(57)【要約】【課題】  板材に長孔を継ぎ目無く加工することができるパンチプレスの追抜き加工方法を提供する。【解決手段】  このパンチプレスの追抜き加工方法は、パンチ加工によるパンチ孔を隣合うもの同士が互いに部分的に重複するように複数開けることで、単独のパンチ孔よりも平面方向に長い長孔３０を板材Ｗに開ける追抜き加工を行う。板材Ｗの少なくとも片側の面に、所望の長孔３０の端縁に沿う溝３１を形成する過程と、パンチ加工用のパンチ金型４を前記溝３１に沿わせながら前記追抜き加工を行う過程とを含む。【選択図】        図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パンチ加工によるパンチ孔を隣合うもの同士が互いに部分的に重複するように複数開けることで、単独のパンチ孔よりも平面方向に長い長孔を板材に開ける追抜き加工を行うパンチプレスの追抜き加工方法であって、
板材の少なくとも片側の面に、所望の長孔の端縁に沿う溝を形成する過程と、パンチ加工用のパンチ金型を前記溝に沿わせながら前記追抜き加工を行う過程とを含むパンチプレスの追抜き加工方法。
【請求項２】
前記パンチ金型は、板材の面と平行な断面の形状が、半円状外周部と、この半円状外周部の両端に接線方向に続く互いに平行な直線状外周部とを有する形状であり、このパンチ金型を板材に対して相対的に前記半円状外周部の側へ位置をずらせながら前記追抜き加工を行わせる請求項１記載のパンチプレスの追抜き加工方法。
【請求項３】
板材にパンチ加工を行うパンチ加工手段と、板材を前記パンチ加工手段のパンチ位置へ送る板材送り手段と、上金型を複数設置可能な上側の工具支持体と、前記上金型に対応する下金型を複数設置可能な下側の工具支持体と、これら上側の工具支持体および下側の工具支持体の上金型および下金型を前記パンチ位置に割り出す金型割出手段と、前記パンチ加工手段、板材送り手段、および金型割出手段を制御する加工制御手段とを備えたパンチプレスであって、
前記複数の上金型および下金型のうち少なくとも１組は、板材にパンチ孔を開けるためのパンチ金型およびダイ金型であり、他の少なくとも１組は、板材の表面に溝を形成するための溝切りツールおよび溝切り用ダイであり、
前記加工制御手段は、
前記金型割出手段により前記溝切りツールおよび溝切り用ダイを前記パンチ位置に割り出させ、この割り出された溝切りツールおよび溝切り用ダイを用いて所望の長孔の端縁に沿う溝を形成するように、前記板材送り手段およびパンチ加工手段に板材送りおよび加工をさせる溝切り制御と、
前記金型割出手段により前記パンチ金型およびダイ金型を前記パンチ位置に割り出させ、この割り出されたパンチ金型およびダイ金型を用いて、パンチ金型を前記溝に沿わせながら、隣合うもの同士を互いに部分的に重複させて複数のパンチ孔を開けるように、前記板材送り手段およびパンチ加工手段に板材送りおよび加工をさせる追抜き加工制御と、
を行わせるものであるパンチプレス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パンチプレスを用いて板材に長孔を加工する追抜き加工方法、およびそれに用いるパンチプレスに関する。
【背景技術】
【０００２】
パンチプレスを用いて板材に長孔を加工する場合、所望の長孔の形状に沿って複数のパンチ孔を連続して形成する追抜き加工方法が採られる。しかし、この方法によると、長孔における各パンチ孔の継ぎ部に小突起状の継ぎ目が生じる。そのため、精度が要求される箇所や、製品になった時に目につきやすい箇所に位置する長孔については、長孔の加工終了後、やすりやサンダーがけ等の手作業により前記継ぎ目を除去していた。
【０００３】
特許文献１には、板材を打ち抜き加工したときに、打ち抜き孔の周囲に形成されるバリを除去する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−９５５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のように、パンチプレスによる長孔加工後に手作業で継ぎ目を除去するのは、継ぎ目除去作業が煩わしく、作業の能率も悪い。また、特に意匠性が求められる製品については、従来の追抜き加工方法では対応できない場合があった。
【０００５】
この発明の目的は、板材に長孔を継ぎ目無く加工することができるパンチプレスの追抜き加工方法を提供することである。
