説明

トリミング方法およびトリミング装置

【課題】バリ等の不要部分の残りの発生を確実に防止し、もって、後のバリ取り工程を不要とするトリミング方法およびトリミング装置を提供する。
【解決手段】バリ等の不要部分B1、B2を有する成形品Wを下型1に載置し、ワーク押え3が内装された上型2を油圧シリンダ15により下降させて、ワーク押え3により成形品Wを押えながら前記不要部分をせん断するトリミング方法、装置において、前記せん断中、油圧シリンダ15の油圧を油圧センサ17により検出して、その信号をバリ残り判定装置23に送出する。バリ残り判定装置23は、油圧センサ17によって得られた油圧変化に基いて不要部分の残りの有無を判断し、そこでバリ残りと判定された場合は、ばね17の付勢力でワーク押え3による成形品Wの押えを維持しながら、上型2を上昇−下降させてせん断を繰返す。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、鋳造品、鍛造品等の成形品に存在する不要部分をせん断除去するためのトリミング方法およびトリミング装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、鋳造品には、バリを始め、湯口や湯道などを含む方案部、鋳抜き穴内の残肉部等の多くの不要部分が存在し、このため、鋳造品の製造に際しては、最終的にトリミングを行ってこれら不要部分をせん断除去するようにしている。そして従来、この種のトリミングを行うトリミング装置は、一般に鋳造品(成形品)が載置される下型と、下型に対して接近離間する上型と、該上型内に配設され、前記下型に対して鋳造品を押えるワーク押えとを備えた構造となっていた(例えば、特許文献1参照)。このようなトリミング装置において、前記上型は、通常、油圧シリンダによって昇降駆動されるようになっており、トリミングに際しては、先行して下降するワーク押えによって鋳造品が下型に押えられ、続いて上・下型に設けられた切刃(トリミング刃)の協働によって不要部分がせん断される。なお、鋳造品の場合は、鋳抜き穴内に鋳抜きピン(中子)の折れ片が残存する場合があるため、特許文献1に記載されるものでは、型内に鋳抜き穴に挿入可能なピン部材を配設して、このピン部材の軸方向変位量から前記折れ片の残存の異常を検知するようにしている。
【特許文献1】実開平5−24151号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
ところで、上記したトリミングにおいては、成形品の寸法バラツキや下型に対する成形品のセット位置のバラツキ等により不要部分の残りがしばしば発生する。このため、従来は、トリミング工程の後に機械加工等によるバリ取り工程を設定することが必要不可欠となっており、その分、製造工程が複雑化すると共に、製造コストも上昇する、という問題があった。
【0004】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、不要部分の残りの発生を確実に防止し、もって、後のバリ取り工程を不要とするトリミング方法およびトリミング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者等は、油圧シリンダを駆動源とするトリミング装置において、不要部分ののせん断中における油圧変化を鋭意観察した結果、前記油圧変化と不要部分のせん断状況との間に密接な相関があることを見出した。すなわち、図1(a)に示されるように、切刃Aによって成形品Wに存在するバリ等の不要部分Bが円滑にせん断された場合は、同図(b)に示されるように、油圧変化は、一時的に急増した後、急減するプロファイルとなる。しかし、図2(a)に示されるように、ワークWに存在する不要部分Bが切刃Aによって十分にせん断されずに残った場合は、同図(b)に示されるように、油圧変化は、一時的に急増した後、多段階に低下するプロファイルとなる。
【0006】
