も高く外端部を低く滑らかに突出した突出部材１６を前記スライド２に配設された前記センサー３０の計測値に基づく変形量に対応した厚さで形成し、また下金型６下面にボルスタ５に向けて最も変形量が大きい部位である、例えば中央部近傍を最も高く外端部を低く滑らかに突出した突出部材１２を前記ボルスタ５に配設された前記センサー３０の計測値に基づく変形量に対応した厚さで形成する。即ち、前記突出部材１６、１２は中央部近傍から外端部に行くに従って徐々に突出度が低くなるように滑らかに形成する。
【００３０】
以上のように、スライド２、ボルスタ５、コラム８等及び金型３、６の変形量を見込んだシム１１、１５を介して突出部材１２、１６を形成することにより、スライド２及び上金型３の下降によりこの上金型３と下金型６とで被加工材料２０を加圧して加工を施す際に、上金型３と下金型６とのクリアランス（ギャップ）が望ましいものとなり、被加工材料の製品としての精度を高いものとすることができる。
【００３１】
従って、上金型３と下金型６とで被加工材料２０を加圧して加工を施す際に、被加工材料２０の製品としての精度が落ちないようにでき、前記シム１１、１５を厚さの異なるものに交換することにより、突出部材１２の突出量（下金型６下端よりの）や突出部材１６の突出量（上金型３上端よりの）を調整できる実用的なプレス金型装置を提供することができる。
【００３２】
なお、シムと突出部材とを下金型６及び上金型３に配設したが、これに限らず、いずれか一方のみに形成してもよい。
【００３３】
次に、第１０図に基いて、第２の実施形態について説明する。上面に形成された凹部３０内にシム３１を介して上方へ突出する突出部材３２を配設した調整部材３３を前記上金型３と前記スライド２との間に配設する。
【００３４】
詳述すると、調整部材３３の上面に形成された凹部３０内にシム３１を介して上方へ突出する突出部材３２を例えば４箇所においてボルト３４により調整部材３３に固定する。そして、調整部材３３の下端外縁部の例えば４箇所において、外方から開設した溝３５とこの溝３５に連通する切欠３６を形成すると共に、前記調整部材３３の各溝３５と各切欠３６に対応する上金型３の上端の４箇所において同様に溝３７とこの溝３７に連通する切欠３８を形成し、外方から両切欠３６、３８にその軸部を嵌合させると共にその頭部を溝３５内に及びナット３９を溝３７内に納めるようにしてボルト４０により上金型３に調整部材３３を固定し、この調整部材３３をスライド２に固定する。
【００３５】
以上のように、上面に形成された凹部３０内にシム３１を介して前記加工の際の変形量が最も大きい部位が上方へ向けての突出度が高く外端部に行くに従って徐々に突出度が低くなるような（滑らかに低くなるような）突出部材３２を配設した調整部材３３を前記上金型３と前記スライド２との間に配設するが、前記調整部材３３、前記突出部材３２及びシム３１は前記センサー３０の計測値に基づく変形量に対応した厚さで形成する。
【００３６】
また、以上のように、図１０においては、調整部材を前記上金型３と前記スライド２との間に配設したが、図示してはいないが、下金型６とボルスタ５との間にも同様な構造により配設してもよいし、いずれか一方にのみ配設してもよい。このような調整部材（突出部材を含む）は、上金型３と下金型６とで被加工材料２０を加圧して加工を施す際のスライド２、ボルスタ５の変形に合わせた突出度合いとして作成、即ちプレス金型装置１毎に作成するものである。
【００３７】
なお、本発明は、プレス金型装置、即ち成形機としてプレス機械、金型としてプレス金型を例にして説明したが、成形機としての射出成形機、金型としての射出成形金型にも適用でき、更には鍛造やダイキャストなどにも適用できる。即ち、成形機と金型が加圧時に変形する場合における補正構造として適用できるものである。
【００３８】
以上本発明の実施形態について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】プレス金型装置の正面図である。
【図２】プレス金型装置の要部縦断正面図である。
【図３】ボルスタの斜視図である。
【図４】ボルスタへの下金型の取り付け状態を示す部分斜視図である。
【図５】ボルスタにセンサーを配設した状態の部分正面図である。
【図６】型合せ線図のイメージを表す図である。
【図７】センサーを配置したボルスタの平面図である。
【図８】センサーを配置したボルスタの平面図である。
【図９】センサーを配置したボルスタの平面図である。
【図１０】第２の実施形態のプレス金型装置の要部縦断正面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１            プレス金型装置
２            スライド
３            上金型
３Ａ          凹部
５            ボルスタ
６            下金型
６Ａ          凹部
１１、１５    シム
１２、１６    突出部材
３０          凹部
３１          シム
３２          突出部材
３３          調整部材
【図１】
2007326135.tif 000003
【図２】
2007326135.tif 000004
【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】
2007326135.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007326135.tif 000011
【図１０】
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