この発明の他の目的は、追抜き加工を良好に行えるようにすることである。
この発明のさらに他の目的は、上記方法で追抜き加工を行うのに適したパンチプレスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明のパンチプレスの追抜き加工方法は、パンチ加工によるパンチ孔を隣合うもの同士が互いに部分的に重複するように複数開けることで、単独のパンチ孔よりも平面方向に長い長孔を板材に開ける追抜き加工を行う方法であって、板材の少なくとも片側の面に、所望の長孔の端縁に沿う溝を形成する過程と、パンチ加工用のパンチ金型を前記溝に沿わせながら前記追抜き加工を行う過程とを含む。
追抜き加工による継ぎ目は、板厚が大きいほど出やすいという傾向がある。そのため、この発明のように、事前に所望の長孔の端縁に沿う溝を形成して、打ち抜き箇所の板厚を薄くしておけば、追抜き加工を行っても継ぎ目が出にくい。
【０００７】
この発明において、前記パンチ金型は、板材の面と平行な断面の形状が、半円状外周部と、この半円状外周部の両端に接線方向に続く互いに平行な直線状外周部とを有する形状であり、このパンチ金型を板材に対して相対的に前記半円状外周部の側へ位置をずらせながら前記追抜き加工を行わせると良い。
継ぎ目が発生するメカニズムについて説明する。上からパンチ金型をパンチして板材にパンチ孔を開ける場合、パンチ孔の上部に曲げ応力等によるダレが生じる。パンチ孔のコーナー部では、コーナー部の両側の交差する辺に作用する応力が互いに反発し合うことにより、ダレは小さくなっている。そのため、追抜き加工を行った場合に、先のパンチ加工で形成されたパンチ孔のコーナー部に残されたダレの小さい部分が継ぎ目として現れるのである。
断面形状が半円状外周部と直線状外周部とを有する形状をしたパンチ金型で開けたパンチ孔には、少なくとも半円状外周部の近傍にはコーナー部が存在しないため、ダレが極端に小さくなった箇所がない。したがって、パンチ金型を板材に対して相対的に半円状外周部の側へ位置をずらせながら追抜き加工を行えば、継ぎ目が生じない。
【０００８】
この発明のパンチプレスは、板材にパンチ加工を行うパンチ加工手段と、板材を前記パンチ加工手段のパンチ位置へ送る板材送り手段と、上金型を複数設置可能な上側の工具支持体と、前記上金型に対応する下金型を複数設置可能な下側の工具支持体と、これら上側の工具支持体および下側の工具支持体の上金型および下金型を前記パンチ位置に割り出す金型割出手段と、前記パンチ加工手段、板材送り手段、および金型割出手段を制御する加工制御手段とを備える。前記複数の上金型および下金型のうち少なくとも１組は、板材にパンチ孔を開けるためのパンチ金型およびダイ金型であり、他の少なくとも１組は、板材の表面に溝を形成するための溝切りツールおよび溝切り用ダイである。前記加工制御手段は、前記金型割出手段により前記溝切りツールおよび溝切り用ダイを前記パンチ位置に割り出させ、この割り出された溝切りツールおよび溝切り用ダイを用いて所望の長孔の端縁に沿う溝を形成するように、前記板材送り手段およびパンチ加工手段に板材送りおよび加工をさせる溝切り制御と、前記金型割出手段により前記パンチ金型およびダイ金型を前記パンチ位置に割り出させ、この割り出されたパンチ金型およびダイ金型を用いて、パンチ金型を前記溝に沿わせながら、隣合うもの同士を互いに部分的に重複させて複数のパンチ孔を開けるように、前記板材送り手段およびパンチ加工手段に板材送りおよび加工をさせる追抜き加工制御とを行わせる。
【０００９】
このパンチプレスの構成によれば、まず、溝切りツールおよび溝切り用ダイをパンチ位置に割り出させ、この割り出された溝切りツールおよび溝切り用ダイを用いて所望の長孔の端縁に沿う溝を形成し、次にパンチ金型およびダイ金型をパンチ位置に割り出し、この割り出されたパンチ金型およびダイ金型を用いて、パンチ金型を前記溝に沿わせながら、隣合うもの同士を互いに部分的に重複させて複数のパンチ孔を開ける。これにより、継ぎ目の無い長孔を加工することができる。この追抜き加工は、加工制御手段によりパンチ加工手段、板材送り手段、および金型割出手段を制御することで、自動で行われる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明のパンチプレスの追抜き加工方法は、パンチ加工によるパンチ孔を隣合うもの同士が互いに部分的に重複するように複数開けることで、単独のパンチ孔よりも平面方向に長い長孔を板材に開ける追抜き加工を行う方法であって、板材の少なくとも片側の面に、所望の長孔の端縁に沿う溝を形成する過程と、パンチ加工用のパンチ金型を前記溝に沿わせながら前記追抜き加工を行う過程とを含むため、板材に長孔を継ぎ目無く加工することができる。