本発明は、上記したせん断時の油圧変化に着目してなされたもので、本発明に係るトリミング方法は、バリ等の不要部分を有する成形品を下型に載置し、ワーク押えが内装された上型を油圧シリンダにより下降させて、前記ワーク押えにより成形品を押えながら前記不要部分をせん断するトリミング方法において、前記せん断中、前記油圧シリンダの油圧変化を検出し、該油圧変化に基いて不要部分の残りの有無を判断して、不要部分の残りがあると判断した場合に、前記ワーク押えによる成形品の押えを維持しながらせん断を繰返すことを特徴とする。この場合、油圧変化のプロファイルの形状に基いて不要部分の残りの有無を判断するのが望ましい。
【0007】
また、本発明に係るトリミング装置は、バリ等の不要部分を有する成形品を下型に載置し、ワーク押えを備えた上型を油圧シリンダにより下降させて、前記ワーク押えにより成形品を押えながら前記不要部分をせん断するトリミング装置において、前記上型に、前記ワーク押えを成形品押え位置に拘束する拘束手段を配設し、さらに、前記油圧シリンダの油圧を検出する油圧センサと該油圧センサによって得られた油圧の変化に基いて不要部分の残りの有無を判断するバリ残り判定装置とを設けたことを特徴とする。この場合、前記拘束手段は、常時は押え部材を下方向へ付勢する付勢手段からなる構成としても、押え部材に下方向への押圧力を加えるシリンダ装置からなる構成としてもよい。
【0008】
上記のように構成したトリミング方法およびトリミング装置においては、せん断時の油圧変化を監視して、その油圧変化から不要部分の残りの有無を判断し、せん断を繰返すので、不要部分が確実に除去される。しかも、拘束手段によってワーク押えを拘束し、成形品の押えを維持しながらせん断を繰返すので、せん断を高精度にかつ安全に繰返すことができる。
【発明の効果】
【0009】
本発明に係るトリミング方法およびトリミング装置によれば、不要部分の残りがなくなるまでせん断を繰返すので、後のバリ取り工程が不要になり、工程の簡略化はもとより、製造コストの低減に大きく寄与するものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基いて説明する。
図3は、本発明の第1実施形態としてのトリミング装置を示したものである。本トリミング装置は、鋳造品(成形品)Wの外周に存在するバリ、方案部等の不要部分B1および鋳抜き穴H内に存在する残肉部(不要部分)B2をせん断除去するもので、鋳造品Wが載置される下型1と、下型1に対して接近離間可能に配置された上型2と、上型2内に配設され、下型1に対して鋳造品Wを押えるワーク押え3とを備えている。
【0011】
下型1は、ベース部4とこのベース部4から立上げられた中空の台座部5とからなっており、その台座部5の上端外周縁部には切刃6が設けられている。また、上型2は、前記下型1の切刃6と協働する切刃7を下端部に有する筒状部8および鋳造品Wの鋳抜き穴Hに挿入可能なポンチ部9を有する下部構造2Aと、この下部構造2Aに対して隔壁10で隔てられたボックス形状の上部構造2Bとからなっている。さらに、ワーク押え3は、前記上型2の上部構造2B内に配置された押え板部11とこの押え板部11から前記隔壁10に形成した貫通孔13を挿通して下部構造2A内まで延ばされた複数の押えピン部12とからなっている。なお、下型1、上型2内の切刃6、7は、別体に形成して対応する台座部5、筒状部8に接合一体化してもよいことはもちろんである。
【0012】
上型2は、装置架台14に配置された複数の油圧シリンダ15に支持され、該油圧シリンダ15によって昇降駆動されるようになっている。また、上型2の上部構造2B内には、該上部構造2Bの上板部16とワーク押え3の押え板部11との間に介装され、常時はワーク押え3を下方向へ付勢する複数のばね(拘束手段)17が配設されている。ワーク押え3は、その自重と付勢手段としてのばね17の付勢力とにより、図示の型開き時にはその押え板部11が上記隔壁10に載る状態を維持し、この状態でその押えピン部12の下端が前記ポンチ部9よりも所定量だけ下方位置に位置決めされる。上型2の上部構造2Bにはまた、ワーク押え3の押え板部11を隔壁10から離間する中間位置に保持するストッパ手段18、18が配設されている。ストッパ手段18は、ここでは油圧シリンダからなっており、そのロッド19が前記押え板部11の昇降範囲に進退出可能に上部構造2Bの側壁に固設されている。一方、前記装置架台14には、複数の押出ピン20が配置されている。各押出ピン20は、上型2の上板部16に形成した貫通孔21に挿入可能な位置に設置されており、上型2の上昇端(上死点)への上昇に応じて各押出ピン20の先端部が上型2の上部構造2B内に挿入されるようになっている。
【0013】
本実施形態において、上記各油圧シリンダ15には、その内部の油圧を検出する油圧センサ22が付設されている。また、別途,バリ残り判定装置23が設置されており、前記各油圧センサ22の信号がこのバリ残り判定装置23に送出されるようになっている。バリ残り判定装置23は、各油圧センサ22で検出した油圧を平均化して、前記図1および図2に示したごとき油圧変化のプロファイルを求め、この油圧変化プロファイルの形状に基いて不要部分の残り(以下、これをバリ残りという)の有無を判断する機能を有しており、その判定結果は、本装置全体の作動を制御する制御装置24へ送出されるようになっている。
【0014】
ここで、上記バリ残り判定装置23には、バリ残りがない場合の油圧変化のプロファイル(図1)が正常プロファイルとして予め記憶されており、バリ残り判定装置23は、油圧センサ22の検出結果から得られた油圧変化のプロファイルをこの正常プロファイルと比較し、正常プロファイルから外れる場合にバリ残りと判断する。この場合、プロファイルの比較判断の指標としては、ピークからの減圧速度、プロファイルの基底部側の幅、プロファイル内の面積などのプロファイルの形状を用いることができる。なお、所望によりバリ残り判定装置23には、前記油圧変化のプロファイルや判定結果を表示する表示装置を付設してもよい。
【0015】
以下、上記のように構成されたトリミング装置によるトリミング方法を、図4および図5も参照して説明する。
【0016】
トリミングに際しては、図3に示すように、予め上型2を上死点に位置決めした状態とし、この状態で下型1の台座部5上に鋳造品(以下、これを粗材という)Wを載置する(図5:S1)。そして、この粗材Wの載置完了により油圧シリンダ15が伸長動作し、上型2の下降が開始される。また、これと同時にバリ残り判定装置23が起動され、油圧センサ22の信号がバリ残り判定装置23に連続に取込まれる(図5:S2)。上型2が下降すると、図4(1)に示されるように、先ずワーク押え3の押えピン部12が粗材Wの上面に当接し、続いてばね17が次第に短縮し、これにより粗材Wが下型1に対して強固に押えられる。なお、この時、ストッパ手段18のロッド19は、ワーク押え3の押え板部11に干渉しない短縮端に位置決めされている。
【0017】
その後、さらに上型2が下降すると、図4(2)に示されるように、上型2の筒状部8の先端の切刃7が下型1側の切刃6の側方を通過すると共に、ポンチ部9が粗材Wの鋳抜き穴H内に挿入される。これにより粗材Wの外周の不要部分B1が両切刃6および7の協働によりせん断除去され、これと同時に粗材Wの鋳抜き穴H内の残肉部B2がポンチ部9によりせん断除去される。この時、ワーク押え3が不動となっているので、上型2は、ばね17を短縮させながら下降し、遂には油圧シリンダ15の伸長端で決まる下死点に到達する。しかしてこの間、油圧センサ22による油圧の検出が続行されており(図5:S3)、バリ残り判定装置23は、このせん断中における油圧変化のプロファイルから、前記した要領でバリ残りの有無を判断する(図5:S4)。
【0018】
そして、上記ステップS4でバリ残りがあると判断(NG)された場合は、ステップS5で、所定のサイクルタイム内かどうかが判断され、所定のサイクルタイム内であれば(OK)、油圧シリンダ15が短縮側へ作動されて上型2が上昇する。この場合、上型2の上昇位置は、図4(3)に示されるように、ワーク押え3による粗材Wの押えが効いている範囲内とする。これによりワーク押え3は、ばね17の付勢力でその位置に拘束され、粗材Wは下型1上に位置不動のまま保持され、この結果、上型2のポンチ部9が粗材Wの鋳抜き穴Hから円滑に抜ける。本第1実施形態においては、このワーク押え3の拘束にばね17を用いているので、装置は、特別に複雑大型化することはなく、コスト上昇も最小限に抑えられる。