【００１１】
この発明のパンチプレスの追抜き加工方法において、前記パンチ金型は、板材の面と平行な断面の形状が、半円状外周部と、この半円状外周部の両端に接線方向に続く互いに平行な直線状外周部とを有する形状であり、このパンチ金型を板材に対して相対的に前記半円状外周部の側へ位置をずらせながら前記追抜き加工を行わせる場合は、追抜き加工を良好に行える。
【００１２】
この発明のパンチプレスは、板材にパンチ加工を行うパンチ加工手段と、板材を前記パンチ加工手段のパンチ位置へ送る板材送り手段と、上金型を複数設置可能な上側の工具支持体と、前記上金型に対応する下金型を複数設置可能な下側の工具支持体と、これら上側の工具支持体および下側の工具支持体の上金型および下金型を前記パンチ位置に割り出す金型割出手段と、前記パンチ加工手段、板材送り手段、および金型割出手段を制御する加工制御手段とを備えたパンチプレスであって、前記複数の上金型および下金型のうち少なくとも１組は、板材にパンチ孔を開けるためのパンチ金型およびダイ金型であり、他の少なくとも１組は、板材の表面に溝を形成するための溝切りツールおよび溝切り用ダイであり、前記加工制御手段は、前記金型割出手段により前記溝切りツールおよび溝切り用ダイを前記パンチ位置に割り出させ、この割り出された溝切りツールおよび溝切り用ダイを用いて所望の長孔の端縁に沿う溝を形成するように、前記板材送り手段およびパンチ加工手段に板材送りおよび加工をさせる溝切り制御と、前記金型割出手段により前記パンチ金型およびダイ金型を前記パンチ位置に割り出させ、この割り出されたパンチ金型およびダイ金型を用いて、パンチ金型を前記溝に沿わせながら、隣合うもの同士を互いに部分的に重複させて複数のパンチ孔を開けるように、前記板材送り手段およびパンチ加工手段に板材送りおよび加工をさせる追抜き加工制御とを行わせるため、上記方法で追抜き加工を行うのに適する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の実施形態を図面と共に説明する。図１は、この実施形態のパンチプレスの概略構成を示す平面図、図２はその側面図である。このパンチプレスは、フレーム１における上フレーム部１ａおよび下フレーム部１ｂに、上側および下側の工具支持体である上下のタレット２，３が互いに同心の垂直軸回りに回転自在に支持されている。これらタレット２，３には、それぞれ複数の上金型および下金型が円周方向に並べて設置されている。複数の上金型および下金型のうち少なくとも１組はパンチ金型４およびダイ金型５であり、他の少なくとも１組は溝切りツール６および溝切り用ダイ７であり、さらに他の少なくとも１組は上下のバリ潰しツール２０，２１である。
【００１４】
上下のタレット２，３は、フレーム１に設置されて金型割出手段８により、希望の金型がパンチ位置Ｐに割り出される。金型割出手段８は、上下のタレット２，３を、例えば共通のモータ（図示せず）により、チェーン等の駆動伝達系を介して互いに同期回転させるものである。
【００１５】
パンチ金具４、溝切りツール６、および上バリ潰しツール２０は、パンチ位置Ｐに割り出された状態で、ラム９により昇降駆動される。ラム９は、図示しないガイド部材を介して上フレーム部１ａに昇降自在に支持され、パンチ加工手段１０で昇降駆動される。パンチ加工手段１０は、例えばサーボモータ１１とその回転をラム９の直線運動に変換する運動変換機構１２とからなる。
【００１６】
板材Ｗは、加工箇所がパンチ位置Ｐにくるように、板材送り手段１３によりテーブル１４上を前後左右に送られる。板材送り手段１３は、前後（Ｙ方向）移動するキャリッジ１５に、左右（Ｘ方向）移動するクロススライド１６を設置し、板材Ｗの端部を把持するワークホルダ１７をクロススライド１６に取付けたものとしてある。キャリッジ１５を前後方向に移動させる前後移動機構２３、およびクロススライド１６を左右方向に移動させる左右移動機構２４は、例えばサーボモータ２３ａ，２４ａとその回転を直線動作に変換するボールねじ等の変換機構２３ｂ，２４ｂ等からなる。