【0019】
その後、上型2は、図4(4)に示されるように、油圧シリンダ15の伸長動作に応じて再び下死点まで下降し、これにより下型1側の切刃6と上型2側の切刃7との協働により、あるいは鋳抜き穴Hへのポンチ部9の再挿入により、不要部分B1の残りや残肉部B2の残りがせん断除去される。しかしてこの間、油圧センサ22による油圧の検出が続行されており、ステップS4でバリ残りと判断され、かつステップS5で所定のサイクルタイム内と判断された場合は、再び、上型2の上昇−下降の行程が繰返され、バリ残りがせん断除去される。
【0020】
一方、ステップS4でバリ残りがないと判断(OK)された場合は、制御装置24からの指示で、先ず図4(4)に示されるように、ストッパ手段18が伸長動作してそのロッド19がワーク押え3の押え板部11の下側へ進出し、ワーク押え3の下降、すなわち上型2との相対移動が規制される。次に、図4(5)に示されるように、油圧シリンダ15が短縮動作して上型2が上昇する(図5:S7)。すると、ストッパ手段18によって上型2に対するワーク押え3の相対移動が規制されていることから、不要部分B1,B2が除去された粗材(良品)Wが上型2と一体に上昇する。
【0021】
そして、上型2が上死点近くまで上昇すると、装置架台14に配置された押出ピン20が上板部16の貫通孔21を挿通して上部構造2B内に進入し、ストッパ手段18により保持されていたワーク押え3の押え板部11に当接する。本実施形態においては、前記押出ピン20が押え板部11に当接するタイミングで、ストッパ手段18のロッド19が後退させられるようになっており、これによりワーク押え3が押出ピン20によって強く押し下げられる。この結果、図4(6)に示されるように、良品としての粗材(鋳造品)Wの全体が上型2から脱型される。一方、上型2の上昇中、適宜のハンドリング手段により受台25が下型1と上型2との間に搬入されており、前記脱型された鋳造品Wは前記受台25上に払い出され(図5:S8)、その後、該受台25の移動により装置外へ搬送される。なお、上型2は、前記鋳造品Wの脱型とほぼ同時に上死点に到達する。
【0022】
一方、ステップS5で、所定のサイクルタイムをオーバーしていると判断された場合は、表示装置にバリ残り有の不良表示を行い(図5:S9)、処理をステップS7に移して上型2を上死点まで上昇させ、不良品としての粗材Wを前記同様に受台25に払い出す。なお、サイクルタイムに制限がない場合は、バリ残りがなくなるまで上記せん断行程を何回繰返してもよい。、
【0023】
図6は、本発明の第2実施形態としてのトリミング装置を示したものである。本第2実施形態の特徴とするところは、上記第1実施形態においてワーク押え3の拘束に用いられたばね(付勢手段)17に代えてシリンダ装置(拘束手段)30を用い、かつワーク押え3を中間位置に保持するストッパ手段18として、第1実施形態における油圧シリンダに代えて機械式ロック機構を用いた点にある。拘束手段としてのシリンダ装置30は、前記ワーク押え3の押え板部11を挿通して上型2の隔壁10に載置固定されており、上方へ延ばされたロッド31の先端には、前記押え板部11の上面に当接可能なストッパ片32が一体に設けられている。一方、ストッパ手段18としての機械式ロック機構は、本体33に摺動可能に組込まれ、該本体33に内蔵したばねにより、常時は本体33からの突出方向へ付勢された作動ピン34を備えている。なお、ここでは、図3に示した装置架台14、油圧センサ22、バリ残り判定装置23、制御装置24等を図示省略している。
【0024】
以下、本第2実施形態としてのトリミング装置によるトリミング方法を、図7も参照して説明する。
【0025】
トリミングに際しては、図6に示したように、予め上型2を上死点に位置決めした状態とし、この状態で下型1の台座部5上に粗材(鋳造品)Wを載置する。そして、この粗材Wの載置完了により、第1実施形態と同様に油圧シリンダ15が伸長動作し、上型2の下降が開始される。また、これと同時にバリ残り判定装置23が起動され、油圧センサ22の信号がバリ残り判定装置23に連続に取込まれる。上型2が下降すると、図7(1)に示されるように、先ずワーク押え3の押えピン部12が粗材Wの上面に当接し、粗材Wは、ワーク押え3の自重によって下型1に対して押えられる。なお、この時、シリンダ装置30のロッド31は伸長端に位置決めされている。
【0026】
その後、さらに上型2が下降すると、図7(2)に示されるように、上型2の筒状部8の先端の切刃7が下型1側の切刃6の側方を通過すると共に、ポンチ部9が粗材Wの鋳抜き穴H内に挿入される。これにより粗材Wの外周の不要部分B1が両切刃6および7の協働によりせん断除去され、これと同時に粗材Wの鋳抜き穴H内の残肉部B2がポンチ部9によりせん断除去される。この時、ワーク押え3は上型2と相対に上昇し、上型2が下死点に到達する段階では、ワーク押え3の押え板部11がストッパ手段18の作動ピン34を本体33内に押込みながら該作動ピン34の上側へ変位し、該押え板部11はシリンダ装置30のロッド31の先端のストッパ片32に当接する状態となる。しかして、この間、油圧センサ22による油圧の検出が続行されており、バリ残り判定装置23は、このせん断中における油圧変化のプロファイルから上記した手順でバリ残りの有無を判断する。
【0027】
そして、バリ残り判定装置23によりバリ残りがあると判断された場合は、上記第1実施形態と同様に所定のサイクルタイム内かどうかが判断され、所定のサイクルタイム内であれば、油圧シリンダ15の短縮側への作動により上型2が上昇する。一方、図7(3)に示されるように、前記上型2の上昇に合せて、シリンダ装置30のロッド31が短縮側へ作動される。これによりワーク押え3はシリンダ装置30のストッパ片32によってその位置に拘束され、粗材Wは下型1上に位置不動のまま保持され、この結果、上型2のポンチ部9が粗材Wの鋳抜き穴Hから円滑に抜ける。なお、この時、ワーク押え3の押え板部11はストッパ手段18の作動ピン34を乗越えてその下側へ変位する。
【0028】
その後、図7(4)に示されるように、先ずシリンダ装置30のロッド31が伸長し、続いて油圧シリンダ15が伸長動作する。これにより上型2の下降が再び開始され、これに応じて下型1側の切刃6と上型2側の切刃7との協働により、あるいは鋳抜き穴Hへのポンチ部9の再挿入により、不要部分B1あるいは残肉部(不要部分)B2の残りがせん断除去される。この時、ワーク押え3は上型2と相対に上昇し、その押え板部11がストッパ手段18の作動ピン34を乗越えてその上側へ変位する。しかして、この間、油圧センサ22による油圧の検出が続行されており、この段階でバリ残りと判断され、かつ所定のサイクルタイム内と判断された場合は、再び、上型2の上昇−下降の行程が繰返される。
【0029】
そして、バリ残り判定装置23によりバリ残り無しと判断された場合は、図7(5)に示されるように、油圧シリンダ15が短縮動作して上型2が上昇する。すると、ストッパ手段18の作動ピン34によってワーク押え3と上型2との相対移動が規制されていることから、図7(5)に示されるように、不要部分B1,B2が除去された粗材(良品)Wが上型2と一体に上昇する。
【0030】
そして、上型2が上死点近くまで上昇すると、図7(6)に示されるように、装置架台14に配置された押出ピン20が上板部16の貫通孔21を挿通して上部構造2B内に進入し、ストッパ手段18により保持されていたワーク押え3の押え板部11に当接する。押出ピン20は、上型2のさらなる上昇に応じて前記押え板部11を強く押し下げ、これにより押え板部11は、ストッパ手段18の作動ピン34を乗越えて、その下側へ移動する。この結果、良品としての鋳造品(粗材)Wの全体が上型2から脱型される。一方、上型2の上昇中、適宜のハンドリング手段により受台25が下型1と上型2との間に搬入されており、前記脱型された鋳造品Wは前記受台25上に払い出され、その後、受台25の移動により装置外へ搬送される。本第2実施形態においては、上型2から脱型された鋳造品Wには、ワーク押え3の自重のみが加わるだけなので、ばね17(図3、4)の付勢力を受ける第1実施形態の場合よりも落下の勢いが抑制され、受台25との衝突で鋳造品Wが傷付けられる危険性は解消される。