【００１７】
このパンチプレスの全体、例えば前記金型割出手段８、パンチ加工手段１０、および板材送り手段１３は、コンピュータ式の数値制御装置等からなる加工制御手段１８によって制御される。加工制御手段１８は、パンチ金型４およびダイ金型５を用いた通常のパンチ加工制御の他に、パンチ金型４およびダイ金型５を用いて板材に長孔を開ける追抜き加工を制御する追抜き加工制御と、溝切りツール６および溝切り用ダイ７を用いて、前記追抜き加工に先立って長孔の端縁に沿う溝を切る溝切り制御と、上下のバリ潰しツール２０，２１を用いて、前記追抜き加工によって開けられた長孔のバリ等を潰すバリ潰し制御とを行う。これらの制御については、後で説明する。
【００１８】
図３は溝切りツール６および溝切り用ダイ７による溝切り加工を示す図である。溝切りツール６は先端が断面Ｖ字状、溝切り用ダイ７は上面が平面状になっており、溝切り用ダイ７によって下から支えられた板材Ｗに対して溝切りツール６を上からパンチすることにより、板材Ｗの表面にＶ字状の溝３１（図８（Ａ），（Ｂ）参照）を形成する。
【００１９】
この実施形態のように、溝切りツール６をパンチすることにより溝３１を形成するのではなく、外周部に溝切り用の刃先が形成された円板状の溝切りツールを板材Ｗに押付けながら回転移動させることで板材Ｗに溝３１を形成するようにしてもよい。その場合、回転式の溝切りツールはラム９によって所定の高さに保持された状態で使用される。パンチ式および回転式いずれの形式の溝切りツールもパンチ加工手段１０により加工作動を行わせることができる。
【００２０】
溝切りツール６で形成する溝３１の断面形状はＶ字状に限定しない。例えば図９（Ａ），（Ｂ）に示すように溝３１の壁面が曲面状であってもよい。ただし、溝３１の壁面が平面状および曲面状のいずれである場合も、先端側ほど幅が狭くなる形状であるのが好ましい。
【００２１】
図４（Ａ）はパンチ金型４およびダイ金型５によるパンチ加工を示す図である。筒状のダイ金型５により下から支えられた板材Ｗに対し、凸状のパンチ金型４を上からパンチすることにより、板材Ｗにパンチ孔３２（図７参照）が開けられる。図４（Ｂ）に示すように、パンチ金型４の板材Ｗと平行な断面形状は、半円状外周部４ａと、この半円状外周部４ａの両端に接線方向に続く互いに平行な直線状外周部４ｂとを有する形状をしている。図示は省略するが、ダイ金型５の孔５ａの断面は、上記パンチ金型４の断面に相当する形状をしている。
【００２２】
図５は上下のバリ潰しツール２０，２１によるバリ潰し加工を示す図である。上下のバリ潰しツール２０，２１は共に、基台部２０ａ，２１ａにボール部材２０ｂ，２１ｂを回転自在に支持させたものである。上バリ潰しツール２０のボール２０ｂの方が下バリ潰しツール２１のボール部材２１ｂよりも直径が大きく、例えば２倍程度とされている。
【００２３】
このパンチプレスによる長孔追抜き加工の方法を、図６のフローチャートと共に説明する。図７は長孔の平面図、図８は長孔追抜き加工の過程を示す説明図である。まず、溝切り制御により、図８（Ａ）のように所望の長孔３０の端縁に沿う溝３１を形成する。溝切り制御は、金型割出手段８により溝切りツール６および溝切り用ダイ７をパンチ加工位置Ｐに割り出させ（ステップ１）、この割り出された溝切りツール６および溝切り用ダイ７を用いて前記長孔３０の端縁に沿う溝３１を形成するように、板材送り手段１３およびパンチ加工手段１０に板材送りおよび加工をさせる（ステップ２）制御である。
【００２４】
次に、追抜き加工制御により、板材Ｗに長孔３０を開ける。追抜き加工制御は、金型割出手段８にパンチ金型４およびダイ金型５をパンチ位置Ｐに割り出させ（ステップ３）、この割り出されたパンチ金型４およびダイ金型５を用いて、パンチ金型４を前記溝３１に沿わせながら、図７に示すように隣合うもの同士を互いに部分的に重複させて複数のパンチ孔３２を開けるように、板材送り手段１３およびパンチ加工手段１０に板材送りおよび加工をさせる（ステップ２）制御である。この追抜き加工の際、図８（Ｂ）のようにパンチ金型４およびダイ金型５を両者のせん断作用面４ｃ，５ｂが溝３１の最深部を通るように保持して、板材Ｗに対してパンチ金型４を円弧状外周部４ａの側へ位置をずらせながらパンチ加工を行う。図７における丸囲み数字は、パンチ孔３２の加工順序を示す。