【0031】
ここで、所定のサイクルタイムをオーバーしていると判断された場合は、第1実施例と同様に、表示装置にバリ残り有の不良表示を行い、上型2を上死点まで上昇させて、不良品としての粗材Wを前記同様に受台25に払い出す。また、サイクルタイムに制限がない場合は、バリ残りがなくなるまで上記せん断行程を何回繰返してもよいことは、第1実施形態の場合と同様である。
【0032】
なお、上記各実施形態においては、不要部分B1、B2を除去した後、鋳造品Wを上型2と一緒に上昇させて、受台25に払い出すようにしたが、この鋳造品Wは、そのまま下型1上に残してもよいものである。この場合は、上型2に対するワーク押え3の相対移動を規制するストッパ手段18が不要になることはもちろん、設備架台14側の押出ピン2も不要になる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】バリ残りがない場合のトリミング状況と油圧変化とを示す説明図である。
【図2】バリ残りがある場合のトリミング状況と油圧変化とを示す説明図である。
【図3】本発明の第1実施形態としてのトリミング装置の全体構成を示す断面図である。
【図4】第1実施形態としてのトリミング装置によるトリミング方法を順を追って示す断面図である。
【図5】本トリミング方法における処理フローを示すフローチャートである。
【図6】本発明の第2実施形態としてのトリミング装置の全体構成を示す断面図である。
【図7】第2実施形態としてのトリミング装置によるトリミング方法を順を追って示す断面図である。
【符号の説明】
【0034】
1 下型
2 上型
3 ワーク押え
6 下型の切刃
7 上型の切刃
15 油圧シリンダ
17 付勢手段としてのばね(拘束手段)
18 ストッパ手段
22 油圧センサ
23 バリ残り判定装置
30 シリンダ装置(拘束手段)
W 鋳造品(成形品)
B1 外周の不要部分
B2 鋳抜き穴内の残肉部(不要部分)


【特許請求の範囲】
【請求項1】
バリ等の不要部分を有する成形品を下型に載置し、ワーク押えが内装された上型を油圧シリンダにより下降させて、前記ワーク押えにより成形品を押えながら前記不要部分をせん断するトリミング方法において、前記せん断中、前記油圧シリンダの油圧変化を検出し、該油圧変化に基いて不要部分の残りの有無を判断して、不要部分の残りがあると判断した場合に、前記ワーク押えによる成形品の押えを維持しながらせん断を繰返すことを特徴とするトリミング方法。
【請求項2】
油圧変化のプロファイルの形状に基いて不要部分の残りの有無を判断することを特徴とする請求項1に記載のトリミング方法。
【請求項3】
バリ等の不要部分を有する成形品を下型に載置し、ワーク押えが内装された上型を油圧シリンダにより下降させて、前記ワーク押えにより成形品を押えながら前記不要部分をせん断するトリミング装置において、前記上型に、前記ワーク押えを成形品押え位置に拘束する拘束手段を配設し、さらに、前記油圧シリンダの油圧を検出する油圧センサと該油圧センサによって得られた油圧の変化に基いて不要部分の残りの有無を判断するバリ残り判定装置とを設けたことを特徴とするトリミング装置。
【請求項4】
拘束手段が、常時は押え部材を下方向へ付勢する付勢手段からなることを特徴とする請求項3に記載のトリミング装置。
【請求項5】
拘束手段が、押え部材に下方向への押圧力を加えるシリンダ装置からなることを特徴とする請求項3に記載のトリミング装置。


【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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