【００２５】
この追抜き加工の方法によると、事前に長孔３０の端縁に沿う溝３１を形成しておき、この溝３１に沿って各パンチ孔３２を開ける。溝３１の断面形状はＶ字状であり、溝３１の最深部に応力が集中するため、パンチ金型４による打ち抜きが良好に行われる。溝３１の部分は板材Ｗの肉厚が薄くなっているため、溝３１の追抜き加工による継ぎ目が出にくい。また、課題を解決するための手段の欄で説明したように、追抜き加工で発生する継ぎ目は、パンチ孔のコーナー部に生じるダレの小さい部分に起因するものであるが、パンチ金型４およびダイ金型５によるパンチ孔３２にはコーナー部が存在しないため、ダレの小さい部分が生じず、継ぎ目の発生が抑えられる。なお、この実施形態のパンチ金型４の断面形状は、半円状外周部４ａと反対側の端部が矩形状外周部とされているが、追抜き加工を行う場合、この矩形状外周部がパンチされる位置は前回のパンチ孔３２の部分であるため、追抜き加工時にはパンチ孔３２の形成に関与していない。
【００２６】
次に、バリ潰し制御により、追抜き加工によって生じたバリ３３を除去する。併せて、継ぎ目３４が生じている場合は、これも除去する。バリ潰し制御は、金型割出手段８に上下のバリ潰しツール２０，２１をパンチ位置Ｐに割り出させ（ステップ５）、この割り出されたバリ潰しツール２０，２１を用いてバリ３３および継ぎ目３４を押し潰すように、板材送り手段１３およびパンチ加工手段１０に板材送りおよび加工をさせる（ステップ６）制御である。具体的には、図８（Ｃ）に示すように、バリ潰しツール２０，２１のボール部材２０ｂ，２１ｂを長孔３０の端縁に上下から押し付けながら、板材Ｗに対し端縁に沿って相対移動させることで、バリ３３および継ぎ目３４を押し潰す。図８（Ｃ）には分かりやすくするため継ぎ目３４を大きく表示しているが、上記溝切り制御をしてから追抜き加工制御を行った場合、実際の継ぎ目３４はもっと小さく、あるいはほとんど無いに近い状態になっている。このバリ潰し加工を行うことにより、図８（Ｄ）のようにバリ３３および継ぎ目３４が無くなり、綺麗な長孔３０に仕上がる。
【００２７】
この実施形態では、ボール状のバリ潰しツール２０，２１によってバリ３３や継ぎ目３４を潰すようにしたが、これ以外の方法でバリ３３や継ぎ目３４を除去するようにしてもよい。
また、溝切り加工および追抜き加工によりバリ３３や継ぎ目３４がほとんで生じない場合は、バリ潰し加工を省略してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の実施形態にかかるパンチプレスの概略構成を示す平面図である。
【図２】同パンチプレスの概略構成を示す側面図である。
【図３】（Ａ）は溝切りツールおよび溝切り用ダイによる溝切り加工を示す正面図、（Ｂ）はその側面図である。
【図４】（Ａ）はパンチ金型およびダイ金型によるパンチ加工を示す図、（Ｂ）はIVＢ−IVＢ断面図である。
【図５】上下のバリ潰しツールによるバリ潰し加工を示す図である。
【図６】長孔の追抜き加工方法を示すフローチャートである。
【図７】長孔の形状を示す平面図である。
【図８】長孔の追抜き加工の過程を示す説明図である。
【図９】（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ異なる溝の形状を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
２，３…工具支持体
４…パンチ金型
４ａ…半円状外周部
４ｂ…直線状外周部
５…ダイ金型
６…溝切りツール
７…溝切り用ダイ
８…金型割出手段
１０…加工手段
１３…板材送り手段
１８…加工制御手段
２０…上バリ潰しツール
２１…下バリ潰しツール
３０…長孔
３１…溝
３２…パンチ孔
３３…バリ
３４…継ぎ目
Ｗ…板材
【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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【図８】
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【図９】
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